JP6900249B2

JP6900249B2 - 無線装置

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Publication number: JP6900249B2
Application number: JP2017116609A
Authority: JP
Inventors: 裕史島
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 2017-06-14
Filing date: 2017-06-14
Publication date: 2021-07-07
Anticipated expiration: 2037-06-14
Also published as: JP2021141620A; JP2019004279A

Description

本発明は、キャリアセンスを行うことなく無線信号を送信することが許容されている無線装置に関する。

従来、無線信号を送信する無線装置は、電波法の区分により、キャリアセンスを行うことなく信号が送信できる周波数帯域と、キャリアセンスを行うことが義務付けられた周波数帯域が存在する。

前者のキャリアセンスを行う必要のない周波数帯域としては、例えば小電力セキュリティシステムの無線局の無線設備に割り当てられた４００ＭＨｚ帯があり、キャリアセンスが義務付けられた周波数帯としては例えば小電力テレメータ用、テレコントロール用及びデータ伝送用無線設備に割り当てられた４００ＭＨｚ帯や９２０ＭＨｚ帯がある。

キャリアセンスは、同一の周波数で異なる無線装置が同時に信号を送信すると、混信が発生して通信が阻害されることから、送信を開始する前に、送信に使用する周波数の信号を一定時間受信し、使用周波数が未使用であることを確認したら送信を開始することで、複数の機器間での混信を軽減し、共存できる無線通信環境を保つ。

例えば３台の無線装置が相互に通信可能エリアに存在しており、全てがキャリアセンスを行うものとする。ここで１台の無線装置が動作してキャリアセンスを行って送信を開始した後に、残りの２台が動作して送信状態に入ってキャリアセンスを行う場合、先に動作した無線装置が送信を継続しているため、送信待機状態となる。

次に、最初に動作した無線装置が送信を終了すると、送信待機状態による２台の無線装置がキャリアセンスにより使用周波数の未使用を検知して送信を開始して同時に電波を出すことになり、混信が発生することになる。これを回避するため、キャリアセンスで使用周波数の未使用を検知してから送信を開始するまでの遅延時間を無線装置毎にランダムに異ならせることで、送信待機状態にある複数台の無線装置が同時に送信動作へ入らないようにして、混信を回避している。

一方、特定小電力セキュリティ無線では、緊急性の高い情報を扱うことから、火災や防犯等の事象が発生した場合、他の機器による送信周波数の使用の有無に関係なく送信を開始し、キャリアセンスによる時間遅れを起すことなく迅速に情報を伝えることができるようにしている。

特開２０１２−１０５１０３号公報

しかしながら、このような従来のキャリアセンスを行うことなく無線信号を送信することが許容されている特定小電力セキュリティの無線装置にあっては、ホームセキュリティシステム等で同じ家屋内に無線装置の機能を備えた多種多様なセンサを配置しているが、監視領域の状況は様々であり、異なるセンサが連続的に動作した場合、最初に動作したセンサからの信号の送信が継続中に、他のセンサが動作して信号を送信することで混信が発生し、センサから送信した信号が受信装置で正常に受信できず、異常事態が発生してないにも関わらず、異常が判断されて外部の監視センター等に通報されるという問題がある。

例えば、住宅の玄関に向かう廊下に人感センサが設置され、玄関ドアに開閉を検知するドアセンサが設置されていたとする。この場合、居住者が外出のため廊下を通って玄関に向い、玄関ドアを開いて外にでてから玄関扉を閉じて施錠し、外出するといった行動をとる。このため玄関に向かう居住者を人感センサが検知して信号の送信動作を開始し、続いて行われる玄関ドアの開放をドアセンサが検知して信号を送信し、更に、玄関ドアの閉鎖をドアセンサが検知して信号を送信し、基本的に人感センサとドアセンサの信号送信に混信は起きない。

しかしながら、人感センサは廊下のみならず、玄関側も監視エリアとしており、このため居住者の動きによっては、玄関ドアを開け閉めする居住者の動きを人感センサが検知して信号を送信している場合があり、ドアセンサが玄関扉の閉鎖を検知して送信した信号と人感センサが送信している信号とが混信して受信機で受信できない場合にある。このような場合には、玄関ドアの開放が確認された後に閉鎖が確認されないことから玄関ドアが開きっぱなしになっている異常と判断され、問題は起きていないにもかかわらず、受信機から外部の監視センター側に異常発生が通報されてしまう問題がある。

この問題を解決するためには、キャリアセンスを行うことなく無線信号を送信することが許容されている無線装置であっても、キャリアセンスを行って信号を送信することで混信を軽減することも考えられるが、キャリアセンスを行うことなく無線信号を送信することで緊急性の高い情報を迅速に伝えるという特定小電力セキュリティ無線の本来の機能が損なわれてしまう。

これを解決するため本願出願人は、キャリアセンスを行うことなく無線信号を送信することが許容されている無線装置について、同一の情報を含む信号を複数回送信する場合に、少なくとも１回はキャリアセンスを行うことなく信号を送信し、少なくとも他の１回はキャリアセンスを行って信号を送信する送信制御部が設けるようにした無線装置を検討している。

このような無線装置によれば、同じ内容の信号を複数回送信する中で１回はキャリアセンスを行うことなく信号を送信することから緊急性の高い信号をキャリアセンスによる時間遅れを起こすことなく迅速に送信することができ、また、信号を複数回送信する中で１回はキャリアセンスを行って信号を送信することから、他の機器による同じ使用周波数の信号の送信により混信が起きても、混信を軽減して確実に信号を受信機等に届くようにすることで、情報の迅速な伝達と混信の軽減を両立可能とする。

ところで、キャリアセンスを行うことなく無線信号を送信することが許容されている無線装置で、キャリアセンスを行って信号を送信する場合には、送信開始前に検出した受信レベルからキャリアセンスの有無を判別するためキャリアセンスレベルを予め固定的に設定しているが、無線装置を設置した場所の電波環境は様々であり、キャリアセンスレベルが高めに設定されていた場合には混信の可能性が高まり、一方、キャリアセンスレベルが低めに設定されていた場合には混信は回避できるが送信に時間がかかる問題がある。

本発明は、キャリアセンスを行うことなく無線信号を送信することが許容されている無線装置で同一内容の信号を複数回送信する場合に少なくとも１回はキャリアセンスを行って信号を送信する場合に、設置環境に応じたキャリアセンスレベルの自動設定により緊急性の高い信号の迅速な伝達と混信の軽減を両立可能とする無線装置を提供することを目的とする。

（無線装置）
本発明は、キャリアセンスを行うことなく信号を送信することが許容されている無線装置に於いて、
所定時間の受信動作により受信レベルを測定し、当該受信レベルに基づいてキャリアセンスレベルを設定するキャリアセンスレベル設定部と、
同一の情報を含む信号を複数回送信する場合に、少なくとも１回はキャリアセンスレベル設定部により設定されたキャリアセンスレベルに基づいてキャリアセンスを行って信号を送信する送信制御部と、
が設けられたことを特徴とする。

（キャリアセンスレベルの連続的又は段階的な設定）
キャリアセンスレベル設定部は、キャリアセンスレベルを所定の最小キャリアセンスレベルと所定の最大キャリアセンスレベルの間で連続的又は段階的に設定変更する。

（キャリアセンスレベルの最小値と最大値）
キャリアセンスレベル設定部は、最小キャリアセンスレベルを受信感度に基づいた値とし、最大キャリアセンスレベルを、同じ送信周波数を使用する無線装置の規格上のキャリアセンスレベルとする。

（通信の優先順位によるキャリアセンスレベルの設定）
キャリアセンスレベル設定部は、送信する信号の優先順位が高い場合にキャリアセンスレベルを低い値とし、送信する信号の優先順位が低い場合にキャリアセンスレベルを高い値とする。

（設置環境の通知）
送信制御部は、キャリアセンスレベル設定部により設定されたキャリアセンスレベル及び又は測定された受信レベルを内容に含めた信号を送信する。

（１回目はキャリアセンスなし、２回目以降はキャリアセンス）
送信制御部は、１回目はキャリアセンスを行うことなく信号を送信し、２回目以降はキャリアセンスを行って信号を送信する。

（１回目はキャリアセンス、２回目以降はキャリアセンスなし）
送信制御部は、１回目はキャリアセンスを行なって信号を送信し、２回目以降はキャリアセンスを行うことなく信号を送信する。

（基本的な効果）
本発明は、キャリアセンスを行うことなく信号を送信することが許容されている無線装置に於いて、所定時間の受信動作により受信レベルを測定し、当該受信レベルに基づいてキャリアセンスレベルを設定するキャリアセンスレベル設定部と、同一の情報を含む信号を複数回送信する場合に、少なくとも１回はキャリアセンスレベル設定部により設定されたキャリアセンスレベルに基づいてキャリアセンスを行って信号を送信する送信制御部とが設けられたため、設置場所の電波環境の事前モニターを行うことで、電波環境に合わせて適正なキャリアセンスレベルを自動的に設定し、キャリアセンスを行って信号を送信する場合の情報の迅速な伝達と混信の軽減を両立可能とする。

（キャリアセンスレベルの連続的又は段階的な設定による効果）
また、キャリアセンスレベル設定部は、キャリアセンスレベルを所定の最小キャリアセンスレベルと所定の最大キャリアセンスレベルの間で連続的又は段階的に設定変更し、この場合、最小キャリアセンスレベルを受信感度に基づいた値とし、最大キャリアセンスレベルを、同じ送信周波数を使用する無線装置の規格上のキャリアセンスレベルとしたため、例えば測定した受信レベルが最小キャリアセンスレベルと最大キャリアセンスレベルの間にあれば、例えば、受信レベルと最大値との中間にキャリアセンスレベルを設定するか、受信レベルに所定値を加算したキャリアセンスレベルに設定することで、キャリアセンスを行って信号を送信する場合の情報の迅速な伝達と混信の軽減を両立可能とする。

（通信の優先順位によるキャリアセンスレベルの設定）
キャリアセンスレベル設定部は、送信する信号の優先順位が高い場合にキャリアセンスレベルを低い値とし、送信する信号の優先順位が低い場合にキャリアセンスレベルを高い値としたため、緊急性の高い信号は時間遅れなく送信でき、緊急性の低い信号は他の信号を妨害することなく送信されるようになる。

（設置環境の通知による効果）
また、送信制御部は、キャリアセンスレベル設定部により設定されたキャリアセンスレベル及び又は測定された受信レベルを内容に含めた信号を送信するようにしたため、無線装置からの信号を受信する受信装置側で無線装置を設置した場所の電波環境を知ることができ、例えばキャリアセンスレベルや受信レベルが異常に高かった場合には、無線装置の近傍に電子機器等のノイズ源が存在することが分かり、無線装置の設置場所を変更して電波環境を改善するといった対応を可能とする。

（１回目はキャリアセンスなし、２回目以降はキャリアセンスとする効果）
また、送信制御部は、１回目はキャリアセンスを行うことなく信号を送信し、２回目以降はキャリアセンスを行って信号を送信するようにしたため、緊急性の高い信号の迅速な送信を優先し、キャリアセンスを行わない信号の送信による混信をリカバリーする形でキャリアセンスを行って信号を送信することで、情報の迅速な伝達と混信の軽減を両立可能とする。

（１回目はキャリアセンスとし、２回目以降はキャリアセンスなしとする効果）
また、送信制御部は、１回目はキャリアセンスを行なって信号を送信し、２回目以降はキャリアセンスを行うことなく信号を送信するようにしたため、混信の軽減を優先し、キャリアセンスを行った信号の送信による時間遅れをリカバリーする形でキャリアセンスを行わずに信号を送信することで、混信の軽減と情報の迅速な伝達を両立可能とする。

本発明の無線装置が用いられる防犯システムを示した説明図無線装置の機能構成を示したブロック図図２のキャリアセンスレベル設定部によるキャリアセンスレベルの設定を示した説明図図２の送信制御部による送信制御の第１実施形態を示したタイムシャート図２の信号処理部による処理の概略を示したフローチャート図４のステップＳ３における送信制御の第１実施形態を示したフローチャート図２の送信制御部による送信制御の第２実施形態を示したタイムシャート図４のステップＳ３における送信制御の第２実施形態を示したフローチャート

［防犯システム］
（概要）
図１は発明の無線装置が用いられる無線式の防犯システムを示した説明図である。図１に示すように、無線式の防犯システムは、開閉センサ１０−１、火災センサ１０−２、人感センサ１０−３、異常報知灯（戸外表示灯）２６、中継器２８、受信装置（防犯受信器、センター装置）３０及び携帯型設定装置３２により構成されている。このうち、異常報知灯２６を除く各機器は、住宅の屋内に配置されており、異常報知灯２６は、住宅の屋外（例えば玄関近傍）に設置されている。

なお、以下では、開閉センサ１０−１、火災センサ１０−２、及び人感センサ１０−３を、必要に応じて「防犯センサ１０」と総称する場合がある。また、図１にあっては、開閉センサ１０−１、火災センサ１０−２、人感センサ１０−３、異常報知灯２６、及び中継器２８をそれぞれ１台ずつ設けているが、任意の複数台を設けてもよい。

（防犯センサ）
開閉センサ１０−１は、扉や窓の開閉状態を磁気等にて検知するものであり、扉や窓が開状態となったことを検知した場合には、開検知信号を無線にて送信し、開状態となった扉や窓が閉状態となったことを検知した場合には、閉検知信号を無線にて送信する。

火災センサ１０−２は、煙や熱を検知することにより火災発生を検知するものであり、火災発生を検知した場合には、火災検知信号を無線にて送信する。人感センサ１０−３は、赤外線を検知することにより人体を検知するものであり、人体を検知した場合には、人体検知信号を無線にて送信する。

異常報知灯２６は、受信装置３０から移報信号を受信した場合に点灯又は点滅することで、火災等の異常発生を屋外に報知する。

また、本実施形態の開閉センサ１０−１、火災センサ１０−２、及び人感センサ１０−３は、キャリアセンスレベルや環境モニタによる受信レベル等の設置場所の電波環境を示す情報を、それぞれの検知信号に含めて送信する。

（中継器）
中継器２８は、防犯センサ１０から無線送信された信号を受信し、受信した信号を携帯型設定装置３２又は受信装置３０に送信する中継機能を備える。また、中継器２８は受信装置３０から無線送信された信号を受信し、携帯型設定装置３２又は異常報知灯２６に送信する中継機能も備える。

（受信装置）
受信装置３０は、防犯センサ１０から送信された信号を、中継器２８を介して受信し、あるいは直接受信することにより、異常の有無を監視して報知する。受信装置３０は、異常を検知した際には、異常報知灯２６に移報信号を無線で送信して異常報知を行わせると共に、必要に応じて、警備会社へ異常発生を有線又は無線で移報する無線中継器としても機能する。受信装置３０は、例えば、屋内においてユーザが視認し易い場所、代表的には、玄関やリビング等に設置される。

また、受信装置３０は、防犯センサ１０から送信された信号を受信した場合に、受信信号に含まれるキャリアセンスレベルや環境モニタによる受信レベルを取り出し、防犯センサ１０の設置場所の電波環境を報知させる制御を行う。

（携帯型設定装置）
携帯型設定装置３２は、受信装置３０の防犯警戒状態を無線で遠隔的に設定するためのものである。例えば、携帯型設定装置３２は、屋内における中継器２８又は受信装置３０に電波が届く範囲内において、ユーザによって携帯され、あるいは、任意の場所に置かれた状態で使用される。

特に、受信装置３０がリビングに設置されており、リビングが玄関から離れた場所にある場合には、ユーザが帰宅してからリビングの受信装置３０における防犯モードを解除するまでに時間がかかり、所定時間内に防犯モードを解除できなくなる可能性があるため、携帯型設定装置３２を玄関の近傍に配置することでユーザの利便性を向上させることができる。

（使用周波数帯）
図１の防犯システムでは、信号を送受信する周波数帯として、２つの周波数帯を使用する。具体的には、防犯センサ１０と中継器２８又は受信装置３０との相互間では、キャリアセンスが義務付けられていない特定小電力セキュリティ無線の４２６ＭＨｚ帯を使用する。これに対し中継器２８、受信装置３０及び携帯型設定装３２の相互間では、キャリアセンスが義務付けられている９２０ＭＨｚ帯を使用し、通信速度の向上による高速処理化を図ると共に、通信の信頼性を向上させる。

［無線装置］
（概要）
図２は図１の防犯センサとして機能する無線装置の機能構成を示したブロック図である。図２に示すように、図１に示した開閉センサ１０−１、火災センサ１０−２及び人感センサ１０−３を総括した防犯センサ１０は本発明の無線装置として機能し、送信制御部２４とキャリアセンスレベル設定部２５を備えた信号処理部１２、センサ部１４、送信部１８と受信部２０を備えた無線通信部１６及びアンテナ２２で構成される。また、防犯センサ１０は図示しない電池電源により動作する。

（無線通信部）
無線通信部１６は、特定小電力セキュリティ無線の標準規格として知られたＳＴＤ−３０に準拠した４２６ＭＨｚ帯の所定のチャンネル周波数を使用してＩＤ部とデータ部で構成されたパケット信号の送受信を行う。

４２６ＭＨｚ帯の特定小電力セキュリティ無線では、キャリアセンスが義務付けられておらず、送信部１８により信号を送信する場合には、キャリアセンスを行うことなく無線信号を送信することが許容されている。このため４２６ＭＨｚ帯の特定小電力セキュリティ無線を行う無線通信部１６は、本来、送信部１８を備えるだけで良いが、本実施形態の無線装置にあっては、受信部２０が設けられおり、受信部２０により４２６ＭＨｚ帯の特定小電力セキュリティ無線について、キャリアセンスを行って信号を送信すること可能とする。

（センサ部）
センサ部１４は、図１に示した開閉センサ１０−１の開閉検知部、火災センサ１０−２の火災検知部又は人感センサ１０−３の赤外線検知部の機能を総称しており、開閉、火災又は人体を検出した場合に、その検知信号をイベント検知信号として信号処理部１２に出力する。

［信号処理部］
信号処理部１２は、ＣＰＵ、メモリ、各種の入出力ポートを備えたコンピュータ回路で構成され、プログラムの実行により実現される送信制御部２４とキャリアセンスレベル設定部２５の機能が設けられる。

（送信制御部）
送信制御部２４は、センサ部１４からのイベント検知信号の入力を検知した場合、送信制御状態となり、防犯センサ１０の識別情報を含むＩＤ部とセンサ種別や検出値等を含むデータ部からなるパケット信号を生成し、同じ内容のパケット信号を予め定めた複数回送信する制御を行う。

更に、送信制御部２４は、パケット信号のデータ部に、後の説明で明らかにする環境モニタのために測定された受信レベルと、測定された受信レベルに基づいて自動的に設定されたキャリアセンスレベルを含めたパケット信号を生成して送信する制御を行う。

また、送信制御部２４は、同じ内容のパケット信号を複数回送信する場合、少なくとも１回はキャリアセンスを行うことなく信号を送信し、少なくとも他の１回はキャリアセンスを行って信号を送信する制御を行う。

送信制御部２４による送信制御の第１実施形態にあっては、同じ内容のパケット信号を複数回送信する場合、１回目はキャリアセンスを行うことなくパケット信号を送信し、２回目以降はキャリアセンスを行ってパケット信号を送信する制御を行う。

また、送信制御部２４による送信制御の第２実施形態にあっては、同じ内容のパケット信号を複数回送信する場合、１回目はキャリアセンスを行ってパケット信号を送信し、２回目以降はキャリアセンスを行うことなくパケット信号を送信する制御を行う。

（キャリアセンスレベル設定部）
キャリアセンスレベル設定部２５は、防犯監視システムの運用開始前及び運用中に、設置場所の電波環境をモニタ―するため、所定時間の受信動作により受信レベルを測定し、受信レベルに基づいて送信制御部２４によるキャリアセンスを行う送信に用いるキャリアセンスレベルを自動的に設定する制御を行う。

図３は図２のキャリセンスレベル設定部２５によるキャリアセンスレベルの設定を示した説明図であり、図３（Ａ）（Ｂ）として二つの設定方法を示している。

図３（Ａ）（Ｂ）は、キャリアセンスレベルＶｔｈの設定範囲を決める最大値（Ｖｔｈ）ｍａｘと最小値（Ｖｔｈ）ｍｉｎを設定している。ここで、最小値（Ｖｔｈ）ｍｉｎは、受信部２０の受信感度に対応した値としており、例えばアンテナ２２の誘起電圧として０．２〜０．３μＶ程度の値が設定される。

また、最大値（Ｖｔｈ）ｍａｘは、周波数チャンネルの空き状態の判定が、キャリアセンスが義務付けられた特定小電力無線設備（ＳＴＤ−Ｔ６７）の場合、絶対利得が２．１４ｄＢの空中線に誘起される電圧が４００ＭＨｚ帯の場合は７μＶで応答時間は２０ミリ秒以内と規定されていることから、例えばアンテナ２２の誘起電圧として（Ｖｔｈ）ｍａｘ＝７μＶが設定される。

ここで、キャリアセンスレベル設定部２５は、アンテナ２２の誘起電圧を受信部２０により増幅した受信信号を入力していることから、キャリアセンスレベル設定部２５における最小値（Ｖｔｈ）ｍｉｎは、アンテナ誘起電圧０．２〜０．３μＶを受信増幅した例えば２〜３ｍＶの電圧として扱われる。この点は最大値（Ｖｔｈ）ｍａｘも同様であり、アンテナ誘起電圧７μＶを受信増幅した例えば７０ｍＶの電圧として扱われる。

図３（Ａ）の方法は、受信部２０の受信動作により所定時間に亘り測定した受信レベルＶｒに基づき、最大値（Ｖｔｈ）ｍａｘに対する受信レベルＶｒとの差｛（Ｖｔｈ）ｍａｘ−Ｖｒ｝の半分となるように次式により設定する。
Ｖｔｈ＝Ｖｒ＋｛（Ｖｔｈ）ｍａｘ−Ｖｒ｝／２
図３（Ａ）の方法は、設置場所の電波環境（ノイズ環境）を示す受信レベルＶｒと最大値（Ｖｔｈ）ｍａｘの中央にキャリアセンスレベルＶｔｈが自動的に設定される。

また、図３（Ｂ）の方法は、受信レベルＶｒに予め定めた固定値ΔＶを加算して
Ｖｔｈ＝Ｖｔ＋ΔＶ
として設定する。図３（Ｂ）の方法は、固定値ΔＶの大きさを決めておくことで、キャリアセンスレベルを高めに設定するか、低めに設定するかが選択できる。

また、図３（Ａ）（Ｂ）の何れの方法も、設置場所の電波環境を示す受信レベル（ノイズレベル）に追従してキャリアセンスレベルＶｔｈが設定される。即ち、受信レベルＶｒが小さければキャリアセンスレベルＶｔｈは低めに設定され、受信レベルＶｒが高ければキャリアセンスレベルも高めに設定される。

なお、設置場所の電波環境を示す受信レベルＶｒに基づくキャリアセンスレベルを設定する方法は、図３（Ａ）（Ｂ）に限定されず、必要に応じて適宜の方法が含まれる。

［通信制御の第１実施形態］
（通信制御のタイムチャート）
図２の送信制御部２４は、通信制御の第１実施形態として、イベント検知に基づき送信状態となった場合、１回目はキャリアセンスを行うことなくパケット信号を送信し、２回目以降はキャリアセンスを行ってパケット信号を送信することにより同じ内容のパケット信号を例えば３回送信する制御を行う。

図４は図２の通信制御部による送信制御の第１実施形態を示したタイムチャートであり、図４（Ａ）がセンサ部からのイベント検知信号を示し、図４（Ｂ）は混信がない場合の送信動作とキャリアセンスを示し、図４（Ｃ）は混信が起きた場合の送信動作とキャリアセンスを示す。

図４（Ａ）に示すように、時刻ｔ１でドア開閉検知、火災検知又は人体検知によりセンサ部１４からイベント検知信号が出力されたとすると、送信制御部２４が送信動作状態となり、図４（Ｂ）に示すようにキャリアセンスを行うことなく、送信部１８に指示して時刻ｔ１から１回目のパケット信号の送信を行う。

続いて、時刻ｔ２の送信終了から所定時間Ｔ１が経過した時刻ｔ３で２回目の送信動作状態となり、２回目の送信動作状態ではキャリアセンスを行ってパケット信号を送信する。即ち、時刻ｔ３で受信部２０を受信動作状態とし、受信部２０から出力される受信信号レベル（受信電波強度）を、キャリアセンスレベル設定部２５の指示に基づき設定されたキャリアセンスレベルＶｔｈと比較し、この場合、他の防犯センサから信号が送信されていない混信のない状態であったとすると、受信信号レベルはキャリアセンスレベルＶｔｈ以下又は未満であり、時刻ｔ４で受信部２０の動作を停止して送信部１８の動作に切り替えることで、所定の切替時間Ｔ２が経過した時刻ｔ５から２回目のパケット信号の送信を行う。

時刻ｔ６で２回目の送信が終了すると、同様に所定時間Ｔ１が経過した時刻t７でキャリアセンスを行い、受信信号レベルはキャリアセンスレベルＶｔｈ以下又は未満であった場合、切替時間Ｔ２が経過した時刻ｔ９から３回目のパケット信号の送信を行って一連の送信制御を終了する。

これに対し時刻ｔ１でイベント検知信号が出力されたときに、他の防犯センサが同じ使用周波数で信号を送信することによる混信状態にあった場合、図４（Ｃ）に示すように、送信制御部２４は受信部２０の動作によるキャリアセンスを行うことなく、時刻ｔ１で送信部１８を動作状態としてパケット信号を送信する１回目の送信を行う。このとき、他の防犯センサによる信号送信があると、混信が発生し、中継器又は受信装置で正常に信号が受信できない可能性が高まる。

キャリアセンスを行わない１回目の送信が時刻ｔ２で終了すると、所定時間Ｔ１が経過した時刻ｔ３で受信部２０を受信動作状態とし、受信部２０から出力される受信信号レベルがキャリアセンスレベルＶｔｈ超え又は以上となる斜線部で示す混信状態であったとすると、時刻ｔ４で受信部２０の動作を停止すると共に送信部１８の動作を行うことなく送信待機状態とし、所定時間Ｔ１を経過した後の時刻ｔ５で再び受信部２０を受信動作状態とし、この場合も受信信号レベルがキャリアセンスレベルＶｔｈ超え又は以上であることから、時刻ｔ６で受信部２０の動作を停止すると共に送信部１８の送信待機状態を継続する。

続いて、所定時間Ｔ１を経過した時刻ｔ７で再び受信部２０を受信動作状態とし、この場合には混信が解消されており、受信信号レベルがキャリアセンスレベルＶｔｈ未満又は以下であることから、時刻ｔ８で受信部２０の動作を停止して送信部１８の動作に切り替えることで、所定の切替時間Ｔ２が経過した時刻ｔ９から２回目のパケット信号の送信を行う。

時刻ｔ１０で２回目の送信が終了すると、同様に所定時間Ｔ１が経過した時刻t１２でキャリアセンスを行い、受信信号レベルはキャリアセンスレベルＶｔｈ以下又は未満であった場合、切替時間Ｔ２が経過した時刻ｔ１３から３回目のパケット信号の送信を行って一連の送信制御を終了する。

このように送信制御の第１実施形態は、同じ内容の信号を複数回送信する場合に、１回目はキャリアセンスを行うことなく信号を送信し、２回目以降はキャリアセンスを行って信号を送信することで、緊急性の高い信号の迅速な送信を優先し、キャリアセンスを行わない信号の送信による混信をリカバリーする形でキャリアセンスを行って信号を送信することで、情報の迅速な伝達と混信の軽減を両立可能とする。

［信号処理部の処理機能］
（概略フローチャート）
図５は図２の信号処理部による処理の概略を示したフローチャートである。図５に示すように、信号処理部１２は、防犯センサ１０の電池電源をオンして動作を開始した場合、ステップＳ１において、キャリアセンスレベル設定部２５の動作により受信部２０を所定時間動作し、設置場所の電波環境を示す受信レベルを測定する。

続いて、ステップＳ２に進み、キャリアセンスレベル設定部２５は、測定した受信レベルに基づき例えば図３（Ａ）又は図３（Ｂ）に示した方法等によりキャリアセンスレベルＶｔｈを設定する。

続いて、ステップＳ３に進み、センサ部１４からイベント検知信号が入力する毎に送信制御部２４による送信制御が行われている。この送信制御中は、ステップＳ４で所定周期毎となる環境モニタータイミングへの到達が監視されており、例えば１日１回といった環境モニタータイミングへの到達を判別するとステップＳ１、Ｓ２の処理に戻り、キャリアセンスレベル設定部２５の動作により受信部２０を所定時間動作して設置場所の電波環境を示す受信レベルを測定し、測定した受信レベルに基づいてキャリアセンスレベルＶｔｈを再設定する。これにより運用中に防犯センサ１０の設置場所の電波環境が変化しても、電波環境の変化に追従した適切なキャリアセンスレベルの自動設定が行われる。

設置場所の電波環境を示す受信レベルをノイズレベルＶｒとして採用する処理の際に、測定値が現在のノイズレベル設定値Ｖｒと所定量ずれている場合、測定した受信レベルが他の信号が送信中であるとみなしノイズレベルＶｒとして採用しないようにしても良い。この際、例えば時間を離して複数回計測を行った結果、現在の設定値と比較して所定量ずれている値が計測された場合に当該計測された値をノイズレベルＶｒとして採用するなど、適宜他の機器が信号を送信していない状態でノイズレベルを計測できるようにしても良い。受信レベルの計測は一度の測定の値、複数回の平均値等、適宜の方法によって良い。

（通信制御のフローチャート）
図６は図２の送信制御部による送信制御の第１実施形態を示したフローチャートである。図６に示すように、送信制御部２４はステップＳ１１でセンサ部１４の検知動作によるイベント発生、具体的にはイベント検知信号の入力を監視しており、イベント発生を判別するとステップＳ１２に進み、送信部１８を動作状態とし、イベント内容に加えてキャリアセンスレベル及び環境モニタ測定で得られた受信レベルを含むパケット信号を生成し、キャリアセンスを行うことなく送信する。

続いて送信制御部２４はステップＳ１３で送信回数を示す送信カウンタＮを１つカウントアップし、ステップＳ１４で所定時間Ｔ１の経過を監視し、所定時間Ｔ１の経過を判別するとステップＳ１５に進み、受信部２０を動作状態として受信信号レベルを検出するキャリアセンスを行う。

続いて送信制御部２４はステップ１６に進み、ステップＳ１５のキャリアセンスで検知された受信信号レベルがキャリアセンスレベルＶｔｈ以下か否か判別し、キャリアセンスレベルＶｔｈを超えている場合には、ステップＳ１７に進んで送信待機状態とし、ステップＳ１４に戻り、所定時間Ｔ１の経過を判別した場合にステップＳ１５に進んで次のキャリアセンスを行う。

一方、送信制御部２４は、ステップＳ１６で受信信号レベルがキャリアセンスレベルＶｔｈ以下にあることを判別した場合はステップＳ１８に進み、受信部２０の受信動作を停止して送信部１８を動作状態とする所定の切替時間Ｔ２後に、キャリアセンスレベル及び環境モニタ測定で得られた受信レベルを含むパケット信号を送信する２回目の送信を行う。

続いて、送信制御部２４はステップＳ９に進み、送信カウンタＮを１つカウントアップし、ステップＳ１０で最大送信回数Ｎｍａｘが判別されるまでステップＳ４からの処理を繰り返す。

［通信制御の第２実施形態］
（通信制御のタイムチャート）
図２の送信制御部２４は、通信制御の第２実施形態として、イベント検知に基づき送信状態となった場合、１回目はキャリアセンスを行ってパケット信号を送信し、２回目以降はキャリアセンスを行うことなくパケット信号を送信することにより同じ内容のパケット信号を例えば３回送信する制御を行う。

図７は図２の送信制御部による送信制御の第２実施形態を示したタイムチャートであり、図７（Ａ）がセンサ部からのイベント検知信号を示し、図７（Ｂ）は混信がない場合の送信動作とキャリアセンスを示し、図７（Ｃ）は混信が起きた場合の送信動作とキャリアセンスを示す。

図７（Ａ）に示すように、時刻ｔ１でドア開閉検知、火災検知又は人体検知によりセンサ部１４からイベント検知信号が出力されたとすると、送信制御部２４が送信動作状態となり、図７（Ｂ）に示すように、１回目の送信動作状態ではキャリアセンスを行い、キャリアセンスレベル及び環境モニタ測定で得られた受信レベルを含むパケット信号を送信する。

即ち、送信制御部２４は、時刻ｔ１で受信部２０を受信動作状態とし、受信部２０から出力される受信信号レベル（受信電波強度）を、キャリアセンスレベル設定部２４の指示に基づき設定されたキャリアセンスレベルＶｔｈと比較し、この場合、他の防犯センサから信号が送信されていない混信のない状態であったとすると、受信信号レベルはキャリアセンスレベルＶｔｈ以下又は未満であり、時刻ｔ２で受信部２０の動作を停止して送信部１８の動作に切り替えることで、所定の切替時間Ｔ２が経過した時刻ｔ３から１回目のパケット信号の送信を行う。

時刻ｔ４で１回目の送信が終了すると所定時間Ｔ１が経過した後の時刻ｔ５でキャリアセンスを行うことなく、送信部１８に指示して２回目のパケット信号の送信を行う。時刻ｔ６で２回目の送信が終了すると、所定時間Ｔ１が経過した時刻ｔ７で、同様に、キャリアセンスを行うことなく、送信部１８に指示して３回目のパケット信号の送信を行って一連の送信制御を終了する。

これに対し時刻ｔ１でイベント検知信号が出力されたときに、他の防犯センサが同じ使用周波数で信号を送信することによる混信状態にあった場合には、図７（Ｃ）に示すように、送信制御部２４は時刻ｔ１で受信部２０を受信動作状態とし、受信部２０から出力される受信信号レベルをキャリアセンスレベルＶｔｈと比較する。

この場合、受信部２０から出力される受信信号レベルがキャリアセンスレベルＶｔｈ超え又は以上となる斜線部で示す混信状態であったとすると、送信制御部２４は、時刻ｔ２で受信部２０の動作を停止すると共に送信部１８の動作を行うことなく送信待機状態とし、所定時間Ｔ１を経過した後の時刻ｔ３で再び受信部２０を受信動作状態とし、この場合も受信信号レベルがキャリアセンスレベルＶｔｈ超え又は以上であることから、時刻ｔ４で受信部２０の動作を停止すると共に送信部１８を送信待機状態とする。

続いて、送信制御部２４は、所定時間Ｔ１を経過した時刻ｔ５で再び受信部２０を受信動作状態とし、この場合には混信が解消されており、受信信号レベルがキャリアセンスレベルＶｔｈ未満又は以下であることから、時刻ｔ６で受信部２０の動作を停止して送信部１８の動作に切り替えることで、所定の切替時間Ｔ２が経過した時刻ｔ７から１回目のパケット信号の送信を行う。

時刻ｔ８で１回目の送信が終了すると、同様に所定時間Ｔ１が経過した時刻t９でキャリアセンスを行うことなく２回目のパケット信号の送信を行う。時刻ｔ１０で２回目の送信が終了すると、所定時間Ｔ１が経過した時刻ｔ１１で、同様に、キャリアセンスを行うことなく、送信部１８に指示して３回目のパケット信号の送信を行って一連の送信制御を終了する。

このように送信制御の第２実施形態は、同じ内容の信号を複数回送信する場合に、１回目はキャリアセンスを行ってパケット信号を送信し、２回目以降はキャリアセンスを行わずに信号を送信することで、混信の軽減を優先し、続いて、キャリアセンスを行った信号の送信による時間遅れをリカバリーする形でキャリアセンスを行わずに信号を送信することで、混信の軽減と情報の迅速な伝達を両立可能とする。

（通信制御のフローチャート）
図８は図２の送信制御部による送信制御の第２実施形態を示したフローチャートである。図８に示すように、送信制御部２４はステップＳ２１でセンサ部１４の検知動作によるイベント発生、具体的にはイベント検知信号の入力を監視しており、イベント発生を判別するとステップＳ２２に進み、受信部２０を動作状態として受信信号レベルを検出するキャリアセンスを行う。

続いて送信制御部２４はステップ２３に進み、ステップＳ２２のキャリアセンスにより検知された受信信号レベルがキャリアセンスレベルＶｔｈ以下か否か判別し、キャリアセンスレベルＶｔｈを超えている場合には、ステップＳ２４に進んで送信待機状態とし、ステップＳ２５で所定時間Ｔ１の経過を判別するとステップＳ２２に戻って次のキャリアセンスを行う。

送信制御部２４は、ステップＳ２３で受信信号レベルがキャリアセンスレベルＶｔｈ以下にあることを判別した場合は、ステップＳ２６に進み、送信部１８を動作状態とし、イベント発生に基づいて生成したキャリアセンスレベル及び環境モニタ測定で得られた受信レベルを含むパケット信号を送信する。

続いて、送信制御部２４はステップＳ２７に進み、送信カウンタＮを１つカウントアップし、続いてステップＳ１８で所定時間Ｔ１の経過を監視し、所定時間Ｔ１の経過を判別するとステップＳ１９に進み、送信待機状態とし、キャリアセンスを行うことなく直ぐにパケット信号を送信する。

続いて、送信制御部２４はステップＳ３０に進み、送信カウンタＮを１つカウントアップし、ステップＳ３１で最大送信海水Ｎｍａｘが判別されるまでステップＳ２８からの処理を繰り返す。

〔本発明の変形例〕
（キャリアセンス）
上記の実施形態は、キャリアセンスを行うことなく信号を送信することが許容されている無線装置で、キャリアセンスを行って信号を送信する場合を例にとっているが、これに限定されず、キャリアセンスが義務付けられた無線装置のキャリアセンスレベルの設定に適用しても良い。

（送信信号）
上記の実施形態は、同じ内容の信号を複数回送信するように記載されているが、例えば伝送したい内容に加えて送信回数を含めて信号として送信するような、同一の情報を含む信号を複数回送信する場合にも適用可能である。

（送信待機時間）
上記の実施形態は、信号送信時からキャリアセンスまでの待機時間と、キャリアセンスから次のキャリアセンスまでの待機時間を同じに設定しているが、異なるようにしても良い。また、送信する信号の緊急度に応じて上記それぞれの待機時間を異ならせるようにしても良い。例えば、センサ反応時等の緊急時には待機時間を短くさせ、定期通信等の通常時には待機時間を長く取るようにしても良い。このようにすることで、通常時は電池の消耗を抑えつつ、緊急時には他のキャリア無しを早く検出して信号を送信することが可能となる。

（送信制御）
上記の実施形態は、同じ内容の信号を複数回送信する場合、送信制御の第１実施形態では、１回目はキャリアセンスを行わずに信号を送信し、２回目以降はキャリアセンスを行って信号を送信しているが、キャリアセンスを行わない信号送信とキャリアセンスを行う信号送信を交互に繰り返し行うようにしても良い。

また、送信制御の第２実施形態では、１回目はキャリアセンスを行って信号を送信し、２回目以降はキャリアセンスを行わずに信号を送信しているが、キャリアセンスを行う信号送信とキャリアセンスを行わない信号送信を交互に繰り返し行うようにしても良い。

また、キャリアセンスを行う信号送信とキャリアセンスを行わない信号送信を、複数回ずつ交互に繰り返すようにしても良い。

（通信システム）
上記の実施形態は、防犯システムについて説明したが、この他にも任意の目的や種類の通信システムに本発明を適用することができ、例えば、防災システムにおいて、端末機器としての無線式住宅用火災警報器やその他の電池式小型無線機器から、受信装置としての受信機に通信を行ったり、自動車制御システムにおいて、端末機器としての携帯型設定装置から、受信装置としての例えばエンジンスタータに通信を行う場合にも、本発明を適用することができる。

（その他）
また、本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。

１０：防犯センサ
１０−１：開閉センサ
１０−２：火災センサ
１０−３：人感センサ
１２：信号処理部
１４：センサ部
１６：無線通信部
１８：送信部
２０：受信部
２２：アンテナ
２４：送信制御部
２５：キャリアセンスレベル設定部
２６：異常報知灯
２８：中継器
３０：受信装置
３２：携帯型設定装置

Claims

キャリアセンスを行うことなく信号を送信することが許容されている無線装置に於いて、
所定時間の受信動作により受信レベルを測定し、当該受信レベルに基づいてキャリアセンスレベルを設定するキャリアセンスレベル設定部と、
同一の情報を含む信号を複数回送信する場合に、少なくとも１回は前記キャリアセンスレベル設定部により設定された前記キャリアセンスレベルに基づいてキャリアセンスを行って信号を送信する送信制御部と、
が設けられたことを特徴とする無線装置。
請求項１記載の無線装置に於いて、
前記キャリアセンスレベル設定部は、前記キャリアセンスレベルを所定の最小キャリアセンスレベルと所定の最大キャリアセンスレベルの間で連続的又は段階的に設定変更することを特徴とする無線装置。
請求項２記載の無線装置に於いて、
前記キャリアセンスレベル設定部は、前記最小キャリアセンスレベルをノイズレベル又は受信感度に基づいた値とし、前記最大キャリアセンスレベルを、同じ送信周波数を使用する無線装置の規格上のキャリアセンスレベルとしたことを特徴とする無線装置。
請求項２記載の無線装置に於いて、
前記キャリアセンスレベル設定部は、送信する信号の優先順位が高い場合に前記キャリアセンスレベルを低い値とし、送信する信号の優先順位が低い場合に前記キャリアセンスレベルを高い値としたことを特徴とする無線装置。
請求項１記載の無線装置に於いて、前記送信制御部は、前記キャリアセンスレベル設定部により設定された前記キャリアセンスレベル及び又は前記測定された受信レベルを内容に含めた信号を送信することを特徴とする無線装置。
請求項１記載の無線装置に於いて、
前記送信制御部は、１回目はキャリアセンスを行うことなく信号を送信し、２回目以降はキャリアセンスを行って信号を送信することを特徴とする無線装置。
請求項１記載の無線装置に於いて、
前記送信制御部は、１回目はキャリアセンスを行なって信号を送信し、２回目以降はキャリアセンスを行うことなく信号を送信することを特徴とする無線装置。