JP2012134639A - 無線通信システムの通信経路選定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】建物内に親局と子局及び中継局を設置して無線通信経路を選定する作業が容易かつ安価に行える無線通信システムの通信経路選定方法を提供すること。
【解決手段】親局３と、消費電力量等の状態量を計測するセンサ（例えばパルス発信付メータ４）に接続された子局１と、子局１と親局３間の無線通信を中継する中継局２とを同じ建物６内に設置して、前記センサの計測値が子局１から親局３へ送信されるようにした無線通信システムにおいて、中継局２を建物６内の適宜場所に仮設したうえで、親局３と子局１及び中継局２のうちの１台の局から送信して残余の局で受信する試験通信を全ての局が順次送信局となるように実施して、受信状態の適否を示すデータを含む試験通信の結果を一覧表８にして表示させる。そして、この一覧表８に基づき、子局１と親局３間の最適な無線通信経路を選定するようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、ビル等の建物内に親局と子局と中継局を相互通信が行えるように配置して構成される無線通信システムの通信経路選定方法に関する。

無線通信システムの通信経路を選定する方法として、変電所などの広い場所に無線ネットワークを構築する際に、仮構築した無線ネットワークにおける複数のセンサ端末間の接続状態を表示するようにした先行技術が特許文献１に開示されている。この従来技術では、無線通信機能や受信電界強度計測機能等を有するセンサ端末を予め監視対象エリア内に複数設置して無線ネットワークを仮構築し、これらセンサ端末間の相互通信時における受信電界強度や通信成功率に関する計測データを収集したうえで、各センサ端末間の接続状態を示すネットワーク構成図を作成するため、多ルートの無線通信経路を把握できるようになっている。

特開２０１０−４５７０１号公報

前述した従来技術は、多ルートの無線通信経路を必要とする複雑な無線ネットワークを構築する際には有効であるが、ビル等の建物内に親局と子局と中継局を配置して構成される比較的単純な無線通信システムに適用する場合、コスト面で甚だ不利になるという問題があった。すなわち、このように比較的単純な無線通信システムに前述した従来技術を適用した場合、好適な無線通信経路をネットワーク構成図から探し出して確定させるまでに煩雑な作業を余儀なくされるのみならず、子局と親局間の無線通信を中継する中継局を数多く設置しなければならないため、部品コストや設置コストや保守点検コストが嵩むことになり、結局、無線通信システムが不所望に高コストなものになってしまう。

本発明は、前述した従来技術における実状に鑑みてなされたもので、その目的は、建物内に親局と子局と中継局を設置して無線通信経路を選定する作業が容易かつ安価に行える無線通信システムの通信経路選定方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明は、それぞれが無線通信機能を有する少なくとも１台の親局と複数台の子局を同じ建物内に設置し、前記子局に前記建物内の状態量を個別に計測するセンサを接続して該センサの計測値が前記親局へ送信されるようにした無線通信システムの通信経路選定方法において、前記子局と前記親局間の無線通信を中継する中継局を前記建物内の適宜場所に仮設したうえで、前記親局と前記子局及び前記中継局のうちの１台の局から送信して残余の局で受信する試験通信を全ての局が順次送信局となるように実施して、受信状態の適否を示すデータを含む前記試験通信の結果を一覧表にして表示させることにより、前記子局と前記親局間の無線通信が良好に行える通信経路を選定するようにした。

このように構成された無線通信システムの通信経路選定方法では、親局と子局及び仮設の中継局が順次送信局となるように設定して行われる試験通信の結果が一覧表（例えばマトリックス表）に表示されるため、子局と親局間、子局と中継局間、及び中継局と親局間のそれぞれについて無線通信が良好に行えるか否かを瞬時に判定でき、それゆえ子局と親局間の最適な無線通信経路を的確に把握できる。すなわち、試験通信の結果に基づいて、子局と親局間の無線通信が中継局を介さずに良好に行えるか否かを瞬時に判定できるのみならず、中継局を介在させる必要がある場合には、どの中継局を利用すれば良いのかを容易に判定できる。したがって、無線通信システムの通信経路を選定する際に、建物内に必要最小限の中継局を効率良く配置させることができて煩雑な作業も不要となる。

また、上記の構成において、中継局を建物内に存するエレベータの昇降路近傍と親局の鉛直方向近傍の少なくともいずれか一方に仮設しておけば、親局との無線通信が妨害されにくい場所に中継局が仮設されることになるため、通信経路を選定する際の作業効率が向上する。

また、上記の構成において、高低２種類設定した送信出力でそれぞれ試験通信を行うようにすると、選択すべき送信出力が把握しやすくなる。

また、上記の構成において、親局と子局及び中継局に設けられる無線通信用のアンテナの向きを、互いに直交する２方向（例えば鉛直方向と水平方向）に設定した場合でそれぞれ試験通信を行うようにすると、選択すべきアンテナの向きが把握しやすくなる。

本発明による無線通信システムの通信経路選定方法は、同じ建物内に配置された親局と子局及び仮設の中継局が順次送信局となるように設定して試験通信を実施し、受信状態の適否を示すデータを含む試験通信の結果を一覧表にして表示させるため、子局と親局間、子局と中継局間、及び中継局と親局間のそれぞれについて無線通信が良好に行えるか否かを瞬時に判定できる。それゆえ、子局と親局間の無線通信に中継局を介在させる必要があるか否かや、中継局を介在させる必要がある場合にはどの中継局を利用すれば良いのかなどを容易に判定でき、子局と親局間の最適な無線通信経路を的確に把握できるようになる。したがって、無線通信システムの通信経路を選定する際に、建物内に必要最小限の中継局を効率良く配置させることができて煩雑な作業も不要となり、高信頼性の無線通信システムを安価に実現できるようになる。

本発明の実施形態における無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。 本実施形態における通信経路選定方法を説明するためのフローチャートである。 本実施形態における親局と子局及び中継局の建物内での配置例を示す説明図である。 本実施形態における試験通信の結果の一例をマトリックス表示した画像を示す説明図である。

以下、本発明に係る無線通信システムの通信経路選定方法の実施形態を図面を参照しながら説明する。

図１は本実施形態における無線通信システムの概略構成を示すブロック図である。同図に示す無線通信システムは、同じ建物内に設置された親局３と複数台の子局１及び複数台の中継局２とで構成されており、これら親局３と子局１及び中継局２は全て無線通信機能を有している。子局１は前記建物内の消費電力量等の状態量の計測値を親局３へ送信し、中継局２は子局１と親局３間の無線通信を中継する。親局３は、子局１から直接、あるいは子局１から中継局２を介して送信された状態量を積算して記憶する。

子局１の構成について詳しく説明すると、この子局１は、消費電力量や使用水量や使用ガス量等の状態量を個別に計測するセンサに接続されており、該センサの計測データが入力される計測データ入力部を備えている。図１では、該センサとして消費電力量を計測するパルス発信付メータ４が図示されており、該計測データ入力部としてはパルス発信付メータ４から出力されたパルスが入力されるパルス入力部１ａが図示されている。子局１には、計測データ入力部（例えばパルス入力部１ａ）のほかに、各種データの入出力が可能なパソコン５を着脱可能に接続するための外部インターフェイス１ｂと、アンテナ１ｆを介して無線通信を可能にすると共に信号受信時の受信電力を検出する無線処理部１ｄと、センサから入力された計測データ（例えばパルス）に基づいて状態量（例えば消費電力量）を積算値として演算する等の処理を行う制御部１ｃと、アンテナ１ｆを介して受信した信号データや前記受信電力の検出データや前記積算値の演算データ等を記憶する記憶部１ｅとが備えられている。また、制御部１ｃは、各種データを記憶部１ｅに格納させる処理や、該データを記憶部１ｅから取り出して無線処理部１ｄから送信させたりパソコン５に出力させる等の処理も行う。

中継局２は、センサに接続されないためパルス入力部１ａのような計測データ入力部を備えていないが、該計測データ入力部を除けば子局１とほぼ同様の構成となっている。すなわち、中継局２には、各種データの入出力が可能なパソコン５を着脱可能に接続するための外部インターフェイス２ｂと、アンテナ２ｆを介して無線通信を可能にすると共に信号受信時の受信電力を検出する無線処理部２ｄと、アンテナ２ｆを介して受信した信号データや受信電力の検出データ等を記憶する記憶部２ｅと、これらのデータを記憶部２ｅに格納させる処理や、該データを記憶部２ｅから取り出して無線処理部２ｄから送信させたりパソコン５に出力させる等の処理を行う制御部２ｃとが備えられている。

親局３は、図示せぬ監視センタと通信回線を介して遠隔的に接続するための通信インターフェイス３ａを備えているが、それ以外の構成は中継局２とほぼ同様である。すなわち、親局３には、通信インターフェイス３ａの他に、各種データの入出力が可能なパソコン５を着脱可能に接続するための外部インターフェイス３ｂと、アンテナ３ｆを介して無線通信を可能にすると共に信号受信時の受信電力を検出する無線処理部３ｄと、アンテナ３ｆを介して受信した信号データや受信電力の検出データ等を記憶する記憶部３ｅと、これらのデータを記憶部３ｅに格納させる処理や、該データを記憶部３ｅから取り出して無線処理部３ｄから送信させたりパソコン５に出力させる等の処理を行う制御部３ｃとが備えられている。

なお、子局１と中継局２及び親局３は、その外部インターフェイス１ｂ，２ｂ，３ｂに必要時にパソコン５が接続されて、後述する試験通信を実施する際の各種設定（試験開始時刻の設定や送信出力の強弱設定など）や試験通信実施後の受信結果の取得が行われる。

次に、子局１と中継局２及び親局３とで構成される無線通信システムにおいて、子局１と親局３間の通信経路を選定する方法について説明する。いま、図３に示すように、同じ建物６内の各所に、１台の親局３と、３台の子局１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）と、５台の中継局２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ）とが配置されているものとする。すなわち、３階建ての建物６内の１階に親局３と子局１Ｃ及び中継局２Ｃが配置され、２階に子局１Ｂと中継局２Ｂ，２Ｅが配置され、３階に子局１Ａと中継局２Ａ，２Ｄが配置されている。親局３は１階の壁面近傍に設置されており、２階と３階には親局３の真上近傍にそれぞれ中継局２Ｅと中継局２Ｄが仮設されている。子局１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、それぞれ各階（３階と２階と１階）に据え付けられている前記パルス発信付メータ等のセンサの近傍に設置されている。また、中継局２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、それぞれ各階（３階と２階と１階）において、建物６内に存するエレベータの昇降路７ａの近傍に仮設されている。ただし、昇降路７ａの上方に存する機械室７やその他の適宜場所に中継局２を仮設しても良い。

以下、子局１と親局３間の通信経路を選定する際の具体的な手順を、図２に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、ステップＳ１において、前述したように計測点である各階のセンサの近傍に子局１Ａ，１Ｂ，１Ｃを設置して、当初はアンテナ１ｆを鉛直方向に向けておく。

次に、ステップＳ２において、前述したように親局３を１階の壁面近傍に設置して、当初はアンテナ３ｆを鉛直方向に向けておく。

次に、ステップＳ３において、中継局２を仮設する階床が親局３と同じ１階であるか否かを判定し、仮設階床が１階ではない（つまり２階または３階の）場合はステップＳ４−１へ進み、仮設階床が１階の場合はステップＳ４−２へ進む。前述したように、親局３が設置されている１階では昇降路７ａの近傍だけに中継局２を仮設する（ステップＳ４−２）が、２階と３階では昇降路７ａ近傍と親局３の真上近傍にそれぞれ中継局２を仮設する（ステップＳ４−１）。また、これらの中継局２は全て、当初はアンテナ２ｆを鉛直方向に向けておく。

次に、ステップＳ５において、メンテナンス用のパソコン５を順次、親局３と子局１Ａ〜１Ｃと中継局２Ａ〜２Ｅの外部インターフェイス３ｂ，１ｂ，２ｂに接続して、それぞれ、自局番号や試験モード、試験開始時刻、送信許可番号、自局以外の使用局数等を登録する。

次に、ステップＳ６において、親局３の外部インターフェイス３ｂにパソコン５を接続して試験モードを開始させる。その際、連続試験モードを開始させる場合は、親局３、子局１Ａ〜１Ｃ、中継局２Ａ〜２Ｅの順に、予め登録した開始時刻にそれぞれの局を送信局とする試験通信が自動的に実施されることになる。また、連続試験モードでない個別の試験モードを開始させる場合は、パソコン５を親局３、子局１Ａ〜１Ｃ、中継局２Ａ〜２Ｅの順に接続して、それぞれの局を送信局とする試験通信を実施させることになる。

また、こうして試験モードが開始されると、次なるステップＳ７において、送信局となる局の送信許可番号が更新される。例えば、最初は親局３を送信局とする試験通信が実施されるため、親局３の送信許可番号が更新され、以後同様に、試験通信の送信局に選択された局の送信許可番号が更新される。なお、本実施形態では、かかる試験通信を高低２種類設定した送信出力でそれぞれ行う。すなわち、各局（親局３と子局１Ａ〜１Ｃ及び中継局２Ａ〜２Ｅ）のいずれが送信局に選択された場合にも、送信出力を電波法規定の範囲内で高出力（例えば１０ｍＷ）と低出力（例えば８ｍＷ）に切り替えて２回行うものとする。

次に、ステップＳ８において、親局３と子局１Ａ〜１Ｃ及び中継局２Ａ〜２Ｅの全ての局が自局を送信局とする試験通信を完了させているか否かを判定し、未完（判定がＮｏ）の場合はステップＳ９へ進む。このステップＳ９では、自局が送信局であるか受信局であるかを判定し、送信局である場合はステップＳ１０へ進んで、予め設定された開始時刻に試験通信の送信処理を行う。また、ステップＳ９で自局が受信局である場合はステップＳ１１へ進む。例えば、親局３を送信局とする試験通信が実施されるとき、各子局１と各中継局２は受信待ち状態となり、通信不能な状態でなければ親局３（送信局）から送信された信号をアンテナ１ｆ，２ｆを介して無線処理部１ｄ，２ｄが受信するようになっている。

自局が受信局で前記ステップＳ９からステップＳ１１へ進んだ場合は、予め設定された受信待機時間（例えば５分間）内に受信処理を行う。そして、受信待機時間が終了したか否かが次なるステップＳ１２で判定され、受信待機時間が終了するとステップＳ１３へ進んで受信結果が格納される。例えば、各子局１と各中継局２が受信局である場合は、このステップＳ１３において、制御部１ｃ，２ｃが正常受信（通信成功）と判定すると、試験回数と正常受信のフラグと送信局のアドレスと受信時の受信感度とが記憶部１ｅ，２ｅに格納されるようになっている。また、制御部１ｃ，２ｃが通信失敗と判定すると、試験回数と通信失敗のフラグとが記憶部１ｅ，２ｅに格納されるようになっている。

このようにして親局３、子局１Ａ〜１Ｃ、中継局２Ａ〜２Ｅの順に自局を送信局とする試験通信を実施し、これを全て完了させると、ステップＳ８の判定が「Ｙｅｓ」となるためステップＳ１４へ進む。このステップＳ１４では、親局３と各子局１及び各中継局２のアンテナ３ｆ，１ｆ，２ｆを、鉛直方向に向けた場合の試験通信と、壁面に垂直な方向（略水平方向）に向けた場合の試験通信とが、いずれも完了しているか否かが判定される。本実施形態では、当初アンテナ３ｆ，１ｆ，２ｆが全て鉛直方向に向けてあるので、これまでの手順でステップＳ１４へ進んだ場合は判定が「Ｎｏ」となってステップＳ１５へ進む。

このステップＳ１５では、パソコン５を親局３と各子局１及び各中継局２に順次接続して、前記送信許可番号を初期化すると共に、アンテナ３ｆ，１ｆ，２ｆを全て壁面に垂直な方向（略水平方向）に向ける設定を行う。そして、再び、親局３、子局１Ａ〜１Ｃ、中継局２Ａ〜２Ｅの順に、自局を送信局とする試験通信を実施させるために、ステップＳ９へ戻って前述した各手順を繰り返す。

こうしてアンテナ３ｆ，１ｆ，２ｆの向きを変更した試験通信が全て完了すると、ステップＳ１４での判定が「Ｙｅｓ」となるためステップＳ１６へ進み、このステップＳ１６において、親局３と各子局１及び各中継局２の制御部３ｃ，１ｃ，２ｃが前記試験モードを解除する。

次に、ステップＳ１７へ進んで、パソコン５を親局３と各子局１及び各中継局２の外部インターフェイス３ｂ，１ｂ，２ｂに順次接続し、記憶部３ｅ，１ｅ，２ｅに格納されている送信出力とアンテナ向きごとの受信状態及び受信感度を順次収集する。

そして、次なるステップＳ１８において、収集した全ての受信結果を集計処理する操作をパソコン５にて行い、このパソコン５の図示せぬディスプレイに図４に示すような通信試験結果表８を表示させる。この通信試験結果表８は、送信局と受信局の組み合わせごとの受信結果を示すマトリックス表であり、アンテナの向き及び送信出力の高低に応じた受信状態（◎○△×）と受信感度（ｄＢｍ）とが表記されている。なお、図４において、受信状態は、極めて良好が「◎」、良好が「○」、良好でないものの受信可能が「△」、受信不能が「×」として表記されている。

このように本実施形態によれば、親局３と子局１Ａ〜１Ｃ及び中継局２Ａ〜２Ｅのそれぞれが自局を送信局とする試験通信を行い、その結果を一覧表（通信試験結果表８）としてパソコン５のディスプレイにマトリックス表示させることができるため、建物６内の所定位置に設置した子局１Ａ〜１Ｃと親局３との間の最適な無線通信経路を的確に把握することができる。

例えば、通信試験結果表８を見ると、子局１Ａと親局３間のダイレクトな無線通信は受信状態が「×」なため困難であるが、子局１Ａと中継局２Ａ間は送信出力が高い場合の受信状態が「○」であり、かつ、中継局２Ａと親局３間は送信出力が高くてアンテナの向きが鉛直方向の場合に受信状態が「◎」であることがわかる。したがって、中継局２Ａを介在させる通信経路を選択すれば、子局１Ａと親局３間の無線通信が良好に行えることが判明する。また、図４では図示省略されているが、子局１Ｂ，１Ｃと親局３間の最適な通信経路も同様にして容易に判定できる。つまり、通信試験結果表８に基づいて、各子局１と親局３間の無線通信が中継局２を介さずに良好に行えるか否かを瞬時に判定できるのみならず、中継局２を介在させる必要がある場合にはどの中継局２を利用すれば良いのかを容易に判定できる。それゆえ、無線通信システムの通信経路を選定する際に、建物６内に必要最小限の中継局２を効率良く配置させることができて煩雑な作業も不要となる。

また、本実施形態によれば、試験通信を行う際に中継局２（２Ａ〜２Ｅ）をエレベータの昇降路７ａの近傍や親局３の鉛直方向近傍に仮設するため、親局３との無線通信が妨害されにくい場所に各中継局２を仮設した状態で試験通信を行うことができる。それゆえ、通信経路を選定する際の作業効率が向上する。

また、本実施形態によれば、高低２種類設定した送信出力でそれぞれ試験通信を行うため、選択すべき送信出力が把握しやすくなる。

また、本実施形態によれば、親局３と子局１Ａ〜１Ｃ及び中継局２Ａ〜２Ｅのアンテナ３ｆ，１ｆ，２ｆの向きを、互いに直交する２方向（鉛直方向と略水平方向）に設定した場合でそれぞれ試験通信を行うため、選択すべきアンテナの向きが把握しやすくなる。

なお、特定の子局１と親局３間の無線通信に中継局２を介在させるよりも別の子局１を介在させたほうが好ましいというデータが通信試験結果表８から読み取れる場合には、この別の子局１を中継局として兼用させることも可能である。

また、本実施形態では、親局３と各子局１及び各中継局２のアンテナ３ｆ，１ｆ，２ｆを全て同じ向きに設定して試験通信を行っているが、送信局のアンテナについては直交する２方向（例えば鉛直方向と水平方向）に設定し、それぞれの場合で試験通信を行うようにしても良い。こうすることによって、送信局と受信局のアンテナの向きが異なる場合の受信結果を取得できるため、最適な通信経路が一層選定しやすくなる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 子局
１ａ パルス入力部（計測データ入力部）
１ｂ，２ｂ，３ｂ 外部インターフェイス
１ｃ，２ｃ，３ｃ 制御部
１ｄ，２ｄ，３ｄ 無線処理部
１ｅ，２ｅ，３ｅ 記憶部
１ｆ，２ｆ，３ｆ アンテナ
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ 中継局
３ 親局
３ａ 通信インターフェイス
４ パルス発信付メータ（センサ）
５ パソコン
６ 建物
７ａ 昇降路
８ 通信試験結果表（一覧表）

Claims (4)

1. それぞれが無線通信機能を有する少なくとも１台の親局と複数台の子局を同じ建物内に設置し、前記子局に前記建物内の状態量を個別に計測するセンサを接続して該センサの計測値が前記親局へ送信されるようにした無線通信システムの通信経路選定方法において、
   前記子局と前記親局間の無線通信を中継する中継局を前記建物内の適宜場所に仮設したうえで、前記親局と前記子局及び前記中継局のうちの１台の局から送信して残余の局で受信する試験通信を全ての局が順次送信局となるように実施して、受信状態の適否を示すデータを含む前記試験通信の結果を一覧表にして表示させることにより、前記子局と前記親局間の無線通信が良好に行える通信経路を選定するようにしたことを特徴とする無線通信システムの通信経路選定方法。
2. 請求項１の記載において、前記中継局を前記建物内に存するエレベータの昇降路近傍と前記親局の鉛直方向近傍の少なくともいずれか一方に仮設したことを特徴とする無線通信システムの通信経路選定方法。
3. 請求項１または２の記載において、高低２種類設定した送信出力でそれぞれ前記試験通信を行うことを特徴とする無線通信システムの通信経路選定方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項の記載において、前記親局と前記子局及び前記中継局に設けられる無線通信用のアンテナの向きを、互いに直交する２方向に設定した場合でそれぞれ前記試験通信を行うことを特徴とする無線通信システムの通信経路選定方法。

Images