JP2000341197A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一定エリア内に無線通信のネットワークシス
テムを経済的に構築でき、しかも、通信能率及びシステ
ム全体の使用効率を著しく向上することができるように
する。 【解決手段】 自由空間を伝送媒体とする電波を介して
通信用データを相互に伝送可能とした親局及び一定エリ
ア内に点在された複数の無線子局のそれぞれが、自局か
ら最終送信局までの複数の通信経路情報を有しており、
それら複数の通信経路には予め優先順位が付けられてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば排水管路の
複数箇所に設置されたマンホールポンプやオートメーシ
ョン工場の複数箇所に設置された設備機器などの動作状
況を中央管理所で集中的に監視し、また、中央管理所か
らの指令によって複数箇所のマンホールポンプや設備機
器の動作を制御するような場合に適用される無線通信シ
ステムに関し、詳しくは、小規模の一定エリア内に複数
の無線子局を点在させ、これら複数の無線子局と親局と
の間及び複数の無線子局の相互に亘って自由空間を伝送
媒体とする電波を介して各種の通信用データを伝送する
ように構成されている無線通信システムに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】この種の無線通信システムは自由空間を
伝送路とするものであって、伝送局相互間に亘る長い連
続的な有線設備を必要としないことから、山岳地帯のよ
うな地域はもちろん、地下設備の増加及び交通事情など
により有線設備の布設が困難な状況にある大都市であっ
ても伝送回線を容易に作成することが可能であるととも
に、非常災害時にも障害区間を簡易な設備で速やかに復
旧することが可能であり、有線方式に比べて回線全体の
著しい低廉化を図ることができるという特長を有してい
る。

【０００３】自由空間を伝送媒体とする無線通信の導入
にあたっては、電力会社や電鉄会社、放送会社、警察な
どの数多くの機関が使用している無線通信用電波と相互
干渉しないようにするために、電波法によって送信出力
や変調方式などに規制がかけられている。したがって、
広い範囲に亘る無線通信方式を得るためにはその送信出
力を上げる必要があるけれども、送信出力は自由に選定
することができず、このことが伝送容量及び伝送範囲の
拡大を制限する要因となっている。

【０００４】このような事情のもとで、比較的広くて長
い範囲に亘る伝送回線を確保する無線通信システムとし
て、送信出力によって定まる一定の間隔ごとに中継局を
設置し、各無線局からの送信により減衰した電波を中継
局で増幅した後、次の中継局へ送り出すといった中継式
の無線通信システムが考えられるが、この中継式無線通
信システムにおいては、中継用送受信装置（中継機）な
ど中継局の設備に多大な創設費を要するばかりでなく、
中継局は多くの場合、見通し距離を大きくとるために山
上僻地などに設置されることが多く、そのために巡回保
守などにかなりの労力、費用を要する。特に、無線通信
を一定エリア内でネットワーク化する場合において、中
継式システムは経済面、保守面などに大きな問題があ
り、有線方式との比較による有利性を十分に確保できな
いという技術的課題がある。

【０００５】そこで、本願出願人らは、一定エリア内に
点在する複数の無線子局のそれぞれに中継局の役割を果
たすようにすることで、複数の無線子局と親局との間に
亘って自由空間を伝送媒体とする電波を介して通信用デ
ータを伝送可能な複数の伝送回線を構成させてなる無線
通信システムを提案し既に特許出願している。本願出願
人らが提案した無線通信システムによれば、相互にはダ
イレクト通信できない距離を隔てた位置に存在する無線
局間（親局と子局間あるいは子局相互間）であっても、
その中間に位置する無線子局を中継局として通信用デー
タを伝送することが可能で、上述した中継式システムに
比べて無線通信のネットワーク化を経済的に構築するこ
とができるという利点がある。

【０００６】ところで、本願出願人らが提案している無
線通信システムでは、親局及び複数の無線子局のそれぞ
れが、次の一つの送信局に対して優先順位が付けられた
通信経路情報を有するものであり、例えば自局から発信
した通信用データをまず優先順位が上位の一つの子局に
送信し、その送信子局から応答信号がないなど不通であ
った場合は優先順位が次位の子局への送信に切替えると
いったように、発信局から目的の最終送信局までの間に
存在する複数の無線子局のそれぞれが優先順位に基づい
て次の一つの送信子局を決定しながら、通信用データを
最終送信局まで伝送するように構成されていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
構成の無線通信システムにあっては、通信用データの発
信局から最終送信局までの間に複数の無線子局が存在
し、それら複数の無線子局を中継局として通信しなけれ
ばならない場合、発信局と次の無線子局との間及び無線
子局の相互間のそれぞれにおいて応答信号の有無などの
通信不能あるいは通信異常の確認、その結果に基づく次
の一つの無線子局の決定などを繰り返し行なう必要があ
るために、最終送信局までの通信に時間がかかる場合が
あり、信頼性の高い通信が可能である反面、通信能率及
びシステム全体の使用効率の面で改善の余地が残されて
いた。

【０００８】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、比較的広くて長い範囲に亘る一定エリア内にネット
ワークされた伝送回線を経済的に構築することができる
のはもとより、通信能率及びシステム全体の使用効率を
著しく向上することができる通信システムを提供するこ
とを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る無線通信システムは、親局と一定エリ
ア内に点在する複数の無線子局との間及び複数の無線子
局の相互間に亘って自由空間を伝送媒体とする電波を介
して通信用データを伝送可能に構成されているととも
に、複数の無線子局にはそれぞれ、親局及び自局以外の
子局から伝送されてくる通信用データが自局宛てのもの
か他局宛てのものであるかを判定する手段と、その結果
が他局宛ての通信用データであると判定された場合、中
継局となって受信した通信用データを自局からの送信電
波が届く範囲内にある複数の無線子局のうちの一つに転
送する手段とが備えられている無線通信システムであっ
て、親局及び複数の無線子局のそれぞれが、自局から最
終送信局までの複数の通信経路情報を有しており、それ
ら複数の通信経路には予め優先順位が付けられているこ
とを特徴とするものである。

【００１０】上記構成の本発明によれば、一定エリア内
に点在する複数の無線子局が中継局の役割を果たし、比
較的広くて長い範囲に亘ってネットワークされた伝送回
線を構築することになるので、送信出力の制約から親局
と複数の無線子局との間及び無線子局の相互間ではダイ
レクト通信できない位置関係に各局が存在する場合であ
っても、中継用送受信装置（中継機）などを備えた特別
な中継局の設置を要することなく、上記一定エリア内の
あらゆる無線子局相互間及び無線子局と親局との間に亘
る無線通信が可能となり、送信出力のいかんにかかわら
ず無線通信のネットワーク化を経済的に構築することが
可能である。

【００１１】その上、親局及び複数の無線子局のそれぞ
れが、自局から最終送信局にまで亘り、かつ優先順位の
付けられた複数の通信経路情報を有しているので、優先
順位の上位の通信経路中に存在する複数の子局のうちの
どれか一つの子局からでも応答信号が無くて通信不能あ
るいは通信異常に陥ったような場合、自局から最終送信
局にまで亘る次の優先順位の通信経路に直ちに切替えて
通信することが可能であるから、各局毎で次の送信子局
の通信状態を確認し、かつその確認結果と優先順位に基
づいて次の一つの無線子局を決定するといった繰り返し
動作を行なう方式のものに比べて、最終送信局までの通
信時間を短縮するという伝送遅延補償が可能で、通信能
率及びシステム全体の使用効率の向上が図れる。

【００１２】特に、請求項２に記載のように、ある一つ
の通信経路における通信用データ発信局から最終送信局
までの間の通信にエラーがあった場合、そのエラー情報
を発信局まで返信して、次の優先順位の通信経路に切替
えるように構成しておけば、通信エラーの発生に伴う通
信経路の切替えを迅速化して、通信能率及びシステム全
体の使用効率を一層高めることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
もとづいて説明する。図１は本発明に係る無線通信シス
テムの構成図であり、同図において、１は中央監視装置
３に接続された一つの無線親局、２Ａ〜２Ｉはそれぞれ
一定エリア内に点在されているマンホールポンプなどの
複数の設備機器（図示省略する）に付属して設けられて
いる複数の無線子局であって、親局１と各子局２Ａ〜２
Ｉとの間及び子局２Ａ〜２Ｉの相互間に亘って自由空間
を伝送媒体とする電波によって通信用データを伝送可能
に構成されている。

【００１４】上記親局１及び複数の無線子局２Ａ〜２Ｉ
のそれぞれは、自局から最終送信局までの複数の通信経
路情報を有しており、それら複数の通信経路情報には予
め優先順位が付されている。すなわち、図２のデータフ
ォーマットに示すように、マンホールポンプや設備機器
の動作制御用や故障発生用のデータＤ１と発信元である
自局、中継局となる他の子局及び送信先となる子局また
は親局のアドレス情報ＡＤＲが挿入された通信用データ
Ｄが入力されている。

【００１５】例えば無線子局２Ａについて詳述すると、
この無線子局２Ａは表１に示すような優先順位付けされ
た複数の通信経路情報を有しており、優先順位が最も上
位、つまり、優先順位（１）の通信経路では、自局２Ａ
のデータＤ１及びアドレス情報ＡＤＲを含む通信用デー
タＤが子局２Ｅ→子局２Ｈを中継局として順次転送され
て親局１へ伝送され、かつ、親局１のデータＤ１及びア
ドレス情報ＡＤＲを含む通信用データＤが子局２Ｈ→子
局２Ｅを中継局として順次転送されて自局２Ａへ伝送さ
れ、また、優先順位（２）の通信経路では、自局２Ａの
通信用データＤが子局２Ｂ→子局２Ｆ→子局２Ｉを中継
局として順次転送されて親局１へ伝送され、かつ、親局
１の通信用データＤが子局２Ｉ→子局２Ｆ→子局２Ｂを
中継局として順次転送されて自局２Ａへ伝送されるよう
になっている。

【００１６】

【表１】

【００１７】上記親局１は、図３に示すように、動作制
御等のためのデータＤ１と発信元である自局、中継子局
及び最終送信局のアドレス情報ＡＤＲが挿入されて通信
手順に適合する図２に示すようなフォーマットの通信用
データＤを作成する通信データ作成部４と、その通信用
データＤを電波によって送信するときに適した信号に変
換（変調）し、かつ無線子局２Ｈ，２Ｉから送信されて
くる通信用データＤを受信したときにその受信データを
変換（復調）してデータ出力部５に出力する信号変換部
６と、それら通信用データＤの電波をアンテナ７を介し
て送受信する無線部８と、上記信号変換部６及び無線部
８の動作を制御して送受信制御を行なう通信制御部９と
を備えている。

【００１８】一方、上記各無線子局２Ａ〜２Ｉは、図４
に示すように、接点データやアナログデータなどを計測
する計測部１１と、この計測部１１での計測データに基
づいて接点や設備機器に故障が発生したと検出された際
にその故障発生データＤ１と発信元である自局、中継局
となる他の子局及び最終送信局それぞれのアドレス情報
ＡＤＲが挿入されて通信手順に適合する図２に示すよう
なフォーマットの通信用データＤを作成する通信データ
作成部１２と、その通信用データを電波によって送信
（転送）するときに適した信号に変換（変調）し、か
つ、親局１及び他の子局から送信されてくる通信用デー
タＤを受信したとき、その受信データＤを変換（復調）
する信号変換部１３と、それら通信用データＤの電波を
アンテナ１４を介して送受信する無線部１５と、上記信
号変換部１３及び無線部１５の動作を制御して送受信制
御を行なう通信制御部１６とを備えている。

【００１９】また、各無線子局２Ａ〜２Ｉは、親局１ま
たは子局から発信した通信用データをある一つの通信経
路を経て最終送信局にまで伝送する際に通信エラーが発
生した場合、そのエラー情報を発信局まで返信して、次
の優先順位の通信経路に切替える機能を有している。

【００２０】つぎに、上記構成の無線通信システムによ
る信号の通信動作について図５のフローチャートを参照
して説明する。例えば無線子局２Ａを例にとって説明す
ると、この無線子局２Ａから送信の必要なケースは、
（ａ）自局２Ａにおける計測部１１での計測データに基
づいて接点や被計測機器に故障が発生したと検出された
ときに、その故障発生データＤ１を自局２Ａを発信元と
して親局１に通信する必要が生じた場合と、（ｂ）他局
から発信され自局２Ａで受信した通信用データＤ中のア
ドレス情報ＡＤＲと自局２Ａのアドレス情報ＡＤＲとを
見比べた結果、受信した通信用データＤは他局へ中継す
ることが必要なデータであると判断された場合とであ
り、無線子局２Ａにおいては、まず送信の必要なケース
が上述（ａ），（ｂ）のいずれの場合であるかが判定さ
れる（ステップＳ２０）。

【００２１】上記の判定結果が（ａ）であった場合、該
無線子局２Ａでは、自局２Ａから最終送信局である親局
１までの複数の通信経路の優先順位をチェックした（ス
テップＳ２１）後、通信データ作成部４では計測部１１
による故障発生データＤ１内に自局２Ａ、優先順位
（１）の通信経路中に存在し中継局となる他の子局２
Ｅ，２Ｈ及び親局１それぞれのアドレス情報ＡＤＲを挿
入して通信手順に適合するフォーマットの通信用データ
Ｄを作成し、かつ、この通信用データＤは信号変換部１
３で変換（変調）された後、無線部１５のアンテナ１４
を経て電波で自由空間に発信され、次の送信先である子
局２Ｅが呼び出される（ステップＳ２２，Ｓ２３）。

【００２２】上記の発信電波で呼び出された子局２Ｅ
は、受信した通信用データＤ中のアドレス情報ＡＤＲと
自局２Ｅのアドレス情報ＡＤＲとが一致しているか否か
を判断して一致しているとき、送信元の子局２Ａに応答
信号を返信して両子局２Ａ，２Ｅ間の通信リンク処理に
よって両局２Ａ，２Ｅ間に亘る通信リンクが確立され、
送信元の子局２Ａの無線部１５から子局２Ｅへの通信用
データＤの送信（転送）が行なわれる（ステップＳ２４
〜Ｓ２８）。また、この通信用データＤを受信した子局
２Ｅと次の子局２Ｈとの間の通信も上記と同様なステッ
プ動作を経て行なわれ、さらに、子局２Ｈと最終送信局
である親局１との間の通信も上記と同様なステップ動作
を経て行なわれる。

【００２３】上記のごとき通信動作において、子局２
Ｅ，２Ｈまたは親局１から応答信号が返信されてこなか
ったり、通信リンクが確立されなかったり、あるいは、
通信リンクは確立されたが全ての通信用データＤの送信
が終了しなかったりするなど優先順位（１）の通信経路
での通信にエラーが発生した場合は、そのエラー情報を
発信局である子局２Ａまで返信して次の通信経路の優先
順位のチェックおよび次の通信経路の存在を確認した
後、ステップＳ２２に戻って通信用データＤ中の中継局
アドレス情報ＡＤＲを次の優先順位（２）の通信経路中
に存在する他の子局２Ｂ，２Ｆ，２Ｉ及び親局１それぞ
れのアドレス情報に書き替えた通信用データＤを作成
し、かつ、これを信号変換した後、無線部１５のアンテ
ナ１４を経て電波で自由空間に再発信して最終的に親局
１にまで送信する（ステップＳ２９，Ｓ３０）。

【００２４】一方、ステップＳ２０での判定結果が
（ｂ）であった場合、無線子局２Ａでは通信用データＤ
内の中継局アドレス情報ＡＤＲを基にして次の送信局の
検索および次の送信局の存在を確認した後、次の送信子
局２Ｅを呼び出し（ステップＳ３１〜Ｓ３３）、それ以
降は上述したステップ動作（Ｓ２４〜Ｓ３０）を経て親
局１までの通信を行なう。

【００２５】そして、最終的に通信用データＤを受信し
た親局１では、その受信した通信用データＤを信号変換
部６で変換（復調）した後、データ出力部５に出力する
とともに、故障発生した無線子局を中央監視装置３に通
報する。

【００２６】なお、以上までの説明は、無線子局２Ａ〜
２Ｉのいずれか一つから故障発生データＤ１を含む通信
用データＤを親局１まで送信する場合の通信動作につい
ての説明であるが、親局１から無線子局２Ａ〜２Ｉのい
ずれか一つにマンホールポンプや設備機器の動作制御用
データＤ１を含む通信用データＤを送信する場合の通信
動作も上述と同様であるため、説明を省略する。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、一定エ
リア内に点在させた複数の無線子局が中継局の役割を果
たすように構成しているので、中継用送受信装置（中継
機）などを備えた特別な中継局の設置を要することな
く、一定エリア内のあらゆる子局と親局との間の無線通
信を可能として、電波法により送信出力が規制されるに
もかかわらず無線通信のネットワークシステムを非常に
経済的に構築することができる。

【００２８】しかも、親局及び複数の無線子局のそれぞ
れが、自局から最終送信局にまで亘り、かつ優先順位の
付けられた複数の通信経路情報を有しているので、各通
信経路を構成する子局のうちの一つでも通信不良や通信
不能あるいは通信異常に陥ったような場合、自局から最
終送信局にまで亘る次の優先順位の通信経路に直ちに切
替えて通信することができるから、各局毎で次の送信子
局の通信状態を確認し、かつその確認結果と優先順位に
基づいて次の一つの無線子局を決定するといった繰り返
し動作を行なう方式のものに比べて、最終送信局までの
通信時間の短縮化を図ることができ、通信能率並びにシ
ステム全体の使用効率の著しい向上を達成することがで
きるという効果を奏する。

【００２９】特に、ある一つの通信経路における通信用
データ発信局から最終送信局までの間の通信にエラーが
あった場合に、そのエラー情報を発信局まで返信して、
次の優先順位の通信経路に切替えるように構成する場合
は、通信エラーの発生に伴う通信経路の切替えを迅速化
して、通信の信頼性の向上と共に通信能率及びシステム
全体の使用効率の一層の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る無線通信システム全体の構成図で
ある。

【図２】同上システムにおける通信用データのフォーマ
ットである。

【図３】同上システムにおける親局の概略構成図であ
る。

【図４】同上システムにおける無線子局の概略構成図で
ある。

【図５】同上システムによる無線通信動作を説明するフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１ 親局 ２Ａ〜２Ｉ 無線子局 ４，１２ 通信データ作成部 ６，１３ 信号変換部 ７，１４ アンテナ ８，１５ 無線部 ９，１６ 通信制御部 Ｄ 通信用データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平石 大助 大阪府八尾市神武町２番35号 株式会社ク ボタ久宝寺工場内 (72)発明者 末吉 康則 大阪府八尾市神武町２番35号 株式会社ク ボタ久宝寺工場内 Ｆターム(参考） 5K033 AA01 BA08 CB03 CB17 DA01 DA17 DB16 DB18 EA04 EA07 EC03 5K067 AA22 BB12 BB27 DD13 DD24 DD46 DD51 EE02 EE06 EE10 FF02 5K072 AA22 BB17 BB19 CC02 CC31 CC34 GG12 GG13 GG14

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 親局と一定エリア内に点在する複数の無
   線子局との間及び複数の無線子局の相互間に亘って自由
   空間を伝送媒体とする電波を介して通信用データを伝送
   可能に構成されているとともに、複数の無線子局にはそ
   れぞれ、親局及び自局以外の子局から伝送されてくる通
   信用データが自局宛てのものか他局宛てのものであるか
   を判定する手段と、その結果が他局宛ての通信用データ
   であると判定された場合、中継局となって受信した通信
   用データを自局からの送信電波が届く範囲内にある複数
   の無線子局のうちの一つに転送する手段とが備えられて
   いる無線通信システムであって、 親局及び複数の無線子局のそれぞれが、自局から最終送
   信局までの複数の通信経路情報を有しており、それら複
   数の通信経路には予め優先順位が付けられていることを
   特徴とする無線通信システム。
2. 【請求項２】 ある一つの通信経路における通信用デー
   タ発信局から最終送信局までの間の通信にエラーがあっ
   た場合、そのエラー情報を発信局まで返信して、次の優
   先順位の通信経路に切替えるように構成されている請求
   項１に記載の無線通信システム。