JP3506980B2

JP3506980B2 - 屋内無線通信システムの通信特性制御方法

Info

Publication number: JP3506980B2
Application number: JP34843699A
Authority: JP
Inventors: 裕二前田; 和宏高谷; 完也塩川; 昭彦長永
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1999-12-08
Filing date: 1999-12-08
Publication date: 2004-03-15
Anticipated expiration: 2019-12-08
Also published as: JP2001168812A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、屋内無線通信シス
テムの通信特性制御方法に関し、屋内における通信特性
の改善や同じ屋内に設置された複数の無線通信システム
の通信エリアの分離に利用される。

【０００２】

【従来の技術】現在、無線ＬＡＮ（Local Area Networ
k）等の屋内無線通信システムでは、限られた周波数資
源になるべく多くのユーザを収容することが要求されて
いる。そこで、１つの無線基地局に対する通信エリア内
において多数のユーザが同時に効率よく通信を行うため
の多元接続（Multiple Access），他の無線基地局の電
波と同じ周波数を場所を離して繰り返し使用するゾーン
構成，各端末側の送信電力を必要最小限に抑える送信電
力制御等の通信制御技術が広く利用されている。

【０００３】これらの通信制御技術を用いることによ
り、全ての無線端末が他の無線端末から受ける干渉を最
小限に抑えることができ、全ての無線端末が公平に通信
できようになる。これらの通信制御技術は、結果として
周波数利用効率を向上させる目的で使用されている。多
元接続方式としては、大きく分けて、時分割多重（ＴＤ
ＭＡ）方式，周波数分割多重（ＦＤＭＡ）方式，符号分
割多重（ＣＤＭＡ）方式等のチャンネル占有方式と、ア
ロハ（ＡＬＯＨＡ），搬送波検知マルチプルアクセス
（ＣＳＭＡ）等のチャネル共有方式とが使用されてい
る。

【０００４】チャネル占有方式では、各ユーザが他のユ
ーザからの干渉を受けることなく、時間，周波数等で分
割されたチャネルを占有できる。チャネル共有方式で
は、各ユーザが同じチャネルを共有し、他のユーザから
の干渉をある程度許容しつつ効率よく通信を行う。ゾー
ン構成技術においては、水平面内で無指向性のアンテナ
を用いる。また、平面を一定形状のゾーン毎に分割しゾ
ーン毎に無線信号を放射する。更に、隣接するゾーン毎
に異なる無線周波数を割り当てると共に、同じ無線周波
数を一定の繰り返しパターンで各ゾーンに割り当てる。
これにより、複数ゾーン間の無線信号の干渉が防止され
る。このゾーン構成技術では、隣接するゾーン間ではＦ
ＤＭＡによって干渉を避け、ゾーン内においてはＴＤＭ
ＡまたはＣＤＭＡによって無線通信システム間の干渉を
回避することができる。

【０００５】送信電力制御技術では、各端末の送信電力
を必要最小限に抑え、比較的強度が大きい特定の送受信
装置からの無線通信信号が他の送受信装置に影響を与え
ることを防止する。無線通信においては、基地局に複数
の無線端末が同時接続を行う場合、全ての無線端末が公
平に通信できるように制御することによって、周波数利
用効率の向上を実現している。

【０００６】例えば、２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮ等のシ
ステムでは、スペクトラム拡散変調を用いているが、割
り当てられている無線周波数帯域幅が不十分なためＣＤ
ＭＡ方式による通信制御が困難な場合には、ＣＳＭＡ方
式を採用することによって、全ての無線端末が公平な通
信を行えるように工夫されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、１フロアに
複数の独立したネットワークが存在するようなオフィス
内において、無線ＬＡＮで各ネットワークを構成するこ
とを想定すると、各無線ＬＡＮから出力された無線信号
（電波）が他の無線ＬＡＮの領域まで十分大きな電界強
度で届くため各無線ＬＡＮが互いに悪影響を及ぼすこと
になる。

【０００８】例えば、複数組の同一種類の無線ＬＡＮシ
ステムを用いて、同一フロアの独立した複数のネットワ
ークを構成した場合には、複数のネットワークの搬送波
の周波数が同一であるため、ＣＳＭＡ方式の無線ＬＡＮ
を採用している場合には、制御局は白身の所属するネッ
トワークには全く関係ない無線信号に対しても、信号の
衝突を避けるためにＣＳＭＡ制御を行うことになる。

【０００９】つまり、制御対象のネットワークが利用し
ていないチャネルであっても、他のネットワークが通信
信号を送出しているチャネルに対して利用を制限するた
め、お互いに無関係であるにも関わらず複数のネットワ
ークが無線通信伝送路を分け合うことになってしまう。
このため、同一システムを用いて送受信を行う無線通信
システムが同一エリア内で複数使用される場合には、所
属するネットワークが同一であるか否かに拘わらず、送
受信を行う無線端末の数が増加すると、伝送速度は送受
信を行う無線通信システムの組の数に対し、ほぼ反比例
して減少するという問題点がある。

【００１０】また、同一フロアの独立した複数のネット
ワークが互いに異なる無線ＬＡＮシステムを使用してい
る場合であっても、無線ＬＡＮの通信信号が他のネット
ワークの存在するエリアに到達すると、複数の無線ＬＡ
Ｎの占有周波数の一部または全てが重複し、電磁干渉が
生じるため無線通信信号が失われてしまう可能性があ
る。

【００１１】更に、無線ＬＡＮ等の屋内無線システム
は、携帯電話やＰＨＳと比較して通信速度が高速である
ため、屋内通信環境の影響を受けやすい傾向にある。例
えば、金属の壁等からの強い反射波によって生じた遅延
波の影響でビットエラーレート（ＢＥＲ）が増大し、通
信速度が低下する。このため、指向性を有するアンテナ
を基地局及び端末にそれぞれ採用し、遅延波の影響を受
けないようにすることが検討されている。しかし、指向
性アンテナは高価であるためこれを装備した無線ＬＡＮ
等の屋内無線システムはほとんど市販されておらず、安
価な無指向性アンテナを装備した製品が市場に多く出回
っているのが実状である。

【００１２】また、強い反射波の生じる壁に電波吸収体
を張り付けることで反射波の強度を低減させ、遅延波の
影響を低減させる方法が検討されている。しかし、実際
のオフィスなどでは、壁には書棚等が設置されている場
合がほとんどであり、実際に壁に電波吸収体を設置する
ことは困難な場合が多い。本発明は上記の事情に鑑みて
なされたもので、無線ＬＡＮ等の屋内無線通信システム
を利用する場合に、他のシステムに属する無線基地局の
電波や屋内環境の影響によって生じる電磁干渉を低減可
能な屋内無線通信システムの通信特性制御方法を提供す
ることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１は、同一の屋内
に配置され、無線基地局及び１つ以上の端末局により構
成された無線通信システムの通信特性を制御するための
屋内無線通信システムの通信特性制御方法であって、特
定の位置に配置される前記無線基地局と端末局との間の
電波伝搬特性、もしくは同一の屋内に複数の独立した無
線通信システムがある場合は、他の独立した無線通信シ
ステムの基地局と前記端末局との間の電波伝搬特性を、
シミュレーションもしくは測定によって求め、求められ
た電波伝搬特性に基づいて、前記屋内の電波の吸収が必
要な通信特性制御位置を１箇所以上定め、前記通信特性
制御位置に電波吸収機能を有する衝立を配置することを
特徴とする。

【００１４】請求項１では、電波吸収機能を有する衝立
を屋内に配置することにより、屋内の電波伝搬特性を制
御する。衝立に電波吸収機能を持たせるので、衝立を設
置する位置に応じて、通信特性を制御する位置が変わ
る。衝立を設置する位置は壁の近傍だけでなく屋内の様
々な位置に変更できるので、設置する無線通信システム
に適した電波伝搬特性を実現可能である。

【００１５】例えば、同一の屋内に複数の独立した無線
通信システムを設置する場合には、所定の位置に衝立を
配置すれば、他のシステムが放射した電波を遮蔽するこ
とになり、電波が届くエリアをシステム毎に分離するこ
とができる。また、壁が金属のように電波を反射しやす
い特性を有している場合には、壁からの反射によって生
じる遅延波の影響で遅延分散が大きくなると、無線通信
によって伝送されるデータのビットエラーレート（ＢＥ
Ｒ）が増大する。壁の前面などに衝立を配置すれば、壁
からの反射波を低減できる。

【００１６】請求項１では、衝立を設置する前の室内の
電波伝搬特性を求め、その結果に基づいて衝立を設置す
る位置を決定するので、通信特性の改善に役立つ適切な
位置（通信特性制御位置）に衝立を配置できる。例えば
室内の遅延分散値が大きい部分に衝立を配置すれば、そ
れの電波吸収機能によって反射波の発生が抑制され、遅
延分散が低減されるので無線データ伝送におけるビット
エラーの発生が抑制される。

【００１７】また、例えば他のシステムから発射された
電波の電界強度が大きい位置に衝立を配置すれば、他の
システムからの電波の電界強度が低減され、干渉を受け
にくくなるので、複数システムのエリアの分離に役立
つ。請求項２は、請求項１の屋内無線通信システムの通
信特性制御方法において、前記衝立を前記通信特性制御
位置に配置した状態の環境条件について、電波伝搬特性
を再び求め、求められた電波伝搬特性を予め定めた許容
条件と比較し、前記電波伝搬特性が前記許容条件を満足
しない場合には、前記衝立の位置，高さ，幅及び電波吸
収特性の少なくとも１つを変更して変更後の環境条件に
おける電波伝搬特性を再び求め、前記許容条件を満足す
る環境条件を特定することを特徴とする。

【００１８】衝立を配置しない状態で求めた電波伝搬特
性から決定された通信特性制御位置に衝立を配置して
も、要求される通信特性が得られるとは限らない。そこ
で、請求項２では、衝立を配置した条件においても電波
伝搬特性を求め、その結果を予め定めた許容条件と比較
する。

【００１９】そして、電波伝搬特性が許容条件を満足し
ない場合には、衝立の位置，高さ，幅及び電波吸収特性
の少なくとも１つを変更して変更後の環境条件における
電波伝搬特性を再び求める。このような動作を繰り返す
ことにより、許容条件を満足する環境条件を特定するこ
とができる。請求項３は、請求項１の屋内無線通信シス
テムの通信特性制御方法において、同一の屋内に独立し
た複数の無線通信システムが配置される場合には、求め
られた電波伝搬特性に基づいて、少なくとも１つの通信
特性制御位置を互いに異なる無線通信システムに属する
複数の無線基地局の間の空間内に定めることを特徴とす
る。

【００２０】請求項３においては、互いに異なる無線通
信システムに属する複数の無線基地局の間の空間に衝立
を配置するので、前記衝立が各々の無線基地局から他の
システムの領域に到達する電波の強度を低減することに
なり、複数の無線通信システムの電波が互いに干渉しな
いように領域を分離することができる。請求項４は、請
求項１の屋内無線通信システムの通信特性制御方法にお
いて、少なくとも１つの通信特性制御位置を、求められ
た電波伝搬特性に基づいて、金属製の壁面と対向し、か
つ前記壁面から所定以上の間隔をおいた位置に定めて衝
立を前記壁面とほぼ平行に配置することを特徴とする。

【００２１】請求項４では、金属製の壁面の前方に衝立
を配置するので、壁によって生じる反射波を抑制し遅延
分散を低減できる。また、壁面と衝立との間に所定以上
の間隔をあけるとともに衝立を壁面と平行に配置するの
で、壁面と衝立との間に通路を形成することができる。
このため、一般的なオフィス等における室内の書棚や机
などのレイアウトをほとんど変更することなく、衝立を
適切な位置に配置して通信特性を改善できる。

【００２２】請求項５は、請求項１の屋内無線通信シス
テムの通信特性制御方法において、前記電波伝搬特性と
して、端末局の位置における受信電界強度，遅延分散
値，ビットエラーレート及び無線基地局と端末局との間
の伝搬損失の少なくとも１つを求めることを特徴とす
る。請求項６は、請求項２の屋内無線通信システムの通
信特性制御方法において、屋内の前記端末局を配置可能
な領域の中に一定の間隔で複数の候補地点を定め、前記
候補地点のそれぞれに前記端末局を配置することを想定
し、前記候補地点のそれぞれの位置について電波伝搬特
性を求め、前記候補地点の全ての位置で電波伝搬特性が
前記許容条件を満足するまで、前記衝立の位置，高さ，
幅及び電波吸収特性の少なくとも１つを変更することを
特徴とする。

【００２３】無線通信システムとして無線ＬＡＮ等を採
用する場合には、システムに含まれる端末局の数が多い
場合が多く、室内の様々な位置にそれぞれ端末局を設置
する可能性がある。従って、室内の１箇所で電波伝搬特
性が許容条件を満足しているだけでは不十分である。請
求項６では、様々な候補地点のそれぞれの位置について
電波伝搬特性を求め、前記候補地点のそれぞれの位置の
電波伝搬特性が許容条件を満足するように衝立を配置す
ることができる。

【００２４】請求項７は、請求項１の屋内無線通信シス
テムの通信特性制御方法において、レイトレーシングを
用いて前記無線基地局と端末局との間の電波伝搬特性の
シミュレーションを実施することを特徴とする。請求項
７では、レイトレーシングを用いるので、実際に室内に
無線基地局及び端末局を設置したり測定器を設置するこ
となく、シミュレーションによって反射波の影響を含む
電波伝搬特性を求めることができる。

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の屋
内無線通信システムの通信特性制御方法の１つの形態に
ついて、図１及び図３を参照して説明する。この形態
は、請求項１，請求項２，請求項４〜請求項７に対応す
る。

【００３１】図１は、本発明の屋内無線通信システムの
通信特性制御方法を実施するためのこの形態の通信特性
制御手順を示すフローチャートである。図３は屋内の１
フロアの構成例を示す平面図である。この形態では、例
えば図３に示すような一般的な屋内の１フロアに無線通
信システムとして１組の無線ＬＡＮシステムを設置する
場合を想定し、無線ＬＡＮを構成する１つの無線基地局
と端末との間の通信特性を改善するために、図１に示す
手順を実施し、電波吸収機能を有する衝立の設置により
通信特性を制御する。

【００３２】この形態では、図示しないコンピュータを
用いて電波伝搬状態に関するシミュレーションを実施す
る。図１のステップＳ１０，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３及
びＳ１５では、この制御に必要な様々な情報をコンピュ
ータに対して入力する。ステップＳ１０では、制御対象
の室内に存在する各壁面や建材（柱）等の配置（位置，
大きさ等）及び材質に関する情報を入力する。

【００３３】ステップＳ１１では、衝立を配置不可能な
領域の位置情報を入力する。例えば、移動できない机な
どの備品が予め配置された空間の内部については新たに
衝立を配置することができないので、その領域について
は衝立の配置対象領域から除外するためにその位置情報
を入力しておく。ステップＳ１２では、壁面からの最小
距離Ｄmin（例えば１ｍ）を入力する。壁面の近傍には
人間が通るための通路を確保する必要があるので、通路
が衝立によって遮断されるのを避ける必要がある。そこ
で、壁面に近い位置を衝立の配置対象領域から除外する
ために最小距離Ｄminを入力する。

【００３４】ステップＳ１３では、制御対象となる無線
ＬＡＮシステムの無線基地局の設置位置（アンテナの位
置，フロアからの高さも含む）を入力する。ステップＳ
１４では、室内の端末を設置可能な全ての領域を一定の
間隔で多数に分割し、分割された各領域をそれぞれ受信
位置として定める。すなわち、各受信位置にそれぞれ端
末を設置する場合を想定している。

【００３５】ステップＳ１５では、通信特性の制御に用
いる衝立の幅，高さ及び電波吸収特性を入力する。ステ
ップＳ１６では、室内に衝立を配置する前の状態で、無
線基地局の位置から受信位置までの電波伝搬状態を、受
信位置毎にレイトレーシングの技術を用いて解析し、室
内の遅延分散の分布を求める。遅延分散とは、様々な位
置で反射された電波の残存量を示す値であり無線通信シ
ステムのビットエラーレート（ＢＥＲ）と密接な関係が
あり、遅延分散が小さいほど通信品質がよいと考えて良
い。

【００３６】なお、ここでは電波伝搬状態を求めるため
のレイトレーシングの技術として、文献１（K.R. Schau
bach, N.J. Davis, and T.S. Rappaport, “A Ray Trac
ingMethod for Predicting Path Loss and Delay Sprea
d in Microcellular Environments,”IEEE Vehicular T
echnol. Conf., pp.932-935, May 1992）に開示された
技術を用いている。

【００３７】なお、ステップＳ１６を実行する前に、解
析の対象となる無線ＬＡＮシステムが使用する無線周波
数，アンテナの形式及び指向性に関する情報をコンピュ
ータに入力しておく。ステップＳ１７では、ステップＳ
１６で求められた室内の遅延分散分布状態に基づいて、
衝立を配置すべき通信特性制御位置を決定する。但し、
ステップＳ１１で入力された配置不可能な位置は予め除
外する。また、壁面から通信特性制御位置までの距離は
最低でもステップＳ１２の最小距離Ｄminより大きくす
る。また、衝立を壁の近傍に配置する場合には、通路の
空間を確保するために対向する壁面とほぼ平行に衝立を
配置するように衝立の向きを制限する。

【００３８】ステップＳ１８では、ステップＳ１７で決
定した通信特性制御位置に電波吸収特性を有する衝立を
設置することを想定する。実際には、非金属製（電波伝
搬に影響を及ぼさないもの）衝立の部屋の内側に向いた
面に電波吸収板を貼り付けたものを電波吸収特性を有す
る衝立として用いることができる。ステップＳ１８で
は、通信特性制御位置に電波吸収特性を有する衝立を設
置した状態で、ステップＳ１６と同様にレイトレーシン
グにより電波伝搬状態の解析を行い、室内の各位置の遅
延分散及び受信電界強度の分布を求める。

【００３９】ステップＳ１９では、ステップＳ１４で決
定した様々な受信位置の全ての位置について、遅延分散
及び受信電界強度を予め定めた許容条件と比較する。そ
して、全ての受信位置の遅延分散及び受信電界強度が許
容範囲内であればステップＳ２１に進み、許容範囲外の
受信位置が存在する場合にはステップＳ２０に進む。電
界強度及び遅延分散の判断基準値（許容条件）は無線シ
ステムによって異なる。例えば２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡ
Ｎでは、電界強度が−７５ｄＢｍ以上、遅延分散が１５
ｎｓ以下（但し、約４０ｎｓ以下でもＢＥＲは大きいが
通信は可能である）のエリアが通信可能エリア、事業所
デジタルコードレスでは電界強度が２６ｄＢｍＶ以上、
遅延分散が２５０ｎｓ以下が通信可能エリアとされてい
る。

【００４０】ステップＳ２０では、予め定めた変更可能
な範囲内で、衝立を配置する位置（通信特性制御位
置），衝立の高さ，衝立の幅，衝立の電波吸収特性の少
なくとも１つを変更する。そしてステップＳ１８に戻
り、通信特性が許容条件を満たすようになるまで処理を
繰り返す。実際には、まず最初に衝立の位置の移動によ
る変更を試行し、それでも許容条件を満たさない場合に
は衝立の高さを変更し、それでも許容条件を満たさない
場合には、衝立の幅（大きさ）あるいは電波吸収特性を
変更するように、順次に条件を変更すればよい。

【００４１】例えば、高さが０．９ｍ，１．２ｍ，１．
５ｍ，１．８ｍの市販の衝立の中から実際に使用する衝
立を選択できるのであれば、最初は高さが０．９ｍの衝
立を使用する場合を想定してシミュレーションを実施
し、許容条件を満たさない場合には、ステップＳ２０を
実行するたびに衝立の高さを１．２ｍ，１．５ｍ，１．
８ｍに変更すればよい。

【００４２】ステップＳ２１では、最後にシミュレーシ
ョンを実施した時と同じ条件で、通信特性制御位置に電
波吸収特性を有する衝立を実際に設置する。図示しない
が、実際にはステップＳ１６で得られる遅延分散の分布
状態をみると、無線基地局の近傍や電波の反射が生じに
くいガラス窓の近傍では遅延分散が小さく、電波を反射
しやすい金属製の壁の近傍では遅延分散が大きくなる傾
向が現れる。

【００４３】従って、ステップＳ１７では、金属製の壁
からＤmin以上の間隔をあけて、壁の前面に対向するよ
うに衝立を配置する（通信特性制御位置を決定する）こ
とになる。その位置に電波吸収特性を有する衝立を配置
すると、壁に到達する電波が減衰して反射波の影響が低
減されるため遅延分散が小さくなる。図３の例では、３
面の壁１１０１，１１０２，１１０３が全て電波を反射
しやすい材質（金属など）で構成され、もう１つの面が
ガラス壁（窓など）１１０４で構成されている。また、
天井は岩綿吸音板であり、床はコンクリートである。図
３に示すフロアの大きさは、縦１５ｍ、横３０ｍ、高さ
２．８ｍである。基地局アンテナ１１０７は、室内のほ
ぼ中央に設置されている。

【００４４】このような条件で図１の手順を実行して実
際に衝立を設置した結果が、図３に示されている。図３
の例では、３つの壁１１０１，１１０２，１１０３のそ
れぞれの前面に、電波吸収板１１０６が装着された非金
属製衝立１１０５を設置してある。

【００４５】（第２の実施の形態）本発明の屋内無線通
信システムの通信特性制御方法のもう１つの形態につい
て、図２及び図４を参照して説明する。この形態は、請
求項１〜請求項３，請求項５〜請求項７に対応する。図
２は、本発明の屋内無線通信システムの通信特性制御方
法を実施するためのこの形態の通信特性制御手順を示す
フローチャートである。図４は屋内の１フロアの構成例
を示す平面図である。

【００４６】この形態では、例えば図４に示すような一
般的な屋内の１フロアに無線通信システムとして２組の
独立した無線ＬＡＮシステムを設置する場合を想定して
いる。また、２組の無線ＬＡＮシステムが互いに干渉す
るのを防止するために図２に示す手順を実施し、電波吸
収機能を有する衝立の設置により通信特性を制御する。
また、第１の実施の形態と同様にレイトレーシングによ
るシミュレーションを実施する。

【００４７】図２のステップＳ１０〜Ｓ１５については
第１の実施の形態と同様であるが、ステップＳ１３Ｂで
は２組の無線ＬＡＮシステムのそれぞれの基地局の位置
情報を入力する。図４の例では、独立した２つのシステ
ムの基地局（アンテナ）６０６，６０７が各通信可能エ
リア６０８，６０９のほぼ中央に配置されている。ステ
ップＳ１６Ｂでは、室内に衝立を配置する前の状態で、
無線基地局の位置から受信位置までの電波伝搬状態を、
受信位置毎にレイトレーシングの技術を用いて解析し、
室内の伝搬損失（あるいは受信電界強度）の分布を求め
る。

【００４８】ステップＳ１７Ｂでは、ステップＳ１６Ｂ
で求められた室内の伝搬損失分布状態に基づいて、衝立
を配置すべき通信特性制御位置を決定する。ここでは、
各々の基地局からの電波がそれが属するシステムとは別
のシステムの通信可能エリアに到達して干渉するのを防
止するために、電波を遮蔽する目的で電波吸収機能を有
する衝立を設置する。

【００４９】従って、ステップＳ１７Ｂで衝立を配置す
る位置は、２つの基地局の間の空間内、つまり複数の無
線ＬＡＮシステムの通信可能エリア６０８，６０９が重
複する位置である。但し、ステップＳ１１で入力された
配置不可能な位置は予め除外する。図４の例では、電波
吸収板６０５を装着した非金属製衝立６０４によって構
成される２組の電波吸収衝立１０(1)，１０(2)が、通路
２０として確保した空間を挟んでフロアのほぼ中央の位
置に配置してある。電波吸収板６０５は、各通信可能エ
リア６０８，６０９の内側の面に配置してある。

【００５０】ステップＳ１８Ｂでは、ステップＳ１７Ｂ
で決定した通信特性制御位置に電波吸収特性を有する衝
立を設置することを想定する。実際には、非金属製（電
波伝搬に影響を及ぼさないもの）衝立の部屋の内側に向
いた面に電波吸収板を貼り付けたものを電波吸収特性を
有する衝立として用いることができる。ステップＳ１８
Ｂでは、通信特性制御位置に電波吸収特性を有する衝立
を設置した状態で、ステップＳ１６Ｂと同様にレイトレ
ーシングにより電波伝搬状態の解析を行い、室内の各位
置の伝搬損失の分布を求める。

【００５１】ステップＳ１９Ｂでは、ステップＳ１８Ｂ
で求めた伝搬損失の分布に基づいて、システム間の電波
の干渉が許容範囲内か否かを調べる。例えば、文献２
（高谷他，“２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮの異機種間干渉
特性”，信学論Ｂ−II，Ｖｏｌ．Ｊ８０−Ｂ−II，Ｎ
ｏ．３，ｐｐ．３６８−３７１，１９９７．４）によれ
ば複数の無線ＬＡＮの基地局電波の強度差が１５ｄＢ以
上あれば、電磁干渉は発生しないとされている。

【００５２】従って、例えば閾値は１５ｄＢに定めれば
よい。そして、通信可能エリア６０８，６０９内の各々
の受信位置で、当エリアを形成するシステムの基地局か
らの電波の電界強度と他のシステムに属する基地局から
の電波の電界強度との差を前記閾値と比較する。全ての
受信位置で電界強度の強度差が閾値以上であれば干渉は
生じないのでステップＳ１９Ｂでは許容範囲内とみなす
ことができる。

【００５３】なお、複数システムの出力などの条件が互
いに同一である場合には、伝搬損失をそのまま受信電界
強度に置き換えて複数システムの受信電界強度の強度差
を比較することができる。いずれかの受信位置で許容範
囲を外れている場合には、ステップＳ２０に進み、図１
の場合と同様に衝立を配置する位置，衝立の高さ，衝立
の幅又は衝立の電波吸収特性を変更する。

【００５４】ステップＳ２１では、最後にシミュレーシ
ョンを実施した時と同じ条件で、通信特性制御位置に電
波吸収特性を有する衝立を実際に設置する。実際の電波
吸収衝立１０の配置例について、図４を参照して説明す
る。図４に示すフロアは、縦１５ｍ、横４５ｍ、高さ
２．８ｍであり、周囲の壁は石膏ボード壁６０１，金属
壁６０２及びガラス壁６０３で構成されている。

【００５５】図４において、２つの電波吸収衝立１０
(1)，１０(2)は基地局６０７が送出する電波が通信可能
エリア６０８を構成するシステムの通信に影響を及ぼす
のを防止するとともに、基地局６０６が送出する電波が
通信可能エリア６０９を構成するシステムの通信に影響
を及ぼすのを防止するために、図２に示す処理を実施し
た結果配置されたものである。

【００５６】図４の例では、２つの電波吸収衝立１０
(1)，１０(2)の間隔（通路２０の幅）は１ｍであり、電
波吸収衝立１０の高さは１．８ｍである。なお、図４に
示す２つの電波吸収衝立１０(3)，１０(4)は、図１に示
す処理を実施した結果配置されたものであり、金属壁６
０２からの反射波を低減するために設けてある。

【００５７】図４においては、部屋の左半分が基地局６
０６を含むシステムの通信可能エリア６０８として割り
当てられ、右半分が基地局６０７が属するシステムの通
信可能エリア６０９として割り当てられている。

【００５８】基地局６０６のアンテナは、通信可能エリ
ア６０８のほぼ中央の床から１．５ｍの高さの位置に設
置してある。基地局６０７のアンテナは、通信可能エリ
ア６０９のほぼ中央の床から１．５ｍの高さの位置に設
置してある。図４の条件において、電波吸収衝立１０が
ある場合とない場合とのそれぞれについて、各位置の伝
搬損失を実際に測定した。その結果が図５に示されてい
る。この測定では、２つの基地局６０６，６０７のアン
テナを結ぶ線と平行な線上で、基地局６０６，６０７の
直下の高さが１ｍの位置を通る線上に受信アンテナを移
動可能な状態で配置して、フロアの長辺方向に受信アン
テナを移動しながら、基地局６０６，６０７のアンテナ
から受信アンテナまでの伝搬損失を測定した。

【００５９】この測定では、基地局６０６，６０７のア
ンテナ及び受信アンテナとして水平面内無指向性のモノ
ポールアンテナを使用した。また、周波数は２．４ＧＨ
ｚ帯無線ＬＡＮの中心周波数である２．４８４ＧＨｚに
定め、ネットワークアナライザを用いて測定した。図５
を参照すると、それぞれの基地局の通信エリア内では、
衝立がある場合とない場合でほとんど伝搬損失は変化し
ないが、通信エリア外になると衝立がある場合とない場
合とで１０ｄＢ以上の差が生じることがわかる。

【００６０】図５においては、衝立がない場合には、部
屋の中心付近で２つの基地局６０６，６０７からの電波
の強度差は１５ｄＢ以下であるが、衝立を設置すると全
ての位置において１５ｄＢ以上の強度差になることがわ
かる。前記文献２によれば、複数の無線ＬＡＮの基地局
電波の強度差が１５ｄＢ以上あれば電磁干渉が発生しな
いので、衝立を設置することで、基地局電波同士の干渉
を防ぐことができ、通信エリアを明確に分離可能であ
る。

【００６１】なお、この形態ではシミュレーションによ
って電波伝搬特性を求めているが、測定器などを用いて
実際に特性を測定した結果から衝立の位置などを決定す
ることも可能である。

【００６２】（第３の実施の形態）本発明の屋内無線通信システムの通信特性制御方法のも
う１つの形態について、図６〜図９を参照して説明す
る。図６は屋内の１フロアの構成例を示す平面図であ
る。図７は屋内におけるＢＥＲ毎の場所率の例を示すグ
ラフである。図８は屋内における遅延分散毎の場所率の
例を示すグラフである。図９は屋内における反射減衰量
と遅延分散との関係の例を示すグラフである。

【００６３】この形態では、フロアの壁際に通路を確保
したうえで、金属製の壁の前方の位置に電波吸収特性を
有する衝立１０を設置した。そして、衝立１０の設置に
より無線通信システムの通信特性が改善されることをレ
イトレーシング又は実測により求めた電波伝搬特性によ
り確認した。その結果について、３つの例を以下に説明
する。

【００６４】（例(1)）図６に示すフロアは、縦４．４
５ｍ、横９．１ｍ、高さ２．８ｍであり、壁は金属板、
天井は岩綿吸音板、床は金属製のアクセスフロアで構成
されている。また、壁の一面には、窓などの反射の小さ
い建材を模擬するために電波吸収体８０１が設置してあ
る。

【００６５】この例では、それぞれの金属壁から１ｍ離
れた位置に、電波吸収衝立１０(1)，１０(2)，１０(3)
が設置してある。各電波吸収衝立１０は、高さが１．８
ｍの非金属製衝立８０２の部屋の内側の面の全体に電波
吸収板８０３を取り付けて構成してある。非金属製衝立
８０２は木製である。電波吸収板８０３は、厚みが８ｍ
ｍであり、厚みが１ｍｍのアルミシートが裏打ちされて
いる。各電波吸収衝立１０は、金属壁からの反射波を弱
めるために設置してある。

【００６６】基地局アンテナ８０４は、部屋の中央の高
さ１ｍの位置に設置してある。また、通信特性を確認す
るために１ｍの高さの位置に配置した受信アンテナ８０
５を、縦横２０ｃｍ間隔で移動させた。通信システムの
通信可能エリア８０６は、電波吸収衝立１０の内側の空
間に形成されている。また、電波吸収衝立１０と金属壁
との間には幅が１ｍの通路８０７が確保されている。な
お、基地局アンテナ８０４及び受信アンテナ８０５とし
ては水平面内無指向性のモノポールアンテナを使用し
た。

【００６７】図６のフロア環境におけるＢＥＲの測定結
果が図７に示されている。この測定では、ネットワーク
アナライザを用いて各測定点で実際のＢＥＲを測定し、
ＢＥＲ毎に全測定点の数に対する場所率を算出した。但
し、実際には多くの測定点においてＢＥＲが１０^-8以下
であったが、図７では１０^-8以上の値のみを示してあ
る。

【００６８】図７を参照とすると、衝立がない場合には
１０^-2〜１０^-1の間のＢＥＲの場所率が比較的大きい
が、衝立を設置すると場所率が大きいＢＥＲは１０^-5以
下に変化している。これにより、衝立の設置によりＢＥ
Ｒが改善されたことを確認した。図６のフロア環境にお
ける遅延分散の測定結果が図８に示されている。この測
定では、ネットワークアナライザを用いて各測定点で実
際の遅延分散を測定し、遅延分散値毎に全測定点の数に
対する場所率を算出した。また、レイトレーシングによ
り解析して求めた結果も図８に示されている。

【００６９】図８を参照すると、衝立を設置することで
遅延分散は大幅に改善されていることがわかる。場所率
のピーク値に関しては、約１８ｎｓ程度改善されてい
る。また、実測値とレイトレーシングによる計算値とは
ほぼ同じ傾向を示している。図７，図８の結果から、図
６に示すように電波吸収衝立１０を設置したことにより
無線通信システムの通信特性を改善可能できたことを確
認した。

【００７０】（例(2)）図３に示すフロアにおいて、壁
１１０１〜１１０３の材質の組み合わせが異なる３種類
の環境のぞれぞれについて、衝立を配置した後の電波伝
搬特性をレイトレーシングを用いて解析した。この例で
は、電波伝搬特性として遅延分散を求めた。

【００７１】図３のフロアの大きさは縦１５ｍ、横３０
ｍ、高さ２．８ｍである。壁１１０１〜１１０３は金属
もしくは石膏ボードから構成される。壁１１０４はガラ
スで構成されている。天井は岩綿吸音板であり、床はコ
ンクリートである。環境１では、壁１１０１〜１１０３
の全てが金属壁である場合を想定し、壁１１０１〜１１
０３のそれぞれの前面に、１ｍの通路の空間を確保した
うえで衝立を配置した。それぞれの衝立は、電波吸収板
１１０６を装着した高さ１．８ｍの非金属製衝立１１０
５によって構成される。

【００７２】環境２では、壁１１０１，１１０２が金属
壁であり、壁１１０３が石膏ボードである場合を想定
し、壁１１０１，１１０２のそれぞれの前面に、１ｍの
通路の空間を確保したうえで衝立を配置した。壁１１０
３の前面には衝立は配置しない。それぞれの衝立は、電
波吸収板１１０６を装着した高さ１．８ｍの非金属製衝
立１１０５によって構成される。

【００７３】環境３では、壁１１０２が金属壁であり、
壁１１０１，１１０３が石膏ボードである場合を想定
し、壁１１０２の前面にのみ、１ｍの通路の空間を確保
したうえで衝立を配置した。壁１１０１，１１０３の前
面には衝立は配置しない。それぞれの衝立は、電波吸収
板１１０６を装着した高さ１．８ｍの非金属製衝立１１
０５によって構成される。

【００７４】この例では、基地局アンテナ１１０７を設
置する位置を、部屋の中心の高さ１．５ｍの位置に定め
た。解析のために設ける受信アンテナの受信点の位置
は、高さを１ｍとし、屋内の様々な位置に１ｍの間隔で
４０６点の受信点（観測点）を配置した。

【００７５】ここでは、無線ＬＡＮの中心周波数である
２．４８４ＧＨｚの周波数について、レイトレーシング
によって遅延分散を解析した。１５回までの反射を考慮
して解析を行った。なお、建材の比複素屈折率について
は文献（前田他，ＥＭＣ’９９／ＴＯＫＹＯ，２０Ａ５
０４，ｐｐ．６７４−６７７，１９９９，５）に開示さ
れた値を用いた。

【００７６】遅延分散の解析結果が図９に示されてい
る。ここでは、全受信点での値を平均した結果を示して
ある。但し、電波吸収板１１０６の反射減衰量は０〜４
０ｄＢの範囲で変化させた。また、基地局アンテナ及び
受信アンテナとしては水平方向無指向性のモノポールア
ンテナを用いる場合を想定した。図９を参照すると、い
ずれの環境についても、反射減衰量の増加に伴って遅延
分散が小さくなっており、金属壁の前面にのみ電波吸収
特性を有する衝立を設置することにより、２０ｎｓ以上
の改善効果があることがわかる。

【００７７】また、反射減衰量が１２ｄＢ以上になると
ほとんど遅延分散は変化しないので、電波吸収板１１０
６の反射減衰量としては１０ｄＢ程度あれば十分である
ことがわかる。以上のように、金属壁の前面に通路を確
保したうえで、金属壁の前方に電波吸収性能を持つ衝立
を設置した結果、無線通信システムの通信特性が改善さ
れたことを図９により確認した。

【００７８】また、衝立の高さの変化に対する遅延分散
の場所率の変化を調べた。その結果、衝立の高さが高く
なるほど、すなわち電波吸収体の面積が広くなるに従っ
て、遅延分散が小さくなることがわかった。つまり、衝
立の高さは高い方が通信特性の改善効果が高くなる。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の屋内無線
通信システムの通信特性制御方法によれば、実際のオフ
ィス等で多く使用されている衝立に電波吸収性能を持た
せることにより、複数の屋内無線通信システムの通信エ
リアを分離したり、通信特性を改善したりすることがで
き、電磁干渉による通信障害を無線システム自体やアン
テナ系を変更することなく簡単に解決することが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の通信特性制御手順を示すフ
ローチャートである。

【図２】第２の実施の形態の通信特性制御手順を示すフ
ローチャートである。

【図３】屋内の１フロアの構成例を示す平面図である。

【図４】屋内の１フロアの構成例を示す平面図である。

【図５】伝搬損失の分布例を示すグラフである。

【図６】屋内の１フロアの構成例を示す平面図である。

【図７】屋内におけるＢＥＲ毎の場所率の例を示すグラ
フである。

【図８】屋内における遅延分散毎の場所率の例を示すグ
ラフである。

【図９】屋内における反射減衰量と遅延分散との関係の
例を示すグラフである。

【符号の説明】

１０電波吸収衝立２０通路６０１石膏ボード壁６０２金属壁６０３ガラス壁６０４非金属製衝立６０５電波吸収板６０６，６０７基地局６０８，６０９通信可能エリア８０１電波吸収体８０２非金属製衝立８０３電波吸収板８０４基地局アンテナ８０５受信アンテナ８０６通信可能エリア８０７通路１１０１，１１０２，１１０３壁１１０４ガラス壁１１０５非金属製衝立１１０６電波吸収板１１０７基地局アンテナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者塩川完也東京都港区芝浦三丁目４番１号株式会社エヌ・ティ・ティファシリティーズ内 (72)発明者長永昭彦東京都港区芝浦三丁目４番１号株式会社エヌ・ティ・ティファシリティーズ内 (56)参考文献特開平10−242683（ＪＰ，Ａ) 特開平７−87557（ＪＰ，Ａ) 特開平11−231003（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 17/00 H04B 7/26 G01R 29/08 H05K 9/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】同一の屋内に配置され、無線基地局及び
１つ以上の端末局により構成された無線通信システムの
通信特性を制御するための屋内無線通信システムの通信
特性制御方法であって、特定の位置に配置される前記無線基地局と端末局との間
の電波伝搬特性、もしくは同一の屋内に複数の独立した
無線通信システムがある場合は、他の独立した無線通信
システムの基地局と前記端末局との間の電波伝搬特性
を、シミュレーションもしくは測定によって求め、求められた電波伝搬特性に基づいて、前記屋内の電波の
吸収が必要な通信特性制御位置を１箇所以上定め、前記通信特性制御位置に電波吸収機能を有する衝立を配
置することを特徴とする屋内無線通信システムの通信特
性制御方法。
【請求項２】請求項１の屋内無線通信システムの通信
特性制御方法において、前記衝立を前記通信特性制御位置に配置した状態の環境
条件について、電波伝搬特性を再び求め、求められた電波伝搬特性を予め定めた許容条件と比較
し、前記電波伝搬特性が前記許容条件を満足しない場合に
は、前記衝立の位置，高さ，幅及び電波吸収特性の少な
くとも１つを変更して変更後の環境条件における電波伝
搬特性を再び求め、前記許容条件を満足する環境条件を
特定することを特徴とする屋内無線通信システムの通信
特性制御方法。
【請求項３】請求項１の屋内無線通信システムの通信
特性制御方法において、同一の屋内に独立した複数の無
線通信システムが配置される場合には、求められた電波
伝搬特性に基づいて、少なくとも１つの通信特性制御位
置を互いに異なる無線通信システムに属する複数の無線
基地局の間の空間内に定めることを特徴とする屋内無線
通信システムの通信特性制御方法。
【請求項４】請求項１の屋内無線通信システムの通信
特性制御方法において、少なくとも１つの通信特性制御
位置を、求められた電波伝搬特性に基づいて、金属製の
壁面と対向し、かつ前記壁面から所定以上の間隔をおい
た位置に定めて衝立を前記壁面とほぼ平行に配置するこ
とを特徴とする屋内無線通信システムの通信特性制御方
法。
【請求項５】請求項１の屋内無線通信システムの通信
特性制御方法において、前記電波伝搬特性として、端末
局の位置における受信電界強度，遅延分散値，ビットエ
ラーレート及び無線基地局と端末局との間の伝搬損失の
少なくとも１つを求めることを特徴とする屋内無線通信
システムの通信特性制御方法。
【請求項６】請求項２の屋内無線通信システムの通信
特性制御方法において、屋内の前記端末局を配置可能な領域の中に一定の間隔で
複数の候補地点を定め、前記候補地点のそれぞれに前記
端末局を配置することを想定し、前記候補地点のそれぞれの位置について電波伝搬特性を
求め、前記候補地点の全ての位置で電波伝搬特性が前記許容条
件を満足するまで、前記衝立の位置，高さ，幅及び電波
吸収特性の少なくとも１つを変更することを特徴とする
屋内無線通信システムの通信特性制御方法。
【請求項７】請求項１の屋内無線通信システムの通信
特性制御方法において、レイトレーシングを用いて前記
無線基地局と端末局との間の電波伝搬特性のシミュレー
ションを実施することを特徴とする屋内無線通信システ
ムの通信特性制御方法。