(57)【要約】【課題】無線通信エリアの形状に拘わらず無線通信エリア外へ電波が漏洩することを防いでセキュリティを向上できる無線局装置およびその調整用端末。【解決手段】無線局装置１は、アダプティブアンテナ１１から送信する信号の指向方向および振幅を決定するデータを保持するデータ保持部１３と、データ保持部からのデータに従ってアダプティブアンテナから送信される信号の指向方向および振幅を制御することにより無線通信エリアを調整するアンテナ制御部１２とを備え、調整用端末２は、無線局装置から受信した信号の強度を検出して受信電力として出力する受信電力検出部２２と、データの伝送速度を入力する入力部２６と、受信電力と伝送速度とに基づきアダプティブアンテナから送信する信号の指向方向および振幅を決定するデータを算出するデータ演算部２４とを備え、データ演算部で演算されたデータを無線局装置に送信する。【選択図】図１
2007081457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アダプティブアンテナと、
前記アダプティブアンテナから送信する信号の指向方向および振幅を決定するデータを保持するデータ保持部と、
前記データ保持部からのデータに従って前記アダプティブアンテナから送信される信号の指向方向および振幅を制御することにより無線通信エリアを調整するアンテナ制御部と、
を備えることを特徴とする無線局装置。
【請求項２】
無線回線を介して調整用端末から前記データ保持部に保持される前記指向方向および振幅を決定するデータを受信する受信部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の無線局装置。
【請求項３】
無線信号を送信する送信部と、
無線回線を介して調整用端末からこの調整用端末で受信された前記無線信号の強度に係る情報を受信する受信部と、
この受信部により受信された情報に基づき、前記アダプティブアンテナから送信する信号の指向方向および振幅を決定するデータを算出するデータ演算部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の無線局装置。
【請求項４】
無線局装置から受信した信号の強度を検出して受信電力として出力する受信電力検出部と、
前記無線局装置が送受すべきデータの伝送速度を入力する入力部と、
前記受信電力検出部から出力される受信電力と前記入力部から入力された伝送速度とに基づき、前記無線局装置のアダプティブアンテナから送信する信号の指向方向および振幅を決定するデータを算出するデータ演算部と、
前記データ演算部で演算されたデータを前記無線局装置に送信する送信部と、
を備えることを特徴とする調整用端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）システムにおいて無線ＬＡＮアクセスポイントとして使用される無線局装置およびその調整用端末に関し、特に、無線通信エリアを制限する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信でデータの送受信を行う無線ＬＡＮシステムが知られている。このような無線ＬＡＮシステムでは、無線ＬＡＮアクセスポイントとして使用される無線局装置からの電波が届く範囲にいる端末は、該無線ＬＡＮアクセスポイントを介して、他の端末や、その無線局装置がインターネットに接続されている場合には該インターネットにアクセスすることができる。
【０００３】
このような無線ＬＡＮシステムでは、無線ＬＡＮアクセスポイントとして使用される無線局装置と端末との間の通信は無線で行われるので、通信内容が外部に漏洩することは避けられない。そこで、無線局装置と端末との間のデータの通信を暗号化して行うことにより、セキュリティを確保することが行われている。
【０００４】
なお、アダプティブアンテナを使用した無線ＬＡＮに関する技術として、特許文献１は、同一チャンネル干渉を抑圧し、同時に通信できる通信数を従来に比較して増大させ、通信情報量を大きくできる無線ネットワークの制御方法および制御装置を開示している。この特許文献１に開示された技術では、各無線局間でパケット通信を行う無線ネットワークにおいて、自局からの信号を各隣接無線局が受信したときの信号対干渉雑音比の測定値を含む隣接無線局からの信号に基づいて、自局を中心とした水平面内の方位角毎の各隣接無線局から見たＳＩＮＲ（信号電力対干渉雑音電力比）を求め、各隣接無線局に最大のＳＩＮＲを選択して各隣接無線局との親和度とし、当該親和度とそれに対応する方位角とを含む隣接リンク状態テーブルを生成し、これに基づいて相手先の隣接無線局と無線通信を行う。また、他の無線局と無線通信中である各隣接無線局の方位角を含む通信中テーブルを生成し、これに基づいて他の無線局と無線通信中である隣接無線局の方位角に対してヌル点を向ける排他的放射パターンを用いて無線信号を送信する。
【０００５】
また、アダプティブアンテナを使用した無線通信システムに関する技術として、特許文献２は、複数のアンテナ素子を有するアレイアンテナと、アレイアンテナの指向性を制御するスマートアンテナ部と、スマートアンテナ部に接続される第１の無線基地局と、スマートアンテナ部に着脱可能に接続される制御装置とを備え、制御装置は、複数のアンテナ素子の指向性を制御するためのウェイト情報を生成するウェイト情報制御部を有し、スマートアンテナ部は、ウェイト情報を記憶するウェイト情報記憶部と、ウェイト情報に基づいて、複数のアンテナ素子の指向性パターンを形成するビームフォーミング部とを有する。
【０００６】
特許文献２によれば、着脱可能な制御装置により、スマートアンテナ部での受信電力に基づいて、複数のアンテナ素子のウェイト情報を生成する。このため、無線基地局同士の干渉を抑制できる。
【特許文献１】特開２００３−１１５８５１号公報
【特許文献２】特開２００３−２２４５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、従来の無線ＬＡＮシステムにおけるセキュリティは、データの通信を暗号化して行うことにより確保されており、暗号化に用いられている暗号方式は解読が非常に困難である。しかしながら、将来的に暗号が解読されないという保証はなく、暗号化による通信が絶対に安全であるとは言えないという問題がある。
【０００８】
また、従来の無線ＬＡＮシステムにおいて、電波の強度を段階的に変えることにより無線通信エリア外への電波の漏洩を防ぐ方法も考えられている。しかしながら、この方法では、無線ＬＡＮアクセスポイントからの電波は全方向に均一の強度で送信されるので、無線ＬＡＮシステムによって形成される無線通信エリアの形状によっては、電波の漏洩を防ぐために電波の強度を小さくすると、電波が届かない位置が出現し、逆に、すべての位置に電波が届くように電波の強度を大きくすると、無線通信に使用される電波が漏洩して第三者に傍受されるという問題がある。
【０００９】
本発明は、無線通信エリアの形状に拘わらず無線通信エリア外へ電波が漏洩することを防いでセキュリティを向上させることができる無線局装置およびその調整用端末を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、第１の発明に係る無線局装置は、アダプティブアンテナと、アダプティブアンテナから送信する信号の指向方向および振幅を決定するデータを保持するデータ保持部と、データ保持部からのデータに従ってアダプティブアンテナから送信される信号の指向方向および振幅を制御することにより無線通信エリアを調整するアンテナ制御部とを備えることを特徴とする。
【００１１】
また、第２の発明に係る無線局装置は、第１の発明に係る無線局装置において、無線回線を介して調整用端末から前記データ保持部に保持される前記指向方向および振幅を決定するデータを受信する受信部をさらに備えることを特徴とする。
【００１２】
また、第３の発明に係る無線局装置は、第１の発明に係る無線局装置において、無線信号を送信する送信部と、無線回線を介して調整用端末からこの調整用端末で受信された前記無線信号の強度に係る情報を受信する受信部と、この受信部により受信された情報に基づき、前記アダプティブアンテナから送信する信号の指向方向および振幅を決定するデータを算出するデータ演算部とをさらに備えることを特徴とする。
【００１３】
また、第４の発明に係る調整用端末は、無線局装置から受信した信号の強度を検出して受信電力として出力する受信電力検出部と、無線局装置が送受すべきデータの伝送速度を入力する入力部と、受信電力検出部から出力される受信電力と入力部から入力された伝送速度とに基づき、無線局装置のアダプティブアンテナから送信する信号の指向方向および振幅を決定するデータを算出するデータ演算部と、データ演算部で演算されたデータを無線局装置に送信する送信部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明に係る無線局装置によれば、データ保持部からのデータに従ってアダプティブアンテナから送信される信号の指向方向および振幅を制御することにより無線通信エリアを調整するので、データ保持部に所定のデータを保持させることにより、無線通信エリア外へ電波が漏洩することを防止することができ、その結果、セキュリティを向上させることができる。
【００１５】
また、第２の発明に係る無線局装置によれば、受信部が無線回線を介して調整用端末からデータ保持部に保持される指向方向および振幅を決定するデータを受信するので、受信したデータに従ってアダプティブアンテナから送信される信号の指向方向および振幅を制御することにより無線通信エリアを調整できる。
【００１６】
また、第３の発明に係る無線局装置によれば、送信部が調整用端末に無線信号を送信し、受信部が無線回線を介して調整用端末から調整用端末で受信された無線信号の強度に係る情報を受信すると、データ演算部は、受信部で受信された情報に基づき、アダプティブアンテナから送信する信号の指向方向および振幅を決定するデータを算出するので、算出されたデータに従ってアダプティブアンテナから送信される信号の指向方向および振幅を制御することにより無線通信エリアを調整できる。
【００１７】
また、第４の発明に係る調整用端末によれば、無線通信エリア内の複数の位置における電波の到達状態を測定し、この測定結果と入力された伝送速度とに基づいて無線通信エリアを調整し、無線局装置に送信する。したがって、無線局装置は、アダプティブアンテナから送信される信号の指向方向および振幅を制御することにより無線通信エリアを調整することができるので、電波が届く無線通信エリアを限定することができる。その結果、無線通信エリア外へ電波が漏洩することを防止することができ、セキュリティを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の実施例１に係る無線局装置（以下、「無線ＬＡＮアクセスポイント」という）および調整用端末が適用された無線ＬＡＮシステムの構成を示す図である。この無線ＬＡＮシステムは、無線ＬＡＮアクセスポイント１、その無線通信エリアＡ１内に存在する調整用端末２および複数の端末３1〜３3から構成されている。
【００２０】
なお、図１では、便宜上、端末の数を３台としているが、この無線ＬＡＮシステムを構成する端末の数は任意である。また、無線通信エリアＡ１は、その調整がなされる前の範囲を示しており、無線ＬＡＮアクセスポイント１を中心とする略円形である。
【００２１】
無線ＬＡＮアクセスポイント１は、調整用端末２および端末３1〜３3との間で無線によるデータの送受を行う。また、無線ＬＡＮアクセスポイント１は、モデム４を介してネットワーク５との間でデータの送受を行うことができるように構成されている。この無線ＬＡＮアクセスポイント１の詳細は後述する。
【００２２】
調整用端末２は、無線ＬＡＮアクセスポイント１からの電波（信号）の強度および入力された伝送速度に基づき、無線ＬＡＮアクセスポイント１の後述するアダプティブアンテナ１１から送信する信号の指向方向および振幅を決定するデータを算出し、無線ＬＡＮアクセスポイント１に送る。調整用端末２の詳細は後述する。
【００２３】
端末３1〜３3の各々は、例えばパーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）などから構成されており、無線ＬＡＮアクセスポイント１を介して他の端末またはネットワーク５にアクセスする。
【００２４】
次に、無線ＬＡＮアクセスポイント１の詳細を説明する。図２は、本発明の実施例１に係る無線ＬＡＮアクセスポイント１の構成を示すブロック図である。この無線ＬＡＮアクセスポイント１は、アダプティブアンテナ１１、アンテナ制御部１２、データ保持部１３および無線ＬＡＮ部１４から構成されている。
【００２５】
アダプティブアンテナ１１は、複数のアンテナ素子を備えており、各アンテナ素子の励振の振幅と位相を独立に制御できるように構成されている。このアダプティブアンテナ１１は、位相を自在に変化させることができ、この位相を変化させることによりアンテナ素子自体を動かさなくても指向性、つまり電波を最もよく受信できる方向やヌル（電波が届いても全く受信できない方向）を変化させることができる。このアダプティブアンテナ１１は、アンテナ制御部１２から送られてくる送信信号に従って電波を発生して空中に送信するとともに、空中からの電波を受信して電気信号に変換し、受信信号としてアンテナ制御部１２に送る。アダプティブアンテナ１１は、無線信号を送受信する送信部及び受信部の機能を有する。
【００２６】
アンテナ制御部１２は、データ保持部１３から送られてくる位相・電力データに従って、無線ＬＡＮ部１４から送られてくる信号の指向方向および振幅を制御した送信信号を生成し、アダプティブアンテナ１１に送る。また、アンテナ制御部１２は、アダプティブアンテナ１１から送られてくる受信信号を無線ＬＡＮ部１４に送る。
【００２７】
データ保持部１３は、アダプティブアンテナ１１から送信される電波の指向方向および振幅を調整するための位相・電力データを保持する。このデータ保持部１３に保持される位相・電力データは、調整用端末２から無線によって送られてくる。このため、アダプティブアンテナ１１は、調整用端末２から無線によって送られてくるデータ保持部１３に保持される位相・電力データを受信する。
【００２８】
無線ＬＡＮ部１４は、この無線ＬＡＮアクセスポイント１の全体を制御する。例えば、無線ＬＡＮ部１４は、アダプティブアンテナ１１からアンテナ制御部１２を経由して送られてくる受信信号を他の機器（図示しない）に送るとともに、他の機器から送られてくる信号をアンテナ制御部１２に送る。また、無線ＬＡＮ部１４は、アダプティブアンテナ１１からアンテナ制御部１２を経由して送られてくる受信信号が、調整用端末２から送られてきた位相・電力データである場合は、その位相・電力データをデータ保持部１３に格納する。
【００２９】
次に、調整用端末２の詳細を説明する。図３は、本発明の実施例１に係る調整用端末２の構成を示すブロック図である。この調整用端末２は、アンテナ２１、受信電力検出部２２、無線ＬＡＮ部２３、データ演算部２４、表示部２５および入力部２６から構成されている。
【００３０】
アンテナ２１は、無線ＬＡＮアクセスポイント１から送られてくる電波を受信して電気信号に変換し、受信信号として受信電力検出部２２に送るとともに、受信電力検出部２２から送られてくる送信信号に従って電波を発生して空中に送信する。なお、このアンテナ２１としては、アダプティブアンテナを使用する必要はなく、アンテナ素子が１個の通常のアンテナを使用することができる。
【００３１】
受信電力検出部２２は、アンテナ２１から送られてくる受信信号に基づいて、無線ＬＡＮアクセスポイント１から送られてくる電波（信号）の強度を検出し、受信電力としてデータ演算部２４に送る。また、受信電力検出部２２は、アンテナ２１から送られてくる受信信号を通過させて無線ＬＡＮ部２３に送る。さらに、受信電力検出部２２は、無線ＬＡＮ部２３から送られてくる信号を送信信号としてアンテナ２１に送る。
【００３２】
無線ＬＡＮ部２３は、調整用端末２の全体を制御する。例えば、無線ＬＡＮ部２３は、受信電力検出部２２から送られてきた受信信号をデータ演算部２４に送るとともに、データ演算部２４から送られてきた位相・電力データを受信電力検出部２２に送る。
【００３３】
データ演算部２４は、受信電力検出部２２から送られてくる受信電力に基づき、無線ＬＡＮアクセスポイント１のアダプティブアンテナ１１から送信される電波の指向方向および振幅を調整するために必要なアダプティブアンテナ１１の位相と電力を計算し、位相・電力データとして無線ＬＡＮ部２３に送る。
【００３４】
また、データ演算部２４は、計算により得られた位相・電力データに基づき、無線ＬＡＮアクセスポイント１のアダプティブアンテナ１１から送信されるべき電波の指向方向および振幅を表示するための表示データ、その他の種々のメッセージを表示するための表示データを生成し、表示部２５に送る。さらに、データ演算部２４は、入力部２６から入力されたデータの処理を実行する。
【００３５】
表示部２５は、データ演算部２４から送られてきた表示データに基づき、無線ＬＡＮアクセスポイント１のアダプティブアンテナ１１から送信されるべき電波の指向方向および振幅や、種々のメッセージを表示する。入力部２６は、ユーザによる入力を受け付けてデータ演算部２４に送る。
【００３６】
次に、上記のように構成される無線ＬＡＮシステムの動作を、調整用端末２の動作を中心に、図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００３７】
まず、調整用端末２において、無線ＬＡＮの運用条件が入力される（ステップＳ１１）。すなわち、入力部２６を用いて、無線通信の運用エリアの大きさおよび無線ＬＡＮアクセスポイント１の設置位置が入力される。例えば、図５に示すように、運用エリアとして部屋の壁を表す矩形１０が入力され、また、無線ＬＡＮアクセスポイント１の設置位置として、矩形１０の中の１点（図５に示す例では下方位置）が入力される。この矩形１０の中の設定ポイントＰ１〜Ｐ７によって囲まれた領域が運用エリア９となる。ステップＳ１１において、入力部２６から入力された無線通信の運用エリアの大きさおよび無線ＬＡＮアクセスポイント１の設置位置は、データ演算部２４に送られる。
【００３８】
次いで、無線ＬＡＮアクセスポイント１から受信した電波の受信電力を測定するための設定ポイントが入力される（ステップＳ１２）。図５では、７個の設定ポイントＰ１〜Ｐ７が入力された例を示している。その後、調整用端末２を先に設定した設定ポイントの１つ、例えばＰ１に対応する場所へ移動させる（ステップＳ１３）。次いで、無線ＬＡＮアクセスポイント１から受信した電波の受信電力が測定される（ステップＳ１４）。すなわち、受信電力検出部２２は、無線ＬＡＮアクセスポイント１から送られてくる電波の強度を検出し、受信電力としてデータ演算部２４に送る。このステップＳ１４で測定された受信電力は、データ演算部２４に送られる。
【００３９】
受信電力の測定が終了すると、その場所（位置Ｐ１）において利用できる伝送速度が調整用端末２の表示部２５の画面に表示される（ステップＳ１５）。ユーザは、表示部２５の画面に表示された伝送速度の中から利用したい伝送速度を選択し、入力部２６を使用して入力する（ステップＳ１６）。この際、表示された最低の伝送速度が電波の届く限界であり、電波を外部に漏洩させないためには、最低の伝送速度を選択するのが好ましい。ステップＳ１６において、入力部２６から入力された伝送速度は、データ演算部２４に送られる。
【００４０】
次いで、すべての設定ポイントに対する受信電力の測定が終了したがどうかが調べられる（ステップＳ１７）。ステップＳ１７において、終了していないことが判断されると、シーケンスはステップＳ１３に戻り、次の設定ポイントに対する処理（受信電力の測定および伝送速度の入力）が行われる。
【００４１】
一方、ステップＳ１７において、すべての設定ポイントに対する受信電力の測定が終了したことが判断されると、次いで、位相・電力データの計算が行われる（ステップＳ１８）。すなわち、データ演算部２４は、各設定ポイントにおける受信電力および伝送速度に基づき、調整用端末２のアダプティブアンテナ１１の指向方向および振幅を設定するための位相・電力データを計算する。
【００４２】
次いで、ステップＳ１８で計算された位相・電力データが無線ＬＡＮアクセスポイント１に送信される（ステップＳ１９）。すなわち、データ演算部２４で生成された位相・電力データは、無線ＬＡＮ部２３および受信電力検出部２２を経由して、アンテナ２１から電波によって無線ＬＡＮアクセスポイント１に送信される。
【００４３】
無線ＬＡＮアクセスポイント１では、調整用端末２からの電波を受信したアダプティブアンテナ１１から出力される受信信号が無線ＬＡＮ部１４に送られる。無線ＬＡＮ部１４は、受け取ったデータが位相・電力データであることを判断すると、その位相・電力データを、データ保持部１３に格納する。
【００４４】
以後は、無線ＬＡＮアクセスポイント１のアンテナ制御部１２は、データ保持部１３から送られてくる位相・電力データに従って、アダプティブアンテナ１１の指向方向および振幅を制御した送信信号を生成し、アダプティブアンテナ１１から送信する。これにより、図１に破線で示すような無線通信エリアＡ２が設定され、無線通信エリアＡ２外への無線電波の漏洩を防ぐことができる。
【００４５】
以上説明したように、本発明の実施例１に係る無線ＬＡＮシステムによれば、端末３1〜３3が実際に存在する位置における受信電力を測定し、アダプティブアンテナ１１から送信される電波の指向方向および振幅を調整するので、希望とする無線通信エリアを構成することが可能となる。よって、従来の無線ＬＡＮシステムと比較して、無線通信エリア外への無線電波の漏洩が減少することにより、第三者による傍受を防ぎ、セキュリティの向上を実現できる。
【００４６】
なお、上述した実施例１に係る無線ＬＡＮシステムでは、調整用端末２において、位相・電力データを計算するように構成したが、位相・電力データの計算は、無線ＬＡＮアクセスポイント１において計算するように構成することもできる。この場合、調整用端末２は、入力部２６によって入力された、運用条件（無線通信の運用エリアの大きさおよび無線ＬＡＮアクセスポイント１の設置位置）、設定ポイント、受信電力および伝送速度を無線で無線ＬＡＮアクセスポイント１に送信する。
【００４７】
すなわち、無線ＬＡＮアクセスポイント１において、アダプティブアンテナ１１が調整用端末２に無線信号を送信し、アダプティブアンテナ１１が無線回線を介して調整用端末２から調整用端末２で受信された無線信号の強度に係る情報を受信すると、無線ＬＡＮアクセスポイント１内のデータ演算部が、受信された情報に基づき、アダプティブアンテナ１１から送信する信号の指向方向および振幅を決定するデータを算出するので、算出されたデータに従ってアダプティブアンテナ１１から送信される信号の指向方向および振幅を制御することにより無線通信エリアを調整できる。
【００４８】
また、上述した実施例１に係る無線ＬＡＮシステムでは、運用エリアとして部屋の中を想定して説明したが、この無線ＬＡＮシステムは、野外であっても適用できる。この場合、調整用端末２における受信電力の測定時に、受信する電波に他の電波が混合することが考えられるが、無線ＬＡＮアクセスポイント１は、所定のＩＤを含む電波を送信し、調整用端末２は、該ＩＤが含まれる電波を受信したときのみ受信電力を計算するように構成することにより、上記不都合を回避できる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、無線ＬＡＮシステム、無線ＬＡＮアクセスポイントに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施例１に係る無線局装置（無線ＬＡＮアクセスポイント）および調整用端末が適用された無線ＬＡＮシステムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１に係る無線局装置（無線ＬＡＮアクセスポイント）の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例１に係る調整用端末の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例１に係る無線局装置（無線ＬＡＮアクセスポイント）および調整用端末が適用された無線ＬＡＮシステムの動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例１に係る無線局装置（無線ＬＡＮアクセスポイント）および調整用端末が適用された無線ＬＡＮシステムにおける動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  無線局装置（無線ＬＡＮアクセスポイント）
２  調整用端末
３1〜３3  端末
１１  アダプティブアンテナ
１２  アンテナ制御部
１３  データ保持部
１４  無線ＬＡＮ部
２１  アンテナ
２２  受信電力検出部
２３  無線ＬＡＮ部
２４  データ演算部
２５  表示部
２６  入力部
【図１】
2007081457.tif 000003
【図２】
2007081457.tif 000004
【図３】
2007081457.tif 000005
【図４】
2007081457.tif 000006
【図５】
2007081457.tif 000007