JP2004096608A

JP2004096608A - 中継用無線機器

Info

Publication number: JP2004096608A
Application number: JP2002257642A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yoshida; 吉田　毅
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-09-03
Filing date: 2002-09-03
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】本発明は、部屋の外観を損なうことなく、各部屋で安定した無線通信を行う中継用無線機器を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の中継用無線機器は、室内の無線機器との間で無線信号を送受信するアンテナ４を備え、該無線信号を変復調して得たデータを外部の通信網と送受信する中継用無線機器であって、室内を照明する照明ランプ３と共に照明カバー２によって覆われたことを特徴とする。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内の無線機器との間で無線信号を送受信し、この無線信号を変復調して得たデータを外部の通信網と送受信する中継用無線機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、屋内で使用する無線ＬＡＮのアクセスポイント（中継用無線機器）には、一般に垂直無指向性のスリーブアンテナや垂直ダイポールアンテナが使用され、公衆回線を引き込んだ部屋に設置される。しかし、屋内には壁や天井等の電波を遮蔽する部材が多数あり、アクセスポイントを設置した部屋と別の部屋との間で安定した通信を行うことは難しい。
【０００３】
図７は従来の屋内無線ＬＡＮシステムの構成図である。図７において、１０１は１つの部屋に置かれた無線クライアント機器、１０２は別の部屋に置かれた中継用無線機器、１０３はコンピュータ装置、１０４は床、１０５は壁、１０６は天井である。２つの部屋の間には壁１０５や天井１０６等の遮蔽物があり、一方の部屋に中継用無線機器１０２を配置しても、別の部屋では著しく電波は減衰する。中継用無線機器１０２と無線クライアント機器１０１との間で安定した通信を行うことは難しい。従って、無線通信を補う手段として、屋内にＬＡＮケーブルを敷設して中継用無線機器１０２と接続し、別の部屋にも他の中継用無線機器１０２を配置することが行われている。しかし、一般に建築済みの家屋にＬＡＮケーブルを敷設することは困難なことが多く、賃貸住宅の場合はこのような工事を行うことは事実上不可能である。
【０００４】
例えば、特許文献１にアンテナを床面に配置する工事を行う技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特公平０５−７４１０４公報
【０００６】
しかし、床面には家具やカーペット、床暖房器具、スチール製家具、調度品など電波を遮蔽する原因となる物体が配置されることが多く、床面にアンテナを配置しても、居住空間での電界強度は大きく減衰することが予想される。とくに金属製の家具・パーティションが設置されている場合等にはその減衰は著しく大きく、電界強度は大きく損なわれる。
【０００７】
また無線機器においては、一般にあらゆる方向からの電波を受けることができるように、モノポールアンテナやスリーブアンテナ、あるいは垂直ダイポールアンテナを鉛直に向けて使用する。これらのアンテナは水平面にはほぼ無指向性を示すが、図８に示すように垂直面にはほとんど輻射成分がなく、床からの電波に対しては非常な感度低下を来してしまう。図８は従来の屋内無線ＬＡＮシステムの指向性を示す説明図である。図８において１０７は床下アンテナである。中継用無線機器１０２から輻射された電波は水平上向きが強く、床下アンテナ１０７方向の電界強度はきわめて低くなる。この点からも、特許文献１のように床面にアンテナを設置することは大きな効果が見込めないものであった。
【０００８】
また、別の従来の技術として、観葉植物の植木鉢の中にアンテナを仕込む技術が特許文献２で開示されている。
【０００９】
【特許文献２】
実用新案登録第３０４４２９２号公報
【００１０】
しかし、このような室内の小物、とくに観賞用の小物は人と接触したり視野に入り易くするため、人の背丈以下の高さに設置されることが多い。従って、人体や室内の調度品により電波が遮蔽される可能性が高く、また、ケーブルが接続されて容易に移動できないため、取り扱いにくい等、効果が損なわれる問題点も多い。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、従来の屋内無線ＬＡＮシステムでは障害物が多く、中継用無線機器が配置されていない部屋においては、中継用無線機器が配設された部屋からの電波を受信するため電界強度が低く、通信が不安定になってしまう。また伝搬条件が良い場所で誤操作を防ぐため、妄りに手を触れることができない場所で、かつ見通しの良い場所で、かつコンピュータ装置の近くという条件の良い場所はなかなか見つからない。
【００１２】
そこで本発明は、部屋の外観を損なうことなく、各部屋で安定した無線通信を行う中継用無線機器を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の中継用無線機器は、室内を照明する照明ランプに隣接して設置され、該照明ランプと共に照明カバーによって覆われたことを特徴とする。
【００１４】
これにより、部屋の外観を損なうことなく、各部屋で安定した無線通信を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載された発明は、室内の無線機器との間で無線信号を送受信するアンテナを備え、該無線信号を変復調して得たデータを外部の通信網と送受信する中継用無線機器であって、室内を照明する照明ランプに隣接して設置され、該照明ランプと共に照明カバーによって覆われたことを特徴とする中継用無線機器であり、照明ランプを覆っている照明カバーでアンテナを含め中継用無線機器全体を覆うから、室内に常備される照明器具しか視野に入らないため部屋の外観を損なうことなく、各部屋で安定した無線通信を行うことができる。
【００１６】
本発明の請求項２に記載された発明は、アンテナが垂直水平無指向性アンテナであることを特徴とする請求項１記載の中継用無線機器であり、垂直方向への主たる電磁波の輻射方向は室内下方になり、室内に有効に電磁波を輻射することができ、安定した通信を行うことができる。
【００１７】
本発明の請求項３に記載された発明は、データをネットワークへ送受信するためのネットワークインタフェースを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の中継用無線機器であり、ＰＣＩバスを介しネットワークとの中継を行うことができる。
【００１８】
本発明の請求項４に記載された発明は、データを商用電源に重畳するためのデータ変調部を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の中継用無線機器であり、無線機器を増設して相互に接続する場合、既存の商用電源線でデータ伝送を行うことができ、新たに信号線を設置しないため設置工事を行う必要がなく屋内無線ネットワークを構築することができる。
【００１９】
本発明の請求項５に記載された発明は、データを他の無線機器に送受信するため、強い電界強度の無線信号を送受信することを特徴とする請求項１または２記載の中継用無線機器であり、室内からの弱い電波を強い電波で屋内の他の部屋に発信でき、人体の近くにある無線機器の近傍では弱い電波を使うことで、高周波被爆を最小限にすることができる。
【００２０】
本発明の請求項６に記載された発明は、データを公衆通信回線へ送受信するための公衆通信回線モデムを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の中継用無線機器であって、新たにケーブル設置をしなくとも、ネットワークのサービスを提供することができる。
【００２１】
本発明の請求項７に記載された発明は、データをネットワークへ送受信するために、マイクロコンピュータのペリフェラル入出力ポートに接続されたインタフェースを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の中継用無線機器であり、ペリフェラル入出力ポートを介しネットワークとの中継を行うことができる。
【００２２】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１におけるアンテナを備えた中継用無線機器について説明する。図１は本発明の実施の形態１におけるアンテナを備えた中継用無線機器の説明図、図２は図１のアンテナを備えた中継用無線機器の電波の指向性を示す説明図である。図１において、１は天井等の取り付け面、２はドーム型やデスク型の照明器具のカバー（本発明の照明カバー）、３は蛍光灯等の照明ランプ、４はマイクロ波帯の無線信号を送受信できるアンテナである。５は、アンテナ４で受信した高周波信号を中間周波数に変換し、これを復調してパケットデータに変換して、イーサネット（登録商標、本発明のネットワーク）を介して所定のアドレスのコンピュータ装置（図示せず）へ送信するとともに、データ送信時には他のコンピュータ装置からイーサネットを介して自己のアドレス宛てへ送信されるパケットデータを中間周波数の信号に変換し、これを高周波信号に変換してアンテナ４から送信する無線機器である。実施の形態１の中継用無線機器はアンテナ４と無線機器５とから構成される。
【００２３】
次に中継用無線機器の使用例として屋内に設置されたクライアントとしての無線ＬＡＮ機能付きコンピュータ装置（図示せず、以下、無線クライアント機器）よりインターネット上のＷＷＷサーバにアクセスする場合について説明する。中継用無線機器は常時、許可された無線帯域を連続受信しながら待機している。無線クライアント機器は許可された周波数において、予め定められたブロードキャスティングアドレスを使用したパケットを含む電波を発射する。中継用無線機器はこれを受信し、パケットをイーサネットに配信する。イーサネットとインターネットの接続方法としては光ファイバー、ＣＡＴＶ（ケーブルテレビ）、専用線等様々な方法がある。配信先のアドレスとしては、クライアントが加入しているプロバイダのＤＨＣＰサーバのＩＰアドレスを想定する。インターネット経由でパケットを受信したＤＨＣＰサーバはクライアントの認証情報を確認してクライアントに貸し出すグローバルＩＰアドレスを送信する。パケットはＤＨＣＰサーバからインターネット、イーサネット、中継用無線機器と伝達されて無線で無線クライアント機器に送信され、無線クライアント機器はグローバルＩＰアドレスを入手する。次に無線クライアント機器のユーザーは好みのＵＲＩをブラウザソフト等より入力し、そのパケットは中継用無線機器、イーサネット、ＤＮＳサーバに伝達されてＩＰアドレスに変換され、インターネット上に流される。ＩＰアドレスが合致したＷＷＷサーバは要求に応じたパケットを送信する。そのパケットはＷＷＷサーバ、インターネット、イーサネット、中継用無線機器と伝達されて無線で無線クライアント機器に送信され、無線クライアント機器のブラウザソフトで解析されて画像・音声・テキスト等のコンテンツとして出力される。このように、有線のみによる接続と異なり無線を仲介することで、屋内のどこからでもインターネットに接続する環境が得られる。
【００２４】
さらに実施の形態１の中継用無線機器では、図１に示すように照明器具の内部の照明ランプ３と隣接して設置され照明カバー２で覆われることにより、両者共に照明カバー２内部に隠され、無線設備をユーザーに意識させず、部屋の外観を乱さない。また、取り付け面１が天井等であれば、アンテナ４を最も室内で高い位置に設置することができる。
【００２５】
なお、無線機器５は、中継用無線機器から脱着可能に構成されている。無線機器５を外している状態では、中継用無線機器としての動作を行わず、照明器具としてのみ動作する。従って、最初に照明器具として購入して設置しておけば、無線機器５を装着することにより必要に応じて容易に中継用無線機器として使用することができることになる。
【００２６】
また、図示していないが、無線機器５と照明ランプ３部へは商用電源がそれぞれ接続されており、各々内部で必要な電源電圧に変換されて必要な電力を受け取る。なお、後述する無線機器５のネットワークインタフェースに接続するためのイーサネット用のケーブルも中継用無線機器内部に無線機器５に接続可能に配置されている。以上説明したように、中継用無線機器への配線のため、商用電源２本とイーサネット用配線１本が必要とされるが、無線機器５と照明ランプ３部へは商用電源を共用して、無線機器５と照明ランプ３部の電源ＯＮ／ＯＦＦを同時に行うようにしてもよいし、リモコン受信部（図示せず）を設け、照明ランプ３部と無線機器５の電源ＯＮ／ＯＦＦを各々別個に行えるようにしてもよい。
【００２７】
アンテナ４は、例えばスリーブアンテナや垂直ダイポールアンテナのように垂直無指向性のアンテナを設置するのが良く、このとき水平方向に対して無指向性を示す。図２において、６は本発明の実施の形態１の照明機具が設置された部屋の床面である。図２のような場合でも、例えばスリーブアンテナでは垂直面の主たる電磁波の輻射方向は室内下方になり、室内に有効に電磁波を輻射することができ、安定した通信を行うことができる。
【００２８】
次に、実施の形態１の中継用無線機器の構成について説明する。図３（ａ）は本発明の実施の形態１における中継用無線機器のアンテナの構成図、図３（ｂ）は（ａ）のアンテナを無線機器に取り付けた状態説明図、図３（ｃ）は本発明の実施の形態１における中継用無線機器の構成図である。
【００２９】
図３（ａ）（ｂ）において、１０は任意長のインピーダンス５０Ωの同軸ケーブル、１１，１２はスリーブアンテナを構成するためのプリントパターンである銅箔パターン、１３はガラスエポキシ樹脂を主たる原料とするＦＲ−４材等を基材としたプリント基板である。１４はアンテナ４を無線機器５に取り付けたときプリント基板１３を樹脂モールドしたアンテナカバーである。スリーブアンテナを構成するために、同軸ケーブル１０の芯線は銅箔パターン１２に接続され、同軸ケーブル１０の外被シールドは銅箔パターン１１にそれぞれ接続される。また、使用周波数２４００ＭＨｚの場合１λが１２５ｍｍとなるから、銅箔パターン１１，１２のパターン長さはそれぞれ３１．３ｍｍに設定されている。
【００３０】
続いて、無線機器５の構成について説明する。図３（ｃ）において、１５はアンテナ４で受信した高周波信号を中間周波数に変換し、また中間周波数から高周波信号に変換してアンテナ４から送信する高周波ブロックである。１６は、高周波ブロック１５で変換された中間周波数の信号を復調する制御を行い、逆に中間周波数信号を変調する制御を行うベースバンド制御部、１７は復調信号をイーサネットに送信するパケットデータに変換するとともにイーサネットのパケットデータを変調するＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ　Ａｃｃｅｓｓ　ｌａｙｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）部、１８はＰＣＩバスを介しイーサネットとの中継を行うイーサネット−ＰＣＩブリッジ、あるいはマイクロコンピュータのペリフェラル入出力ポートを介しイーサネットとの中継を行うネットワークインタフェースである。なお、前者はマイクロコンピュータバスとイーサネットとのネットワークインタフェースであり、後者はマイクロコンピュータのペリフェラル入出力ポートとイーサネットとのネットワークインタフェースである。アンテナ４は送信用と受信用の２本が、それぞれ別に、図３（ｂ）に示すように垂直方向に下方に向けて無線機器５に設置される。
【００３１】
これにより実施の形態１の中継用無線機器は、図２で示す方向へ電波を輻射することができ、安定した通信を行うことができる。アンテナ４と無線機器５は照明カバー２で覆われ、直接露出されないので部屋の外観を損なうことがない。
【００３２】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２におけるアンテナを備えた中継用無線機器について説明する。実施の形態２は、データをパワーライン伝送通信方式で送受信する場合である。図４（ａ）は本発明の実施の形態２におけるアンテナを備えた中継用無線機器の説明図、図４（ｂ）は本発明の実施の形態２における中継用無線機器の構成図である。実施の形態１と実施の形態２で同一符号のものは同一の内容を示すから、詳細な説明は省略する。
【００３３】
図４（ａ）において、１９はデータが重畳される商用電源線である。また、図４（ｂ）において、２１はＰＣＩバスまたはペリフェラル入出力ポートを介しパワーライン伝送を可能な商用電源との中継を行うデータ変調部であり、商用電源を介してパワーライン伝送可能な他の無線クライアント機器（図示せず）からの信号を受信し、また該無線クライアント機器への信号を送信する機能を有する。
【００３４】
実施の形態２の無線機器５は、図４（ａ）（ｂ）に示すように照明用として使用されている既存の商用電源線１９にデータを重畳するとともに商用電源線１９に重畳された無線クライアント機器から送信されるデータを受け取る。更に商用電源線１９から電力の供給も受ける。これにより、無線機器５を増設して相互に接続する場合、新たに信号線を設置せずに、既存の商用電源線１９でデータ伝送を行い、且つ照明器具の内部に無線機器５を設置することで、部屋の外観を全く変えることなく、また新たに設置工事を行うことなく屋内無線ネットワークを構築することができる。
【００３５】
（実施の形態３）
発明の実施の形態３におけるアンテナを備えた中継用無線機器について説明する。実施の形態３は、他のアクセスポイントとの中継を行う場合である。図５（ａ）は本発明の実施の形態３における中継用無線機器を配置した照明器具説明図、図５（ｂ）は本発明の実施の形態３における中継用無線機器の構成図である。実施の形態１と実施の形態３で同一符号のものは同一の内容を示すから、詳細な説明は省略する。
【００３６】
図５（ａ）において、７は１つの部屋に置かれた無線クライアント機器、８は壁を介して別の部屋に置かれたコンピュータ装置である。また、図５（ｂ）において、４ａは他の無線クライアント機器と通信するアンテナ、１５ａは他の無線クライアント機器との通信のための高周波ブロック、１６ａは他の無線クライアント機器との通信のためのベースバンド制御部、１７ａは他の無線クライアント機器との通信のためのＭＡＣ部である。
【００３７】
図５（ａ）（ｂ）に示すように机上で使う無線クライアント機器７は弱い電波で天井の照明機器内部に設置された中継用無線機器５に電波を送る。中継用無線機器５は中継装置としてこれを強い電波で屋内の他の部屋に発信する。人体の近くにある無線クライアント機器７の近傍では弱い電波を使うことで、高周波被爆曝を最小限にすることができる。
【００３８】
（実施の形態４）
発明の実施の形態４におけるアンテナを備えた中継用無線機器について説明する。実施の形態４は、実施の形態４は、公衆通信回線に接続する場合である。図６（ａ）は本発明の実施の形態４におけるアンテナを備えた中継用無線機器の説明図、図６（ｂ）は本発明の実施の形態４における中継用無線機器の構成図である。実施の形態１と実施の形態４で同一符号のものは同一の内容を示すから、詳細な説明は省略する。
【００３９】
図６（ａ）（ｂ）において、２２は公衆通信回線、２３は公衆通信回線２２にデータを送信し受信するための公衆通信回線モデムである。図６（ａ）（ｂ）に示すように照明器具内部に無線で送受できる公衆通信回線モデム２３を設置することにより、例えば賃貸住宅等で新たにケーブル設置をしなくとも、入居者にネットワークのサービスを提供することができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の中継用無線機器によれば、照明ランプを覆っている照明カバーでアンテナを含め中継用無線機器全体を覆うから、室内に常備される照明器具しか視野に入らないため部屋の外観を損なうことなく、各部屋で安定した無線通信を行うことができる。垂直水平無指向性アンテナにすると、垂直面の主たる電磁波の輻射方向は室内下方になり、室内に有効に電磁波を輻射することができ、安定した通信を行うことができる。
【００４１】
また、ネットワークインタフェースをを設けることにより、ＰＣＩバスまたはペリフェラル入出力ポートを介しイーサネットとの中継を行うことができる。データを商用電源に重畳するためのデータ変調部を設けたから、無線機器を増設して相互に接続する場合、既存の商用電源線でデータ伝送を行うことができ、新たに信号線を設置しないため設置工事を行う必要がなく屋内無線ネットワークを構築することができる。
【００４２】
さらに、室内からの弱い電波を強い電波で屋内の他の部屋に発信でき、人体の近くにある無線機器の近傍では弱い電波を使うことで、高周波被爆を最小限にすることができる。公衆通信回線モデムを設けることにより、新たにケーブル設置をしなくとも、ネットワークのサービスを提供することができる。
【００４３】
また、賃貸住宅の照明器具を予め本発明の中継無線機器対応にしておくことで、入居者に対して新たな付加サービスを行うことができるため、賃貸住宅の付加価値を上げることができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるアンテナを備えた中継用無線機器の説明図
【図２】図１のアンテナを備えた中継用無線機器の電波の指向性を示す説明図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１における中継用無線機器のアンテナの構成図
（ｂ）（ａ）のアンテナを無線機器に取り付けた状態説明図
（ｃ）本発明の実施の形態１における中継用無線機器の構成図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態２におけるアンテナを備えた中継用無線機器の説明図
（ｂ）本発明の実施の形態２における中継用無線機器の構成図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態３における中継用無線機器を配置した照明器具説明図
（ｂ）本発明の実施の形態３における中継用無線機器の構成図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態４におけるアンテナを備えた中継用無線機器の説明図
（ｂ）本発明の実施の形態４における中継用無線機器の構成図
【図７】従来の屋内無線ＬＡＮシステムの構成図
【図８】従来の屋内無線ＬＡＮシステムの指向性を示す説明図
【符号の説明】
１　取り付け面
２　照明カバー
３　照明ランプ
４，４ａ　アンテナ
５　無線機器
６　床面
７，１０１　無線クライアント機器
８，１０３　コンピュータ装置
１０　同軸ケーブル
１１，１２　銅箔パターン
１３　プリント基板
１４　アンテナカバー
１５，１５ａ　高周波ブロック
１６，１６ａ　ベースバンド制御部
１７，１７ａ　ＭＡＣ部
１８　ネットワークインタフェース
１９　商用電源線
２１　データ変調部
２２　公衆通信回線
２３　公衆通信回線モデム
１０１　無線クライアント機器
１０２　中継用無線機器
１０４　床
１０５　壁
１０６　天井

Claims

室内の無線機器との間で無線信号を送受信するアンテナを備え、該無線信号を変復調して得たデータを外部の通信網と送受信する中継用無線機器であって、室内を照明する照明ランプに隣接して設置され、該照明ランプと共に照明カバーによって覆われたことを特徴とする中継用無線機器。
前記アンテナが垂直水平無指向性アンテナであることを特徴とする請求項１記載の中継用無線機器。
データをネットワークへ送受信するためのネットワークインタフェースを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の中継用無線機器。
データを商用電源に重畳するためのデータ変調部を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の中継用無線機器。
データを他の無線機器に送受信するため、強い電界強度の無線信号を送受信することを特徴とする請求項１または２記載の中継用無線機器。
データを公衆通信回線へ送受信するための公衆通信回線モデムを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の中継用無線機器。
データをネットワークへ送受信するために、マイクロコンピュータのペリフェラル入出力ポートに接続されたインタフェースを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の中継用無線機器。