JP6201256B2 - 通信端末、および通信システム - Google Patents

Description

本発明は、通信端末、および通信システムに関するものである。

住戸、店舗、事務所等に設置された測定器の測定結果を無線信号によって送信する通信システムがある。

例えば、需要家毎に検針メータを設置して、商用電力、水道、ガス等のように供給事業者から供給される供給媒体の使用量を測定する。そして図４に示すように、各需要家には、例えば４００ＭＨｚ帯の小電力無線を用いて測定結果（検針データ）を送信する子局１０２を設置している。そして、検針員が、専用の検針器１０１（ハンディターミナル）を携行して個々の住戸を巡回し、検針器１０１−子局１０２間で１：１の通信を行うことによって、それぞれの住戸に設置された子局１０２から検針データを取得している（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２２９０１７号公報

近年、図５に示すように、各需要家に設けた子局２０２が、遠隔地に設けられた親局２０１に検針データを無線送信する遠隔検針システムが普及している。この遠隔検針システムにおいて、検針データを送信する子局２０２は、検針データを収集する親局２０１との間で通信を直接行うことができない場合、他の子局２０２を通信の中継に用いた通信ルートを、親局２０１との間で構築する。すなわち、親局２０１と複数の子局２０２とで、マルチホップ通信ネットワークを構成している。

しかしながら、上述の特許文献１のように、検針器１０１との間で通信を行う子局１０２は、マルチホップ通信の機能を備えておらず、この遠隔検針システムに参加できなかった。

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、マルチホップ通信の機能を備えていない子局がマルチホップ通信ネットワークを介して親局にデータを送信することを可能にする通信端末、および通信システムを提供することにある。

本発明の通信端末は、複数の第１子局の各々が親局との間に通信ルートを構築して、前記親局と前記第１子局とが互いにマルチホップ通信を行うマルチホップ通信ネットワークの前記第１子局に用いられる通信端末であって、前記マルチホップ通信ネットワークにおいて前記通信ルートを介したマルチホップ通信を行う第１通信部と、前記マルチホップ通信ネットワークに属することなくいずれかの第１子局に対応付けられた第２子局との間で通信を行う第２通信部とを備えて、前記親局から前記第２子局宛に送信された第１信号を前記第１通信部が受信した場合、前記第１信号の宛先である前記第２子局が自局に対応付けられていれば、前記第２通信部が前記第１信号を前記第２子局へ送信し、前記第１信号の宛先である前記第２子局が自局に対応付けられていなければ、前記第１通信部が前記第１信号を前記通信ルートにおける次ホップの前記第１子局へ送信し、前記第２通信部が前記第２子局から前記親局宛に送信された第２信号を受信した場合、前記第１通信部は、前記第２信号を前記親局へマルチホップ通信を用いて送信することを特徴とする。

この発明において、前記第１通信部は、互いに異なる第１周波数と第２周波数とを切替可能に用いて通信を行い、前記第１周波数を用いた通信の通信可能範囲は、前記第２周波数を用いた通信の通信可能範囲より狭く、前記第２通信部は、前記第２周波数を用いて前記第２子局との間で通信を行い、前記第１通信部は、前記親局または他の前記第１子局との間で前記第１周波数を用いた通信ができない場合、前記親局または他の前記第１子局との間で前記第２周波数を用いた通信を行うことが好ましい。

この発明において、前記第１通信部は、前記第２通信部が前記第２子局から受信した信号の受信信号強度の情報を他の前記第１子局との間で授受し、この授受された前記受信信号強度の情報に基づいて、前記第２子局を自局に対応付けるか否かを判断する管理部を備えることが好ましい。

この発明において、前記第１子局および前記第２子局は、供給事業者から供給される供給媒体の需要家における使用量を表す検針データを送信し、前記第２通信部が前記第２子局から受信した前記検針データの受信信号強度に基づいて、前記第２子局を自局に対応付けるか否かを判断する管理部を備えることが好ましい。

この発明において、前記第１子局および前記第２子局は、供給事業者から供給される供給媒体の需要家における使用量を表す検針データを送信し、前記第２通信部は、自局に対応付けられた前記第２子局から前記検針データを取得して記憶し、前記第１通信部は、前記親局から自局宛に送信された検針要求を受信した場合、自局の前記検針データおよび前記第２子局の前記検針データを前記親局宛に返信することが好ましい。

この発明において、前記第２通信部が前記第２子局と通信することによって前記第２信号を受信し、前記第１通信部が前記第２信号を前記親局宛に送信する場合、前記第１通信部は、前記第１子局との通信に適用する通信プロトコルを用いてエミュレートすることが好ましい。

この発明において、公衆回線網を介して前記親局と通信する第３通信部を備え、前記第１通信部を用いた前記親局との通信が不能状態になった場合、前記第３通信部を用いて前記親局との通信を行うことが好ましい。

本発明の通信システムは、親局と、前記親局との間に通信ルートを構築してマルチホップ通信ネットワークを構成する複数の第１子局と、前記マルチホップ通信ネットワークに属することなくいずれかの第１子局に対応付けられた第２子局とで構成されて、前記親局と前記第１子局とが互いにマルチホップ通信を行い、前記第１子局と前記第２子局とが互いに通信を行い、前記第１子局は、前記マルチホップ通信ネットワークにおいて前記通信ルートを介したマルチホップ通信を行う第１通信部と、前記第２子局との間で通信を行う第２通信部とを備え、前記親局から前記第２子局宛に送信された第１信号を前記第１通信部が受信した場合、前記第１信号の宛先である前記第２子局が自局に対応付けられていれば、前記第２通信部が前記第１信号を前記第２子局へ送信し、前記第１信号の宛先である前記第２子局が自局に対応付けられていなければ、前記第１通信部が前記第１信号を前記通信ルートにおける次ホップの前記第１子局へ送信し、前記第２通信部が前記第２子局から前記親局宛に送信された第２信号を受信した場合、前記第１通信部は、前記第２信号を前記親局へマルチホップ通信を用いて送信することを特徴とする。

この発明において、前記第２子局は、自局と通信可能な前記第１子局のうち、前記通信ルートのホップ数が最小である前記第１子局に対応付けられることが好ましい。

この発明において、前記第２子局の位置情報を格納したデータベースを備え、前記第１子局は、前記位置情報を用いて、自局に対応付ける前記第２子局を決定することが好ましい。

この発明において、前記親局は、前記第２子局との通信状況を前記第１子局へ送信し、前記第１子局は、前記親局と前記第２子局との通信状況に基づいて、前記第２子局との通信を制御することが好ましい。

この発明において、前記第２子局は、前記親局から自局宛に送信された検針要求を複数の前記第１子局経由で受信した場合、いずれか１つの前記第１子局のみにデータを返信することが好ましい。

この発明において、前記第１子局および前記第２子局は、プログラムを実行することによって動作し、前記第１子局は、前記通信ルートを介して前記親局から前記第１子局用の前記プログラムをダウンロードし、前記第２子局は、前記第１子局を介して前記親局から前記第２子局用の前記プログラムをダウンロードすることが好ましい。

以上説明したように、本発明の通信端末および通信システムでは、第１子局の第２通信部が第２子局との通信によって第２子局の検針データを取得した後、第１子局の第１通信部が親局へマルチホップ通信によって検針データを送信する。したがって、親局は、データ取得先の第２子局から検針情報を取得することができる。つまり、マルチホップ通信の機能を備えていない子局がマルチホップ通信ネットワークを介して親局にデータを送信することができるという効果がある。

実施形態の通信システム、通信端末の構成を示すブロック図である。 同上のシステム構成を示す概略図である。 同上の別の第１子局の構成を示すブロック図である。 従来のシステム構成を示すブロック図である。 従来の別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）
図２は、本実施形態の通信システムの全体構成図であり、図１は、この通信システムの一部を示すブロック図である。この通信システムは、親となる通信端末１が設置され、各需要家には、子となる通信端末２または子となる通信端末３が設置される。なお以降、親（コンセントレータ）となる通信端末１は親局１と称し、子となる通信端末２は第１子局２と称し、子となる通信端末３は第２子局３と称す。さらに、第１子局２を個別に識別する場合は、第１子局２１、２２、２３、．．．の符号を用い、第２子局３を個別に識別する場合は、第２子局３１、３２、３３、．．．の符号を用いる。

本通信システムにおいて、第１子局２は、９００ＭＨｚ帯を用いたマルチホップ通信機能を用いて、親局１との間で互いにマルチホップ通信を行うマルチホップ通信ネットワークを構成している。一方、第２子局３は、マルチホップ通信機能を備えておらず、マルチホップ通信ネットワークに属さずに、第１子局２との間で４００ＭＨｚ帯を用いた直接通信を行う。すなわち、本通信システムでは、マルチホップ通信機能を備える第１子局２と、マルチホップ通信機能を備えない第２子局３とが混在している。そして、親局１は、各需要家に関する所定データを第１子局２，第２子局３から取得し、この取得した所定データを、上位の収集装置４へ光ファイバ回線等を用いて送信する。収集装置４には、データベース５が接続されている。

本発明の通信端末を構成する第１子局２は、図１に示すように、第１通信部２ａ、第２通信部２ｂ、管理部２ｃを具備して構成される。

第１通信部２ａは、マルチホップ通信ネットワークにおいて親局１との間に構築した通信ルートを介して、９００ＭＨｚ帯を用いたマルチホップ通信を行う機能を有する。第２通信部２ｂは、マルチホップ通信ネットワークに属していない第２子局３との間で、４００ＭＨｚ帯を用いた直接通信を行う機能を有する。第１通信部２ａが用いる通信プロトコルと第２通信部２ｂが用いる通信プロトコルとは互いに異なる。したがって、第１子局２において、第２子局３とマルチホップ通信ネットワークとの間の通信を中継する場合、第１通信部２ａ−第２通信部２ｂ間では、プロトコル変換が行われる。なお、一般に、９００ＭＨｚ帯を用いた通信は、４００ＭＨｚ帯を用いた通信に比べて、通信速度は速いが（９００ＭＨｚ帯：１００ｋｂｐｓ、４００ＭＨｚ帯：４．８ｋｂｐｓ）、通信可能範囲は狭くなる。

管理部２ｃは、第２通信部２ｂの通信対象となる第２子局３を設定する（例えば、通信対象となる第２子局３の端末ＩＤを登録する）ことによって、第２子局３を自局に対応付ける。

以下、親局１が、各需要家における電力使用量、ガス使用量、水道使用量等の検針データを第１子局２，第２子局３から取得する遠隔検針システムを例にして説明する。親局１は、配下の第１子局２，第２子局３から定期的（例えば、３０分毎）に検針データを取得する。

親局１および第１子局２は、９００ＭＨｚ帯を用いたマルチホップ通信によりパケットを互いに送受している。すなわち、親局１と第１子局２との間で直接または間接に通信が行われ、親局１と直接通信できない第１子局２は、通信可能な距離にある他の第１子局２がパケットを順次中継することで、親局１との間で間接通信を行っている。

図１において、親局１−第１子局２１−第１子局２２−第１子局２３の通信ルートが構築されており、親局１が、データ取得先の第１子局２３宛の検針要求を送信する。親局１は、配下の全ての第１子局２との間に構築された通信ルートに関する情報（通信ルート情報）を記憶しており、第１子局２３に至る通信ルート情報を付加した検針要求を次ホップの第１子局２１へ送信する。通信ルート情報は、親局１から第１子局２３までの通信ルート上の親局１、第１子局２１，２２，２３の各端末ＩＤが順に並べられることによって表される。次ホップの第１子局２１の第１通信部２ａは、検針要求を受信すると、受信した検針要求に付加された通信ルート情報を参照し、受信した検針データをさらに次ホップの第１子局２２へ送信することによって、検針要求を中継する。このようにして、検針要求は、通信ルートを構成する第１子局２１，２２の第１通信部２ａによって順次中継され、最終の送信先である第１子局２３の第１通信部２ａに到達する。また、親局１との間で直接通信が可能な第１子局２の第１通信部２ａは、他の第１子局２が中継することなく、親局１から検針要求を直接受信する。

第１子局２は、親局１との間に構築された通信ルートに関する情報（通信ルート情報）を記憶している。そして、第１子局２３の第１通信部２ａは、自局宛の検針要求を受信すると、親局１へ至る通信ルート情報を付加した自局の検針データを次ホップの第１子局２２へ送信（返信）する。通信ルート情報は、第１子局２３から親局１までの通信ルート上の親局１、第１子局２１，２２，２３の各端末ＩＤが順に並べられることによって表される。次ホップの第１子局２２の第１通信部２ａは、検針データを受信すると、受信した検針データに付加された通信ルート情報を参照し、受信した検針データをさらに次ホップの第１子局２１へ送信することによって、検針データを中継する。このようにして、第１子局２３の検針データは、通信ルートを構成する第１子局２１，２２の第１通信部２ａによって順次中継され、最終の送信先である親局１に到達する。また、親局１との間で直接通信が可能な第１子局２の第１通信部２ａは、他の第１子局２が中継することなく、検針データを親局１へ直接送信する。

上述のように、第１子局２の第１通信部２ａが、マルチホップ通信により親局１との間でパケットを互いに送受することによって、親局１は、データ取得先の第１子局２から検針情報を取得することができる。

一方、第２子局３はマルチホップ通信機能を備えていないため、親局１−第２子局３間では、マルチホップ通信によりパケットを互いに送受することはできない。そこで、第１子局２の第２通信部２ｂが第２子局３との間で直接通信を行うことによって、第２子局３の検針データを取得し、第１通信部２ａがマルチホップ通信ネットワークを介して親局１へ検針データを送信する。すなわち、第１子局２は、第２子局３とマルチホップ通信ネットワークとの間のプロトコル変換処理、中継処理を行う。第１子局２の第２通信部２ｂは、管理部２ｃによって自局に対応付けられた第２子局３がある場合、この対応付けられた第２子局３との間で通信を行う。

例えば図１において、親局１が、第２子局３１宛の検針要求を送信する場合の動作を説明する。

まず、第１子局２３の管理部２ｃは、第２子局３１を自局に対応付けている。さらに親局１は、配下の第１子局２と第２子局３との対応関係を示す情報（対応情報）を記憶しており、第２子局３１が第１子局２３に対応付けられていることを把握している。そして、親局１は、第１子局２３に至る通信ルート情報を第２子局３１宛の検針要求に付加し、この第２子局３１宛の検針要求を次ホップの第１子局２１へ送信する。次ホップの第１子局２１は、検針要求の宛先である第２子局３１が自局に対応付けられていない。したがって、次ホップの第１子局２１の第１通信部２ａは、検針要求を受信すると、受信した検針要求に付加された通信ルート情報を参照し、受信した検針データをさらに次ホップの第１子局２２へ送信することによって、検針要求を中継する。このようにして、検針要求は、通信ルートを構成する第１子局２１，２２の第１通信部２ａによって順次中継され、第１子局２３の第１通信部２ａに到達する。

第２子局３１宛の検針要求を受信した第１子局２３は、第２子局３１が対応付けられており、第１子局２３の第２通信部２ｂは、第２子局３１へ検針要求を送信する。このようにして、検針要求は、最終の送信先である第２子局３１へ到達する。

そして、第２子局３１は、自局宛の検針要求を受信すると、自局の検針データを送信（返信）する。第１子局２３では、第２通信部２ｂが第２子局３１の検針データを受信すると、第１通信部２ａが検針データをマルチホップ通信によって親局１へ送信する。すなわち、第１子局２３の第１通信部２ａは、親局１へ至る通信ルート情報を付加した第２子局３１の検針データを次ホップの第１子局２２へ送信する。次ホップの第１子局２２の第１通信部２ａは、検針データを受信すると、受信した検針データに付加された通信ルート情報を参照し、受信した検針データをさらに次ホップの第１子局２１へ送信することによって、検針データを中継する。このようにして、第２子局３１の検針データは、通信ルートを構成する第１子局２１，２２の第１通信部２ａによって順次中継され、最終の送信先である親局１に到達する。

このように、親局１は、第１子局２および第２子局３の各検針データを定期的に取得する。そして、収集装置４は、各需要家の第１子局２および第２子局３の各検針データを親局１から収集する。収集装置４が収集した検針データは、各需要家における課金データの算出に用いられる。

上述のように、本通信システムは、９００ＭＨｚ帯を用いたマルチホップ通信機能を備えた第１通信部２ａ、および４００ＭＨｚ帯を用いた直接通信を行う第２通信部２ｂの両方を具備するハイブリッドの第１子局２を用いて構成されている。そして、第１子局２の第２通信部２ｂが第２子局３との通信によって第２子局３の検針データを取得した後、第１子局２の第１通信部２ａが親局１へマルチホップ通信によって検針データを送信する。したがって、親局１は、データ取得先の第２子局３から検針情報を取得することができる。つまり、マルチホップ通信の機能を備えていない第２子局３がマルチホップ通信ネットワークを介して親局１にデータを送信することが可能になる。

上述の第１子局２は、複数の第１子局２の各々が親局１との間に通信ルートを構築して、親局１と第１子局２とが互いにマルチホップ通信を行うマルチホップ通信ネットワークの第１子局２に用いられる通信端末である。この第１子局２は、マルチホップ通信ネットワークにおいて通信ルートを介したマルチホップ通信を行う第１通信部２ａを備える。さらに、第１子局２は、マルチホップ通信ネットワークに属することなくいずれかの第１子局２に対応付けられた第２子局３との間で通信を行う第２通信部２ｂを備える。そして、第１子局２は、親局１から第２子局３宛に送信された第１信号（例えば、検針要求）を第１通信部２ａが受信した場合、第１信号の宛先である第２子局３が自局に対応付けられていれば、第２通信部２ｂが第１信号を第２子局３へ送信する。また、第１子局２は、第１信号の宛先である第２子局３が自局に対応付けられていなければ、第１通信部２ａが第１信号を通信ルートにおける次ホップの第１子局２へ送信する。また、第１子局２は、第２通信部２ｂが第２子局３から親局１宛に送信された第２信号（例えば、検針データ）を受信した場合、第１通信部２ａが、第２信号を親局１へマルチホップ通信を用いて送信する。

また、上述の通信システムは、親局１と、親局１との間に通信ルートを構築してマルチホップ通信ネットワークを構成する複数の第１子局２と、マルチホップ通信ネットワークに属することなくいずれかの第１子局２に対応付けられた第２子局３とで構成される。そして、親局１と第１子局２とが互いにマルチホップ通信を行い、第１子局２と第２子局３とが互いに通信を行う。そして、第１子局２は、マルチホップ通信ネットワークにおいて通信ルートを介したマルチホップ通信を行う第１通信部２ａと、第２子局３との間で通信を行う第２通信部２ｂとを備える。そして、第１子局２は、親局１から第２子局３宛に送信された第１信号（例えば、検針要求）を第１通信部２ａが受信した場合、第１信号の宛先である第２子局３が自局に対応付けられていれば、第２通信部２ｂが第１信号を第２子局３へ送信する。また、第１子局２は、第１信号の宛先である第２子局３が自局に対応付けられていなければ、第１通信部２ａが第１信号を通信ルートにおける次ホップの第１子局２へ送信する。また、第１子局２は、第２通信部２ｂが第２子局３から親局１宛に送信された第２信号（例えば、検針データ）を受信した場合、第１通信部２ａは、第２信号を親局１へマルチホップ通信を用いて送信する。

次に、第１子局２の管理部２ｃの動作について説明する。管理部２ｃは、第２通信部２ｂの通信対象となる第２子局３を設定することによって、通信対象の第２子局３を自局に対応付ける。

具体的に図１において、通信システムへの参入前の第２子局３１は、参入要求をブロードキャストする。第２子局３１の周囲に存在する第１子局２３，２４，２５の第２通信部２ｂは、参入要求を受信できる。参入要求には、第２子局３１の端末ＩＤが付加されており、第１子局２３，２４，２５は、第２子局３１の端末ＩＤを取得できる。

そして、第２子局３１から参入要求を受信した第１子局２３，２４，２５の第２通信部２ｂは、参入要求の受信信号強度（ＲＳＳＩ：Received SignalStrength Indicator）を測定し、第１通信部２ａは、この測定結果であるＲＳＳＩ情報をブロードキャストする。すなわち、参入要求を送信した第２子局３１の周囲に存在する第１子局２３，２４，２５の第１通信部２ａは、他の第１子局２からＲＳＳＩ情報を受信できる。そして、第１子局２３，２４，２５の管理部２ｃは、自局が受信した参入要求の受信信号強度が、他の第１子局２が受信した参入要求の受信信号強度より大きければ、第２子局３１を自局に対応付ける。すなわち、参入要求をブロードキャストした第２子局３１の周囲に存在する第１子局２３，２４，２５のうち、参入要求の受信信号強度が最大となる第１子局２（この場合、第１子局２３）が、第２子局３１を自局に対応付ける。そして、第１子局２３は、第２子局３１に対して参入通知を送信し、第２子局３１は、第１子局２３に対応付けられたことを認識できる。さらに、第１子局２３の第１通信部２ａは、第２子局３１を自局に対応付けたことを親局１へマルチホップ通信によって通知する。以降、この第２子局３１の第２通信部２ｂは、対応付けられた第１子局２３とのみ通信を行う。而して、第２子局３は、自局との通信状態が良好である第１子局２に対応付けられるので、親局１−第２子局３間の通信経路の最適化を図ることができる。

また、第１子局２３に対応付けられた第２子局３１は、自局宛の検針データ要求を第１子局２３から受信すると、自局の検針データをブロードキャストすることによって、第１子局２３を介して親局１へ検針データを送信してもよい。この場合、第２子局３１がブロードキャストした検針データは、第１子局２３の第２通信部２ｂだけでなく、第１子局２４，２５の第２通信部２ｂも受信できる。そして、第２子局３１から検針データを受信した第１子局２３，２４，２５の第２通信部２ｂは、検針データの受信信号強度を測定し、第１通信部２ａは、この測定結果であるＲＳＳＩ情報をブロードキャストする。すなわち、検針データを送信した第２子局３１の周囲に存在する第１子局２３，２４，２５の第１通信部２ａは、他の第１子局２から検針データのＲＳＳＩ情報を受信できる。そして、第１子局２３，２４，２５の管理部２ｃは、自局が受信した検針データの受信信号強度が、他の第１子局２が受信した検針データの受信信号強度より大きければ、第２子局３１を自局に対応付ける。すなわち、検針データをブロードキャストした第２子局３１の周囲に存在する第１子局２３，２４，２５のうち、検針データの受信信号強度が最大となる第１子局２が、第２子局３１を自局に対応付けることによって、第２子局３１の対応付けを更新する。

すなわち、第１子局２は、第２子局３が送信する検針データをルーティングパケットとして用いることによって、第２子局３の通信経路を更新している。したがって、第２子局３の通信環境が変化した場合でも、第２子局３の通信経路を最適化できる。また、第２子局３は、専用のルーティングパケット（例えば、ハローパケット（Hello Packet））を送信する必要がなく、第２子局３の構成を簡略化できる。

また、第２子局３をいずれかの第１子局２に対応付ける他の方法として、ある第２子局３と通信可能な第１子局２のうち、通信ルートのホップ数が最小である第１子局２に、この第２子局３を対応付けてもよい。具体的に図１において、通信システムへの参入前の第２子局３１は、参入要求をブロードキャストする。第２子局３１の周囲に存在する第１子局２３，２４，２５の第２通信部２ｂは、参入要求を受信できる。そして、第２子局３１から参入要求を受信した第１子局２３，２４，２５の第１通信部２ａは、自局の通信ルート情報をブロードキャストする。すなわち、参入要求を送信した第２子局３１の周囲に存在する第１子局２３，２４，２５の第１通信部２ａは、他の第１子局２の通信ルート情報を取得できる。

そして、第１子局２３，２４，２５の管理部２ｃは、自局の通信ルートのホップ数が、他の第１子局２の通信ルートのホップ数より少なければ、第２子局３１を自局に対応付ける。すなわち、参入要求をブロードキャストした第２子局３１の周囲に存在する第１子局２３，２４，２５のうち、通信ルートのホップ数が最小となる第１子局２（この場合、第１子局２３）が、第２子局３１を自局に対応付ける。そして、第１子局２３は、第２子局３１に対して参入通知を送信し、第２子局３１は、第１子局２３に対応付けられたことを認識できる。さらに、第１子局２３の第１通信部２ａは、第２子局３１を自局に対応付けたことを親局１へマルチホップ通信によって通知する。以降、この第２子局３１の第２通信部２ｂは、対応付けられた第１子局２３とのみ通信を行う。したがって、親局１−第２子局３間の通信経路におけるホップ数を少なくできるので、親局１−第２子局３間の通信に要する時間を短縮できる。而して、親局１が、第２子局３から検針データを取得するのに要する時間を短縮できる。

また、第２子局３をいずれかの第１子局２に対応付ける他の方法として、第２子局３の位置情報を格納したデータベース５を備え、第１子局２の管理部２ｃは、位置情報を用いて、自局に対応付ける第２子局３を決定してもよい。具体的に、位置情報は、第２子局３を設置した場所の情報（座標、住所等）に、この第２子局３の端末ＩＤを付加して構成されている。そして、第２子局３１が新たに設置された場合、収集装置４は、第２子局３１の位置情報をデータベース５から取得して、この位置情報を親局１へ送信する。親局１は、第２子局３１の位置情報を配下の全ての第１子局２へ送信する。

第１子局２の第１通信部２ａは、第２子局３１の位置情報を受信し、管理部２ｃへ位置情報を引き渡す。第１子局２の管理部２ｃは、自局の位置情報（座標、住所等）を予め記憶しており、第２子局３１の位置情報と自局の位置情報とを比較して、自局と第２子局３１との間の距離が閾値以下であれば、自局を候補端末とする。そして、候補端末となった第１子局２同士は、通信ルートのホップ数および通信品質、第２子局３１から受信した信号の受信信号強度等の情報を互いに授受する。候補端末となった第１子局２の管理部２ｃは、通信ルートのホップ数および通信品質、受信信号強度等に基づいて、自局と第２子局３１との通信環境が最良であるか否かを判断する。すなわち、複数の候補端末の第１子局２から、第２子局３１との通信環境が最良である１台の第１子局２が決定される。そして、第２子局３１との通信環境が最良であると判断した第１子局２では、管理部２ｃが第２子局３１を自局に対応付ける。したがって、第２子局３は、通信状態が良好である第１子局２に対応付けられるので、親局１−第２子局３間の通信経路の最適化を図ることができる。

また、第１子局２の第１通信部２ａは、９００ＭＨｚ帯だけでなく、９００ＭＨｚ帯と４００ＭＨｚ帯とを切替可能に用いてマルチホップ通信を行う構成であってもよい。９００ＭＨｚ帯を用いた通信は、４００ＭＨｚ帯を用いた通信に比べて、通信速度は速いが（９００ＭＨｚ帯：１００ｋｂｐｓ、４００ＭＨｚ帯：４．８ｋｂｐｓ）、通信可能範囲は狭くなる。そこで、第１子局２の第１通信部２ａは、９００ＭＨｚ帯を用いた通信によって通信ルートを構築できない場合、通信周波数を９００ＭＨｚ帯から４００ＭＨｚ帯に切り替えて、４００ＭＨｚ帯を用いた通信によって通信ルートを構築する。したがって、第１子局２が、通信ルートを構築できずに孤立端末となることを抑制でき、通信不能となる第１子局２の台数を低減させることができる。

また、第１子局２は、図３に示すように、第３通信部２ｄを備えてもよい。第３通信部２ｄは、携帯電話回線網（３Ｇ回線等）を含む公衆回線網を介して親局１と通信する機能を有しており、公衆回線網の通信範囲内であれば、親局１との通信を安定して行うことができる。そして、第１子局２は、第１通信部２ａを用いた親局１とのマルチホップ通信が不能状態になった場合、第３通信部２ｄを用いて親局１と通信を行う。したがって、第１子局２が、親局１との間で通信ルートを構築できずに孤立端末となることを抑制でき、通信不能となる第１子局２の台数を低減させることができる。

また、第１子局２の第２通信部２ｂは、管理部２ｃによって対応付けられている第２子局３に対して、定期的（例えば、３０分毎）に検針要求を送信して、第２子局３から検針データを取得してもよい。第１子局２の第１通信部２ａは、この第２子局３から定期的に取得した検針データを記憶しておく。そして、第１子局２の第１通信部２ａは、親局１から自局宛に送信された検針要求を受信した場合、自局の検針データおよび記憶している第２子局３の検針データの両方を親局１宛に返信する。すなわち、第１子局２は、自局に対応付けられている第２子局３の検針データを予め収集しておき、自局の検針データとともに第２子局３の検針データも親局１へ送信するので、親局１の通信回数を減らして、検針に要する時間を短縮できる。

また、第１子局２において、第２通信部２ｂが第２子局３と通信することによって検針データ等の信号（第２信号）を受信し、第１通信部２ａがこの信号を親局１宛に送信する場合、第１通信部２ａは、第１子局２との通信に適用する通信プロトコルを用いてエミュレートしてもよい。すなわち、上位系装置である親局１、収集装置４が第２子局３との間で通信して、検針データ等の信号を取得する場合、これらの上位系装置から見て、第１子局２との通信時と同様の通信シーケンスに見えるように、第１通信部２ａがエミュレートする。

したがって、第１子局２のみで構成されている通信システムに、マルチホップ通信機能を備えていない第２子局３を追加した場合でも、親局１、収集装置４の構成変更、または第２子局３の構成変更が不要となる。また、第１子局２の第１通信部２ａがエミュレートすることによって、親局１、収集装置４等の上位系装置は、第１子局２，第２子局３の両方を、第１通信部２ａの通信プロトコルで用いる端末ＩＤのみで管理できる。すなわち、上位系装置は、第１子局２の通信経路に関する通信ルート情報を格納したテーブルと、第２子局３の通信経路に関する通信ルート情報を格納したテーブルとを別々に備える必要がなく、第１子局２，第２子局３の各通信ルート情報を１つのテーブル内で管理することができる。

例えば、第２子局３が、第１子局２を介して、自局が用いる通信とは異なる通信プロトコルで運用されているマルチホップ通信ネットワークに通信接続する。この場合、第２子局３は、上位系装置である親局１、収集装置４から送信された制御信号（第１信号）を受信したり、イベント信号（第２信号）を上位系装置へ送信する。そして、第２子局３と直接通信を行う第１子局２は、上位系装置から見て第２子局３が第１子局２と等価な動作を行うように、通信電文内容の変換や通信タイミングの変換を行う。なお、制御信号には、上述の検針要求以外に、開閉器制御要求、ファームダウンロード要求、デマンドレスポンス信号などがある。開閉器制御要求は、各需要家に供給する電力系統に設けた開閉器（図示なし）をオン・オフ制御する信号である。ファームダウンロード要求は、第２子局３に対してファームウェアのダウンロードの実行を要求する信号である。デマンドレスポンス信号は、需要家に対してデマンドレスポンスを要請する信号である。また、イベント信号としては、需要家における停電復旧時に送信される停電復旧信号、デマンドレスポンス信号に対する応答信号などがある。

また、第１子局２は、第２子局３との通信時にエミュレート処理を行う場合、通信先の第２子局３より下流にネットワークを構築されたくない。そこで、第１子局２の第１通信部２ａは、エミュレート処理を行う場合、ハローパケット等のルーティングパケットを送信しない、または送信時の電波強度を小さくするなどの制御を行う。なお、第１子局２の第１通信部２ａは、自局の通信（自局の検針データの送信処理等）を行う場合、電波強度を下げることなくルーティングパケット等の信号を送信する。

また、親局１は、第２子局３との通信状況を第１子局２へ送信し、第１子局２は、親局１と第２子局３との通信状況に基づいて、第２子局３との通信を制御してもよい。例えば、収集装置４が、配下の第１子局２および第２子局３に対する定期検針のシーケンスが一回り完了した時点で、検針データを取得していない未検針（検出漏れ）の第２子局３の存在を検出したとする。この場合、収集装置４は、この検出漏れの第２子局３を対応付けた第１子局２が、この検出漏れの第２子局３との間で通信不能になっていると判断する。そこで、収集装置４は、検出漏れの第２子局３に関するデータ（検出漏れの第２子局３の位置情報を含む）を、データベース５から取得し、親局１へ送信する。親局１は、検出漏れの第２子局３に関するデータを、配下の全ての第１子局２へ送信する。

第１子局２の第１通信部２ａは、検出漏れの第２子局３に関するデータを親局１から受信し、管理部２ｃへ位置情報を引き渡す。第１子局２の管理部２ｃは、自局の位置情報（座標、住所等）を予め記憶しており、検出漏れの第２子局３の位置情報と自局の位置情報とを比較して、自局と検出漏れの第２子局３との間の距離が閾値以下であれば、自局を候補端末とする。そして、候補端末となった第１子局２同士は、通信ルートのホップ数および通信品質、未検針の第２子局３から受信した信号の受信信号強度等の情報を互いに授受する。候補端末となった第１子局２の管理部２ｃは、通信ルートのホップ数および通信品質、受信信号強度等に基づいて、自局と検出漏れの第２子局３との通信環境が最良であるか否かを判断する。すなわち、複数の候補端末の第１子局２から、検出漏れの第２子局３との通信環境が最良である１台の第１子局２を決定し直す。そして、検出漏れの第２子局３との通信環境が最良であると判断した第１子局２では、管理部２ｃが検出漏れの第２子局３を自局に対応付けて、検出漏れの第２子局３から検針データを取得する。したがって、検出漏れの第２子局３は、通信状態が良好である第１子局２に再び対応付けられるので、親局１による検針処理を正常に完了させることができる。

また、１台の第２子局３が、複数の第１子局２に対応付けられる構成であってもよい。例えば、第１子局２は、通信ルートのホップ数および通信品質、第２子局３が発する信号の受信信号強度、位置情報等に基づいて、自局と第２子局３との通信環境が予め決められた基準を満足すれば、この第２子局３を自局に対応付ける。この場合、１台の第２子局３が複数の第１子局２に対応付けられて、第２子局３は、親局１から自局宛に送信された検針要求を複数の第１子局２経由で受信するという状況が発生し得る。そして、複数の第１子局２から同一の検針要求（例えば、同一時刻の検針要求）を受信した第２子局３は、最初に受信した検針要求の送信元である第１子局２に対してのみ、検針データを返信する。２番目以降に受信した検針要求の送信元である第１子局２に対しては、検針データを返信しない。したがって、第２子局３が同じデータを重複して送信することを抑制でき、通信トラフィックを低減させることができる。

また、第１子局２および第２子局３は、マイクロコンピュータを搭載して、このマイクロコンピュータが実行するプログラム（ファームウェア）をメモリ（図示なし）に格納しており、マイクロコンピュータがプログラムを実行することによって動作する。そして、第１子局２および第２子局３は、親局１から新しいバージョンのプログラムを、マルチホップ通信ネットワークを介してダウンロードして、メモリ内のプログラムを更新する。第１子局２は、自局と親局１との間に構築した通信ルートを介して、親局１から新しいバージョンの第１子局用プログラムをダウンロードする。第２子局３は、自局に対応付けられた第１子局２を介して親局１から取得した新しいバージョンの第２子局用プログラムを、自局にダウンロードする。

従来、子局は、無線を用いた通信によって親局との間で通信して、新しいバージョンのプログラムをダウンロードしていた。しかしながら、第１子局２および第２子局３は、新しいバージョンのプログラムを、親局１からマルチホップ通信ネットワークを介してダウンロードすることによって、効率よくダウンロード処理を行うことができる。

また、親局１が、予め設定された所定の情報を第１子局２および第２子局３との間で送受することによって、各需要家内の機器の状態を監視する遠隔監視システム、各需要家内の機器の状態を制御する遠隔制御システム等を構成することも可能である。

１ 親局
２ 第１子局
２ａ 第１通信部
２ｂ 第２通信部
２ｃ 管理部
３ 第２子局
４ 収集装置
５ データベース

Claims (13)

1. 複数の第１子局の各々が親局との間に通信ルートを構築して、前記親局と前記第１子局とが互いにマルチホップ通信を行うマルチホップ通信ネットワークの前記第１子局に用いられる通信端末であって、
   前記マルチホップ通信ネットワークにおいて前記通信ルートを介したマルチホップ通信を行う第１通信部と、前記マルチホップ通信ネットワークに属することなくいずれかの第１子局に対応付けられた第２子局との間で通信を行う第２通信部とを備えて、
   前記親局から前記第２子局宛に送信された第１信号を前記第１通信部が受信した場合、前記第１信号の宛先である前記第２子局が自局に対応付けられていれば、前記第２通信部が前記第１信号を前記第２子局へ送信し、前記第１信号の宛先である前記第２子局が自局に対応付けられていなければ、前記第１通信部が前記第１信号を前記通信ルートにおける次ホップの前記第１子局へ送信し、
   前記第２通信部が前記第２子局から前記親局宛に送信された第２信号を受信した場合、前記第１通信部は、前記第２信号を前記親局へマルチホップ通信を用いて送信する
   ことを特徴とする通信端末。
2. 前記第１通信部は、互いに異なる第１周波数と第２周波数とを切替可能に用いて通信を行い、前記第１周波数を用いた通信の通信可能範囲は、前記第２周波数を用いた通信の通信可能範囲より狭く、
   前記第２通信部は、前記第２周波数を用いて前記第２子局との間で通信を行い、
   前記第１通信部は、前記親局または他の前記第１子局との間で前記第１周波数を用いた通信ができない場合、前記親局または他の前記第１子局との間で前記第２周波数を用いた通信を行う
   ことを特徴とする請求項１記載の通信端末。
3. 前記第１通信部は、前記第２通信部が前記第２子局から受信した信号の受信信号強度の情報を他の前記第１子局との間で授受し、
   この授受された前記受信信号強度の情報に基づいて、前記第２子局を自局に対応付けるか否かを判断する管理部を備える
   ことを特徴とする請求項１または２記載の通信端末。
4. 前記第１子局および前記第２子局は、供給事業者から供給される供給媒体の需要家における使用量を表す検針データを送信し、
   前記第２通信部が前記第２子局から受信した前記検針データの受信信号強度に基づいて、前記第２子局を自局に対応付けるか否かを判断する管理部を備える
   ことを特徴とする請求項１または２記載の通信端末。
5. 前記第１子局および前記第２子局は、供給事業者から供給される供給媒体の需要家における使用量を表す検針データを送信し、
   前記第２通信部は、自局に対応付けられた前記第２子局から前記検針データを取得して記憶し、前記第１通信部は、前記親局から自局宛に送信された検針要求を受信した場合、自局の前記検針データおよび前記第２子局の前記検針データを前記親局宛に返信する
   ことを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の通信端末。
6. 前記第２通信部が前記第２子局と通信することによって前記第２信号を受信し、前記第１通信部が前記第２信号を前記親局宛に送信する場合、前記第１通信部は、前記第１子局との通信に適用する通信プロトコルを用いてエミュレートすることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の通信端末。
7. 公衆回線網を介して前記親局と通信する第３通信部を備え、前記第１通信部を用いた前記親局との通信が不能状態になった場合、前記第３通信部を用いて前記親局との通信を行うことを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載の通信端末。
8. 親局と、前記親局との間に通信ルートを構築してマルチホップ通信ネットワークを構成する複数の第１子局と、前記マルチホップ通信ネットワークに属することなくいずれかの第１子局に対応付けられた第２子局とで構成されて、前記親局と前記第１子局とが互いにマルチホップ通信を行い、前記第１子局と前記第２子局とが互いに通信を行い、
   前記第１子局は、前記マルチホップ通信ネットワークにおいて前記通信ルートを介したマルチホップ通信を行う第１通信部と、前記第２子局との間で通信を行う第２通信部とを備え、前記親局から前記第２子局宛に送信された第１信号を前記第１通信部が受信した場合、前記第１信号の宛先である前記第２子局が自局に対応付けられていれば、前記第２通信部が前記第１信号を前記第２子局へ送信し、前記第１信号の宛先である前記第２子局が自局に対応付けられていなければ、前記第１通信部が前記第１信号を前記通信ルートにおける次ホップの前記第１子局へ送信し、前記第２通信部が前記第２子局から前記親局宛に送信された第２信号を受信した場合、前記第１通信部は、前記第２信号を前記親局へマルチホップ通信を用いて送信する
   ことを特徴とする通信システム。
9. 前記第２子局は、自局と通信可能な前記第１子局のうち、前記通信ルートのホップ数が最小である前記第１子局に対応付けられることを特徴とする請求項８記載の通信システム。
10. 前記第２子局の位置情報を格納したデータベースを備え、
    前記第１子局は、前記位置情報を用いて、自局に対応付ける前記第２子局を決定する
    ことを特徴とする請求項８記載の通信システム。
11. 前記親局は、前記第２子局との通信状況を前記第１子局へ送信し、前記第１子局は、前記親局と前記第２子局との通信状況に基づいて、前記第２子局との通信を制御することを特徴とする請求項８乃至１０いずれか記載の通信システム。
12. 前記第２子局は、前記親局から自局宛に送信された検針要求を複数の前記第１子局経由で受信した場合、いずれか１つの前記第１子局のみにデータを返信することを特徴とする請求項８乃至１１いずれか記載の通信システム。
13. 前記第１子局および前記第２子局は、プログラムを実行することによって動作し、
    前記第１子局は、前記通信ルートを介して前記親局から前記第１子局用の前記プログラムをダウンロードし、
    前記第２子局は、前記第１子局を介して前記親局から前記第２子局用の前記プログラムをダウンロードする
    ことを特徴とする請求項８乃至１２いずれか記載の通信システム。

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