JPH11355296A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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、子局のいずれかが通
信不能あるいは通信異常の状況であっても、データ信号
を消滅することなく親局にまで確実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１つに送信要求が生じた時、他の子局を
中継局としてネットワーク化された複数の伝送回線を経
てデータ信号を親局２にまで伝送可能とした無線通信シ
ステムにおいて、自局からの送信データ信号を受信する
送信先子局から自局に返信されてくる応答信号と、デー
タ信号を受信した中継子局が送信元となって送信される
データ信号を受信する次の送信先子局から中継子局を経
由して自局に返信されてくる応答信号との両方を受け取
るまで自局に送信データ信号を記憶保持させるように構
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を介し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】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、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
線通信システムが考えられるが、こ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。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、中継式
システムは経済面、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
う技術的課題がある。

【０００５】そこで、本願出願人らは、一定エリア内に
点在する複数の無線子局のそれぞれが中継局の役割を果
たすようにすることで、複数の無線子局と親局との間に
亘って空間を伝送媒体とする電波を介してデータ信号を
伝送可能な複数の伝送回線を構成させてなる無線通信シ
ステムを提案し既に特許出願している。本願出願人らが
提案した無線通信システムによれば、親局に対してダイ
レクトに通信できない位置に存在する子局からでも、他
の子局を中継してデータ信号を親局にまで伝送すること
が可能で、上述した中継式システムに比べて無線通信の
ネットワーク化を経済的に構築することができるという
利点がある。

【０００６】ところで、本願出願人らが提案している無
線通信システムでは、ある特定の無線子局にデータ信号
の送信要求が生じ、その要求に応じてデータ信号を送信
したとき、送信電波が届く範囲内にあって中継局となる
他の子局がデータ信号を受信したという応答信号を送信
元子局に返信する。この応答信号を受けた送信元子局は
その時点で送信動作を終了し、次はデータ信号を受信し
た子局が送信元となってさらに次の子局にデータ信号を
中継送信し、この子局も次の子局から返信されてくる応
答信号を受けた時点で中継送信動作を終了するといった
データ信号の伝送確認手段が採用されていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような伝送確認
手段が採用されている無線通信システムにあっては、例
えば送信要求の生じた無線子局から送信されてくるデー
タ信号を受信した子局が送信元となって、次の送信先子
局へデータ信号を中継送信する際、その次の送信先子局
の全てが不通であったり、異常を呈している場合、この
送信元子局（中継局）は、自局に対する送信元子局に通
信不能あるいは通信異常の状況を通知しなければならな
い。しかし、この時点で送信元子局は既に送信動作を終
了し、他のデータ信号の伝送回線として使用されている
など通信不能あるいは通信異常の状況を受け取れる状態
でない場合があり、こうなると、先のデータ信号は消滅
してしまい、そのデータ信号中の故障情報などを親局に
まで伝送できない可能性があって、通信システムとして
の信頼性に改善の余地が残されている。

【０００８】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、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る
のはもとより、各無線子局におけるデータ信号の伝送確
認性能を高めて、システム全体の信頼性を著しく向上す
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。

【０００９】

【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にそれぞれ、自局にデータ信号
の送信要求が生じたとき、自局からの送信電波が届く範
囲内にある複数の子局のうちの一つにデータ信号を送信
する手段と、自局以外の子局から送信されてくるデータ
信号を受信したとき、その受信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の一つに
中継送信する手段とを備えさせて、これら複数の無線子
局と親局との間に亘り、空間を伝送媒体とする電波を介
してデータ信号を伝送する複数の伝送回線が構成されて
いる無線通信システムにおいて、各無線子局には、自局
からデータ信号を送信したときにそのデータ信号を受信
した送信先子局から自局に返信されてくる応答信号と、
上記送信先子局が送信元となって受信データ信号を中継
送信したときにそのデータ信号を受信した次の送信先子
局から送信元子局を経由して自局にまで返信されてくる
応答信号との両方を受け取るまでデータ信号を記憶さ
せ、かつ、両応答信号を受け取ったとき、その記憶デー
タ信号を消去して自局の送信動作を終了させる手段が設
けられていることを特徴とするものである。

【００１０】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。

【００１１】その上、特定の無線子局で故障などが発生
してデータ信号の送信要求が生じ、それに応じて自局か
らの送信電波が届く範囲内にある複数の子局のうちの一
つにデータ信号を送信したときにその送信先子局から自
局に返信されてくるデータ信号受信の応答信号だけで自
局の送信動作を終了してデータ信号を消去するのではな
く、その応答信号と、中継局となる送信先子局がさらに
次の子局へデータ信号を送信したときにその子局がデー
タ信号を正常に受信として返信されてくる応答信号との
両方を自局が受け取るまでデータ信号をそのまま記憶さ
せておき、両応答信号を受け取って始めてデータ信号を
消去し自局の送信動作を終了する伝送確認手段が設けら
れているので、中継局となる子局のいずれかに通信不能
あるいは通信異常の状況があった場合でも、その状況を
自局の送信元子局よりもさらに一つ前段の子局に通知さ
せてデータ信号の消滅を防ぐとともに、別の伝送回線を
使用して送信要求のあったデータ信号を親局にまで確実
に伝送することが可能である。

【００１２】特に、請求項２に記載のように、上記無線
子局に、自局からデータ信号を送信した時から一定時間
経過しても、送信先子局から応答信号が返信されなかっ
た場合、自局からの送信電波が届く範囲内にある複数の
子局のうちの他の一つにデータ信号を再送信する手段を
設けることによって、応答信号の返信がなかった子局を
異常として、データ信号を別の伝送回線を使ってできる
だけ早く親局に伝送することが可能となり、システム全
体の信頼性をより向上することができる。

【００１３】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
３に記載のように、自局からの送信電波の届く範囲内に
ある複数の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４に記載のように、自局からの送
信電波の届く範囲内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。

【００１４】

【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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】また、各無線子局１Ａ〜１Ｊにおける上記
通信制御部８には、自局から送信したデータ信号を受信
した送信先子局から返信されてくる応答信号と、その送
信先子局を送信元として中継送信したデータ信号を受信
する次の送信先子局から上記送信元子局（中継局）を経
由して返信されてくる応答信号との両方を受け取るまで
データ信号を記憶保持し、かつ、両応答信号を受け取っ
たときに記憶しているデータ信号を消去可能なメモリが
設けられている。さらに、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，１Ｃのアドレスを含めた信号が
作成される。また、子局１Ａ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〜１Ｊ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。

【００１８】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。

【００１９】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のフローチャートを参照
して説明する。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あって、接点や被計測機器に故障
が発生したり、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りした場合、該無線子局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１Ａ，１Ｃの優先順位をチェック
するとともに、優先順位が上位の送信先子局１Ａのアド
レスを含めた通信用データ信号を作成し、信号変換部４
で信号変換された後、そのデータ信号をメモリに保存
し、かつ、無線部６から電波が送信されて優先順位が上
位の送信先子局１Ａが呼び出される（ステップＳ１１〜
Ｓ１５）。

【００２０】呼び出された送信先子局１Ａはデータ信号
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
にデータ信号が送信される（ステップＳ１６〜Ｓ１
９）。

【００２１】もしこのとき、優先順位が上位の送信先子
局１Ａから応答信号が返信されてこなかった場合には、
送信元子局１Ｉにおいて、データ信号中のアドレス部分
を優先順位が下位の送信先子局１Ｃのアドレスに書き替
えたデータ信号を作成し、かつ、信号変換した後、無線
部６から電波が再送信され優先順位が下位の送信先子局
１Ｃが呼び出され、その呼び出された送信先子局１Ｃは
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から優先順位が下位の送
信先子局１Ｃにデータ信号が送信される（ステップＳ２
０，Ｓ２１，Ｓ１３〜Ｓ１９）。

【００２２】一方、上記送信先子局１Ｉからの送信電波
が届く範囲内にある２つの子局１Ａ，１Ｃは自己子局に
送信要求がないことからそれぞれ受信電波をチェック
し、その受信したデータ信号が自己子局宛てのものか、
または、他の子局宛てのものかを判定し、他の子局宛て
のものである場合は次の送信を待機し、自己子局宛ての
データ信号である場合は既述したように、送信要求のあ
った送信元子局１Ｉに応答信号を返信するとともに、両
局間に亘る通信リンクの確立に伴い送信元子局１Ｉから
のデータ信号を受信する（ステップＳ２２〜Ｓ２５）。

【００２３】次に、上記データ信号を受信した送信先子
局１Ａまたは１Ｃは、自局が送信元となって、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ま
たは１Ｅ，１Ａに対して受信データ信号を上記したステ
ップＳ１４〜Ｓ１９とほぼ同様な手順を経て中継送信す
る。なお、ステップ１３ではデータ信号中のアドレス部
分のみを書き替える。

【００２４】以上のように、送信要求のあった送信元子
局１Ｉから送信先子局１Ａまたは１Ｃへのデータ信号の
送信動作時において送信先子局１Ａまたは１Ｃから送信
元子局１Ｉへ返信されてくる応答信号と、送信先子局１
Ａまたは１Ｃを送信元としてその送信先子局１Ｂ，１Ｅ
または１Ｅ，１Ａへの受信データ信号の中継送信動作時
において送信先子局１Ｂ，１Ｅまたは１Ｅ，１Ａから送
信元子局１Ａまたは１Ｃへ返信され、さらにその子局１
Ａまたは１Ｃから送信要求のあった送信元子局１Ｉへ返
信されてくる応答信号との両方を受け取ったか否かを確
認し、両応答信号を受け取ったとき、メモリに保存され
ているデータ信号を消去（リセット）して送信元子局１
Ｉの送信動作が終了する（ステップＳ２６，Ｓ２７）。

【００２５】また、上記ステップＳ２６において、送信
元子局１Ｉからデータ信号を送信開始した時から一定時
間ｔ経過するまでの間に上記両応答信号の受け取りが確
認されなかった場合は、この子局１Ａまたは１Ｃからの
データ信号の送信先子局を強制的に切り替えて受信デー
タ信号を再送信する（ステップＳ２８）。

【００２６】なお、上記の実施形態では、一つの送信元
子局にそれぞれ２つの送信先を設定したものについて説
明したが、３つ以上の送信先を設定してもよい。

【００２７】また、上記実施の形態では、各無線子局１
Ａ〜１Ｊ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
してデータ信号の送信要求が生じた場合に、自局から送
信されるデータ信号を受信した送信先子局からの応答信
号だけで自局の送信動作を終了しデータ信号を消去する
のではなく、中継局となる送信先子局がさらに次の子局
へデータ信号を送信したときにその子局から返信されて
くる応答信号を自局が受け取って始めてデータ信号を消
去し自局の送信動作を終了するといった伝送確認機能を
発揮させることによって、中継局となる子局のいずれか
に通信不能あるいは通信異常の状況があったとしても、
データ信号の消滅を防止することができるとともに、別
の伝送回線を使用して送信要求のあったデータ信号を親
局にまで確実に伝送することができる。したがって、無
線通信システム全体の信頼性を著しく向上することがで
きるという効果を奏する。

【００３０】特に、請求項２の発明によれば、応答信号
の返信がなかった子局を異常として、データ信号を別の
伝送回線を使ってできるだけ早く親局に伝送することが
可能となり、システム全体の信頼性をより向上すること
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 信号変換部 ７ 無線部 ８ 通信制御部

───────────────────────────────────────────────────── 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 (4)

【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
   にそれぞれ、自局に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ある複数の子局
   のうちの一つにデータ信号を送信する手段と、自局以外
   の子局から送信されてくるデータ信号を受信したとき、
   その受信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の一つに中継送信する手段とを
   備えさせて、これら複数の無線子局と親局との間に亘
   り、空間を伝送媒体とする電波を介してデータ信号を伝
   送する複数の伝送回線が構成されている無線通信システ
   ムにおいて、 各無線子局には、自局からデータ信号を送信したときに
   そのデータ信号を受信した送信先子局から自局に返信さ
   れてくる応答信号と、上記送信先子局が送信元となって
   受信データ信号を中継送信したときにそのデータ信号を
   受信した次の送信先子局から送信元子局を経由して自局
   にまで返信されてくる応答信号との両方を受け取るまで
   データ信号を記憶させ、かつ、両応答信号を受け取った
   とき、その記憶データ信号を消去して自局の送信動作を
   終了させる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】 上記無線子局は、自局からデータ信号を
   送信した時から一定時間経過しても、送信先子局から応
   答信号が返信されなかった場合、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の他の一つにデータ
   信号を再送信する手段を有している請求項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
   波の届く範囲内にある複数の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または２に記載の無線通
   信システム。
4. 【請求項４】 上記各無線子局には、自局からの送信電
   波の届く範囲内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または２に記載
   の無線通信システム。