JP6978876B2 - 受信器 - Google Patents

Description

本発明は、チャンネル周波数に対応した占有周波数帯域内に受信周波数帯域を設定して信号を受信する受信器に関する。

従来、チャンネル周波数に対応した占有周波数帯域内に受信周波数帯域を設定して信号を受信する受信器にあっては、受信器の感度を上げるため受信周波数の帯域幅を狭くすることが知られている。

図７は従来の受信感度を高めるための受信周波数帯域の狭帯域の設定を示した説明図である。図７は４２６ＭＨｚ帯の特定小電力無線局設備における１２．５ｋＨｚ幅のチャンネル周波数帯域１００を例にとっており、チャンネル周波数帯域１００の中に８．５ｋＨｚ幅の占有周波数帯域１０２が配置され、送信電波の受信による送信周波数帯域１０４の中心周波数ｆｓと受信周波数帯域１０６の中心周波数ｆｏが略一致しており、送信周波数帯域１０４の帯域幅を４ｋＨｚとすると、通常の受信周波数帯域は占有周波数帯域１０２の全体をカバーするように帯域幅が８．５ｋＨｚに設定される。

これに対し占有周波数帯域１０２の中に、例えば帯域幅を４．５ｋＨｚとした狭帯域の受信周波数帯域１０６を設定することで、受信感度を高めることができる。

これは感度を求めようとする感度回路の動作が信頼できる状態の下で、感度回路が検出可能な最小の信号（通信に必要な受信品質を確保できる最小の信号）を感度とするとき、感度を示す最小信号強度Ｓｉは、出力雑音電力のＭ倍の出力信号電力を生ずる場合の受信器回路の入力端での最小信号の強度を表す。

ここで、感度を示す最小信号強度Ｓｉと雑音指数の関係は次の（式１）で与えられる。
Ｓｉ＝ＭｋＴｏＢＦ （式１）
Ｓｉは最小信号強度（感度）
ｋはボルツマン定数
Ｔｏは信号源温度
Ｂは雑音帯域幅［Ｈｚ］
Ｆはノイズファクタ［ｄＢ］
Ｍは雑音指数

このとき、Ｍ＝１とし、Ｔｏ＝２９０Ｋとし、（式１）をｄＢｍ単位で表すと次の（式２）となる。
Ｓｉ＝−１７４ｄＢｍ＋Ｆ（ｄＢ）＋１０・ｌｏｇＢ＋１０・ｌｏｇＭ （式２）

この（式２）より、受信周波数帯域幅を広くすると、雑音帯域幅Ｂが広がることによって１０・ｌｏｇＢが大きくなり、最小信号強度Ｓｉが増加し、受信感度が低下する。一方、受信周波数帯域幅を狭くすると、雑音帯域幅Ｂが狭まることによって１０・ｌｏｇＢが小さくなり、最小信号強度Ｓｉが低下し、受信感度が上がる。

例えば、受信周波数帯域の帯域幅を占有周波数帯域１０２の帯域幅と同じ８．５ｋＨｚの場合と狭帯域にした方の最小信号強度が約３［ｄＢｍ］低くなり、受信感度が高くなる。

特開２０１２−１０５１０３号公報

しかしながら、受信器の感度を上げるために受信周波数帯域の帯域幅を狭くすると、送信側の送信周波数帯域の中心周波数が受信側の受信周波数帯域の中心周波数からずれた場合に受信できなくなる問題がある。

図８は受信周波数帯域を狭帯域に設定した場合の送信側と受信側の中心周波数のずれを示した説明図である。図８に示すように、占有周波数帯域１０２の中に中心周波数ｆｏとして狭帯域の受信周波数帯域１０６を設定した場合、送信周波数帯域１０４の中心周波数ｆｓがずれる場合がある。

このような送信側の中心周波数のずれは、送信側の中心周波数が水晶発振器又は温度補償水晶発振器の発信周波数で決まっており、温度特性や経年変化で水晶発振器の発信周波数は、数ｐｐｍ〜数十ｐｐｍ（２ｋＨｚ〜３ｋＨｚ）程度ずれる場合があり、送信側の中心周波数ｆｓが受信側の中心周波数ｆｏからずれて受信できなくなる場合がある。

このような中心周波数のずれの一般的な解決策としては自動周波数制御（ＡＦＣ）が知られている。しかし、自動周波数制御は受信周波数帯域幅を広帯域（感度の低い状態）に設定し、その受信周波数帯域内に飛び込んできた電波の受信信号の中心周波数に追従するように受信周波数帯域の中心周波数を制御するが、微弱な電波の受信信号に対しては、そもそも受信感度が低い状態なため、電波が飛び込んできたかどうかが分からず、受信できない。

このように自動周波数制御を使用した場合、受信周波数帯域幅が狭帯域の状態（感度が高い状態）に比べ感度が落ち、受信感度が高いまま広い受信周波数帯域幅による受信を両立させるは困難であった。

本発明は、受信周波数帯域幅が狭帯域の場合に高い受信感度が得られることに着目して受信周波数帯域を狭帯域に設定し、占有周波数帯域内で中心周波数がずれても確実に受信可能として、高い受信感度と占有周波数帯域内の全域での受信を両立可能とする受信器を提供することを目的とする。

（受信器）
本発明は、所定の周波数でセンサ情報を送信する送信器の送信信号を受信し、所定の占有周波数帯域内に受信周波数帯域を設定して信号を受信する受信器であって、
受信周波数帯域を所定の狭帯域に設定し、受信待機状態で受信周波数帯域の中心周波数をずらしながら占有周波数帯域の全域を走査して最も受信信号強度の高い最適中心周波数に受信周波数帯域を固定して信号を受信する受信制御部を備え、
受信制御部は、送信信号の先頭に配置された所定期間のプリアンブルコード全体の時間よりも短い間隔毎に、占有周波数帯域の全域を走査することを特徴とする。

（増加又は減少による中心周波数の受信周波数帯域走査）
受信制御部は、受信周波数帯域の中心周波数を所定の開始中心周波数から所定周波数ずつ増加又は減少しながら占有周波数帯域の全域を繰り返し走査する。

（周波数自動制御）
受信制御部は、受信周波数帯域の中心周波数を最適中心周波数に設定後、受信中の信号周波数と最適中心周波数の誤差をフィードバックして最適中心周波数を受信中の信号周波数に合わせる。

（最適中心周波数の設定）
受信制御部は、増加又は減少させる所定の周波数を、受信周波数帯域の帯域幅と送信信号の帯域幅との差分以下とする。

（プリアンブル受信時間に対応した受信周波数帯域走査）
受信制御部は、信号の先頭に配置されたプリアンブル信号の受信時間に対応した所定の時間毎に、受信周波数帯域の中心周波数をずらしながらの占有周波数帯域の全域走査を繰り返す。

（中心周波数の固定解除と受信周波数帯域走査の再開）
受信制御部は、受信周波数帯域を最適中心周波数に固定した状態での信号の受信中に、信号の受信終了を検出した場合、受信周波数帯域の最適中心周波数での固定を解除して占有周波数帯域内での走査を再開させる。

（信号長による送信終了の検出）
受信制御部は、受信した信号に信号長が含まれている場合、信号長に対応した受信時間の経過により信号の受信終了を検出する。

（受信信号強度による送信終了の検出）
受信制御部は、信号受信中に所定周期で受信信号強度を検出し、受信信号強度が所定の閾値以下となった場合に、信号の受信終了を検出する。

（周波数走査による最適中心周波数の設定）
受信制御部は、走査中に信号受信強度が所定の閾値を超えたときに信号有とみなし、受信中の信号周波数と最適中心周波数の誤差をフィードバックして最適中心周波数を受信中の信号周波数に合わせる。

（基本的な効果）
本発明は、所定の占有周波数帯域内に受信周波数帯域を設定して信号を受信する受信器に於いて、受信周波数帯域を所定の狭帯域に設定し、受信待機状態で受信周波数帯域の中心周波数をずらしながら占有周波数帯域の全域を走査して最も受信信号強度の高い最適中心周波数に受信周波数帯域を固定して信号を受信する受信制御部を備え、受信制御部は、送信信号の先頭に配置された所定期間のプリアンブルコード全体の時間よりも短い間隔毎に、占有周波数帯域の全域を走査するため、受信周波数帯域を狭帯域に設定して受信感度を高めた状態で、占有周波数帯域の全域を網羅するように受信周波数帯域の中心周波数を走査して受信待機することで、送信周波数帯域の中心周波数と受信周波数帯域の中心周波数にずれが生じても、中心周波数の走査により受信信号強度が最大となる最適中心周波数を検出して固定することで、中心周波数がずれても狭帯域とした受信周波数帯域による信号の受信を確実に行うことができ、狭帯域の設定による高い受信感度と占有周波数帯域の全域での受信を両立させることができる。

（増加又は減少による中心周波数の受信周波数帯域走査の効果）
また、受信制御部は、受信周波数帯域の中心周波数を所定の開始中心周波数から所定周波数ずつ増加又は減少しながら占有周波数帯域の全域を繰り返し走査するようにしたため、水晶発振器の温度特性や経年変化等に起因して送信周波数帯域の中心周波数及び又は受信周波数帯域の中心周波数とのあいだにずれが生じても、受信周波数帯域の中心周波数を所定の開始中心周波数から所定周波数ずつ増加又は減少しながら占有周波数帯域の全域を繰り返し走査することで、中心周波数がずれても確実に信号を受信することができる。

（周波数自動制御による効果）
また、受信制御部は、受信周波数帯域の中心周波数を最適中心周波数に設定後、受信中の信号周波数と最適中心周波数の誤差をフィードバックして最適中心周波数を受信中の信号周波数に合わせるようにしたため、受信周波数帯域の中心周波数を大まかに最適中心周波数に設定した後に、自動周波数制御により受信中の信号周波数に最適中心周波数を精度よく合わせることができる。また、信号待機中の信号有無確認における１回の走査内の信号確認回数が減じられるため、待機電力を減じる効果がある。

（最適中心周波数の設定による効果）
また、受信制御部は、増加又は減少させる所定の周波数を、受信周波数帯域の帯域幅と送信信号の帯域幅との差分以下としたため、細かく最適中心周波数を設定することができる。また、最適中心周波数を設定した場合に受信帯域周波数内に送信帯域周波数が全て含まれることになるため、フィードバック制御が不要となるので回路・制御が簡易に構成することが可能となる。上述した周波数自動制御による手法とするか、最適中心周波数を細かく設定する手法とするかは、いずれの効果を重視するかで選択可能である。

（プリアンブル受信時間に対応した受信周波数帯域走査の効果）
また、受信制御部は、信号の先頭に配置されたプリアンブル信号の受信時間に対応した所定の時間毎に、受信周波数帯域の中心周波数をずらしながらの占有周波数帯域の全域走査を繰り返すようにしたため、プリアンブル信号に続くデータ信号を受信する前に、占有周波数帯域内における受信周波数帯域の中心周波数の走査により受信信号強度が最大となる中心周波数に固定され、プリアンブル信号に続くデータ信号を高感度で確実に受信できる。

（中心周波数の固定解除と受信周波数帯域走査の再開による効果）
また、受信制御部は、受信周波数帯域を最適中心周波数に固定した状態での信号の受信中に、信号の受信終了を検出した場合、受信周波数帯域の最適中心周波数での固定を解除して占有周波数帯域内での走査を再開させるようにしたため、複数の送信器から中心周波数のずれ具合が異なる信号が送信されてくるような場合、ある送信器からの信号の受信が終了してから中心周波数の走査を再開して受信待機に入るまでの時間が長くなると、その間に別の送信器から送信された信号の受信ができにくなるが、信号の受信終了を実際に検出して受信待機状態に切り替えて中心周波数の走査を再開することで、異なる送信器からの信号を確実に受信可能とする。

（信号長による送信終了の検出による効果）
また、受信制御部は、受信した信号に信号長が含まれている場合、信号長に対応した受信時間の経過により信号の受信終了を検出するようにしたため、信号受信の終了時点を正確に検出し、時間遅れを生ずることなく受信待機状態として、別の送信器からの受信に備えることができる。

（受信信号強度による送信終了の検出による効果）
また、受信制御部は、信号受信中に所定周期で受信信号強度を検出し、受信信号強度が所定の閾値以下となった場合に、信号の受信終了を検出するようにしたため、受信した信号に信号長が含まれていなくとも、周期的に受信信号強度を検出することで、信号受信の終了時点の検出遅れを最小限に抑えることで、別の送信器からの受信に備えることができる。

（周波数走査による最適中心周波数の設定による効果）
受信制御部は、走査中に信号受信強度が所定の閾値を超えたときに信号有とみなし、受信中の信号周波数と最適中心周波数の誤差をフィードバックして最適中心周波数を受信中の信号周波数に合わせるようにしたため、走査中に所定の閾値を超える信号受信強度が得られた場合に設定中の受信周波数を自動周波数制御（ＡＦＣ）により受信中の信号周波数に合わせることで、受信周波数帯域の全域を走査することなく迅速に中心周波数がずれても狭帯域とした受信周波数帯域による信号の受信を確実に行うことができ、狭帯域の設定による高い受信感度と占有周波数帯域の全域での受信を両立させることができる。

本発明の受信器の機能が用いられる警報システムを示した説明図 住警器の外観を示したブロック図 本発明による受信器機能を備えた住警器の機能構成を示したブロック図 占有周波数帯域の全域に対する狭帯域に設定した受信周波数帯域の走査を示した説明図 信号電波に対する受信周波数帯域の走査による受信動作を示したタイムチャート 図３の受信制御部による制御動作を示したフローチャート 従来の受信感度を高める受信周波数帯域の狭帯域の設定を示した説明図 受信周波数帯域の狭帯域に設定した場合の送信側と受信側の中心周波数のずれを示した説明図

［警報システムの概要］
図１は本発明の受信器の機能が用いられる警報システムを示した説明図であり、住宅に設置される無線式の住警器（住宅用火災警報器）により構成される警報システムを例にとっている。

図１の例にあっては、住宅１２の台所、居間、主寝室、子供部屋のそれぞれに、火災を検出して警報する住警器１０−１〜１０−４が設置され、更に屋外に建てられたガレージ１４にも住警器１０−５が設置されている。住警器１０−１〜１０−５は、火災等の連動信号を無線により相互に送受信する機能を備え、住宅全体の火災監視を行っている。また。住警器１０−１〜１０−５は、同じチャンネル周波数を使用することにより連動グループを形成している。

いま住宅１２の子供部屋で火災が発生したとすると、住警器１０−４が火災を検出し、警報音と警報表示により連動元を示す火災警報を出力する。また火災を検出した住警器１０−４は他の住警器１０−１〜１０−３，１０−５に対し、点線で示す信号電波１１の経路により、火災発生を示す火災連動信号を無線により送信する。他の住警器１０−１〜１０−３，１０−５は連動元の住警器１０−４からの火災連動信号を受信した場合に、警報音と警報表示により連動先を示す火災警報を出力する。

住警器１０−１〜１０−５は火災警報の出力中に警報停止操作を行うと、自身の警報を停止すると共に警報停止連動信号を他の住警器に送信して警報停止動作を行わせる。また、火災を検出した住警器１０−４で火災復旧が検出されると、自身の警報を停止すると共に火災復旧連動信号を他の住警器に送信して警報停止動作を行わせる。

図２は無線式の住警器の外観を示した説明図であり、図２（Ａ）に正面図を示し、図２（Ｂ）に側面図を示している。

図２に示すように、住警器１０は本体１６とカバー１８で構成され、カバー１８の中央には煙流入口を開口し、内部には検煙部２６が配置され、火災による煙が所定濃度に達したときに火災を検出する。カバー１８の左下側には音響孔２４が設けられ、この背後にスピーカを内蔵し、警報音や音声メッセージを出力できるようにしている。

検煙部２６の下側には警報停止スイッチ２０が設けられている。警報停止スイッチ２０は住警器の機能点検を指示する点検スイッチとしての機能を兼ねており、火災警報時に警報停止スイッチ２０が操作されると警報を停止し、通常状態で警報停止スイッチ２０が操作されると機能点検を開始して結果を報知する。警報停止スイッチ２０の内部には、点線で示すように警報表示を行うＬＥＤ２２が配置され、警報停止スイッチ２０を介して内部のＬＥＤ２２の点灯、点滅等を視認可能としている。

［住警器の機能構成］
（機能構成の概要）
図３は本発明による受信器機能を備えた住警器の機能構成を示したブロック図である。図３に示すように、住警器１０は制御プロセッサ３０を備え、制御プロセッサ３０に対しては検煙部２６、警報停止スイッチ２０、ＬＥＤ２２、スピーカ３４、及びアンテナ４２を接続した通信部３２が設けられている。

制御プロセッサ３０には、ＣＰＵ４６が設けられ、ＣＰＵ４６からのバス５４に、制御ロジック４８、ＲＯＭ５０、ＲＡＭ５２、ＡＤ変換ポート５８、入力ポート６０、出力ポート６２、音声出力ポート６４及び通信ポート５６が接続されている。なお、制御ロジック４８はＣＰＵ４６の制御処理に伴うバス制御などの各種のハードウェア機能を実現する。

ＡＤ変換ポート５８には検煙部２６が接続され、入力ポート６０には警報停止スイッチ２０が接続され、出力ポート６２にはＬＥＤ２２が接続され、音声出力ポート６４にはスピーカ３４が接続され、通信ポート５６には通信部３２が接続されている。

検煙部２６は、公知の散乱光式検煙構造をもち、所定周期で赤外ＬＥＤを用いた発光部を間欠的に発光駆動し、フォトダイオードなどの受光部で受光した散乱光の受光信号を増幅し、煙濃度検出信号を出力する。なお、検煙部２６に代えて温度検出部を設ける場合もあり、温度検出部は、温度検出素子として例えばサーミスタを使用し、この場合、温度による抵抗値の変化に対応した電圧信号となる温度検出信号を出力する。

（火災制御機能）
ＣＰＵ４６にはプログラムの実行により実現される火災制御部４７の機能が設けられる。火災制御部４７による制御は次のようになる。火災制御部４７は、検煙部２６から出力された煙濃度の検出信号をＡＤ変換ポート５８から読み込み、煙濃度が所定の閾値以上の場合に火災を検出し、連動元の火災を示す火災警報を出力させる制御を行う。

火災制御部４７は、火災警報を出力させた場合、火災連動信号を生成し、通信部３２に指示し、他の住戸の住警器へ火災連動信号を送信させる制御を行い、当該火災連動信号を受信した他の住戸の住警器で連動先を示す火災警報を出力させる。

また、火災制御部４７は、同じ連動グループとなる住戸内の他の住警器が送信した火災連動信号を受信した場合、連動先を示す火災を出力させる制御を行う。

また、火災制御部４７は、警報停止スイッチ２０の操作による警報停止制御、検煙部２６の煙濃度が閾値以下に下がる火災復旧制御についても、火災連動信号の場合と同様に、警報停止連動信号及び火災復旧連動信号の送信を行う。

［通信部の機能構成］
通信部３２は、他の住警器との間で所定の通信プロトコルに従って火災等の連動信号を送受信する。この通信プロトコルは、日本国内の場合には、例えば４２６ＭＨｚ帯の特定小電力無線局の標準規格として知られたＳＴＤ−３０（特定小電力セキュリティシステム無線局の無線設備標準規格）に準拠する。

４２６ＭＨｚ帯の特定小電力セキュリティシステム無線局設備では、４２６．２５００ＭＨｚ〜４２６．８３７５ＭＨｚの間に１２．５ｋＨｚの周波数帯域幅を持つ４８チャンネルが割り当てられており、何れかのチャンネル周波数を複数の住警器で構成する連動グルーブに割り当てて使用する。

通信部３２には通信プロセッサ３６が設けられ、通信プロセッサ３６に対しては送信部３８と受信部４０が設けられている。通信プロセッサ３６には、ＣＰＵが設けられ、ＣＰＵによるプログラムの実行により実現される送信制御部７８と受信制御部８０の機能が設けられている。

通信プロセッサ３６は送信ポート６６と送信制御ポート６８を送信部３８に接続し、受信制御ポート７０、受信ポート７２及び受信信号強度ポート７４を受信部４０に接続し、更に、通信ポート７６を制御プロセッサ３０の通信ポート５６に接続している。

送信部３８は通信プロセッサ３６から出力された火災連動信号等のデータ信号をＭＳＫ変調した後にＦＭ変調してアンテナ４２から４２６ＭＨｚ帯の割当チャンネル周波数の信号電波として送信する。

受信部４０は、アンテナ４２による他の住警器が送信した信号電波を受信し、ＦＭ復調した後に、ＭＳＫ復調を行い、更にビット判定を行って火災連動信号等のデータ信号を復調する。

（通信制御部の機能）
本実施形態の受信部４０にあっては、４２６ＭＨｚ帯の割当チャンネルにおける１２．５ｋＨｚのチャンネル周波数帯域に設定された８．５ｋＨｚの占有周波数帯域内に、例えば４．５ｋＨｚの狭帯域の受信周波数帯域を設定することで、受信感度を高めている。

更に、通信プロセッサ３６に設けられた受信制御部８０は、受信待機状態で受信部４０に設定している狭帯域の受信周波数帯域の中心周波数を、所定の開始中心周波数から所定の周波数ずつ増加又は減少しながら、８．５ｋＨｚの占有周波数帯域の全域を走査しており、他の住警器からの送信電波の受信により、受信信号強度ポート７４により検出された受信信号強度が最も高い中心周波数を最適中心周波数として受信周波数帯域を固定し、信号電波を受信する制御を行う。

ここで、受信制御部８０は、受信信号帯域の中心周波数をおおまかに最適受信周波数帯域の中心周波数を設定した後、自動周波数制御（ＡＦＣ）で受信中の信号周波数に最適中心周波数を一致させる制御を行う。

図４は占有周波数帯域の全域に対する狭帯域に設定した受信周波数帯域の走査を示した説明図である。

図４に示すように、４２６ＭＨｚ帯の所定のチャンネル周波数の割当による１２．５ｋＨｚのチャンネル周波数帯域１００には、８．５ｋＨｚの占有周波数帯域１０２が設定されており、受信部４０による受信周波数帯域は例えば４．５ｋＨｚといった狭帯域に設定されることで、受信感度を高くしている。

８．５ｋＨｚの占有周波数帯域１０２に対しては、４．５ｋＨｚの狭帯域の受信周波数帯域により占有周波数帯域１０２の全体がカバーできるように、受信周波数帯域１０６−１，１０６−２，１０６−３を走査するための中心周波数ｆ₀₁，ｆ₀₂，ｆ₀₃が予め設定され、例えば開始中心周波数をｆ₀₁とし、中心周波数ｆ₀₂，ｆ₀₃の順番に受信周波数帯域１０６−１，１０６−２，１０６−３を順次切替え、これを繰り返すようにしている。

また、受信制御部８０は、中心周波数ｆ₀₁，ｆ ₀₂ ，ｆ₀₃の順番に受信周波数帯域１０６−１，１０６−２，１０６−３を切り替える毎に、その時の受信信号強度Ｓ_i1，Ｓ_i2，Ｓ_i3を検出して保持しており、１回の走査で検出された受信信号強度Ｓ_i1，Ｓ_i2，Ｓ_i3が所定の閾値を超えることで信号電波が到来している状態を判別し、更に、受信信号強度Ｓ_i1，Ｓ_i2，Ｓ_i3の中の最大となった中心周波数を最適中心周波数として検出する。

図４の場合には、送信周波数帯域１０４の中心周波数ｆｓは占有周波数帯域１０２の低周波数側にずれており、中心周波数ｆ₀₁，ｆ₀₂，ｆ₀₃の順番に受信周波数帯域１０６−１，１０６−２，１０６−３を切り替えた場合、中心周波数ｆ₀₁の受信周波数帯域１０６−１に走査したときに最大となる受信信号強度Ｓ_i1が得られ、このため最適中心周波数ｆ₀₁の最適受信周波数帯域１０６−１に設定することで、中心周波数ｆｓがずれた送信周波数帯域１０４の送信電波を高感度で受信することができる。

このような中心周波数の切替えによる狭帯域に設定した受信周波数帯域による占有周波数帯域の走査は、受信部４０には高周波増幅器に続いて混合器が設けられ、ＶＣＯを用いた局部発振器から送信側の変調チャンネル周波数に同期した周波数の局部発信信号を受信信号に乗算してベースハンド信号に変換していることから、高周波増幅器に設けられた中心周波数ｆ₀₁，ｆ₀₂，ｆ₀₃で帯域幅が４．５ｋＨｚの帯域通過フィルタを切替え、この切替えに同期して局部発振器から周波数ｆ₀₁，ｆ₀₂，ｆ₀₃の局部発信信号を混合器に切替え出力する制御を行えば良い。

なお、占有周波数帯域１０２内における狭帯域に設定した受信周波数帯域の中心周波数の切替え数は、必要に応じて任意の回数とすることができる。

さらに、受信周波数帯域の中心周波数を最適受信周波数帯域１０６−１の中心周波数ｆ₀₁に設定した後、受信中の信号周波数ｆｓ（送信周波数帯域１０４の中心周波数ｆｓ）と最適中心周波数ｆ₀₁の誤差をフィードバックして受信中の信号周波数ｆｓに最適中心周波数ｆ₀₁を合わせる自動周波数制御（ＡＦＣ）を行う。これにより、送信側と受信側の周波数を合わせることが可能となる。

また、狭帯域の受信周波数帯域の中心周波数を増加又は減少させる所定の周波数は、受信周波数帯域の帯域幅４．５ＫＨｚと送信周波数帯域の帯域幅４．０ＫＨｚとの差分となる０．５ＫＨｚ以下とし、最適中心周波数を細かく設定できるようにしても良い。この場合は、自動周波数制御処理は不要となる。

（受信信号帯域の走査開始と走査終了）
図５は信号電波に対する受信周波数帯域の走査による受信動作を示したタイムチャートであり、図５（Ａ）は信号電波１１を示し、図５（Ｂ）は受信動作を示す。

通信プロセッサ３６の送信制御部７８は、例えば図５（Ａ）に示す形式の信号電波１１を送信する。信号電波１１は、先頭に所定ビット長のプリアンブルコード８４が配置され、続いて、住警器等の機器に固有な識別コードとしてシンクワード８６が配置される。シンクワード８６に続いては、これに続くデータ部分の長さを示す信号長８８が配置され、その後がデータ９０となり、最後に誤り検出用のＣＲＣコード９２が配置されている。

図５（Ｂ）に示す受信動作として、受信制御部８０は、信号電波１１のないときには受信待機状態９４にあり、受信待機状態９４では、図４に示したように、狭帯域に設定した受信周波数帯域１０６−１，１０６−２，１０６−３の中心周波数ｆ₀₁，ｆ₀₂，ｆ₀₃の切替えにより、占有周波数帯域１０２の全域の走査を繰り返している。占有周波数帯域１０２の全域の走査は所定のプリアンブルコード８４全体の時間よりも短い間隔毎に行われる。これにより、プリアンブルコード送信中のいずれかのタイミングで中心周波数を固定でき、常時全域走査するよりも電池消耗を抑えながら信号の内容が通信される前に通信環境を整えることが出来る。また、間隔毎の全域走査の回数は１以上の任意の数とすることが出来る。

このような受信待機状態９４で時刻ｔ１から信号電波１１の受信が開始されたとすると、狭帯域とした受信周波数帯域の中心周波数による占有周波数帯域の１回の走査による信号電波１１の受信により、受信信号強度が最も高い受信周波数帯域の中心周波数が最適中心周波数として検出されて固定される検出制御９６が行われ、時刻ｔ２から狭帯域の受信周波数帯域の設定による信号電波１１の受信復調が開始される。

このような電波信号１１の受信復調中に、ビット長として設定された信号長８８が復調されると、受信制御部８０はビット長さと例えば１２００ｂｐｓのデータ通信速度から信号電波１１が終了するまでの残り時間Ｔｒを求め、時刻ｔ３から残り時間Ｔｒが経過した時刻ｔ５で最適中心周波数での固定を解除して受信待機状態９４とし、中心周波数ｆ₀₁，ｆ₀₂，ｆ₀₃の切替えによる占有周波数帯域１０２の全域の走査を再開する。

このため時刻ｔ４で信号電波１１の送信が終了した場合、信号長８８に基づき残り時間Ｔｒを求めていることから、時刻ｔ４で信号電波１１が終了してから時刻ｔ５で受信待機状態９４に切り替わるまでの時間を短くすることができ、時刻ｔ４で信号電波１１が終了した後にすぐに他の住警器から信号電波が出されても、狭帯域に設定した受信周波数帯域による占有周波数帯域の全体の走査により、他の住警器から引き続き送信された信号電波を確実に受信復調することができる。

なお、本実施形態では、信号電波１１に含まれる信号長８８に基づき、信号電波１１の受信終了を検出して、狭帯域に設定した受信周波数帯域による占有周波数帯域内での走査を再開させているが、信号電波に信号長が含まれていない場合には、受信制御部８０は、信号受信中に所定周期で受信部４０からの受信信号強度を検出し、所定の閾値を超える受信信号強度が得られた場合に、狭帯域に設定した受信周波数帯域による占有周波数帯域の全体の走査を再開させる制御を行うようにしても良い。

（受信制御部による制御動作）
図６は図３の受信制御部による制御動作を示したフローチャートである。図６に示すように、受信制御部８０はステップＳ１で例えば図４の開始中心周波数ｆ₀₁を設定し、続いてステップＳ２に進み、受信信号強度ポート７４から受信部４０で信号電波の受信による受信信号強度を読み込んでメモリに保持し、受信周波数帯域の走査終了でなければステップＳ４に進んで次の中心周波数ｆ₀₂に切替え、ステップＳ３で走査終了が判別されるまでステップＳ２からの処理を繰り返す。

受信制御部８０は、ステップＳ３で走査終了を判別するとステップＳ５に進み、所定の閾値以上の受信信号強度がメモリに保持されていればステップＳ６に進み、保持されている複数の受信信号強度の中の最大の受信信号強度が検出された中心周波数の受信周波数帯域に固定し、ステップＳ７で信号電波の受信復調を行って制御プロセッサ３０に復調された信号を出力する。

受信制御部８０はステップＳ７の信号受信の処理中にステップＳ８で現在受信中の信号電波信号の終了の有無を、受信した信号電波に含まれていた信号長等に基づく受信終了までの経過時間から判別しており、信号電波の終了を判別するとステップＳ１に戻り、狭帯域に設定した受信周波数帯域による占有周波数帯域の走査を再開する。

〔本発明の変形例〕
（受信帯域制御）
上記の実施形態は、占有周波数帯域の全域を走査して最も受信信号強度の高い最適中心周波数に受信周波数帯域を固定して信号を受信するようにしているが、走査中に信号受信強度が所定の閾値を超えたときに信号有とみなし、受信中の信号周波数と設定中の受信中心周波数の誤差をフィードバックして受信中心周波数を受信中の信号周波数に合わせるようにしても良い。

（親子方式）
上記の実施形態は、住戸内に複数の警報器を設置する場合、親機／子機の区別が無くそれぞれの警報器が相互に通信するものであるが、親機と複数の子機を設け、親機に中継器の機能を持たせ、異なる住戸の親機同士の間で連動警報のための通信を行うようにしても良い。

（警報器）
上記の実施形態は、火災を検知して警報する無線式の住警器を例にとるものであったが、住警器以外の無線式の火災警報器、ガス漏れ警報器、ＣＯ警報器、各種の防犯用警報器を配置した警報システムやそれら警報器を複合的に含むシステムについても同様に適用できる。

また、上記の実施形態は無線式の警報器にセンサ部と警報出力処理部を一体に設けた場合を例にとるが、他の実施形態として、センサ部と警報出力処理部を別体とした無線式の警報器であっても良い。

（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。

１０，１０−１〜１０−５：住警器
１１：信号電波
１２：住宅
１６：本体
１８：カバー
２０：警報停止スイッチ
２２：ＬＥＤ
２６：検煙部
３０：制御プロセッサ
３２：通信部
３４：スピーカ
３６：通信プロセッサ
３８：送信部
４０：受信部
４２：アンテナ
４７：火災制御部
７８：送信制御部
８０：受信制御部

Claims (9)

1. 所定の周波数でセンサ情報を送信する送信器の送信信号を受信し、所定の占有周波数帯域内に受信周波数帯域を設定して信号を受信する受信器であって、
   前記受信周波数帯域を所定の狭帯域に設定し、受信待機状態で前記受信周波数帯域の中心周波数をずらしながら前記占有周波数帯域の全域を走査して最も受信信号強度の高い最適中心周波数に前記受信周波数帯域を設定して信号を受信する受信制御部を備え、
   前記受信制御部は、前記送信信号の先頭に配置された所定期間のプリアンブルコード全体の時間よりも短い間隔毎に、前記占有周波数帯域の全域を走査することを特徴とする受信器。
   
2. 請求項１記載の受信器に於いて、前記受信制御部は、前記受信周波数帯域の中心周波数を所定の開始中心周波数から所定の周波数ずつ増加又は減少しながら前記占有周波数帯域の全域を繰り返し走査することを特徴とする受信器。
   
3. 請求項２記載の受信器に於いて、前記受信制御部は、前記受信周波数帯域の中心周波数を前記最適中心周波数に設定後、受信中の信号周波数と前記最適中心周波数の誤差をフィードバックして前記最適中心周波数を前記受信中の信号周波数に合わせることを特徴とする受信器。
   
4. 請求項２記載の受信器に於いて、前記受信制御部は、前記増加又は減少させる前記所定の周波数を、前記受信周波数帯域の帯域幅と前記送信信号の帯域幅との差分以下とすることを特徴とする受信器。
   
5. 請求項１記載の受信器に於いて、前記受信制御部は、前記信号の先頭に配置されたプリアンブル信号の受信時間に対応した所定の時間毎に、前記受信周波数帯域の中心周波数をずらしながらの前記占有周波数帯域の全域走査を繰り返すことを特徴とする受信器。
   
6. 請求項１記載の受信器に於いて、前記受信制御部は、前記受信周波数帯域を前記最適中心周波数に固定した状態での信号の受信中に、前記信号の受信終了を検出した場合、前記受信周波数帯域の前記最適中心周波数での固定を解除して前記占有周波数帯域内での走査を再開させることを特徴とする受信器。
   
7. 請求項６記載の受信器に於いて、前記受信制御部は、受信した信号に信号長が含まれている場合、前記信号長に対応した受信時間の経過により前記信号の受信終了を検出することを特徴とする受信器。
   
8. 請求項６記載の受信器に於いて、前記受信制御部は、前記信号受信中に所定周期で前記受信信号強度を検出し、前記受信信号強度が所定の閾値以下となった場合に、前記信号の受信終了を検出することを特徴とする受信器。
   
9. 請求項１記載の受信器に於いて、前記受信制御部は、前記走査中に信号受信強度が所定の閾値を超えたときに信号有とみなし、受信中の信号周波数と前記最適中心周波数の誤差をフィードバックして前記最適中心周波数を前記受信中の信号周波数に合わせることを特徴とする受信器。

Images