(57)【要約】  ある任意の空間全体において無線通信機器の接続台数を増やすことができる無線ＬＡＮ用のアクセスポイント装置を提供する。アクセスポイント装置３は、有線ネットワークＮＴに接続され、無線通信クライアント４を当該有線ネットワークＮＴに複数同時に接続する無線ＬＡＮ用のアクセスポイント装置である。前記通信信号を外部装置２と交信するインターフェース部１２と、前記インターフェース部１２と交信した通信信号を無線通信信号として送受信するアンテナ部６と、前記アンテナ部６の信号放出部分に設けられ前記無線通信信号の通信可能範囲を小さくするアッテネータ１０と、を有する。
2017068837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有線ネットワークに接続され、無線通信クライアントを当該有線ネットワークに複数同時に接続可能な無線ＬＡＮ用のアクセスポイント装置であって、
通信信号を無線通信クライアントと間で交信する無線通信部と、
電波非透過性材料で構成され、前記無線通信部を内部に収納可能な有底容器形状に構成され、前記無線通信部への無線信号が通過する開口部を有する遮蔽筐体とを有し、
前記遮蔽筐体は、前記開口部の近傍領域が所定長さを有する筒状先端部を有する、アクセスポイント装置。
【請求項２】
前記無線通信部は、前記遮蔽筐体内で、前記筒状部との離間距離を変更可能な位置変更機構を有している、請求項１に記載のアクセスポイント装置。
【請求項３】
前記無線通信部は、ＬＡＮケーブルを介して電力供給を受ける受電側機器である、請求項１に記載のアクセスポイント装置。
【請求項４】
前記開口部の開口径は、直径５ｃｍ以下に構成されている、請求項１に記載のアクセスポイント装置。
【請求項５】
前記無線通信部は、前記有線ネットワークと交信する信号を無線情報として入出力する本体部と、前記本体部の無線情報を放出する導波部とを備え、
前記遮蔽筐体は、前記遮蔽筐体の軸方向に交差するように設けられ、内部空間を２つの領域に分ける区画壁を有し、
前記無線通信部は、前記本体部が非開口領域に、前記導波部が開口領域に収納されるように配置される、請求項１に記載のアクセスポイント装置。
【請求項６】
前記導波部は、円柱形のフェライトコアの周囲に送電線がらせん状に巻かれている構成であり、前記フェライトコアの軸が開口部に対し鉛直方向となるように配置されている、請求項４に記載のアクセスポイント装置。
【請求項７】
前記遮蔽筐体は、前記開口部に設けられ、複数の貫通孔が設けられているアッテネータを有する、請求項１に記載のアクセスポイント装置。
【請求項８】
前記アクセスポイント装置は、前記遮蔽筐体の開口部が下側を向くように建物内の天井に取り付けるように構成される、請求項１に記載のアクセスポイント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮ等の無線通信環境において、ノートパソコン、スマートフォン、タブレット端末などの無線通信クライアントのインフラストラクチャー・モードにおけるある任意の空間での多数同時接続を可能とするためのアクセスポイント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、スマートフォンの普及にともない「無線ネットワーク（Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等」の利用環境は爆発的に増加し、従来の機器仕様では満足な接続ができない状態となっている。携帯電話会社の無線接続環境も災害時等のピーク時には、「非常につながりにくい」との指摘がなされ、満足な通信環境を確保することが困難になっている。【０００３】
この問題は、ある一定の範囲狭域で集中的に無線接続を試みた場合において、搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式」（ＣＳＭＡ／ＣＡ）等といったアクセス制御がなされるためであり、１つのアクセスポイントに所定台数以上の携帯電話などが接続した場合に顕著となる。【０００４】
この問題に対しては、アクセスポイントを多数配置し、アクセスポイントの設置密度を増やして１つあたりのアクセスポイント機器に対するクライアント端末の台数を少なくすることで、ある程度は改善する。【０００５】
しかし、従来のアクセスポイント装置をはじめ無線通信機器は、通信可能範囲を大きくすることを目標に設計されており、その通信可能範囲は屋内でも数十メートルから百メートル、屋外では数百メートルに及ぶ場合がある。【０００６】
このように、狭い領域に多数のアクセスポイント機器を配置すると、それぞれのアクセスポイントの接続領域が重複して存在することとなり、アクセスポイント機器ごとの電波干渉により、接続が困難となり、実質通信速度が低下するという問題が生じる。【０００７】
これらの問題を解消するために、特許文献１（国際公開第ＷＯ２０１５／０９８１４３号）に個々のアクセスポイント装置の通信可能範囲を小さくすることで、ある任意の空間全体において通信領域の重複をなくし、無線通信機器の接続台数を増やすことができる技術が開示されている。この装置によれば、無線通信クライアントの密度が高い状況において、複数のアクセスポイント装置を設置した場合でも、個々の装置の通信可能範囲が限定されているため、１つの無線通信クライアントに着目すると、当該無線通信クライアントが存在する位置に存在するアクセスポイント装置の通信可能範囲の重複が少なく、ある任意のアクセスポイントとの接続及び通信を確保しやすくすることができる。【０００８】
この装置は、前記インターフェース部と交信した通信信号を無線通信信号として送受信し、凹型に構成された反射器を有する指向性のアンテナ部と、前記アンテナ部の信号放出部分に設けられたアッテネータによって、前記無線通信信号の通信可能範囲を小さくすることができる。この装置によれば、アンテナ部によって、無線信号の指向性を高めることができ、かつ、アッテネータによって電界強度（到達地点の電波の強さ）を弱くさせることなく、到達距離を小さくすることで、高密度に存在する無線通信機器を無線接続させることができる。【０００９】
また、特許文献２（特開２００４−１８０２４６号公報）には、パラボラ反射鏡の焦点部分に無指向性アンテナ内蔵型アクセスポイント無線機を配置することによって当該アクセスポイント無線機の指向角度を狭める技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２０１５／０９８１４３号
【特許文献２】特開２００４−１８０２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１及び特許文献２に記載の装置は、いずれも通信可能範囲を小さくすることができるものの、混雑時に各自が有する無線通信クライアントに対して安定して無線通信させるには通信可能範囲の絞り込みが十分ではなかった。このため、通信可能範囲がまだ広く、電波干渉などによる接続障害の問題を有効に解決できないものであった。【００１２】
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、ある任意の空間全体において無線通信機器の接続台数を増やすために、通信可能範囲をより限定的にすることができる無線ＬＡＮ用のアクセスポイント装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
従来のアクセスポイントは、筐体本体からも電波輻射があり、認可された外付けアンテナに指向性を持たせても、本体からの輻射があるため絞込の効果は非常に乏しい。この対策として筐体を遮蔽する手段があるが、筐体の放熱、電源線からの漏洩を考えると、これにはかなり厳密にする必要がある。【００１４】
本発明は、上記課題を解決するため、以下のように構成している。
本発明の第１態様によれば、有線ネットワークに接続され、無線通信クライアントを当該有線ネットワークに複数同時に接続可能な無線ＬＡＮ用のアクセスポイント装置であって、
通信信号を無線通信クライアントと間で交信する無線通信部と、
電波非透過性材料で構成され、前記無線通信部を内部に収納可能な有底容器形状に構成され、前記無線通信部への無線信号が通過する開口部を有する遮蔽筐体とを有し、
前記遮蔽筐体は、前記開口部の近傍領域が所定長さを有する筒状先端部を有する、アクセスポイント装置を提供する。【００１５】
本発明の第２態様によれば、前記無線通信部は、前記遮蔽筐体内で、前記筒状部との離間距離を変更可能な位置変更機構を有している、第１態様のアクセスポイント装置を提供する。【００１６】
本発明の第３態様によれば、前記無線通信部は、ＬＡＮケーブルを介して電力供給を受ける受電側機器である、【００１７】
本発明の第４態様によれば、前記開口部の開口径は、直径５ｃｍ以下に構成されている、第１態様のアクセスポイント装置を提供する。【００１８】
本発明の第５態様によれば、前記無線通信部は、前記有線ネットワークと交信する信号を無線情報として入出力する本体部と、前記本体部の無線情報を放出する導波部とを備え、
前記遮蔽筐体は、前記遮蔽筐体の軸方向に交差するように設けられ、内部空間を２つの領域に分ける区画壁を有し、
前記無線通信部は、前記本体部が非開口領域に、前記導波部が開口領域に収納されるように配置される、第１態様のアクセスポイント装置を提供する。【００１９】
本発明の第６態様によれば、前記導波部は、円柱形のフェライトコアの周囲に送電線がらせん状に巻かれている構成であり、前記フェライトコアの軸が開口部に対し鉛直方向となるように配置されている、第４態様のアクセスポイント装置を提供する。【００２０】
本発明の第７態様によれば、前記遮蔽筐体は、前記開口部に設けられ、複数の貫通孔が設けられているアッテネータを有する、第１態様のアクセスポイント装置を提供する。【００２１】
本発明の第８態様によれば、前記アクセスポイント装置は、前記遮蔽筐体の開口部が下側を向くように建物内の天井に取り付けるように構成されることを特徴とする、第１態様のアクセスポイント装置を提供する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、開口部のみが開口した電波非透過性材料で構成された遮蔽筐体中に無線通信部が収納されており、無線通信部からの所定長さを有する筒状体に構成された開口部の開口に向かう直接波が狭い領域で外部に放出される。また、無線通信部から放出され、遮蔽筐体の内壁で反射された間接波は、開口の周囲に広がるが、遮蔽筐体内壁での反射により出力が弱められる。このため、間接波単独での無線通信クライアントとの通信を維持するためには、電界強度が不十分であり、当該領域に他のアクセスポイントの直接波が存在した場合には、無線通信クライアントの接続は、主として当該直接波により確立されることとなる。このため、本発明では、無線通信部から開口部の開口に向かう直接波のみを外部に放出させるようにすることで、通信可能範囲を小さくすることとし、さらに電界強度（到達地点の電波の強さ）はあまり弱められない構成としている。【００２３】
したがって、本発明によれば、無線通信信号の通信可能範囲を小さくすることにより、１つのアクセスポイントに着目すれば、当該通信可能範囲に存在する無線通信クライアントの数が少なくなる。このため、１つの無線通信クライアントがある任意の場所において検出するアクセスポイント数も少なくなり、当該アクセスポイントへの接続操作を容易にすることができ、また、無線通信クライアントの密度が高い状況においても無線通信クライアントの通信不良の問題を解消することができる。【００２４】
また、開口部から外部に放出した電波の外側への屈曲を防止するため、導波部を設け、放出した電波の直進性を向上させることで、電波の指向性をより高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態にかかるアクセスポイント装置を用いた無線通信ネットワークシステムの全体構成図である。
【図２】図１の無線通信ネットワークに用いられるアクセスポイントの空間への配置構成を示す模式図である。
【図３】図２のアクセスポイント配置構成を側方から見た模式図である。
【図４】従来の通信可能範囲が大きいアクセスポイントを複数配置した状態を示す模式図である。
【図５】本実施形態にかかるアクセスポイント装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図６】図５のアンテナに用いられる減衰板の構成例を示す図である。
【図７】図５の減衰板を通過する電波の放出方向について説明する模式図である。
【図８】減衰板の他の構成例を示す模式図である。
【図９】図８のIX-IX線における断面図である。
【図１０】減衰板のさらなる他の構成例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。以下、図面を参照して本発明における第１実施形態を詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態に係るアクセスポイント装置を用いた無線通信ネットワークシステムの全体構成図である。本実施形態にかかる無線通信ネットワークシステム１は、例えば、建物１００の屋内において多数の者がそれぞれ各自の無線通信端末４を用いてインターネットなどのネットワークＮＴに接続するという使用形態において好適に使用できる。
【００２８】
本システム１は、ネットワークＮＴに有線で接続するアクセスポイント装置３と、屋内に存在する各参加者がそれぞれ各自で操作する無線通信端末４とで構成され、無線通信端末４をネットワークＮＴに接続させるためのシステムである。アクセスポイント装置３と無線通信端末４とはそれぞれＷｉ−Ｆｉ接続のシステムアーキテクチャを有しており、本実施形態では、アクセスポイント装置３と無線通信端末４の間の通信は２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯の電波を使用する。なお、５ＧＨｚ体の電波は、通信チャンネルは豊富であるが、障害物による電波の遮蔽を受けやすくなるため、用途に応じて選択すればよい。
【００２９】
ネットワークＮＴは、例えば、インターネット、イントラネット、エクストラネット、ＬＡＮ、ＭＡＮ、ＷＡＮ、あるいはこれらの組合せ等、様々な形態のものが含まれ、有線であるか無線であるか、さらには有線および無線の混在型であるかは問わず、複数地点（距離の長短は問わない。）間で、ある程度の速度をもって情報を伝送することができるものであればよい。なお、ネットワークＮＴとアクセスポイント装置３との間の接続は有線により接続され、途中でハブ２などを介して接続されていてもよい。
【００３０】
ハブ２は、後述するように、アクセスポイント装置へのＰｏＥによる給電を行うため、給電側機器（ＰＳＥ）としての機能を備えていることが好ましい。
【００３１】
アクセスポイント装置３は、無線通信端末４との間でスペクトラム拡散方式による通信を行なう装置であり、ネットワークに有線で接続されネットワークＮＴとの通信信号を無線信号として発信し、複数の無線通信端末４と接続可能である。また、ネットワークＮＴと個々の無線通信端末４との間の経路選択を行いつつ、通信信号を無線中継するルーター機能を有する。
【００３２】
無線通信端末４は、携帯電話やタブレット端末などの携帯端末、ＰＤＡ及びＰＣ用の無線ネットワークデバイス又はデータカードなどの携帯用通信製品があげられる。無線通信端末４は、上記の通りアクセスポイント装置との間でスペクトラム拡散方式による変調および復調が可能な装置である。この装置は広く普及しているものをそのまま使用することができ、Ｗｉ-Ｆｉ（登録商標）による無線通信装置用の標準プロトコル（例えば、無線ＬＡＮ用のＩＥＥＥ８０２．１１ｂ，ｎ等）などのシステムを有しており、アクセスポイント装置３に対して無線で通信信号を送受信することができるものであればよい。
【００３３】
また、アクセスポイント装置３は、周囲への電波の漏洩をできる限り抑制するために、内部機構をハイパスフィルタで囲繞し、本体カバーから漏洩する成分を遮断することが好ましい。
【００３４】
アクセスポイント装置３とハブ２との接続は、いわゆるＬＡＮケーブルを用いる。また、アクセスポイント装置３への電源供給は、イーサネット(登録商標)の配線で利用されるカテゴリ５以上のＵＴＰケーブル（より対線）を通じて電力を供給する、いわゆるＰｏＥ（Power over Ethernet）の技術を用いることが好ましい。この電源供給は、ケーブルの情報信号線がより合わせで構成されているため、ケーブルの構造上、信号線を通じて放出される電波が互いに打ち消しあうことで、ケーブルからの電波漏洩を少なくすることができる。
【００３５】
図２及び図３は、アクセスポイント装置の空間への配置構成を示す模式図である。図２及び図３において、本実施形態にかかるアクセスポイント装置３は、建物１００の屋内の天井１０１に複数設けられており、それぞれ独立した通信チャネルを有する。それぞれのアクセスポイント装置３のチャネルが空間内をカバーする範囲、すなわち通信可能範囲５は、図２及び図３に示すように、相対的に鉛直方向に長く水平方向には狭い指向性を有するように構成されている。
【００３６】
通信可能範囲５は、本実施形態においては、水平方向に数メートルの範囲となるように指向角が１０〜１５°程度に構成されており、その到達距離は１０ｍ以内、好ましくは５ｍ以内とすることが好ましい。
【００３７】
また、図３に示すように、通信可能範囲５のメインビームは鉛直方向に指向性を有している。これは、一定の使用者密度である場合において、通信可能範囲５内に存在する無線通信端末４の数を少なくして、それぞれの無線通信端末４とアクセスポイント装置３との間の通信を確保するためのものである。一般に通信可能範囲が水平方向に広くなるように構成されている従来のアクセスポイント装置と異なる特徴である。
【００３８】
このようにアクセスポイント装置３を複数設けることで、ある空間に多重のアクセスポイントが存在することになるが、個々のアクセスポイントの通信可能範囲５が小さいため、互いの通信可能範囲５がオーバーラップする領域が小さくなり、多数の通信範囲が重複することの干渉の影響を小さくすることができる。
【００３９】
具体的に図２及び図４を比較して説明する。図４は、通信可能範囲が大きいアクセスポイントを複数配置した状態を示している。図２に示すように、通信可能範囲５が小さいアクセスポイントを多数設けることにより、ある任意の空間内におけるアクセスポイント数が増え、その数に応じた無線通信端末４を動作不良なく接続することができる。この点については、通信可能範囲５５が大きいアクセスポイント装置５１においても配置数に応じた無線通信端末４をネットワークＮＴに接続することができる点では共通する。
【００４０】
しかし、通信可能範囲５５が大きいアクセスポイント数を増やすことで、任意の１つの無線通信クライアントに着目すると、同時に受信するチャネルが増えることになり、これらの電波干渉による接続不良やチャネル選択の手間などが増える。図２に示すように、１つのアクセスポイントの通信可能範囲が小さい場合は、ある任意の点Ｐ１及びＰ２に存在する無線通信端末４が検出する各チャネル数は少なくなることから、チャネル間の干渉の問題を軽減することができる。
【００４１】
すなわち、図４に示すように、従来用いられている通信可能範囲が大きいアクセスポイントを用いた場合は、ある任意の点Ｐ３に存在する無線通信端末４が検出する各チャネル数は多くなる。このため、各チャネル間での電波干渉の問題が生じやすく、また、当該無線通信端末４がアクセスポイント装置を選択する処理が煩雑になる。
【００４２】
図５は、第１実施形態にかかるアクセスポイント装置の構成を模式的に示す斜視図である。図５に示すように、本実施形態にかかるアクセスポイント装置３は筒状の遮蔽筺体１０の内部にネットワークＮＴに接続され、通信信号を無線通信クライアントと交信する無線通信部１１が内部に収納された構造を有する。
【００４３】
遮蔽筺体１０は、電波非透過性材料である金属で構成され、軸方向に径の変化がなく、一方側に電波放出用の開口１２が設けられた有底筒状であり、内部に無線通信部１１を完全に収納可能な収納空間を有する。遮蔽筐体の長さ寸法Ｌは、収納される無線通信部１１のサイズに応じて適宜決定すればよく、例えば、開口１２からの無線通信部１１の近接部位までの距離Ｌ１が３ｃｍ以上を確保できるような大きさにすることがこのましい。なお、本実施形態では、開口１２から無線通信部１１の近接部位までの部位１２ａが筒状先端部として機能する。
【００４４】
また、遮蔽筺体１０は、一般に口径が大きくなるほど通信可能範囲が大きくなる傾向にあり、有効な指向性を持たせるための開口１２の開口径Ｄは、１０〜５０ｍｍであり、好ましくは２０〜４０ｍｍであることが好ましい。
【００４５】
遮蔽筺体１０の底面１３には、有線ケーブル１４を通す貫通孔１５が設けられており、有線ケーブル１４を介して無線通信部１１がネットワークＮＴと接続される。当該ケーブルからの電波の漏出を防止するために、有線ケーブル１４は、シールド付きのケーブルが使用されており、貫通孔１５の周囲には電波漏れ防止用の遮蔽材を設けることが好ましい。また、上記のように、本実施形態のアクセスポイント装置３は、電波通信を行う無線通信部１１への電力供給をＰｏＥ方式により行うため、有線ケーブル１４には、電力供給用の直流電流（ＤＣ）と通信のための信号電流（ｓｇ）がともに流れることとなる。
【００４６】
無線通信部１１としては、ポイントアクセス無線機などのＬＡＮ用無線機などを用いることができる。無線通信部１１は、ネットワークＮＴとケーブルを介して接続され交信信号を変換し、無線信号の送受信によってクライアント端末である無線通信端末４と接続する。また、本実施形態においては、無線通信部１１への電力供給は、ＰｏＥによる電力供給方式が使用されているため、無線通信部１１は、受電側機器となる。
【００４７】
無線通信部１１は、遮蔽筺体１０の底面１３を貫通して遮蔽筺体１０の遮蔽筐体内に誘導された有線ケーブル１４と接続される。また、無線通信部１１は、開口１２からの距離を任意に調整できるように遮蔽筐体内で吊り下げられた状態に収納されことが好ましい。また、無線通信部１１の遮蔽筐体内での配置位置、すなわち開口１２からの距離を変更することにより、後述するように電波の指向性を調整することができる。
【００４８】
図６に示すように、遮蔽筺体１０は、無線通信部１１を内部に完全に収納し、遮蔽筺体１０の内側で放出された電波を開口１２の方向に指向性を持たせる。上記のように無線通信部１１からは、放射状に電波が放出されるが、これらの電波のうち、無線通信部から開口１２に向けた電波Ｓ１，Ｓ２が開口１２から外部に放出される。この直接波の放出角度、すなわち指向性は、開口１２と無線通信部１２との距離によって調整することができる。具体的には、矢印９１に示すように無線通信部１１の位置を調整することにより、通信可能範囲５の指向角度及び電波の到達距離が変化する。
【００４９】
また、無線通信部１１から開口１２以外の方向放出された電波Ｓ３，Ｓ４は、遮蔽筐体１０の内壁で反射されて一部が開口１２から外部に放出される。この電波は、直接波Ｓ１，Ｓ２にくらべて電界強度が低く、無線通信端末４との無線接続を確保できるほどの十分な強度を維持しにくい。
【００５０】
また、遮蔽筺体１０は、開口１２から所定長さが筒状に構成されているため、開口１２から放出される直接波Ｓ１，Ｓ２の角度は小さくなり、直接波Ｓ１，Ｓ２による通信可能範囲５の角度は小さくなる。
【００５１】
本実施形態にかかるアクセスポイント装置３は、図３に示すように建物１００の屋内の天井１０１に遮蔽筺体１０の開口１２が下向きとなるように設けられる。このように取り付けることにより、無線通信部１１から放射される電波のメインビームが下向きの指向性を与えることができ、水平方向の通信可能範囲の広がりを少なくする。また、無線通信部１１から電波のメインビームは、図３に示すようにアクセスポイント装置３の下方の領域５ａの電波強度が高く、反射波が多い周囲５ｂの電波強度が弱くなる。
【００５２】
なお、遮蔽筺体１０の開口部分には、電波の強度を減衰させるために減衰板１６を設けてもよい。減衰板１６導電性、誘電性材料などで構成された電波の吸収材等を用いて構成された板状の部材である。減衰板１６の厚みや形状及び遮蔽筐体１０への取り付け位置は、遮蔽筺体１０の口径や設定したい通信可能範囲の大きさなどに応じて適宜調整すればよい。
【００５３】
減衰板１６は、例えば図７に示すように、金属製の減衰板本体１７に貫通孔１８を設けた構成とすることができる。本実施形態では、環状の減衰板本体１７の内腔部分にハニカム形状の間仕切り１８ａを設け、六角形の貫通孔１８を配列している。隔壁１８ａの厚み幅によって減衰板１６によって遮蔽される開口面積を調整することができる。
【００５４】
減衰板１６を用いることで、図８に示すように、反射器７内壁で乱反射して指向角度に対して大きい角度で放射される電波Ｓ５を反射器外に放出しないようにすることで、反射器７の開口から放出される電波Ｓ２の指向角度を小さくすることができる。
【００５５】
本実施形態にかかるアクセスポイント装置は、例えば、会議室やセミナールーム等において、多人数が同時に携帯端末を用いてネットワークＮＴに接続することが求められるような場合に、当該会議室の天井にアクセスポイント装置３の通信可能範囲５の水平方向の広がりを考慮して所定の間隔を置いて設ける。このようにアクセスポイント装置３を配置することにより、１つのアクセスポイントがカバーする通信可能範囲内に存在する無線通信端末４の数は少なくなり、多人数が同時にネットワークＮＴにアクセスすることができる。
【００５６】
図９は、第２実施形態にかかるアクセスポイント装置の構成を模式的に示す断面図である。図９に示すように、本実施形態にかかるアクセスポイント装置３ａは筒状の遮蔽筺体１０の内部にネットワークＮＴに接続され、通信信号を無線通信クライアントと交信する無線通信部１１が内部に収納された構造を有する。
【００５７】
遮蔽筺体２０は、電波非透過性材料である金属素材で構成され、軸方向に径の変化がない有底筒状の筐体本体２０ａの先端部分に筒状先端部２０ｂを有する。筐体本体２０ａの内部には、無線通信部１１を完全に収納可能な収納空間２２が形成されている。
【００５８】
筒状先端部２０ｂは、筐体本体２０ａよりも細径に設けられ、先端に向かうにつれて縮径する筒形状を有する。筒状先端部２０ｂの先端には開口２３が設けられる。筒状先端部２０ｂの長さ寸法Ｌ１は、３ｃｍ以上となるようにすることが好ましい。また、一般に口径が大きくなるほど通信可能範囲が大きくなる傾向にあり、有効な指向性を持たせるための開口径Ｄは、１０〜５０ｍｍであり、好ましくは２０〜４０ｍｍであることが好ましい。
【００５９】
また、遮蔽筐体２０は、軸方向に直交し、電波非透過性材料で構成された区画壁２１を備えている。区画壁２１は、収納空間２２を第１領域２２ａと第２領域２２ｂに区画する。
【００６０】
遮蔽筺体２０の底面１３には、有線ケーブル２４を通す貫通孔２５が設けられており、有線ケーブル２４を介して無線通信部１１がネットワークＮＴと接続される。当該ケーブルからの電波の漏出を防止するために、有線ケーブル１４は、シールド付きのケーブルが使用されており、貫通孔１５の周囲には電波漏れ防止用の遮蔽材が設けられる。
【００６１】
無線通信部１１としては、無指向性のポイントアクセス無線機などのＬＡＮ用無線機などを用いることができる。これらの無線通信部は、ネットワークＮＴとケーブル２４を介して接続され交信信号を変換し、無線信号の送受信によってクライアント端末である無線通信端末４と接続する。本実施形態にかかる無線通信部１１は、本体部１１ａと導波部１１ｂとを備える。
【００６２】
導波部１１ｂは、フェライトコア２６の周囲に給電線２５をらせん状に巻き回した構成である。導波部１１ｂは、電波の直進性を向上させるものであり、開口２３から放出された電波の回り込みを抑え直進性を向上させるためのものである。
【００６３】
無線通信部１１の本体部１１ａは、底面側に位置する第１領域２２ａに収容され、導波部２２ｂは、開口側に位置する第２領域２２ｂに軸方向の位置を変更可能にする位置調整機構２７を介して収容される。
【００６４】
区画室２１には、導波部２２ｂの給電線２５を挿通させるための貫通孔があり、当該貫通孔を通して給電線が本体部１１ａに接続される。本体部１１ａにより作成された無線信号は、給電線２５を通り、導波機１１ｂに導かれ、外部に放出される。
【００６５】
第１実施形態と同様に、遮蔽筺体２０は、無線通信部１１を内部に完全に収納し、遮蔽筺体１０の内側で放出された電波を開口２３の方向に指向性を持たせる。また、開口２３から放出された電波は、導波機１１ｂにより電波の外側への屈曲が抑制されて直進性が高められる。このため、指向性が向上し、通信可能範囲５の指向角度及び電波の到達距離を調整することができる。
【００６６】
なお、遮蔽筺体２０の開口部分には、電波の出力を減衰させるために第１実施形態と同様に減衰板を設けてもよい。
【００６７】
（実施例）
図５に示すアクセスポイント装置を用いて、当該アクセスポイント装置から放出される電波及び当該アクセスポイント装置と無線通信端末としての携帯電話との接続確認を電波暗室内で行った。図１０に示すように、２個のアクセスポイント装置６０ａ，６０ｂを中心間距離が１８００ｍｍとなるように床面に配置した。アクセスポイント装置に接続されるケーブル等からの電波漏れを防止するために、電波遮蔽機能を有する床面内にこれらを埋設し、遮蔽筐体の開口が上を向くように床面に配置した。
【００６８】
遮蔽筐体は、厚さ２ｍｍの銅を用い、軸方向に径の変化がない有底筒状のものを使用した。遮蔽筐体の大きさは、開口径Ｄが３０ｍｍ、開口から無線通信部までの距離Ｌ１が４０ｍｍ、遮蔽筐体の長さＬが１５０ｍｍとなるようにした。
【００６９】
これら２つのアクセスポイント装置から発信される電波を確認するために、電界強度計による電界強度の測定及び、携帯電話機による無線接続確認を行った。接続確認は、電界強度計及び携帯電話を、２つのアクセスポイント装置（第１装置６０ａ及び第２装置６０ｂと略記する。）の開口のそれぞれ真上（第１計測点６１及び第２計測点６２という）及び、２つのアクセスポイント装置のほぼ中間点６３の３箇所において、地面からの高さを約１ｍとして測定を行った。なお、無線通信部は、ＩＥＥＥ８０２．１１等の規格を有しており、２．４ＧＨｚ帯及び５．０ＧＨｚ帯の電波を使用する。
【００７０】
電界強度計を用いて、第１計測点６１及び第２計測点６２でそれぞれ計測した場合、電界強度計には、第１装置６０ａ及び第２装置６０ｂの双方の電波が検出できた。ただし、第１計測点６１では第１装置６０ａからの電波が、第２計測点６２では第２装置６０ｂからの電波がそれぞれ強く、他方の装置からの電界強度が弱く、それぞれ−１５ｄＢｍ以上の差が常時計測された。
【００７１】
この電界強度差は通常の携帯電話機などの無線通信端末において、アクセスポイントの選択を自動で行うには十分な値であり、実際に、携帯電話機による第１及び第２計測点でのアクセスポイントの検出は、それぞれ１つしかされず、通信可能範囲の絞り込みが十分に行われていることが判明した。
【００７２】
一方、中間点において、電界強度計で測定を行うと、２つのアクセスポイント装置からの電波の感度の差はあまり見られず、携帯電話機によりアクセスポイントの検出は、双方検出又はいずれも検出されないという結果となった。
【００７３】
以上のことから、図５に示す金属筒状の遮蔽筐体内に無線通信部を収納したアクセスポイント装置においては、開口から放出される電波の指向性を十分に限定することができ、通信可能範囲の絞り込みが有効に行われていることが分かった。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態にかかるアクセスポイント装置によれば、電波を放出する無線通信部を遮蔽筐体内に完全に収納し、開口から所定長さに構成された筒状部を有することで、無線通信信号の通信可能範囲を小さくすることができる。これにより、１つのアクセスポイントに着目すれば、当該通信可能範囲に存在する無線通信クライアントの数が少なくなる。このため、１つの無線通信クライアントがある任意の場所において検出するアクセスポイント数も少なくなり、当該アクセスポイントへの接続操作を容易にすることができ、また、無線通信クライアントの通信不良の問題を解消することができる。
【００７５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。例えば、遮蔽筐体の素材としては、金属材料に限定されるものではなく、表面全体を金属で被覆した金属メッキ部材で構成されていてもよい。
【００７６】
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【符号の説明】
【００７７】
１  無線通信ネットワークシステム
２  ハブ
３，３ａ  アクセスポイント装置
４  無線通信端末
５  通信可能範囲
１０，２０  遮蔽筺体
１１  無線通信部
１１ａ  本体部
１１ｂ  導波部
１２，２３  開口
１３  底面
１４，２４  有線ケーブル
１５，２５  貫通孔
１６  減衰板
１７  減衰板本体
１８  貫通孔
１８ａ  間仕切り
２０ａ  筒状本体
１２ａ，２０ｂ  筒状先端部
２２  収納空間
２２ａ  第１領域
２２ｂ  第２領域
２５  給電線
２６  フェライトコア
【図１】
2017068837.tif 000003
【図２】
2017068837.tif 000004
【図３】
2017068837.tif 000005
【図４】
2017068837.tif 000006
【図５】
2017068837.tif 000007
【図６】
2017068837.tif 000008
【図７】
2017068837.tif 000009
【図８】
2017068837.tif 000010
【図９】
2017068837.tif 000011
【図１０】
2017068837.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月20日(2016.10.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有線ネットワークに接続され、無線通信クライアントを当該有線ネットワークに複数同時に接続可能な無線ＬＡＮ用のアクセスポイント装置であって、
通信信号を無線通信クライアントとの間で交信する無線通信部と、
電波非透過性材料で構成され、前記無線通信部を内部に収納可能な有底容器形状に構成され、前記無線通信部への無線信号が通過する開口部を有する遮蔽筐体とを有し、
前記遮蔽筐体は、前記開口部の近傍領域が所定長さを有する筒状先端部を有し、
前記無線通信部は、前記遮蔽筐体内で、前記筒状部との離間距離を変更可能な位置変更機構を有する、アクセスポイント装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記無線通信部は、ＬＡＮケーブルを介して電力供給を受ける受電側機器である、請求項１に記載のアクセスポイント装置。
【請求項４】
前記開口部の開口径は、直径５ｃｍ以下に構成されている、請求項１に記載のアクセスポイント装置。
【請求項５】
前記無線通信部は、前記有線ネットワークと交信する信号を無線情報として入出力する本体部と、前記本体部の無線情報を放出する導波部とを備え、
前記遮蔽筐体は、前記遮蔽筐体の軸方向に交差するように設けられ、内部空間を２つの領域に分ける区画壁を有し、
前記無線通信部は、前記本体部が非開口領域に、前記導波部が開口領域に収納されるように配置される、請求項１に記載のアクセスポイント装置。
【請求項６】
前記導波部は、円柱形のフェライトコアの周囲に送電線がらせん状に巻かれている構成であり、前記フェライトコアの軸が開口部に対し鉛直方向となるように配置されている、請求項４に記載のアクセスポイント装置。
【請求項７】
前記遮蔽筐体は、前記開口部に設けられ、複数の貫通孔が設けられているアッテネータを有する、請求項１に記載のアクセスポイント装置。
【請求項８】
前記アクセスポイント装置は、前記遮蔽筐体の開口部が下側を向くように建物内の天井に取り付けるように構成される、請求項１に記載のアクセスポイント装置。
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月5日(2018.1.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有線ネットワークに接続され、無線通信クライアントを当該有線ネットワークに複数同時に接続可能な無線ＬＡＮ用のアクセスポイント装置であって、
通信信号を無線通信クライアントとの間で交信する無線通信部と、
電波非透過性材料で構成され、前記無線通信部を内部に収納可能な有底容器形状に構成され、前記無線通信部への無線信号が通過する開口部を有する遮蔽筐体とを有し、
前記遮蔽筐体は、前記開口部から所定長さが、筒状に構成された筒状先端部であり、
前記無線通信部は、前記筒状先端部との離間距離を変更可能な位置変更機構により、前記遮蔽筐体内に収納される、アクセスポイント装置。
【請求項２】
前記無線通信部は、ＬＡＮケーブルを介して電力供給を受ける受電側機器である、請求項１に記載のアクセスポイント装置。
【請求項３】
前記開口部の開口径は、直径５ｃｍ以下に構成されている、請求項１に記載のアクセスポイント装置。
【請求項４】
前記無線通信部は、前記有線ネットワークと交信する信号を無線情報として入出力する本体部と、前記本体部の無線情報を放出する導波部とを備え、
前記遮蔽筐体は、前記遮蔽筐体の軸方向に交差するように設けられ、内部空間を２つの領域に分ける区画壁を有し、
前記無線通信部は、前記本体部が非開口領域に、前記導波部が開口領域に収納されるように配置される、請求項１に記載のアクセスポイント装置。
【請求項５】
前記導波部は、円柱形のフェライトコアの周囲に送電線がらせん状に巻かれている構成であり、前記フェライトコアの軸が開口部に対し鉛直方向となるように配置されている、請求項４に記載のアクセスポイント装置。
【請求項６】
前記遮蔽筐体は、前記開口部に設けられ、複数の貫通孔が設けられているアッテネータを有する、請求項１に記載のアクセスポイント装置。
【請求項７】
前記アクセスポイント装置は、前記遮蔽筐体の開口部が下側を向くように建物内の天井に取り付け可能に構成される、請求項１に記載のアクセスポイント装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮ等の無線通信環境において、ノートパソコン、スマートフォン、タブレット端末などの無線通信クライアントのインフラストラクチャー・モードにおけるある任意の空間での多数同時接続を可能とするためのアクセスポイント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、スマートフォンの普及にともない「無線ネットワーク（Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）等」の利用環境は爆発的に増加し、従来の機器仕様では満足な接続ができない状態となっている。携帯電話会社の無線接続環境も災害時等のピーク時には、「非常につながりにくい」との指摘がなされ、満足な通信環境を確保することが困難になっている。
【０００３】
この問題は、ある一定の範囲狭域で集中的に無線接続を試みた場合において、搬送波感知多重アクセス／衝突回避方式」（ＣＳＭＡ／ＣＡ）等といったアクセス制御がなされるためであり、１つのアクセスポイントに所定台数以上の携帯電話などが接続した場合に顕著となる。
【０００４】
この問題に対しては、アクセスポイントを多数配置し、アクセスポイントの設置密度を増やして１つあたりのアクセスポイント機器に対するクライアント端末の台数を少なくすることで、ある程度は改善する。
【０００５】
しかし、従来のアクセスポイント装置をはじめ無線通信機器は、通信可能範囲を大きくすることを目標に設計されており、その通信可能範囲は屋内でも数十メートルから百メートル、屋外では数百メートルに及ぶ場合がある。
【０００６】
このように、狭い領域に多数のアクセスポイント機器を配置すると、それぞれのアクセスポイントの接続領域が重複して存在することとなり、アクセスポイント機器ごとの電波干渉により、接続が困難となり、実質通信速度が低下するという問題が生じる。
【０００７】
これらの問題を解消するために、特許文献１（国際公開第ＷＯ２０１５／０９８１４３号）に個々のアクセスポイント装置の通信可能範囲を小さくすることで、ある任意の空間全体において通信領域の重複をなくし、無線通信機器の接続台数を増やすことができる技術が開示されている。この装置によれば、無線通信クライアントの密度が高い状況において、複数のアクセスポイント装置を設置した場合でも、個々の装置の通信可能範囲が限定されているため、１つの無線通信クライアントに着目すると、当該無線通信クライアントが存在する位置に存在するアクセスポイント装置の通信可能範囲の重複が少なく、ある任意のアクセスポイントとの接続及び通信を確保しやすくすることができる。
【０００８】
この装置は、前記インターフェース部と交信した通信信号を無線通信信号として送受信し、凹型に構成された反射器を有する指向性のアンテナ部と、前記アンテナ部の信号放出部分に設けられたアッテネータによって、前記無線通信信号の通信可能範囲を小さくすることができる。この装置によれば、アンテナ部によって、無線信号の指向性を高めることができ、かつ、アッテネータによって電界強度（到達地点の電波の強さ）を弱くさせることなく、到達距離を小さくすることで、高密度に存在する無線通信機器を無線接続させることができる。
【０００９】
また、特許文献２（特開２００４−１８０２４６号公報）には、パラボラ反射鏡の焦点部分に無指向性アンテナ内蔵型アクセスポイント無線機を配置することによって当該アクセスポイント無線機の指向角度を狭める技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第ＷＯ２０１５／０９８１４３号
【特許文献２】特開２００４−１８０２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１及び特許文献２に記載の装置は、いずれも通信可能範囲を小さくすることができるものの、混雑時に各自が有する無線通信クライアントに対して安定して無線通信させるには通信可能範囲の絞り込みが十分ではなかった。このため、通信可能範囲がまだ広く、電波干渉などによる接続障害の問題を有効に解決できないものであった。
【００１２】
従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、ある任意の空間全体において無線通信機器の接続台数を増やすために、通信可能範囲をより限定的にすることができる無線ＬＡＮ用のアクセスポイント装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
従来のアクセスポイントは、筐体本体からも電波輻射があり、認可された外付けアンテナに指向性を持たせても、本体からの輻射があるため絞込の効果は非常に乏しい。この対策として筐体を遮蔽する手段があるが、筐体の放熱、電源線からの漏洩を考えると、これにはかなり厳密にする必要がある。
【００１４】
本発明は、上記課題を解決するため、以下のように構成している。
本発明の第１態様によれば、有線ネットワークに接続され、無線通信クライアントを当該有線ネットワークに複数同時に接続可能な無線ＬＡＮ用のアクセスポイント装置であって、
通信信号を無線通信クライアントとの間で交信する無線通信部と、
電波非透過性材料で構成され、前記無線通信部を内部に収納可能な有底容器形状に構成され、前記無線通信部への無線信号が通過する開口部を有する遮蔽筐体とを有し、
前記遮蔽筐体は、前記開口部から所定長さが筒状に構成された筒状先端部を有し、
前記無線通信部は、前記筒状先端部との離間距離を変更可能な位置変更機構により、前記遮蔽筐体内に配置される、アクセスポイント装置を提供する。
【００１５】
本発明の第２態様によれば、前記無線通信部は、ＬＡＮケーブルを介して電力供給を受ける受電側機器である、第１態様のアクセスポイント装置を提供する。
【００１６】
本発明の第３態様によれば、前記開口部の開口径は、直径５ｃｍ以下に構成されている、第１態様のアクセスポイント装置を提供する。
【００１７】
本発明の第４態様によれば、前記無線通信部は、前記有線ネットワークと交信する信号を無線情報として入出力する本体部と、前記本体部の無線情報を放出する導波部とを備え、
前記遮蔽筐体は、前記遮蔽筐体の軸方向に交差するように設けられ、内部空間を２つの領域に分ける区画壁を有し、
前記無線通信部は、前記本体部が非開口領域に、前記導波部が開口領域に収納されるように配置される、第１態様のアクセスポイント装置を提供する。
【００１８】
本発明の第５態様によれば、前記導波部は、円柱形のフェライトコアの周囲に送電線がらせん状に巻かれている構成であり、前記フェライトコアの軸が開口部に対し鉛直方向となるように配置されている、第４態様のアクセスポイント装置を提供する。
【００１９】
本発明の第６態様によれば、前記遮蔽筐体は、前記開口部に設けられ、複数の貫通孔が設けられているアッテネータを有する、第１態様のアクセスポイント装置を提供する。
【００２０】
本発明の第７態様によれば、前記アクセスポイント装置は、前記遮蔽筐体の開口部が下側を向くように建物内の天井に取り付け可能に構成されることを特徴とする、第１態様のアクセスポイント装置を提供する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、開口部のみが開口した電波非透過性材料で構成された遮蔽筐体中に無線通信部が収納されており、無線通信部からの所定長さを有する筒状体に構成された開口部の開口に向かう直接波が狭い領域で外部に放出される。また、無線通信部から放出され、遮蔽筐体の内壁で反射された間接波は、開口の周囲に広がるが、遮蔽筐体内壁での反射により出力が弱められる。このため、間接波単独での無線通信クライアントとの通信を維持するためには、電界強度が不十分であり、当該領域に他のアクセスポイントの直接波が存在した場合には、無線通信クライアントの接続は、主として当該直接波により確立されることとなる。このため、本発明では、無線通信部から開口部の開口に向かう直接波のみを外部に放出させるようにすることで、通信可能範囲を小さくすることとし、さらに電界強度（到達地点の電波の強さ）はあまり弱められない構成としている。
【００２２】
したがって、本発明によれば、無線通信信号の通信可能範囲を小さくすることにより、１つのアクセスポイントに着目すれば、当該通信可能範囲に存在する無線通信クライアントの数が少なくなる。このため、１つの無線通信クライアントがある任意の場所において検出するアクセスポイント数も少なくなり、当該アクセスポイントへの接続操作を容易にすることができ、また、無線通信クライアントの密度が高い状況においても無線通信クライアントの通信不良の問題を解消することができる。
【００２３】
また、開口部から外部に放出した電波の外側への屈曲を防止するため、導波部を設け、放出した電波の直進性を向上させることで、電波の指向性をより高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態にかかるアクセスポイント装置を用いた無線通信ネットワークシステムの全体構成図である。
【図２】図１の無線通信ネットワークに用いられるアクセスポイントの空間への配置構成を示す模式図である。
【図３】図２のアクセスポイント配置構成を側方から見た模式図である。
【図４】従来の通信可能範囲が大きいアクセスポイントを複数配置した状態を示す模式図である。
【図５】本実施形態にかかるアクセスポイント装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図６】図５のアンテナに用いられる減衰板の構成例を示す図である。
【図７】図５の減衰板を通過する電波の放出方向について説明する模式図である。
【図８】減衰板の他の構成例を示す模式図である。
【図９】図８のIX-IX線における断面図である。
【図１０】減衰板のさらなる他の構成例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。以下、図面を参照して本発明における第１実施形態を詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態に係るアクセスポイント装置を用いた無線通信ネットワークシステムの全体構成図である。本実施形態にかかる無線通信ネットワークシステム１は、例えば、建物１００の屋内において多数の者がそれぞれ各自の無線通信端末４を用いてインターネットなどのネットワークＮＴに接続するという使用形態において好適に使用できる。
【００２７】
本システム１は、ネットワークＮＴに有線で接続するアクセスポイント装置３と、屋内に存在する各参加者がそれぞれ各自で操作する無線通信端末４とで構成され、無線通信端末４をネットワークＮＴに接続させるためのシステムである。アクセスポイント装置３と無線通信端末４とはそれぞれＷｉ−Ｆｉ接続のシステムアーキテクチャを有しており、本実施形態では、アクセスポイント装置３と無線通信端末４の間の通信は２．４ＧＨｚ帯又は５ＧＨｚ帯の電波を使用する。なお、５ＧＨｚ体の電波は、通信チャンネルは豊富であるが、障害物による電波の遮蔽を受けやすくなるため、用途に応じて選択すればよい。
【００２８】
ネットワークＮＴは、例えば、インターネット、イントラネット、エクストラネット、ＬＡＮ、ＭＡＮ、ＷＡＮ、あるいはこれらの組合せ等、様々な形態のものが含まれ、有線であるか無線であるか、さらには有線および無線の混在型であるかは問わず、複数地点（距離の長短は問わない。）間で、ある程度の速度をもって情報を伝送することができるものであればよい。なお、ネットワークＮＴとアクセスポイント装置３との間の接続は有線により接続され、途中でハブ２などを介して接続されていてもよい。
【００２９】
ハブ２は、後述するように、アクセスポイント装置へのＰｏＥによる給電を行うため、給電側機器（ＰＳＥ）としての機能を備えていることが好ましい。
【００３０】
アクセスポイント装置３は、無線通信端末４との間でスペクトラム拡散方式による通信を行なう装置であり、ネットワークに有線で接続されネットワークＮＴとの通信信号を無線信号として発信し、複数の無線通信端末４と接続可能である。また、ネットワークＮＴと個々の無線通信端末４との間の経路選択を行いつつ、通信信号を無線中継するルーター機能を有する。
【００３１】
無線通信端末４は、携帯電話やタブレット端末などの携帯端末、ＰＤＡ及びＰＣ用の無線ネットワークデバイス又はデータカードなどの携帯用通信製品があげられる。無線通信端末４は、上記の通りアクセスポイント装置との間でスペクトラム拡散方式による変調および復調が可能な装置である。この装置は広く普及しているものをそのまま使用することができ、Ｗｉ-Ｆｉ（登録商標）による無線通信装置用の標準プロトコル（例えば、無線ＬＡＮ用のＩＥＥＥ８０２．１１ｂ，ｎ等）などのシステムを有しており、アクセスポイント装置３に対して無線で通信信号を送受信することができるものであればよい。
【００３２】
また、アクセスポイント装置３は、周囲への電波の漏洩をできる限り抑制するために、内部機構をハイパスフィルタで囲繞し、本体カバーから漏洩する成分を遮断することが好ましい。
【００３３】
アクセスポイント装置３とハブ２との接続は、いわゆるＬＡＮケーブルを用いる。また、アクセスポイント装置３への電源供給は、イーサネット(登録商標)の配線で利用されるカテゴリ５以上のＵＴＰケーブル（より対線）を通じて電力を供給する、いわゆるＰｏＥ（Power over Ethernet）の技術を用いることが好ましい。この電源供給は、ケーブルの情報信号線がより合わせで構成されているため、ケーブルの構造上、信号線を通じて放出される電波が互いに打ち消しあうことで、ケーブルからの電波漏洩を少なくすることができる。
【００３４】
図２及び図３は、アクセスポイント装置の空間への配置構成を示す模式図である。図２及び図３において、本実施形態にかかるアクセスポイント装置３は、建物１００の屋内の天井１０１に複数設けられており、それぞれ独立した通信チャネルを有する。それぞれのアクセスポイント装置３のチャネルが空間内をカバーする範囲、すなわち通信可能範囲５は、図２及び図３に示すように、相対的に鉛直方向に長く水平方向には狭い指向性を有するように構成されている。
【００３５】
通信可能範囲５は、本実施形態においては、水平方向に数メートルの範囲となるように指向角が１０〜１５°程度に構成されており、その到達距離は１０ｍ以内、好ましくは５ｍ以内とすることが好ましい。
【００３６】
また、図３に示すように、通信可能範囲５のメインビームは鉛直方向に指向性を有している。これは、一定の使用者密度である場合において、通信可能範囲５内に存在する無線通信端末４の数を少なくして、それぞれの無線通信端末４とアクセスポイント装置３との間の通信を確保するためのものである。一般に通信可能範囲が水平方向に広くなるように構成されている従来のアクセスポイント装置と異なる特徴である。
【００３７】
このようにアクセスポイント装置３を複数設けることで、ある空間に多重のアクセスポイントが存在することになるが、個々のアクセスポイントの通信可能範囲５が小さいため、互いの通信可能範囲５がオーバーラップする領域が小さくなり、多数の通信範囲が重複することの干渉の影響を小さくすることができる。
【００３８】
具体的に図２及び図４を比較して説明する。図４は、通信可能範囲が大きいアクセスポイントを複数配置した状態を示している。図２に示すように、通信可能範囲５が小さいアクセスポイントを多数設けることにより、ある任意の空間内におけるアクセスポイント数が増え、その数に応じた無線通信端末４を動作不良なく接続することができる。この点については、通信可能範囲５５が大きいアクセスポイント装置５１においても配置数に応じた無線通信端末４をネットワークＮＴに接続することができる点では共通する。
【００３９】
しかし、通信可能範囲５５が大きいアクセスポイント数を増やすことで、任意の１つの無線通信クライアントに着目すると、同時に受信するチャネルが増えることになり、これらの電波干渉による接続不良やチャネル選択の手間などが増える。図２に示すように、１つのアクセスポイントの通信可能範囲が小さい場合は、ある任意の点Ｐ１及びＰ２に存在する無線通信端末４が検出する各チャネル数は少なくなることから、チャネル間の干渉の問題を軽減することができる。
【００４０】
すなわち、図４に示すように、従来用いられている通信可能範囲が大きいアクセスポイントを用いた場合は、ある任意の点Ｐ３に存在する無線通信端末４が検出する各チャネル数は多くなる。このため、各チャネル間での電波干渉の問題が生じやすく、また、当該無線通信端末４がアクセスポイント装置を選択する処理が煩雑になる。
【００４１】
図５は、第１実施形態にかかるアクセスポイント装置の構成を模式的に示す斜視図である。図５に示すように、本実施形態にかかるアクセスポイント装置３は筒状の遮蔽筺体１０の内部にネットワークＮＴに接続され、通信信号を無線通信クライアントと交信する無線通信部１１が内部に収納された構造を有する。
【００４２】
遮蔽筺体１０は、電波非透過性材料である金属で構成され、軸方向に径の変化がなく、一方側に電波放出用の開口１２が設けられた有底筒状であり、内部に無線通信部１１を完全に収納可能な収納空間を有する。遮蔽筐体の長さ寸法Ｌは、収納される無線通信部１１のサイズに応じて適宜決定すればよく、例えば、開口１２からの無線通信部１１の近接部位までの距離Ｌ１が３ｃｍ以上を確保できるような大きさにすることがこのましい。なお、本実施形態では、開口１２から無線通信部１１の近接部位までの部位１２ａが筒状先端部として機能する。
【００４３】
また、遮蔽筺体１０は、一般に口径が大きくなるほど通信可能範囲が大きくなる傾向にあり、有効な指向性を持たせるための開口１２の開口径Ｄは、１０〜５０ｍｍであり、好ましくは２０〜４０ｍｍであることが好ましい。
【００４４】
遮蔽筺体１０の底面１３には、有線ケーブル１４を通す貫通孔１５が設けられており、有線ケーブル１４を介して無線通信部１１がネットワークＮＴと接続される。当該ケーブルからの電波の漏出を防止するために、有線ケーブル１４は、シールド付きのケーブルが使用されており、貫通孔１５の周囲には電波漏れ防止用の遮蔽材を設けることが好ましい。また、上記のように、本実施形態のアクセスポイント装置３は、電波通信を行う無線通信部１１への電力供給をＰｏＥ方式により行うため、有線ケーブル１４には、電力供給用の直流電流（ＤＣ）と通信のための信号電流（ｓｇ）がともに流れることとなる。
【００４５】
無線通信部１１としては、ポイントアクセス無線機などのＬＡＮ用無線機などを用いることができる。無線通信部１１は、ネットワークＮＴとケーブルを介して接続され交信信号を変換し、無線信号の送受信によってクライアント端末である無線通信端末４と接続する。また、本実施形態においては、無線通信部１１への電力供給は、ＰｏＥによる電力供給方式が使用されているため、無線通信部１１は、受電側機器となる。
【００４６】
無線通信部１１は、遮蔽筺体１０の底面１３を貫通して遮蔽筺体１０の遮蔽筐体内に誘導された有線ケーブル１４と接続される。また、無線通信部１１は、開口１２からの距離を任意に調整できるように遮蔽筐体内で吊り下げられた状態に収納されことが好ましい。また、無線通信部１１の遮蔽筐体内での配置位置、すなわち開口１２からの距離を変更することにより、後述するように電波の指向性を調整することができる。
【００４７】
図６に示すように、遮蔽筺体１０は、無線通信部１１を内部に完全に収納し、遮蔽筺体１０の内側で放出された電波を開口１２の方向に指向性を持たせる。上記のように無線通信部１１からは、放射状に電波が放出されるが、これらの電波のうち、無線通信部から開口１２に向けた電波Ｓ１，Ｓ２が開口１２から外部に放出される。この直接波の放出角度、すなわち指向性は、開口１２と無線通信部１２との距離によって調整することができる。具体的には、矢印９１に示すように無線通信部１１の位置を調整することにより、通信可能範囲５の指向角度及び電波の到達距離が変化する。
【００４８】
また、無線通信部１１から開口１２以外の方向放出された電波Ｓ３，Ｓ４は、遮蔽筐体１０の内壁で反射されて一部が開口１２から外部に放出される。この電波は、直接波Ｓ１，Ｓ２にくらべて電界強度が低く、無線通信端末４との無線接続を確保できるほどの十分な強度を維持しにくい。
【００４９】
また、遮蔽筺体１０は、開口１２から所定長さが筒状に構成されているため、開口１２から放出される直接波Ｓ１，Ｓ２の角度は小さくなり、直接波Ｓ１，Ｓ２による通信可能範囲５の角度は小さくなる。
【００５０】
本実施形態にかかるアクセスポイント装置３は、図３に示すように建物１００の屋内の天井１０１に遮蔽筺体１０の開口１２が下向きとなるように設けられる。このように取り付けることにより、無線通信部１１から放射される電波のメインビームが下向きの指向性を与えることができ、水平方向の通信可能範囲の広がりを少なくする。また、無線通信部１１から電波のメインビームは、図３に示すようにアクセスポイント装置３の下方の領域５ａの電波強度が高く、反射波が多い周囲５ｂの電波強度が弱くなる。
【００５１】
なお、遮蔽筺体１０の開口部分には、電波の強度を減衰させるために減衰板１６を設けてもよい。減衰板１６導電性、誘電性材料などで構成された電波の吸収材等を用いて構成された板状の部材である。減衰板１６の厚みや形状及び遮蔽筐体１０への取り付け位置は、遮蔽筺体１０の口径や設定したい通信可能範囲の大きさなどに応じて適宜調整すればよい。
【００５２】
減衰板１６は、例えば図７に示すように、金属製の減衰板本体１７に貫通孔１８を設けた構成とすることができる。本実施形態では、環状の減衰板本体１７の内腔部分にハニカム形状の間仕切り１８ａを設け、六角形の貫通孔１８を配列している。隔壁１８ａの厚み幅によって減衰板１６によって遮蔽される開口面積を調整することができる。
【００５３】
減衰板１６を用いることで、図８に示すように、反射器７内壁で乱反射して指向角度に対して大きい角度で放射される電波Ｓ５を反射器外に放出しないようにすることで、反射器７の開口から放出される電波Ｓ２の指向角度を小さくすることができる。
【００５４】
本実施形態にかかるアクセスポイント装置は、例えば、会議室やセミナールーム等において、多人数が同時に携帯端末を用いてネットワークＮＴに接続することが求められるような場合に、当該会議室の天井にアクセスポイント装置３の通信可能範囲５の水平方向の広がりを考慮して所定の間隔を置いて設ける。このようにアクセスポイント装置３を配置することにより、１つのアクセスポイントがカバーする通信可能範囲内に存在する無線通信端末４の数は少なくなり、多人数が同時にネットワークＮＴにアクセスすることができる。
【００５５】
図９は、第２実施形態にかかるアクセスポイント装置の構成を模式的に示す断面図である。図９に示すように、本実施形態にかかるアクセスポイント装置３ａは筒状の遮蔽筺体１０の内部にネットワークＮＴに接続され、通信信号を無線通信クライアントと交信する無線通信部１１が内部に収納された構造を有する。
【００５６】
遮蔽筺体２０は、電波非透過性材料である金属素材で構成され、軸方向に径の変化がない有底筒状の筐体本体２０ａの先端部分に筒状先端部２０ｂを有する。筐体本体２０ａの内部には、無線通信部１１を完全に収納可能な収納空間２２が形成されている。
【００５７】
筒状先端部２０ｂは、筐体本体２０ａよりも細径に設けられ、先端に向かうにつれて縮径する筒形状を有する。筒状先端部２０ｂの先端には開口２３が設けられる。筒状先端部２０ｂの長さ寸法Ｌ１は、３ｃｍ以上となるようにすることが好ましい。また、一般に口径が大きくなるほど通信可能範囲が大きくなる傾向にあり、有効な指向性を持たせるための開口径Ｄは、１０〜５０ｍｍであり、好ましくは２０〜４０ｍｍであることが好ましい。
【００５８】
また、遮蔽筐体２０は、軸方向に直交し、電波非透過性材料で構成された区画壁２１を備えている。区画壁２１は、収納空間２２を第１領域２２ａと第２領域２２ｂに区画する。
【００５９】
遮蔽筺体２０の底面１３には、有線ケーブル２４を通す貫通孔２５が設けられており、有線ケーブル２４を介して無線通信部１１がネットワークＮＴと接続される。当該ケーブルからの電波の漏出を防止するために、有線ケーブル１４は、シールド付きのケーブルが使用されており、貫通孔１５の周囲には電波漏れ防止用の遮蔽材が設けられる。
【００６０】
無線通信部１１としては、無指向性のポイントアクセス無線機などのＬＡＮ用無線機などを用いることができる。これらの無線通信部は、ネットワークＮＴとケーブル２４を介して接続され交信信号を変換し、無線信号の送受信によってクライアント端末である無線通信端末４と接続する。本実施形態にかかる無線通信部１１は、本体部１１ａと導波部１１ｂとを備える。
【００６１】
導波部１１ｂは、フェライトコア２６の周囲に給電線２５をらせん状に巻き回した構成である。導波部１１ｂは、電波の直進性を向上させるものであり、開口２３から放出された電波の回り込みを抑え直進性を向上させるためのものである。
【００６２】
無線通信部１１の本体部１１ａは、底面側に位置する第１領域２２ａに収容され、導波部２２ｂは、開口側に位置する第２領域２２ｂに軸方向の位置を変更可能にする位置調整機構２７を介して収容される。
【００６３】
区画室２１には、導波部２２ｂの給電線２５を挿通させるための貫通孔があり、当該貫通孔を通して給電線が本体部１１ａに接続される。本体部１１ａにより作成された無線信号は、給電線２５を通り、導波機１１ｂに導かれ、外部に放出される。
【００６４】
第１実施形態と同様に、遮蔽筺体２０は、無線通信部１１を内部に完全に収納し、遮蔽筺体１０の内側で放出された電波を開口２３の方向に指向性を持たせる。また、開口２３から放出された電波は、導波機１１ｂにより電波の外側への屈曲が抑制されて直進性が高められる。このため、指向性が向上し、通信可能範囲５の指向角度及び電波の到達距離を調整することができる。
【００６５】
なお、遮蔽筺体２０の開口部分には、電波の出力を減衰させるために第１実施形態と同様に減衰板を設けてもよい。
【００６６】
（実施例）
図５に示すアクセスポイント装置を用いて、当該アクセスポイント装置から放出される電波及び当該アクセスポイント装置と無線通信端末としての携帯電話との接続確認を電波暗室内で行った。図１０に示すように、２個のアクセスポイント装置６０ａ，６０ｂを中心間距離が１８００ｍｍとなるように床面に配置した。アクセスポイント装置に接続されるケーブル等からの電波漏れを防止するために、電波遮蔽機能を有する床面内にこれらを埋設し、遮蔽筐体の開口が上を向くように床面に配置した。
【００６７】
遮蔽筐体は、厚さ２ｍｍの銅を用い、軸方向に径の変化がない有底筒状のものを使用した。遮蔽筐体の大きさは、開口径Ｄが３０ｍｍ、開口から無線通信部までの距離Ｌ１が４０ｍｍ、遮蔽筐体の長さＬが１５０ｍｍとなるようにした。
【００６８】
これら２つのアクセスポイント装置から発信される電波を確認するために、電界強度計による電界強度の測定及び、携帯電話機による無線接続確認を行った。接続確認は、電界強度計及び携帯電話を、２つのアクセスポイント装置（第１装置６０ａ及び第２装置６０ｂと略記する。）の開口のそれぞれ真上（第１計測点６１及び第２計測点６２という）及び、２つのアクセスポイント装置のほぼ中間点６３の３箇所において、地面からの高さを約１ｍとして測定を行った。なお、無線通信部は、ＩＥＥＥ８０２．１１等の規格を有しており、２．４ＧＨｚ帯及び５．０ＧＨｚ帯の電波を使用する。
【００６９】
電界強度計を用いて、第１計測点６１及び第２計測点６２でそれぞれ計測した場合、電界強度計には、第１装置６０ａ及び第２装置６０ｂの双方の電波が検出できた。ただし、第１計測点６１では第１装置６０ａからの電波が、第２計測点６２では第２装置６０ｂからの電波がそれぞれ強く、他方の装置からの電界強度が弱く、それぞれ−１５ｄＢｍ以上の差が常時計測された。
【００７０】
この電界強度差は通常の携帯電話機などの無線通信端末において、アクセスポイントの選択を自動で行うには十分な値であり、実際に、携帯電話機による第１及び第２計測点でのアクセスポイントの検出は、それぞれ１つしかされず、通信可能範囲の絞り込みが十分に行われていることが判明した。
【００７１】
一方、中間点において、電界強度計で測定を行うと、２つのアクセスポイント装置からの電波の感度の差はあまり見られず、携帯電話機によりアクセスポイントの検出は、双方検出又はいずれも検出されないという結果となった。
【００７２】
以上のことから、図５に示す金属筒状の遮蔽筐体内に無線通信部を収納したアクセスポイント装置においては、開口から放出される電波の指向性を十分に限定することができ、通信可能範囲の絞り込みが有効に行われていることが分かった。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態にかかるアクセスポイント装置によれば、電波を放出する無線通信部を遮蔽筐体内に完全に収納し、開口から所定長さに構成された筒状先端部を有することで、無線通信信号の通信可能範囲を小さくすることができる。これにより、１つのアクセスポイントに着目すれば、当該通信可能範囲に存在する無線通信クライアントの数が少なくなる。このため、１つの無線通信クライアントがある任意の場所において検出するアクセスポイント数も少なくなり、当該アクセスポイントへの接続操作を容易にすることができ、また、無線通信クライアントの通信不良の問題を解消することができる。
【００７４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。例えば、遮蔽筐体の素材としては、金属材料に限定されるものではなく、表面全体を金属で被覆した金属メッキ部材で構成されていてもよい。
【００７５】
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【符号の説明】
【００７６】
１  無線通信ネットワークシステム
２  ハブ
３，３ａ  アクセスポイント装置
４  無線通信端末
５  通信可能範囲
１０，２０  遮蔽筺体
１１  無線通信部
１１ａ  本体部
１１ｂ  導波部
１２，２３  開口
１３  底面
１４，２４  有線ケーブル
１５，２５  貫通孔
１６  減衰板
１７  減衰板本体
１８  貫通孔
１８ａ  間仕切り
２０ａ  筒状本体
１２ａ，２０ｂ  筒状先端部
２２  収納空間
２２ａ  第１領域
２２ｂ  第２領域
２５  給電線
２６  フェライトコア
【国際調査報告】
2017068837.tif 000013
2017068837.tif 000014