JP3698581B2

JP3698581B2 - Transmission timing generation method

Info

Publication number: JP3698581B2
Application number: JP1012899A
Authority: JP
Inventors: 博司福田; 淳音川; 哲也青木; 弘長谷川; 勝男谷口
Original assignee: Osaka Denki Co Ltd; Chubu Electric Power Co Inc
Current assignee: Osaka Denki Co Ltd; Chubu Electric Power Co Inc
Priority date: 1999-01-19
Filing date: 1999-01-19
Publication date: 2005-09-21
Anticipated expiration: 2019-01-19
Also published as: JP2000209129A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の送信機から１つの受信機に符号分割多重によって片方向通信する通信システムにおいて、各送信機から受信機へデータ送信するための送信タイミングを生成する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の通信システムにおける送信機から受信機へのデータ送信は、一般的に送信情報データの変化といった外部要因をトリガとして起動がかけられ、送信タイミングが生成される。
【０００３】
このような通信システムとしては、例えば、各需要家の使用電力量を配電線や専用線を使ってデータ収集し、自動的に検針する自動検針システムがある。この自動検針システムの概略構成は図９に例示される。各需要家の電力量計ＷＨＭにはそれぞれ送信機Ｓが取り付けられており、これら送信機Ｓは配電線または専用線といった線路Ｗにマルチドロップ接続されている。線路Ｗには各需要家へ電源供給するための変圧器Ｔが設けられており、この変圧器Ｔの需要家側端部の線路Ｗには検針装置Ｃおよび受信機Ｒが設けられている。
【０００４】
各送信機Ｓは、電力量計ＷＨＭの使用電力量が一定量増加する毎に、つまり、送信情報データの一定の変化をトリガとする送信タイミングに、使用電力量データを線路Ｗへ送出する。このデータは線路Ｗの交流電源波上に信号として重畳させられ、受信機Ｒに受信される。検針装置Ｃは各送信機Ｓから送られてくるデータを受信機Ｒを介して取り込み、各需要家毎に記憶する。そして、検針装置Ｃは取り込んだデータを一定の期間例えば１ヶ月毎に集計する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の送信タイミング生成方法では、電力量計ＷＨＭの使用電力量の一定量の変化を外部要因として送信タイミングを生成しているため、需要家が長期不在で電力使用量に全く変化がないと、送信機Ｓからデータの送出も全く行われない。また、需要家が長期不在で電力使用量の変化が緩やかであると、一定期間内における送信機Ｓの送信回数は極端に減少し、さらに、送信時に線路Ｗの伝送特性の劣化が重なると線路Ｗを伝搬中に送信データが消滅し、検針装置Ｃに収集されるデータに欠落が生じる。この結果、一定期間内に極僅かな回数しかデータが収集されなかったり、あるいは一定期間内に全くデータ収集が行えなかったりする。
【０００６】
このように一定期間内に行われる需要家からのデータ収集が極僅かな回数しか行われなかったり、あるいは１回も行われないと、通信システムに異常があってこのような状態であるのか、または需要家が長期不在でこのような状態であるのかを峻別することは困難である。よって、従来の送信タイミング生成方法では自動検針システムの保守管理が困難になる。
【０００７】
また、通信システムは単一の線路Ｗに複数の送信機Ｓが接続されて構成されている。このため、各需要家の電力使用量の推移によっては、異なる需要家の各送信機Ｓから同時に電力使用量データが線路Ｗに送出され、送信信号間で衝突が発生する。このように送信信号間で衝突が発生した場合にも、検針装置Ｃに収集されるデータに欠落が生じ、正確なデータ収集が行えないことになる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、複数の送信機から１つの受信機に片方向通信をし、各送信機それぞれから複数回送られて受信機に受信される各データを各送信機それぞれについて一定の期間毎に総じて収集する通信システムにおいて、各送信機に設定された固有の値を初期値として同一の基準タイミングから始まり、前記複数回のうちの１回の送信データの大きさが前記一定の期間毎に総じて収集されるデータの許容誤差の範囲内に収まる程度に小さくなる短さの符号長の疑似ランダム符号列を生成し、この疑似ランダム符号列に基づいて各送信機の送信タイミングを生成する。
【０００９】
このように各送信機固有の値を初期値として同一の基準タイミングから始まる疑似ランダム符号列、例えば、Ｍ系列やＯＣＣ符号系列に基づいて各送信機の送信タイミングを生成すると、各送信機間で相互相関の少ない送信タイミングを生成することが出来る。
【００１０】
しかも、疑似ランダム符号別の符号長が、１回の送信データの大きさが収集データの許容誤差の範囲内に収まる程度に小さくなるように短く設定されていると、電源の停電が発生して１回の送信データが欠落しても、データ収集に支障は生じない。
【００１１】
また、符号長がこのように短く設定され、送信データの変化量に関係なく送信タイミングが生成されると、受信機には送信データの変化量に関係なく送信機から頻繁に信号が受信される。
【００１２】
また、本発明は、複数の送信機から１つの受信機に片方向通信をする通信システムにおいて、各送信機に設定された固有のアドレス値を初期値として同一の基準タイミングから始まる疑似ランダム符号列を生成し、疑似ランダム符号列を構成する符号の最小単位に同期しない各送信機固有の固定長時間だけ上記基準タイミングからずらしたタイミングから各送信機の送信タイミングを生成する。
【００１３】
この方法においても、各送信機固有の値を初期値として同一の基準タイミングから始まる疑似ランダム符号列に基づいて各送信機の送信タイミングを生成するため、各送信機間で相互相関の少ない送信タイミングを生成することが出来る。
【００１４】
また、各送信機から送信される信号は疑似ランダム符号列の符号長毎に衝突するが、このように各送信機の送信タイミングの生成を、各送信機固有の固定長時間だけ基準タイミングからずらしたタイミングから行うことにより、各疑似ランダム符号列の１符号列終了タイミングは相互に異なるようになる。
【００１５】
また、本発明は、複数の送信機から１つの受信機に片方向通信をする通信システムにおいて、各送信機に設定された固有のアドレス値を初期値として同一の基準タイミングから始まる疑似ランダム符号列を生成し、この疑似ランダム符号列に基づいて各送信機の送信タイミングを生成し、外部要因が発生した場合に、疑似ランダム符号列を構成する符号によって次回の送信タイミングを定めるのに代えて外部要因の発生タイミングを次回の送信タイミングとし、その後の送信タイミングを疑似ランダム符号列を構成する符号によって再度定める。
【００１６】
この方法においても、各送信機固有の値を初期値として同一の基準タイミングから始まる疑似ランダム符号列に基づいて各送信機の送信タイミングを生成するため、各送信機間で相互相関の少ない送信タイミングを生成することが出来る。
【００１７】
また、外部要因が発生した場合に、疑似ランダム符号列を構成する符号によって次回の送信タイミングを定めるのに代えて外部要因の発生タイミングを次回の送信タイミングとすることにより、外部要因が加わった送信機に割り当てられた疑似ランダム符号列の１符号列終了タイミングは、他の送信機に割り当てられた疑似ランダム符号列の１符号列終了タイミングと異なるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による送信タイミング生成方法を図９に示した上述の自動検針システムに適用した第１の実施形態について説明する。図１は本実施形態による送信タイミング生成方法を示すフローチャートである。
【００１９】
まず、各需要家の電力量計ＷＨＭに設けられた各送信機Ｓのアドレス値が認識される（ステップ１０１）。本実施形態では送信機Ｓが１０個有り、各送信機Ｓにアドレス１〜アドレス１０の固有の値が割り当てられている。次に、各送信機Ｓに固有の値、例えば、各送信機Ｓのアドレス値を初期値とした疑似ランダム符号列が生成される（ステップ１０２）。
【００２０】
疑似ランダム符号列としてはＭ系列が代表的であり、Ｍ系列発生器を図２（ａ）に示すように４つのシフトレジスタ１〜４と１つの帰還タップ（ＥＸＯＲ）５とから構成した［４，１］のＭ系列発生器とした場合、同図（ｂ）に示すように、アドレス１〜１０の各送信機Ｓは各々図示するＭ系列を発生する。
【００２１】
各送信機Ｓはこれら各Ｍ系列を構成する符号を用いて送信タイミングを生成する（図１、ステップ１０３）。つまり、図３（ａ）に示すようにアドレス１の送信機Ｓは、符号１，８，１２，・・・を用いて、基準タイミングＴ_０から１×１８（＝１８）分後に送信タイミングＴ_１，送信タイミングＴ_１から８×１８（＝１４４）分後に送信タイミングＴ_２，送信タイミングＴ_２から１２×１８（＝２１６）分後に送信タイミングＴ_３というように送信タイミングを順次生成して行く。
【００２２】
また、同図（ｂ）に示すようにアドレス２の送信機Ｓは、符号２，１，８・・・を用いて、基準タイミングＴ_０から２×１８（＝３６）分後に送信タイミングＴ_１，送信タイミングＴ_１から１×１８（＝１８）分後に送信タイミングＴ_２，送信タイミングＴ_２から８×１８（＝１４４）分後に送信タイミングＴ_３というように送信タイミングを順次生成して行く。他のアドレス３〜１０の各送信機Ｓもこれと同様にして送信タイミングを順次生成して行く。
【００２３】
本実施形態では、自動検針システムにリアルタイム性がさほど重要とされないため、疑似乱数が送信機Ｓ内部で生成され、この疑似乱数符号列を用いて各送信機Ｓの送信タイミングが上記のように生成されている。疑似乱数を用いる場合、乱数の相関性が問題になる。代表的な疑似乱数であるＭ系列を上記のように送信機Ｓのアドレス値によって振り分けた場合、各送信機Ｓで生成された疑似乱数が同一基準タイミングＴ_０からスタートすれば、Ｍ系列は自己相関特性に優れるため、相互に相関の少ない各送信機Ｓの送信タイミングを生成することが可能である。
【００２４】
なお、各送信機Ｓ間には個別の開閉スイッチが設けられていないため、各需要家への電源の停復電は同時に発生する。従って、電源の停復電が発生した場合にも、各送信機Ｓの送信制御プログラムは一斉にスタートし、相関性の少ない送信タイミングを生成できる。
【００２５】
しかも、このＭ系列の符号長は、１回の送信データの大きさが収集データの許容誤差の範囲内に収まる程度に小さくなる短さに設定されている。各送信機Ｓからの使用電力量データを１ヶ月毎に収集する本実施形態の場合には、Ｍ系列の符号長は例えば１日半（３６時間）に設定される。符号長は１符号系列における各符号の値の総和であり、上記したＭ系列の場合には符号長は１２０になり、従って、単位符号当たりの時間は１８分（＝３６×６０÷１２０）に相当している。
【００２６】
単位符号当たりの時間がこの程度に設定されていると、各需要家からの１回の送信データの大きさは、１ヶ月に総じて収集される電力使用量データからみると、収集データの許容誤差の範囲内に収まる。このように疑似ランダム符号の符号長が使用電力量のデータ収集期間に比較して極端に短く設定されていると、変圧器Ｔから各需要家に供給される電源の停電が発生し、送信機Ｓが停止して１回の送信データが欠落しても、１ヶ月のデータ収集に支障は生じない。
【００２７】
これに比し、従来の送信タイミング生成方法では、電力量計ＷＨＭの使用電力量が例えば１ＫＷｈ増加する毎に送信タイミングが生成される場合には、１回の送信データの大きさは１ＫＷｈになる。このため、需要家が長期不在で使用電力量の増加が緩やかになって送信回数が極端に減少すると、１回の送信データの重みは大きくなり、１回の送信データの欠落は、１ヶ月間の使用電力量データからみると大きな計量誤差に相当してしまう。
【００２８】
また、符号長がこのように短く設定され、送信データの変化量に関係なく送信タイミングが生成されると、受信機Ｒには送信データの変化量に関係なく送信機Ｓから頻繁に信号が受信される。従って、需要家が長期不在の場合にも、システムが正常に動作している場合には、検針装置Ｃには頻繁に信号が取り込まれるため、自動検針システムの保守管理は容易になる。
【００２９】
なお、上記実施形態の説明においては疑似ランダム符号列をＭ系列として説明したが、この疑似ランダム符号列はＯＣＣ符号系列であってもよい。この符号系列は、スペクトラム拡散のＦＨ（周波数ホッピング）方式で拡散するときの拡散符号系列の１つであり、図４（ａ）に例示されている。同図に示されるように、ＯＣＣ符号系列は全ての数字が系列中に１回ずつ発生する。
【００３０】
このＯＣＣ符号系列は各送信機Ｓのアドレス値によって次のように生成される。つまり、アドレス１の送信局では、１〜１０の値が順に並べられて系列が生成される。アドレス２の送信局では、１つ前のアドレス１の系列の頭から２番目の値２が最初の値にされ、これに続く値はアドレス１の系列の２番目の値２から１個置きに取られ、４，６，８，１０になる。その後の値は、アドレス１の系列に残った値１，３，５，７，９になる。
【００３１】
また、アドレス３の送信局では、１つ前のアドレス２の系列の頭から２番目の値４が最初の値にされ、これに続く値はアドレス２の系列の２番目の値４から１個置きに取られ、８，１，５，９になる。その後の値は、アドレス２の系列に残った値２，６，１０，３，７になる。アドレス４以降の各送信局の系列の値も同様にしてアドレス値に応じて生成される。
【００３２】
このようなＯＣＣ符号系列によっても、各送信機Ｓで生成された疑似乱数が上述したＭ系列の場合と同様に同一基準タイミングＴ_０からスタートすれば、相互に相関の少ない各送信機Ｓの送信タイミングを生成することが可能である。
【００３３】
このＯＣＣ符号系列の符号長も、使用電力量のデータ収集期間に比較して極端に短く設定され、１回の送信データの大きさが収集データの許容誤差の範囲内に収まる程度に小さくなる短さに設定される。使用電力量データを１ヶ月毎に収集する場合には、ＯＣＣ符号系列の符号長は、上述したＭ系列の場合と同様に例えば１日半（３６時間）に設定される。上記のＯＣＣ符号系列の場合には符号長は５５になり、従って、単位符号当たりの時間は約３９分（＝３６×６０÷５５）に相当する。
【００３４】
このような設定においても、各需要家からの１回の送信データの大きさは、１ヶ月に総じて収集される電力使用量データからみると、収集データの許容誤差の範囲内に収まる。よって、電源の停電が発生し、送信機Ｓが停止して１回の送信データが欠落しても、１ヶ月のデータ収集に支障は生じない。
【００３５】
次に、本発明による送信タイミング生成方法を図９に示した前述の自動検針システムに適用した第２の実施形態について説明する。図５は本実施形態による送信タイミング生成方法を示すフローチャートである。
【００３６】
まず、各需要家の電力量計ＷＨＭに設けられた各送信機Ｓのアドレス値が認識される（ステップ２０１）。本実施形態でも送信機Ｓが１０個有り、各送信機Ｓにアドレス１〜アドレス１０の固有の値が割り当てられている。次に、各送信機Ｓに固有の値を初期値とした疑似ランダム符号列が生成される（ステップ２０２）。この疑似ランダム符号列としては、上述した第１の実施形態で説明した図２（ｂ）に示すＭ系列や、図４（ａ）に示すＯＣＣ系列があり、これら各疑似ランダム符号列は上述したように生成される。
【００３７】
次に、各送信機Ｓの電源が立ち上がって送信制御プログラムがスタートする基準タイミングＴ_０に、各送信機Ｓに固有の固定長時間が付加される（ステップ２０３）。この固定長時間は、疑似ランダム符号列を構成する符号の最小単位に同期しない各送信機固有の固定長時間である。Ｍ系列やＯＣＣ系列を構成する符号の最小単位は自然数の１であり、固定長時間はこの自然数１に同期しない例えば小数点からなる値Ａが選択される。
【００３８】
この固定長時間は各送信機Ｓに固有の値として付加される。本実施形態では、図６（ａ）に示すようにアドレス１の送信機Ｓに固定長時間Ａが付加され、同図（ｂ）に示すようにアドレス２の送信機Ｓに固定長時間２Ａというように付加されて行き、同図（ｃ）に示すようにアドレス１０の送信機Ｓに固定長時間１０Ａが付加される。ここで、Ｂは疑似ランダム符号列の符号長を表している。その後、基準タイミングＴ_０から固定長時間だけずれたタイミングから、第１の実施形態と同様にして各送信機Ｓの送信タイミングが生成されて行く（ステップ２０４）。
【００３９】
本実施形態では、このように各固定長時間だけ基準タイミングＴ_０からずれたタイミングから各送信機Ｓの送信タイミングが生成されることにより、疑似ランダム符号列の符号長毎に発生する信号の衝突が防止される。
【００４０】
つまり、Ｍ系列符号やＯＣＣ系列符号共に各送信毎の相関性は少ないが、疑似乱数の符号長が一致していることにより、符号長毎に送信タイミングが重なる。このため、同一線路Ｗに同時に複数の送信機Ｓからデータが送出されて信号が衝突し、符号長毎に収集データに欠落が生じる。例えば、Ｍ系列符号の場合には図２（ｃ）に示すように、アドレス１の送信機Ｓとアドレス８の送信機Ｓとは符号長１２０毎に信号の衝突が生じ、また、ＯＣＣ系列符号の場合には図４（ｂ）に示すように、アドレス１の送信機Ｓとアドレス２の送信機Ｓとは符号長５５毎に信号の衝突が生じる。
【００４１】
しかし、本実施形態のように各送信機Ｓの送信タイミング生成初期時に各送信機に固有の上記固定長時間が付加されることにより、１符号長の終了タイミングは各送信機Ｓ毎に異なるようになり、符号長毎に発生する信号の衝突は防止されるようになる。
【００４２】
次に、本発明による送信タイミング生成方法を図９に示した前述の自動検針システムに適用した第３の実施形態について説明する。図７は本実施形態による送信タイミング生成方法を示すフローチャートである。
【００４３】
まず、各需要家の電力量計ＷＨＭに設けられた各送信機Ｓのアドレス値が認識される（ステップ３０１）。次に、各送信機Ｓに固有の値を初期値とした疑似ランダム符号列が生成される（ステップ３０２）。この疑似ランダム符号列としても、前述した第１の実施形態で説明した図２（ｂ）に示すＭ系列や、図４（ａ）に示すＯＣＣ系列があり、これら各疑似ランダム符号列は前述したように生成される。
【００４４】
次に、この疑似ランダム符号列に基づき、各送信機Ｓの送信タイミングが前述した第１の実施形態と同様にして生成されて行く（ステップ３０３）。しかし、この送信タイミング生成中に自然発生的に起こる外部要因が発生した場合には、疑似ランダム符号列を構成する符号によって次回の送信タイミングを定めるのに代え、外部要因の発生タイミングを次回の送信タイミングとする（ステップ３０４）。このような外部要因としては、例えば、電力量計ＷＨＭの使用電力量の一定量の変化などが挙げられる。
【００４５】
例えば、図８（ａ）に示すように疑似ランダム符号列に基づいて、基準タイミングＴ_０から各送信タイミングＴ_１，Ｔ_２，Ｔ_３，…を生成している最中に、同図（ｂ）に示すように外部要因がタイミングＴａに発生した場合には、同図（ｃ）に示すようにこの外部要因が発生したタイミングＴａを次回の実際の送信タイミングにする。従って、疑似ランダム符号列に基づいて決められる同図（ａ）に示す次回の送信タイミングＴ_４は早められ、タイミングＴａとされる。
【００４６】
その後の送信タイミングは、疑似ランダム符号列を構成する符号によって再度定められる（ステップ３０５）。従って、送信タイミングＴ_５以降の実際の各送信タイミングＴ_５，Ｔ_６，Ｔ_７もこれに伴って同図（ｃ）に示すように早まる。また、外部要因が同図（ｂ）に示すようにタイミングＴｂに再度発生した場合には、この発生タイミングＴｂが同図（ｃ）に示すように次回の実際の送信タイミングＴ_８にされる。
【００４７】
このように外部要因が発生した場合に、疑似ランダム符号列を構成する符号によって次回の送信タイミングを定めるのに代えて外部要因の発生タイミングを次回の送信タイミングとすることにより、外部要因が加わった送信機Ｓに割り当てられた疑似ランダム符号列の１符号列終了タイミングは、他の送信機Ｓに割り当てられた疑似ランダム符号列の１符号列終了タイミングと異なるようになる。
【００４８】
この結果、本実施形態による送信タイミング生成方法によっても、１符号長の終了タイミングは各送信機Ｓ毎に異なるようになり、符号長毎に発生する信号の衝突は防止されるようになる。
【００４９】
なお、前述した第１の実施形態による送信タイミング生成方法では、疑似ランダム符号の符号長を、１回の送信データの大きさが収集データの許容誤差の範囲内に収まる程度に小さくなるように短く設定し、電源の停電が発生して１回の送信データが欠落しても、データ収集に支障が生じないようにした。
【００５０】
しかし、この第１の実施形態による送信タイミング生成方法において、さらに、第２の実施形態で説明したように、疑似ランダム符号列を構成する符号の最小単位に同期しない各送信機固有の固定長時間だけ基準タイミングＴ_０からずらしたタイミングから各送信機Ｓの送信タイミングを生成するようにしてもよい。この方法によれば、前述した第１の実施形態の効果に加え、さらに、疑似ランダム符号列の符号長毎に信号が衝突するのが防止される効果が奏される。
【００５１】
また、第１の実施形態による送信タイミング生成方法において、さらに、第３の実施形態で説明したように、外部要因が発生した場合に、疑似ランダム符号列を構成する符号によって次回の送信タイミングを定めるのに代えて外部要因の発生タイミングを次回の送信タイミングとし、その後の送信タイミングを疑似ランダム符号列を構成する符号によって再度定めるようにしてもよい。この方法によっても、前述した第１の実施形態の効果に加え、さらに、疑似ランダム符号列の符号長毎に信号が衝突するのが防止される効果が奏される。
【００５２】
さらに、第１の実施形態による送信タイミング生成方法において、第２の実施形態で説明したように送信タイミングの生成初期時に固定長時間を付加し、しかも、第３の実施形態で説明したように外部要因の発生タイミングを次回の発生タイミングとするようにしてもよい。この方法によっても、前述した第１の実施形態の効果に加え、さらに、疑似ランダム符号列の符号長毎に信号が衝突するのが防止される効果が奏される。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、各送信機固有の値を初期値として同一の基準タイミングから始まる疑似ランダム符号列に基づいて各送信機の送信タイミングを生成すると、各送信機間で相互相関の少ない送信タイミングを生成することが出来る。しかも、疑似ランダム符号列の符号長が、１回の送信データの大きさが収集データの許容誤差の範囲内に収まる程度に小さくなるように短く設定されていると、電源の停電が発生して１回の送信データが欠落しても、データ収集に支障は生じない。
【００５４】
また、符号長がこのように短く設定され、送信データの変化量に関係なく送信タイミングが生成されると、受信機には送信データの変化量に関係なく送信機から頻繁に信号が受信される。この結果、通信システムの保守管理は容易になる。
【００５５】
また、各送信機の送信タイミングの生成を、各送信機固有の固定長時間だけ基準タイミングからずらしたタイミングから行うことにより、各疑似ランダム符号列の１符号列終了タイミングは相互に異なるようになる。このため、符号長毎に生じる信号の衝突を防止することが可能になる。
【００５６】
また、外部要因が発生した場合に、疑似ランダム符号列を構成する符号によって次回の送信タイミングを定めるのに代えて外部要因の発生タイミングを次回の送信タイミングとすることにより、外部要因が加わった送信機に割り当てられた疑似ランダム符号列の１符号列終了タイミングは、他の送信機に割り当てられた疑似ランダム符号列の１符号列終了タイミングと異なるようになる。このため、この方法によっても、符号長毎に生じる信号の衝突を防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による送信タイミング生成方法を示すフローチャートである。
【図２】本実施形態による送信タイミング生成方法によって生成されるＭ系列を示す図である。
【図３】本実施形態による送信タイミング生成方法によって生成される各送信機の送信タイミングを示すタイミングチャート図である。
【図４】本実施形態による送信タイミング生成方法によって生成されるＯＣＣ系列を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態による送信タイミング生成方法を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施形態による送信タイミング生成方法によって生成される各送信機の送信タイミングを示すタイミングチャート図である。
【図７】本発明の第３の実施形態による送信タイミング生成方法を示すフローチャートである。
【図８】第３の実施形態による送信タイミング生成方法によって生成される送信機の送信タイミングを示すタイミングチャート図である。
【図９】一般的な自動検針システムの概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
ＷＨＭ…電力量計
Ｔ…変圧器
Ｃ…検針装置
Ｒ…受信機
Ｓ…送信機
１，２，３，４…Ｍ系列発生器を構成するシフトレジスタ
５…Ｍ系列発生器を構成する帰還タップ（ＥＸＯＲ：排他的論理和回路）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for generating transmission timing for data transmission from each transmitter to a receiver in a communication system in which one-way communication is performed by code division multiplexing from a plurality of transmitters to one receiver.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, data transmission from a transmitter to a receiver in this type of communication system is generally triggered by an external factor such as a change in transmission information data, and a transmission timing is generated.
[0003]
As such a communication system, for example, there is an automatic meter reading system that automatically collects data by collecting data on the amount of power used by each consumer using a distribution line or a dedicated line. The schematic configuration of this automatic meter reading system is illustrated in FIG. A transmitter S is attached to each consumer's watt-hour meter WHM, and these transmitters S are multidrop-connected to a line W such as a distribution line or a dedicated line. A transformer T for supplying power to each consumer is provided on the line W, and a meter-reading device C and a receiver R are provided on the line W at the consumer side end of the transformer T.
[0004]
Each transmitter S sends used power amount data to the line W every time the used power amount of the watt-hour meter WHM increases by a fixed amount, that is, at a transmission timing triggered by a fixed change in transmission information data. This data is superimposed as a signal on the AC power wave of the line W and is received by the receiver R. The meter-reading apparatus C takes in the data sent from each transmitter S via the receiver R and stores it for each consumer. And the meter-reading apparatus C totals the taken-in data for a fixed period, for example every month.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above conventional transmission timing generation method, the transmission timing is generated by using a certain amount of change in the power consumption of the watt-hour meter WHM as an external factor. Otherwise, no data is transmitted from the transmitter S. In addition, if the consumer is not present for a long time and the change in the amount of power consumption is gradual, the number of transmissions of the transmitter S within a certain period of time will be extremely reduced. Transmission data disappears while propagating W, and data collected by the meter-reading apparatus C is lost. As a result, data is collected only a very small number of times within a certain period, or no data can be collected within a certain period.
[0006]
In this way, if data collection from customers performed within a certain period is performed only a very small number of times, or if it is not performed once, whether there is an abnormality in the communication system, is this state, Or it is difficult to distinguish whether the customer is in this state for a long time. Therefore, it becomes difficult to maintain and manage the automatic meter reading system with the conventional transmission timing generation method.
[0007]
Further, the communication system is configured by connecting a plurality of transmitters S to a single line W. For this reason, depending on the transition of the power usage of each consumer, the power usage data is simultaneously sent from the transmitters S of different consumers to the line W, and a collision occurs between the transmission signals. Thus, even when a collision occurs between transmission signals, data collected by the meter-reading apparatus C is lost, and accurate data collection cannot be performed.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve such a problem, and performs one-way communication from a plurality of transmitters to one receiver, and each data transmitted from each transmitter a plurality of times and received by the receiver. In a communication system that collects data for each transmitter for each fixed period, a unique value set for each transmitter is used as an initial value, starting from the same reference timing , and one transmission data of the plurality of times Generating a pseudo-random code sequence having a short code length that is small enough to fall within the allowable error range of the data collected in a certain period of time, and based on this pseudo-random code sequence, Generate the transmission timing of the transmitter.
[0009]
In this way, when the transmission timing of each transmitter is generated based on a pseudo-random code sequence starting from the same reference timing with the value unique to each transmitter as an initial value, for example, an M sequence or an OCC code sequence, between transmitters Transmission timing with little cross-correlation can be generated.
[0010]
In addition, if the code length for each pseudo-random code is set so short that the size of one transmission data is within the allowable error range of the collected data, a power failure occurs. Even if one transmission data is lost, there is no problem in data collection.
[0011]
Further, when the code length is set to be short and the transmission timing is generated regardless of the change amount of the transmission data, the receiver frequently receives signals from the transmitter regardless of the change amount of the transmission data. .
[0012]
Further, the present invention provides a pseudo-random code sequence starting from the same reference timing with a unique address value set in each transmitter as an initial value in a communication system that performs one-way communication from a plurality of transmitters to one receiver. And the transmission timing of each transmitter is generated from the timing shifted from the reference timing by a fixed long time unique to each transmitter that is not synchronized with the minimum unit of codes constituting the pseudo-random code string.
[0013]
Also in this method, since the transmission timing of each transmitter is generated based on a pseudo-random code sequence starting from the same reference timing with a value unique to each transmitter as an initial value, transmission timing with less cross-correlation between the transmitters Can be generated.
[0014]
In addition, the signals transmitted from each transmitter collide for each code length of the pseudo-random code sequence. Thus, the generation of the transmission timing of each transmitter is shifted from the reference timing by a fixed long time unique to each transmitter. By performing from this timing, the end timing of one code string of each pseudo-random code string becomes different from each other.
[0015]
Further, the present invention provides a pseudo-random code sequence starting from the same reference timing with a unique address value set in each transmitter as an initial value in a communication system that performs one-way communication from a plurality of transmitters to one receiver. The transmission timing of each transmitter is generated based on this pseudo-random code string, and when an external factor occurs, the external transmission is determined instead of determining the next transmission timing by the code constituting the pseudo-random code string. The generation timing of the factor is set as the next transmission timing, and the subsequent transmission timing is determined again by the code constituting the pseudo random code string.
[0016]
Also in this method, since the transmission timing of each transmitter is generated based on a pseudo-random code sequence starting from the same reference timing with a value unique to each transmitter as an initial value, transmission timing with less cross-correlation between the transmitters Can be generated.
[0017]
In addition, when external factors occur, instead of determining the next transmission timing by the code constituting the pseudo-random code sequence, the transmission timing with the external factors added is used as the next transmission timing. The end timing of one code string of a pseudo-random code string assigned to a transmitter becomes different from the end timing of one code string of a pseudo-random code string assigned to another transmitter.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a first embodiment in which the transmission timing generation method according to the present invention is applied to the above-described automatic meter reading system shown in FIG. 9 will be described. FIG. 1 is a flowchart showing a transmission timing generation method according to this embodiment.
[0019]
First, the address value of each transmitter S provided in each consumer's electricity meter WHM is recognized (step 101). In this embodiment, there are ten transmitters S, and each transmitter S is assigned a unique value of addresses 1 to 10. Next, a pseudo random code string having an initial value that is a value unique to each transmitter S, for example, an address value of each transmitter S is generated (step 102).
[0020]
An M-sequence is typical as a pseudo-random code sequence, and an M-sequence generator is configured by four shift registers 1 to 4 and one feedback tap (EXOR) 5 as shown in FIG. , 1], as shown in FIG. 5B, each transmitter S at addresses 1 to 10 generates the illustrated M sequence.
[0021]
Each transmitter S generates a transmission timing using codes constituting these M sequences (FIG. 1, step 103). That is, the transmitter S of the address 1 as shown in FIG. 3 (a), reference numeral 1,8,12, using ..., transmitted from the reference timing _{T 0} to 1 × 18 (= 18) minutes after the timing T _1. Transmission timing is sequentially generated as transmission timing T ₂ after 8 × 18 (= 144) minutes from transmission timing T ₁ and transmission timing T ₃ after 12 × 18 (= 216) minutes from transmission timing T _2. .
[0022]
Also, as shown in FIG. 5B, the transmitter S at address 2 uses the codes 2, 1, 8,..., 2 × 18 (= 36) minutes after the reference timing T ₀ and transmits the transmission timing T _1. , transmission timing _{T 2} from the transmission timing _{T 1} to 1 × 18 (= 18) minutes later, the transmission timing _{T 2} from 8 × 18 (= 144) minutes after successively generates transmission timing so that the transmission timing _{T 3.} Similarly, the transmitters S of the other addresses 3 to 10 sequentially generate transmission timings.
[0023]
In this embodiment, since the real-time property is not so important for the automatic meter reading system, a pseudo random number is generated inside the transmitter S, and the transmission timing of each transmitter S is generated as described above using this pseudo random number code string. Has been. When using pseudo-random numbers, the correlation of random numbers becomes a problem. When an M sequence that is a representative pseudo-random number is distributed according to the address value of the transmitter S as described above, if the pseudo-random number generated by each transmitter S starts from the same reference timing T ₀ , the M sequence is self- Since the correlation characteristics are excellent, it is possible to generate the transmission timings of the transmitters S having little correlation with each other.
[0024]
In addition, since the separate opening / closing switch is not provided between each transmitter S, the electric power restoration to each consumer generate | occur | produces simultaneously. Therefore, even when a power failure occurs, the transmission control programs of the transmitters S start all at once and can generate a transmission timing with little correlation.
[0025]
In addition, the code length of this M-sequence is set to be short enough that the size of one transmission data falls within the allowable error range of the collected data. In the case of this embodiment in which power consumption data from each transmitter S is collected every month, the code length of the M sequence is set to, for example, one and a half days (36 hours). The code length is the sum of the values of each code in one code sequence. In the case of the M sequence described above, the code length is 120. Therefore, the time per unit code is 18 minutes (= 36 × 60 ÷ 120). It corresponds.
[0026]
If the time per unit code is set to this level, the size of the data transmitted once from each customer is the tolerance of the collected data when viewed from the power usage data collected for one month. Within the range of. When the code length of the pseudo-random code is set to be extremely short as compared with the data collection period of the used electric energy, a power failure occurs in the power supplied from the transformer T to each consumer, and the transmitter Even if S is stopped and one transmission data is lost, there is no problem in collecting data for one month.
[0027]
In contrast, in the conventional transmission timing generation method, when the transmission timing is generated every time the power consumption of the watt-hour meter WHM increases, for example, by 1 kWh, the size of one transmission data is 1 kWh. . For this reason, if there is no consumer for a long time and the increase in power consumption becomes moderate and the number of transmissions decreases drastically, the weight of one transmission data increases, and one transmission data loss occurs for one month. This corresponds to a large measurement error when viewed from the power consumption data.
[0028]
Further, when the code length is set to be short and the transmission timing is generated regardless of the change amount of the transmission data, the receiver R frequently receives signals from the transmitter S regardless of the change amount of the transmission data. Is done. Accordingly, even when the customer is absent for a long period of time, when the system is operating normally, the meter reading device C frequently takes in signals, so that the maintenance and management of the automatic meter reading system becomes easy.
[0029]
In the description of the above embodiment, the pseudo-random code sequence is described as an M sequence, but the pseudo-random code sequence may be an OCC code sequence. This code sequence is one of the spread code sequences when spread by the spread spectrum FH (frequency hopping) method, and is illustrated in FIG. As shown in the figure, in the OCC code sequence, all numbers are generated once in the sequence.
[0030]
This OCC code sequence is generated as follows according to the address value of each transmitter S. That is, in the transmitting station at address 1, a sequence is generated by sequentially arranging values from 1 to 10. In the transmitting station of address 2, the second value 2 from the head of the previous address 1 series is set to the first value, and the subsequent values are alternated from the second value 2 of the address 1 series. Takes 4, 6, 8, 10 The subsequent values are the values 1, 3, 5, 7, 9 remaining in the address 1 series.
[0031]
In the transmitting station at address 3, the second value 4 from the head of the previous address 2 series is set to the first value, and the subsequent value is one from the second value 4 of the address 2 series. It is taken aside and becomes 8,1,5,9. The subsequent values are the values 2, 6, 10, 3, 7 remaining in the address 2 series. The value of the series of each transmitting station after address 4 is similarly generated according to the address value.
[0032]
Even with such an OCC code sequence, if the pseudo-random numbers generated by each transmitter S start from the same reference timing T ₀ as in the case of the M sequence described above, the transmissions of the transmitters S having little correlation with each other It is possible to generate timing.
[0033]
The code length of the OCC code sequence is also set to be extremely short compared to the data collection period of the power consumption, and is short enough to make the size of one transmission data fall within the allowable error range of the collected data. Is set. When power consumption data is collected every month, the code length of the OCC code sequence is set to, for example, one and a half days (36 hours) as in the case of the M sequence described above. In the case of the above-mentioned OCC code sequence, the code length is 55, and therefore the time per unit code is equivalent to about 39 minutes (= 36 × 60 ÷ 55).
[0034]
Even in such a setting, the size of one transmission data from each consumer is within the allowable error range of the collected data when viewed from the power consumption data collected for one month. Therefore, even if a power failure occurs and the transmitter S stops and one transmission data is lost, there is no problem in collecting data for one month.
[0035]
Next, a second embodiment in which the transmission timing generation method according to the present invention is applied to the aforementioned automatic meter reading system shown in FIG. 9 will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a transmission timing generation method according to this embodiment.
[0036]
First, the address value of each transmitter S provided in the electricity meter WHM of each consumer is recognized (step 201). Also in this embodiment, there are ten transmitters S, and each transmitter S is assigned a unique value of addresses 1 to 10. Next, a pseudo-random code string having an initial value as a value unique to each transmitter S is generated (step 202). As this pseudo-random code sequence, there are the M sequence shown in FIG. 2B and the OCC sequence shown in FIG. 4A described in the first embodiment, and each of these pseudo-random code sequences is described above. Is generated as follows.
[0037]
Next, a fixed long time unique to each transmitter S is added to the reference timing T ₀ when the power source of each transmitter S is turned on and the transmission control program starts (step 203). This fixed long time is a fixed long time unique to each transmitter that is not synchronized with the minimum unit of codes constituting the pseudorandom code string. The minimum unit of codes constituting the M sequence and the OCC sequence is a natural number 1, and a value A composed of, for example, a decimal point that is not synchronized with the natural number 1 for a fixed long time is selected.
[0038]
This fixed long time is added as a value unique to each transmitter S. In this embodiment, a fixed long time A is added to the transmitter S at the address 1 as shown in FIG. 6A, and a fixed long time 2A is added to the transmitter S at the address 2 as shown in FIG. 6B. The fixed long time 10A is added to the transmitter S at the address 10 as shown in FIG. Here, B represents the code length of the pseudo-random code string. Thereafter, a long time from the shifted timing fixed from the reference timing T _0, the transmission timing of each transmitter S in the same manner as in the first embodiment goes generated (step 204).
[0039]
In the present embodiment, the transmission timing of each transmitter S is generated from the timing deviated from the reference timing T ₀ for each fixed long time as described above, thereby causing a signal collision that occurs for each code length of the pseudo-random code sequence. Is prevented.
[0040]
That is, although there is little correlation for each transmission for both the M-sequence code and the OCC sequence code, the transmission timing overlaps for each code length because the code lengths of the pseudo random numbers match. For this reason, data is simultaneously sent from the plurality of transmitters S to the same line W, the signals collide, and the collected data is lost for each code length. For example, in the case of an M-sequence code, as shown in FIG. 2C, a signal collision occurs at each code length 120 between the transmitter S at address 1 and the transmitter S at address 8, and the OCC sequence code In this case, as shown in FIG. 4B, signal collision occurs between the transmitter S at the address 1 and the transmitter S at the address 2 for each code length 55.
[0041]
However, the end timing of one code length is different for each transmitter S by adding the fixed long time unique to each transmitter at the initial generation timing of transmission timing of each transmitter S as in this embodiment. Thus, collision of signals generated for each code length is prevented.
[0042]
Next, a third embodiment in which the transmission timing generation method according to the present invention is applied to the automatic meter reading system shown in FIG. 9 will be described. FIG. 7 is a flowchart showing a transmission timing generation method according to this embodiment.
[0043]
First, the address value of each transmitter S provided in the electricity meter WHM of each consumer is recognized (step 301). Next, a pseudo-random code string having a value unique to each transmitter S as an initial value is generated (step 302). As this pseudo-random code sequence, there are the M sequence shown in FIG. 2B and the OCC sequence shown in FIG. 4A described in the first embodiment, and each of these pseudo-random code sequences is described above. Is generated as follows.
[0044]
Next, based on this pseudo-random code string, the transmission timing of each transmitter S is generated in the same manner as in the first embodiment described above (step 303). However, if an external factor that occurs spontaneously occurs during the generation of this transmission timing, instead of determining the next transmission timing by the code constituting the pseudo-random code sequence, the generation timing of the external factor is changed to the next transmission timing. Timing is set (step 304). Examples of such external factors include a certain amount of change in the amount of power used by the watt-hour meter WHM.
[0045]
For example, as shown in FIG. 8B, while the transmission timings T ₁ , T ₂ , T ₃ ,... Are generated from the reference timing T ₀ based on the pseudo-random code string as shown in FIG. ), When an external factor occurs at the timing Ta, the timing Ta at which the external factor occurs is set to the next actual transmission timing as shown in FIG. Thus, the pseudo-random code sequence next transmission timing T ₄ shown in the diagram are determined (a) based on the obtained earlier, is a timing Ta.
[0046]
The subsequent transmission timing is determined again by the codes constituting the pseudo random code string (step 305). Therefore, earlier as shown in each actual transmission timing _{_T} _5, _T _6, _T ₇ FIG accompanied in this transmission timing _{T 5} or later (c). Also, external factors when again generated in the timing Tb, as shown in FIG. 6 (b), the generation timing Tb is the actual transmission timing T ₈ of the next, as shown in FIG. (C).
[0047]
When an external factor occurs in this way, the external factor is added by setting the generation timing of the external factor as the next transmission timing instead of determining the next transmission timing by the code constituting the pseudo-random code string. The end timing of one code string of a pseudo-random code string assigned to a transmitter S is different from the end timing of one code string of a pseudo-random code string assigned to another transmitter S.
[0048]
As a result, even with the transmission timing generation method according to the present embodiment, the end timing of one code length becomes different for each transmitter S, and the collision of signals generated for each code length is prevented.
[0049]
In the transmission timing generation method according to the first embodiment described above, the code length of the pseudo random code is shortened so that the size of one transmission data is small enough to be within the allowable error range of the collected data. It was set so that data collection would not be hindered even if a power failure occurred and one transmission data was lost.
[0050]
However, in the transmission timing generation method according to the first embodiment, as described in the second embodiment, a fixed long time unique to each transmitter that is not synchronized with the minimum unit of codes constituting the pseudo-random code string. the timing shifted from only the reference timing T ₀ may be generated transmission timing of each transmitter S. According to this method, in addition to the effect of the first embodiment described above, an effect of preventing a signal from colliding for each code length of the pseudo random code string is achieved.
[0051]
Further, in the transmission timing generation method according to the first embodiment, as described in the third embodiment, when an external factor occurs, the next transmission timing is determined by the code constituting the pseudo-random code string. Instead of this, the generation timing of the external factor may be set as the next transmission timing, and the subsequent transmission timing may be determined again by the code constituting the pseudo random code string. According to this method, in addition to the effect of the first embodiment described above, an effect of preventing a signal from colliding for each code length of the pseudo-random code string is achieved.
[0052]
Further, in the transmission timing generation method according to the first embodiment, a fixed long time is added at the initial generation timing of transmission timing as described in the second embodiment, and an external operation is performed as described in the third embodiment. The generation timing of the factor may be set as the next generation timing. According to this method, in addition to the effect of the first embodiment described above, an effect of preventing a signal from colliding for each code length of the pseudo-random code string is achieved.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the transmission timing of each transmitter is generated based on a pseudo-random code sequence starting from the same reference timing with a value unique to each transmitter as an initial value, mutual transmission between the transmitters occurs. Transmission timing with little correlation can be generated. Moreover, if the code length of the pseudo-random code sequence is set so short that the size of one transmission data is within the allowable error range of the collected data, a power failure occurs. Even if one transmission data is lost, there is no problem in data collection.
[0054]
Further, when the code length is set to be short and the transmission timing is generated regardless of the change amount of the transmission data, the receiver frequently receives signals from the transmitter regardless of the change amount of the transmission data. . As a result, maintenance management of the communication system is facilitated.
[0055]
Further, by generating the transmission timing of each transmitter from the timing shifted from the reference timing by a fixed long time unique to each transmitter, the end timing of one code string of each pseudo-random code string becomes different from each other. . For this reason, it becomes possible to prevent the collision of the signal which arises for every code length.
[0056]
In addition, when external factors occur, instead of determining the next transmission timing by the codes constituting the pseudo-random code sequence, the transmission timing with the external factors added is used as the next transmission timing. The end timing of one code string of a pseudo-random code string assigned to a transmitter becomes different from the end timing of one code string of a pseudo-random code string assigned to another transmitter. For this reason, also by this method, it becomes possible to prevent the collision of the signal which arises for every code length.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a transmission timing generation method according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an M sequence generated by the transmission timing generation method according to the present embodiment.
FIG. 3 is a timing chart showing the transmission timing of each transmitter generated by the transmission timing generation method according to the present embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing an OCC sequence generated by the transmission timing generation method according to the present embodiment.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a transmission timing generation method according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a timing chart showing the transmission timing of each transmitter generated by the transmission timing generation method according to the second embodiment.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a transmission timing generation method according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a timing chart showing the transmission timing of a transmitter generated by the transmission timing generation method according to the third embodiment.
FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of a general automatic meter reading system.
[Explanation of symbols]
WHM ... Electricity meter T ... Transformer C ... Meter-reading device R ... Receiver S ... Transmitter 1, 2, 3, 4 ... Shift register 5 constituting the M-sequence generator 5 ... Feedback tap constituting the M-sequence generator ( EXOR: exclusive OR circuit)

Claims

One-way communication from a plurality of transmitters to one receiver, and collects each data sent from each transmitter a plurality of times and received by the receivers at regular intervals for each transmitter. In a communication system, a unique value set for each transmitter is used as an initial value, starting from the same reference timing, and the size of transmission data of one time among the plurality of times is generally collected every fixed period. Transmission timing generation method for generating a pseudo random code sequence having a short code length that is small enough to be within the allowable error range of data to be transmitted and generating the transmission timing of each transmitter based on the pseudo random code sequence .

In a communication system in which one-way communication is performed from a plurality of transmitters to one receiver, a pseudo-random code sequence starting from the same reference timing is generated using a unique value set for each transmitter as an initial value, and the pseudo-random code sequence is generated. A transmission timing generation method for generating a transmission timing of each transmitter from a timing shifted from the reference timing by a fixed long time unique to each transmitter that is not synchronized with a minimum unit of codes constituting a random code string.

In a communication system in which one-way communication is performed from a plurality of transmitters to one receiver, a pseudo-random code sequence starting from the same reference timing is generated using a unique value set for each transmitter as an initial value, and the pseudo-random code sequence is generated. Generate the transmission timing of each transmitter based on a random code sequence, and when an external factor occurs, the generation of the external factor instead of determining the next transmission timing by the code constituting the pseudo-random code sequence A transmission timing generation method in which the timing is set as the next transmission timing, and the subsequent transmission timing is determined again by the codes constituting the pseudo-random code string.

The transmission according to claim 1, wherein the transmission timing of each transmitter is generated from a timing shifted from the reference timing by a fixed long time unique to each transmitter that is not synchronized with a minimum unit of codes constituting the pseudo-random code string. Timing generation method.

When an external factor occurs, instead of determining the next transmission timing by the code constituting the pseudo-random code string, the generation timing of the external factor is set as the next transmission timing, and the subsequent transmission timing is set as the pseudo-random code. 5. The transmission timing generation method according to claim 1 or 4, wherein the transmission timing generation method is determined again by a code constituting the column.

The transmission timing generation method according to any one of claims 1 to 5, wherein the pseudo-random code string is an M-sequence or an OCC code sequence.