(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の異なる送信周波数を順次繰り返し切り替えながら同期信号付きのデータ信号を送信するとともに内蔵したバッテリーにより動作する送信機と、複数の異なる受信周波数を上記送信周波数の切り替えとは非同期で順次繰り返し切り替えながら上記同期信号付きのデータ信号を受信する受信機とを備えた無線通信システムであって、
上記受信機は、上記送信機から送信された上記同期信号付きのデータ信号を受信する信号受信部と、
上記信号受信部により受信された上記同期信号を検出する同期信号検出部と、
上記同期信号検出部により上記同期信号が検出された場合に、応答信号を上記送信機に対して送信する応答信号送信部と、
上記複数の異なる受信周波数を順次繰り返し切り替えるとともに、上記同期信号検出部により上記同期信号が検出された場合には、上記受信周波数の切り替えを停止して、上記同期信号に続けて送信されてくる上記データ信号を上記信号受信部が受信し終わるまで上記受信周波数を固定させる受信周波数切替制御部とを備え、
上記送信機は、上記複数の異なる送信周波数を順次繰り返し切り替える送信周波数切替制御部と、
上記送信周波数切替制御部により切り替えられた上記送信周波数で上記同期信号付きのデータ信号を送信する信号送信部と、
上記応答信号を受信する応答信号受信部と、
上記応答信号受信部により上記応答信号が受信された場合に、所定のタイミングから上記同期信号付きのデータ信号の送信を停止するように制御する送信停止制御部とを備え、
上記同期信号は、複数の単位同期信号の集合で構成されており、上記複数の単位同期信号にはそれぞれ、当該単位同期信号から上記同期信号に続く上記データ信号の終わりまでの長さを特定するための特定情報が含まれており、
上記受信周波数切替制御部は、上記同期信号検出部により何れかの上記単位同期信号が検出された場合に、当該検出された単位同期信号に含まれる上記特定情報に基づいて、当該単位同期信号が検出されてから上記データ信号を上記信号受信部が受信するまでの時間を特定して上記受信周波数を固定させることを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに関し、特に、送信機と受信機とがそれぞれ複数の周波数を順次切り替えながら通信するようになされた無線通信システムに用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、病院や介護施設に設置されるナースコールシステムは、病室や介護室等の各部屋のベッドサイドに設置するナースコール子機と、ナースセンタに設置するナースコール親機と、当該子機と親機との間に設置するウォールユニットとを備えて構成されている。また、ナースコール子機に代えてまたは加えて、ベッド近傍の床に設置するマットセンサを備えたナースコールシステムも提供されている。
【０００３】
最近では、ナースコール子機またはマットセンサとウォールユニットとの間に送信機および受信機を設置し、ナースコール子機またはマットセンサとウォールユニットとの間を無線で接続することが行われている（例えば、特許文献１を参照）。このような無線式のナースコールシステムでは、ナースコール子機の呼出ボタンが押下されたとき、または、マットセンサが踏まれたときに、ナースコール子機またはマットセンサで発生した呼出信号が送信機から受信機に送信され、受信機からウォールユニットを介してナースコール親機の呼び出しが行われる。
【０００４】
ナースコール子機やマットセンサが設置されるベッドサイドに送信機を配置するとともに、ウォールユニットが設置される壁に受信機を配置することにより、室内に引くべきケーブルを少なくすることができる。通常、１つのナースコール子機またはマットセンサに対して１組の送信機と受信機とが設けられ、ベッドサイドに配置された送信機と壁に配置された受信機とが１：１で通信を行うようになされている。室内には複数のベッドが存在するので、ベッド数に対応して複数組の送信機と受信機とが存在し、それぞれの組が独立して通信を行っている。
【０００５】
ところが、このように１つの室内に複数組の送信機と受信機とを設置した場合、異なる送信機と受信機との間で同時に通信が行われると、混信を起こす恐れがある。このような混信を防ぐ１つの解決法として、周波数を異にする搬送波を複数用いて通信を行うことが考えられる。複数組の送信機と受信機との間で同時に通信が行われたとしても、その通信に使われた搬送周波数が異なっていれば、混信を防ぐことが可能である。
【０００６】
なお、ナースコールシステムではないが、異なる複数の周波数を用いて無線通信を行うシステムが提供されている（例えば、特許文献２を参照）。この特許文献２では、送信機は複数の異なる送信周波数を順次繰り返し切り替えて、同期信号付きのメッセージ信号を送信する。一方、受信機は複数の異なる受信周波数を順次繰り返し切り替えて、受信周波数が送信周波数と一致したときにメッセージ信号を受信する。すなわち、受信機で切り替え中の受信周波数が送信機で切り替え中の送信周波数と一致して、送信機から送信された同期信号を受信機が検出したときに、受信機は受信周波数の切り替えを停止して受信周波数を固定させ、同期信号の後に続くメッセージ信号を受信するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１９８３９号公報
【特許文献２】特開平９−２０５３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献２に記載の無線通信システムは、送信機から受信機への片方向（単向）のみの通信機能を備えるものである。そのため、受信機が同期信号を検出したことを送信機にて確認することができない。よって、送信機では、受信機が同期信号を検出したか否かによらず、送信周波数を順次繰り返し切り替えながらメッセージ信号を送信し続ける必要がある。ただし、永遠に送信し続けるわけにはいかないので、所定回数あるいは所定時間の繰り返し後にメッセージ信号の送信を停止する。このような通信を行う結果、送信機では、受信機が同期信号を検出してメッセージ信号を受信した後も、無駄な送信を続ける場合が生じてしまう。
【０００９】
上述した無線式のナースコールシステムの場合、壁に配置される受信機はＡＣアダプタから電源をとることが可能である。一方、ベッドサイドに配置される送信機は、室内の床などに余計なコードが引き回されないようにするために、ＡＣ電源ではなくバッテリーを内蔵する方が好適である。よって、ナースコールシステムに特許文献２の技術を適用した場合、送信機で無駄な送信を続けることによって消費電力が大きくなり、送信機が内蔵しているバッテリーの使用可能時間が短くなってしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、送信機と受信機とがそれぞれ複数の周波数を順次切り替えながら通信するようになされた無線通信システムにおいて、送信機での無駄な送信をなくし、送信機に内蔵されているバッテリーの消耗を抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した課題を解決するために、本発明では、複数の異なる送信周波数を順次繰り返し切り替えながら同期信号付きのデータ信号を送信するとともに、内蔵したバッテリーによって動作する送信機と、複数の異なる受信周波数を送信周波数の切り替えとは非同期で順次繰り返し切り替えながら同期信号付きのデータ信号を受信する受信機とを備えた無線通信システムにおいて、受信機で同期信号が検出された場合に、応答信号を送信機に対して送信するとともに、受信周波数の切り替えを停止してデータ信号を受信するまでは受信周波数を固定させるようにする。送信機では、受信機から応答信号が送信されてきた場合に、同期信号付きのデータ信号の送信を停止するようにしている。
ここで、同期信号は、複数の単位同期信号の集合で構成されており、複数の単位同期信号にはそれぞれ、当該単位同期信号から同期信号に続くデータ信号の終わりまでの長さを特定するための特定情報が含まれている。そして、何れかの単位同期信号が検出された場合に、当該検出された単位同期信号に含まれる特定情報に基づいて、当該単位同期信号が検出されてからデータ信号を受信するまでの時間を特定して受信周波数を固定させるようにしている。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように構成した本発明によれば、受信機で切り替え中の受信周波数が送信機で切り替え中の送信周波数と一致して、送信機から送信された同期信号が受信機で検出されると、受信機では受信周波数の切り替えが停止されて受信周波数が固定されるので、同期信号に続いて送られてくるデータ信号を受信することができる。送信機では、受信機から送られてくる応答信号に応じて、受信機にてデータ信号が受信された後は、同期信号付きのデータ信号の送信を停止することができる。これにより、受信機にてデータ信号が受信された後も送信機から同期信号付きのデータ信号を送信し続けるといった無駄な送信をなくし、送信機に内蔵されているバッテリーの消耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態による無線通信システムの構成例を示す図である。
【図２】本実施形態による無線通信システムの動作例を示すタイミングチャートである。
【図３】本実施形態による同期信号の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態による無線通信システムの構成例を示す図である。図１に示すように、本実施形態の無線通信システムは、複数の異なる送信周波数を順次繰り返し切り替えながら同期信号付きのデータ信号を送信する送信機１０と、複数の異なる受信周波数を送信周波数の切り替えとは非同期で順次繰り返し切り替えながら同期信号付きのデータ信号を受信する受信機２０とを備えて構成されている。
【００１５】
送信機１０および受信機２０は、例えば、図示しないナースコール子機またはマットセンサとウォールユニットとの間に設置される。室内の壁に配置される受信機２０は、図示しないＡＣアダプタから電源をとって動作する。一方、室内のベッドサイドに配置される送信機１０は、図示しない内蔵バッテリーから電源をとって動作する。
【００１６】
送信機１０は、データ信号発生部１１、変調部１２、送信周波数切替制御部１３、信号送信部１４、応答信号受信部１５、送信停止制御部１６、送信アンテナ１７および受信アンテナ１８を備えている。また、受信機２０は、信号受信部２１、中間周波変換部２２、復調部２３、同期信号検出部２４、応答信号送信部２５、受信周波数切替制御部２６、受信アンテナ２７および送信アンテナ２８を備えている。
【００１７】
送信機１０のデータ信号発生部１１は、同期信号付きのデータ信号を発生する。例えば、送信機１０が接続されたナースコール子機の呼出ボタンが押下されたとき、または、送信機１０が接続されたマットセンサが踏まれたときに、ナースコール子機またはマットセンサで発生した呼出信号が送信機１０に入力される。送信機１０が呼出信号を入力したときに、データ信号発生部１１は、同期信号付きのデータ信号（呼出信号）を所定の時間間隔を置いて繰り返し発生させる。以下、同期信号付きのデータ信号を繰り返し発生させる周期を「送信サイクル」と称する。なお、同期信号付きのデータ信号は、同期信号の後にデータ信号が続く一連の信号であり、そのデータ長は固定である。
【００１８】
変調部１２は、データ信号発生部１１により発生された同期信号付きのデータ信号を送信周波数切替制御部１３により切り替えられた送信周波数で変調する。送信周波数切替制御部１３は、複数の異なる送信周波数を順次繰り返し切り替えて変調部１２に設定する。具体的には、送信周波数切替制御部１３は、複数の異なる送信周波数を送信サイクルごとに順次繰り返し切り替える。本実施形態では、３つの送信周波数をｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ１→・・・のように順次繰り返し切り替える。
【００１９】
信号送信部１４は、送信周波数切替制御部１３により切り替えられた送信周波数で変調された同期信号付きのデータ信号を、送信アンテナ１７を介して受信機２０に向けて順次繰り返し送信する。
【００２０】
応答信号受信部１５は、受信機２０から送られてくる応答信号（詳しくは後述する）を、受信アンテナ１８を介して受信する。図示はしていないが、応答信号受信部１５は、高周波信号として受信した応答信号を中間周波信号に変換し、さらに復調する機能を有している。応答信号受信部１５の受信周波数は、例えば、送信周波数切替制御部１３によって変調部１２に設定された送信周波数と同じであり、送信サイクルごとに順次繰り返し切り替えられる。
【００２１】
送信停止制御部１６は、応答信号受信部１６により応答信号が受信された場合に、所定のタイミングから同期信号付きのデータ信号の送信を停止するように制御する。具体的には、送信停止制御部１６は、応答信号受信部１５により応答信号が受信された後は、それまで同期信号付きのデータ信号を繰り返し発生していたデータ信号発生部１１の動作を停止するように制御する。データ信号発生部１１の動作が停止すると、変調部１２、送信周波数切替制御部１３および信号送信部１４の動作も停止する。
【００２２】
受信機２０の信号受信部２１は、受信アンテナ２７を介して、送信機１０の信号送信部１４から送信された同期信号付きのデータ信号を、受信周波数切替制御部２６により切り替えられた受信周波数で受信する。受信周波数切替制御部２６は、複数の異なる受信周波数を順次繰り返し切り替えて信号受信部２１に設定する。以下、受信周波数を繰り返し切り替える周期を「受信サイクル」と称する。本実施形態では、この受信サイクルごとに３つの異なる受信周波数をｆ１→ｆ２→ｆ３→ｆ１→・・・のように順次繰り返し切り替える。なお、受信サイクルは送信サイクルよりも短く設定されている。
【００２３】
中間周波変換部２２は、信号受信部２１にて高周波信号として受信された同期信号付きのデータ信号を中間周波信号に変換する。復調部２３は、中間周波数に周波数変換された同期信号付きのデータ信号を復調する。同期信号検出部２４は、信号受信部２１により受信され復調部２３により復調された同期信号を検出する。
【００２４】
応答信号送信部２５は、同期信号検出部２４により同期信号が検出された場合に、送信アンテナ２８を介して応答信号を送信機１０に対して送信する。図示はしていないが、応答信号送信部２５は、応答信号を変調する機能を有している。応答信号送信部２５の送信周波数は、例えば、受信周波数切替制御部２６によって信号受信部２１に設定された受信周波数と同じであり、受信サイクルごとに順次繰り返し切り替えられる。
【００２５】
受信周波数切替制御部２６は、上述のように、通常は３つの異なる受信周波数を順次繰り返し切り替えて信号受信部２１に設定する。また、受信周波数切替制御部２６は、同期信号検出部２４により同期信号が検出された場合には、受信周波数の切り替えを停止して、同期信号に続けて送信されてくるデータ信号を信号受信部２１が受信するまで受信周波数を固定させる。
【００２６】
次に、上記のように構成した本実施形態による無線通信システムの動作を説明する。図２は、本実施形態による無線通信システムの動作例を示すタイミングチャートである。図２（ａ）に示すように、送信機１０は、ナースコール子機またはマットセンサから呼出信号を入力したことをトリガとして、送信サイクルごとに３つの送信周波数をｆ１→ｆ２→ｆ３→・・・のように順次繰り返し切り替えて、同期信号付きのデータ信号を繰り返し送信する。
【００２７】
一方、受信機２０は、図２（ｂ）に示すように、３つの受信周波数を送信周波数の切り替えとは非同期でｆ１→ｆ２→ｆ３→・・・のように順次繰り返し切り替えながら、同期信号付きのデータ信号を受信する。上述のように、受信サイクルは送信サイクルよりも短くなっている。本実施形態では、１つの同期信号の長さの中で３つの受信周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３が少なくとも二巡する長さに受信サイクルが設定されている。
【００２８】
このように非同期で切り替えられる受信周波数が送信周波数と一致しているときは同期信号付きのデータ信号を受信可能であるが、一致していないときは受信ができない。受信周波数が送信周波数と一致したときに、受信機２０の信号受信部２１がデータ信号の前に付加されている同期信号を受信すると、図２（ｃ）に示すように、同期信号検出部２４はこの同期信号を検出する。図２（ｃ）の例では、送信周波数と受信周波数とがｆ２で一致しているときに同期信号検出部２４により同期信号が検出されている。
【００２９】
同期信号検出部２４により同期信号が検出されると、受信周波数切替制御部２６は、図２（ｂ）に示すように、受信周波数の切り替えを停止して、同期信号に続けて送信されてくるデータ信号を信号受信部２１が受信し終わるまで受信周波数を固定させる。図２（ｂ）の例では、同期信号が検出されたタイミングから、当該同期信号に続けて送信されてくるデータ信号を受信し終わるタイミングまでの間、受信周波数がｆ２に固定されている。この受信周波数を固定する期間をどのようにして決定するかについては、図３を用いて後述する。
【００３０】
なお、送信周波数と受信周波数とがｆ１で一致しているときも、本来なら受信機２０では同期信号を受信可能であり、同期信号検出部２４により同期信号が検出される。ただし、図２の例では、ノイズや混信等の影響により受信機２０が同期信号をうまく受信できなかった場合を想定している。ノイズや混信等の影響がなければ、送信周波数と受信周波数とがｆ１で一致しているときに同期信号検出部２４により同期信号が検出され、その同期信号が検出されたタイミングから、当該同期信号に続けて送信されてくるデータ信号を受信するタイミングまでの間、受信周波数がｆ１に固定される。
【００３１】
また、同期信号検出部２４により同期信号が検出されると、応答信号送信部２５は、図２（ｄ）に示すように、応答信号を送信機１０に対して送信する。応答信号を送信するタイミングは、同期信号に続けて送信されてくるデータ信号を受信し終わった後で、次の送信サイクルに入るまでの間のタイミングである。応答信号送信部２５により送信された応答信号は、送信機１０の応答信号受信部１５で受信される。
【００３２】
応答信号受信部１５で応答信号が受信されると、送信停止制御部１６は、それまで同期信号付きのデータ信号を繰り返し発生していたデータ信号発生部１１の動作を停止するように制御する。これにより、図２（ａ）に示すように、送信周波数がｆ１→ｆ２と切り替えられてデータ信号の送信が成功した時点で同期信号付きのデータ信号の送信は停止され、次の送信周波数ｆ３以降は同期信号付きのデータ信号の送信は行われなくなる。なお、その後送信機１０がナースコール子機またはマットセンサから呼出信号を再び入力したときは、図２に示す動作が最初から繰り返し行われる。
【００３３】
図３は、本実施形態による同期信号の構造を示す図である。以下に、受信周波数を固定する期間（同期信号を検出したタイミングからデータ信号の受信が終わるタイミングまでの期間）をどのようにして決定するかについて説明する。
【００３４】
図３に示すように、本実施形態の同期信号は、複数の単位同期信号の集合で構成されている。個々の単位同期信号は固定長である。複数の単位同期信号にはそれぞれ、同期情報と通番情報とが含まれている。通番情報は、その単位同期信号が同期信号の先頭から何番目のものであるかを示す情報である。この通番情報で示される数値を、同期信号に含まれる単位同期信号の個数（例えば、１６個）から減算することにより、その通番情報で示される単位同期信号より後に続く単位同期信号が何個あるかを特定することが可能である。
【００３５】
上述のように、個々の単位同期信号は固定長であり、その後に続くデータ信号も固定長であるため、通番情報を参照すれば、その通番情報で示される単位同期信号から同期信号に続くデータ信号の終わりまでの長さ（ビット長）を特定することができる。そして、このビット長をデータ転送速度の単位であるｂｐｓ（Bits Per Second）で換算すれば、通番情報で示される単位同期信号からデータ信号の終わりまでの時間を特定することができる。このように、通番情報は、本発明の特定情報に相当する。
【００３６】
受信周波数切替制御部２６は、同期信号検出部２４により１６個のうち何れかの単位同期信号が検出された場合に、当該検出された単位同期信号に含まれる通番情報に基づいて、当該単位同期信号が検出されてから同期信号の後に続くデータ信号を信号受信部２１が受信し終わるまでの時間を特定する。そして、特定した時間だけ受信周波数を固定させる。
【００３７】
このようにすれば、受信周波数を固定させてデータ信号を確実に受信することができるとともに、受信周波数を無駄に長く固定させないようにすることができる。これにより、ナースコール子機やマットセンサでの呼出信号の発生に応じて送信機１０から送信された１つのデータ信号を受信機２０が受信した後に、次のデータ信号の受信に直ちに備えることができる。
【００３８】
なお、上記実施形態では、同期信号を検出した後、当該同期信号に続けて送信されてくるデータ信号を受信し終わった後に受信機２０が応答信号を送信する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、同期信号を検出した直後に応答信号を送信するようにしてもよい。その場合、応答信号を受信した送信機１０は、応答信号を受信した直後に同期信号付きのデータ信号の送信を停止するのではなく、応答信号を受信したときに送信中のデータ信号を送信し終わるまで待って、同期信号付きのデータ信号の送信を停止する。
【００３９】
また、上記実施形態では、特定情報の一例として、同期信号の先頭から何番目の単位同期信号であるかを示す昇順の通番を用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、同期信号の後に続くデータ信号まで残り何個の単位同期信号があるかを示す降順の通番を特定情報として用いてもよい。また、同期信号の後に続くデータ信号の終わりまでのビット長あるいはこれをｂｐｓ換算した時間長を特定情報として用いてもよい。
【００４０】
その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０  送信機
１１  データ信号発生部
１２  変調部
１３  送信周波数切替制御部
１４  信号送信部
１５  応答信号受信部
１６  送信停止制御部
２０  受信機
２１  信号受信部
２２  中間周波変換部
２３  復調部
２４  同期信号検出部
２５  応答信号送信部
２６  受信周波数切替制御部
【図１】
0005502618.tif 000002
【図２】
0005502618.tif 000003
【図３】
0005502618.tif 000004