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光無線通信システム、光無線通信方法、光無線基地局及び光送受信端末

国内特許コード P07A010326
整理番号 H18063
掲載日 2007年10月11日
出願番号 特願2004-250797
公開番号 特開2006-067500
登録番号 特許第4429847号
出願日 平成16年8月30日(2004.8.30)
公開日 平成18年3月9日(2006.3.9)
登録日 平成21年12月25日(2009.12.25)
発明者
  • 野中 弘二
  • 橘 昌良
出願人
  • 高知県公立大学法人
発明の名称 光無線通信システム、光無線通信方法、光無線基地局及び光送受信端末
発明の概要 【課題】 オフィス空間等の一定の屋内空間内に分散された複数の情報機器間のデータ伝送を光無線通信を利用して行う光無線LANや光インターコネクションに利用される光無線通信システムの提供。
【解決手段】 電気信号を光信号に変換する光送受信端末と、光送受信端末と光信号の送受信を行う光無線基地局とからなる光無線通信システムであって、光送受信端末が、光無線基地局からの光信号を受光する複数の捕光部からなる受光手段と、入射光量を前記捕光部毎に検出する光量検出手段と、捕光部毎の入射光量に基づいて前記光送受信端末の受光姿勢を認知する認知手段と、最適な受光姿勢に前記光送受信端末の受光姿勢を補正する受光姿勢補正手段を有し、捕光部は受光する光信号を収集する受信部と、平面視に於いて、該受信部の中心位置と異なる位置に中心軸が配される第1レンズとを有していることを特徴とする。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要


近年になって、情報通信機器等の普及や光ファイバー通信の発展に伴い、オフィス等の空間内に分散された複数の端末へ、大容量のデータ伝送を送受信することのできる通信方式が創出されている。
特に、オフィス、家庭や講堂等の一定の屋内空間内では、情報伝送やデータの共有を目的とするために、端末間を相互接続するローカルエリアネットワーク(Local Area Network:LAN)の構築が盛んに行われている。このようなLANを構築する場合、従来方式である有線方式を採用すると、端末機器の追加、移動、再構築により利用されるケーブル等のネットワーク機器の再配置が必要であるためLANを構築する、又は変更する際の柔軟性を確保することができない問題点を有していた。



上記するような問題点を解決するために、ケーブル配線等が不要である無線方式を採用して、柔軟性を有するLANを構築することが行われている。
特に近年では、このような無線方式に、光通信技術を利用する光無線通信を採用する方式が多用されており、LANを構築するための光無線通信に関する発明が多数創出されている。
たとえば、特許文献1には、狭指向あるいは集光性を有する光信号が光束変換面にスポット照射すると、二次光源が擬似的に光束変換面に配置され、二次光源から所定範囲に比較的なだらかな光量分布になるように光信号が照射される発明が開示されている。この特許文献1に記載される発明によって、各素子等を最小限化することで経済的に小型化することができるとともに、低消費電力化・光束対応を実現することができる光送受信装置を提供している。



また、特許文献2には、端末装置が設置されるエリアを2個以上に分割し、この分割されたエリアを円弧状に回転しながら投光する光無線基地局(特許文献2に記載される光アクセスステーション)を有する発明が開示されている。この特許文献2に記載される発明によって、信号の衝突を回避することができるとともに、信頼性の高いデータ伝送を行うことができる光情報通信システムを提供している。



しかしながら、これら特許文献1及び2に開示される発明は、端末自体が移動する場合において、移動する複数の端末に対して柔軟に対応することができないという問題点を有していた。
特に、高速データ伝送を行うためには、ビットあたりの信号パワー密度を確保するため、拡散型ではなく指向性の高いレーザを使用する必要がある。その場合には、送受信を行う端末の移動に応じてレーザビームの向きを適宜に変更して追尾するか、又は、端末が移動したエリアをカバーできる他のレーザに信号の受け渡し(ハンドオーバ)する必要があった。このため、従来の光無線通信方法では、図20に示す如く、移動端末を追尾する動作によって光無線基地局全体が機械的に移動して、一の端末に対して光軸方向を修正していた。このため、多数の端末に対することが困難になる問題点を有していた。
また、各送受信端末に一意に対応した移動可能な光ビームを多数発することによって、複数のカバーエリアを有するとともに、多数の端末の接続を確保することができる光無線基地局を採用することもできるが、このような光無線基地局を採用する場合、各カバーエリアに光ビームを照射する光源(レーザ)を各々具備する必要が生じるため、光無線基地局自体が大掛りな装置となってしまう問題点を有していた。
更に、上記する如き複数のレーザを有する光無線基地局では、端末の移動に伴うハンドオーバを制御するための制御信号を、端末と光無線基地局間に於いて絶えず送受信しなければならず、トラフィックの増大を招く問題を有していた。



一方、レーザを利用する光信号を送受信する高速光無線通信では、電磁波拡散の影響を受けないため、医療現場や秘密現場での大容量データ通信や屋内での移動を伴う画像通信への要求が増大している。上記のような課題を避けて移動に柔軟な利便性を考慮すると、ビームを拡散させて共有することが至便である。しかしながら、ビット単位あたりの識別に必要な限界エネルギーは、一定の大きさを必要としているため、高速通信を実行するためには平均受信パワーを増加させなければならず、レーザを狭角ビームに設定しなければならなかった。レーザを狭角ビームに設定することは、一対多のマルチアクセスを行うことは困難となり、一対一のPtoPアクセスに限られてしまう問題点を有していた。一方で、PtoPアクセスであっても、PtoPアクセスの通信を行う端末が、移動したり受光姿勢を変更したりした場合には、ビームが放射される方向性をこの端末に追従させるように制御しなければならず、利便性を失う問題点を有していた。



【特許文献1】
特開平10-178393号公報
【特許文献2】
特開平11-317708号公報

産業上の利用分野


本発明は、光無線通信システム、光無線通信方法、光無線基地局及び光送受信端末に関し、より詳しくは、オフィス空間等の一定の屋内空間内に分散された複数の情報機器間のデータ伝送を光無線通信を利用して行う光無線LANや光インターコネクションに利用される光無線通信システム、光無線通信方法、光無線基地局及び光送受信端末に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
電気信号と光信号とを相互に変換する光送受信端末であって、
光無線基地局から送信される光信号を受光する複数の捕光部からなる受光手段と、
前記受光手段に於いて受信された光信号の入射光量を前記捕光部毎に検出する光量検出手段と、
前記光量検出手段に於いて検出される前記捕光部毎の入射光量に基づいて前記光送受信端末の受光姿勢を認知する認知手段と、
前記光送受信端末の前記受光手段の受光姿勢を補正する受光姿勢補正手段と、
前記光無線基地局へ光信号を送信する送信手段と、を有し、
前記複数の捕光部は、前記送信手段を中心とする円周を等分割するように配置されており、それぞれ、第1レンズと、前記第1レンズを介して受光する光信号を収集する受信部とを有し、前記第1レンズは、前記受信部の中心位置と異なる位置に中心軸が配されており、
前記受信部は、複数の前記補光部を重ね合わせて透視すると、前記補光部の中心から所定間隔の半径の円周上に等間隔となるように配置されており、
前記受光姿勢補正手段が、前記認知手段により認知される各前記捕光部に於いて検出される入射光量が略等しくなるように、前記光送受信端末の前記受光手段を上下及び/又は水平に回転させることを特徴とする光送受信端末

【請求項2】
前記複数の捕光部は、前記送信手段を中心とする円周を等分割するように配置されている構成に代えて、一列に並んで配置されていることを特徴とする請求項1記載の光送受信端末
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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