WO2014119279A1 - 検針用通信端末、および検針用通信システム - Google Patents

検針用通信端末、および検針用通信システム Download PDF

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meter
communication terminal
reading
wave
interference wave
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Inventor
光央 上村
真理 中西
隆之 新居
Original Assignee
パナソニック株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B17/00Monitoring; Testing
    • H04B17/30Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/309Measuring or estimating channel quality parameters
    • H04B17/345Interference values

Definitions

  • the present invention relates to a meter reading communication terminal and a meter reading communication system.
  • a meter reading communication terminal is provided in a customer's facility using a supply medium supplied from a supplier, and a meter reading system is configured.
  • the meter reading communication terminal uses the supply medium in each consumer by wirelessly transmitting the meter reading information obtained by metering the amount of supply medium used to the master station installed by the supplier, the handy terminal carried by the meter reader, etc. The amount is notified to the supplier (see, for example, Japanese Patent Publication No. 2011-250301).
  • the supply medium includes electric power, water, gas, and the like.
  • the frequency band used for wireless communication by the meter-reading communication terminal is the 920 MHz band, and other communication terminals such as HEMS (Home Electrical Management System) devices, sensor devices, and tags are also used for communication. Therefore, when many communication terminals communicate with each other in the same frequency band, and other communication terminals communicate at the same time when communicating with the meter-reading communication terminal, the radio signal transmitted from the other communication terminal is disturbed. As a result, congestion and interference may occur, and communication of the meter reading communication terminal may fail.
  • HEMS Home Electrical Management System
  • the meter-reading communication terminal transmits meter-reading information in order for the supplier to charge the usage fee of the supply medium to the customer, and communication troubles due to illegal interference waves must be avoided.
  • An object of the present invention is to provide a meter-reading communication terminal and a meter-reading communication system that can identify illegal interference waves that are not based on the Radio Law.
  • the meter-reading communication terminal of the present invention is a meter-reading communication terminal that includes a transmission / reception unit for transmitting and receiving radio signals, and transmits meter-reading information representing the usage amount of a supply medium supplied from a supplier, A pattern storage unit that stores in advance a signal generation pattern defined by the Radio Law for communications performed in the frequency band used by the transceiver, and when an interference wave is generated, the interference wave is based on the Radio Law.
  • An interfering wave determination unit that determines whether or not the communication is due to communication, and the signal generation pattern is a time length of a permission period in which transmission of a radio signal is permitted and a prohibition period in which transmission of the radio signal is prohibited And is configured by alternately repeating the permission period and the prohibition period, and the interference wave determination unit is configured such that the generation pattern of the interference wave received by the transmission / reception unit is the pattern storage. If the signal generation pattern matches the stored signal generation pattern, it is determined that the interference wave is due to communication based on the Radio Law, and the generation pattern of the interference wave received by the transmission / reception unit is stored in the pattern storage unit. If the signal generation pattern does not match, it is determined that the interference wave is not due to communication based on the Radio Law.
  • the meter-reading communication terminal further includes a reception state storage unit and a communication failure determination unit, and the reception state storage unit receives a first time when the interference wave is received, and reception of a radio signal by the transmission / reception unit. Is stored, and the communication failure determination unit has a difference between the first time and the second time equal to or less than a predetermined time. And when the intensity
  • the meter-reading communication system of the present invention includes a plurality of meter-reading communication terminals, each of which is one of the above-described meter-reading communication terminals, and a master station that performs communication between the plurality of meter-reading communication terminals. It is characterized by that.
  • each of the plurality of meter-reading communication terminals determines that the interference wave is not due to communication based on the Radio Law, it transmits information regarding the interference wave to the master station, It is preferable that the position of the source of the interference wave is specified based on the information regarding the interference wave transmitted from each of the plurality of meter-reading communication terminals.
  • the plurality of meter-reading communication terminals include at least a first meter-reading communication terminal and a second meter-reading communication terminal. If it is determined that the communication is not based on the communication, the first information on the interference wave is transmitted to the second metering communication terminal, and the second metering communication terminal determines that the interference wave is based on the Radio Law. If it is determined not to be communication, the second information regarding the interference wave is transmitted to the first meter-reading communication terminal, and the first meter-reading communication terminal receives the second meter-reading communication terminal from the second meter-reading communication terminal.
  • the position of the source of the interference wave is specified, Information on the location of the identified source of the disturbing wave.
  • the second meter-reading communication terminal receives the first information from the first meter-reading communication terminal, and the second information of the own terminal, and the first information It is preferable that the position of the source of the disturbing wave is specified based on the first information of the meter-reading communication terminal, and the information on the position of the specified source of the disturbing wave is transmitted to the master station.
  • FIG. 1 shows the configuration of the meter-reading communication terminal 1.
  • the meter-reading communication terminal 1 (remote meter-reading communication terminal) includes an antenna 1a, a transmission / reception unit 1b, a demodulation unit 1c, a modulation unit 1d, an RSSI unit 1e, an arithmetic processing unit 10, and a storage unit 11.
  • the arithmetic processing unit 10 is configured by a CPU (Central Processing Unit) and has functions of a signal processing unit 1f, a reception success / failure determination unit 1g, an interference wave determination unit 1h, and a communication failure determination unit 1i.
  • the storage unit 11 includes a pattern storage unit 1j and a reception state storage unit 1k.
  • the meter-reading communication terminal 1 (first terminal) is provided in a customer's facility using a supply medium supplied from a supplier, and a master station 2 (second terminal) installed by the supplier Terminal), handy terminal 3 (third terminal) carried by the meter reader, etc., perform wireless communication with each other.
  • the meter-reading communication terminal 1 acquires meter-reading information obtained by metering the amount of use of the supply medium from a meter-reading meter (not shown) and transmits it to the master station 2, the handy terminal 3, etc., thereby using the supply medium at each consumer. The amount is notified to the supplier.
  • the meter-reading communication terminal 1 is configured to directly communicate with the master station 2 and the handy terminal 3, or the multi-hop communication between the master station 2 and the handy terminal 3 with the other meter-reading communication terminal 1 as a relay station. Any of the configurations to be performed may be used.
  • the supply medium includes electric power, water, gas, and the like.
  • the transmission / reception unit 1b performs transmission / reception of radio signals via the antenna 1a. Then, the demodulator 1c performs demodulation processing on the received radio signal.
  • the signal processing unit 1f acquires a message from the demodulated signal, and based on the acquired message, each process such as an acquisition process of meter reading information, a process of transmitting meter reading information, and a response signal (ACK) reply based on the acquired meter I do.
  • the signal processing unit 1f generates a signal to be transmitted and outputs the signal to the modulation unit 1d.
  • the modulation unit 1d performs modulation processing on the transmission signal.
  • the transceiver 1b outputs the signal received from the modulator 1d as a radio signal from the antenna 1a.
  • the RSSI unit 1e converts the radio signal received by the transmission / reception unit 1b into an RSSI (Received Signal Signal Strength) signal and outputs the signal to the arithmetic processing unit 10.
  • the RSSI signal is a signal whose voltage changes according to the signal level of the received radio wave signal. For example, the voltage increases as the signal level increases.
  • the reception success / failure determination unit 1g causes the signal processing unit 1f to output the signal addressed to the own terminal 1 It is determined whether the reception is successful. Specifically, if the signal processing unit 1f succeeds in acquiring a message from the signal addressed to the terminal 1, the reception success / failure determination unit 1g determines that the reception is successful. When the signal processing unit 1f fails to acquire a message from the signal addressed to the terminal 1, the reception success / failure determination unit 1g determines that the reception has failed.
  • the reception failure in the present embodiment means a case where the message processing unit 1f has failed to acquire a message from the data portion even though it has received the header portion of the packet.
  • the time when reception failed (second time to be described later) is the time when the header part of a packet that failed to obtain a message from the data part was received.
  • the reception success / failure determination unit 1g stores the reception success / reception failure determination result in the reception state storage unit 1k as a packet reception record.
  • the communication shown in FIG. 2 is performed between the meter-reading communication terminal 1 and the handy terminal 3.
  • the handy terminal 3 transmits a packet P1 to the meter-reading communication terminal 1, and the meter-reading communication terminal 1 that has successfully received the packet P1 returns a response signal A1 to the handy terminal 3.
  • the handy terminal 3 transmits the packet P2 to the meter-reading communication terminal 1, and the meter-reading communication terminal 1 fails to receive the packet P2.
  • the handy terminal 3 transmits the packet P3 to the meter-reading communication terminal 1, and the meter-reading communication terminal 1 also fails to receive the packet P3.
  • the packet reception record shown in FIG. 3 is stored in the reception state storage unit 1k.
  • the packet reception record is composed of items of reception success / failure of the packet addressed to the own terminal 1 (reception success: ⁇ , reception failure: ⁇ ), reception time, and reception signal strength.
  • reception success / failure item a reception success / reception failure determination result by the reception success / failure determination unit 1g is stored.
  • the reception time item stores the time when the packet is received.
  • the received signal strength at the reception time of the packet is set based on the RSSI signal output by the RSSI unit 1e.
  • the interference wave determination unit 1h determines whether or not the interference wave is due to communication based on the Radio Law.
  • the jamming wave is a signal that cannot be synchronized in the signal processing unit 1f, a signal that is not addressed to the own terminal 1, or the like.
  • the transmission / reception part 1b is performing communication using the 920 MHz band based on the radio law of Japan as an example, and according to the presence or absence of carrier sense and the length of carrier sense time in communication using the 920 MHz band For example, it is specified that the transmission time limit shown in FIGS. 4A to 4C is provided.
  • the 920 MHz band described above is a frequency band that can be freely used as a specific low-power radio in Japan without a qualification / license, and this freely usable frequency band is different in each country.
  • the 920 MHz band is a frequency band between 915 MHz and 928 MHz centered on 920 MHz.
  • FIG. 4A is an example of a signal generation pattern.
  • This signal generation pattern is configured by alternately repeating a permission period T11 of 100 msec in which transmission of radio signals is permitted and a prohibition period T12 of 100 msec in which transmission of radio signals is prohibited.
  • FIG. 4B is another example of the signal generation pattern.
  • This signal generation pattern is configured by alternately repeating a permission period T21 of 4 sec in which transmission of radio signals is permitted and a prohibition period T22 of 50 msec in which transmission of radio signals is prohibited.
  • FIG. 4C is still another example of the signal generation pattern.
  • This signal generation pattern is configured by alternately repeating a permission period T31 of 400 msec in which transmission of radio signals is permitted and a prohibition period T32 of 2 msec in which transmission of radio signals is prohibited.
  • the pattern storage unit 1j stores in advance each information of the permission period and the prohibition period shown in FIGS. 4A to 4C as a signal generation pattern.
  • the signal generation patterns shown in FIGS. 4A to 4C are stored in the pattern storage unit 1j as examples of patterns defined by the Radio Law, and are referred to as legal patterns in the following description.
  • the interference wave determination unit 1h refers to the legal pattern stored in the pattern storage unit 1j and determines whether the interference wave is due to communication based on the radio wave law.
  • the types of legal patterns may be other than those shown in FIGS. 4A to 4C.
  • the interference wave determination unit 1h determines the generation pattern of the interference wave from the RSSI signal output from the RSSI unit 1e.
  • the generation pattern of the interference wave is classified according to characteristics such as a time length in which the interference wave is generated and a time interval in which the interference wave is generated.
  • the interference wave determination unit 1h determines which of the legal patterns stored in the pattern storage unit 1j matches the generation pattern of the interference wave.
  • the interference wave determination unit 1h is based on communication based on the radio wave law (interference signal) The wave is legal).
  • the interference signal determination unit 1h does not receive the interference signal based on communication based on the Radio Law. It is determined that the disturbing wave is illegal.
  • the generation pattern of the interference wave that does not match the legal pattern includes a pattern that continuously outputs a radio signal without providing a prohibition period (that is, a pattern in which the permission period T41 continues). .
  • the interference wave determination unit 1h stores the determination result as to whether the received interference wave is legal or illegal in the reception state storage unit 1k as an interference reception record. In other words, by determining whether the generation pattern of the interference wave matches the legal pattern by the interference wave determination unit 1h, it is possible to identify an illegal interference wave that is not based on the Radio Law.
  • the interference waves I1 and I2 are generated from the interference wave generation source 4.
  • the jamming wave I1 occurs immediately before the handy terminal 3 transmits the packet P2
  • the jamming wave I2 occurs immediately after the handy terminal 3 transmits the packet P2.
  • the reception status storage unit 1k stores the jamming reception record shown in FIG.
  • the jamming reception record is composed of items such as a legal / illegal judgment result of a jamming wave, a reception time, and a received signal strength.
  • the item of the determination result of the interference wave stores a determination result of “legal” or “illegal” by the interference wave determination unit 1h.
  • the time (first time) at which the interference wave is received is stored.
  • the received signal strength the received signal strength at the reception time of the jamming wave is set based on the RSSI signal output by the RSSI unit 1e.
  • the communication failure determination unit 1i determines that the difference between the time when the reception failed (second time) and the time when the interference wave is received (first time) is 30 seconds or less, and the time when the reception fails (second When the received signal strength at (time) is ⁇ 95 dBm or more, it is determined that the reception failure is caused by the interference wave. That is, the communication failure determination unit 1i determines that the cause of reception failure despite the high received signal strength is an interference wave generated in the vicinity of the reception failure time.
  • the values of 30 seconds and ⁇ 95 dBm used in this determination process are examples, and may be set as appropriate according to the configuration, environment, and the like.
  • the reception time of the packet P2 that failed to be received 14:12:30
  • the reception time of the illegal interfering wave I2 is 14:13:00. That is, the interference waves I1 and I2 are generated within 30 seconds before and after the reception time of the packet P2.
  • the received signal strength of the packet P2 is -89 dBm. That is, the received signal strength of the packet P2 is ⁇ 95 dBm or more. Therefore, the communication failure determination unit 1i determines that the failure to receive the packet P2 is caused by the illegal interference waves I1 and I2.
  • the reception time of the packet P3 that failed to be received 14:15:00
  • the reception time of the illegal interference wave I1: 14:12:00 Second the reception time of the illegal interfering wave I2: 14:13:00. That is, the interference waves I1 and I2 are not generated within 30 seconds before and after the reception time of the packet P3.
  • the received signal strength of the packet P3 is ⁇ 106 dBm. That is, the received signal strength of the packet P3 is less than ⁇ 95 dBm. Therefore, the communication failure determination unit 1i determines that the reception failure of the packet P3 is not caused by an illegal interference wave but is caused by insufficient received signal strength.
  • the supplier can execute a countermeasure and countermeasure against the reception failure according to the cause of the reception failure.
  • the arithmetic processing unit 10 sends a communication failure occurrence notification (failure occurrence notification) due to the illegal interference wave to the master station 2.
  • the failure occurrence notification includes each information such as identification information of the meter-reading communication terminal 1 that is the transmission source, the reception time of the illegal interference wave, and the received signal strength of the illegal interference wave.
  • the master station 2 constitutes a meter reading communication system 5 (remote meter reading communication system) together with a plurality of meter reading communication terminals 1 under its control.
  • the first, second, third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, and ninth meter-reading communications are used to distinguish the plurality of meter-reading communications terminals 1 from each other. Terminals 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G, 1H, and 1I will be described.
  • the master station 2 when receiving the failure occurrence notification from each meter-reading communication terminal 1, the master station 2 creates a failure occurrence notification reception history shown in FIG.
  • the master station 2 knows in advance the positional relationship between the first to ninth meter-reading communication terminals 1A to 1I, and based on the reception time of illegal interfering waves and the received signal strength at each meter-reading communication terminal 1, The position of the source 4 of the illegal interference wave is specified.
  • the first, second, third, fifth, seventh, and eighth meter reading communication terminals 1A, 1B, 1C, 1E, 1G, and 1H are at the same time.
  • the first and second meter-reading communication terminals 1A and 1B have the highest received signal strength.
  • the master station 2 determines that there is an illegal interference wave source 4 between the first and second meter-reading communication terminals 1A and 1B, and notifies the supplier to that effect. Therefore, the supplier can execute countermeasures and countermeasures against the illegal interference wave source 4 based on the contents notified from the master station 2.
  • the meter-reading communication terminal 1 may operate as follows.
  • the meter-reading communication terminal 1 broadcasts a failure occurrence notification (information on disturbing waves) to the other meter-reading communication terminals 1. Therefore, each meter-reading communication terminal 1 (for example, the first meter-reading communication terminal 1A) receives a failure occurrence notification transmitted from another meter-reading communication terminal 1 (for example, the second meter-reading communication terminal 1B). Is generated not only in the generation state (first information) of illegal interference waves in the own terminal (first metering communication terminal 1A) but also in other metering communication terminals 1 (second metering communication terminal 1B).
  • Each meter-reading communication terminal 1 (for example, the first meter-reading communication terminal 1A) generates an illegal interference wave generation state (first information) and other meter-reading at its own terminal (first meter-reading communication terminal 1A).
  • the location of the source 4 of the illegal interference wave is specified based on the generation state (second information) of the illegal interference wave in the communication terminal 1 (second metering communication terminal 1B) and notified to the master station 2 .
  • the master station 2 notifies the supplier of information on the source 4 of the illegal interfering wave specified by each meter reading communication terminal 1. Therefore, the supplier can execute countermeasures and countermeasures against the illegal interference wave source 4 based on the contents notified from the master station 2.
  • the other meter-reading communication terminal 1 is one second meter-reading communication terminal 1B, but since “broadcast transmission” is performed, “other meter-reading communication terminal 1” is 2 It may be a communication terminal 1 for meter reading more than one unit.
  • the meter-reading communication terminal 1 includes the transmitting / receiving unit 1b that transmits and receives radio wave signals, and transmits meter-reading information representing the usage amount of the supply medium supplied from the supplier by the consumer. Furthermore, the meter-reading communication terminal 1 includes a pattern storage unit 1j and an interference wave determination unit 1h.
  • the pattern storage unit 1j stores in advance a signal generation pattern defined by the Radio Law for communications performed in the frequency band used by the transmission / reception unit 1b.
  • the interference wave determination unit 1h determines whether the interference wave is due to communication based on the Radio Law.
  • the signal generation pattern stipulates the length of each of the permission period during which radio signal transmission is permitted and the prohibition period during which radio signal transmission is prohibited.
  • the interference wave determination unit 1h indicates that the interference wave is due to communication based on the Radio Law. judge.
  • the interference wave determination unit 1h determines that the interference wave is not due to communication based on the Radio Law. To do.
  • the meter-reading communication terminal 1 preferably further includes a reception state storage unit 1k and a communication failure determination unit 1i.
  • the reception state storage unit 1k stores the first time when the interference wave is received, the second time when reception of the radio signal by the transmission / reception unit 1b fails, and the strength of the radio signal received by the transmission / reception unit 1b. To do. If the difference between the first time and the second time is less than or equal to a predetermined time and the strength of the radio signal at the second time is greater than or equal to the predetermined strength, the communication failure determination unit 1i It is determined that
  • the meter-reading communication system 5 of the present embodiment communicates between the plurality of meter-reading communication terminals 1 and the plurality of meter-reading communication terminals 1, each of which is the above-described meter-reading communication terminal 1. And a master station 2 to perform.
  • each of the plurality of meter-reading communication terminals 1 determines that the disturbing wave is not due to communication based on the Radio Law, it transmits information related to the disturbing wave to the master station 2, and The station 2 preferably specifies the position of the source of the interference wave based on the information regarding the interference wave transmitted from each of the plurality of meter-reading communication terminals 1.
  • the plurality of meter-reading communication terminals 1 are preferably composed of at least a first meter-reading communication terminal 1A and a second meter-reading communication terminal 1B. If the first meter reading communication terminal 1A determines that the disturbing wave is not due to communication based on the Radio Law, the first meter reading communication terminal 1A transmits first information regarding the disturbing wave to the second meter reading communication terminal 1B. If the second meter-reading communication terminal 1B determines that the disturbing wave is not due to communication based on the Radio Law, the second meter-reading communication terminal 1B transmits second information related to the disturbing wave to the first meter-reading communication terminal 1A.
  • the first meter reading communication terminal 1A receives the second information from the second meter reading communication terminal 1B
  • the first meter reading communication terminal 1B and the second meter reading communication terminal 1B second information Based on the information, the position of the source 4 of the disturbing wave is specified, and information on the position of the specified source 4 of the disturbing wave is transmitted to the master station 2.
  • the second meter reading communication terminal 1B receives the first information from the first meter reading communication terminal 1A, the second meter reading communication terminal 1B and the first meter reading communication terminal 1A first information Based on the information, the position of the source 4 of the disturbing wave is specified, and information on the position of the specified source 4 of the disturbing wave is transmitted to the master station 2.

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Abstract

 パターン記憶部は、送受信部が用いる周波数帯域で行われる通信に対して電波法で定められた信号発生パターンを予め記憶している。この信号発生パターンは、電波信号の送信が許可された許可期間と電波信号の送信が禁止された禁止期間との各時間長さを規定した合法パターンであり、許可期間と禁止期間を交互に繰り返すことにより構成される。妨害波判定部は、送受信部が受信した妨害波の発生パターンが合法パターンに合致する場合、この妨害波は電波法に基づいた通信によるものであると判定し、送受信部が受信した妨害波の発生パターンが合法パターンに合致しない場合、この妨害波は電波法に基づいた通信によるものでないと判定する。

Description

検針用通信端末、および検針用通信システム
 本発明は、検針用通信端末、および検針用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)に検針用通信端末を設けて、検針システムが構成されている。検針用通信端末は、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。
 検針用通信端末が無線通信に用いる周波数帯域は、920MHz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る。したがって、同一の周波数帯域で、多数の通信端末が通信を行っており、検針用通信端末の通信時に、他の通信端末が同時に通信を行うと、他の通信端末が送信した電波信号が妨害波となって輻輳、混信し、検針用通信端末の通信が失敗する可能性がある。
 しかしながら、通常、通信端末が行う通信は電波法に基づいており、このような通信端末が送信する電波信号は合法的である。したがって、検針用通信端末の通信失敗が一時的に発生するものの、この通信障害はいずれ解消される。
 しかしながら、検針用通信端末が無線通信に用いる周波数帯域において、意図的、意図的でないに関わらず、電波法に基づかない違法な電波信号を発生する通信端末、および自動販売機、電子レンジ等の機器がある。これらの通信端末、機器が発生する電波信号は、検針用通信端末にとって妨害波となり、検針用通信端末の通信が失敗する可能性がある。そして、電波法に基づかない違法な妨害波であるが故に、検針用通信端末の通信が失敗する通信障害が、頻発または継続する虞がある。
 検針用通信端末は、供給事業者が需要家に供給媒体の使用料金を課金するために、検針情報を送信するものであり、違法な妨害波による通信障害は回避しなければならない。
 本発明の目的は、電波法に基づかない違法な妨害波を識別することができる検針用通信端末、および検針用通信システムを提供することにある。
 本発明の検針用通信端末は、電波信号を送受信する送受信部を備えて、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情報を送信する検針用通信端末であって、前記送受信部が用いる周波数帯域で行われる通信に対して電波法で定められた信号発生パターンを予め記憶したパターン記憶部と、妨害波が発生した場合に、前記妨害波が前記電波法に基づいた通信によるものか否かを判定する妨害波判定部とを備え、前記信号発生パターンは、電波信号の送信が許可された許可期間と電波信号の送信が禁止された禁止期間との各時間長さを規定したものであり、前記許可期間と前記禁止期間を交互に繰り返すことにより構成され、前記妨害波判定部は、前記送受信部が受信した妨害波の発生パターンが前記パターン記憶部に記憶される前記信号発生パターンに合致する場合、この妨害波は電波法に基づいた通信によるものであると判定し、前記送受信部が受信した妨害波の発生パターンが前記パターン記憶部に記憶される前記信号発生パターンに合致しない場合、この妨害波は電波法に基づいた通信によるものでないと判定することを特徴とする。
 この発明において、検針用通信端末は、さらに受信状態記憶部と通信障害判定部とを備え、前記受信状態記憶部は、前記妨害波を受信した第1時刻と、前記送受信部による電波信号の受信が失敗した第2時刻と、前記送受信部が受信した電波信号の強度と、を記憶し、前記通信障害判定部は、前記第1時刻と前記第2時刻との差が所定時間以下であり、且つ前記第2時刻における前記電波信号の強度が所定強度以上である場合、前記受信の失敗は、前記妨害波が原因であると判定することが好ましい。
 本発明の検針用通信システムは、各々が上述される検針用通信端末のいずれかである複数の検針用通信端末と、前記複数の検針用通信端末との間で通信を行う親局とを備えることを特徴とする。
 この発明において、前記複数の検針用通信端末の各々は、妨害波が電波法に基づいた通信によるものでないと判定した場合、この妨害波に関する情報を前記親局へ送信し、前記親局は、前記複数の検針用通信端末のそれぞれから送信された前記妨害波に関する情報に基づいて、前記妨害波の発生源の位置を特定することが好ましい。
 この発明において、前記複数の検針用通信端末は、少なくとも第1の検針用通信端末と第2の検針用通信端末とから構成され、前記第1の検針用通信端末は、妨害波が電波法に基づいた通信によるものでないと判定した場合、この妨害波に関する第1の情報を前記第2の検針用通信端末へ送信し、前記第2の検針用通信端末は、妨害波が電波法に基づいた通信によるものでないと判定した場合、この妨害波に関する第2の情報を前記第1の検針用通信端末へ送信し、前記第1の検針用通信端末は、前記第2の検針用通信端末から前記第2の情報を受信した場合、自端末の前記第1の情報、および前記第2の検針用通信端末の前記第2の情報に基づいて、前記妨害波の発生源の位置を特定し、この特定した前記妨害波の発生源の位置の情報を前記親局へ送信し、前記第2の検針用通信端末は、前記第1の検針用通信端末から前記第1の情報を受信した場合、自端末の前記第2の情報、および前記第1の検針用通信端末の前記第1の情報に基づいて、前記妨害波の発生源の位置を特定し、この特定した前記妨害波の発生源の位置の情報を前記親局へ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、電波法に基づかない違法な妨害波を識別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。 実施形態の通信の一例を示すシーケンス図である。 実施形態のパケット通信記録を示すテーブル図である。 図4A~4Cは、実施形態の合法パターンとして記憶される信号発生パターンの例を示す説明図である。 実施形態の合法パターンに合致しない妨害波の発生パターンの例を示す説明図である。 実施形態の妨害受信記録を示すテーブル図である。 実施形態の複数の検針用通信端末を用いたシステム構成を示すブロック図である。 実施形態の障害発生通知の受信履歴を示すテーブル図である。
 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、検針用通信端末1の構成を示す。検針用通信端末1(遠隔検針用通信端末)は、アンテナ1a、送受信部1b、復調部1c、変調部1d、RSSI部1e、演算処理部10、記憶部11を備える。演算処理部10は、CPU(Central Processing Unit)で構成されており、信号処理部1f、受信成否判定部1g、妨害波判定部1h、通信障害判定部1iの各機能を有する。また、記憶部11は、パターン記憶部1j、受信状態記憶部1kを備える。
 検針用通信端末1(第1の端末)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の端末)、検針員が携行するハンディターミナル3(第3の端末)等と互いに無線通信を行う。そして、検針用通信端末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、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。この検針用通信端末1は、親局2、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末1を中継局として、親局2、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。
 以下、検針用通信端末1の動作について説明する。
 送受信部1bは、アンテナ1aを介した電波信号の送受信を行う。そして、復調部1cは受信した電波信号に復調処理を施す。信号処理部1fは、復調された信号からメッセージを取得し、この取得したメッセージに基づいて、検針メータから検針情報の取得処理、検針情報の送信処理、応答信号(ACK)の返信等の各処理を行う。また、信号処理部1fは、送信する信号を生成して、変調部1dへ出力する。変調部1dは、送信信号に変調処理を施す。送受信部1bは、変調部1dから受け取った信号をアンテナ1aから電波信号として出力する。
 RSSI部1eは、送受信部1bが受信した電波信号をRSSI(Received Signal Strength Indicator)信号に変換して、演算処理部10へ出力する。RSSI信号は、受信した電波信号の信号レベルに応じて電圧が変化する信号であり、例えば、信号レベルが大きいほど電圧が高くなる。
 また、受信成否判定部1gは、復調部1cで復調された信号が自端末1宛(ユニキャスト、ブロードキャスト、マルチキャストを含む)であった場合、信号処理部1fがこの自端末1宛の信号の受信に成功したか否かを判定する。具体的に、信号処理部1fが自端末1宛の信号からのメッセージ取得に成功すれば、受信成否判定部1gは受信成功と判定する。また、信号処理部1fが自端末1宛の信号からのメッセージ取得に失敗した場合、受信成否判定部1gは受信失敗と判定する。つまり、本実施形態における受信失敗とは、信号処理部1fがパケットのヘッダ部を受信しているにも関わらず、データ部からのメッセージ取得に失敗した場合を意味する。また、受信が失敗した時刻(後述する第2時刻)とは、データ部からのメッセージ取得に失敗したパケットのヘッダ部を受信した時刻である。
 そして、受信成否判定部1gは、この受信成功・受信失敗の判定結果を、パケット受信記録として受信状態記憶部1kに記憶させる。
 例えば、検針用通信端末1とハンディターミナル3との間で、図2に示す通信が行われたとする。まず、ハンディターミナル3は、検針用通信端末1に対してパケットP1を送信し、パケットP1の受信に成功した検針用通信端末1は、応答信号A1をハンディターミナル3へ返信する。次に、ハンディターミナル3は、検針用通信端末1に対してパケットP2を送信し、検針用通信端末1は、パケットP2の受信に失敗する。その後、ハンディターミナル3は、検針用通信端末1に対してパケットP3を送信し、検針用通信端末1は、パケットP3の受信にも失敗する。
 この場合、受信状態記憶部1kには、図3に示すパケット受信記録が記憶される。パケット受信記録は、自端末1宛のパケットの受信成否(受信成功:○、受信失敗:×)、受信時刻、受信信号強度の各項目で構成される。受信成否の項目は、受信成否判定部1gによる受信成功・受信失敗の判定結果が格納される。受信時刻の項目は、パケットを受信した時刻が格納される。受信信号強度の項目は、RSSI部1eが出力するRSSI信号に基づいて、パケットの受信時刻における受信信号強度が設定される。
 また、妨害波判定部1hは、妨害波が発生した場合に、この妨害波が電波法に基づいた通信によるものか否かを判定する。妨害波とは、信号処理部1fにおいて同期が取れない信号、自端末1宛ではない信号等である。
 ここで、通信は、各国の電波法(すなわち、日本国の電波法に相当する法)によって様々な取り決めが規定されている。そして、送受信部1bは、一例として日本国の電波法に基づき、920MHz帯を用いた通信を行っており、920MHz帯を用いた通信には、キャリアセンスの有無、キャリアセンス時間の長さに応じて、例えば図4A~図4Cに示す送信時間の制限を設けることが規定されている。なお、上述の920MHz帯は、日本国における特定小電力無線として資格・免許が無くても自由に使用できる周波数帯であり、この自由に使用できる周波数帯は、各国で異なる。920MHz帯は、920MHzを中心とした915MHz~928MHz間の周波数帯である。
 図4Aは、信号発生パターンの一例である。この信号発生パターンは、電波信号の送信が許可された100msecの許可期間T11と、電波信号の送信が禁止された100msecの禁止期間T12とを交互に繰り返すことにより構成されている。
 図4Bは、信号発生パターンの別の一例である。この信号発生パターンは、電波信号の送信が許可された4secの許可期間T21と、電波信号の送信が禁止された50msecの禁止期間T22とを交互に繰り返すことにより構成されている。
 図4Cは、信号発生パターンのさらに別の一例である。この信号発生パターンは、電波信号の送信が許可された400msecの許可期間T31と、電波信号の送信が禁止された2msecの禁止期間T32とを交互に繰り返すことにより構成されている。
 パターン記憶部1jは、図4A~図4Cに示す許可期間、禁止期間の各情報を信号発生パターンとして予め記憶している。図4A~4Cに示される信号発生パターンは、電波法で定められたパターンの例としてパターン記憶部1jに記憶されており、以下の説明では合法パターンと称する。
 そして、妨害波判定部1hは、妨害波が発生した場合、パターン記憶部1jに記憶している合法パターンを参照して、この妨害波が電波法に基づいた通信によるものか否かを判定する。なお、合法パターンの種類は、図4A~図4Cに示すもの以外にあってもよい。
 具体的に、妨害波判定部1hは、RSSI部1eが出力するRSSI信号から、妨害波の発生パターンを判別する。この妨害波の発生パターンとは、妨害波が発生する時間長さ、妨害波が発生する時間間隔等の特徴によって分類される。そして、妨害波判定部1hは、この妨害波の発生パターンが、パターン記憶部1jに記憶している合法パターンのいずれに合致するかを判定する。妨害波判定部1hは、妨害波の発生パターンが、パターン記憶部1jに記憶しているいずれかの合法パターンに合致する場合、受信した妨害波は電波法に基づいた通信によるものである(妨害波は合法である)と判定する。また、妨害波判定部1hは、妨害波の発生パターンが、パターン記憶部1jに記憶しているいずれの合法パターンにも合致しない場合、受信した妨害波は電波法に基づいた通信によるものではない(妨害波は違法である)と判定する。例えば、合法パターンに合致しない妨害波の発生パターンとして、図5に示すように、禁止期間を設けずに電波信号を連続的に出力するパターン(つまり、許可期間T41が継続するパターン)が挙げられる。
 そして、妨害波判定部1hは、受信した妨害波が合法または違法であるかの判定結果を、妨害受信記録として受信状態記憶部1kに記憶させる。すなわち、妨害波判定部1hによって、妨害波の発生パターンが合法パターンに合致するか否かを判定することによって、電波法に基づかない違法な妨害波を識別することができる。
 例えば、検針用通信端末1とハンディターミナル3との間で、図2に示す通信が行われた場合に、妨害波の発生源4より妨害波I1,I2が発生したとする。妨害波I1は、ハンディターミナル3がパケットP2を送信する直前に発生し、妨害波I2は、ハンディターミナル3がパケットP2を送信した直後に発生している。
 この場合、受信状態記憶部1kには、図6に示す妨害受信記録が記憶される。妨害受信記録は、発生した妨害波の合法・違法の判定結果、受信時刻、受信信号強度の各項目で構成される。妨害波の判定結果の項目は、妨害波判定部1hによる「合法」または「違法」の判定結果が格納される。受信時刻の項目は、妨害波を受信した時刻(第1時刻)が格納される。受信信号強度の項目は、RSSI部1eが出力するRSSI信号に基づいて、妨害波の受信時刻における受信信号強度が設定される。
 そして、通信障害判定部1iは、受信が失敗した時刻(第2時刻)と妨害波を受信した時刻(第1時刻)との差が30秒以下であり、且つ受信が失敗した時刻(第2時刻)における受信信号強度が-95dBm以上である場合、受信の失敗は、妨害波が原因であると判定する。すなわち、通信障害判定部1iは、受信信号強度が高いにも関わらず受信失敗した原因は、受信失敗時刻の近傍で発生した妨害波であると判定する。なお、この判定処理に用いる30秒、-95dBmの各値は一例であり、構成、環境等に応じて適宜設定すればよい。
 具体的に、パケット受信記録(図3)、妨害受信記録(図6)を参照すると、受信失敗したパケットP2の受信時刻:14時12分30秒、違法妨害波I1の受信時刻:14時12分00秒、違法妨害波I2の受信時刻:14時13分00秒である。すなわち、パケットP2の受信時刻の前後30秒以内に妨害波I1,I2が発生している。さらに、パケットP2の受信信号強度は、-89dBmである。すなわち、パケットP2の受信信号強度は、-95dBm以上である。したがって、通信障害判定部1iは、パケットP2の受信失敗は、違法妨害波I1,I2が原因であると判定する。
 また、パケット受信記録(図3)、妨害受信記録(図6)を参照すると、受信失敗したパケットP3の受信時刻:14時15分00秒、違法妨害波I1の受信時刻:14時12分00秒、違法妨害波I2の受信時刻:14時13分00秒である。すなわち、パケットP3の受信時刻の前後30秒以内に妨害波I1,I2は発生していない。さらに、パケットP3の受信信号強度は、-106dBmである。すなわち、パケットP3の受信信号強度は、-95dBm未満である。したがって、通信障害判定部1iは、パケットP3の受信失敗は、違法妨害波が原因ではなく、受信信号強度の不足が原因であると判定する。
 したがって、通信障害判定部1iによって受信失敗の原因が特定されるので、供給事業者は、受信失敗の原因に応じて、受信失敗に対する対応、対策を実行することができる。
 そして、演算処理部10は、通信障害判定部1iによって、違法妨害波による通信障害が発生したと判定された場合、違法妨害波による通信障害の発生通知(障害発生通知)を、親局2へ送信する。障害発生通知は、送信元の検針用通信端末1の識別情報、違法妨害波の受信時刻、違法妨害波の受信信号強度等の各情報が含まれる。
 図7に示すように、親局2は、配下にある複数の検針用通信端末1とともに、検針用通信システム5(遠隔検針用通信システム)を構成している。なお、図7において、複数の検針用通信端末1を互いに区別するため、それぞれ第1,第2,第3,第4,第5,第6,第7,第8,第9の検針用通信端末1A,1B,1C,1D,1E,1F,1G,1H,1Iと称して説明する。
 そして、親局2は、各検針用通信端末1から障害発生通知を受信すると、図8に示す障害発生通知の受信履歴を作成する。親局2は、第1~第9の検針用通信端末1A~1Iの各位置関係を予め把握しており、各検針用通信端末1における違法妨害波の受信時刻、受信信号強度に基づいて、違法妨害波の発生源4の位置を特定する。例えば、図8に示す障害発生通知の受信履歴では、第1,第2,第3,第5,第7,第8の検針用通信端末1A,1B,1C,1E,1G,1Hが同時刻に違法妨害波を受信しており、第1,第2の検針用通信端末1A,1Bにおける受信信号強度が最も高い。そこで、親局2は、第1,第2の検針用通信端末1A,1Bの間に違法妨害波の発生源4があると判定し、その旨を供給事業者に通知する。したがって、供給事業者は、親局2から通知された内容を基にして、違法妨害波の発生源4に対する対応、対策を実行することができる。
 また、検針用通信端末1が他の検針用通信端末1を中継局としてマルチホップ通信を行う構成では、以下のように動作してもよい。検針用通信端末1は、他の検針用通信端末1に対して障害発生通知(妨害波に関する情報)をブロードキャスト送信する。したがって、各検針用通信端末1(例えば第1の検針用通信端末1A)は、他の検針用通信端末1(例えば第2の検針用通信端末1B)から送信された障害発生通知を受信することによって、自端末(第1の検針用通信端末1A)における違法妨害波の発生状況(第1の情報)だけでなく、他の検針用通信端末1(第2の検針用通信端末1B)で発生した違法妨害波の発生状況(第2の情報)を把握することができる。そして、各検針用通信端末1(例えば第1の検針用通信端末1A)は、自端末(第1の検針用通信端末1A)における違法妨害波の発生状況(第1の情報)と他の検針用通信端末1(第2の検針用通信端末1B)における違法妨害波の発生状況(第2の情報)に基づいて、違法妨害波の発生源4の位置を特定し、親局2へ通知する。親局2は、各検針用通信端末1によって特定された違法妨害波の発生源4の情報を供給事業者に通知する。したがって、供給事業者は、親局2から通知された内容を基にして、違法妨害波の発生源4に対する対応、対策を実行することができる。
 なお、上述の説明では「他の検針用通信端末1」を1台の第2の検針用通信端末1Bと仮定したが、ブロードキャスト送信を行なっているので「他の検針用通信端末1」は2台以上の検針用通信端末1かもしれない。
 上述の通り、本実施形態の検針用通信端末1は、電波信号を送受信する送受信部1bを備えて、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情報を送信する。さらに検針用通信端末1は、パターン記憶部1jと妨害波判定部1hとを備える。パターン記憶部1jは、送受信部1bが用いる周波数帯域で行われる通信に対して電波法で定められた信号発生パターンを予め記憶する。妨害波判定部1hは、妨害波が発生した場合に、妨害波が電波法に基づいた通信によるものか否かを判定する。信号発生パターンは、電波信号の送信が許可された許可期間と電波信号の送信が禁止された禁止期間との各時間長さを規定したものであり、許可期間と禁止期間を交互に繰り返すことにより構成される。妨害波判定部1hは、送受信部1bが受信した妨害波の発生パターンがパターン記憶部1jに記憶される信号発生パターンに合致する場合、この妨害波は電波法に基づいた通信によるものであると判定する。妨害波判定部1hは、送受信部1bが受信した妨害波の発生パターンがパターン記憶部1jに記憶される信号発生パターンに合致しない場合、この妨害波は電波法に基づいた通信によるものでないと判定する。
 この検針用通信端末1は、さらに受信状態記憶部1kと通信障害判定部1iとを備えることが好ましい。この場合、受信状態記憶部1kは、妨害波を受信した第1時刻と、送受信部1bによる電波信号の受信が失敗した第2時刻と、送受信部1bが受信した電波信号の強度と、を記憶する。通信障害判定部1iは、第1時刻と第2時刻との差が所定時間以下であり、且つ第2時刻における電波信号の強度が所定強度以上である場合、受信の失敗は、妨害波が原因であると判定する。
 また、上述の通り、本実施形態の検針用通信システム5は、各々が上述の検針用通信端末1である複数の検針用通信端末1と、複数の検針用通信端末1との間で通信を行う親局2とを備える。
 この検針用通信システム5において、複数の検針用通信端末1の各々は、妨害波が電波法に基づいた通信によるものでないと判定した場合、この妨害波に関する情報を親局2へ送信し、親局2は、複数の検針用通信端末1のそれぞれから送信された妨害波に関する情報に基づいて、妨害波の発生源の位置を特定することが好ましい。
 また、この検針用通信システム5において、複数の検針用通信端末1は、少なくとも第1の検針用通信端末1Aと第2の検針用通信端末1Bとから構成されることが好ましい。第1の検針用通信端末1Aは、妨害波が電波法に基づいた通信によるものでないと判定した場合、この妨害波に関する第1の情報を第2の検針用通信端末1Bへ送信する。第2の検針用通信端末1Bは、妨害波が電波法に基づいた通信によるものでないと判定した場合、この妨害波に関する第2の情報を第1の検針用通信端末1Aへ送信する。第1の検針用通信端末1Aは、第2の検針用通信端末1Bから第2の情報を受信した場合、自端末1Aの第1の情報、および第2の検針用通信端末1Bの第2の情報に基づいて、妨害波の発生源4の位置を特定し、この特定した妨害波の発生源4の位置の情報を親局2へ送信する。第2の検針用通信端末1Bは、第1の検針用通信端末1Aから第1の情報を受信した場合、自端末1Bの第2の情報、および第1の検針用通信端末1Aの第1の情報に基づいて、妨害波の発生源4の位置を特定し、この特定した妨害波の発生源4の位置の情報を親局2へ送信する。
 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 (5)

  1.  電波信号を送受信する送受信部を備えて、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情報を送信する検針用通信端末であって、
     前記送受信部が用いる周波数帯域で行われる通信に対して電波法で定められた信号発生パターンを予め記憶したパターン記憶部と、
     妨害波が発生した場合に、前記妨害波が前記電波法に基づいた通信によるものか否かを判定する妨害波判定部とを備え、
     前記信号発生パターンは、電波信号の送信が許可された許可期間と電波信号の送信が禁止された禁止期間との各時間長さを規定したものであり、前記許可期間と前記禁止期間を交互に繰り返すことにより構成され、
     前記妨害波判定部は、
     前記送受信部が受信した妨害波の発生パターンが前記パターン記憶部に記憶される前記信号発生パターンに合致する場合、この妨害波は電波法に基づいた通信によるものであると判定し、
     前記送受信部が受信した妨害波の発生パターンが前記パターン記憶部に記憶される前記信号発生パターンに合致しない場合、この妨害波は電波法に基づいた通信によるものでないと判定する
     ことを特徴とする検針用通信端末。
  2.  さらに受信状態記憶部と通信障害判定部とを備え、
     前記受信状態記憶部は、
     前記妨害波を受信した第1時刻と、
     前記送受信部による電波信号の受信が失敗した第2時刻と、
     前記送受信部が受信した電波信号の強度と、を記憶し、
    前記通信障害判定部は、
     前記第1時刻と前記第2時刻との差が所定時間以下であり、且つ前記第2時刻における前記電波信号の強度が所定強度以上である場合、前記受信の失敗は、前記妨害波が原因であると判定する
     ことを特徴とする請求項1記載の検針用通信端末。
  3.  各々が請求項1または2記載の検針用通信端末である複数の検針用通信端末と、前記複数の検針用通信端末との間で通信を行う親局とを備えることを特徴とする検針用通信システム。
  4.  前記複数の検針用通信端末の各々は、妨害波が電波法に基づいた通信によるものでないと判定した場合、この妨害波に関する情報を前記親局へ送信し、前記親局は、前記複数の検針用通信端末のそれぞれから送信された前記妨害波に関する情報に基づいて、前記妨害波の発生源の位置を特定することを特徴とする請求項3記載の検針用通信システム。
  5.  前記複数の検針用通信端末は、少なくとも第1の検針用通信端末と第2の検針用通信端末とから構成され、
    前記第1の検針用通信端末は、
     妨害波が電波法に基づいた通信によるものでないと判定した場合、この妨害波に関する第1の情報を前記第2の検針用通信端末へ送信し、
    前記第2の検針用通信端末は、
     妨害波が電波法に基づいた通信によるものでないと判定した場合、この妨害波に関する第2の情報を前記第1の検針用通信端末へ送信し、
     前記第1の検針用通信端末は、前記第2の検針用通信端末から前記第2の情報を受信した場合、自端末の前記第1の情報、および前記第2の検針用通信端末の前記第2の情報に基づいて、前記妨害波の発生源の位置を特定し、この特定した前記妨害波の発生源の位置の情報を前記親局へ送信し、
     前記第2の検針用通信端末は、前記第1の検針用通信端末から前記第1の情報を受信した場合、自端末の前記第2の情報、および前記第1の検針用通信端末の前記第1の情報に基づいて、前記妨害波の発生源の位置を特定し、この特定した前記妨害波の発生源の位置の情報を前記親局へ送信することを特徴とする請求項3記載の検針用通信システム。
     
     
     
     
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