JP2015056817A - 通信管理装置、および通信システム - Google Patents
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Abstract
【課題】 マルチホップ通信機能を備えていない子局がマルチホップ通信ネットワークを介して親局にデータを送信することができ、親局−子局間における通信の最適化を図ることもできる通信管理装置、および通信システムを提供する。【解決手段】 通信管理装置4は、親局1と、親局1との間に通信ルートを構築してマルチホップ通信ネットワークを構成する複数の第1子局2と、マルチホップ通信ネットワークに属していない第2子局3と、第1子局2のそれぞれに関する情報および第2子局3のそれぞれに関する情報を格納したデータベース5とで構成されて、親局1と第1子局2とが互いにマルチホップ通信を行い、第1子局2と第2子局3とが互いに通信を行う通信システムに用いられて、データベース5から取得した第1子局2に関する情報および第2子局3に関する情報を用いて、第2子局3の通信を管理する。【選択図】図1
Description
本発明は、通信管理装置、および通信システムに関するものである。
住戸、店舗、事務所等に設置された測定器の測定結果を無線信号によって送信する通信システムがある。
例えば、需要家毎に検針メータを設置して、商用電力、水道、ガス等のように供給事業者から供給される供給媒体の使用量を測定する。そして図5に示すように、各需要家には、例えば400MHz帯の小電力無線を用いて測定結果(検針データ)を送信する子局102を設置している。そして、検針員が、専用の検針器101を携行して個々の住戸を巡回し、検針器101−子局102間で1:1の通信を行うことによって、それぞれの住戸に設置された子局102から検針データを取得している(例えば、特許文献1参照)。
近年、図6に示すように、各需要家に設けた子局202が、遠隔地に設けられた親局201に検針データを無線送信する遠隔検針システムが普及している。この遠隔検針システムにおいて、検針データを送信する子局202は、検針データを収集する親局201との間で通信を直接行うことができない場合、他の子局202を通信の中継に用いた通信ルートを、親局201との間で構築する。すなわち、親局201と複数の子局202とで、マルチホップ通信ネットワークを構成している。
しかしながら、上述の特許文献1のように、検針器101との間で通信を行う子局102は、マルチホップ通信の機能を備えておらず、この遠隔検針システムに参加できなかった。
そこで、マルチホップ通信の機能を備えていない子局がマルチホップ通信ネットワークを介して親局にデータを送信することを可能にした通信システムが求められていた。さらに、親局−子局間における通信の最適化を図ることも求められている。
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、マルチホップ通信機能を備えていない子局がマルチホップ通信ネットワークを介して親局にデータを送信することができ、親局−子局間における通信の最適化を図ることもできる通信管理装置、および通信システムを提供することにある。
本発明の通信管理装置は、親局と、前記親局との間に通信ルートを構築してマルチホップ通信ネットワークを構成する複数の第1子局と、前記マルチホップ通信ネットワークに属していない第2子局と、前記第1子局のそれぞれに関する情報および前記第2子局のそれぞれに関する情報を格納したデータベースとで構成されて、前記親局と前記第1子局とが互いにマルチホップ通信を行い、前記第1子局と前記第2子局とが互いに通信を行う通信システムに用いられて、前記データベースから取得した前記第1子局に関する情報および前記第2子局に関する情報を用いて、前記第2子局の通信を管理することを特徴とする。
この発明において、前記データベースから取得した前記第1子局に関する情報および前記第2子局に関する情報を用いて、前記第2子局のそれぞれを前記第1子局に対応付けて、この互いに対応付けた前記第1子局と前記第2子局との間で通信を行わせることが好ましい。
この発明において、既に設置されている前記第1子局に関する情報、および既に設置されている前記第2子局に関する情報を前記データベースから取得し、この取得した前記第1子局に関する情報および前記第2子局に関する情報を用いて、新たに設置される前記第1子局の位置を決定することが好ましい。
本発明の通信システムは、親局と、前記親局との間に通信ルートを構築してマルチホップ通信ネットワークを構成する複数の第1子局と、前記マルチホップ通信ネットワークに属していない第2子局とを有して、前記親局と前記第1子局とが互いにマルチホップ通信を行い、前記第1子局と前記第2子局とが互いに通信を行い、前記第1子局のそれぞれに関する情報および前記第2子局のそれぞれに関する情報を格納したデータベースと、前記データベースから取得した前記第1子局に関する情報および前記第2子局に関する情報を用いて、前記第2子局の通信を管理する通信管理装置とを備えることを特徴とする。
この発明において、所定数以上の前記第1子局との間で通信が可能である前記第2子局の周辺には、前記親局との間でマルチホップ通信を行う機能を具備し、且つ前記第2子局との間で通信を行う機能を具備しない第3子局が新規に設置されることが好ましい。
以上説明したように、本発明の通信管理装置および通信システムでは、マルチホップ通信機能を備えていない子局がマルチホップ通信ネットワークを介して親局にデータを送信することができ、親局−子局間における通信の最適化を図ることもできるという効果がある。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
(実施形態)
図2は、本実施形態の通信システムの全体構成図であり、図1は、この通信システムの一部を示すブロック図である。この通信システムは、親となる通信端末1が設置され、各需要家には、子となる通信端末2または子となる通信端末3が設置される。なお以降、親(コンセントレータ)となる通信端末1は親局1と称し、子となる通信端末2は第1子局2と称し、子となる通信端末3は第2子局3と称す。さらに、第1子局2を個別に識別する場合は、第1子局21、22、23、...の符号を用い、第2子局3を個別に識別する場合は、第2子局31、32、33、...の符号を用いる。
図2は、本実施形態の通信システムの全体構成図であり、図1は、この通信システムの一部を示すブロック図である。この通信システムは、親となる通信端末1が設置され、各需要家には、子となる通信端末2または子となる通信端末3が設置される。なお以降、親(コンセントレータ)となる通信端末1は親局1と称し、子となる通信端末2は第1子局2と称し、子となる通信端末3は第2子局3と称す。さらに、第1子局2を個別に識別する場合は、第1子局21、22、23、...の符号を用い、第2子局3を個別に識別する場合は、第2子局31、32、33、...の符号を用いる。
本通信システムにおいて、第1子局2は、900MHz帯を用いたマルチホップ通信機能を用いて、親局1との間で互いにマルチホップ通信を行うマルチホップ通信ネットワークを構成している。一方、第2子局3は、マルチホップ通信機能を備えておらず、マルチホップ通信ネットワークに属さずに、第1子局2との間で400MHz帯を用いた直接通信を行う。すなわち、本通信システムでは、マルチホップ通信機能を備える第1子局2と、マルチホップ通信機能を備えない第2子局3とが混在している。そして、親局1は、各需要家に関する所定データを第1子局2,第2子局3から取得し、この取得した所定データを、上位の通信管理装置4へ光ファイバ回線等を用いて送信する。通信管理装置4には、データベース5が接続されている。
第1子局2は、図1に示すように、第1通信部2a、第2通信部2bを具備して構成される。
第1通信部2aは、マルチホップ通信ネットワークにおいて親局1との間に構築した通信ルートを介して、900MHz帯を用いたマルチホップ通信を行う機能を有する。第2通信部2bは、マルチホップ通信ネットワークに属していない第2子局3との間で、400MHz帯を用いた直接通信を行う機能を有する。第1通信部2aが用いる通信プロトコルと第2通信部2bが用いる通信プロトコルとは互いに異なる。したがって、第1子局2において、第2子局3とマルチホップ通信ネットワークとの間の通信を中継する場合、第1通信部2a−第2通信部2b間では、プロトコル変換が行われる。なお、一般に、900MHz帯を用いた通信は、400MHz帯を用いた通信に比べて、通信速度は速いが(900MHz帯:100kbps、400MHz帯:4.8kbps)、通信可能範囲は狭くなる。
以下、親局1が、各需要家における電力使用量、ガス使用量、水道使用量等の検針データを第1子局2,第2子局3から取得する遠隔検針システムを例にして説明する。親局1は、配下の第1子局2,第2子局3から定期的(例えば、30分毎)に検針データを取得する。
親局1および第1子局2は、900MHz帯を用いたマルチホップ通信によりパケットを互いに送受している。すなわち、親局1と第1子局2との間で直接または間接に通信が行われ、親局1と直接通信できない第1子局2は、通信可能な距離にある他の第1子局2がパケットを順次中継することで、親局1との間で間接通信を行っている。
図1において、親局1−第1子局21−第1子局22−第1子局23の通信ルートが構築されており、親局1が、データ取得先の第1子局23宛の検針要求を送信する。親局1は、配下の全ての第1子局2との間に構築された通信ルートに関する情報(通信ルート情報)を記憶しており、第1子局23に至る通信ルート情報を付加した検針要求を次ホップの第1子局21へ送信する。通信ルート情報は、親局1から第1子局23までの通信ルート上の親局1、第1子局21,22,23の各端末IDが順に並べられることによって表される。次ホップの第1子局21の第1通信部2aは、検針要求を受信すると、受信した検針要求に付加された通信ルート情報を参照し、受信した検針データをさらに次ホップの第1子局22へ送信することによって、検針要求を中継する。このようにして、検針要求は、通信ルートを構成する第1子局21,22の第1通信部2aによって順次中継され、最終の送信先である第1子局23の第1通信部2aに到達する。また、親局1との間で直接通信が可能な第1子局2の第1通信部2aは、他の第1子局2が中継することなく、親局1から検針要求を直接受信する。
第1子局2は、親局1との間に構築された通信ルートに関する情報(通信ルート情報)を記憶している。そして、第1子局23の第1通信部2aは、自局宛の検針要求を受信すると、親局1へ至る通信ルート情報を付加した自局の検針データを次ホップの第1子局22へ送信(返信)する。通信ルート情報は、第1子局23から親局1までの通信ルート上の親局1、第1子局21,22,23の各端末IDが順に並べられることによって表される。次ホップの第1子局22の第1通信部2aは、検針データを受信すると、受信した検針データに付加された通信ルート情報を参照し、受信した検針データをさらに次ホップの第1子局21へ送信することによって、検針データを中継する。このようにして、第1子局23の検針データは、通信ルートを構成する第1子局21,22の第1通信部2aによって順次中継され、最終の送信先である親局1に到達する。また、親局1との間で直接通信が可能な第1子局2の第1通信部2aは、他の第1子局2が中継することなく、検針データを親局1へ直接送信する。
上述のように、第1子局2の第1通信部2aが、マルチホップ通信により親局1との間でパケットを互いに送受することによって、親局1は、データ取得先の第1子局2から検針情報を取得することができる。
一方、第2子局3はマルチホップ通信機能を備えていないため、親局1−第2子局3間では、マルチホップ通信によりパケットを互いに送受することはできない。そこで、第1子局2の第2通信部2bが第2子局3との間で直接通信を行うことによって、第2子局3の検針データを取得し、第1通信部2aがマルチホップ通信ネットワークを介して親局1へ検針データを送信する。すなわち、第1子局2は、第2子局3とマルチホップ通信ネットワークとの間のプロトコル変換処理、中継処理を行う。
次に、通信管理装置4の動作について説明する。通信管理装置4は、親局1−第1子局2−第2子局3間の通信を管理する機能と、各需要家の第1子局2および第2子局3の検針データを親局1から収集する収集装置としての機能とを有する。
通信管理装置4は、データベース5に接続している。データベース5は、第1子局2に関する情報および第2子局3に関する情報を格納している。第1子局2に関する情報とは、第1子局2の端末ID、親局1−第1子局2間に構築された通信ルート情報、各通信ルートの通信品質情報、第1子局2の位置情報等である。第2子局3に関する情報とは、第2子局3の端末ID、第2子局3の位置情報等である。これらの各情報は、通信管理装置4が親局1、第1子局2、第2子局3から取得してデータベース5に格納する処理、ユーザによる入力処理等によって、データベース5に予め格納されている。
そして、通信管理装置4は、データベース5から取得した第1子局2に関する情報および第2子局3に関する情報を用いて、第2子局3の通信を管理する。
例えば、通信管理装置4は、データベース5から取得した第1子局2に関する情報および第2子局3に関する情報を用いて、第2子局3のそれぞれを第1子局2に対応付けて、この互いに対応付けた第1子局2と第2子局3との間で通信を行わせる。
具体的に、図1において、第2子局3をいずれかの第1子局2に対応付ける方法として、データベース5内の位置情報および通信ルート情報を用いる。位置情報は、第1子局2、第2子局3を設置した場所の情報(座標、住所等)である。そして、第2子局31が新規に設置された場合、通信管理装置4は、全ての第1子局2の位置情報、および第2子局31の位置情報をデータベース5から読み出す。通信管理装置4は、第2子局31の位置情報と第1子局2の各位置情報とを比較して、第2子局31との間の距離が閾値以下である第1子局2(この場合、第1子局23,24,25)を候補端末として抽出する。
なお、新規に設置された第2子局3が、自局の端末IDを付加した参入要求をブロードキャストし、この参入要求を受信した第1子局2が親局1へ参入要求を中継し、親局1が通信管理装置4へ参入要求を送信することによって、通信管理装置4は、第2子局3の新規設置を認識することができる。
そして、通信管理装置4は、候補端末となった第1子局23,24,25の各通信ルート情報を参照して、候補端末のうち、通信ルートのホップ数が最小である第1子局2(この場合、第1子局23)に、第2子局31を対応付ける。したがって、親局1−第2子局3間の通信経路におけるホップ数を少なくできるので、親局1−第2子局3間の通信に要する時間を短縮できる。而して、親局1が、第2子局3から検針データを取得するのに要する時間を短縮できる。
また、通信管理装置4は、候補端末の通信ルートのホップ数以外に、候補端末が第2子局31から受信した参入要求等の受信信号強度も考慮して、第2子局31に対応付ける第1子局2を決定してもよい。
上述のように、通信管理装置4は、データベース5から取得した第1子局2に関する情報および第2子局31に関する情報を用いて、第2子局31を第1子局23に対応付ける。そして、通信管理装置4は、第2子局31を第1子局23に対応付けたことを親局1へ通知する。
親局1は、配下の第1子局2と第2子局3との対応関係を示す情報(対応情報)を記憶しており、第1子局23−第2子局31の対応関係を対応情報に付加する。そして、親局1は、第2子局31が第1子局23に対応付けられたことを、第1子局23へ通知する。以降、第1子局23では、自局に第2子局31が対応付けられていることを認識し、第1通信部2aが第2子局31宛の信号を受信した場合、第2通信部2bが当該信号を第2子局31へ送信する。また、第1子局23では、第2通信部2bが第2子局31からの信号を受信した場合、第1通信部2aが当該信号を中継して送信する。
そして、親局1は、第1子局23に至る通信ルート情報を第2子局31宛の検針要求に付加し、この第2子局31宛の検針要求を次ホップの第1子局21へ送信する。次ホップの第1子局21は、検針要求の宛先である第2子局31が自局に対応付けられていない。したがって、次ホップの第1子局21の第1通信部2aは、検針要求を受信すると、受信した検針要求に付加された通信ルート情報を参照し、受信した検針データをさらに次ホップの第1子局22へ送信することによって、検針要求を中継する。このようにして、検針要求は、通信ルートを構成する第1子局21,22の第1通信部2aによって順次中継され、第1子局23の第1通信部2aに到達する。
第2子局31宛の検針要求を受信した第1子局23は第2子局31が対応付けられており、第1子局23の第2通信部2bは、第2子局31へ検針要求を送信する。このようにして、検針要求は、最終の送信先である第2子局31へ到達する。
そして、第2子局31は、自局宛の検針要求を受信すると、自局の検針データを送信(返信)する。第1子局23では、第2通信部2bが第2子局31の検針データを受信すると、第1通信部2aが検針データをマルチホップ通信によって親局1へ送信する。すなわち、第1子局23の第1通信部2aは、親局1へ至る通信ルート情報を付加した第2子局31の検針データを次ホップの第1子局22へ送信する。次ホップの第1子局22の第1通信部2aは、検針データを受信すると、受信した検針データに付加された通信ルート情報を参照し、受信した検針データをさらに次ホップの第1子局21へ送信することによって、検針データを中継する。このようにして、第2子局31の検針データは、通信ルートを構成する第1子局21,22の第1通信部2aによって順次中継され、最終の送信先である親局1に到達する。
このように、親局1は、第1子局2および第2子局3の各検針データを定期的に取得する。そして、通信管理装置4は、親局1が第1子局2,第2子局3から取得した検針データを、親局1から収集する。通信管理装置4が収集した検針データは、各需要家における課金データの算出に用いられる。
而して、本通信システムは、900MHz帯を用いたマルチホップ通信機能を備えた第1通信部2a、および400MHz帯を用いた直接通信を行う第2通信部2bの両方を具備するハイブリッドの第1子局2を用いて構成されている。そして、第1子局2の第2通信部2bが第2子局3との通信によって第2子局3の検針データを取得した後、第1子局2の第1通信部2aが親局1へマルチホップ通信によって検針データを送信する。したがって、親局1は、データ取得先の第2子局3から検針情報を取得することができる。つまり、マルチホップ通信の機能を備えていない第2子局3がマルチホップ通信ネットワークを介して親局1にデータを送信することが可能になる。
上述の通信管理装置4は、親局1と、親局1との間に通信ルートを構築してマルチホップ通信ネットワークを構成する複数の第1子局2と、マルチホップ通信ネットワークに属していない第2子局3と、第1子局2のそれぞれに関する情報および第2子局3のそれぞれに関する情報を格納したデータベース5とで構成されて、親局1と第1子局2とが互いにマルチホップ通信を行い、第1子局2と第2子局3とが互いに通信を行う通信システムに用いられる。そして、通信管理装置4は、データベース5から取得した第1子局2に関する情報および第2子局3に関する情報を用いて、第2子局3の通信を管理することを特徴とする。
また、上述の通信システムは、親局1と、親局1との間に通信ルートを構築してマルチホップ通信ネットワークを構成する複数の第1子局2と、マルチホップ通信ネットワークに属していない第2子局3とを有する。そして、通信ネットワークは、親局1と第1子局2とが互いにマルチホップ通信を行い、第1子局2と第2子局3とが互いに通信を行う。そして、通信システムは、第1子局2のそれぞれに関する情報および第2子局3のそれぞれに関する情報を格納したデータベース5と、データベース5から取得した第1子局2に関する情報および第2子局3に関する情報を用いて、第2子局3の通信を管理する通信管理装置4とを備える。
次に、通信管理装置4によるシステム設計について説明する。
通信管理装置4は、既に設置されている第1子局2に関する情報をデータベース5から取得し、この取得した第1子局2に関する情報を用いて、新たに設置される第1子局2の位置を決定する。
例えば、図3に示すように、第2子局32(既設)がいずれの第1子局2(既設)にも対応付けられることがなく、孤立している場合、第2子局32との対応付けが可能である第1子局25を新規に設置する。この第1子局25は、親局1との間で通信ルートを構築可能であり、且つ第2子局32と通信可能な通信端末である。
通信管理装置4は、データベース5から取得した第1子局2および第2子局3の各情報を用いて、新たにどの場所に第1子局25を設置すればよいか(または、どの既設の第2子局3を第1子局25に交換すればよいか)を判定する。例えば、図3において、第1子局25の設置候補場所としてS1,S2が挙げられている(なお、設置候補場所S1,S2を区別しない場合、設置候補場所Sと称す)。そして、通信管理装置4は、設置候補場所Sと第2子局32との間の通信品質(第1の仮想通信品質)、設置候補場所Sと設置候補場所S近傍の第1子局2との間の通信品質(第2の仮想通信品質)を、設置候補場所S毎に導出する。通信管理装置4は、データベース5から取得した第1子局2の通信ルート情報(ホップ数)、通信ルートの通信品質情報、第1子局2の位置情報等に基づいて、設置候補場所S1,S2毎に第1の仮想通信品質および第2の仮想通信品質を演算する。また、通信管理装置4は、周囲の地形に関する地形情報、周囲の建物に関する建物情報等も考慮して、上述の第1の仮想通信品質および第2の仮想通信品質を演算することによって、演算精度を向上させてもよい。
そして、通信管理装置4は、第1子局25の設置候補場所S1,S2のうち、第1の仮想通信品質および第2の仮想通信品質が優れているいずれかの設置候補場所を選択して、この選択した設置候補場所を報知する。例えば、図3において、通信管理装置4は、第1子局25の設置場所として、親局1までのホップ数がより少ない設置候補場所S1を選択し、設置候補場所S1を第1子局25の設置場所として報知する。なお、報知手段としては、液晶画面等を用いて視覚的に報知する構成、音声によって報知する構成等が用いられる。
したがって、通信管理装置4によって、第1子局2の設置場所を最適な場所に設定することができ、システム設計を簡便化することができる。
また、900MHz帯を用いたマルチホップ通信機能と、400MHz帯を用いた直接通信機能との両方を具備するハイブリッドの第1子局2を用いる代わりに、900MHz帯を用いたマルチホップ通信機能のみを有する第3子局6を用いる場合がある。この第3子局6は、900MHz帯を用いたマルチホップ通信機能を有するが、400MHz帯を用いた直接通信機能を有していない。
具体的に、第2子局3の周囲に多数の第1子局2が既に存在しており、この第2子局3が、所定数以上の第1子局2との間で直接通信が可能であれば、この第2子局3の周囲には、第1子局2が新規設置される代わりに第3子局6が新規設置される。例えば、図4に示すように、第2子局31が、3台以上の第1子局2(23,24,25)との間で直接通信が可能であるので、この第2子局31の周囲には、第1子局2が新規設置される代わりに第3子局6が新規設置される。
すなわち、第2子局3が親局1に至る所定数以上(この場合、3つ以上)の通信ルート(代替ルートも含む)を有する場合、この第2子局3の周囲には、第1子局2が新規設置される代わりに第3子局6が新規設置される。
したがって、900MHz帯を用いたマルチホップ通信機能と、400MHz帯を用いた直接通信機能との両方を具備するハイブリッドの第1子局2の台数を低減させることが可能になり、システムのコストを削減することができる。
また、親局1が、予め設定された所定の情報を第1子局2および第2子局3との間で送受することによって、各需要家内の機器の状態を監視する遠隔監視システム、各需要家内の機器の状態を制御する遠隔制御システム等を構成することも可能である。
1 親局
2 第1子局
2a 第1通信部
2b 第2通信部
3 第2子局
4 通信管理装置
5 データベース
2 第1子局
2a 第1通信部
2b 第2通信部
3 第2子局
4 通信管理装置
5 データベース
Claims (5)
- 親局と、前記親局との間に通信ルートを構築してマルチホップ通信ネットワークを構成する複数の第1子局と、前記マルチホップ通信ネットワークに属していない第2子局と、前記第1子局のそれぞれに関する情報および前記第2子局のそれぞれに関する情報を格納したデータベースとで構成されて、前記親局と前記第1子局とが互いにマルチホップ通信を行い、前記第1子局と前記第2子局とが互いに通信を行う通信システムに用いられて、
前記データベースから取得した前記第1子局に関する情報および前記第2子局に関する情報を用いて、前記第2子局の通信を管理する
ことを特徴とする通信管理装置。 - 前記データベースから取得した前記第1子局に関する情報および前記第2子局に関する情報を用いて、前記第2子局のそれぞれを前記第1子局に対応付けて、この互いに対応付けた前記第1子局と前記第2子局との間で通信を行わせることを特徴とする請求項1記載の通信管理装置。
- 既に設置されている前記第1子局に関する情報、および既に設置されている前記第2子局に関する情報を前記データベースから取得し、
この取得した前記第1子局に関する情報および前記第2子局に関する情報を用いて、新たに設置される前記第1子局の位置を決定する
ことを特徴とする請求項1記載の通信管理装置。 - 親局と、前記親局との間に通信ルートを構築してマルチホップ通信ネットワークを構成する複数の第1子局と、前記マルチホップ通信ネットワークに属していない第2子局とを有して、前記親局と前記第1子局とが互いにマルチホップ通信を行い、前記第1子局と前記第2子局とが互いに通信を行い、
前記第1子局のそれぞれに関する情報および前記第2子局のそれぞれに関する情報を格納したデータベースと、前記データベースから取得した前記第1子局に関する情報および前記第2子局に関する情報を用いて、前記第2子局の通信を管理する通信管理装置とを備える
ことを特徴とする通信システム。 - 所定数以上の前記第1子局との間で通信が可能である前記第2子局の周辺には、前記親局との間でマルチホップ通信を行う機能を具備し、且つ前記第2子局との間で通信を行う機能を具備しない第3子局が新規に設置されることを特徴とする請求項4記載の通信システム。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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