JP6098025B2 - 通信端局、および通信システム - Google Patents

Description

本発明は、通信端局、および通信システムに関するものである。

従来、供給事業者から供給される供給媒体を使用する需要家(customer’s facility)に検針用通信端局を設けて、検針用通信システムが構成されている。検針用通信端局は、供給媒体の使用量を検針した検針情報を、供給事業者が設置した親局、検針員が携行するハンディターミナル等へ無線送信することによって、各需要家における供給媒体の使用量を供給事業者へ通知している（例えば、日本国特許公開２０１１−２５０３０１号公報参照）。なお、供給媒体としては、電力、水、ガス等がある。

検針用通信端局は、複数の通信チャネルを使用可能であり、複数の通信チャネルからいずれかを利用チャネルとして選択し、この利用チャネルを用いた通信を行う。この利用チャネルには、複数の通信チャネルのうち、チャネル使用率が低い通信チャネルが選択される。チャネル使用率とは、一定時間内において利用チャネルに信号が発生している時間割合であり、検針用通信端局は、このチャネル使用率を定期的に導出する。そして、検針用通信端局は、利用チャネルのチャネル使用率が上限使用率以上になった場合、利用チャネルを変更する。

例えば、検針用通信端局は、現在使っている利用チャネルのチャネル使用率が上限使用率４０％以上であれば、利用チャネルを他の通信チャネルに変更する。図８Ａに示すように、検針用通信端局が、利用チャネルで２５ｍｓｅｃ毎に信号発生時間Ｔ１１を検出したとする。この場合、Ｔ１１＝１１ｍｓｅｃであり、チャネル使用率＝（１１ｍｓｅｃ／２５ｍｓｅｃ）×１００＝４４％となる。したがって、チャネル使用率＝４４％となるので、検針用通信端局は、利用チャネルを他の通信チャネルに変更する。また、利用チャネルのチャネル使用率が４０％未満である場合、検針用通信端局は、現在の利用チャネルを継続して使用する。

また、検針用通信端局は、パケットの送信前に、利用チャネルが空き状態であるか否かを検出するため、キャリアセンスを行う。検針用通信端局は、キャリアセンスによって利用チャネルが空き状態であることを検出した後に、利用チャネルを用いたパケット送信を開始する。

具体的に、キャリアセンスを実行する検針用通信端局は、利用チャネルにおいて５ｍｓｅｃに亘って信号が発生しなければ、利用チャネルが空き状態であると判断する。検針用通信端局は、利用チャネルが空き状態であることを検出できない場合、このキャリアセンスを５ｍｓｅｃ毎に繰り返す。

図８Ｂに示すように、キャリアセンスの実行周期である５ｍｓｅｃ毎に、妨害波等の短時間の信号が利用チャネルに発生しているとする。検針用通信端局は、信号発生時間Ｔ１２を５ｍｓｅｃ毎に検出している。この場合、Ｔ１２＝０．７５ｍｓｅｃであり、チャネル使用率＝（０．７５ｍｓｅｃ／５ｍｓｅｃ）×１００＝１５％となる。したがって、現在使っている利用チャネルのチャネル使用率が上限使用率４０％未満となるので、検針用通信端局は、現在の利用チャネルを変更することなく、継続して使用することになる。

しかしながら、キャリアセンスの実行周期である５ｍｓｅｃ毎に短時間の信号が利用チャネルに発生しているので、検針用通信端局は、キャリアセンスによって、利用チャネルが空き状態であると判断しない。したがって、検針用通信端局は、キャリアセンス時に利用チャネルが空き状態であることを検出できない状態が継続するので、パケットを送信することができず、通信障害が発生する場合がある。

本発明の目的は、キャリアセンスの実行周期毎に利用チャネルに短時間の信号が発生する場合でも、利用チャネルを変更して、通信障害を抑制することができる通信端局、および通信システムを提供することにある。

本発明の通信端局は、複数の通信チャネルからいずれかを利用チャネルとして選択し、この利用チャネルを用いた通信を行う通信部と、前記利用チャネルに対してキャリアセンスを行い、前記利用チャネルが空き状態でない場合、前記キャリアセンスを所定周期で繰り返すキャリア検出部と、一定時間に対して前記利用チャネルに信号が発生している信号発生時間の和の割合をチャネル使用率として導出する導出部と、を備え、前記通信部は、前記キャリア検出部の前記キャリアセンスによって前記利用チャネルが空き状態であることを検出した場合に信号の送信を開始し、前記利用チャネルの前記チャネル使用率が上限使用率以上である場合、前記利用チャネルを変更し、前記利用チャネルの前記チャネル使用率が上限使用率未満である場合、前記利用チャネルを変更することなく継続して使用し、前記導出部は、前記信号発生時間が、前記キャリアセンスが前記一定時間にわたって継続して行われた場合、前記所定周期に前記上限使用率を乗じることで得られた最小時間未満であれば、この信号発生時間を前記最小時間に置き換えて前記チャネル使用率を導出することを特徴とする。

この発明において、前記利用チャネルの前記チャネル使用率を記憶する使用率記憶部を備え、前記導出部は、前記利用チャネルに選択されている通信チャネルを含む前記複数の通信チャネルにそれぞれ対応する複数のチャネル使用率を導出し、前記使用率記憶部は、前記複数の通信チャネルにそれぞれ対応する前記複数のチャネル使用率を記憶し、前記通信部は、前記利用チャネルの前記チャネル使用率が前記上限使用率以上である場合、前記使用率記憶部に記憶した前記複数の通信チャネルのそれぞれの前記複数のチャネル使用率に基づいて、前記利用チャネルの変更先を決定することが好ましい。

この発明において、前記通信部は、前記利用チャネルの前記チャネル使用率が前記上限使用率以上である場合、前記使用率記憶部が記憶している前記複数の通信チャネルにそれぞれ対応する前記複数のチャネル使用率に基づいて、前記複数のチャネル使用率のうち最も低いチャネル使用率に対応する通信チャネルを、前記利用チャネルの変更先とすることが好ましい。

この発明において、前記通信部は、前記利用チャネルの前記チャネル使用率が前記上限使用率以上である場合、前記使用率記憶部が記憶している前記複数の通信チャネルにそれぞれ対応する前記複数のチャネル使用率に基づいて、前記複数の通信チャネルのうち１日の所定期間内における前記信号発生時間の和が最も短い通信チャネルを、前記利用チャネルの変更先とすることが好ましい。

この発明において、前記通信部は、前記複数の通信チャネルのうち、第１の閾値以上であるチャネル使用率に対応する通信チャネルを前記利用チャネルとして使用しないことが好ましい。

この発明において、前記複数の通信チャネルのそれぞれが前記利用チャネルとして用いられた継続時間を記憶する継続時間記憶部を備え、前記通信部は、前記複数の通信チャネルのうち、第２の閾値以下である継続時間に対応する通信チャネルを前記利用チャネルとして使用しないことが好ましい。

この発明において、前記通信部は、前記複数の通信チャネルを通信チャネル群として設定し、前記通信チャネル群において、第３の閾値以上であるチャネル使用率に対応する通信チャネルの数が所定数以上になった場合、前記第３の閾値以上である前記チャネル使用率に対応する前記通信チャネルを前記通信チャネル群から削除し、新しい通信チャネルを前記通信チャネル群に追加し、前記削除した通信チャネルおよび前記追加した通信チャネルの情報を通信先に通知することが好ましい。

本発明の通信システムは、複数の通信端局と、前記複数の通信端局の各々との間で通信を行う親局とを備え、前記複数の通信端局の各々は、複数の通信チャネルからいずれかを利用チャネルとして選択し、この利用チャネルを用いた通信を行う通信部と、前記利用チャネルに対してキャリアセンスを行い、前記利用チャネルが空き状態でない場合、前記キャリアセンスを所定周期で繰り返すキャリア検出部と、一定時間に対して前記利用チャネルに信号が発生している信号発生時間の和の割合をチャネル使用率として導出する導出部とを備え、前記通信部は、前記キャリア検出部の前記キャリアセンスによって前記利用チャネルが空き状態であることを検出した場合に信号の送信を開始し、前記利用チャネルの前記チャネル使用率が上限使用率以上である場合、前記利用チャネルを変更し、前記利用チャネルの前記チャネル使用率が上限使用率未満である場合、前記利用チャネルを変更することなく継続して使用し、前記導出部は、前記キャリアセンスが前記一定時間にわたって継続して行われた場合、前記信号発生時間が、前記所定周期に前記上限使用率を乗じることで得られる最小時間未満であれば、この信号発生時間を前記最小時間に置き換えて前記チャネル使用率を導出することを特徴とする。

この発明において、前記複数の通信端局の各々は、前記利用チャネルの前記チャネル使用率を記憶する使用率記憶部を備え、前記導出部は、前記利用チャネルに選択されている通信チャネルを含む前記複数の通信チャネルにそれぞれ対応する複数のチャネル使用率を導出し、前記使用率記憶部は、前記複数の通信チャネルにそれぞれ対応する前記複数のチャネル使用率を記憶し、前記通信部は、前記複数のチャネル使用率の情報を前記親局へ送信し、前記親局は、前記複数の通信端局のそれぞれから送信された前記複数のチャネル使用率の情報に基づいて、前記複数の通信端局のそれぞれにおいて前記利用チャネルとして使用しない通信チャネルを決定し、前記利用チャネルとして使用しない前記通信チャネルの情報を前記複数の通信端局のそれぞれに送信することが好ましい。

以上説明したように、本発明では、キャリアセンスの実行周期毎に利用チャネルに短時間の信号が発生する場合でも、チャネル使用率が上限使用率以上になるので、利用チャネルを変更することができる。したがって、キャリアセンス時に利用チャネルが空き状態であることを検出できない状態が継続することなく、信号を送信できる可能性が高くなり、通信障害の発生を抑制することができる。すなわち、キャリアセンスの実行周期毎に利用チャネルに短時間の信号が発生する場合でも、利用チャネルを変更して、通信障害を抑制することができるという効果がある。

本発明の好ましい実施形態をさらに詳細に記述する。本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な記述および添付図面に関連して一層良く理解されるものである。
実施形態のシステム構成を示すブロック図である。 図２Ａ〜２Ｃは、実施形態の通信チャネル上の信号を示す説明図である。 実施形態のチャネル使用率の一例を示す説明図である。 図４Ａ〜４Ｃは、実施形態の通信チャネルの信号発生状況を示す説明図である。 実施形態のチャネル状況リストを示すテーブル図である。 図６Ａおよび６Ｂは、実施形態の通信チャネル群の変化を示す説明図である。 図７Ａおよび７Ｂは、実施形態の通信チャネル群の変化を示す説明図である。 図８Ａおよび８Ｂは、従来の通信チャネル上の信号を示す説明図である。

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）
図１は、複数の検針用通信端局１（通信端局）を用いた検針用通信システム（通信システム）の構成を示す。

検針用通信端局１（第１の端局）は、供給事業者から供給される供給媒体を使用する需要家(customer’s facility)に設けられており、供給事業者が設置した親局２（第２の端局）、検針員が携行するハンディターミナル３（第３の端局）等と互いに無線通信を行う。そして、検針用通信端局１は、供給媒体の使用量を検針した検針情報を図示しない検針メータから取得し、親局２またはハンディターミナル３等へ送信することによって、各需要家における供給媒体の使用量を供給事業者へ通知している。この検針用通信端局１は、親局２またはハンディターミナル３と直接通信を行う構成、または他の検針用通信端局１を中継局として、親局２またはハンディターミナル３との間でマルチホップ通信を行う構成のいずれであってもよい。なお、供給媒体としては、電力、水、ガス等がある。

一般に、検針用通信端局１は、各需要家に固定的に設置されるため、一旦設置すると移動させることが困難である。したがって、検針用通信端局１は、自端局の設置場所の周辺に、同一の周波数帯を使用する通信端末が多数設置されると、輻輳、混信等による通信障害が発生する可能性がある。特に、検針用通信端局１が無線通信に用いる周波数帯域は、９２０ＭＨｚ帯（つまり、９２０ＭＨｚを中心とした周波数帯）であり、ＨＥＭＳ（Home Electrical Management System）機器、センサ機器、タグ等の他の通信端末も通信に用いている。

また、ハンディターミナル３は、検針員が検針業務または保守業務を行うときに、検針対象の検針用通信端局１に近付くため、周囲の通信環境を予め把握できない。そこで、本実施形態では、検針用通信端局１において、周囲の通信環境を予め把握する構成とする。

各検針用通信端局１は、アンテナ１ａと、通信部１ｂと、キャリア検出部１ｃと、導出部１ｄと、使用率記憶部１ｅと、継続時間記憶部１ｆと、演算データ記憶部１ｇとを備える。

通信部１ｂは、複数の通信チャネルを使用可能であり、複数の通信チャネルからいずれかを利用チャネルとして選択し、この利用チャネルを用いてアンテナ１ａを介した無線通信を行う。この利用チャネルには、複数の通信チャネルのうち、チャネル使用率が低い通信チャネルが選択される。通信チャネルのチャネル使用率とは、一定時間に対して通信チャネルに信号が発生している信号発生時間の和の割合を示しており、通信チャネルに信号が発生している時間割合である。

導出部１ｄは、利用チャネルのチャネル使用率を導出する。そして、通信部１ｂは、利用チャネルのチャネル使用率が上限使用率以上である場合、利用チャネルを変更する。なお、通信チャネルにおける信号の有無判定は、この通信チャネルの受信電力レベルを閾値と比較し、受信電力レベルが閾値以上であれば、この通信チャネルに信号が発生していると判定する。

また、キャリア検出部１ｃは、通信部１ｂによるパケットの送信前に、利用チャネルが空き状態であるか否かを検出するため、キャリアセンスを行う。キャリア検出部１ｃは、利用チャネルにおいて５ｍｓｅｃに亘って信号が発生しなければ、利用チャネルが空き状態であると判断する。通信部１ｂは、キャリアセンスによって利用チャネルが空き状態であることを検出した後に、利用チャネルを用いたパケット送信を開始する。また、キャリア検出部１ｃは、利用チャネルが空き状態であることを検出できない場合、このキャリアセンスを５ｍｓｅｃ（所定周期）毎に繰り返す。

次に、導出部１ｄによるチャネル使用率の導出動作について説明する。

導出部１ｄは、一定時間に対して通信チャネルに信号が発生している信号発生時間の和の割合をチャネル使用率として、２４時間毎に導出する。すなわち、ここで導出部１ｄが導出するチャネル使用率は、２４時間に対する信号発生時間の和の割合である。図２Ａにおいて、導出部１ｄは、利用チャネルで２５ｍｓｅｃ毎に信号発生時間Ｔ１を検出しており、この状態が２４時間継続している。この場合、Ｔ１＝１１ｍｓｅｃであり、チャネル使用率＝（１１ｍｓｅｃ／２５ｍｓｅｃ）×１００＝４４％となる。

通信部１ｂは、現在使っている利用チャネルのチャネル使用率が上限使用率４０％以上であれば、利用チャネルを他の通信チャネルに変更する。図２Ａの状態が２４時間継続した場合、チャネル使用率＝４４％となるので、通信部１ｂは利用チャネルを他の通信チャネルに変更する。また、利用チャネルのチャネル使用率が４０％未満である場合、通信部１ｂは現在の利用チャネルを継続して使用する。

一方、図２Ｂに示すように、キャリアセンスの実行周期である５ｍｓｅｃ毎に、センサ機器４（図１参照）を発生源とする短時間の信号（例えば、妨害波）が利用チャネルに発生しているとする。導出部１ｄは、信号発生時間Ｔ２を５ｍｓｅｃ毎に検出しており、この状態が２４時間継続している。この場合、Ｔ２＝０．７５ｍｓｅｃであり、チャネル使用率＝（０．７５ｍｓｅｃ／５ｍｓｅｃ）×１００＝１５％となる。したがって、図２Ｂの状態が２４時間継続した場合、通信部１ｂは、現在使っている利用チャネルのチャネル使用率が上限使用率４０％未満となるので、現在の利用チャネルを変更することなく、継続して使用することになる。

しかしながら、キャリアセンスの実行周期である５ｍｓｅｃ毎に信号が利用チャネルに発生しているので、キャリア検出部１ｃは、キャリアセンスによって、利用チャネルが空き状態であることを検出できない。したがって、通信部１ｂは、パケットを送信することができず、通信障害が発生する可能性がある。

そこで、本実施形態の導出部１ｄは、キャリア検出部１ｃにおいてキャリアセンスが一定時間（本実施形態では２４時間）にわたって継続して行われた場合、信号発生時間が、予め決められた最小時間未満であれば、この信号発生時間を最小時間に置き換えて、チャネル使用率を導出する。この最小時間は、キャリアセンスの周期である５ｍｓｅｃに上限使用率４０％を乗じることで得られる値であり、最小時間＝２ｍｓｅｃに設定される。

図２Ｂの信号発生時間Ｔ２＝０．７５ｍｓｅｃは、最小時間２ｍｓｅｃ未満である。したがって、導出部１ｄは、図２Ｃに示すように、この信号発生時間Ｔ２を、信号発生時間Ｔ２ａ＝２ｍｓｅｃとみなして、チャネル使用率を導出する。この場合、Ｔ２ａ＝２ｍｓｅｃであり、チャネル使用率＝（２ｍｓｅｃ／５ｍｓｅｃ）×１００＝４０％となる。したがって、図２Ｃの状態が２４時間継続した場合、通信部１ｂは、現在使っている利用チャネルのチャネル使用率が上限使用率４０％以上となるので、利用チャネルを他の通信チャネルに変更することができる。

本実施形態では、キャリアセンスの実行周期毎に利用チャネルに短時間の信号が発生する場合でも、チャネル使用率が上限使用率４０％以上になるので、利用チャネルを変更することができる。したがって、キャリアセンス時に利用チャネルが空き状態であることを検出できない状態が継続することなく、通信部１ｂは、パケットを送信できる可能性が高くなり、通信障害の発生を抑制することができる。

次に、通信部１ｂが利用チャネルを他の通信チャネルに変更する場合、利用チャネルの変更先となる通信チャネルのチャネル使用率が高いと、利用チャネルの変更後に通信障害が発生する可能性がある。そこで、利用チャネルの変更後における通信障害を抑制することができる利用チャネルの変更動作について説明する。

まず、通信部１ｂは、複数の通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５を使用可能である。そして、通信部１ｂは、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５からいずれかを利用チャネルとして選択し、この利用チャネルを用いてアンテナ１ａを介した無線通信を行う。以下、通信部１ｂは、通信チャネルＣＨ１を利用チャネルとして用いており、この利用チャネルＣＨ１を他の通信チャネルＣＨ２〜ＣＨ５に変更するものとする。

そして、導出部１ｄは、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５のそれぞれに対して、チャネル使用率を導出し、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５の各チャネル使用率を使用率記憶部１ｅに記憶する。

なお、通信部１ｂは、通常、利用チャネルＣＨ１を用いた通信を行っているので、導出部１ｄは、利用チャネルＣＨ１のチャネル使用率（２４時間に対する信号発生時間の和の割合）を随時導出し、更新することができる。

しかしながら、通信チャネルＣＨ２〜ＣＨ５は、利用チャネルに設定されておらず、通常の通信に用いられていない。そこで、導出部１ｄは、１日のうち所定時間、利用チャネルを通信チャネルＣＨ２〜ＣＨ５のいずれかに一時的に切り替えて、通信チャネルＣＨ２〜ＣＨ５の各信号発生時間を検出する処理に割り当てる。そして、通信チャネルＣＨ２〜ＣＨ５の各信号発生時間の検出動作を約１ヶ月に亘って行い、通信チャネルＣＨ２〜ＣＨ５の各チャネル使用率（２４時間に対する信号発生時間の和の割合）を導出する。すなわち、通信チャネルＣＨ２〜ＣＨ５の各チャネル使用率は、１ヶ月に１回更新される。

導出部１ｄは、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５の各チャネル使用率の情報を、使用率記憶部１ｅに記憶する。

そして、通信部１ｂは、利用チャネルＣＨ１のチャネル使用率が上限使用率４０％以上となった場合、使用率記憶部１ｅに記憶している通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５にそれぞれ対応する複数のチャネル使用率に基づいて、利用チャネルの変更先を決定する。

利用チャネルの変更先を決定する第１の例について、図３を用いて説明する。まず、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５の各チャネル使用率は、図３に図示されるように、それぞれ「４０％」「１５％」「０％」「６０％」「２５％」である場合を想定する。この場合、通信部１ｂは、チャネル使用率が上限使用率４０％未満である通信チャネルＣＨ２，ＣＨ３，ＣＨ５のうち、チャネル使用率が最も低い通信チャネルＣＨ３を利用チャネルの変更先とする。したがって、利用チャネルの変更先となる通信チャネルのチャネル使用率が低いので、利用チャネルの変更後における通信障害を抑制することが可能となる。

次に、利用チャネルの変更先を決定する第２の例について、図４Ａ〜４Ｃを用いて説明する。まず、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５の各チャネル使用率は、図４Ａに図示されるように、それぞれ「４０％」「１５％」「４０％」「６０％」「２５％」である場合を想定する。この場合、チャネル使用率が上限使用率４０％未満である通信チャネルとして、ＣＨ２，ＣＨ５がある。ここで、検針員が検針業務または保守業務を行うためにハンディターミナル３を用いる時間帯は、一般に昼間の時間帯である。そこで、通信部１ｂは、１日の昼間（１日の所定期間内）における信号発生時間の和が最も短い通信チャネルを、利用チャネルの変更先とする。

まず、導出部１ｄは、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５のチャネル使用率を導出する際に用いた信号発生時間のデータを演算データ記憶部１ｇに記憶している。通信部１ｂは、演算データ記憶部１ｇのデータを参照して、通信チャネルＣＨ２には昼間の時間帯に信号が発生していると判断する（図４Ｂ参照）。また、通信部１ｂは、演算データ記憶部１ｇのデータを参照して、通信チャネルＣＨ５には、夜間に信号が発生しているが、昼間の時間帯に信号が発生していないと判断する（図４Ｃ参照）。而して、通信部１ｂは、通信チャネルＣＨ２に比べて通信チャネルＣＨ５のほうが、昼間における信号発生時間の和が短いと判断して、通信チャネルＣＨ５を利用チャネルに設定する。

したがって、利用チャネルの変更先となる通信チャネルは、検針員が検針業務または保守業務を行うためにハンディターミナル３を用いる時間帯におけるチャネル使用率が低い。而して、利用チャネルの変更後において、ハンディターミナル３使用時の通信障害の発生を抑制することが可能となる。なお、通信部１ｂは、比較範囲である１日の所定期間を、通信先に応じて任意の時間帯に設定すればよい。

次に、利用チャネルの変更先を決定する第３の例について説明する。まず、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５の各チャネル使用率は、上述の第１の例の図３と同様に、それぞれ「４０％」「１５％」「０％」「６０％」「２５％」である場合を想定する。この場合、通信部１ｂは、チャネル使用率が上限使用率４０％未満である通信チャネルＣＨ２，ＣＨ３，ＣＨ５のうち、チャネル使用率が最も低い通信チャネルＣＨ３を利用チャネルの変更先とする。さらに、通信部１ｂは、チャネル使用率が４０％（第１の閾値）以上である通信チャネルＣＨ１，ＣＨ４（第１の使用禁止チャネル）を、以降の所定期間（第１の使用禁止期間）の間、利用チャネルとして使用しない。すなわち、チャネル使用率が４０％以上となった通信チャネルは、その後にチャネル使用率が低下したとしても、再びチャネル使用率が４０％以上になる可能性が高いため、第１の使用禁止チャネルとする。そして、この通信チャネルＣＨ１，ＣＨ４は、第１の使用禁止期間が経過した後、利用チャネルとして再び使用可能になる。なお、第１の使用禁止期間は、１週間、１ヶ月等の任意の期間に設定される。

したがって、チャネル使用率が高くなった通信チャネルは、第１の使用禁止期間の間、第１の使用禁止チャネルとなるので、通信障害を発生しやすい通信チャネルが利用チャネルになることが防止される。而して、利用チャネルの変更後における通信障害を抑制することが可能となる。

さらに、継続時間記憶部１ｆは、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５のそれぞれが、利用チャネルとして用いられた継続時間を記憶している。この継続時間とは、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５のそれぞれが通常の利用チャネルに選択された場合に、利用チャネルとして用いられた１回あたりの時間長さの平均値（または最大値）である。

そして、通信部１ｂは、継続時間が閾値（第２の閾値）以下である通信チャネル（第２の使用禁止チャネル）も、以降の所定期間（第２の使用禁止期間）の間、利用チャネルとして使用しない。すなわち、利用チャネルとして用いた継続時間が短い通信チャネルは、通信環境が不安定であるとして、第２の使用禁止チャネルとする。そして、この第２の使用禁止チャネルは、第２の使用禁止期間が経過した後、利用チャネルとして再び使用可能になる。なお、第２の使用禁止期間は、１週間、１ヶ月等の任意の期間に設定される。また、１回も利用チャネルとして用いられていない通信チャネルは、第２の使用禁止チャネルの対象外としてもよい。

したがって、継続時間が短い通信チャネルは、第２の使用禁止期間の間、第２の使用禁止チャネルとなるので、通信障害を発生しやすい通信チャネルが利用チャネルになることが防止される。而して、利用チャネルの変更後における通信障害を抑制することが可能となる。

次に、利用チャネルの変更先を決定する第４の例について説明する。

まず、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５の各チャネル使用率は、上述の第１の例の図３と同様に、それぞれ「４０％」「１５％」「０％」「６０％」「２５％」である場合を想定する。この場合、通信部１ｂは、チャネル使用率が上限使用率４０％未満である通信チャネルＣＨ２，ＣＨ３，ＣＨ５のうち、チャネル使用率が最も低い通信チャネルＣＨ３を利用チャネルの変更先とする。そして、通信部１ｂは、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５の各チャネル使用率の情報としてチャネル状況リストＬ１（図５参照）を作成して、内部の図示しないメモリに記憶する。チャネル状況リストＬ１において、利用チャネルに設定した通信チャネルＣＨ３は、「○」で表される。また、チャネル使用率が上限使用率４０％未満の通信チャネルのうち、現在の利用チャネルとして用いられていない通信チャネルＣＨ２，ＣＨ５は、「△」で表される。また、チャネル使用率が上限使用率４０％以上である通信チャネルＣＨ１，ＣＨ４は、「×」で表される。

そして、各検針用通信端局１の通信部１ｂは、チャネル状況リストＬ１を親局２へ送信する。親局２は、複数の検針用通信端局１のそれぞれからチャネル状況リストＬ１を受信する。すなわち、親局２は、配下の複数の検針用通信端局１の各々に対して、複数の通信チャネルに対応する複数のチャネル使用率の情報を把握することができる。そして、親局２は、配下の複数の検針用通信端局１のそれぞれのチャネル状況リストＬ１に基づいて、検針用通信端局１のそれぞれにおける第３の使用禁止チャネルを決定する。すなわち、親局２は、各検針用通信端局１の周囲に位置する他の検針用通信端局１のそれぞれの通信チャネルの状況も考慮して、各検針用通信端局１における第３の使用禁止チャネルを決定する。

そして、親局２は、各検針用通信端局１に対して、検針用通信端局１毎に決定した第３の使用禁止チャネルの情報を送信する。各検針用通信端局１の通信部１ｂは、自端局に通知された第３の使用禁止チャネルを、以降の所定期間（第３の使用禁止期間）の間、利用チャネルとして使用しない。そして、この第３の使用禁止チャネルは、第３の使用禁止期間が経過した後、利用チャネルとして再び使用可能になる。

したがって、各検針用通信端局１における第３の使用禁止チャネルは、自端局だけでなく、周囲の他の検針用通信端局１の状況も考慮して決定されるため、より実際の通信環境に基づく運用となる。

また、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５のうち、チャネル使用率が４０％以上の通信チャネルの数が増えると、通信部１ｂが利用チャネルとして用いることができる通信チャネルが減り、通信不能状態に陥る場合がある。

例えば、図６Ａに示すように、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５の各チャネル使用率が、「４０％」「１５％」「４０％」「６０％」「２５％」である場合を想定する。この場合、５つの通信チャネル中、３つの通信チャネルのチャネル使用率が４０％以上である。そして、図６Ａの状態から時間が経過し、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５の各チャネル使用率が、図６Ｂに示すように「４０％」「４５％」「４０％」「６０％」「５５％」になったと想定する。この場合、５つの通信チャネルの全てにおいてチャネル使用率が４０％以上となって、通信不能状態に陥る。

そこで、通信部１ｂは、複数の通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５を１つの通信チャネル群とする。そして、通信部１ｂは、この通信チャネル群において、チャネル使用率が４０％（第３の閾値）以上の通信チャネルの数が所定値（例えば３つ）以上になった場合、このチャネル使用率が４０％以上の通信チャネルを通信チャネル群から削除し、新たな通信チャネルを通信チャネル群に追加する。

例えば、図７Ａに示すように、通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５の各チャネル使用率が、「４０％」「１５％」「４０％」「６０％」「２５％」である場合を想定する。この場合、５つの通信チャネル中、３つの通信チャネルＣＨ１，ＣＨ３，ＣＨ４の各チャネル使用率が４０％以上である。そこで、通信部１ｂは、チャネル使用率が４０％以上の通信チャネルの数が３つ以上になったので、図７Ｂに示すように、通信チャネルＣＨ１，ＣＨ３，ＣＨ４を通信チャネル群から削除する。さらに、通信部１ｂは、新たな通信チャネルＣＨ６，ＣＨ７，ＣＨ８を通信チャネル群に追加する。

したがって、通信部１ｂは、自端局が通信に用いる通信チャネル群において、チャネル使用率が４０％以上の通信チャネルの数を２つ以下に維持することができ、通信不能状態に陥ることを防止している。

さらに、通信部１ｂは、削除した通信チャネルＣＨ１，ＣＨ３，ＣＨ４の情報、および追加した通信チャネルＣＨ６，ＣＨ７，ＣＨ８の情報を、通信先となる他の検針用通信端局１、親局２、ハンディターミナル３へ送信する。したがって、検針用通信端局１は、システム内の通信先に対して、現在使用可能な通信チャネルを通知するので、通信チャネルの削除・追加によって通信に支障をきたすことはない。

上述のように、本実施形態の検針用通信端局１は、複数の通信チャネル（例えば５つの通信チャネルＣＨ１〜ＣＨ５）からいずれかを利用チャネルとして選択し、この利用チャネルを用いた通信を行う通信部１ｂと、利用チャネルに対してキャリアセンスを行い、利用チャネルが空き状態でない場合、キャリアセンスを所定周期で繰り返すキャリア検出部１ｃと、一定時間に対して利用チャネルに信号が発生している信号発生時間の和の割合をチャネル使用率として導出する導出部１ｄと、を備える。通信部１ｂは、キャリア検出部１ｃのキャリアセンスによって利用チャネルが空き状態であることを検出した場合に信号の送信を開始し、利用チャネルのチャネル使用率が上限使用率以上である場合、利用チャネルを変更し、利用チャネルのチャネル使用率が上限使用率未満である場合、利用チャネルを変更することなく継続して使用する。導出部１ｄは、キャリアセンスが一定時間にわたって継続して行われた場合、信号発生時間が、所定周期に上限使用率を乗じることで得られる最小時間未満であれば、この信号発生時間を最小時間に置き換えてチャネル使用率を導出する。

また、本実施形態の検針用通信端局１は、さらに利用チャネルのチャネル使用率を記憶する使用率記憶部１ｅを備えることが好ましい。この場合、導出部１ｄは、利用チャネルに選択されている通信チャネルを含む複数の通信チャネルにそれぞれ対応する複数のチャネル使用率を導出する。使用率記憶部１ｅは、複数の通信チャネルにそれぞれ対応する複数のチャネル使用率を記憶する。通信部１ｂは、利用チャネルのチャネル使用率が上限使用率以上である場合、使用率記憶部１ｅに記憶した複数の通信チャネルのそれぞれの複数のチャネル使用率に基づいて、利用チャネルの変更先を決定する。

また、本実施形態の検針用通信端局１において、通信部１ｂは、利用チャネルのチャネル使用率が上限使用率以上である場合、使用率記憶部１ｅが記憶している複数の通信チャネルにそれぞれ対応する複数のチャネル使用率に基づいて、複数のチャネル使用率のうち最も低いチャネル使用率に対応する通信チャネルを、利用チャネルの変更先とすることが好ましい。

また、本実施形態の検針用通信端局１において、通信部１ｂは、利用チャネルのチャネル使用率が上限使用率以上である場合、使用率記憶部１ｅが記憶している複数の通信チャネルにそれぞれ対応する複数のチャネル使用率に基づいて、複数の通信チャネルのうち１日の所定期間内における信号発生時間の和が最も短い通信チャネルを、利用チャネルの変更先とすることが好ましい。

また、本実施形態の検針用通信端局１において、通信部１ｂは、複数の通信チャネルのうち、第１の閾値以上であるチャネル使用率に対応する通信チャネルを利用チャネルとして使用しないことが好ましい。

また、本実施形態の検針用通信端局１は、さらに複数の通信チャネルのそれぞれが利用チャネルとして用いられた継続時間を記憶する継続時間記憶部１ｆを備えることが好ましい。この場合、通信部１ｂは、複数の通信チャネルのうち、第２の閾値以下である継続時間に対応する通信チャネルを利用チャネルとして使用しない。

また、本実施形態の検針用通信端局１において、通信部１ｂは、複数の通信チャネルを通信チャネル群として設定し、通信チャネル群において、第３の閾値以上であるチャネル使用率に対応する通信チャネルの数が所定数以上になった場合、第３の閾値以上であるチャネル使用率に対応する通信チャネルを通信チャネル群から削除し、新しい通信チャネルを通信チャネル群に追加し、削除した通信チャネルおよび追加した通信チャネルの情報を通信先に通知することが好ましい。

また、上述のように本実施形態の検針用通信システムは、複数の検針用通信端局１と、複数の検針用通信端局１の各々との間で通信を行う親局２とを備える。複数の検針用通信端局１の各々は、複数の通信チャネルからいずれかを利用チャネルとして選択し、この利用チャネルを用いた通信を行う通信部１ｂと、利用チャネルに対してキャリアセンスを行い、利用チャネルが空き状態でない場合、キャリアセンスを所定周期で繰り返すキャリア検出部１ｃと、一定時間に対して利用チャネルに信号が発生している信号発生時間の和の割合をチャネル使用率として導出する導出部１ｄとを備える。通信部１ｂは、キャリア検出部１ｃのキャリアセンスによって利用チャネルが空き状態であることを検出した場合に信号の送信を開始し、利用チャネルのチャネル使用率が上限使用率以上である場合、利用チャネルを変更し、利用チャネルのチャネル使用率が上限使用率未満である場合、利用チャネルを変更することなく継続して使用する。導出部１ｄは、キャリアセンスが一定時間にわたって継続して行われた場合、信号発生時間が、所定周期に上限使用率を乗じることで得られる最小時間未満であれば、この信号発生時間を最小時間に置き換えてチャネル使用率を導出する。

また、本実施形態の検針用通信システムにおいて、複数の検針用通信端局１の各々は、さらに利用チャネルのチャネル使用率を記憶する使用率記憶部１ｅを備えることが好ましい。この場合、導出部１ｄは、利用チャネルに選択されている通信チャネルを含む複数の通信チャネルにそれぞれ対応する複数のチャネル使用率を導出する。使用率記憶部１ｅは、複数の通信チャネルにそれぞれ対応する複数のチャネル使用率を記憶する。通信部１ｂは、複数のチャネル使用率の情報を親局２へ送信する。親局２は、複数の検針用通信端局１のそれぞれから送信された複数のチャネル使用率の情報に基づいて、複数の検針用通信端局１のそれぞれにおいて利用チャネルとして使用しない通信チャネルを決定し、利用チャネルとして使用しない通信チャネルの情報を複数の検針用通信端局１のそれぞれに送信する。

本発明を幾つかの好ましい実施形態によって記述したが、この発明の本来の精神および範囲、即ち請求の範囲を逸脱することなく、当業者によって様々な修正および変形が可能である。

Claims (9)

1. 複数の通信チャネルからいずれかを利用チャネルとして選択し、この利用チャネルを用いた通信を行う通信部と、
   前記利用チャネルに対してキャリアセンスを行い、前記利用チャネルが空き状態でない場合、前記キャリアセンスを所定周期で繰り返すキャリア検出部と、
   一定時間に対して前記利用チャネルに信号が発生している信号発生時間の和の割合をチャネル使用率として導出する導出部と、を備え、
   前記通信部は、
   前記キャリア検出部の前記キャリアセンスによって前記利用チャネルが空き状態であることを検出した場合に信号の送信を開始し、
   前記利用チャネルの前記チャネル使用率が上限使用率以上である場合、前記利用チャネルを変更し、
   前記利用チャネルの前記チャネル使用率が上限使用率未満である場合、前記利用チャネルを変更することなく継続して使用し、
   前記導出部は、前記キャリアセンスが前記一定時間にわたって継続して行われた場合、前記信号発生時間が、前記所定周期に前記上限使用率を乗じることで得られる最小時間未満であれば、この信号発生時間を前記最小時間に置き換えて前記チャネル使用率を導出する
   ことを特徴とする通信端局。
2. 前記利用チャネルの前記チャネル使用率を記憶する使用率記憶部を備え、
   前記導出部は、前記利用チャネルに選択されている通信チャネルを含む前記複数の通信チャネルにそれぞれ対応する複数のチャネル使用率を導出し、
   前記使用率記憶部は、前記複数の通信チャネルにそれぞれ対応する前記複数のチャネル使用率を記憶し、
   前記通信部は、前記利用チャネルの前記チャネル使用率が前記上限使用率以上である場合、前記使用率記憶部に記憶した前記複数の通信チャネルのそれぞれの前記複数のチャネル使用率に基づいて、前記利用チャネルの変更先を決定する
   ことを特徴とする請求項１記載の通信端局。
3. 前記通信部は、前記利用チャネルの前記チャネル使用率が前記上限使用率以上である場合、前記使用率記憶部が記憶している前記複数の通信チャネルにそれぞれ対応する前記複数のチャネル使用率に基づいて、前記複数のチャネル使用率のうち最も低いチャネル使用率に対応する通信チャネルを、前記利用チャネルの変更先とすることを特徴とする請求項２記載の通信端局。
4. 前記通信部は、前記利用チャネルの前記チャネル使用率が前記上限使用率以上である場合、前記使用率記憶部が記憶している前記複数の通信チャネルにそれぞれ対応する前記複数のチャネル使用率に基づいて、前記複数の通信チャネルのうち１日の所定期間内における前記信号発生時間の和が最も短い通信チャネルを、前記利用チャネルの変更先とすることを特徴とする請求項２記載の通信端局。
5. 前記通信部は、前記複数の通信チャネルのうち、第１の閾値以上であるチャネル使用率に対応する通信チャネルを前記利用チャネルとして使用しないことを特徴とする請求項２記載の通信端局。
6. 前記複数の通信チャネルのそれぞれが前記利用チャネルとして用いられた継続時間を記憶する継続時間記憶部を備え、
   前記通信部は、前記複数の通信チャネルのうち、第２の閾値以下である継続時間に対応する通信チャネルを前記利用チャネルとして使用しない
   ことを特徴とする請求項５記載の通信端局。
7. 前記通信部は、前記複数の通信チャネルを通信チャネル群として設定し、前記通信チャネル群において、第３の閾値以上であるチャネル使用率に対応する通信チャネルの数が所定数以上になった場合、前記第３の閾値以上である前記チャネル使用率に対応する前記通信チャネルを前記通信チャネル群から削除し、新しい通信チャネルを前記通信チャネル群に追加し、前記削除した通信チャネルおよび前記追加した通信チャネルの情報を通信先に通知することを特徴とする請求項２乃至６いずれか記載の通信端局。
8. 複数の通信端局と、前記複数の通信端局の各々との間で通信を行う親局とを備え、
   前記複数の通信端局の各々は、複数の通信チャネルからいずれかを利用チャネルとして選択し、この利用チャネルを用いた通信を行う通信部と、前記利用チャネルに対してキャリアセンスを行い、前記利用チャネルが空き状態でない場合、前記キャリアセンスを所定周期で繰り返すキャリア検出部と、一定時間に対して前記利用チャネルに信号が発生している信号発生時間の和の割合をチャネル使用率として導出する導出部とを備え、
   前記通信部は、
   前記キャリア検出部の前記キャリアセンスによって前記利用チャネルが空き状態であることを検出した場合に信号の送信を開始し、
   前記利用チャネルの前記チャネル使用率が上限使用率以上である場合、前記利用チャネルを変更し、
   前記利用チャネルの前記チャネル使用率が上限使用率未満である場合、前記利用チャネルを変更することなく継続して使用し、
   前記導出部は、前記キャリアセンスが前記一定時間にわたって継続して行われた場合、前記信号発生時間が、前記所定周期に前記上限使用率を乗じることで得られる最小時間未満であれば、この信号発生時間を前記最小時間に置き換えて前記チャネル使用率を導出する
   ことを特徴とする通信システム。
9. 前記複数の通信端局の各々は、前記利用チャネルの前記チャネル使用率を記憶する使用率記憶部を備え、
   前記導出部は、前記利用チャネルに選択されている通信チャネルを含む前記複数の通信チャネルにそれぞれ対応する複数のチャネル使用率を導出し、
   前記使用率記憶部は、前記複数の通信チャネルにそれぞれ対応する前記複数のチャネル使用率を記憶し、
   前記通信部は、前記複数のチャネル使用率の情報を前記親局へ送信し、
   前記親局は、前記複数の通信端局のそれぞれから送信された前記複数のチャネル使用率の情報に基づいて、前記複数の通信端局のそれぞれにおいて前記利用チャネルとして使用しない通信チャネルを決定し、前記利用チャネルとして使用しない前記通信チャネルの情報を前記複数の通信端局のそれぞれに送信する
   ことを特徴とする請求項８記載の通信システム。
   

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