JP2013012798A - 屋内外共用無線ネットワークシステムおよび屋内外共用無線中継器 - Google Patents

Abstract

【課題】屋内外共用無線ネットワークシステムにおいて、通信チャネルにおける干渉を抑制しつつ、汎用性を低下させない技術を提供する。
【解決手段】屋内端末装置および屋外端末装置との間で無線通信を行う屋内外共用無線中継器２に、屋外端末装置との間で第１通信方式による無線通信を行う第１通信モジュール２０と、屋内端末装置との間で無線通信を行う第２通信モジュール２１とを設ける。第２通信モジュール２１には、屋内端末装置との間で第１通信方式による無線通信を行う第１通信部２１０と、屋内端末装置との間で、第１通信方式と異なる第２通信方式による無線通信を行う第２通信部２１１と、第１通信部２１０と第２通信部２１１とを切り替える切替部２１２とを設ける。第１通信方式としては第２通信方式に比べて多数の装置に準拠されている方式を採用し、切替部２１２は第２通信部２１１よりも第１通信部２１０を優先して切り替える。
【選択図】図３

Description

本発明は、屋内に配置された通信機器と屋外に配置された通信機器とを備えるネットワークにおいて、無線通信を実現する技術に関する。

従来より、子局と親局との間で無線通信を行うネットワークを構築する技術（例えば、無線ＬＡＮ技術）が知られている。このような技術が例えば特許文献１に記載されている。無線ＬＡＮ技術を採用したネットワークは、ケーブルを敷設する必要がなく構築が比較的簡単であるため、昨今、その利用形態は多様化しており、屋内外を問わず、大いに普及している。例えば、屋内外の各所に配置された計測装置から共通のサーバ（主には屋内に配置される。）に計測データを送信することにより、サーバに情報を収集し分析するシステムなども考えられる。すなわち、屋内に配置された装置間のみならず、屋外に配置された装置と屋内に配置された装置との間で無線通信を行う屋内外共用無線ネットワークシステムも登場してきている。

一方、無線ＬＡＮ技術において、子局と親局との間の無線通信はＩＥＥＥ８０２．１１に定められた規格に従った通信として規格化されている。このように無線通信ネットワークにおいて、標準化された規格を採用することにより、当該ネットワークを構成する装置の制約を減らすことができる。したがって、当該ネットワークを構成する装置の互換性を高めることができ、汎用性の高いネットワークシステムを構築することができる。

特開２００４−１８００３８号公報

ところが、特許文献１にも指摘されているように、ＩＥＥＥ８０２．１１に規定される通信規格では、子局の数が増加すると、親局（中継器）において混信（干渉）を生じるという問題がある。上記のような屋内外共用無線ネットワークシステムでは、屋外に配置される装置と屋内に配置される装置とが混在している。したがって、屋外と屋内との間の無線通信において比較的電波強度を上げる必要があり、特に、干渉を生じやすいという特徴がある。

これを緩和するために、例えば、親局に同時に通信可能な複数の無線通信モジュールを設けて、それぞれを屋内用の通信と屋外用の通信とに使い分けることも考えられる。しかし、そのように構成したとしても、昨今のように、無線通信ネットワークを利用する端末数（子局数）が増大している状況では、隣接する通信チャネルからの干渉の発生を有効に防止できない場合がある。また、複数の無線通信モジュールを設けることは、１つの筐体に複数のアンテナを設けることになり、互いのアンテナ間に充分な距離を確保することが困難であり、混信の原因となる。

したがって、この問題を解決するために、屋内用の無線通信と屋外用の無線通信とに、互いに混信を生じない、異なる通信規格を採用することも考えられる。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１には、異なるいくつかの通信規格が標準化されているため、屋内用の無線通信モジュールにおいて８０２．１１ａ（５ＧＨｚ）を採用し、屋外用の無線通信モジュールにおいて８０２．１１ｂ／ｇ（２．４ＧＨｚ）を採用することが考えられる。

しかし、例え標準化された規格を採用したとしても、市場に流通する装置（子局）に準拠されている数には偏りがあり、準拠する装置が比較的少ない通信規格を採用することによる互換性（汎用性）の低下が問題となる。すなわち、ＩＥＥＥ８０２．１１の例では、ほとんどの装置が８０２．１１ｂ／ｇに準拠しており、これを通信規格として採用することに問題はない。その一方で、８０２．１１ａに準拠している装置は少ないので、ネットワーク内の一部の通信といえども、これを通信規格として採用すると、接続可能な装置が減少しシステムの汎用性が低下する。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、屋内外共用無線ネットワークシステムにおいて、通信チャネルにおける干渉を抑制しつつ、汎用性を低下させない技術を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、屋内と屋外との間で無線通信を行う屋内外共用無線ネットワークシステムであって、屋内に配置される屋内端末装置と、屋外に配置される屋外端末装置と、前記屋内端末装置および前記屋外端末装置との間で無線通信を行う屋内外共用無線中継器とを備え、前記屋内外共用無線中継器は、前記屋外端末装置との間で第１通信方式による無線通信を行う第１通信モジュールと、前記屋内端末装置との間で無線通信を行う第２通信モジュールとを備え、前記第２通信モジュールは、前記屋内端末装置との間で前記第１通信方式による無線通信を行う第１通信手段と、前記屋内端末装置との間で、前記第１通信方式と異なる第２通信方式による無線通信を行う第２通信手段と、前記第１通信手段と前記第２通信手段とを切り替える通信切替手段とを備え、前記第１通信方式は、前記第２通信方式に比べて、多数の装置に準拠されており、前記通信切替手段は、前記第２通信手段よりも前記第１通信手段を優先して切り替える。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る屋内外共用無線ネットワークシステムであって、前記屋内外共用無線中継器は、前記第１通信モジュールにより使用される無線電波を送受信する第１アンテナと、前記第２通信モジュールにより使用される無線電波を送受信する第２アンテナと、前記第１アンテナと前記第２アンテナとの間で電波を遮蔽する有効位置に配置される遮蔽板とをさらに備える。

また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る屋内外共用無線ネットワークシステムであって、前記遮蔽板は、前記第１アンテナと前記第２アンテナとの間で電波を遮蔽しない無効位置に配置変更可能である。

また、請求項４の発明は、請求項２または３の発明に係る屋内外共用無線ネットワークシステムであって、前記通信切替手段は、前記遮蔽板の位置に応じて切り替える。

また、請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明に係る屋内外共用無線ネットワークシステムであって、前記通信切替手段は、前記第１通信手段による無線通信が前記第１通信モジュールによる無線通信と干渉するおそれがある場合に前記第１通信手段を前記第２通信手段に切り替える。

また、請求項６の発明は、請求項５の発明に係る屋内外共用無線ネットワークシステムであって、前記通信切替手段は、前記第１通信モジュールと前記第２通信モジュールとの間の無線通信における干渉の有無に応じて切り替える。

また、請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかの発明に係る屋内外共用無線ネットワークシステムであって、前記第１アンテナは、無線通信用の電波を特定の方向に偏って放射する指向性アンテナである。

また、請求項８の発明は、請求項１ないし７のいずれかの発明に係る屋内外共用無線ネットワークシステムであって、前記屋外端末装置と前記屋内外共用無線中継器との間の無線通信を中継する中継器をさらに備える。

また、請求項９の発明は、屋内に配置される屋内端末装置および屋外に配置される屋外端末装置との間で無線通信を行う屋内外共用無線中継器であって、前記屋外端末装置との間で第１通信方式による無線通信を行う第１通信モジュールと、前記屋内端末装置との間で無線通信を行う第２通信モジュールとを備え、前記第２通信モジュールは、前記屋内端末装置との間で前記第１通信方式による無線通信を行う第１通信手段と、前記屋内端末装置との間で、前記第１通信方式と異なる第２通信方式による無線通信を行う第２通信手段と、前記第１通信手段と前記第２通信手段とを切り替える通信切替手段とを備え、前記通信切替手段は、前記第２通信手段よりも前記第１通信手段を優先して切り替える。

屋内端末装置との間で無線通信を行う第２通信モジュールは、屋内端末装置との間で第１通信方式による無線通信を行う第１通信手段と、屋内端末装置との間で、第１通信方式と異なる第２通信方式による無線通信を行う第２通信手段と、第１通信手段と第２通信手段とを切り替える通信切替手段とを備えている。そして、第１通信方式は、第２通信方式に比べて、多数の装置に準拠されており、当該通信切替手段は、第２通信手段よりも第１通信手段を優先して切り替える。これにより、多数の装置に準拠されている第１通信方式を屋内端末装置との間の無線通信にも優先的に使用するので、互換性の低下を抑制することができる。

本発明に係る屋内外共用無線ネットワークシステムを示す図である。 中継器の外観図である。 中継器の構成を示すブロック図である。 主に中継器を設置する際の手順を示す流れ図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。

＜１． 実施の形態＞
図１は、本発明に係る屋内外共用無線ネットワークシステム１を示す図である。屋内外共用無線ネットワークシステム１は、屋内に配置される屋内端末装置１０，１１と、屋外に配置される屋外端末装置１２，１３，１４と、屋内端末装置１０，１１および屋外端末装置１２，１３，１４との間で無線通信を行う屋内外共用無線中継器２と、屋外端末装置１２，１３，１４と屋内外共用無線中継器２との間の無線通信を中継する中継器３とを備えている。

本実施の形態では、屋内外共用無線ネットワークシステム１は、家庭における電化製品の消費電力量を計測し、計測したデータ（計測データ）を収集・分析するシステムを例に説明する。ただし、計測データは消費電力に限定されるものではなく、ガス消費量や水道消費量等であってもよいし、その他のデータであってもよい。あるいは、これらのデータが総合的に収集されるシステムであってもよい。

屋内端末装置１０，１１および屋内外共用無線中継器２は、屋内に配置される屋内無線ネットワークを構成している。すなわち、屋内端末装置１０，１１は屋内で使用される電化製品である。本実施の形態では、図１に示すように、屋内端末装置１０はノート型のパーソナルコンピュータであり、屋内端末装置１１は液晶のデジタルテレビである。屋内でノート型のパーソナルコンピュータやスマートホンを利用する場合、屋内外共用無線中継器２経由で専用ネットワークに接続される外部サーバへのアクセスが可能となる。したがって、屋内に設置されているセンサの計測データをノート型のパーソナルコンピュータやスマートホンにより一旦収集し、屋内外共用無線中継器２を経由して専用サーバに情報をアップロードできる。またこの場合も、安価で入手性のよい８０２．１１ｂ／ｇに準拠した装置を利用できる。さらに、ノート型のパーソナルコンピュータやスマートホンは、単に、屋内端末装置１０，１１は消費電力の計測データを送信するためだけでなく、インターネットを利用するためのアクセスポイントとして屋内外共用無線中継器２を利用することもできる。

なお、屋内端末装置１０，１１は、ノート型のパーソナルコンピュータやデジタルテレビのような電化製品に限定されるものではない。また、電力を消費する電化製品そのものが屋内端末装置１０，１１を構成している必要はない。例えば、電化製品である冷蔵庫に取り付けられた、当該冷蔵庫の消費電力を計測する電力センサが屋内端末装置１０，１１を構成していてもよい。すなわち、本発明に係る屋内端末装置は、主に屋内で利用される、無線通信機能を備えた装置であればよい。

詳細は後述するが、屋内外共用無線中継器２は、屋内端末装置１０，１１との間で無線による通信を行い、屋内端末装置１０，１１において計測されたデータを収集する。また、屋内外共用無線中継器２は、中継器３を介して屋外端末装置１２，１３，１４との間で無線による通信を行い、屋外端末装置１２，１３，１４において計測されたデータを収集する。

さらに、屋内外共用無線中継器２は、収集したデータを、例えばインターネット等を介して図示しない外部のサーバに向けて送信する。ただし、情報の収集・分析を行うサーバが屋内端末装置１０，１１を構成していてもよい。

屋外端末装置１２，１３，１４および中継器３は屋外無線ネットワークを構成している。すなわち、屋外端末装置１２，１３，１４は屋外で使用される電化製品である。このような電化製品としては、例えば、門柱に設置される外灯、防犯カメラ、ドアホンなどが想定されるがもちろんこれらに限定されるものではない。例えば、逆に家庭における消費電力を補う太陽電池パネルなどでもよい。本発明に係る屋外端末装置は、主に屋外で利用される、無線通信機能を備えた装置であればよい。

本発明における第２中継器として構成される中継器３は、屋外端末装置１２，１３，１４との間で無線による通信を行い、屋外端末装置１２，１３，１４において計測されたデータを収集し、屋内外共用無線中継器２に向けて無線により送信する。中継器３の機能を備える装置としては、例えば、電力メータ等が好ましいが、もちろん無線通信に専用の装置であってもよい。

中継器３における無線の通信方式は、ＩＥＥＥ８０２．１１委員会において標準化されている８０２．１１ｂ／ｇ（第１通信方式）を採用する。すなわち、中継器３は、屋外端末装置１２，１３，１４との間の無線通信のみならず、屋内外共用無線中継器２との間の無線通信についても８０２．１１ｂ／ｇを採用する。

なお、８０２．１１ｂ／ｇは、屋外での利用が制限されていない規格であるため、無線通信用の電波を屋外に放射することとなる中継器３において採用することに問題はない。また、８０２．１１ｂ／ｇは、一般的な無線通信機器に最も広く採用されている規格であるため、これを採用することにより、屋内外共用無線ネットワークシステム１は、屋外端末装置１２，１３，１４および中継器３については、互換性を最大限維持することができる。ただし、第１通信方式として採用される規格は、８０２．１１ｂ／ｇに限定されるものではなく、屋外での利用が制限されていない通信方式のうち、現状の市場において最も多くの端末装置によって準拠（支持）されている通信方式を採用することが好ましい。

このように屋内外共用無線ネットワークシステム１では、屋内無線ネットワークと屋外無線ネットワークとが屋内外共用無線中継器２と中継器３との間の無線通信により接続される。言い換えれば、このような構成により、屋内と屋外との間で無線通信を行う屋内外共用無線ネットワークシステム１が構築されている。屋内外共用無線ネットワークシステム１では、すでに説明したように、各電化製品における消費電力が計測データとして屋内外共用無線中継器２に集められる。

なお、屋内外共用無線ネットワークシステム１を構成する屋内端末装置１０，１１や屋外端末装置１２，１３，１４、屋内外共用無線中継器２および中継器３の数は、図１に示す例に限定されるものではない。また、屋内外共用無線ネットワークシステム１におけるすべての通信が無線通信である必要はなく、ネットワークの一部に有線通信を含んでいてもよい。あるいは、ネットワークの一部において、無線通信と有線通信とが二重化されていてもよい。すなわち、無線による通信と有線による通信とが混在していてもよい。

図２は、屋内外共用無線中継器２の外観図である。なお、図２において、図２に示すように（＋Ｙ）方向、（＋Ｘ）方向、および、（＋Ｚ）方向を定義する。ただし、これらは説明の便宜上定義するものであって、これらの向きに限定されるものではない。

屋内外共用無線中継器２は、無指向性アンテナ２４、指向性アンテナ２５、複数のディップスイッチ２６、液晶パネル２７を備えている。

無指向性アンテナ２４は、周囲に対して偏りなく、ほぼ均一に無線通信用の電波を放射するアンテナである。屋内端末装置１０，１１は、比較的頻繁に移動することが想定されるが、屋内外共用無線中継器２が屋内との無線通信用に無指向性アンテナ２４を採用することによって、屋内端末装置１０，１１の利用場所に制約ができることを抑制できる。すなわち、屋内外共用無線中継器２を自由度の高いアクセスポイントとすることができる。

指向性アンテナ２５は、無線通信用の電波を特定の方向（以下、「指向方向」と呼ぶ場合がある。）に偏って放射するアンテナである。屋内外共用無線ネットワークシステム１において、中継器３の位置は固定的であり、かつ、屋内外共用無線中継器２と中継器３との間では建物の壁を越えて無線通信を確立する必要がある。したがって、屋内外共用無線中継器２が屋外との無線通信用に指向性アンテナ２５を採用することによって、屋内外共用無線中継器２と中継器３との間の通信性能を向上することができる。

ディップスイッチ２６は、屋内外共用無線中継器２に指示を与えるための操作部としての機能を有している。したがって、屋内外共用無線中継器２を設置する際において、作業員は必要に応じてディップスイッチ２６を操作することにより、屋内外共用無線中継器２に指示を入力することが可能となっている。なお、詳細は図示しないが、屋内外共用無線中継器２は、操作部として、各種のボタンやテンキー等を備えていてもよい。

液晶パネル２７は、屋内外共用無線中継器２の表示部としての機能を有しており、屋内外共用無線中継器２の状態等を表示する。したがって、作業員は、液晶パネル２７に表示される情報を視認することにより、様々な状況を確認することができる。確認可能な情報としては、例えば、電波の受信状態、混信状態、遮蔽板２９の要否等であるが、詳細は後述する。なお、詳細は図示しないが、屋内外共用無線中継器２は、表示部として、ＬＥＤやランプ等を備えていてもよい。

また、屋内外共用無線中継器２の筐体の上面部には遮蔽板保持部２８が設けられている。図２に示すように、遮蔽板保持部２８は、無指向性アンテナ２４と指向性アンテナ２５との間に配置されている。

遮蔽板保持部２８は、遮蔽板２９の遮蔽面２９０（図２においてＸＺ平面に略平行に配置されている面）の下部を保持し、遮蔽板２９の姿勢を調整する機能を有している。図２に示す状態において、遮蔽板保持部２８は、遮蔽板２９を、無指向性アンテナ２４と指向性アンテナ２５との間で電波を遮蔽する位置（有効位置）に配置している。

また、遮蔽板保持部２８は、図示しない駆動部を備えており、Ｚ方向に平行な軸を中心にして遮蔽板２９を回動させる機能を有している。これにより、遮蔽板保持部２８は、遮蔽板２９の方向を有効位置において微調整することも可能とされている。

また、遮蔽板保持部２８は、Ｘ方向に平行な軸を中心にして遮蔽板２９を略９０°だけ回動させる機能も有している。これにより、遮蔽板保持部２８は、遮蔽板２９の遮蔽面２９０をＸＹ平面に略平行の向きに変更することができ、遮蔽板２９を無指向性アンテナ２４と指向性アンテナ２５との間で電波を遮蔽しない位置（無効位置）に配置変更可能である。

遮蔽板２９は、先述のように、遮蔽板保持部２８に保持されている。また、遮蔽板２９は、有効位置に配置されることにより、無指向性アンテナ２４と指向性アンテナ２５との間で電波を遮蔽する機能を有している。

なお、図２では、遮蔽板２９を透明部材として図示しているが、これに限定されるものではない。また、遮蔽板２９の形状は、図２に示す形状に限定されるものではない。例えば、遮蔽板２９は、略平板形状（主に遮蔽面２９０のみの形状）として形成されてもよい。厳密に言えば、遮蔽板２９は板状体である必要もない。例えば、有効位置に配置する際に広げられ、無効位置に配置する際には巻き取られる（あるいは折りたたまれる）シート状の物体であってもよい。

図３は、屋内外共用無線中継器２の構成を示すブロック図である。屋内外共用無線中継器２の内部には、第１通信モジュール２０、第２通信モジュール２１、アンテナ駆動部２２および制御部２３が設けられている。

第１通信モジュール２０は、屋内外共用無線中継器２が主に中継器３との間で無線通信を行う機能を提供する。第１通信モジュール２０から送信される信号は、電波として指向性アンテナ２５から放射される。また、第１通信モジュール２０は、指向性アンテナ２５が受信した電波から信号を取り出す機能を有している。すなわち、詳細は図示しないが、第１通信モジュール２０は、バンドパスフィルターや、ＲＦ回路、エンコーダやデコーダといった回路から構成されている。

先述のように、本実施の形態における中継器３は８０２．１１ｂ／ｇ（第１通信方式）により無線通信を行う。したがって、中継器３との間で無線通信を行う第１通信モジュール２０も、中継器３と同様に８０２．１１ｂ／ｇに準拠した無線通信を行う。すなわち、第１通信モジュール２０は、屋外端末装置１２，１３，１４との間で８０２．１１ｂ／ｇによる無線通信を行う。

第２通信モジュール２１は、第１通信部２１０、第２通信部２１１および切替部２１２を備えている。第２通信モジュール２１は、屋内外共用無線中継器２が屋内端末装置１０，１１との間で無線通信を行う機能を提供する。

第２通信モジュール２１から送信される信号は、電波として無指向性アンテナ２４から放射される。また、第２通信モジュール２１は、無指向性アンテナ２４が受信した電波から信号を取り出す機能を有している。すなわち、詳細は図示しないが、第２通信モジュール２１は、バンドパスフィルターや、ＲＦ回路、エンコーダやデコーダといった回路から構成されている。

第１通信部２１０は、８０２．１１ｂ／ｇに準拠した無線通信を提供する。第１通信部２１０は、後述する第１モードにおいて動作する。

第２通信部２１１は、８０２．１１ａ（第２通信方式）に準拠した無線通信を提供する。第２通信部２１１は、後述する第２モードにおいて動作する。

切替部２１２は、制御部２３からの制御信号に応じて、第２通信モジュール２１が屋内端末装置１０，１１との間で無線通信を行う場合の動作モードを切り替える。すなわち、８０２．１１ｂ／ｇ（第１通信方式）による無線通信を行う第１モードと、８０２．１１ａ（第２通信方式）による無線通信を行う第２モードとを切り替える。具体的には、第１モードのときには第１通信部２１０を能動化させる一方で第２通信部２１１を停止させ、第１通信部２１０にのみ無線通信を行わせる。逆に、第２モードのときには第１通信部２１０を停止させる一方で第２通信部２１１を能動化させ、第２通信部２１１にのみ無線通信を行わせる。

なお、説明の都合上、図３においては、第１通信部２１０および第２通信部２１１が別途の構成であるかのように図示している。しかし、これらの構成は、互いに独立したハードウェアである必要はなく、切替部２１２から伝達される動作モード（切替信号）に応じて、通信方式を切り替えて無線通信を行うことが可能な構成であればよい。すなわち、第１通信部２１０および第２通信部２１１を構成するハードウェアの一部または全部が共用されていてもよい。

アンテナ駆動部２２は、制御部２３からの制御に従って、図２におけるＺ軸と平行な軸を中心として、指向性アンテナ２５を回転させる機能を有している。すなわち、アンテナ駆動部２２が指向性アンテナ２５を回転させることにより、屋内外共用無線中継器２は、中継器３との間で最適な方向を選択して無線通信することができる。

詳細は図示しないが、制御部２３は、各種データの演算を行い、屋内外共用無線中継器２が備える各構成を制御するＣＰＵと、各種データを記憶しておく記憶装置とから主に構成されている。すなわち、制御部２３はマイクロコンピュータとしての機能を有している。なお、説明の都合上、制御部２３を一つの構成として図示するが、第１通信モジュール２０や第２通信モジュール２１等に別途のマイクロコンピュータを設けて制御部２３の機能を分担してもよい。

制御部２３は、第１通信モジュール２０に中継器３を介した屋外端末装置１２，１３，１４との間の無線通信を行わせるとともに、第２通信モジュール２１に屋内端末装置１０，１１との間の無線通信を行わせる。

また、制御部２３は、後述する様々な状況に応じて、第２通信モジュール２１の切替部２１２を制御する。言い換えれば、制御部２３は、第２通信モジュール２１の動作モードを設定する機能を有している。

また、制御部２３は、遮蔽板保持部２８を制御して、遮蔽板２９の姿勢を決定する機能を有している。すなわち、遮蔽板２９を図３に示す位置に配置させることにより、遮蔽板２９を有効位置に配置することができる。このように制御部２３が遮蔽板保持部２８を制御して遮蔽板２９の姿勢を制御することは、制御部２３が遮蔽板２９の姿勢を把握していることを意味し、言い換えれば制御部２３が有効位置にある遮蔽板２９を検出する機能を実質的に有していることを意味する。ただし、屋内外共用無線中継器２は、有効位置にある遮蔽板２９を検出する構成（対物センサや接触センサ等）を備えていてもよい。

また、制御部２３は、アンテナ駆動部２２を制御して、指向性アンテナ２５の向きを決定する機能も有している。このように制御部２３がアンテナ駆動部２２を制御して指向性アンテナ２５の指向方向を制御することは、制御部２３が指向性アンテナ２５の向きを把握していることを意味し、言い換えれば制御部２３が指向性アンテナ２５の向きを検出する機能を実質的に有していることを意味する。ただし、屋内外共用無線中継器２は、指向性アンテナ２５の向きを検出する構成を別途備えていてもよい。

さらに、制御部２３は、第１通信モジュール２０および第２通信モジュール２１による無線通信の通信状態（通信レベルや混信状態等）を監視し、当該通信状態に応じて様々な制御を実行する。

以上が、本実施の形態における屋内外共用無線ネットワークシステム１の構成および機能の説明である。次に、屋内外共用無線ネットワークシステム１において通信方式を決定する手法について説明する。

図４は、主に屋内外共用無線中継器２を設置する際の手順を示す流れ図である。図４に示す状態では、中継器３はすでに設置済みであるものとする。

まず、作業員は屋内外共用無線中継器２を設置して電源を投入する。このとき、＋Ｙ方向に中継器３が存在し、−Ｙ方向に屋内端末装置１０，１１が存在するように、屋内外共用無線中継器２の向きを決めて設置することが好ましい。なお、屋内端末装置１０，１１は、室内において移動することが想定されるため、−Ｙ方向が室内を向くように屋内外共用無線中継器２を設置することが好ましい。

電源が投入されると、屋内外共用無線中継器２は初期設定を実行した後、制御部２３は、第２通信モジュール２１の動作モードを第１モードに設定する。これにより、第２通信モジュール２１の切替部２１２が、動作モードを第１モードに切り替える（ステップＳ１１）。

ステップＳ１１が実行されると、第２通信モジュール２１の第１通信部２１０が能動化され、第２通信モジュール２１は第１通信方式（８０２．１１ｂ／ｇ）により無線通信を行う状態となる。このように、屋内外共用無線中継器２は、設置されると、屋内端末装置１０，１１との間で第１通信方式による無線通信を優先して開始する。

次に、遮蔽板保持部２８が遮蔽板２９を有効位置に配置させる（ステップＳ１２）。すなわち、初期状態において、制御部２３は、遮蔽板２９を有効位置に配置するように遮蔽板保持部２８を制御する。

先述のように、第１通信モジュール２０における通信方式は、第１通信方式に固定されている。したがって、第１通信モジュール２０および第２通信モジュール２１において共通して第１通信方式が用いられる場合（第１モードの場合）、現実の干渉の有無にかかわらず、無指向性アンテナ２４と指向性アンテナ２５との間で電波を遮蔽することが好ましい。すなわち、本実施の形態における屋内外共用無線中継器２は、初期状態において第１モードが選択され、第１モードでは干渉のおそれがあるとして、遮蔽板２９を有効位置に配置する。ただし、制御部２３が第１通信モジュール２０における無線通信と第２通信モジュール２１における無線通信との間に現実の干渉を検出したか否かに応じて、ステップＳ１２を実行するように構成してもよい。

ステップＳ１２が実行されると、制御部２３は、アンテナ駆動部２２を制御して指向性アンテナ２５を一周させつつ、第１通信モジュール２０における中継器３との無線通信の通信状態を監視し、中継器３との間で無線通信が可能な向きが存在したか否かを判定する（ステップＳ１３）。

中継器３との間で無線通信が可能であった場合（ステップＳ１３においてＹｅｓ）、制御部２３は、第１通信モジュール２０と中継器３との間の無線通信の通信状態が最も良好であった向きを、指向性アンテナ２５の指向方向の最適方向として決定する（ステップＳ１４）。

このようにして指向性アンテナ２５の最適方向が決定されると、作業員は、屋内端末装置１０，１１と屋内外共用無線中継器２との間の第１通信方式による無線通信が可能な状態となっているか否かを確認する（ステップＳ１５）。

通常、屋内外共用無線中継器２は、動作開始時（設置時）に、周囲に存在する屋内端末装置１０，１１をすべて把握することはできない。したがって、ステップＳ１４を実行した後、制御部２３は、無線通信を確立できた屋内端末装置１０，１１を液晶パネル２７に表示することにより、逆に、無線通信を確立できていない屋内端末装置１０，１１が存在しないか、作業員に対して確認を促す。

通信不能の屋内端末装置１０，１１が存在しない場合（ステップＳ１５においてＹｅｓ）、作業員はその旨をディップスイッチ２６を操作して入力する。これにより屋内外共用無線ネットワークシステム１は通常運用を開始する。すなわち、屋内外共用無線中継器２は、屋内端末装置１０，１１との間で、比較的多くの装置によって準拠されている第１通信方式（８０２．１１ｂ／ｇ）を用いて無線通信を行うように運用が開始される。

このように、屋内外で同一の通信規格を利用する場合、遮蔽板２９を有効位置に配置することにより、屋内（屋内端末装置１０，１１）用の無線通信と屋外（中継器３）用の無線通信との間の干渉を抑制できる。すなわち、遮蔽板２９により干渉が抑制されるため、屋外で第１通信方式（８０２．１１ｂ）を利用する場合でも、一般的に利用される第１通信方式（８０２．１１ｂ／ｇ）を屋内でも利用できる。したがって、無線機器の利用に制約が少なく、市場に流通する多くの装置を屋内端末装置１０，１１として採用することが可能となる。

一方、通信不能の屋内端末装置１０，１１が存在する場合（ステップＳ１５においてＮｏ）、作業員はその旨をディップスイッチ２６を操作して入力する。この場合、制御部２３は、遮蔽板２９を無効位置に配置するように、遮蔽板保持部２８を制御する。これにより、遮蔽板２９の配置が変更され、遮蔽板２９が無効位置に配置される（ステップＳ１６）。

遮蔽板２９が無効位置に変更されると、再度、指向性アンテナ２５の最適方向が決定される（ステップＳ１７）。このとき、アンテナ駆動部２２は、再び、指向性アンテナ２５を一周させる。そして、制御部２３は、その間の通信状態を監視し、最も通信状態が良好であった方向に指向性アンテナ２５を向けるようにアンテナ駆動部２２を制御する。これにより、ステップＳ１７における最適方向が決定される。このように再度最適方向を決定する意味は、遮蔽板２９が有効位置にあるときと無効位置にあるときとでは、最適方向が異なる場合があるからである。

そして、ステップＳ１６，Ｓ１７と並行して、制御部２３は、第２通信モジュール２１の動作モードを第２モードに設定する。これにより、第２通信モジュール２１の切替部２１２が、動作モードを第２モードに切り替える（ステップＳ１８）。

ステップＳ１８が実行されると、第２通信モジュール２１の第２通信部２１１が能動化され、第２通信モジュール２１は第２通信方式（８０２．１１ａ）により無線通信を行う状態となる。したがって、屋内外共用無線中継器２は、屋内端末装置１０，１１との間で、第２通信方式（８０２．１１ａ）を用いて無線通信を行うように運用が開始される。この場合、作業員は、屋内端末装置１０，１１の通信方式を第２通信方式に切り替える（屋内端末装置１０，１１側で自動的に切り替わるように構成してもよい。）。

ステップＳ１３においてＮｏの場合（すなわち、遮蔽板２９が有効位置に配置されている場合に、第１通信モジュール２０が中継器３との間で無線通信が不能である場合）、制御部２３は、遮蔽板２９を無効位置に配置するように、遮蔽板保持部２８を制御する。これにより、遮蔽板２９の配置が変更され、遮蔽板２９が無効位置に配置され（ステップＳ１９）、第１通信モジュール２０の通信可能範囲が拡大する。

遮蔽板２９の位置が無効位置に変更されると、制御部２３は、遮蔽板２９を無効位置に配置変更したことにより、第１通信モジュール２０と中継器３との間で無線通信が可能となったか否かを、ステップＳ１３と同様にして判定する（ステップＳ２０）。

遮蔽板２９が無効位置に配置されているにもかかわらず、中継器３との間で無線通信が不能である場合（ステップＳ２０においてＮｏ）、制御部２３は屋内外共用無線中継器２の設置位置が不適合であると判断し、異常終了する。

一方、遮蔽板２９が無効位置に配置されたことにより、中継器３との間で無線通信が確立できた場合（ステップＳ２０においてＹｅｓ）、ステップＳ１４と同様に、指向性アンテナ２５の最適方向を決定する（ステップＳ２１）。

そして、制御部２３は、第２通信モジュール２１の動作モードを第２モードに設定する。これにより、第２通信モジュール２１の切替部２１２が、動作モードを第２モードに切り替える（ステップＳ１８）。

遮蔽板２９が無効位置に配置されていない限り、中継器３との間で無線通信が確立できないのであれば、通常、屋内外共用無線中継器２は屋内端末装置１０，１１との間で第１通信方式による無線通信を行うことはできない（遮蔽板２９を有効位置に配置しないと混信が生じる可能性が高いため）。したがって、この場合は、屋内外共用無線ネットワークシステム１は、ステップＳ１８を実行して、運用を開始する。

なお、屋内外共用無線ネットワークシステム１において、新たな装置を屋内端末装置１０，１１として増設する場合（屋内端末装置１０，１１が移動した場合を含む。）、ステップＳ１５からの処理を行えばよい。また、屋外端末装置１２，１３，１４を増設する場合は、中継器３との間の無線通信を確立できればよく、通常は屋内外共用無線中継器２との間の通信状態は変更不要である。さらに、通常、屋内外共用無線ネットワークシステム１において、中継器３の位置は頻繁に変更されることを想定する必要はないが、その場合は最初から作業を行うことが好ましい。

以上のように、屋内と屋外との間で無線通信を行う屋内外共用無線ネットワークシステム１は、屋内に配置される屋内端末装置１０，１１と、屋外に配置される屋外端末装置１２，１３，１４と、屋内端末装置１０，１１および屋外端末装置１２，１３，１４との間で無線通信を行う屋内外共用無線中継器２とを備え、屋内外共用無線中継器２は、屋外端末装置１２，１３，１４との間で第１通信方式による無線通信を行う第１通信モジュール２０と、屋内端末装置１０，１１との間で無線通信を行う第２通信モジュール２１とを備え、第２通信モジュール２１は、屋内端末装置１０，１１との間で第１通信方式による無線通信を行う第１通信部２１０と、屋内端末装置１０，１１との間で、第１通信方式と異なる第２通信方式による無線通信を行う第２通信部２１１と、第１通信部２１０と第２通信部２１１とを切り替える切替部２１２とを備え、第１通信方式は、前記第２通信方式に比べて、多数の装置に準拠されており、切替部２１２は、第２通信部２１１よりも第１通信部２１０を優先して切り替える。これにより、多数の装置に準拠されている第１通信方式を屋内端末装置との間の無線通信にも優先的に使用するので、例えば、混信（干渉）を回避できる環境において互換性の低下を抑制することができる。

また、屋内外共用無線中継器２は、第１通信モジュール２０により使用される無線電波を送受信する指向性アンテナ２５と、第２通信モジュール２１により使用される無線電波を送受信する無指向性アンテナと、指向性アンテナ２５と無指向性アンテナ２４との間で電波を遮蔽する有効位置に配置される遮蔽板２９とをさらに備えることにより、共通の通信方式を使用する場合の干渉を抑制することができる。

また、遮蔽板２９は、指向性アンテナ２５と無指向性アンテナ２４との間で電波を遮蔽しない無効位置に配置変更可能であることにより、電波を遮蔽すると不都合を生じる場合（例えば、中継器３との間の無線通信が遮蔽される場合など。）に対応することができる。また、屋外に設置されている無線機器（屋外端末装置１２，１３，１４）、屋内で利用したい無線機器（屋内端末装置１０，１１）および屋内外共用無線中継器２の配置は、個々の家で異なる。しかし、屋内外共用無線中継器２が配置変更可能な遮蔽板２９を備えていることにより、遮蔽板２９を最も効率のよい位置に配置可能である。

また、切替部２１２は、遮蔽板２９の位置に応じて切り替えることにより、設置時等の作業を軽減できる。

切替部２１２は、遮蔽板２９が無効位置に配置されている場合に、第１通信部２１０による無線通信が第１通信モジュール２０による無線通信と干渉するおそれがあるとみなして、第１通信部２１０を第２通信部２１１に切り替える。このような場合に、第２通信部２１１が第１通信方式と異なる第２通信方式で無線通信を行うことにより、干渉を抑制することができる。

また、切替部２１２は、制御部２３から伝達される、第１通信モジュール２０と第２通信モジュール２１との間の無線通信における干渉の有無に応じて切り替えるように構成することも可能であり、その場合は設置時等の作業を軽減できる。

また、無線通信用の電波を特定の方向に偏って放射する指向性アンテナ２５を採用することにより、屋内無線ネットワーク（屋内外共用無線中継器２）と屋外無線ネットワーク（中継器３）との間の無線通信の通信性能を向上できる。

屋外端末装置１２，１３，１４と屋内外共用無線中継器２との間の無線通信を中継する中継器３をさらに備えることにより、屋内外共用無線中継器２の通信相手および通信方向を固定することができ、通信性能が向上する。

＜２． 変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。

例えば、遮蔽板保持部２８は、遮蔽板２９をＺ方向に進退させることによって、遮蔽板２９を筐体内に収容し、遮蔽板２９を無効位置に配置変更するように構成してもよい。

また、上記実施の形態では、指向性アンテナ２５をアンテナ駆動部２２によって最適方向に向けると説明したが、これを作業員の手動で行うようにすることもできる。屋内外共用無線ネットワークシステム１では、先述のように、中継器３の位置は固定的であるため、作業員にとって指向性アンテナ２５の最適方向は予測しやすいという特徴があり手動で行っても作業負担は比較的軽いものである。その場合は、作業員がディップスイッチ２６を操作して指向性アンテナ２５の向きを屋内外共用無線中継器２に対して入力してもよいし、指向性アンテナ２５の向きを検出する角度検出センサを屋内外共用無線中継器２に設けてもよい。

また、指向性アンテナ２５は、屋内外共用無線中継器２の筐体に対して固定されていてもよい。その場合は、指向性アンテナ２５の指向方向が最適な向きになるように、作業員が屋内外共用無線中継器２の向きを決定して屋内外共用無線中継器２を設置すればよい。指向性アンテナ２５が固定されている場合、制御部２３は、指向性アンテナ２５の向きを検出する必要はない。

また、互いに異なる方向に指向性を持つ複数の指向性アンテナ２５を設け、制御部２３が最も通信状態のよいものを運用の際に使用する指向性アンテナ２５として選択してもよい。この場合、最適方向を探索する必要がなくなるので、アンテナ駆動部２２を設ける必要がない。

また、上記実施の形態では、遮蔽板保持部２８の駆動部によって遮蔽板２９を、有効位置と無効位置との間で位置を変更すると説明した。しかし、これを作業員の手動で行ってもよい。すなわち、遮蔽板２９が必要な場合には作業員が遮蔽板２９を屋内外共用無線中継器２に装着する一方で、遮蔽板２９が必要ない場合には作業員が遮蔽板２９を取り外せばよい。遮蔽板２９の要否は、液晶パネル２７に表示されてもよいし、作業員が判断してもよい。また、遮蔽板２９の存否は、作業員がディップスイッチ２６を操作して入力してもよいし、遮蔽板２９を検出する各種センサを設けてもよい。

また、上記実施の形態では、設置時や子局増設時のメンテナンス等においても屋内外共用無線中継器２のディップスイッチ２６および液晶パネル２７を用いて作業が行われる。しかしながら、これらは比較的簡易なハードウェアであるため、作業効率が低下するおそれがある。そこで、屋内外共用無線中継器２にメンテナンス用のパソコン（操作性の優れた入出力装置）を接続する端子（ＵＳＢ端子等）を設けて、メンテナンス時には当該端子に接続したパソコンを用いて作業を行うようにしてもよい。

また、上記実施の形態に示した各工程は、あくまでも例示であって、同様の効果が得られるならば、その内容や順序が適宜変更されてもよい。例えば、まず、ステップＳ１２が実行されてから、遮蔽板２９が有効位置に配置されたことを検出（確認）して、ステップＳ１１が実行されるように構成してもよい。

なお、屋内外共用無線中継器２と屋内端末装置１０，１１との間の無線通信において、第１通信方式を用いることができるための条件は、以下の３つであるといえる。第１条件は、遮蔽板２９が有効位置に配置されていること（第１通信モジュール２０と第２通信モジュールとの間で干渉の生じるおそれがないこと）である。第２条件は、屋内外共用無線中継器２と中継器３との間の無線通信が可能なことである（遮蔽板２９が有効位置に配置されても当該通信が妨げられないこと）。第３条件は、屋内外共用無線中継器２と屋内端末装置１０，１１との間の無線通信が可能なことである（遮蔽板２９が有効位置に配置されても当該通信が妨げられないこと）。

ただし、屋内外共用無線中継器２と屋内端末装置１０，１１との間の無線通信において、第１通信方式による運用を開始するにあたって、上記の３つの条件をどのような順序で判断してもよい。また、このような判断を屋内外共用無線中継器２（制御部２３）が行ってもよいし、作業員が行って屋内外共用無線中継器２に入力してもよい。さらには、このような判断は、現実に検出される状態に基づいて直接判断してもよいし、装置の配置や電波強度等の状況から予測してもよい。

上記実施の形態では、ステップＳ１１により、一旦、第１通信方式による無線通信を開始した上で、第１条件を満たすようにステップＳ１２を実行してから、第２条件および第３条件を順次判定する手順で説明した。そして、第２条件は制御部２３が判断し、第３条件は作業員が判断するとして説明した。しかし、例えば、作業員が、第２条件および第３条件が満たされるか否かをネットワーク内の装置配置等により判断した上で、遮蔽板２９を有効位置に配置するようにしてもよい（第２条件または第３条件が満たされないと判断した場合は遮蔽板２９を無効位置に配置する。）。このような操作がされる場合には、屋内外共用無線中継器２の制御部２３は、遮蔽板２９が有効位置に配置されているか否かのみを検出して、有効位置に配置されている場合には第１モードとし、無効位置に配置されている場合には第２モードとすることができる。すなわち、屋内で利用する無線通信方式を第２通信方式（８０２．１１ａ）とする場合には、干渉を気にせず（干渉判定不要）に利用でき、遮蔽板２９を有効にしない（無効にする）だけで、動作モードの切替も容易にできる。

１ 屋内外共用無線ネットワークシステム
１０，１１ 屋内端末装置
１２，１３，１４ 屋外端末装置
２ 屋内外共用無線中継器
２０ 第１通信モジュール
２１ 第２通信モジュール
２１０ 第１通信部
２１１ 第２通信部
２１２ 切替部
２２ アンテナ駆動部
２３ 制御部
２４ 無指向性アンテナ
２５ 指向性アンテナ
２６ ディップスイッチ
２７ 液晶パネル
２８ 遮蔽板保持部
２９ 遮蔽板
２９０ 遮蔽面
３ 中継器

Claims (9)

1. 屋内と屋外との間で無線通信を行う屋内外共用無線ネットワークシステムであって、
   屋内に配置される屋内端末装置と、
   屋外に配置される屋外端末装置と、
   前記屋内端末装置および前記屋外端末装置との間で無線通信を行う屋内外共用無線中継器と、
   を備え、
   前記屋内外共用無線中継器は、
   前記屋外端末装置との間で第１通信方式による無線通信を行う第１通信モジュールと、
   前記屋内端末装置との間で無線通信を行う第２通信モジュールと、
   を備え、
   前記第２通信モジュールは、
   前記屋内端末装置との間で前記第１通信方式による無線通信を行う第１通信手段と、
   前記屋内端末装置との間で、前記第１通信方式と異なる第２通信方式による無線通信を行う第２通信手段と、
   前記第１通信手段と前記第２通信手段とを切り替える通信切替手段と、
   を備え、
   前記第１通信方式は、前記第２通信方式に比べて、多数の装置に準拠されており、
   前記通信切替手段は、前記第２通信手段よりも前記第１通信手段を優先して切り替える屋内外共用無線ネットワークシステム。
2. 請求項１に記載の屋内外共用無線ネットワークシステムであって、
   前記屋内外共用無線中継器は、
   前記第１通信モジュールにより使用される無線電波を送受信する第１アンテナと、
   前記第２通信モジュールにより使用される無線電波を送受信する第２アンテナと、
   前記第１アンテナと前記第２アンテナとの間で電波を遮蔽する有効位置に配置される遮蔽板と、
   をさらに備える屋内外共用無線ネットワークシステム。
3. 請求項２に記載の屋内外共用無線ネットワークシステムであって、
   前記遮蔽板は、前記第１アンテナと前記第２アンテナとの間で電波を遮蔽しない無効位置に配置変更可能である屋内外共用無線ネットワークシステム。
4. 請求項２または３に記載の屋内外共用無線ネットワークシステムであって、
   前記通信切替手段は、前記遮蔽板の位置に応じて切り替える屋内外共用無線ネットワークシステム。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の屋内外共用無線ネットワークシステムであって、
   前記通信切替手段は、前記第１通信手段による無線通信が前記第１通信モジュールによる無線通信と干渉するおそれがある場合に前記第１通信手段を前記第２通信手段に切り替える屋内外共用無線ネットワークシステム。
6. 請求項５に記載の屋内外共用無線ネットワークシステムであって、
   前記通信切替手段は、前記第１通信モジュールと前記第２通信モジュールとの間の無線通信における干渉の有無に応じて切り替える屋内外共用無線ネットワークシステム。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の屋内外共用無線ネットワークシステムであって、
   前記第１アンテナは、無線通信用の電波を特定の方向に偏って放射する指向性アンテナである屋内外共用無線ネットワークシステム。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の屋内外共用無線ネットワークシステムであって、
   前記屋外端末装置と前記屋内外共用無線中継器との間の無線通信を中継する中継器をさらに備える屋内外共用無線ネットワークシステム。
9. 屋内に配置される屋内端末装置および屋外に配置される屋外端末装置との間で無線通信を行う屋内外共用無線中継器であって、
   前記屋外端末装置との間で第１通信方式による無線通信を行う第１通信モジュールと、
   前記屋内端末装置との間で無線通信を行う第２通信モジュールと、
   を備え、
   前記第２通信モジュールは、
   前記屋内端末装置との間で前記第１通信方式による無線通信を行う第１通信手段と、
   前記屋内端末装置との間で、前記第１通信方式と異なる第２通信方式による無線通信を行う第２通信手段と、
   前記第１通信手段と前記第２通信手段とを切り替える通信切替手段と、
   を備え、
   前記通信切替手段は、前記第２通信手段よりも前記第１通信手段を優先して切り替える屋内外共用無線中継器。

Images