JP5672595B2 - 無線通信システム、通信機 - Google Patents

Description

本発明は、複数の無線チャンネルを用いて無線通信を行う無線通信システム、通信機に関するものである。

近年、例えば特定小電力無線局などの通信機を用いて、遠隔地点に設置された測定機の測定結果の授受や、遠隔地点に設置された装置の機能を始動、変更、または終了させるための制御信号の授受を行う無線通信システムが普及している。この種の無線通信システムは、自動検針システム、照明制御システム、防犯システム、ドアホンシステム、火災報知システムなど、多種多様のシステムに適応されている。このようなシステムとして、例えば特許文献１に記載された自動検針システムや、特許文献２に記載された火災報知システムがある。

例えば、自動検針システムでは、戸建住宅及び集合住宅の各住戸や、オフィスビル・商業ビルにおける各テナントが需要家である場合において、電気、ガス、水道などの検針メータに無線通信を行う通信機を接続する。そして、通信機が無線で送信する検針情報（つまり、消費電力量、ガス使用量、水道使用量など）を、広域通信網などの通信網を介して検針用の管理サーバに送信することで、遠隔での検針を可能にしている。

通信機（送信器・受信器）が送信・受信する無線信号は、図２（ａ）に示す構造を備える。無線信号は、同期ビット（プリアンブルＰＡ）、フレーム同期パターン（ユニークワードＵＷ）、アドレス情報ＤＡ（宛先アドレスおよび送信元アドレス）、メッセージ（データＤＡＴＡ）、誤り検出符号ＣＲとで構成されている。プリアンブルＰＡは、例えば０と１を交互に続けて並べたビット同期用のビットパターンである。ユニークワードＵＷは、プリアンブルＰＡとは異なるビットパターンのビット列であって、データＤＡＴＡなどには含まれにくいビットパターンが使用される。また、受信器は、このプリアンブルＰＡおよびユニークワードＵＷを検出することでビット同期およびフレーム同期をとり、さらには無線信号が自システム内で利用される無線信号であることを検出する。そして、ユニークワードＵＷに続くアドレス情報ＤＡおよびデータＤＡＴＡを受信して、制御コマンドなどの必要な情報を取得する。誤り検出符号ＣＲは、例えば、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）などからなる誤り検出符号である。そして、誤り検出符号ＣＲによって、受信した無線信号の整合性を確認し、無線信号の送受信時において何らかの原因により、ビット反転などの異常が発生したことを検出できるようにしている。

無線通信システムでは、複数台の通信機（送信器・受信器）間で無線信号の授受を行う必要があり、特定の周波数帯域内に複数の無線チャンネルを設け、各送信器が割り当てられた無線チャンネルを用いて無線信号を送信する。そして、受信器が例えば時分割によって全ての無線チャンネルをスキャンすることで各送信器からの無線信号を受信する。

受信器側における具体的な各無線チャンネルのスキャン方法としては、図２（ｂ）に示すように、スキャン周期Ｔｓを複数のスキャン期間Ｔａ（例えば２ｍｓ）に時分割して、スキャン期間Ｔａ毎に複数の無線チャンネルの各々を順次切り替える。そしてスキャン期間Ｔａ内では、各無線チャンネルにおける信号強度を順次検出し、この検出した信号強度が予め設定されている閾値を超えた無線チャンネルがあれば、この無線チャンネルの無線信号から上述したプリアンブルＰＡの検出を行う。各無線チャンネルにおいて、スキャン期間Ｔａの間にプリアンブルＰＡが検出されない場合には、次の無線チャンネルにスキャン対象の無線チャンネルを切り替え、再度プリアンブルＰＡの検出を行う。また、スキャン期間Ｔａの間にプリアンブルＰＡが検出された場合には、スキャン対象の無線チャンネルをその無線チャンネルに固定し、ユニークワードＵＷの検出を行う。ユニークワードＵＷが検出されなかった場合には、その無線チャンネルにおける無線信号の受信を中止し、再度、各無線チャンネルのスキャンを開始する。一方、ユニークワードＵＷが検出された場合には、続くアドレス情報を参照して自己宛の信号であれば、続くデータＤＡＴＡ（ここではリンク確立要求）の受信を行う。そして、誤り訂正符号ＣＲで信号情報の異常の有無を確認し、異常が無ければ無線信号に格納された各情報を取得することで、リンク確立要求の受信を完了する。

このようにして、受信器では、所定のスキャン周期Ｔｓ内で時分割されたスキャン期間Ｔａ毎に各無線チャンネルに含まれるプリアンブルＰＡを検出して無線信号の受信を開始している。

特開２００８−１４７８４４号公報 特開２００９−１７７３４０号公報

ここで、スキャン周期Ｔｓに対するスキャン期間Ｔａの比率（以降、スキャン比率と称す）が高い無線チャンネルは、スキャン比率が低い無線チャンネルに比べて、受信器が当該無線チャンネルの無線信号を受信する確率が高い。すなわち、スキャン比率が高い無線チャンネルは、受信器が無線信号を受信する優先度が高くなる。

しかしながら、従来の無線通信システムでは、各無線チャンネルのスキャン比率は固定であった。例えば図２（ｂ）において、無線チャンネルＣＨ１〜ＣＨ４の各スキャン比率はＴａ／Ｔｓに固定されており、各無線チャンネルの優先度は固定されていた。

したがって従来の無線通信システムでは、送信器の種類、使用状況等によって優先的に受信すべき無線チャンネルが変動する場合でも、受信時における各無線チャンネルの優先度は固定であり、各無線チャンネルの優先度の変動に対応した受信動作を行うことができなかった。

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、複数の無線チャンネルを用いて無線通信を行う場合に、各無線チャンネルの優先度の変動に対応可能な受信動作を行うことができる無線通信システム、通信機を提供することにある。

本発明の無線通信システムは、複数の第１の通信機と、１つ以上の第２の通信機とで構成され、前記第１の通信機は、他の１つ以上の第１の通信機が用いる無線チャンネルと周波数が異なる無線チャンネルを用いて無線信号を送信する無線通信部を備え、前記第２の通信機は、前記第１の通信機が用いる全ての無線チャンネルをスキャンするための期間であるスキャン周期を設定し、互いに周波数が異なる複数の無線チャンネルを、前記スキャン周期内を時分割した複数のスキャン期間毎に切り替えて、無線チャンネル毎の信号強度を測定する信号強度測定部と、当該測定した信号強度に基づいて無線信号を受信する無線チャンネルを選択し、当該選択した無線チャンネルの無線信号を受信する無線通信部と、前記スキャン周期に対する各無線チャンネルの前記スキャン期間の比率を動的に変化させるスキャン比率変動部とを備えることを特徴とする。

この発明において、前記スキャン比率変動部は、前記スキャン周期に対する各無線チャンネルのスキャン期間の比率を、時間帯に応じて変化させることが望ましい。

この発明において、前記スキャン比率変動部は、前記スキャン周期に対する各無線チャンネルのスキャン期間の比率を、日に応じて変化させることが望ましい。

この発明において、前記スキャン比率変動部は、前記スキャン周期に対する各無線チャンネルのスキャン期間の比率を、外部から配信された情報に基づいて変化させることが望ましい。

この発明において、前記複数の第１の通信機のうち、少なくとも１つは人によって携行自在に構成された携行用通信機であり、前記第２の通信機は、前記携行用通信機が近接したことを検知する検知手段を備え、前記第２の通信機の前記スキャン比率変動部は、前記携行用通信機が当該第２の通信機に近接したことを前記検知手段によって検知した場合に、前記携行用通信機が用いる無線チャンネルの前記スキャン周期に対するスキャン期間の比率を増大させることが望ましい。

この発明において、前記携行用通信機の無線通信部は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式を用いた無線信号を送信する第１の無線通信部と、当該第１の無線通信部から受信した無線信号をＢｌｕｅｔｏｏｔｈ以外の方式を用いた無線信号に変換して前記第２の通信機へ送信する第２の無線通信部とで構成され、前記第２の通信機の検知手段は、前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式を用いた無線信号を受信することによって、前記携行用通信機が近接したことを検知することが望ましい。

この発明において、所定範囲内に存在する複数の第２の通信機毎に１つのグループを構成して、当該同一グループ内の複数の第２の通信機の前記無線通信部は互いに通信可能に構成され、前記第２の通信機の検知手段は、同一グループ内に存在する他の第２の通信機と前記携行用通信機との間で無線信号の授受が行われたことを当該他の第２の通信機から通知されることによって、前記携行用通信機が近接したことを検知することが望ましい。

この発明において、前記携行用通信機は、前記第２の通信機との間で通信リンクを確立させるためのリンク確立要求を送信し、前記第２の通信機の検知手段は、他の第２の通信機へ送信された前記リンク確立要求を受信することによって、前記携行用通信機が近接したことを検知することが望ましい。

この発明において、前記第２の通信機の前記スキャン比率変動部は、前記携行用通信機が用いる無線チャンネルの前記スキャン周期に対するスキャン期間の比率を増大させた状態で当該第２の通信機と前記携行用通信機との間で行われる無線信号の授受が完了した後、前記検知手段の検知結果に関わらず、前記携行用通信機が用いる無線チャンネルの前記スキャン周期に対するスキャン期間の比率を所定期間以上低下させることが望ましい。
本発明の通信機は、互いに周波数が異なる無線チャンネルを用いて無線信号を送信する複数の他の通信機と通信する通信機であって、前記他の通信機が用いる全ての無線チャンネルをスキャンするための期間であるスキャン周期を設定し、互いに周波数が異なる複数の無線チャンネルを、前記スキャン周期内を時分割した複数のスキャン期間毎に切り替えて、無線チャンネル毎の信号強度を測定する信号強度測定部と、当該測定した信号強度に基づいて無線信号を受信する無線チャンネルを選択し、当該選択した無線チャンネルの無線信号を受信する無線通信部と、前記スキャン周期に対する各無線チャンネルの前記スキャン期間の比率を動的に変化させるスキャン比率変動部とを備えることを特徴とする。

以上説明したように、本発明では、複数の無線チャンネルを用いて無線通信を行う場合に、各無線チャンネルの優先度の変動に対応可能な受信動作を行うことができるという効果がある。

実施形態１，３，４のシステム構成を示すブロック図である。 （ａ）〜（ｃ）同上の無線信号の構造、スキャン動作を示す図である。 （ａ）（ｂ）スキャン動作の切替を示す図である。 実施形態２のシステム構成を示すブロック図である。

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１）
本実施形態では、電力の自動検針システムに用いる無線通信システムについて説明する。

まず図１に示すように、自動検針システムでは、戸建住宅および集合住宅の各住戸や、オフィスビル・商業ビルにおける各テナントが需要家である場合において、需要家の各々に使用電力量の検針情報を作成する検針メータＭを設置している。そして検針メータＭには、検針情報を送信するための無線通信を行う検針用通信機２（第２の通信機）を接続する。検針用通信機２は、無線通信部２ａと、信号強度測定部２ｂと、スキャン比率変動部２ｃとを備える。無線通信部２ａは、中継用通信機１Ａ（第１の通信機）および携行用通信機１Ｂ（第１の通信機）との間で、例えば特定小電力方式を用いた無線通信を行うことで、検針メータＭが作成した検針情報を中継用通信機１Ａおよび携行用通信機１Ｂへ提供する。

また、検針範囲Ｘ毎に１台配置する中継用通信機１Ａを、例えば検針範囲Ｘ内の電柱に設置している。中継用通信機１Ａは、無線通信部１１ａと、ネットワーク通信部１１ｂと、検針情報記憶部１１ｃとを備える。無線通信部１１ａは、検針範囲Ｘ内の１乃至複数の検針用通信機２との間で、例えば特定小電力方式を用いた無線通信を行うことで、検針用通信機２から検針情報を取得し、取得した検針情報を検針情報記憶部１１ｃに格納する。ネットワーク通信部１１ｂは、遠隔地に設けた検針用の管理サーバＣＳとの間で、例えば光ファイバ回線を含む広域通信網などの通信網ＮＴを介したネットワーク通信を行う。したがって、検針情報記憶部１１ｃに格納された各検針情報は、検針用通信機２から中継用通信機１Ａを介して管理サーバＣＳに送信され、管理サーバＣＳが各需要家によって使用された電力情報を管理することで、電力の自動検針を行うことができる。

さらに、検針員が定期的（例えば１ヶ月毎）に検針範囲Ｘまで赴き、携行自在に構成された携行用通信機１Ｂを用いて、各需要家に設置した検針用通信機２から検針情報を取得することもできる。携行用通信機１Ｂは、無線通信部１２ａと、ネットワーク通信部１２ｂと、検針情報記憶部１２ｃ、操作表示部１２ｄとを備える。無線通信部１２ａは、近傍の検針用通信機２との間で、例えば特定小電力方式を用いた無線通信を行うことで、検針用通信機２から検針情報を取得し、取得した検針情報を検針情報記憶部１２ｃに格納する。ネットワーク通信部１２ｂは、情報コンセント等を介して通信網ＮＴに接続されることで、遠隔地に設けた検針用の管理サーバＣＳとの間でネットワーク通信を行い、検針情報記憶部１２ｃに格納している検針情報を管理サーバＣＳへ送信する。操作表示部１２ｄは、タッチパネル機能付きの液晶画面等で構成され、検針情報記憶部１２ｃに格納している検針情報の表示や、無線通信操作を行う。

そして、中継用通信機１Ａ、携行用通信機１Ｂ、検針用通信機２が送信・受信する無線信号は、図２（ａ）に示す構造を備える。無線信号は、プリアンブルＰＡ、ユニークワードＵＷ、アドレス情報ＤＡ、データＤＡＴＡ、誤り検出符号ＣＲとで構成されている。この無線信号の構成については背景技術と同様であるので、詳細な説明は省略する。

本無線通信システムでは、複数の通信機（中継用通信機１Ａ、携行用通信機１Ｂ）と１乃至複数の検針用通信機２との間で無線信号の授受を行う必要があり、特定の周波数帯域内に複数の無線チャンネルを設け、各無線チャンネルを用いて無線通信を行う。

まず、本無線通信システムでは無線チャンネルＣＨ１〜ＣＨ４を使用するものとする。中継用通信機１Ａは無線チャンネルＣＨ１またはＣＨ２が割り付けられ、検針範囲Ｘが隣り合う２つの中継用通信機１Ａは、一方が無線チャンネルＣＨ１、他方が無線チャンネルＣＨ２が割り付けられる。携行用通信機１Ｂは無線チャンネルＣＨ３またはＣＨ４が割り付けられ、検針範囲Ｘが隣り合う２つの携行用通信機１Ｂは、一方が無線チャンネルＣＨ３、他方が無線チャンネルＣＨ４が割り付けられる。

そして、中継用通信機１Ａ、携行用通信機１Ｂは、検針用通信機２から検針情報を取得する前に、各々に割り当てられた無線チャンネルを用いて検針用通信機２との間で通信リンクを確立する。すなわち、中継用通信機１Ａ、携行用通信機１Ｂの各無線通信部１１ａ，１２ａは、各々に割り当てられた無線チャンネルを用いて、検針用通信機２へリンク確立要求を送信する。

検針用通信機２の無線通信部２ａは、時分割によって全ての無線チャンネルＣＨ１〜ＣＨ４を所定の時間周期（スキャン周期Ｔｓ）でスキャンすることで、中継用通信機１Ａ、携行用通信機１Ｂからのリンク確立要求を受信する。

検針用通信機２における具体的な各無線チャンネルのスキャン方法としては、図２（ｂ）に示すように、無線通信部２ａが、スキャン周期Ｔｓを複数のスキャン期間Ｔａ（例えば２ｍｓ）に時分割して、スキャン期間Ｔａ毎に無線チャンネルＣＨ１〜ＣＨ４の各々を順次切り替える。そして信号強度測定部２ｂが、スキャン期間Ｔａの各々における無線チャンネルＣＨ１〜ＣＨ４の各信号強度を順次検出する。無線通信部２ａは、この検出した信号強度が予め設定されている閾値Ｋを超えた無線チャンネルがあれば（図２（ｃ））、この無線チャンネルを選択し、当該選択した無線チャンネルの無線信号からプリアンブルＰＡの検出を行う。なお本実施形態では、検出した信号強度が閾値Ｋを２回連続で超えた無線チャンネルを選択し、図２では無線チャンネルＣＨ４を選択している。

そして、当該選択した無線チャンネルからスキャン期間Ｔａの間にプリアンブルＰＡが検出されない場合には、次の無線チャンネルにスキャン対象の無線チャンネルを切り替え、再度プリアンブルＰＡの検出を行う。また、スキャン期間Ｔａの間にプリアンブルＰＡが検出された場合には、スキャン対象の無線チャンネルをその無線チャンネルに固定し、ユニークワードＵＷの検出を行う。ユニークワードＵＷが検出されなかった場合には、その無線チャンネルにおける無線信号の受信を中止し、再度、各無線チャンネルのスキャンを開始する。一方、ユニークワードＵＷが検出された場合には、続くアドレス情報を参照して自己宛の信号であれば、続くデータＤＡＴＡ（ここではリンク確立要求）の受信を行う。そして、誤り訂正符号ＣＲで信号情報の異常の有無を確認し、異常が無ければ無線信号に格納された各情報を取得することで、リンク確立要求の受信を完了する。

このようにして、検針用通信機２では、所定のスキャン周期Ｔｓ内で時分割されたスキャン期間Ｔａ毎に各無線チャンネルに含まれるプリアンブルＰＡを検出してリンク確立要求の受信を開始している。そして、続いて受信したユニークワードＵＷによってフレーム同期をとり、アドレス情報ＤＡによって、自己宛の信号であるか否かを判定する。

自己宛のリンク確立要求を受信した検針用通信機２は、リンク確立要求の送信元の中継用通信機１Ａ、携行用通信機１Ｂに対し、リンク確立要求を検出した無線チャンネルを用いてＡＣＫ信号を返信し、当該無線チャンネルで通信リンクを確立する。その後、リンク確立要求の送信元の中継用通信機１Ａ、携行用通信機１Ｂは、検針用通信機２と当該無線チャンネルを用いた無線通信を行うことで、検針用通信機２から検針情報を取得する。

しかし、検針員は昼間の検針作業をすることが多いので、昼間は、検針員が用いる携行用通信機１Ｂとの間の通信リンク確立を、中継用通信機１Ａとの間の通信リンク確立より優先させたほうが効率がよい。そこで、検針用通信機２のスキャン比率変動部２ｃが、年月日、時刻を計時する時計手段を具備して、中継用通信機１Ａが使用する無線チャンネルＣＨ１，ＣＨ２、携行用通信機１Ｂが使用する無線チャンネルＣＨ３，ＣＨ４の各スキャン比率を動的に変動させる。

具体的にスキャン比率変動部２ｃは、図３（ａ）に示すように、６時〜１８時の昼間は、スキャン周期Ｔｓを６個のスキャン期間Ｔａに分割する。そして、スキャン周期Ｔｓ内では、無線チャンネルＣＨ３→ＣＨ４→ＣＨ１→ＣＨ３→ＣＨ４→ＣＨ２の順にスキャン対象の無線チャンネルを設定する。そして、検針用通信機２の無線通信部２ａは、スキャン時に、スキャン周期Ｔｓ内で無線チャンネルＣＨ３→ＣＨ４→ＣＨ１→ＣＨ３→ＣＨ４→ＣＨ２の順にスキャン対象の無線チャンネルを切り替える。而して、携行用通信機１Ｂが使用する無線チャンネルＣＨ３，ＣＨ４のスキャン比率（スキャン周期Ｔｓに対する無線チャンネルＣＨ３，ＣＨ４のスキャン期間Ｔａの比率）は、「４／６」となる。一方、中継用通信機１Ａが使用する無線チャンネルＣＨ１，ＣＨ２のスキャン比率は「２／６」となる。すなわち、無線チャンネルＣＨ３，ＣＨ４のスキャン比率が、無線チャンネルＣＨ１，ＣＨ２のスキャン比率より高くなり、検針用通信機２の無線通信部２ａでは、無線チャンネルＣＨ３，ＣＨ４が無線チャンネルＣＨ１，ＣＨ２より優先して受信される。したがって、６時〜１８時の昼間は、携行用通信機１Ｂを用いた検針員による検針が、中継用通信機１Ａによる検針より優先される。

また、スキャン比率変動部２ｃは、図３（ｂ）に示すように、１８時〜６時の夜間も、スキャン周期Ｔｓを６個のスキャン期間Ｔａに分割する。そして、スキャン周期Ｔｓ内では、無線チャンネルＣＨ１→ＣＨ２→ＣＨ３→ＣＨ１→ＣＨ２→ＣＨ４の順にスキャン対象の無線チャンネルを設定する。そして、検針用通信機２の無線通信部２ａは、スキャン時に、スキャン周期Ｔｓ内で無線チャンネルＣＨ１→ＣＨ２→ＣＨ３→ＣＨ１→ＣＨ２→ＣＨ４の順にスキャン対象の無線チャンネルを切り替える。而して、中継用通信機１Ａが使用する無線チャンネルＣＨ１，ＣＨ２のスキャン比率は、「４／６」となる。一方、携行用通信機１Ｂが使用する無線チャンネルＣＨ３，ＣＨ４のスキャン比率は「２／６」となる。すなわち、無線チャンネルＣＨ１，ＣＨ２のスキャン比率が、無線チャンネルＣＨ３，ＣＨ４のスキャン比率より高くなり、検針用通信機２の無線通信部２ａでは、無線チャンネルＣＨ１，ＣＨ２が無線チャンネルＣＨ３，ＣＨ４より優先して受信される。したがって、１８時〜６時の夜間は、中継用通信機１Ａによる検針が、携行用通信機１Ｂを用いた検針員による検針より優先される。

このように、スキャン比率変動部２ｃが、本無線通信システムで使用する複数の無線チャンネルの各スキャン比率を時間帯に応じて動的に変動させている。したがって、通信機の種類、使用状況等によって優先的に受信すべき無線チャンネルが時間帯に応じて変動する場合でも、各無線チャンネルの優先度の変動に対応可能な受信動作を行うことができる。

また、スキャン比率変動部２ｃによるスキャン比率変動処理の別形態として、本無線通信システムで使用する複数の無線チャンネルの各スキャン比率を日に応じて動的に変動させてもよい。検針員は１ヶ月のうち決まった時期（例えば月末）に検針作業をすることが多いので、その時期は、検針員が用いる携行用通信機１Ｂとの間の通信リンク確立を、中継用通信機１Ａとの間の通信リンク確立より優先させたほうが、効率を向上させることができる。そこで、例えば月末（２０日以降）は、図３（ａ）に示すように、スキャン周期Ｔｓ内で、無線チャンネルＣＨ３→ＣＨ４→ＣＨ１→ＣＨ３→ＣＨ４→ＣＨ２の順にスキャン対象の無線チャンネルを設定する。月末以外の日（２０日以前）は、図３（ｂ）に示すように、スキャン周期Ｔｓ内で、無線チャンネルＣＨ１→ＣＨ２→ＣＨ３→ＣＨ１→ＣＨ２→ＣＨ４の順にスキャン対象の無線チャンネルを設定する。したがって、通信機の種類、使用状況等によって優先的に受信すべき無線チャンネルが日に応じて変動する場合でも、各無線チャンネルの優先度の変動に対応可能な受信動作を行うことができる。

また、時間帯と日との両方に応じて、本無線通信システムで使用する複数の無線チャンネルの各スキャン比率を動的に変動させてもよい。例えば、月末の昼間のみ、検針員が用いる携行用通信機１Ｂとの間の通信リンク確立を、中継用通信機１Ａとの間の通信リンク確立より優先させる。

次に、検針用通信機２のスキャン比率変動部２ｃは、管理サーバＣＳから配信されるスケジュール情報に基づいて、無線通信システムで使用する複数の無線チャンネルの各スキャン比率を動的に変動させることもできる。この場合、管理サーバＣＳから通信網ＮＴ経由で、中継用通信機１Ａへスケジュール情報が定期的に配信され、中継用通信機１Ａは、スケジュール情報を検針用通信機２へ無線通信で送信する。この中継用通信機１Ａと検針用通信機２との間で行われるスケジュール情報の送受信は、中継用通信機１Ａに割り当てられた無線チャンネルＣＨ１またはＣＨ２を用いた上述の通信リンク確立後に実行される。

検針用通信機２は、受信したスケジュール情報に基づいて、無線通信システムで使用する複数の無線チャンネルの各スキャン比率を動的に変動させる。このスケジュール情報は、スキャン比率変動部２ｃによるスキャン比率変動処理のスケジュールが設定されている。例えば、携行用通信機１Ｂを携行した検針員が検針範囲Ｘへ赴く日、または時間帯のみ、携行用通信機１Ｂとの間の通信リンク確立を、中継用通信機１Ａとの間の通信リンク確立より優先させる。

そして、同一の検針範囲Ｘ内に複数の検針用通信機２が存在する場合、中継用通信機１Ａがスケジュール情報をブロードキャスト送信することで、同一の検針範囲Ｘ内の複数の検針用通信機２の各々にスケジュール情報を配信する。

または、同一の検針範囲Ｘ内に複数の検針用通信機２が存在し、各検針用通信機２の無線通信部２ａが互いに無線通信可能に構成されている場合、中継用通信機１Ａがいずれか１台の検針用通信機２へスケジュール情報を配信する。そして、スケジュール情報を受信した検針用通信機２は、同一の検針範囲Ｘに存在する他の１台の検針用通信機２へスケジュール情報を転送する。次に、スケジュール情報を転送された検針用通信機２は、同一の検針範囲Ｘに存在する他の１台の検針用通信機２へスケジュール情報をさらに転送する。このようにして、同一の検針範囲Ｘ内に存在する複数の検針用通信機２の各々が、他の検針用通信機２へスケジュール情報を順次転送することで、同一の検針範囲Ｘ内の複数の検針用通信機２の各々にスケジュール情報を配信する。同一の検針範囲Ｘ内において、スケジュール情報を転送する順序は予め決まっているものとする。

このように、検針用通信機２のスキャン比率変動部２ｃは、外部から配信されるスケジュール情報に基づいて、本無線通信システムで使用する複数の無線チャンネルの各スキャン比率を動的に変動させている。したがって、各無線チャンネルの優先度を遠隔地から設定、変更可能となり、本システムの使い勝手が向上する。

（実施形態２）
本実施形態の無線通信システムは、図４に示す構成を備えており、検針用通信機２にＢｌｕｅｔｏｏｔｈ受信部２ｄ（以降、Ｂｔ受信部２ｄと称す）を設ける。さらに、携行用通信機１Ｂの無線通信部１２ａは、第１の無線通信部１２１と、第２の無線通信部１２２とで構成される。なお、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

携行用通信機１Ｂの第１の無線通信部１２１は、操作表示部１２ｄ等を設けた携行用通信機１Ｂ本体に内蔵されて、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式の無線信号を第２の無線通信部１２２へ送信し、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式の無線信号を第２の無線通信部１２２から受信する。第２の無線通信部１２２は、携行用通信機１Ｂとは別体に構成されて、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式の無線信号を用いて第１の無線通信部１２１との間で通信を行うとともに、特定小電力無線方式の無線信号を用いて検針用通信機２との間で通信を行う。

すなわち、携行用通信機１Ｂ本体は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式を用いた第１の無線通信部１２１のみを内蔵するので、小型化を図ることができ、各種操作が容易となる。しかしながら、検針用通信機２は特定小電力無線方式で通信を行う。そこで、検針員の衣服のポケット等に収納された第２の無線通信部１２２が、第１の無線通信部１２１と検針用通信機２との間で送受信される無線信号のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ方式と特定小電力無線方式との変換を行う。そして、携行用通信機１Ｂの無線通信部１２ａは、検針用通信機２との間で無線通信を行うことで、検針用通信機２から検針情報を取得し、取得した検針情報を検針情報記憶部１２ｃに格納する。

具体的に、第１の無線通信部１２１は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式を用いたリンク確立要求を送信する。第２の無線通信部１２２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式のリンク確立要求を特定小電力無線方式に変換し、特定小電力無線方式のリンク確立要求を、割り当てられた無線チャンネルを用いて検針用通信機２へ送信する。検針用通信機２の無線通信部２ａは、実施形態１と同様に全ての無線チャンネルＣＨ１〜ＣＨ４をスキャン周期Ｔｓでスキャンすることで、携行用通信機１Ｂから自己宛のリンク確立要求を受信する。

本実施形態の検針用通信機２のスキャン比率変動部２ｃは、通常、図３（ｂ）に示すように、スキャン周期Ｔｓ内で、無線チャンネルＣＨ１→ＣＨ２→ＣＨ３→ＣＨ１→ＣＨ２→ＣＨ４の順にスキャン対象の無線チャンネルを設定する。すなわち、中継用通信機１Ａとの間の通信リンク確立を、携行用通信機１Ｂとの間の通信リンク確立より優先させている。

そして、携行用通信機１Ｂを携行した検針員が検針範囲Ｘ内に入り、当該携行用通信機１Ｂを用いて、検針範囲Ｘに存在する各検針用通信機２から検針情報を取得する場合、以下の動作を行う。

まず携行用通信機１Ｂが、検針範囲Ｘに存在するいずれかの検針用通信機２宛のリンク確立要求を、割り当てられた無線チャンネルを用いて送信する。自己宛のリンク確立要求を受信した検針用通信機２は、リンク確立要求の送信元の携行用通信機１Ｂに対し、リンク確立要求を検出した無線チャンネルを用いてＡＣＫ信号を返信し、当該無線チャンネルで通信リンクを確立する。その後、リンク確立要求の送信元の携行用通信機１Ｂは、検針用通信機２と当該無線チャンネルを用いた無線通信を行うことで、検針用通信機２から検針情報を取得する。

さらに、上記のように携行用無線通信機１Ｂとの間で通信リンクを確立した検針用通信機２の近傍には、１乃至複数の他の検針用通信機２が存在する。１乃至複数の他の検針用通信機２のＢｔ受信部２ｄは、携行用通信機１Ｂから発せられるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ方式のリンク確立要求をその宛先に関わらず受けることができ、その信号強度を測定する。そして、Ｂｔ受信部２ｄが測定した信号強度が所定値を超えると、スキャン比率変動部２ｃは、図３（ａ）に示すように、スキャン周期Ｔｓ内で、無線チャンネルＣＨ３→ＣＨ４→ＣＨ１→ＣＨ３→ＣＨ４→ＣＨ２の順にスキャン対象の無線チャンネルを設定する。すなわち、携行用通信機１Ｂとの間の通信リンク確立を、中継用通信機１Ａとの間の通信リンク確立より優先させた状態で、自己宛のリンク確立要求を待つ。

このように、Ｂｔ受信部２ｄは、携行用通信機１Ｂが近付いたことを検知する検知手段として機能する。そして、検針用通信機２のスキャン比率変動部２ｃは、この検知手段の検知結果に基づいて無線チャンネルＣＨ１〜ＣＨ４のスキャン比率を切り替えることで、本無線通信システムで使用する複数の無線チャンネルの各スキャン比率を動的に変動させている。したがって、検針員が近付けば、携行用通信機１Ｂによる検針情報の取得処理を自動で優先させることができ、検針処理の効率が向上する。

そして、検針用通信機２の無線通信部２ａは、上記のように携行用通信機１Ｂとの間の通信リンク確立を優先させた状態で、携行用通信機１Ｂから自己宛のリンク確立要求を受信すれば、通信リンクを確立した携行用通信機１Ｂへ検針情報を送信する。検針用通信機２のスキャン比率変動部２ｃは、携行用通信機１Ｂへ検針情報を送信した後、中継用通信機１Ａとの間の通信リンク確立を再び優先させる（図３（ｂ）参照）。

そして、スキャン比率変動部２ｃは、携行用通信機１Ｂへ検針情報を送信した後に中継用通信機１Ａとの間の通信リンク確立を再び優先させた時点から一定時間が経過するまでは、無線チャンネルのスキャン比率を変化させない禁止期間を設定する。スキャン比率変動部２ｃは、この禁止期間内に携行用通信機１Ｂが近付いたことを検知しても、携行用通信機１Ｂとの間の通信リンク確立を優先させることはない。したがって、検針情報を一度送信した検針用通信機２は、他の検針用通信機２へのリンク確立要求によって、無線チャンネルのスキャン比率が変化することはなく、スキャン比率の不要な切替を防止できる。

（実施形態３）
本実施形態の無線通信システムは、図１に示す構成を備えており、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

まず、同一の検針範囲Ｘ内に複数の検針用通信機２が存在し、各検針用通信機２の無線通信部２ａが互いに無線通信可能に構成されている。

そして、携行用通信機１Ｂの無線通信部１２ａは、検針範囲Ｘに存在するいずれかの検針用通信機２宛のリンク確立要求を、割り当てられた無線チャンネルを用いて送信する。検針用通信機２の無線通信部２ａは、実施形態１と同様に全ての無線チャンネルＣＨ１〜ＣＨ４をスキャン周期Ｔｓでスキャンすることで、携行用通信機１Ｂから自己宛のリンク確立要求を受信する。

本実施形態の検針用通信機２のスキャン比率変動部２ｃは、通常、図３（ｂ）に示すように、スキャン周期Ｔｓ内で、無線チャンネルＣＨ１→ＣＨ２→ＣＨ３→ＣＨ１→ＣＨ２→ＣＨ４の順にスキャン対象の無線チャンネルを設定する。すなわち、中継用通信機１Ａとの間の通信リンク確立を、携行用通信機１Ｂとの間の通信リンク確立より優先させている。

一方、リンク確立後の検針用通信機２と携行用通信機１Ｂとの間で行われる検針情報の授受が完了すると、当該検針情報を送信した検針用通信機２の無線通信部２ａが、同一グループＸ内の他の検針用通信機２へ検針完了信号をブロードキャスト送信する。検針完了信号を受信した他の検針用通信機２では、スキャン比率変動部２ｃが、検針員が近付いていると判断する。そしてスキャン比率変動部２ｃは、図３（ａ）に示すように、スキャン周期Ｔｓ内で、無線チャンネルＣＨ３→ＣＨ４→ＣＨ１→ＣＨ３→ＣＨ４→ＣＨ２の順にスキャン対象の無線チャンネルを設定する。すなわち、携行用通信機１Ｂとの間の通信リンク確立を、中継用通信機１Ａとの間の通信リンク確立より優先させた状態で、自己宛のリンク確立要求を待つ。

このように、無線通信部２ａが検針完了信号を受信することで、携行用通信機１Ｂが近付いたことを検知する検知手段として機能する。そして、検針用通信機２のスキャン比率変動部２ｃは、この検知手段の検知結果に基づいて無線チャンネルＣＨ１〜ＣＨ４のスキャン比率を切り替えることで、本無線通信システムで使用する複数の無線チャンネルの各スキャン比率を動的に変動させている。したがって、検針員が近付けば、携行用通信機１Ｂによる検針情報の取得処理を自動で優先させることができ、検針処理の効率が向上する。

そして、検針用通信機２の無線通信部２ａは、上記のように携行用通信機１Ｂとの間の通信リンク確立を優先させた状態で、携行用通信機１Ｂから自己宛のリンク確立要求を受信すれば、通信リンクを確立した携行用通信機１Ｂへ検針情報を送信する。検針用通信機２のスキャン比率変動部２ｃは、携行用通信機１Ｂへ検針情報を送信した後、中継用通信機１Ａとの間の通信リンク確立を再び優先させる（図３（ｂ）参照）。

そして、スキャン比率変動部２ｃは、携行用通信機１Ｂへ検針情報を送信した後に中継用通信機１Ａとの間の通信リンク確立を再び優先させた時点から一定時間が経過するまでは、無線チャンネルのスキャン比率を変化させない禁止期間を設定する。スキャン比率変動部２ｃは、この禁止期間内に携行用通信機１Ｂが近付いたことを検知しても、携行用通信機１Ｂとの間の通信リンク確立を優先させることはない。したがって、検針情報を一度送信した検針用通信機２は、検針完了信号によって、無線チャンネルのスキャン比率が変化することはなく、スキャン比率の不要な切替を防止できる。

（実施形態４）
本実施形態の無線通信システムは、図１に示す構成を備えており、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

本実施形態の検針用通信機２のスキャン比率変動部２ｃは、通常、図３（ｂ）に示すように、スキャン周期Ｔｓ内で、無線チャンネルＣＨ１→ＣＨ２→ＣＨ３→ＣＨ１→ＣＨ２→ＣＨ４の順にスキャン対象の無線チャンネルを設定する。すなわち、中継用通信機１Ａとの間の通信リンク確立を、携行用通信機１Ｂとの間の通信リンク確立より優先させている。

そして、携行用通信機１Ｂを携行した検針員が検針範囲Ｘ内に入り、当該携行用通信機１Ｂを用いて、検針範囲Ｘに存在する各検針用通信機２から検針情報を取得する場合、以下の動作を行う。

まず携行用通信機１Ｂが、検針範囲Ｘに存在するいずれかの検針用通信機２宛のリンク確立要求を、割り当てられた無線チャンネルを用いて送信する。自己宛のリンク確立要求を受信した検針用通信機２は、リンク確立要求の送信元の携行用通信機１Ｂに対し、リンク確立要求を検出した無線チャンネルを用いてＡＣＫ信号を返信し、当該無線チャンネルで通信リンクを確立する。その後、リンク確立要求の送信元の携行用通信機１Ｂは、検針用通信機２と当該無線チャンネルを用いた無線通信を行うことで、検針用通信機２から検針情報を取得する。

さらに、上記のように携行用無線通信機１Ｂとの間で通信リンクを確立した検針用通信機２の近傍には、１乃至複数の他の検針用通信機２が存在する。１乃至複数の他の検針用通信機２の無線通信部２ａは、携行用通信機１Ｂから送信されるリンク確立要求をその宛先に関わらず受けた後に、他の検針用通信機２宛のリンク確立要求は破棄する。さらに、他の検針用通信機２宛のリンク確立要求を受けた場合、スキャン比率変動部２ｃは、図３（ａ）に示すように、スキャン周期Ｔｓ内で、無線チャンネルＣＨ３→ＣＨ４→ＣＨ１→ＣＨ３→ＣＨ４→ＣＨ２の順にスキャン対象の無線チャンネルを設定する。すなわち、携行用通信機１Ｂとの間の通信リンク確立を、中継用通信機１Ａとの間の通信リンク確立より優先させた状態で、自己宛のリンク確立要求を待つ。

このように、無線通信部２ａが他の検針用通信機２宛のリンク確立要求を受信することで、携行用通信機１Ｂが近付いたことを検知する検知手段として機能する。そして、検針用通信機２のスキャン比率変動部２ｃは、この検知手段の検知結果に基づいて無線チャンネルＣＨ１〜ＣＨ４のスキャン比率を切り替えることで、本無線通信システムで使用する複数の無線チャンネルの各スキャン比率を動的に変動させている。したがって、検針員が近付けば、携行用通信機１Ｂによる検針情報の取得処理を自動で優先させることができ、検針処理の効率が向上する。

そして、検針用通信機２の無線通信部２ａは、上記のように携行用通信機１Ｂとの間の通信リンク確立を優先させた状態で、携行用通信機１Ｂから自己宛のリンク確立要求を受信すれば、通信リンクを確立した携行用通信機１Ｂへ検針情報を送信する。検針用通信機２のスキャン比率変動部２ｃは、携行用通信機１Ｂへ検針情報を送信した後、中継用通信機１Ａとの間の通信リンク確立を再び優先させる（図３（ｂ）参照）。

そして、スキャン比率変動部２ｃは、携行用通信機１Ｂへ検針情報を送信した後に中継用通信機１Ａとの間の通信リンク確立を再び優先させた時点から一定時間が経過するまでは、無線チャンネルのスキャン比率を変化させない禁止期間を設定する。スキャン比率変動部２ｃは、この禁止期間内に携行用通信機１Ｂが近付いたことを検知しても、携行用通信機１Ｂとの間の通信リンク確立を優先させることはない。したがって、検針情報を一度送信した検針用通信機２は、他の検針用通信機２へのリンク確立要求によって、無線チャンネルのスキャン比率が変化することはなく、スキャン比率の不要な切替を防止できる。

なお、上記各実施形態は、無線通信システムを電力の自動検針システムに適応する例について説明したが、遠隔制御システム、遠隔監視システム等の他のシステムに適応してもよい。

１Ａ 中継用通信機
１１ａ 無線通信部
１Ｂ 携行用通信機
１２ａ 無線通信部
２ 検針用通信機
２ａ 無線通信部
２ｂ 信号強度測定部
２ｃ スキャン比率変動部
Ｍ 検針メータ

Claims (10)

1. 複数の第１の通信機と、１つ以上の第２の通信機とで構成され、
   前記第１の通信機は、他の１つ以上の第１の通信機が用いる無線チャンネルと周波数が異なる無線チャンネルを用いて無線信号を送信する無線通信部を備え、
   前記第２の通信機は、
   前記第１の通信機が用いる全ての無線チャンネルをスキャンするための期間であるスキャン周期を設定し、互いに周波数が異なる複数の無線チャンネルを、前記スキャン周期内を時分割した複数のスキャン期間毎に切り替えて、無線チャンネル毎の信号強度を測定する信号強度測定部と、
   当該測定した信号強度に基づいて無線信号を受信する無線チャンネルを選択し、当該選択した無線チャンネルの無線信号を受信する無線通信部と、
   前記スキャン周期に対する各無線チャンネルの前記スキャン期間の比率を動的に変化させるスキャン比率変動部と
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
2. 前記スキャン比率変動部は、前記スキャン周期に対する各無線チャンネルのスキャン期間の比率を、時間帯に応じて変化させることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記スキャン比率変動部は、前記スキャン周期に対する各無線チャンネルのスキャン期間の比率を、日に応じて変化させることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
4. 前記スキャン比率変動部は、前記スキャン周期に対する各無線チャンネルのスキャン期間の比率を、外部から配信された情報に基づいて変化させることを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
5. 前記複数の第１の通信機のうち、少なくとも１つは人によって携行自在に構成された携行用通信機であり、
   前記第２の通信機は、前記携行用通信機が近接したことを検知する検知手段を備え、
   前記第２の通信機の前記スキャン比率変動部は、前記携行用通信機が当該第２の通信機に近接したことを前記検知手段によって検知した場合に、前記携行用通信機が用いる無線チャンネルの前記スキャン周期に対するスキャン期間の比率を増大させる
   ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
6. 前記携行用通信機の無線通信部は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式を用いた無線信号を送信する第１の無線通信部と、当該第１の無線通信部から受信した無線信号をＢｌｕｅｔｏｏｔｈ以外の方式を用いた無線信号に変換して前記第２の通信機へ送信する第２の無線通信部とで構成され、
   前記第２の通信機の検知手段は、前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式を用いた無線信号を受信することによって、前記携行用通信機が近接したことを検知する
   ことを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
7. 所定範囲内に存在する複数の第２の通信機毎に１つのグループを構成して、当該同一グループ内の複数の第２の通信機の前記無線通信部は互いに通信可能に構成され、
   前記第２の通信機の検知手段は、同一グループ内に存在する他の第２の通信機と前記携行用通信機との間で無線信号の授受が行われたことを当該他の第２の通信機から通知されることによって、前記携行用通信機が近接したことを検知する
   ことを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
8. 前記携行用通信機は、前記第２の通信機との間で通信リンクを確立させるためのリンク確立要求を送信し、
   前記第２の通信機の検知手段は、他の第２の通信機へ送信された前記リンク確立要求を受信することによって、前記携行用通信機が近接したことを検知する
   ことを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
9. 前記第２の通信機の前記スキャン比率変動部は、前記携行用通信機が用いる無線チャンネルの前記スキャン周期に対するスキャン期間の比率を増大させた状態で当該第２の通信機と前記携行用通信機との間で行われる無線信号の授受が完了した後、前記検知手段の検知結果に関わらず、前記携行用通信機が用いる無線チャンネルの前記スキャン周期に対するスキャン期間の比率を所定期間以上低下させることを特徴とする請求項５乃至８いずれか記載の無線通信システム。
10. 互いに周波数が異なる無線チャンネルを用いて無線信号を送信する複数の他の通信機と通信する通信機であって、
    前記他の通信機が用いる全ての無線チャンネルをスキャンするための期間であるスキャン周期を設定し、互いに周波数が異なる複数の無線チャンネルを、前記スキャン周期内を時分割した複数のスキャン期間毎に切り替えて、無線チャンネル毎の信号強度を測定する信号強度測定部と、
    当該測定した信号強度に基づいて無線信号を受信する無線チャンネルを選択し、当該選択した無線チャンネルの無線信号を受信する無線通信部と、
    前記スキャン周期に対する各無線チャンネルの前記スキャン期間の比率を動的に変化させるスキャン比率変動部とを備える
    ことを特徴とする通信機。

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