JP5696292B2

JP5696292B2 - 無線通信装置

Info

Publication number: JP5696292B2
Application number: JP2011173511A
Authority: JP
Inventors: 田中　崇夫; 崇夫田中; 松本　孝之; 孝之松本
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-08-09
Filing date: 2011-08-09
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2031-08-09
Also published as: EP2744115A4; WO2013021620A1; CN103733526B; CN103733526A; EP2744115B1; ES2820510T3; JP2013038618A; EP2744115A1

Description

本発明は、無線通信システム等に用いられ、ノイズによるキャリアセンス時の異常の発生を判定可能とする無線通信装置に関する。

無線通信システムを構成する無線通信装置としては、典型的には、データ収集を行う無線親機、無線親機にデータを送信する無線子機が挙げられる。また、必要に応じて、無線親機と無線子機との通信を中継する無線中継器が用いられる。このうち、無線子機または無線中継器は、特定のチャネルを用いた無線通信とサブチャネルを用いた無線通信が可能となっている。

このような無線通信装置においては、メインチャネルの使用中にサブチャネルに自動的に切り替えることができる技術が提案されている。例えば、特許文献１には、メインチャネルに対してキャリアセンスを行い、メインチャネルのチャネル周波数における受信信号の信号強度が閾値以下の場合、メインチャネルが使用可能であると判定する。また、前記受信信号の強度が閾値を超えている場合には、メインチャネルが使用中であると判定して、サブチャネルに自動的に切り替える構成の無線通信機が開示されている。

特開２００９−２９０７９９号公報

しかしながら、前記特許文献１に開示の技術では、メインチャネルおよびサブチャネルにまたがるノイズが生じている環境下では、適切なキャリアセンスを行うことができない。この場合、通信状況を確認するためにキャリアセンスが繰り返されてしまい、頻繁なキャリアセンスにより内部電池が電力消耗し、通信可能状態が短くなる（低寿命化する）おそれがある。

また、前記ノイズの存在に気付かなければ、無線通信装置の設置後、内部電池が消耗して通信ができない状態に追い込まれてから、前記ノイズの存在に気付くこともあり得る。この場合、無線通信装置の交換、再設置等が必要となり、メンテナンスの煩雑化、コスト増加等を招くことになる。

ここで、メインチャネルおよびサブチャネルにまたがるノイズが存在していることを事前に確認できれば、適切なキャリアセンスが可能となるように無線通信装置の設置場所を変更することができる。

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あって、簡素な構成でノイズによるキャリアセンス時の異常発生を精度良く判定可能とすることにより、内部電池の不要な消耗を抑制して長寿命化を図ることができる無線通信装置を提供することを目的とする。

本発明に係る無線通信装置は、前記の課題を解決するために、キャリアセンスおよび無線通信を行う送受信部と、前記送受信部により行われたキャリアセンスの回数を計数する
キャリアセンス計数部と、前記キャリアセンス計数部で計数された誤キャリアセンスの回数が予め設定された判定基準回数を超えていれば、異常が発生していると判定する誤キャリアセンス判定部と、を備えている構成である。

前記構成においては、前記キャリアセンス計数部は、受信信号の復調開始の回数を計数するよう構成されてもよいし、前記キャリアセンス計数部は、受信信号の復調を開始し、前記受信信号が自機宛の信号でないことを判定した回数を計数するよう構成されてもよい。

また、前記構成においては、制御部および表示部をさらに備え、前記制御部は、前記誤キャリアセンス判定部によりキャリアセンス時の異常発生が判定されたときに、前記表示部に警告情報を表示させる構成であってもよい。

また、前記構成においては、スイッチ部をさらに備え、前記制御部は、前記スイッチ部が操作されたときに、前記送受信部にキャリアセンスを行わせ、前記誤キャリアセンス判定部に判定を行わせるよう構成されてもよい。

また、前記構成においては、内蔵電池を含む電源部をさらに備え、前記制御部は、前記誤キャリアセンス判定部によりキャリアセンス時の異常発生が判定されると、少なくとも、前記電源部から前記送受信部への電力供給を遮断するよう構成されてもよい。

また、本発明に係る無線通信装置は、データ収集を行う無線親機に対してデータを取得して送信する無線子機、または、前記無線親機および前記無線子機の間の通信を中継する無線中継器であってもよい。

以上のように、本発明に係る無線通信装置は、簡素な構成でノイズによるキャリアセンス時の異常発生を判定可能とすることにより、内部電池の不要な消耗を抑制して長寿命化を図ることができる、という効果を奏する。

（ａ）本発明の実施の形態に係る無線通信装置を含む無線通信システムの一例を示す模式図、（ｂ）無線通信システムの無線子機または無線中継器で行われるキャリアセンスの制御のフローチャート図１に示す無線通信システムの無線子機または無線中継器に対応する、無線通信装置の構成の一例を示すブロック図図２に示す無線通信装置におけるキャリアセンス時の異常を判定する制御例を示すフローチャート図２に示す無線通信装置におけるキャリアセンス時の異常を判定する制御例を示すフローチャート図２に示す無線通信装置におけるキャリアセンス時の異常を判定する制御例を示すフローチャート

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。

［無線通信システムおよびキャリアセンス］
本発明の実施の形態に係る無線通信装置が用いられる無線通信システムと、前記システムを構成する無線子機等が行うキャリアセンスについて、図１（ａ），（ｂ）を参照して
具体的に説明する。

図１（ａ）に示すように、本実施の形態に係る無線通信システムは、無線親機１０１、無線中継器１０２、および無線子機１０３から構成されている。無線親機１０１は、データ収集を行い、図示しないホストコンピュータ等に収集したデータを出力する。無線中継器１０２は、無線親機１０１および無線子機１０３の間の通信を中継する。無線子機１０３は、データを取得して無線親機１０１に送信する。本実施の形態では、無線子機１０３は、図１には図示しないガスメータに接続されており、ガス配管内のガス流量を取得して無線親機１０１に送信する。なお、無線通信システムの使用条件等に応じて、無線中継器１０２は前記システムに含まれていなくてもよい。

前記構成の無線通信システムにおいては、無線子機１０３は、無線親機１０１および無線中継器１０２との間でキャリアセンスを行う。また、無線中継器１０２は、無線親機１０１との間でキャリアセンスを行う。このキャリアセンスの制御について具体的に説明すると、図１（ｂ）に示すように、無線親機１０１（または無線中継器１０２）との間で予め設定されている通信チャネルにおいて閾値以上の信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ１０１）。受信した信号が閾値未満であれば（ステップＳ１０１でＮＯ）、信号の受信判定を繰り返す。

一方、受信した信号が閾値以上であれば（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、受信信号の復調を開始する（ステップＳ１０２）。そして、復調された信号が自機宛の信号か否かを判定する（ステップＳ１０３）。自機宛でなければ（ステップＳ１０３でＮＯ）、復調を中止して（ステップＳ１０４）、信号の受信判定を繰り返す。自機宛であれば（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、復調データを受信して（ステップＳ１０５）キャリアセンス制御を終了する。

［無線通信装置の構成］
次に、本実施の形態に係る無線通信装置、すなわち前記キャリアセンスを行う無線子機１０３または無線中継器１０２の要部構成について、図２を参照して具体的に説明する。なお、図２の構成例は、ガスメータ２０に接続される無線子機１０３であるが、無線中継器１０２も同様の構成を有している。

図２に示すように、本実施の形態に係る無線通信装置（無線子機１０３）は、送受信部１１、制御部１２、キャリアセンス計数部１２１、誤キャリアセンス判定部１２２、入出力部１２３、記憶部１２４、表示部１３、スイッチ部１４、および電源部１５等を備えている。

送受信部１１は、無線親機１０１、無線中継器１０２等の他の無線通信装置との間で無線通信を行う。この無線通信には前述したキャリアセンスも含まれる。制御部１２は、無線通信装置の全体制御をするものであり、送受信部１１の無線通信およびキャリアセンスも制御する。したがって、図１（ｂ）のフローチャートに示すキャリアセンス制御は制御部１２によって行われる。

キャリアセンス計数部１２１は、送受信部１１により行われたキャリアセンスの回数を計数する。キャリアセンスの回数は、復調開始回数（図１（ｂ）のステップＳ１０２の回数）であってもよいし、誤キャリアセンス回数（ステップＳ１０３でＮＯと判定された回数）であってもよいし、キャリアセンス実行回数（図１（ｂ）のステップＳ１０１の回数）であってもよい。なお、ここでは受信信号の復調開始の回数を「復調開始回数」と称し、受信信号の復調を開始し、前記受信信号が自機宛の信号でないことを判定した回数を「誤キャリアセンス回数」と称し、キャリアセンス制御を実行した回数を「キャリアセンス
実行回数」と称することとする。誤キャリアセンス判定部１２２は、キャリアセンス計数部１２１で計数された回数が予め設定された判定基準回数を超えていれば、異常が発生していると判定する。もしくは、キャリアセンス実行回数に対する誤キャリアセンス回数の割合が、予め定められた値（判定基準割合）を超えていれば異常が発生していると判定する。

入出力部１２３は、ガスメータ２０あるいは他の外部機器と接続され、前記外部機器とデータの入出力を行う。本実施の形態では、ガスメータ２０で計測されたガス流量値を入力したり、ガスメータ２０に対して種々の指令信号を出力したりする。記憶部１２４は、種々のデータを記憶可能としており、制御部１２を介してデータの読み出しまたは書き込みが可能に構成されている。例えば、無線親機１０１または無線中継器１０２のＩＤデータ、自機のＩＤデータ、キャリアセンス判定のための受信信号の閾値、判定基準回数、種々のプログラム等が読み出し可能に記憶され、また、ガスメータ２０から取得したガス流量値を記憶可能としている。

表示部１３は、例えばＬＥＤランプ、あるいはセグメント型の小型液晶パネル等の消費電力の小さい表示器であり、制御部１２の制御により種々の情報を表示可能となっている。スイッチ部１４は、無線通信装置の電源のＯＮ／ＯＦＦを行うためのスイッチ、無線通信装置の特定の機能のＯＮ／ＯＦＦを行うためのスイッチ等で構成されており、特に本実施の形態では、電源のＯＮ／ＯＦＦと誤キャリアセンス判定のＯＮ／ＯＦＦとを兼用するスイッチとなっている。電源部１５は、内蔵電池から構成されている。

なお、無線通信装置の具体的構成は、図２および前述した構成例に限定されるものではなく、前記分野で公知の各種構成を好適に用いることができる。また、表示部１３以外の報知部が設けられてもよいし、スイッチ部１４は無くてもよい。

［誤キャリアセンス判定］
次に、前述した無線通信装置で行われるキャリアセンス時の異常判定について、図３および図４および図５を参照して具体的に説明する。まず、図３に示すキャリアセンス時の異常判定の制御について説明する。この制御は、キャリアセンスの回数として復調開始回数を計数する場合の制御である。

制御部１２は、まず、図１（ｂ）に示すキャリアセンス制御の実行の開始を判定する（ステップＳ２０１）。キャリアセンス制御が開始されていなければ（ステップＳ２０１でＮＯ）、この判定を繰り返す。キャリアセンス制御が開始されれば（ステップＳ２０１でＹＥＳ）、復調開始回数（受信信号の復調開始の回数）をキャリアセンス計数部１２１に計数（カウント）させる（ステップＳ２０２）。

次に、制御部１２は、誤キャリアセンス判定部１２２に、復調開始回数が所定回数、すなわち判定基準回数以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。所定回数未満であれば（ステップＳ２０３でＮＯ）、キャリアセンス制御の開始の判定に戻る（ステップＳ２０１）。一方、所定回数以上であれば（ステップＳ２０３でＹＥＳ）、キャリアセンス時の異常が発生していると判定する。

キャリアセンス時の異常が発生していれば、制御部１２は、例えば、表示部１３に対して警告情報としての設置不可表示を報知させる（ステップＳ２０４）。この設置不可表示とは、無線子機１０３を仮設置した場所が設置に不適当であるということを示すエラー表示であり、言い換えれば、仮設置場所には受信可能レベル以上のノイズが存在していることを示す表示である。例えば表示部１３がＬＥＤランプであれば、通常であれば緑色に表示させておき、設置不可表示の場合には赤色に表示させる。なお、表示部１３における表
示は、警告情報の表示であればよく、設置不可表示に限定されない。

誤キャリアセンス判定の制御は、警告情報の表示で終了しても良いが、好ましくは、図３に示すように、所定時間の経過後、制御部１２はスリープモードに移行する（ステップＳ２０５）制御を行ってから制御を終了してもよい。ここでいうスリープモードとは、電源部１５の電力消費を最低限に抑える動作モードであればよく、少なくとも、電源部１５から送受信部１１への電力供給を遮断すればよい。無線通信装置においては、通常、送受信部１１の動作による電力消費が最も大きな比率を占めるため、少なくとも送受信部１１の動作を停止すれば、電源部１５の電力消費を抑えることができる。もちろん他の構成要素の動作を停止してもよい。

次に、図４に示すキャリアセンス時の異常判定の制御について説明する。この制御は、キャリアセンス回数として、誤キャリアセンス回数を計数する場合の制御である。

まず、制御部１２は、図１（ｂ）に示すキャリアセンス制御の実行の開始を判定する（ステップＳ３０１）。キャリアセンス制御が開始されていなければ（ステップＳ３０１でＮＯ）、この判定を繰り返す。キャリアセンス制御が開始されれば（ステップＳ３０１でＹＥＳ）、誤キャリアセンスであるか否かの判定、すなわち、復調した受信信号が自機宛の信号であるか否かを判定し（ステップＳ３０２）、誤キャリアセンスであると判定すれば、その回数をキャリアセンス計数部１２１に計数（カウント）させる（ステップＳ３０３）。

次に、制御部１２は、誤キャリアセンス判定部１２２に、誤キャリアセンス回数が所定回数、すなわち判定基準回数以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。所定回数未満であれば（ステップＳ３０４でＮＯ）、キャリアセンス制御の開始の判定に戻る（ステップＳ３０１）。一方、所定回数以上であれば（ステップＳ３０４でＹＥＳ）、キャリアセンス時の異常が発生していると判定し、前述したように、表示部１３に対して警告情報としての設置不可表示を報知させ（ステップＳ３０５）、所定時間の経過後、スリープモードに移行（ステップＳ３０６）してから制御を終了する。

次に、図５に示すキャリアセンス時の異常判定の制御について説明する。この制御は、キャリアセンス回数として、キャリアセンス制御の実行開始の回数と誤キャリアセンス回数を計数する場合の制御である。

まず、制御部１２は、図１（ｂ）に示すキャリアセンス制御の実行の開始を判定する（ステップＳ４０１）。キャリアセンス制御の実行が開始されていなければ（ステップＳ４０１でＮＯ）、この判定を繰り返す。キャリアセンス制御の実行が開始されれば（ステップＳ４０１でＹＥＳ）、その回数をキャリアセンス計数部１２１に計数（カウント）させ（ステップＳ４０２）、誤キャリアセンスであるか否かの判定、すなわち、復調した受信信号が自機宛の信号であるか否かを判定し（ステップＳ４０３）、誤キャリアセンスであると判定すれば、その回数をキャリアセンス計数部１２１に計数（カウント）させる（ステップＳ４０４）。

次に、制御部１２は、誤キャリアセンス判定部１２２に、キャリアセンス実行回数が指定回数、すなわち判定基準回数以上であるか否かを判定する（ステップＳ４０５）。所定回数未満であれば（ステップＳ４０５でＮＯ）、キャリアセンス制御の開始の判定に戻る（ステップＳ４０１）。一方所定回数以上であれば（ステップＳ４０５でＹＥＳ）、誤キャリアセンス回数がキャリアセンス実行回数に対して所定の割合、すなわち判定基準割合以上であるか否かを判定する（ステップＳ４０６）。なお、ステップＳ４０５を設けない構成としてもよい。所定割合未満であれば（ステップＳ４０６でＮＯ）、キャリアセンス
制御の開始の判定に戻る（ステップＳ４０１）。一方、所定割合以上であれば（ステップＳ４０６でＹＥＳ）、キャリアセンス時の異常が発生していると判定し、前述したように、表示部１３に対して警告情報としての設置不可表示を報知させ（ステップＳ４０７）、所定時間の経過後、スリープモードに移行（ステップＳ４０８）してから制御を終了する。

なお、前述した図３または図４または図５のキャリアセンス時の異常判定の制御は、どのようなタイミングで行われてもよいが、例えば、スイッチ部１４が操作されて無線通信装置がＯＦＦからＯＮに移行したときに行うように構成されると好ましい。すなわち、制御部１２は、スイッチ部１４が操作されたときに、送受信部１１にキャリアセンスを行わせ、キャリアセンス計数部１２１の計数結果から誤キャリアセンス判定部１２２に誤キャリアセンス判定を行わせてもよい。

これにより、無線通信装置の設置をトリガーとして無線通信の環境（ノイズの有無）を調査することができ、通信環境の良し悪しを設置時点で報知することができる。これによりノイズの多い環境に無線通信装置を設置するような無駄を回避することができ、前記無線通信装置の製品寿命が不用意に短くする必要や、一度設置した無線通信装置を別の箇所に移設したりする必要がなくなる。

なお、本発明は前記実施の形態の記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態や複数の変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、キャリアセンスを行う必要のある無線通信装置の分野に広く好適に用いることができる。

１１送受信部
１２制御部
１３表示部
１４スイッチ部
１５電源部
１０１無線親機
１０２無線中継器（無線通信装置）
１０３無線子機（無線通信装置）
１２１キャリアセンス計数部
１２２誤キャリアセンス判定部

Claims

キャリアセンスおよび無線通信を行う送受信部と、
前記送受信部により行われたキャリアセンスのうち誤キャリアセンスの回数を計数するキャリアセンス計数部と、
前記キャリアセンス計数部で計数された誤キャリアセンスの回数が予め設定された判定基準回数を超えていれば、キャリアセンス時に異常が発生していると判定する誤キャリアセンス判定部と、
内蔵電池を含む電源部と、
前記誤キャリアセンス判定部によりキャリアセンス時の異常発生が判定されたときに、少なくとも、前記電源部から前記送受信部への電力供給を遮断するよう構成されている制御部と、
を備えていることを特徴とする、無線通信装置。
キャリアセンスおよび無線通信を行う送受信部と、
前記送受信部により行われたキャリアセンスのうち誤キャリアセンスの回数を計数するキャリアセンス計数部と、
前記キャリアセンスの回数に対する前記誤キャリアセンスの回数が予め設定された判定基準割合を超えていれば、キャリアセンス時に異常が発生していると判定する誤キャリアセンス判定部と、
内蔵電池を含む電源部と、
前記誤キャリアセンス判定部によりキャリアセンス時の異常発生が判定されたときに、少なくとも、前記電源部から前記送受信部への電力供給を遮断するよう構成されている制御部と、
を備えていることを特徴とする、無線通信装置。
前記キャリアセンス計数部は、受信信号の復調開始の回数を計数するよう構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の無線通信装置。
前記キャリアセンス計数部は、受信信号の復調を開始し、前記受信信号が自機宛の信号でないことを判定した回数を計数するよう構成されていることを特徴とする、請求項１ま
たは２に記載の無線通信装置。
表示部をさらに備え、
前記制御部は、前記誤キャリアセンス判定部によりキャリアセンス時の異常発生が判定されたときに、前記表示部に警告情報を表示させることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の無線通信装置。
スイッチ部をさらに備え、
前記制御部は、前記スイッチ部が操作されたときに、前記送受信部にキャリアセンスを行わせ、前記誤キャリアセンス判定部に判定を行わせるよう構成されていることを特徴とする、請求項５に記載の無線通信装置。
データ収集を行う無線親機に対してデータを取得して送信する無線子機、または、前記無線親機および前記無線子機の間の通信を中継する無線中継器であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の無線通信装置。