JP2004135159A

JP2004135159A - 無線通信システム

Info

Publication number: JP2004135159A
Application number: JP2002299155A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Kato; 加藤　雅一
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2004-04-30
Anticipated expiration: 2022-10-11
Also published as: JP4210096B2

Abstract

【課題】無線端末装置と複数のチャネルで無線通信を行い、しかも、経済性を向上する。
【解決手段】無線ＬＡＮを稼動させる屋内１１に漏洩導波管１２を配設し、この漏洩導波管の一端を無線基地局装置１３に接続し、他端を終端器１４に接続する。無線基地局装置１３は５ＧＨｚ帯の屋内用無線ＬＡＮシステムで使用される４つのチャネル（ＣＨ３４、ＣＨ３８、ＣＨ４２、ＣＨ４６）を一定時間Ｔ毎に順次繰り返し切替えつつそれぞれ使用チャネルが異なる無線端末装置１７−１，１７−２，１７−３，１７−４と無線通信する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋内に配設された漏洩伝送路を介して無線端末装置と無線通信を行う無線基地局を備えた無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
屋内において無線基地局装置と無線端末装置との間で無線通信を行う無線通信システムとしては、基地局が、サービスエリア内の端末局との間で無線通信を行うためのアンテナ経由送受信手段と、基地局から放射される電波が有効に届かない不感エリアがある端末局との間で無線通信を行うための比較的大出力の給電線経由送受信手段とを備え、不感エリア内に、不感エリアの形状に応じてアンテナまたは漏洩給電線を配備し、かつ、このアンテナまたは漏洩給電線と基地局の給電線経由送受信手段とを所定の減衰定数と所定の長さを有する給電線で接続することにより、アンテナまたは漏洩給電線から放射される電波の出力レベルが基地局のアンテナ経由送受信手段から放射される電波のレベルを超えないように設定したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０６−１８８８２１号公報（段落「０００６」等）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の技術では、通常の基地局を設置した無線ＬＡＮシステムに加えて、さらに不感エリアに漏洩給電線を配置し、これに専用の送信手段である従無線設備を設ける構成であるため、設備的に大掛かりとなり経済性が悪かった。また、漏洩給電線を設置したエリアでは１つのチャネルしか使用できないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、無線端末装置と複数のチャネルで無線通信ができ、例えば、設置されている無線端末装置のチャネルと異なる通信可能なチャネルが設定されている無線端末装置が移動して通信圏内に入ってきた場合にも対処でき、しかも、経済性を向上できる無線通信システムを提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、屋内に配設され、アンテナとして機能する、例えば漏洩導波管や漏洩同軸ケーブルなどの漏洩伝送路と、この漏洩伝送路に接続し、この漏洩伝送路を介して使用チャネルが設定された複数の無線端末装置と無線通信を行う無線基地局装置を備え、無線基地局装置は、一定時間毎に無線通信するチャネルを切替えることにある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１に示すように、店舗等の屋内、例えば、無線ＬＡＮを稼動させる屋内１１の天井部分に、漏洩伝送路としての漏洩導波管１２を蛇行して配設している。
【０００８】
前記漏洩導波管１２は、例えば、天井パネルの表側や天井パネルの裏側や天井パネル内に配設される。また、天井パネルがない場合は、前記漏洩導波管１２は、屋根の内側に吊るすようにして屋内１１の上部空間部分に配設される。
なお、漏洩伝送路としては漏洩同軸ケーブルを用いることもできるが、伝送損失の小さい漏洩導波管の方が無線ＬＡＮのような低送信電力システムにはより適している。
【０００９】
前記漏洩導波管１２は、一端を無線基地局装置１３に接続し、他端を導波管の特性インピーダンスに等しい負荷抵抗値をもつ終端負荷としての終端器１４に接続している。前記無線基地局装置１３は保守作業が容易な壁面に設置している。なお、天井パネル等に設置してもよい。
【００１０】
前記漏洩導波管１２は、図２に示すように、管状導体１２ａに所定の長さのスロット１２ｂを一定の間隔で全体に亙って設け、これを被覆材１２ｃで覆ったもので、導波管内と外部空間との間でスロット１２ｂを介して電波の送受信を行うようになっている。
【００１１】
前記漏洩導波管１２の電波輻射特性は、ホイップアンテナやダイポールアンテナのような一般の単一型アンテナとは異なり、図３に示すような輻射パターンとなるものである。すなわち、輻射パターンは、漏洩導波管１２の軸方向から見て扇状となり、これが導波管全体に亙っている。そして、漏洩導波管１２の近傍で電界強度が大きく、離れるに従って徐々に弱まる電界強度分布が得られるようになっている。
【００１２】
蛇行配置される前記漏洩導波管１２の間隔は、送信電力が数十から数百ｍＷの２．４ＧＨｚ帯、または５ＧＨｚ帯の屋内用無線ＬＡＮシステムの場合、６ｍ〜１０ｍ程度に設定するのが通信性能と経済性の両立という点で合理的である。
【００１３】
前記無線基地局装置１３は、ＬＡＮケーブル１５及び電源ケーブル１６に接続している。前記屋内１１の床面には前記無線基地局装置１３と無線通信する複数、例えば３台の無線端末装置１７−１，１７−２，１７−３が固定配置されている。
【００１４】
このような構成の無線ＬＡＮシステム、例えば、日本国内で使われる５ＧＨｚ帯の屋内用無線ＬＡＮシステムでは、３４チャネル（５．１７０ＧＨｚ）、３８チャネル（５．１９０ＧＨｚ）、４２チャネル（５．２１０ＧＨｚ）、４６チャネル（５．２３０ＧＨｚ）の４つのチャネルが割当てられている。
【００１５】
今、無線端末装置１７−１に使用するチャネルとして３４チャネルが設定され、無線端末装置１７−２に使用するチャネルとして３８チャネルが設定され、無線端末装置１７−３に使用するチャネルとして４２チャネルが設定されている。
【００１６】
この無線ＬＡＮシステムにおいては、ＬＡＮケーブル１５により無線基地局装置１３に伝送された情報は、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重変調）方式により変調され、５ＧＨｚ帯の高周波信号として漏洩導波管１２に送出される。この高周波信号は漏洩導波管１２内を伝播しながら、その一部が多数のスロット１２ｂから床面方向の空間約１８０度の角度範囲に電波として輻射される。
【００１７】
無線端末装置１７−１〜１７−３の受信アンテナは多数の到来波を受信するが、これらは多数のスロット１２ｂからそれぞれ輻射されたものであり、各到来波の位相差は非常に小さいステップで異なっているため、ほぼ連続的と見なせる。そのため、受信アンテナにおいて１８０度の位相差となって完全に打ち消し合う到来波の組み合わせが一部にあったとしても、残る大多数の到来波による有効な受信電力が存在する。
【００１８】
例えば、無線端末装置１７−１においては、漏洩導波管１２の各スロット１２ｂのうち、比較的近くにあるスロット群１８ａ，１８ｂから輻射される複数の送信波が到来波として特に強く受信される。そして、送信波相互には受信点に到達するまでの時間差があるが、漏洩導波管１２の間隔が１０ｍ、漏洩導波管１２の床面からの高さが３ｍ、漏洩導波管１２上におけるスロット群１８ａとスロット群１８ｂとの距離を２０ｍとすると、無線端末装置１７−１が受信する到来波の時間差の最大値は９０ｎｓｅｃ程度となる。
【００１９】
ＯＦＤＭはマルチキャリア伝送方式の一種であり、送信データは互いに直交する多数のサブキャリアによって伝送される。そして、各サブキャリアは、図４に示すような有効シンボル区間と、その一部をコピーしたガード区間の２つで構成された変調シンボル（多進符号）を伝送する。
【００２０】
無線ＬＡＮに用いられるＯＦＤＭ方式の規格では遅延波の影響を排除できるガード区間は８００ｎｍに設定されている。ＯＦＤＭ方式は、受信側の復調過程においてガード区間に到来する遅延波に対しては耐性を有するので、送信波源が複数ある場合や反射波によるマルチパスがある場合に受信側で複数の時間差のある電波を受信しても、復調段階において符号間干渉による伝送品質の劣化は少ない。
【００２１】
従って、位相が連続的に異なる多数の到来波を受信した場合に、主電力を占める複数の到来波の最大時間差がガード区間内であれば正常な復調を行う。従って、漏洩導波管１２上におけるスロット群１８ａとスロット群１８ｂからの到来波を無線端末装置１７−１が受信してＯＦＤＭ復調することで情報を確実に取得することができる。また、スロット群１８ａからの送信波が人や什器の障害物で完全に遮られても、残るスロット群１８ｂからの送信波が受信アンテナに到達する。
【００２２】
また、無線基地局装置１３は、図５の（ａ）に示すように、一定時間Ｔ毎に使用するチャネルを、ＣＨ３４→ＣＨ３８→ＣＨ４２→ＣＨ４６→ＣＨ３４…のように順次繰り返し切替える。従って、無線端末装置１７−１は、図５の（ｂ）に示すように、無線基地局装置１３が３４チャネルに切替えたときに通信が可能になり、無線端末装置１７−２は、図５の（ｃ）に示すように、無線基地局装置１３が３８チャネルに切替えたときに通信が可能になり、無線端末装置１７−３は、図５の（ｄ）に示すように、無線基地局装置１３が４２チャネルに切替えたときに通信が可能になる。
【００２３】
このように、無線基地局装置１３は４つのチャネルを切替えて無線端末装置と通信を行うので、例えば、チャネル毎に５台の無線端末装置を配置すれば、全体で２０台の無線端末装置を配置することが可能になり、配置する無線端末装置を増やすことができる。
【００２４】
なお、５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮシステムにおいて、４つのチャネルを切替えた場合、チャネルを固定する場合に比べてスループットの低下が予想される。しかし、５ＧＨｚ帯の伝送速度は最大５４Ｍｂｐｓであり、４チャネルを切替えると１チャネル当たり５４／４＝１３．５Ｍｂｐｓ程度のスループットになる。一方、現在普及している２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮシステムの伝送速度は最大１１Ｍｂｐｓであり、５ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮシステムにおいて４チャネルを切替える方式を採用しても充分なスループットが得られる。
【００２５】
この無線ＬＡＮシステムにおいて無線基地局装置１３が漏洩導波管１２を介して各無線端末装置１７−１，１７−２，１７−３とチャネルを切替えながら無線通信しているエリアに、図１に矢印で示すように、使用チャネルとしてＣＨ４６が設定された移動無線端末装置１７−４が入り込んでくると、無線基地局装置１３はこの移動無線端末装置１７−４に対して４６チャネルに切替えたときに無線通信が可能になる。
【００２６】
このように、無線基地局装置１３は、設置されている無線端末装置１７−１，１７−２，１７−３のチャネルと異なるチャネルが設定されている無線端末装置１７−４が移動して通信圏内に入ってきた場合にも対処できる。
【００２７】
また、この無線ＬＡＮシステムは、屋内１１に主、従などの複数の無線設備を配置する必要はなく、設備コストはかからないので経済性を向上できる。また、無線基地局装置１３のアンテナとして漏洩導波管１２を使用しているので、たとえ屋内１１に多数の什器が存在しても屋内１１に点在している無線端末装置１７−１，１７−２，１７−３との間の電波伝播路を確実に確保できる。従って、屋内１１における不感エリアの発生を解消でき、しかも、符号間干渉のない高速な通信を低コストで実現できる。
【００２８】
（第２の実施の形態）
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図６に示すように、漏洩導波管１２は、一端を無線基地局装置２３−１に接続し、他端を終端器１４に代えて設けたもう一つの無線基地局装置２３−２に接続している。
【００２９】
前記各無線基地局装置２３−１，２３−２は、それぞれ保守作業が容易な壁面に設置している。なお、天井パネル等に設置してもよい。前記無線基地局装置２３−１はＬＡＮケーブル１５及び電源ケーブル１６に接続し、前記無線基地局装置２３−２はＬＡＮケーブル２５及び電源ケーブル２６に接続している。
【００３０】
前記無線基地局装置２３−１には、５ＧＨｚ帯の屋内用無線ＬＡＮシステムにおける３４チャネルが割当てられ、前記無線基地局装置２３−２には、３８チャネルが割当てられている。
【００３１】
このような構成においては、例えば、無線端末装置１７−１，１７−２に使用するチャネルとして３４チャネルが設定され、無線端末装置１７−３に使用するチャネルとして３８チャネルが設定されていれば、無線基地局装置２３−１は漏洩導波管１２を介して無線端末装置１７−１，１７−２と無線通信する。また、無線基地局装置２３−２は漏洩導波管１２を介して無線端末装置１７−３と無線通信する。
【００３２】
これにより、屋内において２台の無線基地局装置２３−１，２３−２を使用して同時に２チャネルで通信ができ、１台の無線基地局装置で通信する場合に比べてスループットを向上できる。また、屋内１１の通信圏内に、使用するチャネルが３４チャネルか３８チャネルの無線基地局装置が通信圏外から入ってきた場合にはその無線基地局装置との通信は可能になる。
【００３３】
なお、この実施の形態においても、複数の無線設備を配置する必要はなく経済性を向上できる。また、無線端末装置１７−１，１７−２，１７−３との間の電波伝播路を確実に確保でき、また、符号間干渉のない高速な通信を低コストで実現できることは、前述した実施の形態と同様である。
【００３４】
なお、この実施の形態では、各無線基地局装置２３−１，２３−２に５ＧＨｚ帯の屋内用無線ＬＡＮシステムにおける２つのチャネルを割当てたがこれに限定するものではなく、２．４ＧＨｚ帯の屋内用無線ＬＡＮシステムにおける２つのチャネルを割当てもよい。
【００３５】
（第３の実施の形態）
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図７に示すように、漏洩導波管１２は、一端を、共用器１９を経由して１対の無線基地局装置３３−１，３３−２に接続し、他端を、終端器１４に接続している。
【００３６】
前記各無線基地局装置３３−１，３３−２は、それぞれ保守作業が容易な壁面に設置している。なお、天井パネル等に設置してもよい。前記各無線基地局装置３３−１，３３−２はＬＡＮケーブル１５及び電源ケーブル１６にそれぞれ接続している。
【００３７】
前記無線基地局装置３３−１には、５ＧＨｚ帯の屋内用無線ＬＡＮシステムにおける３４チャネルが割当てられ、前記無線基地局装置３３−２には、３８チャネルが割当てられている。
【００３８】
このような構成においては、例えば、無線端末装置１７−１，１７−２に使用するチャネルとして３４チャネルが設定され、無線端末装置１７−３に使用するチャネルとして３８チャネルが設定されていれば、無線基地局装置３３−１は漏洩導波管１２を介して無線端末装置１７−１，１７−２と無線通信する。また、無線基地局装置３３−２は漏洩導波管１２を介して無線端末装置１７−３と無線通信する。
【００３９】
これにより、屋内において２台の無線基地局装置３３−１，３３−２を使用して同時に２チャネルで通信ができ、１台の無線基地局装置で通信する場合に比べてスループットを向上できる。また、屋内１１の通信圏内に、使用するチャネルが３４チャネルか３８チャネルの無線基地局装置が通信圏外から入ってきた場合にはその無線基地局装置との通信は可能になる。
【００４０】
なお、この実施の形態においても、複数の無線設備を配置する必要はなく経済性を向上できる。また、無線端末装置１７−１，１７−２，１７−３との間の電波伝播路を確実に確保でき、また、符号間干渉のない高速な通信を低コストで実現できることは、前述した実施の形態と同様である。
【００４１】
なお、この実施の形態では、各無線基地局装置３３−１，３３−２に５ＧＨｚ帯の屋内用無線ＬＡＮシステムにおける２つのチャネルを割当てたがこれに限定するものではなく、２．４ＧＨｚ帯の屋内用無線ＬＡＮシステムにおける２つのチャネルを割当てもよい。
【００４２】
（第４の実施の形態）
なお、前述した実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図８に示すように、漏洩導波管１２は、一端を、共用器１９を経由して１対の無線基地局装置３３−１，３３−２に接続し、他端を、共用器２９を経由して１対の無線基地局装置４３−１，４３−２に接続している。
【００４３】
前記各無線基地局装置３３−１，３３−２、４３−１，４３−２は、それぞれ保守作業が容易な壁面に設置している。なお、天井パネル等に設置してもよい。前記各無線基地局装置３３−１，３３−２はＬＡＮケーブル１５及び電源ケーブル１６にそれぞれ接続し、前記各無線基地局装置４３−１，４３−２はＬＡＮケーブル２５及び電源ケーブル２６にそれぞれ接続している。
【００４４】
前記無線基地局装置３３−１には、５ＧＨｚ帯の屋内用無線ＬＡＮシステムにおける３４チャネルが割当てられ、前記無線基地局装置３３−２には、３８チャネルが割当てられ、前記無線基地局装置４３−１には、４２チャネルが割当てられ、前記無線基地局装置４３−２には、４６チャネルが割当てられている。
【００４５】
このような構成においては、例えば、無線端末装置１７−１に使用するチャネルとして３４チャネルが設定され、無線端末装置１７−２に使用するチャネルとして３８チャネルが設定され、無線端末装置１７−３に使用するチャネルとして４２チャネルが設定されていれば、無線基地局装置３３−１は漏洩導波管１２を介して無線端末装置１７−１と無線通信する。
【００４６】
また、無線基地局装置３３−２は漏洩導波管１２を介して無線端末装置１７−２と無線通信し、無線基地局装置４３−１は漏洩導波管１２を介して無線端末装置１７−３と無線通信する。
【００４７】
また、屋内１１のエリア内に図８に矢印で示すように、使用チャネルとしてＣＨ４６が設定された移動無線端末装置１７−４が入り込んできても、このときには無線基地局装置４３−２が漏洩導波管１２を介してこの移動無線端末装置１７−４と無線通信する。
【００４８】
このように、４台の無線基地局装置３３−１，３３−２，４３−１，４３−２を配置することで屋内１１において５ＧＨｚ帯の屋内用無線ＬＡＮシステムにおける４つのチャネルすべてを使用することが可能になる。従って、さらに、スループットを向上できる。なお、この実施の形態においても、複数の無線設備を配置する必要はなく経済性を向上できる。また、無線端末装置１７−１，１７−２，１７−３との間の電波伝播路を確実に確保でき、また、符号間干渉のない高速な通信を低コストで実現できることは、前述した実施の形態と同様である。
【００４９】
なお、この実施の形態では、各無線基地局装置３３−１，３３−２，４３−１，４３−２に５ＧＨｚ帯の屋内用無線ＬＡＮシステムにおける４つのチャネルを割当てたがこれに限定するものではなく、２．４ＧＨｚ帯の屋内用無線ＬＡＮシステムにおけるチャネルを割当てもよい。
【００５０】
なお、前述した各実施の形態は本発明を無線ＬＡＮシステムに適用したものについて述べたが必ずしもこれに限定するものではない。ＬＡＮを使用しない無線通信システムにも適用できるものである。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、無線端末装置と複数のチャネルで無線通信ができ、例えば、設置されている無線端末装置のチャネルと異なる通信可能なチャネルが設定されている無線端末装置が移動して通信圏内に入ってきた場合にも対処でき、しかも、経済性を向上できる無線通信システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の、第１の実施の形態を示す各部の配置関係を示す斜視図。
【図２】同実施の形態における漏洩導波管の構成を示す図。
【図３】同実施の形態における漏洩導波管の電波輻射パターンを示す図。
【図４】同実施の形態の通信で使用するＯＦＤＭ方式の変調シンボルの構成を示す図。
【図５】同実施の形態における無線基地局装置のチャネル切替えと各無線端末装置の使用チャネルとの関係を示す図。
【図６】本発明の、第２の実施の形態を示す各部の配置関係を示す斜視図。
【図７】本発明の、第３の実施の形態を示す各部の配置関係を示す斜視図。
【図８】本発明の、第４の実施の形態を示す各部の配置関係を示す斜視図。
【符号の説明】
１１…屋内
１２…漏洩導波管
１３…無線基地局装置
１７−１〜１７−４…無線端末装置

Claims

屋内に配設され、アンテナとして機能する漏洩伝送路と、この漏洩伝送路に接続し、この漏洩伝送路を介して使用チャネルが設定された複数の無線端末装置と無線通信を行う無線基地局装置を備え、前記無線基地局装置は、一定時間毎に無線通信するチャネルを切替えることを特徴とする無線通信システム。
屋内に配設され、アンテナとして機能する漏洩伝送路と、この漏洩伝送路の各端にそれぞれ接続し、この漏洩伝送路を介して使用チャネルが設定された複数の無線端末装置と無線通信を行う無線基地局装置を備え、前記各無線基地局装置は、それぞれ無線通信するチャネルが異なることを特徴とする無線通信システム。
屋内に配設され、アンテナとして機能する漏洩伝送路と、この漏洩伝送路の一端に接続した共用器と、この共用器を介して前記漏洩伝送路に接続し、この漏洩伝送路を介して使用チャネルが設定された複数の無線端末装置と無線通信を行う複数の無線基地局装置を備え、前記各無線基地局装置は、それぞれ無線通信するチャネルが異なることを特徴とする無線通信システム。
屋内に配設され、アンテナとして機能する漏洩伝送路と、この漏洩伝送路の各端にそれぞれ接続した共用器と、一方の共用器を介して前記漏洩伝送路に接続し、この漏洩伝送路を介して使用チャネルが設定された複数の無線端末装置と無線通信を行う複数の無線基地局装置及び他方の共用器を介して前記漏洩伝送路に接続し、この漏洩伝送路を介して使用チャネルが設定された複数の無線端末装置と無線通信を行う複数の無線基地局装置を備え、前記各無線基地局装置は、それぞれ無線通信するチャネルが異なることを特徴とする無線通信システム。
無線通信システム。