JP6822702B1 - 無線通信装置、無線収集装置、無線通信システム、制御方法及び制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】効率よく電源の状態を通報することが可能な無線通信装置、無線収集装置、無線通信システム、制御方法及び制御プログラムを提供する。【解決手段】無線通信装置１００は、電源停止時に通信動作が可能な停電動作可能時間を算出する算出部１０１と、算出された停電動作可能時間を無線収集装置１１０へ通知する通知部１０２と、電源停止が検出された場合、停電動作可能時間に応じて無線収集装置１１０から指示された停電通報タイミングで無線収集装置１１０へ電源停止を通報する通報部１０３と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、無線通信装置、無線収集装置、無線通信システム、制御方法及び制御プログラムに関する。

近年、無線ＬＡＮ（Local Area Network）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、携帯電話通信などの無線通信を利用した無線通信システムが広く普及している。このような無線通信システムでは、基地局やアクセスポイント等の親局である無線収集装置と、無線端末装置等の子局である複数の無線通信装置との間で必要に応じて様々なデータやメッセージが送受信される。

関連する技術として、例えば、特許文献１〜３が知られている。特許文献１には、緊急通報システムにおいて、電池切れで子機を使用することができなくなる事態を回避するため、子機の電池残量が閾値以下になった時、子機から保守データを送信することが記載されている。特許文献２には、警報転送方式において、加入者局装置が発生した障害の優先レベルの優先順位に従って、緊急性の高い障害の場合には加入者局装置の送信リトライ時間を短くし、緊急性の低い障害の場合には送信リトライ時間を長くすることで、警報を送信することが記載されている。特許文献３には、無線ノードのコリジョンを回避するためにランダムの遅延期間を用いて送信することが記載されている。

なお、その他の関連する技術として、特許文献４には、コンデンサの良否判定装置が記載され、特許文献５には、コンデンサの劣化検出回路が記載され、特許文献５には、バッテリーの放電時間予測装置が記載されている。

特開２００２−１９７５７４号公報 特開２０００−３４１２０７号公報 特開２００９−１０５８９２号公報 特許第４３６２９６２号公報 特開２０１０−２３３４２５号公報 特開２００１−０７６７６３号公報

上記のような関連する技術では、電池残量に応じて子局から親局へ電源の状態を通報することが可能であるものの、子局に供給される電源が停止した場合に子局から親局へ通報することができない。一方、電源停止時にバックアップ電源を用いて、子局から親局へ電源の状態を通報することも考えられる。しかしながら、関連する技術では、バックアップ電源を用いることが考慮されていないため、タイミングによって効率よく電源の状態を通報することができない場合があるという問題がある。

本開示は、このような課題に鑑み、効率よく電源の状態を通報することが可能な無線通信装置、無線収集装置、無線通信システム、制御方法及び制御プログラムを提供することを目的とする。

本開示に係る無線通信装置は、電源停止時に通信動作が可能な停電動作可能時間を算出する算出部と、前記算出された停電動作可能時間を無線収集装置へ通知する通知部と、前記電源停止が検出された場合、前記停電動作可能時間に応じて前記無線収集装置から指示された停電通報タイミングで前記無線収集装置へ前記電源停止を通報する通報部と、を備えるものである。

本開示に係る無線収集装置は、無線通信装置から通知された停電動作可能時間に基づいて、前記無線通信装置の電源停止時における停電通報タイミングを決定する決定部と、前記決定された停電通報タイミングを前記無線通信装置へ指示する指示部と、を備えるものである。

本開示に係る無線通信システムは、複数の上記無線通信装置と、上記無線収集装置と、で構成されるものである。

本開示に係る一の制御方法は、上記無線通信装置の制御方法である。また、本開示に係る他の制御方法は、上記無線収集装置の制御方法である。

本開示に係るさらに他の制御方法は、上記無線通信システムの制御方法である。

本開示に係る一の制御プログラムは、コンピュータを、上記無線通信装置として機能させることを特徴とする制御プログラムである。また、本開示に係る他の制御プログラムは、コンピュータを、上記無線収集装置として機能させることを特徴とする制御プログラムである。

本開示に係るさらに他の制御プログラムは、上記無線通信システムの制御プログラムである。

本開示によれば、効率よく電源の状態を通報することが可能な無線通信装置、無線収集装置、無線通信システム、制御方法及び制御プログラムを提供することができる。

実施の形態に係る無線通信システムの概要を示す構成図である。 実施の形態に係る無線通信装置の概要を示す構成図である。 実施の形態に係る無線収集装置の概要を示す構成図である。 実施の形態１に係る無線通信システムの構成例を示す構成図である。 実施の形態１に係る無線通信システムの動作例を示すシーケンス図である。 実施の形態１に係る無線通信システムのネットワーク構成例を示す構成図である。 比較例の無線通信方法における通信タイミングを示すタイミング図である。 実施の形態１に係る無線通信方法における通信タイミングを示すタイミング図である。 実施の形態１に係る無線通信システムの他のネットワーク構成例を示す構成図である。 比較例の無線通信方法における通信タイミングを示すタイミング図である。 実施の形態１に係る無線通信方法における通信タイミングを示すタイミング図である。 実施の形態２に係る無線通信システムの構成例を示す構成図である。 比較例の無線通信システムのネットワーク構成例を示す構成図である。 比較例の無線通信方法における通信タイミングを示すタイミング図である。 実施の形態２に係る無線通信システムのネットワーク構成例を示す構成図である。 実施の形態２に係る無線通信方法における通信タイミングを示すタイミング図である。 実施の形態３に係る無線通信システムの構成例を示す構成図である。 比較例の無線通信システムのネットワーク構成例を示す構成図である。 実施の形態３に係る無線通信システムのネットワーク構成例を示す構成図である。 比較例の無線通信方法における通信タイミングを示すタイミング図である。 実施の形態３に係る無線通信方法における通信タイミングを示すタイミング図である。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図面においては、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。

（実施の形態に至る検討）
発明者は、実施の形態適用前の関連する技術について検討し、関連する技術では、同時に多数の無線通信装置が電源停止を検出した時に短時間で効率的な情報収集を行うことができないという課題を見出した。

すなわち、複数の無線装置が同時に通信する時の課題として『かくれ端末問題』や『さらし端末問題』が存在していることが知られている。『かくれ端末問題』とは、２つ以上の送信装置が同時にデータを送信することで、受信装置において、送信データの衝突が発生する問題である。『さらし端末問題』とは、ある送信装置が隣接する他の送信装置のデータ通信を傍受することで、不要な送信抑制をしてしまう問題である。これらの問題を回避する方法が広く検討されているものの、関連する技術では、電源停止時に、短時間で効率的な情報収集を行う方法が考慮されていなかった。

例えば、容易に監視ネットワークを構築する手段として、多数に分岐する送電線路の毎に無線通信装置（「子局」という）を設置し、一定のエリア毎に設置された無線収集装置（「親局」という）が、通信圏内の子局の電源停止情報を一度に収集し、送電線経路を監視する方法が考えられる。この場合、送電線の経路と親局の無線エリアには関連が無いため、電源停止を検出したすべての送電先（＝子局）を明確にすることで障害の発生経路を特定することができる。

ここで、関連する技術では、送電線が分岐する手前で障害が発生すると、複数の子局が同時に電源停止の検知と通知を行うことになり、『かくれ端末問題』と『さらし端末問題』の影響を受け、この影響度合いは障害範囲が広くなるほどに大きくなる。また、子局は、電源供給が停止した後に電源停止の通知を行うために、自身で電源を確保する必要がある。容易に電源を確保する手段として、アルミ電解コンデンサ、スーパーキャパシタ、電池やバッテリー等を使用したバックアップ回路が考えられる。このバックアップ回路では、『かくれ端末問題』と『さらし端末問題』対策に必要な時間に合わせて、通信可能時間を長くする必要がある。さらに、この回路の構成部品には、寿命が存在しており、使用環境によって劣化度合いが加速されるため、同じ種類の部品を使用しても子局ごとにバックアップ通信可能時間が異なる。バックアップ通信可能時間とは、電源供給停止を検知してから自身が機能停止するまでの電源停止通知が可能な時間である。この有限なバックアップ通信可能時間において、多数の子局から電源情報を収集するためには、短時間で効率的な情報収集を実現する必要がある。

（実施の形態の概要）
図１は、実施の形態に係る無線通信システムの概要を示し、図２は、実施の形態に係る無線通信装置の概要を示し、図３は、実施の形態に係る無線収集装置の概要を示している。

図１に示すように、実施の形態に係る無線通信システム１２０は、複数の無線通信装置１００（例えば１００Ａ及び１００Ｂ）、無線収集装置１１０を備えている。無線通信装置１００は、子局であり、無線収集装置１１０は、複数の無線通信装置１００の無線通信を収集する親局である。

図２に示すように、無線通信装置１００は、算出部１０１、通知部１０２、通報部１０３を備えている。また、図３に示すように、無線収集装置１１０は、決定部１１１、指示部１１２を備えている。

無線通信装置１００では、算出部１０１は、電源停止時に通信動作が可能な停電動作可能時間を算出し、通知部１０２は、算出された停電動作可能時間を無線収集装置１１０へ通知する。停電動作可能時間は、電源停止時にバックアップ電源により前記通報が可能な時間である。無線収集装置１１０では、決定部１１１は、通知された停電動作可能時間に基づいて、無線通信装置１００の電源停止時における停電通報タイミングを決定し、指示部１１２は、決定された停電通報タイミングを無線通信装置１００へ指示する。停電通報タイミングは、電源停止から停電動作可能時間が経過するまでのタイミングであり、例えば、複数の無線通信装置１００の停電動作可能時間の比較結果に基づいて決定する。さらに、無線通信装置１００では、通報部１０３は、電源停止が検出された場合、指示された停電通報タイミングで無線収集装置１１０へ電源停止を通報する。

上記のように、関連する技術では、電源停止時、複数の無線通信装置が同時に通報することになるため、輻輳・衝突が発生してしまい、無線収集装置が、通報信号を受信出来ない事態が発生してしまう。衝突の発生により通信が失敗する（例えば所定期間にＡＣＫを受信しない）と、無線通信装置は、一定時間待機した後、再送信を試みる。このとき、無線通信装置は、停電によって動作電源を失っているため、バックアップ電源によって通報の再送信を行おうとする。しかし、停電発生後の通報によってバックアップ電源を全て消費している恐れがあるため、再送信できない事態が発生し得る。このため、通報信号の衝突を発生させることなく、バックアップ電源により通信可能な間に、全ての無線通信装置からの通報を効率良く親局が受信する方法が望まれる。

そこで、実施の形態では、無線通信装置が算出した停電動作可能時間（バックアップ通信可能時間）に基づいて、無線収集装置が無線通信装置の停電通報タイミング（電源停止通知タイミング）を決定し、無線通信装置に停電通報タイミングを指示する。これにより、通報信号の衝突の発生を抑えて、全ての無線通信装置から無線収集装置へ、より短時間で効率良く、確実に停電発生を通報（通知）することができる。

（実施の形態１）
以下、図面を参照して実施の形態１について説明する。図４は、本実施の形態に係る無線通信システムの構成を示している。図４に示すように、実施の形態に係る無線通信システム５は、複数の子局１（例えば１Ａ及び１Ｂ）、親局２を備えている。複数の子局１は同じ構成であり、複数の子局１には同じ電源が供給されている。無線通信システム５は、複数の子局１の電源停止情報を収集して、監視システムへ出力するシステムである。

子局１は、自局の電源供給停止を検知してから自身が機能停止するまでの電源停止通知が可能なバックアップ通信可能時間を測定・算出し、親局２に対して、自局のバックアップ通信可能時間を通知する機能と、電源停止を検知した場合に、親局より指示されたタイミングで、電源停止通知を行う機能を持つ装置である。親局２は、複数の子局から通知されたバックアップ通信可能時間を比較し、あらかじめバックアップ通信可能時間の短い子局を優先的に送信させる指示をする機能を持つ装置である。

子局１及び親局２の各ブロックの機能を説明する。子局１は、図４に示すように、バックアップ電源部１１、バックアップ通信可能時間判定＆通知部１２、電源停止検出部１３、電源停止通知タイミング制御部１４、無線送信部１５、無線受信部１６を具備する。子局１の各ブロックには、外部から電源（主電源）が供給されている。無線送信部１５及び無線受信部１６は、基本的な無線通信機能を具備する。無線送信部１５及び無線受信部１６は、無線ＬＡＮ等の通信規格にしたがい、アンテナ３１を介して親局２との間で無線送信及び無線受信を行う。

バックアップ電源部１１は、電源が停止した後も自局を動作可能とするための予備電源である。バックアップ電源部１１は、例えば、アルミ電解コンデンサ、スーパーキャパシタ、電池やバッテリー等である。バックアップ電源部１１は、電源停止時、電源停止通知に必要なブロックにのみに電源を供給する。バックアップ電源部１１が電源供給するブロックを電源停止通知に必要なブロックにのみ限定することで、子局１の消費電力を抑制することができる。

バックアップ通信可能時間判定＆通知部１２は、バックアップ通信可能時間（停電動作可能時間）を算出する算出部であるとともに、算出したバックアップ通信可能時間を通知する通知部でもある。具体的には、バックアップ通信可能時間判定＆通知部１２は、バックアップ電源部１１の充電時間または放電時間を測定する機能を持つ。例えば、特許文献４に記載されたような方法で充電時間または放電時間を測定してもよい。一般的にバックアップ電源部１１の容量が劣化するとともに充電時間または放電時間が長くなることは知られている。バックアップ通信可能時間判定＆通知部１２は、充電時間または放電時間から劣化したバックアップ電源部１１の容量を推定できる変換データを子局１の記憶部に記憶してもよい。そして、バックアップ通信可能時間判定＆通知部１２は、その測定結果より推定したバックアップ電源部１１の容量から、自局がバックアップ電源のみで通信可能なバックアップ通信可能時間を算出し、無線送信部１５を使用して親局２の電源停止通知タイミング判定部２４へと通知する。

ここで、バックアップ電源部１１の容量推定に使用する測定データは、例えば特許文献５に記載されたような入力電流ピーク比較などの方法を用いてもよい。また、電源容量の変化は、周囲の環境（温度・湿度・振動など）の影響を受けることが知られており、温度・湿度・振動などを測定する機能と測定結果をもとに電源容量の算出を補正する機能を具備しても良い。さらに、特許文献６に記載されたような初期放電電圧と放電電流から求めた放電率と電源部劣化後の同数値の差分から放電時間を予測し、装置の消費電力からバックアップ通信可能時間を算出する方法でも良い。また、自ら一旦電源入力を遮断し、子局１が動作可能な時間を実際に測定する機能としてもよい。

電源停止検出部１３は、外部電源から供給される電源の停止（電源停止）を検出し、検出した電源停止（検出信号）を電源停止通知タイミング制御部１４へと知らせる。

電源停止通知タイミング制御部１４は、電源停止時、事前に親局２から指示されている電源停止通知タイミングで、親局２へ電源停止を通知（通報）する電源停止通知部（通報部）である。具体的には、電源停止通知タイミング制御部１４は、電源停止検出部１３の検出信号をトリガとして、親局２の電源停止通知抽出部２３へと電源停止の通知を行う。この時、通知するタイミングが事前に親局２から指示された電源停止通知タイミングとなるように、調整するタイマー機能を具備する。

親局２は、図４に示すように、無線受信部２１、無線送信部２２、電源停止通知抽出部２３、電源停止通知タイミング判定部２４を具備する。なお、無線受信部２１及び無線送信部２２は、子局１と同様、基本的な無線通信機能を具備する。無線受信部２１及び無線送信部２２は、無線ＬＡＮ等の無線通信規格にしたがい、アンテナ３２を介して子局１の間で無線受信及び無線送信を行う。

電源停止通知タイミング判定部２４は、自局の無線受信部２１で受けた各子局１のバックアップ通信可能時間の値をもとに、各子局１の通知の順番・電源停止の通知タイミングを判定（決定）する判定部（決定部）である。電源停止通知タイミング判定部２４は、各子局１における電源停止通知の送信動作がそれぞれのバックアップ通信可能時間内で終わるように通知タイミングを決定する。例えば、各子局１のバックアップ通信可能時間を比較し、バックアップ通信可能時間が短い順に通知するように通知タイミングを決定してもよい。また、電源停止通知タイミング判定部２４は、判定した電源停止通知タイミングを、無線送信部２２を使用して子局１の電源停止通知タイミング制御部１４へ指示する指示部である。

電源停止通知抽出部２３は、子局１から電源停止通知を検知（受信）し、子局１の電源停止を監視システムへと連絡する。

次に、図５のシーケンス図を用いて、図４の親局２と子局１Ａ及び１Ｂの動作例について説明をする。まず、子局１Ａ及び１Ｂのバックアップ通信可能時間判定＆通知部１２のそれぞれは、バックアップ電源部１１の容量に基づいてバックアップ通信可能時間を判定し（Ｓ１０１、Ｓ１０３）、判定したバックアップ通信可能時間を親局２へ通知する（Ｓ１０２、Ｓ１０４）。バックアップ通信可能時間の通知は、子局１（自局）が起動し、親局２との無線通信が確立したタイミングで通知してもよいし、また、親局２からの要求に応答することで通知してもよい。ここで通知タイミングは子局自身のタイマーにより設定された定期的な周期で自律的に知らせる機能としてもよい。

続いて、親局２の電源停止通知タイミング判定部２４は、子局１Ａ及び１Ｂから受信したバックアップ通信可能時間に基づいて、子局１Ａ及び１Ｂの電源停止通知タイミングを判定し（Ｓ１０５）、判定した電源停止通知タイミングを、子局１Ａ及び１Ｂへ指示をする（Ｓ１０６、Ｓ１０７）。ここで、電源停止通知タイミング判定部２４による通知タイミングの判定及び指示は、バックアップ通信可能時間が短い子局から優先的に通知するように判定及び指示をする。子局１Ａ及び１Ｂに指示される通知タイミングは、子局１Ａ及び１Ｂで通知タイミングが重複せずに連続して通知が実現できる最短のタイミングとなるように制御される。例えば、親局２は、子局１Ａに通知タイミングＴ１を指示し、子局１Ａに通知タイミングＴ２を指示する。Ｔ１は、子局１Ａのバックアップ通信可能時間内のタイミングであり、Ｔ２は、子局１Ｂのバックアップ通信可能時間内のタイミングである。

続いて、子局１Ａ及び１Ｂに供給される電源が停止すると（Ｓ１０８）、子局１Ａ及び１Ｂの電源停止検出部１３は、電源停止を検出する（Ｓ１０９、Ｓ１１０）。そうすると、子局１Ａ及び１Ｂの電源停止通知タイミング制御部１４のそれぞれは、親局２により指示された電源停止通知タイミングで、親局２へ電源停止を通知する（Ｓ１１１、Ｓ１１３）。例えば、子局１Ａは、電源停止を検出したＴ０からＴ１経過したタイミングで電源停止を通知し、子局１Ｂは、電源停止を検出したＴ０からＴ２経過したタイミングで電源停止を通知する。

続いて、親局２の電源停止通知抽出部２３は、子局１Ａ及び１Ｂから電源停止通知を抽出（受信）し（Ｓ１１２、Ｓ１１４）、子局１Ａ及び１Ｂの電源停止を監視システムへ連絡する。親局２は、重複せずに連続するように制御された通知タイミング（例えばＴ１及びＴ２）で、子局１Ａ及び１Ｂのそれぞれから電源停止通知を受信する。

次に、図６のネットワーク構成例を用いて、図４の親局２と子局１を使用した本実施の形態に係る通信方法について説明をする。図６のネットワーク構成例は、親局２と子局１Ａ及び１Ｂを備えており、親局２と子局１Ａが通信圏２０２Ａで無線通信を行い、親局２と子局１Ｂが通信圏２０２Ｂで無線通信を行う。また、子局１Ａ及び１Ｂは、電源３から同じ電源が供給されている。

子局１Ａは、電源３から電源供給される送電線路２０１Ａの電源監視を行い、電源停止を検出した場合に、電源停止情報を親局２へと通知する。同様に子局１Ｂは、電源３から電源供給される送電線路２０１Ｂの電源監視を行い、電源停止を検出した場合に、電源停止情報を親局２へと通知する。ここで、子局１Ａは、子局１Ｂの通信圏２０２Ｂの外の位置にあり、子局１Ｂは、子局１Ａの通信圏２０２Ａの外の位置にある。すなわち、子局１Ａと子局１Ｂは、互いの無線信号の到達範囲外の位置にある。

まず、図７に、比較例として、本実施の形態に係る通信方法を使用しない場合の通信のタイミング図を示す。図７は、図６のネットワーク構成において、電源停止を検知した子局１Ａと子局１Ｂが同時に通信を行うことでデータ衝突が発生する例を示している。

図７に示すように、電源３に障害が発生し機能停止すると、子局１Ａと子局１Ｂは、同じタイミングで電源停止を検出し、直ちにｔ０で親局２へ電源停止を知らせるデータを送信する。しかし、親局２は、子局１Ａと子局１Ｂから同時にデータ受信すると、データ衝突が発生するため、正しくデータを受信できず、子局１Ａ及び１ＢへＡｃｋを返信することができない。そうすると、子局１Ａと子局１Ｂは、親局２から所定期間にＡｃｋを受信しないため、データ送信の失敗を検出し、再送処理を行う。ここでデータ衝突の発生を回避するために、例えば、特許文献３に記載されたようなランダム遅延を持たせて、装置毎に送信タイミングをずらす方法がある。この例では、子局１Ａは、ランダム遅延の後のｔ１にデータを再送し、さらにその後、子局１Ｂは、ランダム遅延の後のｔ２にデータを再送する。

一方、図８は、図７の比較例に対する、本実施の形態に係る通信方法による通信のタイミング図である。ここで、子局１Ａと子局１Ｂは、前記図５の動作説明のように事前に自局のバックアップ通信可能時間を親局２へと通知し、電源停止通知データの送信タイミング（ｔ３、ｔ４）の指示を受けている。図８の例では、子局１Ａは、親局２の指示にしたがい、電源停止検出直後のｔ３にデータを送信する。さらに、子局１Ｂは、親局２の指示にしたがい、子局１Ａと親局２の通信が終了するまでの時間、送信を待った後のｔ４にデータを送信する。本実施の形態に係る通信方法で通信を行うことにより、データの衝突を回避することができ、図７の比較例よりも短い時間ですべての通信を行うことができる。

次に、図９の他のネットワーク構成例を用いて、本実施の形態に係る通信方法について説明をする。図９のネットワーク構成例は、親局２Ａ及び２Ｂと子局１Ａ及び１Ｂを備えており、親局２Ａと子局１Ａが通信圏２０２Ａで無線通信を行い、親局２Ｂと子局１Ｂが通信圏２０２Ｂで無線通信を行う。また、子局１Ａ及び１Ｂは、電源３から同じ電源が供給されている。

子局１Ａは、電源３から電源供給される送電線路２０１Ａの電源監視を行い、電源停止を検出した場合に、電源停止情報を親局２Ａへと通知する。同様に子局１Ｂは、電源３から電源供給される送電線路２０１Ｂの電源監視を行い、電源停止を検出した場合に、電源停止情報を親局２Ｂへ通知する。ここで、子局１Ａは、子局１Ｂの通信圏２０２Ｂの中の位置にあり、子局１Ｂは、子局１Ａの通信圏２０２Ａの中の位置にある。すなわち、子局１Ａと子局１Ｂは、互いの無線信号の到達範囲内の位置にあり、お互いの送信信号を受信する。

まず、図１０に、比較例として、本実施の形態に係る通信方法を使用しない場合の通信のタイミング図を示す。図１０は、図９のネットワーク構成において、電源停止を検知した子局１Ａと子局１Ｂのうち、キャリアセンスにより子局１Ｂのデータ送信タイミングが遅れる例を示している。

図１０に示すように、この例では、子局１Ａと子局１Ｂが電源停止を検出すると、まず子局１Ａは、検出直後のｔ５に親局２へ電源停止を知らせるデータを送信する。このとき、子局１Ｂが通信を行うタイミングのためのキャリアセンスを行うと、子局１Ａから親局２Ａへ送信されたデータを検出するため、ランダム遅延させた後のｔ６に親局２Ｂへデータを送信する。

一方、図１１は、図１０の比較例に対する、本実施の形態に係る通信方法による通信のタイミング図である。図８と同様、事前に子局１Ａと子局１Ｂは、自局のバックアップ通信可能時間を親局２Ａと親局２Ｂへそれぞれ通知し、電源停止通知データの送信タイミング（ｔ７）の指示を受けている。ここで、親局２Ａは、子局１Ｂの通信圏外にあり、親局２Ｂは、子局１Ａの通信圏外にあることから、親局２Ａと親局２Ｂは、子局１Ａ、子局１Ｂともに電源停止検出直後のｔ７に送信を行うよう指示しており、子局１Ａと子局１Ｂは、その指示にしたがい、同じｔ７のタイミングでデータを送信する。本実施の形態に係る通信方法で通信を行うことにより、子局１Ｂは、キャリアセンスによる遅延を回避し、図１０の比較例よりも短い時間で全ての通信を行うことができる。

なお、図６や図９の例では、２台の子局で構成されたネットワークとしているが、子局の数をＮ台として装置台数を増加させても同様の通信方法により、より短い時間で全ての通信を行うことができる。また、親局と子局は定期的にバックアップ通信可能時間を確認し、電源停止通知の送信順番とタイミングを見直す機能を具備してもよい。さらに、親局はと子局は、事前に決めた送信時間に対して、実際の通信時間が短縮（または延長）した際に、時間のずれを検出し、補正する機能を具備してもよい。また、親局は、子局の電源停止通知データの送信タイミングをスケジューリングした結果、送信の間に合わない子局を検出し、監視システムにアラーム通知する機能を具備することもできる。さらに、電源停止通知タイミングの指示方法を、電源停止検出してから送信するまでの時間とする代わりに、自局の前に通知する他の子局のＩＤを通知し、該当子局に対する親局のＡｃｋ信号を傍受し、自局の送信開始トリガとする機能でもよい。

以上のように、本実施の形態では、無線通信装置が同時に電源停止した時に、短時間でより多くの無線通信装置から電源停止通知を収集することを可能とする。すなわち、親局は、子局に対して事前に電源停止通知の送信タイミングを指定しておくことで、同時に電源停止が発生した時に、『かくれ端末問題』による再送信や、『さらし端末』による送信待機を回避する。また、子局のバックアップ通信可能時間を比較し、該当時間の短い子局を優先的に通信させることで短時間でより多くの子局から電源停止通知を収集することを実現する。ここで、子局は、電源供給停止を検知してから自身が機能停止するまでの電源停止通知が可能な時間（バックアップ通信可能時間）を算出し、親局に対して、自身のバックアップ通信可能時間を通知する機能と親局の指示に従い、指定されたタイミングで電源停止の通知を行う機能を具備する。そして、親局は、複数の子局から通知されたバックアップ通信可能時間から効率的な通信順番を判定する機能と子局に対して送信タイミングを指定する機能を具備する。これにより、親局から子局の送信タイミングを制御し、効率的に電源停止の通信を行うことで、より多くの子局から電源停止通知の情報を確実に入手することができる。

（実施の形態２）
以下、図面を参照して実施の形態２について説明する。本実施の形態では、実施の形態１の構成に加えて中継局の機能を備える例について説明する。

図１２は、本実施の形態に係る無線通信システムの構成を示している。図１２に示すように、本実施の形態に係る無線通信システム６は、親局２と子局１（この例では１Ｂ）の間に、中継局４を備えている。中継局４は、図４の実施の形態１に係る子局１Ａの機能に加えて、子局１Ｂと親局２の間を中継する機能を具備する。なお、本実施の形態では、親局２は、中継する子局数も考慮して各子局１の通知タイミングを決定してもよい。

中継局４は、図１４の子局１Ａのバックアップ電源部１１、バックアップ通信可能時間判定＆通知部１２、電源停止検出部１３、電源停止通知タイミング制御部１４、無線送信部１５、無線受信部１６と同様の機能を具備し、その他に電源停止検出多重部１７を具備する。

電源停止検出多重部１７は、親局２からの指示に従い、子局１Ｂの電源停止検出信号を受信し、子局１Ｂの電源停止検出信号に自局（中継局４）の電源停止検出部１３の検出結果を多重した信号を生成し、電源停止通知タイミング制御部１４へ知らせる機能となる。電源停止通知タイミング制御部１４は、子局１Ｂの電源停止検出信号及び自局の電源停止検出信号が多重された検出信号を、親局２の電源停止通知抽出部２３へ通知する。

次に、図１２の中継局４の機能を使用した本実施の形態に係る通信方法について説明をする。まず、図１３に、比較例として、図１２の中継局４の機能を使用していないネットワーク構成の一例を示す。図１３のネットワーク構成例は、親局２と子局１Ａ〜１Ｃを備えており、親局２と子局１Ａ、親局２と子局１Ｂ、親局２と子局１Ｃの間でそれぞれ通信を行う。また、子局１Ａ〜１Ｃは、電源３から同じ電源が供給されている。

子局１Ａは、電源３から電源供給される送電線路２０１Ａの電源監視を行い、電源停止を検出した場合に、電源停止情報を親局２へと通知する。同様に、子局１Ｂは、電源３から電源供給される送電線路２０１Ｂの電源監視を行い、電源停止を検出した場合に、電源停止情報を親局２へ通知する。子局１Ｃは、電源３から電源供給される送電線路２０１Ｃの電源監視を行い、電源停止を検出した場合に、電源停止情報を親局２へと通知する。

図１４は、図１３のネットワーク構成における、実施の形態１と同様の比較例の通信のタイミング図である。実施の形態１と同様、事前に子局１Ａと子局１Ｂと子局１Ｃのそれぞれは、自局のバックアップ通信可能時間を親局２へと通知し、電源停止通知データの送信タイミング（ｔ８、ｔ９、ｔ１０）の指示を受けている。この例では、親局２は、バックアップ通信可能時間の短い順に、子局１Ａ、子局１Ｂ、子局１Ｃの順番となるように、送信タイミングを指示しており、子局１Ａ、子局１Ｂ、子局１Ｃは、その指示に従い、それぞれｔ８、ｔ９、ｔ１０にデータを送信する。このため、実施の形態１と同様に、子局１Ａ〜１Ｃは、データの衝突を回避しつつ短時間で電源停止を通知することができる。

一方、図１５は、図１３のネットワーク構成に対し、本実施の形態に係る中継局４を適用したネットワーク構成例を示している。図１５に示すように、この例では、子局１Ｃが、図１２の中継局４の機能を具備し、子局１Ｂの中継局として動作する。

図１６は、図１５のネットワーク構成における、本実施の形態に係る通信のタイミング図である。親局２は、事前に、子局１Ｂに対して、電源停止検出直後のｔ１１に子局１Ｃに対して通信を行うよう指示し、子局１Ｃに対して、子局１Ｂの通信結果と自局の監視結果を多重して通信するタイミング（ｔ１２）を指示する。この時、子局１Ａと親局２との間で行う通信信号と子局１Ｂと子局１Ｃとの間で行う通信信号として、互いに影響を受けない周波数帯域や直交するキャリアを使用するように、子局１Ａ〜１Ｃに指示する。

図１６に示すように、この例では、子局１Ａ及び１Ｂは、親局２の指示にしたがい、電源停止検出直後のｔ１１にデータを送信し、その後、子局１Ｃは、ｔ１２に子局１Ｂと子局１Ｃのデータを多重したデータを送信する。子局１Ｃが本実施の形態に係る中継機能を具備することで、図１４の比較例よりも短い時間で通信を実現することができる。ここで、中継局に、親局と同様の電源停止通知タイミング判定機能を具備させ、該当中継局配下の子局の通知タイミングを管理させることもできる。

以上のように、実施の形態１の構成に加えて中継局の機能を備えていてもよい。子局が中継局の機能を備えることで、他の子局の電源停止を多重化して親局に通知できるため、さらに効率よく確実に電源停止を通知することができる。

（実施の形態３）
以下、図面を参照して実施の形態２について説明する。本実施の形態では、実施の形態１や２における親局が複数のアンテナを備える例について説明する。

図１７は、本実施の形態に係る無線通信システムの構成を示している。図１７に示すように、本実施の形態では、親局２が２つのアンテナ３２Ａ及び３２Ｂを具備する。ここでアンテナ３２Ａを使用する通信信号とアンテナ３２Ｂを使用する通信信号は、互いが干渉しない周波数帯、偏波、符号を使用した信号となる。本実施の形態では、親局２は、電源停止通知タイミングに加えて、もしくは、電源停止通知タイミングに含めて、周波数帯、偏波、符号情報を子局へ指示する。各子局１は、親局２の指示に従い、周波数帯、偏波、符号を使用し、指定タイミングで電源停止を通知する。なお、本実施の形態では、親局２は、親局２のアンテナ数も考慮して各子局１の通知タイミングを決定してもよい。

図１８は、比較例のネットワーク構成例を示しており、図１９は、本実施の形態に係るネットワーク構成例を示している。図１８及び図１９のネットワーク構成は、親局２及び子局１Ａ〜１Ｄを備えており、親局２と子局１Ａ、親局２と子局１Ｂ、親局２と子局１Ｃ、親局２と子局１Ｄの間でそれぞれ通信を行う。子局１Ａ〜１Ｄは、電源３から同じ電源が供給されており、電源３からの電源停止を検出した場合に、親局２から事前に指示された周波数帯等及び指示タイミングで、それぞれ電源停止を親局２へ通知する。

図２０は、図１８のネットワーク構成における、比較例の通信のタイミング図である。図２０は、子局１Ｂが、バックアップ通信可能な限界時間（バックアップ通信可能が経過する時間）に到達し、通信タイムアウトとなる状態を示している。すなわち、子局１Ａと子局１Ｃは、親局２の指示にしたがい、電源停止直後のｔ１３にデータを送信する。子局１Ａはアンテナ３２Ａを介するようデータを送信し、子局１Ｃはアンテナ３２Ｂを介するようデータを送信する。その後、子局１Ｂと子局１Ｄは、タイミングｔ１４にデータを送信する。子局１Ｂはアンテナ３２Ａを介するようデータを送信し、子局１Ｄはアンテナ３２Ｂを介するようデータを送信する。このとき、子局１Ｂの送信中にバックアップ通信可能時間が過ぎてしまい、データ送信が中止となる。

これに対し、本実施の形態では、親局２は、事前にバックアップ通信可能時間から子局１Ｂと子局１Ｃの送信信号とタイミングを変更する指示を行ない、図１９に示すネットワークを構築する。図２１は、図１９のネットワーク構成における、本実施の形態に係るタイミング図である。図２１に示すように、子局１Ａと子局１Ｂは、親局２の指示にしたがい、電源停止直後のｔ１５にデータを送信する。子局１Ａはアンテナ３２Ａを介するようデータを送信し、子局１Ｂはアンテナ３２Ｂを介するようデータを送信する。その後、子局１Ｃと子局１Ｄは、タイミングｔ１６にデータを送信する。子局１Ｃはアンテナ３２Ａを介するようデータを送信し、子局１Ｄはアンテナ３２Ｂを介するようデータを送信する。このように、子局１Ｂの送信タイミングを図２０よりも早くすることで、バックアップ通信可能時間が過ぎる前に、親局２へ正常な通知を行うことができる。

以上のように、実施の形態１や２の構成において親局が複数のアンテナを有し、それぞれのアンテナで子局から電源停止の通知を受信してもよい。これにより、さらに効率よく確実に電源停止を通知することができる。

なお、本開示は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

上述の実施形態における各構成は、ハードウェア又はソフトウェア、もしくはその両方によって構成され、１つのハードウェア又はソフトウェアから構成してもよいし、複数のハードウェア又はソフトウェアから構成してもよい。各装置の機能（処理）を、ＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータにより実現してもよい。例えば、記憶装置に実施形態における方法（無線通信装置の制御方法や無線収集装置の制御方法）を行うためのプログラムを格納し、各機能を、記憶装置に格納されたプログラムをＣＰＵで実行することにより実現してもよい。

これらのプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

１ 子局
２ 親局
３ 電源
４ 中継局
５、６ 無線通信システム
１１ バックアップ電源部
１２ バックアップ通信可能時間判定＆通知部
１３ 電源停止検出部
１４ 電源停止通知タイミング制御部
１５ 無線送信部
１６ 無線受信部
１７ 電源停止検出多重部
２１ 無線受信部
２２ 無線送信部
２３ 電源停止通知抽出部
２４ 電源停止通知タイミング判定部
３１、３２ アンテナ
１００ 無線通信装置
１０１ 算出部
１０２ 通知部
１０３ 通報部
１１０ 無線収集装置
１１１ 決定部
１１２ 指示部
１２０ 無線通信システム
２０１ 送電線路
２０２ 通信圏

Claims (15)

1. 他の無線通信装置と同じ電源が供給される無線通信装置であって、
   電源停止時に通信動作が可能な停電動作可能時間を算出する算出部と、
   前記算出された停電動作可能時間を無線収集装置へ通知する通知部と、
   前記電源停止が検出された場合、前記停電動作可能時間及び前記他の無線通信装置の停電動作可能時間に応じて前記無線収集装置から指示された停電通報タイミングで前記無線収集装置へ前記電源停止を通報する通報部と、
   を備える、無線通信装置。
2. 前記停電動作可能時間は、
   前記電源停止時にバックアップ電源により前記通報が可能な時間である、
   請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記停電通報タイミングは、
   前記電源停止から前記停電動作可能時間が経過するまでのタイミングである、
   請求項１または２に記載の無線通信装置。
4. 同じ電源が供給された複数の無線通信装置から通知された停電動作可能時間に基づいて、前記複数の無線通信装置の電源停止時における停電通報タイミングを決定する決定部と、
   前記決定された停電通報タイミングを前記複数の無線通信装置へ指示する指示部と、
   を備える、無線収集装置。
5. 前記決定部は、
   前記複数の無線通信装置の停電動作可能時間の比較結果に基づいて、前記複数の無線通信装置の停電通報タイミングを決定する、
   請求項４に記載の無線収集装置。
6. 前記決定部は、
   前記停電動作可能時間が短い無線通信装置が優先的に通報できるように前記停電通報タイミングを決定する、
   請求項５に記載の無線収集装置。
7. 前記決定部は、
   前記無線通信装置が通報で使用する周波数帯、偏波、または符号情報を含めて、前記停電通報タイミングを決定する、
   請求項４乃至６のいずれか１項に記載の無線収集装置。
8. 前記決定部は、
   前記無線収集装置が備えるアンテナ数、または前記無線通信装置が中継する他の無線通信装置の数に基づいて、前記停電通報タイミングを決定する、
   請求項４乃至７のいずれか１項に記載の無線収集装置。
9. 複数の請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線通信装置と、
   請求項４乃至８のいずれか１項に記載の無線収集装置と、
   で構成される無線通信システム。
10. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線通信装置の制御方法。
11. 請求項４乃至８のいずれか１項に記載の無線収集装置の制御方法。
12. 請求項９に記載の無線通信システムの制御方法。
13. コンピュータを、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線通信装置として機能させることを特徴とする制御プログラム。
14. コンピュータを、請求項４乃至８のいずれか１項に記載の無線収集装置として機能させることを特徴とする制御プログラム。
15. 請求項９に記載の無線通信システムの制御プログラム。

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