JP4528816B2 - 非常報知システムの無線セルにおける無線伝送方法 - Google Patents

Description

本発明は、加入者局から無線セル中央局へ検知器データと各加入者局を識別するアドレスとを送信し、受信された検知器データに基づいて無線セル中央局から非常事態に対応する措置を制御するために、無線セル中央局に属するシステムクロックにより設定される時間フレームにおいて伝送が行われ、その際に各加入者局が、設定される時間フレーム内の検知器時間スロットにおいて順次に周期的に、システム完全性を検査するルーチン信号を無線セル中央局へ送信する、非常報知システムの無線セルにおける無線伝送方法に関する。

無線による非常報知システムは複数の加入者局を無線セル内に有している。ここでの加入者局とは、例えば、非常事態（火災や不法侵入など）が生じた際に、これを検出し、無線コネクションを介して無線セル中央局へ報知する検知器センサである。主中央局への伝送は、非常報知システムが無線セルを１つしか有さない場合には直接に行うこともできるし、無線セルが複数存在する場合には中継局としての無線セル中央局、いわゆる"クラスタヘッド"を介して行うこともできる。主中央局では非常事態に対応するための措置、例えば消防または警察への連絡が導入される。検知器センサは送受信器を含むが、不便な場所に配置されるため自律的に駆動可能でなければならない。つまり当該の検知器センサは電源網にケーブル接続されるのではなくバッテリを備えていなければならない。このため検知器センサの全素子はなるべく電流を節約できるように構成され、定常的にではなく、定められた時間だけ駆動される。操作パネルなどの周辺装置も、非常報知システムの加入者局として、無線コネクションを介して無線セル中央局と通信する。したがってこれらの周辺装置も検知器センサと同様に電流を節約できるように構成しなければならない。

現行の無線による非常報知システムでは無線セルは小さく、約１０個の加入者局を有するのみである。また無線セル中央局と主中央局とのあいだで必要となるコネクションは従来の線路を介して実現されることが多い。このようにして多数の無線セルが設けられているため、無線システムについてはこれまでほとんど考察されていない。

３０個、５０個または１００個の加入者局を有する無線セルにおいて無線伝送を行う際には利用時間が２つの時間領域へ分割される。第１の時間領域は無線セルのシステム完全性を検査するためのものであり、第２の時間領域は加入者局と無線セル中央局とのあいだのデータ交換を行うためのものである。

欧州公開第０９１１７７５号明細書から、非常報知システムにおける双方向無線伝送方法が公知である。ここでは、加入者局としての周辺装置がシステムクロックにより設定される時間フレームにおいてシステム完全性を検査するためのルーチン信号を中央局へ送信し、中央局がこのルーチン信号を受信した後にシステムクロックとの同期のために受領信号を周辺装置へ送信し、受信された受領信号に基づいて送信を準備している周辺装置が他の周辺装置と中央局との無線コネクションを評価して送信すべき検知器データを中央局へ送信している。この非常報知システムでは、全ての時間スロットが等しく構成され、同様に分配される。プロトコルＥＮ５４によって定められている１００ｓの障害識別時間に基づいて、１ブロックの全時間スロットは３０ｓごとに反復される。したがって無線セルの不規則性が識別されるのは最も遅い場合３０ｓ後である。また当該の非常報知システムは問題解決にさらに６０ｓの時間を要する。

データ伝送速度を高めることにより１つの無線セルに多数の加入者局を存在させることができるが、そうすると感度への負荷が大きくなる。そうかと云って時間スロットを短縮すれば周辺装置の電流消費量が直線的に増大し、相応にバッテリ耐用時間が低下する。またＳＯブロックを大きくすることも考えられるが、プロトコルＥＮ５４の要求を満足すべく非常報知システムが不規則性を排除するための時間が短くなってしまう。
欧州公開第０９１１７７５号明細書

したがって本発明の課題は、非常報知システムの無線セルにおける無線伝送方法において、個々の加入者局での電流消費量と応答時間とを維持したまま、無線セルの加入者局数を増大できるようにすることである。

この課題は、第１の加入者局が自身のルーチン信号を送信した後、少なくとも１つの第２の加入者局が自身のルーチン信号を無線セル中央局へ送信し、続いて送信を行おうとしている第１の加入者局が自身の検知器データを無線セル中央局または他の加入者局へ送信することにより解決される。

本発明では、検知器データが無線セル中央局または他の加入者局へ送信される前に、少なくとも２つの加入者局からそれぞれのルーチン信号が無線セル中央局へ送信される。本発明によれば、検知器データの伝送に用いられるべき時間領域のうち検知器データの送信されない部分を知ることができ、当該部分を縮小することができる。主中央局も無線セル中央局もルーチン信号の送信後の時間領域において加入者局へ種々の情報を送信できる。ルーチン信号は無線セルまたは非常報知システムの完全性検査のための信号であってもよいし、他のシステム関連メッセージ、例えば、加入者局の加入または脱退の報知、新たな経路での伝送の報知、または、コネクション品質の算出および伝送の報知などであってもよい。

請求項２に記載された有利な実施形態では、時間フレームは、ルーチン信号を送信するための第１の主領域と検知器データを送信するための第２の主領域とから成る時間スロットが周期的に反復される形態で構成されている。これにより、検知器データの伝送に用いられる第２の主領域は分割されないので、例えば長いテレグラムなども伝送することができる。

請求項３に記載された有利な実施形態では、第１の主領域は非常報知システムの各加入者局に固定に割り当てられた複数の検知器時間スロットへ分割されており、各加入者局はそれぞれの検知器時間スロットを用いてそれぞれのルーチン信号を無線セル中央局へ送信する。これにより、データ交換に関与する当事者局の送受信器のみが送受信のためにオンとなるので、電流消費量が低減される。

請求項４に記載された有利な実施形態では、固定に割り当てられた複数の検知器時間スロットは検知器データの通信には用いられない。これによりシステム完全性検査が阻止されずに行われることが保証される。

請求項５に記載された有利な実施形態では、非常報知システム内の全加入者局に対してどの加入者局がどの検知器時間スロットを利用しているかが報告される。これにより、全加入者局にとって第１の主領域の分割状態が既知となり、ひいては周辺装置も同期のためにこの知識を利用できるようになるので、送信を行おうとする加入者局は第２の主領域での伝送の時点を求めることができる。

請求項６に記載された有利な実施形態では、第２の主領域に、送信を行おうとする加入者局が無線セル中央局または他の加入者局へコンタクトを取ることのできる時点が正確に定義された状態で含まれる。これにより、同時伝送試行の数が低減され、送信を行おうとする加入者局間の衝突が回避される。

請求項７に記載された有利な実施形態では、各加入者局の同期に必要な時間情報がルーチン信号のデータ交換から取得される。これによりシステム完全性検査を容易に行うことができる。

請求項８に記載された有利な実施形態では、無線セル中央局は、第１の主領域において送信された各加入者局のルーチン信号を受信した後、共通の受領信号を相応の全ての加入者局へ送信する。これによりルーチン信号ごとに受領確認を行わずに済み、時間が節約される。

本発明の方法を図示の実施例に則して詳細に説明する。

図１には第１の無線セル１、第２の無線セル２、および、これらの双方と通信する主中央局３が示されている。第１の無線セル１および第２の無線セル２に対して、それぞれ３つの加入者局１＿１〜１＿３，２＿１〜２＿３およびそれぞれ１つの無線セル中央局１＿Ｚ，２＿Ｚが示されている。もちろん各無線セルにはきわめて多数、例えば３０個〜１００個の加入者局が存在している。無線セル中央局は"クラスタヘッド"とも称される。

加入者局１＿１〜１＿３，２＿１〜２＿３は、周知のように、図示されていない無線セル中央局１＿Ｚ，２＿Ｚの送受信機とのワイヤレス通信のための送受信器、および、同様に図示されていない検知器、例えば侵入検知用赤外線センサ、火災検知用煙センサまたは火災検知用熱センサなどを有する。操作素子も加入者局の１つとして設けられている。この場合、検知器は、入力された命令を無線セル中央局１＿Ｚ，２＿Ｚまたは主中央局３へ転送するために用いられる。加入者局１＿１〜１＿３，２＿１〜２＿３は図１に破線の矢印で示されているようにそれぞれ相互に通信することもできる。無線セル中央局１＿Ｚ，２＿Ｚは、或る加入者局１＿１〜１＿３，２＿１〜２＿３からイベントが報告されると、隣接する加入者局への問い合わせのために、所望の検知器データに対する要求信号または受領信号などの情報を加入者局１＿１〜１＿３，２＿１〜２＿３へ送信する。無線セル中央局１＿Ｚ，２＿Ｚは主中央局３と無線または有線で通信し、非常報知のさらなる処理を行う。例えば火災が発生している場合、消防への連絡、防火扉の閉鎖、煙センサが設けられている場合には建物内の警報発令などがトリガされる。

図２には無線セル中央局１＿Ｚ，２＿Ｚと加入者局１＿１〜１＿３，２＿１〜２＿３とのあいだの伝送スキーマの概略図が示されている。例えば非常報知システム全体の１ブロックの伝送に３０ｓかかる場合、この１ブロックはそれぞれ１．５ｓの２０個の時間スロット１０に分割される。各時間スロット１０は、システム完全性検査のための第１の主領域１１と、加入者局と無線セル中央局とのあいだで一般的なテレグラムを伝送するための第２の主領域１２とを有する。図示の実施例の第１の主領域１１の持続時間は０．５ｓであり、３つの加入者局と無線セル中央局とのあいだでルーチン信号を伝送するための３つの検知器時間スロット２０〜２２のための時間となっている。第１の主領域１１には持続時間１ｓの第２の主領域１２が続いている。第２の主領域１２では加入者局からそれぞれの無線セル中央局または他の加入者局への検知器データの伝送が行われる。検知器データは例えば赤外線センサで検出された熱イベントまたは煙センサで検出された煙イベントである。無線セル中央局は当該の第２の主領域１２を用いて各加入者局と通信し、例えば隣接する加入者局がイベントの発生を報告した場合、さらに他の加入者局への検知器データの伝送をトリガすることもできる。無線セル中央局はこうした情報を主中央局３へ伝送する。無線セル中央局間の通信は無線または有線により行われる。ルーチン信号には後の検知器データの伝送に利用される優先度情報が含められ、ともに伝送される。優先度が高ければ、送信を行おうとする加入者局が複数あって伝送要求が競合する場合に衝突解消プロセスにおいてそのことが考慮される。

加入者局数が無線セル１，２における最大可能加入者局数よりも少なく、第１の主領域１１の時間スロットの全てが加入者局によって利用されるのでない場合、相応の時間スロットが空いたまま残る。ルーチン信号および受領信号の伝送のための時間スロットを備えた第１の主領域１１と第２の主領域１２とから成る全体構造はこの場合にも維持される。

第２の主領域１２に続いて図示されていない別の加入者局のルーチン信号を交換するための次の第１の主領域１３が設けられており、これにさらに続いて検知器データを交換するための次の第２の主領域１４が設けられている。各領域は全ての加入者局のルーチン信号を無線セル中央局へ伝送できるように設けられる。第１の主領域１１の持続時間は個々の検知器時間スロット２０〜２２の持続時間が無線セル１，２内の加入者局数に適合するように定められる。

個々の検知器時間スロット２０〜２２は例えばルーチン報知時間スロット３０と受領報知時間スロット３１とに分割されている。ここでルーチン報知時間スロットは長さ５０ｍｓ、受領報知時間スロットは長さ１００ｍｓである。ルーチン報知時間スロット３０においては、送信加入者局の送受信器の送信器がルーチン信号を送信し、中央局の送受信機の受信機がその受信を待機する。受領報知時間スロット３１においては、中央局の送受信機の送信機が受領信号を送信し、送信加入者局の送受信器の受信器がその受信を待機する。ルーチン信号のテレグラムは例えば８ｂｉｔ〜１６ｂｉｔの長さを有し、無線セル中央局の受領信号は例えば１２０ｂｉｔの長さを有する。

無線セル中央局の受領信号は、第１の主領域の終了時に、当該の第１の主領域の全てのルーチン信号に対して共通に送信されるので、多数の受領信号の送信は必要なく、さらに時間を節約することができる。

加入者局は検知器データの伝送がない場合には、送信器からのルーチン信号の送信および受信器での受領信号の受信のみを行う。

ここで有利には、個々の検知器時間スロット２０〜２２が各加入者局に固定に割り当てられている。なぜならこのようにすれば或る加入者局での送受信器のオンオフ時点が別の加入者局に既知となるからである。全ての加入者局に検知器時間スロット２０〜２２の固定の割り当てが既知となっていれば、全ての加入者局が検知器データの伝送時点を知ってシステムを同期させることができる。

第２の主領域１２は検知器データの伝送を開始する固定の時点を各加入者局に割り当てる際に用いられる。これにより検知器データの伝送に際して衝突の回数が低減される。

複数の加入者局からのルーチン信号の伝送に本発明の方法を組み合わせることにより、システムの応答時間および加入者局での電流消費量を維持したまま、各無線セルに例えば６０個までの加入者局を存在させることができる。また検知器データの伝送が行われない場合には、各加入者局において、ルーチン信号の送信および受領信号の受信の際にのみ送受信器をオンにすればよい。なお第１の主領域１１の持続時間または個々の検知器時間スロット２０〜２２の数は無線セル１，２の加入者局数の増大に合わせて調整することができる。

非常報知システムの構造の概略図である。 加入者局と無線セル中央局とのあいだの通信スキーマの概略図である。

符号の説明

１，２ 無線セル、 １＿１〜１＿３，２＿１〜２＿３ 加入者局、 １＿Ｚ，２＿Ｚ 無線セル中央局、 ３ 主中央局、 １０ 時間スロット、 １１，１３ 第１の主領域、 １２，１４ 第２の主領域、 ２０〜２２ 検出器時間スロット、 ３０ ルーチン報知時間スロット、 ３１ 受領報知時間スロット

Claims (7)

1. 加入者局（１＿１〜１＿３，２＿１〜２＿３）から無線セル中央局（１＿Ｚ，２＿Ｚ）へ検知器データと各加入者局を識別するアドレスとを送信し、受信された検知器データに基づいて無線セル中央局（１＿Ｚ，２＿Ｚ）から非常事態に対応する措置を制御するために、無線セル中央局（１＿Ｚ，２＿Ｚ）に属するシステムクロックにより設定される時間フレームにおいて伝送が行われ、その際に各加入者局（１＿１〜１＿３，２＿１〜２＿３）が、設定される時間フレーム内の検知器時間スロット（１０）において順次に周期的に、システム完全性を検査するルーチン信号を無線セル中央局（１＿Ｚ，２＿Ｚ）へ送信する、
   非常報知システムの無線セルにおける無線伝送方法において、
   前記時間フレームは、少なくとも２つの加入者局がそれぞれのルーチン信号を無線セル中央局へ送信するための第１の主領域（１１）と検知器データを送信するための第２の主領域（１２）とから成る時間スロット（１０）が周期的に反復される形態で構成されており、
   第１の加入者局が自身のルーチン信号を送信した後、少なくとも１つの第２の加入者局が自身のルーチン信号を無線セル中央局へ送信し、続いて送信を行おうとしている第１の加入者局が自身の検知器データを無線セル中央局または他の加入者局へ送信する
   ことを特徴とする非常報知システムの無線セルにおける無線伝送方法。
2. 第１の主領域（１１）は非常報知システムの各加入者局（１＿１〜１＿３，２＿１〜２＿３）に固定に割り当てられた複数の検知器時間スロット（２０〜２２）へ分割されており、各加入者局はそれぞれの検知器時間スロットを用いてそれぞれのルーチン信号を無線セル中央局へ送信する、請求項１記載の方法。
3. 固定に割り当てられた複数の検知器時間スロット（２０〜２２）は検知器データの通信には用いられない、請求項２記載の方法。
4. 非常報知システム内の全加入者局（１＿１〜１＿３，２＿１〜２＿３）に対してどの加入者局がどの検知器時間スロットを利用しているかを報告する、請求項２または３記載の方法。
5. 第２の主領域（１２）には、送信を行おうとする加入者局が無線セル中央局または他の加入者局へコンタクトを取ることのできる時点が正確に定義された状態で含まれる、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 各加入者局の同期に必要な時間情報をルーチン信号のデータ交換から取得する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 無線セル中央局は、第１の主領域（１１）において送信された各加入者局のルーチン信号を受信した後、共通の受領信号を相応の全ての加入者局へ送信する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。

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