JP6559737B2 - 無給電中継装置及び無線中継システム - Google Patents
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また、反射板を固定配置した従来のマイクロ波無線中継システムは、マイクロ波の送信機と受信機との間を1対1で中継するもので、高い指向性をもった電波を反射板で反射させるものであり、移動通信のような複数の移動局が分布する広いエリア内を適切にカバーする電界強度分布を得ることができない。
ここで、前記反射面は、前記カバーエリアの電界強度分布を前記特定の電界強度分布にする三次元形状を有するものであってもよい。
また、前記反射面の三次元形状を変更する反射面形状変更手段を有してもよい。
また、入力情報に従って前記反射面形状変更手段を駆動し、該入力情報に応じた三次元形状となるように前記反射面の三次元形状を変更させる制御手段を有してもよい。
また、前記反射面の鉛直方向形状は、凹形状であってもよい。
また、前記反射面の水平方向形状は、凸形状であってもよい。
また、前記反射面は、鉛直方向に長尺な縦長面であってもよい。
また、前記反射面は、前記カバーエリア内における前記無線通信の頻度の高いエリア部分に向かう反射波の反射面部分の反射率が相対的に高くなるように構成されていてもよい。
また、前記反射面は、前記カバーエリア内における前記無線通信の頻度の低いエリア部分に向かう反射波の反射面部分の反射率が相対的に低くなるように構成されていてもよい。
図1は、本発明の一実施形態に係る無給電中継装置を備えた移動通信システムの全体構成の一例を示す概略構成図である。
図1において、本実施形態に係る移動通信システムは、マクロセル基地局などの基地局20と移動局30との間の無線通信を中継する受動反射型の無給電中継装置(パッシブレピータ)10を備える。無給電中継装置10は、基地局20と移動局30との間の無線通信に用いられる電波を反射する導電性材料からなる反射面を備えた反射部材としての反射板11を備えている。
図2は、説明のため、反射板11’を斜視で図示し、対象エリア50及びカバーエリア60は鉛直方向真上から見た状態を図示したものである。基地局20と反射板11’との間は、距離が十分に長く、かつ、電波が直接届く関係となっているため、反射板11’に入射する電波は実質的には並行ビームをなす。したがって、正方形状の平面鏡である反射板11’の反射面で反射された反射波がカバーするカバーエリア60の電界強度分布の外形形状は、図2に示すように、反射板11’の反射面の外形形状に対応した矩形状となる。
本例の反射板11の反射面12は、カバーエリア60の電界強度分布が、図3に示すような特定の電界強度分布となるように設計された三次元形状をもつ。具体的には、本例の反射板11は、当該反射板11を予め決められた設置場所(図1に示す山91の山腹)に設置した場合に、予め決められた基地局20から送信される電波を反射することで、その反射波のカバーエリア60内に対象エリア50が含まれるように、反射面12の水平方向形状が凸形状となるように構成されている。このようにカバーエリア60内に対象エリア50を含ませる反射面12の凸形状の曲率(水平方向の曲率)は、反射面12への電波の入射方向(入射角)、反射面12からの電波の出射方向(出射角)、反射面12と対象エリア50との距離、電波(ビーム)の広がり角などのパラメータによって決定される。
上述したとおり、反射板11が設置されている場所は地上から比較的低い位置であるため、反射板11から対象エリア50(実質的には地上の2次元平面エリア)を見たときの対象エリア50の概略形状は、水平方向に長く鉛直方向に短い横長形状となる。そのため、このような横長形状の対象エリア50に対して反射板11で反射させた電波を集約するためには、基地局20からの電波を反射板11で反射するにあたり、電波を鉛直方向に絞ることが有効である。
本例の反射板11の反射面12は、カバーエリア60の電界強度分布が、図5に示すような特定の電界強度分布となるように設計された三次元形状をもつ。具体的には、本例の反射板11は、反射波のカバーエリア60の外縁が対象エリア50の外形に沿うように、反射面12の三次元形状が決められている。
本例の反射板11の反射面12は、カバーエリア60の電界強度分布が、図6に示すような特定の電界強度分布となるように設計された三次元形状をもつ。具体的には、本例の反射板11は、対象エリア50内で、無線通信の頻度の高いエリア部分(例えば移動局30が集まりやすい地域など)のように高い電界強度が望まれるエリア部分51(例えば、山岳エリア内に存在する村の村役場、公民館、学校施設など)で、高い電界強度が得られるように、反射板11からのビーム(電波)を成形した例である。この例によれば、移動局30との安定した無線通信を確保しやすいメリットがある。
本例の反射板11の反射面12は、カバーエリア60の電界強度分布が、図7に示すような特定の電界強度分布となるように設計された三次元形状をもつ。具体的には、本例の反射板11は、移動局30が集まりやすい地域などの特に高い電界強度が望まれるエリア部分51,52が対象エリア50内で離れて分布している場合に、それらの各エリア部分51,52で高い電界強度が得られるように、反射板11からのビーム(電波)を成形した例である。この例によれば、移動局30との安定した無線通信を確保しやすいメリットがある。
本例の反射板11の反射面12は、カバーエリア60の電界強度分布が、図8に示すような特定の電界強度分布となるように設計された三次元形状をもつ。具体的には、本例の反射板11は、移動局30が位置することが少ない地域などの高い電界強度を望まないエリア部分53(例えば、池、湖、人の立ち入らない場所など)で、電界強度が低くなるように、反射板11からのビーム(電波)を成形した例である。この例によれば、対象エリア50内における高い電界強度を望まないエリア部分53に到達する電波を減らすことで、電波の利用効率が高められる。
図9(a)は、必要な強度を確保するための材料からなるベース層11aと、そのベース層11aの外面側に設けられた反射面12を構成する導電性層11bとを有する反射板11の構成例である。導電性層11bは、例えば、ベース層11aの外面に金属製箔を貼り付けたり、導電性塗料を塗布したりすることにより形成することができる。
図9(b)は、ベース層11aの外面側に導電性層11bを設け、その導電性層11bの腐食などの劣化を防止する保護膜層11cを導電性層11bの外面側に設けた反射板11の構成例である。
図9(c)は、ベース層11aの内面側に導電性層11bを設けた反射板11の構成例である。
図9(d)は、ベース層11aの内面側に導電性層11bを設け、その導電性層11bの内面側に保護膜層11cを設けた反射板11の構成例である。
また、図9(a)〜(d)の反射板11は、ベース層11aとは別に導電性層11bを設けた構成例であるが、ベース層11a自体が電波を反射させる特性を有する導電性カーボン材料などの材料で形成されていれば、ベース層11aとは別に導電性層11bを設ける必要はない。
また、本実施形態の反射板11は、ビームフォーミング技術を利用した通信方式など、電波の指向性を利用した技術にも対応することができる。
11 反射板
11a ベース層
11b 導電性層
11c 保護膜層
12 反射面
13 アクチュエータ
14 制御部
20 基地局
20a アンテナ
30 移動局
50 対象エリア
51,52 高電界強度エリア部分
53 低電界強度エリア部分
60 カバーエリア
90,91 山
Claims (9)
- 基地局と予め決められた中継サービス対象の特定エリア内に存在する移動局との間の無線通信を中継する無給電中継装置であって、
前記無線通信に用いられる電波を反射する反射部材を有し、
前記反射部材の反射面は、前記反射面で反射された反射波がカバーするカバーエリアの電界強度分布が前記特定エリアの形状に対応した特定の電界強度分布となるように、前記特定エリアの外部エリアに対応することになる反射面部分が該特定エリア内の地点に対応するように当該反射面部分の三次元形状が調整されたものであることを特徴とする無給電中継装置。 - 請求項1に記載の無給電中継装置において、
前記反射面の三次元形状を変更する反射面形状変更手段を有することを特徴とする無給電中継装置。 - 請求項2に記載の無給電中継装置において、
入力情報に従って前記反射面形状変更手段を駆動し、該入力情報に応じた三次元形状となるように前記反射面の三次元形状を変更させる制御手段を有することを特徴とする無給電中継装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の無給電中継装置において、
前記反射面の鉛直方向形状は、凹形状であることを特徴とする無給電中継装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の無給電中継装置において、
前記反射面の水平方向形状は、凸形状であることを特徴とする無給電中継装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の無給電中継装置において、
前記反射面は、鉛直方向に長尺な縦長面であることを特徴とする無給電中継装置。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載の無給電中継装置において、
前記反射面は、前記カバーエリア内における前記無線通信の頻度の高いエリア部分に向かう反射波の反射面部分の反射率が相対的に高くなるように構成されていることを特徴とする無給電中継装置。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の無給電中継装置において、
前記反射面は、前記カバーエリア内における前記無線通信の頻度の低いエリア部分に向かう反射波の反射面部分の反射率が相対的に低くなるように構成されていることを特徴とする無給電中継装置。 - 基地局と予め決められた中継サービス対象の特定エリア内に存在する移動局との間の無線通信を無給電中継装置により中継する無線中継システムであって、
前記無給電中継装置は、前記基地局と前記特定エリアの両方に対して前記電波の見通し伝搬の障害になる障害物が存在しない地上の互いに異なる場所に複数配置され、
前記無給電中継装置として、請求項1乃至8のいずれか1項に記載の無給電中継装置を用いたことを特徴とする無線中継システム。
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