WO2011030515A1 - 無線通信装置 - Google Patents

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WO2011030515A1
WO2011030515A1 PCT/JP2010/005258 JP2010005258W WO2011030515A1 WO 2011030515 A1 WO2011030515 A1 WO 2011030515A1 JP 2010005258 W JP2010005258 W JP 2010005258W WO 2011030515 A1 WO2011030515 A1 WO 2011030515A1
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WO
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transmission
wireless communication
timing
unit
communication device
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/005258
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English (en)
French (fr)
Inventor
吉川 嘉茂
谷江 克典
博巳 豊田
Original Assignee
パナソニック株式会社
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Publication date
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Priority to US13/390,222 priority patent/US8559548B2/en
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Priority to CN201080040462.6A priority patent/CN102484853B/zh
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02Terminal devices
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/10Frequency-modulated carrier systems, i.e. using frequency-shift keying
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06Receivers
    • H04B1/10Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference
    • H04B1/1027Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference assessing signal quality or detecting noise/interference for the received signal
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B17/00Monitoring; Testing
    • H04B17/10Monitoring; Testing of transmitters
    • H04B17/101Monitoring; Testing of transmitters for measurement of specific parameters of the transmitter or components thereof
    • H04B17/102Power radiated at antenna
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication apparatus that performs wireless communication using radio waves.
  • the present invention relates to a wireless communication apparatus capable of preventing a communication distance from being reduced due to the influence of unnecessary radiation from a microwave oven when communication is performed in an environment where the microwave oven is operating.
  • the microwave oven is operated with a commercial power supply (AC100V, 200V, etc.), and the AC frequency is 50 Hz or 60 Hz.
  • the voltage of the microwave oven periodically passes through a point of zero voltage (zero cross point), and the magnetron oscillation is temporarily stopped near the zero cross point.
  • a conventional wireless communication apparatus performs wireless transmission in synchronization with this zero cross point.
  • the effective transmission rate decreases when countermeasure communication is performed, and it is necessary to always perform countermeasure communication in order to reliably prevent interference. There is.
  • JP 2002-111603 A JP 2002-319946 A JP 2002-323222 A
  • the wireless communication device of the present invention does not reduce the effective transmission rate even when countermeasure communication is performed, and it is necessary to always perform countermeasure communication in order to reliably prevent interference. There is no wireless communication device.
  • the wireless communication device of the present invention includes a receiving unit that receives data, a power radiation detecting unit that detects power radiation from the data received by the receiving unit, a timing detecting unit that detects a stop timing at which power radiation stops, and a power
  • a transmission unit that creates a transmission packet, and the transmission output of the transmission packet in the normal communication mode comprising: a transmitter power varying unit for setting the T 2 / T 1 times, and a transmission rate variable unit for setting a transmission rate of a transmission packet to the T 2 / T 1 times the normal communication mode, the transmission unit, the stop timing At a timing synchronized with, and transmits the transmission packet.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a temporal change in the intensity of the radiated wave from the microwave oven in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a transmission packet of the wireless communication device in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a transmission operation of the wireless communication device in the normal communication mode according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a transmission operation of the wireless communication device in the avoidance communication mode according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a temporal change in the intensity of the radiated wave from the microwave oven in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a transmission packet of the wireless communication device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of a wireless transmission / reception system according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram showing an example of a configuration of a commercial power supply wireless communication device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the processing of the commercial power supply wireless communication device in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram showing an example of the configuration of the battery-powered wireless communication device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart for explaining the operation of the commercial power supply wireless communication apparatus in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart for explaining the operation of the battery-powered wireless communication apparatus according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart for explaining the operation when the battery-powered wireless communication apparatus is a radio remote controller in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a flowchart for explaining the processing flow of the commercial power supply wireless communication apparatus in the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wireless communication apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the wireless communication device 301 includes a transmission unit 302, a reception unit 303, a transmission output variable unit 304, a transmission transmission rate variable unit 305, a power radiation detection unit 306, a timing detection unit 307, a control unit 308, and an antenna 309.
  • the wireless communication device 301 has a data transmission function and a reception function.
  • the radio frequency used for communication by the radio communication apparatus 301 is in the range of 2.4 to 2.5 GHz, and the communication channel can be changed.
  • the wireless communication device 301 can transmit and receive data by switching between two modes, a normal communication mode and an avoidance communication mode, which will be described later.
  • the modulation method of the wireless communication apparatus 301 is the FSK method, the transmission output in the normal communication mode is 10 mW, and the data transmission speed is 250 kbps.
  • the receiving unit 303 receives data from the antenna 309.
  • the power radiation detection unit 306 detects power radiation from the microwave oven from the data received by the reception unit 303 by a method described later.
  • the timing detection unit 307 detects a stop timing at which the power radiation from the microwave oven stops from the fluctuation of the power radiation detected by the power radiation detection unit 306.
  • the control unit 308 switches from the normal communication mode to the avoidance communication mode when the power radiation detection unit 306 detects power radiation from the microwave oven.
  • the transmission unit 302 transmits a transmission packet at a timing synchronized with the stop timing detected by the timing detection unit 307.
  • the transmission output variable unit 304 sets the transmission output of the transmission packet to T 2 / T 1 times that of the normal communication mode in the avoidance communication mode.
  • the transmission transmission rate variable unit 305 sets the transmission transmission rate of the transmission packet to T 2 / T 1 times that of the normal communication mode in the avoidance communication mode.
  • a signal received by the antenna 309 is processed by the receiving unit 303.
  • a power radiation detection unit 306 is connected to the reception unit 303.
  • the power radiation detection unit 306 includes an RSSI (Received Signal Strength Indicator) circuit and has a function of detecting the power level of the received signal.
  • RSSI Receiveived Signal Strength Indicator
  • the power radiation detection unit 306 detects the presence / absence of the level and temporal variations.
  • the timing detection part 307 connected to the electric power radiation detection part 306 detects the timing when the radiation from a microwave oven interrupts.
  • FIG. 2 is a diagram showing a temporal change in the intensity of the radiated wave from the microwave oven in the first embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 the time variation of the radiant wave intensity when the radiated wave of frequency 2.46 GHz radiated when the microwave oven is operated is measured using the frequency zero span mode of the spectrum analyzer provided with the low noise amplifier in the previous stage. An example is shown.
  • the magnetron of the microwave oven stops oscillating in the time zone near this zero cross point. In the example of FIG. 2, there is a stop time of 1.8 milliseconds, and it can be seen that the radiation from the microwave oven is substantially eliminated during this time period.
  • the high-frequency signal transmitted from the wireless communication apparatus 301 for 1.8 milliseconds is received by the reception-side wireless communication apparatus without being affected by the power radiation from the microwave oven.
  • the wireless communication device 301 detects the radiation intensity shown in FIG. 2 by the power radiation detection unit 306, and the timing detection unit 307 synchronizes with the timing when the radiation from the microwave oven is stopped. Generate a signal.
  • the transmission system of the wireless communication apparatus 301 includes a transmission unit 302, a transmission transmission rate variable unit 305 for changing the transmission transmission rate of the transmission unit 302, and a transmission output variable unit 304 that amplifies a transmission signal from the transmission unit 302.
  • the output of the transmission output variable unit 304 is radiated from the antenna 309.
  • the control unit 308 controls the reception system and transmission system of the wireless communication apparatus 301.
  • the wireless communication device 301 avoids the influence of microwave radiation from the normal communication mode during the data transmission operation. Transition to avoidance communication mode.
  • the control unit 308 controls the transmission unit 302 to transmit the transmission packet at the timing of the timing signal generated by the timing detection unit 307.
  • the transmission transmission rate variable unit 305 changes the transmission rate to a value larger than that in the normal communication mode.
  • the transmission output variable unit 304 changes the transmission output to a value larger than that in the normal communication mode.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a transmission packet of the wireless communication apparatus 301 in the first embodiment of the present invention.
  • the upper part of FIG. 3 shows the transmission packet configuration in the normal communication mode, and the lower part shows the transmission packet configuration in the avoidance communication mode.
  • the transmission packet In the normal communication mode in which radiation from the microwave oven is not detected, the transmission packet is transmitted at a transmission output of 10 mW and a transmission transmission rate of 250 kbps as described above.
  • this transmission packet includes bit synchronization data, frame synchronization data, address data, transmission data, and error check data.
  • the time length of the transmission packet in the normal communication mode is longer than the period during which the microwave oscillation is stopped. For this reason, in the normal communication mode, during operation of the microwave oven, a transmission packet from the wireless communication device 301 may be subjected to reception interference due to radiation from the microwave oven, and a bit error may occur. For this reason, the communication distance that can be normally communicated may be significantly reduced.
  • transmission output variable section 304 and transmission transmission rate variable section 305 set the transmission output and transmission transmission rate of the transmission packet to T 2 / T 1 times that of the normal communication mode, respectively.
  • the transmission unit 302 divides the data and transmits it as a plurality of transmission packets. repeating the transmitted every period T 2.
  • the transmission rate is increased by 8 times and the transmission output is also increased by 8 times in contrast to the transmission output of 10 mW in the normal communication mode and the transmission rate of 250 kbps.
  • the energy (energy density) per bit of data does not change, the communication distance of wireless communication can be made substantially the same in the normal communication mode and the avoidance communication mode.
  • the average transmission rate can be made substantially the same for both. Therefore, according to the wireless communication device 301 of the present embodiment, even in the avoidance communication mode that avoids the influence of power radiation of the microwave oven, it is possible to maintain a communication distance and a transmission rate that are substantially equivalent to the normal communication mode, The effective transmission rate does not decrease.
  • the average transmission output is 10 mW in both the normal communication mode and the avoidance communication mode.
  • an upper limit value of the average transmission output is defined for each radio frequency band.
  • the upper limit value of the average transmission output is defined as a maximum of 10 mW (when frequency spreading or the like is not performed).
  • transmission is performed with continuous and relatively long transmission packets at a transmission output of 10 mW and a transmission rate of 250 kbps.
  • the transmission output 80 mW is transmitted in only a short transmission packet 1/8 times the transmission period T 2 at a transmission rate 1Mbps performed. Therefore, according to the wireless communication apparatus 301, the above-described regulation of the average transmission output can be satisfied.
  • the control unit 308 of the wireless communication apparatus 301 includes a microcomputer, and includes a reception unit 303, a power radiation detection unit 306, a timing detection unit 307, a transmission output variable unit 304, a transmission unit 302, and a transmission transmission rate variable unit 305. , Control each.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a transmission process of the wireless communication apparatus 301 in the normal communication mode according to the first embodiment of the present invention.
  • the transmission unit 302 creates the transmission data shown in the upper part of FIG. 3 (step S101, transmission data creation step), and performs modulation based on the created transmission data (step S102, modulation). Step). Further, the transmission unit 302 converts the modulated signal into a high frequency signal by high frequency processing, and a transmission signal obtained by amplifying the high frequency signal is radiated from the antenna 309 (step S103, high frequency processing step).
  • FIG. 5 is a flowchart showing a transmission process of the wireless communication apparatus 301 in the avoidance communication mode according to the first embodiment of the present invention.
  • the transmission unit 302 creates the transmission data shown in the lower part of FIG. 3 (step S201, transmission data creation step).
  • the transmission unit 302 divides the transmission data into the above-described size (transmission time (time length) T 1 ) and creates a transmission packet.
  • Divided transmission packet (also referred to as a split packet) is a packet having a time length of the transmission time T 1, the oscillation of the microwave oven is transmitted aiming at the timing that is stopped.
  • the control unit 308 determines whether or not it is a transmission timing (step S202). The control unit 308 determines the transmission timing based on the timing signal detected by the timing detection unit 307. At the transmission timing, the transmission unit 302 modulates transmission data (step S203, modulation step), converts the transmission data into a high-frequency signal, and radiates a transmission signal obtained by amplifying the high-frequency signal from the antenna 309 (step S204, high-frequency processing step). .
  • control unit 308 determines whether there are any remaining divided packets to be transmitted (step S205). When the divided packet remains, the control unit 308 returns to step S202 to determine whether it is the transmission timing, and when determining that it is the transmission timing, the control unit 308 causes the transmission unit 302 to transmit the divided packet. .
  • the transmitting unit 302 transmits the remaining divided packets in the same manner (step S203, step S204).
  • the control unit 308 determines whether or not there are any remaining divided packets. When determining that there are no more divided packets, the control unit 308 ends the packet transmission process (step S205).
  • the control unit 308 determines whether to shift from the normal communication mode to the avoidance communication mode based on the periodic power level detected by the power radiation detection unit 306.
  • the invention is not limited to this example.
  • the power radiation detection unit 306 may determine that it is affected by the power radiation of the microwave oven based on the occurrence of a bit error in the data received and demodulated periodically or fragmentally. More specifically, the power radiation detector 306, if the bit error of the received data is periodically generated at a period T 0/2, detects that there is power radiation, the timing detection unit 307, the received data The stop timing at which the power radiation is interrupted is detected from the timing at which no bit error occurs. Even with such a method, it is possible to detect the occurrence of radiation from the microwave oven, and to continue the communication while avoiding the influence of unnecessary radiation from the microwave oven.
  • the power radiation detecting unit 306 when the received power detected is periodically generated at a period T 0/2 when there is no transmission from the other party of the wireless communication device detects that there is power radiation
  • the timing detection unit 307 can also detect a stop timing at which power radiation is interrupted from a timing at which a bit error of the received data does not occur. According to such a method, it is possible to detect in advance that the radiation of the microwave oven is generated, and to perform communication while avoiding the influence of unnecessary radiation from the microwave oven.
  • control unit 308 generates power radiation based on information indicating that the microwave oven is operating, which is included in the transmission packet transmitted from the counterpart wireless communication device that is communicating with the wireless communication device 301. The presence or absence may be determined.
  • control unit 308 is configured with a microcomputer
  • the present invention is not limited to this example, and the control unit 308 uses an arbitrary digital logic circuit or analog circuit. It can also be configured.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a transmission packet of the wireless communication device 401 according to the second embodiment of the present invention.
  • the configuration of the wireless communication apparatus 401 is the same as that of the wireless communication apparatus 301 of the first embodiment shown in FIG.
  • the wireless communication device 401 is different in operation of the timing detection unit 307 from the wireless communication device 301 of the first embodiment.
  • the wireless communication apparatus 401 operates in a timing detection mode for performing timing detection instead of the normal communication mode described in the first embodiment.
  • T 3 transmission period
  • T 4 deviation time
  • T 4 transmission time
  • T 1 transmission time
  • transmission packets indicated by broken-line circle marks that is, (1) -th and (9) -th transmission packets are received by the counterpart wireless communication device 501 without being affected by power radiation from the microwave oven. Will be.
  • the counterpart wireless communication device 501 also has the same function and configuration as the wireless communication devices 301 and 401. Then, the counterpart wireless communication device 501 can know that the (1) th transmission packet and the (9) th transmission packet have been normally received from the contents of the data included in the received packet. In addition, the counterpart wireless communication apparatus 501 has some bits in the data of the (2) to (8) th transmission packets, the (10) th transmission packet, and the (11) th transmission packet. It can be known from the error detection code or the like. Therefore, the timing detection unit 307 of the counterpart wireless communication device 501 generates a timing signal indicating the timing of receiving a packet or the timing of transmitting a packet, starting from the timing of the (1) th or (9) th transmission packet. can do.
  • the wireless communication device 401 receives the response packet transmitted based on the timing signal generated from the counterpart wireless communication device 501, thereby (1) -th and (9) -th transmission from the content of the response packet. It can be known that the packet timing is not affected by radiation. Based on this information, the timing detection unit 307 of the wireless communication apparatus 401 can generate a timing signal.
  • the control unit 308 of the wireless communication device 401 shifts to an avoidance communication mode as shown in the lower part of FIG.
  • This avoidance communication mode is the same as the avoidance communication mode described in the first embodiment.
  • the wireless communication apparatus 401 of the present embodiment as in the wireless communication apparatus 301 described in the first embodiment, while operating in the normal communication mode, the presence or absence of the influence of microwave radiation is monitored, or It becomes unnecessary to detect.
  • the wireless communication apparatus 401 in the second embodiment since similar to the operation of the timing detection mode and avoidance communication mode, it can be realized only by shift time T 4 different transmission cycle of the divided packet.
  • the wireless communication device 401 normally operates in the timing detection mode, and when the reception-side wireless communication device 501 notifies that a bit error has occurred, the power radiation detection unit 306 considers that the operation of the microwave oven has started.
  • the timing detection unit 307 can detect the timing and shift to the avoidance communication mode from the time when the generation of the timing signal is completed. As described above, according to the wireless communication apparatus 401 of the present embodiment, it is possible to always continue good communication regardless of the presence or absence of the microwave operation.
  • the wireless communication device 401 When avoidance communication is always performed, after the microwave oven stops, a state that is not affected by communication continues. When operating in this state for a long time, the wireless communication device 401 cannot correct the timing signal error, and therefore the timing signal is set to the correct timing (according to the error of the commercial power supply cycle and the reference signal (for example, crystal resonator) of the wireless communication device 401). It may be possible to deviate from the cycle of commercial power.
  • the operation of the microwave oven starts in this state, there is a possibility that the transmission timing of the wireless communication apparatus overlaps with the radiation timing. In this case, all the divided packets cannot be received, and there is a possibility that communication is temporarily interrupted.
  • the wireless communication device 401 operates in the timing detection mode at all times, shifts to avoidance communication when the influence of the radiation of the microwave oven appears, and returns to the timing detection mode again after a certain period of time. It is desirable to check whether the influence of the microwave oven continues.
  • the control unit 308 of the wireless communication device 401 controls the transmission unit 302 to after a timing different from the transmission timing and the transmission period T 2 of the transmission time T 1, it may transmit the transmission packet at the transmission cycle T 2.
  • the shift in the timing different from the transmission period T 2 the transmission timing when the bit error occurs in the receiving side, by repeating this, is possible to shift the transmission timing to the timing at which the microwave oven stops the radiation it can.
  • T 4 -T 0/2 /8 and the using the example has been described, as deviation time, -T 0/2 ⁇ T 4 ⁇ T 0 Any time that is / 2 can be selected.
  • wireless transmission / reception includes a microwave oven (commercial power wireless communication device) and a wireless communication device (battery power wireless communication device) driven by a battery such as a wireless communication terminal or a radio remote controller.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of a wireless transmission / reception system 400 according to the third embodiment of the present invention.
  • the wireless transmission / reception system 400 includes a commercial power wireless communication device 100 and a plurality of battery power wireless communication devices 200 and 200 ′.
  • the commercial power supply wireless communication device 100 is a microwave oven that affects wireless communication performance in the ISM band, for example.
  • Examples of the battery-powered wireless communication device 200 include a wireless communication terminal and a radio remote controller that use a radio frequency in the ISM band (2.4 GHz band), for example.
  • the battery-powered wireless communication device 200 may perform wireless communication between the battery-powered wireless communication devices 200, or may communicate wirelessly with the commercial power-source wireless communication device 100.
  • FIG. 8 is a block diagram showing an example of the configuration of the commercial power wireless communication apparatus 100 according to the third embodiment of the present invention.
  • the commercial power supply wireless communication device 100 includes a power supply control unit 101, a frequency detection unit 102, a pilot signal creation unit 103, a wireless transmission / reception unit 104, and a device control unit 105.
  • the power supply control unit 101 obtains a DC high voltage by rectifying and boosting commercial AC power supplied from a commercial power line.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining processing of the commercial power wireless communication apparatus 100 according to the third embodiment of the present invention.
  • (A) in FIG. 9 is a signal waveform obtained by full-wave rectification of a commercial AC power supply.
  • 9B is the magnetron anode voltage applied to the magnetron anode by boosting the waveform of FIG. 9A and then rectifying and taking ripples.
  • the power supply control unit 101 obtains the anode voltage having the waveform (B) in FIG. 9 from the commercial power supply line, and then outputs the anode voltage to the frequency detection unit 102 and the pilot signal creation unit 103.
  • the commercial power wireless communication device 100 emits a radio wave having a waveform (B) in FIG. 9, which interferes with communication with the surrounding battery power wireless communication device 200.
  • the power may be boosted with a step-up transformer as it is, and a rectified direct current high voltage may be used.
  • a high voltage direct current may be obtained by chopper in an inverter circuit, boosting the signal, and then rectifying it. Since either method uses a commercial AC power supply consisting of a sine wave, the polarity is inverted. The voltage is low before and after, and a waveform as shown in FIG. 9B is obtained.
  • the frequency detection unit 102 detects the zero volt (ZV) timing that appears periodically from the anode voltage output from the power supply control unit 101.
  • ZV zero volt
  • the periodicity can be confirmed for each dotted line (1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G), and the period between the dotted lines is a period.
  • the period obtained from the commercial power supply line is 8.3 milliseconds.
  • the pilot signal creation unit 103 creates a pilot signal for each integer multiple of the cycle based on the zero-volt cycle and timing of the anode voltage detected by the frequency detection unit 102, and outputs the pilot signal to the radio transmission / reception unit 104.
  • (C) in FIG. 9 shows the waveform of the pilot signal output from the pilot signal creation unit 103.
  • the pilot signal is output at a time interval twice as long as the zero volt period.
  • the pilot signal is not limited to this time interval. In consideration of time accuracy, the pilot signal is output at a time interval of about 100 times the period. A pilot signal may be output. Power consumption can be reduced by extending the time interval.
  • the waveform of (B) in FIG. 9 generated by the commercial power supply wireless communication device 100 generally has a propagation distance of about 2 to 3 m, so that the propagation distance of the pilot signal is at least 2 to 3 m or more. About 10 m is desirable. According to this, it is possible to reach most battery-powered wireless communication devices 200 located around.
  • the wireless transmission / reception unit 104 transmits / receives a data signal and a pilot signal to / from the battery power wireless communication apparatus 200 existing in the vicinity. Specifically, the pilot signal is transmitted at the timing (F) in FIG. 9, and the data signal is transmitted / received at the timing (E) in FIG.
  • the device control unit 105 creates a data signal to be transmitted to the battery power wireless communication device 200. Moreover, the apparatus control part 105 analyzes the data signal received from the battery power supply radio
  • the rated operating voltage of the magnetron is as high as several thousand volts, and high-frequency high power is generated. Therefore, the input to the magnetron also requires power in KW units. Therefore, in the region where the energy supply near the zero cross is not sufficient, it is not possible to supply the power for operating the magnetron. That is, when the anode voltage is sufficiently high, the radio wave is oscillated, but the oscillation is stopped when the voltage approaches the zero cross and drops.
  • the radio wave output from the magnetron outputs a stable spectrum in a specific frequency band within the ISM band if the heater power and anode voltage of the magnetron are stably supplied. It has been observed that the spectrum of high frequency power undergoes time-dependent modulation within the ISM band and has a fluctuation range.
  • the high frequency output generated by the magnetron has a spectrum in a relatively wide range within the ISM band.
  • the ripple can be smoothed with a capacitor, etc., but if the current consumption of the magnetron is large, smoothing by the capacitor has little effect, and the magnetron is charged with the charge of the capacitor.
  • the operation is stopped, and a range in which the commercial AC does not operate before and after the zero crossing occurs ((B) in FIG. 9).
  • the battery-powered wireless communication device 200 avoids the influence of the microwave oven and improves the communication success rate by performing ISM band wireless communication in synchronization with the non-operation timing of the microwave oven. It is about to try.
  • FIG. 10 is a block diagram showing an example of the configuration of the battery-powered wireless communication device 200 according to the third embodiment of the present invention.
  • the battery-powered wireless communication device 200 includes a wireless transmission / reception unit 201, a pilot signal detection unit 202, a data signal processing unit 203, and a control unit 204. Although not shown in FIG. 10, the battery-powered wireless communication device 200 uses a battery or a battery as a power source.
  • the wireless transmission / reception unit 201 receives a data signal transmitted from the commercial power wireless communication device 100 or the battery power wireless communication device 200 present in the surroundings. In addition, the wireless transmission / reception unit 201 transmits a data signal to the commercial power supply wireless communication device 100 and the battery power supply wireless communication device 200 existing in the vicinity.
  • the pilot signal detection unit 202 detects the pilot signal by determining whether or not the data signal received by the wireless transmission / reception unit 201 includes a pilot signal.
  • the data signal processing unit 203 detects whether or not a control command is included in the data signal received by the wireless transmission / reception unit 201. If a control command is included, the control command is output to the control unit 204.
  • the control unit 204 controls the battery power wireless communication apparatus 200 in accordance with a control command output from the data signal processing unit 203. In addition, the control unit 204 creates a data signal to be transmitted to the commercial power supply wireless communication apparatus 100 and the battery power supply wireless communication apparatus 200 existing in the vicinity.
  • FIG. 11 is a flowchart for explaining the operation of the commercial power supply wireless communication device 100 according to the third embodiment of the present invention.
  • the frequency detection unit 102 detects a zero cross signal from the waveform ((B) in FIG. 9) output from the power supply control unit 101 (step S501). Note that the zero cross signal is detected at the dotted lines 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G,.
  • pilot signal creation section 103 pilots at the timing of 1A, 1C, 1E, 1G... From the waveform output from power supply control section 101 and the zero cross signal output from frequency detection section 102. The signal is output to the wireless transmission / reception unit 104 (step S502), and the pilot signal is transmitted toward the surrounding battery-powered wireless communication device 200.
  • the device control unit 105 performs time adjustment with a timer in order to transmit and receive the data signal at a cycle of 8.3 ms from the time when the pilot signal is transmitted (step S503).
  • the wireless transmission / reception unit 104 performs carrier sense and confirms whether or not the data signal can be received (step S504). If it is determined in step S504 that the received data signal is a signal addressed to the own device, the signal is transmitted. Is output to the device control unit 105 (step S505), and the device control unit 105 controls the commercial power supply wireless communication device 100 in accordance with the control command of the signal.
  • steps S503 and S504 are processing when a data signal is received, but naturally, the data signal can also be transmitted in a cycle of 8.3 ms from the time when the pilot signal is transmitted.
  • Equipment that uses commercial power as a power source can obtain a zero-cross signal from commercial power, but cannot obtain a zero-cross signal in equipment that uses a battery or battery as a power source. Therefore, in this embodiment, a pilot signal is transmitted from a device using a commercial power supply to a device using a battery or battery, and a zero cross signal is obtained from the pilot signal described above, thereby powering the battery or battery. Can transmit and receive at a timing with a high probability of success in wireless communication, and reliably perform wireless communication.
  • FIG. 12 is a flowchart for explaining the operation of the battery-powered wireless communication apparatus 200 according to the third embodiment of the present invention.
  • the wireless transmission / reception unit 201 receives a data signal from the commercial power supply wireless communication device 100 or the surrounding battery power supply wireless communication device 200 (step S601)
  • the pilot signal detection unit 202 determines whether the received data signal is a pilot signal. It is determined whether or not (step S602).
  • step S602 If it is determined in step S602 that the received data signal is not a pilot signal, the reception in step S601 is repeated until the wireless transceiver 201 can receive the pilot signal from the commercial power supply wireless communication device 100. If it is determined in step S602 that the received data signal is a pilot signal, the wireless transmission / reception unit 201 adjusts to wait for 8.3 ms in order to receive the data signal with good timing (step S603). As in step S603, the transmission / reception timing of the data signal can be grasped by counting at a period of 8.3 milliseconds from the time when the pilot signal is determined.
  • step S604 it is confirmed whether or not there is data input from the user during steps S601 to S603 (step S604), and if there is data input in step S604, a data signal is output to the control unit 204.
  • Step S605 the wireless transmission / reception unit 201 sends the data signal to the surrounding commercial power supply wireless communication device 100 or battery power supply wireless communication device 200 at a cycle of 8.3 milliseconds from the time when it is determined to be a pilot signal. Send.
  • step S604 If there is no data input in step S604, the process returns to the pilot signal search in step S601.
  • battery-powered radio communication apparatus 200 Since battery-powered radio communication apparatus 200 is set to perform carrier sense for a certain period when the power is turned on, it can receive a pilot signal transmitted from the commercial power-supply radio communication apparatus and perform the processing of FIG. Can be done.
  • FIG. 13 is a flowchart for explaining the operation in the case where the battery-powered wireless communication device 200 is a radio remote controller in the third embodiment of the present invention.
  • the operation timing of the remote control varies depending on the device. Taking an example of an air conditioner, TV, or video that is normally operated by the remote control, it is operated during ON / OFF and temperature adjustment like an air conditioner, for example. From things of the order (long operation interval, low frequency) to cyclic things (short operation interval, high frequency) such as TV recording reservation and video editing frame advance. However, even in the case of a video operation with a short operation interval, the human operation interval is at most about 0.3 seconds, so the repetition of the operation time is much longer than the arrival period of the ZV (Zero Volt) signal. Therefore, first, a method may be used in which the key is monitored and the pilot signal is searched after the key operation is performed.
  • ZV Zero Volt
  • the remote controller monitors the user's operation by button input (step S701). If the button is not operated, the remote controller continues to monitor the button input until the button is operated. When button input is confirmed in step 601 (step S702), carrier sense is performed (step 703), and a pilot signal is detected (step S704). If a pilot signal is found in step S704, it waits until the next cycle (8.3 ms) (step S705), and transmits a remote control signal operated by the user (step S706).
  • this signal transmission timing is a section in which the microwave oven stops high frequency output, and one of the devices to be controlled by the remote control transmits a pilot signal synchronized with the cycle, If the controller uses a wireless remote control communication method that outputs a remote control signal after waiting for a predetermined time after receiving the pilot signal, the remote control signal can be transmitted and received without being affected by the high-power high-frequency signal of the microwave oven. .
  • the time for turning on the radio for reception can be set to a very short period of time. Power consumption can be significantly reduced, and the battery life of battery-operated equipment can be significantly increased.
  • the third embodiment has been described on the assumption that the commercial power wireless communication apparatus 100 transmits a pilot signal. However, when there are a plurality of commercial power wireless communication apparatuses 100, which commercial power wireless communication apparatus should transmit the pilot signal. This may cause problems.
  • Radio communication apparatus 100 waits until the pilot signal can be received from commercial power supply radio communication apparatus 100 that transmits the pilot signal, and transmits the pilot signal by preventing the pilot signal from being output after the pilot signal is detected. There are never a plurality of commercial power wireless communication devices 100.
  • Whether or not commercial power supply radio communication apparatus 100 can receive a pilot signal for a predetermined time (for example, 3 periods, 24 msec in a commercial AC power supply voltage period of 60 Hz, 30 msec in a 50 Hz area) after power-on. Perform a search. If the pilot signal cannot be detected even after the predetermined time is exceeded, after waiting for a second predetermined time (for example, 50 cycles, 415 msec in a commercial AC power supply voltage cycle of 60 Hz, and 500 msec in a 50 Hz region), After a predetermined time (the waiting time uniquely set for each commercial power supply wireless communication device + the waiting time given by the random number generator), the pilot signal is searched again. Still, after confirming that the pilot signal cannot be searched, the commercial power supply radio communication apparatus 100 determines that the apparatus is the first pilot signal transmission priority and outputs the pilot signal thereafter.
  • a predetermined time for example, 3 periods, 24 msec in a commercial AC power supply voltage period of 60 Hz, 30 msec in a 50 Hz
  • the priority order of the commercial power supply wireless communication device desired to be the first pilot signal transmission priority is increased. For example, if you want to position the TV as the control center for display control, set the TV waiting time short and set it to the highest priority.
  • the pilot signal transmission priority can be first.
  • the waiting time given by the random number generator means that when there are multiple devices with the same priority in the same household (for example, when there are two TVs), a pilot signal collision occurs. Is set to avoid this.
  • FIG. 14 is a flowchart for explaining a processing flow of the commercial power wireless communication apparatus 100 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the commercial power supply wireless communication device when the power is turned on, the commercial power supply wireless communication device is driven to receive a radio signal for a first predetermined time (for example, three periods, 24 msec in a commercial AC power supply voltage period of 60 Hz, and 30 msec in a 50 Hz area). Then, it is searched whether or not the pilot signal can be received (step S801). Then, it is determined whether or not a pilot signal can be received by searching (step S802). In step S802, if commercial power supply radio communication apparatus 100 can receive the pilot signal, it means that there is another commercial power supply radio communication apparatus that transmits a search signal in the surrounding area. Synchronization is performed as described in the third embodiment (step S803).
  • step S802 if commercial power supply radio communication apparatus 100 cannot receive the pilot signal within the first predetermined time, it is 415 msec in the second predetermined time (for example, 50 cycles and the voltage cycle of the commercial AC power supply is 60 Hz). , 50 msec in the area of 50 Hz) and wait without doing anything (step S804).
  • the commercial power supply wireless communication device 100 When the second predetermined time has elapsed, the commercial power supply wireless communication device 100 further waits without doing anything for a waiting time preset for each device (step S805).
  • this waiting time can be set as appropriate, and it is better to have a pilot signal transmission priority of the highest priority (for example, a device that is likely to exist in the home, mainly in the home information display).
  • a short waiting time is set.
  • step S805 the process waits without further processing for a time generated by a built-in random number generator (not shown) (step S806).
  • step S806 a search is made as to whether or not the pilot signal can be received within a predetermined time shorter than the first predetermined time (step S807), and whether or not the pilot signal can be received. Is determined (step S808).
  • step S808 commercial power supply radio communication apparatus 100 determines that a system error has occurred if a pilot signal can be received within a predetermined time (step S809). In step S808, commercial power supply radio communication apparatus 100 transmits the pilot signal if the pilot signal cannot be received within a predetermined time (step S810). Thereafter, the processing as described in the third embodiment is performed.
  • the present invention is a wireless communication device that performs wireless communication using radio waves, and in particular, when communication is performed in an environment where the microwave oven is operating, the communication distance is reduced due to the influence of unnecessary radiation from the microwave oven. This is useful as a wireless communication device that can be prevented.
  • Wireless communication device 301, 401, 501 Wireless communication device 302 Transmission unit 303 Reception unit 304 Transmission output variable unit 305 Transmission transmission rate variable unit 306 Power radiation detection unit 307 Timing detection unit 308 Control unit 309 Antenna 100 Commercial power supply wireless communication device 102 Frequency detection unit 103 Pilot signal creation unit 104 Wireless transmission / reception unit 105 Device control unit 200 Battery-powered wireless communication device 201 Wireless transmission / reception unit 202 Pilot signal detection unit 203 Data signal processing unit 204 Control unit 400 Wireless transmission / reception system

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Abstract

 電力輻射検出部により電力輻射を検出した場合、回避通信モードに切り替え、商用交流電源の周期Tに対し、送信時間T=T/2/Mかつ送信周期T=T/2の関係とした送信パケットを作成し、送信出力可変部および送信伝送レート可変部が送信出力および送信伝送レートをそれぞれ通常通信モードのT/T倍に設定し、タイミング検出部で検出した電力輻射が停止するタイミングに同期して送信パケットを送信する無線通信装置。

Description

無線通信装置
 本発明は、電波による無線通信を行う無線通信装置に関する。特に、電子レンジが動作している環境下で通信を行った時に、電子レンジからの不要輻射の影響で通信距離が低下することを防ぐことのできる無線通信装置に関する。
 電子レンジのマグネトロンは周波数2.45GHz付近で発振し、周囲の環境に対して不要輻射波を放射する。そのため、この周波数帯で無線通信を行う無線通信装置の通信距離が、電子レンジからの不要輻射の影響で極端に短くなる、或いは、無線通信装置の通信が不可能になるといった問題が発生する。この問題を回避するための無線通信装置が提案されている(例えば、特許文献1~3を参照)。
 電子レンジは商用電源(AC100V、200V等)で動作しており、その交流周波数は50Hzまたは60Hzである。そして電子レンジの電圧は、周期的に電圧0Vの点(ゼロクロス点)を通り、このゼロクロス点付近でマグネトロンの発振が一時的に停止する。従来の無線通信装置は、このゼロクロス点に同期させて無線送信を行うものである。
 しかしながら従来の方法では以下のような課題がある。
 (1)対策通信(ゼロクロス点を狙った送信)を行った場合に、実効的な伝送速度が低下する。
 (2)電子レンジが動作していない時、および、動作している場合であっても、条件によっては、対策通信を行わずに通常通信とした方が高い伝送速度を得ることができる。しかしながら、従来の無線通信装置では、電子レンジの動作状態を正確に把握できないため、妨害を確実に防ぐためには、常に対策通信を行うことが必要となっている。
 なお、上記の、対策通信を行わずに通常通信とした方がよい条件とは、無線通信装置同士の距離が近い場合、電子レンジの火力制御によりマグネトロンの発振強度が下がった場合、または、発振が一時的に停止した場合などである。
 以上述べたように、従来の技術では、対策通信を行った際に実効的な伝送速度が低下すること、および、妨害を確実に防ぐためには、常に対策通信を行うことが必要であるという課題がある。
特開2002-111603号公報 特開2002-319946号公報 特開2002-323222号公報
 上記課題を解決するために、本発明の無線通信装置は、対策通信を行った際にも実効的な伝送速度が低下せず、かつ、妨害を確実に防ぐために、常に対策通信を行う必要のない、無線通信装置を得るものである。
 本発明の無線通信装置は、データを受信する受信部と、受信部で受信したデータから電力輻射を検出する電力輻射検出部と、電力輻射が停止する停止タイミングを検出するタイミング検出部と、電力輻射検出部が、電力輻射を検出した場合に、通常通信モードから回避通信モードに切り替える制御部と、回避通信モードにおいて、送信時間Tおよび送信周期Tを、T=T/2/M、かつ、T=T/2、(T:商用交流電源の周期,M≧4)、の関係とした送信パケットを作成する送信部と、送信パケットの送信出力を通常通信モードのT/T倍に設定する送信出力可変部と、送信パケットの送信伝送レートを通常通信モードのT/T倍に設定する送信伝送レート可変部とを備え、送信部は、停止タイミングに同期したタイミングで、送信パケットを送信するものである。
 このような構成により、妨害を確実に防ぐために、常に対策通信を行う必要がなく、かつ、電子レンジ動作中でも実効的な伝送速度が低下しない無線通信装置を実現できる。
図1は、本発明の第1の実施の形態における、無線通信装置の構成を示すブロック図である。 図2は、本発明の第1の実施の形態における、電子レンジからの輻射波強度の時間変化を示す図である。 図3は、本発明の第1の実施の形態における、無線通信装置の送信パケットの構成を示す図である。 図4は、本発明の第1の実施の形態における、通常通信モードにおける、無線通信装置の送信動作を示すフローチャートである。 図5は、本発明の第1の実施の形態における、回避通信モードにおける、無線通信装置の送信動作を示すフローチャートである。 図6は、本発明の第2の実施の形態における、無線通信装置の送信パケットの構成を示す図である。 図7は、本発明の第3の実施の形態における、無線送受信システムの概略図である。 図8は、本発明の第3の実施の形態における、商用電源無線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。 図9は、本発明の第3の実施の形態における、商用電源無線通信装置の処理を説明するための図である。 図10は、本発明の第3の実施の形態における、電池電源無線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。 図11は、本発明の第3の実施の形態における、商用電源無線通信装置の動作について説明するためのフローチャートである。 図12は、本発明の第3の実施の形態における、電池電源無線通信装置の動作について説明するためのフローチャートである。 図13は、本発明の第3の実施の形態において、電池電源無線通信装置が電波リモコンの場合における動作を説明するためのフローチャートである。 図14は、本発明の第4の実施の形態における、商用電源無線通信装置の処理フローを説明するためのフローチャートである。
 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
 (第1の実施の形態)
 図1は、本発明の第1の実施の形態における無線通信装置の構成を示すブロック図である。無線通信装置301は、送信部302、受信部303、送信出力可変部304、送信伝送レート可変部305、電力輻射検出部306、タイミング検出部307、制御部308、およびアンテナ309を備える。
 無線通信装置301は、データの送信機能と受信機能とを備えている。無線通信装置301が通信に用いる無線周波数は、2.4~2.5GHzの範囲であり、通信チャンネルを変更することができる。また、無線通信装置301は、二つのモード、後述する通常通信モードと回避通信モードとを切り替えてデータを送受信することができる。無線通信装置301の変調方式はFSK方式であり、通常通信モードにおける送信出力は10mW、データの伝送速度は250kbpsである。
 まず、無線通信装置301の各機能ブロックについて簡単に説明する。受信部303は、アンテナ309からデータを受信する。電力輻射検出部306は、受信部303で受信されたデータから、後述する方法で電子レンジによる電力輻射を検出する。
 タイミング検出部307は、電力輻射検出部306によって検出された電力輻射の変動から、電子レンジからの電力輻射が停止する停止タイミングを検出する。
 制御部308は、電力輻射検出部306が電子レンジからの電力輻射を検出した場合に、通常通信モードから回避通信モードに切り替える。
 送信部302は、回避通信モードにおいて、送信時間(パケットの時間長)Tおよび送信周期Tを、T=T/2/M、かつ、T=T/2、(T:商用交流電源の周期,M≧4)、の関係とした送信パケットを作成する。また、送信部302は、タイミング検出部307が検出した停止タイミングに同期したタイミングで、送信パケットを送信する。
 送信出力可変部304は、回避通信モードにおいて、送信パケットの送信出力を通常通信モードのT/T倍に設定する。
 送信伝送レート可変部305は、回避通信モードにおいて、送信パケットの送信伝送レートを通常通信モードのT/T倍に設定する。
 次に、無線通信装置301の受信系について詳細に説明する。アンテナ309で受信された信号は、受信部303で処理される。受信部303には電力輻射検出部306が接続されている。電力輻射検出部306は、RSSI(Received Signal Strength Indicator)回路を含み、受信信号の電力レベルを検出する機能を有している。電力輻射検出部306は、電子レンジが動作し、電子レンジから電波が輻射されると、そのレベルの有無および時間的な変動を検出する。そして、電力輻射検出部306に接続されたタイミング検出部307が、電子レンジからの輻射が中断するタイミングを検出する。
 図2は、本発明の第1の実施の形態における、電子レンジからの輻射波強度の時間変化を示す図である。図2では、低雑音増幅器を前段に設けたスペクトラムアナライザの周波数Zero Spanモードを用いて、電子レンジの動作時に輻射される周波数2.46GHzの輻射波を測定したときの、輻射波強度の時間変化の例を示している。
 電子レンジは、商用電源60Hz(または50Hz)で動作し、インバータ方式の場合には60Hzを両波整流した120Hzの電圧波形に対して、インバータのスイッチング(スイッチング周波数20kHz程度)を行っている。そのため、輻射波強度は、1/120秒(=8.33m秒)毎に電圧のゼロクロス点を通る。電子レンジのマグネトロンは、このゼロクロス点付近の時間帯で発振を停止している。図2の例では、1.8m秒間の停止時間があり、この時間帯には、電子レンジからの輻射は実質的に無くなっていることがわかる。この1.8m秒間に無線通信装置301から送信された高周波信号は、電子レンジからの電力輻射の影響を受けずに、受信側の無線通信装置で受信される。
 無線通信装置301は、その回避通信モードでは、電力輻射検出部306が図2に示す輻射波強度を検出し、タイミング検出部307が、電子レンジからの輻射が停止しているタイミングに同期したタイミング信号を生成する。
 次に、無線通信装置301の送信系について詳細に説明する。無線通信装置301の送信系は、送信部302と、送信部302の送信伝送レートを変更するための送信伝送レート可変部305と、送信部302からの送信信号を増幅する送信出力可変部304とを含み、送信出力可変部304の出力がアンテナ309より放射される。制御部308は、無線通信装置301の受信系および送信系の制御を行う。
 前述のように、受信系の電力輻射検出部306により電子レンジからの電力輻射が検出されると、無線通信装置301は、データ送信動作時には、通常通信モードから電子レンジの輻射の影響を回避する回避通信モードに移行する。
 ここで、無線通信装置301の回避通信モードでの動作を説明する。制御部308は、タイミング検出部307で生成されたタイミング信号のタイミングで送信パケットを送信するように、送信部302を制御する。このとき、送信伝送レート可変部305は伝送レートを通常通信モードよりも大きな値に変更する。また、送信出力可変部304は送信出力を通常通信モードよりも大きな値に変更する。
 図3は、本発明の第1の実施の形態における無線通信装置301の送信パケットの構成を示す図である。図3の上段は通常通信モードにおける送信パケット構成であり、その下段は回避通信モードにおける送信パケット構成である。電子レンジからの輻射が検出されていない通常通信モードにおいては、送信パケットは、前述のように、送信出力10mW、送信伝送レート250kbpsで送信される。この送信パケットは、図3の上段に示すように、ビット同期データ、フレーム同期データ、アドレスデータ、送信データ、およびエラーチェックデータを含む。
 通常通信モードにおける送信パケットの時間長は、電子レンジの発振の停止期間よりも長い。このため、通常通信モードにおいては、電子レンジの動作中は、無線通信装置301からの送信パケットは、電子レンジからの輻射により受信妨害を受け、ビットエラーが発生する可能性がある。このため正常に通信できる通信距離が著しく低下する可能性がある。
 無線通信装置301は、タイミング検出部307で生成されたタイミング信号により、電子レンジの発振停止タイミングを知ることができる。例えば、電力輻射検出部306が、電子レンジからの輻射に特徴的な周期である、T/2=8.33msの周期で繰り返す電力輻射を検出した場合、制御部308は、電子レンジからの妨害の影響ありと判断し、回避通信モードに移行する。回避通信モードでは、無線通信装置301は、発振停止タイミングに合わせて送信パケットを送信する。
 無線通信装置301の送信部302は、回避通信モードにおいて、商用交流電源の周期Tに対して、送信パケットの送信時間(時間長)Tを、T=T/2/M(Mの値は4以上であり、好ましくは8以上)とし、かつ送信周期Tを、T=T/2とした送信パケットを作成する。そして、送信出力可変部304および送信伝送レート可変部305が、送信パケットの送信出力および送信伝送レートを、それぞれ通常通信モードのT/T倍に設定している。図3は、M=8の場合を示している。この場合、T/T=8となり、送信出力は80mW、送信伝送レートは2Mbpsにそれぞれ変更される。
 また、回避通信モードにおいて、一つの送信パケットの送信時間(時間長)Tに、送りたい送信データが全て入らない場合は、送信部302は、データを分割し、複数の送信パケットとして、送信周期T毎に送信を繰り返し行う。
 本実施の形態においては、通常通信モードでの送信出力10mW、伝送レート250kbpsに対して、回避通信モードでは、伝送レートを8倍にするとともに、送信出力も同じく8倍としている。このため、データ1ビットあたりのエネルギー(エネルギー密度)が変わらないので、無線通信の通信距離を、通常通信モードと回避通信モードとでほぼ同じとすることができる。また平均伝送レートも両者でほぼ同じにできる。したがって、本実施の形態の無線通信装置301によれば、電子レンジの電力輻射の影響を回避する回避通信モードにおいても、通常通信モードとほぼ同等の通信距離および伝送レートを維持することができ、実効的な伝送速度も低下しない。
 さらに、無線通信装置301においては、平均送信出力が、通常通信モードおよび回避通信モードの両者共に10mWである。日本をはじめ世界の各国では、各無線周波数バンドにおいて、それぞれ平均送信出力の上限値が規定されている。例えば、2.4GHzバンドでは、平均送信出力の上限値が、最大10mW(周波数拡散等を行わない場合)と規定されている。通常通信モードでは、送信出力10mW、伝送レート250kbpsで連続的な、比較的長い送信パケットで送信が行われる。一方、回避通信モードでは、送信出力80mW、伝送レート1Mbpsで送信周期Tの1/8の時間だけの短い送信パケットで送信が行われる。よって、無線通信装置301によれば、前述した平均送信出力の規定を満たすことができる。
 無線通信装置301の制御部308はマイクロコンピュータで構成されており、受信部303、電力輻射検出部306、タイミング検出部307、送信出力可変部304、送信部302、および送信伝送レート可変部305を、それぞれ制御する。
 図4は、本発明の第1の実施の形態における、通常通信モードにおける無線通信装置301の送信処理を示すフローチャートである。送信動作が開始されると、送信部302は、図3の上段に示した送信データを作成し(ステップS101、送信データ作成ステップ)、作成した送信データに基づいて変調を行う(ステップS102、変調ステップ)。さらに、送信部302は、変調信号を高周波処理により高周波信号に変換し、高周波信号を増幅した送信信号が、アンテナ309より放射される(ステップS103、高周波処理ステップ)。
 図5は、本発明の第1の実施の形態における、回避通信モードにおける、無線通信装置301の送信処理を示すフローチャートである。送信動作が開始されると、送信部302は、図3の下段に示した送信データを作成する(ステップS201、送信データ作成ステップ)。ここで、送信部302は、送信データを前述したサイズ(送信時間(時間長)T)に分割して送信パケットを作成する。分割された送信パケット(分割パケットとも記す)は、送信時間Tの時間長をもつパケットであり、電子レンジの発振が停止しているタイミングを狙って送信される。
 送信データの作成が終わると、制御部308は、送信タイミングかどうかの判断を行う(ステップS202)。制御部308は、送信タイミングを、タイミング検出部307で検出されたタイミング信号に基づいて判断する。送信タイミングになると、送信部302は送信データを変調し(ステップS203、変調ステップ)、高周波信号に変換し、高周波信号を増幅した送信信号がアンテナ309より放射される(ステップS204、高周波処理ステップ)。
 次に、制御部308は、送信すべき分割パケットが残っているかの判断を行う(ステップS205)。分割パケットが残っているときは、制御部308は、ステップS202に戻って送信タイミングかどうかの判断を行い、送信タイミングであると判断したら、制御部308は、送信部302に分割パケットを送信させる。送信部302は、同様にして残りの分割パケットの送信を行う(ステップS203,ステップS204)。制御部308は、分割パケットの残りがなくなったかを判断し、なくなったと判断したとき、パケット送信処理を終了する(ステップS205)。
 なお、本実施の形態においては、制御部308による通常通信モードから回避通信モードへの移行判断を、電力輻射検出部306が検出した周期的な電力レベルに基づいて行う例を示したが、本発明はこの例に限定されるものではない。電力輻射検出部306は、周期的あるいは断片的に受信、復調したデータのビットエラーが発生することを基に、電子レンジの電力輻射の影響を受けていることの判断を行ってもよい。より具体的には、電力輻射検出部306は、受信データのビットエラーが周期T/2で周期的に発生している場合に、電力輻射ありと検出し、タイミング検出部307は、受信データのビットエラーが発生しないタイミングより電力輻射が中断する停止タイミングを検出する。このような方法によっても、電子レンジの輻射が発生していることを検出し、電子レンジからの不要輻射の影響を回避して通信を継続することができる。
 また、電力輻射検出部306は、相手側の無線通信装置からの送信がないときに検出される受信電力が周期T/2で周期的に発生している場合に、電力輻射ありと検出し、タイミング検出部307は、受信データのビットエラーが発生しないタイミングより電力輻射が中断する停止タイミングを検出することも可能である。このような方法によれば、電子レンジの輻射が発生していることを事前に検出し、電子レンジからの不要輻射の影響を回避して通信を行うことが可能である。
 また、制御部308は、無線通信装置301と通信を行っている相手側無線通信装置から送信された送信パケットに含まれる、電子レンジが動作していることを示す情報に基づいて、電力輻射の有無の判断を行ってもよい。
 なお、本実施の形態においては、回避通信モードにおける送信パケットの送信時間(時間長)Tを、T=T/2/M(M=8)とした例を示したが、Mの値としては、M≧4を満たす任意の数(小数含む)を取ることができる。
 なお、本実施の形態においては、制御部308をマイクロコンピュータで構成した例を示したが、本発明はこの例に限定されず、制御部308は、任意のデジタルロジック回路やアナログ回路を用いて構成することもできる。
 (第2の実施の形態)
 次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図6は、本発明の第2の実施の形態における無線通信装置401の送信パケットの構成を示す図である。無線通信装置401の構成は、図1に示した第1の実施の形態の無線通信装置301の構成と同様である。無線通信装置401は、第1の実施の形態の無線通信装置301と比較して、タイミング検出部307の動作が異なる。無線通信装置401は、第1の実施の形態で説明した通常通信モードに代えて、タイミング検出を行うためのタイミング検出モードの動作を行う。タイミング検出モードでは、無線通信装置401は、送信周期T=T/2+T(ずれ時間Tは、-T/2≦T≦T/2となる任意の時間)で、回避通信モードで送信される分割パケットと同じ構成の送信パケット(送信時間(時間長)T)を送信する。
 図6の上段に示すタイミング検出モードの例では、ずれ時間T=-T/2/8としている。ずれ時間Tが送信周期Tよりも少し短くなっているため、送信パケットが送信されるタイミングによって、電子レンジの輻射の影響を受ける送信パケットと受けない送信パケットが生じる。図6の例では、破線丸マークで示した送信パケット、すなわち(1)番目と(9)番目の送信パケットが、電子レンジからの電力輻射の影響を受けずに相手側無線通信装置501で受信されることになる。
 ここで、相手側無線通信装置501も、無線通信装置301,401と同様な機能、構成を有するものであるとする。そうすると、相手側無線通信装置501は、受信したパケットに含まれるデータの内容から(1)番目の送信パケットと(9)番目の送信パケットが正常に受信されたことを知ることができる。また、相手側無線通信装置501は、(2)番目から(8)番目までの送信パケット、(10)番目の送信パケット、および(11)番目の送信パケットのデータについて、いくつかのビットがエラーとなっていることをエラー検出符号などで知ることができる。そこで、相手側無線通信装置501のタイミング検出部307は、(1)番目または(9)番目の送信パケットのタイミングを起点として、パケットを受信するタイミングまたはパケットを送信するタイミングを示すタイミング信号を発生することができる。
 そして、無線通信装置401は、相手側無線通信装置501から発生されたタイミング信号に基づいて送信された応答パケットを受信することにより、応答パケットの内容から(1)番目および(9)番目の送信パケットのタイミングが輻射の影響を受けないタイミングであると知ることができる。この情報に基づいて、無線通信装置401のタイミング検出部307は、タイミング信号を発生することができる。
 タイミング検出部307でタイミング信号が発生されると、無線通信装置401の制御部308は、図6下段に示すような回避通信モードに移行する。この回避通信モードは、第1の実施の形態で説明した回避通信モードと同様のものである。
 本実施の形態の無線通信装置401によれば、第1の実施の形態で説明した無線通信装置301のように、通常通信モードで運用しながら、電子レンジの輻射の影響の有無をモニター、または検出することが不要となる。また、第2の実施の形態における無線通信装置401においては、タイミング検出モードと回避通信モードの動作とは類似しているので、分割パケットの送信周期をずれ時間T異ならせるだけで実現できる。
 無線通信装置401は、通常はタイミング検出モードで運用し、受信側無線通信装置501からビットエラーが発生したと通知があった場合に、電力輻射検出部306が電子レンジの動作が開始したとみなし、タイミング検出部307がタイミング検出を行って、タイミング信号の発生が完了した時点より回避通信モードに移行することができる。このように、本実施の形態の無線通信装置401によれば、電子レンジ動作の有無に関わらず常に良好な通信を継続することができる。
 ここで、無線通信装置401が、常に回避通信モードで動作する場合について検討する。常に回避通信を行う場合、電子レンジが停止した後、通信に影響を受けない状態が継続する。この状態で長時間運用すると、無線通信装置401はタイミング信号の誤差を補正できないので、商用電源の周期と無線通信装置401の基準信号(例えば水晶振動子)の誤差により、タイミング信号が正しいタイミング(商用電源の周期)からずれることが考えられる。この状態で電子レンジの動作が開始すると、輻射のタイミングに無線通信装置の送信タイミングが重なってしまう可能性がある。この場合、すべての分割パケットが受信不能となり一時、通信が途絶えてしまう可能性がある。
 これを避けるために、無線通信装置401は、常時はタイミング検出モードで運用し、電子レンジの輻射の影響が現れたら回避通信に移行し、ある程度の時間経過後には、再びタイミング検出モードに戻って電子レンジの影響が継続しているか確認する動作を行うことが望ましい。
 また、電力輻射検出部306が受信側の無線通信装置501でビットエラーが発生したことを応答パケットの内容により検出したときには、無線通信装置401の制御部308は送信部302を制御して、次の送信タイミングを送信周期Tとは異なるタイミングとした後、送信時間T、送信周期Tで送信パケットを送信してもよい。これにより、受信側でビットエラーが発生したときに送信タイミングを送信周期Tとは異なったタイミングにずらすので、これを繰り返すことによって、電子レンジが輻射を停止するタイミングまで送信タイミングをずらすことができる。
 なお、本実施の形態においては、ずれ時間として、T=-T/2/8とした例を用いて説明を行ったが、ずれ時間として、-T/2≦T≦T/2となる任意の時間を選ぶことができる。
 (第3の実施の形態)
 第1の実施の形態および第2の実施の形態においては、無線通信装置401または相手側無線通信装置501を用いて、電子レンジからの電力輻射の影響を受けずに通信を行う例を示した。本発明の第3の実施の形態においては、電子レンジ(商用電源無線通信装置)と、無線通信端末や電波リモコン等の電池によって駆動する無線通信装置(電池電源無線通信装置)とを含む無線送受信システムにおいて、同様の効果を得ることのできる例を説明する。
 図7は、本発明の第3の実施の形態における無線送受信システム400の概略図である。無線送受信システム400は、商用電源無線通信装置100と複数の電池電源無線通信装置200,200’とを含む。
 商用電源無線通信装置100は、例えばISMバンド帯の無線通信性能に影響を及ぼす電子レンジである。
 電池電源無線通信装置200の一例としては、例えばISMバンド帯(2.4GHz帯)の無線周波数を使う無線通信端末や電波リモコンである。電池電源無線通信装置200は、電池電源無線通信装置200同士で無線通信する場合もあれば、商用電源無線通信装置100と無線通信する場合もある。
 図8は、本発明の第3の実施の形態における商用電源無線通信装置100の構成の一例を示すブロック図である。商用電源無線通信装置100は、電源制御部101、周波数検出部102、パイロット信号作成部103、無線送受信部104、および、機器制御部105を含む。
 電源制御部101は、商用電源ラインから供給される商用交流電源を整流、昇圧することで直流高電圧を得る。図9は、本発明の第3の実施における商用電源無線通信装置100の処理を説明するための図である。図9における(A)は、商用交流電源を全波整流した信号波形である。また、図9における(B)は、図9における(A)の波形を昇圧した後に整流し、リップル分を取り、マグネトロンのアノードに加えるマグネトロンのアノード電圧である。電源制御部101は、商用電源ラインから図9における(B)の波形のアノード電圧を得た後に、周波数検出部102やパイロット信号作成部103に出力する。なお、商用電源無線通信装置100からは図9における(B)の波形の電波が発せられることで、周囲の電池電源無線通信装置200への通信妨害となる。
 なお、マグネトロンで高周波の大電力を得るには、上記の通り、その電力は商用交流をそのまま昇圧トランスで昇圧し、整流した直流高電圧を用いてもよいし、一旦、商用交流を整流し、インバータ回路でチョッパーし、その信号を昇圧し、その後整流することで直流高電圧を得てもよく、どちらの方法であっても商用交流電源はサイン波により構成されているため、極性反転するゼロクロス前後は電圧が低く、図9における(B)のような波形が得られる。
 周波数検出部102は、電源制御部101から出力されるアノード電圧から、周期的に表れるゼロボルト(ZV)のタイミングを検出する。図9の場合では、周期性は点線(1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G)ごとに確認でき、点線間の期間を周期とする。なお、商用交流電源が60Hzである場合、商用電源ラインから得られる周期は8.3m秒である。
 パイロット信号作成部103は、周波数検出部102で検出されるアノード電圧のゼロボルトの周期とタイミングに基づき、周期の整数倍ごとにパイロット信号を作成し、無線送受信部104に出力する。図9における(C)は、パイロット信号作成部103から出力されるパイロット信号の波形を示すものである。なお、図9の例ではゼロボルトの周期の2倍の時間間隔でパイロット信号を出力しているが、この時間間隔に限られるものではなく、時間精度を考慮すると周期の100倍程度の時間間隔でパイロット信号を出力してもよい。時間間隔を延ばすことで消費電力を低減することができる。
 なお、商用電源無線通信装置100により発せられる図9における(B)の波形は、一般的に伝播距離が約2~3mであることから、パイロット信号の伝播距離は少なくとも2~3m以上であって、約10m前後が望ましい。これによれば、周囲に位置するほとんどの電池電源無線通信装置200に到達することができる。
 無線送受信部104は、周囲に存在する電池電源無線通信装置200に対してデータ信号やパイロット信号を送受信する。具体的には、図9における(F)のタイミングでパイロット信号を送信し、図9における(E)のタイミングでデータ信号を送受信する。
 機器制御部105は、電池電源無線通信装置200へ送信するデータ信号を作成する。また、機器制御部105は、電池電源無線通信装置200から受信したデータ信号を解析し、それが商用電源無線通信装置100に対する制御命令であった場合には、その制御命令に従って商用電源無線通信装置100の制御を行なう。
 なお、商用電源無線通信装置100が電子レンジの場合、マグネトロンの定格動作電圧は数千ボルトと高く、高周波大電力を発生するために、マグネトロンへの入力もKW単位の電力が必要である。そのため、ゼロクロス付近のエネルギー供給が十分でない領域では、マグネトロンが動作する電力を供給できない。つまり、アノード電圧が十分に有る時には、電波は発振されるが、ゼロクロスに近づき電圧が降下すると、発振を停止する。
 また、マグネトロンからの電波出力は、マグネトロンのヒータ電力、アノード電圧が安定して供給されれば、ISMバンド内の特定の周波数帯に安定したスペクトラムを出力するが、実際には、商用交流の周期でエネルギーの印可が断続されるので、高周波電力のスペクトラムは、ISM帯域内で経時的変調を受け、変動幅を持つことが、観測されている。
 このため、マグネトロンの発生する高周波出力は、ISMバンド内の比較的広い範囲にスペクトラムを持つことが確認されている。
 ISMバンド内にマグネトロンの出力するスペクトラム外の周波数帯域が存在すれば、その帯域で無線通信を行うことで、マグネトロンの影響を防ぎ、ISMバンドを使っても動作信頼性の高いリモコンを実現できるが、実際には、スペクトラムはISM域の広範囲に拡散しており、空き帯域はほとんど無いことが確認されている。
 昇圧、整流後にリップルを平滑化するために、コンデンサ等でリップル分を平滑することはできるが、マグネトロンの消費電流が大きい場合には、コンデンサによる平滑化はほとんど効果が無く、マグネトロンがコンデンサの電荷を使い切って、動作電圧以下になってしまうと、動作を停止し、商用交流のゼロクロスの前後は動作しない範囲が発生することになる(図9における(B))。
 つまり、商用交流を電源として動作している限り、商用交流の周波数と同期して、図9における(D)のごとく、動作(斜線部)、非動作、動作、非動作を繰り返していることがわかる。
 商用交流の周波数であるから、同一商用交流で動作している需要家内の機器は、全てこの原理で動作、非動作を繰り返していることになり、非動作の時間帯には、全ての需要家内ではISMバンド帯に影響を及ぼす電子レンジの様な大きな高周波電力を発生させる機器は全て停止していると考えることができる。
 そこで、本実施の形態の電池電源無線通信装置200は、この電子レンジの非動作タイミングに同期して、ISMバンドの無線通信を行うことで、電子レンジの影響を回避し通信成功率を向上させようとするものである。
 図10は、本発明の第3の実施の形態における、電池電源無線通信装置200の構成の一例を示すブロック図である。電池電源無線通信装置200は、無線送受信部201、パイロット信号検出部202、データ信号処理部203、および制御部204を有する。なお、図10には図示していないが、電池電源無線通信装置200は電池やバッテリを電源としている。
 無線送受信部201は、商用電源無線通信装置100や周囲に存在する電池電源無線通信装置200から送信されるデータ信号を受信する。また、無線送受信部201は、商用電源無線通信装置100や周囲に存在する電池電源無線通信装置200に対してデータ信号を送信する。
 パイロット信号検出部202は、無線送受信部201で受信したデータ信号中にパイロット信号が含まれているか否かを判断することでパイロット信号を検出する。
 データ信号処理部203は、無線送受信部201で受信したデータ信号中に制御命令が含まれているか否かを検出する。そして、制御命令が含まれていれば、その制御命令を制御部204に出力する。
 制御部204は、データ信号処理部203から出力される制御命令に従って、電池電源無線通信装置200の制御を行なう。また、制御部204は、商用電源無線通信装置100や周囲に存在する電池電源無線通信装置200に送信するデータ信号を作成する。
 図11は、本発明の第3の実施の形態における商用電源無線通信装置100の動作について説明するためのフローチャートである。まず、周波数検出部102は、電源制御部101から出力される波形(図9における(B))から、ゼロクロス信号を検出する(ステップS501)。なお、ゼロクロス信号は、図9中の1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G・・・・・の点線の箇所で検出される。
 次に、パイロット信号作成部103は、電源制御部101から出力される波形と、周波数検出部102から出力されるゼロクロス信号とから、1A、1C、1E、1G・・・・・のタイミングでパイロット信号を無線送受信部104へ出力し(ステップS502)、パイロット信号は、周囲の電池電源無線通信装置200へ向けて送信される。
 次に、機器制御部105はパイロット信号を送信した時点から8.3msの周期でデータ信号の送受信を行うためにタイマーで時間調整を行う(ステップS503)。
 また、無線送受信部104はキャリアセンスし、データ信号が受信できるか否かを確認し(ステップS504)、ステップS504において、受信したデータ信号が自機器宛ての信号であると判定すれば、その信号を機器制御部105に出力し(ステップS505)、機器制御部105はその信号の制御命令に従って商用電源無線通信装置100の制御を行なう。
 なお、ステップS503、S504はデータ信号を受信した場合の処理であるが、当然に、パイロット信号を送信した時点から8.3msの周期でデータ信号の送信も行なうことができる。
 商用電源を電源とする機器は、商用電源からゼロクロス信号を取得できるが、バッテリや電池を電源とする機器にあっては、ゼロクロス信号を得ることができない。そこで、本実施の形態では、商用電源を電源とする機器からバッテリや電池を電源とする機器に対してパイロット信号を送信し、ゼロクロス信号を前述のパイロット信号から得ることで、バッテリや電池を電源とする機器は、無線通信の成功確率の高いタイミングを狙って送受信し、確実に無線通信を行うことができる。
 図12は、本発明の第3の実施の形態における電池電源無線通信装置200の動作について説明するためのフローチャートである。まず、商用電源無線通信装置100や周囲の電池電源無線通信装置200からのデータ信号を無線送受信部201が受信すると(ステップS601)、パイロット信号検出部202は受信したデータ信号がパイロット信号であるか否かを判定する(ステップS602)。
 ステップS602において、受信したデータ信号がパイロット信号でないと判定されれば、無線送受信部201が商用電源無線通信装置100からのパイロット信号を受信できるまで、ステップS601の受信を繰り返す。ステップS602において、受信したデータ信号がパイロット信号であると判定されれば、無線送受信部201でデータ信号をタイミング良く受信するために、8.3ms時間待ちのために調整する(ステップS603)。ステップS603のように、パイロット信号であると判定された時点から8.3m秒の周期でカウントを行なうことで、データ信号の送受信タイミングを捉えることができる。
 また、ステップS601からステップS603が行なわれている間に使用者からデータの入力があるか否かを確認し(ステップS604)、ステップS604においてデータ入力があれば、制御部204にデータ信号を出力し(ステップS605)、無線送受信部201は、周囲にある商用電源無線通信装置100または電池電源無線通信装置200へデータ信号を、パイロット信号であると判定された時点から8.3m秒の周期で送信する。
 また、ステップS604においてデータ入力がなければ、ステップS601のパイロット信号のサーチに戻る。
 なお、電池電源無線通信装置200は電源起動時に一定期間キャリアセンスを行なうよう設定されているので、商用電源無線通信装置から送信されるパイロット信号を受信することができ、支障なく図12の処理を行なうことができる。
 図13は、本発明の第3の実施の形態において、電池電源無線通信装置200が電波リモコンの場合における動作を説明するためのフローチャートである。
 リモコンの操作タイミングは、機器によりまちまちで、リモコンでの操作が通常であるエアコン、テレビ、ビデオを例に取ってみると、例えばエアコンの様に、ON/OFFと温度調整の際に操作される程度の(操作インターバルが長い、頻度が低い)物から、テレビの録画予約やビデオ編集のコマ送りの様な、サイクリックな物(操作インターバルが短い、頻度が高い)まである。しかしながら、操作インターバルの短いビデオの操作の場合でも、人の操作インターバルはせいぜい0.3秒程度なので、ZV(Zero Volt)信号の到来周期と比べて、操作時間の繰り返しの方が遙かに長い、従って、まずは、キーの監視を行い、キー操作がなされてから、パイロット信号をサーチする方法でよい。
 そこでまず、リモコンは、利用者の操作をボタン入力によって監視し(ステップS701)、ボタン操作がされないと、ボタン操作がされるまでボタン入力を監視し続ける。ステップ601においてボタン入力が確認されると(ステップS702)、キャリアセンスが行われ(ステップ703)、パイロット信号を検出する(ステップS704)。ステップS704においてパイロット信号が見つかると、次の周期まで(8.3ms)待って(ステップS705)、利用者が操作したリモコン信号を送信する(ステップS706)。
 この信号送信のタイミングは、図9で図解したように、電子レンジが高周波出力を停止している区間であり、リモコンによる制御の対象機器の一つが周期に同期したパイロット信号を送信し、リモコンのコントローラーが、パイロット信号を受信後、所定の時間待って、リモコン信号を出力する無線リモコンの通信方法を使えば、リモコン信号が電子レンジの大電力高周波信号に影響を受けることなく、送受信可能となる。
 別の方法として、全時間のキャリアセンスを行い、無線信号の無い時に通信する方法でも、上述の方法と同様に、電波の空き時間をみつけて信頼性の高い無線通信をおこなうことができる。しかしながら、キャリアセンスで送信タイミングを決定する方法を実施すると、電波の無検出区間を検出するために、常時キャリアセンスを続けねばならず、結果として受信の時間が長くなりバッテリの消費が大きくなり、バッテリでの動作時間が著しく短くなる。
 本実施の形態によれば、パイロット信号も、リモコン信号も所定の周期で送受信されるので、受信の為に、無線機の電源を入れておく時間をその周期のごく短時間だけにできるので、消費電力が著しく、少なくでき、バッテリ動作の機器のバッテリ寿命を著しく長くすることができる。
 (第4の実施の形態)
 第3の実施の形態は、商用電源無線通信装置100がパイロット信号を送信するとして説明したが、商用電源無線通信装置100が複数ある場合には、どの商用電源無線通信装置がパイロット信号を送信すべきか、という問題が生じる可能性がある。
 パイロット信号を送信するか否かを決定する上で、使用者が任意の商用電源無線通信装置100を手動で指定することが考えられるが、非常に手間がかかる。そこで、商用電源無線通信装置100の間で自律的に、どちらがパイロット信号を送信するか否かを決めるようにすることが望ましい。
 そこで、第4の実施の形態では、複数の商用電源無線通信装置100の間でうまくパイロット信号を送信する商用電源無線通信装置100を決定する手順について説明する。
 予め、商用電源無線通信装置100と電池電源無線通信装置200とのネットワークが構築され、パイロット信号を送信する商用電源無線通信装置100が決定されている場合であれば、その後に追加される商用電源無線通信装置100は、パイロット信号を送信する商用電源無線通信装置100からパイロット信号が受信できるまで待ち、パイロット信号が検出されたら以後はパイロット信号を出力しないようにすることで、パイロット信号を送信する商用電源無線通信装置100が複数存在することはない。
 しかしながら、新築住宅や、停電から復帰する(例えば、住宅用ブレーカーが遮断された後に再投入された場合を含む場合)際には、過去に設置された全ての商用電源無線通信装置100、電池電源無線通信装置200が一斉に通電されることになる。このような場合には、複数の商用電源無線通信装置100の間でうまくパイロット信号を送信する商用電源無線通信装置100を決定することができなくなる。
 商用電源無線通信装置100は、電源投入後、所定時間(例えば3周期、商用交流電源の電圧周期が60Hzの地区では24msec、50Hzの地区では30msec)の間にパイロット信号が受信できるか否かのサーチを行う。そして、上記所定時間を越えてもパイロット信号が検出できない場合は、第2の所定時間(例えば50周期、商用交流電源の電圧周期が60Hzの地区では415msec、50Hzの地区では500msec)待ってから、所定時間(商用電源無線通信装置ごとに固有に設定されている待ち時間+乱数発生部によって与えられた待ち時間)後に再度、パイロット信号のサーチを行う。それでも、パイロット信号がサーチできないことを確認した後に、商用電源無線通信装置100は、自装置がパイロット信号発信優先順位1位であると判断し、以後パイロット信号を出力する。
 商用電源無線通信装置100ごとの待ち時間の設定においては、パイロット信号発信優先順位1位としたい商用電源無線通信装置の優先順位を高くする。例えば、テレビを表示制御の制御センターと位置づけたい場合は、テレビの待ち時間を短く、優先順位1位とすることで、停電復帰やシステム投入初期には、テレビが最優先でパイロット信号を出力する、パイロット信号発信優先順位1位となることができる。
 また、乱数発生部によって与えられた待ち時間とは、同一家庭内に優先順位が同じ機器が複数存在した場合(例えばテレビが2台有った場合)、パイロット信号の衝突が発生するので、それを回避するために設定されるものである。
 図14は、本発明の第4の実施の形態における商用電源無線通信装置100の処理フローを説明するためのフローチャートである。
 まず、電源が投入されると商用電源無線通信装置が駆動し、第1所定時間(例えば3周期、商用交流電源の電圧周期が60Hzの地区では24msec、50Hzの地区では30msec)無線信号を受信し、パイロット信号が受信できるか否かをサーチする(ステップS801)。そして、サーチすることでパイロット信号が受信できるか否かを判断(ステップS802)する。ステップS802において、商用電源無線通信装置100がパイロット信号を受信できれば、周囲にサーチ信号を発信する他の商用電源無線通信装置が存在することを意味するので、サーチを停止し、そのパイロット信号に従って第3の実施の形態で述べたように同期をとっていく(ステップS803)。
 また、ステップS802において、商用電源無線通信装置100が、第1所定時間のうちにパイロット信号を受信できなければ、第2所定時間(例えば50周期、商用交流電源の電圧周期が60Hzの地区では415msec、50Hzの地区では500msec)、何もせずに待つ(ステップS804)。
 第2所定時間が経過すると、商用電源無線通信装置100は、さらに装置ごとに予め設定された待ち時間、何もせずに待機する(ステップS805)。なお、この待ち時間は適宜設定が可能であり、パイロット信号発信優先順位1位となった方が良い機器(例えば、家庭内の情報表示中心となり、家庭に存在する可能性の高い機器)には、短い待ち時間が設定される。
 ステップS805の待ち時間が経過すると、さらに内蔵される乱数発生部(図示せず)により生成される時間、何もせずに待機する(ステップS806)。そして、乱数発生手段部が生成する時間が経過すると、第1所定時間よりも短い所定時間の間にパイロット信号が受信できるか否かをサーチし(ステップS807)、パイロット信号が受信できるか否かを判断する(ステップS808)。
 ステップS808において、商用電源無線通信装置100は、所定時間のうちにパイロット信号が受信できれば、システムエラーと判断する(ステップS809)。また、ステップS808において、商用電源無線通信装置100は、所定時間のうちにパイロット信号が受信できなければ、パイロット信号を発信する(ステップS810)。以後は、第3の実施の形態で述べた通りの処理を行なう。
 以上の通り、本実施の形態によれば、複数の商用電源無線通信装置100の間で、自律的にパイロット信号を送信するか否かを決めることができる。
 以上のように、本発明によれば、妨害を確実に防ぐために、常に対策通信を行う必要がなく、かつ、電子レンジ動作中でも実効的な伝送速度が低下しない無線通信装置を実現できる。よって、本発明は、電波による無線通信を行う無線通信装置、特に、電子レンジが動作している環境下で通信を行った時に、電子レンジからの不要輻射の影響で通信距離が低下することを防ぐことのできる無線通信装置等として有用である。
 301,401,501  無線通信装置
 302  送信部
 303  受信部
 304  送信出力可変部
 305  送信伝送レート可変部
 306  電力輻射検出部
 307  タイミング検出部
 308  制御部
 309  アンテナ
 100  商用電源無線通信装置
 102  周波数検出部
 103  パイロット信号作成部
 104  無線送受信部
 105  機器制御部
 200  電池電源無線通信装置
 201  無線送受信部
 202  パイロット信号検出部
 203  データ信号処理部
 204  制御部
 400  無線送受信システム

Claims (5)

  1. データを受信する受信部と、
    前記受信部で受信したデータから電力輻射を検出する電力輻射検出部と、
    前記電力輻射が停止する停止タイミングを検出するタイミング検出部と、
    前記電力輻射検出部が、電力輻射を検出した場合に、通常通信モードから回避通信モードに切り替える制御部と、
    前記回避通信モードにおいて、
    送信時間Tおよび送信周期Tを、
    =T/2/M、かつ、T=T/2、
    (T:商用交流電源の周期,M≧4)、
    の関係とした送信パケットを作成する送信部と、
    前記送信パケットの送信出力を前記通常通信モードのT/T倍に設定する送信出力可変部と、
    前記送信パケットの送信伝送レートを前記通常通信モードのT/T倍に設定する送信伝送レート可変部とを備え、
    前記送信部は、前記停止タイミングに同期したタイミングで、前記送信パケットを送信する無線通信装置。
  2. 前記電力輻射検出部は、前記受信データのビットエラーが周期T/2で周期的に発生している場合に電力輻射ありと検出し、
    前記タイミング検出部は、受信データのビットエラーが発生しないタイミングに基づいて、前記電力輻射が中断するタイミングを検出する請求項1に記載の無線通信装置。
  3. 前記電力輻射検出部は、相手側の無線通信装置からの送信がないときに前記受信電力検出部で検出される受信電力が、周期T/2で周期的に変動するパターンであること検出したときに電力輻射ありと検出し、
    タイミング検出部は、前記受信電力が低下するタイミングに基づいて、前記電力輻射が中断するタイミングを検出する請求項1に記載の無線通信装置。
  4. 前記制御部は、前記送信部を制御して送信間隔T=T/2+T(Tは-T/2≦T≦T/2)で送信パケットを送信し、
    前記タイミング検出部は、前記受信部で受信した応答パケットの内容により前記停止タイミングを検出する請求項1に記載の無線通信装置。
  5. 前記電力輻射検出部が、受信側の無線通信装置でビットエラーが発生したことを応答パケットの内容により検出したときには、前記制御部は、前記送信部を制御して、次の送信タイミングを前記送信周期Tとは異なったタイミングとした後、送信時間T、送信周期Tで送信パケットを送信する請求項1に記載の無線通信装置。
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