JP7403689B2 - 無線通信装置 - Google Patents

Description

本開示は、無線通信に関する。

特定小電力無線通信として、マルチホップ通信が知られている。マルチホップ通信は、バケツリレーのように情報を伝達していく方式であり、端末同士が直接通信するだけでなく、他の端末を経由して間接通信することによって、広範囲の通信を可能にする。マルチホップ通信を行う無線通信システムを、マルチホップ通信システムと称する。

特許文献１の図１には、マルチホップ通信システムが示されている。このマルチホップ通信システムは、上位装置、親機、および複数の子機を備えている。各子機には、停電発生時に停電情報を上位装置へ通知するために必要な電力を保持する、予備電源が搭載されている。

特許文献１の図４には、停電発生時に各子機の停電情報を上位装置へ伝送する方法が示されている。この方法によれば、各子機で停電が検出されると、停電情報がマルチホップ通信により各子機から親機まで伝送される。この伝送動作時、各子機は、自身より下位の子機から、その子機の停電情報を受信済みかどうかを判断し、規定時間が経過するか、または下位の子機から停電情報を受信するまで、上位の子機への停電情報の送信を待機する。このように、各子機が無用な送信動作を抑制することによって、予備電源の電力消費量が低減する。また、複数子機の同時送信を含む送信輻輳による無線信号干渉が抑制され、確実に停電情報が上位装置へ伝送される。

特許第６６９２２５７号公報

従来のマルチホップ通信システムは、各子機から上位装置への伝送にマルチホップ通信方式のみを用いる。このようなマルチホップ通信システムは小規模システムに適用可能である。しかし、広域の大規模システムでは、マルチホップ通信方式と他の無線通信方式とを併用する必要がある。例えば、有線のインターネット回線がない場所では、同一装置内にマルチホップ無線機と携帯電話無線機の２種類を備え、上位装置との通信に携帯電話システムを使用することが多い。この場合、マルチホップ通信方式の無線信号と携帯電話システムの無線信号が干渉し、子機の停電情報を確実に上位装置へ伝送することができないという問題があった。

本開示は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、マルチホップ通信と携帯電話無線通信とを併用する無線通信装置において、子機の停電情報を確実に上位装置へ伝送することを目的とする。

本開示の無線通信装置は、停電発生時にマルチホップ通信により複数の子機のそれぞれから停電状況を示す停電情報を収集するマルチホップ無線機と、第１アンテナを介して上位装置と携帯電話通信を行い、マルチホップ無線機が収集した停電情報を携帯電話通信により上位装置へ送信する携帯電話無線機と、を備え、携帯電話無線機は、マルチホップ無線機が停電情報を収集する期間である停電情報収集期間に、上位装置と携帯電話通信を行わない。

本開示の無線通信装置によれば、マルチホップ無線機が複数の子機から停電情報を収集している間に、携帯電話無線機は上位装置と携帯電話通信を行わない。そのため、マルチホップ無線機は、携帯電話無線機の通信信号と干渉することなく停電情報を収集することができる。その結果、携帯電話無線機は、子機の停電情報を確実に上位装置へ伝送することができる。本開示の目的、特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

実施の形態１の無線通信システムの構成を示す図である。 実施の形態１の集約装置の構成を示す図である。 実施の形態１の集約装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１の集約装置の動作を示すタイムチャートである。 実施の形態２の集約装置の構成を示す図である。 実施の形態３の集約装置の構成を示す図である。 実施の形態４の集約装置の構成を示す図である。 実施の形態４の集約装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態４の集約装置の動作を示すタイムチャートである。 実施の形態５の集約装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態５の集約装置の動作を示すタイムチャートである。

＜Ａ．実施の形態１＞
＜Ａ－１．構成＞
図１は、実施の形態１の無線通信システムの構成を示している。実施の形態１の無線通信システムは、親機である集約装置１Ａと、子機であるマルチホップ無線機４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅとを備えて構成される。図１において、マルチホップ無線機をＭＨ無線機と表記しており、以下、本明細書中において同様の表記を用いる。図１において子機の数を５つとしているが、これは例示であり２以上の任意の数であればよい。マルチホップ無線機４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅは、それぞれ計測器１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅに接続されている。計測器１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅは、センサまたは電力メータなどである。

集約装置１Ａは、ＭＨ無線機４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅからマルチホップ通信で収集されるデータを集約する。集約装置１Ａは、マルチホップ無線機２（以下、「ＭＨ無線機２」とも表記する）と、携帯電話無線機３とを備えて構成される。

ＭＨ無線機２は、ＭＨ無線機４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅと無線マルチホップ通信を実現する。携帯電話無線機３は、ＭＨ無線機２がＭＨ無線機４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅから収集したデータを上位装置（図示せず）へ伝送する。携帯電話無線機３の通信方式は、例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）であるが、これに限らない。上位装置は、例えばインターネット回線に接続された装置である。

図２は、実施の形態１の集約装置１Ａの構成を示している。集約装置１Ａは、上述したＭＨ無線機２および携帯電話無線機３の他、ＡＣ／ＤＣ変換器５、キャパシタ６、レギュレータ７、アンテナ８，９、および信号制御部１０を備えている。

ＭＨ無線機２は、制御部２１および無線部２２を備えている。制御部２１は、ＭＨ無線機２内に実装され、外部インタフェース通信および無線制御を行う。無線部２２は、ＭＨ無線機２内に実装され、無線通信を行う。

携帯電話無線機３は、制御部３１および無線部３２を備えている。制御部３１は、携帯電話無線機３内に実装され、外部インタフェース通信および無線制御を行う。無線部３２は、携帯電話無線機３内に実装され、無線通信を行う。

ＡＣ／ＤＣ変換器５は、集約装置１Ａの外部から供給される交流電源を集約装置１Ａの内部で使用する直流電源に変換する。なお、集約装置１Ａの外部から直流電源が供給される場合、ＡＣ／ＤＣ変換器５は集約装置１Ａから省略可能である。

キャパシタ６は、停電時に装置を動作させるための予備電源として機能する。例えば、キャパシタ６として、静電容量を大きく確保可能なスーパーキャパシタが用いられる。なお、予備電源にはスーパーキャパシタ以外に、電池などを用いることも可能である。

レギュレータ７は、集約装置１Ａの内部回路で要求される電源電圧を生成する。電源電圧は、例えば３．３Ｖである。

アンテナ８は、ＭＨ無線機２用のアンテナである。アンテナ９は携帯電話無線機３用のアンテナである。携帯電話無線機３が上位装置と携帯電話通信を行うために用いるアンテナ９を第１アンテナとも称する。

信号制御部１０は、携帯電話無線機３の無線部３２とアンテナ９との間の信号を制御する。信号制御部１０は、携帯電話無線機３の無線部３２とアンテナ９との間に設けられたスイッチ１０１を備えている。スイッチ１０１は、ＭＨ無線機２の制御部２１からの制御により、携帯電話無線機３の無線部３２とアンテナ９との間の導通または非導通を切り替える。スイッチ１０１を第１スイッチとも称する。

＜Ａ－２．動作＞
図１を参照して、集約装置１Ａへのデータ集約と上位装置へのデータ伝送について説明する。

ＭＨ無線機４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅは、接続される計測器１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅからのデータを取得し、取得したデータをマルチホップ通信により、集約装置１ＡのＭＨ無線機２へ伝送する。例えば、無線機４ｅが取得したデータは、無線機４ｅから無線機４ｃへ伝送され、さらに無線機４ｃから無線機４ａへ伝送され、そして無線機４ａから集約装置１ＡのＭＨ無線機２へ伝送される。

ＭＨ無線機２に集約されたデータは、シリアル通信インタフェースなどにより携帯電話無線機３へ伝送され、さらに携帯電話無線機３から無線通信により上位装置へ伝送される。

無線通信システム内の各装置が、外部から電源を供給されて動作する場合、停電発生時には停電エリアの正確な特定と、早急な復旧が求められる。そのため、集約装置１ＡおよびＭＨ無線機４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅは、予備電源を搭載しており、停電時には予備電源の電力によって動作する。停電発生時、ＭＨ無線機４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅで検知された停電情報が、上述した計測器１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅのデータと同じ要領で集約装置１Ａに伝送され、集約装置１Ａから上位装置へ伝送される。

集約装置１ＡおよびＭＨ無線機４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅに搭載される予備電源は、機器の小型化および低コスト化のため、必要最小限の容量を有することが望ましい。しかし、予備電源の容量が小さくなるほど、停電時の動作時間が短くなるため、停電発生時には速やかな停電情報の収集が必要となる。

一方、集約装置１Ａ内には、ＭＨ無線機２と携帯電話無線機３とが近距離で搭載されている。そのため、停電発生直後、ＭＨ無線機２が配下のＭＨ無線機４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅから停電情報を収集している間に、携帯電話無線機３の無線送信動作が発生した場合、携帯電話無線機３の送信信号がアンテナ９からアンテナ８に入ってＭＨ無線機２の受信信号に干渉してしまう。その結果、ＭＨ無線機２はＭＨ無線機４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅからのデータを受信できず、予備電源での動作時間内に停電情報収集を完了できないという問題が発生する。

上記の問題を解決する集約装置１Ａの動作を、図２を参照して説明する。停電発生後、ＡＣ／ＤＣ変換器５は動作を停止し、ＭＨ無線機２および携帯電話無線機３はキャパシタ６の残電荷により動作を継続する。なお、制御部２１は外部からの電源供給状態を監視することで、停電発生状態を把握可能である。停電発生直後、ＭＨ無線機２は停電情報収集を開始する。ここで、ＭＨ無線機２の制御部２１は、信号制御部１０のスイッチ１０１を切断する制御を行う。

スイッチ１０１が切断されることで、携帯電話無線機３とアンテナ９とが非導通となる。これにより、携帯電話無線機３は基地局からの信号が受信できなくなり、上位装置からの呼び出しによる送信動作が発生しなくなる。その結果、停電情報収集期間中に携帯電話無線機３からの無線信号が停電情報の受信信号と干渉することが避けられる。

ＭＨ無線機２は、停電情報の収集を完了した後、制御部２１によりスイッチ１０１を接続する制御を行う。これにより、携帯電話無線機３とアンテナ９とが導通する。その後、携帯電話無線機３が停電情報を上位装置へ伝送する。

図３は、集約装置１Ａの動作を示すフローチャートである。以下、図３のフローに沿って集約装置１Ａの動作を説明する。

まず、集約装置１Ａの外部から、集約装置１Ａ内の各部位に対し、動作に必要な電源が供給され、集約装置１Ａが起動する（ステップＳ１０１）。

次に、ＭＨ無線機２および携帯電話無線機３が起動する（ステップＳ１０２）。具体的には、ＭＨ無線機２が周辺の無線機との無線通信を行い、配下のＭＨ無線機４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅの情報、例えば台数と最大ホッピング数とを取得する。その後、ＭＨ無線機２は連続受信状態となり、配下のＭＨ無線機４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅからの信号を待つ状態へ遷移する。携帯電話無線機３は基地局からの無線信号を検索し、有効な信号を検出した後、基地局への位置登録動作を行う。

次に、マルチホップ無線機２の制御部２１が携帯電話無線機３の制御部３１に対して、間欠受信動作周期（ＤＲＸ周期）を設定する。一般の携帯電話では、応答時間を速くするためＤＲＸ周期が２．５６秒に設定されることが多い。一方、本実施の形態の無線通信システムのようなセンサーネットワークの場合、応答時間の制約がないためＤＲＸ周期を長くすることが可能である。

本実施の形態において、ＤＲＸ周期はＭＨ無線機２による停電情報収集期間より長く設定される。例えば、ＭＨ無線機２配下のＭＨ無線機群の最大ホップ数が１０で、１ホップ当たりの伝送時間を３秒とする。この場合、ホップ数が最大となる無線機、すなわちＭＨ無線機２から最も離れたＭＨ無線機からＭＨ無線機２に停電情報が伝送されるのに要する時間は３０秒である。従って、制御部２１は携帯電話無線機３のＤＲＸ周期を例えば４０秒に設定する（ステップＳ１０３）。以降の説明では、ＤＲＸ周期を４０秒とする。

その後、集約装置１Ａは定常状態となる（ステップＳ１０４）。

次に、制御部２１は停電が発生したか否かを判断する（ステップＳ１０５）。停電が発生するまで、集約装置１Ａは定常状態を継続する。ステップＳ１０５において停電が発生すると、制御部２１は、スイッチ１０１に出力するスイッチ制御信号をＬレベルからＨレベルにすることで、携帯電話無線機３とアンテナ９との間のスイッチ１０１を切断する（ステップＳ１０６）。これにより、携帯電話無線機３とアンテナ９とは非導通となり、携帯電話無線機３が上位装置からの呼び出しにより無線送信動作をすることはなくなる。

その後、ＭＨ無線機２は、配下のＭＨ無線機４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅからの停電情報の収集を開始する（ステップＳ１０７）。次に、ＭＨ無線機２は停電情報の収集を完了したか否かを判断する（ステップＳ１０８）。具体的には、ＭＨ無線機２は、ホップ数が最大のＭＨ無線機からのデータ受信を完了するか、またはホップ数が最大のＭＨ無線機からのデータ取得が完了する時間として予め見込まれる時間（上記の例では３０秒）が経過した場合に、停電情報の収集を完了したと判断する。

ステップＳ１０８において停電情報の収集が未完了であれば、集約装置１ＡはステップＳ１０８の処理を繰り返す。停電情報の収集が完了すると、制御部２１は、スイッチ１０１に出力するスイッチ制御信号をＨレベルからＬレベルにすることで、スイッチ１０１を接続する（ステップＳ１０９）。これにより、携帯電話無線機３とアンテナ９とが導通し、携帯電話無線機３は携帯電話無線通信が可能な状態となる。

次に、ＭＨ無線機２は、取得した停電情報を携帯電話無線機３に伝送する。そして、携帯電話無線機３は、アンテナ９を介した無線通信により、ＭＨ無線機２から取得した停電情報を上位装置に伝送する（ステップＳ１１０）。

その後、予備電源であるキャパシタ６の電荷がなくなった時点で、集約装置１Ａは動作を停止する（ステップＳ１１１）。

図４は、集約装置１Ａの動作を示すタイムチャートである。以下、図４を参照して、停電発生前後の携帯電話無線機３の間欠受信動作について説明する。図４において、Ｔ５１は集約装置１Ａの電源供給状態を示す。Ｔ５２は、ＭＨ無線機２のマルチホップ無線（以下、「ＭＨ無線」と称する）動作を示す。Ｔ１０１は、ＭＨ無線機２の制御部２１から出力されるスイッチ制御信号を示す。Ｔ５３およびＴ５４は、携帯電話無線機３の受信動作および送信動作をそれぞれ表す。

停電が発生する（Ｔ６１）前まで、ＭＨ無線機２の制御部２１は、Ｌレベルのスイッチ制御信号をスイッチ１０１に出力する。これにより、スイッチ１０１は接続され、携帯電話無線機３の無線部３２とアンテナ９とは導通状態にある。

携帯電話無線機３が間欠受信動作（Ｔ６４）を行った後、停電が発生する（Ｔ６１）。停電の発生直後、ＭＨ無線機２の制御部２１は、Ｔ５においてスイッチ制御信号をＬレベルからＨレベルに変更し、停電情報収集動作（Ｔ６）を開始する。

ＤＲＸ周期（Ｔ６２ａ）は４０秒である。従って、携帯電話無線機３の次の間欠受信動作のタイミング（Ｔ６５）は、前回の間欠受信動作（Ｔ６４）から４０秒後である。しかし、上記のとおりスイッチ制御信号がＨレベルとなることにより、スイッチ１０１が切断されているため、携帯電話無線機３の無線部３２に受信信号が到達しない。従って、次の間欠受信動作のタイミング（Ｔ６５）で上位装置が携帯電話無線機３に呼び出しを行っても、その呼び出しに携帯電話無線機３は応答しない。つまり、携帯電話無線機３は無線送信動作を行わないため、ＭＨ無線機２の停電情報収集動作に影響を与えることはない。

ＭＨ無線機２の停電情報収集動作（Ｔ６）が完了すると、ＭＨ無線機２の制御部２１は、Ｔ８においてスイッチ制御信号をＨレベルからＬレベルに変更する。これにより、スイッチ１０１は接続され、携帯電話無線機３の無線部３２とアンテナ９とが導通状態になる。その後、携帯電話無線機３は停電情報を上位システムに伝送する（Ｔ９）。

なお、ＤＲＸ周期は、無線通信システムの最大ホップ数に基づき、ＭＨ無線機２の停電情報収集期間よりも長く設定される。そのため、間欠受信信号の受信タイミングが停電情報収集期間と重なることにより携帯電話無線機３が間欠受信信号を受信しないのは、停電情報収集期間に多くても１回である。従って、上記のスイッチ制御は、停電情報収集期間後の携帯電話無線機３による間欠受信信号の受信に影響しない。

もし、ＤＲＸ周期が例えば２．５６秒のように短く設定されると、ＭＨ無線機２による停電情報収集動作（Ｔ６）中に、携帯電話無線機３は何回も間欠受信時のデータを取得できない。そのため、携帯電話無線機３はサービスエリア圏外状態にあると判定して、基地局からの無線信号検索モードに遷移してしまう。その結果、携帯電話無線機３は、停電情報収集期間後に速やかに停電情報を上位システムに伝送することができなくなる。

＜Ａ－３．効果＞
実施の形態１の無線通信装置である集約装置１Ａは、停電発生時にマルチホップ通信により複数の子機であるＭＨ無線機４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅのそれぞれから停電状況を示す停電情報を収集するＭＨ無線機２と、第１アンテナであるアンテナ９を介して上位装置と携帯電話通信を行い、ＭＨ無線機２が収集した停電情報を携帯電話通信により上位装置へ送信する携帯電話無線機３と、を備える。そして、携帯電話無線機３は、ＭＨ無線機２が停電情報を収集する期間である停電情報収集期間に、上位装置と携帯電話通信を行わない。

以上の構成により、集約装置１Ａによれば、停電発生時のＭＨ無線機２による停電情報収集中に携帯電話無線機３の無線送信動作が発生しない。つまり、ＭＨ無線機２の無線信号が携帯電話無線機３の無線信号と干渉しないため、ＭＨ無線機２は早く、かつ確実に停電情報を収集することが可能となる。

また、集約装置１Ａは、携帯電話無線機３とアンテナ９との導通または非導通を切り替える第１スイッチであるスイッチ１０１を備える。そして、ＭＨ無線機２は、携帯電話無線機３とアンテナ９とが、停電情報収集期間中に非導通となり停電情報収集期間外に導通となるように、スイッチ１０１を制御する。この制御を行うために、ＭＨ無線機２と携帯電話無線機３との間で無線動作タイミングの調整をする必要はなく、ＭＨ無線機２のみの判断でスイッチ１０１の制御が可能である。従って、ＭＨ無線機２は、停電発生後、短時間でスイッチ１０１を制御し、携帯電話無線機３とアンテナ９とを非導通にすることができる。その結果、予備電源であるキャパシタ６の小型化、低容量化、および低コスト化が可能となる。

＜Ｂ．実施の形態２＞
＜Ｂ－１．構成＞
図５は、実施の形態２の集約装置１Ｂの構成を示している。集約装置１Ｂは、図１に示した実施の形態１の無線通信システムにおいて、集約装置１Ａに代えて用いられるものである。集約装置１Ｂは、実施の形態１の集約装置１Ａの構成に加えて、信号制御部１０にスイッチ１０２を備える。

スイッチ１０２は、携帯電話無線機３とグランドとの間に設けられる。スイッチ１０２のオンとオフは、スイッチ１０１と同様、ＭＨ無線機２の制御部２１から出力されるスイッチ制御信号によって制御される。スイッチ１０２が接続された場合に、携帯電話無線機３はグランドに接続された状態になり、スイッチ１０２が解放された場合に、携帯電話無線機３はグランドと接続されていない状態になる。言い換えれば、スイッチ１０２は、携帯電話無線機３とグランドとの導通または非導通を切り替える第２スイッチである。

＜Ｂ－２．動作＞
集約装置１Ｂの動作は、大部分が実施の形態１の集約装置１Ａの動作と共通するため、以下では集約装置１Ａのフローを表す図３を参照しながら、集約装置１Ａとの相違部分についてのみ説明する。

実施の形態１の集約装置１Ａでは、停電が発生すると、制御部２１は、スイッチ１０１に出力するスイッチ制御信号をＬレベルからＨレベルにすることにより、携帯電話無線機３とアンテナ９との間のスイッチ１０１を切断した（ステップＳ１０６）。実施の形態２の集約装置１Ｂでは、これに加えて、携帯電話無線機３とグランドとの間のスイッチ１０２が接続される。これにより、携帯電話無線機３とアンテナ９とは非導通になると共に、携帯電話無線機３がグランドに接続される。

携帯電話無線機３が基地局の近くに位置している場合、スイッチ１０１を切断しても、基地局から送信され携帯電話無線機３に到達する信号レベルが十分減衰されない可能性がある。そのため、本実施の形態では、スイッチ１０２により携帯電話無線機３をグランドに接続することによって、基地局から送信され携帯電話無線機３に到達する信号をさらに減衰させる。これにより、携帯電話無線機３が基地局の近くに位置していても、上位装置からの呼び出しにより無線送信動作をすることを抑制できる。

実施の形態１の集約装置１Ａでは、停電情報の収集が完了すると、制御部２１は、スイッチ１０１に出力するスイッチ制御信号をＨレベルからＬレベルにすることで、スイッチ１０１を接続する（ステップＳ１０９）。実施の形態２の集約装置１Ｂでは、これに加えて、携帯電話無線機３とグランドとの間のスイッチ１０２が切断される。

＜Ｂ－３．効果＞
実施の形態２の集約装置１Ｂは、実施の形態１の集約装置１Ａの構成に加えて、携帯電話無線機３とグランドとの導通または非導通を切り替える第２スイッチであるスイッチ１０２を備える。そして、ＭＨ無線機２は、携帯電話無線機３とグランドとが、停電情報収集期間中に導通となり停電情報収集期間外に非導通となるように、スイッチ１０２を制御する。

以上の構成により、集約装置１Ｂによれば、携帯電話無線機３が基地局の近くに位置している場合であっても、停電情報収集期間中に基地局から携帯電話無線機３への信号が十分に減衰されるため、携帯電話無線機３が上位装置からの呼び出しにより無線送信動作をすることが抑制される。

＜Ｃ．実施の形態３＞
＜Ｃ－１．構成＞
図６は、実施の形態３の集約装置１Ｃの構成を示している。集約装置１Ｃは、図１に示した実施の形態１の無線通信システムにおいて、集約装置１Ａに代えて用いられるものである。集約装置１Ｃは、実施の形態１の集約装置１Ａの構成において、アンテナ８，９に代えてアンテナ１１を備え、信号制御部１０に代えてスイッチ１２を備えたものである。

実施の形態１，２では、ＭＨ無線機２と携帯電話無線機３の夫々に対して専用のアンテナ８，９が設けられたが、実施の形態３では、１本のアンテナ１１をＭＨ無線機２と携帯電話無線機３とで共用することにより、集約装置１Ｃの小型化および低コスト化を実現する。つまり、アンテナ１１は、携帯電話無線機３が上位装置と携帯電話通信を行うために用いる第１アンテナである。

スイッチ１２は、ＭＨ無線機２の無線部２２および携帯電話無線機３の無線部３２とアンテナ１１との間に設けられ、アンテナ１１の接続先をＭＨ無線機２の無線部２２と、携帯電話無線機３の無線部３２との間で切り替える。スイッチ１２は、携帯電話無線機３とアンテナ１１との導通または非導通を切り替える第１スイッチである。つまり、スイッチ１２は、アンテナ１１の接続先を携帯電話無線機３とすることにより、携帯電話無線機３とアンテナ１１とを導通にし、アンテナ１１の接続先をＭＨ無線機２とすることにより、携帯電話無線機３とアンテナ１１とを非導通にする。スイッチ１２の切り替えは、ＭＨ無線機２の制御部２１から出力されるスイッチ制御信号により行われる。

なお、実施の形態２の集約装置１Ｂのように、集約装置１Ｃにおいても、携帯電話無線機３とグランドとの間にスイッチ１０２が設けられていてもよい。

＜Ｃ－２．動作＞
集約装置１Ｃの動作は、大部分が実施の形態１の集約装置１Ａの動作と共通するため、以下では集約装置１Ａのタイムチャートである図４を参照しながら、集約装置１Ｃの動作を説明する。

停電が発生する（Ｔ６１）前まで、ＭＨ無線機２の制御部２１は、Ｌレベルのスイッチ制御信号をスイッチ１２へ出力している。これにより、スイッチ１２はアンテナ１１の接続先を携帯電話無線機３とする。アンテナ１１はＭＨ無線機２と非導通となり、携帯電話無線機３と導通する。

停電の発生直後後、ＭＨ無線機２の制御部２１は、Ｔ５においてスイッチ制御信号をＬレベルからＨレベルに変更する。これにより、スイッチ１２はアンテナ１１の接続先をＭＨ無線機２とする。アンテナ１１はＭＨ無線機２と導通となり、携帯電話無線機３と非導通となる。

その後、ＭＨ無線機２は停電情報収集動作（Ｔ６）を開始する。ＭＨ無線機２が停電情報収集動作（Ｔ６）を行っている間、上記のとおり携帯電話無線機３はアンテナ１１と非導通であるため、間欠受信動作のタイミング（Ｔ６５）が到来しても信号を受信しない。

ＭＨ無線機２の停電情報収集動作（Ｔ６）が完了すると、ＭＨ無線機２の制御部２１は、Ｔ８においてスイッチ制御信号をＨレベルからＬレベルに変更する。これにより、スイッチ１２はアンテナ１１の接続先を携帯電話無線機３とする。アンテナ１１はＭＨ無線機２と非導通となり、携帯電話無線機３と導通する。その後、携帯電話無線機３は停電情報を上位システムに伝送する（Ｔ９）。

＜Ｃ－３．効果＞
実施の形態４の集約装置１Ｃにおいて、第１スイッチであるスイッチ１２は、第１アンテナであるアンテナ１１の接続先を携帯電話無線機３とＭＨ無線機２との間で切り替え、アンテナ１１の接続先を携帯電話無線機３とすることにより、携帯電話無線機３とアンテナ１１とを導通にし、アンテナ１１の接続先をマルチホップ無線機２とすることにより、携帯電話無線機３とアンテナ１１とを非導通にする。従って、集約装置１Ｃによれば、１本のアンテナ１１をＭＨ無線機２と携帯電話無線機３とで共用するため、実施の形態１の集約装置１Ａの効果に加えて、集約装置のさらなる小型化および低コスト化が可能となる。

＜Ｄ．実施の形態４＞
＜Ｄ－１．構成＞
図７は、実施の形態４の集約装置１Ｄの構成を示している。集約装置１Ｄは、図１に示した実施の形態１の無線通信システムにおいて、集約装置１Ａに代えて用いられるものである。集約装置１Ｄは、実施の形態１の集約装置１Ａの構成から信号制御部１０を削除した構成である。

実施の形態１では、集約装置１Ａの起動後に、携帯電話無線機３のＤＲＸ周期を長い時間、例えば４０秒に設定していた。これに対して本実施の形態では、集約装置１Ｄの起動後にＤＲＸ周期を短い時間に設定し、停電発生後にＤＲＸ周期を長い時間、例えば４０秒に設定する。

＜Ｄ－２．動作＞
図８は、集約装置１Ｄの動作を示すフローチャートである。図８のフローチャートは、実施の形態１で説明した図３のフローチャートからステップＳ１０９を削除し、ステップＳ１０３およびステップＳ１０６をステップＳ２０１およびステップＳ２０２に置き換えたものである。従って、以下ではステップＳ２０１およびステップＳ２０２について説明する。

ステップＳ１０２において、ＭＨ無線機２および携帯電話無線機３が起動した後、ステップＳ２０１においてＭＨ無線機２の制御部２１が携帯電話無線機３の制御部３１に対して、ＤＲＸ周期を設定する。実施の形態１では、この時点でＤＲＸ周期が停電情報収集期間より長く、例えば４０秒に設定された（図３のステップＳ１０３）。これに対して、本実施の形態では、上位装置からの呼び出しに対する携帯電話無線機３の応答時間を短くするため、ＤＲＸ周期を短い時間とする。例えば、ＤＲＸ周期は一般の携帯電話と同様に２．５６秒と設定される。

停電発生後のステップＳ２０２において、ＭＨ無線機２の制御部２１が携帯電話無線機３の制御部３１に対して、ＤＲＸ周期の設定変更を行う。本ステップにおいてＤＲＸ周期は、変更前のＤＲＸ周期とＭＨ無線機２による停電情報収集期間との合計よりも長く設定される。変更前のＤＲＸ周期を２．５６秒とし、停電情報収集期間を３０秒とすると、変更後のＤＲＸ周期は３２．５６秒よりも長く、例えば４０秒に設定される。これにより、停電情報収集期間に携帯電話無線機３の間欠受信動作が発生しない。

図９は、集約装置１Ｄの動作を示すタイムチャートである。以下、図９を参照して、停電発生前後の携帯電話無線機３の間欠受信動作について説明する。図９において、Ｔ１０２は、携帯電話無線機３のＤＲＸ周期を示している。

集約装置１Ｄの起動後に、ＤＲＸ周期は２．５６秒に設定されている。従って、携帯電話無線機３は、停電が発生する（Ｔ６１）まで、２．５６秒周期で受信動作を行う。この場合、携帯電話無線機３は上位装置からの呼び出しに対して、２．５６秒以内に応答することができる。

次に、停電が発生（Ｔ６１）した後、ＭＨ無線機２の制御部２１は携帯電話無線機３の制御部３１に対して設定変更を行い、ＤＲＸ周期を４０秒に変更する（Ｔ１２）。

そして、ＭＨ無線機２は停電情報収集動作（Ｔ６）を行う。しかし、携帯電話無線機３のＤＲＸ周期が長くなっているため、停電情報収集期間中に上位装置から携帯電話無線機３への呼び出しは発生せず、携帯電話無線機３の送信動作は発生しない。図９に示される集約装置１Ｄのその他の動作は、図４に示される集約装置１Ａの動作と同様である。

＜Ｄ－３．効果＞
実施の形態４の集約装置１Ｄにおいて、ＭＨ無線機２は、携帯電話無線機３が上位装置からの呼び出し信号を受信する周期であるＤＲＸ周期を設定し、設定したＤＲＸ周期を停電発生時に変更する。そして、変更後のＤＲＸ周期は、変更前のＤＲＸ周期と停電情報収集期間の合計より長い。以上の構成により、集約装置１Ｄによれば、停電情報収集期間中に携帯電話無線機３による間欠受信動作が行われない。従って、実施の形態１－３と同様に、ＭＨ無線機２の無線信号が携帯電話無線機３の無線信号と干渉しないため、ＭＨ無線機２は早く、かつ確実に停電情報を収集することが可能となる。また、停電時以外では携帯電話無線機３のＤＲＸ周期を短くすることができるため、上位装置からの呼び出しに対する携帯電話無線機３の応答時間を短くすることが可能となる。

＜Ｅ．実施の形態５＞
＜Ｅ－１．構成＞
実施の形態５の集約装置１Ｅの構成は、図７に示した通りであり、実施の形態４の集約装置１Ｄの構成と同様である。集約装置１Ｅは、図１に示した実施の形態１の無線通信システムにおいて、集約装置１Ａに代えて用いられるものである。

停電収集期間に携帯電話無線機３による無線通信を発生させない方法として、実施の形態４の集約装置１Ｄでは、携帯電話無線機３のＤＲＸ周期を、起動後に短くし、停電発生直後に長くした。これに対して、実施の形態５の集約装置１Ｅでは、停電発生時に携帯電話無線機３の無線動作モードをアイドルモードとする。

＜Ｅ－２．動作＞
図１０は、集約装置１Ｅの動作を示すフローチャートである。図１０のフローチャートは、図８のフローチャートのステップＳ２０２をステップＳ３０１で置き換え、ステップＳ１０８とステップＳ１１０との間にステップＳ３０２およびステップＳ３０３を挿入したものである。以下、集約装置１Ｅの動作を、実施の形態４との相違点について説明する。

ステップＳ１０５において停電が発生した後、ＭＨ無線機２の制御部２１は、携帯電話無線機３の制御部３１に対して、携帯電話無線機３の無線動作モードをアクティブ状態からアイドル状態に変更する設定変更を行う（ステップＳ３０１）。アクティブ状態とは、携帯電話無線機３の無線部３２が無線通信を行う状態であり、アイドル状態とは、携帯電話無線機３の無線部３２が無線通信を行わない状態である。本ステップの処理により、携帯電話無線機３の間欠受信動作は停止する。

その後、ＭＨ無線機２が停電情報の収集が完了すると（ステップＳ１０８でＹｅｓ）、制御部２１は携帯電話無線機３の制御部３１に対し、携帯電話無線機３の無線動作モードをアイドル状態からアクティブ状態に変更する設定変更を行う（ステップＳ３０２）。本ステップの処理により、携帯電話無線機３は基地局からの無線信号を検索し、基地局のタイミングに同期する処理を開始する。

ステップＳ３０２の後、携帯電話無線機３は、基地局との同期が完了したか否かを判断する（ステップＳ３０３）。携帯電話無線機３は、アイドル状態に遷移する前のアクティブ状態中の周辺基地局情報を記憶している。周辺基地局情報には、有効な信号周波数の情報などが含まれる。従って、アイドル状態からアクティブ状態へ変化後、基地局との同期処理は短時間で完了する。携帯電話無線機３は、基地局との同期が完了するまでステップＳ３０３の処理を繰り返す。携帯電話無線機３は、基地局との同期が完了することにより、送信動作が可能となる。

図１１は、集約装置１Ｅの動作を示すタイムチャートである。以下、図１１を参照して、停電発生前後の携帯電話無線機３の間欠受信動作について説明する。図１１において、Ｔ１０３は、携帯電話無線機３の無線動作モードを示している。

集約装置１Ｄの起動後に、携帯電話無線機３の無線動作モードはアクティブ状態に設定され、ＤＲＸ周期は２．５６秒に設定されている。従って、携帯電話無線機３は、停電が発生する（Ｔ６１）まで、２．５６秒周期で受信動作を行う。

次に、停電が発生（Ｔ６１）した後、ＭＨ無線機２の制御部２１は携帯電話無線機３の制御部３１に対して、無線動作モードをアイドル状態に変更する設定変更を行う（Ｔ２２）。

そして、ＭＨ無線機２は停電情報収集動作（Ｔ６）を行う。ＭＨ無線機２が停電情報収集を行っている間、携帯電話無線機３の無線動作モードはアイドル状態であるため、携帯電話無線機３は無線動作を停止する。従って、停電情報収集期間中に携帯電話無線機３の無線送信動作は発生しない。

ＭＨ無線機２による停電情報収集が完了した後、ＭＨ無線機２の制御部２１は携帯電話無線機３の制御部３１に対して、無線動作モードをアクティブ状態に変更する設定変更を行う（Ｔ２３）。

そして、携帯電話無線機３は基地局からの無線信号を検索し、基地局のタイミングに同期する処理を行う（Ｔ２４）。携帯電話無線機３は、基地局との同期が完了すると、ＤＲＸ周期での間欠受信動作を再開すると共に、ＭＨ無線機２により収集された停電情報を上位装置に送信する（Ｔ９）。

なお、実施の形態１－５の集約装置１Ａ－１Ｅでは、ＭＨ無線機２による停電情報収集中に携帯電話無線機３が無線通信を行わないよう、ＭＨ無線機２が携帯電話無線機３を制御した。しかし、この制御は、ＭＨ無線機２が停電情報の収集以外の重要な無線通信を行う場合にも適用可能である。

＜Ｅ－３．効果＞
実施の形態５の集約装置１Ｅにおいて、ＭＨ無線機２は、携帯電話無線機３の無線動作モードを、停電情報収集期間中はアイドル状態に設定し、停電情報収集期間外はアクティブ状態に設定する。これにより、ＭＨ無線機２による停電情報の収集中に、携帯電話無線機３による無線通信が発生しないため、ＭＨ無線機２は、携帯電話無線機３の通信信号に干渉されることなく、停電情報を早く確実に収集することができる。従って、集約装置１Ｅによれば、携帯電話無線機３のＤＲＸ周期を停電発生後に変更できない、または変更できるとしても時間を要する、等の制約がある場合においても、停電情報を早く確実に収集することができる。

また、集約装置１Ｅによれば、停電時以外の携帯電話無線機３のＤＲＸ周期を短く設定できるため、上位装置からの呼び出しに対する携帯電話無線機３の応答時間を短くすることが可能となる。

なお、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、または省略したりすることが可能である。上記の説明は、すべての態様において、例示である。例示されていない無数の変形例が想定され得るものと解される。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ 集約装置、２，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ マルチホップ無線機、３ 携帯電話無線機、５ ＡＣ／ＤＣ変換器、６ キャパシタ、７ レギュレータ、８，９，１１ アンテナ、１０ 信号制御部、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅ 計測器、２１，３１ 制御部、２２，３２ 無線部、１２，１０１，１０２ スイッチ。

Claims (7)

1. 停電発生時にマルチホップ通信により複数の子機のそれぞれから停電状況を示す停電情報を収集するマルチホップ無線機と、
   第１アンテナを介して上位装置と携帯電話通信を行い、前記マルチホップ無線機が収集した前記停電情報を前記携帯電話通信により前記上位装置へ送信する携帯電話無線機と、を備え、
   前記携帯電話無線機は、前記マルチホップ無線機が前記停電情報を収集する期間である停電情報収集期間に、前記上位装置と前記携帯電話通信を行わない、
   無線通信装置。
2. 前記携帯電話無線機と前記第１アンテナとの導通または非導通を切り替える第１スイッチをさらに備え、
   前記マルチホップ無線機は、前記携帯電話無線機と前記第１アンテナとが、前記停電情報収集期間中に非導通となり前記停電情報収集期間外に導通となるように、前記第１スイッチを制御する、
   請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記携帯電話無線機とグランドとの導通または非導通を切り替える第２スイッチをさらに備え、
   前記マルチホップ無線機は、前記携帯電話無線機と前記グランドとが、前記停電情報収集期間中に導通となり前記停電情報収集期間外に非導通となるように、前記第２スイッチを制御する、
   請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記第１スイッチは、前記第１アンテナの接続先を前記携帯電話無線機と前記マルチホップ無線機との間で切り替え、前記第１アンテナの接続先を前記携帯電話無線機とすることにより、前記携帯電話無線機と前記第１アンテナとを導通にし、前記第１アンテナの接続先を前記マルチホップ無線機とすることにより、前記携帯電話無線機と前記第１アンテナとを非導通にする、
   請求項２または請求項３に記載の無線通信装置。
5. 前記マルチホップ無線機は、前記携帯電話無線機が前記上位装置からの呼び出し信号を受信する周期であるＤＲＸ周期を前記停電情報収集期間より長く設定する、
   請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
6. 前記マルチホップ無線機は、前記携帯電話無線機が前記上位装置からの呼び出し信号を受信する周期であるＤＲＸ周期を設定し、設定した前記ＤＲＸ周期を停電発生時に変更し、
   変更後の前記ＤＲＸ周期は、変更前の前記ＤＲＸ周期と前記停電情報収集期間の合計より長い、
   請求項１に記載の無線通信装置。
7. 前記マルチホップ無線機は、前記携帯電話無線機の無線動作モードを、前記停電情報収集期間中はアイドル状態に設定し、前記停電情報収集期間外はアクティブ状態に設定する、
   請求項１に記載の無線通信装置。

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