JP5651673B2 - 無線通信装置およびそのプログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、漏洩同軸ケーブルをアンテナとして用いる無線通信装置およびそのプログラムに関する。

漏洩同軸ケーブルをアンテナとして用いることにより、その漏洩同軸ケーブルの周りに無線ＬＡＮエリアいわゆるフリースポットを形成することができる。

特開２００４−１７９７５６号公報

漏洩同軸ケーブルの周りに形成されるフリースポットの大きさつまり通信可能範囲は、漏洩同軸ケーブルの特性に依るところが大きい。したがって、同じ漏洩同軸ケーブルを持つ製品であれば、ほぼ同じ通信可能範囲を設定することができる。

ただし、この通信可能範囲は、外部から入り込んでくるノイズの干渉により変動することがある。

実施形態の目的は、ノイズの干渉による通信可能範囲の変動を抑えることができ、これにより信頼性の向上が図れる無線通信装置およびそのプログラムを提供することである。

実施形態の無線通信装置は、電波の送出および取込みを行う漏洩同軸ケーブルと、この記漏洩同軸ケーブルから送出する電波の送信出力を予め定められた設定値に制御する制御手段と、前記漏洩同軸ケーブルで送出および取込みを行う電波と同じ周波数のノイズの強度が、当該装置の１００％の送信出力に占める割合を、外部からのノイズ量として検出する検出手段と、前記設定値を前記検出手段で検出されるノイズ量に応じて補正する補正手段と、を備える。

一実施形態の構成および通信可能範囲を示す図。 一実施形態におけるアクセスポイントのブロック図。 一実施形態におけるアクセスポイントの制御を示すフローチャート。 一実施形態における補正値選定条件を示す図。 一実施形態における送信出力の補正の一例を示す図。

以下、一実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、床、天井、テーブル等の取付け面１に円盤形の基台２を設置し、その基台２上に円筒形の筐体３を介してタワー型のアンテナ１０を直立状態に立設する。アンテナ１０は、電波の送出および取込みを行う線状の漏洩同軸ケーブル１１、この漏洩同軸ケーブル１１から送出される電波（＝漏洩同軸ケーブル１１に供給される高周波電力）を減衰させる減衰器（アッテネータともいう）１２、これら漏洩同軸ケーブル１１および減衰器１２を被う円筒状のカバー１３からなる。

漏洩同軸ケーブル１１は、ＬＣＸケーブルとも称し、電波を送出（漏洩）および取込むための多数のスロットを軸方向に配列して有する。この漏洩同軸ケーブル１１を含むアンテナ１０の周りに、２点鎖線で示す無線ＬＡＮエリアいわゆるフリースポット（サービスエリアともいう）が形成される。このフリースポットの中では、無線通信端末２０を用いて自由に無線通信を行うことができる。減衰器１２については、漏洩同軸ケーブル１１から送出する電波の強度を弱めたい場合に取付けたり、弱めたくない場合は取外しも可能である。減衰量の異なる複数の減衰器１２を用意しておき、これら減衰器１２のいずれかを選択的に取付ける構成としてもよい。

上記筐体３は、アンテナ１０を支持することに加え、データの送受信を行う送受信ユニットいわゆるアクセスポイント４を収容する。アクセスポイント４は、図２に示すように、主制御部として機能するＣＰＵ３０、外部の通信ネットワークに接続される入出力インターフェース３１、電波の送受信を行う送受信部３２、外部機器接続用の接続インターフェース３３、送信出力設定器３４、およびノイズ量検出部（検出手段）３５などを構成要素とするコンピュータを含み、ＣＰＵ３０の内部メモリに記憶されているプログラムにより動作する。

送受信部３２は、ＣＰＵ３０からの指示に応じた信号やデータを高周波電力に重畳して漏洩同軸ケーブル１１に送るとともに、漏洩同軸ケーブル１１で取込まれる電波に含まれる信号やデータを抽出してＣＰＵ３０に供給する。接続インターフェース３３は、外部機器たとえばパーソナルコンピュータ４０の接続用として用意されている。送信出力設定器３４は、送受信部３２から出力される高周波電力、つまり漏洩同軸ケーブル１１から送出する電波の送信出力（強度）を０〜１００％の範囲で可変設定するためのもので、操作用のボリュームつまみを含む。

ノイズ量検出部３５は、漏洩同軸ケーブル１１で送出および取込みを行う電波と同じ周波数のノイズの強度が、当該装置の１００％の送信出力（強度）に占める割合（チャネル使用率ともいう）を、外部からのノイズ量（％）として検出する。

ノイズの発生源として、例えば、電子レンジ、ディジタルテレビ、テレビ信号送信機、防犯用の無線式カメラ、証明写真やシール写真を自動で撮る自動写真機、セキュリテイゲートの機器、ディジタルコードレス電話機、冷蔵庫や空気調和機の圧縮機などがある。

そして、ＣＰＵ３０は、主要な機能として次の（１）〜（５）の手段を有する。
（１）漏洩同軸ケーブル１１から送出される電波の到達領域に存する無線通信端末２０を、その無線通信端末２０から送出される電波に含まれるビーコン内の識別データに基づいて認識する認識手段。具体的には、当該アクセスポイント４に固有のビーコンを漏洩同軸ケーブル１１からの電波の送出により定期的に送信し、そのビーコンに応答して無線通信端末２０から送出される電波およびその電波に含まれるビーコンを受信し、受信したビーコンに含まれる識別データに基づいて無線通信端末２０を認識する。この認識により、電波の到達領域に複数の無線通信端末２０が存在していても、各無線通信端末２０を個々に認識することができる。

（２）上記認識した無線通信端末２０から送出されて上記漏洩同軸ケーブル１１で取込まれる電波の強度を検出する検出手段。具体的には、上記認識手段の機能の一部を含み、漏洩同軸ケーブル１１で取込まれる電波のうち、上記ビーコンの定期的な送信に応答して無線通信端末２０から送出された電波に含まれるビーコンの信号強度いわゆる受信信号強度Ｒ（％）を検出する。受信信号強度は、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indication）と称される。

（３）上記認識した無線通信端末２０に対する漏洩同軸ケーブル１１からの電波の送出によるデータ送信を、上記検出手段で検出される受信信号強度Ｒが設定値Ｒｓ以上の場合に実行して設定値未満Ｒｓの場合に実行せず、かつその設定値Ｒｓを接続インターフェース３３に接続されるパーソナルコンピュータ４０からの入力データに応じて可変設定する制御手段。設定値Ｒｓのことを、以下、送信レートＲｓという。

（４）送受信部３２から出力される高周波電力つまり漏洩同軸ケーブル１１から送出する電波の送信出力を、送信出力設定器３４の操作により予め定められた設定値（０〜１００％）に制御する制御手段。

（５）上記設定値をノイズ量検出部３５で検出されるノイズ量に応じて補正する補正手段。具体的には、ノイズ量検出部３５で検出されるノイズ量に比例する補正値Ｘ（％）を算出し、算出した補正値（％）の分だけ、かつ送信出力の最大値を超えない範囲で、上記設定値を補正する。

つぎに、アクセスポイント４のＣＰＵ３０が実行する制御について説明する。
ＣＰＵ３０は、当該アクセスポイント４に固有のビーコンを高周波電力に重畳し、その高周波電力に基づく電波を漏洩同軸ケーブル１１から定期的（制御ループ毎）に送出する。送出された電波は、障害物等がなければ約５０ｍほど離れたところまで到達する。この電波を受けた無線通信端末２０は、受けた電波に含まれるビーコンに応答して、当該無線通信端末２０に固有のビーコンを含む電波を送出する。

ＣＰＵ３０は、漏洩同軸ケーブル１１で受けた電波にビーコンが含まれていれば、そのビーコンに含まれる識別データに基づいて送信元の無線通信端末２０を認識するとともに、同ビーコンの受信信号強度Ｒを検出する。

漏洩同軸ケーブル１１から送出される電波の到達領域に存する無線通信端末２０と当該アクセスポイント４との間には、相互間の伝送損失で決まる通信速度いわゆるリンク速度Ｌ（Mbps）が存在する。そして、このリンク速度Ｌは、受信信号強度（ＲＳＳＩ）Ｒと対応する関係にある。例えば、リンク速度Ｌ＝５４（Mbps）を得るためには、受信信号強度Ｒとして少なくとも７０（％）が必要となる。リンク速度Ｌ＝４８（Mbps）を得るためには、受信信号強度Ｒとして少なくとも６０（％）が必要となる。リンク速度Ｌ＝３６（Mbps）を得るためには、受信信号強度Ｒとして少なくとも５０（％）が必要となる。リンク速度Ｌ＝２４（Mbps）を得るためには、受信信号強度Ｒとして少なくとも４０（％）が必要となる。

また、リンク速度Ｌは、通信可能距離Ｄと対応する関係にある。例えば、リンク速度Ｌが５４（Mbps）の場合の通信可能距離Ｄは約１ｍ、リンク速度Ｌが（Mbps）の場合の通信可能距離Ｄは約２ｍ、リンク速度Ｌが３６（Mbps）の場合の通信可能距離Ｄは約３ｍ、リンク速度Ｌが２４（Mbps）の場合の通信可能距離Ｄは約４ｍとなる。

実際の通信可能距離Ｄは、図１に２点鎖線で示すように、漏洩同軸ケーブル１１から水平方向、漏洩同軸ケーブル１１の上端から上方向、漏洩同軸ケーブル１１の上端から下方向にそれぞれあって、これら通信可能距離Ｄで規定される略円筒状の領域が無線ＬＡＮエリアいわゆるフリースポットとなる。

ＣＰＵ３０は、検出した受信信号強度Ｒと予め設定されている送信レートＲｓとを比較する。そして、受信信号強度Ｒが送信レートＲｓ以上であれば、上記認識した無線通信端末２０に対するデータ送信を実行する。受信信号強度Ｒが送信レートＲｓ未満であれば、上記認識した無線通信端末２０に対するデータ送信を実行しない。

送信レートＲｓは、接続インターフェース３３にパーソナルコンピュータ４０を接続し、そのパーソナルコンピュータ４０を操作して設定値データを入力することにより、適宜に変更することができる。

例えば、送信レートＲｓとして５０（％）が設定された場合、受信信号強度Ｒが５０（％）以上の無線通信端末２０に対してはデータ送信を実行し、受信信号強度Ｒが５０（％）未満の無線通信端末２０に対してはデータ送信を実行しない。受信信号強度Ｒが５０（％）以上ということは、リンク速度Ｌ＝３６（Mbps）を確保し得る３ｍ範囲内の無線通信端末２０に対してのみデータ送信を実行することになる。３ｍ範囲の外に存する無線通信端末２０に対しては、データ送信を実行しない。３ｍ範囲の外に存する無線通信端末２０が３ｍ範囲内に移動してきた場合は、データ送信を実行する。３ｍ範囲内の無線通信端末２０が再び３ｍ範囲の外に移動した場合は、データ送信を実行しない。

送信レートＲｓとして６０（％）が設定された場合、受信信号強度Ｒが６０（％）以上の無線通信端末２０に対してはデータ送信を実行し、受信信号強度Ｒが６０（％）未満の無線通信端末２０に対してはデータ送信を実行しない。受信信号強度Ｒが６０（％）以上ということは、リンク速度Ｌ＝４８（Mbps）を確保し得る２ｍ範囲内の無線通信端末２０に対してのみデータ送信を実行することになる。２ｍ範囲の外に存する無線通信端末２０に対しては、データ送信を実行しない。２ｍ範囲の外に存する無線通信端末２０が２ｍ範囲内に移動してきた場合は、データ送信を実行する。２ｍ範囲内の無線通信端末２０が再び２ｍ範囲の外に移動した場合は、データ送信を実行しない。

送信レートＲｓとして７０（％）が設定された場合、受信信号強度Ｒが７０（％）以上の無線通信端末２０に対してはデータ送信を実行し、受信信号強度Ｒが７０（％）未満の無線通信端末２０に対してはデータ送信を実行しない。受信信号強度Ｒが７０（％）以上ということは、リンク速度Ｌ＝５４（Mbps）を確保し得る１ｍ範囲内の無線通信端末２０に対してのみデータ送信を実行することになる。１ｍ範囲の外に存する無線通信端末２０に対しては、データ送信を実行しない。１ｍ範囲の外に存する無線通信端末２０が１ｍ範囲内に移動してきた場合は、データ送信を実行する。１ｍ範囲内の無線通信端末２０が再び１ｍ範囲の外に移動した場合は、データ送信を実行しない。

このように、送信レートＲｓを適宜な値に設定することにより、当該アクセスポイント４の設置場所や使用状況などを考慮しながら、通信可能範囲を適宜に調整することができる。たとえ、漏洩同軸ケーブル１１から送出される電波が約５０ｍ離れたところまで飛んだとしても、実際のデータ通信を電波の到達距離とは関係なく望みの範囲のフリースポットに確実に制限することができる。フリースポットの外の無線通信端末２０に対しては無線通信を遮断するので、無線通信のセキュリティ性および信頼性を高めることもできる。

一方、アクセスポイント４のＣＰＵ３０は、送受信部３２から出力される高周波電力つまり漏洩同軸ケーブル１１から送出する電波の送信出力を、送信出力設定器３４の操作により予め定められた設定値（０〜１００％）に制御する。

ただし、この送信出力の制御に際し、ＣＰＵ３０は図３のフローチャートに示す制御を実行する。
すなわち、ＣＰＵ３０は、ノイズ量検出部３５で検出されるノイズ量（％）に基づいて例えば図４に示す補正値選定条件を参照することにより、上記設定値に対する補正値Ｘ（％）として、ノイズ量（％）が多いほど大きい値を選定する（ステップ１０１）。この補正値選定条件は、ＣＰＵ３０の内部メモリに予め記憶されている。

そして、ＣＰＵ３０は、選定した補正値Ｘ（％）を送信出力設定器３４の操作により予め定められた設定値（０〜１００％）に加えることにより、その設定を補正する（ステップ１０２）。

例えば図５に示すように、設定値が３０（％）、ノイズ量が０（％）のときには、設定値をそのまま３０（％）とする。設定値が３０（％）、ノイズ量が１６（％）のときには、設定値を４６（％）に補正する。設定値が３０（％）、ノイズ量が４０（％）のときには、設定値を７０（％）に補正する。設定値が３０（％）、ノイズ量が５４（％）のときには、設定値を８４（％）に補正する。設定値が３０（％）、ノイズ量が２４（％）のときには、設定値を５４（％）に補正する。設定値が３０（％）、ノイズ量が７６（％）のときには、設定値を上限の１００（％）に補正する。設定値が３０（％）、ノイズ量が４２（％）のときには、設定値を５２（％）に補正する。設定値が３０（％）、ノイズ量が１８（％）のときには、設定値を４８（％）に補正する。

ＣＰＵ３０は、送受信部３２から出力される高周波電力つまり漏洩同軸ケーブル１１から送出する電波の送信出力を、上記補正した設定値に制御する（ステップ１０３）。

このように、ノイズ量（％）が多いほど設定値を高める補正を行うことにより、外部から入り込んでくるノイズの干渉による通信可能範囲つまり通信可能距離Ｄの不要な変動を抑えることができる。これにより、無線通信装置としての信頼性の向上が図れる。

なお、上記実施形態では、アンテナ１０が直立している場合を例に説明したが、アンテナ１０を床面と平行に倒伏させる場合、アンテナ１０を所定角度で傾ける場合、アンテナ１０を天井面から吊り下げる場合についても、同様に実施可能である。

その他、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、書き換え、変更を行うことができる。これら実施形態や変形は、発明の範囲は要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、本願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ 電波の送出および取込みを行う漏洩同軸ケーブルと、前記漏洩同軸ケーブルから送出する電波の送信出力を予め定められた設定値に制御する制御手段と、外部からのノイズ量を検出する検出手段と、前記設定値を前記検出手段で検出されるノイズ量に応じて補正する補正手段と、を備えることを特徴とする無線通信装置。
［２］ 前記設定値を可変設定するための送信出力設定器、をさらに備えることを特徴とする［１］記載の無線通信装置。
［３］ 前記検出手段は、前記漏洩同軸ケーブルで送出および取込みを行う電波と同じ周波数のノイズの強度が、当該装置の１００％の送信出力に占める割合を、外部からのノイズ量として検出する、ことを特徴とする［１］記載の無線通信装置。
［４］ 前記補正手段は、前記検出手段で検出されるノイズ量に比例する補正値を算出し、算出した補正値の分だけ前記設定値を補正する、ことを特徴とする［１］乃至［３］のいずれかに記載の無線通信装置。
［５］ 前記補正手段は、送信出力の最大値を超えない範囲で前記設定値を補正する、
ことを特徴とする［１］乃至［４］のいずれかに記載の無線通信装置。
［６］ コンピュータを含み、漏洩同軸ケーブルにより電波の送出および取込みを行う無線通信装置において、前記コンピュータを、前記漏洩同軸ケーブルから送出する電波の送信出力を予め定められた設定値に制御する制御手段、外部からのノイズ量を検出する検出手段、前記設定値を前記検出手段で検出されるノイズ量に応じて補正する補正手段、として機能させることを特徴とするプログラム。

１…取付け面、２…基台、３…筐体、４…アクセスポイント、１０…アンテナ、１１…漏洩同軸ケーブル、１２…減衰器、１３…カバー、３０…ＣＰＵ、３１…入出力インターフェース、３２…送受信部、３３…接続インターフェース、３４…送信出力設定器、３５…ノイズ量検出部

Claims (6)

1. 電波の送出および取込みを行う漏洩同軸ケーブルと、
   前記漏洩同軸ケーブルから送出する電波の送信出力を予め定められた設定値に制御する制御手段と、
   前記漏洩同軸ケーブルで送出および取込みを行う電波と同じ周波数のノイズの強度が、当該装置の１００％の送信出力に占める割合を、外部からのノイズ量として検出する検出手段と、
   前記設定値を前記検出手段で検出されるノイズ量に応じて補正する補正手段と、
   を備えることを特徴とする無線通信装置。
2. 前記設定値を可変設定するための送信出力設定器、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
3. 接続インタフェースをさらに備え、
   前記送信出力設定器は、前記接続インタフェースを介しての入力データに応じて前記設定値を可変設定することを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
4. 前記補正手段は、前記検出手段で検出されるノイズ量に比例する補正値を算出し、算出した補正値の分だけ前記設定値を補正する、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の無線通信装置。
5. 前記補正手段は、送信出力の最大値を超えない範囲で前記設定値を補正する、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の無線通信装置。
6. コンピュータを含み、漏洩同軸ケーブルにより電波の送出および取込みを行う無線通信装置において、
   前記コンピュータを、
   前記漏洩同軸ケーブルから送出する電波の送信出力を予め定められた設定値に制御する制御手段、
   前記漏洩同軸ケーブルで送出および取込みを行う電波と同じ周波数のノイズの強度が、当該装置の１００％の送信出力に占める割合を、外部からのノイズ量として検出する検出手段、
   前記設定値を前記検出手段で検出されるノイズ量に応じて補正する補正手段、
   として機能させることを特徴とするプログラム。

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