JP7108944B2 - 無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信でパケットの送受信を行う無線通信システムに関するものである。

近年、ドアホンシステムでは、来客画像をモニタに表示する機能を持ったモニタ付のものが主流となっており、設置の容易さから、カメラ（玄関子機）とモニタとの間の無線化が進められている。

例えば、ドアホンシステムでは、ドアまたはドア近傍に設置された玄関子機やカメラと室内に設置された親機や複数の副親機で構成され、玄関子機（カメラ）、親機、副親機間の通信を無線信号によって行う技術が開示されている（特許文献１参照）。これらのドアホンシステムでは、親機が制御局として動作し、玄関子機（カメラ）から送られてきた画像を受信し副親機に転送するようにして、玄関子機（カメラ）と親機との間、および、親機と副親機との間を無線通信で接続し、玄関子機（カメラ）で撮影された画像を親機や複数の副親機で表示できるようになっている。

特開２０１４－２０４３９８号公報

これらのドアホンシステムでは、玄関子機（カメラ）から副親機に送られる画像は、親機を経由して送られるため、玄関子機（カメラ）と親機との間、親機と副親機との間のそれぞれで無線による画像の送受信が行われ、多くの無線リソースが必要としていた。また、親機で受信した画像を副親機に転送するために、伝送遅延が大きくなり、玄関子機やカメラで画像を撮影してから副親機で表示されるまでの時間が長くなるという課題を有していた。また、親機で受信した画像を副親機に転送するために、親機で画像データを一旦記憶保持しなければならず、親機のメモリリソースの増加を招いていた。

本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、パケット通信を用いて１つの機器から複数の機器にデータの送受信を行う無線通信機器において、送信側の機器とすべての受信側の機器間において同一の無線信号を利用してデータの送受信を行うことにより、無線リソースの有効利用、伝達遅延の改善、受信側の機器のメモリリソースの低減を図るものである。

本発明の無線通信システムは、制御局と前記制御局に同期して通信を行う複数の従属局で構成される無線通信システムであって、前記従属局として動作しパケットの送信を行う送信局と、前記従属局として動作し前記送信局より送信されたパケットを受信する受信局で構成され、前記送信局は、前記制御局に同期してパケットを送信し、前記受信局は、前記制御局に同期して前記送信局より送信されたパケットを受信するように動作する構成とする。

パケット通信を用いて１つの機器から複数の機器にデータの送受信を行う無線通信機器において、送信側の機器とすべての受信側の機器間において同一の無線信号を利用してデータの送受信を行うようにしたので、データ通信時に送信元より送られた画像を他の機器に転送する必要がなく、無駄な無線リソースを使用することなくすべての機器でデータが受信できるようになるので、無線リソースの有効利用が可能となる。又、送信側の機器より送信されるデータを同時にすべての受信側の機器が受信できるようになるので、全ての機器で画像データの伝達遅延をなくすことができる。又、データ通信時に送信元より送られた画像を他の機器に転送する必要がないので、転送のためにデータ記憶する必要がなくなりメモリリソースの増加を抑えることができる。

本発明の実施の形態に係る無線通信システムを用いた第１の構成によるドアホンシステムの一例を示す図 本発明の実施の形態に係る玄関子機の構成例を示すブロック図 本発明の実施の形態に係る室内モニタの構成例を示すブロック図 本発明の実施の形態に係るハブの構成例を示すブロック図 本発明の実施の形態に係る時分割多重通信におけるフレーム、スロットの構成を示す図 本発明の実施の形態に係る時分割多重通信において使用される無線信号のフィールド構成を示す図 本発明の実施の形態に係る時分割多重通信において、ハブが送信する制御チャネルの送受信スロットの例を示す図 本発明の実施の形態に係る時分割多重通信において、玄関子機で呼び出し操作が行われた直後の送受信スロットの例を示す図 本発明の実施の形態に係る時分割多重通信において、室内モニタで着信応答した場合の送受信スロットの例を示す図 本発明の実施の形態に係るパケット通信において、玄関子機で呼び出し操作が行われた直後の再送制御の例を示す図 本発明の実施の形態に係るパケット通信において、室内モニタで受信エラーが発生した場合の再送制御の例を示す図 本発明の実施の形態に係るパケット通信において、ハブで受信エラーが発生した場合の再送制御の例を示す図 本発明の実施の形態に係るパケット通信において、ハブ及び室内モニタで同じパケットの受信エラーが発生した場合の再送制御の例を示す図 室内モニタで複数の受信エラーが発生した場合の再送制御の様子の第２の例を示す図 本発明の実施の形態に係る無線通信システムを用いた第２の構成によるドアホンシステムの一例を示す図 本発明の実施の形態に係る無線通信システムを用いた第３の構成によるドアホンシステムの一例を示す図

前記課題を解決するためになされた第１の発明は、制御局と前記制御局に同期して通信を行う複数の従属局で構成される無線通信システムであって、前記従属局として動作しパケットの送信を行う送信局と、前記従属局として動作し前記送信局より送信されたパケットを受信する受信局で構成され、前記送信局は、前記制御局に同期してパケットを送信し、前記受信局は、前記制御局に同期して前記送信局より送信されたパケットを受信するように動作する構成とする。

これによると、送信局より送信されるパケットを受信局で直接受信するようにしたので、データ通信時に送信局より送られた画像を受信局間で転送する必要がなく、無駄な無線リソースを使用することなくすべての受信局でデータが受信できるようになるので、無線リソースの有効利用が可能となる。又、送信局より送信されるデータを同時にすべての受信局が受信できるようになるので、全ての機器で画像データの同時に受信できる伝達遅延をなくすことができる。又、データ通信時に送信局より送られた画像を受信局に転送する必要がないので、転送のためにデータ記憶する必要がなくなりメモリリソースの増加を抑えることができる。

また、第２の発明は、前記制御局は、前記送信局から送信されたパケットを受信する受信局として動作する構成とする。

これによれば、制御局として動作する機器においても画像の受信が可能となり、より利便性を向上することができる。

また、第３の発明は、前記制御局は、前記送信局より送信されるパケットを受信するための無線情報を前記従属局として動作する受信局に通知し、前記従属局として動作する受信局は、前記制御局から通知された前記無線情報に基づいて前記送信局から送信されるパケットの受信を行うように動作する構成とする。

これによれば、制御局が全ての受信局にパケットの受信に必要な無線情報を通知し、受信局は、通知された無線情報に基づいて送信局から送信されるパケットの受信ができるようになるので、送信局は、受信局の管理が不要となり、送信局の制御が簡単になるという効果を有し、システム内に複数の送信局を備える構成が容易となる効果を有する。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムを用いた第１の構成によるドアホンシステムの一例を示す図であり、玄関に設置されカメラで撮影された画像を室内のモニタと宅外の通信端末(例えば、スマートフォン)に映し出すドアホンシステムの図である。図１において、１００は、映像データの送信局として動作すると共に無線の従属局として動作する玄関子機であり、家屋のドアＤＲ、又は、その近傍に設置される。２００は、受信局として動作すると共に無線の従属局として動作する室内モニタであり、リビング等使用者が在宅時の多くを過ごす部屋に設置される。３００は、受信局として動作すると共に無線の制御局として動作するハブである。尚、以降の説明では制御局として動作する受信局（図１の例では、ハブ３００）と従属局として動作する受信局（図１の例では、室内モニタ２００）を区別するために、制御局として動作する受信局を主受信局、従属局として動作する受信局を副受信局と呼ぶことにする。４００は、ルータであり、インターネット等のネットワーク網に接続される。５００は、通信端末であり、例えば、通信業者の基地局（図示せず）を経由してインターネット網に接続されたスマートフォンやモデムとルータ（図示せず）を経由してインターネット網に接続されたパーソナルコンピュータ等である。

先ず図１を用いて、無線の制御局と従属局の動作について説明する。玄関子機１００、室内モニタ２００、ハブ３００は、時分割多重通信を用いて、画像データのパケットや再送制御用の信号の送受信を行う。無線の制御局として動作するハブ３００は、時分割多重通信のフレーム、スロットの同期を取るための基準信号（以下、制御信号と記す）を送信し、従属局として動作する玄関子機１００、室内モニタ２００は、制御信号を受信することにより時分割多重通信のフレーム、スロットの同期を維持する。又、玄関子機１００、室内モニタ２００がハブ３００と通信状態になった場合、玄関子機１００、室内モニタ２００は、通信用に起動した通信の受信によって時分割多重通信のフレーム、スロットの同期を維持する。

次に、来訪者が、玄関子機１００を操作したときの動作について図１を用いて説明する。待機状態では、制御局として動作するハブ３００は自己の識別符号、時分割多重通信のフレーム、スロットの同期を取るための信号を含んだ制御信号を送信し、従属局として動作する玄関子機１００、室内モニタ２００は、制御信号を受信することにより、同期先の制御局を選別し、システム内での通信を行うためにフレーム、スロットの同期を維持する。来訪者が玄関子機１００を操作すると、玄関子機１００は、制御信号の受信によって生成したフレーム、スロットのタイミングをもとに、ハブ３００との無線通信を起動し、玄関子機１００が操作されたことを通知する。一方、ハブ３００は、玄関子機１００との双方向通信が起動され、玄関子機１００から来客があったことを通知されると、着信状態に移行し、着信状態に移行したことを玄関子機１００に通知する。玄関子機１００は、着信状態に移行したことが通知されると、ハブ３００との双方向通信により、ハブ３００とのフレーム、スロットの同期を維持しながら、画像データのパケットを送信するためのスロットを選択し、選択したスロットで画像データのパケットの送信を開始し、画像データを受信するのに必要な無線情報（通信スロット、周波数）をハブ３００に通知する。ハブ３００は、映像データのパケットを受信するのに必要な無線情報（通信スロット、周波数）が通知されると、通知された無線情報を元に、映像信号のパケットの受信を開始する。又、ハブ３００は、玄関子機１００が操作されたことが通知されると、ルータ４００、及び、ネットワークを経由して玄関子機１００が操作されたことを通信端末５００に通知し、玄関子機１００から送られてきたパケットより映像データを取り出し、映像データを通信端末５００に出力する。通信端末５００は、玄関子機１００が操作されたことが通知されると、チャイムを鳴らすなどして来客がきたことを報知し、ハブ３００から送られてきた映像データを表示する。

次に、副受信局として動作する室内モニタ２００に対する制御について説明する。ハブ３００は、玄関子機１００が操作されたことが通知されると、着信状態に移行したこと、及び、玄関子機１００が映像データのパケットを送信するのに使用している無線通信の無線情報（通信スロット、周波数）を室内モニタ２００に通知する。室内モニタ２００は、玄関子機１００が操作されたことが通知されると、チャイムを鳴らすなどして来客がきたことを報知し、主受信局として動作するハブ３００との間で双方向通信を起動する。ハブ３００は、室内モニタ２００と双方向通信が起動されると、映像データのパケットを受信するのに必要な無線通信の無線情報（通信スロット、周波数）を室内モニタ２００に通知する。室内モニタ２００は、映像データのパケットを受信するのに必要な無線情報（通信スロット、周波数）が通知されると、ハブ３００との間に起動した双方向通信の受信によりハブ３００とフレーム、スロットの同期を維持して、通知された無線情報を元に、映像信号のパケットの受信を開始し、受信した画像データを表示する。

図２は、本発明の実施の形態に係る玄関子機１００の構成例を示すブロック図である。図２に示されるように、玄関子機１００は、主制御を行う制御部１２０と、制御部１２０に接続された画像処理部１０７と、制御部１２０に接続された音声処理部１０４と、制御部１２０に接続されかつ玄関子機１００に設けられているボタンスイッチ等の操作を制御部１２０に伝える操作部１０９とを有している。音声処理部１０４にはマイク１０５とスピーカー１０６とが接続され、画像処理部１０７には例えば家屋の外を撮影するためのカメラ部１１８が接続されている。制御部１２０には、音声処理部１０４に接続されたフレーム処理部１０３と、そのフレーム処理部１０３に接続された無線部１０２とがそれぞれ接続されている。無線部１０２には無線通信用のアンテナ１０１が接続されている。又、制御部１２０には、動作状態等を表示する表示部１０８と、登録された制御局の識別符号を記憶する制御局識別符号記憶部１１１と、画像データの再送制御を管理する再送制御部１１５が接続されている。

図３は、本発明の実施の形態に係る室内モニタ２００の構成例を示すブロック図である。図３に示されるように、室内モニタ２００は、室内モニタ２００の主制御を行う制御部２２０と、制御部２２０に接続された画像処理部２０７と、制御部２２０に接続された音声処理部２０４と、制御部２２０に接続されかつ室内モニタ２００に設けられているボタンスイッチ等の操作を制御部２２０に伝える操作部２０９とを有している。音声処理部２０４にはマイク２０５とスピーカー２０６とが接続され、画像処理部２０７には例えばＬＣＤを有する表示部２０８が接続されている。又、表示部２０８は制御部２２０にも接続されており、動作状態等を表示する。制御部２２０には、音声処理部２０４に接続されたフレーム処理部２０３と、そのフレーム処理部２０３に接続された無線部２０２とがそれぞれ接続されている。無線部２０２には無線通信用のアンテナ２０１が接続されている。又、制御部２２０には、登録された制御局の識別符号を記憶する制御局識別符号記憶部２１１と、登録した従属局の識別符号を記憶する従属局識別符号記憶部２１２と、画像データの再送制御を管理する再送制御部２１５が接続されている。

図４は、ハブ３００の回路構成を概略示すブロック図である。図４に示されるように、ハブ３００は、主制御を行う制御部３２０と、制御部３２０に接続されかつハブ３００に設けられているボタンスイッチ等の操作を制御部３２０に伝える操作部３０９と、表示部３０８を有している。又、制御部３２０には、フレーム処理部３０３と、そのフレーム処理部３０３に接続された無線部３０２とがそれぞれ接続されている。無線部３０２には無線通信用のアンテナ３０１が接続されている。又、制御部３２０には、ルータ４００に接続されたルータインターフェース部３１０が接続されている。又、制御部３２０には、登録した従属局の識別符号を記憶する第１の従属局識別符号記憶部３１２と第２の従属局識別符号記憶部３１３、画像データの再送制御を管理する再送制御部３１５が接続されている。

次に、このようにして構成された無線通信システムにおける無線通信の要領について以下に述べる。

図５は、本発明が適用された時分割多重通信方式におけるフレーム・スロットの構成例を示す図である。この時分割多重通信は、玄関子機１００、室内モニタ２００、及び、ハブ３００間の無線通信に用いられる。図５において、１フレームは、例えば１０ｍｓｅｃ単位で通信される基本単位であり、国内ＤＥＣＴ（ＥＴＳＩ商標）規格に合わせている。その１フレーム内には図示例では２４のスロット（スロット１～スロット２４）が設けられている。本図示例では、２つのスロットで１つの通信チャネルを構成し、５ｍｓｅｃ（１２スロット）間隔で組み合わされており、例えばスロット１とスロット１３とにより１つのチャネルが構成される。

図６は、本実施形態での時分割多重通信において使用される無線信号のフィールド構成を示す図であり、図５で示した各々のスロットで通信される１スロット分の信号のデータ列のフィールド構成を示している。図６に示すよう、１スロットで送受信される信号のデータ列のフィールド構成は、同期信号フィールドＦ１と、制御データフィールドＦ２と、ＣＲＣ１フィールドＦ３と、情報データフィールドＦ４と、ＣＲＣ２フィールドＦ５からなる。同期信号フィールドＦ１は、ビット同期を取るためのデータ列とスロット同期を取るためのデータ列とから構成される固定データのためのフィールドである。従属局は、制御局より送信される信号より、同期フィールドで送信されるビット同期の信号によりビット同期を取り、スロット同期用の固定データを検出し、送受信のタイミングを合わせることにより制御局とのスロットの同期を確立、維持する。又、画像の送受信時、受信局は、送信局より画像データと共に送信される同期フィールドＦ１のビット同期の信号によりビット同期を取り受信データの復調を行い、後続のスロット同期用の固定データを検出し、画像データの取り込みを行う。制御データフィールドＦ２は、時分割多重通信のためのフレーム、スロット同期のための信号、玄関子機１００、室内親機２００、ハブ３００を識別する情報、玄関子機１００、室内親機２００、ハブ３００相互間の無線通信の接続制御のために送信される信号、玄関子機１００から送信されている画像データを受信するのに必要な無線情報、パケット通信の再送制御のための情報等の制御データのためのフィールドである。従属局は、制御局より送信されるスロット同期のための信号（例えば、スロット番号）を受信することにより、その信号が送信されているレーム内のスロットの位置を認識し、制御局とのフレーム同期を確立、維持する。ＣＲＣ１フィールドＦ３は、制御データフィールドのエラー検知用のデータのためのフィールドであり、制御データフィールドのデータ列に応じたエラー検知用のデータが挿入されるフィールドである。情報データフィールドＦ４は、音声データ・画像データ・再送制御データのためのフィールドである。ＣＲＣ２フィールドＦ５は、情報データフィールドＦ４のエラー検知用のデータのためのフィールドであり、情報データフィールドＦ４のデータ列に応じたエラー検知用のデータが挿入されるフィールドである。

次に、通信制御について説明する。図７は、制御局として動作するハブ３００が従属局として動作する玄関子機１００と従属局として動作する室内モニタ２００に送信する制御信号の送受信スロットの例を示す図である。図７に示されるように、制御信号は、１フレーム内の１つのスロット（図７の例ではスロット２）で制御局として動作するハブ３００から常時送信される。その制御信号では、制御局の識別情報、送信しているスロット番号等、従属局が制御局と時分割多重通信のフレーム、スロットの同期をとるための制御情報（例えば、スロット番号）、呼出等の装置間の通信を起動するための制御情報等が送信される。従属局として動作する玄関子機１００と室内モニタ２００は、制御局(ハブ３００)より送信される制御信号をそれぞれ受信し、制御信号が送信されているスロット番号を知るなどして時分割多重通信のフレーム、スロットの同期を確立、維持する。

次に、玄関子機１００で呼び出し操作が行われたときの動作について説明する。図８は、玄関子機１００で呼び出し操作が行われた際の送受信スロットの例を示す図である。玄関子機１００の操作部１０９で着信操作が行われると、玄関子機１００は、ハブ３００と双方向の通信を起動し（図８の例ではスロット４とスロット１６）、着信操作が行われたことを通知する。一方、ハブ３００は、玄関子機１００との双方向通信が起動され着信操作が行われたことが通知されると、双方向通信の送信スロット（図８の例ではスロット４）で、着信が許可されたことを玄関子機１００に通知する。又、ハブ３００は、起動された双方呼通信の送信スロットのデータとして図６に示す同期信号フィールドＦ１でスロット同期のためのデータを毎スロット送信し、制御データフィールドＦ２でフレーム同期のためのスロット番号等の情報を定期的に送信する。尚、図８では、着信操作が行われたことを通知するメッセージ、着信許可のメッセージを省略している。玄関子機１００は、ハブ３００より着信が許可されたことが通知されると、５ｍｓｅｃ（１２スロット）間隔の２組のスロット（図８の例では、スロット６とスロット１８、及び、スロット７とスロット１９）を用いてカメラ部１１８で撮影された映像より生成された画像データを送信する動作を開始し、ハブ３００との間で起動した双方向通信の送信スロット（図８の例ではスロット１６）で画像データを送信する信号の情報（使用スロット、周波数（以下、無線情報と記す））を通知する。このとき玄関子機１００は、ハブ３００より送られてくる双方向通信の同期信号フィールドを受信することによりハブ３００とのスロットの同期を維持し、又、双方向通信の制御データフィールドのスロット番号等の情報を受信することによりフレームの同期を維持して、双方向通信と画像データの送信を行う。尚、玄関子機１００より送信される画像データは、図６に示す情報データフィールドＦ４で送信され、画像データを送信するスロットで送信される信号の図６に示す同期信号フィールドＦ１では、ビット同期、スロット同期を行うための信号が、制御データフィールドでは、送信元を特定するための情報（例えば、制御局の識別情報）を合わせて送信する。

次に、図８を用いて玄関子機１００で呼び出し操作が行われたときのハブ３００の動作を説明する。ハブ３００は、玄関子機１００とハブ３００との間の双方向の通信（図８の例ではスロット４とスロット１６の通信）が起動され、玄関子機１００からハブ３００への送信スロット（図８の例ではスロット１６）で画像データを送信する信号の情報（無線情報）が通知されると、この情報を元に、画像データを受信するスロット、周波数を決定し、画像データの受信、すなわち、図８の例ではスロット６、スロット７、スロット１８、及び、スロット１９の受信を開始する。このとき、ハブ３００は、画像が送られてくるスロットの同期信号フィールドＦ１を受信することにより、画像データが送られてくるスロットの信号のビット同期、スロット同期を取り、情報データフィールドＦ４に含まれる画像データを取り出す。又、このとき、制御データフィールドのＦ２で送られてくる送信元を特定するための情報を利用して、送信元を特定し、混信時のデータの破棄等の制御を行う。そして、受信した画像データのパケット番号を基に肯定応答、再送要求等のパケット通信の再送制御信号を玄関子機１００との間で起動された双方向通信の送信スロット（図８の例ではスロット４）で玄関子機１００に送信する制御を開始する。又、ハブ３００は、玄関子機１００から受信した画像データを適当なフォーマットに変換し、ルータインターフェース部３１０よりルータ４００に出力し、ネットワークを介して通信端末５００に画像データが届けられ、通信端末５００にて玄関子機１００のカメラ部１１８で撮影された映像が再生される。又、ハブ３００は、制御信号（図８の例ではスロット２で送信している信号）にて着信状態に移行したことを室内モニタ２００に報知する。

次に、玄関子機１００で呼び出し操作が行われたときの室内モニタ２００とハブ３００との間の動作を説明する。図９は、室内モニタ２００で画像データの受信を開始した後の送受信スロットの例を示す図である。上述の説明のように、玄関子機１００で呼び出し操作が行われると、制御信号（図９の例ではスロット２で送信している信号）にて着信状態に移行したことが報知され、室内モニタ２００は、着信状態移行したことを報知する制御信号を受信すると、ハブ３００と双方向の通信を起動し（図９の例ではスロット９とスロット２１）、着信表示状態への移行をしたことを通知する。一方、ハブ３００は、室内モニタ２００との双方向通信が起動され着信表示状態に移行したことが通知されると、双方向通信の送信スロット（図９の例ではスロット９）で着信表示状態への移行を確認したことを室内モニタ２００に通知する。尚、図９では、着信表示状態に移行したことを通知するメッセージ、着信表示状態に移行したことを確認したメッセージを省略している。又、ハブ３００は、室内モニタ２００との間の双方向通信が起動されると、室内モニタ２００との間で起動された双方向通信の送信スロット（図９の例ではスロット９）で、玄関子機１００が画像データを送信する信号の情報（使用スロット、周波数（無線情報））を通知する。又、ハブ３００は、起動された双方呼通信の送信スロットのデータとして図６に示す同期信号フィールドでスロット同期のためのデータを送信し、制御データフィールドでフレーム同期のためのスロット番号等の情報を定期的に送信する。一方、室内モニタ２００は、玄関子機１００が画像データを送信する信号の情報（使用スロット、周波数（無線情報））が通知されると、この情報を元に画像データを受信するスロット、周波数を決定し、画像データの受信、すなわち、図９の例ではスロット６、スロット７、スロット１８、及び、スロット１９の受信を開始する。このとき室内モニタ２００は、ハブ３００より送られてくる双方向通信の同期信号フィールドを受信することによりハブ３００とのスロットの同期を維持し、又、双方向通信の制御データフィールドのスロット番号等の情報を受信することによりフレームの同期を維持して、双方向通信と画像データの受信を行う。又、室内モニタ２００は、画像が送られてくるスロットの同期信号フィールドＦ１を受信することにより、画像データが送られてくるスロットの信号のビット同期、スロット同期を取り、情報データフィールドＦ４に含まれる画像データを取り出す。又、このとき、制御データフィールドのＦ２で送られてくる送信元を特定するための情報を利用して、送信元を特定し、混信時のデータの破棄等の制御を行う。そして、受信した画像データのパケット番号を基に肯定応答、再送要求等のパケット通信の再送制御信号をハブ３００との間で起動された双方向通信の送信スロット（図９の例ではスロット２１）でハブ３００に送信する制御を開始する。

次に、ハブ３００が、室内モニタ２００から肯定応答、再送要求等のパケット通信の再送制御信号を受信したときの動作を説明する。ハブ３００は、室内モニタ２００から、再送制御信号を受信すると受信した肯定応答のパケット番号、再送要求のパケット番号を再送制御部３１５に記憶する。そして、ハブ３００は、再送制御信号の送信タイミングになると、再送制御部３１５に記憶されていた室内モニタ２００から送られてきた肯定応答のパケット番号、再送要求のパケット番号と自己のパケットの受信状態に応じて肯定応答、再送要求を生成して玄関子機１００との双方向通信の送信スロット（図９の例ではスロット４）で肯定応答、再送要求を玄関子機１００に送る。

次に、玄関子機１００からの着信中に室内モニタ２００で応答操作が行われた場合の動作について説明する。室内モニタ２００は、操作部２０９で着信応答の操作が行われると、ハブ３００と双方向通信の送信スロットで（図９の例ではスロット２１）、着信応答操作が行われたことを通知する。一方、ハブ３００は、着信応答操作が行われたことが通知されると、双方向通信の送信スロット（図９の例ではスロット９）で着信応答が許可されたことを室内モニタ２００に通知すると共に玄関子機１００とハブ３００との間の双方向の通信の送信スロット（図９の例ではスロット４）で着信応答状態に移行したことを玄関子機１００に通知し、室内モニタ２００との間で起動された双方向通信を利用して送られてきた室内モニタ２００の音声データ（図９の例ではスロット２１で受信した音声データ）を玄関子機１００との双方向通信の送信スロット（図９の例ではスロット４）で玄関子機１００に送信し、玄関子機１００との間の双方向通信を利用して送られてきた玄関子機１００の音声データ（図９の例ではスロット１６で受信した音声データ）を室内モニタ２００との双方向通信の送信スロット（図９の例ではスロット９）で室内モニタ２００に送信するように動作する。又、ハブ３００は、室内モニタ応答状態に移行すると、通信端末５００に室内モニタ応答状態に移行したことを通知し、通信端末５００は、着信状態から待機状態に遷移する。

尚、着信応答状態に移行すると、室内モニタ２００からハブ３００に送られる再送制御信号と音声データの両方が１つのスロット（図９の例ではスロット２１）で送受信され、再送制御信号は、図６で示した制御情報フィールドＦ２で、音声データは、図６で示した情報データフィールドＦ４で送受信される。又、着信応答状態に移行するとハブ３００から玄関子機１００に送られるスロット、フレーム同期のための信号、再送制御信号、音声データが１つのスロット（図９の例ではスロット２１）で送受信され、スロット同期のための信号は、図６で示した同期信号フィールドＦ１で、フレーム同期のための信号と再送制御信号は、図６で示した制御情報フィールドＦ２で、音声データは、図６で示した情報データフィールドＦ４で送受信される。又、着信応答状態に移行すると玄関子機１００からハブ３００に送られる画像データのパケットを送信しているスロット、周波数を通知する無線情報と音声データの両方が１つのスロット（図９の例ではスロット１６）で送受信され、無線情報は、図６で示した制御情報フィールドＦ２で、音声データは、図６で示した情報データフィールドＦ４で送受信される。又、ハブ３００から室内モニタ２００に送られるスロット、フレーム同期のための信号、無線情報、音声データが１つのスロット（図９の例ではスロット９）で送受信され、スロット同期のための信号は、図６で示した同期信号フィールドＦ１で、フレーム同期のための信号と再送制御信号は、図６で示した制御情報フィールドＦ２で、音声データは、図６で示した情報データフィールドＦ４で送受信される。

次に、再送制御の様子について説明する。再送制御の説明に当たり、パケット番号ｎのパケットをＰｎ（ｎ：整数）と記す。例えば、Ｐ０とは、パケット番号０のパケット、Ｐ１は、パケット番号１のパケットを意味する。玄関子機１００は、画像データ用に起動したスロットで、１つのスロットで１つのパケットを送信するように動作する。例えば、図９に示した例であれば、スロット６、スロット７、スロット１８、スロット１９の各スロットで、各々１つのパケットの送信を行い、例えば、スロット６でＰ０を送信し、スロット７でＰ１送信し、スロット１８でＰ２送信し、スロット１９でＰ３送信し、そして次のフレームのスロット６でＰ４送信し、以後、同様に各スロット各々１つのパケットの送信する動作を繰り返す。

再送制御に使用する再送制御信号のうち、肯定応答を、“ＡＣＫｎ（ｎ：整数）”と記す。“ＡＣＫ”に続く番号ｎは、次に受信を期待するパケットの番号であり、正常に受信されているパケット番号の次の番号である。又、再送制御に使用する再送要求を“ＮＡＣＫｎ、ｍ（ｎ、ｍ：整数）”と記す。“ＮＡＣＫ”に続く番号ｎ、ｍは、再送を要求するパケットの番号であり、本実施例では、１度に２つのパケット番号が指定できる場合の動作例を用いて説明を行う。再送制御信号は、１つのスロットで複数送ることが可能であり、正常に受信されているパケット番号を通知する肯定応答“ＡＣＫｎと再送が必要なパケット番号を通知する“ＮＡＣＫｎ、ｍ．．．”を組みあわせて１つのスロットで送信することができる。これらの再送制御信号は、例えば、図９に示した例であれば、スロット２１で室内モニタ２００からハブ３００に送られ、スロット４でハブ３００から玄関子機１００に送られる。玄関子機１００は、ＡＣＫｎを受信すると、再送制御のために保持していたパケットうち、ＡＣＫｎで通知され番号ｎの１つ前のパケット番号（ｎ－１）のパケットＰ（ｎ－１）まで破棄する。又、玄関子機１００は、ＮＡＣＫｎを受信すると、再送制御のために保持していたパケットから、パケット番号ｎのパケットＰｎを読み出し、再送する。

次に、図１０を用いて再送制御の動作について説明する。図１０は、玄関子機１００で呼び出し操作が行われた直後の再送制御の様子を示す図である。図１０において、玄関子機１００から延びる右向きの矢印は、矢印に記されたパケット番号のパケット（Ｐ０であれば、パケット番号０のパケット）がハブ３００、室内モニタ２００に送信されたことを意味しており、矢印上の×印は、そのパケットの受信を失敗したことを意味している。ハブ３００から延びる左向きの矢印は、矢印に記された再送制御信号が玄関子機１００に送信されたことを意味し、室内モニタ２００から延びる左向きの矢印は、矢印に記された再送制御信号がハブ３００に送信されたことを意味している。図１０は、玄関子機１００で呼び出し操作が行われた直後の再送制御の様子を示しており、図１０に示すよう、玄関子機１００は、Ｐ０、Ｐ１、Ｐ３．．．と順次パケットを送信する（Ａ）。ハブ３００は、画像データの送信開始時、室内モニタ２００の通信が始まるまで（例えば、室内モニタ２００からの最初の再送制御信号を受信するまで）は、自己の受信状態のみで再送制御を行う。図１０の例では、ハブ３００は、Ｐ０とＰ１を受信し、ＡＣＫ２を送信し（Ｂ）、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５を受信し、ＡＣＫ６を送信する（Ｃ）。玄関子機１００とハブ３００の通信開始後に、室内モニタ２００とハブ３００の通信が起動される為、玄関子機１００が画像データの送信を開始する時点で室内モニタ２００は、画像データの受信が起動されていない場合がある。図１０では、Ｐ４が送信された後で室内モニタ２００の受信が開始されている場合の動作例を示している。室内モニタ２００は、Ｐ４が送信された後で、パケットの受信が開始され、最初にＰ５を受信し（Ｄ）、続いてＰ６、Ｐ７を受信する。室内モニタ２００は、通信開始時、最初に受信したパケット以降のパケットを受信するように動作する。すなわち、最初に受信したパケットがＰｎであれば、Ｐ（ｎ－１）受信済みとして処理し、Ｐ（ｎ－１）までの再送を要求する再送要求は行わず、再送制御信号のタイミングで、最初に受信したパケット以降の受信状態に応じた制御信号を送信する。図１０の例では、室内モニタ２００は、通信開始後、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７を受信し、ＡＣＫ８をハブ３００に送信する（Ｅ）。ハブ３００は、室内モニタ２００より再送制御信号を受信すると、その情報（室内モニタ２００での正常受信されたパケット番号、再送が要求されているパケット番号）を記憶し、再送制御信号を送信する際に、自己のパケットの受信状態と比較し、玄関子機１００に送信する再送制御信号を決定するように動作する。図１０の例では、ハブ３００は、Ｐ０からＰ９まで正常に受信し、再送制御信号の送信タイミングを迎え、室内モニタ２００からは、Ｐ７まで正常に受信をしたことが通知されているので、Ｐ７まで正常受信したことを通知するＡＣＫ８を玄関子機１００に送信する（Ｆ）。

次に、室内モニタ２００で受信エラーが発生したときの動作について説明を行う。図１１は、室内モニタ２００で受信エラーが発生した場合の再送制御の例を示している。図１１の例は、Ｐ１２まで正常に受信され、室内モニタ２００がＰ１３を受信エラーした場合の例を示している。図１１に示すよう、室内モニタ２００は、受信エラーが発生したＰ１３の後の再送制御信号の送信で、Ｐ１２まで正常受信し、Ｐ１３の再送を要求するＡＣＫ１３ＮＡＣＫ１３を送信する（Ｇ）。ハブ３００は、ＡＣＫ１３ＮＡＣＫ１３受信後の再送制御信号の送信タイミングで、自身の正常受信のパケット番号が１７、室内モニタ２００の正常受信のパケット番号が１２、室内モニタ２００からの再送要求のパケット番号が１３であるため、正常受信のパケット番号が１２、再送要求のパケット番号が１３を通知するＡＣＫ１３ＮＡＣＫ１３を玄関子機１００に送信する（Ｈ）。玄関子機１００は、ＡＣＫ１３ＮＡＣＫ１３を受信すると、Ｐ１２までの再送待ちパケットを破棄し、Ｐ１３のパケットを送信する（Ｉ）。

次に、ハブ３００で受信エラーが発生したときの動作について説明を行う。図１２は、ハブ３００で受信エラーが発生した場合の再送制御の例を示している。図１２の例は、Ｐ１１まで正常に受信され、ハブ３００がＰ１２を受信エラーした場合の例を示している。図１２に示すよう、ハブ３００は、受信エラーが発生したＰ１２の後の再送制御信号の送信で、Ｐ１０まで正常受信し、Ｐ１２の再送を要求するＡＣＫ１１ＮＡＣＫ１２を送信する（Ｊ）。これは、ハブ３００自身の正常受信のパケット番号が１１、室内モニタ２００の正常受信のパケット番号が１０であることから選択されたＡＣＫ１１と、自己の受信エラーによって欠落したＰ１２の再送を要求するためのＮＡＣＫ１２を組み合わせることで構築されている。玄関子機１００は、ＡＣＫ１１ＮＡＣＫ１２を受信すると、Ｐ１０までの再送待ちパケットを破棄し、Ｐ１２のパケットを送信する（Ｋ）。

次に、室内モニタ２００とハブ３００が同じパケットを受信できなかった場合の再送制御について説明を行う。図１３は、ハブ３００と室内モニタ２００で同じパケットの受信エラーが発生した場合の再送制御の様子の例を示している。図１３の例は、Ｐ１２まで正常に受信され、ハブ３００と室内モニタ２００の両方が同じＰ１３を受信エラーした場合の例を示している。図１３に示すよう、室内モニタ２００は、受信エラーが発生したＰ１３の後の再送制御信号の送信で、Ｐ１２まで正常受信し、Ｐ１３の再送を要求するＡＣＫ１３ＮＡＣＫ１３を送信する（Ｌ）。ハブ３００は、ＡＣＫ１３ＮＡＣＫ１３受信後の再送制御信号の送信タイミングで、自身の正常受信のパケット番号が１２、再送要求のパケット番号が１３、室内モニタ２００の正常受信のパケット番号が１２、室内モニタ２００からの再送要求のパケット番号が１３であるため、正常受信のパケット番号が１２、再送要求のパケット番号が１３を通知するＡＣＫ１３ＮＡＣＫ１３を玄関子機１００に送信する（Ｍ）。玄関子機１００は、ＡＣＫ１３ＮＡＣＫ１３を受信すると、Ｐ１２までの再送待ちパケットを破棄し、Ｐ１３のパケットを送信する（Ｎ）。このように、ハブ３００は、自身の受信エラーによる再送要求が発生したパケット番号と、室内モニタ２００からの再送要求（ＮＡＣＫ）で通知された室内モニタ２００の再送要求のパケット番号が重複している場合、玄関子機１００へは、該当するパケットの再送要求を１回のみ行うように動作する。

次に、室内モニタ２００とハブ３００で複数の受信エラーが発生したときの動作について説明を行う。図１４は、室内モニタ２００とハブ３００で複数の受信エラーが発生した場合の再送制御の例を示している。図１４の例は、室内モニタ２００でＰ１１のパケットの受信をエラーし、ハブ３００でＰ１２とＰ１３のパケットの受信をエラーした場合の動作の例を示している。図１４に示すよう、室内モニタ２００は、受信エラーが発生したＰ１１の後の再送制御信号の送信で、Ｐ１０まで正常受信し、Ｐ１１の再送を要求するＡＣＫ１１ＮＡＣＫ１１を送信する（Ｏ）。ハブ３００は、ＡＣＫ１１ＮＡＣＫ１１受信後の再送制御信号の送信タイミングで、自身の正常受信のパケット番号が１１、再送要求のパケット番号が１２，１３、室内モニタ２００の正常受信のパケット番号が１０、室内モニタ２００からの再送要求のパケット番号が１１であるため、正常受信のパケット番号が１０、再送要求のパケット番号が１１、１２を通知するＡＣＫ１１ＮＡＣＫ１１、１２を玄関子機１００に送信する（Ｐ）。更に、ハブ３００は、次の再送制御信号の送信タイミングで、残りの再送要求を行うＡＣＫ１３ＮＡＣＫ１３を送信する（Ｑ）。このように、ハブ３００は、ハブ３００と室内モニタ２００で異なるパケット番号のパケットの再送要求が発生している場合、一番先に送信されたパケットから順に再送されるよう再送制御要求で通知するパケット番号を選択して玄関子機１００に再送要求を送信するように動作する。

次に、複数の副受信局を有する場合の実施例について説明する。図１５は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムを用いた第２の構成によるドアホンシステムの一例を示す図であり、図１に示した構成に室内モニタ２００Ｂを加えた構成である。図１５の例では、図１で示した構成の動作と同様に、着信状態では、玄関子機１００とハブ３００との間、ハブ３００と室内モニタ２００との間、及び、ハブ３００と室内モニタ２００Ｂとの間の双方向通信路が起動される。このとき、玄関子機１００、室内モニタ２００、室内モニタ２００Ｂそれぞれは、ハブ３００との間で起動した双方通信でハブ３００から送られてきた信号の同期フィールドのビット同期を取るためのデータ列によりビット同期を行い、スロット同期を取るためのデータ列を検出して、スロット同期をとり、制御データフィールドのスロット番号等のフレーム同期用のデータよりフレーム同期をとる。そして、玄関子機１００が画像データのパケットを送信する無線情報が、双方向の通信路を経由して玄関子機１００からハブ３００へ。そしてハブ３００から、室内モニタ２００、室内モニタ２００Ｂへと伝えられ、ハブ３００、室内モニタ２００、室内モニタ３００Ｂで画像データのパケットの受信が開始される。このとき、玄関子機１００は、画像データとともに同期フィールドでビット同期を取るためのデータ列とスロット同期を取るためのデータ列を送信し、室内モニタ２００、室内モニタ２００Ｂ、ハブ３００それぞれは、玄関子機１００から画像信号と共に送られてきた同期フィールドのビット同期を取るためのデータ列によりビット同期を行い、スロット同期を取るためのデータ列を検出して、スロット同期をとり、情報データフィールドの画像データを取り出し、画像を表示する等の制御を行う。又、室内モニタ２００と室内モニタ２００Ｂは、画像パケットの受信状態に応じて再送制御信号(肯定応答、再送要求)をハブ３００に送り、ハブ３００は、自身の画像パケットの受信状態と室内モニタ２００と室内モニタ２００Ｂから送られてきた再送制御信号より、玄関子機１００に送る再送制御信号を構築し、玄関子機１００に送信する。このように、本発明の無線通信システムは、副受信局の台数を増やすことが容易であり、無線通信システムの拡張性が高い。

次に、複数の送信局を有する場合の実施例について説明する。図１６は、本発明の実施の形態に係る無線通信システムを用いた第３の構成によるドアホンシステムの一例を示す図であり、図１に示した構成に玄関子機１００Ｂを加えた構成である。図１６の例では、図１で示した構成の動作と同様に、玄関子機１００からの着信状態では、玄関子機１００とハブ３００との間、ハブ３００と室内モニタ２００との間の双方向通信路が起動される。そして、玄関子機１００が画像データのパケットを送信する無線情報が、双方向の通信路を経由して玄関子機１００からハブ３００へ。そしてハブ３００から、室内モニタ２００へと伝えられ、ハブ３００、室内モニタ２００で画像データのパケットの受信が開始される。このとき、玄関子機１００、室内モニタ２００それぞれは、ハブ３００との間で起動した双方通信でハブ３００から送られてきた信号の同期フィールドのビット同期を取るためのデータ列によりビット同期を行い、スロット同期を取るためのデータ列を検出して、スロット同期をとり、制御データフィールドのスロット番号等のフレーム同期用のデータよりフレーム同期をとり、玄関子機１００は、画像データとともに同期フィールドでビット同期を取るためのデータ列とスロット同期を取るためのデータ列を送信し、室内モニタ２００、ハブ３００それぞれは、玄関子機１００から画像信号と共に送られてきた同期フィールドのビット同期を取るためのデータ列によりビット同期を行い、スロット同期を取るためのデータ列を検出して、スロット同期をとり、情報データフィールドの画像データを取り出し、画像を表示する等の制御を行う。室内モニタ２００は、画像パケットの受信状態に応じて再送制御信号(肯定応答、再送要求)をハブ３００に送り、ハブ３００は、自身の画像パケットの受信状態と室内モニタ２００から送られてきた再送制御信号より、玄関子機１００に送る再送制御信号を構築し、玄関子機１００に送信する。同様に玄関子機１００Ｂからの着信状態では、玄関子機１００Ｂとハブ３００との間、ハブ３００と室内モニタ２００との間の双方向通信路が起動される。そして、玄関子機１００Ｂが画像データのパケットを送信する無線情報が、双方向の通信路を経由して玄関子機１００Ｂからハブ３００へ。そしてハブ３００から、室内モニタ２００へと伝えられ、ハブ３００、室内モニタ２００で画像データのパケットの受信が開始される。このとき、玄関子機１００Ｂ、室内モニタ２００それぞれは、ハブ３００との間で起動した双方通信でハブ３００から送られてきた信号の同期フィールドのビット同期を取るためのデータ列によりビット同期を行い、スロット同期を取るためのデータ列を検出して、スロット同期をとり、制御データフィールドのスロット番号等のフレーム同期用のデータよりフレーム同期をとり、玄関子機１００Ｂは、画像データとともに同期フィールドでビット同期を取るためのデータ列とスロット同期を取るためのデータ列を送信し、室内モニタ２００、ハブ３００それぞれは、玄関子機１００Ｂから画像信号と共に送られてきた同期フィールドのビット同期を取るためのデータ列によりビット同期を行い、スロット同期を取るためのデータ列を検出して、スロット同期をとり、情報データフィールドの画像データを取り出し、画像を表示する等の制御を行う。そして、室内モニタ２００は、画像パケットの受信状態に応じて再送制御信号(肯定応答、再送要求)をハブ３００に送り、ハブ３００は、自身の画像パケットの受信状態と室内モニタ２００から送られてきた再送制御信号より、玄関子機１００Ｂに送る再送制御信号を構築し、玄関子機１００Ｂに送信する。このように、無線通信システム内に従属局として動作する送信局が複数あっても、制御局に同期しながら画像送信を行い、従属局として動作する副受信局が制御局として動作する主受信局に同期しながら画像受信を行うことですべての送信局と受信局の同期が保たれ、主受信局のみが接続先の送信局を認識するだけで副受信局は、送信局がどれであるかを認識することなく、パケット通信が可能である。又、このように、本発明の無線通信システムは、送信局の台数を増やすことが容易であり、無線通信システムの拡張性が高い。

以上、本発明を、その好適実施形態の実施例について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施例により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、着信状態において、制御局として動作する主受信局と従属局として動作する副受信局が双方向の通信を起動し、双方向の通信を利用して、画像データが送信されている無線情報の通知と同期維持を行う場合についての動作を説明したが、着信状態に移行した際に、制御局として動作する主受信局より制御信号で着信状態への移行と画像データが送信されている無線情報の通知を行い、従属局として動作する副受信局は、制御信号の受信を継続して同期を維持して、通知された無線情報に基づいて画像データの受信を行うようにしてもよい。又、画像通信で使用する無線信号は、通信の途中で、別のスロット、周波数等に切り替えてもよく、この場合、切り替えが発生した際に、送信局より新たに画像通信で使用する無線信号を受信するのに必要な無線情報（スロット、周波数等）を送信局より主受信局に伝え、通知された新たな無線情報を主受信局より副受信局に通知し、主受信局、副受信局では通知された無線情報に基づいて画像通信で使用する無線信号を切り替える。また、実施例では本発明の無線通信措置をドアホンシステムに使用した場合の無線通信システムの説明を行ったが、センサで反応するカメラとモニタで構築されるような防犯カメラシステム等、映像信号を無線通信でモニタに送信するようなシステムへの応用も可能である。また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

本発明に係る無線通信システムは、ドアホンシステムを構築するための無線通信システムとして有用であり、無線リソースの有効利用、伝達遅延の改善、メモリリソースの低減が実現できる。

１００ 玄関子機
２００ 室内モニタ
３００ ハブ
４００ ルータ
５００ 通信端末

Claims (4)

1. 制御局と前記制御局に同期して通信を行う複数の従属局で構成される無線通信システムであって、
   前記従属局として動作しパケットの送信を行う送信局と、前記従属局として動作し前記送信局より送信されたパケットを受信する受信局で構成され、
   前記送信局は、前記制御局に同期してパケットを送信し、
   前記受信局は、前記制御局に同期して前記送信局より送信されたパケットを、前記パケットの前記送信局からの送信と同一の無線リソースを利用して受信する、
   無線通信システム。
2. 前記制御局は、前記送信局から送信されたパケットを受信する受信局として動作する、
   請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記送信局は、前記制御局に同期して前記パケットを送信するとともに、前記送信局より送信される前記パケットを受信するための前記無線リソースを示す無線情報を前記制御局に通知し、
   前記制御局は、前記無線情報を前記受信局に通知し、
   前記 受信局は、前記制御局から通知された前記無線情報に基づいて前記送信局から送信されるパケットの受信を、前記無線情報が示す前記同一の無線リソースを利用して行う、
   請求項１又は請求項２記載の無線通信システム。
4. 前記制御局は、１フレームを基本単位とし、前記１フレームの半分の間隔で組み合わされる２つのスロットで構成された通信チャネルが前記１フレームに複数含まれる時分割多重通信方式を利用して、前記１フレーム内の１つのスロットで制御信号を常時送信し、
   前記従属局は、前記時分割多重通信方式を利用して、前記制御信号をそれぞれ受信し、前記同期を確立、維持し、
   前記制御信号の送受信、前記無線情報の前記送信局から前記制御局への通知、前記無線情報の前記制御局から前記受信局への通知および前記パケットの送受信は、互いに異なる前記通信チャネルを利用して行われる、
   請求項３記載の無線通信システム。

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