(57)【要約】【課題】必要以上の固定局を設置することなく、必要最小限の数の設置で移動局との光通信を可能とした移動体光通信システムにおける光通信モジュールの配置方法の提供。【解決手段】  移動局１の通信可能な通信カバーエリアＡを所定半径の内接円とし、固定局２の通信可能な通信カバーエリアＡを所定半径の内接円として、前記固定局２は、一辺の長さが所定の長さの正三角形を敷詰めた各頂点に配置したことを特徴とする移動体光通信システムにおける光通信モジュールの配置方法。【選択図】        図１
2006025205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局の通信可能な通信カバーエリアを所定半径の内接円とし、固定局の通信可能な通信カバーエリアを所定半径の内接円として、前記固定局は、一辺の長さが所定の長さの正三角形を敷詰めた各頂点に配置したことを特徴とする移動体光通信システムにおける光通信モジュールの配置方法。
【請求項２】
前記正三角形の一辺の長さが下記式
2006025205.tif 000008
により求められることを特徴とする請求項１記載の移動体光通信システムにおける光通信モジュールの配置方法。
【請求項３】
前記移動局の通信可能な通信カバーエリア内の一部に、光軸を取り囲む中心角が２４０°以内で、前記通信カバーエリア中心から所定距離ｒの外側が遮蔽エリアである場合、
前記正三角形の一辺の長さが下記式
2006025205.tif 000009
により求められることを特徴とする請求項１記載の移動体光通信システムにおける光通信モジュールの配置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１台の移動局すなわち移動する通信モジュールに対し、複数台の固定局すなわち固定された通信モジュールとで構成される移動体光通信システムにおける光通信モジュールの配置方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の移動体光無線通信システムは、図６に示す構成を備えている。即ち、移動モジュールに相当する移動局１と固定モジュールに相当する固定局２とより構成され、床面３上を移動局１が自由に移動し、固定局２は、光通信可能な高さ以下の天井面４に固定されて相互の光通信を可能としている。そして、移動中双方向の通信が途切れないために、発光側、受光側とも光軸合わせ機構の不要な広指向角の配光特性を持たせている。
【０００３】
また、固定局が移動局からの光無線波を広い範囲で円滑に受信できる受光器を有した無線システムが知られる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−１９７１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、移動局の移動できる範囲は、固定局の通信可能エリア内に限定されるので、移動局が固定局の通信可能エリア外に移動した場合には、通信が途切れるという不都合がある。そのため固定局の通信可能エリアを広げる必要があり、固定局の受光感度を高感度にして受光エリアを広くしたり、また移動局の発光素子数を増やしたり、発光電流を多くしたりして、発光エリアを広くするなどして、移動局と固定局との通信可能エリアを広くすることができるが、それには自ら限界がある。
【０００５】
本発明は、以上の点に着目して成されたもので、必要以上の固定局を設置することなく、必要最小限の数の設置で移動局との光通信を可能とした移動体光通信システムにおける光通信モジュールの配置方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、以下の構成を備えることにより上記課題を解決できる。
【０００７】
（１）移動局の通信可能な通信カバーエリアを所定半径の内接円とし、固定局の通信可能な通信カバーエリアを所定半径の内接円として、前記固定局は、一辺の長さが所定の長さの正三角形を敷詰めた各頂点に配置したことを特徴とする移動体光通信システムにおける光通信モジュールの配置方法。
【０００８】
（２）前記正三角形の一辺の長さが下記式
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により求められることを特徴とする前記（１）記載の移動体光通信システムにおける光通信モジュールの配置方法。
【０００９】
（３）前記移動局の通信可能な通信カバーエリア内の一部に、光軸を取り囲む中心角が２４０°以内で、前記通信カバーエリア中心から所定距離ｒの外側が遮蔽エリアである場合、前記正三角形の一辺の長さが下記式
2006025205.tif 000004
により求められることを特徴とする前記（１）記載の移動体光通信システムにおける光通信モジュールの配置方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、以上の構成を備えることにより、移動局が自由に移動しても、複数の固定局が通信カバーエリアを確保するため、通信が途切れる虞れなく、また最小限の数の固定局で通信カバーエリアが形成されるので、必要以上の多くの固定局の設置を省き、無駄を省いて効率的な固定局の設置が可能となると共に、移動局の通信エリアが悪条件によって所望の通信カバーエリアより小さいエリアとなっても、予めこれを想定して置き、固定局の通常の通信カバーエリア以下の通信エリアとして働かせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例】
【００１２】
以下に、本発明の一実施例を図面と共に説明する。
【００１３】
図１に、移動モジュールに相当する移動局１と、固定モジュールに相当する固定局２との配置関係を示す。
【００１４】
移動局１と固定局２は共に、発光素子及び受光素子を備えており、移動局１側が発光素子の場合、固定局２側の発光素子とで通信を行うものであり、移動局１側が受光素子の場合、固定局２側の発光素子とで通信を行うものである。それぞれの発光素子及び受光素子の光軸はそれぞれ相対する方向で、互いに平行となるよう光軸調整が行われている。
【００１５】
なお、本発明で通信カバーエリアとは、移動局１及び固定局２それぞれの発光素子及び受光素子の光軸を中心とした照射範囲を表すものであり、各素子の光軸上で所定距離離れた位置での照射範囲の半径で大きさを示している。
【００１６】
以下の各実施例において、移動局１側に発光素子、固定局２側に受光素子を配置した場合と移動局１側に受光素子、固定局２側に発光素子を配置した場合のいずれにおいても、その配置関係においては共通するものとなるので、説明においては、発光素子の発光範囲も受光素子の受光範囲も通信カバーエリアとして行うものである。
【００１７】
そして、図示では単一の移動局１に対し、複数の固定局２，２，……が設けられているが、この多数の固定局２，２，……の配置方法は、配置効率が最も好ましい場所、即ち平面上で見た場合、正三角形の頂点位置に配置するのが好ましいものとなる。
【００１８】
ここで、配置効率をつぎの通りに定義する。
（配置効率）＝（通信カバーエリア面積）÷（固定局数）
【００１９】
図２（ａ），（ｂ）に示すものは、単一の移動局１に対し、隣り合う固定局２，２，……は、平面上において正三角形の頂点位置に１０個配置されており、それぞれの移動局１および固定局２，２，……は、同一の半径Ｒによる同一の通信カバーエリアＡ，Ａ，……を形成している。
【００２０】
前記各固定局２の通信カバーエリアＡは、図１において分かるように隣り合う固定局２同士で部分的に重合エリアＢが形成されても、少なくとも３個の固定局２，２，２との関係では互いに交叉する一点エリアＴのみであり、最小限の通信カバーエリアＡを形成できる。
【００２１】
なお、この場合、固定局２，２，……と移動局１の通信カバーエリアの半径をＲとしているので、図１の配置における固定局２，２，……が配置される正三角形の一辺の長さＰ１はピタゴラスの定理から、
2006025205.tif 000005
である。
【００２２】
したがって、隣り合う多数の固定局２，２，……は、互いに
2006025205.tif 000006
の間隔を保持する固定モジュールとすることにより、移動局１に対し固定局２，２，……の配置関係を最適に保持できる。
【００２３】
また、移動局１の通信カバーエリアＡの半径Ｒと固定局２の通信カバーエリアＡの半径Ｒの大きさが異なる場合には、半径Ｒの小さい方の値を用い上記式（１）により正三角形の一辺の長さを決定することにより、最適な配置関係とすることができるものである。
【００２４】
つぎに、移動局１が悪条件により、前記通信カバーエリアＡの半径Ｒでカバーできない場合の他の実施例を図４および図５に基づいて説明する。
【００２５】
まず、悪条件としては以下の場合が考慮される。
（１）移動局１の受発光モジュールの実装位置が、移動局１の最上部に配置できない場合で、障害物（対向するカバーエリアまでの光路を遮蔽するもの）が存在する場合。
（２）（１）で移動局１側の障害物が可動し、天井面４での通信カバーエリアが変化する場合（図３（ａ），（ｂ）参照）。
（３）移動局１の光学配向エリアが半径Ｒの円状に設計できない場合。
（４）移動局１上の受発光モジュールが可動（傾斜、回転等）し、半径Ｒのカバーエリアを満足できない場合。
【００２６】
以上の悪条件の移動局１と固定局２との総括的かつ一般的な関係は、図３（ａ），（ｂ）に示す通りであり、障害物Ｏの存在により移動局１の通信可能な通信カバーエリアは狭少となり、半径ｒの通信カバーエリアＹを一部とするものとなる。すなわち、障害物Ｏが存在する場所では、通信カバーエリアＹとなり、半径ｒの通信カバーエリアを形成するものと同様になる。そして、全体の通信カバーエリアとしては、障害物がない場合の半径Ｒの通信カバーエリアＡの一部に、遮蔽エリアＸが存在し、この部分は半径ｒの通信カバーエリアＹと同様であるものと想定できる。
【００２７】
この際、遮蔽エリアＸは、通信カバーエリアＡの光軸を中心とした中心角が２４０°以内で発生する場合でないと、以下の実施形態の条件は満足しないものとなる。即ち、遮蔽エリアＸが２４０°を超えて発生してしまう場合であると、固定局２との良好な通信を行うためには、移動局１の通信カバーエリアＡが、半径ｒの通信カバーエリアＹを持つものと同様な場合の固定局２の配置としなければならないものとなる。
【００２８】
即ち、図３（ａ），（ｂ）に示すようなこの障害物Ｏの存在を予め予測できる場合、この障害物Ｏによって光通信が遮蔽される遮蔽エリアＸより内側の天井面４に形成できる内接円のエリアＹの半径ｒとすることにより隣り合う正三角形の頂点位置に配置される固定局２，２間の距離、すなわち固定局２の正三角形一辺の長さＰ２は、図５（ａ），（ｂ）の図から以下の通り算出できる。
【００２９】
その算出方法を図５を用いて説明する。
【００３０】
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【００３１】
以上の計算から分かるように、移動局１が床面３上を移動する場合、床面３上か或いは移動局１自体に光通信を防ぐ障害物Ｏの存在があった場合、最も障害影響力の大きな障害物Ｏによって狭められる狭少通信カバーエリアＹの内接円の半径ｒを特定することにより、隣接する固定局２，２，……間の距離、すなわち正三角形の一辺の長さＰ２を得ることができ、これにより固定局２，２，……の配置が決まる。
【００３２】
したがって、障害物Ｏが複数存在してもこの狭少通信カバーエリアＹすなわち内接円エリアに含まれる場合は、すべてこの配置状態で光通信を行わせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る一実施例の固定局と移動局との配置を示す幾何学的な平面説明図
【図２】図１の固定局と移動局の通信カバーエリアおよび通信モジュールの位置を示すもので、（ａ）は固定局、（ｂ）は移動局のそれぞれを示す。
【図３】移動局と固定局との配置位置に悪条件が生じた場合を示す説明図であって、（ａ）は移動局と固定局との異常関係を示す側面から見た説明図、（ｂ）は移動局から異常状態を見た平面説明図
【図４】図３における異常状態が生じた場合の他の実施例を示すもので、（ａ）は固定局の配置関係を示す幾何学的な平面説明図、（ｂ）は（ａ）の配置関係に追加すべき固定局を補足した状態の幾何学的な平面説明図
【図５】図４の異常状態における固定局の配置条件を幾何数学的に解析するための説明図を示し、（ａ）は３個の固定局との配置関係を示す幾何学的に拡大した平面図、（ｂ）は（ａ）の一部を分かり易く抽出した三角形図
【図６】従来例の移動局と固定局との配置関係を示す一般構成の側面から見た説明図
【符号の説明】
【００３４】
１    移動局
２    固定局
３    床面
４    天井面
Ａ    移動局１と固定局２の通信カバーエリア
Ｂ    重合エリア
Ｔ    交叉する一点エリア
Ｒ    通信カバーエリアＡの一辺の半径
Ｏ    障害物
Ｘ    遮蔽エリア
Ｙ    内接円のエリア（狭少通信カバーエリア）
ｒ    内接円のエリアＹの半径
Ｚ    非通信箇所
Ｐ１  正三角形の頂点位置に配置される隣り合う固定局の相互の距離
Ｐ２  通信異常状態が発生した場合の隣り合う固定局の相互の距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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