(57)【要約】【課題】親局が機能しない場合、又は、親局を必要としない場合に、親局を介さずに任意の子局間で無線通信が可能な防災無線システムにおける子局装置を提供すること。【解決手段】親局と複数の子局とで構成された通信システムであって、前記子局は、親局に対して無線信号の送信及び受信を行う機能を有する指向性アンテナを具備し、前記指向性アンテナは、他の子局から通信要求があった場合、又は、他の子局に対して通信要求を行う場合に、当該他の子局の設置された方向に向けて指向の方向を変える手段を有する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
親局と複数の子局とで構成された通信システムであって、前記子局は、親局に対して無線信号の送信及び受信を行う機能を有する指向性アンテナを具備し、前記指向性アンテナは、他の子局から通信要求があった場合、又は、他の子局に対して通信要求を行う場合に、当該他の子局の設置された方向に向けて指向の方向を変える手段を有することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
親局と複数の子局とで構成された通信システムであって、前記子局は、無線信号を受信する機能を有する受信アンテナと親局に対して無線信号を送信する機能を有する指向性アンテナを別々に具備し、他の子局から通信要求があった場合、又は、他の子局に対して通信要求を行う場合に、当該他の子局の設置された方向に向けて前記指向性アンテナの指向の方向を変える手段を有することを特徴とする通信システム。
【請求項３】
前記子局は、前記通信システムを構成する子局の識別番号及びこの識別番号に対応させた子局の位置情報等からなる方路変更データを記憶した方路変更データ蓄積メモリを有し、他の子局と通信を行う場合には、前記方路変更データ蓄積メモリに記憶された方路変更データを参照して、当該他の子局の設置された方向に向けて指向性アンテナの指向の方向を変更することを特徴とする請求項１又は２記載の通信システム。
【請求項４】
前記子局は、無線機の送信出力を調整するためのアンプを具備し、無線機の送信出力を調整可能とすることを特徴とする請求項１乃至３記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、市町村において災害発生時等の情報伝達手段として利用される防災無線システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、市町村において災害発生時等の情報伝達手段として防災無線システムが採用されてきた。図４に示すのは、従来の防災無線システムの構成を表した模式図である。この図４において、親局１０は、災害発生時等に情報を発信する主体であり、無線によって情報を出力する。親局１０から発信された情報は子局２１ａ〜２１ｃのそれぞれにおいて受信される。また、親局１０からの無線が直接届かない場所、例えば山間部などにおいては、図４に示すように、中継局２２において一度受信した情報を中継して再送信することで、親局１０からの無線が直接届かない子局２１ｄ、２１ｅに情報を伝える。
【０００３】
子局２１は、屋外に設置され受信した情報をスピーカによって出力する屋外拡声装置や、各世帯に設置される戸別受信機などであり、それぞれ親局１０の方向（子局２１ｄ、２１ｅについては中継局２２の方向）に向けて設置された指向性アンテナによって無線信号を受信する。また、この指向性アンテナは親局１０と子局２１との通信を行うためにも用いられる。通常、防災無線システムで利用可能な周波数は制限されるため、複数のチャンネルを利用して通信を行うことができない。そのため、親局１０と子局２１との通信は同一周波数で行われるが、他の子局と干渉を起こしてしまう可能性があるため、指向性アンテナを用いて他の子局の信号との干渉を防止している。
【０００４】
この様な構成は従来既に提案されており、例えば、特許文献１に記載の防災無線システムが挙げられる。
【特許文献１】特開２０００−１０１５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような防災無線システムは、災害時の情報伝達手段として重要な役割を果たすものであるが、地震などの大きな災害時にはこの防災無線システム自体に故障等のトラブルが生じる可能性がある。例えば、親局１０の送信機能が停止してしまったり、中継局２２が機能しなくなったりする恐れがある。
【０００６】
しかし、図４に示す従来の防災無線システムにおいては、前述の通り、防災無線のチャンネル数が少ないこと、及び、これに伴って指向性アンテナを使用していることから、親局１０の送信機能が停止してしまった場合に子局間で無線通信を行うことが出来ず、子局２１が情報を得る手段が無くなってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、親局が機能しない場合、又は、親局を必要としない場合に、親局を介さずに任意の子局間で無線通信が可能な防災無線システムにおける子局装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１は、親局と複数の子局とで構成された通信システムであって、前記子局は、親局に対して無線信号の送信及び受信を行う機能を有する指向性アンテナを具備し、前記指向性アンテナは、他の子局から通信要求があった場合、又は、他の子局に対して通信要求を行う場合に、当該他の子局の設置された方向に向けて指向の方向を変える手段を有することを特徴とする通信システムである。
【０００９】
本発明の請求項２は、親局と複数の子局とで構成された通信システムであって、前記子局は、無線信号を受信する機能を有する受信アンテナと親局に対して無線信号を送信する機能を有する指向性アンテナを別々に具備し、他の子局から通信要求があった場合、又は、他の子局に対して通信要求を行う場合に、当該他の子局の設置された方向に向けて前記指向性アンテナの指向の方向を変える手段を有することを特徴とする通信システムである。
【００１０】
本発明の請求項３は、請求項１又は２に加えて、前記子局は、前記通信システムを構成する子局の識別番号及びこの識別番号に対応させた子局の位置情報等からなる方路変更データを記憶した方路変更データ蓄積メモリを有し、他の子局と通信を行う場合には、前記方路変更データ蓄積メモリに記憶された方路変更データを参照して、当該他の子局の設置された方向に向けて指向性アンテナの指向の方向を変更することを特徴とする通信システムである。
【００１１】
本発明の請求項４は、請求項１乃至３に加えて、前記子局は、無線機の送信出力を調整するためのアンプを具備し、無線機の送信出力を調整可能とすることを特徴とする通信システムである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、指向性アンテナに他の子局の設置された方向に向けて方向を変更する手段を設けたので、これにより、親局が機能しない場合、又は、親局を必要としない場合であっても子局間通信が可能となる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、指向性アンテナに他の子局の設置された方向に向けて方向を変更する手段を設けたので、これにより、親局が機能しない場合、又は、親局を必要としない場合であっても子局間通信が可能となる。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、方路変更データ蓄積メモリに記憶された識別番号等の情報に基づいて他の子局の設置された方向に向けて自動的に指向性アンテナの指向の方向を変更することができ、これにより、正確に相手子局に対して指向性アンテナを向けることができる。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、アンプによって無線出力の調整ができるため、通信を行う相手との距離に最適の無線機出力で通信を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明による通信システムの子局装置は、親局と複数の子局とで構成された通信システムであって、前記子局は、親局に対して無線信号の送信及び受信を行う機能を有する指向性アンテナを具備し、前記指向性アンテナは、他の子局から通信要求があった場合、又は、他の子局に対して通信要求を行う場合に、当該他の子局の設置された方向に向けて指向の方向を変える手段を有するものであり、さらに、前記子局は、前記通信システムを構成する子局の識別番号及びこの識別番号に対応させた子局の位置情報等からなる方路変更データを記憶した方路変更データ蓄積メモリを有し、他の子局と通信を行う場合には、前記方路変更データ蓄積メモリに記憶された方路変更データを参照して、当該他の子局の設置された方向に向けて指向性アンテナの指向の方向を変更することを特徴とするものである。以下、防災無線システムの場合について説明を行う。
【実施例１】
【００１７】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すのは、本発明による防災無線システムにおける子局装置の構成を表したブロック図であり、子局１１が屋外拡声装置である場合の構成を表している。この図１において、無線機１２は、発信された無線情報を受信し、また、無線情報を発信するためのものであり、図示していないアンテナ線によって指向性アンテナ１９と接続されている。アンプ１３は、前記無線機１２の発信出力を調整するためのものである。操作パネル１４は、前記無線機１２の操作を行う部分であり、受信した情報をスピーカ出力に切替える操作や、マイク入力を無線機１２に出力して無線発信する操作等を行う。また、指向性アンテナ１９の方路変更の指示もこの操作パネル１４において行う。
【００１８】
制御部１５は、前記操作パネル１４からの方路変更指示を受付けて、方路変更データ蓄積メモリ１６に対して方路変更に必要な情報を要求し、得た情報に基づいて各部に制御信号を出力する。方路変更データ蓄積メモリ１６には、親局１０、中継局２２及び全子局１１の全てについて、識別番号、経度緯度情報、必要無線機出力などの情報が記憶させてあり、前記制御部１５からの要求に応じてこれらの情報を出力する。
【００１９】
制御信号受発信部１７は、通信を行いたい子局に対して自局の識別番号を送信する、或いは、他の子局の通信要求に伴って送られてくる識別番号を受信するための専用の受発信部であり、例えば、携帯電話又はＰＨＳを利用した専用通信手段とする。また、これ以外にも、無線通信とは異なる専用の周波数を設定して行うようにしてもよい。ここでの通信は、相手を特定して送信可能であることが必要な条件となる。
【００２０】
空中線回転部１８は、制御部１５からの方路変更指示に基づいて、通信を行う相手側子局に向けて指向性アンテナ１９の方向を変更するための回転処理を行うためのものである。指向性アンテナ１９は、指向性を有するアンテナとして、例えば、１つの放射器、１つ以上の反射器及び１つ以上の導波器から構成（最小構成は３素子）された、いわゆる八木・宇田アンテナを採用したものであり、送信出力可能なものを選択する。また、スピーカ２０は、無線機１２で受信した情報を近隣住民に伝達するために使用されるものであり、図示を省略した信号線によって操作パネル１４からのスピーカ出力ラインに接続されている。
【００２１】
以上のような構成における本発明の作用を説明する。
先ず、親局１０から情報が発信された場合には、各子局１１における指向性アンテナ１９で受信し、その受信した信号を無線機１２によって復号化等の処理を行って操作パネル１４を介してスピーカ２０に音声信号を出力する。また、親局１０と子局１１で１対１の通信を行う場合、指向性アンテナ１９は初期状態では親局１０の方向を向いているため、この状態で操作パネル１４のマイク入力からの音声信号が入力されると、無線機１２において符号化された後に指向性アンテナ１９から出力されて親局１０に送信される。このように親局との間で行われる通信は従来と略同様である。
【００２２】
次に、親局１０の機能が停止した場合、若しくは、親局１０を介さずに通信を行いたい場合などに行う子局間通信について説明する。図２に示すように、通常状態では子局Ａ、Ｂの指向性アンテナは共に親局１０の方向を向いており、この状態では子局ＡＢ間で通信を行うことはできない。子局ＡＢ間で通信を行うためには、図２の矢印で示すように、それぞれの指向性アンテナを相手側に向けて方向変換する必要がある。これを可能にするために、本発明においては、図１に示すように、方路変更データ蓄積メモリ１６を設けて、ここに親局及び全子局の識別番号、経度緯度情報、必要無線機出力などの情報を記憶させておき、通信時にこれを読み出して自動的に指向性アンテナの方向を変更できるようにしたものである。
【００２３】
例えば、図２に示す子局Ａから子局Ｂに対して通信要求を行う場合には、先ず、操作パネル１４で通信相手として子局Ｂを選択する。ここで子局Ｂを選択すると、制御部１５から方路変更データ蓄積メモリ１６に対して、子局Ａ（自局）の識別番号、及び、子局Ｂ（相手局）の識別番号、経度緯度情報、必要無線機出力などの情報の読み出し要求を行う。制御部１５では、読み出した子局Ａの識別番号を制御信号受発信部１７から相手局である子局Ｂに対して発信するとともに、読み出した子局Ｂの経度緯度情報に基づいて回転量を計算して空中線回転部１８に指示する。また、子局Ａと子局Ｂとの距離に応じて決まる予め記憶させた必要無線機出力を用いて、アンプ１３において無線機１２の出力調整を行う。
【００２４】
他方、通信要求を受ける側の子局Ｂでは、子局Ａから発信された識別番号を制御信号受発信部１７で受信して、これを制御部１５に出力する。制御部１５では受信した識別番号に該当する子局（子局Ａ）の経度緯度情報、必要無線機出力などの情報を方路変更データ蓄積メモリ１６から読み出して、経度緯度情報に基づいて回転量を計算して空中線回転部１８に指示するとともに、必要無線機出力に基づいてアンプ１３において無線機１２の出力調整を行う。
このように、互いの指向性アンテナを向かい合わせ、かつ、距離に応じた無線機出力を設定した状態で、前述した親局と子局の通信と同様の方法で通信を行うことで、従来は不可能であった子局間の通信を行うことが可能となる。
【００２５】
以上のように、子局間通信を可能にすることで、図３に示すように、災害時に親局１０との通信が途絶えたとしても、各子局間で通信を行って非難情報等を近隣住民に通知することが可能となる。また、図３に示す子局Ｄ、子局Ｅは、中継局２２を介さなければ親局１０からの情報を得られない地域に設置されている場合であるが、従来は災害により中継局２２の機能が停止してしまうと子局Ｄ、Ｅは情報を得られなかったが、本発明のように子局間の通信を可能にすることで、図３のように、子局Ｂと子局Ｄとの間で通信して親局１０からの情報を間接的に得るといった従来に無い情報の伝達が可能となる。
【００２６】
前記実施例においては、１つの指向性アンテナ１９に送信機能と受信機能の両方を持たせて兼用としていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、送信用の指向性アンテナと受信用の指向性アンテナの２つを設けるようにしてもよい。また、送信機能に関しては指向性を有することが必須の条件であるが、受信機能に関しては必ずしも指向性は必要ではないため、例えば、送信を行うための指向性アンテナを設けるとともに、指向性のない受信用アンテナを併設するようにしてもよい。これらの構成においても、子局間通信を行う場合には、前記実施例と同様に、送信用の指向性アンテナを通信相手である子局に向けて通信を行うことには変わりなく、さらに、受信用の指向性アンテナを別途設けた場合には、受信用の指向性アンテナについても合わせて通信相手である子局に向ける必要がある。
【００２７】
前記実施例においては、防災無線システムにおける親局と子局について説明を行ったが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、使用可能な周波数が限定され、かつ、子局に指向性アンテナを採用しているような通信システムにおいては、同様に適用可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による防災無線システムにおける子局装置の構成を表したブロック図である。
【図２】指向性アンテナの方路変更の様子を表した模式図である。
【図３】本発明による子局間通信の様子を表した模式図である。
【図４】従来の防災無線システムにおける通信の様子を表した模式図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０…親局、１１…子局、１２…無線機、１３…アンプ、１４…操作パネル、１５…制御部、１６…方路変更データ蓄積メモリ、１７…制御信号受発信部、１８…空中線回転部、１９…指向性アンテナ、２０…スピーカ、２１…子局、２２…中継局。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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