WO2012108450A1 - 無線機及び無線通信システム - Google Patents

Abstract

　無線機は、予め用意された複数の周波数チャネルから１つを選択する。前記無線機は、前記選択された前記周波数チャネルを通じて電波を受信する。前記無線機は、前記電波を受信すると受信された前記電波を復調してビット列を取得する。前記無線機は、前記取得されたビット列が所定のビットパターンを含んでいるか否かを確認する。前記無線機、前記ビット列が前記所定のビットパターンを含んでいれば前記受信された電波が所定の情報を含む目的の無線信号であると判定し、前記ビット列が前記所定のビットパターンを含んでいなければ前記受信された電波が前記目的の無線信号ではないと判定する。前記無線機は、前記受信された電波が前記目的の無線信号であると判定すると前記ビット列を復号化して前記所定の情報を取得する。前記無線機は、前記受信された電波が前記目的の無線信号ではないと判定すると、選択した周波数チャネルとは異なる周波数チャネルを前記複数の周波数チャネルから選択する。

Description

無線機及び無線通信システム

　本発明は、無線機及び、複数の無線機からなる無線通信システムに関する。

　従来の無線機及び無線通信システムとして、文献１（特開２００９－２６５９４０号公報）に記載されている火災警報器及び火災警報システムがある。この従来システムは、それぞれが無線機である複数台の火災警報器からなり、何れかの火災警報器で火災が感知されると、無線通信によって火元の火災警報器から他の火災警報器へ火災発生が通知される。そして、火元の火災警報器並びに他の火災警報器を含む全ての火災警報器が連動して火災警報を発報することにより、迅速且つ確実に火災発生を報知することができる。

　また、別の従来例として、次のような無線通信システムも提案されている。例えば、集合住宅の各住戸に設置された火災警報システムと、集合住宅の管理室などに設置されて各火災警報システムと有線で接続される監視装置（火災受信機）とからなるシステムがある。かかる従来システムでは、何れかの住戸で火災が発生した場合、当該住戸の火災警報システムから監視装置に火災発生が通知される。そして、監視装置から火元以外の住戸の火災警報システムに火災発生が通知されると、火元の住戸の火災警報システムと火元以外の各住戸の火災警報システムとが連動して火災警報を発報することにより、集合住宅の全ての住戸に迅速且つ確実に火災発生を報知することができる。

　ここで、各住戸に設置される火災警報システムは、監視装置と有線で接続される親機と、親機との間で無線通信を行う複数の子機とで構成されている。なお、各火災警報システムの子機は、原則として自己が属するシステムの親機とのみ通信し、他のシステム（他の住戸に設置される火災警報システム）の親機とは通信しないことになっている。

　しかしながら、集合住宅の何れかの住戸に設置されている親機から送信された無線信号（電波）が隣接する他の住戸にまで届き、当該他の住戸に設置されている親機から送信された無線信号と衝突してしまう虞がある。そこで、従来は隣接する住戸に設置されている火災警報システムの周波数チャネルを異ならせ、火災警報システム同士の無線信号の干渉を抑制している。

　ところが、上述した火災警報システムなどの無線通信システムに利用可能な無線信号の周波数帯が法律（電波法）で規定されており、個々の火災警報システムで利用可能な周波数チャネルの数は僅かであり、チャネル間隔も数十キロヘルツ程度でしかない。そのため、子機で受信される正規のチャネルの電力と、正規のチャネルと異なる別のチャネルの隣接チャネル漏洩電力との差が小さくなる場合があり、このような場合には火災警報システム同士の無線信号の干渉を抑制することができない。そして、無線信号の干渉により、無線機（例えば、子機）が受信すべき情報（例えば、火災発生の通知）を受信することができなくなるという問題がある。

　このような問題は、電波法の規定を遵守して周波数チャネルを利用しているものの、隣接チャネル漏洩電力という無視できない問題であり、火災警報システムなどの無線通信システムに限らず、無線式の防犯連絡システムや、無線式の遠隔リモコンシステムなど、設備制御向けの無線通信システムには、必ずつきまとう問題である。なお、他国では、わが国の電波法に相当する各国法律のもとで、利用可能な周波数チャネルが規定されているものの、やはり上述の問題点を抱えたままであるといえる。

　本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、無線信号の干渉が生じている場合においても、当該無線信号で伝送される情報の受け取りを可能とすることを目的とする。

　本発明に係る第１の形態の無線機は、変更手段と、受信手段と、検出手段と、情報取得手段と、を備える。前記変更手段は、予め用意された複数の周波数チャネルから１つを選択するように構成される。前記受信手段は、前記変更手段で選択された前記周波数チャネルを通じて電波を受信するように構成される。前記受信手段は、前記電波を受信すると受信された前記電波を復調してビット列を取得するように構成される。前記検出手段は、前記受信手段で取得された前記ビット列が所定のビットパターンを含んでいるか否かを確認するように構成される。前記検出手段は、前記ビット列が前記所定のビットパターンを含んでいれば前記受信された電波が所定の情報を含む目的の無線信号であると判定し、前記ビット列が前記所定のビットパターンを含んでいなければ前記受信された電波が前記目的の無線信号ではないと判定するように構成される。前記情報取得手段は、前記受信された電波が前記目的の無線信号であると前記検出手段が判定すると前記ビット列を復号化して前記所定の情報を取得するように構成される。前記変更手段は、前記受信された電波が前記目的の無線信号ではないと前記検出手段が判定すると、選択した周波数チャネルとは異なる周波数チャネルを前記複数の周波数チャネルから選択するように構成される。

　本発明に係る第２の形態の無線機は、第１の形態の無線機において、前記受信手段は、前記変更手段で選択された前記周波数チャネルにおける電波を検知すると、前記電波の信号レベルを測定するように構成される。前記変更手段は、前記受信された電波が前記目的の無線信号ではないと前記検出手段が判定すると、前記選択した周波数チャネルを除く前記複数の周波数チャネルを順番に選択して、前記選択した周波数チャネルを除く前記複数の周波数チャネルそれぞれの前記信号レベルを前記受信手段から取得するように構成される。前記変更手段は、前記受信手段から取得した前記信号レベルを参照して、前記信号レベルが最も高い前記電波に対応する前記周波数チャネルを選択するように構成される。

　本発明に係る第３の形態の無線機は、第１または第２の形態の無線機において、前記受信手段は、前記変更手段で選択された前記周波数チャネルにおける電波を検知すると、前記電波の信号レベルを測定するように構成される。前記受信手段は、前記信号レベルがキャリア検知のしきい値以上であれば、前記無線信号の受信を開始するように構成される。前記しきい値は、前記複数の周波数チャネルのそれぞれに対応付けられている。前記複数の周波数チャネルは、予め関連付けられた無線機に対応する所定の周波数チャネルを含む。前記所定の周波数チャネルに対応するしきい値が最も小さい。

　本発明に係る第４の形態の無線機は、第３の形態の無線機において、前記所定の周波数チャネルを通じて無線信号を送信する送信手段を備える。

　本発明に係る第１の形態の無線通信システムは、第１の形態の無線通信システムにおいて、複数のサブシステムを備える。前記複数のサブシステムのそれぞれは、１つの親機と、前記親機と無線通信を行う子機とを含む。前記複数のサブシステムのそれぞれには、異なる周波数チャネルが割り当てられる。前記親機は、自身が属するサブシステムに割り当てられた前記周波数チャネルを通じて前記子機と無線通信を行うように構成される。前記親機は、前記複数のサブシステムに共通する第１期間内に第１無線信号を送信し、前記第１期間後の前記複数のサブシステムに共通する第２期間に第２無線信号を待ち受けるように構成される。前記第１無線信号は、前記所定のビットパターンを含む。前記子機は、第１～第４のうちいずれかの前記無線機である。前記子機は、前記第１無線信号を受信すると、前記第２期間に前記第２無線信号を送信するように構成される。前記親機は、前記第２期間において、複数のタイムスロットを用意するように構成される。前記親機は、自身が属するサブシステムに含まれる前記子機に前記タイムスロットを割り当てるように構成される。前記子機は、割り当てられたタイムスロットを用いて前記第２無線信号を前記親機に送信するように構成される。前記親機は、自身が属するサブシステムに含まれる前記子機に関して、無応答子機が存在するか否かを判定するように構成される。前記無応答子機は、前記親機が前記第２無線信号を受信できなかった前記子機である。前記親機は、前記無応答子機が存在すると判定した場合に、前記無応答子機の前記タイムスロットを別のタイムスロットに変更するように構成される。

　本発明に係る第２の形態の無線通信システムは、第１の形態の無線通信システムにおいて、前記親機は、前記無応答子機が存在すると判定した場合に、前記無応答子機の前記タイムスロットを、前記親機が前記第２無線信号を受信した前記子機に割り当てられた前記タイムスロットと入れ替えるように構成される。

　本発明に係る第３の形態の無線通信システムは、第１の形態の無線通信システムにおいて、前記複数のタイムスロットは、前記子機に割り当てられていない予備のタイムスロットを含む。前記親機は、前記予備のタイムスロットを前記別のタイムスロットとして選択するように構成される。

　本発明に係る第４の形態の無線通信システムは、第１の形態の無線通信システムにおいて、前記親機は、他のいずれの前記サブシステムにおいても前記子機が前記第２無線信号を送信していない無電波期間が前記第２期間にあるか否かを判定するように構成される。前記親機は、前記第２期間に前記無電波期間があれば、前記無電波期間に対応する前記タイムスロットを、前記別のタイムスロットとして選択するように構成される。

　本発明に係る第５の形態の無線通信システムは、第１の形態の無線通信システムにおいて、前記親機は、前記第２無線信号の受信レベルを測定するように構成される。前記親機は、前記無応答子機が存在すると判定した場合に、前記無応答子機の前記タイムスロットを、前記第２無線信号の前記受信レベルが最も高い前記子機に割り当てられた前記タイムスロットと入れ替えるように構成される。

　本発明に係る第６の形態の無線通信システムは、第１の形態の無線通信システムにおいて、前記親機は、前記第２期間において他の前記サブシステムに属する前記子機からの前記第２無線信号の受信レベルを測定するように構成される。前記親機は、前記受信レベルが所定の閾値以下となる低電波期間が前記第２期間にあるか否かを判定するように構成される。前記親機は、前記第２期間に前記低電波期間があれば、前記低電波期間に対応する前記タイムスロットを、前記別のタイムスロットとして選択するように構成される。

実施形態１の無線機（子機）の動作を説明するためのフローチャートである。 上記無線機を備える火災警報システム（無線通信システム）の構成図である。 上記火災警報システムにおける親機と子機のブロック図である。 上記火災警報システムにおける無線信号のフレームフォーマットの説明図である。 上記火災警報システムにおける動作説明用のタイムチャートである。 上記火災警報システムにおける無線信号の干渉の説明図である。 上記火災警報システムにおけるスロット番号の変更方法の説明図である。 上記火災警報システムにおけるスロット番号の変更方法の説明図である。 上記火災警報システムにおけるスロット番号の変更方法の説明図である。 上記火災警報システムにおけるスロット番号の変更方法の説明図である。 上記火災警報システムにおけるスロット番号の変更方法の説明図である。 上記火災警報システムにおける無線信号の受信レベルを計測する際の動作を説明するためのタイムチャートである。

　以下、従来技術で説明した無線機（火災警報器）並びに無線通信システム（火災警報システム）に本発明の技術思想を適用した実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。ただし、本発明の技術思想が適用可能な無線機及び無線通信システムは火災警報器及び火災警報システムに限定されるものでなはく、例えば、不審者の侵入などを検知する防犯センサなどを搭載した無線機、並びに当該無線機を有するセキュリティシステムなどにも適用可能である。

　本実施形態の火災警報システム（無線通信システム）は、図２に示すように複数（図示例では３つ）のサブシステムＳＳ１～ＳＳ３と、各サブシステムＳＳｉ（ｉ＝１，２，３）の親機Ｍ１～Ｍ３と通信線Ｌｓを介して接続された監視装置Ｘとで構成されている。サブシステムＳＳｉは、１台の親機Ｍｉと、親機Ｍｉとの間で無線通信を行う１乃至複数（図示例では３台）の無線機（子機）Ｓｉｊ（ｉ＝１，２，３、ｊ＝１，２，３）とを有し、例えば、集合住宅の各住戸や商業施設の各店舗などに設置される。

　このように本実施形態の無線通信システムは、複数（図示例では３台）の親機Ｍｉと、複数（図示例では９台）の子機Ｓｉｊと、を備える。

　複数の親機Ｍｉのそれぞれは、当該親機Ｍｉと無線通信を行う子機ＳｉｊとともにサブシステムＳＳｉを形成する。複数の親機Ｍｉは、第１期間（下り区間）ＤＴ内に第１無線信号を送信し、第１期間（下り区間）ＤＴ後の第２期間（上り区間）ＵＴに第２無線信号を待ち受けるように構成される。本実施形態では、複数のサブシステムＳＳｉのそれぞれに周波数チャネルが割り当てられている。したがって、親機Ｍｉは、自身が属するサブシステムＳＳｉに割り当てられた周波数チャネルを用いて無線信号（第１無線信号）を送信するように構成される。つまり、複数の親機Ｍｉは、異なる周波数チャネルを通じて第１無線信号を送信するように構成される。

　複数の子機Ｓｉは、第１無線信号を受信すると第２期間（上り区間）ＵＴに第２無線信号を送信するように構成される。各子機Ｓｉは、第１無線信号を受信するための周波数チャネルを予め用意された複数の周波数チャネルから選択するように構成される。子機Ｓｉは初期状態では、自身が属するサブシステムＳＳｉに割り当てられた周波数チャネルを選択する。すなわち、初期状態では、各子機Ｓｉは、自身が属するサブシステムＳＳｉに属する親機Ｍｉから第１無線信号を受信するように構成される。

　また監視装置Ｘは、通信線Ｌｓを介して各親機Ｍｉとの間で通信（有線通信）を行うものであって、例えば、集合住宅や商業施設の管理室などに設置される。ただし、本実施形態では集合住宅に設置される場合を例示する。

　子機Ｓｉｊは、子機制御部２０、アンテナ２１、無線通信部２２、センサ部２３、電池電源部２４などを備える。無線通信部２２は、例えば、電波法施行規則第６条第４項第３号に規定される「小電力セキュリティシステムの無線局」に準拠して電波を媒体とする無線信号を送受信する。無線通信部２２は、予め用意された複数の異なる周波数チャネルから選択された周波数チャネルを通じて、無線信号の送受信を行うように構成される。センサ部２３は、火災に伴う煙や熱を検知する火災センサである。なお、セキュリティシステムの場合には、センサ部２３を防犯センサ、例えば、人体から放射される赤外線を焦電素子により検知する人感センサや、窓ガラスに加わる振動を検知する破壊センサなどとすればよい。子機制御部２０はマイクロコンピュータ（以下、マイコンと略す。）を主構成要素とし、センサ部２３で火災が検知されたとき又は親機Ｍｉから火災発生の通知を受けたときにスピーカ（図示せず）から警報音（ブザー音や火災の発生を知らせる音声メッセージなど）を鳴動させる処理や、無線通信部２２を制御して火災発生を無線通信で親機Ｍｉに通知する処理などを行う。電池電源部２４は、一次電池あるいは二次電池を電源として子機制御部２０、無線通信部２２、センサ部２３の動作電源を作成して供給している。これらの子機Ｓｉｊは、電池の消耗を極力防ぐため、後述するように受信動作を常時ではなく間欠的に行う。

　本実施形態では、子機制御部２０は、変更手段と、検出手段と、情報取得手段として機能するように構成される。また、無線通信部２２は、受信手段と、送信手段として機能するように構成される。

　変更手段は、予め用意された複数の周波数チャネルから１つを選択するように構成される。複数の周波数チャネルは、複数のサブシステムＳＳｉのそれぞれに割り当てられる異なる周波数チャネルを含む。初期状態において、変更手段は、子機Ｓｉｊが属するサブシステムＳＳｉに割り当てられた周波数チャネルを選択する。本実施形態では、「小電力セキュリティシステムの無線局の無線設備　標準規格　ＲＣＲ　ＳＴＤ－３０」で定められた周波数チャネルが用いられる。この規格では、例えば、２４の周波数チャネルが定義されている。周波数チャネルが占有する帯域は、４２６．２６２５ＭＨｚ～４２６．８３７５ＭＨｚであり、周波数チャネル間の間隔は２５ｋＨｚである。例えば、初期状態では、サブシステムＳＳ１に４２６．２６２５ＭＨｚの周波数チャネルが、サブシステムＳＳ２に４２６．２８７５ＭＨｚの周波数チャネルが、サブシステムＳＳ３に４２６．３１２５ＭＨｚの周波数チャネルが、それぞれ割り当てられる。なお、複数の周波数チャネルは上記の例に限定されない。

　受信手段は、変更手段で選択された周波数チャネルを通じて電波を受信するように構成される。受信手段は、変更手段で選択された周波数チャネルにおける電波を検知すると、電波の信号レベルを測定するように構成される。受信手段は、信号レベルがキャリア検知のしきい値以上であれば、電波の受信を開始するように構成される。しきい値は、複数の周波数チャネルのそれぞれに対応付けられている。複数の周波数チャネルは、予め関連付けられた無線機に対応する所定の周波数チャネルを含んでいる。所定の周波チャネルは、子機Ｓｉｊが属するサブシステムＳＳｉに割り当てられた周波数チャネルである。所定の周波数チャネルに対応するしきい値が最も小さい。受信手段は、電波を受信すると、受信された電波を復調してビット列を取得するように構成される。

　検出手段は、受信手段で取得されたビット列が所定のビットパターンを含んでいるか否かを確認するように構成される。所定のビットパターンは、例えば、後述する同期ビットパターンである。検出手段は、ビット列が所定のビットパターンを含んでいれば受信された電波が所定の情報を含む目的の無線信号であると判定し、ビット列が所定のビットパターンを含んでいなければ受信された電波が目的の無線信号ではないと判定するように構成される。所定の情報は、例えば、後述するメッセージ２０５である。本実施形態において、目的の無線信号は、第１無線信号である。

　情報取得手段は、受信された電波が目的の無線信号であると検出手段が判定すると、ビット列を復号化して所定の情報（メッセージ２０５）を取得するように構成される。

　前記変更手段は、受信された電波が目的の無線信号ではないと検出手段が判定すると、選択した周波数チャネルとは異なる周波数チャネルを複数の周波数チャネルから選択するように構成される。

　特に、本実施形態では、変更手段は、受信された電波が目的の無線信号ではないと検出手段が判定すると、選択した周波数チャネルを除く複数の周波数チャネルを順番に選択して、選択した周波数チャネルを除く複数の周波数チャネルそれぞれの前記信号レベルを受信手段から取得するように構成される。変更手段は、受信手段から取得した信号レベルを参照して、信号レベルが最も高い電波に対応する周波数チャネルを選択するように構成される。

　送信手段は、所定の周波数チャネルを通じて無線信号（第２無線信号）を送信するように構成される。

　親機Ｍｉは、親機制御部１０、アンテナ１１、無線通信部１２、センサ部１３、有線通信部１４、電源部１５などを備える。無線通信部１２は、例えば、子機Ｓｉｊの無線通信部２２と同様に、電波法施行規則第６条第４項第３号に規定される「小電力セキュリティシステムの無線局」に準拠して電波を媒体とする無線信号を送受信する。無線通信部１２は、予め用意された複数の異なる周波数チャネルから選択された周波数チャネルを通じて、無線信号の送受信を行うように構成される。有線通信部１４は、通信線Ｌｓを介して監視装置Ｘ並びに他の親機Ｍｊ（ｊ≠ｉ）との間で有線通信を行う。センサ部１３は、火災に伴う煙や熱を検知する火災センサである。なお、セキュリティシステムの場合には、センサ部１３を防犯センサ、例えば、人体から放射される赤外線を焦電素子により検知する人感センサや、窓ガラスに加わる振動を検知する破壊センサなどとすればよい。

　親機制御部１０は、子機制御部２０と同様にマイコンを主構成要素とし、センサ部１３で火災を検知するか、あるいは何れかの子機Ｓｉｊから無線信号で火災発生が通知されたときにスピーカ（図示せず）から警報音（ブザー音や火災の発生を知らせる音声メッセージなど）を鳴動させる処理などを行う。さらに親機制御部１０は、有線通信部１４を介して監視装置Ｘから受け取る指示に基づく処理（後述する点検開始など）や監視装置Ｘへの報知などの処理も行う。電源部１５は外部の電源（例えば、商用交流電源１００）から給電される交流電力を直流電力に変換して親機制御部１０、無線通信部１２、センサ部１３、有線通信部１４に供給している。なお、親機Ｍｉは外部電源で動作するため、子機Ｓｉｊとは異なり、送信時以外では無線通信部１２が常時受信待ちの状態にある。

　親機Ｍｉ及び子機Ｓｉｊには固有の識別符号が割り当てられて各々の制御部１０，２０が有するメモリに格納されており、当該識別符号によって無線通信及び有線通信の送信先並びに送信元が特定できる。識別符号としては、例えば、サブシステムＳＳｉを識別するためのシステム番号（親機Ｍｉの識別符号）ｉと、サブシステムＳＳｉ内の子機Ｓｉｊを識別するための子機番号ｊとを組み合わせたものが用いられる。そして、それぞれの親機Ｍｉに各子機Ｓｉｊが登録される際に親機Ｍｉから各子機Ｓｉｊにシステム番号ｉと子機番号ｊ、すなわち識別符号が割り当てられる。

　図４は本実施形態におけるサブシステムＳＳｉで送受信される無線信号（第１無線信号または第２無線信号）のフレームフォーマット２００を示している。すなわち、１フレームは同期ビット（プリアンブル）２０１、フレーム同期パターン（ユニーク・ワード）２０２、送信先アドレス２０３、送信元アドレス２０４、メッセージ（データ）２０５、チェック・コード（ＣＲＣ符号等）２０６で構成されている。そして、送信先アドレス２０３として識別符号が設定されていれば、当該識別符号が割り当てられている無線機（親機Ｍｉ又は子機Ｓｉｊ）のみが無線信号を受信してメッセージを取得することになる。しかしながら、送信先アドレス２０３として何れの端末にも割り当てられていない特殊なビット列（例えば、すべてのビットを１としたビット列）が設定された場合、その無線信号が同報（マルチキャスト）されて全ての端末でメッセージが取得される。すなわち、この特殊なビット列は同報用アドレスである。例えば、後述する定期監視メッセージまたは点検開始メッセージを含む無線信号は、親機Ｍｉから全ての子機Ｓｉｊに同報される。なお、サブシステムＳＳｉの親機Ｍｉと監視装置Ｘ及びサブシステムＳＳｉの親機Ｍｉ同士の間で行われる有線通信の信号も、図４に示したフレームフォーマット２００と共通である。

　ところで、各子機Ｓｉｊにおいては、上述したように電池電源部２４の電池寿命をできるだけ長くするために間欠受信を行っている。すなわち、子機制御部２０は、マイコンに内蔵するタイマで所定の間欠受信周期（休止期間）を繰り返しカウントするとともに間欠受信周期のカウントが完了する毎に無線通信部２２を起動して希望波（親機Ｍｉが送信した無線信号）が受信できるか否かをチェックする。そして、当該無線信号が捉えられなければ、子機制御部２０は直ちに無線通信部２２を停止して待機状態に移行させることで平均消費電力を大幅に低減している。なお、無線信号の受信チェック（いわゆるキャリア検知）は、無線通信部２２から出力される、受信信号強度の大小に比例した直流電圧信号である受信信号強度表示信号（Receiving Signal Strength Indication:ＲＳＳＩ信号）に基づいて子機制御部２０が行っている。例えば、子機制御部２０は、休止期間が経過する毎に無線通信部２２を起動する。無線通信部２２は、起動されると、受信信号強度表示信号を子機制御部２０に出力する。子機制御部２０は、受信信号強度表示信号の示す受信信号強度に基づいて、電波の有無を判定する。例えば、子機制御部２０は、受信信号強度が所定のしきい値（キャリア検知のしきい値）以上であれば、電波が存在していると判定する。子機制御部２０は、電波が存在していると判定すると、無線通信部２２を制御して電波の受信を開始する。これによって、子機Ｓｉｊは、電波を受信する。一方、子機制御部２０は、無線通信部２２を起動してから所定の待機期間が経過するまでに受信信号強度が所定のしきい値（キャリア検知のしきい値）以上にならなければ、電波が存在していないと判定し、無線通信部２２の動作を停止させる。そして、子機制御部２０は、再び休止期間のカウントを開始する。

　一方、親機Ｍｉの親機制御部１０は、定期的（例えば、数時間乃至十数時間毎）に定期監視メッセージを含む無線信号（第１無線信号；監視信号）を無線通信部１２から同報送信（マルチキャスト）させる。すなわち、親機Ｍｉは、所定の待機期間が経過する毎に、第１無線信号を送信するように構成される。本実施形態では、親機Ｍｉは、親機送信期間Ｔの間、第１無線信号を繰り返し送信する。本実施形態では、親機送信期間Ｔは、下り区間ＤＴに等しい。ただし、親機送信期間Ｔは下り区間ＤＴより短くても良い。第１無線信号において、送信先アドレス２０３は同報用アドレスであり、送信元アドレス２０４は親機Ｍｉの識別符号である。したがって、子機Ｓｉｊは、異なるサブシステムＳＳｉに属する親機Ｍｉからも第１無線信号を受信することができる。すなわち、第１無線信号は、親機Ｍｉとは異なるサブシステムＳＳｉに属する子機Ｓｉｊにおいても受信され得る。

　各子機Ｓｉｊにおいては、子機制御部２０がセンサ部２３の故障の有無や電池電源部２４の電池切れの有無などを一定周期で（例えば、１時間毎に）監視するとともに、その監視結果を図示しないメモリに記憶している。そして、子機制御部２０は、親機Ｍｉから前記定期監視メッセージ（第１無線信号）を受け取ったときに、メモリに記憶している監視結果を通知するための通知メッセージを含む無線信号（第２無線信号；通知信号）を親機Ｍｉに返信する。第２無線信号において、送信先アドレス２０３は子機Ｓｉｊと同じサブシステムＳＳｉに属する親機Ｍｉの識別符号であり、送信元アドレス２０３は子機Ｓｉｊの識別符号である。例えば、子機Ｓ１１からの第２無線信号においては、送信先アドレス２０３は親機Ｍ１の識別符号であり、送信元アドレス２０４は子機Ｓ１１の識別符号である。第２無線信号の送信先アドレス２０３は同報用アドレスではないから、親機Ｍｉは、異なるサブシステムＳＳｉに属する子機Ｓｉｊから第２無線信号を受信することはない。

　親機Ｍｉの親機制御部１０は、定期監視メッセージを含む無線信号（第１無線信号）を送信してから所定時間が経過するまで無線通信部１２を受信状態として各子機Ｓｉｊから返信される無線信号（第２無線信号）を受信待ちする。そして、所定時間内に通知メッセージを含む無線信号（第２無線信号）を受信できない子機Ｓｉｊや通知メッセージで異常有りの監視結果を通知してきた子機Ｓｉｊがある場合、親機制御部１０は、ブザー音を鳴動させるなどして異常の発生を報知するとともに有線通信部１４から信号を送信させて監視装置Ｘに通知する。なお、親機Ｍｉにおいて所定時間内に通知メッセージを含む無線信号（第２無線信号）を受信できない原因としては、子機Ｓｉｊの故障や電池切れの他に、当該子機Ｓｉｊと親機Ｍｉとの間の通信環境の低下（例えば、障害物の存在やノイズの発生など）が考えられる。

　次に、本実施形態の火災警報システムの基本動作（火災発生時の動作）について説明する。例えば、サブシステムＳＳ３が設置されている住戸で火災が発生し、サブシステムＳＳ３の子機Ｓ３３が火災を検知したと仮定する。火災を検知した子機Ｓ３３（以下、火元の子機Ｓ３３と呼ぶ。）では、子機制御部２０がスピーカから警報音を鳴動させるとともに火災発生を通知するためのメッセージ（発報メッセージ）を含む無線信号を無線通信部２２から送信させる。火元の子機Ｓ３３から送信された無線信号が親機Ｍ３で受信されると、当該親機Ｍ３の親機制御部１０がスピーカから警報音を鳴動させるとともに発報メッセージを含む無線信号を無線通信部１２から送信させ、さらに発報メッセージを含む信号を有線通信部１４より送信させる。火元以外の子機Ｓ３１、Ｓ３２では、火元の子機Ｓ３３又は親機Ｍ３から送信される無線信号（発報メッセージを含む無線信号）を受信すると、子機制御部２０がスピーカから警報音を鳴動させる。その結果、火災が発生した住戸（火元の住戸）において、サブシステムＳＳ３に属する全ての火災警報器（親機Ｍ３及び子機Ｓ３１～Ｓ３３）が連動して警報音を鳴動させることができる。

　一方、火元の住戸の親機Ｍ３から送信される信号を受信した監視装置Ｘは、火元以外の住戸に設置されたサブシステムＳＳ１，ＳＳ２の親機Ｍ１，Ｍ２に対して発報メッセージを含む信号を信号線Ｌｓを介して送信する。なお、監視装置Ｘから消防署（セキュリティシステムの場合はセキュリティサービスを提供する企業の管理センター）などへ、インターネットや公衆電話回線網若しくは携帯電話網などのネットワークを介して火災発生を報知しても構わない。そして、監視装置Ｘから送信される信号を有線通信部１４で受信した親機Ｍ１，Ｍ２では、親機制御部１０がスピーカから警報音を鳴動させるとともに発報メッセージを含む無線信号を無線通信部１２から送信させる。すると、それぞれのサブシステムＳＳ１，ＳＳ２に属する全ての子機Ｓ１１～Ｓ１３、Ｓ２１～Ｓ２３において、親機Ｍ１，Ｍ２から送信される無線信号を受信し、子機制御部２０がスピーカから警報音を鳴動させる。その結果、火元の以外の住戸を含む全ての住戸においても、全火災警報器（親機Ｍ１，Ｍ２及び子機Ｓ１１～Ｓ１３，Ｓ２１～Ｓ２３）が連動して警報音を鳴動させることができる。

　ところで、住宅用火災警報器に関して、法的には定期的な点検が義務づけられていないが、安全上の観点から１ヶ月に一度程度の点検実施が推奨されている。そこで、本実施形態においても、監視装置Ｘからの指示に応じて各サブシステムＳＳｉが自動的に点検（動作テスト）を行うことができるようになっている。

　例えば、管理人が所定の操作を行うことで監視装置Ｘから点検開始を通知するメッセージ（点検開始メッセージ）を含む信号（点検信号）が信号線Ｌｓを介して各親機Ｍｉに同報送信される。すなわち、監視装置Ｘは、ユーザの操作に応じて、点検信号を複数の親機Ｍｉに送信するように構成される。

　各サブシステムＳＳｉの親機Ｍｉでは、有線通信部１４で前記信号（点検信号）を受信して点検開始メッセージを受け取ると、親機制御部１０が点検（動作テスト）を開始する。ただし、この点検（動作テスト）は、各サブシステムＳＳｉ毎に実施される定期監視と基本的に同じ処理が実行される。つまり、親機Ｍｉの親機制御部１０が点検開始メッセージを含む無線信号（第１無線信号）を無線通信部１２から同報送信させる。

　各子機Ｓｉｊの子機制御部２０は、定期監視メッセージを受け取ったときと同様にメモリに記憶している監視結果を通知するための通知メッセージを含む無線信号（第２無線信号）を親機Ｍｉに返信する。

　親機Ｍｉの親機制御部１０は、点検開始メッセージ（または定期監視メッセージ）を含む無線信号を送信してから所定時間が経過するまで無線通信部１２を受信状態として各子機Ｓｉｊから返信される無線信号を受信待ちする。そして、所定時間内に通知メッセージを含む無線信号を受信できない子機Ｓｉｊや通知メッセージで異常有りの監視結果を通知してきた子機Ｓｉｊがある場合、親機制御部１０は、ブザー音を鳴動させるなどして異常の発生を報知するとともに有線通信部１４から信号を送信させて監視装置Ｘに通知する。

　ここで、各親機Ｍｉから点検開始メッセージ（または定期監視メッセージ）を含む無線信号（第１無線信号）が一斉（同時）に送信された場合、隣接した住戸のサブシステムＳＳｉ同士の間で無線信号が干渉し、当該サブシステムＳＳｉの子機Ｓｉｊが無線信号を正常に受信できない可能性がある。また、各サブシステムＳＳｉの子機Ｓｉｊが送信期間（上り区間）ＵＴ内に親機Ｍｉへ無線信号（第２無線信号）を送信する際にも、隣接した住戸のサブシステムＳＳｉ同士の間で無線信号（第２無線信号）が干渉する虞がある。そのために本実施形態では、各親機Ｍｉ及び各子機Ｓｉｊが、サブシステムＳＳｉ毎に割り当てられ且つ互いに異なる周波数チャネルで無線信号を送信することにより、無線信号の干渉を抑制している。

　さらに本実施形態では、図５に示すように各サブシステムＳＳｉの子機Ｓｉｊが時分割多重方式で無線信号（通知メッセージを含む無線信号）を親機Ｍｉへ送信（返信）することにより、子機Ｓｉｊから送信される無線信号（第２無線信号）同士の衝突をできるだけ回避している。すなわち、送信期間（上り区間）ＵＴが複数（子機Ｓｉｊの台数よりも少なくない個数）のタイムスロット（以下、スロットと略す。）に分割され、それぞれのサブシステムＳＳｉの親機Ｍｉにより、各サブシステムＳＳｉ毎に各子機Ｓｉｊにそれぞれ重複しないように１つずつスロットが割り当てられている。換言すれば、親機Ｍｉは、第２期間（上り区間）ＵＴにおいて、複数のタイムスロットを用意するように構成される。親機Ｍｉは、自身が属するサブシステムＳＳｉに含まれる複数の子機Ｓｉｊのそれぞれにタイムスロットを割り当てるように構成される。特に本実施形態では、複数のサブシステムＳＳｉは、互いに同期した同じ数のタイムスロットを有している。また、同期しているタイムスロットには共通のスロット番号が割り当てられている。

　例えば、複数のスロットに先頭から順番に１，２，…とスロット番号が付けられているとしたとき、各子機Ｓｉｊには識別符号の子機番号ｊと同じスロット番号が割り当てられている。したがって、子機Ｓｉｊの送信期間が開始されると、子機番号が１番の子機Ｓｉ１から順番に、子機制御部２０が、割り当てられたスロット番号のスロットで無線信号を親機Ｍｉへ送信させるので、同じサブシステムＳＳｉに属する子機Ｓｉｊ同士の間で無線信号（第２無線信号）が衝突するのを防ぐことができる（図５参照）。ただし、子機Ｓｉｊから親機Ｍｉへの返信方法は時分割多重方式に限定されるものではなく、例えば、キャリア検知多重アクセス方式などの他の方式であっても構わない。

　ところで、上述したように各サブシステムＳＳｉの子機Ｓｉｊが間欠受信を行っている場合、例え周波数チャネルが異なっているとしても、別のサブシステムＳＳｊの親機Ｍｊから送信される無線信号（第１無線信号）によって、サブシステムＳＳｉの子機Ｓｉｊが無線通信部２２を起動して受信状態になってしまうことがある。すなわち、子機Ｓｉｊが異なるサブシステムＳＳｉの親機Ｍｉから送信された第１無線信号を受信することがある。例えば、サブシステムＳＳ１の子機Ｓ１１と親機Ｍ１の距離に対して、当該子機Ｓ１１と他のサブシステムＳＳ２の親機Ｍ２との距離が相当に短い場合を想定する。

　図６は子機Ｓ１１の無線通信部２２で受信される無線信号（第１無線信号）の電界強度を示し、実線αが同じサブシステムＳＳ１の親機Ｍ１から送信された無線信号（第１無線信号）の電界強度、破線βが他のサブシステムＳＳ２の親機Ｍ２から送信された無線信号（第１無線信号）の電界強度を示している。

　これら２種類の無線信号の周波数チャネルのチャネル間隔が比較的に狭いため、サブシステムＳＳ１の周波数チャネルにおける電界強度（電力）と、サブシステムＳＳ２の周波数チャネルの隣接チャネル漏洩電力との差が小さくなっている。その結果、子機Ｓ１１の無線通信部２２から見ると、隣のサブシステムＳＳ２の親機Ｍ２から送信された無線信号の受信レベル（ＲＳＳＩ信号の値、すなわち、受信信号強度）がしきい値以上となり、本来は受信する必要のない隣のサブシステムＳＳ２の無線信号を受信することで電池を消耗する虞がある。なお、隣のサブシステムＳＳ２の無線信号のみならず、全く別のシステムの無線機などから送信される無線信号に対しても、当該無線信号の受信レベルがしきい値以上となって受信してしまう虞がある。そして、このように不要な無線信号（あるいはノイズ）を受信した場合、本来受信すべき無線信号の受信機会を失ってしまう虞がある。

　ここで本実施形態においては、同一内容のメッセージを含む無線信号が各サブシステムＳＳｉ内で送受信されることが多く、例えば、点検開始メッセージ（または定期監視メッセージ）は全てのサブシステムＳＳｉの子機Ｓｉｊで受信されるべきものである。したがって、サブシステムＳＳｉの子機Ｓｉｊが、別のサブシステムＳＳｊの親機Ｍｊから送信される無線信号を受信して点検開始メッセージを取得すれば、改めて自己のサブシステムＳＳｉの親機Ｍｉから同一の点検開始メッセージを取得する必要は無い。一方、別のサブシステムＳＳｊの無線信号以外の電波（ノイズ）を受信することは、電池寿命の観点から可能な限り避けなければならない。

　そこで本実施形態では、親機Ｍｉの親機制御部１０が、図４に示すように本来のデータ（送信先アドレス２０３、送信元アドレス２０４、メッセージ２０５、チェック・コード２０６）を８ビット（１バイト）毎に区切り、１バイトのデータビットDataの間に同期ビットパターンSync（０１０１０１０１）を無線信号（第１無線信号）のフレームに挿入している。すなわち、第１無線信号は、所定のビットパターン（同期ビットパターン）を含む。例えば、第１無線信号は、同期ビットパターンを含むビット列で搬送波を変調して得られる。このビット列は、プリアンブル２０１、フレーム同期パターン２０２、送信先アドレス２０３、送信元アドレス２０４、メッセージ２０５、およびチェック・コード２０６を示しており、メッセージ２０５を符号化することによって得られる。同期ビットパターンSyncは、例えば、０と１を交互に並べた８ビット（１バイト）のビット列である。そして、子機Ｓｉｊの子機制御部２０は、無線通信部２２によって無線信号（第１無線信号）から復号されたビット列から同期ビットパターンを検出すれば、当該ビット列から所定の情報（点検開始メッセージ）を取得し、同期ビットパターンを検出しなければ、無線通信部２２の周波数チャネルを変更する。

　すなわち、本実施形態の無線機（子機）Ｓｉｊは、無線信号（第１無線信号）を受信し当該無線信号（第１無線信号）からビット列を復号する受信手段（無線通信部）２２と、当該ビット列から所定のビットパターンを検出する検出手段（子機制御部）２０と、当該検出手段でビットパターンが検出されない場合に受信手段における周波数チャネルを変更する変更手段（子機制御部）２０と、検出手段でビットパターンが検出された場合にビット列から情報を取得する情報取得手段（子機制御部）２０とを備える。

　換言すれば、本実施形態の無線機（子機）Ｓｉｊは、変更手段（子機制御部）２０と、受信手段（無線通信部）２２と、検出手段（子機制御部）２０と、情報取得手段（子機制御部）２０と、を備える。変更手段は、予め用意された複数の周波数チャネルから１つを選択するように構成される。受信手段は、変更手段で選択された周波数チャネルを通じて電波を受信するように構成される。受信手段は、電波を受信すると受信された電波を復調してビット列を取得するように構成される。検出手段は、受信手段で取得されたビット列が所定のビットパターンを含んでいるか否かを確認するように構成される。検出手段は、ビット列が所定のビットパターンを含んでいれば受信された電波が所定の情報を含む目的の無線信号であると判定し、ビット列が所定のビットパターンを含んでいなければ受信された電波が目的の無線信号ではないと判定するように構成される。情報取得手段は、受信された電波が目的の無線信号であると検出手段が判定するとビット列を復号化して所定の情報を取得するように構成される。変更手段は、受信された電波が目的の無線信号ではないと検出手段が判定すると、選択した周波数チャネルとは異なる周波数チャネルを複数の周波数チャネルから選択するように構成される。

　その結果、子機Ｓｉｊにおいては、本来受信すべき情報（点検開始メッセージや定期監視メッセージなど）を自己のサブシステムＳＳｉではなく別のサブシステムＳＳｊからも取得することができ、無線信号（第１無線信号）の干渉が生じている場合においても、当該無線信号（第１無線信号）で伝送される情報の受け取りが可能になる。

　以下、図１のフローチャートを参照して、本実施形態の子機（無線機）Ｓｉｊの動作を説明する。

　初期状態において、子機制御部（変更手段）２０は、予め用意された複数の周波数チャネルから、対応するサブシステムＳＳｉに割り当てられた周波数チャネルを選択する。

　無線機Ｓｉｊの子機制御部２０は、間欠受信周期（休止期間）のカウントが終了する時点で無線通信部２２を起動して受信待ち状態とする（ステップＳ１）。

　無線通信部２２は、電波（無線信号）を検知すると当該電波（無線信号）のＲＳＳＩ信号の値（以下、「ＲＳＳＩ値」と呼ぶ。）を計測して子機制御部２０に出力する。子機制御部２０は、ＲＳＳＩ値（受信信号強度）を所定のしきい値と比較し（ステップＳ２）、ＲＳＳＩ値がしきい値未満であれば、無線通信部２２を停止して受信待ち状態を終了した後（ステップＳ６）、間欠受信周期（休止期間）のカウントを開始する。

　一方、ＲＳＳＩ値がしきい値以上であれば、子機制御部２０はそのまま無線通信部２２に受信を継続させる。すなわち、子機Ｓｉｊは、ＲＳＳＩ値（信号レベル）がしきい値以上であれば、電波が存在していると判断し、電波の受信を開始する。これによって、子機Ｓｉｊは、電波（無線信号）を受信する。無線通信部２２は、受信した無線信号からビット列を復号して子機制御部２０に出力する。子機制御部２０は無線通信部２２で復号されたビット列に同期ビットパターンが含まれているかを調べ（ステップＳ３）、同期ビットパターンを検出すれば、無線通信部２２に受信を継続させてメッセージ（定期監視メッセージまたは点検開始メッセージ）を取得する（ステップＳ４）。

　同期ビットパターンを検出しない場合、子機制御部２０は、無線通信部２２に周波数チャネルを変更させる（ステップＳ７）とともに変更した周波数チャネルで受信する電波（無線信号）のＲＳＳＩ値を計測させる（ステップＳ８）。なお、子機制御部２０は、変更可能な全ての周波数チャネル（選択された周波数チャネルを除く全ての周波数チャネル）について無線通信部２２にＲＳＳＩ値を計測させ、それらの計測値（ＲＳＳＩ値）をメモリに記憶する（ステップＳ７～Ｓ９）。さらに子機制御部２０は、メモリに記憶した全周波数チャネルのＲＳＳＩ値のうちの最大値を基準値と比較し（ステップＳ１０）、当該最大値が基準値未満であれば、無線通信部２２を停止して受信状態を終了した後（ステップＳ４）、間欠受信周期のカウントを開始する。

　一方、ＲＳＳＩ値の最大値が基準値以上であれば、子機制御部２０は無線通信部２２の周波数チャネルを、ＲＳＳＩ値が最大となった周波数チャネルに変更させる（ステップＳ１１）とともに、当該変更後の周波数チャネルにて無線通信部２２に無線信号（第１無線信号）を受信させる。そして、無線通信部２２は、受信した無線信号（第１無線信号）からビット列を復号して子機制御部２０に出力する。子機制御部２０は無線通信部２２で復号されたビット列に同期ビットパターンが含まれているかを調べ（ステップＳ１２）、同期ビットパターンを検出すれば、無線通信部２２に受信を継続させてメッセージ（定期監視メッセージまたは点検開始メッセージ）を取得する（ステップＳ４）。同期ビットパターンを検出しない場合、子機制御部２０は、無線通信部２２を停止して受信状態を終了した後（ステップＳ６）、間欠受信周期のカウントを開始する。

　また、無線信号（第１無線信号）を受信してメッセージ（定期監視メッセージまたは点検開始メッセージ）が取得できた場合、子機制御部２０は、本来割り当てられている周波数チャネル（サブシステムＳＳｉ毎に割り当てられているデフォルトの周波数チャネル）及びスロットにて、自己のサブシステムＳＳｉの親機Ｍｉに対する返信の無線信号（第２無線信号）を無線通信部２２から送信させる（ステップＳ５）。

　なお、子機Ｓｉｊから親機Ｍｉへの返信は、本来のサブシステムＳＳｉにおける周波数チャネル及びスロットで行われないと、他のサブシステムＳＳｊの子機Ｓｊｋから送信される無線信号と干渉してしまう虞がある。

　よって、この無線機Ｓｉｊにおいて、変更可能な周波数チャネルのうちの所定の周波数チャネルによって無線信号を送信する送信手段を備えることが好ましい。換言すれば、無線機Ｓｉｊは、所定の周波数チャネルを通じて無線信号を送信する送信手段（無線通信部）２２を備える。なお、本実施形態では子機制御部２０が検出手段、変更手段、情報取得手段に相当し、無線通信部２２が受信手段及び送信手段に相当する。

　ここで、子機制御部２０は、上述のように変更可能な全ての周波数チャネルについて無線通信部２２で受信する無線信号の信号レベル（ＲＳＳＩ値）を調べ、無線通信部２２の周波数チャネルを、ＲＳＳＩ値が最も高い周波数チャネルに変更している。

　すなわち、この無線機Ｓｉｊにおいて、変更手段は、変更可能な全ての周波数チャネルについて受信手段で受信する無線信号の信号レベルを調べ、受信手段における周波数チャネルを、当該信号レベルが最も高い周波数チャネルに変更する。換言すれば、受信手段（無線通信部）２２は、変更手段（子機制御部）２０で選択された周波数チャネルにおける電波を検知すると、電波の信号レベル（本実施形態では、ＲＳＳＩ値）を測定するように構成される。変更手段（子機制御部）２０は、受信された電波が目的の無線信号ではないと検出手段（子機制御部）２０が判定すると、選択した周波数チャネルを除く複数の周波数チャネルを順番に選択して、選択した周波数チャネルを除く複数の周波数チャネルそれぞれの信号レベルを受信手段（無線通信部）２２から取得するように構成される。変更手段（子機制御部）２０は、受信手段（無線通信部）２２から取得した信号レベルを参照して、信号レベルが最も高い電波に対応する周波数チャネルを選択するように構成される。

　したがって、親機Ｍｉから送信されるメッセージ（情報）をより確実に取得することができる。

　また、無線通信部２２は、自己のサブシステムＳＳｉに割り当てられた周波数チャネルに対するキャリア検知のしきい値（ＲＳＳＩ値と比較されるしきい値）よりも、他のサブシステムＳＳｊに割り当てられた周波数チャネルに対するキャリア検知のしきい値を高く設定することが好ましい。

　すなわち、この無線機Ｓｉｊにおいて、受信手段は、変更可能な周波数チャネルのうちの所定の周波数チャネルに対するキャリア検知のしきい値よりも、当該所定の周波数チャネルを除く他の周波数チャネルに対するキャリア検知のしきい値を高く設定していることが好ましい。換言すれば、受信手段（無線通信部）２２は、変更手段（子機制御部）２０で選択された周波数チャネルにおける電波を検知すると、電波の信号レベルを測定するように構成される。受信手段（無線通信部）２２は、信号レベルがキャリア検知のしきい値以上であれば、電波の受信を開始するように構成される。しきい値は、複数の周波数チャネルのそれぞれに対応付けられている。複数の周波数チャネルは、予め関連付けられた無線機（親機）Ｍｉに対応する所定の周波数チャネルを含む。この所定の周波数チャネルは、無線機Ｓｉｊが属するサブシステムＳＳｉに割り当てられた周波数チャネルである。そして、所定の周波数チャネルに対応するしきい値が最も小さい。すなわち、無線機Ｓｉｊに属するサブシステムＳＳｉに割り当てられた周波数チャネルに関しては、他の周波数チャネルよりも、無線通信部２２で検知された電波を第１無線信号と判定する確率を高くしている。

　これにより、電界強度の高いノイズ、例えば、住戸内の電気機器などから放射される電磁波ノイズなどを誤って受信することが低減できる。

　ところで、上述したように各サブシステムＳＳｉの子機Ｓｉｊが無線信号（第２無線信号）を送信（返信）する送信期間が重なっている場合、例え周波数チャネルが異なっているとしても、各サブシステムＳＳｉの間で無線信号の干渉が生じる虞がある。例えば、サブシステムＳＳ１の親機Ｍ１と子機Ｓ１１との距離に対して、当該親機Ｍ１と他のサブシステムＳＳ２の子機Ｓ２１との距離が相当に短い場合を想定する。既に説明したように無線信号の周波数チャネルのチャネル間隔が比較的に狭いため、サブシステムＳＳ１の周波数チャネルにおける電界強度（電力）と、サブシステムＳＳ２の周波数チャネルの隣接チャネル漏洩電力との差が小さくなる。その結果、親機Ｍ１の無線通信部１２から見ると、隣のサブシステムＳＳ２の子機Ｓ２１から送信された無線信号が干渉してしまい、本来受信すべき子機Ｓ１１の無線信号が受信できない可能性がある。

　このような場合、親機Ｍ１の親機制御部１０は、無線信号が受信できなかった子機Ｓ１１に対して再度無線信号（第１無線信号）を送信する。このとき、他のサブシステムＳＳ２では親機Ｍ２が無線信号を送信しておらず、子機Ｓ２１から無線信号が返信されることがない。よって、子機Ｓ１１から返信される無線信号を親機Ｍ１の無線通信部１２で正常に受信することができる。このように親機Ｍ１から無線信号を再送すれば、１回目に無線信号が受信できなかった子機Ｓ１１から改めて無線信号を受信することができるが、次回以降の点検においても同様に無線信号の干渉が生じる可能性が高い。

　ここで、上述のような無線信号の干渉が生じるのは、２台の子機Ｓ１１，Ｓ２１に割り当てられているスロット（スロット番号）が重なっている場合に限られる。したがって、上述のような無線信号の干渉が生じた場合、２台の子機Ｓ１１，Ｓ２１のスロットが重ならないようにサブシステムＳＳ１の子機Ｓ１１に対するスロットの割り当てを変更すれば、次回以降の点検において、無線信号の干渉を回避できる可能性が高いと考えられる。つまり、干渉する無線信号（子機Ｓ２１から送信された無線信号）の電界強度に変化はないが、本来受信すべき子機Ｓ１ｊから送信された無線信号の電界強度が高くなれば、干渉による影響が少なくなって当該無線信号を受信することができる。

　すなわち、本実施形態に記載の無線通信システムは、子機Ｓｉｊ及び当該子機Ｓｉｊと無線通信を行う親機ＭｉからなるサブシステムＳＳｉを複数有し、各サブシステムＳＳｉの親機Ｍｉ同士が有線通信を行うものであって、各サブシステムＳＳｉにおいて、当該サブシステムＳＳｉに属する複数の子機Ｓｉｊは、送信期間（上り区間）ＵＴが分割された複数のタイムスロットのうちで親機Ｍｉから割り当てられたタイムスロットで無線信号（第２無線信号）を送信し、当該サブシステムＳＳｉｊに属する親機Ｍｉは、何れかのタイムスロットで無線信号（第２無線信号）が受信できない場合、無線信号（第２無線信号）が受信できなかったタイムスロットに割り当てられている子機Ｓｉｊに対して別のタイムスロットを割り当てる。

　換言すれば、本実施形態における無線通信システムは、複数のサブシステムＳＳｉを備える。複数のサブシステムＳＳｉのそれぞれは、１つの親機Ｍｉと、親機Ｍｉと無線通信を行う子機（無線機）Ｓｉｊとを含む。複数のサブシステムＳＳｉのそれぞれには、異なる周波数チャネルが割り当てられる。親機Ｍｉは、自身が属するサブシステムＳＳｉに割り当てられた周波数チャネルを通じて子機Ｓｉｊと無線通信を行うように構成される。親機Ｍｉは、複数のサブシステムＳＳｉに共通する第１期間（下り区間）ＤＴ内に第１無線信号を送信し、第１期間（下り区間）ＤＴ後の複数のサブシステムＳＳｉに共通する第２期間（上り区間）ＵＴに第２無線信号を待ち受けるように構成される。子機Ｓｉｊは、第１無線信号を受信すると、第２期間（上り区間）ＵＴに第２無線信号を送信するように構成される。親機Ｍｉは、第２期間（上り区間）ＵＴにおいて、複数のタイムスロットを用意するように構成される。親機Ｍｉは、自身が属するサブシステムＳＳｉに含まれる子機Ｓｉｊにタイムスロットを割り当てるように構成される。子機Ｓｉｊは、割り当てられたタイムスロットを用いて第２無線信号を親機Ｍｉに送信するように構成される。親機Ｍｉは、自身が属するサブシステムＳＳｉに含まれる子機Ｓｉｊに関して、無応答子機が存在するか否かを判定するように構成される。無応答子機は、親機Ｍｉが第２無線信号を受信できなかった子機Ｓｉｊである。親機Ｍｉは、無応答子機が存在すると判定した場合に、無応答子機のタイムスロットを別のタイムスロットに変更するように構成される。

　以下、親機Ｍ１の親機制御部１０が子機Ｓ１ｊに対するスロットの割り当てを変更する際の手順を説明する。

　例えば、図７に示すように初期状態では１～ｎのスロット番号と１～Ｎの子機番号とが一致するようにスロットが割り当てられているとし、親機制御部１０が乱数を発生させて子機番号とスロット番号をランダムに入れ替えればよい。

　すなわち、この無線通信システムにおいて、親機Ｍｉは、子機Ｓｉｊに対するタイムスロットの割り当てをランダムに変更することが好ましい。換言すれば、親機Ｍｉは、前記別のタイムスロットを複数のタイムスロットからランダムに選択するように構成される。

　あるいは、図８に示すように子機番号１～Ｎに対してスロット番号を１つずつずらして２～Ｎ，１のスロット番号に入れ替える（初期のスロットに隣接するスロットに変更する）ようにしてもよい。

　すなわち、この無線通信システムにおいて、親機Ｍｉは、子機Ｓｉｊに対するタイムスロットを、当該タイムスロットに隣接するタイムスロットに変更することが好ましい。換言すれば、親機Ｍｉは、無応答子機に割り当てられたタイムスロットに隣接するタイムスロットを前記別のタイムスロットとして選択するように構成される。

　あるいは、図９に示すように無線信号が受信できなかった子機Ｓ１３と、無線信号が受信できた子機Ｓ１Ｍとの間でスロットを入れ替えてもよい。

　すなわち、この無線通信システムにおいて、親機Ｍｉは、子機Ｓｉｊに対するタイムスロットを、返信の無線信号が受信できた子機Ｓｉｊに対するタイムスロットと入れ替えることが好ましい。換言すれば、親機Ｍｉは、無応答子機が存在すると判定した場合に、無応答子機のタイムスロットを、親機Ｍｉが第２無線信号を受信できた子機Ｓｉｊに割り当てられたタイムスロットと入れ替えるように構成される。

　このとき、無線信号が受信できた子機Ｓ１ｊのうちで当該無線信号を受信したときのＲＳＳＩ信号の値が最も高かった子機Ｓ１ｊとの間でスロットを入れ替えることが好ましい。

　すなわち、この無線通信システムにおいて、親機Ｍｉは、子機Ｓｉｊに対するタイムスロットを、返信の無線信号が受信できた子機Ｓｉｊのうちで当該無線信号の受信レベルが最も高い子機Ｓｉｊに対するタイムスロットと入れ替えることが好ましい。換言すれば、親機Ｍｉは、第２無線信号の受信レベルを測定するように構成される。親機Ｍｉは、無応答子機が存在すると判定した場合に、無応答子機のタイムスロットを、第２無線信号の受信レベルが最も高い子機Ｓｉｊに割り当てられたタイムスロットと入れ替えるように構成される。

　また、サブシステムＳＳｉにおける子機Ｓｉｊの台数がスロットの個数よりも少なく且つ各子機Ｓｉｊには先頭のスロットから順番に詰めて割り当てられているものとする（図１０，１１参照）。特に図１０，１１に示す例では、複数のサブシステムＳＳｉは、互いに同期した同じ数のタイムスロットを有している。

　このような場合において、例えば、サブシステムＳＳ１における子機番号Ｍの子機Ｓ１Ｍからの無線信号が受信できなければ、親機Ｍ１の親機制御部１０は、子機Ｓ１Ｍのスロットを、何れの子機Ｓ１ｊにも割り当てられていない空きのスロットに変更すればよい（図１０参照）。

　すなわち、この無線通信システムにおいて、サブシステムＳＳｉにおける子機Ｓｉｊの台数がタイムスロットの個数よりも少なく且つ当該各子機Ｓｉｊには先頭のタイムスロットから順番に詰めて割り当てられており、親機Ｍｉは、子機Ｓｉｊに対するタイムスロットを、何れの子機Ｓｉｊにも割り当てられていないタイムスロットに変更することが好ましい。換言すれば、複数のタイムスロットは、子機Ｓｉｊに割り当てられていない予備のタイムスロット（空きのスロット）を含む。親機Ｍｉは、予備のタイムスロットを別のタイムスロットとして選択するように構成される。

　さらに、空きスロットが複数ある場合においては、図１１に示すように他のサブシステムＳＳ２，ＳＳ３の子機Ｓ２ｊ，Ｓ３ｊに割り当てられたスロットと重ならない空きスロットに変更することが望ましい。

　すなわち、この無線通信システムにおいて、サブシステムＳＳｉにおける子機Ｓｉｊの台数がタイムスロットの個数よりも少なく且つ当該各子機Ｓｉｊには先頭のタイムスロットから順番に詰めて割り当てられており、親機Ｍｉは、子機Ｓｉｊに対するタイムスロットを、他のサブシステムの子機Ｓｉｊに割り当てられたタイムスロットと重ならないタイムスロットに変更することが好ましい。換言すれば、親機Ｍｉは、他のいずれのサブシステムＳＳｉにおいても子機Ｓｉｊが第２無線信号を送信していない無電波期間が前記第２期間（上り区間）ＵＴにあるか否かを判定するように構成される。親機Ｍｉは、前記第２期間ＵＴに無電波期間があれば、無電波期間に対応するタイムスロットを、別のタイムスロットとして選択するように構成される。例えば、親機Ｍｉは、子機Ｓｉｊに割り当てられているタイムスロットの番号を他の親機Ｍｉに通信線Ｌｓを通じて通知する。親機Ｍｉは、いずれの子機Ｓｉｊにも割り当てられていないタイムスロットを、無電波期間に対応するタイムスロットと判定する。

　一方、上述のような空きスロットがない場合、他のサブシステムＳＳｉの子機Ｓｉｊから送信される無線信号の受信レベル（ＲＳＳＩ信号の値）を各親機Ｍｉで事前に計測しておき、スロットの割り当てを変更する必要が生じた際、受信レベルが相対的に小さいスロットと重なるスロットに変更することが好ましい。

　この無線通信システムにおいて、前記親機は、前記子機に対するタイムスロットを、前記無線信号が受信できたタイムスロットのうちで当該無線信号の受信レベルが最も高いタイムスロットと入れ替えることが好ましい。

　すなわち、この無線通信システムにおいて、親機Ｍｉは、他のサブシステムの子機Ｓｉｊが当該子機Ｓｉｊに割り当てられたタイムスロットで送信する無線信号の受信レベルを計測するとともに、返信の無線信号が受信できない子機Ｓｉｊがあった場合、当該子機Ｓｉｊに対するタイムスロットを、受信レベルが相対的に小さいタイムスロットと重なるタイムスロットに変更することが好ましい。換言すれば、親機Ｍｉは、第２期間（上り区間）ＵＴにおいて他のサブシステムＳＳｉに属する子機Ｓｉｊからの第２無線信号の受信レベルを測定するように構成される。親機Ｍｉは、受信レベルが所定の閾値以下となる低電波期間が第２期間（上り区間）ＵＴにあるか否かを判定するように構成される。親機Ｍｉは、第２期間（上り区間）ＵＴに低電波期間があれば、低電波期間に対応するタイムスロットを、別のタイムスロットとして選択するように構成される。

　例えば、施工完了後にシステムが起動されると、図１２に示すようにサブシステムＳＳ１の親機Ｍ１から他の親機Ｍ２，Ｍ３へテストの開始を通知するメッセージを含む信号が信号線Ｌｓを介して各親機Ｍｉに送信されてテストが開始される。まず、親機Ｍ１の無線送信部１２から無線信号が同報され、当該無線信号を受信した子機Ｓ１ｊから時分割多重方式で無線信号が返信（送信）される。他の親機Ｍ２，Ｍ３においては、無線通信部１２を受信状態にしてサブシステムＳＳ１におけるスロット毎の受信レベルを計測し、親機制御部１０が、各スロット番号毎の計測値（ＲＳＳＩ値）をメモリに記憶する。

　次に、親機Ｍ２の無線送信部１２から無線信号が同報され、当該無線信号を受信した子機Ｓ２ｊから時分割多重方式で無線信号が返信（送信）される。他の親機Ｍ１，Ｍ３においては、無線通信部１２を受信状態にしてサブシステムＳＳ２におけるスロット毎の受信レベルを計測し、親機制御部１０が、各スロット番号毎の計測値（ＲＳＳＩ値）をメモリに記憶する。最後に、親機Ｍ３の無線送信部１２から無線信号が同報され、当該無線信号を受信した子機Ｓ３ｊから時分割多重方式で無線信号が返信（送信）される。他の親機Ｍ１，Ｍ２においては、無線通信部１２を受信状態にしてサブシステムＳＳ３におけるスロット毎の受信レベルを計測し、親機制御部１０が、各スロット番号毎の計測値（ＲＳＳＩ値）をメモリに記憶する。ただし、必ずしも全てのスロットと受信レベルの計測値がメモリに記憶される必要は無く、例えば、計測値が最も小さいスロット番号のみ、あるいは計測値が所定のしきい値以下であるスロット番号のみがメモリに記憶されても構わない。

　上述のようにして各スロット毎の無線信号の干渉度合、すなわち、他のサブシステムＳＳｉの子機Ｓｉｊから送信される無線信号の受信レベルを事前に計測しておけば、スロットの割り当てを変更する際、親機制御部１０が受信レベルが最も小さいスロットや受信レベルがしきい値以下のスロットに変更して無線信号の干渉を回避することができる。なお、全てのスロットの計測値が親機制御部１０のメモリに記憶されていれば、無線信号の干渉が複数のスロットで発生した場合、受信レベルの計測値が低いスロットから順番に変更することができる。

Claims (10)

1. 　予め用意された複数の周波数チャネルから１つを選択する変更手段と、
   　前記変更手段で選択された前記周波数チャネルを通じて電波を受信するように構成され、前記電波を受信すると受信された前記電波を復調してビット列を取得する受信手段と、
   　前記受信手段で取得された前記ビット列が所定のビットパターンを含んでいるか否かを確認し、前記ビット列が前記所定のビットパターンを含んでいれば前記受信された電波が所定の情報を含む目的の無線信号であると判定し、前記ビット列が前記所定のビットパターンを含んでいなければ前記受信された電波が前記目的の無線信号ではないと判定する検出手段と、
   　前記受信された電波が前記目的の無線信号であると前記検出手段が判定すると前記ビット列を復号化して前記所定の情報を取得する情報取得手段と、
   　を備え、
   　前記変更手段は、前記受信された電波が前記目的の無線信号ではないと前記検出手段が判定すると、選択した周波数チャネルとは異なる周波数チャネルを前記複数の周波数チャネルから選択するように構成される
   　ことを特徴とする無線機。
2. 　前記受信手段は、前記変更手段で選択された前記周波数チャネルにおける電波を検知すると、前記電波の信号レベルを測定するように構成され、
   　前記変更手段は、前記受信された電波が前記目的の無線信号ではないと前記検出手段が判定すると、前記選択した周波数チャネルを除く前記複数の周波数チャネルを順番に選択して、前記選択した周波数チャネルを除く前記複数の周波数チャネルそれぞれの前記信号レベルを前記受信手段から取得するように構成され、
   　前記変更手段は、前記受信手段から取得した前記信号レベルを参照して、前記信号レベルが最も高い前記電波に対応する前記周波数チャネルを選択するように構成される
   　ことを特徴とする請求項１記載の無線機。
3. 　前記受信手段は、前記変更手段で選択された前記周波数チャネルにおける電波を検知すると、前記電波の信号レベルを測定するように構成され、
   　前記受信手段は、前記信号レベルがキャリア検知のしきい値以上であれば、前記電波の受信を開始するように構成され、
   　前記しきい値は、前記複数の周波数チャネルのそれぞれに対応付けられており、
   　前記複数の周波数チャネルは、予め関連付けられた無線機に対応する所定の周波数チャネルを含み、
   　前記所定の周波数チャネルに対応するしきい値が最も小さい
   　ことを特徴とする請求項１記載の無線機。
4. 　前記所定の周波数チャネルを通じて無線信号を送信する送信手段を備える
   　ことを特徴とする請求項３記載の無線機。
5. 　複数のサブシステムを備え、
   　前記複数のサブシステムのそれぞれは、１つの親機と、前記親機と無線通信を行う子機とを含み、
   　前記複数のサブシステムのそれぞれには、異なる周波数チャネルが割り当てられ、
   　前記親機は、自身が属するサブシステムに割り当てられた前記周波数チャネルを通じて前記子機と無線通信を行うように構成され、
   　前記親機は、前記複数のサブシステムに共通する第１期間内に第１無線信号を送信し、前記第１期間後の前記複数のサブシステムに共通する第２期間に第２無線信号を待ち受けるように構成され、
   　前記第１無線信号は、前記所定のビットパターンを含み、
   　前記子機は、請求項１～４のうちいずれか１項記載の前記無線機であり、
   　前記子機は、前記第１無線信号を受信すると、前記第２期間に前記第２無線信号を送信するように構成され、
   　前記親機は、前記第２期間において、複数のタイムスロットを用意するように構成され、
   　前記親機は、自身が属するサブシステムに含まれる前記子機に前記タイムスロットを割り当てるように構成され、
   　前記子機は、割り当てられたタイムスロットを用いて前記第２無線信号を前記親機に送信するように構成され、
   　前記親機は、自身が属するサブシステムに含まれる前記子機に関して、無応答子機が存在するか否かを判定するように構成され、
   　前記無応答子機は、前記親機が前記第２無線信号を受信できなかった前記子機であり、
   　前記親機は、前記無応答子機が存在すると判定した場合に、前記無応答子機の前記タイムスロットを別のタイムスロットに変更するように構成される
   　ことを特徴とする無線通信システム。
6. 　前記親機は、前記無応答子機が存在すると判定した場合に、前記無応答子機の前記タイムスロットを、前記親機が前記第２無線信号を受信した前記子機に割り当てられた前記タイムスロットと入れ替えるように構成される
   　ことを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
7. 　前記複数のタイムスロットは、前記子機に割り当てられていない予備のタイムスロットを含み、
   　前記親機は、前記予備のタイムスロットを前記別のタイムスロットとして選択するように構成される
   　ことを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
8. 　前記親機は、他のいずれの前記サブシステムにおいても前記子機が前記第２無線信号を送信していない無電波期間が前記第２期間にあるか否かを判定するように構成され、
   　前記親機は、前記第２期間に前記無電波期間があれば、前記無電波期間に対応する前記タイムスロットを、前記別のタイムスロットとして選択するように構成される
   　ことを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
9. 　前記親機は、前記第２無線信号の受信レベルを測定するように構成され、
   　前記親機は、前記無応答子機が存在すると判定した場合に、前記無応答子機の前記タイムスロットを、前記第２無線信号の前記受信レベルが最も高い前記子機に割り当てられた前記タイムスロットと入れ替えるように構成される
   　ことを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
10. 　前記親機は、前記第２期間において他の前記サブシステムに属する前記子機からの前記第２無線信号の受信レベルを測定するように構成され、
    　前記親機は、前記受信レベルが所定の閾値以下となる低電波期間が前記第２期間にあるか否かを判定するように構成され、
    　前記親機は、前記第２期間に前記低電波期間があれば、前記低電波期間に対応する前記タイムスロットを、前記別のタイムスロットとして選択するように構成される
    　ことを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。

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