JP5513911B2 - 信号判定装置、及び送信装置 - Google Patents

Description

本発明は、信号判定装置、及び送信装置に関する。

従来から、住宅向けセキュリティシステム等において、窓やドアの開閉センサ、人感センサ、火災感知器、ガス検知器等の各種機器からコントローラに検知信号等を無線送信するための送信装置が用いられている。

同一システムに属するこれらの複数の送信装置が同一エリア内で同時に信号の送信を行った場合、送信された無線信号の衝突が発生し、通信が適切に行われない可能性があった。そこで、このような衝突を防止するため、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を用いて電界強度を測定し、当該電界強度が所定値以上の場合には他の送信装置が信号を送信中として自己の送信タイミングをずらしたり、信号に含まれる電文を解析し、その解析結果に基づいて受信信号が同一システム内の信号か否かを判定する等の対策が行われている。

例えば、特許文献１に記載の無線通信装置においては、電波検出手段で検出された電波の強さが所定の閾値よりも高い場合に、実際に通信衝突が生ずるほどの強さを有する電波が他の端末によって送出されていると判断し、通信衝突回避手段が通信衝突回避のための信号送出タイミング制御動作を行う。

また、特許文献２に記載の無線通信方式においては、無線通信システム内の各無線局は、同一システムであることを示すシステムＩＤを共有すると共に、システムＩＤを含む信号を送信し、無線局は、キャリアを検出後、システムＩＤが受信できないもしくは自局のシステムＩＤと一致しない場合に、検出したキャリアがシステム内の通信に無関係なキャリアと判定する。

特開２００９−１９４７３０号公報 特開２００６−０５２９４７号公報

しかしながら、特許文献１の如き従来の装置では、自システムに属する他の機器から送信された信号か否かに関わらず、検出された電波の強さが所定の閾値よりも高い場合には常に通信衝突回避のための信号送出タイミング制御動作が行われていた。従って、検出された信号が他の異なるシステムに属する機器から送信された信号であって、衝突のおそれがない場合であっても信号送出タイミングが制御されてしまい、信号の送信の遅延が生じる可能性があった。

また、特許文献２の如き従来の方法では、信号にシステムＩＤが含まれているか否かを判定するためには、少なくとも１電文長以上を受信するために一定時間以上受信電文の監視を行う必要があった。このため、受信回路による消費電流が増加するとともに、信号の送信が遅延する可能性があった。

特に、電池を内蔵して電池電源で駆動する機器においては、消費電流を極力削減して駆動時間を長くするため、検知した無線信号が自社のシステムであるか、又は別のシステムであるかの判断を早急に行う必要がある。例えば、小電力セキュリティ無線局等のように、キャリアセンスが必要でない通信周波数で多くの機器を使用する場合においては、判定時間が長いと電池をより消耗して機器の駆動時間が短くなり、またセキュリティ信号の送信が遅くなるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、自システムの他の機器が無線通信を行っているのか否かを短時間かつ簡易に判定できる、信号判定装置、及び送信装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の信号判定装置は、受信された信号波が、周波数偏移変調方式により第１周波数と当該第１周波数よりも高い第２周波数とに搬送波が変調された対象信号波であるか否かを判定することにより、前記信号波が自システムにおける他の機器から送信されたものか否かを判定する信号判定装置であって、前記第１周波数と前記第２周波数との最小公倍数の２以上の整数倍の第３周波数にて前記信号波の振幅レベルをサンプリングするサンプリング手段と、前記振幅レベルが一方のレベルに変化してから他方のレベルに変化するまでの間のサンプリング回数が前記第３周波数の２分の１を前記第１周波数又は前記第２周波数で除した商と一致するか否かに基づいて、前記信号波が前記対象信号波か否かを判定する判定手段と、を備えた。

また、請求項２に記載の信号判定装置は、請求項１に記載の信号判定装置において、前記第３周波数は、前記第１周波数と前記第２周波数との最小公倍数の２倍である。

また、請求項３に記載の信号判定装置は、請求項１又は２に記載の信号判定装置において、前記判定手段は、前記振幅レベルが一方のレベルに変化してから他方のレベルに変化するまでの間のサンプリング回数が前記第３周波数の２分の１を前記第１周波数又は前記第２周波数で除した商と一致する確率に基づいて、前記信号波が前記対象信号波か否かを判定する。

また、請求項４に記載の信号判定装置は、請求項１から３のいずれか一項に記載の信号判定装置において、前記信号波を受信する受信手段と、前記受信手段における電界強度を測定する電界強度測定手段を備え、前記判定手段は、前記電界強度測定手段により測定された前記電界強度と閾値との比較に基づいて、前記信号波が前記対象信号波であるか否かを判定する。

また、請求項５に記載の信号判定装置は、請求項４に記載の信号判定装置において、前記サンプリング手段は、前記電界強度測定手段により測定された前記電界強度に基づき、当該サンプリング手段が前記信号波の振幅レベルを前記第３周波数でサンプリングする時間を決定する。

また、請求項６に記載の送信装置は、請求項１から５のいずれか一項に記載の信号判定装置と、前記判定手段による判定結果に基づき信号を送信する送信手段と、を備える。

また、請求項７に記載の送信装置は、請求項６に記載の送信装置において、前記サンプリング手段は、前記送信手段が送信すべき信号の優先度に基づき、前記信号波の振幅レベルを前記第３周波数でサンプリングする時間を決定する。

また、請求項８に記載の送信装置は、請求項６又は７に記載の送信装置において、前記信号判定装置は、請求項４又は５に記載の信号判定装置であり、前記判定手段は、前記送信手段が送信すべき信号の優先度に基づいて前記閾値を決定する。

また、請求項９に記載の送信装置は、請求項６から８のいずれか一項に記載の送信装置において、前記判定手段は、前記サンプリング手段によりサンプリングされた前記信号波の振幅レベルの変化に基づき、当該信号波の内容が所定の内容か否かを判定し、前記送信手段は、前記判定手段により判定された前記信号波の内容に基づき、前記信号を送信する。

請求項１に記載の信号判定装置、及び請求項６に記載の送信装置によれば、信号波の振幅レベルが一方のレベルに変化してから他方のレベルに変化するまでの間のサンプリング回数が第３周波数の２分の１を第１周波数又は第２周波数で除した商と一致するか否かに基づいて、信号波が対象信号波か否かを判定するので、一定時間以上受信電文の監視を行う必要や、受信電文の内容を解析する必要がなく、自システムの他の機器が無線通信を行っているのか否かを短時間かつ簡易に判定できる。特に、電池を内蔵して電池電源で駆動する機器においては、判定時間を短くすることで、消費電流を削減して駆動時間を長くすることが可能となる。

請求項２に記載の信号判定装置によれば、第３周波数は第１周波数と第２周波数との最小公倍数の２倍であるので、サンプリングの周波数を最小限とすることができ、信号波が対象信号波か否かの判定における処理負荷を抑制することができる。

請求項３に記載の信号判定装置によれば、振幅レベルが一方のレベルに変化してから他方のレベルに変化するまでの間のサンプリング回数が第３周波数の２分の１を第１周波数又は第２周波数で除した商と一致する確率に基づいて、信号波が対象信号波か否かを判定するので、受信手段が受信する信号の劣化やノイズ混入の可能性を考慮した上で、自システムの他の機器が無線通信を行っているのか否かを短時間かつ簡易に判定できる。

請求項４に記載の信号判定装置によれば、電界強度測定手段により測定された電界強度と閾値との比較に基づいて、信号波が対象信号波であるか否かを判定するので、自システムの他の機器が無線通信を行っているのか否かを一層確実に判定することができる。

請求項５に記載の信号判定装置によれば、電界強度測定手段により測定された電界強度に基づき、サンプリング手段が信号波の振幅レベルを第３周波数でサンプリングする時間を決定するので、受信手段が受信した信号波が対象信号波である可能性の程度に応じて自システムの他の機器が無線通信を行っているのか否かの判定の精度を決定することができる。

請求項７に記載の送信装置によれば、送信手段が送信すべき信号の優先度に基づき、信号波の振幅レベルを第３周波数でサンプリングする時間を決定するので、送信すべき信号の優先度を考慮して自システムの他の機器が無線通信を行っているのか否かの判定の精度を決定することができる。例えば優先度の高い信号についてはサンプリング時間を低減することで、一層短時間に信号を送信することができる。また、優先度の低い信号についてはサンプリング時間を増加することで判定の精度を向上させ、通信の衝突を一層確実に回避することができる。

請求項８に記載の送信装置によれば、送信手段が送信すべき信号の優先度に基づいて電界強度の閾値を決定するので、送信すべき信号の優先度を考慮して信号を送信するか否かを決定することができる。例えば、優先度の高い信号については電界強度が相対的に高い場合であっても送信することで、一層確実に送信先に当該信号を到達させることができる。また、優先度の低い信号については電界強度が相対的に低い場合にのみ送信することで、通信の衝突を一層確実に回避することができる。

請求項９に記載の送信装置によれば、サンプリング手段によりサンプリングされた振幅レベルの変化に基づき、信号波の内容が所定の内容か否かを判定し、当該判定結果に基づき信号を送信するので、例えば他の機器により対象信号波の送信が開始されたか否かを簡易に判定することができる。さらに、対象信号波の送信が開始されたと判定した場合にはその送信が完了するまでの時間が経過した後に信号を送信することで、通信の衝突を回避することができる。

実施の形態１に係る無線通信システムを示した概要図である。 開閉センサの送信装置の電気的構成を機能概念的に示したブロック図である。 送信装置が実行する送信処理のフローチャートである。 対象信号波以外の信号波やノイズを受信部が受信した場合におけるサンプリングの説明図である。 対象信号波を受信部が受信した場合におけるサンプリングの説明図である。 制御テーブルを示した表である。 実施の形態２に係る送信処理のフローチャートである。 制御テーブルを示した表であり、図８（ａ）は制御テーブルＡを示した表、図８（ｂ）は制御テーブルＢを示した表である。 実施の形態３に係る送信処理のフローチャートである。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る制御システムの各実施の形態を詳細に説明する。ただし、この各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〕
まず、実施の形態１について説明する。この実施の形態１は、信号波を第１周波数と第２周波数との最小公倍数の２以上の整数倍の第３周波数にてサンプリングする形態である。

（構成）
まず、信号判定装置、及び送信装置の構成について説明する。図１は、実施の形態１に係る無線通信システムを示した概要図である。本実施の形態１に係る無線通信システムは、例えば図１に示すように、住宅向けセキュリティシステム１に適用される。このセキュリティシステム１は、例えば窓やドアの開閉センサ２ａ、人感センサ２ｂ、及び火災感知器２ｃ等の機器２、並びにこれらの機器２から送信された信号を受信するコントローラ３を備えている。そして、各機器２は信号をコントローラ３に無線送信するための送信装置を備えている（図１に図示せず）。

ここで、各機器２の送信装置が送信する信号は、例えばプリアンブル、スタートコード、通信制御コード、送信元識別コード、データコード、エラーチェックコード等を含むディジタルデータを、周波数偏移変調方式（ＦＳＫ；Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）を用いてディジタル変調した信号波（以下、「対象信号波」）として生成される。この対象信号波の搬送波は、ディジタルデータの２値の一方に対応する第１周波数と、他方に対応するものであって第１周波数よりも高い第２周波数とに変調されている。

ここで、窓やドアが開いていることを当該窓やドアに設置された開閉センサ２ａが検知した場合、当該開閉センサ２ａは送信装置を介して検知信号をコントローラ３に送信する。この際、人感センサ２ｂや火災感知器２ｃ等の他の機器２からも信号が送信されていると、通信の衝突が発生し、検知信号がコントローラ３によって正常に受信されない可能性がある。このため、開閉センサ２ａの送信装置は、他の機器２により信号が送信されているか否かを検知信号の送信に先だって確認する必要がある（ＬＢＴ；Ｌｉｓｔｅｎ Ｂｅｆｏｒｅ Ｔａｌｋ）。すなわち、開閉センサ２ａの送信装置は、当該開閉センサ２ａにおいて受信可能な信号波が対象信号波であるか否かに基づき、同一システム（本実施の形態１では同一住宅のセキュリティシステム１）に属する他の機器２から信号が送信されているか否かを判断し、その結果に応じて検知信号を送信する。

図２は、開閉センサ２ａの送信装置の電気的構成を機能概念的に示したブロック図である。この図２に示すように、送信装置２０は、信号判定装置２１、及び送信部２２を備えている。なお、開閉センサ２ａの電源は図示を省略するが、商用電源を用いてもよく、あるいは電池を内蔵してもよい。

（構成−信号判定装置）
信号判定装置２１は、信号波が、周波数偏移変調方式により第１周波数と当該第１周波数よりも高い第２周波数とに搬送波が変調された対象信号波であるか否かを判定するためのものであり、受信部２３、波形整形部２４、電界強度測定部２５、制御部２６、及び記憶部２７を備えている。

（構成−信号判定装置−受信部）
受信部２３は、信号波を受信する受信手段である。この受信手段としては、公知のアンテナを用いることができる。

（構成−信号判定装置−波形整形部）
波形整形部２４は、受信部２３が受信した信号波の波形を整形し、パルス信号として制御部２６に出力する波形整形手段であり、公知の波形整形回路を用いることができる。

（構成−信号判定装置−電界強度測定部）
電界強度測定部２５は、受信部２３における電界強度を測定する電界強度測定手段であり、公知の電界強度測定装置を用いることができる。

（構成−信号判定装置−制御部）
制御部２６は、信号判定装置２１における各種の制御を行う制御手段であり、具体的には、ＣＰＵ、当該ＣＰＵ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを格納するためのＲＡＭの如き内部メモリを備えて構成されるコンピュータである。

この制御部２６は、機能概念的に、サンプリング部２６ａ、及び判定部２６ｂを備えている。サンプリング部２６ａは、第１周波数と第２周波数との最小公倍数の２以上の整数倍の第３周波数にて受信部２３が受信した信号波の振幅レベルをサンプリングするサンプリング手段である。判定部２６ｂは、受信部２３が受信した信号波が対象信号波か否かを判定する判定手段である。これらの制御部２６の各構成要素によって実行される処理の詳細については後述する。

（構成−信号判定装置−記憶部）
記憶部２７は、制御部２６による制御に必要なプログラム及び各種のデータを記憶する記憶手段である。記憶部２７は、書き換え可能な記録媒体を用いて構成され、例えばフラッシュメモリ等の不揮発性記録媒体を用いることができる。そして、記録内容は必要に応じユーザによって外部から書き換えることが可能になっている。

（構成−送信部）
送信部２２は、信号判定装置２１の判定部２６ｂによる判定結果に基づき信号を送信する送信手段であり、公知の送信機を用いることができる。

（処理）
次に、上述のように構成された送信装置２０が実行する処理について説明する。図３は、送信装置２０が実行する送信処理のフローチャートである（以下の各処理の説明ではステップを「Ｓ」と略記する）。この処理は、送信装置２０を備える機器２（開閉センサ２ａ、人感センサ２ｂ、火災感知器２ｃ等）が当該送信装置２０を介して何らかの信号を送信すべき場合、例えば窓が開いていることを当該窓に設置された開閉センサ２ａが検知し、その旨の検知信号をコントローラ３に送信すべき場合に起動される。

図３に示すように、送信処理が起動されると、判定部２６ｂは信号の送信を保留している状態で所定時間以上経過したか否かを判定する（ＳＡ１）。その結果、所定時間以上経過した場合（ＳＡ１、Ｙｅｓ）、判定部２６ｂは直ちに信号を送信すべきものとし、送信部２２を介して信号を送信させる（ＳＡ２）。その後、制御部２６は送信処理を終了する。

一方、信号の送信を保留している状態で所定時間以上経過していない場合（ＳＡ１、Ｎｏ）、電界強度測定部２５は受信部２３における電界強度を測定する（ＳＡ３）。

続いて判定部２６ｂは、ＳＡ３で電界強度測定部２５により測定された電界強度が、予め設定されている閾値以下か否かを判定する（ＳＡ４）。その結果、電界強度が閾値以下だった場合（ＳＡ４、Ｙｅｓ）、同一システム内の他の機器２は信号を送信しておらず、受信部２３が受信している信号波は対象信号波ではないものと判定し、信号を送信しても通信の衝突の可能性は低いことから、送信部２２を介して信号を送信させる（ＳＡ２）。その後、制御部２６は送信処理を終了する。

一方、ＳＡ３で電界強度測定部２５により測定された電界強度が閾値以下ではなかった場合（閾値より大きい場合）（ＳＡ４、Ｎｏ）、サンプリング部２６ａは、受信部２３が受信した信号波の振幅レベルについて、第１周波数と第２周波数との最小公倍数の２倍の第３周波数にて、予め設定されている回数のサンプリングを行う（ＳＡ５）。なお、サンプリング部２６ａがサンプリングを開始するタイミングの決定方法は任意で、例えばサンプリング部２６ａを搭載しているＩＣが監視対象の信号にサンプリングのタイミングを同期させる機能を有している場合には、当該機能を用いてサンプリングを開始するタイミングを決定する。

図４は、対象信号波以外の信号波やノイズを受信部２３が受信した場合におけるサンプリングの説明図であり、図４（ａ）は波形整形部２４によりパルス信号に整形された信号波の波形図、図４（ｂ）は整形したパルス信号に対して単純なパルスエッジ検出処理を行った場合に検出されるパルスエッジ位置を示す図、図４（ｃ）はサンプリング部２６ａによるサンプリングのタイミングを示す図、図４（ｄ）はパルス信号のパルスエッジ間におけるサンプリング回数を示した図である。また図５は、対象信号波を受信部２３が受信した場合におけるサンプリングの説明図であり、図５（ａ）は受信部２３が受信した信号波の波形図、図５（ｂ）は波形整形部２４によりパルス信号に整形された信号波の波形図、図５（ｃ）はサンプリング部２６ａによるサンプリングのタイミングを示す図、図５（ｄ）はパルス信号のパルスエッジ間におけるサンプリング回数を示した図である。なお、図５では対象信号波が、ＦＳＫの一種である最小偏移変調方式（ＭＳＫ；Ｍｉｎｉｍｕｍ−Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）により、搬送波が１２００Ｈｚ（第１周波数）と１８００Ｈｚ（第２周波数）とに変調された信号波である場合を例示している。この場合、第３周波数は１２００Ｈｚと１８００Ｈｚの最小公倍数の２倍である７２００Ｈｚとなる。

図４（ａ）に示すように、対象信号波以外の信号波やノイズを波形整形部２４により整形すると、様々なパルス幅を有するパルス信号が得られる。このパルス信号における各パルス幅を特定するために当該パルス信号に対して単純なパルスエッジ検出処理を行うと、パルス幅が小さい部分では処理負荷が重くなる可能性がある（図４（ｂ））。しかし、本実施の形態１では、サンプリング部２６ａは常に第３周波数（７２００Ｈｚ）にて信号波の振幅レベルのサンプリングを行うため、パルス幅の大小に関わらず処理負荷を一定に保つことができる（図４（ｃ））。

図４（ａ）に示すようにパルス信号における各パルス幅が様々である場合、振幅レベルが一方のレベルに変化してから他方のレベルに変化するまでの間（隣接するパルスエッジの間）のサンプリング回数として様々な値（図４（ｄ）では最小１回から最大８回まで）がカウントされる。

一方、図５（ａ）に示すように、対象信号波を波形整形部２４により整形すると、第１周波数（１２００Ｈｚ）の搬送波に対応するパルス幅（１／２４００ｓｅｃ）と、第３周波数（１８００Ｈｚ）の搬送波に対応するパルス幅（１／３６００ｓｅｃ）のみを有するパルス信号が得られる（図５（ｂ））。このパルス信号について、第３周波数（７２００Ｈｚ）にて信号波の振幅レベルのサンプリングを行うと（図５（ｃ））、振幅レベルが一方のレベルに変化してから他方のレベルに変化するまでの間（隣接するパルスエッジの間）のサンプリング回数は２回又は３回の何れかのみとなる（図５（ｄ））。

図３に戻り、判定部２６ｂは、ＳＡ５でサンプリング部２６ａがサンプリングを行った間の信号波の振幅レベルの変化回数が閾値以下か否かを判定する（ＳＡ６）。変化回数の閾値の具体的な値は任意で、例えば、対象信号波を整形したパルス信号において振幅レベルが変化する回数の理論上の最小値を当該閾値とする。ＳＡ６の判定の結果、振幅レベルの変化回数が閾値以下であった場合（ＳＡ６、Ｙｅｓ）、判定部２６ｂは受信部２３が受信した信号波は対象信号波ではないものと判定し、信号を送信しても通信の衝突の可能性は低いことから、送信部２２を介して信号を送信させる（ＳＡ２）。その後、制御部２６は送信処理を終了する。

一方、振幅レベルの変化回数が閾値以下ではなかった場合（閾値より大きかった場合）（ＳＡ６、Ｎｏ）、判定部２６ｂは、振幅レベルが一方のレベルに変化してから他方のレベルに変化するまでの間（隣接するパルスエッジの間）のサンプリング回数が第３周波数の２分の１（３６００Ｈｚ）を第１周波数（１２００Ｈｚ）又は第２周波数（１８００Ｈｚ）で除した商（２又は３）と一致する確率を算出する（ＳＡ７）。

続いて判定部２６ｂは、ＳＡ７で算出した確率が閾値以下か否かを判定する（ＳＡ８）。受信部２３が対象信号波を受信した場合には、図５（ｄ）を参照して説明したように振幅レベルが一方のレベルに変化してから他方のレベルに変化するまでの間のサンプリング回数は２回又は３回の何れかのみとなるので、理論的には１００％の確率が算出される。但し、実際には受信部２３が受信する信号の劣化やノイズ混入の可能性を考慮し、１００％より小さい値（例えば８０％）を閾値としてＳＡ８の判定を行う。

その結果、確率が閾値以下であった場合（ＳＡ８、Ｙｅｓ）、判定部２６ｂは受信部２３が受信した信号波は対象信号波ではないものと判定し、信号を送信しても通信の衝突の可能性は低いことから、送信部２２を介して信号を送信させる（ＳＡ２）。その後、制御部２６は送信処理を終了する。

一方、確率が閾値以下ではなかった場合（閾値より大きかった場合）（ＳＡ８、Ｎｏ）、判定部２６ｂは受信部２３が受信した信号波は対象信号波であるものと判定し、信号を送信すると通信の衝突の可能性が高いことから、送信部２２による信号の送信を保留させる（ＳＡ９）。ＳＡ９の処理の後、ＳＡ１に戻り、判定部２６ｂは信号の送信を保留している状態で所定時間以上経過したか否かを判定する（ＳＡ１）。

（効果）
このように実施の形態１によれば、信号波の振幅レベルが一方のレベルに変化してから他方のレベルに変化するまでの間のサンプリング回数が第３周波数の２分の１を第１周波数又は第２周波数で除した商と一致するか否かに基づいて、信号波が対象信号波か否かを判定するので、一定時間以上受信電文の監視を行う必要や、受信電文の内容を解析する必要がなく、自システムの他の機器２が無線通信を行っているのか否かを短時間かつ簡易に判定できる。特に、開閉センサ２ａを電池式にした場合には、判定時間を短くすることで、消費電流を削減して駆動時間を長くすることが可能となる。

特に、第３周波数は第１周波数と第２周波数との最小公倍数の２倍であるので、サンプリングの周波数を最小限とすることができ、信号波が対象信号波か否かの判定における処理負荷を抑制することができる。

また、振幅レベルが一方のレベルに変化してから他方のレベルに変化するまでの間のサンプリング回数が第３周波数の２分の１を第１周波数又は第２周波数で除した商と一致する確率に基づいて、信号波が対象信号波か否かを判定するので、受信部２３が受信する信号の劣化やノイズ混入の可能性を考慮した上で、自システムの他の機器２が無線通信を行っているのか否かを短時間かつ簡易に判定できる。

また、電界強度測定部２５により測定された電界強度と閾値との比較に基づいて、信号波が対象信号波であるか否かを判定するので、自システムの他の機器２が無線通信を行っているのか否かを一層確実に判定することができる。

〔実施の形態２〕
次に、実施の形態２について説明する。この実施の形態２は、送信手段が送信すべき信号の優先度に基づき、信号波の振幅レベルを第３周波数でサンプリングする時間や電界強度の閾値を決定する形態である。なお、実施の形態２の構成は、特記する場合を除いて、実施の形態１の構成と略同一であり、実施の形態１の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態１で用いたものと同一の符号及び／又は名称を必要に応じて付して、その説明を省略する。

（構成−記憶部）
本実施の形態２においては、記憶部２７は制御テーブルを備えている。図６は制御テーブルを示した表である。この制御テーブルには、図６に示すように、テーブル項目「優先度」、「電界強度閾値（ｄＢｍ）」、及び「サンプリング回数」に対応する情報が相互に関連付けて格納されている。項目「優先度」に対応する情報は、送信装置２０が送信すべき信号の優先度を特定するための情報であり、例えば図６では「高」、「中」、及び「低」が格納されている。項目「電界強度閾値（ｄＢｍ）」に対応する情報は、後述する送信処理で判定部２６ｂが判定を行う際の基準となる閾値を特定するための情報である（図６では「−７５」「−８０」「−８５」）。項目「サンプリング回数」に対応する情報は、サンプリング部２６ａが信号波を第３周波数でサンプリングする回数を特定するための情報である（図６では「７２」「１４４」「２１６」）。

（処理）
次に、本実施の形態２に係る送信装置２０が実行する送信処理について説明する。図７は、実施の形態２に係る送信処理のフローチャートである。なお、実施の形態２に係る送信処理のＳＢ２からＳＢ４は図３のＳＡ１からＳＡ３と、ＳＢ８からＳＢ１１はＳＡ６からＳＡ９とそれぞれ同様であるので、説明を省略する。

図７に示すように、送信処理が起動されると、判定部２６ｂは送信装置２０が送信すべき信号の優先度に基づいて電界強度の閾値を決定する（ＳＢ１）。すなわち、判定部２６ｂは機器２の制御部（図示省略）から入力された検知信号の優先度を特定し、図６の制御テーブルを参照して、当該特定した優先度に対応する電界強度の閾値を特定する。例えば入力された検知信号の優先度が「高」の場合、対応する電界強度の閾値として「−７５ｄＢｍ」が決定される。なお、信号の優先度の特定方法は任意で、例えば信号の優先度を示すデータを当該信号のデータコードに含めることにより、判定部２６ｂは当該データコードを参照して信号の優先度を特定することができる。

ＳＢ４で電界強度測定部２５が受信部２３における電界強度を測定した後、判定部２６ｂは、電界強度測定部２５により測定された電界強度がＳＢ１で決定した閾値以下か否かを判定する（ＳＢ５）。

その結果、ＳＢ４で電界強度測定部２５により測定された電界強度が、ＳＢ１で決定した閾値以下ではなかった場合（閾値より大きい場合）（ＳＢ５、Ｎｏ）、サンプリング部２６ａはＳＢ１で判定部２６ｂが特定した送信装置２０が送信すべき信号の優先度に基づき、信号波の振幅レベルを第３周波数でサンプリングする回数を決定する（ＳＢ６）。例えば、サンプリング部２６ａは図６の制御テーブルを参照し、ＳＢ１で特定した優先度に対応するサンプリング回数を特定する。例えば入力された検知信号の優先度が「高」の場合、対応するサンプリング回数として「７２回」が決定される。

続いて、サンプリング部２６ａは、受信部２３が受信した信号波の振幅レベルについて、第１周波数と第２周波数との最小公倍数の２倍の第３周波数にて、ＳＢ６で決定した回数のサンプリングを行う（ＳＢ７）。

（効果）
このように実施の形態２によれば、送信部２２が送信すべき信号の優先度に基づき、信号波の振幅レベルを第３周波数でサンプリングする時間を決定するので、送信すべき信号の優先度を考慮して自システムの他の機器２が無線通信を行っているのか否かの判定の精度を決定することができる。例えば優先度の高い信号についてはサンプリング時間を低減することで、一層短時間に信号を送信することができる。また、優先度の低い信号についてはサンプリング時間を増加することで判定の精度を向上させ、通信の衝突を一層確実に回避することができる。

また、送信部２２が送信すべき信号の優先度に基づいて電界強度の閾値を決定するので、送信すべき信号の優先度を考慮して信号を送信するか否かを決定することができる。例えば、優先度の高い信号については電界強度が相対的に高い場合であっても送信することで、一層確実に送信先に当該信号を到達させることができる。また、優先度の低い信号については電界強度が相対的に低い場合にのみ送信することで、通信の衝突を一層確実に回避することができる。

〔実施の形態３〕
次に、実施の形態３について説明する。この実施の形態３は、電界強度測定手段により測定された電界強度に基づき、信号波の振幅レベルを第３周波数でサンプリングする時間を決定する形態である。なお、実施の形態３の構成は、特記する場合を除いて、実施の形態２の構成と略同一であり、実施の形態２の構成と略同一の構成についてはこの実施の形態２で用いたものと同一の符号及び／又は名称を必要に応じて付して、その説明を省略する。

（構成−記憶部）
本実施の形態３においては、記憶部２７は制御テーブルＡ、及び制御テーブルＢを備えている（図示省略）。図８（ａ）は制御テーブルＡを示した表、図８（ｂ）は制御テーブルＢを示した表である。このうち制御テーブルＡには、図８（ａ）に示すように、テーブル項目「優先度」、及び「電界強度閾値（ｄＢｍ）」に対応する情報が相互に関連付けて格納されている。これらの項目に対応する情報は、図６に示した制御テーブルの場合と同様であるので説明を省略する。

また、制御テーブルＢには、図８（ｂ）に示すように、テーブル項目「電界強度（ｄＢｍ）」、及び「サンプリング回数」に対応する情報が相互に関連付けて格納されている。項目「電界強度（ｄＢｍ）」に対応する情報は、後述する送信処理で電界強度測定部２５により測定された電界強度の範囲を特定するための情報である（図８（ｂ）では「−７５以上」「−８０以上、−７５未満」「−８０未満」）。項目「サンプリング回数」に対応する情報は、サンプリング部２６ａが信号波を第３周波数でサンプリングする回数を特定するための情報である（図８（ｂ）では「２１６」「１４４」「７２」）。

（処理）
次に、本実施の形態３に係る送信装置２０が実行する送信処理について説明する。図９は、実施の形態３に係る送信処理のフローチャートである。なお、実施の形態３に係る送信処理のＳＣ２からＳＣ５は図７のＳＢ２からＳＢ５と、ＳＣ７はＳＢ７と、ＳＣ１０からＳＣ１３はＳＢ８からＳＢ１１とそれぞれ同様であるので、説明を省略する。

図９に示すように、送信処理が起動されると、判定部２６ｂは送信装置２０が送信すべき信号の優先度に基づいて電界強度の閾値を決定する（ＳＣ１）。例えば、判定部２６ｂは機器２の制御部（図示省略）から入力された検知信号の優先度を特定し、図８（ａ）の制御テーブルＡを参照して、当該特定した優先度に対応する電界強度の閾値を特定する。

ＳＣ５において、ＳＣ４で電界強度測定部２５により測定された電界強度が、ＳＣ１で決定した閾値以下ではなかった場合（閾値より大きい場合）（ＳＣ５、Ｎｏ）、サンプリング部２６ａはＳＣ４で電界強度測定部２５により測定された電界強度に基づき、信号波の振幅レベルを第３周波数でサンプリングする回数を決定する（ＳＣ６）。すなわち、サンプリング部２６ａは図８（ｂ）の制御テーブルＢを参照して、電界強度測定部２５により測定された電界強度に対応するサンプリング回数を特定する。例えば測定された電界強度が「−７８ｄＢｍ」の場合、対応するサンプリング回数として「１４４回」が決定される。

図９に戻り、ＳＣ７でサンプリング部２６ａがサンプリングを行った後、判定部２６ｂは当該サンプリングされた振幅レベルの変化パターンの全部又は一部が所定パターンと一致するか否かを判定する（ＳＣ８）。ここで判定基準となる「所定パターン」の具体的な内容は任意で、例えば同一システムに属する他の機器２の送信装置２０が送信する信号の冒頭に付される特有のコード（例えばプリアンブル等）に対応する振幅レベルの変化パターンと、サンプリングされた振幅レベルの変化パターンの全部又は一部とが一致するか否かを判定する。

その結果、サンプリングされた振幅レベルの変化パターンの全部又は一部が所定パターンと一致する場合（ＳＣ８、Ｙｅｓ）、判定部２６ｂは受信部２３が受信した信号波は対象信号波であるものと判定し、送信部２２からの信号の送信を所定時間保留させる（ＳＣ９）。ここで、信号の送信を保留させる所定時間は任意で、例えば他の機器２の送信装置２０が対象信号波の送信を開始してから休止するまでの時間を所定時間とすることができる。所定時間の信号の送信を保留した後、他の機器２による対象信号波の送信が終了したものとして、判定部２６ｂは送信部２２を介して信号を送信させる（ＳＣ３）。

（効果）
このように実施の形態３によれば、電界強度測定部２５により測定された電界強度に基づき、サンプリング部２６ａが信号波の振幅レベルを第３周波数でサンプリングする時間を決定するので、受信部２３が受信した信号波が対象信号波である可能性の程度に応じて自システムの他の機器２が無線通信を行っているのか否かの判定の精度を決定することができる。

また、サンプリング部２６ａによりサンプリングされた振幅レベルの変化に基づき、信号波の内容が所定の内容か否かを判定し、当該判定結果に基づき信号を送信するので、例えば他の機器２により対象信号波の送信が開始されたか否かを簡易に判定することができる。さらに、対象信号波の送信が開始されたと判定した場合にはその送信が完了するまでの時間が経過した後に信号を送信することで、通信の衝突を回避することができる。

〔各実施の形態に対する変形例〕
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。

（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。

（送信装置について）
上述の各実施の形態では、住宅向けセキュリティシステム１における開閉センサ２ａの送信装置２０がＬＢＴを行う場合を例として説明したが、人感センサ２ｂや火災感知器２ｃ等の他の機器２の送信装置２０がＬＢＴを行うようにしてもよい。

（送信処理について）
上述の各実施の形態では、受信部２３が受信した信号波が対象信号波であるものと判定した場合は送信部２２による信号の送信を保留させ、保留状態が所定時間以上経過した場合に信号を送信させると説明したが、信号送信を保留する処理、及び保留状態が所定時間経過したか否かの判定処理を省略し、異なるタイミングで信号を送信するようにしてもよい。例えば、受信部２３が受信した信号波が対象信号波であると判定した場合、受信部２３が受信した信号波が対象信号波か否かの判定を繰り返し行い、受信部２３が受信した信号波が対象信号波ではないと判定した時点（例えば電界強度測定部２５により測定された電界強度が閾値以下となった時点、あるいは隣接するパルスエッジの間のサンプリング回数が第３周波数の２分の１を第１周波数又は第２周波数で除した商と一致する確率が閾値以下となった時点）で直ちに送信部２２から信号を送信させるようにしてもよい。

また、上述の各実施の形態では、送信処理において電界強度測定部２５が電界強度を測定すると説明したが、電界強度の測定を省略し、サンプリング部２６ａによるサンプリング結果のみに基づいて信号波が対象信号波か否かを判断するようにしてもよい。

また、サンプリング時間や電界強度閾値を決定する基準としては、送信すべき信号の優先度や測定された電界強度以外にも、任意の基準を適用することができる。例えば、信号判定装置が電池を電源としている場合には、電池電圧を監視する電圧監視手段を設け、電圧監視手段にて監視された電圧が所定電圧以下になった場合には、サンプリング時間を短くしたり、電界強度が相対的に高い場合であっても電波を送信するように電界強度閾値を変更することで、電波を送信するまでの時間を短縮し、電池消費を低減するようにしてもよい。

（サンプリングのタイミングについて）
上述の各実施の形態では、サンプリング部２６ａを搭載しているＩＣが監視対象の信号にサンプリングのタイミングを同期させる機能を有している場合に、当該機能を用いてサンプリングを開始するタイミングを決定すると説明したが、受信部２３が受信した信号波を整形したパルス信号のパルスエッジを検出し、当該パルスエッジから第３周波数の１／２周期が経過した時にサンプリングを開始するようにしてもよい（特開平６−２６１０８０参照）。

（サンプリング回数の決定について）
上述の各実施の形態では、振幅レベルが一方のレベルに変化してから他方のレベルに変化するまでの間のサンプリング回数が第３周波数の２分の１を第１周波数又は第２周波数で除した商と一致する確率の閾値を、受信部２３が受信する信号の劣化やノイズ混入の可能性を考慮して決定すると説明したが、電界強度測定部２５により測定された電界強度に基づいて決定してもよい。

１ セキュリティシステム
２ 機器
２ａ 開閉センサ
２ｂ 人感センサ
２ｃ 火災感知器
３ コントローラ
２０ 送信装置
２１ 信号判定装置
２２ 送信部
２３ 受信部
２４ 波形整形部
２５ 電界強度測定部
２６ 制御部
２６ａ サンプリング部
２６ｂ 判定部
２７ 記憶部

Claims (9)

1. 受信された信号波が、周波数偏移変調方式により第１周波数と当該第１周波数よりも高い第２周波数とに搬送波が変調された対象信号波であるか否かを判定することにより、前記信号波が自システムにおける他の機器から送信されたものか否かを判定する信号判定装置であって、
   前記第１周波数と前記第２周波数との最小公倍数の２以上の整数倍の第３周波数にて前記信号波の振幅レベルをサンプリングするサンプリング手段と、
   前記振幅レベルが一方のレベルに変化してから他方のレベルに変化するまでの間のサンプリング回数が前記第３周波数の２分の１を前記第１周波数又は前記第２周波数で除した商と一致するか否かに基づいて、前記信号波が前記対象信号波か否かを判定する判定手段と、
   を備えた信号判定装置。
2. 前記第３周波数は、前記第１周波数と前記第２周波数との最小公倍数の２倍である、
   請求項１に記載の信号判定装置。
3. 前記判定手段は、
   前記振幅レベルが一方のレベルに変化してから他方のレベルに変化するまでの間のサンプリング回数が前記第３周波数の２分の１を前記第１周波数又は前記第２周波数で除した商と一致する確率に基づいて、前記信号波が前記対象信号波か否かを判定する、
   請求項１又は２に記載の信号判定装置。
4. 前記信号波を受信する受信手段と、
   前記受信手段における電界強度を測定する電界強度測定手段を備え、
   前記判定手段は、
   前記電界強度測定手段により測定された前記電界強度と閾値との比較に基づいて、前記信号波が前記対象信号波であるか否かを判定する、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の信号判定装置。
5. 前記サンプリング手段は、
   前記電界強度測定手段により測定された前記電界強度に基づき、当該サンプリング手段が前記信号波の振幅レベルを前記第３周波数でサンプリングする時間を決定する、
   請求項４に記載の信号判定装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の信号判定装置と、
   前記判定手段による判定結果に基づき信号を送信する送信手段と、
   を備える送信装置。
7. 前記サンプリング手段は、
   前記送信手段が送信すべき信号の優先度に基づき、前記信号波の振幅レベルを前記第３周波数でサンプリングする時間を決定する、
   請求項６に記載の送信装置。
8. 前記信号判定装置は、請求項４又は５に記載の信号判定装置であり、
   前記判定手段は、
   前記送信手段が送信すべき信号の優先度に基づいて前記閾値を決定する、
   請求項６又は７に記載の送信装置。
9. 前記判定手段は、
   前記サンプリング手段によりサンプリングされた前記信号波の振幅レベルの変化に基づき、当該信号波の内容が所定の内容か否かを判定し、
   前記送信手段は、
   前記判定手段により判定された前記信号波の内容に基づき、前記信号を送信する、
   請求項６から８のいずれか一項に記載の送信装置。

Images