(57)【要約】【課題】戸別受信機などの無線受信装置のプログラムを、従来技術に比較して高い成功確率でファームアップできる無線通信システムを提供する。【解決手段】無線受信装置のファームウェアのデータを一方向の無線回線を介して無線送信装置から無線受信装置に送信する無線通信システムのための無線送信装置であって、無線送信装置は、ファームウェアのデータを複数のブロックのデータに分割しかつ各ブロックのデータに対して誤り検出用データを付加して送信し、当該ファームウェアの各ブロックデータの送信を複数回繰り返す。無線受信装置は無線送信装置から送信されたファームウェアの各ブロックのデータを受信し、誤り検出用データに基づいて受信したファームウェアの各ブロックのデータが正しく復元できたか否かを判断し、正しく復元できたときは当該ブロックのデータを記憶手段に格納しかつ判定欄に正しく復元できたことを格納する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線受信装置のファームウェアのデータを一方向の無線回線を介して無線送信装置から無線受信装置に送信する無線通信システムのための無線送信装置であって、
上記ファームウェアのデータを複数のブロックのデータに分割しかつ各ブロックのデータに対して誤り検出用データを付加して送信し、当該ファームウェアの各ブロックデータの送信を複数回繰り返す送信手段を備えたことを特徴とする無線送信装置。
【請求項２】
上記送信手段によるファームウェアの各ブロックデータの送信の回数は、上記無線受信装置においてファームウェアの各ブロックデータのすべてが正しく復元して完了するために十分な回数であることを特徴とする請求項１記載の無線送信装置。
【請求項３】
無線受信装置のファームウェアのデータを一方向の無線回線を介して請求項１又は２記載の無線送信装置から無線受信装置に送信する無線通信システムのための無線受信装置であって、
ファームウェアのブロック番号毎に、ファームウェアの各ブロックのデータと、正しく復元できたか否かを格納する判定欄とを含むテーブルを格納する記憶手段と、
上記無線送信装置から送信されたファームウェアの各ブロックのデータを受信し、上記誤り検出用データに基づいて受信したファームウェアの各ブロックのデータが正しく復元できたか否かを判断し、正しく復元できたときは当該ブロックのデータを上記記憶手段に格納しかつ上記判定欄に正しく復元できたことを格納する一方、正しく復元できなかったときは当該ブロックのデータを上記記憶手段に格納せずかつ上記判定欄に正しく復元できなかったことを格納し、上記複数のブロックのうちすべての判定欄において正しく復元できたときは、上記記憶手段に格納されたファームウェアの各ブロックのデータを結合して当該無線受信装置のファームウェアとして用いて起動させる制御手段とを備えたことを特徴とする無線受信装置。
【請求項４】
上記送信手段によるファームウェアの各ブロックデータの送信が２回目以降であるときに、上記制御手段は、正しく復元できて格納されているファームウェアの各ブロックデータについて再度上記記憶手段に格納しないことを特徴とする請求項３記載の無線受信装置。
【請求項５】
上記無線受信装置は自己に対して唯一付与された個別番号を有し、
上記制御手段は、上記無線送信装置から送信されたファームウェアの各ブロックのデータを受信するときに、自己の個別番号が指定されているときのみ、ファームウェアの各ブロックのデータを受信することを特徴とする請求項３又は４記載の無線受信装置。
【請求項６】
請求項１又は２記載の無線送信装置と、
請求項３〜５のうちのいずれか１つに記載の無線受信装置とを備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
上記無線通信システムは地域防災無線システムであることを特徴とする請求項６記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば地域防災無線システムなどの無線通信システムにおいて無線送信装置から無線受信装置に対して一方向で無線信号を送信する無線通信システムに関し、特に、当該地域防災無線システムのための統制局送信機などの無線送信装置と、その戸別受信機などの無線受信装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
地震、津波などの地域防災のために、市町村庁舎内に設けられる統制局送信機と、小高い丘や山などに設けられる複数の中継局と、各戸に設けられる複数の戸別局受信機とから構成される地域防災無線システムが実用化されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【０００３】
出願人は地域防災無線システムの統制局送信機及び戸別受信機などを製造販売しているが、戸別受信機は個人が購入するのではなく、自治体が購入して各世帯に貸与している。各世帯に戸別受信機を設置した後で、戸別受信機のソフトウェアのバグ対策や機能アップのためにファームアップが必要になる場合がたびたびあった。そのときは、ノート型パーソナルコンピュータに新ファームウェアを格納して現場へ行き、各世帯に一軒一軒訪問して、パーソナルコンピュータを戸別受信機に接続してファームアップを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２２４０５８号公報
【特許文献２】特開２００２−１３５８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、戸別受信機はその地区の全世帯に設置されるので、パーソナルコンピュータを使ったファームアップを住民にお願いすることは現実的に不可能である。自治体によって納入した製品は、ソフトウェアのバグの場合、メーカーのミスであれば費用に関係なく、「直しに来て全部直せ」と言われる。各世帯に設置されてしまった後では、一軒一軒改修して回るのは大変な費用と時間がかかるという問題点があった。
【０００６】
出願人は上記の問題点を解決するために、統制局送信機から戸別受信機に対して１つのファームアップのデータを送信し、戸別受信機では、受信したファームアップのデータに基づいて戸別受信機のプログラムをファームアップする無線通信システム（以下、従来例という。）を開発実用化した。当該従来例では、パーソナルコンピュータを使わず、無線回線を使って自動的にファームアップができるので、出願人が戸別受信機の各世帯を一軒一軒改修に行かなくても無線回線を介してファームアップのプログラムデータを送信するだけでファームアップが完了する。
【０００７】
しかしながら、上記無線回線の誤り率は一般には０ではなく、また、戸別受信機の設置場所や設置位置は様々であって無線回線の伝搬状態が悪い場合もあり、当該従来例の無線通信システムにおいて戸別受信機のファームアップが成功する確率が低く、失敗した場合は戸別受信機のプログラムが壊れてしまい、戸別受信機が動作不能になるという問題点があった。
【０００８】
本発明の目的は以上の問題点を解決し、例えば地域防災無線システムの戸別受信機などの無線受信装置のプログラムを、従来技術に比較して高い成功確率でファームアップできる無線通信システム、そのための無線送信装置及び無線受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明に係る無線送信装置は、無線受信装置のファームウェアのデータを一方向の無線回線を介して無線送信装置から無線受信装置に送信する無線通信システムのための無線送信装置であって、
上記ファームウェアのデータを複数のブロックのデータに分割しかつ各ブロックのデータに対して誤り検出用データを付加して送信し、当該ファームウェアの各ブロックデータの送信を複数回繰り返す送信手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
上記無線送信装置において、上記送信手段によるファームウェアの各ブロックデータの送信の回数は、上記無線受信装置においてファームウェアの各ブロックデータのすべてが正しく復元して完了するために十分な回数であることを特徴とする。
【００１１】
第２の発明に係る無線受信装置は、無線受信装置のファームウェアのデータを一方向の無線回線を介して請求項１又は２記載の無線送信装置から無線受信装置に送信する無線通信システムのための無線受信装置であって、
ファームウェアのブロック番号毎に、ファームウェアの各ブロックのデータと、正しく復元できたか否かを格納する判定欄とを含むテーブルを格納する記憶手段と、
上記無線送信装置から送信されたファームウェアの各ブロックのデータを受信し、上記誤り検出用データに基づいて受信したファームウェアの各ブロックのデータが正しく復元できたか否かを判断し、正しく復元できたときは当該ブロックのデータを上記記憶手段に格納しかつ上記判定欄に正しく復元できたことを格納する一方、正しく復元できなかったときは当該ブロックのデータを上記記憶手段に格納せずかつ上記判定欄に正しく復元できなかったことを格納し、上記複数のブロックのうちすべての判定欄において正しく復元できたときは、上記記憶手段に格納されたファームウェアの各ブロックのデータを結合して当該無線受信装置のファームウェアとして用いて起動させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
上記無線受信装置は、上記送信手段によるファームウェアの各ブロックデータの送信が２回目以降であるときに、上記制御手段は、正しく復元できて格納されているファームウェアの各ブロックデータについて再度上記記憶手段に格納しないことを特徴とする。
【００１３】
また、上記無線受信装置において、上記無線受信装置は自己に対して唯一付与された個別番号を有し、上記制御手段は、上記無線送信装置から送信されたファームウェアの各ブロックのデータを受信するときに、自己の個別番号が指定されているときのみ、ファームウェアの各ブロックのデータを受信することを特徴とする。
【００１４】
第３の発明に係る無線通信システムは、上記無線送信装置と、上記無線受信装置とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
ここで、上記無線通信システムは地域防災無線システムであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
従って、本発明に係る無線通信システム、そのための無線送信装置及び無線受信装置によれば、例えば地域防災無線システムの戸別受信機などの無線受信装置のプログラムを、従来技術に比較して高い成功確率でファームアップできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る地域防災無線システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の統制局送信機１の構成を示すブロック図である。
【図３】図１の戸別受信機２の構成を示すブロック図である。
【図４】図３の戸別受信機２のＥＥＰＲＯＭ３１の構成を示すブロック図である。
【図５】図３の戸別受信機２のコントローラ３０によって実行される受信信号受信処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。
【００１９】
図１は本発明の実施形態に係る地域防災無線システムの構成を示すブロック図である。図１において、本実施形態に係る地域防災無線システムは、無線送信装置である統制局送信機１と、複数の中継局３と、無線受信装置である複数の戸別受信機２とを備えて構成される。統制局送信機１から送信される無線信号はアンテナ１Ａから中継局３に向けて送信される。中継局２は、上記送信された無線信号をアンテナ３Ａで受信した後、高周波増幅、復調、変調、電力増幅してアンテナ３Ｂから戸別受信機２に向けて送信する。戸別受信機２は、中継局３から無線信号を受信して復調し、例えば地域防災の音声放送信号を、スピーカを介して出力する。すなわち、当該無線システムは、統制局送信機１から中継局３を介して戸別受信機２への一方向のシステムである。なお、図１において、中継局３を設けているが、本発明はこれに限らず、中継局３を設けず、統制局送信機１からの無線信号を直接に戸別受信機２に受信できるように構成してもよい。
【００２０】
図２は図１の統制局送信機１の構成を示すブロック図である。図２において、統制局送信機１は、統制局送信機１の動作を制御するコントローラ１０と、ファームウェアを格納する更新プログラム格納メモリ１１と、現在時刻を計時する時計回路１２と、ファームウェアの送信回数を格納する送信回数メモリ１３と、統制局送信機１の操作指示を行う操作部１４と、統制局送信機１の動作状態及び操作指示内容などを表示する表示部１５と、ファームウェアを外部のパーソナルコンピュータから外部データ端子１７を介して更新プログラム格納メモリ１１に入力して格納するためのＵＳＢ（Universal Serial Bus）インターフェース１６と、送信指示を行うＰＴＴ（Push To Talk）スイッチ１８と、マイクロホン２１と、音声信号変調回路２２と、ベースバンド信号変調回路２３と、コントローラ１０により制御されるスイッチ２４と、無線送信回路２５と、アンテナ１Ａとを備えて構成される。
【００２１】
統制局送信機１のユーザが音声放送を行うときは、ＰＴＴスイッチ１８をオンする。このとき、コントローラ１０はスイッチ２４を接点ａ側に切り替える。ユーザの音声はマイクロホン２１により音声信号に変換されて音声信号変調回路２２に入力される。音声信号変調回路２２は入力される音声信号に従って所定の搬送波信号を所定のデジタル変調方式で変調して、その変調信号をスイッチ２４の接点ａ側を介して無線送信回路２５に出力し、無線送信回路２５は変調信号を所定の無線信号にアップコンバートした後、電力増幅してアンテナ１Ａから放射する。
【００２２】
統制局送信機１から戸別受信機２の改修用ファームウェアのデータを送信するときは、コントローラ１０はスイッチ２４を接点ｂ側に切り替える。コントローラ１０は、更新プログラム格納メモリ１１に格納された改修用ファームウェアのデータを読み出し、当該改修用ファームウェアのデータを複数個のファームウェアブロックのデータに分割した後、各ファームウェアブロックのデータに対して例えばＣＲＣなどの誤り検出用データを付加して送信する。当該送信は、例えば夜間などの音声放送がほとんどない時間帯の時刻を指定して、時計回路１２で計時された時刻を参照して時刻指定送信であって、すべての戸別受信機２の改修が完了するのに十分な複数回の送信回数（送信回数メモリ１３に予め設定されて格納され、複数回繰り返す回数をいう。）行う。各送信時に、コントローラ１０は、分割した各ファームウェアブロックのデータをベースバンド信号変調回路２３に出力し、ベースバンド信号変調回路２３は入力される各ファームウェアブロックのデータに従って所定の搬送波信号を所定のデジタル変調方式で変調して、その変調信号をスイッチ２４の接点ｂ側を介して無線送信回路２５に出力し、無線送信回路２５は変調信号を所定の無線信号にアップコンバートした後、電力増幅してアンテナ１Ａから放射する。
【００２３】
図３は図１の戸別受信機２の構成を示すブロック図である。図３において、戸別受信機２は、戸別受信機２の動作を制御するコントローラ３０と、コントローラ３０の書き換え可能な動作プログラムであるファームウェアを格納するための例えばフラッシュメモリ（登録商標）などのＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）３１と、戸別受信機２の動作を指示する操作部３２と、戸別受信機２の動作内容及び操作部３２の操作内容を表示する表示部３３と、製造時に最初にＥＥＰＲＯＭ３１にファームウェアを外部のパーソナルコンピュータから外部データ端子３５を介して書き込むためのＵＳＢインターフェース３４と、アンテナ２Ａと、無線受信回路４１と、音声信号復調回路４２と、スイッチ４３と、音声信号増幅器４４と、スピーカ４５と、ベースバンド信号復調回路４６とを備えて構成される。
【００２４】
戸別受信機２の無線信号受信時には、アンテナ２Ａにより受信された無線信号は無線受信回路４１に入力され、無線受信回路４１は受信された無線信号に対して高周波増幅、ダウンコンバートなどの信号処理を行って所定のベースバンド信号に変換した後、音声信号復調回路４２及びベースバンド信号変調回路４６に出力する。ここで、音声放送信号の受信時には、コントローラ３０はスイッチ４３をオンする。音声信号復調回路４２は入力されるベースバンド信号を音声放送信号に復調した後、スイッチ４３及び音声信号増幅器４４を介してスピーカ４５を介して出力する。また、ファームウェアのデータの受信時には、コントローラ３０はスイッチ４３をオフする。ベースバンド信号復調回路４６は受信されたベースバンド信号をファームウェアのデータ信号に復調した後、コントローラ３０に出力する。ファームウェアのデータの受信時の詳細動作については、図４及び図５を参照して以下に説明する。
【００２５】
図４は図３の戸別受信機２のＥＥＰＲＯＭ３１の構成を示すブロック図である。図４において、ＥＥＰＲＯＭ３１は、メイン領域３１ａとバッファ領域３１ｂとを有する。メイン領域３１ａには、戸別受信機２を制御するためのファームウェアを格納する。また、バッファ領域３１ｂには統制局送信機１から送信された更新用ファームウェアを一時的に保存する。ここで、バッファ領域３１ｂには、ブロック番号毎に、分割されたファームウェアブロックのデータと、その判定欄（受信されたファームウェアブロックのデータが正しく復元されたときは○を付し、正しく復元されなかったときは×を付する。）とを含むテーブルを格納する。本実施形態では、ヴァージョンアップ処理において、一度復元がＯＫになったファームウェアブロックのデータは２回目以降の受信時には書き換えないことを特徴としている（図５参照）。すべてのファームウェアブロックの判定欄が○になれば、各ファームウェアブロックのデータをメイン領域３１ａに一括転送してそれに基づいて戸別受信機２を再起動させる。
【００２６】
図５は図３の戸別受信機２のコントローラ３０によって実行される受信信号受信処理を示すフローチャートである。図５の実施形態では、ファームウェアのデータの分割数を１００に設定している。
【００２７】
図５において、ステップＳ１で受信信号はファームウェアのデータであるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ３に進む一方、ＮＯのときはステップＳ２に進む。ステップＳ２では、音声放送信号の受信処理を実行し、すなわち、スイッチ４３をオンして音声放送信号をスピーカ４５から出力し、ステップＳ１に戻る。
【００２８】
ステップＳ３では、ファームウェアのデータを受信し、ステップＳ４においてブロック番号ｎを１に初期化し、ステップＳ５においてＥＥＰＲＯＭ３１のバッファ領域３１ｂのブロック番号ｎの判定欄は×か否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ６に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１０に進む。次いで、ステップＳ６において統制局送信機１において付加された誤り検出用データに基づいてファームウェアのデータのうちのブロック番号ｎは正しく復元できたか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ７に進む一方、ＮＯのときはステップＳ９に進む。ステップＳ７では、ブロック番号ｎの判定欄に○を格納し、ステップＳ８においてファームウェアのデータのうちのブロック番号ｎのデータをバッファ領域３１ｂに書き込み、ステップＳ１０に進む。一方、ステップＳ９では、ブロック番号ｎの判定欄に×を格納しかつファームウェアのデータのうちのブロック番号ｎのデータをバッファ領域３１ｂに書き込まず、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、ブロック番号ｎに１を加算して加算結果をブロック番号ｎとし、ステップＳ１１において、ｎ＝１０１であるか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ１２に進む一方、ＮＯのときはステップＳ５に進む。
【００２９】
ステップＳ１２においてバッファ領域３１ｂにおいてすべての判定欄が○になったか否かが判断され、ＹＥＳのときはステップＳ１３に進む一方、ＮＯのときはステップＳ１に戻る。ステップＳ１３においてバッファ領域３１ｂに格納されたファームウェアの各ブロックデータを結合してファームウェアとしてメイン領域３１ａに転送して上書きする。そして、ステップＳ１４においてメイン領域３１ａのファームウェアを用いて戸別受信機２を再起動させてステップＳ１に戻る。
【００３０】
地域防災無線システムの特質上、統制局送信機１から送るデータは一方通行であり、戸別受信機２が正しく受信したかどうかを統制局送信機１側へ返信する手段がないので、統制局送信機１はファームアップが成功したかどうか確認する方法がない。この点が、受信確認信号（ＡＣＫ）を返信してくる双方向通信によるファームアップと根本的に違う。
【００３１】
以上のように構成された本実施形態によれば、例えば地域防災無線システムの戸別受信機などの無線受信装置のプログラムを、従来技術に比較して高い成功確率でファームアップできる。具体的な作用効果について以下に説明する。
【００３２】
従来技術の方法では、もし戸別受信機２においてバグが発生したら、各世帯に設置された戸別受信機２を一軒一軒回って自分たちで改修しなければならない。従って、巨額の費用と時間のロスが発生する。
【００３３】
次いで、従来例に係る無線通信システムを使うと、戸別受信機２のユーザは何もしなくても無線回線を介してファームウェアを送信して自動的に勝手にファームアップしてくれるので殆どロス費用が発生しない。例えば特に、毎晩夜中に送信すれば全く影響がない。なお、ファームウェアの更新データの送信中でも、緊急の音声放送が必要であればデータ送信を途中で止めるように構成でき、本実施形態でもファームウェアは壊れない。
【００３４】
図４及び図５の戸別受信機２では図示していないが、各戸別受信機２には個別番号が付与されてＥＥＰＲＯＭ３１内に格納されているので、個別番号を指定して特定の戸別受信機２だけに特定機能がついたファームウェアを無線回線を介して伝送することもできる。また、これについては、ファームウェアのデータだけでなく、各戸別受信機２毎に設定される設定データも同様である。すなわち、戸別受信機２は自己に対して唯一付与された個別番号を有し、コントローラ３０は統制局送信機１から送信されたファームウェアの各ブロックのデータを受信するときに、自己の個別番号が指定されているときのみ、ファームウェアの各ブロックのデータを受信することを特徴とする。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態によれば、「いちいち各世帯を回らなくても、後で設定データを変更したり、機能を追加したりすることが無線回線でできます。」というセールスポイントになる。
【００３６】
以上の本実施形態においては、地域防災無線システムについて説明しているが、本発明はこれに限らず、種々の無線通信システムに適用することができる。
【実施例】
【００３７】
ファームウェアのデータを複数のブロックに分割して送信する理由は以下の通りである。例えばファームウェアのバイト数を１００ＫＢとする。また、無線回線のデータ伝送成功率を、例えば１ＫＢ当り５０％（０．５）とする。つまり１ＫＢのファームウェアを送ると２回に１回は失敗するものとする。当該無線回線で、１００ＫＢのファームウェアをそのまま送れば成功する確率は０．５の１００乗であって、７．９−３１となり、永久に成功しないのと同じである。
【００３８】
しかし、ファームウェアのデータを１ＫＢ単位で分割して送り、各ブロックのデータでＯＫになったものは以降の送信データを無視するという方式であれば２回の送信ですべてのブロックがＯＫとなる。実際は、無線回線のデータ伝送成功率は統制局送信機１又は中継局３からの距離や、戸別受信機２の設置場所などで大きく影響されるのでバラバラであるが、何度も送信すれば必ず全ブロックのデータが最後にはＯＫとなる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上詳述したように、本発明に係る無線通信システム、そのための無線送信装置及び無線受信装置によれば、例えば地域防災無線システムの戸別受信機などの無線受信装置のプログラムを、従来技術に比較して高い成功確率でファームアップできる。
【符号の説明】
【００４０】
１…統制局送信機、
１Ａ…アンテナ、
２…戸別受信機、
２Ａ…アンテナ、
３…中継局、
３Ａ，３Ｂ…アンテナ、
１０…コントローラ、
１１…更新プログラム格納メモリ、
１２…時計回路、
１３…送信回数メモリ、
１４…操作部、
１５…表示部、
１６…ＵＳＢインターフェース、
１７…外部データ端子、
１８…ＰＴＴスイッチ、
２１…マイクロホン、
２２…音声信号変調回路、
２３…ベースバンド信号変調回路、
２４…スイッチ、
２５…無線送信回路、
３０…コントローラ、
３１…ＥＥＰＲＯＭ、
３１ａ…メイン領域、
３１ｂ…バッファ領域、
３２…操作部、
３３…表示部、
３４…ＵＳＢインターフェース、
３５…外部データ端子、
４１…無線受信回路、
４２…音声信号復調回路、
４３…スイッチ、
４４…音声信号増幅器、
４５…スピーカ、
４６…ベースバンド信号復調回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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