JP2504481B2 - テレメ―タシステムにおけるデ―タ伝送方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明は，遠隔地の子局がサンプリングする各種のデ
ータを，無線通信回線を使って子局間のリレー方式で基
地局に伝送するテレメータシステムにおけるデータ伝送
方式に関し， リレーを構成する子局に故障が発生したとしても，正
常な子局のデータは基地局に全て伝送できるようにする
ことを目的として， 基地局が鎖状に配置される子局の情報データを収集し
てなるテレメータシステムにおいて，子局は，無線を実
行する無線手段の送信パワーを変化させる送信パワー可
変手段と，情報データの送信先となる送信先子局を鎖状
につながる子局の遠隔度の順位に従って決定する送信先
子局決定手段と，この送信先子局決定手段により決定さ
れた送信先子局からの応答信号の受信の有無を検出する
応答有無検出手段と，自らが情報データを受信したとき
に自局と情報データを送信してきた子局との遠隔度を検
出する遠隔度検出手段とを備え，送信権を有する子局
は，上記応答有無検出手段が応答信号を検出しないとき
には，上記送信先子局決定手段が決定する次の順位の子
局を送信先子局とし，このようにして決定される送信先
子局に対して情報データが到達できるように上記送信パ
ワー可変手段を制御するとともに，送信権を有する子局
から送信先子局として決定された子局は，情報データを
受信したときに発する応答信号が送信権を有する子局に
到達できるように，上記遠隔度検出手段の検出結果に従
って上記送信パワー可変手段を制御してなるよう構成す
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は，遠隔地の子局がサンプリングする各種のデ
ータを，無線通信回線を使って子局間のリレー方式で基
地局に伝送するテレメータシステムにおけるデータ伝送
方式に関する。

例えば，ダムの貯水量を管理するような場合において
は，遠隔地であるところの上流地点の雨量や水量等の各
種データを定期的に収集していくような必要がでてく
る。このような遠隔地のサンプリングするデータを収集
するための一方式としてテレメータシステムがある。こ
のテレメータシステムは，データのサンプリング地点に
無線設備を配置して子局となし，この子局からデータを
収集することになる基地局に対して無線で各種データを
伝送するよう構成することで，遠隔地の情報データを１
ヶ所で収集できるようにするものである。

〔従来の技術〕

このテレメータシステムの従来技術の一構成を第８図
に示す。図中,10はデータのサンプリング地点に配置さ
れる子局であり,20は子局がサンプリングするデータを
収集するための基地局である。

この図に示すように，基地局20がすべての子局10のデ
ータを効率よく収集していくようにするために，従来の
テレメータシステムでは，各子局10は基地局20に対して
１つ遠い地点となる子局10からのデータを受信するとと
もに，その受信データの自らのデータを加えたデータを
送信データとして基地局20に対して１つ近い地点となる
子局10に送信するようにする，いわゆるバケツリレー方
式でデータ伝送を構成している。

このリレー方式のデータ伝送方式は，各子局10が直接
基地局20に対してデータ伝送を実現するようにするとい
うデータ伝送方式に比べて，必要とされる無線設備のパ
ワーが小さくできるという利点があるとともに,2つの子
局10間だけでデータ伝送のための同期をとればよいこと
から，無線設備の装置構成が簡略化できるという利点が
あるために，広くテレメータシステムで採用されている
データ伝送方式である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような従来技術のリレー方式のデータ伝送方式で
は，子局10の無線の到達範囲であるサービスエリア内に
次段の子局10を配置し，更にその次段の子局10のサービ
スエリア内に次次段の子局10を配置するといったよう
に，親となる子局10のサービスエリア内に子となる子局
10を配置するよう構成しているものであることから，基
地局20までの途中の子局10のいずれかの子局10に故障が
発生することでデータの送受信ができなくなるようなこ
とが起ると，基地局20では，その故障の子局10より遠隔
にある正常な子局10のデータも収集できなくなるといっ
た問題が生じていた。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって，
基地局20がすべての子局10のデータを効率よく収集でき
るというリレー方式のデータ伝送を基本としながら，リ
レーを構成する子局10に故障が発生したとしても，正常
な子局10のデータは基地局20に全て伝送できることにな
るというテレメータシステムにおけるデータ伝送方式の
提供を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図である。

図中,10は子局であり，離間された地点に鎖状に配置
されて各地点での固有の情報データを収集し，この収集
した情報データを無線通信により基地局にデータ伝送す
るもの,11は子局10が具備する無線手段であり，子局10
が収集する情報データ無線データに変換するとともに他
の子局10から送られてくる無線データを情報データに変
換するためのもの,12は送信パワー可変手段であり，無
線手段11の送信パワーを変化させるためのもの,13は受
信制御手段14と送信制御手段15とから構成されるデータ
伝送制御手段であり，ここでこの受信制御手段14は，無
機手段11を介して他の子局10から送られてくる情報デー
タと応答信号を受信制御するためのものであり，送信制
御手段15は，無線手段11を介して他の子局10に送る情報
データと応答信号を送信制御するためのもの,16は送信
先子局決定手段であり，鎖状につながる子局10の基地局
からの遠隔度の順位に従って情報データの送信先となる
送信先子局10を決定するためのもの,17は応答有無検出
手段であり，送信先子局決定手段16により決定された送
信先子局10から戻される応答信号の受信の有無を検出す
るためのもの,18は遠隔度検出手段であり，他の子局10
からの情報データを受信したときに自局とその子局との
遠隔度を検出するためのもの,19は情報データ検出手段
であり，子局10に情報データを提供するためのもの,20
は基地局であり，子局10からデータ伝送される情報デー
タを無線で受信して子局10の情報データを収集するもの
である。

〔作用〕

本発明では，送信権を有する子局10は，応答有無検出
手段17が送信先子局10からの応答信号の戻ってこないこ
とを検出したときにおいては，送信先子局決定手段16が
決定する次の順位の基地局20側の子局10を送信先子局10
と修正するとともに，このようにして修正された新たな
送信先子局10に対して情報データが到達できるようにと
送信パワー可変手段12を制御する。

一方，送信権を有する子局10からの情報データを受信
する送信先子局10は，自局10と送信権を有する子局10と
の遠隔度を遠隔度検出手段18により検出し，この検出結
果に基づいて，送信権を有する子局10への応答信号が送
信権を有する子局10に到達できるようにと送信パワー可
変手段12を制御する。

このように本発明によれば，応答信号が戻ってこない
ことで送信先子局10の故障が判明すれば，基地局20側そ
の先の子局10が送信先子局10として設定され直すととも
に，無線手段11の送信パワーが増加されることでその新
たな送信先子局10とデータ送信が実現できるようになる
ことから，基地局20は全ての正常な子局10の情報データ
を収集できるとともに，故障状態にある子局10を特定で
きることになる。

〔実施例〕

本発明に係るテレメータシステムの子局のシステム構
成図を第２図に示す。この図において,11は子局10が具
備する無線機であり，子局10が収集する情報データを他
の子局10に送信するときに用いられるとともに，他の子
局10が収集し送信する情報データを受信するときに用い
られる。13は無線機11が送受信するデータを制御するた
めの制御部である。19は検出器であり，この検出器19に
より検出される子局10の情報データが図示しない基地局
20で収集されることになる。

本発明においては，制御部13が無線機11の送信パワー
を制御するよう構成される。この制御の構成例を第３図
に示す。この第３図に示すように，無線機11の送信パワ
ーを決定するパワーアンプ部30に制御部13からの送信パ
ワー制御信号が入力され，この送信パワー制御信号によ
り無線機11の送信パワーの大きさがステップ的にあるい
は直線的に設定されることになる。

このように構成される子局10は基本的には，第８図に
示した従来技術と同様に，基地局20に対して一列の順序
となるように対応付けられ，各子局10は基地局20に対し
て１つ遠い子局10からの情報データを受信するととも
に，その受信データに自らの情報データを加えた情報デ
ータを送信データとして基地局20に対して１つ近い子局
10に送信するようにして，基地局20に全ての子局10の情
報データが集まるようにと構成されるものである。

この子局10間のリレー方式によるデータ伝送を実現す
るために用いられる本発明の無線データ信号のフレーム
構成を第４図に示す。この図において,1は情報データの
開始であることを表わすためのビット同期信号部,2はデ
ータ伝送を実行するためのアドレスを表わすために設け
られる送信局識別番号部,6はリレー方式により自局から
送信先子局10へと送信される情報データを表わすところ
のデータ信号部,9はフレームの終了を表わす終了符号部
である。

この送信局識別番号部２は，送信権を有するところの
自局のアドレスを表わす自局識別番号部３と，情報デー
タの送信先の子局10のアドレスを表わす相手局識別番号
部４と，情報データを送信してきた送信元の子局10への
応答信号を表わすACK信号部５とから構成される。

ここで，このACK信号部５は，送信元の子局10からの
情報データを受信したときに，その送信元の子局10にそ
の旨を知らせるべく設けられるものである。また，デー
タ信号部６は，各子局10の収集した情報データを表わす
ところの情報データ部７と，その情報データの属する子
局10のアドレスを表わす情報データ識別番号部８とから
構成される。

次に，第５図と第６図に示す子局10の制御部13が実行
する処理のフローチャートに従って，本発明の動作につ
いて詳細に説明する。

リレー方式で基地局20に自局の情報データを送信しよ
うとする送信権を有する子局10は，最初に，第５図のス
テップ10に示すように，自局より基地局20に対して１つ
近い子局10を送信先子局10として初期設定し，無線デー
タ信号のフレームの相手局識別番号部４にそのアドレス
をセットする。そして，ステップ11で，無線データ信号
のフレームのデータ信号部６に送信すべき情報データを
セットして，その送信先子局10に無線データ信号を送信
する。ここで送信すべき情報データとは，送信権を有す
る子局10より遠い子局10から送られてきた情報データに
その送信権を有する子局10の情報データが加えられて定
義されるものであり，このような情報データの積み重ね
のリレー方式で基地局20に全ての子局10の情報データが
集められることになる。

続いて，無線データ信号の送信を終了した送信権を有
する子局10は，ステップ12で，送信先子局10からの応答
信号が戻ってくるか否かを判断する。この応答信号は，
送信先子局10が自局宛の無線データ信号を受信したとき
に，送信元である送信権を有する子局10にその旨を知ら
せるべく送信されるものであり，その送信先子局10が自
らの送信先子局10に送信するところの無線データ信号の
ACK信号部５に応答信号をセットすることで実行される
ことになる。この応答信号の有無の判断は,1回の送信に
対する応答の有無で判断されるものに限られてくること
なく，例えば複数回の送信に対する応答の有無で判断す
ることも可能である。

このステップ12の判断で応答信号が戻ってくれば送信
権を有する子局10が設定した送信先子局10は正常状態に
あることになるので，ステップ13に進み，送信権はこの
送信先子局10に移されて，それまで送信権を有していた
子局10は，その処理を終了する。一方，このステップ12
の判断で応答信号が戻ってこなければ，送信権を有する
子局10が設定した送信先子局10は故障状態にあることに
なるので，ステップ14に進み，送信先子局10を更に１つ
基地局20に対して近い子局10に設定しなおし，無線デー
タ信号のフレームの相手局識別番号部４そのアドレスを
セットする。そして，ステップ15に進み，このようにし
て設定された新たな送信先子局10に対して無線データ信
号が到達できるようにと無線機11の送信パワーを増加さ
せる処理を行い，ステップ11に戻ってステップ12,ステ
ップ14,ステップ15の処理を繰り返し，正常な状態にあ
る送信先子局10をみつけ出して，その送信先子局10に情
報データを送信し，リレーでつなげていくことになる。

第６図に示すフローチャートは，送信権を有する子局
10からの無線データ信号を受信した送信先子局10が，応
答信号の送信のために実行する処理を示したものであ
る。

この図に示すように，ステップ20で，受信した無線デ
ータ信号の相手局識別番号部４から自局宛の無線データ
信号であることを知った子局10は，ステップ21に進ん
で，この受信した無線データ信号の自局識別番号部３か
ら送信元の子局10のアドレスを特定する処理を行う。続
いて，ステップ22で，このようにして求められた送信元
子局10と自局とのアドレスの違いから送信元子局10と自
局との距離を検出する。ここでこの距離は，送信元子局
10と自局との間にある故障状態の子局10の数によって定
められるものである。

ステップ22で自局と送信元子局10との距離が求まる
と，ステップ23に進み，送信元子局10に応答信号が到達
できるようにと無線機11の送信パワーを設定する処理を
行い，続いてステップ24で応答信号を送信元子局10に送
信する。ここで，この応答信号は，新たに送信権を有す
ることになるこの子局が，自らの送信元子局10に送信す
るところの無線データ信号のACK信号部５に応答信号を
セットすることで実行されることになるが，本発明はこ
れに限られることなく，単独で応答信号だけからなる無
線データ信号を送信するようにしてもよい。

このように，子局10が第５図及び第６図に示す処理を
実行することで，本発明では，故障状態にある子局10を
特定するとともに，その故障状態にある子局10を飛ばし
て次の正常状態にある子局とにデータ伝送のリレーをつ
なげていくことになる。

本発明の実現のために必要とされる無線機11の送信パ
ワー可変方式としては色々なものが考えられるが，その
一例を第７図に示す。この第７図において，（Ａ）図で
は，無線機11のパワーアンプ部30のアンプとパワーアン
プの間にスイッチ回路を設け，複数の利得の異なるパワ
ーアンプの中から１つのパワーアンプを選択できるよう
にして送信パワーを変化させるという構成例を示し，
（Ｂ）図では，パワーアンプに供給する直流電源電圧を
変えることで，パワーアンプの利得を可変にできるよう
にして送信パワーを変化させるという構成例を示し，
（Ｃ）図では，パワーアンプの前段に接続されるアンプ
のゲインを可変にできるようにして送信パワーを変化さ
せるという構成例を示す。本発明は，いずれの可変方式
によっても実現できることになる。

〔発明の効果〕

以上説明したように，本発明のテレメータシステムに
おけるデータ伝送方式によれば，子局が正常状態にあれ
ば，子局の無線機の送信パワーを小さくできることから
子局の情報データの伝送を低消費電力で実現できること
になり，従って，例えば子局がバッテリー駆動のときに
はバッテリーの交換を長い間しないですませられるとい
うことになる。一方、子局の一部に故障状態が発生する
ならば，無線機の送信パワーを増加させて故障状態の子
局を飛ばして正常状態にある子局だけで情報データの伝
送が実現できることになるので，全ての正常状態の子局
の情報データを基地局が収集できることになる。そし
て，基地局には，全ての正常状態にある子局の情報デー
タが集められることになるので，基地局にどの子局の情
報データがないかということを調べる監視部を設けれ
ば，故障状態にある子局を基地局で容易に特定できるこ
とになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図， 第２図は本発明の子局のシステム構成図， 第３図は本発明の送信パワー可変のための構成図， 第４図は本発明の無線データ信号のフレーム構成図， 第５図は本発明の子局が送信モードのとき実行するフロ
ーチャート図， 第６図は本発明の子局が受信モードのとき実行するフロ
ーチャート図， 第７図は本発明の送信パワー可変のための実施例構成
図， 第８図はテレメータシステムのデータ伝送の説明図であ
る。 第１図において,10は子局,11は無線手段,12は送信パワ
ー可変手段,13はデータ伝送制御手段,14は受信制御手
段,15は送信制御手段,16は送信先子局決定手段,17は応
答有無検出手段,18は遠隔度検出手段,19は情報データ検
出手段,20は基地局である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】離間された地点に鎖状に配置される子局
   （10）が入手する情報データを，無線のリレー方式で積
   み重ねて後段の子局（10）に伝送することで，最終段の
   子局（10）につながる基地局（20）が鎖状に配置される
   子局（10）の情報データを収集してなるテレメータシス
   テムにおいて， 上記子局（10）は，無線を実行する無線手段（11）の送
   信パワーを変化させる送信パワー可変手段（12）と， 情報データの送信先となる送信先子局（10）を鎖状につ
   ながる子局（10）の遠隔度の順位に従って決定する送信
   先子局決定手段（16）と， この送信先子局決定手段（16）により決定された送信先
   子局（10）からの応答信号の受信の有無を検出する応答
   有無検出手段（17）と， 自らが情報データを受信したときに自局と情報データを
   送信してきた子局（10）との遠隔度を検出する遠隔度検
   出手段（18）とを備え， 送信権を有する子局（10）は，上記応答有無検出手段
   （17）が応答信号を検出しないときには，上記送信先子
   局決定手段（16）が決定する次の順位の子局（10）を送
   信先子局（10）とし，このようにして決定される送信先
   子局（10）に対して情報データが到達できるように上記
   送信パワー可変手段（12）を制御するとともに， 送信権を有する子局（10）から送信先子局（10）として
   決定された子局（10）は，情報データを受信したときに
   発する応答信号が送信権を有する子局（10）に到達でき
   るように，上記遠隔度検出手段（18）の検出結果に従っ
   て上記送信パワー可変手段（12）を制御してなること
   を， 特徴とするテレメータシステムにおけるデータ伝送方
   式。