JP2005197919A - 通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】宅内において、有線系と無線系通信のデメリットを補いながら別ルートを選択することで通信時の他機器の電波干渉を回避し、音途切れを低減した通信接続と設置とが容易な通信システムの提供を目的とする。
【解決手段】既設の配電線１８を用いた電灯線通信技術と、通常通信する親機１・子機２間を無線化したシステムとを併用し、もう１つの通信経路を設ける。干渉源１００の位置に応じて、親機１あるいは子機２内にある判定回路５にて指示される無線と電灯線の切替え回路７および無線と光電変換の切替え回路２６により、親機１から子機２の充電台１９までを宅内の配電線１８を用いた電灯線通信に切り替え、子機２と干渉源１００の位置に応じて、子機２・子機２の充電台１９間に、親機１・子機２間を干渉源１００が出す電波と種類が異なる赤外線通信技術を適用する。これにより、通話中の音切れを低減できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、有線系と無線系の通信システムに係り、特に宅内におけるコードレス電話機やＰＢＸ（Private Branch eXchange；構内交換機）のような親機・子機の関係で構成される通信システムに関する。

従来の技術として、宅内においては有線系と無線系の通信システムがある。親機・子機の関係で構成されるシステムで説明すると、以下のようなものがある。

有線系の代表的なものはＰＢＸようなシステムであり、ＴＥＬ（TELephone；電話）コードなどのケーブルを用いて、ＰＢＸ本体（親機）と電話子機間を直接接続する方式である。無線と異なり、ケーブル間は他機器からの電波干渉を受け難いが、前述のＰＢＸ本体からのＴＥＬコードに電話子機が接続されているため、ＴＥＬコード、あるいは電話子機のハンドセットとを接続するカールコード自体に負荷がかからないよう電話子機周辺程度しか移動できない。そのため、通話中に近くにある資料を手にしたい場合などに移動できる範囲に制限があり、通話者の移動性・作業性が良くない。

また、最近では、宅内に配線した既設の１００Ｖ系電源ケーブルに送信側で変調した通話情報を乗せ、受信側のフィルタで５０または６０Ｈｚの電流を分離し、通話情報を取り出して復調することにより、通話が可能となる電灯線通信技術もある（例えば、特許文献１参照。）。

無線系の代表的なものはコードレス電話機であり、宅内では、法規制上許された周波数帯の電波を使って、コードレス電話機の親機・子機間でデータの送受信を行うことにより通話を実現する。国内においては、比較的容易に参入可能なＩＳＭバンド（Industry Science Medical band）を用いた無線システムが多い。ところが、最近では、このＩＳＭバンド帯の２．４ＧＨｚ近辺の周波数帯で動作する無線ＬＡＮ（Local Area Network）などの他の無線システムから出る電波の干渉や、電子レンジなどの家電機器が動作時に同周波数帯の電波を出すことによる電波干渉により、電話機の親機・子機間のデータの送受信が妨げられ、通話が途切れることがある。

また、無線通信（電波を利用して行う通信をいう。以下同じ。）ではないが、パソコンと携帯情報端末間で用いるデータ通信が主で、テレビリモコンのような赤外線のデータ通信方式である通信速度９．６ｋｂｐｓ（キロビット／秒）〜１１５．２ｋｂｐｓのＩｒＤＡ（Infrared Data Association）規格に準拠した方式もある（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００１−２８５１５０号公報 特開平１０−１６４２５０号公報

宅内の通信システムにおいて、コストを考慮すると、複雑にならないよう有線あるいは無線系単独のシステムとするのが望ましいが、それぞれにメリットがある反面、次のようなデメリットもある。

有線系において、ＰＢＸ本体と電話子機のケーブル接続では、通話者の移動性・作業性が悪く、ケーブルなどの設置工事も必要となる。また、ケーブルがテーブルや床上を這う
ことになり邪魔になる。また、新たにケーブルなどを設置する必要の無い既設の配電線を用いる電灯線通信技術を用いても、終端のＡＣ（交流）コンセントから先の通話者に伝達する手段が別途必要である。

無線系において、一般に、他機器とは電波を出す際の取り決めごとや調整のためのインターフェースも無い。そのため、他機器から出される電波の干渉による通話の中断があるし、当通信システムからの電波で他機器の通信などを中断させる場合もある。他機器からの干渉を回避するために、当通信システムの電波出力を上げる方法もあるが、日本国内においては法規制上の問題もあるため、実現が容易でなく、また消費電力も増加する。

また、通話者に専門知識が無い場合、電波を出し、干渉源となっている機器がどれであるか不明であり、取り敢えず、通話できるようになるのを待つしかない場合もある。同じ宅内でも、使用機器の動作状態などが異なるため、常に干渉源から出る電波の強弱や周波数も変化しているため、干渉源を特定することは困難である。

また、無線通信とは異なり電波干渉を受け難いＩｒＤＡ規格に準拠した赤外線通信では、通信に利用する赤外線光の直進性から障害物に弱く、通信距離が短くなる場合がある。

本発明の目的は、宅内において、有線系と無線系通信のデメリットを補いながら別ルートを選択することで通信時の他機器の電波干渉を回避し、音途切れを低減した通信接続と設置とが容易な通信システムを提供することにある。

本発明の通信システムは、配電線に接続され配電線から電源供給される親機と、親機と無線通信を行う子機と、配電線に接続され子機へ電源供給を行う充電台とを有する通信システムであって、親機と子機間での無線通信の状態に応じて無線通信または配電線を信号の伝送路とした通信を切り替えて通信を行うように構成したものである。

本発明によれば、宅内において、有線系と無線系通信のデメリットを補いながら別ルートを選択することで通信時の他機器の電波干渉を回避し、音途切れを低減した通信接続と設置とが容易な通信システムが得られる。また、宅内において、既設の配電線を用いた電灯線通信技術を利用するため、新たなケーブル配線工事が不要である。通話者の移動性・作業性は、無線系の子機としたことにより確保できる。また、電灯線通信を用いているため、配電線が張り巡らされている場合、宅内における他の部屋まで通信することが可能となる。

本発明は、通信時の他機器の干渉を回避し、音声を含むデータ通信を容易に行うという目的を、電灯線通信と近距離の光通信技術とを組み合わせることにより実現した。

上記課題を解決するためになされた第１の発明は、配電線に接続され配電線から電源供給される親機と、親機と無線通信を行う子機と、配電線に接続され子機へ電源供給を行う充電台とを有する通信システムであって、親機は、子機と無線通信を行うための第１の無線部と、第１の無線部による無線通信の状態を判断する第１の判定回路と、配電線を信号の伝送路とした通信を行うための電灯線制御部と、第１の判定回路にて判断された無線通信の状態に応じて第１の無線部と電灯線制御部のいずれかを用いて通信を行うための無線電灯線切替え回路とを備え、充電台は、配電線を信号の伝送路とした通信を行うための電灯線通信部と、子機と光通信を行うための第１の光電変換部および第１の光送受信部とを備え、子機は、親機と無線通信を行うための第２の無線部と、第２の無線部による無線通
信の状態を判断する第２の判定回路と、充電台と光通信を行うための第２の光電変換部および第２の光送受信部と、第２の判定回路にて判断された無線通信の状態に応じて第２の無線部と第２の光送受信部とのいずれかを用いて通信を行うための無線光電変換切替え回路とを備えたものであり、親機と子機間での無線通信の状態に応じて無線通信または配電線を信号の伝送路とした通信を切り替えて通信を行う。これにより、宅内において、有線系と無線系通信のデメリットを補いながら別ルートを選択することで通信時の他機器の電波干渉を回避し、音途切れを低減した通信接続と設置とが容易な通信システムが得られる。

上記課題を解決するためになされた第２の発明は、充電台は、第２の無線部と同周波数で動作する第３の無線部を備え、子機は、第２の判定回路にて判断された無線通信の状態に応じて第２の無線部を第３の無線部と通信するように切り替える無線部切替え回路を備えたものであり、親機と子機間での無線通信の状態に応じて無線通信または配電線を信号の伝送路とした通信を切り替えて通信を行うに際し、子機と充電台との間の通信を無線通信に切り替えることで通信時の他機器の電波干渉を回避する。これにより、音途切れを低減した通信接続と設置とが容易な通信システムが得られる。

上記課題を解決するためになされた第３の発明は、子機は、第２の無線部と異なる周波数で動作する第４の無線部と、第２の判定回路にて判断された無線通信の状態に応じて第２の無線部と第４の無線部とのいずれかを用いて通信を行うための無線部切替え回路とを備えた請求項１または２に記載の通信システムとしたものであり、親機と子機間での無線通信の状態に応じて無線通信または配電線を信号の伝送路とした通信を切り替えて通信を行うに際し、子機と充電台との間の通信を無線通信に切り替えることで通信時の他機器の電波干渉を回避する。これにより、音途切れを低減した通信接続と設置とが容易な通信システムが得られる。

以下、本発明の実施の形態について、各図に基づいて説明する。なお、以下の説明では、無線電話機として２．４ＧＨｚのＩＳＭバンド帯を利用する親機・子機からなるコードレス電話機を例にとって説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の第１実施の形態における通信システムの構成図である。本発明の第１実施の形態は、子機と子機の充電台との間で光通信を用いた例である。

図１において、本実施の形態における通信システムは、無線で通話情報を変換したデータを送受信する宅内通信装置の１例である無線電話機の親機１と、この親機１と無線通信を行う無線電話機の子機２と、子機２へ電源供給を行う充電台１９とを有する。

なお、図１に示す干渉源１００は、２．４ＧＨｚの電波を出す機器である。以下の説明において、干渉源１００と親機１は、干渉源１００の影響があるような距離に位置し、親機１と子機２はそのままでは無線通信できないものとする。また、干渉源１００と子機２は、離れていても近くにいてもどちらでもよいが、通話者が比較的、充電台１９の近傍で通話するものとする。

無線部３は、親機１と子機２内にあり、無線通信の送受信のための変復調処理などを行う。アンテナ４は、親機１と子機２の両方に設けられた無線通信用のアンテナである。判定回路５は、親機１と子機２内にあり、それぞれ親機１および子機２の無線部３につながり、無線部３の無線通信状態を判断する。

電灯線制御部６は、親機１内にあり、親機１の無線部３からのデータを変換し処理する
。無線と電線の切替え回路７は、親機１内にあり、無線通信状態に応じて判定回路５に指示され、データを他機器からの干渉が無いあるいは少ない方、すなわち無線部３か電灯線制御部６のいずれかに切り替える。電源・データＩ／Ｆ部８は、親機１内にあり、電灯線制御部６からのデータの受信と電源供給を行うものであり、コネクタのような複数の接続端子（図示せず。）を有する。なお、電源・データＩ／Ｆ部８は、後述するＡＣアダプタ１３にも設けてある。ＡＣアダプタ１３に電源・データＩ／Ｆ部８を設けない場合は、ＡＣコード１０とＡＣアダプタ１３を一体とする。

電源回路９は、電源・データＩ／Ｆ部８にケーブル（図示せず。）のようなもので接続され、親機１内に電源供給する。ＡＣコード１０は、親機１および子機２とＡＣアダプタ１３のそれぞれの電源・データＩ／Ｆ部８をつなぐコードである。信号線１１は、ＡＣコード１０内の線であり、データを通すものである。電源線１２は、電源供給用でＡＣコード１０内の線である。

ＡＣアダプタ１３は、前述の電源・データＩ／Ｆ部８と、電源・データＩ／Ｆ部８を介して親機１とつながり、データを受ける電灯線通信部１４と、電源・データＩ／Ｆ部８を介して親機１とつながり、電源を供給する整流回路１５とを有する。

ＡＣコード１６はＡＣコード１０と同様でＡＣアダプタ１３につながるコードである。ＡＣコンセント１７は、一般に宅内の壁に設けられ、ＡＣコード１６の先端端子（図示せず。）を接続するコンセントであり、配電線１８につながっている。配電線１８は、宅内の壁の裏側などに配線された通常１００Ｖ系のケーブル（コード）である。

なお、子機２においては、コストダウンのために通常親機１との部品共用を図る。本説明においても同じ部品は親機１と同じ番号とする。

充電台１９は、充電回路２０を備える。充電台１９の電源・データＩ／Ｆ部８とＡＣアダプタ１３の電源・データＩ／Ｆ部８との間はＡＣコード１０でつながっている。配電線１８に複数つながるＡＣコンセント１７からＡＣコード１６、ＡＣアダプタ１３までは親機１の例と同じである。これらの線路により、親機１からのデータ伝送と電源供給を充電台１９に対して行う。

充電台１９内では、電源・データＩ／Ｆ部８から分岐して電源電流のみが充電回路２０に供給され、充電回路２０から電源端子２１へ供給される。子機２にも同様に電源端子２１を設けており、子機２を充電のために充電台１９に装着時、充電台１９の電源端子２１と嵌合する。その際、子機２内の電池２２に電源供給され、充電がなされる。充電した後、子機２を親機１に対するコードレス子機として使用できる。

一方、データは、充電台１９の電源・データＩ／Ｆ部８から電灯線通信部１４を経由して、光電変換部２３に伝えられる。光電変換部２３では、データのような電気信号を、例えば赤外線のようなＩｒＤＡ規格の光信号に変換し、充電台１９の光送受信部２４から子機２の光送受信部２４に伝える。そして、子機２内の光電変換部２３に送られたデータは、音声処理部２５で処理され、子機２のスピーカ（図示せず。）から音声として通話者に伝えられる。

なお、光電変換部２３では、上述のように電気信号から光信号に変換するのとは逆に、光信号から電気信号への変換も行う。子機２から親機１へデータを流す際、子機２内で判定回路５にて、図２に示すような希望波の受信電界強度検知レベル（ＲＳＳＩ：Received
Signal Strength Indicator）を参照し、無線通信状態が良いと判断した場合は、データを子機２の無線部３からアンテナ４を介して親機１へ無線送信する。一方、図３に示すよ
うに無線通信状態が悪いと判断した場合は、子機２の判定回路５は、無線と光電変換の切替え回路２６に光電変換への切替えを指示する。無線と光電変換の切替え回路２６は、無線部３にデータを光電変換部２３に送るように指示する。光電変換部２３は、データである電気信号を光通信データに変換する。子機２は、変換されたデータを、子機２の光送受信部２４から充電台１９の光送受信部２４に赤外線通信で送る。充電台１９の光電変換部２３は、この光信号を電気信号のデータに変換する。このデータは、電灯線通信部１４に送られ、子機２のＡＣアダプタ１３、ＡＣコンセント１７を経由して配電線１８を通り、親機１のＡＣコンセント１７、ＡＣアダプタ１３を経由して、親機１に伝わる。そして、親機１内の音声処理部２５にて処理され、親機１のスピーカ（図示せず。）よりアナログ変換された音声が出力される。これにより、他機器からの干渉があっても音途切無が少ない通話が可能となる。

（実施の形態２）
図４は本発明の第２実施の形態における通信システムの構成図である。本発明の第２実施の形態は、上記本発明の第１実施の形態において子機２と子機２の充電台１９間を無線化した例である。第１実施の形態からの変更点としては、子機２の充電台１９の光電変換部２３および光送受信部２４に代えてアンテナ４および無線部３を設け、子機２の無線と光電変換の切替え回路２６に代えて無線部の切替え回路３６を設けたところにある。

干渉源１００と親機１は、干渉源１００の影響があるような距離に位置し、親機１と子機２はそのままでは無線通信できないものとする。干渉源１００と子機１の位置は、離れていて比較的影響が少なく、通話者が比較的、充電台１９から離れて通話するものとする。

この構成により、子機２内の判定回路５により図３に示すように無線通信状態が悪いと判断された場合、子機２内の無線部の切替え回路３６にて無線部３を充電台１９の無線部３と通信するように切り替え、子機２と子機２の充電台１９間を無線通信とし、それ以降で親機１までを電灯線通信とする。充電台１９の無線部３はコストメリットを考慮し、親機１、子機２が用いている無線周波数と同じものとする。また、上記構成に加えて、上記本発明の第１実施の形態で説明した赤外線通信用の光電変換部２３および光送受信部２４を子機２と充電台１９に備えて、どちらか選択できるようにしてもよい（図示せず。）。これらにより、親機１と子機２の無線部３との間で充電台１９の無線部３を介して通信を行うことが可能となり、他機器からの干渉があっても途切れること無しに通話することが可能となる。

（実施の形態３）
図５は本発明の第３実施の形態における通信システムの構成図である。本発明の第３実施の形態は、上記本発明の第２実施の形態と同様、子機２と子機２の充電台１９間を無線化した例である。第２実施の形態からの変更点としては、他機器から干渉を受け難くするため、第２実施の形態の無線部３とは異なる無線周波数とした無線部３３およびアンテナ３４を、子機２および子機２の充電台１９に設けたところにある。

干渉源１００と親機１は、干渉源１００の影響があるような距離に位置し、親機１と子機２はそのままでは無線通信できないものとする。干渉源１００と子機２の位置は、第１実施の形態のように近くにいても離れていても良く、第２実施の形態のように通話者が比較的、充電台１９から離れて通話するものとする。

この構成により、子機２内の判定回路５により図３に示すように無線通信状態が悪いと判断された場合、子機２内の無線部の切替え回路３６にて無線部３と無線部３３とを切り替え、子機２と子機２の充電台１９間を無線通信とし、それ以降で親機１までを電灯線通
信とする。

なお、図示しないが周波数が異なる複数の無線部３３を設けた構成とし、無線通信の状態に応じてその都度選択できるようにしてもよい。また、上記構成に加えて、上記本発明の第１実施の形態で説明した赤外線通信用の光電変換部２３および光送受信部２４を子機２と充電台１９に備えて、どちらか選択できるようにしてもよい（図示せず）。これらにより、親機１と子機２の無線部３との間で充電台１９を介して通信を行うことが可能となり、他機器からの干渉があっても途切れること無しに通話することが可能となる。

以上のように、本発明の第１から第３実施の形態における通信システムでは、宅内において、干渉源による影響を検知し、無線通信の状況に応じて有線系および無線系の通信システムのメリットを用いることにしたため、それぞれのデメリットを補い、通話中の音途切れなどを低減することができる。これにより、通話者が感じる違和感を減少することもできる。また、宅内において、既設の配電線を用いた電灯線通信技術を利用するため、新たなケーブル配線工事が不要である。通話者の移動性・作業性は、無線系の子機としたことにより確保できる。また、電灯線通信を用いているため、配電線が張り巡らされている場合、宅内における他の部屋まで通信することが可能である。

また、第２、第３実施の形態における通信システムでは、通話者の移動性・作業性をよくするために、通常通信する親機・子機間を無線化したシステムと併用して、無線化のデメリットを補うために、もう１つ通信経路を設けている。これにより、干渉源との位置関係に応じて、親機あるいは子機内にある判定回路により指示される切替え回路により、親機から子機の充電台までを宅内の配電線を用いた電灯線通信に切り替え、子機と干渉源の位置関係に応じて、子機と子機の充電台間に、親機と子機間を干渉源が出す電波と同じか、あるいは異なる周波数を用いる無線か、さらには種類が異なる赤外線通信技術を適用することにより、他機器の電波干渉を回避することができる。

さらに、エネルギー使用の面からは、電灯線通信を行う配電線に接続される子機の充電台と子機間に干渉源が出す電波の周波数帯の無線あるいはＩｒＤＡ規格である赤外線通信を用いることで、子機と子機の充電台間の無線出力が、親機から直接子機への無線出力よりも当然小さくて済むため、省電力化が可能である。また、応用例の面からは、ＩｒＤＡ規格に適合するなどして、子機または子機の充電台から他の機器にもデータ伝送可能となる。

最終的に、本発明の通信システムにおいては、干渉源自体に電波を出すことを止めさせる手段を用いることなく、別ルートを選択するようにしたことにより、他機器とお互いに干渉しあうことを抑えているため、他機器が干渉源となるような位置にあっても、通話者には通話中の音途切れを低減し、感じる違和感を減少させて通話をさせることができる。

本発明は、無線系・有線系の通信システムとして有用であり、特に、宅内において、有線系と無線系通信のデメリットを補いながら別ルートを選択することで通信時の他機器の電波干渉を回避し、音途切れを低減した通信接続と設置とが容易な通信システムであるため、宅内におけるコードレス電話機やＰＢＸのような親・子機での関係で構成されるシステムに好適である。

本発明の第１実施の形態における通信システムの構成図 希望波の受信電界強度検知レベルの例を示す図 希望波の受信電界強度検知レベルの例を示す図 本発明の第２実施の形態における通信システムの構成図 本発明の第３実施の形態における通信システムの構成図

符号の説明

１ 親機
２ 子機
３ 無線部
４ アンテナ
５ 判定回路
６ 電灯線制御部
７ 無線と電灯線の切替え回路
８ 電源・データＩ／Ｆ部
９ 電源回路
１０ ＡＣコード
１１ 信号線
１２ 電源線
１３ ＡＣアダプタ
１４ 電灯線通信部
１５ 整流回路
１６ ＡＣコード
１７ ＡＣコンセント
１８ 配電線
１９ 充電台
２０ 充電回路
２１ 電源端子
２２ 電池
２３ 光電変換部
２４ 光送受信部
２５ 音声処理部
２６ 無線と光電変換の切替え回路
３３ 無線部
３４ アンテナ
３６ 無線部の切替え回路
１００ 干渉源

Claims (3)

1. 配電線に接続され前記配電線から電源供給される親機と、同親機と無線通信を行う子機と、前記配電線に接続され前記子機へ電源供給を行う充電台とを有する通信システムであって、
   前記親機は、前記子機と無線通信を行うための第１の無線部と、同第１の無線部による無線通信の状態を判断する第１の判定回路と、前記配電線を信号の伝送路とした通信を行うための電灯線制御部と、前記第１の判定回路にて判断された無線通信の状態に応じて前記第１の無線部と電灯線制御部のいずれかを用いて通信を行うための無線電灯線切替え回路とを備え、
   前記充電台は、前記配電線を信号の伝送路とした通信を行うための電灯線通信部と、前記子機と光通信を行うための第１の光電変換部および第１の光送受信部とを備え、
   前記子機は、前記親機と無線通信を行うための第２の無線部と、同第２の無線部による無線通信の状態を判断する第２の判定回路と、前記充電台と光通信を行うための第２の光電変換部および第２の光送受信部と、前記第２の判定回路にて判断された無線通信の状態に応じて前記第２の無線部と第２の光送受信部とのいずれかを用いて通信を行うための無線光電変換切替え回路とを備えたことを特徴とする通信システム。
2. 前記充電台は、前記第２の無線部と同周波数で動作する第３の無線部を備え、
   前記子機は、前記第２の判定回路にて判断された無線通信の状態に応じて前記第２の無線部を前記第３の無線部と通信するように切り替える無線部切替え回路を備えたことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記子機は、前記第２の無線部と異なる周波数で動作する第４の無線部と、前記第２の判定回路にて判断された無線通信の状態に応じて前記第２の無線部と第４の無線部とのいずれかを用いて通信を行うための無線部切替え回路とを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の通信システム。

Images