JP5532242B2 - 無線データ通信システム - Google Patents
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Description
本発明は、電波を利用した無線通信システムに関するものであり、複数の装置が複数の周波数を用いて相互に通信をする技術に関するものである。
複数の装置間を無線によって接続して、それぞれの装置間でデータ通信を行う無線通信システムは、様々なセンサーのデータを無線で伝送して温度湿度管理やセキュリティー管理を行うシステムなどで多く採用されている。近年では、家庭や事業所に設置されている電力量計の計測データを収集して一括管理することで、電力需要の予測や発電量の制御を行うシステムが運用されている。
このような無線通信システムでは、ある範囲内に存在する複数のセンサーや電力量計などの計測装置とこれらを管理する装置との間で効率的に無線通信を行い、短時間でより多くのデータを収集することが求められる。センサーや計測装置は、狭い範囲に数多く存在する場合や広範囲に少数点在する場合などその設置状態は様々である。
このため各センサーや計測装置は、それぞれに無線の送受信機能を有して、相互に無線通信を行いながらデータをリレーするように伝送する無線ネットワークを形成して運用されることが多い。また、センサーや計測装置が密集している地域では、周波数の異なる複数の無線チャンネルを同時に使用してデータの伝送効率を高める必要がある。
一般的に送信する装置は、送信を行う前に使用する無線チャンネルの電波の強さを測定して、他の装置が同じ周波数の電波を使用していないことを確認した後に送信を開始するキャリアセンス機能を有する。使用する周波数帯域によっては電波法でその実装が義務づけられている。複数の無線チャンネルを用いて無線通信を行うシステムで、空いている無線チャンネルを検出して送信を開始するためにもこのキャリアセンス方式が用いられる。
受信側ではどの無線チャンネルで自局宛の通信が行われるかを検出してデータの受信を行うために、予め決められた使用する全無線チャンネルを順次受信して行き、自局宛の通信を検出できるようにしている。通信の有無を検出する方法としては、複数の無線チャンネルを出来るだけ短時間で検査するために最初の判定には受信電界強度（キャリアセンス）や後記するプリアンブル検出などの方法が用いられる。
図２は、送信信号のフレーム構成を示したもので、通信開始予告信号２、フレーム同期信号３、送信先アドレス４、識別符号（送信元アドレス）５、ペイロード６で構成されている。受信側では全チャンネル（図２では全４チャンネル）を順次受信して通信予告信号２を検出する。通信予告信号を確実に捕らえるために通信予告信号２の期間は、受信側が全チャンネルをスキャンする期間と同じかそれより多少長くなっている。
一般的に通信予告信号２は、１、０、１、０を所定の通信速度で繰り返すプリアンブルで、受信側は、キャリアセンスあるいはプリアンブル検出等によってこれを検出した後フレーム同期信号３でデータの開始位置の同期をとり、送信先アドレス４の情報を得る。送信先アドレスが自局宛ではないときはこの時点で受信を打ち切り、次のチャンネルの検出に移行する。自局宛の通信である場合は、それ以降のすべてのデータを受信する。
上記の通信システムにおいて図３に示すような通信が行われたときの動作について説明する。図３の例は、４チャンネルを使用する通信システムであり、ｃｈ２で他の受信機に向けた送信信号が存在し、ほぼ同時にｃｈ４を使って自局宛の送信が行われた状態である。
ｃｈ１から順に通信予告信号の検出を行っていくとｃｈ２で通信予告信号が検出されるため、引き続きフレーム同期信号と送信先アドレスを受信する。送信先アドレスを受信した時点でこの送信信号が自局宛では無いことがわかるので、このｃｈ２の受信を中止し次チャンネルの受信に移行する。ｃｈ４には自局宛の送信信号が存在するが、この受信機がｃｈ４の受信を開始したときには既に通信予告信号期間が終了しているためｃｈ４の送信信号が無くなるまで受信し続けても通信開始予告信号やフレーム同期信号を検出することはできない。従ってこの送信信号のデータは、目的の受信機で受信されることはない。
このような通信の不達は、装置の数や無線チャンネル数が多くなるほど発生する確率が高くなり、無線通信システム全体での有効なデータ通信量が著しく低下し、実用面で大きな障害となる。
本発明が解決しようとする課題は、複数の装置が周波数の異なる複数のチャンネルで無線通信を行う無線データ通信システムで、受信側の装置が送信信号を確認するときに、同時に稼働している他の装置の自身宛ではない通信の存在で送信信号の確認時間が長くならないようにし、通信の効率を高めることである。
本発明では、次に示す手段をもって上記課題を解決する。
複数の装置間で予め設定された、周波数が異なる複数のチャンネルを使ってデータ通信を行う無線データ通信システムであり、受信側は、送信側からの送信信号の存在を確認する手段（受信電界強度判定やプリアンブル検出など）を具備し、送信信号の存在確認のための受信動作を一定期間で前記チャンネル毎に順次繰り返し行い、送信側は、送信すべきペイロードに先立ち受信側が前記すべてのチャンネルで送信信号を確認するのに必要な期間より長い時間の通信開始予告信号（例えばプリアンブル）に続いてフレーム同期信号と送信先のアドレス等を送信し、送信信号の存在を検出した受信側は、さらに受信を続けて受信すべき有効信号と判断したときに、引き続きペイロードを受信する無線データ通信システムに於いて、受信すべき有効な通信ではないと判断したときはその時点で受信動作を中止してそのチャンネルを前記受信側の装置内に記憶して他のチャンネルの送信信号確認動作に移行し、前記受信側で再度記憶したチャンネルでの送信信号確認を行ったときにもまだ送信信号が確認された場合は、その時点で他のチャンネルの送信信号確認動作に移行し、送信信号が確認されなかった場合は、このチャンネルを前記の記憶から削除することを特徴とする無線データ通信システムとする。
複数の装置間で予め設定された、周波数が異なる複数のチャンネルを使ってデータ通信を行う無線データ通信システムであり、受信側は、送信側からの送信信号の存在を確認する手段（受信電界強度判定やプリアンブル検出など）を具備し、送信信号の存在確認のための受信動作を一定期間で前記チャンネル毎に順次繰り返し行い、送信側は、送信すべきペイロードに先立ち受信側が前記すべてのチャンネルで送信信号を確認するのに必要な期間より長い時間の通信開始予告信号（例えばプリアンブル）に続いてフレーム同期信号と送信先のアドレス等を送信し、送信信号の存在を検出した受信側は、さらに受信を続けて受信すべき有効信号と判断したときに、引き続きペイロードを受信する無線データ通信システムに於いて、受信すべき有効な通信ではないと判断したときはその時点で受信動作を中止してそのチャンネルを前記受信側の装置内に記憶して他のチャンネルの送信信号確認動作に移行し、前記受信側で再度記憶したチャンネルでの送信信号確認を行ったときにもまだ送信信号が確認された場合は、その時点で他のチャンネルの送信信号確認動作に移行し、送信信号が確認されなかった場合は、このチャンネルを前記の記憶から削除することを特徴とする無線データ通信システムとする。
本発明は、他の装置間で使用されている無線チャンネルのチャンネル番号等を受信側装置内に記憶しておくことで、自局宛ではない送信信号における無用な検出時間を少なくでき、無線通信システムのデータ伝送効率を向上させることができる。
図１に示したのは、本発明の実施例である。ｃｈ１から順に通信予告信号の検出を行っているが、ｃｈ２で通信開始予告信号を検出し送信先アドレスまで受信したところで自局宛ではないことがわかるので受信を打切り、且つこのチャンネルが他装置間の通信で使用されているものとして受信側装置内部に記憶してから次のチャンネルの検出に移行する。
次のｃｈ２の検出期間でも送信信号が検出されるが、前記記憶内容に基づきこの信号は他の装置間の通信であるとしてｃｈ２の受信は短時間で打切り、次のチャンネルの検出に移行することで無駄な検出時間を削減している。３回目のｃｈ２の検出期間では送信信号が検出されないので、前記記憶からこのチャンネルの情報を削除して次のチャンネルの検出に移行する。
以上の動作を前記図３と同じ状況に当てはめて説明しているのが図４である。図３の従来の方法では２度目の送信信号でもｃｈ４を受信することはできないが、本発明の方式を採用すると、２度目のｃｈ２の送信信号の確認を短時間で打ち切るためｃｈ４の通信開始予告信号を逃さず、その後に続くフレーム同期信号、送信先アドレス、ペイロードまで受信することが可能である。
本発明の無線通信システムを動作させるための構成を図５に示す。無線通信を行うためのアンテナ７，受信装置８、送信装置９。これらを制御するマイクロプロセッサ１０とプログラムおよび前記他の装置間通信に使用されているチャンネルの番号や識別符号を記憶するためのメモリ１１である。各種センサーや計測装置１２は、無線通信システムの構成要素として必須ではない。
１ 送信信号確認および受信期間
２ 通信開始予告信号
３ フレーム同期信号
４ 送信先アドレス
５ 識別符号（送信元アドレス）
６ ペイロード
７ アンテナ
８ 受信装置
９ 送信装置
１０ マイクロプロセッサ
１１ メモリ
１２ 各種センサー、計測装置など
２ 通信開始予告信号
３ フレーム同期信号
４ 送信先アドレス
５ 識別符号（送信元アドレス）
６ ペイロード
７ アンテナ
８ 受信装置
９ 送信装置
１０ マイクロプロセッサ
１１ メモリ
１２ 各種センサー、計測装置など
Claims (1)
- 複数の装置間で予め設定された、周波数が異なる複数のチャンネルを使ってデータ通信を行う無線データ通信システムであり、受信側は、送信側からの送信信号の存在を確認する手段（受信電界強度判定やプリアンブル検出など）を具備し、送信信号の存在確認のための受信動作を一定期間で前記チャンネル毎に順次繰り返し行い、送信側は、送信すべきペイロードに先立ち受信側が前記すべてのチャンネルで送信信号を確認するのに必要な期間より長い時間の通信開始予告信号（例えばプリアンブル）に続いてフレーム同期信号と送信先のアドレス等を送信し、送信信号の存在を検出した受信側は、さらに受信を続けて受信すべき有効信号と判断したときに、引き続きペイロードを受信する無線データ通信システムに於いて、受信すべき有効な通信ではないと判断したときはその時点で受信動作を中止してそのチャンネルを前記受信側の装置内に記憶して他のチャンネルの送信信号確認動作に移行し、前記受信側で前記記憶したチャンネルで再度送信信号確認を行ったときにもまだ送信信号が確認された場合は、その時点で他のチャンネルの送信信号確認動作に移行し、送信信号が確認されなかった場合は、このチャンネルを前記の記憶から削除することを特徴とする無線データ通信システム。
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| JP2010185538A JP5532242B2 (ja) | 2010-08-05 | 2010-08-05 | 無線データ通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010185538A JP5532242B2 (ja) | 2010-08-05 | 2010-08-05 | 無線データ通信システム |
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| JP2012039585A JP2012039585A (ja) | 2012-02-23 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010185538A Active JP5532242B2 (ja) | 2010-08-05 | 2010-08-05 | 無線データ通信システム |
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2010
- 2010-08-05 JP JP2010185538A patent/JP5532242B2/ja active Active
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| JP2012039585A (ja) | 2012-02-23 |
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