JP2016213583A

JP2016213583A - 通信方法、及び、通信システム

Info

Publication number: JP2016213583A
Application number: JP2015093846A
Authority: JP
Inventors: 泰彰笠井; Yasuaki Kasai; 浩二飯塚; Koji Iizuka
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2015-05-01
Filing date: 2015-05-01
Publication date: 2016-12-15
Anticipated expiration: 2035-05-01
Also published as: JP6693048B2

Abstract

【課題】無線通信を簡易に行う。【解決手段】電磁波を遮蔽する遮蔽体により区画された第１空間と第２空間において、第１空間内の第１無線機と、第２空間内の第２無線機との間で無線通信を行う通信方法であって、遮蔽体とは絶縁されつつ、第１空間と第２空間とを繋ぐ導体を設け、第１無線機から発せられた電磁波によって、当該電磁波に応じた電圧変動を導体内に生じさせ、電圧変動によって導体の周りに発生する磁界及び電界の変動を、第２無線機で受信する。【選択図】図２

Description

本発明は、通信方法、及び、通信システムに関する。

建物の複数の空間（例えば、上下階）が、電波（電磁波の一種）を遮蔽する遮蔽体（例えば、床）によって区画されている場合、これらの空間の間で無線機による無線通信を行うことが困難になる。そこで、複数の空間を繋ぐ配線（テレビ共聴配線など）を用いて、この配線に接続器と中継用アンテナを設け、これらを介して、無線通信を行う方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−１２５６００号公報

しかしながら、上述の通信方法では、各空間に中継用アンテナや接続器を設置する必要がある。このため、手間やコストがかかるという問題があった。

本発明はかかる従来の課題に鑑みてなされたもので、その主な目的は、無線通信を簡易に行うことにある。

かかる目的を達成するために本発明の通信方法は、電磁波を遮蔽する遮蔽体により区画された第１空間と第２空間において、前記第１空間内の第１無線機と、前記第２空間内の第２無線機との間で無線通信を行う通信方法であって、前記遮蔽体とは絶縁されつつ、前記第１空間と前記第２空間とを繋ぐ導体を設け、前記第１無線機から発せられた電磁波によって、当該電磁波に応じた電圧変動を前記導体内に生じさせ、前記電圧変動によって前記導体の周りに発生する磁界及び電界の変動を、前記第２無線機で受信することを特徴とする。
このような通信方法によれば、第１空間と第２空間が遮蔽体により区画されていても、第１無線機と第２無線機との間で無線通信を簡易に行うことができる。

かかる通信方法であって、前記導体には、中継用アンテナ、及び、前記導体と前記中継用アンテナとを接続する接続器が設けられていないことが望ましい。
このような通信方法によれば、手間やコストを削減することができる。

かかる通信方法であって、前記導体の周囲は絶縁体で被覆されており、前記導体は、前記絶縁体によって前記遮蔽体と絶縁されていることが望ましい。
このような通信方法によれば、導体を用いて無線通信を行うことできる。

かかる通信方法であって、前記第１空間、及び、前記第２空間は、施工中の建物の空間であってもよい。

かかる通信方法であって、前記導体は仮設電源ケーブルであることが望ましい。
このような通信方法によれば、仮設電源ケーブルを有効利用でき、手間やコストをより削減することができる。

かかる通信方法であって、前記第１無線機のアンテナ及び前記第２無線機のアンテナを、それぞれ、前記導体に近接させて前記無線通信を行うことが望ましい。
このような通信方法によれば、アンテナを近づけることにより導体を用いて簡易に無線通信を行うことができる。

かかる通信方法であって、前記第１無線機のアンテナ及び前記第２無線機のアンテナを、それぞれ、前記導体に接触させることが望ましい。
このような通信方法によれば、通信感度をより向上させることができる。

かかる通信方法であって、前記遮蔽体は床であり、前記導体は前記床を貫通していてもよい。
このような通信方法によれば、上下方向（フロア越し）の無線通信を行うことができる。

かかる通信方法であって、前記遮蔽体は壁であり、前記導体は前記壁を貫通していてもよい。
このような通信方法によれば、水平方向の無線通信を行うことができる。

また、かかる目的を達成するために本発明の通信システムは、第１空間の第１無線機と、電磁波を遮蔽する遮蔽体により前記第１空間と区画された第２空間の第２無線機と、前記遮蔽体とは絶縁されつつ、前記第１空間と前記第２空間とを繋ぐ導体と、を備え、前記第１無線機から発せられた電磁波によって、当該電磁波に応じた電圧変動を前記導体内に生じさせ、前記電圧変動によって前記導体の周りに発生する磁界及び電界の変動を、前記第２無線機で受信する、ことを特徴とする。

本発明によれば、無線通信を簡易に行うことができる。

比較例の通信方法の説明図である。第１実施形態の通信方法の説明図である。第２実施形態の通信方法を説明するための概略平面図である。第２実施形態の通信方法の変形例を説明するための概略平面図である。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
本実施形態について説明する前に、まず比較例について説明する。

＜比較例について＞
図１は比較例の通信方法の説明図である。

建物１は、木造ではない２階建ての建物であり、上下階（上下の各空間）は床３で区画されている。上の階の室内には無線通信部１２とアンテナ１４を有する第１無線機１０があり、下の階の室内には無線通信部２２とアンテナ２４を有する第２無線機２０がある。

床３は、デッキプレート（鉄板）や鉄筋（鉄網）で構成されており、電波（電磁波に相当）を遮蔽する性質を持つ（電磁シールドされているのに近い状況である）。このため、上下階の間で第１無線機１０と第２無線機２０とによる良好な無線通信（フロア越しの無線通信）を行うことは困難である。

そこで、比較例では、床３の貫通穴４を通して上下階を繋ぐケーブル５を設けており、さらに、上の階側のケーブル５には接続器１３０を介して中継用アンテナ１４０を接続し、下の階側のケーブル５には接続器１５０を介して中継用アンテナ１６０を接続している。接続器１３０は、ケーブル５と中継用アンテナ１４０の間で無線と有線とを変換するものである。また、接続器１５０は、ケーブル５と中継用アンテナ１６０との間で無線と有線を変換するものである。なお、ケーブル５の周囲は絶縁体（不図示）で被覆されており、この絶縁体によって床３とは電気的に絶縁されている。

これにより、上の階の第１無線機１０の無線通信部１２からアンテナ１４を通じて発せられた電波は、中継用アンテナ１４０に受信され、接続器１３０、ケーブル５、接続器１５０を介して中継用アンテナ１６０に到達する。そして、中継用アンテナ１６０を通じて下の階の室内に電波が発せられ、第２無線機２０のアンテナ２４が当該電波を受信する。このようにして、第１無線機１０から発せられた電波を第２無線機２０で受信できる。また、同様に、第２無線機２０から発せられた電波は、中継用アンテナ１６０に受信され、接続器１５０、ケーブル５、接続器１３０を介して中継用アンテナ１４０に到達する。そして、中継用アンテナ１４０を通じて上の階の室内に電波が発せられ、第１無線機１０のアンテナ１４が当該電波を受信する。このようにして、第２無線機２０から発せられた電波を第１無線機１０で受信できる。

しかし、この比較例の場合、各階のケーブル５に接続器１３０、１５０や中継用アンテナ１４０、１６０を設けているため、手間やコストがかかるという問題がある。

そこで、本実施形態では、簡易に無線通信を行えるようにしている。

＜本実施形態について＞
図２は、第１実施形態の通信方法の説明図である。なお、図１と同一構成の部分には同一符号を付している。

本実施形態においても、比較例と同様に、建物１の上の階の室内（空間内）には無線通信部１２とアンテナ１４を有する第１無線機１０があり、下の階の室内には無線通信部２２とアンテナ２４を有する第２無線機２０がある。そして、上の階と下の階は床３で区画されているとともに、上の階と下の階を繋ぐケーブル５が床３の貫通穴４を通して設けられている。なお、前述したように、ケーブル５の周囲は絶縁体で被覆されており、床３とは電気的に絶縁されている。

ただし、本実施形態では、比較例のような接続器１３０、中継用アンテナ１４０、接続器１５０、中継用アンテナ１６０が設けられていない。

このような構成において、本実施形態では、第１無線機１０のアンテナ１４、及び、第２無線機２０のアンテナ２４を、それぞれ、ケーブル５に近接させている。こうすることにより、第１無線機１０のアンテナ１４から発せられた電波によって、ケーブル５内に当該電波に応じた電圧変動が生じる。そして、この電圧変動によってケーブル５に高周波電流が流れ、ケーブル５の周りに磁界と電界の変動が発生する、この磁界と電界の変動を、第２無線機２０（アンテナ２４）で受信する。換言すると、ケーブル５がアンテナとして機能している。また、逆に、第２無線機２０から発せられた電波を第１無線機１０で受信する場合も同様である。このように、本実施形態では、中継用アンテナや接続器を設けていないので、比較例よりも簡易に無線通信を行うことができる。

なお、本実施形態では、第１無線機１０のアンテナ１４、及び、第２無線機２０のアンテナ２４をケーブル５に近接させていたが、第１無線機１０のアンテナ１４、及び、第２無線機２０のアンテナ２４をケーブル５に結びつける（接触させる）と通信感度をより向上させることができる。

また、本実施形態では上下階をケーブル５で繋いでいたが、これには限られず導体であればよい。例えば、電話線でもよいし、配管（金属管）などでもよい。但し、床３とは電気的に絶縁された状態であることが必要である。

また、建物１が、建設現場の施工中の建物の場合、ケーブル５として仮設電源ケーブルを用いることができる。仮設電源ケーブルは、建設中の建物の各フロア（各階）に配電を行うためのものであり、建設中の建物には必ず設けられるものである。よって、この場合、仮設電源ケーブルを有効利用でき、手間やコストをより削減できる。

また、本実施形態の建物１は２階建てであったので、隣接する階（フロア）の間で無線通信を行っていたがこれには限られず、複数フロア離れた場所で無線通信をするようにしてもよい。

＜実験＞
約１０ｃｍの貫通穴を設けた試験体（遮蔽体）を用いて、貫通穴にケーブルを通さない場合と、貫通穴にケーブルを通して各無線機のアンテナをケーブルに近接させた場合での電波の透過度（漏洩量）を比較する実験を行った。

前者では、ほとんど電波が通過できず良好な無線通信ができなかった。これに対し、後者では、２．４５ＧＨｚにて約４０ｄＢ（電界強度で１００倍）、９２０ＭＨｚにて約６０ｄＢ（電界強度で１０００倍）改善した。

また、実際の建設中のビルにおいて、後者の評価をしたところ、仮設電源ケーブルを用いて８フロア離れての通信も可能であった。

以上、説明したように、本実施形態の通信方法では、建物１の上の階と下の階とを繋ぐケーブル５に、第１無線機１０のアンテナ１４と第２無線機２０のアンテナ２４を近接させている。こうすることにより、第１無線機１０のアンテナ１４から発せられた電波によって、当該電波に応じた電圧変動がケーブル５内に生じ、その電圧変動によってケーブル５の周りに発生する磁界及び電界の変動を、第２無線機２０のアンテナ２４で受信できる。その逆も同様である。

これにより本実施形態では、比較例のような接続器や中継用アンテナを設けていなくても、上下階での無線通信（フロア越しの無線通信）を行うことができる。よって、本実施形態では、比較例よりも簡易に無線通信を行うことができる。

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
第１実施形態では、上下階（上下方向）の無線通信を行っていたが、第２実施形態では水平方向の無線通信を行う点が異なっている。

図３は、第２実施形態の通信方法を説明するための概略平面図である。なお、図３は、建物１００の同一フロアを上から見た図である。第２実施形態の建物１００も、木造でない建物であり、当該建物１００の各部屋を構成する壁３０には鉄骨や鉄筋が用いられている。すなわち壁３０は電波を遮蔽する遮蔽体に相当する。図に示す建物１００のフロアには壁３０で形成された２つの部屋と、当該２つの部屋の外側の廊下５０が設けられている。なお、廊下５０の上部には当該廊下５０に沿ってケーブルラック（不図示）が配置されており、このケーブルラックには配線ケーブル４０が設けられている。

図３に示すように、第１無線機１０及び第２無線機２０は、２つの部屋を挟んだ廊下５０の端部（壁３０で区画された空間）に位置しており、第１無線機１０あるいは第２無線機２０から発せられる電波は、壁３０で遮られる。このため、図の点線で示す経路で無線通信を行うことは困難である。また、電波は直進性が強い（回折しにくい）ため、廊下５０に沿って回り込むような無線通信を行うことも困難である。そこで、第２実施形態では廊下５０に沿って設けられた配線ケーブル４０に第１無線機１０のアンテナ１４と第２無線機２０のアンテナ２４をそれぞれ近接させている。この場合においても第１実施形態と同様に、配線ケーブル４０を用いて無線通信（ここでは水平方向の無線通信）を行うことができる。

また、図４は、第２実施形態の通信方法の変形例を説明するための概略平面図である。図４において図３と同一構成の部分には同一符号を付し説明を省略する。この例では、複数の壁３０に小さい貫通穴３０ａが形成されており、これらの貫通穴３０ａを通して配線ケーブル４０を直線状に設けている。この場合も第１無線機１０のアンテナ１４及び第２無線機２０のアンテナ２４を配線ケーブル４０に近接させることにより無線通信を行うことができる。

＝＝＝その他の実施形態について＝＝＝
上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。

前述の実施形態では、建物内の空間で無線通信をしていたが、これには限られない。例えば、乗り物など、建物以外の空間であってもよい。また、前述の実施形態では、２つの無線機（第１無線機１０、第２無線機２０）を用いて無線通信をしていたが、これには限られず、例えば、遮蔽体で区画された２つ以上の場所（空間）にそれぞれ無線機を配置して、これらの複数の無線機を用いて無線通信をしてもよい。

１建物
３床
４貫通穴
５ケーブル
１０第１無線機
１２無線通信部
１４アンテナ
２０第２無線機
２２無線通信部
２４アンテナ
３０壁
３０ａ貫通穴
４０配線ケーブル
５０廊下
１００建物
１３０接続器
１４０中継用アンテナ
１５０接続器
１６０中継用アンテナ

Claims

電磁波を遮蔽する遮蔽体により区画された第１空間と第２空間において、前記第１空間内の第１無線機と、前記第２空間内の第２無線機との間で無線通信を行う通信方法であって、
前記遮蔽体とは絶縁されつつ、前記第１空間と前記第２空間とを繋ぐ導体を設け、
前記第１無線機から発せられた電磁波によって、当該電磁波に応じた電圧変動を前記導体内に生じさせ、前記電圧変動によって前記導体の周りに発生する磁界及び電界の変動を、前記第２無線機で受信する、
ことを特徴とする通信方法。
請求項１に記載の通信方法であって、
前記導体には、中継用アンテナ、及び、前記導体と前記中継用アンテナとを接続する接続器が設けられていない、
ことを特徴とする通信方法。
請求項１又は請求項２に記載の通信方法であって、
前記導体の周囲は絶縁体で被覆されており、前記導体は、前記絶縁体によって前記遮蔽体と絶縁されている、
ことを特徴とする通信方法。
請求項１乃至請求項３に記載の通信方法であって、
前記第１空間、及び、前記第２空間は、施工中の建物の空間である、
ことを特徴とする通信方法。
請求項４に記載の通信方法であって、
前記導体は仮設電源ケーブルである、
ことを特徴とする通信方法。
請求項１乃至請求項５に記載の通信方法であって、
前記第１無線機のアンテナ及び前記第２無線機のアンテナを、それぞれ、前記導体に近接させて前記無線通信を行う、
ことを特徴とする通信方法。
請求項６に記載の通信方法であって、
前記第１無線機のアンテナ及び前記第２無線機のアンテナを、それぞれ、前記導体に接触させる、
ことを特徴とする通信方法。
請求項１乃至請求項７に記載の通信方法であって、
前記遮蔽体は床であり、前記導体は前記床を貫通している、
ことを特徴とする通信方法。
請求項１乃至請求項７に記載の通信方法であって、
前記遮蔽体は壁であり、前記導体は前記壁を貫通している、
ことを特徴とする通信方法。
第１空間の第１無線機と、
電磁波を遮蔽する遮蔽体により前記第１空間と区画された第２空間の第２無線機と、
前記遮蔽体とは絶縁されつつ、前記第１空間と前記第２空間とを繋ぐ導体と、
を備え、
前記第１無線機から発せられた電磁波によって、当該電磁波に応じた電圧変動を前記導体内に生じさせ、前記電圧変動によって前記導体の周りに発生する磁界及び電界の変動を、前記第２無線機で受信する、
ことを特徴とする通信システム。