JP2012034287A - 無線信号の間欠受信方法及びそれを用いた無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】無線局の消費電力をさらに低減した無線信号の間欠受信方法及びそれを用いた無線通信システムを提供する。
【解決手段】火災警報器ＴＲの制御部１０は、タイマ４によってスリープ状態から間欠的に起動されると、受信レベル検出部１を起動した後、スリープ状態に移行する。受信レベル検出部１は、起動されると、アンテナ７を介して受波した信号をダイオード検波回路１２で検波し、その検波出力と所定のしきい値の高低を判定部１３で比較する。判定部１３は、検波出力がしきい値よりも高ければ起動トリガを制御部１０に出力する。制御部１０は、判定部１３から起動トリガが入力されれば、受信回路部２に起動トリガを出力し、起動トリガが入力されなければ、次回の間欠起動時までスリープ状態を維持する。受信回路部２は、制御部１０から起動トリガが入力されると、アンテナ７を介して受信した無線信号を復調し、復調して得た信号を制御部１０に出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線信号の間欠受信方法及びそれを用いた無線通信システムに関するものである。

我が国で使用する無線局については、占有周波数帯幅や隣接チャンネル漏洩電力などの使用電波の特性（ＲＦ特性）が電波法の規定を満たす必要がある。また電波法では使用目的ごとに異なる規格（通信規格）が規定されている。例えば電波法第４条ただし書きにおいて、免許を要しない無線局の一つとして「小電力無線局」が規定されている。「小電力無線局」には「コードレス電話の無線局」、「特定小電力無線局」、「小電力セキュリティシステム」、「小電力データ通信システムの無線局」などがあり、それぞれの無線局の無線設備について同法施行規則の設備規則によって規格が規定されている。

特定小電力無線局を備えた無線通信システムとして、例えば特許文献１に記載されるような火災報知システムがあり、この火災報知システムでは、無線局として、多箇所に設置された複数台の火災警報器を備えている。

各々の火災警報器は、火災を感知する火災感知部と、警報音を発する警報部と、火災発生を通知する火災通知情報を無線信号により送受信する無線送受信部と、警報部及び無線送受信部の動作を制御する演算制御部（マイクロコンピュータからなる）を備える。

何れかの火災警報器で火災感知部が火災の発生を感知すると、当該火災警報器の演算制御部が、警報部から警報音を出力させるとともに、無線送受信部から他の火災警報器へ火災通知情報を送信させる。他の火災警報器では、無線送受信部が火元の火災警報器から火災通知情報を受信すると、警報部から警報音を鳴動させている。而して、何れかの火災警報器が火災発生を感知すると、火元の火災警報器だけではなく、複数台の火災警報器から警報音が連動して一斉に出力されるので、火災発生を迅速且つ確実に知らせることができる。

この火災警報器は火災通知情報を無線信号で伝送しており、配線が不要で設置位置の自由度が高いという特性を活かすために、電池を電源として駆動されるため、消費電力の低減が求められている。特に火災警報器は、メンテナンス（電池交換）のしにくい高所（例えば天井）に設置されるため、数年といった長期間にわたってメンテナンス無しで使用できることが望ましく、電池寿命を延ばすために消費電力の低減が強く要望されている。

そのため、各火災警報器では、火災感知時に警報を発し火災通知情報を無線伝送する場合を除いて、マイクロコンピュータからなる演算制御部を、低消費電力のスリープ状態に切り替えるとともに、無線送受信部の送受信動作を停止させている。但し、火災感知時以外で演算制御部がスリープ状態に移行していると、他の火災警報器から無線送信された火災通知情報を受信できないため、各火災警報器では、スリープ状態の演算制御部を間欠的に起動させ、無線信号の受信動作を行っている。

すなわち、演算処理部は、タイマからの起動信号によって起動されると、受信回路により所望の電波信号（他の火災警報器から無線送信される火災通知情報）が受信できるか否かをチェックさせる。ここで、他の火災警報器から送信される無線信号の受信漏れが起きないように、無線信号の信号長よりも短い間欠受信周期が経過する毎に、タイマから起動信号が出力される。

ところで、図８は一般的な受信回路１００の回路構成を示している。この受信回路１００は、アンテナ１０１、ＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐ）１０２、局部発振器１０３、ミキサ１０４、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）１０５、リミッタアンプ１０６、復調部１０７、判定部１０８を備える。

ＬＮＡ１０２は、アンテナ１０１で受信された信号を増幅してミキサ１０４に出力する。局部発振器１０３は、チャネル選択用の周波数信号を生成し、ミキサ１０４に出力する。ミキサ１０４は、ＬＮＡ１０２から入力された信号と、局部発振器１０３から入力された信号とを混合して、ＢＰＦ１０５に出力する。ＢＰＦ１０５は、ミキサ１０４から入力された信号より、不要な周波数成分を除去し、予め設定された周波数帯域の信号のみをリミッタアンプ１０６に出力する。リミッタアンプ１０６は、ＢＰＦ１０５から入力された信号を増幅して復調部１０７に出力する。復調部１０７では、リミッタアンプ１０６で増幅された信号から、受信データを復調し、演算制御部に出力する。またリミッタアンプ１０６は、受信信号強度の大小に比例した直流電圧信号であるＲＳＳＩ（Receiving Signal Strength Indication）信号を出力する機能を備えている。判定部１０８は、リミッタアンプ１０６から入力されるＲＳＳＩ信号と所定のしきい値との高低を比較し、ＲＳＳＩ信号がしきい値よりも大きければ、起動トリガを演算処理部に出力する。

ここで、演算処理部がタイマからの起動信号によって起動されると、演算処理部は受信回路１００を動作させ、リミッタアンプ１０６からのＲＳＳＩ信号と所定のしきい値との高低を判定部１０８で判定させる。そして、ＲＳＳＩ信号がしきい値以下であれば、演算制御部は、受信回路１００の受信動作を停止させ、次の間欠受信タイミングまでスリープ状態に移行する。一方、ＲＳＳＩ信号がしきい値を越えると、演算制御部は、受信回路１００の受信動作を継続させ、復調部１０７によって復調された信号を解析して、自機宛ての通信があるか否かを判断し、自機宛ての通信があればそれに対応する処理を行う。

したがって、演算制御部の動作が間欠的になり、間欠受信時に所望の電波信号を受信できない場合は演算制御部が受信回路１００の受信動作を停止させ、演算制御部自身もスリープ状態に移行するので、消費電力を低減して、電池寿命を延ばすことができる。

特開２００８−１７６５１５号公報

上述の火災報知システムでは、演算制御部を間欠的に動作させ、間欠起動時に受信回路１００に電波信号の有無を判断させることで、消費電力の低減を図っている。しかしながら、受信回路１００では、ＢＰＦ１０５の出力を増幅して復調部１０７に出力するリミッタアンプ１０６からＲＳＳＩ信号を得ており、復調部１０７がリミッタアンプ１０６の出力を復調している。このため、リミッタアンプ１０６を線形領域で使用する必要があり、必ずしも電力効率の良好な回路ではなく、また復調部１０７も動作させるため、間欠起動時に受信回路１００で消費される電力が比較的大きく、さらなる消費電力の低減が求められていた。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、無線局の消費電力をさらに低減した無線信号の間欠受信方法及びそれを用いた無線通信システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、無線信号を復調する受信回路部及び受信回路部を制御する制御部を備えた無線局による無線信号の間欠受信方法であって、制御部が間欠的に起動された直後に、受信回路部とは別に設けた受信レベル検出部が検出した無線信号の信号レベルが所定のしきい値よりも高い場合に限り、制御部が受信回路部を起動して無線信号の復調を開始させることを特徴とする。

また、複数の無線局間で電波を媒体とする無線信号を送受信するとともに、各無線局が上記無線信号の間欠受信方法を用いる無線通信システムであって、各々の無線局は、受波した無線信号の信号レベルを検出する受信レベル検出部と、起動トリガが入力されると無線信号の受信動作を行って受信した無線信号を復調する受信回路部と、スリープ状態から間欠的に起動されて、受信回路部による受信動作を制御する制御部とを備え、制御部は、間欠起動時に、受信レベル検出部の検出した信号レベルが所定のしきい値よりも高ければ起動トリガを受信回路部に出力して受信動作を行わせ、信号レベルがしきい値以下であれば次回の間欠起動時までスリープ状態に移行することを特徴とする。

この無線通信システムにおいて、受信レベル検出部が、無線信号を検波するダイオード検波回路を備え、このダイオード検波回路の出力から受信レベルを検出することも好ましい。

この無線通信システムにおいて、ダイオード検波回路の前段に無線信号を増幅する増幅器が設けられたことも好ましい。

この無線通信システムにおいて、受信レベル検出部が複数系統のダイオード検波回路を備えることも好ましい。各系統のダイオード検波回路の前段には、受信回路部が受信対象とする使用周波数帯域では同じ減衰量を与え、使用周波数帯域以外の周波数帯域では、互いに異なる減衰量を与えるフィルタが設けられる。制御部は、各系統のダイオード検波回路の検波出力としきい値との高低に基づいて起動トリガを出力するか否かを判断する。

この無線通信システムにおいて、各系統のダイオード検波回路に設けられた複数のフィルタが、使用周波数帯域よりも高域側で減衰量を大きくしたローパスフィルタと、使用周波数帯域よりも低域側で減衰量を大きくしたハイパスフィルタを含むことも好ましい。

この無線通信システムにおいて、各系統のダイオード検波回路に設けられた複数のフィルタがバンドパスフィルタからなり、系統毎にフィルタ次数を異ならせたことも好ましい。

この無線通信システムにおいて、何れかの系統でダイオード検波回路の検波出力がしきい値を越えていても、系統間で検波出力の差が所定の基準値以上であれば、制御部は、トリガ信号を出力しないことも好ましい。

この無線通信システムにおいて、受信回路部の通信チャンネルが複数あり、受信レベル検出部は、水晶発振器と、この水晶発振器の発振周波数を逓倍する逓倍回路と、この逓倍回路の出力と無線信号とを混合するミキサ回路と、ミキサ回路の混合出力が入力されるバンドパスフィルタを備えることも好ましい。バンドパスフィルタは、逓倍回路の逓倍出力の周波数範囲を通過帯域とし、受信レベル検出部は、バンドパスフィルタの出力から受信レベルを検出する。

本発明によれば、間欠受信時の消費電力をさらに低減することで、無線局の消費電力をさらに低減した無線信号の間欠受信方法及びそれを用いた無線通信システムを実現することができる。

実施形態１の火災警報器のブロック図である。 同上の動作を説明するフローチャートである。 実施形態２の火災警報器に用いる受信レベル検出回路のブロック図である。 （ａ）〜（ｄ）は受信レベル検出部の検出動作を説明する説明図である。 （ａ）〜（ｄ）は受信レベル検出部の検出動作を説明する説明図である。 実施形態３の火災警報器のブロック図である。 同上に用いる受信レベル検出回路のブロック図である。 従来の受信回路のブロック図である。

以下、火災を感知して警報音を発するとともに、電波を媒体とする無線信号（火災通知情報を含む）を送信する火災警報器を無線局とした無線通信システム（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説明する。

（実施形態１）
図１は、本実施形態の無線通信システムに用いられる火災警報器ＴＲのブロック図であり、複数台の火災警報器ＴＲで火災警報システムが構成されている。

各火災警報器ＴＲは、受信レベル検出部１と、受信回路部２と、送信回路部３と、タイマ４と、火災感知部５と、警報部６と、マイクロコンピュータからなる制御部１０を備え、電池（図示せず）から電源供給を受けて動作する。

受信レベル検出部１は、アンテナ７で受信された信号の信号レベルを検出する。この受信レベル検出部１は、ＬＮＡ１１と、ダイオードＤを用いたダイオード検波回路１２と、判定部１３を主要な構成として備える。

増幅部たるＬＮＡ１１は、アンテナ７で受信された信号を増幅する。ＬＮＡ１１の出力はダイオードＤで検波されて、判定部１３に入力される。判定部１３は、ダイオードＤから入力される検波信号の信号レベルと、所定のしきい値との高低を比較し、検波信号の信号レベルがしきい値よりも高ければ、起動トリガを制御部１０に出力する。

受信回路部２は、他の火災警報器ＴＲが送信した無線信号をアンテナ７で受信する。この受信回路部２は、ＬＮＡ２１と、局部発振器２２と、ミキサ２３と、ＢＰＦ２４と、リミッタアンプ２５と、復調部２６を主要な構成として備える。

ＬＮＡ２１は、アンテナ７で受信された信号を増幅してミキサ２３に出力する。局部発振器２２は、チャネル選択用の周波数信号を生成し、ミキサ２３に出力する。ミキサ２３は、ＬＮＡ２１から入力された信号と、局部発振器２２から入力された信号とを混合して、ＢＰＦ２４に出力する。ＢＰＦ２４は、ミキサ２３から入力された信号より、不要な周波数成分を除去し、予め設定された周波数帯域の信号のみをリミッタアンプ２５に出力する。リミッタアンプ２５は、ＢＰＦ２４から入力された信号を増幅して復調部２６に出力する。復調部２６では、リミッタアンプ２５で増幅された信号から、受信データを復調し、制御部１０に出力する。而して、受信回路部２ではアンテナ７で受信された信号を検波し、他の火災警報器ＴＲから送信された信号のみを復調部２６で復調して、制御部１０へ出力する。

送信回路部３は、アンテナ７から電波を媒体とした無線信号を送信する。

タイマ４は、所定の間欠受信周期が経過する毎に、制御部１０にタイマ起動信号を出力する。

火災感知部５は、例えば火災に伴って発生する煙、熱、炎などを検出することで火災を感知すると、スリープ状態の制御部１０を起動させて、火災感知信号を制御部１０に出力する。尚、火災感知部５の詳細な構成については従来周知であるから、その説明は省略する。

警報部６は、例えば音（ブザー音や音声メッセージなど）による火災警報（以下、「警報音」と呼ぶ。）を図示しないスピーカから出力することによって、火災の発生を周囲の人に報知する。

制御部１０は、図示しないメモリ（ＲＯＭあるいはＥＥＰＲＯＭなど）に格納されたプログラムを実行することによって、各種の機能を実現する。この制御部１０は、例えば電池駆動用に設計された低消費電力のマイクロコントローラを用いて構成され、この種のマイクロコントローラとしては例えばテキサス・インスツルメンツ社のＭＳＰ４３０（登録商標）がある。

この火災警報器ＴＲは電池から電源を得ており、電池寿命を延ばすために、消費電力の低減を図っている。すなわち、火災感知時以外は、制御部１０の動作状態がスリープ状態に切り替えられ、受信回路部２及び送信回路部３も動作を停止して省電力を図っている。

制御部１０の動作状態がスリープ状態に切り替えられている場合に、火災感知部５が火災を感知すると、火災感知部５は制御部１０に起動信号を出力して、制御部１０を起動させる。スリープ状態から起動した制御部１０は、火災感知部５から入力された火災感知信号に基づいて、例えば警報部６が備えるブザーを鳴動させることによって、報知動作を行わせる。尚、ブザー音の代わりに、メモリに予め格納された音声メッセージ（例えば、「火事です」など）をスピーカから出力させることによって、報知動作を行うものでもよい。また、他の火災警報器ＴＲにも連動して報知動作を行わせるため、制御部１０は、火災発生を通知する火災通知情報を含む無線信号を、送信回路部３から送信させる。他の火災警報器ＴＲでは、火災通知情報を含む無線信号を受信回路部２で受信し、無線信号に含まれる火災通知情報を制御部１０が受け取ると、制御部１０が、警報部６を制御して報知動作を行わせる。尚、各々の火災警報器ＴＲには固有の識別符号が割り当てられて、メモリに格納されており、この識別符号を用いて無線信号の宛先並びに送信元（火元）の火災警報器ＴＲを特定することができる。

制御部１０は、火災感知時以外はスリープ状態に切り替わり、受信回路部２も受信動作を停止している。そのため、他の火災警報器ＴＲから送信される無線信号を受信できるように、制御部１０は、所定の間欠受信周期が経過する毎に起動され、受信レベル検出部１が検出した信号レベルから、無線信号の有無を判断する。そして、無線信号の信号レベルが所定のしきい値よりも高ければ、制御部１０は、受信回路部２を起動させ、受信回路部２により無線信号の受信動作を行わせ、受信した信号の解析を行う。一方、無線信号の信号レベルが所定のしきい値以下であれば、制御部１０は、受信回路部２の受信動作を停止させ、待機状態に移行する。

ところで、電波法施行規則の無線設備規則第４９条の１７「小電力セキュリティシステムの無線局の無線設備」では、電波を発射してから３秒以内にその電波の発射を終了し、且つ、２秒を経過した後でなければ送信できないと定められている（同条第５号参照）。すなわち、電波の送信期間を３秒以内として、送信後に２秒以上の休止期間を設けるよう規定されており、各火災警報器ＴＲでは、上記無線設備規則に適合する送信期間内に送信を終わらせ、その後の休止期間は送信を停止し、受信可能な状態に切り替えている。したがって、タイマ４には、上記無線設備規則に規定する送信期間（３秒以内）よりも長い時間が、間欠受信周期として設定されている。

ここで、上記の間欠受信動作について図２のフローチャートを参照して詳細に説明する。受信レベル検出部１、受信回路部２、送信回路部３、制御部１０はスリープ状態に切り替わっている状態で（Ｓ１）、タイマ４が間欠受信周期のカウント動作を行う（Ｓ２）。タイマ４は、間欠受信時間のカウント動作を完了（カウントアップ）すると（Ｓ３のＹｅｓ）、制御部１０にタイマ起動信号を出力して、制御部１０をスリープ状態から起動させる（Ｓ４）。スリープ状態から起動した制御部１０は、受信レベル検出部１を起動させた後（Ｓ５）、再びスリープ状態に移行する（Ｓ６）。

受信レベル検出部１は、制御部１０によって起動されると、アンテナ７で受信された信号をＬＮＡ１１が増幅し、ダイオードＤで検波することにより、信号レベルを検出する（Ｓ７）。そして、判定部１３が、検波信号の大きさ（信号レベル）と所定のしきい値との高低を比較する（Ｓ８）。ここにおいて、上記のしきい値は、他の火災警報器ＴＲから無線信号が送信されていない状態での信号レベルよりも高く、且つ、他の火災警報器ＴＲから無線信号が送信されている状態での信号レベルよりも低い値に設定されている。

Ｓ８の比較を行った結果、信号レベルがしきい値よりも大きければ（Ｓ８のＹｅｓ）、判定部１３は制御部１０に起動トリガを出力する（Ｓ９）。この起動トリガが制御部１０に入力されると、制御部１０は、受信回路部２に起動トリガを出力して（Ｓ１０）、受信回路部２に無線信号の受信動作を行わせ（Ｓ１１）、受信回路部２が受信した信号の内容を解析する（Ｓ１２）。受信信号を解析した結果、受信信号に火災通知情報が含まれていれば、制御部１０は、この火災通知情報に基づいて、上述の警報動作を警報部６に行わせ、火元の火災警報器ＴＲに連動して報知動作を行う（Ｓ１３）。

一方、Ｓ８の比較を行った結果、信号レベルがしきい値以下であれば（Ｓ８のＮｏ）、判定部１３は、他の火災警報器ＴＲから無線信号が送信されていないと判断し、制御部１０に起動トリガを出力せずに、動作を停止して（Ｓ１４）、Ｓ１の処理に戻る。

以上説明したように、制御部１０は、所定の間欠受信周期が経過する毎にタイマ４によって間欠的に起動され、受信レベル検出部１を起動して、無線信号の信号レベルを検出させる。受信レベル検出部１は、無線信号の信号レベルが所定のしきい値よりも高ければ、制御部１０に起動トリガを出力し、この起動トリガを受けて制御部１０が受信回路部２を起動させている。一方、受信レベル検出部１は、無線信号の信号レベルが所定のしきい値以下であれば、他の無線局から無線信号が送信されていないと判断して、動作を終了し、制御部１０は次回の間欠起動時までスリープ状態に移行する。

これにより、間欠受信時には受信回路部２を動作させることなく、受信レベル検出部１によって検出された信号レベルに基づいて、他の無線局（火災警報機ＴＲ）から無線信号が送信されたか否かを検出できる。受信レベル検出部１では、受信信号の復調処理を行う必要がないので、信号を復調するための回路が不要であり、したがって受信回路部２を用いて無線信号の有無を検出する場合に比べて、消費電力を低減することができる。よって、無線局の消費電力をさらに低減した無線信号の間欠受信方法並びにそれを用いた無線通信システムを実現することができる。

また本実施形態では、受信レベル検出部１が、無線信号を検波するダイオード検波回路１２を備え、このダイオード検波回路１２の出力から受信レベルを検出している。

これにより、受信レベル検出部１を比較的簡単な回路構成であって、消費電力の小さい回路で実現できる。

また本実施形態では、ダイオード検波回路１２の前段に無線信号を増幅するＬＮＡ１１が設けられている。

これにより、ダイオード検波回路１２の感度を高めることができる。

（実施形態２）
本発明の実施形態２を図３〜図５に基づいて説明する。実施形態１ではダイオード検波回路１２が１系統しか設けられていないが、本実施形態では、受信レベル検出部１が複数系統のダイオード検波回路を備えている。尚、受信レベル検出部１以外の回路構成は実施形態１と共通であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、図示及び説明は省略する。

図３は受信レベル検出部１のブロック図であり、受信レベル検出部１は、２系統のダイオード検波回路１２Ａ，１２Ｂと、各系統のダイオード検波回路１２Ａ，１２Ｂの前段に設けられたフィルタ１４Ａ，１４Ｂと、判定部１３を備えている。

２系統のダイオード検波回路１２Ａ，１２Ｂは同一の回路構成を有し、フィルタ１４Ａ，１４Ｂの出力端間に接続されたダイオードＤ及び抵抗Ｒの直列回路と、抵抗Ｒに並列接続されたコンデンサＣとで構成され、コンデンサＣの両端電圧が判定部１３に出力される。

各系統のダイオード検波回路１２Ａ，１２Ｂの前段には、周波数特性の異なるフィルタ１４Ａ，１４Ｂがそれぞれ設けられている。ここで、フィルタ１４Ａ，１４Ｂは、受信回路部２が受信対象とする使用周波数帯域では同じ減衰量を与え、使用周波数帯域以外の周波数帯域では互いに異なる減衰量を与えるものである。図３の回路では、一方の系統のフィルタ１４Ａとして、使用周波数帯域（図４の範囲Ａ）よりも高域側で減衰量を大きくしたローパスフィルタが用いられる。また、他方の系統のフィルタ１４Ｂとして、使用周波数領域よりも低域側で減衰量を大きくしたハイパスフィルタを用いている。尚、図４（ａ）のαはフィルタ１４Ａの周波数特性を示し、図４（ｃ）のβはフィルタ１４Ｂの周波数特性を示している。

判定部１３は、各系統のダイオード検波回路１２Ａ，１２Ｂの検波出力に基づいて、対象とする無線信号が送信されているか否かを判定するものであり、アンプ１３ａと、差動アンプ１３ｂと、比較回路１３ｃ，１３ｄと、ゲートＩＣ１３ｅとを備える。

アンプ１３ａはダイオード検波回路１２Ａの検波出力を増幅する。比較回路１３ｃは、アンプ１３ａの出力と所定のしきい値との高低を比較しており、アンプ１３ａの出力がしきい値よりも高ければＨレベルの信号を出力し、アンプ１３ａの出力がしきい値以下であればＬレベルの信号を出力する。

差動アンプ１３ｂは、ダイオード検波回路１２Ａの検波出力とダイオード検波回路１２Ｂの検波出力との差分を増幅する。比較回路１３ｄは、差動アンプ１３ｂの出力と所定の基準値との高低を比較しており、差動アンプ１３ｂの出力が基準値以上であればＨレベルの信号を出力し、差動アンプ１３ｂの出力が基準値未満であればＬレベルの信号を出力する。

ゲートＩＣ１３ｅには、比較回路１３ｃ，１３ｄの出力が入力されており、比較回路１３ｃの出力がＨレベル、比較回路１３ｄの出力がＬレベルであれば、Ｈレベルの信号（起動トリガ）を制御部１０に出力する。したがって、ダイオード検波回路１２Ａの検波出力がしきい値よりも高く、且つ、ダイオード検波回路１２Ａ，１２Ｂの検波出力の差が基準値未満であれば、起動トリガが制御部１０に入力される。

ここで、間欠受信時において、制御部１０が、受信レベル検出部１により、無線信号の信号レベルを検出させる動作について説明する。

先ず、他の火災警報器ＴＲからの無線信号Ｓ１が受信された場合の動作について図４を参照して説明する。制御部１０によって受信レベル検出部１が起動されると、受信レベル検出部１は受信レベルの検出動作を開始する。ここで、無線信号Ｓ１は使用周波数帯域の信号であるので、図４（ａ）（ｂ）に示すようにフィルタ１４Ａから出力される信号Ｓ２の大きさと、フィルタ１４Ｂから出力される信号Ｓ４の大きさは略同じ大きさとなる。したがって、図４（ｂ）（ｄ）に示すようにダイオード検波回路１２Ａの検波出力Ｓ３と、ダイオード検波回路１２Ｂの検波出力Ｓ５とは略同じ大きさになる。この時の受信信号Ｓ１は、他の火災警報器ＴＲからの無線信号であるので、アンプ１３ａの出力はしきい値よりも大きくなり、比較回路１３ｃの出力はＨレベルとなる。また、ダイオード検波回路１２Ａ，１２Ｂの検波出力Ｓ３，Ｓ５は略同じ大きさとなるので、差動アンプ１３ｂの出力は基準値よりも小さくなり、比較回路１３ｄの出力はＬレベルとなる。よって、ゲートＩＣ１３ｅから制御部１０へ起動トリガが出力され、制御部１０は、受信回路部２を起動して、受信回路部２に受信動作を行わせる。

次に、他の火災警報器ＴＲからの無線信号とは異なる妨害波が受信された場合の動作について図５を参照して説明する。間欠受信時に制御部１０によって受信レベル検出部１が起動されると、受信レベル検出部１は受信レベルの検出動作を開始する。ここで、アンテナ７で受信された信号Ｓ１は、使用周波数帯域以外の帯域の信号であるので、フィルタ１４Ａから出力される信号Ｓ２と、フィルタ１４Ｂから出力される信号Ｓ４とは信号レベルが異なる信号となる。図５（ａ）（ｃ）の例では受信信号Ｓ１が使用周波数帯域よりも低域側の信号となっているので、ハイパスフィルタからなるフィルタ１４Ｂの出力信号Ｓ４は、ローパスフィルタからなるフィルタ１４Ａの出力信号Ｓ２よりも信号レベルが小さくなる。したがって、図５（ｂ）（ｄ）に示すようにダイオード検波回路１２Ａの検波出力Ｓ３に比べて、ダイオード検波回路１２Ｂの検波出力Ｓ５は信号レベルが小さくなる。この時、フィルタ１４Ａの出力が十分大きければ、アンプ１３ａの出力がしきい値よりも大きくなって、比較回路１３ｃの出力がＨレベルになる。一方、フィルタ１４Ａ，１４Ｂが信号Ｓ１に与える減衰量が異なることから、ダイオード検波回路１２Ａ，１２Ｂの検波出力Ｓ３，Ｓ５の差分が大きくなり、差動アンプ１３ｂの出力が基準値よりも大きくなるので、比較回路１３ｄの出力はＬレベルとなる。よって、ゲートＩＣ１３ｅからは制御部１０へ起動トリガが出力されず、制御部１０は、次の間欠受信周期までスリープ状態となる。

このように、図３に示す受信レベル検出部１は、複数系統のダイオード検波回路１２Ａ，１２Ｂを備えるとともに、各系統のダイオード検波回路１２Ａ，１２Ｂの前段にフィルタ１４Ａ，１４Ｂを備えている。各系統のフィルタ１４Ａ，１４Ｂは、受信回路部２が受信対象とする使用周波数帯域では同じ減衰量を与え、使用周波数帯域以外の周波数帯域では互いに異なる減衰量を与えるように構成されている。そして、判定部１３では、各系統のダイオード検波回路１２Ａ，１２Ｂの検波出力としきい値との高低に基づいて起動トリガを出力するか否かを判断する。

これにより、使用周波数帯域の信号が受信レベル検出部１に入力された場合は、各系統のダイオード検波回路１２Ａ，１２Ｂの検波出力は同じ大きさとなる。一方、使用周波数帯域以外の信号が受信レベル検出部１に入力された場合は、各系統のダイオード検波回路１２Ａ，１２Ｂの検波出力は大きさが異なるものとなる。したがって、判定部１３が、各系統のダイオード検波回路１２Ａ，１２Ｂの検波出力としきい値との高低に基づいて起動トリガを出力するか否かを判断することで、使用周波数帯域以外の周波数帯域の信号を誤検出する可能性を低減できる。よって、間欠受信時に使用周波数帯域以外の周波数帯域の信号を誤検出して、受信回路部２を起動させる可能性が減るから、消費電力をさらに低減することができる。

また、フィルタ１４Ａは、上記の使用周波数帯域よりも高域側で減衰量を大きくしたローパスフィルタで構成され、フィルタ１４Ｂは、上記の使用周波数帯域よりも低域側で減衰量を大きくしたハイパスフィルタで構成されている。

これにより、使用周波数帯域以外の信号が受信レベル検出部１に入力された場合、ローパスフィルタから出力される信号と、ハイパスフィルタから出力される信号とは信号レベルが異なるから、受信信号が使用周波数帯域の信号か否かを容易に判別できる。したがって、何れかのダイオード検波回路１２Ａ，１２Ｂで、その検波出力がしきい値を越えたとしても、受信信号が使用周波数帯域以外の信号である場合は、受信回路部２を起動させないことによって、消費電力の低減を図ることができる。

尚、各系統のダイオード検波回路１２Ａ，１２Ｂに設けられた複数のフィルタ１４Ａ，１４Ｂはローパスフィルタとハイパスフィルタとで構成されているが、フィルタ１４Ａ，１４Ｂを次数の異なるバンドパスフィルタで構成してもよい。

この場合でも、使用周波数帯域以外の信号が受信レベル検出部１に入力された場合に、次数が異なる複数のバンドパスフィルタから出力される信号の信号レベルは互いに異なるから、受信信号が使用周波数帯域の信号か否かを容易に判別できる。したがって、何れかのダイオード検波回路で、その検波出力がしきい値を越えたとしても、受信信号が使用周波数帯域以外の信号である場合は、受信回路部２を起動させないことによって、消費電力の低減を図ることができる。

（実施形態３）
本発明の実施形態３を図６及び図７に基づいて説明する。尚、実施形態１，２と共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

受信回路部２は、ＬＮＡ２１と、水晶発振器２７と、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路２８と、ミキサ２３と、狭帯域バンドパスフィルタ（以下、狭帯域ＢＰＦと言う。）２９と、リミッタアンプ２５と、復調部２６を備える。ここで、水晶発振器２７とＰＬＬ回路２８とで、水晶発振器２７から出力される発振信号と同位相で、発振周波数が任意の倍数の信号を発振する局部発振器が構成される。

この受信回路部２では、ミキサ２３が、ＬＮＡ２１で増幅された信号と、ＰＬＬ回路２８の出力とを混合し、ミキサ２３の混合出力がＢＰＦ２９に入力される。ＢＰＦ２９は、ミキサ２３から入力された信号より、不要な周波数成分を除去して、受信対象とする周波数帯域の信号をリミッタアンプ２５に出力する。リミッタアンプ２５は、ＢＰＦ２４から入力された信号を増幅して復調部２６に出力する。復調部２６では、リミッタアンプ２５で増幅された信号から、受信データを復調し、制御部１０に出力する。而して、受信回路部２ではアンテナ７で受信された信号を検波し、他の火災警報器ＴＲから送信された信号のみを復調部２６で復調して、制御部１０へ出力する。ここで、本実施形態の受信回路部２は、ＰＬＬ回路２８を備えており、受信対象とする無線信号の周波数を切り替えることができ、それによって通信チャンネルが複数通りに切り替えられるようになっている。

一方、受信レベル検出部１は、ＬＮＡ１１と、水晶発振器１５と、逓倍回路１６と、ミキサ回路１７と、広帯域ＢＰＦ１８と、リミッタアンプ１９と、判定部１３を備える。

この受信レベル検出部１では、アンテナ７で受信された信号が、ＬＮＡ１１で増幅されて、ミキサ回路１７に出力される。また、ミキサ回路１７には、水晶発振器１５の発振周波数を逓倍回路１６で逓倍した信号が入力され、ＬＮＡ１１からの信号と混合される。ミキサ回路１７の出力は、広帯域ＢＰＦ１８に入力されて濾波された後、リミッタアンプ１９で増幅されて、判定部１３に入力される。尚、広帯域ＢＰＦ１８の通過帯域は、逓倍回路１６からの逓倍出力の周波数範囲に設定されている。

ここで、間欠受信時に受信レベル検出部１が受信信号レベルを検出する動作について以下に説明する。受信レベル検出部１は、制御部１０によって起動されると、アンテナ７で受信された信号をＬＮＡ１１で増幅して、ミキサ回路１７に出力する。また受信レベル検出部１では、逓倍回路１６により水晶発振器１５の発振周波数を所定の倍数で逓倍してミキサ回路１７に出力しており、ミキサ回路１７の混合出力はＢＰＦ１８で濾波された後、リミッタアンプ１９で増幅されて、判定部１３に入力される。判定部１３では、リミッタアンプ１９の出力信号レベルと所定のしきい値との高低を比較し、出力信号レベルがしきい値よりも高ければ、起動トリガを制御部１０に出力する。ここにおいて、受信レベル検出部１には、受信回路部２の複数の通信チャンネルに対応させて、逓倍回路１６による逓倍数が複数通りに設定されている。受信レベル検出部１では、所定の判定時間が経過する毎に、逓倍回路１６による逓倍数を所定の順番で切り替え、各々の逓倍数で逓倍した状態で判定部１３による判定動作を行っている。したがって、受信回路部２の通信チャンネルが複数通りに切り替えられる場合でも、逓倍回路１６による逓倍数を、各々の通信チャンネルに対応した逓倍数に切り替えることによって、各通信チャンネルで無線信号の有無を検出することができる。

一方、受信レベル検出部１は、逓倍回路１６による逓倍数が何れの値に切り替えられた場合でも、受信信号の信号レベルが所定のしきい値以下であれば、他の無線局から無線信号が送信されていないと判断して、動作を終了する。制御部１０は、受信レベル検出部１から起動トリガが入力されないのでスリープ状態のままであり、次回の間欠起動時までスリープ状態を維持する。

上述のように受信レベル検出部１は、水晶発振器１５と、この水晶発振器１５の発振周波数を逓倍する逓倍回路１６と、この逓倍回路１６の出力と無線信号とを混合するミキサ回路１７と、ミキサ回路１７の混合出力が入力される広帯域ＢＰＦ１８を備える。この広帯域ＢＰＦ１８は、逓倍回路１６の逓倍出力の周波数範囲を通過帯域とし、判定部１３は広帯域ＢＰＦ１８の出力の信号レベルから受信信号の信号レベルを検出している。

これにより、受信対象とする無線信号の周波数が切替可能な場合でも、受信レベル検出部１において、逓倍回路１６が水晶発振器１５の発振周波数を逓倍する逓倍数を切り替えることによって、受信対象の無線信号が複数の通信チャンネルで存在するか否かを判別できる。したがって、無線信号の通信チャンネルが複数存在する場合でも、各々の通信チャンネルで無線信号が存在するか否かを確実に検出することができる。また、間欠受信時には受信レベル検出部１が受信信号の信号レベルを検出しており、受信レベル検出部１には復調部２６が設けられていないので、間欠受信時の消費電力を低減できる。

ところで、図６に示すように受信レベル検出部１と受信回路部２とはＬＮＡ、水晶発振器、ミキサ、リミッタアンプなどの構成要素を共に備えているので、これらの構成要素を受信レベル検出部１と受信回路部２とで共用してもよい。

図７に示す火災警報器ＴＲは、受信レベル検出部１と受信回路部２の両方の機能を有する受信回路部１Ａを備えている。この受信回路部１Ａは、ＬＮＡ１１と、水晶発振器１５と、逓倍回路１６と、ＰＬＬ回路２８と、ミキサ回路１７と、広帯域ＢＰＦ１８と、狭帯域ＢＰＦ２９と、リミッタアンプ１９と、復調部２６と、判定部１３と、切替スイッチＳＷ１〜ＳＷ６を備える。

切替スイッチＳＷ１は、水晶発振器１５の発振出力を、逓倍回路１６及びＰＬＬ回路２８のどちらに入力するかを切り替えるためのスイッチである。切替スイッチＳＷ２は、逓倍回路１６の出力及びＰＬＬ回路２８の出力のうち、何れの出力をミキサ回路１７に入力するかを切り替えるためのスイッチである。ここで、受信回路部１Ａは、受信信号レベルの検出時には切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２を逓倍回路１６側に切り替え、無線信号の受信時には切替スイッチＳＷ１，ＳＷ２をＰＬＬ回路２８側に切り替える。

切替スイッチＳＷ３は、ミキサ回路１７の混合出力を、広帯域ＢＰＦ１８及び狭帯域ＢＰＦ２９のどちらに入力するかを切り替えるためのスイッチである。切替スイッチＳＷ４は、広帯域ＢＰＦ１８の出力及び狭帯域ＢＰＦ２９の出力のうち、何れの出力をリミッタアンプ１９に入力させるかを切り替えるためのスイッチである。ここで、受信回路部１Ａは、受信信号レベルの検出時には切替スイッチＳＷ３，ＳＷ４を広帯域ＢＰＦ１８側に切り替え、無線信号の受信時には切替スイッチＳＷ３，ＳＷ４を狭帯域ＢＰＦ２９側に切り替える。

また切替スイッチＳＷ５は、リミッタアンプ１９からのＲＳＳＩ信号を判定部１３に入力するか否かを切り替えるスイッチである。切替スイッチＳＷ６は、リミッタアンプ１９の出力を復調部２６に入力するか否かを切り替えるスイッチである。ここで、受信回路部１Ａは、受信信号レベルの検出時には切替スイッチＳＷ５をオンさせて、ＲＳＳＩ信号を判定部１３に入力させ、無線信号の受信時には切替スイッチＳＷ５をオフさせて、判定部１３へのＲＳＳＩ信号の入力を停止させる。また受信回路部１Ａは、受信信号レベルの検出時には切替スイッチＳＷ５をオンさせて、ＲＳＳＩ信号を判定部１３に入力させ、無線信号の受信時には切替スイッチＳＷ５をオフさせて、判定部１３へのＲＳＳＩ信号の入力を停止させる。また受信回路部１Ａは、受信信号レベルの検出時には切替スイッチＳＷ６をオフさせて、復調部２６へのアンプ出力の入力を停止させ、無線信号の受信時には切替スイッチＳＷ６をオンさせて、リミッタアンプ１９の出力を復調部２６に入力させる。

而して、受信信号レベルの検出時と無線信号の受信時とで切替スイッチＳＷ１〜ＳＷ６を上述のように切り替えることによって、受信信号レベルの検出時には受信回路部１Ａは、図６の受信レベル検出部１と同様の回路構成となる。また無線信号の受信時には受信回路部１Ａは、図６の受信回路部２と同様の回路構成となる。したがって、受信回路部１Ａでは、受信レベル検出部１と受信回路部２とで共通する構成要素を共用することによって、回路部品の数を少なくでき、コストダウンを図ることができる。

ＴＲ 火災警報器（無線局）
１ 受信レベル検出部
２ 受信回路部
４ タイマ
７ アンテナ
１０ 制御部
１１ ＬＮＡ（増幅部）
１２ ダイオード検波回路
１３ 判定部
１４Ａ，１４Ｂ フィルタ
１４Ｃ ＢＰＦ
１５ 水晶発振器
１６ 逓倍回路
１７ ミキサ回路
１８ 広帯域ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）

Claims (9)

1. 無線信号を復調する受信回路部及び前記受信回路部を制御する制御部を備えた無線局による無線信号の間欠受信方法であって、前記制御部が間欠的に起動された直後に、前記受信回路部とは別に設けた受信レベル検出部が検出した無線信号の信号レベルが所定のしきい値よりも高い場合に限り、前記制御部が前記受信回路部を起動して無線信号の復調を開始させることを特徴とする無線信号の間欠受信方法。
2. 複数の無線局間で電波を媒体とする無線信号を送受信するとともに、前記各無線局が請求項１記載の無線信号の間欠受信方法を用いる無線通信システムであって、
   各々の前記無線局は、受波した無線信号の信号レベルを検出する前記受信レベル検出部と、起動トリガが入力されると無線信号の受信動作を行って受信した無線信号を復調する前記受信回路部と、スリープ状態から間欠的に起動されて、前記受信回路部による受信動作を制御する前記制御部とを備え、
   前記制御部は、間欠起動時に、前記受信レベル検出部の検出した信号レベルが所定のしきい値よりも高ければ起動トリガを前記受信回路部に出力して受信動作を行わせ、前記信号レベルが前記しきい値以下であれば次回の間欠起動時までスリープ状態に移行することを特徴とする無線通信システム。
3. 前記受信レベル検出部が、無線信号を検波するダイオード検波回路を備え、このダイオード検波回路の出力から受信レベルを検出することを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
4. 前記ダイオード検波回路の前段に無線信号を増幅する増幅器が設けられたことを特徴とする請求項３記載の無線通信システム。
5. 前記受信レベル検出部が複数系統の前記ダイオード検波回路を備え、
   各系統の前記ダイオード検波回路の前段には、前記受信回路部が受信対象とする使用周波数帯域では同じ減衰量を与え、前記使用周波数帯域以外の周波数帯域では、互いに異なる減衰量を与えるフィルタが設けられ、
   前記制御部は、各系統の前記ダイオード検波回路の検波出力と前記しきい値との高低に基づいて起動トリガを出力するか否かを判断することを特徴とする請求項３又は４の何れか１項に記載の無線通信システム。
6. 各系統の前記ダイオード検波回路に設けられた複数の前記フィルタが、前記使用周波数帯域よりも高域側で減衰量を大きくしたローパスフィルタと、前記使用周波数帯域よりも低域側で減衰量を大きくしたハイパスフィルタを含むことを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
7. 各系統の前記ダイオード検波回路に設けられた複数の前記フィルタがバンドパスフィルタからなり、系統毎にフィルタ次数を異ならせたことを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
8. 何れかの系統で前記ダイオード検波回路の検波出力が前記しきい値を越えていても、系統間で検波出力の差が所定の基準値以上であれば、前記制御部は、前記トリガ信号を出力しないことを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項に記載の無線通信システム。
9. 前記受信回路部の通信チャンネルが複数あり、
   前記受信レベル検出部は、水晶発振器と、この水晶発振器の発振周波数を逓倍する逓倍回路と、この逓倍回路の出力と無線信号とを混合するミキサ回路と、前記ミキサ回路の混合出力が入力されるバンドパスフィルタを備え、
   前記バンドパスフィルタは、前記逓倍回路の逓倍出力の周波数範囲を通過帯域とし、
   前記受信レベル検出部は、前記バンドパスフィルタの出力から受信レベルを検出することを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。

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