JP2016189571A - 集合住宅インターホンシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 集合住宅の隣接する住戸同士であってもＴＤＭＡによるＤＥＣＴ方式のワイヤレス親機をそれぞれ使用可能とする集合住宅インターホンシステムを提供する。
【解決手段】 ワイヤレス親機４と住戸親機２とが通信するために住戸親機２に設けられた親機通信装置５は、９０度で直交配置された２つの単一型アンテナ２ａ，２ｂと、一方の単一型アンテナ２ａに設けた１８０度の移相器１３と、他方の単一型アンテナ２ｂに設けた２７０度の移相器１４と、この移相器１３，１４の接続／切り離しを行う２つのスイッチＳＷ−Ａ，ＳＷ−Ｂと、移相器１３，１４を制御して生成する偏波を切り替え制御する偏波合成制御部１５とを有し、偏波合成制御部１５が垂直偏波、水平偏波、右旋回円偏波、左旋回円偏波の４つの偏波のいずれかを生成してワイヤレス親機４へ送信する。
【選択図】 図２

Description

本発明は集合住宅インターホンシステムに関し、詳しくは集合玄関機からの呼び出しに応答するために住戸毎に設置された機器が、固定設置された住戸親機と携行可能なワイヤレス親機とで構成される集合住宅インターホンシステムに関する。

居室に設置された親機（住戸親機）に加えて玄関子機からの呼び出しに応答することができる携行可能なワイヤレス親機を備えたインターホンシステムがある。これは、住戸親機とワイヤレス親機との間で無線通信を実施して、住戸親機を介して玄関子機とワイヤレス親機との間で通話が可能となっている（例えば、特許文献１参照）。
一方でＤＥＣＴ（Digital Enhanced Cordless Telecommunications）方式の無線通信は、時間領域において直近の隣り合うスロットにおいても送受信が可能であるため、使用できる周波数を効率よく利用できるし、無線ＬＡＮと干渉しないため、ＤＥＣＴに準拠した携帯電話機の普及が進んでいる（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１１−１７６７６４号公報 特開２０１４−２０４３９８号公報

上述した携帯電話機に採用されているＤＥＣＴ方式は、インターホンにも良好に適用できるものであるが、集合住宅においてインターホン機器の住戸内に設置された住戸親機とワイヤレス親機との間の通信にＤＥＣＴ方式を適用した場合、住戸親機からワイヤレス親機との間でＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式による通信が実施される。
このＴＤＭＡ方式では、基地局と無線機器との間でフレーム同期をとるために、基地局から無線機器に対して同期信号が定期的に送信される。そのため、このＴＤＭＡ方式を住戸親機とワイヤレス親機との間の通信に使用する場合、同期をとるために住戸親機から定期的に同期信号をワイヤレス親機に送信する必要がある。

一方で、集合住宅インターホンシステムの場合、隣接する住戸同士が接近しているため、ワイヤレス親機と通信する電波が隣の住戸の電波と干渉し易い。このような環境でも、上述した同期信号が接近した住戸親機同士でズレがなく同期した状態であれば、電波が干渉してもＴＤＭＡ信号のスロット干渉が発生することはなく、正常な通信を実施できる。
ところが、実際には双方の住戸親機のクロック周波数には誤差があり、同期信号に僅かなズレが発生するため、ワイヤレス親機と通信する際にフレームのドリフトが発生し、時間の経過と共にスロット干渉が発生してしまう。こうなると、住戸親機とワイヤレス親機との間で正常な通信ができない。このように、集合住宅に対してはＤＥＣＴ方式を単純に採用出来なかった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、集合住宅の隣接する住戸同士であってもＴＤＭＡによるＤＥＣＴ方式のワイヤレス親機をそれぞれ使用可能とする集合住宅インターホンシステムを提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、来訪者が訪問先を呼び出すために共用玄関に設置された集合玄関機と、集合玄関機からの呼び出しに応答するために各住戸に設置された住戸親機と、住戸親機と対を成して設置され、住戸親機を介して集合玄関機からの呼び出しに応答可能なワイヤレス親機と、集合玄関機と住戸親機との間の通信を制御する制御装置とを備えた集合住宅インターホンシステムにおいて、ワイヤレス親機と住戸親機とが通信するために住戸親機に設けられた親機通信装置は、９０度で直交配置された２つの単一型アンテナと、一方の単一型アンテナに設けた１８０度移相器と、他方の単一型アンテナに設けた２７０度移相器と、移相器の接続／切り離しを行う２つの移相切替器と、移相器を制御して生成する偏波を切り替え制御する偏波合成制御部とを有し、偏波合成制御部は、垂直偏波、水平偏波、右旋回円偏波、左旋回円偏波の４つの偏波の生成が可能であり、何れかの偏波によりワイヤレス親機へ送信することを特徴とする。
この構成によれば、２つの単一型アンテナの移相を変えることで親機通信装置から送信される電波の偏波を選択できるため、集合住宅の距離の近い住戸親機同士の間では、異なる偏波を使用するよう設定することで、ＴＤＭＡによるＤＥＣＴ方式をワイヤレス親機の通信に適用しても、集合住宅においてワイヤレス親機同士の電波干渉を低減できスロット干渉の発生を削減できる。よって、集合住宅であってもＴＤＭＡによるＤＥＣＴ方式のワイヤレス親機を複数使用することが可能となる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、制御装置は、隣り合う住戸および階上階下の住戸の住戸親機のうち、少なくとも隣り合う住戸の住戸親機に対して、親機通信装置が使用する偏波が重複しないよう設定された偏波情報を記憶する偏波設定テーブル記憶部を有することを特徴とする。
この構成によれば、制御装置が各住戸に対して設定された使用偏波の情報を記憶するため、親機通信装置は自身が使用すべき偏波を制御装置の情報を基に自動設定でき、親機通信装置同士の電波干渉を外部から操作することなく低減できる。また、居住者が替わっても制御装置の偏波情報を読み取ることで初期設定を維持できる。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の構成において、親機通信装置は、２つの単一型アンテナに信号を分配する２分配器の後段に、単一型アンテナをオン／オフするアンテナスイッチをそれぞれに設けると共に、アンテナスイッチを独立に制御する受信アンテナ制御部を有することを特徴とする。
この構成によれば、親機通信装置を空間ダイバーシティ動作させることができ、ワイヤレス親機から送信される電波の受信状態が劣化する状況を削減できる。

請求項４の発明は、請求項３に記載の構成において、受信アンテナ制御部は、移相切替器を制御して２つの単一型アンテナの一方に移相器を接続し、位相ダイバシティ動作を行うことを特徴とする。
この構成によれば、ワイヤレス親機から送信される電波の受信状態の劣化を更に改善できる。

請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の構成において、親機通信装置は２次電池を具備し、停電時にワイヤレス親機へ停電信号を送信することを特徴とする。
この構成によれば、停電になって商用電力からの電源の供給が停止しても一定時間動作する親機通信装置は、ワイヤレス親機に対して停電発生情報を送信するため、居住者は停電発生を警報音等で認識でき、停電に対処しやすい。

請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の構成において、制御装置は、警報や緊急通報等で各住戸に対して一斉通報を実施する場合、隣接する住戸に対して時間差を設けて通報を行うための時間差通報設定テーブル記憶部を有することを特徴とする。
この構成によれば、制御装置と住戸親機との間の信号の輻輳を防止できるし、隣り合う住戸間で混信することも無くなる。

本発明によれば、２つの単一型アンテナの移相を変えることで親機通信装置から送信される電波の偏波を選択できるため、集合住宅の隣合う住戸及び階上階下において異なる偏波を使用するよう設定すれば、ＴＤＭＡによるＤＥＣＴ方式をワイヤレス親機の通信に適用しても、集合住宅においてワイヤレス親機同士の電波干渉を低減できる。よって、集合住宅であってもＴＤＭＡによるＤＥＣＴ方式のワイヤレス親機を複数使用することが可能となる。

本発明に係る集合住宅インターホンシステムの一例を示す概略構成図である。 親機通信装置のアンテナ部の回路ブロック図である。 親機通信装置のアンテナの配置説明図であり、（ａ）は９０°で開いた状態、（ｂ）は９０°で交差するよう配置した状態を示している。 偏波切替選択の組み合わせ説明図である。 位相ダイバシティ動作する際のスイッチ状態説明図である。 偏波設定テーブルである。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係る集合住宅インターホンシステムの一例を示す構成図であり、１は来訪者が訪問先を呼び出すために共用玄関であるエントランスに設置された集合玄関機、２は集合玄関機１からの呼び出しに応答するために各住戸に設置された住戸親機、３は住戸玄関に設置された玄関子機、４は住戸親機２と対を成して設置され、住戸親機２を介して集合玄関機１からの呼び出しに応答可能なワイヤレス親機、５はワイヤレス親機４と通信する親機通信装置、６は集合玄関機１と住戸親機２との間の通信を制御する制御装置である。

集合玄関機１は伝送線Ｌ１を介して制御装置６に接続され、各住戸親機２は制御装置６から延設されている親機幹線Ｌ２に分配器７を介して接続されている。親機通信装置５は住戸親機２に接続されており、住戸親機２は親機通信装置５を介してワイヤレス親機４と通信を実施し、集合玄関機１或いは玄関子機３からの呼び出しにワイヤレス親機４から応答することができる。

親機通信装置５は、ワイヤレス親機４とＴＤＭＡによるＤＥＣＴ方式の通信を実施するための送受信回路５ａと、ワイヤレス親機４との間で信号を送受するアンテナ回路５ｂと、停電時に親機通信装置を一定時間動作させるための２次電池５ｃと、親機通信装置５の各回路を制御する通信装置ＣＰＵ５ｄ等を備えており、親機通信装置５とワイヤレス親機４との間の通信は、ＴＤＭＡによるＤＥＣＴ方式の無線通信が実施され、例えば１周期１０ｍｓｅｃで１２標準スロット×２（上り／下り）を備え、５つの周波数が使用される。尚、親機通信装置５は、ＴＤＭＡ同期信号をワイヤレス親機４に対して常時送信している。

図２は、このような通信を実施する親機通信装置５のアンテナ回路５ｂの回路ブロック図を示している。図２に示すように、アンテナ回路５ｂは親機通信装置５の送受信回路５ａの出力を２分配する２分配器１１、この２分配器１１の２つの出力をそれぞれ送信するための２つの単一型アンテナ（第１アンテナ１２ａ、第２アンテナ１２ｂ）１２を有し、その間に２分配された一方の出力に対して１８０°移相を発生させる１８０°移相器１３、他方の出力に対して２７０°移相を発生させる２７０°移相器１４、１８０°移相器１３及び２７０°移相器１４をそれぞれオン／オフ操作する移相切替器としての２つのスイッチ（ＳＷ−Ａ，ＳＷ−Ｂ）、移相器１４，１５をオン／オフ制御する偏波合成制御部１５、２分配器１１の出力をそれぞれオン／オフする２つのアンテナスイッチ（ＳＷ−Ｃ、ＳＷ−Ｄ）と、このスイッチＳＷ−Ｃ、ＳＷ−Ｄを制御する空間ダイバシティ選択制御部１６等を備えている。

このアンテナ回路５ｂは、移相器１３，１４を切り替えてワイヤレス親機４に送信する電波の偏波の切り替えを実施する。図３はアンテナ１２ａ，１２ｂの具体的配置を示す説明図であり、（ａ）は９０°で開いた状態、（ｂ）は９０°で交差するよう配置した状態を示している。
親機通信装置５の筐体Ｆは、図３に示すように第１アンテナ１２ａと第２アンテナ１２ｂとが（ａ），（ｂ）何れかの形で９０度直交配置され、このアンテナ配置により、図４に示す４種類の偏波を生成して送信できる。
具体的に、偏波合成制御部１５がスイッチＳＷ−ＡをＴ１，Ｔ２の何れかに、スイッチＳＷ−ＢをＴ３，Ｔ４の何れかに切り替えることで、垂直偏波、水平偏波、右旋回円偏波、左旋回円偏波の切替制御を実施する。

そして、ワイヤレス親機４からの電波を送受信する際に、通信装置ＣＰＵ５ｄが受信信号レベルを基に空間ダイバシティ選択制御部１６を制御して、第１アンテナ１２ａ、第２アンテナ１２ｂのうち受信アンテナとして一方を選択してダイバシティ選択制御を実施する。図５は、ダイバシティ動作を具体的に示すスイッチ状態説明図であり、アンテナスイッチＳＷ−Ｃ、ＳＷ−ＤをＴ５，Ｔ６の何れかに切替操作することで、図５に示すようにダイバシティ動作を実施する。

尚、アンテナスイッチＳＷ−Ｃ、ＳＷ−Ｄに加えて、通信装置ＣＰＵ５ｄに移相器１３，１４のオン／オフを制御させて、１８０°移相器１３、２７０°移相器１４のうち、一方を接続して位相ダイバシティ制御を行っても良い。

図６は、スイッチＳＷ−Ａ、ＳＷ−Ｂを切り替えて、集合住宅の隣接する住戸及び上下の住戸の間で、同一の偏波を使用することがないよう設定した例を示す偏波設定テーブルであり、このように住戸毎に設定されたテーブルは制御装置６に設けられた偏波設定テーブル記憶部６ａに記憶される。ここでは親機通信装置５が送信に使用する電波を、右旋回円偏波と左旋円偏波の２種類の偏波を使用して、上下左右の住戸同士が同一の偏波となるのを防止する構成を示している。
この結果、制御装置６が各住戸に対して設定された使用偏波情報を記憶することで、親機通信装置５は自身が使用すべき偏波を制御装置６の情報を基に自動設定でき、居住者が変わっても使用偏波を設定され、親機通信装置５同士の電波干渉を低減できる。

このように、親機通信装置５から送信される電波の偏波の選択が可能であるため、集合住宅の隣合う住戸に加えて階上階下においても異なる偏波を使用するよう設定することで、ＴＤＭＡによるＤＥＣＴ方式をワイヤレス親機４の通信に適用しても、集合住宅においてワイヤレス親機４同士の電波干渉を低減できスロット干渉を削減できる。よって、集合住宅であってもＴＤＭＡによるＤＥＣＴ方式のワイヤレス親機４を複数使用することが可能となる。
また、親機通信装置５を空間ダイバーシティ動作させることができ、ワイヤレス親機４から送信される電波の受信状態が劣化する状況を削減できるし、移相ダイバシティ動作させればワイヤレス親機４から送信される電波の受信状態の劣化を更に改善できる。

また制御装置６は、警報や緊急通報等で各住戸に対して一斉通報を実施する際に、２グループに分けて時間差を設けて通報するための時間差通報設定テーブル記憶部６ｂを有し、隣接する住戸、例えば偶数番号の住戸と奇数番号の住戸とで数秒の時間差を設けて通報を実施する。こうすることで、制御装置６と住戸親機２との間の信号の輻輳を防止できるし、隣り合う住戸間での混信も防止でき、確実にワイヤレス親機４に対しても通報を報音させることができる。
更に親機通信装置５は、停電発生時には電源を２次電池５ｃに切り替えて、ワイヤレス親機４に対して停電信号を送信する。この停電信号を受信したワイヤレス親機４は、発報動作して停電の発生を報知し、居住者に停電の発生を認識させる。よって、停電になって商用電力からの電源の供給が停止しても一定時間動作する親機通信装置５は、ワイヤレス親機４に対して停電発生情報を送信するため、居住者は停電発生を警報音等で認識でき、停電に対処しやすい。

尚、上記実施形態では、隣接する住戸に加えて階上階下の住戸に対しても使用する偏波が異なるよう設定しているが、少なくとも隣接する住戸間で異なる偏波とするだけでも、電波干渉の削減には有効である。
また、隣接する住戸で使用する偏波を右旋回円偏波と左旋回円偏波とを交互に使用しているが、垂直偏波、水平偏波を加えて、４つの偏波を使用して住戸毎に設定しても良い。更に、住戸親機２と親機通信装置５を別体としているが、一体に構成しても良い。

１・・集合玄関機、２・・住戸親機、４・・ワイヤレス親機、５・・親機通信装置、５ａ・・送受信回路、５ｂ・・アンテナ回路、５ｃ・・２次電池、５ｄ・・通信装置ＣＰＵ（受信アンテナ制御部）、６・・制御装置、６ａ・・偏波設定テーブル記憶部、６ｂ・・時間差通報設定テーブル記憶部、１１・・２分配器、１２・・単一型アンテナ、１３・・１８０°移相器、１４・・２７０°移相器、１５・・偏波合成制御部、１６・・空間ダイバーシティ選択制御部、ＳＷ−Ａ，ＳＷ−Ｂ・・スイッチ（移相切替器）、ＳＷ−Ｃ，ＳＷ−Ｄ・・アンテナスイッチ。

Claims (6)

1. 来訪者が訪問先を呼び出すために共用玄関に設置された集合玄関機と、前記集合玄関機からの呼び出しに応答するために各住戸に設置された住戸親機と、前記住戸親機と対を成して設置され、前記住戸親機を介して前記集合玄関機からの呼び出しに応答可能なワイヤレス親機と、前記集合玄関機と前記住戸親機との間の通信を制御する制御装置とを備えた集合住宅インターホンシステムにおいて、
   前記ワイヤレス親機と前記住戸親機とが通信するために前記住戸親機に設けられた親機通信装置は、９０度で直交配置された２つの単一型アンテナと、一方の前記単一型アンテナに設けた１８０度移相器と、他方の前記単一型アンテナに設けた２７０度移相器と、前記移相器の接続／切り離しを行う２つの移相切替器と、
   前記移相器を制御して生成する偏波を切り替え制御する偏波合成制御部とを有し、
   前記偏波合成制御部は、垂直偏波、水平偏波、右旋回円偏波、左旋回円偏波の４つの偏波の生成が可能であり、何れかの偏波により前記ワイヤレス親機へ送信することを特徴とする集合住宅インターホンシステム。
2. 前記制御装置は、隣り合う住戸および階上階下の住戸の前記住戸親機のうち、少なくとも隣り合う住戸の住戸親機に対して、前記親機通信装置が使用する偏波が重複しないよう設定された偏波情報を記憶する偏波設定テーブル記憶部を有することを特徴とする請求項１記載の集合住宅インターホンシステム。
3. 前記親機通信装置は、前記２つの単一型アンテナに信号を分配する２分配器の後段に、前記単一型アンテナをオン／オフするアンテナスイッチをそれぞれに設けると共に、
   前記アンテナスイッチを独立に制御する受信アンテナ制御部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の集合住宅インターホンシステム。
4. 前記受信アンテナ制御部は、前記移相切替器を制御して前記２つの単一型アンテナの一方に前記移相器を接続し、位相ダイバシティ動作を行うことを特徴とする請求項３記載の集合住宅インターホンシステム。
5. 前記親機通信装置は２次電池を具備し、停電時に前記ワイヤレス親機へ停電信号を送信することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の集合住宅インターホンシステム。
6. 前記制御装置は、警報や緊急通報等で各住戸に対して一斉通報を実施する場合、隣接する住戸に対して時間差を設けて通報を行うための時間差通報設定テーブル記憶部を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の集合住宅インターホンシステム。

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