JP4536502B2

JP4536502B2 - 無線通信システム及び無線通信方法

Info

Publication number: JP4536502B2
Application number: JP2004361078A
Authority: JP
Inventors: 修二山本; 利昭今端; 嘉美藤田; 功大河内; 省三小牧; 勝俊塚本
Original assignee: NTT Facilities Inc
Current assignee: NTT Facilities Inc
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2024-12-14
Also published as: JP2006173862A

Description

本発明は、屋外で利用されているＰＨＳ（登録商標）や２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯等の移動体通信端末（無線通信端末）を用い、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）やＷＡＮ（ワイドエリヤネットワーク）のＩＰ（インターネットプロトコル）の通信インフラを利用して、地下街や建物内において音声及びデータ通信を行う無線通信システムに関する。

従来、上記無線通信は、地下街や建物内において、壁や什器及び歩行者等が障害物となり、空間における電波の伝播に対して、大きな伝播損失が発生する。
このため、従来においては、地下街及び建物内にて、効率の良い無線通信を行うため、ダイポールアンテナ付基地局装置を、４０〜８０ｍ程度の間隔に多数配置している（例えば、特許文献１参照）。
特開平０８−２０４４２１号公報

しかしながら、特許文献１に示す無線基地局装置にあっては、ダイポールアンテナを用いているため、設置処理において、事前の空間伝播測定による不感地帯の特定作業と不感部分を補足するダイポールアンテナの設置が必要となるという欠点がある。
このため、上記無線通信システムにおいては、事前の電波伝播調査や、多数のダイポールアンテナの設置を行う作業に時間を要し、かつ費用が増大する要因となっている。
また、無線基地局装置においては、什器の配置変更や歩行者の接近・移動で通信品質の著しい劣化が発生し、場合によっては通話の維持が困難となる問題がある。

また、上記無線通信システムにおいては、特定の周波数帯域の無線通信にしか使用できず、例えば、ＰＨＳ（登録商標）に代表されるデジタル簡易電話，携帯電話，無線ＬＡＮなどのいずれか一つにしか対応していない。
したがって、上記無線通信システムには、閉鎖空間において、複数の異なる周波数帯域の無線通信端末を利用するため、それぞれの通信システムに対応した基地（送受信機）を設ける必要があり、基地の整備にかかる費用が増大してしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、簡易に無線通信の不感地帯を解消する設置作業が行え、かつ、デジタル簡易電話や携帯電話等の異なる周波数帯域及び通信方式の双方に対応した送受信が可能であり、閉鎖空間における基地の設置費用の増大を防止する無線通信システム及び無線通信方法の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、無線通信システムであり、無線通信端末の識別情報を含む固有情報を記憶する記憶部と、漏洩同軸ケーブルのアンテナを有し、前記無線通信端末と無線通信によりデータの送受信を行うとともに、検出した前記無線通信の接続要求に基づいて前記接続要求を発した前記無線通信端末の識別情報を含む固有情報を記憶部に記憶させる送受信部と、を有する基地と、前記無線通信端末の識別情報を含む固有情報が記憶された端末情報データベースと、前記基地の記憶部に記憶された前記無線通信端末の識別情報を参照することにより、前記基地に対する前記無線通信端末からの接続依頼の有無を検出し、該接続依頼を検出した場合、前記端末情報データベースを参照し、前記無線通信端末である接続依頼元及び接続依頼先の双方の識別情報の有無を検出し、前記双方の識別情報が確認されると、前記接続依頼元及び前記接続依頼先間の回線を接続し、いずれか一方の前記識別情報が確認できないと、前記接続依頼元及び前記接続依頼先間の回線を切断する基地制御装置とを有する。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の無線通信システムにおいて、前記送受信部が、各々異なる送受信の周波数帯域を有する複数の前記無線通信端末と送受信する。

請求項３に記載の発明は、基地において、漏洩同軸ケーブルのアンテナを介し、送受信部が無線通信端末と無線通信によりデータの送受信を行うとともに、検出した前記無線通信の接続要求に基づいて前記接続要求を発した前記無線通信端末の識別情報を含む固有情報を記憶部に記憶させる送受信過程と、前記無線通信端末の識別情報を含む固有情報を端末情報データベースに記憶する過程と、基地制御装置が、前記基地記憶された前記無線通信端末の識別情報を参照することにより、前記基地に対する前記無線通信端末からの接続依頼の有無を検出し、該接続依頼を検出した場合、前記端末情報データベースを参照し、前記無線通信端末である接続依頼元及び接続依頼先の双方の前記識別情報の有無を検出し、前記双方の識別情報が確認されると、前記接続依頼元及び前記接続依頼先間の回線を接続し、いずれか一方の前記識別情報が確認できないと、前記接続依頼元及び前記接続依頼先間の回線を切断する過程とを有する。

以上説明したように、本発明によれば、従来、１．９ＧＨｚ帯の移動体端末であるＰＨＳ（登録商標）の無線基地において、従来のダイポールアンテナが４０ｍ程度の距離にて、通話に支障があるノイズレベルのＭＯＳ（音声品質評価）値３レベルとなるのに対し、本発明によれば、漏洩同軸ケーブルをアンテナとして使用することで、１つの無線基地局単位で４００ｍ程度のケーブル長のアンテナを設けることができ、通話に支障が無いとされるＭＯＳ値４レベルをこのケーブルが配設されている閉鎖空間において達成でき、少ない基地局にて送受信エリアの拡大を実現することができる。
また、本発明によれば、デジタル簡易電話及び携帯電話等の、異なる送受信の周波数帯域を有する無線通信端末に対応できる構成にしているため、閉鎖空間における無線通信端末を利用する基地設置の設備投資を低減することができる。

本発明は、例えば、構内通信等の内線システムにおいて、移動体端末（後述する無線情報端末６）、例えばＰＨＳ（登録商標）等のデジタル簡易電話との間で、無線通信によりデータの送受信を行う際、送信信号の発信および受信信号の受信を行う送受信アンテナを、漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ：Leaky Coaxial Cable）を用いた無線通信により形成している。
以下、本発明の一実施形態による無線通信システムを図面を参照して説明する。図１は同実施形態の一構成例を示すブロック図である。

この図において、基地１aは、閉鎖空間Ｓ内に設けられており、インターフェース部２a，送受信部３a及び記憶部４aを有しており、インターフェース部２aを介して、基地制御装置５及びＩＳＤＮなどのデジタル回線６に接続されている。
また、基地１bは、閉鎖空間Ｔ内に設けられており、基地局１aと同様に、インターフェース部２b，送受信部３b及び記憶部４bを有しており、インターフェース部２aにより基地制御装置５及びＩＳＤＮなどのデジタル回線６に接続されている。

送受信部３a，３bは、各々異なる周波数帯域に対応したＬＣＸアンテナ７a，７bを有しており、複数の異なる周波数帯域の無線情報端末、例えば、無線情報端末８a，８b（デジタル簡易電話）及び無線情報端末９a，９ｂとデータの送受信を行う。
また、送受信部３a，３bは、回線を確立する複数の通信チャンネルを有しており、この通信チャンネルにおいて、無線情報端末間の通信回線を確立し、無線情報端末間の情報（音声通話やデータ転送のデータ）の送受信を行う。

ここで、送受信部３a，３bは、無線情報端末から発信される接続要求の信号を、ＬＣＸアンテナ７a，７bを介して受信すると、周波数フィルタ等により入力される信号を分別し、通信の周波数帯域を検出して、この信号に含まれている電話番号を抽出する。
後に説明するが、送受信部３a及び３bは、基地制御装置５から送信される無線情報端末の固有情報により、無線情報端末それぞれの周波数帯域及び通信方式に対応した送受信の処理を行う。

さらに、送受信部３a，３bは、無線情報端末から他の無線情報端末への接続要求が入力されると、記憶部４a，４b各々に対し、接続依頼元の電話番号（識別情報）及び接続依頼先の電話番号とを書込み、記憶させる。
基地制御装置５及び端末情報データベース１０は、外部からの電波が届かない閉鎖空間におけるデジタル簡易電話及び携帯電話の通話を可能とするサービスを提供するサービスセンタ等に設置されている。

記憶部４a，４bは、接続要求を行った無線情報端末の電話番号を、複数記憶する構成となっており、ＦＩＦＯ（First IN First Out）の依頼テーブルに順次データを蓄積する。
ここで、送受信部３a，３bは、記憶部４a，４bの依頼テーブルに空きがない場合、接続要求を拒否、すなわち接続待ちである状態を示す信号を、接続要求した無線情報端末に発信する。

また、記憶部４a，bは、各々送受信部３a，３bが送受信可能な範囲にある無線情報端末の電話番号が記録されている検出テーブルを有している。
ここで、送受信部３a，３bは、一定期間毎に、検出テーブルのデータを消去し、対応可能な周波数信号及び通信方式各々により同報信号を発信し、応答信号を発信してきた無線情報端末の電話番号を、各々記憶部４a，４bの検出テーブルに書き込む処理を行う。

基地制御装置５は、所定の時間間隔（例えば、数μ秒）毎に、記憶部４a，４bの記憶内容を検索し、各基地１a，１bの記憶部４a，４bにおいて、依頼テーブルにおける電話番号の有無の検出を行い、電話番号を検出すると、接続依頼元及び接続依頼先の電話番号を読出す。
また、基地制御装置５は、端末情報データベース１０双方の電話番号が登録されているか否かの検出を行い、依頼テーブルに双方が共に登録されていることを検出した場合、接続依頼元の無線情報端末が接続要求した送受信部を有する基地と、接続情報依頼先の無線情報端末が通信可能な送受信部を有する基地とに、回線接続許可信号を出力して、接続依頼元及び接続依頼先の無線情報端末間に回線を確立させる。

端末情報データベース５は、基地局制御装置１に接続されており、音声通話及びデータ伝送とを行う相互通信サービス、例えば内線通話などが許可された無線情報端末８a，８b９a，９b等の複数の識別情報を含む固有情報が、無線情報端末毎に記憶されている。
この端末情報データベース５には、例えば、無線情報端末がデジタル簡易電話や携帯電話の場合、識別情報が電話番号であり、各無線情報端末の固有情報として、この電話番号に対応して、通信事業者（携帯電話及びデジタル簡易電話の通信サービスを提供している業者）の種類，デジタル簡易電話または携帯電話のいずれであるかの種別，新規登録，継続，一時休止，解約などの情報が記載されている。
また、端末情報データベース５に登録された無線情報端末の固有情報は、登録内容が変更されることにより、無線情報端末の通信事業者または、基地制御装置５を管理する管理者により逐次変更される。

また、上述したＬＣＸアンテナ７a，７bは、すでに述べたように、開放空間から電波が到達し難い、地下街やトンネル内あるいはビル内部等の閉鎖空間Ｓ，Ｔに設けられ、所定の位置に配設された漏洩同軸ケーブルにより形成されている。
例えば、地下街にある商店内において、従来のようにアンテナを有するアクセスポイントを天井に配設した場合、什器や人の影になる場所では、アクセスポイントと無線情報端末との双方が発信する電波の直進波しか通信に用いることができないため、電波の不感帯となる領域が多く発生し、通信に耐える十分な強度で電波を相互に到達させることが難しい。

一方、本発明の実施形態においては、ＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）アンテナ７a，７bが、天井裏などに直線状のみでなく、屈曲させた形状にても設けられているため、複数の箇所から直進波が到達するため、実質的に什器や人の影になる場所、すなわち電波の不感帯が存在しない状態となる。
また、上記ＬＣＸアンテナ７a，７bは、複数のスリットが、例えば数ｍおきに設けられており、このスリットがそれぞれアンテナの機能を有しているため、複数の箇所から電波を発信するため、点波源または線波源となり、通常のアンテナのように一点から球面上に放射される場合と異なり、電力の拡散が緩やかなため、通常のアンテナに比較して通信距離が延びる。

上記ＬＣＸアンテナ７a，７bは、送受信可能な周波数帯域を、８００ＭＨｚ帯（携帯電話（ＰＤＣ）），１．９ＧＨｚ帯（ＰＨＳ（登録商標）等のデジタル簡易電話），２．４ＧＨｚ帯（無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ）），５ＧＨｚ帯（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ））または極超短波（もしくは準マイクロ波：３００ＭＨｚ〜３ＧＨｚ）のいずれかまたは全て、もしくは各組合せに対応して形成されている。

また、ＬＣＸアンテナ７a，７bは、各無線情報端末との無線通信に用いられる上記各周波数帯域に対応した所定の形状及び間隔の漏洩孔（スロット）ペアをシールド導体（すなわち外部導体）に複数個有している。

次に、図１を参照して、本発明の一実施形態による無線通信システムの動作を説明する。
利用者が、閉鎖空間Ｓ内部において、無線情報端末８aに接続先の電話番号を入力して、例えば、他の閉鎖空間Ｔ内部の無線情報端末９bに対して呼要求（接続要求）を行う。
これにより、無線情報端末８aは、自身の電話番号（接続要求元の電話番号）と、接続依頼先の無線情報端末９bの電話番号とを、呼要求の信号に付加して、アンテナから発信する。

そして、無線情報端末８aが閉鎖空間Ｓに存在し、基地１aの送受信部３aと通信可能であるため、送受信部３aは、ＬＣＸアンテナ７aを介して、上記呼要求の信号を受信し、記憶部４aに対し、接続依頼元の無線情報端末８aの電話番号と、接続依頼先の無線情報端末９bの電話番号とを書き込む。
そして、基地制御装置５は、所定の周期毎に各基地の記憶部（４a，４b）を順次検索し、各記憶部の依頼テーブルに電話番号が書き込まれているか否かの検出を行う。

そして、基地制御装置５は、記憶部４aに無線情報端末８a及び９bの電話番号が書き込まれていることを検出すると、これを記憶部４aの依頼テーブルから読み出す。
次に、基地制御装置５は、端末情報データベース１０を参照して、無線情報端末８a及び９bの電話番号が双方共に書き込まれている（登録されている）か否かの検出を行う。
このとき、基地制御装置５は、いずれか一方でも書き込まれていないことを検出した場合、回線の接続を拒否する制御情報を基地１bの送受信部３aへ出力する。
これにより、送受信部３aは、無線情報端末８aに対して、回線接続不可能の通知を発信した後、無線情報端末８aとの通信を切断する。

一方、基地制御装置５は、端末情報データベース１０において、無線情報端末８a及び９b双方の電話番号を検出すると、双方共にこのサービスに登録していることを検出し、無線情報端末９bが通信可能な送受信部を有する基地の検索を行う。
これにより、基地局サーバ３Ｄは、無線情報端末６Ｄとの回線の接続を行い、確立されたことを示す確立確認信号を、基地局制御装置１へ送信する。

そして、基地局制御装置１は、接続されている各基地の記憶部を検索して、接続先の無線情報端末９bが検出テーブルに記載されているか否かの検出を行う。
そして、基地局制御装置１は、接続されている基地のいずれかの検出テーブル、例えば基地１bの記憶部４bの検出テーブルにおいて無線情報端末９bの電話番号が検出されると、無線情報端末９bが他の無線情報端末との回線確立の有無を検出し、確立されていなければ、送受信部３a及び３bに対して、各々回線の確立を許可する制御信号を出力する。

このとき、基地局制御装置１は、端末情報データベース１０を参照して、無線情報端末８a及び無線情報端末９b各々電話番号から通信事業者を抽出し、それぞれの通信事業者に対応する通信の周波数帯域及び通信方式等の情報を検出し、この情報をそれぞれの無線情報端末と通信可能な送受信部３a，３bへ送信する。
これにより、送受信部３a及び３bは、各々所定の無線チャンネルを割り当て、対応する通信事業者の周波数帯域及び通信方式等の情報に基づき、対応する周波数帯域及び通信方式により、デジタル回線６を介して、無線情報端末８a及び９b間の回線の接続を行う。

ここで、例えば、送受信部３aは無線情報端末８aがデジタル簡易電話であるため、この通信事業者のデジタル簡易電話の周波数帯域及び通信方式により、デジタル回線６を介して通信事業者の局とのデータの送受信を行い、送受信部３bは無線情報端末９bが携帯電話であるため、この通信事業者の携帯電話の周波数帯域及び通信方式により、デジタル回線６を介して通信事業者の局とのデータの送受信を行う。
これにより、送受信部３a及び３bを介して、無線情報端末８aと無線情報端末８bとの間の回線が接続されることとなる。

一方、基地局制御装置１は、いずれの基地の記憶部の検出テーブルにおいても無線情報端末９bの電話番号が確認されない場合と、すでに無線情報端末９bが他の無線情報端末と回線を接続している場合、回線の接続を拒否させる制御情報を基地１bの送受信部３aへ出力する。
これにより、送受信部３aは、無線情報端末８aに対して、回線接続不可能の通知を発信した後、無線情報端末８aとの通信を切断する。

本発明の一実施形態による無線通信システムの構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１a，１b…基地
２a，２b…インターフェース部
３a，３b…送受信部
４a，４b…記憶部
５…基地制御装置
６…デジタル回線
７a，７b…ＬＣＸアンテナ
８a，８b，９a，９b…無線情報端末
１０…端末情報データベース
Ｓ，Ｔ…閉鎖空間

Claims

無線通信端末の識別情報を含む固有情報を記憶する記憶部と、
漏洩同軸ケーブルのアンテナを有し、前記無線通信端末と無線通信によりデータの送受信を行うとともに、検出した前記無線通信の接続要求に基づいて前記接続要求を発した前記無線通信端末の識別情報を含む固有情報を記憶部に記憶させる送受信部と、
を有する基地と、
前記無線通信端末の識別情報を含む固有情報が記憶された端末情報データベースと、
前記基地の記憶部に記憶された前記無線通信端末の識別情報を参照することにより、前記基地に対する前記無線通信端末からの接続依頼の有無を検出し、該接続依頼を検出した場合、前記端末情報データベースを参照し、前記無線通信端末である接続依頼元及び接続依頼先の双方の識別情報の有無を検出し、
前記双方の識別情報が確認されると、前記接続依頼元及び前記接続依頼先間の回線を接続し、
いずれか一方の前記識別情報が確認されないと、前記接続依頼元及び前記接続依頼先間の回線を切断する基地制御装置と
を有することを特徴とする無線通信システム。
前記送受信部が、各々異なる送受信の周波数帯域を有する複数の前記無線通信端末と送受信することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
基地において、漏洩同軸ケーブルのアンテナを介し、送受信部が無線通信端末と無線通信によりデータの送受信を行うとともに、検出した前記無線通信の接続要求に基づいて前記接続要求を発した前記無線通信端末の識別情報を含む固有情報を記憶部に記憶させる送受信過程と、
前記無線通信端末の識別情報を含む固有情報を端末情報データベースに記憶する過程と、
基地制御装置が、前記基地記憶された前記無線通信端末の識別情報を参照することにより、前記基地に対する前記無線通信端末からの接続依頼の有無を検出し、該接続依頼を検出した場合、前記端末情報データベースを参照し、前記無線通信端末である接続依頼元及び接続依頼先の双方の前記識別情報の有無を検出し、
前記双方の識別情報が確認されると、前記接続依頼元及び前記接続依頼先間の回線を接続し、
いずれか一方の前記識別情報が確認されないと、前記接続依頼元及び前記接続依頼先間の回線を切断する過程と
を有することを特徴とする無線通信方法。