(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉空間内において移動機と当該閉空間内に配置される第１の基地局との間でアンテナを介して通信が行われる閉空間通信エリアと、該閉空間に隣接する開空間において当該開空間に設置された第２の基地局の通信エリアで無線通信が行われる開空間通信エリアとを有する移動通信システムにおいて、
前記アンテナは、該閉空間に侵入する前記第２の基地局からの電波の強度が最も大きくなる該閉空間内の位置またはその近傍に設置された移動通信システム。
【請求項２】
閉空間内において移動機と当該閉空間内に配置される第１の基地局との間でアンテナを介して通信が行われる閉空間通信エリアと、該閉空間に隣接する開空間において当該開空間に設置された第２の基地局の通信エリアで無線通信が行われる開空間通信エリアとを有する移動通信システムにおいて、
前記アンテナは、該閉空間に侵入する前記第２の基地局からの電波の伝搬損が最も小さい該閉空間内の位置またはその近傍に設置された移動通信システム。
【請求項３】
閉空間内において移動機と基地局との間でアンテナを介して無線通信が行われる閉空間通信エリアと、該閉空間に隣接する開空間において移動機と基地局との間で無線通信が行われる開空間通信エリアとを有する移動通信システムにおいて、
所定の送信能力を有する移動機がアンテナを介して基地局にて所定の通信品質を保持した状態で受信されるべき信号を送信できるエリアが、当該所定の送信能力を有する移動機が該所定の通信品質を保持した状態でアンテナを介した基地局からの信号を受信できるエリアより広くなるように、当該閉空間通信エリアにおけるアンテナおよび基地局の特性が調整された移動通信システム。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれか記載の移動通信システムにおいて、
閉空間通信エリアと開空間通信エリアとの境界部における開空間通信エリアの基地局からの電波の伝搬損が最も小さくなる位置を含む所定範囲に電波を減衰させる物体が設けられた移動通信システム。
【請求項５】
請求項３に記載の移動通信システムにおいて、
上記閉空間通信エリアにおけるアンテナおよび基地局は、相互に光伝送路にて接続された光伝送装置を有し、アンテナと移動機間で送受信される無線信号に対応した光信号が上記光伝送路内を伝送されるようにした移動通信システム。
【請求項６】
請求項１または２に記載の移動通信システムにおいて、前記アンテナは、前記第１の基地局と光伝送路によって接続される移動通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動機と基地局との間で無線通信を行う移動通信システムに係り、詳しくは、閉空間エリア内の移動通信システムに係り、詳しくは、ビルなどの閉空間内において移動機と基地局との間でアンテナを介して無線通信が行われる閉空間通信エリアと、該閉空間に隣接する開空間において移動機と基地局との間で無線通信が行われる開空間通信エリアを有する移動通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、移動通信システムでは、ビルなどの閉空間において携帯電話等の移動機の使用を可能にするために、当該閉空間内に基地局及びアンテナを設置している。このような移動通信システムでは、閉空間内の移動機と基地局との間でアンテナを介して無線通信が行われる閉空間通信エリアと、ビルなどの閉空間の外部において移動機と基地局との間で無線通信が行われる開空間通信エリアが隣接するようになる。
【０００３】
ところで、上記閉空間通信エリア内のアンテナの設置位置は、一般的に、移動機が閉空間内のどこに位置していても当該移動局がアンテナを介して基地局と所定の通信品質にて無線通信が可能となる位置に決定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような閉空間通信エリアには隣接する開空間通信エリアの基地局からの電波も進入してくる。特に、ビル等の閉空間通信エリアでは、開空間通信エリアとの境界部に存在する窓において、開空間通信エリアの基地局から発せられる電波は十分に減衰しない（伝播損が小さい) 。このため、ビルの窓際で移動機を使用する場合、開空間通信エリアの基地局の位置と方向によっては、閉空間通信エリアに設置したアンテナからの信号の受信レベルより隣接する開空間通信エリアの基地局からの信号の受信レベルが大きくなることがある。このような場合、移動機は閉空間通信エリアのアンテナを介した基地局との無線通信を行わず、開空間通信エリアの基地局と無線通信を行ってしまう。
【０００５】
また、ビルの窓際で移動機を使用する場合、移動機からの出力パワーが大きいと、移動機から発生する電波が窓を介して開空間通信エリアに進入し、当該開空間通信エリアにおける通信に干渉などの影響を与え得る。
このような状況では、開空間通信エリアでの通信トラヒックが増大したり、干渉などより、開空間通信エリアでの通信サービスの低下を招く結果になっていしまう。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、閉空間通信エリア内の移動機による通信が、該閉空間通信エリアに隣接する開空間通信エリアでの通信サービスに影響を与えないような移動通信システムを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載されるように、閉空間内において移動機と基地局との間でアンテナを介して無線通信が行われる閉空間通信エリアと、該閉空間に隣接する開空間において移動機と基地局との間で無線通信が行われる開空間通信エリアとを有する移動通信システムにおいて、該閉空間に進入する開空間通信エリアの基地局からの電波の強度が最も大きくなる該閉空間内の位置またはその近傍に該アンテナが設置されるように構成される。
【０００８】
このような移動通信システムでは、閉空間通信エリアに隣接する開空間通信エリアの基地局からの電波の強度が最も大きくなる該閉空間エリア内の位置またはその近傍にアンテナが設置される。このため、移動機が開空間通信エリアの基地局からの電波の強度が強い該閉空間通信エリア内の位置にあっても、移動機は上記アンテナに近くなるので、開空間通信エリアの基地局からの信号の受信レベルが上記アンテナからの信号の受信レベルより大きくなる状況が発生し難くなる。
【０００９】
上記該閉空間に進入する開空間通信エリアの基地局からの電波の強度が最も大きくなる該閉空間内の位置は、閉空間通信エリアと開空間通信エリアとを仕切る部材の電波の伝播特性に依存する。例えば、当該閉空間がビル内の部屋であれば、開空間と隣接する窓は、ビルの構造材より電波を透過しやすいので、この部屋の窓際に開空間通信エリアの基地局からの電波の最も大きくなる位置が存在する。
【００１０】
該アンテナを設置すべき上記開空間通信エリアの基地局からの電波の強度が最も大きくなる閉空間内の位置の近傍は、該アンテナの結合領域の広さに基づいて定められる範囲であり、例えば、該アンテナにて送受信する電波の波長λの１０倍（１０λ）程度の範囲に定められる。
また、上記課題を解決するため、本発明は、請求項２に記載されるように、閉空間内において移動機と基地局との間でアンテナを介して無線通信が行われる閉空間通信エリアと、該閉空間に隣接する開空間において移動機と基地局との間で無線通信が行われる開空間通信エリアとを有する移動通信システムにおいて、該閉空間に進入する開空間通信システムの基地局からの電波の伝播損が最も小さい該閉空間通信エリアと開空間通信エリアの境界部分の近傍に該アンテナが設置されるように構成される。
【００１１】
このような動通信システムでは、閉空間通信エリアに隣接する開空間通信エリアの基地局からの電波の伝播損が最も小さい該閉空間通信エリアと開空間通信エリアの境界部分の近傍にアンテナが設置される。このため、移動機が開空間通信エリアの基地局からの電波の伝播損が小さい該閉空間通信エリアと開空間通信エリアの境界部分の近傍に位置していても、移動機は上記アンテナに近くなるので、当該アンテナからの電波の移動機での受信レベルが高くなり、開空間通信エリアの基地局からの電波の受信レベルが上記アンテナからの信号の受信レベルより大きくなる状況が発生し難くなる。
【００１２】
上記閉空間通信エリアに隣接する開空間通信エリアの基地局からの電波の伝播損が最も小さい該閉空間通信エリアと開空間通信エリアの境界部分の近傍は、前述した該閉空間に進入する開空間通信エリアの基地局からの電波の強度が最も大きくなる該閉空間内の位置またはその近傍と実質的に同じになる。従って、この場合も、上記アンテナを設置すべき開空間通信エリアの基地局からの電波の伝播損が最も小さい該閉空間通信エリアと開空間通信エリアの境界部分の近傍は、該アンテナの結合領域の広さに基づいて定められる範囲である。
【００１３】
更に、上記課題を解決するため、本発明は、請求項３に記載されるように、閉空間内において移動機と基地局との間でアンテナを介して無線通信が行われる閉空間通信エリアと、該閉空間に隣接する開空間において移動機と基地局との間で無線通信が行われる開空間通信エリアとを有する移動通信システムにおいて、所定の送信能力を有する移動機がアンテナを介して基地局にて所定の通信品質を保持した状態で受信されるべき信号を送信できるエリアが、当該所定の送信能力を有する移動機が該所定の通信品質を保持した状態でアンテナを介した基地局からの信号を受信できるエリアより広くなるように、当該閉空間通信エリアにおけるアンテナ及び基地局の特性が調整されるように構成される。
【００１４】
このような移動通信システムでは、閉空間通信エリアは、上記２つのエリアのうち狭いエリアとなる所定の送受信能力を有する移動機が所定の通信品質を保持した状態でアンテナを介した基地局からの信号を受信できるエリアに対応する。閉空間通信エリアに設置されるアンテナ及び基地局は、そのエリアより広いエリアであっても、移動機からの信号を受信できる特性に調整さているので、移動機は、送信出力を低下させても、該閉空間通信エリアにおいて、アンテナを介した基地局との無線通信が可能となる。従って、閉空間通信エリアにおいて、移動機は、アンテナを介した基地局との間で比較的低い送信電力にて無線通信を行うことができるようになる。このように、移動機が比較的低い送信電力で基地局との無線通信を行えるので、閉空間通信エリアの移動機からの電波が隣接する開空間通信エリアに与える影響は比較的小さくなる。
【００１５】
閉空間通信エリアに隣接する開空間通信エリアの基地局からの電波を当該閉空間通信エリア内の移動機にて受信し難くすると共に、閉空間通信エリア内の移動機から開空間通信エリアに進入する電波のレベルを小さくさせるという観点から、本発明は、請求項４に記載されるように、上記各移動通信システムにおいて、閉空間通信エリアと開空間通信エリアとの境界部において開空間通信エリアの基地局からの電波の伝播損が最も小さくなる位置を含む所定範囲に電波を減衰させる物体が設けられるように構成される。
【００１６】
また、上記移動通信システムは、請求項５に記載されるように、上記閉空間通信エリアにおけるアンテナ及び基地局は、相互に光伝送路にて接続された光伝送装置を有し、アンテナと移動機間で送受信される無線信号に対応した光信号が上記光伝送路内を伝送されるように構成することができる。
上記光伝送装置は、光伝送路から供給される光信号を電気信号に変換する光−電変換器及び電気信号を光伝送路に供給すべき光信号に変換する電−光変換器を含む。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
本発明の実施の一形態に係る移動通信システムにおいて閉空間通信エリアに設置される基地局及びアンテナ装置は、例えば、図１に示すように構成される。
図１において、基地局１０は、送受信装置１２、伝送装置１４及び制御装置１６を有している。制御装置１６は、送受信装置１２及び伝送装置１４の制御を行う。この制御装置１６の制御のもとで伝送装置１４は、交換機（図示略）と信号（音声信号やデータ信号）の送受信を行う。送受信装置１２は、制御装置１６の制御のもと、後述するようなアンテナ装置２０（１）、２０（２）、２０（３）を介して移動機との間で信号の送受信を行う。
【００１８】
この基地局１０は、光伝送路（光ファイバ）１００、１１０によって複数のアンテナ装置２０（１）、２０（２）、２０（３）に接続されている。各アンテナ装置２０（１）、２０（２）、２０（３）は、例えば、ビルの各部屋（閉空間）に設置される。基地局１０は、電−光変換器（Ｅ／Ｏ）１１と光−電変換器（Ｏ／Ｅ）１３を有している。また、各アンテナ装置２０（１）〜２０（３）は、アンテナ２１を有すると共に、光−電変換器（Ｏ／Ｅ）２２、及び電−光変換器２３を有している。
【００１９】
伝送装置１４にて受信した交換機からの信号が送受信装置１２にて送信信号に変換される。この電気信号となる送信信号が電−光変換器（Ｅ／Ｏ）１１にて光送信信号に変換され、下りの光伝送路１００に供給される。下りの光伝送路１０００は分岐器１０１、１０２及び１０３にて分岐され、各アンテナ装置２０( １) 、２０( ２) 及び２０（３）の光−電変換器（Ｏ／Ｅ）２２に接続されている。そして、下りの光伝送路１００を伝送される基地局１０からの光送信信号が各アンテナ装置２０（１）〜２０（３）の光−電変換器（Ｏ／Ｅ）２２に電気信号となる送信信号に変換され、その送信信号がアンテナ２１から放射される。
【００２０】
基地局１０の光−電変換器（Ｏ／Ｅ）１３に接続された上りの光伝送路１１０は、分岐器１１１、１１２及び１１３によって分岐され、各アンテナ装置２０（１）、２０（２）及び２０（３）の電−光変換器（Ｅ／Ｏ）２３に接続されている。各アンテナ装置２０（１）〜２０（３）において、移動機からの信号をアンテナ２１にて受信すると、その受信信号が電−光変換器（Ｅ／Ｏ）２３にて光受信信号に変換され、その光受信信号が上りの光伝送路１１０に供給される。上りの光伝送路１１０を伝送する光受信信号は、基地局１０の光−電変換器１３にて電気信号となる受信信号に変換され、この受信信号が送受信装置１２にて受信される。
【００２１】
送受信装置１２は、各アンテナ装置２０（１）〜２０( ３) からの受信信号を伝送装置１４に供給し、この受信信号が伝送装置１４から交換機に送信される。そして、交換器から、更に、当該受信信号が所定の網を介して通信相手先に送信される。
上記各アンテナ装置２０（１）〜２０（３）( 以下、アンテナ装置を総称する場合には、参照番号２０を用いる) は、ビルの各部屋( 閉空間) に、例えば、図２に示すように設置される。  図２において、閉空間となる部屋の窓５０際の、例えば、天井にアンテナ装置２０が設置される。この部屋内のいずれに位置する移動機ＭＳもこのアンテナ装置２０を介して前述した基地局１０と無線通信を行ことができる。即ち、この部屋内が移動機ＭＳと基地局１０と間で無線通信が行われる閉空間通信エリアＥｃとなる。
【００２２】
この閉空間通信エリアＥｃに隣接する開空間（ビルの外）には基地局が設置されており、その基地局の通信エリアが開空間通信エリアＥｏとなる。この開空間通信エリアＥｏの基地局からの電波Ｒｏの窓５０での伝播損は、ビルの他の構造材に比べて小さい。このため、開空間通信エリアＥｏの基地局の設置位置や方向によっては、窓５０から進入する電波Ｒｏの強度は比較的大きくなる。窓５０から進入する電波Ｒｏは窓５０から遠ざかるに従って急激に減衰すことから、開空間通信エリアＥｃから閉空間通信エリアＥｃに進入する電波Ｒｏの強度は、窓５０際において最も大きくなる。
【００２３】
この閉空間通信エリアＥｃの窓５０際の電界強度を測定し、開空間通信エリアＥｏからの電波Ｒｏの強度が最も大きくなる位置を特定する。そして、その特定された位置からアンテナ装置２０の結合領域の範囲内（アンテナ装置２０にて送受信される電波の波長λの１０倍（１０λ）程度の範囲）となる当該窓５０際の天井にアンテナ装置２０が設置される。このアンテナ装置２０の設置位置は、開空間通信エリアＥｏから進入する電波Ｒｏの強度が最も大きくなる位置（その伝播損の最も小さい窓５０）にできるだけ近いことが好ましい。
【００２４】
このように、アンテナ装置２０を設置すると、閉空間通信エリアＥｃの窓５０から遠ざかった位置では、当該閉空間通信エリアＥｃに進入した電波Ｒｏの強度は非常に小さいので、アンテナ装置２０を介して基地局１０と移動局ＭＳ間で行われる無線通信に対するその電波Ｒｏの影響は実質的に問題にならない。
また、移動機ＭＳが窓５０の近傍に存在する場合、その移動機ＭＳが存在する位置では、開空間通信エリアＥｏからの電波Ｒｏの強度が比較的大きくなるが、アンテナ装置２０が移動機ＭＳの近傍に位置するので、アンテナ装置２０から送信される信号の移動機ＭＳでの受信レベルも大きくなる。従って、開空間通信エリアＥｏからの電波Ｒｏの受信レベルが閉空間通信エリアＥｃのアンテナ装置２０からの信号の受信レベルより大きくなるという状況が発生し難くなる。即ち、部屋（閉空間）内の移動機ＭＳが開空間通信エリアＥｏからの電波Ｒｏを選択して開空間通信エリアＥｏの基地局と無線通信を行う状況が発生し難くなる。従って、閉空間通信エリアＥｃの移動機ＭＳによって開空間通信エリアＥｏの通信トラヒックが増大することを防止することができる。
【００２５】
開空間通信エリアＥｏから閉空間通信エリアＥｃに電波Ｒｏが進入する際、閉空間通信エリアＥｃと開空間通信エリアＥｏとの境界部の一部となる窓５０においてその伝播損が最も小さくなる。このような状況において、例えば、図３に示すように、この窓５０の外面にシート状の光透過性シールド材３０（例えば、日清紡社製の「 デンジーメッシュ」 ）を貼り付けることが好ましい。この場合、開空間通信エリアＥｏの基地局からの電波Ｒｏは、窓５０の外面に貼付された光透過性シールド材３０のシールド効果によって減衰され、閉空間通信エリアＥｃに進入する量が低減される。また、閉空間通信エリアＥｃ内の移動機ＭＳから放射された電波もこの光透過性シールド材３にて減衰され、開空間通信エリアＥｏに放出される量が低減される。
【００２６】
このように、開空間通信エリアＥｏと閉空間通信エリアＥｃとの境界部において電波の伝播損が小さくなる窓５０に光透過性シールド材３０を貼付することで、開空間通信エリアＥｏと閉空間通信エリアＥｃとが確実に分離される。その結果、閉空間通信エリアＥｃの移動機ＭＳによって、開空間通信エリアＥｏの通信トラヒックが増大させられることがより確実に防止される。
【００２７】
上述した閉空間通信エリアＥｃに設置される各アンテナ装置２０及び基地局１０の送受信特性（受信感度等）は、次のようにして決めることが好ましい。
図４に示すエリアＥ２は、移動機ＭＳがアンテナ装置２０を介して基地局１０にて所定の通信品質を保持した状態で受信されるべき信号を送信できるエリアである。即ち、エリアＥ２の最外周辺部に位置する移動機ＭＳが最大送信パワーにて送信する場合、基地局１０は、アンテナ装置２０を介してその信号を所定の通信品質を保持した状態で受信することができる。
【００２８】
また、図４に示すエリアＥ１は、アンテナ装置２０から放射される基地局１０からの送信信号を移動機ＭＳが所定の通信品質を保持した状態で受信できるエリアである。即ち、上記エリアＥ１の外側のエリアＥ２では、移動機ＭＳは、所定の通信品質を保持した状態で、アンテナ装置２０からの送信信号を受信することができない。
【００２９】
そして、上記エリアＥ２がエリアＥ１より広くなるように各アンテナ装置２０及び基地局１０の送受信特性が決められる。この場合、移動機ＭＳと基地局１０がアンテナ装置２０を介して相互に通信できるエリアは、エリアＥ１となる。従って、このエリアＥ１が上述した閉空間通信エリアＥｃに対応する。
このようにアンテナ装置２０及び基地局１０の送受信特性を決めると、図２及び図３に示すような閉空間通信エリアＥｃにおいて、アンテナ装置２０を介した移動機ＭＳと基地局１０との間で所定の通信品質を保持した状態で通信を行う際に、移動機ＭＳは最大の送信パワーＰmax にて送信信号を放射する必要がなくなる。更に、アンテナ装置２０が窓５０際の近傍に設置されているので、移動機ＭＳが窓５０際に位置する場合には、その移動機ＭＳは、更に低い送信パワーにて送信信号を放射することが可能となる。
【００３０】
このように、閉空間通信エリアＥｃにおいて、移動機ＭＳは比較的低い送信パワーにてアンテナ装置２０を介して基地局１０と通信を行うことができるので、移動機ＭＳから放射される電波による開空間通信エリアＥｏでの電波の干渉が低減される。
なお、上記例においては、窓５０の外面に光透過性シールド材３０を貼り付けた構造となっているが、この光透過性シールド材３０は、窓５０の内面に貼り付けても、窓５０を合わせガラスにて構成し、２枚のガラスに光透過性シールド材３０を挟み込むようにしてもよい。また、電波をシールドする素材を混ぜ込んで製造されたガラスを窓５０に利用することもできる。
【００３１】
【発明の効果】
以上、説明してきたように、請求項１乃至４記載の本願発明によれば、移動機が開空間通信エリアの基地局からの電波の強度が強い該閉空間通信エリア内の位置にあっても、移動機は上記アンテナに近くなるので、開空間通信エリアの基地局からの信号の受信レベルが上記アンテナからの信号の受信レベルより大きくなる状況が発生し難くなる。また、移動機がより低送信パワーにてアンテナを介して基地局との通信が行えるので、移動機からの放射される電波による開空間通信エリアＥｏでの電波の干渉が低減される。
【００３２】
従って、閉空間通信エリア内の移動機による通信が、該閉空間通信エリアに隣接する開空間通信エリアでの通信サービスに影響を与えることが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る移動通信システムの閉空間通信エリアに設置されるアンテナ装置及び基地局の構成例を示すブロック図である。
【図２】アンテナ装置の設置例を概念的に示す図である。
【図３】閉空間通信エリアと開空間通信エリアを分離する構造例を概念的に示す図である。
【図４】閉空間通信エリアに設置されるアンテナ装置及び基地局の送受信特性を概念的に示す図である。
【符号の説明】
１０  基地局
１１  電−光変換器
１２  送受信装置
１３  光−電変換器
１４  伝送装置
１６  制御装置
２０、２０（１）、２０（２）、２０（３）  アンテナ装置
２１  アンテナ
２２  光−電変換器
２３  電−光変換器
１００、１１０  光伝送路
１０１〜１０３、１１１〜１１３  分岐器
【図１】
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【図２】
0003678961.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003678961.tif 000005