JP7203333B2 - 無線通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、時分割多重通信を行う無線通信装置に関する。

近年、防犯意識の高まりにより、防犯用のカメラや各種センサを設置する家庭が増加しており、ドアホンにそれら機器を収容するシステムが実用化されている。また、端末装置を所持している使用者が、ドアホン親機の近傍にいるか否か、すなわち、在宅中か外出中かを通知する見守りシステムが、ドアホンの一機能として提案されている。これらのシステムでは、カメラ、センサ、見守り端末それぞれとドアホン親機間は、無線通信によって接続されている。

特許文献１では、鍵、財布、携帯機器、ペット等の対象物の探知に用いる無線通信システムとして、ロケータシステムの発明が開示されている。

特許文献１のロケータシステムは、使用者が呼出装置でロケータの呼び出し操作を行うと、ロケータが報知音を鳴らしロケータの位置を知らせるシステムである。呼出装置とロケータとは、基本フレームを複数のスロットに分割してスロット毎に通信を行う時分割多重通信方式による無線通信によって接続される。

使用者が呼出装置にてロケータを探す操作を行うと、呼出装置は、基本フレーム内の１つのスロットを受信に切り替えロケータからの応答信号を待ち受け、他のスロットで子機識別符号を含んだ呼び出し信号の送信を開始する。呼出装置は、ロケータからの応答信号を受信すると、呼び出し信号を停止し、１スロットのみで同期用の信号の送信を開始し、ロケータと、上り下り各１スロット使用した双方向の通信を行い、ロケータの報知音を鳴らすように制御を行う。

一方、ロケータは、一定周期で、連続した２スロット分の受信を行い、呼出装置からの呼び出し信号をサーチしており、呼び出し信号を受信すると、呼出装置の待ち受けスロットのタイミングで応答信号を送信する。そして、ロケータは、呼出装置の同期用の信号を受信すると、呼出装置との通信リンクを確立し、上り下り各１スロット使用した双方向の通信を開始し、報知音を鳴らす指示に従い、報知音を鳴らし始める。

また、特許文献１のロケータシステムのような基本フレームを複数のスロットに分割してスロット毎に通信を行う時分割多重通信を行う無線通信システムは、シンクワードと呼ばれる固定データとともに通信データを送信し、受信側では、シンクワードを基準にデータの取り出しを行うように動作している。例えば、特許文献１のロケータシステムにおけるロケータの呼び出し信号のサーチ動作では、ロケータは、先ず、シンクワードに一致する受信データ列を検出するよう動作し、シンクワードに一致する受信データ列を検出すると、後続のデータ列より子機識別符号の送信フィールドの受信データ列を取り出し、自己の子機識別符号と比較し、自己宛の呼び出し信号であるか否かを判定する。ロケータは、受信した信号が自己宛の呼び出し信号で無かった場合、再び、サーチ動作を再開するように動作し、所定の時間のサーチが完了すると、休止状態に戻る。一方、ロケータは、受信した信号が自己宛の呼び出し信号であった場合、登録した呼出装置との同期を確立するように動作する。

上述のロケータシステムのような時分割多重通信を行う無線通信装置では、従属局は、制御局が送信する制御信号を受信することにより、通信相手との時分割多重通信の同期を確立し、通信を行う。

特開２０１４－０７８９０８号公報

従来の無線通信装置では、通信できる状態で動作することを前提に設計されており、通信相手との同期確立の効率化、および、通信可能エリアの拡大という観点での性能改善が進められてきた。しかしながら、従来の無線通信装置では、通信相手がいない環境で動作した場合に、通信相手がいないことを確定し、通信動作（通信相手のサーチ動作）を中断するまでの動作の効率化という観点での性能改善については検討されていない。

本発明は、このような従来技術の課題を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、電池駆動の無線通信装置における消費電力の削減、特に、無線通信装置が通信圏外で動作した際の消費電力の削減を実現するものである。

本発明の無線通信装置は、時分割多重通信を行う制御局と従属局で構成され、前記従属局が前記制御局から受信した制御信号を用いて前記制御局との同期を確立する無線通信システムの前記従属局として動作する無線通信装置であって、設定に応じた受信ゲインで前記制御局との無線通信を行い、前記制御局から前記制御信号を受信する無線手段と、前記制御信号を用いて前記制御局との同期を確立する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前回までの同期確立時における同期確立失敗の継続回数が予め決められた回数以下である場合、前記受信ゲインをハイゲインに設定し、前回までの同期確立時における同期確立失敗の継続回数が予め決められた回数を超えていた場合、前記受信ゲインをローゲインに設定する、構成とする。

本発明によれば、従属局として動作する無線通信装置が、制御局の通信圏外で制御局のサーチを行う場合、受信ゲインをローゲインに設定して受信を行い、受信エリアを狭めるように動作するので、従属局の近傍にて他の無線通信装置が稼動していた場合、他の無線通信装置が受信エリアに入る確率を低減でき、他の無線通信装置の信号受信によるサーチ動作のやり直しの発生頻度を抑えることができる。このため、通信圏外でサーチを行う場合の圏外であることを確定し、サーチ動作を停止するまでに消費される電力、すなわち、従属局として動作する無線通信装置が通信圏外で動作した際の消費電力を削減することができる。

本発明の第１実施形態における無線通信システムの概要を示す模式図 本発明の第１実施形態における無線通信システムのドアホン親機及び玄関子機の構成例を示すブロック図 本発明の第１実施形態における無線通信システムの見守り機能用の見守り端末の構成例を示すブロック図 本発明の第１実施形態における無線通信システムの監視機能用カメラの構成例を示すブロック図 本発明の第１実施形態におけ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 本発明の第１実施形態における送受信信号のフィールド構成を示す図 本発明の第１実施形態における送受信信号のＡフィールドの構成を示す図 本発明の第１実施形態における送受信信号のＢフィールドの構成を示す図 本発明の第１実施形態における第１制御信号のＢフィールドのデータを示す図 本発明の第１実施形態における第２制御信号のＢフィールドのデータを示す図 本発明の第１実施形態における時分割多重通信による制御信号の送信の例を示す図 本発明の第１実施形態におけるカメラのデータ通信中のスロットの使用例を示す図 本発明の第１実施形態におけるカメラのデータ通信中の生存確認の通信時のスロットの使用例を示す図

前記課題を解決するためになされた第１の発明の無線通信装置は、時分割多重通信を行う制御局と従属局で構成され、前記従属局が前記制御局から受信した制御信号を用いて前記制御局との同期を確立する無線通信システムの前記従属局として動作する無線通信装置であって、設定に応じた受信ゲインで前記制御局との無線通信を行い、前記制御局から前記制御信号を受信する無線手段と、前記制御信号を用いて前記制御局との同期を確立する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前回までの同期確立時における同期確立失敗の継続回数が予め決められた回数以下である場合、前記受信ゲインをハイゲインに設定し、前回までの同期確立時における同期確立失敗の継続回数が予め決められた回数を超えていた場合、前記受信ゲインをローゲインに設定する、構成とする。

これによれば、従属局として動作する無線通信装置が、制御局の通信圏外で制御局のサーチを行う場合、受信ゲインをローゲインに設定して受信を行い、受信エリアを狭めるように動作するので、従属局の近傍にて他の無線通信装置が稼動していた場合、他の無線通信装置が受信エリアに入る確率を低減でき、他の無線通信装置の信号受信によるサーチ動作のやり直しの発生頻度を抑えることができる。このため、通信圏外でサーチを行う場合の圏外であることを確定し、サーチ動作を停止するまでに消費される電力、すなわち、従属局として動作する無線通信装置が通信圏外で動作した際の消費電力を削減することができる。

また、ゲインの切り替えを無線手段に設けられた受信回路の増幅回路（例えば、ローノイズアンプ）に供給する電流制限によって実現すれば、ローゲイン動作時の無線手段で消費電力を小さくすることができ、従属局として動作する無線通信装置が通信圏外で動作した際の消費電力を削減することができる。

また、同期確立失敗の発生が一定回数継続した場合に、受信ゲインをローゲインに切り替えるようにしたので、ハイゲインで受信することにより制御局の通信エリア内にいた従属局が、他の無線通信装置からの無線干渉による制御局のサーチ失敗によって発生するゲイン切り替えにより、制御局の通信エリア外となる危険を低減することができる。

前記課題を解決するためになされた第２の発明の無線通信装置は、不揮発性メモリで構成され、前記制御局との通信に必要な情報を記憶する第１の記憶手段と、揮発性メモリで構成された第２の記憶手段と、電力を供給する電池と、所定の時間を計時する計時手段と、揮発性メモリで構成され、前記同期確立時における同期確立失敗の継続回数と前記制御局との通信に必要な情報を記憶する第３の記憶手段と、前記電池が装着された場合、または、前記計時手段のタイマが満了した場合に、前記第１の記憶手段、前記第２の記憶手段、前記無線手段および前記制御手段への電力の供給を開始し、前記制御手段の指示により前記第１の記憶手段、前記第２の記憶手段、前記無線手段および前記制御手段への電力の供給を遮断する電源制御手段と、をさらに備え、前記制御手段は、電力が供給されると、前記電池が装着されたのか、前記計時手段のタイマが満了したのかを判断し、前記電池が装着されたと判断した場合、前記第１の記憶手段より前記制御局との通信に必要な情報を読み込み、前記読み込んだ情報を前記第３の記憶手段に書き込み、予め決められた情報を通知するまでの時間を前記計時手段に設定し、前記電源制御手段に電力の供給の遮断を指示し、前記計時手段のタイマが満了したと判断した場合、前記第３の記憶手段に記憶された前記同期確立時における同期確立失敗の継続回数に基づいて前記受信ゲインを設定し、前記第３の記憶手段に記憶された前記制御局との通信に必要な情報を用いて、前記制御局との同期を確立して前記予め決められた情報を通知し、同期確立が成功したか否かに応じて前記第３の記憶手段に記憶された前記同期確立失敗の継続回数を更新し、前記予め決められた情報を通知するまでの時間を前記計時手段に設定し、前記電源制御手段に前記電力の供給の遮断を指示する、構成とする。

これによれば、従属局は、待機中、第１の記憶手段と第２の記憶手段と無線手段と制御手段に供給される電力が遮断されるので、待機中に消費される電力を低減することができる。また、通信時に必要な情報が、常時電源が供給される揮発性メモリで構成された記憶手段で記憶されているので、制御局と同期を確立し、通信を行う場合、不揮発性メモリからの情報の読み込みが不要となり、不揮発性メモリからの情報の読み込みの処理を行うための処理のために消費される電力をなくすことができる。したがって、制御局との通信を行う際に消費される電力を低減することができる。

続いて、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

先ず、第１実施形態における無線通信システムの動作の概要について図１を用いて説明する。図１は、第１実施形態における無線通信システムの概要を示す模式図である。

図１に示すように、第１実施形態における無線通信システムは、制御局として動作するドアホン親機１００と、従属局として動作する見守り機能用の見守り端末２００と、玄関の門柱等に設置されドアホン親機１００と有線接続で接続された玄関子機３００と、無線通信でドアホン親機１００と通信する監視機能用のカメラ４００と、インタネット回線を経由してドアホン親機１００と接続されたスマートホン５００と、で構成される。

次に、図１を用いて、無線通信システムの見守り機能、ドアホン機能、及び、監視機能の動作を説明する。

先ず、見守り機能の動作について説明する。見守り機能は、見守り端末２００が、ドアホン親機１００の通信圏内であるか否かを検出してドアホン親機１００に状態変化を通知し、ドアホン親機１００が、その状態の変化を記憶し、スマートホン５００に通知する機能である。見守り端末２００は、定期的にドアホン親機１００に生存確認信号を送信する。ドアホン親機１００は、生存確認信号を受信することによって、見守り端末２００が自己の通信圏内にあることを認識し、一定時間、生存確認信号受信が途絶えると、見守り端末２００が自己の通信圏外に移動したと認識する。ドアホン親機１００は、見守り端末２００が自己の通信圏外に移動したと認識すると、そのときの時刻を記憶し、見守り端末２００が圏外に移動したことをスマートホン５００に通知する。また、ドアホン親機１００は、見守り端末２００からの生存確認信号の受信が再開されると、見守り端末２００が通信圏内に戻ってきたと認識し、そのときの時刻を記憶し、見守り端末２００が圏内に戻ってきたことをスマートホン５００に通知する。また、ドアホン親機１００は、スマートホン５００から、ドアホン親機１００に記憶されている見守り端末２００が圏外に移動した時刻、見守り端末２００が通信圏内に戻ってきた時刻をいつでも参照することができる。例えば、見守り機能を利用すれば、保護者が、子供のランドセルに見守り端末２００を付け、スマートホン５００を持ち歩くことによって、子供が学校から帰宅したことを簡単に知ることができる。

次に、ドアホン機能の動作について説明する。ドアホン機能は、玄関子機３００のボタン（図示せず）が押されると、ドアホン親機１００で来客を報知し、ドアホン親機１００で応答操作が行われると、ドアホン親機１００と玄関子機３００間での音声通話ができるようになる機能である。

次に、監視機能について説明する。監視機能は、カメラ４００のセンサが反応すると、ドアホン親機１００で、カメラ４００のセンサが反応したことが報知され、カメラ４００から送信されてくる画像がドアホン親機１００で表示、記憶される機能である。

以上で、図１を用いた無線通信システムの見守り機能、ドアホン機能、及び、監視機能の動作説明を終了する。

次に、第１実施形態における無線通信システムの各ブロックの動作について説明する。図２は、第１実施形態における無線通信システムのドアホン親機及び玄関子機の構成例を示すブロック図であり、図３は、第１実施形態における無線通信システムの見守り端末の構成例を示すブロック図であり、図４は、第１実施形態における無線通信システムのカメラの構成例を示すブロック図である。なお、図２、図３、図４において、図１と同じ機能を示すブロックには、図１と同じ番号を付与している。

先ず図２を用いてドアホン親機１００、玄関子機３００の各ブロックの説明を行う。

ドアホン親機１００において、無線部１０１は、見守り端末２００とカメラ４００との無線信号の送受信、及び、受信電界強度の検知を行う。フレーム処理部１０２は、ビット同期信号、シンクワード、送信データ、誤り検出信号を組み合わせて送信信号を構築する。また、フレーム処理部１０２は、受信信号よりシンクワードを検知し受信データ、誤り検出信号の取り出しを行い、誤り検出信号を用いて受信データの誤りを検知し、正しく受信した受信データを選択して出力する。第１の記憶部１０３は、不揮発性メモリで構成され、親機識別符号、子機識別符号、子機呼び出し番号等の見守り端末２００、及び、カメラ４００との通信に必要な情報を記憶する。第２の記憶部１０４は、揮発性メモリで構成され、ドアホン親機１００の制御に必要な情報を記憶する。表示部１０５は、見守り端末２００の状態変化の履歴、カメラから送信されてきた映像の表示等を行う。子機インターフェース部１０６は、玄関子機３００と接続され、玄関子機３００から送信されてくる呼び出し信号、音声信号の取り出し、玄関子機３００への音声信号の出力を行うための回路で構成される。音声入出力部１０７は、玄関子機３００から送信された音声信号や呼び出し音等を出力するスピーカー、玄関子機３００に出力する音声信号を入力するマイク等で構成される。操作部１０８は、応答、切断、機器の設定等を行うための入力操作を行う。タイマ１０９は、見守り端末２００と最後に通信したときからの時間を計測し、一定時間が経過すると、後述する制御部１２０に、タイマ満了を通知する。制御部１２０は、見守り端末２００との間の通信で使用するシンクワード、キャリア番号の決定を行い、また、ドアホン親機１００全体の動作を制御する。

玄関子機３００において、親機インターフェース部３０６は、ドアホン親機１００と接続され、ドアホン親機１００から送信されてくる音声信号の取り出し、ドアホン親機１００への呼び出し信号、音声信号の出力を行うための回路で構成される。音声入出力部３０７は、ドアホン親機１００から送信されてきた音声信号を出力するスピーカー、ドアホン親機１００に出力する音声信号を入力するマイク等で構成される。操作部３０８は、呼び出しを行うための入力操作を行う。制御部３２０は、玄関子機３００全体の動作を制御する。

次に、図３を用いて見守り端末２００の各ブロックの説明を行う。

見守り端末２００において、無線部２０１は、設定に応じて受信ゲインを切り替えながらドアホン親機１００との無線信号の送受信を行う。なお、受信ゲインの設定は、ハイゲインとローゲインの２通りの設定があり、ハイゲイン設定時は、ローゲイン設定時に比べ、より低い受信レベルの信号を受信できるように無線部の動作が切り替えられる。フレーム処理部２０２は、ビット同期信号、シンクワード、送信データ、誤り検出信号を組み合わせて送信信号を構築する。また、フレーム処理部２０２は、受信信号よりシンクワードを検知し受信データ、誤り検出信号の取り出しを行い、誤り検出信号を用いて受信データの誤りを検知し、正しく受信した受信データを選択して出力する。第１の記憶部２０３は、不揮発性メモリで構成され、親機識別符号、子機識別符号、子機呼び出し番号、シンクワード等のドアホン親機１００との通信に必要な情報を記憶する。第２の記憶部２０４は、揮発性メモリで構成され、見守り端末２００の制御に必要な情報を記憶する。電池２１０は、見守り端末２００の動作に必要な電力を供給する。操作部２１１は、登録動作等の入力するボタンで構成される。タイマ２１２は、計時手段として動作し、設定された時間が経過すると電池２１０から供給される電力をオンするためのトリガー信号を出力する。第３の記憶部２１３は、電池２１０より直接電力が供給され、同期確立失敗の継続回数、後述する選択シンクワードと第１制御信号のキャリア番号、及び、生存確認信号の通信のために必要な情報を記憶する。電源制御部２１５は、電池挿入時、操作部２１１でのボタン操作時、及び、タイマ２１２のタイマ満了時に、無線部２０１、フレーム処理部２０２、第１の記憶部２０３、第２の記憶部２０４、及び、後述する制御部２２０に電池２１０から供給される電力を供給し、制御部２２０からの指示で、無線部２０１、フレーム処理部２０２、第１の記憶部２０３、第２の記憶部２０４、及び、後述する制御部２２０への電力を遮断する。なお、図３では、無線部２０１、フレーム処理部２０２、第１の記憶部２０３、第２の記憶部２０４と電源制御部２１５の接続は、省略している。制御部２２０は、ドアホン親機１００との間の通信で使用するシンクワード、第１制御信号のキャリア番号、受信ゲインの決定を行い、また、見守り端末２００全体の動作を制御する。

次に、図４を用いてカメラ４００の各ブロックの説明を行う。

カメラ４００において、無線部４０１は、ドアホン親機１００との無線信号の送受信を行う。フレーム処理部４０２は、ビット同期信号、シンクワード、送信データ、誤り検出信号を組み合わせて送信信号を構築する。また、フレーム処理部４０２は、受信信号よりシンクワードを検知し受信データ、誤り検出信号の取り出しを行い、誤り検出信号を用いて受信データの誤りを検知し、正しく受信した受信データを選択して出力する。第１の記憶部４０３は、不揮発性メモリで構成され、親機識別符号、子機識別符号、子機呼び出し番号等のドアホン親機１００との通信に必要な情報を記憶する。第２の記憶部４０４は、揮発性メモリで構成され、カメラ４００の制御に必要な情報を記憶する。カメラ部４０７は、画像を撮影し、画像データを出力する。センサ４１０は、人を検知し、検知結果を出力する。制御部４２０は、カメラ４００全体の動作を制御する。

以上で第１実施形態における無線通信システムの各ブロックの動作の説明を終了する。

次に、本発明で適用する時分割多重通信方式で使用するフレーム、スロットの構成、送受信信号のフィールド構成、各フィールドに格納されるデータについて説明を行う。なお、本明細書の説明では、本発明の無線通信システムが国内ＤＥＣＴ（Digital Enhanced Cordless Telecommunications）（ＥＴＳＩ登録商標）規格に沿って動作する場合の動作を例に、説明を進める。

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方式は、ドアホン親機１００と見守り端末２００の間、及び、ドアホン親機１００とカメラ４００の間の無線通信に用いられる。１フレームは、時分割多重通信方式の基本単位であり、国内ＤＥＣＴ規格では、１０ｍｓｅｃが１フレームとされている。図５に示すように、１つのフレームは、１～２４の番号が付された２４のスロットに分割され（以下、スロット番号１～２４の各スロットをスロット１、スロット２…スロット２４と記す）、５ｍｓｅｃ間隔の２つスロット（例えばスロット１とスロット１３）のペアを用いて、ドアホン親機１００と見守り端末２００の間、及び、ドアホン親機１００とカメラ４００の間の無線通信が行われる。また、５ｍｓｅｃ（１２スロット）間隔の２つスロットのペアを用いて、一方で、ドアホン親機１００で決めたシンクワードを含んだ制御信号（以下、第１制御信号と記す）が、他方で、固定のシンクワードを含んだ制御信号（以下、第２制御信号と記す）が、それぞれ、１０ｍｓｅｃ周期で送信される。

図６は、本発明の第１実施形態における時分割多重通信方式を用いた送受信信号のフィールド構成を示す図であり、図５で示した1つのスロット内に納められる信号のフィールド構成を示している。図６に示すように、１つのスロット内に納められる信号のフィールドは、先頭から順に、ＰＲ、ＳＹＮＣ、Ａフィールド、Ｂフィールド、Ｘフィールドで構成される。ＰＲは、ビット同期信号用のフィールドであり、１と０の繰り返しのデータが挿入される。ＳＹＮＣは、スロット同期のためのシンクワード（以下、Ａシンクワードと記す）を挿入するフィールドである。制御局は、Ａシンクワードとして“１１１０１００１１０００１０１０”の１６ビットのビット列を使用し、従属局は、Ａシンクワードとして“０００１０１１００１１１０１０１”の１６ビットのビット列を使用する。Ａフィールドは、通信制御用のデータを挿入するフィールドである。Ｂフィールドは、本発明の制御局ごとに決めたシンクワードを含んだ通信制御用のデータ、及び、画像データ等を挿入するフィールドである。Ｘフィールドは、Ｂフィールドのエラー検知用の信号を挿入するフィールドである。

図７は、本発明の第１実施形態における送受信信号のＡフィールドの構成を示す図であり、図６で示したＡフィールド内に納められる信号のフィールド構成を示している。図７に示すように、Ａフィールドは、先頭から順に、ヘッダ、テイル、Ａ－ＣＲＣで構成される。ヘッダは、テイルの分類やＢフィールドの構成を示す情報等を挿入するフィールドである。テイルは、ページング情報、親機識別符号、無線接続制御メッセージ、呼接続制御メッセージ等を挿入するフィールドである。Ａ－ＣＲＣは、Ａフィールドのエラー検出用の信号を挿入するフィールドである。テイルで送信されるページング情報、親機識別符号、親機情報、無線接続制御メッセージ、呼接続制御メッセージは、１つのスロットの送信につき、１種類のメッセージが送信される。従属局の同期用として送信される第２制御信号では、待機中、ページング情報、親機識別符号、親機情報が予め決められた順番で、順次送信される。

図８は、本発明の第１実施形態における送受信信号のＢフィールドの構成を示す図であり、図６で示したＢフィールド内に納められる信号のフィールド構成を示しており、（Ａ）は、Ｂフィールドに通信制御用のデータを挿入する場合の構成を示し、（Ｂ）は、Ｂフィールドに画像データのようなデータを挿入する場合の構成を示している。図８（Ａ）に示すように、Ｂフィールドに通信制御用のデータを挿入する場合のＢフィールドは、先頭から順に、Ｂ１、Ｂ１－ＣＲＣ、Ｂ２、Ｂ２－ＣＲＣ、Ｂ３、Ｂ３－ＣＲＣ、Ｂ４、Ｂ４－ＣＲＣで構成される。Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、及び、Ｂ４には、本発明の制御局ごとに決めたシンクワードを含んだ通信制御用のデータ、親機識別符号、スロット情報、空きスロット情報等、従属局が制御局との同期を確立し通信を行う際に必要な情報を挿入するフィールドであり、後続のＢ１－ＣＲＣは、Ｂ１のエラー検出用の信号を挿入するフィールド、Ｂ２－ＣＲＣは、Ｂ２のエラー検出用の信号を挿入するフィールド、Ｂ３－ＣＲＣは、Ｂ３のエラー検出用の信号を挿入するフィールド、Ｂ４－ＣＲＣは、Ｂ４のエラー検出用の信号を挿入するフィールドである。また、図８（Ｂ）に示すように、Ｂフィールドに画像データを挿入する場合のＢフィールドは、先頭から順に、Ｂ、Ｂ－ＣＲＣで構成される。Ｂは、画像データを挿入するフィールド、Ｂ－ＣＲＣは、Ｂのエラー検出用の信号を挿入するフィールドである。

図９は、本発明の第１実施形態における第１制御信号のＢフィールドのデータを示す図であり、図８（Ａ）で示したＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の各フィールド内に格納されるデータを示している。図９に示すように、Ｂ１には、１と０の繰り返しのビット列で構成されるビット同期信号とドアホン親機１００の制御部１２０によって決定されたスロット同期のためのシンクワードである選択シンクワードが格納される。Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４には、この第１制御信号が送信されているスロットの番号を通知するスロット情報と第２制御信号の送信に使用しているキャリア番号を通知する第２制御信号キャリア情報が格納される。

図１０は、本発明の第１実施形態における第２制御信号のＢフィールドのデータを示す図であり、図８（Ａ）で示したＢ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の各フィールド内に格納されるデータを示している。図１０に示すように、Ｂ１には、１と０の繰り返しのビット列で構成されるビット同期信号と、通信方式によって決められたスロット同期のための固定のシンクワードである固定シンクワード（国内ＤＥＣＴ規格の場合、“１１１０００１１０１１００１００”の１６ビットのビット列）と、４０ビットの親機識別符号の最初の２８ビットのビット列である親機識別符号１が格納される。Ｂ２には、親機識別符号の残りの１２ビットのビット列である親機識別符号２と、従属局の呼出を通知するためのページング情報の最初のビット列であるページング情報１が格納される。Ｂ３には、第１制御信号が送信されているスロットの番号を通信するスロット情報と、第１制御信号が送信されているフレーム番号を通知するフレーム情報と、従属局からの通信リンクの起動を要求する信号を待ち受けているキャリア番号を通知する待ち受けキャリア情報と、従属局との通信リンクに使用可能なスロットを通知する空きスロット情報が格納される。Ｂ４には、ページング情報の残りのビット列であるページング情報２が格納される。

以上で、本発明で適用する時分割多重通信方式で使用するフレーム、スロットの構成、送受信信号のフィールド構成、各フィールドに格納されるデータについての説明を終了する。

次に、見守り端末２００とドアホン親機１００が生存確認動作で使用するメッセージについて説明する。

生存確認動作使用される信号は、見守り端末２００からドアホン親機１００に送られる無線通信の起動要求と生存確認の通知メッセージを組み合わせた生存確認信号とドアホン親機１００から見守り端末２００に送られる無線通信起動確認の信号である。生存確認信号の無線通信の起動要求のデータ列は、図６に示すＡフィールドに格納され、メッセージが起動要求であることを示す識別子、接続先の制御局を指定する親機識別情報、送信元の従属局を通知する子機呼び出し番号で構成される。なお、無線通信の起動要求はＤＥＣＴ規格のＭチャネルメッセージのｅｘｐｅｄｉｔｅｄ＿ａｃｃｅｓｓ＿ｒｅｑｕｅｓｔに相当し、親機識別情報はＦＭＩＤ（Function Module ID）に相当し、子機呼び出し番号はＰＭＩＤ（PubMedのID）に相当する。また、生存確認信号の生存確認の通知メッセージは、図６に示すＢフィールドに格納され、メッセージのデータ長、メッセージが生存確認の通知メッセージであることを示す識別子で構成される。また、無線通信起動確認の信号のデータ列は、図６に示すＡフィールドに格納され、メッセージが無線通信起動確認の信号であることを示す識別子、送信元の制御局を通知する親機識別情報、送信先の従属局を指定する子機呼び出し番号で構成される。なお、無線通信起動確認の信号はＤＥＣＴ規格のＭチャネルメッセージのｂｅａｒｅｒ＿ｃｏｎｆｉｒｍに相当し、親機識別情報はＦＭＩＤに相当し、子機呼び出し番号はＰＭＩＤに相当する。

以上で、見守り端末２００とドアホン親機１００が生存確認動作で使用するメッセージについての説明を終了する。

次に、カメラ４００とドアホン親機１００が画像通信動作で使用するメッセージについて説明する。

画像通信動作で使用される信号は、カメラ４００からドアホン親機１００に送られる無線通信の起動要求の信号、及び、画像データの信号とドアホン親機１００からカメラ４００に送られる無線通信起動確認の信号である。無線通信の起動要求のデータ列は、図６に示すＡフィールドに格納され、メッセージが起動要求であることを示す識別子、接続先の制御局を指定する親機識別情報、送信元の従属局を通知する子機呼び出し番号で構成される。なお、無線通信の起動要求は、ＤＥＣＴ規格のＭチャネルメッセージのａｃｃｅｓｓ＿ｒｅｑｕｅｓｔに相当し、親機識別情報はＦＭＩＤ、子機呼び出し番号は、ＰＭＩＤに相当する。また、画像データは、図６に示すＢフィールドに格納され、画像データのパケット番号、データ長、画像データ本体で構成される。また、無線通信起動確認の信号のデータ列は、図６に示すＡフィールドに格納され、メッセージが無線通信起動確認の信号であることを示す識別子、送信元の制御局を通知する親機識別情報、送信先の従属局を指定する子機呼び出し番号で構成される。なお、無線通信起動確認の信号はＤＥＣＴ規格のＭチャネルメッセージのｂｅａｒｅｒ＿ｃｏｎｆｉｒｍに相当し、親機識別情報はＦＭＩＤに相当し、子機呼び出し番号はＰＭＩＤに相当する。

以上で、カメラ４００とドアホン親機１００が画像通信動作で使用するメッセージについての説明を終了する。

次に、制御局に従属局を登録する子機登録の動作について説明を行う。子機登録動作では、制御局と従属局間で無線リンクを確立し、制御局と従属局が互いの識別符号（親機識別符号、子機識別符号）を交換し、制御局は、従属局に通信接続時に使用する子機呼び出し番号の割り当てを行う。子機登録が起動されると、制御局（ドアホン親機１００）は、第２制御信号で子機登録中であることを報知する。一方、従属局（見守り端末２００、カメラ４００）は、子機登録が起動されると、ＡフィールドのＳＹＮＣで送信されるＡシンクワード“１１１０１００１１０００１０１０”の検知を行い、制御局（ドアホン親機１００）との同期を確立し通信を開始する。

なお、親機識別符号、子機識別符号は、製造時に同じ通信方式で無線通信を行う機器での重複が発生しないように無線通信機器毎に個別の値が割り当てられた符号であり、第１実施形態における無線システムのドアホン親機１００では、第１の記憶部１０３に書き込まれ、見守り端末２００では、第１の記憶部２０３に書き込まれ、カメラ４００では、第１の記憶部４０３に書き込まれる。また、子機登録時に書き込まれる相手から通知された識別符号、制御局が従属局に割り当てた子機呼び出し番号も、ドアホン親機１００では、第１の記憶部１０３に書き込まれ、見守り端末２００では、第１の記憶部２０３に書き込まれ、カメラ４００では、第１の記憶部４０３に書き込まれる。

以上で、制御局に従属局を登録する子機登録の動作について説明を終了する。

次に、本発明の第１実施形態の制御局として動作するドアホン親機１００の電源オン時の動作について説明する。

電源が投入されると、先ず、ドアホン親機１００は、第１制御信号のＢ１のフィールドでスロット同期ために送信する選択シンクワードを自己の識別符号（親機識別符号）に基づき決定する。第１実施形態の無線通信システムは、１番から８番までの番号を持つ８種類の可変シンクワードとして使用する１６ビットのビット列を有している。ドアホン親機１００は、最初に、親機識別符号の３５番目、３６番目、３７番目の値に応じて、８種類の可変シンクワードのビット列より、１つのビット列を選択する。表１に親機識別符号の３５番目、３６番目、３７番目の値と最初に選択される選択シンクワードの番号／ビット列の対比を示す。表１に示すように、例えば、親機識別符号の３５番目が“０”、３６番目が“１” 、３７番目が“１”であった場合、選択シンクワードのビット列として、番号４の“０１０１１００１００００１１１１”のビット列が選択される。なお、定期的に送信する信号のビット列から選択シンクワードとして送信するビット列を除いたビット列に選択された選択シンクワードのビット列が含まれていた場合、次の番号（例えば、最初に選択されていた番号が４であれば５、最初に選択されていた番号が８であれば１）の選択シンクワードのビット列が選択される。このように、定期的に送信する信号のビット列から選択シンクワードとして送信するビット列を除いたビット列に選択された選択シンクワードのビット列が含まれないよう、順次、定期的に送信する信号のビット列と選択シンクワードを比較し、選択シンクワードを決定する。但し、全ての選択シンクワードのビット列が定期的に送信する信号のビット列から選択シンクワードとして送信するビット列に含まれていた場合には、最初に選択した選択シンクワードのビット列を使用する。例えば、親機識別符号が、“００１０１１００１００００１１１１０１１００１００００１１１１０１１０１１０００“であった場合、第２制御信号のＡフィールドのテイルで親機識別符号として、“００１０１１００１００００１１１１０１１００１００００１１１１０１１０１１０００“が定期的に送信される。親機識別符号が、“００１０１１００１００００１１１１０１１００１００００１１１１０１１０１１０００“であった場合、親機識別符号の３５番目が“０”、３６番目が“１” 、３７番目が“１”であり、最初に、番号４の“０１０１１００１００００１１１１”のビット列が選択される。しかし、このビット列が親機識別符号の２番目から１７番目のビット列に含まれ、また、次の番号５の“０１１００１００００１１１１０１”のビット列が親機識別符号の１８番目から３３番目のビット列に含まれるため、番号６の“１１００１００００１１１１０１０”のビット列が選択シンクワードのビット列として選択される。なお、ここでは、第２制御信号のＡフィールドのテイルで親機識別符号として送信されるビット列と選択シンクワードのビット列が重複した場合の選択シンクワードの再選択の例を示したが、定期的に送信されるＡフィールドのテイルの親機識別符号と後続のＡ－ＣＲＣをまたいだ１６ビットのビット列、Ａフィールドのテイルの親機識別符号の後続のＡ－ＣＲＣの１６ビットのビット列、第２制御信号のＢフィールドの親機識別符号１と後続のＢ１－ＣＲＣをまたいだ１６ビットのビット列、第２制御信号のＢ１－ＣＲＣの１６ビットのビット列、第２制御信号のＢフィールドのＢ１－ＣＲＣと後続の親機識別符号２をまたいだ１６ビットのビット列に選択シンクワードのビット列が含まれていた場合も同様に、選択シンクワードが再選択される。

次に、ドアホン親機１００は、自己の識別符号に基づいて第１制御信号のキャリアを決定する。具体的には、ドアホン親機１００は、国内ＤＥＣＴで認可されているＰＨＳとの共存する環境下でも使用可能な４つのキャリアから、４０ビットの親機識別符号の３３番目と３４番目のビットに応じて１つのキャリアを選択する。表２に、親機識別符号の３３番目と３４番目の値と第１制御信号のキャリアとして選択するキャリアの対応の例を示す。表２に示すように、例えば、親機識別符号の３３番目が“０”、３４番目が“１”であった場合、キャリア周波数１８９７．３４４ＭＨｚのキャリア番号３のキャリアが、第１制御信号のキャリアとして選択される。

次に、ドアホン親機１００は、第１制御信号の送信スロットの選択と第２制御信号の送信キャリアの選択のための受信を行う。ドアホン親機１００は、表２に示すキャリア番号０、１、２、３、４、９の全てのキャリアで、フレーム内の全てのスロットの受信を行う。そして、ドアホン親機１００は、フレーム後半のスロット番号１３から２４のスロットのうち、先に決定した第１制御信号のキャリアで受信した際の受信レベル、すなわち、妨害波のレベルが最も低いスロットを第１制御信号の送信スロットとして選択する。そして、ドアホン親機１００は、第１制御信号の送信スロットとして選択したスロットと１２スロット離れたスロットで受信した各キャリアの受信レベルを比較し、最も受信レベルが低いキャリア、すなわち、妨害波のレベルが最も低いキャリアを第２制御信号の送信キャリアとして選択する。

以上で、本発明の第１実施形態の制御局として動作するドアホン親機１００の電源オン時の動作について説明を終了する。

次に、本発明の第１実施形態の制御局として動作するドアホン親機１００の待機中の動作について説明する。

図１１は、本発明の第１実施形態におけるドアホン親機１００の待機中の第１制御信号と第２制御信号の送信と待ち受け受信の例の例を示す図である。ドアホン親機１００は、待機中、第１制御信号の送信、第２制御信号の送信、従属局からの通信リンクの確立要求の待ち受け受信を行っている。また、ドアホン親機１００は、待ち受け受信を行っているスロットでは、受信電界強度の検知を行い、各スロットにおけるキャリア毎の妨害波のレベルを記憶する。第１制御信号の送信と第２制御信号の送信は、フレーム内の１２スロット離れた１組のスロットペアを用いて行われ、フレームの前半で第２制御信号の送信が行われ、フレームの後半で第１制御信号の送信が行われる。制御局からの通信リンクの確立要求の待ち受けの受信は、フレーム後半の１２スロットのうち第１制御信号を送信するスロットを除く１１のスロットで行われる。図１１では、ドアホン親機１００が、第１制御信号の送信をスロット１４、第２制御信号の送信をスロット２で行い、制御局からの通信リンクの確立要求の待ち受けの受信をスロット１３とスロット１５からスロット２４の合計１１のスロットで行っている場合の例を示している。なお、第１制御信号、第２制御信号の送信スロットの番号、送信キャリアの番号は、上述の電源オン時の動作で説明したように、親機識別符号と各スロットにおける妨害波のレベルに応じて決定される。

以上で、本発明の第１実施形態の制御局として動作するドアホン親機１００の待機中の動作についての説明を終了する。

次に、本発明の第１実施形態の制御局として動作するドアホン親機１００の待機中の制御信号のスロット移動の動作について説明する。

待機中ドアホン親機１００は、一定周期のフレームで、第１制御信号と第２制御信号の送信を停止し、第１制御信号の送信を行っていたスロットで第１制御信号の送信キャリアとして決定したキャリアの信号を受信し、受信電界強度を検知する。そして、ドアホン親機１００は、第１制御信号を送信しているスロットと待ち受け受信をしているスロットの第１制御信号の送信キャリアにおける受信電界強度、すなわち、妨害波の受信レベルを比較し、妨害波の受信レベルが最も低いスロットを選択する。そして、ドアホン親機１００は、次フレームより、選択したスロットにおいて親機識別符号に基づいて決定したキャリア周波数で第１制御信号の送信を再開する。また、ドアホン親機１００は、第１制御信号の送信用スロットとして選択したスロットと１２スロット離れたスロットの待ち受け受信時に受信した各キャリアの受信電界強度を比較し、最も受信電界強度が低いキャリア、すなわち、妨害波の受信レベルが最も低いキャリアを選択する。そして、ドアホン親機１００は、第１制御信号の送信用スロットとして選択したスロットと１２スロット離れたスロットにおいて選択したキャリアで第２制御信号の送信を再開する。

なお、第１制御信号の送信を行っていたスロットで第１制御信号の送信キャリアとして決定したキャリアの信号を受信した際の受信電界強度が十分に小さかった場合には、制御信号の移動を起動することなく、前フレームで第１制御信号、第２制御信号を送信していた各々のスロットで第１制御信号、第２制御信号の送信を再開してもよい。

複数の無線通信装置が、通信エリア内に存在する場合、それぞれの無線通信装置から送信される信号は、通信相手以外の無線通信装置にとっては妨害波となり、同期不良等の通信障害の原因となる。それぞれの無線通信装置は、通信開始時に、他の通信に障害を与えないタイミングを選択して通信を開始する。しかしながら、各々の無線通信装置のクロックのずれによって、時間の経過と共に、無線通信装置間の送信タイミングがずれていき、送信区間の先頭、または、最後尾より無線通信装置間の送信区間が重なりあい、重なり合った部分の受信が困難になってしまう。本発明の無線通信システムでは、上述のように定期的に第１制御信号を送信するスロットを妨害波のないスロットに切り替えるので、無線干渉による同期不良の通信障害の発生を抑えることができる。

また、ドアホン親機１００は、スロット内のフィールドを複数に分割し、先頭のフィールドを避け２番目のフィールドで同期用のシンクワード（選択シンクワード）を送信し、最後尾のフィールドを含む複数のフィールドで第２制御信号の受信に必要な情報を送信しており、第１制御信号の先頭、または、最後尾部分と他の無線通信装置の送信信号が重なり始めから、同期用のシンクワード、または、第２制御信号の受信に必要な情報の送信信号と他の無線通信装置の送信信号の重なりが発生するまでの時間に余裕がある。そのため、ドアホン親機１００は、妨害波の少ないスロットを選択して第１制御信号を移動させる間隔を長くとることができ、妨害波検知のための第１制御信号の停止と見守り端末２００のサーチの衝突による、サーチ時間の増加を低減できる。

以上で本発明の第１実施形態の制御局として動作するドアホン親機１００の待機中の制御信号の移動の動作についての説明を終了する。

次に、本発明の第１実施形態の従属局として動作する見守り端末２００の電源オン時の動作について説明する。なお、ここでは、ドアホン親機１００に見守り端末２００が登録済みである場合の電源オン時の動作について説明する。

電源が投入されると、先ず、見守り端末２００は、登録時に書き込まれた親機識別符号や子機呼び出し番号等ドアホン親機１００との生存確認信号の通信のために必要な情報を第１の記憶部２０３から読み出し、第３の記憶部２１３に書き込む。そして、見守り端末２００は、親機識別符号より、第１制御信号のシンクワード（選択シンクワード）とキャリア番号を決定し、第３の記憶部２１３に書き込む。また、見守り端末２００は、同期確立失敗の継続回数の初期値“０”を第３の記憶部２１３に書き込む。そして、生存確認信号の送信のための起動までの時間をタイマ２１２に設定し、電源制御部２１５により、無線部２０１、フレーム処理部２０２、第１の記憶部２０３、第２の記憶部２０４、及び、制御部２２０の電力の供給を遮断し、待機状態に移行する。なお、親機識別符号から第１制御信号の選択シンクワード、及び、キャリア番号を決定する方法については、上述のドアホン親機１００の電源オン時の機識別符号から第１制御信号の選択シンクワード、及び、キャリア番号を決定する動作と同じであるので、ここでは、説明を省略する。

以上で本発明の第１実施形態の従属局として動作する見守り端末２００の電源オン時の動作についての説明を終了する。

次に、見守り端末２００の待機状態について説明する。

見守り端末２００の待機状態とは、次の生存確認信号の送信まで無線部２０１、フレーム処理部２０２、第１の記憶部２０３、第２の記憶部２０４、及び、制御部２２０への電力供給を遮断し、消費電力を抑えた状態である。待機状態中、第３の記憶部２１３は、電池２１０より電力が供給され、親機識別符号、子機呼び出し番号、第１制御信号の選択シンクワードとキャリア番号、同期確立失敗の継続回数が保持される。また、同様に、タイマ２１２も、待機状態中、電池２１０より電力が供給されており、待機状態に移行する前に制御部２２０より設定された時間のカウントを継続している。

以上で見守り端末２００の待機状態についての説明を終了する。

次に、ドアホン親機１００と見守り端末２００間で、生存確認信号の通信を行う動作について説明する。

先ず、見守り端末２００がドアホン親機１００より送信される第１制御信号、第２制御信号を受信して、時分割多重通信の同期を確立する動作について説明する。

上述した待機状態で、タイマ２１２は、タイマが満了すると電池２１０から供給される電力のオンするためのトリガー信号を電源制御部２１５に出力する。電源制御部２１５は、タイマ２１２からのトリガー信号が入力されると、無線部２０１、フレーム処理部２０２、第１の記憶部２０３、第２の記憶部２０４、及び、制御部２２０へ電力を供給する。電力が供給されると制御部２２０は、操作部２１１、タイマ２１２の状態より起動要因を検知する。制御部２２０は、起動要因がタイマ２１２の満了であることを検知すると、第３の記憶部２１３より親機識別符号、子機呼び出し番号、同期確立失敗の継続回数、及び、第１制御信号の選択シンクワードとキャリア番号を読み込む。そして、制御部２２０は、読み込んだ同期確立失敗の継続回数が予め決められた回数以下であった場合、ハイゲインで、また、読み込んだ同期確立時における同期確立失敗の継続回数が予め決められた回数を超えていた場合、ローゲインで第１制御信号のキャリア番号に応じた周波数の信号の連続受信を行う第１制御信号のサーチ状態で動作するように無線部２０１を制御し、また、フレーム処理部２０２を読み込んだ選択シンクワードに同期するように制御する。フレーム処理部２０２は、無線部２０１より出力される受信データ列より選択シンクワードをサーチし、選択シンクワードを検出すると、後続のＢ２、Ｂ２－ＣＲＣ、Ｂ３、Ｂ３－ＣＲＣ、Ｂ４、Ｂ４－ＣＲＣを取り出し、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の受信エラーの有無をＢ２－ＣＲＣ、Ｂ３－ＣＲＣ、Ｂ４－ＣＲＣで確認し、正常に受信されたＢ２、Ｂ３、Ｂ４のデータ列を制御部２２０に通知する。制御部２２０は、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４のいずれか1つが通知されると、その中から第１制御信号の送信スロットを通知するスロット情報と第２制御信号の送信キャリア番号を通知する第２制御信号キャリア情報を取り出す。そして、制御部２２０は、選択シンクワードの受信タイミングとスロット情報を元にドアホン親機１００との時分割通信多重通信のスロット同期を確立し、選択シンクワードを受信したスロット（第１制御信号を受信したスロット）の１２スロット後のスロットで、Ａシンクワードを検出し、後続のＡフィールド、及び、Ｂフィールドで受信されたデータを出力するようにフレーム処理部２０２を制御する。また、制御部２２０は、第１制御信号のサーチ状態を停止し、選択シンクワードを受信したスロット（第１制御信号を受信したスロット）の１２スロット後のスロットにて第２制御信号キャリア情報によって通知された第２制御信号のキャリア周波数の信号の受信をハイゲインで行うように無線部２０１を制御する。無線部２０１にて、ドアホン親機１００から送信される第２制御信号が受信されると、受信されたデータ列がフレーム処理部２０２に出力される。フレーム処理部２０２は、無線部２０１より出力される受信データ列よりＡシンクワードをサーチし、Ａシンクワードを検出すると、後続のＡフィールドのヘッダ、テイル、Ａ－ＣＲＣ、及び、ＢフィールドのＢ１、Ｂ１－ＣＲＣ、Ｂ２、Ｂ２－ＣＲＣ、Ｂ３、Ｂ３－ＣＲＣ、Ｂ４、Ｂ４－ＣＲＣを取り出し、ヘッダ、テイル、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の受信エラーの有無をＡ－ＣＲＣ、Ｂ１－ＣＲＣ、Ｂ２－ＣＲＣ、Ｂ３－ＣＲＣ、Ｂ４－ＣＲＣで確認し、正常に受信されたヘッダ、テイル、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４のデータ列を制御部２２０に通知する。制御部２２０は、フレーム処理部２０２より通知されたヘッダ、テイルより親機識別符号を取り出し、第３の記憶部２１３より読み込んだ親機識別符号と比較する。また、フレーム処理部２０２よりヘッダ、テイルが通知されなかった場合、または、フレーム処理部２０２より通知されたヘッダ、テイルが親機識別符号以外のデータであった場合、制御部２２０は、フレーム処理部２０２より通知されたＢ１フィールドの親機識別符号１とＢ２フィールドの親機識別符号２を組合せた親機識別符号と第３の記憶部２１３より読み込んだ親機識別符号と比較する。そして、受信した親機識別符号と第３の記憶部２１３より読み込んだ親機識別符号が一致した場合、制御部２２０は、第３の記憶部２１３の同期確立失敗の継続回数に“０”を書き込み、生存確認信号の通信を行う動作を開始する。

なお、見守り端末２００は、親機識別符号を受信できなかった場合、１０ｍｓｅｃ毎に送信される次のフレームの第２制御信号の受信を行うように動作し、上述と同様に動作し、受信した信号から親機識別符号を取り出し、登録済みのドアホン親機１００からの信号か否かの判定を継続する。

また、見守り端末２００は、親機識別符号が一致しなかった場合、第２制御信号の受信動作を停止し、第１制御信号のサーチ動作を再開するように動作する。すなわち、受信した親機識別符号と第３の記憶部２１３より読み込んだ親機識別符号が一致しなかった場合、制御部２２０は、第２制御信号の受信動作を停止し、第１制御信号のサーチ動作を再開するように制御を行う。このとき、制御部２２０は、第１制御信号の選択シンクワードの受信を完了したタイミングから１０ｍｓｅｃ後のタイミングより、上述の待機状態解除時の第１制御信号のサーチ動作と同様に、受信状態に応じて受信ゲインを設定し第１制御信号のキャリア周波数の信号の連続受信を行う第１制御信号のサーチ状態に復帰するように、無線部２０１、フレーム処理部２０２を制御し、第１制御信号のサーチ動作を再開する。

なお、見守り端末２００の制御部２２０は、選択シンクワードを検出することなく第１制御信号のサーチ状態の時間が一定時間を超えた場合、及び、第１制御信号のサーチと第２制御信号の受信による親機識別符号の照合を繰り返しながら、登録済みのドアホン親機１００との同期を確立することなく第１制御信号のサーチ状態の合計時間が一定時間を超えた場合には、同期確立失敗の継続回数を１つ更新し第３の記憶部２１３に書き込み、次の生存確認を行うまでの時間をタイマ２１２に設定し、電池２１０からの電力を遮断するように電源制御部２１５に指示を出す。電源制御部２１５は、制御部２２０より電力を遮断するように指示されると、無線部２０１、フレーム処理部２０２、第１の記憶部２０３、第２の記憶部２０４、及び、制御部２２０への電力供給を遮断し、見守り端末２００は、待機状態に移行する。

なお、見守り端末２００の制御部２２０は、選択シンクワードを検出することなく第１制御信号のサーチ状態の時間が一定時間を超えた場合、及び、第１制御信号のサーチと第２制御信号の受信による親機識別符号の照合を繰り返しながら、登録済みのドアホン親機１００との同期を確立することなく第１制御信号のサーチ状態の合計時間が一定時間を超えた場合の次の生存確認を行うまでの時間を、同期確立失敗の継続回数に応じて変更してもよい。例えば、同期確立が成功した場合と同期確立失敗の継続回数が予め決められた回数を超えていた場合に比べ同期確立失敗の継続回数が予め決められた回数以下の場合、制御部２２０は、次の生存確認を行うまでの時間を短く設定する。これによって、ドアホン親機１００の通信圏内にいた見守り端末２００が、他の通信機器から送信される無線信号の干渉によって一時的に第１制御信号、第２制御信号の受信ができなくなった場合、速やかに生存確認信号の通信動作が再起動されるので、見守り端末２００が誤って圏外に移動したと通知されることを低減することができる。

また、見守り端末２００の制御部２２０は、選択シンクワードを検出することなく第１制御信号のサーチ状態の時間が一定時間を超えた場合、同期確立失敗の継続回数に応じてキャリア番号０、１、２、３、４、９の各キャリアで連続受信を行い、固定シンクワードを受信してドアホン親機１００との同期を確立して、生存確認信号の送信を行うようにしてもよい。これによって、ドアホン親機１００の通信圏内にいた見守り端末２００に第１制御信号の受信障害が発生しても生存確認信号の送信に失敗しないので、見守り端末２００が誤って圏外に移動したと通知されることを低減することができる。

以上で見守り端末２００がドアホン親機１００より送信される第１制御信号、第２制御信号を受信して、時分割多重通信の同期を確立する動作についての説明を終了する。

次に、生存確認信号の送受信と通信起動確認の送受信を行う動作の動作を説明する。

見守り端末２００は、親機識別符号が一致すると、生存確認信号の通信を行う動作に移行する。制御部２２０は、親機識別符号が一致すると、第２制御信号のＢ３フィールドで通知された待ち受けキャリア情報と空きスロット情報を元に、生存確認信号の通信用のスロットとキャリア番号を決定する（以後、生存確認信号を送受信するスロットのペアを通信スロット、生存確認信号を送受信するキャリアを「通信キャリア」と記す）。そして、制御部２２０は、通信スロットで通信キャリアの信号を受信するように無線部２０１を制御し、受信された信号の受信電界強度（すなわち、妨害波のレベル）が、規定値以下であれば、生存確認信号のデータ列を生成し、通信キャリアを用いて通信スロットで生存確認信号の送信と無線通信起動確認の信号の受信が行われるよう、無線部２０１、フレーム処理部２０２を制御する。

一方、ドアホン親機１００は、待機中、各フレームで受信しているキャリアの番号を第２制御信号の待ち受けキャリア情報で報知し、各スロットでフレーム毎に受信キャリアを順次変え、従属局からの無線通信の起動要求を受信するように動作している。無線部１０１で受信されたデータ列は、フレーム処理部１０２に出力される。フレーム処理部１０２は、無線部１０１より出力される受信データ列よりＡシンクワードをサーチし、Ａシンクワードを検出すると、後続のＡフィールドのヘッダ、テイル、Ａ－ＣＲＣ、及び、ＢフィールドのＢ、Ｂ－ＣＲＣを取り出し、ヘッダ、テイル、Ｂの受信エラーの有無をＡ－ＣＲＣ、Ｂ－ＣＲＣで確認し、正常に受信されたヘッダ、テイル、Ｂのデータ列を制御部１２０に通知する。制御部１２０は、フレーム処理部１０２から通知されたデータ列が第１の記憶部１０３に記憶された登録済みの見守り端末２００から自分宛の生存確認信号であった場合、生存確認信号を受信したスロットから１２スロット離れたスロットで無線通信起動確認の信号を送信し、送信完了後に通信を停止するように、無線部１０１、フレーム処理部１０２を制御する。そして、制御部１２０は、受信した生存確認に基づいて表示部１０５に見守り端末２００が通信圏内であることを表示し、タイマ１０９を再起動する。

そして、見守り端末２００の制御部２２０は、ドアホン親機１００から通信起動確認のメッセージを受信すると次の生存確認を行うまでの時間をタイマ２１２に設定し、電池２１０からの電力を遮断するように電源制御部２１５に指示を出す。電源制御部２１５は、制御部２２０より電力を遮断するように指示されると、無線部２０１、フレーム処理部２０２、第１の記憶部２０３、第２の記憶部２０４、及び、制御部２２０への電力供給を遮断する。この結果、見守り端末２００は、待機状態に移行する。

なお、見守り端末２００の制御部２２０は、生存確認信号を送信したスロットの１２スロット後のスロットで通信起動確認のメッセージを受信できなかった場合、上述の動作と同様に、再度、第２制御信号の待ち受けキャリア情報より生存確認信号を送信するスロット、キャリアを決定し、生存確認信号を再送する動作を繰り返す。そして、一定時間内に通信起動確認のメッセージを受信できなかった場合、次の生存確認を行うまでの時間をタイマ２１２に設定し、電池２１０からの電力を遮断するように電源制御部２１５に指示を出す。電源制御部２１５は、制御部２２０より電力を遮断するように指示されると、無線部２０１、フレーム処理部２０２、第１の記憶部２０３、第２の記憶部２０４、及び、制御部２２０への電力供給を遮断する。この結果、見守り端末２００は、待機状態に移行する。

以上で生存確認信号の送受信と通信起動確認の送受信を行う動作の説明を終了し、ドアホン親機１００と見守り端末２００間で、生存確認信号の通信を行う動作についての説明を終了する。

次に、ドアホン親機１００とスマートホン５００間で、見守り端末２００の状態を通知する動作について説明する。

ドアホン親機１００の制御部１２０は、見守り端末２００が登録されると、タイマ１０９を起動し、見守り端末２００から送信される生存確認信号の受信間隔の監視を開始し、第２の記憶部１０４に見守り端末２００の状態が“圏内”であることと時刻情報を記憶する。タイマ１０９が満了し、タイマ満了が制御部１２０に通知されると、制御部１２０は、第２の記憶部１０４に見守り端末２００の状態が“圏外”であることと時刻情報を記憶し、見守り端末２００が圏外に移動したことをスマートホン５００に通知する。スマートホン５００では、見守り端末２００が、圏外に移動したことが表示される。また、制御部１２０は、見守り端末２００から生存確認信号を受信すると、タイマ１０９を再起動し、第２の記憶部１０４に記憶されていた見守り端末２００の状態が“圏外”であった場合、第２の記憶部１０４に見守り端末２００の状態が“圏内”であることと時刻情報を記憶し、見守り端末２００が圏内に戻ってきたことをスマートホン５００に通知する。スマートホン５００では、見守り端末２００が、圏内に戻ってきたことが表示される。

以上でドアホン親機１００とスマートホン５００間で、見守り端末２００の状態を通知する動作についての説明を終了する。

次に、本発明の第１実施形態のカメラ４００の電源オン、及び、待機状態の動作について説明する。なお、ここでは、ドアホン親機１００にカメラ４００が登録済みである場合の電源オン時の動作について説明する。

電源がオンされるとカメラ４００の制御部４２０は、登録済みのドアホン親機１００から送信される第２制御信号を受信するまで、キャリア番号が０、１、２、３、４、９に対応するキャリア周波数で順次受信を行うように無線部４０１を制御し、また、フレーム処理部４０２をＡシンクワードに同期するように制御する。フレーム処理部４０２は、無線部４０１より出力される受信データ列よりＡシンクワードをサーチし、Ａシンクワードを検出すると、後続のＡフィールドのヘッダ、テイル、Ａ－ＣＲＣを取り出し、ヘッダ、テイルの受信エラーの有無をＡ－ＣＲＣで確認し、正常に受信であればヘッダ、テイルのデータ列を制御部４２０に通知する。制御部４２０は、フレーム処理部４０２より通知されたヘッダ、テイルより親機識別符号を取り出し、第１の記憶部４０３より読み込んだ親機識別符号と比較し、親機識別符号が一致すると、第２制御信号を受信したスロットの受信を１０ｍｓｅｃ周期で受信する待機状態に移行する。そして、制御部４２０は、待機状態中、第２制御信号で送信される空きスロット情報等、データ通信の起動に必要な情報の受信を行いながら、第２制御信号の受信を行っているスロット以外のスロットで、キャリア番号が０、１、２、３、４、９に対応するキャリア周波数で受信を行い、妨害波レベルを監視するように無線部４０１、フレーム処理部４０２を制御する。

以上で本発明の第１実施形態のカメラ４００の電源オン、及び、待機状態の動作についての説明を終了する。

次に、本発明の第１実施形態のカメラ４００からドアホン親機１００に画像データを送信する動作について説明する。

待機状態において、カメラ４００のセンサ４１０が人を検知し、制御部４２０に通知されると、制御部４２０は、待機中に受信した空きスロット情報と待機中に測定して妨害波レベルを元に、画像データの通信の起動に使用するスロット、キャリアを決定し、決定したスロット、キャリアで受信を行うように無線部４０１を制御する。そして、受信された信号の受信電界強度（すなわち、妨害波のレベル）が、規定値以下であれば、無線通信の起動要求のデータ列を生成し、無線通信の起動要求の送信し、１２スロット後のスロットで起動要求を送信したキャリア周波数で無線通信起動確認の信号の受信を行うように、無線４０１、フレーム処理部４０２を制御する。そして、制御部４２０は、無線通信起動確認の信号を受信し、ドアホン親機１００との双方向の通信リンクが確立されると、データ通信起動のための呼接続制御のメッセージを交換し、画像データ送信用の一方向のデータ通信用スロットの起動を行い、カメラ部４０７で撮影された画像データの送信を開始する。

一方、ドアホン親機１００が、待機中に、待ち受け受信を行っているスロットで、登録済みのカメラ４００より無線通信の起動要求を受信すると、制御部１２０は、１２スロット後のスロットで起動要求を受信したキャリア周波数で無線通信起動確認の信号の送信を行うように、無線部１０１、フレーム処理部１０２を制御する。そして、制御部１２０は、無線通信の起動要求を受信したスロットと無線通信起動確認の信号を送信したスロットを用いて、データ通信起動のための呼接続制御のメッセージを交換し、画像データ受信用の一方向のデータ通信用スロットの起動を行い、カメラ部４０７で撮影された画像データの受信を開始する。

以上で本発明の第１実施形態のカメラ４００からドアホン親機１００に画像データを送信する動作についての説明を終了する。

次に、図１２を用いて、本発明の第１実施形態におけるカメラのデータ通信中のスロットの使用の例について説明を行う。

図１２は、本発明の第１実施形態におけるカメラのデータ通信中のスロットの使用例を示す図であり、１２スロット離れたスロット４とスロット１６でドアホン親機１００とカメラ４００の双方向の通信が起動され、スロット４とスロット１６でデータ通信起動のための呼接続制御のメッセージを交換後、１２スロット離れたスロット５とスロット１７、スロット６とスロット１８で画像データ送受信用の一方向のデータ通信用スロットが起動され、カメラ４００より画像データの送信が開始され、ドアホン親機１００が、画像データの受信通知や再送要求を行う応答信号の送信を行っているデータ通信中の状態の例を示している。図１２に示すよう、データ通信中、１つのフレーム内の５つのスロットでカメラ４００より画像データの送信を行い、１つのフレーム内の１つのスロットでドアホン親機１００より、画像データの受信通知や再送要求を行う応答信号の送信を行う。図１２の例では、スロット５、スロット６、スロット１６、スロット１７、及び、スロット１８の５つのスロットでカメラ４００より画像データの送信を行い、スロット４の１つのスロットでドアホン親機１００から画像データの受信通知や再送要求を行う応答信号の送信を行う例を示している。また、データ通信中、ドアホン親機１００は、第１制御信号、及び、第２制御信号の送信を継続しており、図１２の例ではスロット１４で第１制御信号を送信し、スロット２で第２制御信号を送信している例を示している。

次に、図１３を用いて、本発明の第１実施形態におけるカメラのデータ通信中の生存確認の通信中のスロットの使用の例について説明を行う。

図１３は、本発明の第１実施形態におけるカメラのデータ通信中の生存確認の通信時のスロットの使用例を示す図であり、図１２での説明と同様にドアホン親機１００とカメラ４００のデータ通信が起動され、データ通信中の状態に移行し、スロット５、スロット６、スロット１６、スロット１７、及び、スロット１８の５つのスロットでカメラ４００より画像データの送信を行い、スロット４の１つのスロットでドアホン親機１００から画像データの受信通知や再送要求を行う応答信号の送信を行っている状態で、見守り端末４００がスロット２０で生存確認信号を送信し、ドアホン親機１００がスロット８で通信起動確認の信号を送信している例を示している。また、データ通信と生存確認信号の通信を同時に行っている間も、ドアホン親機は、第１制御信号、及び、第２制御信号の送信を継続しており、図１３の例ではスロット１４で第１制御信号を送信し、スロット２で第２制御信号を送信している例を示している。

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。本発明の無線通信装置におけるローゲイン動作時のゲインの値は、例えば、実施形態の実施例で説明した見守り機能に用いられる無線通信装置であれば、宅内の各エリアが制御局（ドアホン親機１００）の圏内になる値に設定することが望ましく、ローゲイン動作時のゲインの値、すなわち、受信エリアの広さをユーザー操作によって設定できるようにすることにより、利便性が向上する。

また、ほとんどの集合住宅は、建物同じ側に大きな窓を有したリビングが配置されている。コードレス電話やドアホン等の無線通信装置は、リビングに設置されることが多く、窓に面した建物の外、例えば、集合住宅に併設された公園では、各家庭に設置された無線通信機器の信号が到来する。このような環境下においても、本発明の無線通信装置は、圏外動作時の受信ゲインを小さくすることにより、希望しない無線信号の受信を防げるので、見守り機能に用いる無線通信装置のように受信圏外での動作が頻繁におこなわれる機器において、省電力の低減が可能となる。

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。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。

例えば、本実施形態では、本発明の無線通信システムを家庭用のドアホンに組み込んだ例を示したが、本発明の無線通信システムは、センサやカメラが接続されたホームオートメーションネットワークへの組み込みも可能である。

また、例えば、本実施形態では、本発明の無線通信システムを見守り機能を例に説明を行ったが、無線通信システムを制御局とセンサとして動作する従属局で構成された無線通信システムに応用してもよい。センサ反応を契機に制御局と同期を確立し、センサ反応を通知するシステムにおいて、本発明を適用することにより、同期確立時、他の無線通信装置からの影響を低減できるので、高速な同期が可能となる。

また、例えば、本実施形態では、８種類の１６ビットの選択シンクワードから親機識別符号に基づいて１つを選ぶ例を説明したが、選択シンクワードの種類を増やすことにより、同一システムの機器からの影響の発生確率を減らすことができ、また、選択シンクワードのビット数を増やして他のシステムの機器からの影響の発生確率を減らすことができる。

また、例えば、本実施形態では、親機識別符号を元に制御局、従属局それぞれが、８種類の１６ビットの選択シンクワードから親機識別符号に基づいて１つを選ぶ例を説明したが、子機登録動作シーケンスにおいて、制御局が決めた選択シンクワードを従属局に通知してもよい。

本発明に係る無線通信システムは、時分割多重通信を使用して定期的に通信を行う見守り機能を行う装置などに有用である。

１００ ドアホン親機
２００ 見守り端末
３００ 玄関子機
４００ カメラ
５００ スマートホン

Claims (2)

1. 時分割多重通信を行う制御局と従属局で構成され、前記従属局が前記制御局から受信した制御信号を用いて前記制御局との同期を確立する無線通信システムの前記従属局として動作する無線通信装置であって、
   設定に応じた受信ゲインで前記制御局との無線通信を行い、前記制御局から前記制御信号を受信する無線手段と、
   前記制御信号を用いて前記制御局との同期を確立する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前回までの同期確立時における同期確立失敗の継続回数が予め決められた回数以下である場合、前記受信ゲインをハイゲインに設定し、
   前回までの同期確立時における同期確立失敗の継続回数が予め決められた回数を超えていた場合、前記受信ゲインをローゲインに設定する
   無線通信装置。
2. 不揮発性メモリで構成され、前記制御局との通信に必要な情報を記憶する第１の記憶手段と、
   揮発性メモリで構成された第２の記憶手段と、
   電力を供給する電池と、
   所定の時間を計時する計時手段と、
   揮発性メモリで構成され、前記同期確立時における同期確立失敗の継続回数と前記制御局との通信に必要な情報を記憶する第３の記憶手段と、
   前記電池が装着された場合、または、前記計時手段のタイマが満了した場合に、前記第１の記憶手段、前記第２の記憶手段、前記無線手段および前記制御手段への電力の供給を開始し、前記制御手段の指示により前記第１の記憶手段、前記第２の記憶手段、前記無線手段および前記制御手段への電力の供給を遮断する電源制御手段と、をさらに備え、
   前記制御手段は、
   電力が供給されると、前記電池が装着されたのか、前記計時手段のタイマが満了したのかを判断し、
   前記電池が装着されたと判断した場合、前記第１の記憶手段より前記制御局との通信に必要な情報を読み込み、前記読み込んだ情報を前記第３の記憶手段に書き込み、予め決められた情報を通知するまでの時間を前記計時手段に設定し、前記電源制御手段に電力の供給の遮断を指示し、
   前記計時手段のタイマが満了したと判断した場合、前記第３の記憶手段に記憶された前記同期確立時における同期確立失敗の継続回数に基づいて前記受信ゲインを設定し、前記第３の記憶手段に記憶された前記制御局との通信に必要な情報を用いて、前記制御局との同期を確立して前記予め決められた情報を通知し、同期確立が成功したか否かに応じて前記第３の記憶手段に記憶された前記同期確立失敗の継続回数を更新し、前記予め決められた情報を通知するまでの時間を前記計時手段に設定し、前記電源制御手段に前記電力の供給の遮断を指示する、
   請求項１に記載の無線通信装置。

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