JP5674732B2

JP5674732B2 - 無線通信装置

Info

Publication number: JP5674732B2
Application number: JP2012189769A
Authority: JP
Inventors: 敬之熊川
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2012-08-30
Filing date: 2012-08-30
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2032-08-30
Also published as: JP2014049857A; US20140065977A1; CN103684536A

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。同じ漏洩同軸ケーブルを持つ製品であれば、通信可能範囲がほぼ同じとなる。

この通信可能範囲に関しては、設置場所や使用状況などに応じて適宜に調整できることが望まれる。

実施形態の目的は、通信可能範囲を調整できる無線通信装置を提供することである。

実施形態の無線通信装置は、漏洩同軸ケーブル、検出手段、および制御手段を備える。漏洩同軸ケーブルは、電波の送出および取込みを行う。検出手段は、ビーコンが含まれる電波を前記漏洩同軸ケーブルから定期的に送出し、上記漏洩同軸ケーブルで取込まれる電波のうち、上記定期的な送出に応答して無線通信端末から送出された電波に含まれるビーコンの信号強度を検出する。制御手段は、上記漏洩同軸ケーブルからの電波の送出による前記無線通信端末へのデータ送信を上記検出される強度が設定値以上の場合に実行する。そして制御手段は、上記設定値を適宜な値に可変設定する。

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リンク速度と受信信号強度との対応を示す図。一実施形態におけるリンク速度（および受信信号強度）と通信可能距離と対応を示す図。

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沿って有する。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、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、および送信出力設定器３４などを有する。

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（＝漏洩同軸ケーブル１１から送出される電波の強度）を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。

そして、ＣＰＵ３０は、主要な機能として次の（１）〜（４）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から送出されて前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んでおり、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の場合に実行しないとともに、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から送出される電波の強度を、送信出力設定器３４におけるボリュームつまみの操作に応じて可変設定する設定手段。

つぎに、アクセスポイント４のＣＰＵ３０が実行する制御を図３のフローチャートを参照しながら説明する。
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（ステップ１０１）。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（ステップ１０２のＹＥＳ）、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（ステップ１０３）。

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、図４に示すように、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、図５に示すように、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４８（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（ステップ１０４）。そして、受信信号強度Ｒが送信レートＲｓ以上であれば（ステップ１０４のＹＥＳ）、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（ステップ１０５）。受信信号強度Ｒが送信レートＲｓ未満であれば（ステップ１０４のＮＯ）、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（ステップ１０６）。

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。

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、本願出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、無線通信端末から送出されて前記漏洩同軸ケーブルで取込まれる電波の強度を検出する検出手段と、前記漏洩同軸ケーブルからの電波の送出による前記無線通信端末へのデータ送信を前記検出手段で検出される強度が設定値以上の場合に実行する制御手段と、を備えることを特徴とする無線通信装置。
［２］前記制御手段は、前記漏洩同軸ケーブルからの電波の送出による前記無線通信端末へのデータ送信を前記検出手段で検出される強度が設定値以上の場合に実行して設定値未満の場合に実行せず、かつその設定値を外部からの入力データに応じて可変設定する、
ことを特徴とする付記［１］に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取込まれる電波のうち、前記漏洩同軸ケーブルからの電波の送出に応答して無線通信端末から送出された電波の強度を検出する、ことを特徴とする付記［１］に記載の無線通信装置。
［４］前記検出手段は、ビーコンが含まれる電波を前記漏洩同軸ケーブルから定期的に送出し、前記漏洩同軸ケーブルで取込まれる電波のうち、前記定期的な送出に応答して無線通信端末から送出された電波に含まれるビーコンの信号強度を検出する、ことを特徴とする付記［１］に記載の無線通信装置。
［５］前記漏洩同軸ケーブルから送出される電波を減衰させる減衰器、をさらに備えることを特徴とする付記［１］に記載の無線通信装置。
［６］前記漏洩同軸ケーブルから送出される電波の強度を設定する送信出力設定器、をさらに備えることを特徴とする付記［１］に記載の無線通信装置。

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

Claims

電波の送出および取込みを行う漏洩同軸ケーブルと、
ビーコンが含まれる電波を前記漏洩同軸ケーブルから定期的に送出し、前記漏洩同軸ケーブルで取込まれる電波のうち、前記定期的な送出に応答して無線通信端末から送出された電波に含まれるビーコンの信号強度を検出する検出手段と、
前記漏洩同軸ケーブルからの電波の送出による前記無線通信端末へのデータ送信を前記検出手段で検出される強度が設定値以上の場合に実行する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記設定値を適宜な値に可変設定することを特徴とする無線通信装置。
前記制御手段は、前記設定値を外部からの入力データに応じて可変設定することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
前記制御手段は、前記漏洩同軸ケーブルからの電波の送出による前記無線通信端末へのデータ送信を前記検出手段で検出される強度が設定値以上の場合に実行して設定値未満の場合に実行しない、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信装置。
コンピュータを接続する接続インターフェース、をさらに具備し、
前記制御手段は、前記設定値を、前記接続インターフェースに接続されたコンピュータの操作により入力された設定値データに変更する
ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１に記載の無線通信装置。
前記漏洩同軸ケーブルから送出される電波を減衰させる減衰器、
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１に記載の無線通信装置。
前記漏洩同軸ケーブルから送出される電波の強度を設定する送信出力設定器、
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１に記載の無線通信装置。