JP2017152930A - 通信システム、および通信最適化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信を利用してデータ収集を行う通信システムにおいて無線端末に無駄な処理を行わせることなく、通信の信頼性を確保することが可能になる。
【解決手段】複数の無線子機と、データ収集タイミングが無線子機毎に複数定められたスケジュールデータにしたがってデータ収集のための無線通信を行い、通信状態を示す通信ログを蓄積する無線親機と、を有する通信システムに、以下の特定手段とスケジュール生成手段とを有する通信最適化装置を設ける。特定手段は、無線親機から通信ログを取得し、取得した通信ログを用いて通信状態が良好であった時間帯を無線子機毎に特定する。スケジュール生成手段は、特定手段により特定された時間帯にデータ収集タイミングを設定した新たなスケジュールデータを生成し、無線親機に与える。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信を利用してデータ収集を行う通信システムに関する。

電力、ガス、水道等の検針データを無線通信を利用して収集する通信システムが提案されている。一般に、無線通信では、無線区間の長さ、無線区間における遮蔽物の有無、無線端末の移動に伴う無線区間の変動、周辺機器のノイズの影響などにより、有線通信に比較してビット誤りなどの通信誤りが発生し易くなる。ビット誤りとは、伝送データの構成ビットの１または複数が反転することを言う。ウェッブブラウジングなどであれば、通信誤りを放置したとしても、さほど大きな問題は発生しない。しかし、検針データの収集の際に通信誤りが発生しその訂正が行われないと、誤った料金請求が為されるなどの問題が発生する。このため、無線通信を利用して検針データを収集する通信システムでは、通信誤りが発生してもその訂正を行えるようにしておくこと、より好ましくは通信誤りが極力発生しないようにすること、すなわちデータ通信の信頼性を十分に確保しておくことが重要となる。

通信誤りの訂正を可能にする方法としては、伝送データに誤り訂正符号を付加しておく方法が知られている。伝送データに誤り訂正符号が付加されていれば、その誤り訂正符号のデータサイズに応じたビット数の範囲で受信側においてビット誤りの訂正やビット誤りの検出を行うことができる。誤り訂正符号を用いて訂正或いは検出が可能なビット誤りのビット数は、誤り訂正符号のデータサイズが大きいほど大きくなる。誤り訂正符号のデータサイズを大きくするほど通信の信頼性は向上するが、単位時間当たりに伝送可能な正味のデータ量、すなわちスループットは低下する。このため、誤り訂正符号の利用により通信の信頼性を確保する際には、スループットとの兼ね合いで誤り訂正符号のデータサイズを適切に設定することが肝要となる。特許文献１には、通信相手との通信状態に応じて誤り訂正符号のデータサイズを最適化する技術が開示されている。特許文献１に開示の技術では、一定時間毎に通信状態の監視およびその監視結果に応じた誤り訂正符号のデータサイズの調整が行われる。

特開２０１１−９１６７７号公報

特許文献１に開示の技術では、データ通信の実行タイミングが特に定まっていないこと、またデータ通信を行う無線端末が移動することが想定されている。このような場合にはデータ通信の実行タイミング毎に通信状態が大きく変動し得るため、通信状態の監視およびその監視結果に応じた誤り訂正符号のデータサイズの調整を一定時間毎に行うことは有効である。一方、無線通信を利用して検針データを収集する通信システムでは、無線端末は検針装置等の近傍に固定設置されているため、無線端末の移動に起因する通信状態の変化を考慮する必要はない。また、検針データの収集は、一か月などの所定期間内で少なくとも１回、例えば通信の信頼性を確保できるタイミングで行えば十分であり、一定時間毎に誤り訂正符号のデータサイズを調整する必要はない。つまり、無線通信を利用して検針データを収集する通信システムに、通信の信頼性の確保のために特許文献１に開示の技術を適用したのでは、その通信システムに含まれる無線端末に無駄な処理を実行させることになる。検針装置等の近傍に設置される無線端末は電池駆動である場合が多く、このような無線端末については消費電力を抑える必要があるため、無駄な処理の実行を強いられることは大きな問題となる。

本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、無線通信を利用してデータ収集を行う通信システムにおいて無線端末に無駄な処理を行わせることなく、通信の信頼性を確保することを可能にする技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、１または複数の無線端末を有する通信システムに以下のデータ収集手段、特定手段およびスケジュール生成手段を設ける。データ収集手段は、該無線端末と無線通信するスケジュール、具体的には無線通信の実行タイミングを定めたスケジュールデータにしたがって該無線端末からデータを収集する際の通信状態を示す通信ログを所定の記憶手段に蓄積する。特定手段は、記憶手段に蓄積された通信ログを用いて通信状態が良好であった時間帯を特定する。スケジュール生成手段は、特定手段により特定された時間帯に上記スケジュールを設定した新たなスケジュールデータを生成する。

上記１または複数の無線端末の具体例としては、例えば、電気やガス等の検針装置の近傍に設置される無線子機、および当該無線子機と通信する無線親機が挙げられる。これら無線子機や無線親機は固定設置されていることが多く、無線通信の通信状態はその無線通信の実行タイミングに依存する。本発明によれば、通信状態の良好な時間帯に無線通信のスケジュールが設定されるので、通信の信頼性を確保することができる。また、本発明では、通信状態の監視およびその監視結果に応じた誤り訂正符号のデータサイズの調整等を無線端末等に一定時間毎に行わせる必要はない。つまり、本発明によれば、無線通信を利用してデータ収集を行う通信システムにおいて、無線端末に無駄な処理を行わせることなく、通信の信頼性を確保することが可能になる。

スケジュールデータの具体例としては、各無線端末に共通のデータ収集タイミングを定めたデータ、或いはデータ収集タイミングを無線端末毎に定めたデータが挙げられる。後者の態様であれば、通信状態が良好であった時間帯を無線端末毎に特定することが可能になる。また、スケジュールデータとして複数のデータ収集タイミングを定めたデータ、より好ましくは無線端末毎に複数のデータ収集タイミングを定めたデータを用いるようにすれば、通信状態が良好であった時間帯の特定精度の向上が期待される。

より好ましい態様においては、特定手段は、無線通信における受信側の通信ログを用いて通信状態が良好であった時間帯を特定する。ある無線端末から他の無線端末へ通信メッセージを送信する場合、送信側の無線端末では、通信状態を表す情報として上記通信メッセージの再送の有無など通信の成否を表すデータのみを通信ログに記録可能であるが、受信側の無線端末では、通信の成否を表すデータの他に受信電界強度など通信状態をより詳細に表すデータを通信ログに記録可能である。本態様によれば、無線通信の通信状態が良好であった時間帯をより正確に特定することが可能になる。

別の好ましい態様においては、スケジュールデータは、無線端末との通信態様を表す通信態様データを含む。そして、スケジュール生成手段は、特定手段により特定された時間帯における通信状態に応じた通信態様を選択して新たなスケジュールデータを生成する。このような態様によれば、無線通信の実行タイミングにおいて想定される通信状態に応じた通信態様で無線通信を実行することが可能になる。上記通信態様データの具体例としては、伝送データに誤り訂正符号を付加するか否かを示すデータか考えられる。さらに好ましい態様においては、１または複数の無線端末の各々について電池駆動であるか否かを判定する端末判定手段を上記通信システムに設け、スケジュール生成手段には、端末判定手段により電池駆動であると判定された無線端末との通信態様として誤り訂正符号を付加する通信態様を選択する場合には、誤り訂正符号を付加しない通信態様を選択する場合よりも通信頻度を引き下げたスケジュールデータを生成する処理を実行させる態様が考えられる。詳細については後述するが、このような態様によれば、電池駆動の無線端末の消費電力を抑えつつ、通信の信頼性を確保することが可能になる。

上記記憶手段は、１または複数の無線端末の何れかが有していても良く、また、１または複数の無線端末の何れとも異なる装置が有していても良い。後者の具体例としては、１または複数の無線端末の各々がアクセス可能なネットワーク対応のハードディスク等を上記記憶手段として用いる態様が考えられる。また、前述した無線親機と無線子機とを含む検針システムに本発明を適用した場合、データ収集手段は上記無線親機が有していても良く、また、無線親機と通信する他の装置が有していても良い。上記特定手段、スケジュール生成手段および端末判定手段についても同様に、無線親機が有する態様や、無線親機と通信する他の装置を設け、当該他の装置が上記各手段を有する態様が考えられる。また、データ収集手段、特定手段、スケジュール生成手段および端末判定手段を複数の装置に分散させて設ける所謂クラウド態様であっても良い。例えば、無線親機にはデータ収集手段と端末判定手段とを設け、無線親機と通信する他の装置に特定手段とスケジュール生成手段とを設ける態様や、無線親機と通信する５つの装置に上記記憶手段、データ収集手段、特定手段、スケジュール生成手段および端末判定手段の各々を１つずつ設ける態様等が考えられる。

また、別の好ましい態様としては、スケジュール生成手段には、伝送方向毎に通信態様を選択して新たなスケジュールデータを生成させる態様が考えられる。このような態様によれば伝送方向毎に通信状態に応じた好適な通信態様で無線通信を行うことが可能になり、伝送方向を区別せずに通信態様を設定する場合に比較してスループットの向上が期待できる。

上記課題を解決するために、以下の特定手段とスケジュール生成手段とを有する通信最適化装置を単体で提供しても良い。特定手段は、１または複数の無線端末の各々と無線通信するスケジュールを定めたスケジュールデータにしたがって該無線端末からデータを収集する際の通信状態を示す通信ログが蓄積される記憶手段に蓄積された当該通信ログを用いて通信状態が良好であった時間帯を特定する。スケジュール生成手段は、特定手段により特定された時間帯に上記スケジュールを設定した新たなスケジュールデータを生成する。この場合、上記特定手段および上記スケジュール生成手段の各々を電子回路などのハードウェアで構成しても良く、ソフトウェアモジュールとして構成しても良い。上記特定手段および上記スケジュール生成手段をソフトウェアモジュールで構成する態様においては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの一般的なコンピュータをこれら各手段として機能させることを特徴とするプログラムを提供しても良い。このようなプログラムの提供態様としては、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk-Read Only Memory）などのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に書き込んで配布する態様や、インターネットなどの電気通信回線経由のダウンロードにより配布する態様が考えられる。このようにして配布されるプログラムにしたがって一般的なコンピュータを作動させることで、当該コンピュータを上記通信最適化装置として機能させることが可能になる。

また、上記課題を解決するために本発明は、１または複数の無線端末を有する通信システムに以下のデータ収集手段、判定手段および通信態様設定手段を設ける。データ収集手段は、該無線端末との無線通信の通信態様を定めた通信態様データにしたがって該無線端末からデータを収集する際の通信状態を示す通信ログを所定の記憶手段に蓄積する。判定手段は、記憶手段に蓄積された通信ログを用いて通信状態が良好であったか否かを判定する。通信態様設定手段は、判定手段による判定結果に応じて各無線端末との通信態様を選択して新たな通信態様データを生成する。

このような態様によっても、無線通信を利用してデータ収集を行う通信システムにおいて無線端末に無駄な処理を行わせることなく、通信の信頼性を確保することが可能になる。なお、１または複数の無線端末の各々との無線通信の通信態様を定めた通信態様データにしたがって該無線端末からデータを収集する際の通信状態を示す通信ログが蓄積される記憶手段に蓄積された通信ログを用いて通信状態が良好であったか否かを判定する判定手段と、判定手段による判定結果に応じて各無線端末との通信態様を選択して新たな通信態様データを生成する通信態様選択手段とを有する通信最適化装置を単体で提供しても良く、また、一般的なコンピュータを上記判定手段および上記通信態様設定手段として機能させることを特徴とするプログラムを提供しても良い。

本発明によれば、無線通信を利用してデータ収集を行う通信システムにおいて無線端末に無駄な処理を行わせることなく、通信の信頼性を確保することが可能になる。

本発明の一実施形態による通信システム１の構成例を示す図である。 同通信システム１に含まれる無線親機２０の構成例を示す図である。 同通信システム１に含まれる無線子機３０の構成例を示す図である。 同無線親機２０に蓄積される通信ログの一例を示す図である。 同無線子機３０に蓄積される通信ログの一例を示す図である。 同通信システム１に含まれる上位機器１０の構成例を示す図である。 同上位機器１０の制御部１００が通信最適化プログラムにしたがって実行する処理の一例を示すフローチャートである。 無線親機２０の通信ログと無線子機３０の通信ログを集計して得られる集計ログの一例を示す図である。 同通信システム１において送受信される通信フレームのデータフォーマット例を示す図である。

以下図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態による通信システム１の構成例を示す図である。図１に示す通信システム１は、電気等の検針データを、無線通信を利用して収集するための通信システムである。なお、図１では検針装置の図示は省略されている。通信システム１には、各々通信線を介して別個の検針装置に接続された無線子機３０Ａ、３０Ｂおよび３０Ｃと、無線子機３０Ａ〜３０Ｃの各々と無線通信する無線親機２０と、通信線を介して無線親機２０に接続された上位機器１０と、を含む。以下では、無線子機３０Ａ〜３０Ｃの各々を区別する必要がない場合には「無線子機３０」と表記する。無線親機２０と無線子機３０は何れも、所定の通信プロトコルにしたがって無線通信を行う無線端末である。本実施形態では、通信システム１に３台の無線子機３０が含まれている場合について説明するが、通信システム１に含まれる無線子機３０の数は１または２であっても良く、４以上であっても良い。

図２は、無線親機２０の構成例を示すブロック図である。
図２に示すように無線親機２０は、制御部２００、通信インタフェース（以下、「ＩＦ」）部２１０、無線通信部２２０、およびメモリ２３０を有する。図２では詳細な図示を省略したが、無線親機２０の各部には商用交流電源などの外部電源から動作電力が供給される。

通信ＩＦ部２１０は例えばＮＩＣ（Network
Interface Card）である。通信ＩＦ部２１０は、通信線を介して上位機器１０に接続されている。通信ＩＦ部２１０は、通信線を介して上位機器１０から送信されてくるデータを受信し制御部２００に引き渡す一方、制御部２００から与えられたデータを通信線を介して上位機器１０へ送信する。

無線通信部２２０は、無線区間から受信したデータを制御部２００へ引き渡す一方、制御部２００から受け取ったデータを無線区間へ送出する。図２に示すように、無線通信部２２０は、無線送信部２２０ａ、無線受信部２２０ｂ、アンテナ２２０ｃおよびキャリア検出判定部２２０ｄを有する。無線送信部２２０ａは制御部２００から受け取ったデータを無線通信のキャリア信号に重畳し、その重畳結果である変調信号をアンテナ２２０ｃにより無線区間へ送出する。無線受信部２２０ｂは、アンテナ２２０ｃにより受信された変調信号を復調して当該変調信号に重畳されているデータを取得し、制御部２００へ引き渡す。キャリア検出判定部２２０ｄは、無線受信部２２０ｂへ入力された変調信号からキャリア信号を抽出可能であったか否かを判定するとともに、当該変調信号の信号レベル、すなわち受信電界強度を示すデータを制御部２００に与える。

制御部２００は例えばＣＰＵ（Central Processing
Unit）である。制御部２００はメモリ２３０に記憶されている親機プログラムにしたがって作動することにより、無線親機２０の制御中枢として機能する。親機プログラムにしたがって作動している制御部２００は、無線子機３０を介して検針データを収集するための無線通信を、メモリ２３０に予め格納されたスケジュールデータにしたがって実行する。スケジュールデータは、例えば１か月などの所定期間における検針データの収集スケジュール、すなわち各無線子機３０からのデータ収集タイミングを表すデータである。なお、スケジュールデータには、各データ収集タイミングにおける無線通信の通信態様（例えば、誤り訂正符号を付加するか否か等）を示すデータを含めておいても良い。このスケジュールデータは上位機器１０によって生成され、無線親機２０に与えられる。上位機器１０から最初に与えられる初期スケジュールデータの表すスケジュールでは、無線子機３０毎に複数のデータ収集タイミングが定められている。

制御部２００は例えばリアルタイムクロック等の計時機能を利用して上記データ収集タイミングの到来を検出すると、そのデータ収集タイミングに対応する無線子機３０へ宛てて、検針データの送信を要求する要求メッセージを無線送信する。詳細については後述するが、無線子機３０は、上記要求メッセージを受信すると、自装置の接続先の検針装置から検針データを取得し、上記要求メッセージに対する応答メッセージにその検針データを書き込んで返信する。制御部２００は上記応答メッセージを受信するとその応答メッセージから検針データを読み出し、上位機器１０に与える。これにより検針データの収集が実現される。

また、親機プログラムにしたがって作動している制御部２００は、スケジュールデータにしたがって無線子機３０との無線通信を行う毎にその無線通信の通信状態を示す通信ログをメモリ２３０に蓄積する。つまり、親機プログラムにしたがって作動する制御部２００は、スケジュールデータにしたがって無線子機３０からデータを収集する際の通信状態を示す通信ログを所定の記憶手段（本実施形態では、自機のメモリ２３０）に蓄積するデータ収集手段の役割を果たす。そして、制御部２００は上位機器１０からの要求に応じて上記通信ログをメモリ２３０から読み出し、上位機器１０へ返信する処理も実行する。なお、上記通信ログの詳細については後に明らかにする。
以上が無線親機２０の構成である。

図３は、無線子機３０の構成例を示すブロック図である。
図３では、図２におけるものと同一の構成要素には同一の符号が付されている。図３と図２とを対比すれば明らかなように、無線子機３０の構成は以下の点を除いて無線親機２０の構成と同一である。第１に、通信ＩＦ部２１０の接続先が検針装置である、という点である。第２に、親機プログラムに代えて子機プログラムがメモリ２３０に格納されている点である。第３に、メモリ２３０にスケジュールデータが格納されていない点である。そして、第４に、無線子機３０の制御部２００、通信ＩＦ部２１０、無線通信部２２０およびメモリ２３０の各部に動作電力を供給する電源２４０を有する点である。本実施形態における電源２４０は電池である。つまり、無線子機３０は電池駆動の無線端末である。

無線子機３０において、子機プログラムにしたがって作動する制御部２００は、無線親機２０から送信された要求メッセージの受信を契機として自装置の接続先の検針装置から検針データを取得し、上記要求メッセージに対する応答メッセージに当該検針データを書き込んで返信する。また、子機プログラムにしたがって作動する制御部２００は、無線親機２０との無線通信を行う毎にその無線通信の通信状態を示す通信ログを自装置のメモリ２３０に蓄積する。この点は、親機プログラムにしたがって作動する無線親機２０の制御部２００と同様である。また、上位機器１０からの要求に応じて上記通信ログをメモリ２３０から読み出し、上位機器１０へ返信する処理を実行する点も、親機プログラムにしたがって作動する無線親機２０の制御部２００と同様である。

図４は無線親機２０のメモリ２３０に蓄積される通信ログの一例を示す図であり、図５は無線子機３０Ａのメモリ２３０に蓄積される通信ログの一例を示す図である。図４および図５を参照すれば明らかなように両通信ログのデータフォーマットは同一である。図４および図５の各々に示すように、各通信ログには、無線通信の実行タイミングを示す時刻、換言すれば前述したデータ収集タイミングを示す時刻、無線通信の相手装置である通信先、無線チャネル、通信フレーム構成、送受信の処理内容、通信結果、および受信電界強度の各々を示すデータが含まれている。なお、図４では、無線親機２０の通信先について、無線子機３０Ａについては「子機Ａ」と無線子機３０Ｂについては「子機Ｂ」と略記されている。また、図４および図５において、通信フレーム構成は、通信先との無線通信に用いたフレームの構成を表す。本実施形態では、通信フレーム構成は、伝送データに誤り訂正符号を付加したフレームであるか否かを示す。例えば、通信フレーム構成＝１は誤り訂正符号を付加していないフレームであることを意味し、通信フレーム構成＝２は誤り訂正符号を付加したフレームであることを意味する。

通信結果と受信電界強度の各々は、無線通信の通信状態の良否を判定する際の指標となるデータである。通信結果は、通信の成功失敗や再送回数等を示すデータであり、通信メッセージ（或いはフレーム）の送信側から見た通信状態の良否を表す。これに対して、受信電界強度は、通信メッセージ（或いはフレーム）の受信側から見た通信状態の良否を表す。時間帯毎の無線通信の実行回数を集計し通信結果を基に通信成功率を算出することで、その時間帯における通信状態の良否を判定することができる。また、受信電界強度については、その値が大きいほど良好な通信状態であると判定することができる。
以上が無線子機３０の構成である。

図６は上位機器１０の構成例を示すブロック図である。
図６に示すように上位機器１０は、制御部１００、通信ＩＦ部１１０およびメモリ１２０を有する。制御部１００は例えばＣＰＵであり、メモリ１２０に記憶されている通信最適化プログラムにしたがって作動することにより上位機器１０の制御中枢として機能する。通信最適化プログラムにしたがって制御部１００が実行する処理の詳細については後に明らかにする。通信ＩＦ部１１０は通信ＩＦ部２１０と同様にＮＩＣであり、通信線を介して無線親機２０に接続されている。メモリ１２０は例えばフラッシュＲＯＭ（Read Only memory）などの不揮発性メモリと、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性メモリとを含む。不揮発性メモリには上記通信最適化プログラムが予め格納されている。揮発性メモリは上記通信最適化プログラムを実行する際のワークエリアとして制御部１００によって利用される。

通信最適化プログラムは、無線親機２０と無線子機３０との間で行われる無線通信の信頼性を確保するための最適化、より具体的にはスケジュールデータの最適化を制御部１００に実行させるプログラムである。スケジュールデータの最適化は、スケジュールの最適化、すなわちデータ収集タイミングの最適化と、各無線通信の通信態様の最適化、に大別される。本実施形態では、スケジュールデータの最適化は、例えば１週間毎或いは１カ月毎に実行される。詳細については後述するが本実施形態では無線親機２０および無線子機３０に蓄積される通信ログを利用して上記最適化が行われるため、十分な量の通信ログの蓄積を待つことが好ましいからである。以下、スケジュールの最適化と通信態様の最適化の其々について説明する。

（Ａ−１：スケジュールの最適化）
スケジュールの最適化とは、通信状態が良好な時間帯に検針データの収集が行われるようにスケジュールを設定すること、すなわち通信状態が良好な時間帯にデータ収集タイミングを設定することである。通信最適化プログラムにしたがって作動している制御部１００は、例えばネットワーク管理者等の操作によってデータ収集タイミングの最適化を指示されると、図７（ａ）に示すスケジュール最適化処理を実行する。このスケジュール最適化処理では、制御部１００は、まず、通信状態が良好であった時間帯を特定する特定処理（ステップＳＡ１００）を実行する。この特定処理ＳＡ１００では、制御部１００は、無線親機２０から通信ログを取得するとともに、無線親機２０を介して無線子機３０から通信ログを取得し、時刻、通信先、および無線チャネルをキーとして両者を対応付け、無線子機３０毎に時系列順に並び替えて集計ログを生成する。無線親機２０には図４に示す通信ログが蓄積されており、無線子機３０Ａには図５に示す通信ログが蓄積されている場合には、両者を対応付けることで、無線子機３０Ａについては図８に示す集計ログが生成される。

次いで、制御部１００は上記の要領で生成した集計ログを参照し、一日単位や一週間単位で通信成功率や受信電界強度を比較することで、通信状態が良好であった時間帯を無線子機３０毎に特定する。通信状態が良好であった時間帯とは、通信成功率が所定の閾値（例えば９０％）以上となっている時間帯のことを言う。なお、通信成功率ではなく、受信電界強度に基づいて通信状態の良否を区別しても良い。例えば、通信状態が良好な時間帯を、その時間帯において行われた無線通信の電界強度が全て所定の閾値以上となっている時間帯と定義すれば良い。また、通信成功率と受信電界強度の両方に基づいて通信状態の良否を区別しても良い。

ステップＳＡ１００に後続するステップＳＡ１１０のスケジュール生成処理では、制御部１００は、上記の要領で無線子機３０毎に特定した時間帯にその無線子機３０からのデータ収集タイミングを設定した新たなスケジュールデータを生成し、無線親機２０に与え、スケジュール最適化処理を完了する。

以降、無線親機２０は、当該新たなスケジュールデータの表すスケジュールにしたがって無線子機３０からのデータ収集を行う。上記の要領でスケジュールの最適化を行うことで通信の信頼性を確保できる理由は以下の通りである。前述したように無線通信では、無線区間内の遮蔽物の移動や周辺機器のノイズによって通信状態が変動する。例えば、無線子機３０が一般家庭に設置されているのであれば、無線親機２０と無線子機３０との間の通信状態には家人の生活パターンに応じた周期性が現れる。また、無線子機３０が工場等に設置されているのであれば、無線親機２０と無線子機３０との間の通信状態には、工場内の他の機器の稼働状況、すなわち工場の操業パターンに応じた周期性が現れる。したがって、集計ログにおいて通信状態が良好であった時間帯、すなわち過去に通信状態が良好であった時間帯では、未来においても通信状態が良好であると推定される。通信状態が良好な時間帯にデータ収集タイミングを設定すれば、通信誤りは発生し難くなり、通信の信頼性が確保される。これが、上記の要領でスケジュールの最適化を行うことで通信の信頼性を確保できる理由である。
以上がスケジュールの最適化である。

（Ａ−２：通信態様の最適化）
次いで、通信態様の最適化について説明する。
本実施形態において通信態様の最適化とは、伝送データに誤り訂正符号を付加するか否かを無線子機３０毎およびデータ収集タイミング毎に選択することを言う。図９は、無線親機２０と無線子機３０との間の無線通信に使用される通信フレームの構成例を示す図である。図９（ａ）のフレームは、ヘッダ部とデータ部により構成されている。図９（ｂ）のフレームは、ヘッダ部と誤り訂正符号を付加したデータ部により構成されている。図９（ｂ）のフレームを用いれば、誤り訂正符号の付加により通信の信頼性は向上するが、誤り訂正符号の付加により無線送信時間が長くなり、スループットが低下する。なお、要求メッセージや応答メッセージ等の通信メッセージは上記データ部に格納される。

通信最適化プログラムにしたがって作動している制御部１００は、通信態様の最適化を指示されると、図７（ｂ）に示す通信態様最適化処理を実行する。この通信態様最適化処理では、制御部１００は、データ収集タイミング毎に良好な通信状態であったか否かを判定する判定処理（ステップＳＢ１００）を実行する。この判定処理ＳＢ１００では、制御部１００は、無線親機２０から通信ログを取得するとともに、無線親機２０を介して無線子機３０から通信ログを取得し、前述した集計ログを生成する。この点はスケジュール最適化処理の特定処理ＳＡ１００と同一である。次いで、制御部１００は、集計ログを参照し、無線子機３０毎に各データ集計タイミングにおける通信状態の良否を判定する。具体的には、制御部１００は、受信電界強度が所定の閾値以上であるデータ集計タイミングについては通信状態が良好と判定する。なお、受信電界強度ではなく、通信結果に基づいて通信状態の良否を判定しても良い。例えば、再送を全く行わずの通信が成功した場合または再送回数が所定の閾値（例えば、３）未満である場合に良好な通信状態と判定すれば良い。本態様においても、通信結果と受信電界強度の両方に基づいて通信状態の良否を判定しても良い。

ステップＳＢ１００に後続するステップＳＢ１１０のスケジュール生成処理では、制御部１００は、通信状態が良好であったデータ集計タイミングについては誤り訂正符号を用いない通信態様を選択する一方、通信状態が良好でなかったデータ集計タイミングについては誤り訂正符号を用いる通信態様を選択し、当該選択した通信態様を示すデータをデータ集計タイミングに対応付けて新たなスケジュールデータを生成し、無線親機２０に与え、本通信態様最適化処理を終了する。なお、誤り訂正符号を用いる通信態様を選択するデータ収集タイミングについては、そのデータ収集タイミングにおける通信状態に応じて誤り訂正符号のデータサイズを定めるようにしても良い。

以降、無線親機２０は、当該新たなスケジュールデータの表すスケジュールおよび通信態様にしたがって無線子機３０からのデータ収集を行う。その結果、通信状態が良好ではないと推測されるデータ収集タイミングにおいては誤り訂正符号を用いる通信態様で無線通信が行われる。仮に通信誤りが発生したとしても受信側で当該通信誤りの訂正或いは検出を行うことが可能であり、通信の信頼性を確保することができる。また、通信状態が良好と推測されるデータ収集タイミングにおいては誤り訂正符号を用いない通信態様で無線親機２０と無線子機３０との間の無線通信が行われ、無駄にスループットが低下することもない。
以上が通信態様の最適化である。

ここで注目すべき点は、本実施形態では無線親機２０と無線子機３０の各々は通信ログの蓄積は行うものの、一定時間毎に通信状態を監視しその監視結果に応じて誤り訂正符号のデータサイズを調整するといった処理は行わない点である。検針データの収集システムに関してはこのような処理では無駄が多いことは前述した通りである。つまり、本実施形態によれば、無線通信を利用してデータ収集を行う通信システムにおいて無線親機２０や無線子機３０等の無線端末に無駄な処理を行わせることなく、通信の信頼性を確保することが可能になる。

（Ｂ：変形）
以上本発明の一実施形態について説明したが、この実施形態に以下の変形を加えても良い。
（１）上記実施形態では、無線親機２０と無線子機３０の何れとも異なる上位機器１０に、本発明の特徴を顕著に示す通信最適化装置の役割を担わせたが、無線親機２０に通信最適化装置の役割を担わせても良い。また、上記実施形態では電気等の検針データを収集するための通信システムへの適用例を説明したが、収集対象のデータは検針データには限られない。また、上記実施形態では、無線親機２０と無線子機３０との間の無線通信の最適化の具体例として、スケジュールの最適化と通信態様の最適化について説明したが、両者を併用しても良い。また、上記実施形態では、無線親機２０の通信ログと各無線子機３０の通信ログとに基づいて、無線親機２０と無線子機３０との間の無線通信の最適化を行う場合について説明したが、無線親機２０の通信ログのみに基づいて上記最適化を行っても勿論良い。無線親機２０の通信ログのみを用いたとしても、各無線子機３０側での受信電界強度を把握できないことに起因する正確性の低下が懸念されるものの、上記最適化を全く行えなくなる訳ではないからである。

（２）上記実施形態では、通信態様の最適化の具体例として、通信状態の良否に応じて誤り訂正符号を用いるか否かを選択する態様について説明した。しかし、通信状態が良好であれば、ＵＤＰなどのスループットを優先した通信プロトコルを選択し、通信状態が良好ではない場合にはＴＣＰなどの信頼性を優先した通信プロトコルを選択する態様であっても良い。また、上記実施形態では、無線子機３０毎に、すなわち、無線親機２０から見ればその通信相手となる相手装置毎に通信態様の最適化を行う場合について説明した。しかし、周辺機器のノイズ等による影響は無線端末毎に異なり得るため、無線親機２０から無線子機３０へのデータ伝送方向と、無線子機３０から無線親機２０へのデータ伝送方向とで通信状態が異なる場合がある。そこで、データ伝送方向毎に通信態様の最適化を行っても良い。片側のデータ伝送方向にのみ誤り訂正符号を付加することで、両方向で誤り訂正符号を付加するよりもスループットを向上できる。

（３）通信システムに含まれる複数の無線端末に、電池駆動のものと外部電源から電力の供給を受けて駆動するものとが混在している場合には、通信態様の最適化において、以下の処理を制御部１００に実行させても良い。制御部１００は、スケジュール生成処理ＳＢ１１０に先だって、無線端末毎に電池駆動であるか否かを判定する。具体的には、無線端末のハードウェア識別子（例えばＭＡＣアドレス）からその無線端末の型式を制御部１００に特定させ、電池駆動であるか否かを判定させれば良い。そして、制御部１００は、スケジュール生成処理ＳＢ１１０では、電池駆動であると判定された無線端末について誤り訂正符号の付加を選択する場合には、誤り訂正符号の付加を選択しない場合よりも通信頻度を引き下げた（例えばデータ収集タイミングを間引いた）スケジュールデータを生成する。このようにする理由は以下の通りである。

電池駆動の無線端末の場合、無線通信状態と待機状態を交互に繰り返すことで消費電力の低減が実現される。この種の無線端末における平均消費電流は、無線送信時間と無線受信時間と待機時間、各状態での消費電流により算出され、平均消費電流と稼働期間により電池容量が決定する。無線送信時、無線受信時および待機時の消費電流には、無線送信時＞無線受信時＞待機時といった大小関係がある。したがって、無線通信状態が増加するほど電池寿命は短くなる。

上記実施形態の通信態様の最適化では、通信状態が悪いと判定された場合に、誤り訂正符号を付加する通信態様が選択される。誤り訂正符号を付加すると無線親機２０と無線子機３０との間で送受信されるフレームのデータサイズは大きくなり、１回の無線通信におけるフレームの送受信時間も長くなる。つまり、上記無線子機３０の電池２４０の寿命が短くなることが懸念される。そこで、電池駆動であると判定された無線端末について誤り訂正符号を付加する通信態様を選択する場合には、誤り訂正符号を付加しない通信態様を選択する場合よりも通信頻度を引き下げること、例えばデータ収集タイミングを間引いて収集間隔を長くすることで、待機状態を長くし、電池寿命が短くなることを回避することができる。

１…通信システム、１０…上位機器、２０…無線親機、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ…無線子機、１００，２００…制御部、１１０，２１０…通信ＩＦ部、２２０…無線通信部、２２０ａ…無線送信部、２２０ｂ…無線受信部、２２０ｃ…アンテナ、２２０ｄ…キャリア検出判定部、１２０，２３０…メモリ、２４０…電源。

Claims (8)

1. １または複数の無線端末を有し、
   該無線端末と無線通信するスケジュールを定めたスケジュールデータにしたがって前記無線端末からデータを収集する際の通信状態を示す通信ログを所定の記憶手段に蓄積するデータ収集手段と、
   前記通信ログを用いて通信状態が良好であった時間帯を特定する特定手段と、
   前記特定手段により特定された時間帯に前記スケジュールを設定した新たなスケジュールデータを生成するスケジュール生成手段と、
   を有することを特徴とする通信システム。
2. 前記特定手段は、無線通信における受信側の通信ログを用いて通信状態が良好であった時間帯を特定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記スケジュールデータは、前記無線端末との通信態様を表す通信態様データを含み、
   前記スケジュール生成手段は、
   前記特定手段により特定された時間帯における通信状態に応じた通信態様を選択して前記新たなスケジュールデータを生成する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の通信システム。
4. 前記通信態様データは、伝送データに誤り訂正符号を付加するか否かを示し、
   前記１または複数の無線端末の各々について電池駆動であるか否かを判定する端末判定手段を備え、
   前記スケジュール生成手段は、
   前記端末判定手段により電池駆動であると判定された無線端末について誤り訂正符号を付加する通信態様を選択する場合には、誤り訂正符号を付加しない通信態様を選択する場合よりも通信頻度を引き下げて前記新たなスケジュールデータを生成する
   ことを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
5. 前記スケジュール生成手段は、データ伝送方向毎に通信態様を選択して前記新たなスケジュールデータを生成する
   ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の通信システム。
6. １または複数の無線端末を有し、
   該無線端末との無線通信の通信態様を定めた通信態様データにしたがって前記無線端末からデータを収集する際の通信状態を示す通信ログを所定の記憶手段に蓄積するデータ収集手段と、
   前記通信ログを用いて通信状態が良好であったか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段による判定結果に応じて前記無線端末との通信態様を選択して新たな前記通信態様データを生成する通信態様選択手段と、
   を有することを特徴とする通信システム。
7. １または複数の無線端末の各々と無線通信するスケジュールを定めたスケジュールデータにしたがって該無線端末からデータを収集する際の通信状態を示す通信ログが蓄積される記憶手段に蓄積された通信ログを用いて通信状態が良好であった時間帯を特定する特定手段と、
   前記特定手段により特定された時間帯に前記スケジュールを設定した新たなスケジュールデータを生成するスケジュール生成手段と、
   を有することを特徴とする通信最適化装置。
8. １または複数の無線端末の各々との無線通信の通信態様を定めた通信態様データにしたがって該無線端末からデータを収集する際の通信状態を示す通信ログが蓄積される記憶手段に蓄積された通信ログを用いて通信状態が良好であったか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段による判定結果に応じて前記無線端末との通信態様を選択して新たな前記通信態様データを生成する通信態様選択手段と、
   を有することを特徴とする通信最適化装置。

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