JPH11355299A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中継局の設置を要することなく、一定エリア
内に無線通信のネットワークシステムを経済的に構築で
き、しかも、特定の子局から親局へデータ信号を確実か
つ時間ロスなく速やかに伝送できるようにする。 【解決手段】 一定エリア内に点在された複数の無線子
局１Ａ〜１Ｊのいずれかに送信要求が生じたとき、２つ
の同一のデータ信号をそれぞれ複数の子局を中継局とし
てネットワーク化された２つの通信ルートを経て親局２
に伝送し、かつ、親局２では、２つのデータ信号のう
ち、先に到達したデータ信号のみを取り出すように構成
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば管路の複数
箇所に設置したポンプやオートメーション工場の複数箇
所に設置した設備機器の状況を中央管理所に通報するよ
うな場合等に適用される無線通信システムに関し、詳し
くは、小規模の一定エリア内に複数の無線子局を点在さ
せ、これら複数の無線子局と一つの親局との間に亘って
空間を伝送媒体とする電波によって各種のデータ信号を
伝送するようになした無線通信システムに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】この種の無線通信システムは自由空間を
伝送路とするものであって、伝送局相互間には連続的な
有線設備を必要としないことから、山岳地帯のような地
域はもちろん、地下設備の増加及び交通事情などにより
有線設備の布設が困難な状況にある大都市であっても回
線を容易に作成することが可能であるとともに、非常災
害時にも障害区間を簡易な設備で速やかに復旧すること
が可能であり、有線方式に比べて回線全体の低廉化を図
ることができるという特長を有している。

【０００３】ところで、自由空間を伝送媒体とする無線
通信の導入にあたっては、電力会社や電鉄会社、放送会
社、警察などの数多くの機関が使用している無線通信用
電波と相互干渉しないようにするために、電波法によっ
て送信出力や変調方式などに規制がかけられている。し
たがって、広い範囲に亘る無線通信方式を得るためには
その送信出力を上げる必要があるけれども、送信出力は
自由に選定することができず、このことが伝送容量及び
伝送範囲の拡大を制限する要因となっている。

【０００４】このような事情のもとで、比較的広くて長
い範囲に亘る伝送回線を確保する無線通信システムとし
て、従来、送信出力によって定まる一定の間隔ごとに中
継局を設置し、子局からの送信により減衰した電波を中
継局で増幅した後、次の中継局へ送り出すといった中継
式の無線通信システムが提案され実用化されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の中継式
無線通信システムにおいては、中継用送受信装置（中継
機）など中継局の設備に多大な創設費を要するばかりで
なく、中継局は多くの場合、見通し距離を大きくとるた
めに山上僻地などに設置されることが多く、そのために
巡回保守などにかなりの労力、費用を要するという問題
がある。特に、無線通信を一定エリア内でネットワーク
化する場合において、上記の中継式は経済面、保守面な
どに大きな問題があり、有線方式との比較による有利性
を十分に確保できないという技術的課題があった。

【０００６】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、中継局の設置を要することなく、比較的広くて長い
範囲に亘る一定エリア内にネットワークされた伝送回線
を経済的に構築することができ、しかも、親局へのデー
タ信号の送信が必要になったとき、そのデータ信号を親
局に確実に、かつ、時間ロスなく可及的速やかに伝送す
ることができる通信システムを提供することを目的とし
ている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る無線通信システムは、一定エリア内に
点在する複数の無線子局と一つの親局との間に亘って、
空間を伝送媒体とする電波によってデータ信号を伝送す
る無線通信システムであって、各無線子局はそれぞれ、
自局に親局に対するデータ信号の送信要求が生じたと
き、自局からの送信電波が届く範囲内に複数の他の子局
がある場合は、それら子局のうちの２つの子局それぞれ
に同一のデータ信号をそれら２つの子局の優先順位に基
づいて送信し、また、自局からの送信電波が届く範囲内
に１つの他の子局があるだけの場合は、その１つの子局
にデータ信号を送信する手段と、自局が特定の子局から
送信されてくる同一のデータ信号を受信する２つの子局
のうちの１つである場合、その受信したデータ信号を自
局からの送信電波が届く範囲内にある複数の子局のうち
優先順位が上位の１つの子局に中継送信し、また、自局
が上記特定の子局から送信されてくるデータ信号を受信
する１つの子局である場合、その受信したデータ信号を
自局からの送信電波が届く範囲内に複数の他の子局のう
ちの２つの子局それぞれにそれら２つの子局の優先順位
に基づいて中継送信する手段とが備えられており、上記
親局には２つの子局から送信されてくる２つのデータ信
号のうち、先に到達するデータ信号のみを取り出す手段
が設けられていることを特徴とするものである。

【０００８】上記構成の本発明によれば、一定エリア内
に点在する複数の無線子局が中継局の役割を果たし、比
較的広くて長い範囲に亘ってネットワークされた伝送回
線を構築することになるので、送信出力の関係から点在
子局のうち複数の子局が親局に対してダイレクト通信で
きない位置に存在する場合であっても、中継用送受信装
置（中継機）などを備えた特別な中継局の設置を要する
ことなく、上記一定エリア内のあらゆる子局から親局へ
の無線通信を可能として、送信出力のいかんにかかわら
ず無線通信のネットワーク化を経済的に構築することが
可能である。

【０００９】その上、特定の無線子局で故障などが発生
して親局に対してデータ信号を送信する必要が生じた場
合、自局からの送信電波が届く範囲内にある２つの他の
子局を含む２つの通信ルートを経由して同一のデータ信
号を親局に伝送させ、かつ、親局では先に到達したデー
タ信号のみを取り出すことにより、２つの通信ルートを
構成する複数の無線子局の中に通信不能局や通信使用中
の局があったとしても、送信元となる子局にそのことを
返信させて他の通信ルートを構成する子局を検索しその
検索した子局にデータ信号を再送信させるといった時間
ロスを最小限に止めてデータ信号を親局に確実に、か
つ、可及的速やかに伝送することが可能である。

【００１０】特に、自局に親局に対するデータ信号の送
信要求が生じた特定の無線子局から親局に至るまでの複
数の子局を経由する通信ルートを互いに重ならないよう
に構成することで、２つの通信ルートのうち少なくとも
１つの通信ルート中に通信不能局や通信使用中の局が存
在する確率を極めて小さくしてデータ信号の親局までの
伝送の確実性、迅速性を高めることができる。

【００１１】また、上記の無線通信システムにおいて、
データ信号を送信する無線子局の構成としては、請求項
２に記載のように、各無線子局それぞれに、自局からの
送信電波の届く範囲にある複数の子局を送信先に設定
し、かつ、それら複数の送信先子局に対する送信優先順
位を予め付与する構成、あるいは、請求項３に記載のよ
うに、上記各無線子局それぞれに、自局からの送信電波
の届く範囲にある他の子局が送信元になった場合の受信
優先順位を付与する構成、のいずれを採用してもよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
もとづいて説明する。図１は本発明に係る無線通信シス
テムの概念図であり、同図において、１Ａ，１Ｂ，１
Ｃ，…，１Ｊはそれぞれ一定エリア内に点在された複数
の無線子局、２は一つの親局であって、上記各無線子局
１Ａ〜１Ｊから親局２に自由空間を伝送媒体とする電波
によってデータ信号が伝送されるように構成されてい
る。

【００１３】上記各無線子局１Ａ〜１Ｊは、図２に示す
ように、接点データやアナログデータなどを計測する計
測部３と、この計測部３による計測データを通信手順に
のっとったフォーマットで通信用データ信号を作成する
データ信号作成部４と、そのデータ信号を電波によって
伝送するときに適した信号に変換（変調）する信号変換
部５と、その変換されたデータ信号の電波をアンテナ６
を介して送受信する無線部７と、上記信号変換部５及び
無線部７の動作を制御して送受信の制御を行なう通信制
御部８とを備えている。

【００１４】一方、親局２は、図３に示すように、アン
テナ９を介して電波を送受信する無線部１０と、上記各
無線子局１Ａ〜１Ｊのうち親局２との間に亘って電波を
送受信可能な範囲内にある子局１Ｂ，１Ｅ，１Ｆから送
信されてくるデータ信号を元の計測データに変換（復
調）してデータ出力部１２に出力する信号変換部１１
と、上記無線部１０及び信号変換部１１の動作を制御し
て送受信の制御を行なう通信制御部１３とを備えてい
る。上記信号変換部１１は、上記した３つの子局１Ｂ，
１Ｅ，１Ｆのうちの２つの子局から時間的に相前後して
送信されてくる同一のデータ信号を受信したとき、先に
受信したデータ信号のみをデータ出力部１２に出力させ
る機能を有している。

【００１５】また、各無線子局１Ａ〜１Ｊにおける上記
データ信号作成部４には、データ信号を作成するとき、
自局からの送信電波が届く範囲内に２つの他の子局が存
在する場合、それら２つの子局への送信先が予め優先順
位を付けて設定入力されるとともに、それら２つの送信
先子局のアドレスが記入される。例えば子局１Ｉを送信
元とする場合は、子局１Ａと１Ｃが送信先に設定され、
かつ、送信元子局１Ｉから送信先子局１Ａへの送信が優
先するように設定されるとともに、それら子局１Ａ，１
Ｃのアドレスを含めた信号が作成される。また、子局１
Ａを送信元とする場合の送信先子局は１Ｂと１Ｅであ
り、子局１Ｂが優先するように設定されている。各子局
１Ａ〜１Ｉをそれぞれ送信元とした場合の２つの送信先
の優先順位は図１中のが上位、が下位である。な
お、無線子局１Ｊに関しては、自局からの送信電波が届
く範囲内に１つの子局１Ｃだけが存在しているものであ
り、この無線子局１Ｊが送信元となった場合は、その子
局１Ｃのみにデータ信号の電波が送信される。

【００１６】なお、上記２つの送信先子局、例えば１Ａ
と１Ｃの優先順位は、空間距離の小さい１Ａほど優先順
位が上位であるように設定するのが一般的であるが、例
えば伝送回線の途中に空間伝搬損失の大きい遮蔽物など
が存在するような場合は、受信感度を考慮して空間距離
が長くても空間伝搬損失の小さい１Ｃ側ほど優先順位が
上位であるように設定してもよい。

【００１７】つぎに、上記構成の無線通信システムによ
る信号の通信動作について図４及び図５のフローチャー
トを参照して説明する。図４は、例えば無線子局１Ｉに
おける計測部３での計測データに異常が生じて、接点や
被計測機器に故障が発生した場合あるいは親局２から子
局１Ｉにデータ送信の要求があった場合における無線子
局１Ｉの送信動作フローであって、送信要求などに基づ
き、その無線子局１Ｉにおける通信データ作成部４は計
測部３による計測データを通信手順にのっとったフォー
マットで通信用データ信号を作成する。このとき、自局
１Ｉからの送信電波が届く範囲内にある２つの子局１
Ａ，１Ｃの優先順位がチェックされるととともに、それ
ら２つの送信先子局１Ａ，１Ｃのアドレスのみが異なる
通信用データ信号が作成され、かつ、信号変換部４で信
号変換された後、無線部６から電波が送信され、まず優
先順位が上位の送信先子局１Ａが呼び出される（ステッ
プＳ１１〜Ｓ１４）。

【００１８】呼び出された送信先子局１Ａは通信用デー
タ信号中のアドレスをチェックし、そのアドレスが自己
子局のアドレスと一致しているとき、送信元子局１Ｉに
対して応答信号を返信して両局１Ｉ，１Ａ間の通信リン
ク処理によって両局間に亘る通信リンクが確立され、送
信元子局１Ｉの無線部６から優先順位が上位の送信先子
局１Ａに通信用データ信号が送信される（ステップＳ１
５〜Ｓ１７）。

【００１９】次に、上記送信元子局１Ｉから送信されて
くる通信データ信号を送信先子局１Ａが受信したとの応
答信号が送信元子局１Ｉに返信されて送信元子局１Ｉか
ら優先順位が上位の送信先子局１Ａへの送信が終了した
ことが確認されたならば、送信元子局１Ｉの無線部６か
ら再び電波が送信され、優先順位が下位の送信先子局１
Ｃが呼び出される（ステップＳ１８、Ｓ１９）。

【００２０】呼び出された送信先子局１Ｃは通信用デー
タ信号中のアドレスをチェックし、そのアドレスが自己
子局のアドレスと一致しているとき、送信元子局１Ｉに
対して応答信号を返信して両局１Ｉ，１Ｃ間の通信リン
ク処理によって両局間に亘る通信リンクが確立され、送
信元子局１Ｉの無線部６から優先順位が下位の送信先子
局１Ｃに上記送信先子局１Ａへ伝送されたと同一の通信
用データ信号が送信され（ステップＳ２０〜Ｓ２２）、
その通信データ信号を送信先子局１Ｃが受信したとの応
答信号が送信元子局１Ｉに返信されて送信元子局１Ｉか
ら優先順位が下位の送信先子局１Ｃへの送信が終了した
ことが確認されたならば、送信元子局１Ｉからの送信を
完了する（ステップＳ２３）。

【００２１】また、故障の発生あるいは親局２からデー
タ信号の送信要求がある子局が１Ｊである場合は、自局
からの送信電波が届く範囲にある子局が１Ｃの１つだけ
であるから、図４の動作フローのうち、優先順位のチェ
ック（ステップＳ１２）なしで送信先子局１Ｃのアドレ
スが付いた通信用データ信号が作成され、かつ、信号変
換部４で信号変換された後、無線部６から電波が送信さ
れ、１つの送信先子局１Ｃが呼び出される（ステップＳ
１１、Ｓ１３〜Ｓ１４）。それ以降は上記したステップ
Ｓ１５〜Ｓ１８と同様な手順を経て送信元子局１Ｉから
の送信を完了する。

【００２２】図５は、上記送信元子局１Ｉから送信され
てくる通信用データ信号を優先順位に基づいて受信した
２つの送信先子局１Ａ及び１Ｃの中継送信動作フローで
あって、通信用データ信号の受信が終了したならば、そ
れら２つの送信先子局１Ａ及び１Ｃは中継送信元とな
り、自局からの送信電波の届く範囲内にある２つの子局
１Ｂ，１Ｅ及び１Ｅ，１Ａのうち優先順位が上位の１つ
の子局１Ｂ及び１Ｅを呼び出す（ステップＳ３１、Ｓ３
２）。

【００２３】それによって呼び出された送信元子局１Ｂ
及び１Ｅからの応答信号を受けたとき、両局１Ａ，１Ｂ
間及び１Ｃ，１Ｅ間の通信リンク処理によって両局間に
亘る通信リンクが確立され、送信元子局１Ａ及び１Ｃの
無線部６から優先順位が上位の送信先子局１Ｂ及び１Ｅ
に自局が受信したと同様な通信用データ信号が送信さ
れ、その通信データ信号を送信先子局１Ｂ及び１Ｅが受
信したとの応答信号が送信元子局１Ａ及び１Ｃに返信さ
れることで、これら送信元子局１Ａ及び１Ｃからの中継
送信を終了する（ステップＳ３３〜Ｓ３６）。

【００２４】また、上記送信元子局１Ｊから送信される
通信用データ信号を１つの子局１Ｃのみが受信する場合
は、受信終了後において、その子局１Ｃは中継送信先と
なり、送信自局からの送信電波の届く範囲内にある２つ
の送信先子局１Ｅ，１Ａの優先順位をチェックするとと
もに、通信用データ信号に付されているアドレスを２つ
の送信先子局１Ｅ，１Ａのアドレスに変更した上、図４
に示す送信動作フローにおけるステップＳ１４〜Ｓ２３
と同様な手順を経てそれぞれ優先順位に基づき次の送信
先子局１Ｅ及び１Ａに通信用データ信号を中継送信し、
さらに、それら２つの通信用データ信号を受信した２つ
の子局１Ｅ及び１Ａは図５に示す中継送信動作フローを
経て次の子局へ通信用データ信号を中継送信し、最終的
に３つの子局１Ｂ，１Ｅ，１Ｆのうちの２つの子局から
親局２へ同一の通信用データ信号が送信されることにな
る。

【００２５】一方、最終的に２つの子局から送信されて
くる２つの同一通信用データ信号を受信した親局２は、
その信号変換部１１において先に受信したデータ信号の
みを取り出してデータ出力部１２に出力する。

【００２６】以上のように、同一の通信用データ信号を
複数の子局から構成される２つの通信ルートを経て親局
２に伝送させ、かつ、親局２では先に到達したデータ信
号のみを取り出すことにより、２つの通信ルートを構成
する複数の無線子局の中に通信不能局や通信使用中の局
があったとしても、送信元となる子局にそのことを返信
して他の通信ルートを構成する子局を検索し、その検索
した子局にデータ信号を再送信させるといった時間ロス
が最小限となり、特定の子局から親局までデータ信号を
確実かつ速やかに伝送することが可能である。

【００２７】なお、上記の実施形態では、無線子局１Ａ
〜１Ｉそれぞれに、自局が送信元となったとき、その送
信電波の届く範囲内にある複数（２つ）の送信先子局に
対する送信優先順位を予め付与させる構成としたものに
ついて説明したが、各無線子局１Ａ〜１Ｉそれぞれに、
自局が送信電波の届く範囲にある他の子局を送信元とす
る送信先になった場合の受信優先順位が付与される構成
としてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、一定エ
リア内に点在させた複数の無線子局が中継局の役割を果
たすように構成しているので、中継用送受信装置（中継
機）などを備えた特別な中継局の設置を要することな
く、一定エリア内のあらゆる子局から親局への無線通信
を可能として、電波法により送信出力が規制されるにも
かかわらず無線通信のネットワークシステムを非常に経
済的に構築することができる。

【００２９】しかも、特定の無線子局で故障などが発生
して親局に対してデータ信号を送信する必要が生じた場
合、自局からの送信電波が届く範囲内にある２つの他の
子局を含む２つの通信ルートを経由して同一のデータ信
号を親局に伝送させるようにしているので、２つの通信
ルートを構成する複数の無線子局の中に通信不能局や通
信使用中の局があったとしても、送信元となる子局に別
の通信ルートを形成させるための検索動作及びデータ信
号の再送信動作といった時間ロスを最小限に止めること
ができ、ネットワーク化された複数の伝送回線を有効に
活用してデータ信号を親局にまで確実に、かつ、できる
だけ速く伝送することができるという効果を奏する。

【００３０】特に、データ信号の送信要求が生じた特定
の無線子局から親局に至るまでの複数の子局を経由する
通信ルートが互いに重ならないように構成されていれ
ば、２つの通信ルートのうち少なくとも１つの通信ルー
ト中に通信不能局や通信使用中の局が存在する確率を極
めて小さくしてデータ信号の親局までの伝送の確実性、
迅速性を一層高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る無線通信システムの概念図であ
る。

【図２】同上システムにおける無線子局の概略構成図で
ある。

【図３】同上システムによる親局の概略構成図である。

【図４】同上システムにおける無線通信動作のうち、デ
ータ送信の要求があった無線子局の送信動作を説明する
フローチャートである。

【図５】同上システムにおける無線通信動作のうち、デ
ータ送信の要求があった無線子局から送信されてくるデ
ータ信号を受信し中継送信する動作を説明するフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１Ａ〜１Ｊ 無線子局 ２ 親局 ４ 通信用データ信号作成部 ５，１１ 信号変換部 ７，１０ 無線部 ８，１３ 通信制御部 １２ データ出力部

フロントページの続き (72)発明者 川勝 啓行 大阪府枚方市中宮大池１丁目１番１号 株 式会社クボタ枚方製造所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定エリア内に点在する複数の無線子局
   と一つの親局との間に亘って、空間を伝送媒体とする電
   波によってデータ信号を伝送する無線通信システムであ
   って、 各無線子局にはそれぞれ、自局に親局に対するデータ信
   号の送信要求が生じたとき、自局からの送信電波が届く
   範囲内に複数の他の子局がある場合は、それら子局のう
   ちの２つの子局それぞれに同一のデータ信号をそれら２
   つの子局の優先順位に基づいて送信し、また、自局から
   の送信電波が届く範囲内に１つの他の子局があるだけの
   場合は、その１つの子局にデータ信号を送信する手段
   と、 自局が特定の子局から送信されてくる同一のデータ信号
   を受信する２つの子局のうちの１つである場合、その受
   信したデータ信号を自局からの送信電波が届く範囲内に
   ある複数の子局のうち優先順位が上位の１つの子局に中
   継送信し、また、自局が上記特定の子局から送信されて
   くるデータ信号を受信する１つの子局である場合、その
   受信したデータ信号を自局からの送信電波が届く範囲内
   に複数の他の子局のうちの２つの子局それぞれにそれら
   ２つの子局の優先順位に基づいて中継送信する手段とが
   備えられており、 上記親局には２つの子局から送信されてくる２つのデー
   タ信号のうち、先に到達するデータ信号のみを取り出す
   手段が設けられていることを特徴とする無線通信システ
   ム。
2. 【請求項２】 上記各無線子局には、自局からの送信電
   波の届く範囲にある複数の子局が送信先に設定され、か
   つ、それら複数の送信先子局に対する送信優先順位が予
   め付与されている請求項１に記載の無線通信システム。
3. 【請求項３】 上記各無線子局には、自局からの送信電
   波の届く範囲にある他の子局が送信元になった場合の受
   信優先順位が付与されている請求項１に記載の無線通信
   システム。