JP3594896B2 - 無線加入者局装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
建物の屋上などの屋外に設置された子局が、親局と通信を行うと共に、屋内に設置された無線端末との間で通信を行う無線通信システムに関するものであって、子局と無線端末との間の通信を安定に行うための無線加入者局装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5および図6に従来の無線加入者局装置の例を示す。親局100と子局200とが無線通信を行い、子局200で送受信する信号は無線中継装置A(1)からアンテナ17,アンテナ8又は9を介して各無線中継装置B(2,3)に無線信号伝送により中継される。子局200で受信した親局100からの下り回線の信号は、無線中継装置A(1)により中継された信号が無線中継装置B(2,3)において受信動作が行われた後、データ通信装置5あるいはローカルエリアネットワーク(LAN)6に送られる。
【0003】
一方、親局100への上り回線の信号は、データ通信装置5あるいはLAN6から送られてきた信号が、無線中継装置B(2,3)によりアンテナ8又は9より電波として空間に放出される。無線中継装置A(1)において、この電波をアンテナ17を介して受信した後、子局200に伝送し、子局200から親局100に送られる。
【0004】
このような技術は、ビル等の建物300において、屋外から屋内への配線の引き込みが困難な場合に利用され、あるいは簡易に屋内の通信装置と接続するために利用される。また無線中継装置Aおよび無線中継装置Bには、通常、電波法で規定される無線局の免許を受けた装置が適用される。実際の装置の形態には図5又は図6に示す方式があり、次に各々の動作について説明する。
【0005】
図5の動作について説明する。この場合、屋上に設置した無線中継装置A(1)と屋内に設置された無線中継装置B(2,3)との間には見通しが存在せず、電波の通信路としては回折波や反射波を利用した経路となる。回折波通信では、その受信品質は建物条件に大きく左右され、またその損失は周波数が高くなるほど大きくなる。
【0006】
また、反射波通信では、無線中継装置A(1)および無線中継装置B(2,3)を設置する周辺環境に大きく影響され、受信レベルが大きく変動することもある。無線中継装置A(1)および無線中継装置B(2,3)の受信品質を向上させるには無線中継装置A(1)の送信レベル、又は無線中継装置B(2,3)の送信レベルを電波法で規定する実効放射電力値の範囲内において十分高くする必要がある。
【0007】
図6に従来技術に関する第二の例を示す。図5の例と異なるのは建物屋上面からアンテナ17を水平方向にx分の距離を伸ばし、無線中継装置B(2,3,4)との間の見通し率を向上させていることである。このxを大きくとれば各無線中継装置Bとの間の見通しを確保することができるが、設置性や敷地外に突出する可能性を考慮するとxを大きくとることは困難である。従って、xの値はあまり大きくとることができないため、見通しがとれる範囲においては良好な通信が可能であるが、見通しがとれない無線中継装置Bについては図5と同様の動作となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
図5によれば無線中継装置Aと無線中継装置Bとの間の通信は見通し外通信であるため、その無線通信には回折波や反射波が関与しており、通信状態が安定しない。そのため、しばしば、低い受信電力で通信を行なわなければならないという課題があった。また、その通信品質を向上させるためには送信出力を増加させる必要性が生じるため、無線中継装置Aおよび無線中継装置Bの消費電力が増加するという課題も生じていた。
【0009】
一方、図6の方式によれば、上層階において見通しが確保できる場所においては安定した通信を行うことができるが、下層階になると見通しが確保できない場所が存在するため、図5の場合と同様に回折波や反射波を利用した通信回線となり通信状態が安定しないという問題があった。従って、同一子局に収容される無線中継装置Bに対する品質が異なるので、同一品質のサービス提供が確保されない、あるいは収容できない階が存在するため一様なサービス提供ができないという課題があった。
【0010】
無線中継装置Aと無線中継装置Bとの間の通信周波数として、低い周波数(例えばVHF帯やUHF帯など)の周波数帯を使用すれば回折波損失の影響を軽減することができ、通信の安定化が図られるが、現実的には低い周波数帯において広い無線周波数バンドを使用することは困難であり、広帯域通信の場合には不向きである。
【0011】
一方、高い周波数(例えばマイクロ波やミリ波など)を使用すれば広い無線周波数バンドを利用できる可能性があるが、回折損、反射損、伝搬損が増加するため、通信を確保するためには送信出力を増加させる必要が生じ現実的ではなかった。また無線中継装置Aおよび無線中継装置Bは、無線局免許を受けた装置を使用する必要があるために使用周波数や伝送方式が限られるいう問題もあった。
【0012】
さらに、窓際にブラインドなどの遮蔽物などがある場合にはその開閉により、また、窓拭き作業などによる作業ボックスの影響(遮蔽など)により、通信状態が更に劣化するという状況も存在していた。本発明は、上述のような課題を解決するために成されたものであって、屋外に設置される無線中継装置Aと屋内に設置される無線中継装置B(無線端末装置)との間の通信を安定に行うことの可能な無線加入者局装置を提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上述の課題は、前記特許請求の範囲に記載した手段によって解決される。すなわち、請求項1の発明は、屋外に設置されて、親局と無線通信を行う子局と、該子局に接続される中継装置と、該中継装置と、その一端が屋外から有線接続され、かつ電磁結合あるいは光結合によって信号を壁面又は窓を介して伝達する結合器と、屋内に設置され、前記結合器の屋内側の一端と有線接続されて、該結合器を介することにより、建造物の壁面又は窓を透過して信号を授受する、無線端末装置とを含んで成る無線加入者局装置である。
【0014】
請求項2の発明は、屋外に設置されて、親局と無線通信を行う子局と、該子局に接続される中継装置と、該中継装置に接続され、信号を分岐する少なくとも1つの分波/合波器と、該分波/合波器に接続され、かつ電磁結合あるいは光結合によって信号を壁面又は窓を介して伝達する少なくとも2つの結合器と、屋内に設置され、各結合器の屋内側の一端と有線接続されて、建造物の壁面又は窓を透過して信号を授受する無線端末装置とを含んで成る無線加入者局装置である。
【0015】
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2記載の無線加入者局装置において、中継装置と結合器との接続、又は中継装置と分波/合波器、および該分波/合波器と結合器との接続に同軸ケーブルを用いて構成したものである。
【0016】
請求項4の発明は、請求項1又は請求項2記載の無線加入者局装置において、中継装置は光中継装置であり、結合器は光結合器であって、中継装置と光結合器、又は中継装置と分波/合波器、分波/合波器と光結合器、および光結合器と無線端末装置との接続に光ケーブルを用いるように構成したものである。
【0017】
請求項5の発明は、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の無線加入者局装置において、無線端末装置は、送受信レベルを制御する送受信レベル制御部と、該送受信レベル制御部に接続され該送受信レベル制御部を制御すると共に、無線信号伝送のための信号処理を行う無線処理部とを具備して構成したものである。 請求項6の発明は、請求項4記載の無線加入者局装置において、無線端末装置は、光送受信信号電力を制御する光中継部と、該光中継部に接続され、該光中継部を制御すると共に、無線信号伝送のための信号処理を行う無線処理部とを具備するように構成したものである。
【0018】
請求項7の発明は、屋外に設置されて、親局と無線通信を行う子局と、該子局に接続される中継装置と、該中継装置に接続され、屋外に設置される漏洩同軸ケーブルと、屋内に設置され、該漏洩同軸ケーブルとの間で、建造物の壁面又は窓を透過して信号を授受する少なくとも1つのアンテナと、それぞれの前記アンテナに接続される無線端末装置とを具備する無線加入者局装置である。
【0019】
【作用】
本発明では無線端末装置と、中継装置又は光中継装置との間の結合器が、ガラスなどの建物構造物による遮蔽物分の厚さだけ離して配置されるため、結合器単体の結合損失分とこの遮蔽物による隔離損失分を足し合わせた損失分がこの結合器部分での伝送損失となり、中継装置又は光中継装置の送信出力電力は、無線端末装置の受信レベル基準点における所望の受信レベルに対して同軸ケーブルの伝送損失と結合器での伝送損失を加えた全損失を加えた電力を最低限送出すればよい。
【0020】
一方、無線端末装置の送信電力も同様に、中継装置又は光中継装置の受信レベル基準点における所望の受信レベルに対して前記全損失分を加えた電力を最低限送出すればよい。従って、中継装置、および無線端末装置の送信電力を小さくすることができるから、中継装置、および無線端末装置の小型化が実現でき、かつ消費電力を低減することができる。
【0021】
また、所望の信号に対して直接結合させることができるため、安定した通信状態を確保できる。さらに電磁結合を用いた結合器では遮蔽物の厚さ分の距離しか離隔されていないため、この部分の電界強度を小さくすることができ、結果としてこの部分から空間に放出される不要な電界強度を小さくすることができる。これにより電波法施工規則の使用制限のない微弱電波に該当させることができ、無線局免許が不要で周波数や伝送方式を自由に選択することができる。
【0022】
現行法上、無線設備から距離3mの点での電界強度が、322MHz以下、および150GHzを超える場合は、500μV/m 以下、322MHzを超え10GHz 以下では35μV/m以下、10GHz を超え150GHz以下では3.5 ×周波数(GHz)[μV/m]以下(最大500μV/m 以下)であれば無線局の免許は不要である。
【0023】
さらに、結合器間隔が小さくほぼ閉空間となるため、外来の不要電波の進入を受けにくい利点を有する。加えて漏洩同軸ケーブルを用いた発明においても、前記電波法規則を満たす範囲内において柔軟に周波数や伝送方式を適用することができる。以上述べたように、本発明は、加入者局装置の屋外〜屋内の配線が困難な場合などにおいて、容易に加入者局配線が構成でき、かつ安定した通信を確保できるという作用効果を有する。
【0024】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、以下実施例に基づいて説明する。図1は本発明の第一の実施例を示す図である。同図において、親局100と、建物300の屋上に設置された子局200との間で無線通信を行い、親局100から子局200に送られてくる下り回線の信号は子局200により受信され、ビル等の建物300内の無線端末装置A(30,40,50)に接続され、各ユーザの通信装置(データ通信装置5、LAN(6,7))と親局100との間の通信が行われる。
【0025】
子局200で受信された信号は中継装置20内の子局装置インタフェース21に送られ、その後、中継用送受信部22にて中継用処理を行った後、屋外壁面に配置される同軸ケーブル38に送られる。その後、各ユーザとは窓などの遮蔽物を間に挟む形態の結合器(35,45,55)により室内に給電される。室内に伝送された親局100からの信号は各ユーザごとに配置される無線端末装置A(30,40,50)に入力される。
【0026】
その無線端末装置A(30,40,50)からは、各ユーザのデータ通信装置5あるいはLAN(6,7)に接続され、親局100との下り信号の通信が行われる。ここで屋外〜屋内との間の信号の授受は、窓等のビル構造物の遮蔽物を挟んだ結合器(35,45,55)により実現する。結合器(35,45,55)には、電磁結合又は発光/受光器による光結合を用いる。
【0027】
図2は、このような結合器の構成の例を示す図であって、(a)は電磁結合の場合を、(b)は光結合の場合を示している。同図において、数字符号34は電磁結合の結合器、38は同軸ケーブル、64は光結合の結合器、68は光ケーブル、301は窓ガラスなどの遮蔽物を表している。結合器は、同図(a)に示す電磁結合の場合には、対向するアンテナを含む電磁結合器による結合方法が採られる。同図(b)に示す光結合の場合には、結合器として、発光器と受光器を対向させたものを2組用いる。
【0028】
図1において、中継装置20から各無線端末装置A(30,40,50)に送信する信号の送信電力は、中継装置20と無線端末装置A(30,40,50)との間を同軸ケーブル38および分波/合波器A(37,47)により直接接続する場合に比べて、その結合器(35,45,55)の結合損失分だけ補正する必要がある。
【0029】
また、中継装置20から各無線端末装置A(30,40,50)に伝送される信号レベルは、分波/合波器A(37,47)の分岐点が中継装置20に近い分波/合波器につながる無線端末装置Aほど分波ロスが小さいために高く、分岐点が遠いほど分波ロスが大きいために低くなる。従って、分岐数が多くなるとその損失が大きくなるため(結合度を1/2とした場合、3dB×n(n:分岐数))、無線端末装置A(30,40,50)には受信レベルを制御する手段を備えている。
【0030】
一方、データ通信装置5あるいは各LAN(6,7)から親局100方向に接続される上り回線の信号は、データ通信装置5あるいはLAN(6,7)から無線端末装置A(30,40,50)に送られる。無線端末装置A(30,40,50)では送られてきた信号の無線信号処理を行い、結合器(35,45,55)側の同軸ケーブル38へと送出する。
【0031】
結合器(35,45,55)に入力される上り回線の信号は、建物300のガラス等を間に挟んで屋内〜屋外への信号を伝送する結合器(35,45,55)により、屋外に信号が伝送される。各無線端末装置A(30,40,50)から屋外に配置された同軸ケーブル38に送られてきた無線信号は、分波/合波器A(37,47)により1本の同軸ケーブル38に重畳され中継装置20へ伝送される。
【0032】
中継装置20に送られてきた各無線端末装置A(30,40,50)からの信号は中継装置20の中継用送受信部22に入り、子局装置インタフェース21により、子局200への信号に変換した後、子局200へと伝送する。その後、子局200から親局100に向けて各無線端末装置A(30,40,50)からの信号が無線信号として送出される。
【0033】
また、各無線端末装置A(30,40,50)から中継装置20に到達する上り回線の信号レベルは、前記と同様の理由により、分波/合波器の分岐点が中継装置に近い分波/合波器につながる無線端末装置Aほど大きいため、各無線端末装置A内の送受信レベル制御部にて、中継装置入力点での信号レベルが等しくなるようあらかじめ送信レベルを制御する。
【0034】
図3に本発明の第二の実施例を示す。第二の実施例は、光中継装置25と無線端末装置B(60,70,80)との間を光信号伝送するよう構成している点が第一の実施例と異なる。親局100から子局200に送られた下り回線の信号は子局200に接続される光中継装置25により電気/光信号変換され、屋外壁面に配置される光ケーブル68により伝送される。
【0035】
この光ケーブル68から各無線端末装置B(60,70,80)への光信号の分岐は、分波/合波器B(67,77)により行われる。その後光信号は、建物300の窓ガラスを間に挟み込み、光結合させる光結合器により屋外の信号を屋内に導き、光ケーブルにより無線端末装置B(60,70,80)に送られる。
【0036】
無線端末装置B(60,70,80)では、無線端末装置B内の光中継部62により光/電気信号変換を行い、無線処理部61にて無線信号処理およびデータ通信装置5あるいはLAN(6,7)に受け渡す信号に変換した後、データ通信装置5あるいはLAN(6.7)へ信号が伝送され親局との間の通信が行われる。
【0037】
また、光中継装置25から各無線端末装置B(60,70,80)に伝送される信号レベルは、分波/合波器B(67,77)の分岐点が光中継装置25に近い分波/合波器Bにつながる無線端末装置Bほど分波ロスが小さいために高く、分岐点が遠いほど分波ロスが大きいために低くなる。従って、分岐数が多くなるとその損失が大きくなるため(結合度を1/2とした場合、3dB×n×2(nは分岐数))、無線端末装置B(60,70,80)には光中継部62に受信レベルを制御する手段を備えている。
【0038】
一方、データ通信装置5あるいはLAN(6,7)から親局100への上り回線の信号は、無線端末装置B(60,70,80)により無線信号処理および電気/光信号変換が行われた後、光ケーブル68を介して光結合器(65,75,85)へと送られる。光結合器(65,75,85)では、屋内〜屋外への伝送信号を光結合させ、外壁面等に敷設した光ケーブル68に送る。
【0039】
各無線端末装置B(60,70,80)からの上り回線信号は、分波/合波器B(67,77)により合波され、光中継装置25へと送られる。また、各無線端末装置B(6O,70,80)から光中継装置25に到達する上り回線の信号レベルは、前記と同様の理由により、分波/合波器B(67,77)の分岐点が光中継装置25に近い分波/合波器Bにつながる無線端末装置Bほど大きいため、各無線端末装置B内の光中継部62にて、光中継装置25入力点での信号レベルが等しくなるようあらかじめ送信レベルを制御する。
【0040】
図4に本発明の第三の実施例を示す。この実施例は、中継装置20と無線端末装置A(30,40,50)との間の信号伝送に、屋外壁面に配置する漏洩同軸ケーブル15と屋内に設置するアンテナ(8,9,10)とを用いて構成している点が第一の実施例と異なる。屋内〜屋外間の通信は、屋外に配置された漏洩同軸ケーブル15の漏洩電波を利用して、屋内の無線端末装置A(30,40,50)に接続されるアンテナ(8,9,10)により行う。
【0041】
送受信レベルの制御は、中継装置20から離れるほど同軸損失は大きくなるため第一の実施例と同様に動作させる。漏洩同軸ケーブルには、グレーティングを施し伝送損失の変動幅を抑制した漏洩同軸ケーブルを用いることにより、中継装置20および無線端末装置A(30,40,50)の受信信号に対するダイナミックレンジを小さくすることも可能である。
【0042】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、無線端末装置と、中継装置との間の結合器が、ガラスなどの建物構造物の厚さだけしか離れていないため、結合損失は、結合器単体の結合損失分と建物の壁などの遮蔽物による隔離損失分を足し合わせたものだけとなり、中継装置又は光中継装置の送信出力電力は、無線端末装置の受信レベル基準点における所望の受信レベルに対して同軸ケーブルの伝送損失と上記結合損失を加えた損失に対応する電力を送出すればよい。
【0043】
一方、無線端末装置の送信電力も同様に、中継装置又は光中継装置の受信レベル基準点における所望の受信レベルに対して前記全損失分を加えた電力を最低限送出すればよい。従って中継装置又は光中継装置、および無線端末装置の送信電力を小さくすることができるから、中継装置、および無線端末装置の小型化が実現でき、かつ消費電力を低減することができる利点がある。
【0044】
また所望の信号に対して直接結合させることができるため安定した通信状態を確保できる。さらに電磁結合を用いた結合器では遮蔽物の厚さ分の距離しか離隔されていないため、この部分の電界強度を小さくすることができ、結果としてこの間から空間に放出される不要な電界強度を小さくすることができる。これにより電波法施工規則の使用制限のない微弱電波に該当させることができ、無線局免許が不要で周波数や伝送方式を自由に選択することができる。
【0045】
さらに、結合器間隔が小さくほぼ閉空間となるため、外来の不要電波の進入を受けにくい利点を有する。加えて漏洩同軸ケーブルを用いた発明においても、前記電波法規則を満たす範囲内において柔軟に周波数や伝送方式を適用することができる。以上述べたように、本発明は、加入者局装置の屋外〜屋内の配線が困難な場合などにおいて、容易に加入者局配線を構成することができ、かつ安定した通信を確保することができるという利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施例を示す図である。
【図2】結合器の構成の例を示す図である。
【図3】本発明の第二の実施例を示す図である。
【図4】本発明の第三の実施例を示す図である。
【図5】従来の無線加入者局装置の構成の例を示す図である。
【図6】従来の無線加入者局装置の構成の他の例をを示す図である。
【符号の説明】
1 無線中継装置A
2,3,4 無線中継装置B
5 データ通信装置
6,7 LAN
8,9,10,17 アンテナ
15 漏洩同軸ケーブル
20 中継装置
21,26 子局装置インタフェース
22 中継用送受信部
25 光中継装置
27 中継光送受信部
30,40,50 無線端末装置A
31,61 無線処理部
32 送受信レベル制御部
34,35,45,55 結合器
37,47 分波/合波器A
38 同軸ケーブル
60,70,80 無線端末装置B
62 一光中継部
64,65,75,85 光結合器
67,77 分波/合波器B
68 光ケーブル
100 親局
200 子局
300 建物
301 窓ガラスなどの遮蔽物
Claims (7)
- 屋外に設置されて、親局と無線通信を行う子局と、
該子局に接続される中継装置と、
該中継装置と、その一端が屋外から有線接続され、かつ電磁結合あるいは光結合によって信号を壁面又は窓を介して伝達する結合器と、
屋内に設置され、前記結合器の屋内側の一端と有線接続されて、該結合器を介することにより、建造物の壁面又は窓を透過して信号を授受する、無線端末装置とを含んで成ることを特徴とする無線加入者局装置。 - 屋外に設置されて、親局と無線通信を行う子局と、
該子局に接続される中継装置と、
該中継装置に接続され、信号を分岐する少なくとも1つの分波/合波器と、
該分波/合波器に接続され、かつ電磁結合あるいは光結合によって信号を壁面又は窓を介して伝達する少なくとも2つの結合器と、
屋内に設置され、各結合器の屋内側の一端と有線接続されて、建造物の壁面又は窓を透過して信号を授受する無線端末装置とを含んで成ることを特徴とする無線加入者局装置。 - 中継装置と結合器との接続、又は中継装置と分波/合波器、および該分波/合波器と結合器との接続に同軸ケーブルを用いる請求項1又は請求項2記載の無線加入者局装置。
- 中継装置は光中継装置であり、
結合器は光結合器であって、中継装置と光結合器、又は中継装置と分波/合波器、分波/合波器と光結合器、および光結合器と無線端末装置との接続に光ケーブルを用いる請求項1又は請求項2記載の無線加入者局装置。 - 無線端末装置は、
送受信レベルを制御する送受信レベル制御部と、
該送受信レベル制御部に接続され、該送受信レベル制御部を制御すると共に、無線信号伝送のための信号処理を行う無線処理部とを具備して成る請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の無線加入者局装置。 - 無線端末装置は、
光送受信信号電力を制御する光中継部と、
該光中継部に接続され、該光中継部を制御すると共に、無線信号伝送のための信号処理を行う無線処理部とを具備して成る請求項4記載の無線加入者局装置。 - 屋外に設置されて、親局と無線通信を行う子局と、
該子局に接続される中継装置と、
該中継装置に接続され、屋外に設置される漏洩同軸ケーブルと、
屋内に設置され、該漏洩同軸ケーブルとの間で、建造物の壁面又は窓を透過して信号を授受する少なくとも1つのアンテナと、
それぞれの前記アンテナに接続される無線端末装置とを具備することを特徴とする無線加入者局装置。
Priority Applications (1)
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