JP2010251825A - 無線装置、無線装置の制御方式及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】電化製品や暖房器具の設置時に無線通信の通信範囲の確保が必要になる。また移設時だけでなく周囲の樹木や家屋の状況が変化するたびに通信範囲の確保が必要になる。
【解決手段】位相設定Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれの位相設定でのＲＳＳＩ値を計測すると、これらの値を含むアンサー信号である電文ＲＦ５１を冷蔵庫の搭載無線機に送信し、電文ＲＦ５１を受信した冷蔵庫の搭載無線機は、これを制御部２０に入力し、制御部２０はこれらの値から最適な位相設定判定し、基地局１と冷蔵庫の搭載無線機とエアコンの搭載無線機８間の同時送信による空間合成通信状態を最適にする嗜好設定を保ち通信を確立する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線基地局と通信を行う無線装置に関する発明であり、特に無線通信の通信範囲を拡大する機能に関わる発明である。

近年、電化製品や暖房器具などの重要な不具合発生時には速やかな報告が義務づけられ早期の対応が必要となっている。長期使用された製品では該当製品であるかの確認を行うための製品の所在確認や廃棄の確認などに膨大な時間と費用が必要となり、電波を使用した該当製品の報知システムの構築が検討されている。

特開平８−０４６８８３号公報

従来の方法では、電化製品や暖房器具の設置時に無線通信の通信品質の確保が必要になる。また移設時だけでなく周囲の樹木や家屋の状況が変化するたびに通信品質の確保が必要になる。

本発明は、上記する従来の問題を解消するためになされたものであり、無線基地局と複数の搭載無線機の同時送信による空間合成を有効利用し無線基地局との無線通信の通信品質の確保と通信範囲の拡大を行うものである。

これにより搭載無線機からの基地局に対する送信の電界強度レベルが閾値近くで余裕が無い場合でも複数の搭載無線機の同時送信することにより設置時、移設時だけでなく、周囲の樹木や家屋の状況変化に対応して家電製品の設置場所の制約を緩和する効果を実現できうるものである。

そこで、前記従来の課題を解決するために、無線基地局と、前記無線基地局との間で無線通信を行う第１の搭載無線機を有する第１の家電機器と第２の搭載無線機を有する第２の家電機器において、前記無線基地局は、前記搭載無線機からのリクエスト信号を受信する第１の受信手段と、アンサー信号を返信する第１の送信手段とを備え、前記第１の搭載無線機は、前記リクエスト信号を送信する第２の送信手段と、前記無線基地局から返信されたアンサー信号を受信する第２の受信手段と、前記第２の搭載無線機との通信機能手段と、前記第２の送信手段には第１の送信位相制御手段とを備え、前記第２の搭載無線機は、前記リクエスト信号を送信する第３の送信手段と、前記無線基地局から返信されたアンサー信号を受信する第３の受信手段と、前記第１の搭載無線機との通信機能手段と、前記第３の送信手段には第２の送信位相制御手段とを備えるようにしている。

これにより搭載無線機からの基地局に対する送信の電界強度レベルが閾値近くで余裕が無い場合でも複数の搭載無線機の同時送信することにより設置時、移設時だけでなく、周囲の樹木や家屋の状況変化に対応して家電製品の設置場所の制約を緩和する効果を実現できうるものである。

このように、電波を使用した該当製品の報知システムを、これにより搭載無線機からの基地局に対する送信の電界強度レベルが閾値近くで余裕が無い場合でも複数の搭載無線機の同時送信することにより、設置時や移設時だけでなく、周囲の樹木や家屋の状況変化に対応して家電製品の設置場所の制約を緩和できうる無線装置を提供できる。

本発明の一例となる実施の形態１における無線装置を冷蔵庫、洗濯機、エアコンに設置する一例を示した略上透視図 本発明の実施の形態１における無線装置の各無線機の構成を示す略ブロック図 本発明の実施の形態１における通信シーケンスの一例を示すフロー図

第１の発明は、無線基地局と、前記無線基地局との間で無線通信を行う第１の搭載無線機を有する第１の家電機器と第２の搭載無線機を有する第２の家電機器において、前記無線基地局は、前記搭載無線機からのリクエスト信号を受信する第１の受信手段と、アンサー信号を返信する第１の送信手段とを備え、前記第１の搭載無線機は、前記リクエスト信号を送信する第２の送信手段と、前記無線基地局から返信されたアンサー信号を受信する第２の受信手段と、前記第２の搭載無線機との通信機能手段と、前記第２の送信手段には第１の送信位相制御手段とを備え、前記第２の搭載無線機は、前記リクエスト信号を送信する第３の送信手段と、前記無線基地局から返信されたアンサー信号を受信する第３の受信手段と、前記第１の搭載無線機との通信機能手段と、前記第３の送信手段には第２の送信位相制御手段とを備えるようにしている。

これにより、搭載無線機からの基地局に対する送信の電界強度レベルが閾値近くで余裕が無い場合でも複数の搭載無線機の同時送信することにより無線通信の通信品質を向上する可能性を実現できうるものである。

第２の発明は、第１の発明に加えて、無線ＩＤの異なる第１の搭載無線機と第２の搭載無線機との同時送信時の電界強度レベルＲＳＳＩを正常受信しアンサー信号の返信を行うようにしている。

これにより、個別の無線ＩＤを含んだ電文を用いて、搭載無線機からの基地局に対する送信の電界強度レベルが閾値近くで余裕が無い場合でも複数の搭載無線機が同時送信することにより無線通信の通信品質を向上する可能性を実現できうるものである。

第３の発明は、第２の発明に加えて、前記無線基地局から前記第１の家電機器に搭載された前記第１の搭載無線機が受信したアンサー信号に含まれる電界強度レベルＲＳＳＩを元に、前記第２の家電機器に搭載された前記第２の搭載無線機と無線通信し、前記無線基地局に対して同時に送信することにより空間合成により前記無線基地局に対する電界強度レベルＲＳＳＩを受信する際に、前記第１の搭載無線機の送信出力に対して前記第２の搭載無線機の送信出力の位相を変化させ、最も電界強度レベルＲＳＳＩが改善される位相差を検出し通信品質の向上を行うようにしている。

これにより、個別の無線ＩＤを含んだ電文を用いて、搭載無線機からの基地局に対する送信の電界強度レベルが閾値近くで余裕が無い場合でも複数の搭載無線機が同時送信する際に最も電界強度レベルＲＳＳＩが改善された無線通信を行い、通信品質の向上を実現できる。

第４の発明は、請求項３及び請求項４の無線装置に置いて前期第１の搭載無線機と前記
第２の搭載無線機間の通信を有線ネットワークで行うようにしている。

これにより、無線通信の頻度を抑える事ができ、搭載無線機の数が増えた場合の搭載無線機間の無線通信の輻輳制御を実現できる。

第５の発明は、無線基地局と、前記無線基地局との間で無線通信を行う搭載無線機を有する無線装置の制御方法において、前記搭載無線機からのリクエスト信号を受信するステップと、前記リクエスト信号の電界強度レベルを計測するステップと、前記計測手段の計測値を含んだアンサー信号を返信するステップと、前記リクエスト信号を前記アンテナ手段から送信するステップと、前記無線基地局から返信されたアンサー信号を受信するステップと、前記アンサー信号に含まれた計測値に基づいて通信の確立を判断する通信確立判断ステップと、前記リクエスト信号を受信するステップにおいて異なった無線ＩＤを同時受信した場合においても空間合成リクエスト信号の電界強度レベルを計測するステップと、前記計測手段の計測値を含んだアンサー信号を予め定められた回数受信するステップと、前記アンサー人号を受信する際にリクエスト信号の位相を変化させ電界強度レベルの最大値を求めるステップとを行う無線装置の制御方式である。

これにより、個別の無線ＩＤを含んだ電文を用いて、搭載無線機からの基地局に対する送信の電界強度レベルが閾値近くで余裕が無い場合でも複数の搭載無線機が同時送信する際に最も電界強度レベルＲＳＳＩが改善された無線通信を行い、通信品質の向上を実現できる。

第６の発明は、第１〜４の発明に記載の無線装置の少なくとも一部を実行するプログラムである。

そして、プログラムであるので、電気・情報機器、コンピュータ、サーバー等のハードリソースを協働させて本発明の無線キーシステムの少なくとも一部を容易に実現することができる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１における無線装置の一例として、冷蔵庫に搭載された搭載無線機と洗濯機に搭載された搭載無線機とエアコンに搭載された搭載無線機で構成する場合の略構成図を示したものであり、室外機や赤外線リモコンなどの構造物は除き略式に示している。

図１において冷蔵庫２、洗濯機３、エアコン４にはそれぞれ搭載無線機が内蔵されており基地局及び相互間の無線通信が可能なように構成されている。

例えば、冷蔵庫２は基地局１からの電界強度が比較的強い場所に設置されており基地局１との情報交換が可能である。洗濯機３とエアコン４とはたまたま基地局１からの電界強度が不十分な場所に設置されている。冷蔵庫２と洗濯機３とエアコン４は通信確立に十分な距離があり通信を確立している。すなわち冷蔵庫２と洗濯機３とエアコン４はサブネットワーク１を構成している。冷蔵庫２と洗濯機３とエアコン４はサブネットワーク経由で同時送信や送信電波の位相などの制御が可能であり、複数の搭載無線機を連動して操作することが可能である。更にサブネットワークを介して洗濯機３とエアコン４の情報は冷蔵庫２と共有され冷蔵庫２経由で基地局１に送られる。

本実施の形態１では、基地局１と冷蔵庫２に搭載された搭載無線機の間で通信する際に、洗濯機３がサブネットワークを介して冷蔵庫１と同時送信及び送信電波の最適な位相関係を取得する事ができる。エアコン４も同様である。

これにより、搭載無線機を有する家電機器はサブネットワークを介して複数の搭載無線機は最適な位相関係で同時送信を行い空間合成されることにより、基地局１との通信品位を改善できる無線装置を実現できうるものである。

図２は、各無線機の構成を示したブロック図であり、基地局１は無線機全体を制御する制御部１５、第１の送信手段である送信部１６、第１の受信手段である受信部１８、受信電文に含まれる識別符号（以下、ＩＤ）から通信すべき相手からの電文かを判定するとともに暗号化電文の復号などを行う認証部１７、受信電文のＲＳＳＩを計測する計測手段である電界強度レベル計測部１４、およびアンテナ部１３を備えている。制御部１５は、マイコン、メモリとその周辺回路で構成し、認証部１７は、予め記憶したプログラムに従って、制御部１５を構成するマイコンの処理の一部として実行してもよい。

また、同様に搭載無線機８は、制御部２０、電界強度レベル計測部１９、認証部２２、第２の送信手段となる送信部２１、第２の受信手段となる受信部２３、アンテナ部２５、送信電波の位相を制御する位相制御部２６を備える。

最後に、図３を用いて基地局１と通信確立した家電機器ともうひとつの家電機器が空間合成を利用して通信品質を改善する際の各無線機の動作を示すフローの一例について説明する。

まず、図３の動作フロー図では、冷蔵庫の搭載無線機はエアコンの搭載無線機に同時通信のトリガーを送る。（ステップＳ３０）、搭載無線機８を有した洗濯機は一定間隔で、送信電波の位相を切り替えて、順次リクエスト信号となる無線電波ＲＦ４１、４２、４３を冷蔵庫の搭載無線機からのリクエスト信号ＲＦ３１、ＲＦ３２、ＲＦ３３と同時に送信させる。（ステップＳ４１からＳ４３とステップＳ３１からＳ３３）
一方、基地局１は、一定時間おきに電波が送信されてきているかどうかをチェックするキャリアセンスを行い（ステップＳ５０）、もし電波が送信されてなければ、一定時間ごとにステップＳ５０を繰り返す。

無線電波ＲＦ３１とＲＦ４１は、ヘッダ部分に基地局１がキャリアセンスを行う間隔時間分の同期信号を送出し、搭載無線機はこの同期信により同期を合わせてＲＦ３１、ＲＦ３２、ＲＦ３３、ＲＦ４２、４３、４４を受信する。このときＲＦ３１、ＲＦ３２、ＲＦ３３、ＲＦ４２、４３、４４はそれぞれ同期信号を付与しても良いが、連続する電文のそれぞれ一部分として送出してもよい。

ステップＳ５０でキャリアセンスにより無線電波が送信されていることを検出すると、基地局１は位相設定Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれの位相設定のＲＳＳＩを計測して記憶する。この場合、搭載無線機８側での位相の切替は、無線電波ＲＦ４１の同期部分以降一定時間若しくは一定長電文を送信するごとにＲＦ４２、ＲＦ４３に切り替わるよう予め通信のプロトコルを決めておけば基地局１はいずれの位相設定切替タイミングを検出でき、位相設定ごとのＲＳＳＩを判別できる。

なお、図示していないが、無線電波ＲＦ３１、ＲＦ３２、ＲＦ３３、ＲＦ４２、４３、４４ＲＦ４２、ＲＦ４３、ＲＦ４４には、冷蔵庫の搭載無線機とエアコンの搭載無線機８と、基地局１が正当な組み合わせである事を認証するＩＤを含んでいる。基地局１でＩＤ
が認証されない場合は、計測したＲＳＳＩは破棄するが、最適位相設定を判断するループではＩＤ部分を無視して通信を行う。また、いずれかの指向性での無線電波が弱すぎて受信できない場合や、予め取り決めた閾値より小さい場合もＲＳＳＩ値は破棄する。

ステップＳ５１で位相設定Ａ、Ｂ、Ｃのそれぞれの位相設定でのＲＳＳＩ値を計測すると、これらの値を含むアンサー信号である電文ＲＦ５１を冷蔵庫の搭載無線機に送信する。電文ＲＦ５１を受信した冷蔵庫の搭載無線機は、これを制御部２０に入力する（ステップＳ３４）。位相設定ごとのＲＳＳＩの計測値を入手すると、制御部２０はこれらの値から最適な位相設定判定し（ステップＳ３５）、基地局１と冷蔵庫の搭載無線機とエアコンの搭載無線機８間の同時送信による空間合成通信状態を最適にする嗜好設定を保ち通信を確立する。

また、ＲＳＳＩを返送する電文ＲＦ５１や、ステップＳ３５で最適位相設定を制御部２０で判定する代わりに、基地局１で最適位相設定判定までを行い、判定結果を示す位相設定コードなどをＲＦ５１の電文として送信する構成などでも構わない。

最後に、本実施の形態１は一般的な家電製品の無線装置として説明したが、例えば工場やオフィス用のオフィス機器へも広く応用できうるものである。

なお、本実施の形態で説明した手段は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバー等のハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムの形態であれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したりインターネットなどの通信回線を用いて配信することで新しい機能の配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。

以上のように、本発明によれば、電波を使用した該当製品の報知システムを、無線基地局と複数の搭載無線機の同時送信による空間合成を有効利用し無線基地局との無線通信の通信品質の確保と通信範囲の拡大を行い搭載無線機からの基地局に対する送信の電界強度レベルが閾値近くで余裕が無い場合でも家電製品の設置場所の制約を緩和する効果を実現できうるものである。

１ 基地局
２ 冷蔵庫
３ 洗濯機
４ エアコン
８ 搭載無線機
１３ アンテナ部
１４ 電界強度レベル計測部（計測手段）
１５ 制御部
１６ 送信部（第１の送信手段）
１７ 認証部
１８ 受信部（第１の受信手段）
２０ 制御部
２１ 送信部（第２の送信手段）
２２ 認証部
２３ 受信部（第２の受信手段）
２４ 電界強度レベル計測部
２５ アンテナ部（アンテナ手段）
２６ 位相制御部

Claims (6)

1. 無線基地局と、前記無線基地局との間で無線通信を行う第１の搭載無線機を有する第１の家電機器と第２の搭載無線機を有する第２の家電機器において、
   前記無線基地局は、
   前記搭載無線機からのリクエスト信号を受信する第１の受信手段と、
   アンサー信号を返信する第１の送信手段とを備え、
   前記第１の搭載無線機は、
   前記リクエスト信号を送信する第２の送信手段と、
   前記無線基地局から返信されたアンサー信号を受信する第２の受信手段と、
   前記第２の搭載無線機との通信機能手段と、
   前記第２の送信手段には第１の送信位相制御手段とを備え、
   前記第２の搭載無線機は、
   前記リクエスト信号を送信する第３の送信手段と、
   前記無線基地局から返信されたアンサー信号を受信する第３の受信手段と、
   前記第１の搭載無線機との通信機能手段と、
   前記第３の送信手段には第２の送信位相制御手段とを備えたことを特徴とする無線装置。
2. 無線基地局と、前記無線基地局との間で無線通信を行う第１の搭載無線機を有する第１の家電機器と第２の搭載無線機を有する第２の家電機器において、無線ＩＤの異なる第１の搭載無線機と第２の搭載無線機との同時送信時の電界強度レベルＲＳＳＩを正常受信しアンサー信号を返信する機能を備えた請求項１記載の無線装置。
3. 前記無線基地局から前記第１の家電機器に搭載された前記第１の搭載無線機が受信したアンサー信号に含まれる電界強度レベルＲＳＳＩを元に、前記第２の家電機器に搭載された前記第２の搭載無線機と無線通信し、前記無線基地局に対して同時に送信することにより空間合成により前記無線基地局に対する電界強度レベルＲＳＳＩを受信する際に、前記第１の搭載無線機の送信出力に対して前記第２の搭載無線機の送信出力の位相を変化させ、最も電界強度レベルＲＳＳＩが改善される位相差を検出し通信品質を向上させる請求項２記載の無線装置。
4. 請求項４の無線装置に置いて前期第１の搭載無線機と前記第２の搭載無線機間の通信を有線ネットワークで行う機能を備えた無線装置。
5. 無線基地局と、前記無線基地局との間で無線通信を行う搭載無線機を有する無線装置の制御方法において、
   前記搭載無線機からのリクエスト信号を受信するステップと、
   前記リクエスト信号の電界強度レベルを計測するステップと、
   前記計測手段の計測値を含んだアンサー信号を返信するステップと、
   前記リクエスト信号を前記アンテナ手段から送信するステップと、
   前記無線基地局から返信されたアンサー信号を受信するステップと、
   前記アンサー信号に含まれた計測値に基づいて通信の確立を判断する通信確立判断ステップと、
   前記リクエスト信号を受信するステップにおいて異なった無線ＩＤを同時受信した場合においても空間合成リクエスト信号の電界強度レベルを計測するステップと、
   前記計測手段の計測値を含んだアンサー信号を予め定められた回数受信するステップと、前記アンサー人号を受信する際にリクエスト信号の位相を変化させ電界強度レベルの最大値を求めるステップと、
   を行う無線装置の制御方式。
6. 請求項１〜５記載のいずれか１項に記載の無線装置の少なくとも一部を実行するプログラム。

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