(57)【要約】【課題】航空機等に設置する無線通信システムでは、アクセスポイントのアンテナの配置、指向性、偏波等によって、無線端末装置が受信する電波の条件（電界強度）が座席毎に異なるほか、反射波や透過波などの間接波の影響などにより複雑な無線環境にあるため、各座席に配設される多数の端末装置の受信品質が安定しない。【解決手段】航空機等の移動体内の通信エリア１００の上部に配設された無線基地局ＡＰ１と、通信エリア１００において前後方向に配列された複数の座席列１Ｍ〜ＮＭと、座席列１Ｍ〜ＮＭを構成する各座席に配設された無線端末装置１０２とを備え、無線基地局ＡＰ１と無線端末装置１０２との間で無線通信を行う無線通信システムであって、無線基地局ＡＰ１を座席列１Ｍ〜ＮＭの前後方向に通信エリア１００の最前部または最後部の天井面に配設する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体内の通信空間の上部に配設された無線基地局と、
前記通信空間において前後方向に配列された複数の座席列と、
前記座席列を構成する各座席の背部に配設された無線端末装置とを備え、
前記無線基地局と前記無線端末装置との間で無線通信を行う無線通信システムであって、
前記無線基地局を前記座席列の前後方向に前記通信空間の最前部または最後部に配設することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記通信空間は仕切り部により前記座席列が区画され、前記仕切り部により区画された各区画空間において、前記無線基地局を最前部または最後部に配設することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記仕切り部はギャレイまたは壁部であることを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記無線基地局を前記通信空間の天井部または前記ギャレイもしくは前記壁部に配設されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記移動体は航空機であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機や列車等において利用可能な無線通信システムに関し、特に、通信エリア内の全領域において均質で安定した無線品質を提供する無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇをはじめとする無線通信システムが普及しつつある。これらは無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムと呼ばれ、有線ＬＡＮシステムに用いられているイーサネット（登録商標）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））と同等のことを無線に置き換えた通信システムである。
【０００３】
無線ＬＡＮシステムは、当初、携帯型や可搬型のパーソナルコンピュータ、可搬型無線端末装置などで使用され、その後、各分野への利用が広まり、例えば、配線ケーブルなどの煩雑さをなくすことを目的として、使用場所が固定された端末装置に対して無線ＬＡＮシステムが提案されている。
【０００４】
その１つの応用例として、従来、航空機内における映像や音声などのコンテンツの配信サービスに、無線ＬＡＮシステムを利用する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この例では、航空機内において、無線ＬＡＮシステムを搭載し、乗客用の各座席に設置された無線端末装置に対してコンテンツデータを送出し、これによって、無線ＬＡＮシステムを利用した情報配信サービスを実現している。配信システムの構成としては、乗客に提供するためのコンテンツデータをシステムのサーバーに蓄積し、サーバーに接続された無線基地局装置であるワイヤレスアクセスポイント（以下、アクセスポイントと呼ぶ）を航空機内に所定数設置する。また、座席毎に無線端末装置を設置し、１つのアクセスポイントが複数の無線端末装置をカバーするよう、それぞれのアクセスポイントの位置を設定する。
【０００６】
図６は従来の航空機内の無線通信システム３におけるアクセスポイントの配置を示す航空機胴体部の透視平面図である。アクセスポイントの設置方法としては、図６（ａ）に示すように航空機内の通信エリア３００の中央部の天井にアクセスポイントＡＰ１０を配置して、１台のアクセスポイントで機内全域の座席に取り付けられた無線端末装置にサービスを提供する方法や、図６（ｂ）に示すように航空機内の通信エリア３００を複数の小エリアに区切り、１つの小エリアに対して１つのアクセスポイントが対応するように、アクセスポイントＡＰ１１、ＡＰ１２、ＡＰ１３、・・・を機内のサービスエリアに割り当てる方法がある。また、図６中の一点鎖線の楕円はそれぞれのアクセスポイントから発射された電波の到達範囲を示している。
【０００７】
図７は、図６（ｂ）に対応した機内の側面図であり、アクセスポイントの配置例の詳細を示す。図７に示すように、通信エリア３００を複数の小エリアＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・に区分し、それぞれの小エリアのほぼ中央位置にアクセスポイントＡＰ１１、ＡＰ１２、ＡＰ１３、・・・を配設して各座席と通信を行う。
【０００８】
この場合の、各無線端末装置間の干渉対策としては、各アクセスポイントにおいて、他の小エリアに対し、できる限り干渉や妨害を与えずに電波を放射するように指向性アンテナを配置し、自エリア内の各無線端末装置とは決まったチャンネルを用いて無線通信するように設定する。また、隣接エリア間で異なるチャンネル周波数を利用する。１つのアクセスポイントとその小エリア内の各無線端末装置とが、そのチャンネルの周波数帯域を時分割して通信するように構成することで、１つのチャンネルで複数の無線端末装置に対して個別に情報配信サービスを実施することができる。
【０００９】
また、無線端末装置が受信する電波の品質に関しては、従来、基地局の配置や受信装置のアンテナの指向性に対策を実施することにより、通信エリアにおける反射波の影響を少なくして受信電波の品質を改善する方法が開示されている（例えば、特許文献２、３参照）。
【特許文献１】特開２００６−３３５６４号公報
【特許文献２】特開２００６−１０１１０６号公報
【特許文献３】特開平２−２６８５２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の方法でアクセスポイントを設置した場合は、次のような問題がある。すなわち、航空機内では各座席の背部に無線端末装置が配置されており、この無線端末装置と無線端末装置が通信するアクセスポイントとの位置関係によって、無線端末装置が受信する電波の条件（電界強度等）が座席毎に異なって各無線端末装置の受信品質が安定しない。
【００１１】
特に、図８に示すように、各座席の背部には液晶ディスプレイを備えた無線端末装置１０２が備えられており、無線端末装置１０２にはアンテナ１０３が配置されている。また、図８からわかるようにアンテナ１０３は、デザイン面、機能面を考慮して座席の上ではなく座席の背もたれの裏側に配置されている。
【００１２】
座席列ＳＬを備えた通信エリア（客室）の中央部にアクセスポイントＡＰが配設された場合、座席列ＳＬの前後方向Ｄに関するアクセスポイントＡＰの設置位置Ｆ（以下、ＡＰ位置Ｆと略記する）の前後で無線端末装置１０２の受信環境が変化する。ＡＰ位置Ｆより前位置に配置された無線端末装置１０２は、アクセスポイントＡＰからの直接波Ｗ１、Ｗ２を受信することができるが、ＡＰ位置Ｆより後位置に配置された無線端末装置１０２は、直接波を受信することができず、間接波としての透過波Ｗ３、Ｗ４および反射波Ｗ５を受信する。
【００１３】
このように、無線端末装置１０２の配設位置がＡＰ位置Ｆの前後で直接波領域から間接波領域に、受信状況が大きく変化する。そして、同じ通信空間で直接波と間接波が混在すると座席毎に電波受信環境が異なる。特に、航空機の場合、オフィス等の一般空間と異なり、設置場所が制限され、電波環境が悪くても、機器を用意に動かすことができない。その為、少しでも良い条件で無線環境を揃えなければならない。また、無線機器としてのアンテナが変われば認可の取り直し等が必要となり、各座席毎にアンテナ等を変更することは困難である。
【００１４】
このために、通信システムに受信電波の品質を均一化するための措置が必要となり、システムの構成が複雑化するなど、システムを運用するうえで重要な課題となっている。
【００１５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、すべての無線端末装置においてアクセスポイントからほぼ同じ条件で電波を受信できる環境を提供し、無線端末装置の使用場所にかかわりなく、航空機内の通信エリアにおいて安定した情報サービスの利用が可能な、高品質で簡素化された無線通信システムを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述したような目的を達成するために、本発明の無線通信システムは、移動体内の通信空間の上部に配設された無線基地局と、通信空間において前後方向に配列された複数の座席列と、座席列を構成する各座席の背部に配設された無線端末装置とを備え、無線基地局と無線端末装置との間で無線通信を行う無線通信システムであって、無線基地局を座席列の前後方向に通信空間の最前部または最後部に配設することを特徴とする。
【００１７】
このような構成により、通信空間の最前部または最後部に配設された無線基地局から電波を発信し、各座席に配設された無線端末装置と無線通信を行うことが可能となる。したがって、通信エリア内の座席に配設されたすべての無線端末装置に対して、直接波と間接波を混在させることなく、直接波または間接波のいずれかに揃えて無線通信を行うことができる。これにより、通信エリア内にアクセスポイントを１箇所配設し、全座席で受信条件を揃えることにより、全座席で同じ性能の受信機を使用することができ、移動体内で安定した無線通信サービスを提供可能な高品質で簡素化された無線通信システムを提供することができる。
【００１８】
また、本発明の無線通信システムでは、通信空間は仕切り部により座席列が区画され、仕切り部により区画された各区画空間において、無線基地局を最前部または最後部に配設してもよい。
【００１９】
このような構成により、仕切り部により区画された各区画空間において、最前部または最後部に配設された無線基地局から電波を発信し、各座席に配設された無線端末装置と無線通信を行うことが可能となる。したがって、仕切り部で仕切られた客室毎にアクセスポイントを１箇所配設し、全座席で受信条件を揃えることにより、全座席で同じ性能の受信機を使用することができる。
【００２０】
また、本発明の無線通信システムでは、仕切り部はギャレイまたは壁部であってもよい。
【００２１】
このような構成により、ギャレイによりファースト、ビジネス、エコノミー等の各クラスに仕切られた客室を備えた移動体において、全座席で受信条件を揃え、全座席で同じ性能の受信機を使用することができる。
【００２２】
また、本発明の無線通信システムでは、無線基地局を通信空間の天井部またはギャレイもしくは壁部に配設することが好ましい。
【００２３】
このような構成により、アクセスポイントの設置場所の自由度が増し、より良い条件でアクセスポイントの設置が可能となる。
【００２４】
また、本発明の無線通信システムでは、移動体は航空機である。このような構成により、航空機内において本発明の無線通信システムを設置することが可能となり、簡素な構成により高品質な通信を実現することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の無線通信システムによれば、無線端末装置の設置場所が制限され、電波環境が悪くても容易に機器を動かすことができないような航空機等の移動体内において、全座席で受信条件を揃えることができ、安定した情報サービスの利用が可能になる。また、全座席で同じ性能の無線端末装置を使用することができるのでシステム設計が容易となり、運用性の優れた無線通信システムを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、外部から電磁的に遮蔽された輸送機関の１つである航空機内の客室エリアに適用した事例を挙げて説明する。
【００２７】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態における無線通信システム１（以下、本システム１と略記する）について、図１および図２により説明する。
【００２８】
図１は本実施の形態における本システム１のアクセスポイントの配置を示す航空機胴体部の透視平面図、図２は、航空機内のアクセスポイントの詳細配置を示す側面図である。
【００２９】
図１に示すように、本システム１では、アクセスポイントＡＰ１を航空機の全座席の最前部（図１（ａ））および最後部（図１（ｂ））に設置している。図１において一点鎖線の楕円はアクセスポイントＡＰ１から発射された電波の到達範囲を示している。
【００３０】
図１および図２に示すように、航空機の客室内に設けられた本システム１の通信空間である通信エリア１００は、航空機内の全空間である。通信エリア１００には、中央に３個、その左右に通路を挟んでそれぞれ２個の座席列があるが、これらの座席列を一つのユニットとして前後方向にＮ列（１Ｍ、２Ｍ、３Ｍ、・・・、ＮＭ）の座席が配置される。無線基地局としてのアクセスポイントＡＰ１は、座席列の前後方向Ｄに関し、通信エリア１００の最前部（図２（ａ））または最後部（図２（ｂ））のそれぞれ天井面に配設される。したがって、この事例では、航空機全体でアクセスポイントを１台だけ使用する。また、アクセスポイントＡＰ１は無線端末装置１０２へ映像情報および音声情報を配信するためのサーバー装置（図示せず）と有線ケーブルで接続されて無線ＬＡＮシステムが構成されている。これにより、サーバー装置はアクセスポイントＡＰ１を介して通信エリア１００の全域をカバーして、すべての無線端末装置１０２に対して配信サービスを行うことができる。
【００３１】
各座席の利用者は前の座席の背面に配設された無線端末装置１０２を使用する。先頭の座席では無線端末装置１０２は保持仕切り壁１０５に配設される。無線端末装置１０２はアンテナ１０３（図８）を備えており、利用者はサーバー装置からアクセスポイントＡＰ１を経由して配信された映像情報を受信して無線端末装置１０２の液晶ディスプレイで鑑賞することができる。また、無線端末装置１０２は床下の制御用イーサネット（登録商標）Ｃ１に接続され、座席のオーディオ出力部から出力される音声情報をイヤホン１０４で聴くことができる。
【００３２】
つぎに、本発明の特徴であるアクセスポイントＡＰ１の配設位置に係わる機能・効果を図１および図２により説明する。
【００３３】
本システム１では、無線基地局としてのアクセスポイントＡＰ１が、図２に示すように、座席列の前後方向Ｄに関し、通信エリア１００の最前部の座席より前方（図２（ａ））または最後部の座席よりの後方（図２（ｂ））のそれぞれ天井面に配設されている。
【００３４】
この場合は、図８によりすでに説明したように、座席列ＳＬを備えた通信エリア（客室）の中央部にアクセスポイントを配設した場合と異なり、ＡＰ位置Ｆの前後で無線端末装置１０２の受信環境が変化することがない。
【００３５】
例えば、アクセスポイントＡＰ１を通信エリア１００の最前部（図２（ａ））に配設した場合は、通信エリア１００の座席に配設されたすべての無線端末装置１０２に対して、直接波を混在させることなく、間接波だけを利用して無線通信を行うことができる。従って、航空機内の全座席で無線端末装置１０２は同一の受信条件でアクセスポイントＡＰ１からの電波を受信することが可能となり、全座席で同一性能の無線端末装置１０２を使用することができる。
【００３６】
例えば、アクセスポイントＡＰ１から発せられた電波の直接波と間接波の両方に対して最適な受信性能を得るためには、アンテナ１０３の指向性や偏波面に対する感度の設定等で異なる設計あるいは複雑なチューニングが必要となる。しかしながら、上述したように本システム１では間接波しか受信しないのでその必要がない。また、無線端末装置１０２の本体部でもアンプゲインの設定や通信エラーに対する処理等で異なる処理をする必要がない。このように、航空機内の全座席で受信電波が間接波に統一されることでアンテナ１０３や無線端末装置１０２の設計が簡単になり、調整の手間が大幅に少なくなる。
【００３７】
さらには、アクセスポイントＡＰ１も直接波または間接波の両方の受信条件を満足するように各種パラメータを設定すればよいのでより効率的な運用が可能となる。
【００３８】
また、アクセスポイントＡＰ１を通信エリア１００の最後部（図２（ｂ））に配設した場合は、通信エリア１００の座席に配設されたすべての無線端末装置１０２に対して、間接波を混在させることなく、直接波だけを利用して無線通信を行うことができる。これにより、通信エリア１００の最前部に配設した場合と同様の効果を発揮することができる。
【００３９】
これにより、航空機内にアクセスポイントを１台配設するだけで、航空機内全域で安定した無線通信サービスを提供できる高品質で簡素化された無線通信システムを提供することができる。さらには、システムの構築コストと運用コストを低減することが可能となる。
【００４０】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態における無線通信システム２（以下、本システム２と略記する）について、図３および図４により説明する。図３は本実施の形態におけるアクセスポイントの配置を示す航空機胴体部の透視正面図、図４は、航空機内のアクセスポイントの詳細配置を示す側面図である。
【００４１】
図３および図４に示すように、本システム２では、航空機の通信エリア２００が仕切り部であるギャレイ２０１ａ、２０１ｂ（ギャレイについては後ほど詳しく説明する）および壁部２０１ｃで３つの空間（客室）に区画され、それぞれの空間の最前部（図３（ａ））および最後部（図３（ｂ））にアクセスポイントＡＰ２、ＡＰ３、ＡＰ４を設置している。
【００４２】
図３に示すように、本システム２では、通信空間として通信エリア２００の座席列が仕切り部２０１ａ、２０１ｂおよび２０１ｃで区画され、区画された空間（以下、区画エリアと略記する）２００ａおよび２００ｂになっている。そしてそれぞれの区画エリアにおいて、無線基地局としてのアクセスポイント（区画エリア２００ａではアクセスポイントＡＰ３、区画エリア２００ｂではアクセスポイントＡＰ４）をその区画エリアの最前部または最後部の天井部に配設することを特徴とする。
【００４３】
航空機内はファーストクラス、ビジネスクラス、エコノミークラスの３つの客室に分けられており、それぞれの境界はギャレイと呼ばれる客室乗務員がサービスを提供する厨房などの作業領域で仕切られている。ギャレイは、多くの場合、金属性で電波伝搬にとっては障害物となる材料で出来ているので、各客室毎に電磁的に遮蔽されている。本実施の形態では、上記各客室を区画エリアとして、仕切り部をギャレイ２０１ａ、２０１ｂおよび壁部２０１ｃとして、各区画エリア２００ａ、２００ｂの最前部と最後部にアクセスポイントを配置するものである。
【００４４】
例えば、区画エリア２００ａの座席列の最前部の天井部にアクセスポイントＡＰ３を配置し、区画エリア２００ｂの座席列の最前部の天井部にアクセスポイントＡＰ４を配置する（図４（ａ））。このようにすることにより、各客室の全座席の無線端末装置１０２は間接波のみを受信することになり、受信条件を揃えることができる。
【００４５】
また、区画エリア２００ａの座席列の最後部の天井部にアクセスポイントＡＰ３を配置し、区画エリア２００ｂの座席列の最後部の天井部にアクセスポイントＡＰ４を配置する（図４（ｂ））。このようにすることにより、各客室の全座席の無線端末装置１０２は直接波のみを受信することになり、受信条件を揃えることができる。
【００４６】
このように、本システム２の通信エリア２００がギャレイ等で複数の領域に区画された場合であっても、本発明の第１の実施の形態と同様の効果を発揮することができる。
【００４７】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態における無線通信システム３（以下、本システム３と略記する）について、図５により説明する。図５は本実施の形態における航空機内のアクセスポイントの詳細配置を示す側面図である。本実施の形態が第２の実施の形態と異なる点は、アクセスポイントＡＰ３、ＡＰ４の設置場所である。すなわち、第２の実施の形態ではこれらのアクセスポイントＡＰ３、ＡＰ４はすべて機内の天井部に取り付けられている。これに対して、本実施の形態の無線通信システム３では、アクセスポイントＡＰ３、ＡＰ４はギャレイ２０１ａ、２０１ｂの壁面で天井部に近い場所（図５（ａ））や航空機の最後尾の壁部２０１ｃの壁面で同じく天井部に近い場所（図５（ｂ））に設置している。
【００４８】
このようにアクセスポイントを配置しても、第２の実施の形態と同様に、区画エリア２００ａ、２００ｂの全座席で無線端末装置１０２の受信条件を揃えることができる。すなわち、ギャレイ２０１ａ、２０１ｂに取り付けた場合は、区画エリア２００ａ、２００ｂ内のすべての無線端末装置１０２は間接波を受信する（図５（ａ））。同様に、ギャレイ２０１ｂおよび最後尾の壁部２０１ｃに取り付けた場合は、区画エリア２００ａ、２００ｂ内のすべての無線端末装置１０２は直接波を受信する（図５（ｂ））。また、天井部のみでなくギャレイや壁部の壁面に設置することでアクセスポイントの設置場所の自由度が増し、より良い条件での設置が可能となる。また、天井、ギャレイおよび壁面を自由に組み合わせてアクセスポイントを設置することも可能である。
【００４９】
なお、第１の実施の形態におけるアクセスポイントＡＰ１を航空機の最前部や最後部の壁部の壁面に設置しても同様の効果が期待できる。
【００５０】
以上の通り、本発明によれば、移動体内の全座席でアクセスポイントから発する電波の受信条件をサービス対象の全座席で揃えることが可能となり、全座席で同じ性能の無線端末装置およびアンテナを使用することができる。したがって、システムコストおよびシステム運用コストを低減することができるとともに、通信エリアにおいて安定した情報サービスの利用が可能な、高品質で簡素化された無線通信システムを実現することができる。
【００５１】
特に、航空機内の空間的な制約などによりアクセスポイント装置を自由に設置できない場合や、コスト面などからアクセスポイント装置の設置台数に制限がある場合、各座席に設置された無線端末装置の特性の調整が困難な場合などに効果を発揮する。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、例えば、航空機のような電磁的に遮蔽された空間において情報配信サービスを行う無線通信システムなどに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施の形態における無線通信システムのアクセスポイントの配置を示す航空機胴体部の透視平面図
【図２】同無線通信システムのアクセスポイントの詳細配置を示す側面図
【図３】本発明の第２の実施の形態における無線通信システムのアクセスポイントの配置を示す航空機胴体部の透視平面図
【図４】同無線通信システムのアクセスポイントの詳細配置を示す側面図
【図５】本発明の第３の実施の形態における無線通信システムのアクセスポイントの詳細配置を示す側面図
【図６】従来の無線通信システムのアクセスポイントの配置を示す航空機胴体部の透視平面図
【図７】同無線通信システムの一般的な構成例を示す側面図
【図８】同無線通信システムの一般的な電波環境を説明するための斜視図
【符号の説明】
【００５４】
１，２，３    無線通信システム
１００，２００，３００    通信エリア（通信空間）
１０２    無線端末装置
１０３    アンテナ
１０４    イヤホン
１０５    保持仕切り壁
２００ａ，２００ｂ    区画エリア（区画空間）
２０１ａ，２０１ｂ    仕切り部（ギャレイ）
２０１ｃ    壁部
ＡＰ，ＡＰ１，ＡＰ２，ＡＰ３，ＡＰ４，ＡＰ１０，ＡＰ１１，ＡＰ１２，ＡＰ１３    無線基地局（アクセスポイント）
１Ｍ，２Ｍ，３Ｍ，・・・・，ＮＭ    座席
Ａ１，Ａ２，Ａ３    小エリア
Ｃ１    制御用イーサネット（登録商標）
【図１】
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【図２】
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【図３】
2011205162.tif 000005
【図４】
2011205162.tif 000006
【図５】
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【図６】
2011205162.tif 000008
【図７】
2011205162.tif 000009
【図８】
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