(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋外に設置されて、親局と無線通信を行う子局と、
該子局に接続される中継装置と、
該中継装置と、その一端が屋外から有線接続され、かつ電磁結合あるいは光結合によって信号を壁面又は窓を介して伝達する結合器と、
屋内に設置され、前記結合器の屋内側の一端と有線接続されて、該結合器を介することにより、建造物の壁面又は窓を透過して信号を授受する、無線端末装置とを含んで成ることを特徴とする無線加入者局装置。
【請求項２】
屋外に設置されて、親局と無線通信を行う子局と、
該子局に接続される中継装置と、
該中継装置に接続され、信号を分岐する少なくとも１つの分波／合波器と、
該分波／合波器に接続され、かつ電磁結合あるいは光結合によって信号を壁面又は窓を介して伝達する少なくとも２つの結合器と、
屋内に設置され、各結合器の屋内側の一端と有線接続されて、建造物の壁面又は窓を透過して信号を授受する無線端末装置とを含んで成ることを特徴とする無線加入者局装置。
【請求項３】
中継装置と結合器との接続、又は中継装置と分波／合波器、および該分波／合波器と結合器との接続に同軸ケーブルを用いる請求項１又は請求項２記載の無線加入者局装置。
【請求項４】
中継装置は光中継装置であり、
結合器は光結合器であって、中継装置と光結合器、又は中継装置と分波／合波器、分波／合波器と光結合器、および光結合器と無線端末装置との接続に光ケーブルを用いる請求項１又は請求項２記載の無線加入者局装置。
【請求項５】
無線端末装置は、
送受信レベルを制御する送受信レベル制御部と、
該送受信レベル制御部に接続され、該送受信レベル制御部を制御すると共に、無線信号伝送のための信号処理を行う無線処理部とを具備して成る請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の無線加入者局装置。
【請求項６】
無線端末装置は、
光送受信信号電力を制御する光中継部と、
該光中継部に接続され、該光中継部を制御すると共に、無線信号伝送のための信号処理を行う無線処理部とを具備して成る請求項４記載の無線加入者局装置。
【請求項７】
屋外に設置されて、親局と無線通信を行う子局と、
該子局に接続される中継装置と、
該中継装置に接続され、屋外に設置される漏洩同軸ケーブルと、
屋内に設置され、該漏洩同軸ケーブルとの間で、建造物の壁面又は窓を透過して信号を授受する少なくとも１つのアンテナと、
それぞれの前記アンテナに接続される無線端末装置とを具備することを特徴とする無線加入者局装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
建物の屋上などの屋外に設置された子局が、親局と通信を行うと共に、屋内に設置された無線端末との間で通信を行う無線通信システムに関するものであって、子局と無線端末との間の通信を安定に行うための無線加入者局装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５および図６に従来の無線加入者局装置の例を示す。親局１００と子局２００とが無線通信を行い、子局２００で送受信する信号は無線中継装置Ａ（１）からアンテナ１７，アンテナ８又は９を介して各無線中継装置Ｂ（２，３）に無線信号伝送により中継される。子局２００で受信した親局１００からの下り回線の信号は、無線中継装置Ａ（１）により中継された信号が無線中継装置Ｂ（２，３）において受信動作が行われた後、データ通信装置５あるいはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）６に送られる。
【０００３】
一方、親局１００への上り回線の信号は、データ通信装置５あるいはＬＡＮ６から送られてきた信号が、無線中継装置Ｂ（２，３）によりアンテナ８又は９より電波として空間に放出される。無線中継装置Ａ（１）において、この電波をアンテナ１７を介して受信した後、子局２００に伝送し、子局２００から親局１００に送られる。
【０００４】
このような技術は、ビル等の建物３００において、屋外から屋内への配線の引き込みが困難な場合に利用され、あるいは簡易に屋内の通信装置と接続するために利用される。また無線中継装置Ａおよび無線中継装置Ｂには、通常、電波法で規定される無線局の免許を受けた装置が適用される。実際の装置の形態には図５又は図６に示す方式があり、次に各々の動作について説明する。
【０００５】
図５の動作について説明する。この場合、屋上に設置した無線中継装置Ａ（１）と屋内に設置された無線中継装置Ｂ（２，３）との間には見通しが存在せず、電波の通信路としては回折波や反射波を利用した経路となる。回折波通信では、その受信品質は建物条件に大きく左右され、またその損失は周波数が高くなるほど大きくなる。
【０００６】
また、反射波通信では、無線中継装置Ａ（１）および無線中継装置Ｂ（２，３）を設置する周辺環境に大きく影響され、受信レベルが大きく変動することもある。無線中継装置Ａ（１）および無線中継装置Ｂ（２，３）の受信品質を向上させるには無線中継装置Ａ（１）の送信レベル、又は無線中継装置Ｂ（２，３）の送信レベルを電波法で規定する実効放射電力値の範囲内において十分高くする必要がある。
【０００７】
図６に従来技術に関する第二の例を示す。図５の例と異なるのは建物屋上面からアンテナ１７を水平方向にｘ分の距離を伸ばし、無線中継装置Ｂ（２，３，４）との間の見通し率を向上させていることである。このｘを大きくとれば各無線中継装置Ｂとの間の見通しを確保することができるが、設置性や敷地外に突出する可能性を考慮するとｘを大きくとることは困難である。従って、ｘの値はあまり大きくとることができないため、見通しがとれる範囲においては良好な通信が可能であるが、見通しがとれない無線中継装置Ｂについては図５と同様の動作となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図５によれば無線中継装置Ａと無線中継装置Ｂとの間の通信は見通し外通信であるため、その無線通信には回折波や反射波が関与しており、通信状態が安定しない。そのため、しばしば、低い受信電力で通信を行なわなければならないという課題があった。また、その通信品質を向上させるためには送信出力を増加させる必要性が生じるため、無線中継装置Ａおよび無線中継装置Ｂの消費電力が増加するという課題も生じていた。
【０００９】
一方、図６の方式によれば、上層階において見通しが確保できる場所においては安定した通信を行うことができるが、下層階になると見通しが確保できない場所が存在するため、図５の場合と同様に回折波や反射波を利用した通信回線となり通信状態が安定しないという問題があった。従って、同一子局に収容される無線中継装置Ｂに対する品質が異なるので、同一品質のサービス提供が確保されない、あるいは収容できない階が存在するため一様なサービス提供ができないという課題があった。
【００１０】
無線中継装置Ａと無線中継装置Ｂとの間の通信周波数として、低い周波数（例えばＶＨＦ帯やＵＨＦ帯など）の周波数帯を使用すれば回折波損失の影響を軽減することができ、通信の安定化が図られるが、現実的には低い周波数帯において広い無線周波数バンドを使用することは困難であり、広帯域通信の場合には不向きである。
【００１１】
一方、高い周波数（例えばマイクロ波やミリ波など）を使用すれば広い無線周波数バンドを利用できる可能性があるが、回折損、反射損、伝搬損が増加するため、通信を確保するためには送信出力を増加させる必要が生じ現実的ではなかった。また無線中継装置Ａおよび無線中継装置Ｂは、無線局免許を受けた装置を使用する必要があるために使用周波数や伝送方式が限られるいう問題もあった。
【００１２】
さらに、窓際にブラインドなどの遮蔽物などがある場合にはその開閉により、また、窓拭き作業などによる作業ボックスの影響（遮蔽など）により、通信状態が更に劣化するという状況も存在していた。本発明は、上述のような課題を解決するために成されたものであって、屋外に設置される無線中継装置Ａと屋内に設置される無線中継装置Ｂ（無線端末装置）との間の通信を安定に行うことの可能な無線加入者局装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上述の課題は、前記特許請求の範囲に記載した手段によって解決される。すなわち、請求項１の発明は、屋外に設置されて、親局と無線通信を行う子局と、該子局に接続される中継装置と、該中継装置と、その一端が屋外から有線接続され、かつ電磁結合あるいは光結合によって信号を壁面又は窓を介して伝達する結合器と、屋内に設置され、前記結合器の屋内側の一端と有線接続されて、該結合器を介することにより、建造物の壁面又は窓を透過して信号を授受する、無線端末装置とを含んで成る無線加入者局装置である。
【００１４】
請求項２の発明は、屋外に設置されて、親局と無線通信を行う子局と、該子局に接続される中継装置と、該中継装置に接続され、信号を分岐する少なくとも１つの分波／合波器と、該分波／合波器に接続され、かつ電磁結合あるいは光結合によって信号を壁面又は窓を介して伝達する少なくとも２つの結合器と、屋内に設置され、各結合器の屋内側の一端と有線接続されて、建造物の壁面又は窓を透過して信号を授受する無線端末装置とを含んで成る無線加入者局装置である。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載の無線加入者局装置において、中継装置と結合器との接続、又は中継装置と分波／合波器、および該分波／合波器と結合器との接続に同軸ケーブルを用いて構成したものである。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２記載の無線加入者局装置において、中継装置は光中継装置であり、結合器は光結合器であって、中継装置と光結合器、又は中継装置と分波／合波器、分波／合波器と光結合器、および光結合器と無線端末装置との接続に光ケーブルを用いるように構成したものである。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の無線加入者局装置において、無線端末装置は、送受信レベルを制御する送受信レベル制御部と、該送受信レベル制御部に接続され該送受信レベル制御部を制御すると共に、無線信号伝送のための信号処理を行う無線処理部とを具備して構成したものである。  請求項６の発明は、請求項４記載の無線加入者局装置において、無線端末装置は、光送受信信号電力を制御する光中継部と、該光中継部に接続され、該光中継部を制御すると共に、無線信号伝送のための信号処理を行う無線処理部とを具備するように構成したものである。
【００１８】
請求項７の発明は、屋外に設置されて、親局と無線通信を行う子局と、該子局に接続される中継装置と、該中継装置に接続され、屋外に設置される漏洩同軸ケーブルと、屋内に設置され、該漏洩同軸ケーブルとの間で、建造物の壁面又は窓を透過して信号を授受する少なくとも１つのアンテナと、それぞれの前記アンテナに接続される無線端末装置とを具備する無線加入者局装置である。
【００１９】
【作用】
本発明では無線端末装置と、中継装置又は光中継装置との間の結合器が、ガラスなどの建物構造物による遮蔽物分の厚さだけ離して配置されるため、結合器単体の結合損失分とこの遮蔽物による隔離損失分を足し合わせた損失分がこの結合器部分での伝送損失となり、中継装置又は光中継装置の送信出力電力は、無線端末装置の受信レベル基準点における所望の受信レベルに対して同軸ケーブルの伝送損失と結合器での伝送損失を加えた全損失を加えた電力を最低限送出すればよい。
【００２０】
一方、無線端末装置の送信電力も同様に、中継装置又は光中継装置の受信レベル基準点における所望の受信レベルに対して前記全損失分を加えた電力を最低限送出すればよい。従って、中継装置、および無線端末装置の送信電力を小さくすることができるから、中継装置、および無線端末装置の小型化が実現でき、かつ消費電力を低減することができる。
【００２１】
また、所望の信号に対して直接結合させることができるため、安定した通信状態を確保できる。さらに電磁結合を用いた結合器では遮蔽物の厚さ分の距離しか離隔されていないため、この部分の電界強度を小さくすることができ、結果としてこの部分から空間に放出される不要な電界強度を小さくすることができる。これにより電波法施工規則の使用制限のない微弱電波に該当させることができ、無線局免許が不要で周波数や伝送方式を自由に選択することができる。
【００２２】
現行法上、無線設備から距離３ｍの点での電界強度が、３２２ＭＨｚ以下、および１５０ＧＨｚを超える場合は、５００μＶ／ｍ  以下、３２２ＭＨｚを超え１０ＧＨｚ  以下では３５μＶ／ｍ以下、１０ＧＨｚ  を超え１５０ＧＨｚ以下では３．５  ×周波数（ＧＨｚ）［μＶ／ｍ］以下（最大５００μＶ／ｍ  以下）であれば無線局の免許は不要である。
【００２３】
さらに、結合器間隔が小さくほぼ閉空間となるため、外来の不要電波の進入を受けにくい利点を有する。加えて漏洩同軸ケーブルを用いた発明においても、前記電波法規則を満たす範囲内において柔軟に周波数や伝送方式を適用することができる。以上述べたように、本発明は、加入者局装置の屋外〜屋内の配線が困難な場合などにおいて、容易に加入者局配線が構成でき、かつ安定した通信を確保できるという作用効果を有する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、以下実施例に基づいて説明する。図１は本発明の第一の実施例を示す図である。同図において、親局１００と、建物３００の屋上に設置された子局２００との間で無線通信を行い、親局１００から子局２００に送られてくる下り回線の信号は子局２００により受信され、ビル等の建物３００内の無線端末装置Ａ（３０，４０，５０）に接続され、各ユーザの通信装置（データ通信装置５、ＬＡＮ（６，７））と親局１００との間の通信が行われる。
【００２５】
子局２００で受信された信号は中継装置２０内の子局装置インタフェース２１に送られ、その後、中継用送受信部２２にて中継用処理を行った後、屋外壁面に配置される同軸ケーブル３８に送られる。その後、各ユーザとは窓などの遮蔽物を間に挟む形態の結合器（３５，４５，５５）により室内に給電される。室内に伝送された親局１００からの信号は各ユーザごとに配置される無線端末装置Ａ（３０，４０，５０）に入力される。
【００２６】
その無線端末装置Ａ（３０，４０，５０）からは、各ユーザのデータ通信装置５あるいはＬＡＮ（６，７）に接続され、親局１００との下り信号の通信が行われる。ここで屋外〜屋内との間の信号の授受は、窓等のビル構造物の遮蔽物を挟んだ結合器（３５，４５，５５）により実現する。結合器（３５，４５，５５）には、電磁結合又は発光／受光器による光結合を用いる。
【００２７】
図２は、このような結合器の構成の例を示す図であって、（ａ）は電磁結合の場合を、（ｂ）は光結合の場合を示している。同図において、数字符号３４は電磁結合の結合器、３８は同軸ケーブル、６４は光結合の結合器、６８は光ケーブル、３０１は窓ガラスなどの遮蔽物を表している。結合器は、同図（ａ）に示す電磁結合の場合には、対向するアンテナを含む電磁結合器による結合方法が採られる。同図（ｂ）に示す光結合の場合には、結合器として、発光器と受光器を対向させたものを２組用いる。
【００２８】
図１において、中継装置２０から各無線端末装置Ａ（３０，４０，５０）に送信する信号の送信電力は、中継装置２０と無線端末装置Ａ（３０，４０，５０）との間を同軸ケーブル３８および分波／合波器Ａ（３７，４７）により直接接続する場合に比べて、その結合器（３５，４５，５５）の結合損失分だけ補正する必要がある。
【００２９】
また、中継装置２０から各無線端末装置Ａ（３０，４０，５０）に伝送される信号レベルは、分波／合波器Ａ（３７，４７）の分岐点が中継装置２０に近い分波／合波器につながる無線端末装置Ａほど分波ロスが小さいために高く、分岐点が遠いほど分波ロスが大きいために低くなる。従って、分岐数が多くなるとその損失が大きくなるため（結合度を１／２とした場合、３ｄＢ×ｎ（ｎ：分岐数））、無線端末装置Ａ（３０，４０，５０）には受信レベルを制御する手段を備えている。
【００３０】
一方、データ通信装置５あるいは各ＬＡＮ（６，７）から親局１００方向に接続される上り回線の信号は、データ通信装置５あるいはＬＡＮ（６，７）から無線端末装置Ａ（３０，４０，５０）に送られる。無線端末装置Ａ（３０，４０，５０）では送られてきた信号の無線信号処理を行い、結合器（３５，４５，５５）側の同軸ケーブル３８へと送出する。
【００３１】
結合器（３５，４５，５５）に入力される上り回線の信号は、建物３００のガラス等を間に挟んで屋内〜屋外への信号を伝送する結合器（３５，４５，５５）により、屋外に信号が伝送される。各無線端末装置Ａ（３０，４０，５０）から屋外に配置された同軸ケーブル３８に送られてきた無線信号は、分波／合波器Ａ（３７，４７）により１本の同軸ケーブル３８に重畳され中継装置２０へ伝送される。
【００３２】
中継装置２０に送られてきた各無線端末装置Ａ（３０，４０，５０）からの信号は中継装置２０の中継用送受信部２２に入り、子局装置インタフェース２１により、子局２００への信号に変換した後、子局２００へと伝送する。その後、子局２００から親局１００に向けて各無線端末装置Ａ（３０，４０，５０）からの信号が無線信号として送出される。
【００３３】
また、各無線端末装置Ａ（３０，４０，５０）から中継装置２０に到達する上り回線の信号レベルは、前記と同様の理由により、分波／合波器の分岐点が中継装置に近い分波／合波器につながる無線端末装置Ａほど大きいため、各無線端末装置Ａ内の送受信レベル制御部にて、中継装置入力点での信号レベルが等しくなるようあらかじめ送信レベルを制御する。
【００３４】
図３に本発明の第二の実施例を示す。第二の実施例は、光中継装置２５と無線端末装置Ｂ（６０，７０，８０）との間を光信号伝送するよう構成している点が第一の実施例と異なる。親局１００から子局２００に送られた下り回線の信号は子局２００に接続される光中継装置２５により電気／光信号変換され、屋外壁面に配置される光ケーブル６８により伝送される。
【００３５】
この光ケーブル６８から各無線端末装置Ｂ（６０，７０，８０）への光信号の分岐は、分波／合波器Ｂ（６７，７７）により行われる。その後光信号は、建物３００の窓ガラスを間に挟み込み、光結合させる光結合器により屋外の信号を屋内に導き、光ケーブルにより無線端末装置Ｂ（６０，７０，８０）に送られる。
【００３６】
無線端末装置Ｂ（６０，７０，８０）では、無線端末装置Ｂ内の光中継部６２により光／電気信号変換を行い、無線処理部６１にて無線信号処理およびデータ通信装置５あるいはＬＡＮ（６，７）に受け渡す信号に変換した後、データ通信装置５あるいはＬＡＮ（６．７）へ信号が伝送され親局との間の通信が行われる。
【００３７】
また、光中継装置２５から各無線端末装置Ｂ（６０，７０，８０）に伝送される信号レベルは、分波／合波器Ｂ（６７，７７）の分岐点が光中継装置２５に近い分波／合波器Ｂにつながる無線端末装置Ｂほど分波ロスが小さいために高く、分岐点が遠いほど分波ロスが大きいために低くなる。従って、分岐数が多くなるとその損失が大きくなるため（結合度を１／２とした場合、３ｄＢ×ｎ×２（ｎは分岐数））、無線端末装置Ｂ（６０，７０，８０）には光中継部６２に受信レベルを制御する手段を備えている。
【００３８】
一方、データ通信装置５あるいはＬＡＮ（６，７）から親局１００への上り回線の信号は、無線端末装置Ｂ（６０，７０，８０）により無線信号処理および電気／光信号変換が行われた後、光ケーブル６８を介して光結合器（６５，７５，８５）へと送られる。光結合器（６５，７５，８５）では、屋内〜屋外への伝送信号を光結合させ、外壁面等に敷設した光ケーブル６８に送る。
【００３９】
各無線端末装置Ｂ（６０，７０，８０）からの上り回線信号は、分波／合波器Ｂ（６７，７７）により合波され、光中継装置２５へと送られる。また、各無線端末装置Ｂ（６Ｏ，７０，８０）から光中継装置２５に到達する上り回線の信号レベルは、前記と同様の理由により、分波／合波器Ｂ（６７，７７）の分岐点が光中継装置２５に近い分波／合波器Ｂにつながる無線端末装置Ｂほど大きいため、各無線端末装置Ｂ内の光中継部６２にて、光中継装置２５入力点での信号レベルが等しくなるようあらかじめ送信レベルを制御する。
【００４０】
図４に本発明の第三の実施例を示す。この実施例は、中継装置２０と無線端末装置Ａ（３０，４０，５０）との間の信号伝送に、屋外壁面に配置する漏洩同軸ケーブル１５と屋内に設置するアンテナ（８，９，１０）とを用いて構成している点が第一の実施例と異なる。屋内〜屋外間の通信は、屋外に配置された漏洩同軸ケーブル１５の漏洩電波を利用して、屋内の無線端末装置Ａ（３０，４０，５０）に接続されるアンテナ（８，９，１０）により行う。
【００４１】
送受信レベルの制御は、中継装置２０から離れるほど同軸損失は大きくなるため第一の実施例と同様に動作させる。漏洩同軸ケーブルには、グレーティングを施し伝送損失の変動幅を抑制した漏洩同軸ケーブルを用いることにより、中継装置２０および無線端末装置Ａ（３０，４０，５０）の受信信号に対するダイナミックレンジを小さくすることも可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、無線端末装置と、中継装置との間の結合器が、ガラスなどの建物構造物の厚さだけしか離れていないため、結合損失は、結合器単体の結合損失分と建物の壁などの遮蔽物による隔離損失分を足し合わせたものだけとなり、中継装置又は光中継装置の送信出力電力は、無線端末装置の受信レベル基準点における所望の受信レベルに対して同軸ケーブルの伝送損失と上記結合損失を加えた損失に対応する電力を送出すればよい。
【００４３】
一方、無線端末装置の送信電力も同様に、中継装置又は光中継装置の受信レベル基準点における所望の受信レベルに対して前記全損失分を加えた電力を最低限送出すればよい。従って中継装置又は光中継装置、および無線端末装置の送信電力を小さくすることができるから、中継装置、および無線端末装置の小型化が実現でき、かつ消費電力を低減することができる利点がある。
【００４４】
また所望の信号に対して直接結合させることができるため安定した通信状態を確保できる。さらに電磁結合を用いた結合器では遮蔽物の厚さ分の距離しか離隔されていないため、この部分の電界強度を小さくすることができ、結果としてこの間から空間に放出される不要な電界強度を小さくすることができる。これにより電波法施工規則の使用制限のない微弱電波に該当させることができ、無線局免許が不要で周波数や伝送方式を自由に選択することができる。
【００４５】
さらに、結合器間隔が小さくほぼ閉空間となるため、外来の不要電波の進入を受けにくい利点を有する。加えて漏洩同軸ケーブルを用いた発明においても、前記電波法規則を満たす範囲内において柔軟に周波数や伝送方式を適用することができる。以上述べたように、本発明は、加入者局装置の屋外〜屋内の配線が困難な場合などにおいて、容易に加入者局配線を構成することができ、かつ安定した通信を確保することができるという利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例を示す図である。
【図２】結合器の構成の例を示す図である。
【図３】本発明の第二の実施例を示す図である。
【図４】本発明の第三の実施例を示す図である。
【図５】従来の無線加入者局装置の構成の例を示す図である。
【図６】従来の無線加入者局装置の構成の他の例をを示す図である。
【符号の説明】
１    無線中継装置Ａ
２，３，４    無線中継装置Ｂ
５    データ通信装置
６，７    ＬＡＮ
８，９，１０，１７    アンテナ
１５    漏洩同軸ケーブル
２０    中継装置
２１，２６    子局装置インタフェース
２２    中継用送受信部
２５    光中継装置
２７    中継光送受信部
３０，４０，５０    無線端末装置Ａ
３１，６１    無線処理部
３２    送受信レベル制御部
３４，３５，４５，５５    結合器
３７，４７    分波／合波器Ａ
３８    同軸ケーブル
６０，７０，８０    無線端末装置Ｂ
６２    一光中継部
６４，６５，７５，８５    光結合器
６７，７７    分波／合波器Ｂ
６８    光ケーブル
１００    親局
２００    子局
３００    建物
３０１    窓ガラスなどの遮蔽物
【図１】
0003594896.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003594896.tif 000005
【図５】
0003594896.tif 000006
【図６】
0003594896.tif 000007