(57)【要約】【課題】移動機の電池の消耗を抑制しつつ、移動機の発着呼を規制する。【解決手段】アンテナ１は、無線基地局から送信されてきた無線信号を受信する。遅延生成部２は、アンテナ１で受信された無線信号の信号レベルを増幅し、かつその無線信号を遅延させて出力する。分配器３は、遅延生成部２から出力された無線信号を分配して出力する。レベル調整部４1〜４nのそれぞれは、移動機の発着呼を規制する特定の空間ごとに設置され、分配器３から分配出力された無線信号を所定の信号レベルに調整して出力する。アンテナ５1〜５nのそれぞれは、移動機の発着呼を規制する特定の空間ごとに、レベル調整部４1〜４nと対応して設置され、該対応するレベル調整部から出力された無線信号を特定の空間に再び送信する。【選択図】図１
2007043371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の空間に位置する移動機の発着呼を規制する発着呼規制装置であって、
無線基地局から送信されてきた無線信号を受信する第１のアンテナと、
前記第１のアンテナで受信された無線信号の信号レベルを増幅し、かつ該無線信号を遅延させて出力する遅延生成部と、
前記特定の空間に設置され、当該特定の空間に向けて、前記遅延生成部から出力された無線信号を送信する第２のアンテナとを有する発着呼規制装置。
【請求項２】
複数の特定の空間にそれぞれ位置する移動機の発着呼を規制する発着呼規制装置であって、
無線基地局から送信されてきた無線信号を受信する第１のアンテナと、
前記第１のアンテナで受信された無線信号の信号レベルを増幅し、かつ該無線信号を遅延させて出力する遅延生成部と、
前記遅延生成部から出力された無線信号を分配して出力する分配器と、
前記複数の特定の空間ごとに設置され、前記分配器から分配出力された無線信号の信号レベルを所定のレベルに調整して出力する複数のレベル調整部と、
前記複数の特定の空間ごとに、前記複数のレベル調整部のそれぞれに対応して設置され、当該特定の空間に向けて、対応するレベル調整部から出力された無線信号を送信する複数の第２のアンテナとを有する発着呼規制装置。
【請求項３】
前記遅延生成部による遅延量は、前記無線基地局にて前記移動機との間の無線信号の往復伝搬時間として予め設定されている往復伝搬時間に応じて決定される、請求項１または２に記載の発着呼規制装置。
【請求項４】
前記遅延生成部は、
前記第１のアンテナで受信された無線信号の信号レベルを増幅して出力するＲＦアンプと、
第１のローカル信号源と、
前記ＲＦアンプから出力された無線信号を、前記第１のローカル信号源から出力された信号とミキシングすることで中間周波数の電気信号として出力する第１のミキサと、
前記第１のミキサから出力された電気信号を光信号に変換して出力するＥ／Ｏ変換部と、
前記Ｅ／Ｏ変換部から出力された光信号を遅延させるための光ケーブルと、
前記光ケーブルにより遅延した光信号を電気信号に変換して出力するＯ／Ｅ変換部と、
第２のローカル信号源と、
前記Ｏ／Ｅ変換部から出力された中間周波数の電気信号を、前記第２のローカル信号源から出力された信号とミキシングすることで無線信号として出力する第２のミキサとを備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の発着呼規制装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の空間に位置する移動機の発着呼を規制する発着呼規制装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話に代表される移動機が広く普及している。その一方で、例えば、会議室、コンサートホールのような特定の空間において、移動機の使用を制限したい場面が非常に多くなっている。
【０００３】
そこで、最近は、移動機の発着呼を規制する発着呼規制装置が検討されている。この種の発着呼規制装置として、例えば、特定の空間に位置する移動機に対して妨害電波を送信して、その移動機を圏外にするものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１５４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の発着呼規制装置によれば、移動機は圏外になるためにシステムをサーチする余分な電力を消費してしまい、その結果、移動機の電池の消耗が早くなってしまうという課題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、移動機の電池の消耗を抑制しつつ、移動機の発着呼を規制することができる発着呼規制装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明の発着呼規制装置は、
特定の空間に位置する移動機の発着呼を規制する発着呼規制装置であって、
無線基地局から送信されてきた無線信号を受信する第１のアンテナと、
前記第１のアンテナで受信された無線信号の信号レベルを増幅し、かつ該無線信号を遅延させて出力する遅延生成部と、
前記特定の空間に設置され、当該特定の空間に向けて、前記遅延生成部から出力された無線信号を送信する第２のアンテナとを有するものである。
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の他の態様の発着呼規制装置は、
複数の特定の空間にそれぞれ位置する移動機の発着呼を規制する発着呼規制装置であって、
無線基地局から送信されてきた無線信号を受信する第１のアンテナと、
前記第１のアンテナで受信された無線信号の信号レベルを増幅し、かつ該無線信号を遅延させて出力する遅延生成部と、
前記遅延生成部から出力された無線信号を分配して出力する分配器と、
前記複数の特定の空間ごとに設置され、前記分配器から分配出力された無線信号の信号レベルを所定のレベルに調整して出力する複数のレベル調整部と、
前記複数の特定の空間ごとに、前記複数のレベル調整部のそれぞれに対応して設置され、当該特定の空間に向けて、対応するレベル調整部から出力された無線信号を送信する複数の第２のアンテナとを有するものである。
【０００８】
なお、前記遅延生成部による遅延量は、前記無線基地局にて前記移動機との間の無線信号の往復伝搬時間として予め設定されている往復伝搬時間に応じて決定されるものであってもよい。
【０００９】
また、前記遅延生成部は、
前記第１のアンテナで受信された無線信号の信号レベルを増幅して出力するＲＦアンプと、
第１のローカル信号源と、
前記ＲＦアンプから出力された無線信号を、前記第１のローカル信号源から出力された信号とミキシングすることで中間周波数の電気信号として出力する第１のミキサと、
前記第１のミキサから出力された電気信号を光信号に変換して出力するＥ／Ｏ変換部と、
前記Ｅ／Ｏ変換部から出力された光信号を遅延させるための光ケーブルと、
前記光ケーブルにより遅延した光信号を電気信号に変換して出力するＯ／Ｅ変換部と、
第２のローカル信号源と、
前記Ｏ／Ｅ変換部から出力された中間周波数の電気信号を、前記第２のローカル信号源から出力された信号とミキシングすることで無線信号として出力する第２のミキサとを備えるものであってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明の発着呼規制装置によれば、第１のアンテナで受信された無線信号を、遅延生成部にて増幅しかつ遅延させて、第２のアンテナから特定の空間に向けて、送信する構成となっている。
【００１１】
これによれば、特定の空間に位置する移動機は、無線基地局からの無線信号を、直接受信するだけでなく、遅延生成部にて信号レベルが増幅された上で第２のアンテナからも受信する。そのため、移動機は、無線基地局から直接受信した無線信号に比べて信号レベルが大きな第２のアンテナから受信した無線信号の電波により待ち受け状態となるが、第２のアンテナから受信した無線信号は遅延生成部により遅延している。
【００１２】
よって、無線基地局と移動機との間の無線信号の往復伝達時間が増大し、無線基地局では、移動機からの無線信号を受信できなくなることから、無線基地局と移動機とは通信ができないことになるため、移動機の発呼および着呼を規制することができるという効果を奏する。
【００１３】
また、移動機は、従来の発着呼規制装置のように妨害電波により圏外とはされず、常に圏内状態にあるため、システムをサーチするための余分な電力を消費する必要がなくなる。その結果、移動機の電池の消耗を抑制することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態の発着呼規制装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施形態の発着呼規制装置は、ＷＣＤＭＡ方式の移動通信システムが構築されているサービスエリア内で使用されることを前提としている。
【００１６】
図１を参照すると、本実施形態の発着呼規制装置は、アンテナ１と、遅延生成部２と、分配器３と、レベル調整部４1〜４nと、アンテナ５1〜５nとを有している。
【００１７】
アンテナ１は、ＷＣＤＭＡ方式の移動通信システムの無線基地局から送信されてきた無線信号を受信するアンテナである。
【００１８】
遅延生成部２は、アンテナ１で受信された無線信号の信号レベルを増幅し、かつその無線信号を遅延させて出力する。
【００１９】
具体的には、遅延生成部２は、図２を参照すると、アンテナ１で受信された無線信号の信号レベル（電力）を増幅して出力するＲＦアンプ２１と、ローカル信号源２２と、ＲＦアンプ２１から出力された無線信号を、ローカル信号源２２から出力された信号とミキシングすることで中間周波数の電気信号として出力するミキサ２３と、ミキサ２２から出力された電気信号を光信号に変換して出力するＥ／Ｏ変換部２４と、Ｅ／Ｏ変換部２４から出力された光信号を遅延させるための光ケーブル２５と、光ケーブル２５により遅延した光信号を再び電気信号に変換して出力するＯ／Ｅ変換部２６と、ローカル信号源２７と、Ｏ／Ｅ変換部２６から出力された中間周波数の電気信号を、ローカル信号源２７から出力された信号とミキシングすることで再びもとの周波数の無線信号として出力するミキサ２７とを備えている。
【００２０】
分配器３は、遅延生成部２から出力された無線信号を信号レベルが等レベルのｎ個の無線信号に分配し、レベル調整部４1〜４nのそれぞれへ出力する。例えば、分配器３として、分配数が２のべき乗となるｍ個のウィルキンソン型分配器を用いることができる。この場合、分配器３による分配数ｎ＝２，４，８，１６を実現するには、ウィルキンソン型分配器の個数ｍ＝１，３，７，１５がそれぞれ必要になる。分配数ｎの分配による無線信号の信号レベルの損失（理論値）は、以下の数式（１）で与えられる。
【００２１】
損失＝１０×ｌｏｇ（ｎ）（ｄＢ）・・・（１）
レベル調整部４1〜４nのそれぞれは、移動機の発着呼を規制する特定の空間（屋外あるいは屋内）ごとに、アンテナ５1〜５nのうち対応するアンテナと共に設置され、該対応するアンテナから送信される無線信号の電力を最適とするべく、分配器３から分配出力された無線信号を所定の信号レベルに調整して出力する。
【００２２】
具体的には、レベル調整部４1〜４nは、図３を参照すると、分配器３から出力されて入力端子から入力された無線信号を減衰させ、出力端子から出力する電圧制御可変アッテネータ４１と、電圧制御可変アッテネータ４１の減衰量を決定する制御電圧信号の電圧を制御する可変抵抗４２およびＯＰアンプ４３とを備えている。すなわち、制御電圧信号の電圧は、基準電圧とＧＮＤとの間に接続された可変抵抗４２により決定され、ＯＰアンプ４３を経由して制御電圧信号が生成される。
【００２３】
アンテナ５1〜５nのそれぞれは、移動機の発着呼を規制する特定の空間ごとに、レベル調整部４1〜４nのうち対応するレベル調整部と共に設置され、該対応するレベル調整部から出力された無線信号を特定の空間に再び送信するアンテナである。
【００２４】
このように、アンテナ５1〜５nの設置場所は互いに異なるため、分配器３からアンテナ５1〜５nまでの距離も互いに異なる。よって、アンテナ５1〜５nから送信される無線信号の信号レベルも、分配器３からアンテナ５1〜５nまでの距離に応じたケーブルの通過損失によって異なることになる。そこで、アンテナ５1〜５nから送信される無線信号の信号レベルを個別に調整するために、レベル調整部４1〜４nが設けられている。
【００２５】
ただし、移動機の発着呼を規制する特定の空間が１箇所だけである場合は、アンテナ５を１つだけ設ければ良いため、アンテナ５から送信される無線信号の信号レベルを個別に調整する必要はなくなり、遅延生成部２の利得調整で信号レベルを調整すれば良い。その場合、分配器３やレベル調整部４1〜４nを省略することもできる。
【００２６】
以下、本実施形態の発着呼規制装置の動作について説明する。
【００２７】
はじめに、本発明の背景部分となる、ＷＣＤＭＡ方式の移動通信システムにおける無線基地局と移動機（以降、「ＭＳ（ｍｏｂｉｌｅ  ｓｔａｔｉｏｎ）」と呼ぶ）との間の通信について簡単に説明する。
【００２８】
一般的に、無線基地局とＭＳとの間の距離は、ＭＳが移動することから常に一定ではなく、おおよそ数１０ｍから数ｋｍの間にあると考えられる。
【００２９】
しかし、無線基地局とＭＳとの間の距離が長くなると、無線基地局とＭＳとの通信が不可能になる。その要因としては、以下の２つの要因がある。
【００３０】
第１の要因は、無線基地局とＭＳとの間の距離が長くなるにつれて、無線信号の信号レベルの減衰が増加するためである。
【００３１】
第２の要因は、無線基地局とＭＳとの間の距離が長くなるにつれて、無線信号の伝達時間が増大するためである。
【００３２】
本発明は、後者の第２の要因に着目し、無線基地局からＭＳへ送信される無線信号の伝搬時間を増大させることで、無線基地局とＭＳとの通信を不可能にし、そのＭＳの発着呼を規制するものである。
【００３３】
一般的に、無線基地局は、他の無線基地局と数ｋｍ（例えば、５ｋｍ）程度の間隔で配置されている。また、無線基地局内に実装される受信機能部は、通常、無線基地局とＭＳとの間の無線信号の往復伝搬時間（ＲＴＴ：ＲｏｕｎｄＴｒｉｐ  Ｔｉｍｅ）を予め設定している。往復伝搬時間とは、無線基地局が、ＭＳに無線信号を送信してから、ＭＳからの無線信号を受信するまでの時間のことである。
【００３４】
このように往復伝搬時間を設定することにより、無線基地局の内部に実装されるサーチャー部は、ＭＳへの無線信号の送信タイミングを基準として往復伝搬時間の設定範囲内になったと判断した場合にのみ、ＭＳからの無線信号をサーチすれば良いため、サーチャー部の負荷を減らすことができる。
【００３５】
逆に言うと、往復伝搬時間の設定範囲を広げるほどサーチャー部の回路規模は大きなものが必要になる。よって、無線基地局の受信機能部では、ＭＳとの間の距離が現実的な距離（例えば、１０ｋｍ以内）であるものとして、往復伝搬時間を設定している。
【００３６】
さて、次に、本実施形態の発着呼規制装置の動作について図４を用いて説明する。
【００３７】
図４において、ＭＳ７は屋外で使用される移動機、ＭＳ６は発着呼規制を行いたい屋内の部屋（空間）で使用される移動機である。
【００３８】
アンテナ１は、発着呼規制を行いたい部屋（空間）の建物の屋根等、電波環境が良いところに設置される。
【００３９】
ここで、電波により送信される無線信号の信号レベルについて具体的に数字を用いて説明をする。今、無線基地局（図示せず）から送信された信号レベル＋３０ｄＢｍの無線信号が、ＭＳ７、アンテナ１、および建物の壁のいずれにも、大気により１００ｄＢ減衰されて到達したとする。つまり、ＭＳ７、アンテナ１、および建物の壁のそれぞれには、信号レベル−７０ｄＢｍ（計算式：＋３０ｄＢｍ−１００ｄＢ＝−７０ｄＢｍ）の無線信号が到達しているとする。また、建物の壁でも、無線基地局からの無線信号はさらに２０ｄＢ減衰するとする。ただし、レベル調整部４1およびアンテナ５1の設置されている部屋（空間）での無線信号の減衰は簡単のために無視するとする。
【００４０】
また、図４において、遅延生成部２、分配器３、およびレベル調整部４1の利得および損失を次のように仮定する。
【００４１】
遅延生成部２のトータルの利得・・２０ｄＢ、
分配器３の損失・・６ｄＢ（分配数ｎを４と仮定：数式（１）による）
レベル調整部４1の減衰量・・１４ｄＢ
よって、アンテナ１からアンテナ５1までのトータルの利得は、０ｄＢ（計算式：＋２０ｄＢ−６ｄＢ−１４ｄＢ＝０ｄＢ）となっている。
【００４２】
このように、図４においては、部屋（空間）にあるＭＳ６が無線基地局から本実施形態の発着呼規制装置経由で受信する無線信号は、屋外にあるＭＳ７が無線基地局から受信する無線信号と信号レベルが同じになるように設定されている。
【００４３】
ここで、本実施形態の発着呼規制装置が動作していない場合と動作している場合の２通りの例について、図４の部屋（空間）にあるＭＳ６が無線基地局から受信する無線信号の信号レベルに着目して説明する。
【００４４】
本実施形態の発着呼規制装置が動作していない場合は、図４の部屋（空間）にあるＭＳ６は、無線基地局からの無線信号を建物の壁を通して直接受信するのみである。ＭＳ６が無線基地局から壁を通して受信する無線信号は、無線基地局から信号レベル＋３０ｄＢｍで送信された無線信号が、大気により１００ｄＢ減衰され、建物の壁で２０ｄＢ減衰されたものであるため、信号レベルが−９０ｄＢｍ（計算式：＋３０ｄＢｍ−１００ｄＢ−２０ｄＢ＝−９０ｄＢｍ）となっている。
【００４５】
一方、本実施形態の発着呼規制装置が動作している場合は、図４の部屋（空間）にあるＭＳ６は、無線基地局からの無線信号を、建物の壁を通して直接受信するだけでなく、本実施形態の発着呼規制装置経由で間接的に受信する。ＭＳ６が無線基地局から間接的に受信する無線信号は、無線基地局から信号レベル＋３０ｄＢｍで送信された無線信号が、大気により１００ｄＢ減衰され、遅延生成部２で２０ｄＢ増幅され、分配器３で６ｄＢ減衰され、レベル調整部４1で１４ｄＢ減衰されたものであるため、信号レベルが−７０ｄＢｍ（計算式：＋３０ｄＢｍ−１００ｄＢ＋２０ｄＢ−６ｄＢ−１４ｄＢ＝−７０ｄＢｍ）となっている。
【００４６】
よって、本実施形態の発着呼規制装置が動作している場合、図４の部屋（空間）にあるＭＳ６においては、無線基地局から建物の壁を通して直接受信する無線信号の信号レベル（−９０ｄＢｍ）よりも、本実施形態の発着呼規制装置経由で間接的に受信する無線信号の信号レベル（−７０ｄＢｍ）の方が十分（２０ｄＢ）大きくなっている。
【００４７】
つまり、図４の部屋（空間）にあるＭＳ６は、本来、無線基地局から直接受信した無線信号の電波により待ち受け状態になるべきところであるが、本実施形態の発着呼規制装置から間接的に受信した無線信号の信号レベルの方が２０ｄＢ大きいため、本実施形態の発着呼規制装置から受信した無線信号の電波により待ち受け状態となっている。
【００４８】
この状態においては、無線基地局とＭＳ６との間の無線信号の往復伝達時間は、遅延生成部２により増大している状態である。例えば、遅延生成部２の光ケーブル２５の長さが２０ｋｍ用意されていたとすると、無線基地局とＭＳ６との間の往復伝搬時間が１００μｓを超えることになる。往復伝搬時間１００μｓを無線空間での伝搬距離に換算すると、３０ｋｍ（片道で１５ｋｍ相当）となり、無線基地局のサーチャー部でＭＳからの無線信号をサーチする往復伝搬時間の設定範囲（例えば、片道１０ｋｍと仮定して設定）を超えている状態となる。その結果、無線基地局では、ＭＳ６からの無線信号を受信できず、無線基地局とＭＳ６とは通信できないことになる。言い換えれば、無線基地局とＭＳ６との通信を不可能なものにするには、遅延生成部２における遅延量すなわち光ケーブル２５の長さを、実際の往復伝搬時間が無線基地局に予め設定されている往復伝搬時間の設定範囲を超えるように決定すれば良いことになる。
【００４９】
つまり、本実施形態の発着呼規制装置においては、無線基地局からＭＳ６に送信される無線信号を遅延させることにより、無線基地局とＭＳ６との間の無線信号の往復伝搬時間を増大させているため、無線基地局とＭＳ６とが通信することができなくなり、それにより、ＭＳ６の発呼および着呼が規制されることになる。
【００５０】
また、本実施形態の発着呼規制装置において、屋外の空間にあるＭＳ７の発着呼を規制する場合、屋外の空間に、例えば、レベル調整部４2および指向性のアンテナ５2を設け、屋外の空間にアンテナ５2を向けて無線信号を送信する。このとき、建物による減衰がないため、ＭＳ７がアンテナ５2から受信する無線信号の信号レベルを無線基地局から直接受信する無線信号よりも大きくするために、アンテナ１からアンテナ５2までのトータルの利得を０ｄＢでなく＋２０ｄＢ程度にする。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態による発着呼規制装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した遅延生成部の一構成例を示すブロック図である。
【図３】図１に示したレベル調整部の一構成例を示すブロック図である。
【図４】図１に示した発着呼規制装置の一使用例を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１    アンテナ
２    遅延生成部
３    分配器
４1〜４n    レベル調整部
５1〜５n    アンテナ
６，７    移動機（ＭＳ）
２１    ＲＦアンプ
２２    ローカル信号源
２３    ミキサ
２４    Ｅ／Ｏ変換部
２５    光ケーブル
２６    Ｏ／Ｅ変換部
２７    ミキサ
２８    ローカル信号源
４１    電圧制御可変アッテネータ
４２    可変抵抗
４３    ＯＰアンプ
【図１】
2007043371.tif 000003
【図２】
2007043371.tif 000004
【図３】
2007043371.tif 000005
【図４】
2007043371.tif 000006