JP5683714B2 - Wireless terminal device and wireless communication system - Google Patents

Wireless terminal device and wireless communication system Download PDF

Info

Publication number
JP5683714B2
JP5683714B2 JP2013538513A JP2013538513A JP5683714B2 JP 5683714 B2 JP5683714 B2 JP 5683714B2 JP 2013538513 A JP2013538513 A JP 2013538513A JP 2013538513 A JP2013538513 A JP 2013538513A JP 5683714 B2 JP5683714 B2 JP 5683714B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna
wireless terminal
wireless
information data
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013538513A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2013054722A1 (en
Inventor
小林　敬侍
敬侍 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from PCT/JP2011/073530 external-priority patent/WO2013054415A1/en
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2013538513A priority Critical patent/JP5683714B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5683714B2 publication Critical patent/JP5683714B2/en
Publication of JPWO2013054722A1 publication Critical patent/JPWO2013054722A1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

本発明は、無線通信ネットワークシステムを構成する無線端末装置に関する。   The present invention relates to a wireless terminal device constituting a wireless communication network system.

従来の移動型通信装置のネットワークの一つとして、直接通信できない無線端末装置同士は中継装置（通信を中継する無線端末装置）を介して通信することによって、多数の無線端末装置同士の相互通信を可能にする無線メッシュネットワークの技術が開発されている。このような無線ネットワークは一般にメッシュネットワークと呼ばれ、基地局や固定局、移動局関係なく、無線端末装置間のデータ通信は途中で複数の無線端末装置を中継することにより行うネットワークとなっている。   As one of the networks of conventional mobile communication devices, wireless terminal devices that cannot communicate directly communicate with each other via a relay device (wireless terminal device that relays communication), thereby enabling mutual communication between a large number of wireless terminal devices. Wireless mesh network technology has been developed to enable it. Such a wireless network is generally referred to as a mesh network, and data communication between wireless terminal devices is performed by relaying a plurality of wireless terminal devices on the way, regardless of base stations, fixed stations, or mobile stations. .

以上のように構成したネットワークシステムでは、送信元の無線端末装置から送信されたデータは、無線端末装置間の通信品質を基に構築された中継経路上の無線端末装置により中継（ホップ）され、最終宛先の無線端末装置まで届けられる。このようなネットワークシステムにおいて、通信信頼性をさらに向上させるための技術が特許文献１や特許文献２に記載されている。   In the network system configured as described above, the data transmitted from the wireless terminal device of the transmission source is relayed (hopped) by the wireless terminal device on the relay path constructed based on the communication quality between the wireless terminal devices, It is delivered to the final destination wireless terminal device. In such a network system, Patent Document 1 and Patent Document 2 describe techniques for further improving communication reliability.

具体的には、特許文献１には、無線端末装置が複数のアンテナを保有し、周囲の複数の無線端末装置それぞれとの通信で使用するアンテナとして、受信時に無線品質が最も良いアンテナを選択することにより通信信頼性を向上させる技術が記載されている。   Specifically, in Patent Document 1, a wireless terminal device has a plurality of antennas, and an antenna having the best wireless quality at the time of reception is selected as an antenna used for communication with each of a plurality of surrounding wireless terminal devices. Thus, a technique for improving communication reliability is described.

また、特許文献２には、アンテナの指向性毎の通信品質を中継経路毎に計算した親和度と、ホップ数に基づいて中継経路を選択してデータ送信を行うことにより、通信信頼性を向上させる技術が記載されている。   Patent Document 2 also improves communication reliability by performing data transmission by selecting a relay route based on the affinity calculated for each relay route for communication quality for each antenna directivity and the number of hops. The technology to be described is described.

特開２０１０−９８５９５号公報JP 2010-98595 A 特開２００４−２８２２４４号公報JP 2004-282244 A

上述したように、特許文献１に記載の技術では、複数のアンテナの中から受信品質が最良のアンテナを選択して使用することとしている。しかしながら、送信元から最終宛先の無線端末装置までの途中において信号を中継する回数（ホップ数）が多くなると、システム全体としての通信の信頼性が低下してしまうため、隣接している無線端末装置との間の通信品質を考慮してアンテナを選択した場合、中継経路全体としてみた場合に最適なアンテナを選択できないという問題があった。   As described above, in the technique described in Patent Document 1, an antenna having the best reception quality is selected and used from a plurality of antennas. However, if the number of times (number of hops) of relaying a signal increases in the middle from the transmission source to the final destination wireless terminal device, the reliability of communication as the entire system decreases, so that adjacent wireless terminal devices When the antenna is selected in consideration of the communication quality between the two and the other, there is a problem that the optimum antenna cannot be selected when viewed as the whole relay route.

また、特許文献２に記載の技術では、ゲートウェイや各無線端末装置において無線端末装置間の通信品質に基づいて中継経路が構築され、各無線端末装置が経路情報を持つ。このため、送信元から最終宛先までの中継経路の途中で周囲環境の変化などにより電波が届かなくなると自動的に迂回経路へ中継経路が変更される自立ネットワークにおいては、各無線端末装置において、保持している中継経路の情報とは異なる周囲の無線端末装置からデータを受信する可能性がある。そうすると、中継経路毎に計算した親和度とホップ数に基づいて中継経路を選択し、この中継経路に基づいて複数のアンテナの中から特定の隣接する無線端末装置に対して無線品質が最も良いアンテナを選択しデータの受信待機をしていると、選択中のアンテナが必ずしも最適な受信用のアンテナになるとは限らず、すなわち、最適なアンテナで受信することができず、受信待機時の通信の信頼性が低下するという問題があった。   In the technique described in Patent Document 2, a relay route is constructed based on communication quality between wireless terminal devices in a gateway or each wireless terminal device, and each wireless terminal device has route information. For this reason, in a self-supporting network in which the relay route is automatically changed to a detour route when radio waves do not reach due to changes in the surrounding environment during the relay route from the source to the final destination, each wireless terminal device holds There is a possibility that data may be received from a surrounding wireless terminal device that is different from the information of the relay route being used. Then, a relay route is selected based on the affinity and the number of hops calculated for each relay route, and the antenna having the best radio quality for a specific adjacent wireless terminal device from among a plurality of antennas based on this relay route If you select and wait for data reception, the selected antenna does not necessarily become the optimal reception antenna, that is, it cannot receive with the optimal antenna, There was a problem that reliability decreased.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、無線メッシュネットワークにおいて、保有している複数アンテナのうち、中継経路となり得る可能性のある隣接した複数の無線端末装置との電波状態が総合的に良い条件となるアンテナを選択することにより、信頼性の高い通信を提供する無線端末装置、および無線通信システムを得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and in a wireless mesh network, the radio wave state of a plurality of adjacent wireless terminal devices that may be a relay path among a plurality of owned antennas is comprehensive. An object of the present invention is to obtain a wireless terminal device and a wireless communication system that provide highly reliable communication by selecting an antenna that is in good condition.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数のアンテナを備え、前記複数のアンテナを順番に使用して周囲の他の無線端末装置である隣接端末と通信を行うとともに、前記各隣接端末からゲートウェイまでの中継経路が無線通信環境の変化に応じ自動的に変更されるメッシュネットワークを形成する無線端末装置であって、各アンテナを使用した場合のそれぞれにおける、各隣接端末から前記ゲートウェイまでのホップ数の情報を各隣接端末から取得するとともに各隣接端末との間の通信品質を測定する情報取得部と、使用するアンテナを切り替えるアンテナスイッチと、前記ホップ数情報及び前記通信品質に基づいて受信時に使用するアンテナを決定し、決定したアンテナを前記アンテナスイッチに選択させる使用アンテナ決定部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention includes a plurality of antennas, and uses the plurality of antennas in order to communicate with neighboring terminals that are other wireless terminal devices in the vicinity. A wireless terminal device forming a mesh network in which a relay route from each adjacent terminal to the gateway is automatically changed according to a change in a wireless communication environment, and each adjacent terminal in each case where each antenna is used The information acquisition unit that acquires the information on the number of hops from the gateway to the gateway from each adjacent terminal and measures the communication quality with each adjacent terminal, the antenna switch that switches the antenna to be used, the hop number information, and the communication The antenna to be used at the time of reception is determined based on the quality, and the antenna switch is used to select the determined antenna. Characterized in that it comprises a Na determining unit.

本発明にかかる無線端末装置は、送信元から最終宛先までのデータ中継の途中で無線通信環境の変化などにより電波が届かなくなると中継経路が自動的に迂回経路へ変更される自立ネットワークにおいても、より信頼性の高い通信を実現できるという効果を奏する。   The wireless terminal device according to the present invention is a self-supporting network in which a relay route is automatically changed to a bypass route when radio waves do not reach due to changes in the wireless communication environment during data relay from the transmission source to the final destination. There is an effect that communication with higher reliability can be realized.

図１は、本発明にかかる無線端末装置を含む無線通信システムの構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system including a wireless terminal device according to the present invention. 図２は、ゲートウェイの構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a gateway. 図３は、ゲートウェイが備えている無線処理部の構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless processing unit provided in the gateway. 図４は、無線端末の構成例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless terminal. 図５は、メッシュネットワークに無線端末が参入する場合の一例を示すシーケンス図である。FIG. 5 is a sequence diagram illustrating an example when a wireless terminal enters the mesh network. 図６は、無線端末が使用アンテナを変更する動作の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an operation in which the wireless terminal changes the antenna used. 図７は、通信品質情報の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of communication quality information. 図８は、無線端末が使用するアンテナを決定する際に参照する情報の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of information referred to when an antenna used by a wireless terminal is determined. 図９は、図８に示した情報（隣接端末情報）を保持している無線端末が使用アンテナを決定する手順の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a procedure in which a wireless terminal holding the information (neighboring terminal information) illustrated in FIG. 8 determines an antenna to be used.

以下に、本発明にかかる無線端末装置および無線通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of a wireless terminal device and a wireless communication system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態．
図１は、本発明にかかる無線端末装置（以下、無線端末と記載する）を含む無線通信システムの構成例を示す図である。図示したように、この無線通信システムは、管理サーバ１と、ゲートウェイ２と、無線端末５Ａ〜５Ｈと、を含んで構成されている。なお、これ以降においては、無線端末５Ａ〜５Ｈに共通の事項（装置構成、機能、動作など）を説明する場合、無線端末５Ａ〜５Ｈをまとめて無線端末５と記載する。Embodiment.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless communication system including a wireless terminal device (hereinafter referred to as a wireless terminal) according to the present invention. As illustrated, the wireless communication system includes a management server 1, a gateway 2, and wireless terminals 5A to 5H. In the following description, when the matters (device configuration, function, operation, etc.) common to the wireless terminals 5A to 5H are described, the wireless terminals 5A to 5H are collectively referred to as the wireless terminal 5.

管理サーバ１とゲートウェイ２は広域ネットワーク網３経由で通信するように配置されており、管理サーバ１およびゲートウェイ２は、例えば光ケーブルである通信ケーブル４により広域ネットワーク網３に接続されている。ゲートウェイ２および無線端末５は複数のアンテナを備えており、信号の送受信時には１つのアンテナを使用する。また、無線端末５には電力量などを計測する電力メータ６が有線または無線で接続されており、無線端末５は、電力メータ６での測定データをゲートウェイ２経由で管理サーバ１へ送信する。このとき、ゲートウェイ２と直接通信することができない無線端末５は、他の無線端末５経由でゲートウェイ２まで測定データを送信する。図１の例では、無線端末５Ｃ〜５Ｈはゲートウェイ２と直接通信することができない場所に位置しており、他の無線端末５経由で測定データを送信する。   The management server 1 and the gateway 2 are arranged to communicate via the wide area network 3, and the management server 1 and the gateway 2 are connected to the wide area network 3 by a communication cable 4 that is an optical cable, for example. The gateway 2 and the wireless terminal 5 are provided with a plurality of antennas, and one antenna is used when signals are transmitted and received. Further, a power meter 6 for measuring the amount of power or the like is connected to the wireless terminal 5 by wire or wirelessly, and the wireless terminal 5 transmits measurement data from the power meter 6 to the management server 1 via the gateway 2. At this time, the wireless terminal 5 that cannot directly communicate with the gateway 2 transmits measurement data to the gateway 2 via the other wireless terminal 5. In the example of FIG. 1, the wireless terminals 5 </ b> C to 5 </ b> H are located at a place where they cannot communicate directly with the gateway 2, and transmit measurement data via other wireless terminals 5.

図１に示した無線通信システムを構成している各装置の詳細について説明する。   Details of each device constituting the wireless communication system shown in FIG. 1 will be described.

図示は省略しているが、管理サーバ１は、システムの機能を制御する中央制御部と、広域ネットワーク網３を介してゲートウェイ２および無線端末５と通信を行うための通信制御部と、ゲートウェイ２および無線端末５を介して取得した電力量などの測定データを保持する記憶装置とを備えている。この管理サーバ１は、無線端末５と通信を行い、需要家などに設置されている電力メータ６で測定された測定データ（使用電力量など）を収集する。   Although not shown, the management server 1 includes a central control unit that controls the functions of the system, a communication control unit that communicates with the gateway 2 and the wireless terminal 5 via the wide area network 3, and the gateway 2. And a storage device that holds measurement data such as the amount of power acquired via the wireless terminal 5. The management server 1 communicates with the wireless terminal 5 and collects measurement data (such as the amount of power used) measured by a power meter 6 installed in a consumer or the like.

図２は、ゲートウェイ２の構成例を示す図である。図示したように、ゲートウェイ２は、中央制御部２１、無線処理部２２、通信制御部２３および光入出力部２４を備えている。中央制御部２１は、管理サーバ１または無線端末５とのデータ処理を行う。無線処理部２２は、無線端末５と無線ネットワーク通信を行うための無線通信制御を行う。通信制御部２３は、管理サーバ１と有線ネットワーク通信を行うための有線通信制御を行う。光入出力部２４は、光ケーブル４経由で広域ネットワーク網３へ接続するための処理（電気信号から光信号への変換処理，光信号から電気信号への変換処理）を行う。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the gateway 2. As illustrated, the gateway 2 includes a central control unit 21, a wireless processing unit 22, a communication control unit 23, and an optical input / output unit 24. The central control unit 21 performs data processing with the management server 1 or the wireless terminal 5. The wireless processing unit 22 performs wireless communication control for performing wireless network communication with the wireless terminal 5. The communication control unit 23 performs wired communication control for performing wired network communication with the management server 1. The optical input / output unit 24 performs processing for connecting to the wide area network 3 via the optical cable 4 (conversion processing from an electric signal to an optical signal, conversion processing from an optical signal to an electric signal).

また、無線処理部２２は、図３に示したように、複数のアンテナ２２０を切り替えるアンテナスイッチ２２１と、無線変復調処理を行うとともに、図示した通信品質測定部２２７で無線端末５との間の通信品質（例えば受信電界強度）を測定する無線部２２２と、無線Ｉ／Ｆ（インタフェース（Interface））部２２３と、無線端末５の無線ネットワークの生成および構成管理を行う無線ネットワーク制御部２４４と、管理サーバ１から無線端末５宛に送信された信号を受信した場合の転送先が記載されたルーティングテーブル２２５と、無線処理部２２の全ての機能を制御し、中央制御部２１との間のデータ処理を行うとともにアンテナスイッチ２２１の制御を行う無線通信制御部２２６とを備えている。なお、図３ではアンテナ２２０を２本としているが３本以上としてもよい。   Further, as shown in FIG. 3, the radio processing unit 22 performs radio modulation / demodulation processing with an antenna switch 221 that switches a plurality of antennas 220, and performs communication with the radio terminal 5 using the illustrated communication quality measurement unit 227. A wireless unit 222 that measures quality (for example, received electric field strength), a wireless I / F (Interface) unit 223, a wireless network control unit 244 that performs generation and configuration management of the wireless network of the wireless terminal 5, and management Data processing between the routing table 225 in which the transfer destination when the signal transmitted from the server 1 to the wireless terminal 5 is received and all the functions of the wireless processing unit 22 are controlled, and the central control unit 21 And a wireless communication control unit 226 that controls the antenna switch 221. In FIG. 3, two antennas 220 are used, but three or more antennas may be used.

このような構成のゲートウェイ２は、メッシュネットワークの一部を形成し、無線処理部２２は、無線端末５と通信を行う。   The gateway 2 having such a configuration forms part of the mesh network, and the wireless processing unit 22 communicates with the wireless terminal 5.

無線処理部２２において、無線ネットワーク制御部２２４は、アンテナ２２０および無線部２２２を介して無線端末５と通信を行う。また、すべての無線端末５に対するアドレス割当、無線端末５のメッシュネットワークへの登録処理およびメッシュネットワークの管理を行う。   In the wireless processing unit 22, the wireless network control unit 224 communicates with the wireless terminal 5 via the antenna 220 and the wireless unit 222. Also, address assignment to all the wireless terminals 5, registration processing of the wireless terminals 5 to the mesh network, and management of the mesh network are performed.

また、ゲートウェイ２において、中央制御部２１は、管理サーバ１から光入出力部２４および通信制御部２３を経由して要求データ（電力メータ６における測定データの送信要求）を受信すると、無線処理部２２内の無線ネットワーク制御部２２４へ転送する。無線ネットワーク制御部２２４は、中央制御部２１によって転送された要求データを受け取ると、要求データを解析して管理サーバ１から指定された宛先の無線端末５を把握する。そして、ルーティングテーブル２２５に従って、無線Ｉ／Ｆ部２２３、無線部２２２、アンテナスイッチ２２１およびアンテナ２２０を介して要求データを送信（転送）する。   In the gateway 2, when the central control unit 21 receives request data (measurement data transmission request in the power meter 6) from the management server 1 via the optical input / output unit 24 and the communication control unit 23, the wireless processing unit The data is transferred to the wireless network control unit 224 in 22. When the wireless network control unit 224 receives the request data transferred by the central control unit 21, the wireless network control unit 224 analyzes the request data and grasps the destination wireless terminal 5 designated by the management server 1. Then, according to the routing table 225, the request data is transmitted (transferred) via the wireless I / F unit 223, the wireless unit 222, the antenna switch 221 and the antenna 220.

図４は、無線端末５の構成例を示す図である。図示したように、無線端末５は、ゲートウェイ２や他の無線端末５との無線通信で使用する複数のアンテナ５０と、複数のアンテナ５０を切り替えるアンテナスイッチ５１と、無線変復調処理を行うとともに、通信品質測定部６１でゲートウェイ２や他の無線端末５との間の受信電界強度を測定する無線部５２と、無線Ｉ／Ｆ部５３と、ゲートウェイ２や他の無線端末５から受信したデータのうち、自身宛ではないデータを他の無線機器（ゲートウェイ２または他の無線端末５）へ転送するデータ中継処理部５４と、自身宛ではないデータ（ゲートウェイ２または他の無線端末５が宛先のデータ）の転送先が記載されているルーティングテーブル５５と、周辺にある無線機器（ゲートウェイ２または他の無線端末５）との間の電界強度、および周辺の各無線端末５からゲートウェイ２までのホップ数の情報を保持する隣接端末情報テーブル５６と、アンテナスイッチ５１を制御して複数のアンテナ５０の中から受信待機時に使用するアンテナを選択決定する使用アンテナ決定部としての機能を有するとともに自身宛のデータを処理する機能を有する通信制御部５７と、定期的に前記情報（電界強度、ホップ数情報）を取得するために使用するタイマ部５８と、電力メータ６から取得した測定データを記憶する記憶部５９と、電力メータ６と通信を行うためのメータ通信処理部６０とを備えている。なお、図４ではアンテナ５０を２本としているが３本以上としてもよい。   FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the wireless terminal 5. As illustrated, the wireless terminal 5 performs a wireless modulation / demodulation process and a plurality of antennas 50 used for wireless communication with the gateway 2 and other wireless terminals 5, an antenna switch 51 for switching the plurality of antennas 50, and communication. Of the data received from the wireless unit 52, the wireless I / F unit 53, and the gateway 2 and other wireless terminals 5 that measure the received electric field strength between the gateway 2 and other wireless terminals 5 by the quality measuring unit 61. A data relay processing unit 54 that transfers data not addressed to itself to another wireless device (gateway 2 or other wireless terminal 5) and data not addressed to itself (data destined for the gateway 2 or other wireless terminal 5) Field strength between the routing table 55 in which the transfer destination is described and a wireless device (gateway 2 or other wireless terminal 5) in the vicinity, and An adjacent terminal information table 56 that holds information on the number of hops from each peripheral wireless terminal 5 to the gateway 2, and an antenna switch 51 that is used to select and determine an antenna to be used during reception standby from among a plurality of antennas 50 A communication control unit 57 having a function as an antenna determination unit and a function of processing data addressed to itself; a timer unit 58 used for periodically acquiring the information (field strength, hop number information); A storage unit 59 for storing measurement data acquired from the power meter 6 and a meter communication processing unit 60 for communicating with the power meter 6 are provided. In FIG. 4, two antennas 50 are used, but three or more antennas may be used.

このような構成の無線端末５は、ゲートウェイ２または他の無線端末５との間でデータを送受信する。無線端末５がデータを受信すると、データ中継処理部５４は、自身宛のデータか否かを確認し、自身宛の場合、通信制御部５７へ転送し、通信制御部５７において処理する。一方、自身宛ではない場合、データ中継処理部５４は、ルーティングテーブル５５に基づいて中継先を決定し、無線Ｉ／Ｆ部５３、無線部５２、アンテナスイッチ５１およびアンテナ５０を介してデータを中継する。なお、受信したデータ内にルーティング情報がある場合は、データ中継処理部５４は、ルーティングテーブル５５ではなくルーティング情報に基づいてデータ中継処理を行う。また、管理サーバ１からの測定データ送信要求に対する応答データを送信する場合、応答データ（測定データ）をデータ中継処置部５４へ転送し、データ中継処理部５４において、ルーティングテーブル５５に基づいて中継先を決定し、無線Ｉ／Ｆ部５３、無線部５２、アンテナスイッチ５１およびアンテナ５０を介して応答データを送信する。   The wireless terminal 5 having such a configuration transmits / receives data to / from the gateway 2 or another wireless terminal 5. When the wireless terminal 5 receives the data, the data relay processing unit 54 checks whether the data is addressed to itself, and if it is addressed to itself, transfers it to the communication control unit 57 and processes it in the communication control unit 57. On the other hand, if it is not addressed to itself, the data relay processing unit 54 determines a relay destination based on the routing table 55 and relays data via the wireless I / F unit 53, the wireless unit 52, the antenna switch 51, and the antenna 50. To do. If there is routing information in the received data, the data relay processing unit 54 performs data relay processing based on the routing information instead of the routing table 55. When transmitting response data to the measurement data transmission request from the management server 1, the response data (measurement data) is transferred to the data relay processing unit 54, and the data relay processing unit 54 relays the relay destination based on the routing table 55. And the response data is transmitted via the wireless I / F unit 53, the wireless unit 52, the antenna switch 51, and the antenna 50.

通信制御部５７は、メータ通信処理部６０を介して電力メータ６から測定データを取得する。取得した測定データは記憶部５９に格納して保持しておく。   The communication control unit 57 acquires measurement data from the power meter 6 via the meter communication processing unit 60. The acquired measurement data is stored and stored in the storage unit 59.

タイマ部５８は、所定の条件を満たすと計時を開始し、その後、所定時間が経過すると、通信制御部５７へ通知する。この通知を受けた通信制御部５７は、周辺の他の無線端末５に対して情報データ（詳細は後述する）の要求を送信し、これに対する応答信号である情報データ応答を受信すると、受信した情報データ応答に含まれている情報データを抽出する。また、このとき、無線部５２では、通信品質測定部６１が、情報データ応答受信の際の電界強度測定を行う。通信制御部５７によって抽出された上記情報データ、および通信品質測定部６１によって測定された電界強度は、隣接端末情報テーブル５６へ格納される。なお、通信制御部５７および通信品質測定部６１は、情報データおよび通信品質情報を取得する情報取得部を形成する。   The timer unit 58 starts timing when a predetermined condition is satisfied, and then notifies the communication control unit 57 when a predetermined time has elapsed. Upon receiving this notification, the communication control unit 57 transmits a request for information data (details will be described later) to other wireless terminals 5 in the vicinity and receives an information data response as a response signal to the request. Information data included in the information data response is extracted. At this time, in the wireless unit 52, the communication quality measuring unit 61 measures the electric field strength when receiving the information data response. The information data extracted by the communication control unit 57 and the electric field strength measured by the communication quality measurement unit 61 are stored in the adjacent terminal information table 56. The communication control unit 57 and the communication quality measurement unit 61 form an information acquisition unit that acquires information data and communication quality information.

次に、本実施の形態の無線通信システムの動作について図５〜図９を用いて説明する。まず、図５に示した動作、すなわち、ゲートウェイ２および無線端末５Ａ〜５Ｆにより形成されているメッシュネットワークに無線端末５Ｇが新たに参入する場合の動作の一例について説明する。なお、無線端末５Ｇは、無線端末５Ａ〜５Ｆのいずれとも直接通信が可能であるが、ゲートウェイ２とは直接通信が不可能な位置に新たに設置されるものとする。無線端末５Ｇは複数のアンテナ（ここではアンテナ＃１，＃２の２本として説明する）を備えており、メッシュネットワークに参入する際、複数のアンテナの中から受信待機時に使用する１つのアンテナを選択するものとする。   Next, the operation of the wireless communication system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. First, an example of the operation illustrated in FIG. 5, that is, an operation when the wireless terminal 5G newly enters the mesh network formed by the gateway 2 and the wireless terminals 5A to 5F will be described. The wireless terminal 5G can directly communicate with any of the wireless terminals 5A to 5F, but is newly installed at a position where direct communication with the gateway 2 is impossible. The wireless terminal 5G includes a plurality of antennas (here, described as two antennas # 1 and # 2), and when entering the mesh network, one antenna used during reception standby is selected from the plurality of antennas. Shall be selected.

無線端末５Ｇが新規設置されると（ステップＳ１１）、無線端末５Ｇは、まず、メッシュネットワーク参入後に使用するアンテナを選択するために、直接通信が可能な他の無線端末５（以下、隣接端末と称する）より情報データを取得する条件（アンテナ選択条件）として、ゲートウェイ２までのホップ数（上限値）および隣接端末との間の電界強度の閾値（下限値）を設定する（ステップＳ１２）。新規設置の場合、多くの情報データを取得して使用するアンテナを選択するのが望ましい。そのため、例えば、ゲートウェイまでのホップ数＝無線通信システムで許容される最大ホップ数、電界強度閾値＝最低受信電界強度とする。図５に示した例では無線端末５Ａ〜５Ｆが隣接端末となる。   When the wireless terminal 5G is newly installed (step S11), the wireless terminal 5G first selects another antenna 5 (hereinafter referred to as an adjacent terminal) capable of direct communication in order to select an antenna to be used after entering the mesh network. The number of hops to the gateway 2 (upper limit value) and a threshold value (lower limit value) of the electric field strength between adjacent terminals are set as conditions for acquiring information data from (referred to as the above). In the case of a new installation, it is desirable to select an antenna to be used by acquiring a lot of information data. Therefore, for example, the number of hops to the gateway = the maximum number of hops allowed in the wireless communication system, and the field strength threshold = the minimum received field strength. In the example shown in FIG. 5, the wireless terminals 5A to 5F are adjacent terminals.

無線端末５Ｇは、次に、複数のアンテナのうちの１つであるアンテナ＃１を選択し（ステップＳ１３）、このアンテナ＃１を使用して、上記ステップＳ１２で設定したアンテナ選択条件（ゲートウェイ２までのホップ数および隣接端末と間の電界強度閾値）を挿入した情報データ要求をブロードキャストにて送信する（ステップＳ１４）。   Next, the wireless terminal 5G selects the antenna # 1 that is one of the plurality of antennas (step S13), and uses the antenna # 1 to select the antenna selection condition (gateway 2) set in step S12. An information data request in which the number of hops up to and the electric field strength threshold between adjacent terminals are inserted is broadcast (step S14).

情報データ要求を受信した隣接端末（無線端末５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ，５Ｆ）は、情報データ要求内のアンテナ選択条件（ゲートウェイ２までのホップ数および隣接端末との間の電界強度閾値）を取得する。なお、情報データ要求を受信する際には電界強度を測定し、測定結果を保持しておく。受信した情報データ要求を他の無線端末５へ転送することはしない。   The adjacent terminals (wireless terminals 5A, 5B, 5C, 5D, 5E, and 5F) that have received the information data request receive the antenna selection conditions in the information data request (the number of hops to the gateway 2 and the electric field strength threshold between the adjacent terminals). ) To get. When receiving the information data request, the electric field strength is measured and the measurement result is held. The received information data request is not transferred to another wireless terminal 5.

また、情報データ要求を受信した無線端末５Ａ〜５Ｆは、ゲートウェイ２までのホップ数、および情報データ要求受信時に測定した電界強度（無線端末５Ｇとの間の通信品質を示す）を、情報データ要求より取得したアンテナ選択条件と比較し、アンテナ選択条件を満たしている場合には、ゲートウェイ２までのホップ数の情報を情報データとして含んだ情報データ応答を返送する（ステップＳ１５）。すなわち、「ゲートウェイ２までのホップ数≦アンテナ選択条件が示すホップ数」および「情報データ要求受信時に測定した電界強度≧アンテナ選択条件が示す電界強度閾値」がともに成立している場合、情報データ応答を返送する。このようにした場合、無線トラフィックが不必要に増大するのを防止できるとともに、消費電力を抑えることができる。なお、無線端末５Ｇは、情報データ応答を受信する際に電界強度を測定し、測定結果を保持しておく。   In addition, the wireless terminals 5A to 5F that have received the information data request indicate the number of hops to the gateway 2 and the electric field strength (indicating communication quality with the wireless terminal 5G) measured when the information data request is received. If the antenna selection condition is satisfied as compared with the acquired antenna selection condition, an information data response including information on the number of hops to the gateway 2 as information data is returned (step S15). That is, when both “the number of hops to the gateway 2 ≦ the number of hops indicated by the antenna selection condition” and “the electric field intensity measured when the information data request is received ≧ the electric field intensity threshold indicated by the antenna selection condition” are satisfied, Will be returned. In this case, it is possible to prevent the wireless traffic from increasing unnecessarily and to suppress power consumption. The wireless terminal 5G measures the electric field strength when receiving the information data response, and holds the measurement result.

無線端末５Ｇは、ステップＳ１４で情報データ要求を送信してから一定時間が経過した後、各隣接端末（無線端末５Ａ〜５Ｆ）より受信した情報データ応答に含まれている情報データ（ゲートウェイ２までのホップ数の情報）、および情報データ応答受信時に測定した電界強度をアンテナ＃１の情報（アンテナ情報）として保持しておく。   The wireless terminal 5G receives the information data (up to the gateway 2) included in the information data response received from each adjacent terminal (wireless terminals 5A to 5F) after a predetermined time has elapsed since the information data request was transmitted in step S14. Information on the number of hops) and the electric field strength measured when the information data response is received are stored as information on antenna # 1 (antenna information).

無線端末５Ｇは、次に、アンテナ＃２を選択し（ステップＳ１６）、このアンテナ＃２を使用して、上記のステップＳ１４と同様に、上記ステップＳ１２で設定したアンテナ選択条件を挿入した情報データ要求をブロードキャストにて送信する（ステップＳ１７）。   Next, the wireless terminal 5G selects the antenna # 2 (step S16), and uses the antenna # 2 to transmit the information data in which the antenna selection condition set in the step S12 is inserted in the same manner as in the step S14. The request is transmitted by broadcast (step S17).

情報データ要求を受信した各隣接端末（無線端末５Ａ〜５Ｆ）は、上記のステップＳ１４で情報データ要求を受信した場合と同様に、ゲートウェイ２までのホップ数、およびステップＳ１７での情報データ要求受信時に測定した電界強度を、情報データ要求より取得したアンテナ選択条件と比較し、アンテナ選択条件を満たしている場合には、ゲートウェイ２までのホップ数の情報を含んだ情報データ応答を返送する（ステップＳ１８）。   Each adjacent terminal (wireless terminals 5A to 5F) that has received the information data request receives the number of hops to gateway 2 and the information data request reception in step S17, as in the case of receiving the information data request in step S14. The field strength measured sometimes is compared with the antenna selection condition acquired from the information data request, and if the antenna selection condition is satisfied, an information data response including information on the number of hops to the gateway 2 is returned (step). S18).

無線端末５Ｇは、ステップＳ１７で情報データ要求を送信してから一定時間が経過した後、各隣接端末より受信した情報データ応答に含まれているゲートウェイ２までのホップ数の情報、および情報データ応答受信時に測定した電界強度をアンテナ＃２の情報として保持しておく。なお、ある隣接端末からゲートウェイ２までのホップ数は、無線端末５Ｇが選択したアンテナによらず一定であるため、アンテナ＃２を選択した状態での情報データ応答受信時にはホップ数情報を抽出しないようにして処理負荷を低減するようにしてもよい。   The wireless terminal 5G transmits the information data request in step S17, and after a predetermined time has elapsed, the information on the number of hops to the gateway 2 included in the information data response received from each adjacent terminal, and the information data response The electric field strength measured at the time of reception is held as information on antenna # 2. Since the number of hops from a certain adjacent terminal to the gateway 2 is constant regardless of the antenna selected by the wireless terminal 5G, the hop number information is not extracted when the information data response is received with the antenna # 2 selected. Thus, the processing load may be reduced.

無線端末５Ｇがアンテナを３本以上備えている場合には、上記ステップＳ１８を実行後、別のアンテナを選択して同様の処理（ステップＳ１４およびＳ１５と同様の処理）を繰り返す。   If the wireless terminal 5G has three or more antennas, after executing step S18, another antenna is selected and the same processing (the same processing as steps S14 and S15) is repeated.

無線端末５Ｇは、備えている各アンテナそれぞれを選択して（使用して）情報データ要求の送信および情報データ応答の受信を行い、アンテナ情報の収集が完了すると、収集したアンテナ情報に基づいて、使用するアンテナを決定する（ステップＳ１９）。このステップＳ１９の処理の詳細については別途説明する。   The wireless terminal 5G selects (uses) each antenna provided and transmits an information data request and receives an information data response. When the collection of antenna information is completed, based on the collected antenna information, The antenna to be used is determined (step S19). Details of the processing in step S19 will be described separately.

無線端末５Ｇは、使用するアンテナを決定すると、決定したアンテナを使用して、最終宛先をゲートウェイ２に設定したネットワーク参入要求をゲートウェイ２へ直接または隣接端末経由で送信する（ステップＳ２０，Ｓ２１）。図５の例では、無線端末５Ｇから送信されたネットワーク参入要求は無線端末５Ｂ経由でゲートウェイ２に到達する。   When the wireless terminal 5G determines the antenna to be used, the wireless terminal 5G uses the determined antenna to transmit a network entry request in which the final destination is set to the gateway 2 to the gateway 2 directly or via an adjacent terminal (steps S20 and S21). In the example of FIG. 5, the network entry request transmitted from the wireless terminal 5G reaches the gateway 2 via the wireless terminal 5B.

ネットワーク参入要求を受信したゲートウェイ２は、要求元の無線端末５Ｇをメッシュネットワークに参入させるための処理を実行した後、ネットワーク参入応答を返送する（ステップＳ２２，Ｓ２３）。   The gateway 2 that has received the network entry request executes a process for causing the requesting wireless terminal 5G to enter the mesh network, and then returns a network entry response (steps S22 and S23).

無線端末５Ｇがゲートウェイ２から送信されたネットワーク参入応答を直接または隣接端末経由で受信すると、ネットワーク参入処理が完了となる。   When the wireless terminal 5G receives the network entry response transmitted from the gateway 2 directly or via an adjacent terminal, the network entry process is completed.

以上のような手順により、無線端末５Ｇは、メッシュネットワークに参入する際に、受信待機時に使用するアンテナを決定する。   By the procedure as described above, the wireless terminal 5G determines an antenna to be used during reception standby when entering the mesh network.

つづいて、メッシュネットワークに参入済みの無線端末（無線端末５Ｇとする）が使用アンテナの変更必要性を定期的に確認し、必要と判断した場合にはアンテナを変更する動作について、図６を用いて説明する。この動作は必須ではないが、無線通信は有線通信と比較して状態（通信品質）が不安定であること、他の無線端末５がメッシュネットワークに新たに参入する、メッシュネットワークから離脱する、などの無線端末５の周囲の無線通信環境が変化に応じ自動的に中継経路が変更される可能性があることから、実施するのが望ましい。   Next, a wireless terminal that has already entered the mesh network (referred to as wireless terminal 5G) periodically checks the necessity of changing the antenna to be used, and when it is determined to be necessary, the operation of changing the antenna is described with reference to FIG. I will explain. Although this operation is not essential, the state (communication quality) of wireless communication is unstable compared to wired communication, another wireless terminal 5 newly enters the mesh network, leaves the mesh network, etc. This is preferable because the relay route may be automatically changed according to the change in the wireless communication environment around the wireless terminal 5.

メッシュネットワークへの参入が完了すると、無線端末５Ｇは、受信待機時に使用するアンテナの変更必要性判断（アンテナ変更必要性判断）を定期的に起動するタイマ値の設定（初期化）を行う（ステップＳ３１）。例えば、アンテナ変更必要性判断を１時間に１回行う場合は、タイマ値を１時間に設定する。タイマ値の設定は、例えば通信制御部５７が行う。その後、ステップＳ３１で設定した時間が経過したかどうかを監視し（ステップＳ３２）、設定した時間が経過するまで監視を継続する（ステップＳ３２：Ｎｏ）。   When the entry to the mesh network is completed, the wireless terminal 5G sets (initializes) a timer value that periodically activates an antenna change necessity determination (antenna change necessity determination) used during reception standby (step). S31). For example, when the antenna change necessity determination is performed once per hour, the timer value is set to 1 hour. The timer value is set by the communication control unit 57, for example. Thereafter, it is monitored whether or not the time set in step S31 has elapsed (step S32), and monitoring is continued until the set time has elapsed (step S32: No).

ステップＳ３１で設定した時間が経過した場合（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）、無線端末５Ｇは、使用するアンテナの変更が必要かどうかの判断で使用する情報データを隣接端末から収集するために、隣接端末から情報データを取得する条件（アンテナ選択条件）として、ゲートウェイ２までのホップ数（上限値）および隣接端末との間の電界強度の閾値（下限値）を設定する（ステップＳ３３）。このステップＳ３３は、上述したステップＳ１２と同様の処理である。ネットワークに参入した後の定期的な処理の場合、混信（他の通信への干渉）を避けるために、隣接端末が応答する条件を制約し、例えば、ゲートウェイ２までのホップ数＝３、電界強度閾値＝９０ｄＢμＶとする。なお、ホップ数と電界強度閾値のいずれか一方のみを設定するようにしてもよい。   When the time set in step S31 has elapsed (step S32: Yes), the wireless terminal 5G receives information from the adjacent terminal in order to collect information data to be used in determining whether the antenna to be used needs to be changed. As conditions for acquiring information data (antenna selection conditions), the number of hops to gateway 2 (upper limit value) and a threshold value (lower limit value) of electric field strength between adjacent terminals are set (step S33). This step S33 is the same process as step S12 described above. In the case of periodic processing after entering the network, in order to avoid interference (interference with other communications), the condition that the adjacent terminal responds is restricted. For example, the number of hops to the gateway 2 = 3, electric field strength The threshold value is set to 90 dBμV. Note that only one of the number of hops and the electric field strength threshold may be set.

無線端末５Ｇは、次に、複数のアンテナのうちの１つであるアンテナ＃１を選択し（ステップＳ３４）、このアンテナ＃１を使用して、上記ステップＳ３３で設定したアンテナ選択条件（ゲートウェイ２までのホップ数および電界強度閾値）を挿入した情報データ要求をブロードキャストにて送信する（ステップＳ３５）。このステップＳ３５は、上述したステップＳ１４と同様の処理である。   Next, the wireless terminal 5G selects the antenna # 1 that is one of the plurality of antennas (step S34), and uses the antenna # 1 to select the antenna selection condition (gateway 2) set in step S33. The information data request in which the number of hops and the electric field strength threshold are inserted is transmitted by broadcast (step S35). This step S35 is the same process as step S14 described above.

無線端末５Ｇは、一定時間内において、隣接端末より情報データ応答を受信したかどうかを確認し、情報データ応答受信時には電界強度測定を行って測定値を保持しておくとともに、情報データ応答が示すホップ数（ゲートウェイ２までのホップ数）を保持しておく（ステップＳ３６，Ｓ３７，Ｓ３８）。ステップＳ３５で情報データ要求を送信してから一定時間が経過していない状態であれば（ステップＳ３９：Ｎｏ）、ステップＳ３６〜Ｓ３８を繰り返す。一方、一定時間が経過した場合には（ステップＳ３９：Ｙｅｓ）、全アンテナの選択が完了したかどうか、すなわち、備えている全てのアンテナそれぞれを使用して上記ステップＳ３５〜Ｓ３９を実行したかどうかを確認する（ステップＳ４０）。全アンテナの選択が完了していない場合（ステップＳ４０：Ｎｏ）、未選択のアンテナに切り替えて（ステップＳ４１）、上記ステップＳ３５〜Ｓ３９を再度実行する。全アンテナの選択が完了した場合には（ステップＳ４０：Ｙｅｓ）、上述したステップＳ３５〜Ｓ３８の処理を繰り返し実行して得られた情報であるアンテナ情報に基づいて、使用アンテナを決定する（ステップＳ４２）。使用アンテナの決定方法は、上述したネットワーク参入動作における使用アンテナ決定方法と同様である。   The wireless terminal 5G confirms whether or not the information data response has been received from the adjacent terminal within a certain time, and when receiving the information data response, performs measurement of the electric field strength and holds the measured value, and the information data response indicates The number of hops (the number of hops to gateway 2) is held (steps S36, S37, S38). If the predetermined time has not elapsed since the information data request was transmitted in step S35 (step S39: No), steps S36 to S38 are repeated. On the other hand, if the predetermined time has elapsed (step S39: Yes), whether or not the selection of all antennas has been completed, that is, whether or not the above steps S35 to S39 have been executed using all the provided antennas. Is confirmed (step S40). When selection of all the antennas has not been completed (step S40: No), the antenna is switched to an unselected antenna (step S41), and the above steps S35 to S39 are executed again. When the selection of all antennas is completed (step S40: Yes), the antenna to be used is determined based on the antenna information that is information obtained by repeatedly executing the processes of steps S35 to S38 described above (step S42). ). The method for determining the antenna used is the same as the method for determining the antenna used in the network entry operation described above.

使用アンテナを決定した後、無線端末５Ｇは、自身からゲートウェイ２までのホップ数を更新する（ステップＳ４３）。ステップＳ４３が終了すると、上述したステップＳ３１に戻ってタイマ値の設定を行う。以降、上述した動作を継続する。   After determining the antenna to be used, the wireless terminal 5G updates the number of hops from itself to the gateway 2 (step S43). When step S43 ends, the process returns to step S31 described above to set the timer value. Thereafter, the above-described operation is continued.

つづいて、無線端末５が、情報データ要求の送信および情報データ応答の受信を行うことにより収集したアンテナ情報（隣接端末からゲートウェイ２までのホップ数および情報データ応答受信時の電界強度）に基づいて使用アンテナを決定する動作（上述したステップＳ１９，Ｓ４２の動作）の一例について、図７〜図９を用いて説明する。   Subsequently, based on the antenna information collected by the wireless terminal 5 transmitting the information data request and receiving the information data response (the number of hops from the adjacent terminal to the gateway 2 and the electric field strength when the information data response is received). An example of the operation for determining the antenna to be used (the operation in steps S19 and S42 described above) will be described with reference to FIGS.

図７は、無線端末５と隣接端末との間の電界強度を示す通信品質情報の一例を示す図である。図示した例では、電界強度に応じた品質ランクを通信品質情報としている。「１」が最高品質となる。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of communication quality information indicating the electric field strength between the wireless terminal 5 and an adjacent terminal. In the illustrated example, the quality rank corresponding to the electric field strength is used as the communication quality information. “1” is the highest quality.

図８は、無線端末５が使用アンテナを決定する際に参照する情報を示す図であり、一例として、上述した無線端末５Ｇが参照する（保持している）情報を示している。この情報は、無線端末５Ｇが他の無線端末（無線端末５Ａ〜５Ｈ）から情報データ応答を受信することにより得られる。また、隣接端末情報テーブル５６として保持される。   FIG. 8 is a diagram illustrating information referred to when the wireless terminal 5 determines the antenna to be used. As an example, information referred to (held) by the wireless terminal 5G described above is illustrated. This information is obtained when the wireless terminal 5G receives an information data response from other wireless terminals (wireless terminals 5A to 5H). Further, it is held as an adjacent terminal information table 56.

図８において、「端末番号」は、周囲の無線端末５それぞれを一意に示す情報（識別子）である。図８では、説明の便宜上、端末番号に対応する無線端末を記載している。「他無線端末より取得したゲートウェイまでのホップ数」は、端末番号に対応する他の無線端末（情報データ応答の送信元）からゲートウェイ２までのホップ数を示す情報（ホップ数情報）であり、受信した情報データ応答から抽出される。「周辺にある無線端末との品質ランク」は、備えている各アンテナ（図示した例ではアンテナ＃１，＃２）での情報データ応答受信時の電界強度（通信品質）示す情報である。情報量を削減するために、電界強度を図７に示した表（電界強度と品質ランクの対応表）に基づいて品質ランクに変換した情報を「周辺にある無線端末との品質ランク」としている。図８の例では、無線端末５Ｇと無線端末５Ａおよび５Ｈとの間の通信が不安定であり、無線端末５Ｇは無線端末５Ａおよび５Ｈからの情報データ応答を受信できなかったものとしている。そのため、無線端末５Ａおよび５Ｈに対応する情報（他無線端末より取得したゲートウェイまでのホップ数，周辺にある無線端末との品質ランク）は「応答なし」となっている。「ホップ数と品質ランクの乗算値」は、「他無線端末より取得したゲートウェイまでのホップ数」と「周辺にある無線端末との品質ランク」の乗算結果である。   In FIG. 8, “terminal number” is information (identifier) uniquely indicating each surrounding wireless terminal 5. In FIG. 8, for convenience of explanation, a wireless terminal corresponding to the terminal number is shown. "The number of hops to the gateway acquired from another wireless terminal" is information (hop number information) indicating the number of hops from another wireless terminal (source of information data response) corresponding to the terminal number to the gateway 2, Extracted from the received information data response. “Quality rank with wireless terminals in the vicinity” is information indicating the electric field strength (communication quality) at the time of receiving an information data response at each of the provided antennas (antennas # 1 and # 2 in the illustrated example). In order to reduce the amount of information, the information obtained by converting the electric field strength into the quality rank based on the table shown in FIG. 7 (correspondence table of electric field strength and quality rank) is defined as “quality rank with wireless terminals in the vicinity”. . In the example of FIG. 8, it is assumed that communication between the wireless terminal 5G and the wireless terminals 5A and 5H is unstable, and the wireless terminal 5G cannot receive the information data response from the wireless terminals 5A and 5H. Therefore, the information corresponding to the wireless terminals 5A and 5H (the number of hops to the gateway acquired from other wireless terminals, the quality rank with the surrounding wireless terminals) is “no response”. The “multiplier value of the number of hops and the quality rank” is a multiplication result of “the number of hops to the gateway acquired from another wireless terminal” and “quality rank with the wireless terminals in the vicinity”.

図９は、図８に示した情報（隣接端末情報）を保持している無線端末５Ｇが受信待機時に使用するアンテナを決定する手順の一例を示す図であり、図９に記載しているアンテナ選択条件に基づいて受信待機時に使用するアンテナを決定する場合の動作を示している。アンテナ選択条件は条件１〜条件３からなり、条件１では、「ゲートウェイまでのホップ数」を「３以下」としている。条件２では、「品質ランク」を「５以上」としている。条件３では、「ホップ数と品質ランクの乗算値」を「８以下」としている。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a procedure for determining an antenna to be used during reception standby by the wireless terminal 5G holding the information (neighboring terminal information) illustrated in FIG. 8, and the antenna illustrated in FIG. The operation in the case of determining the antenna to be used during reception standby based on the selection condition is shown. The antenna selection condition is composed of Condition 1 to Condition 3. In Condition 1, “the number of hops to the gateway” is set to “3 or less”. In condition 2, “quality rank” is set to “5 or more”. In condition 3, “multiplied value of the number of hops and the quality rank” is set to “8 or less”.

無線端末５Ｇは、受信待機時に使用するアンテナを決定する動作において、まず、条件１を満たす無線端末５を特定する。図９に示した例では、条件１を満たす端末として無線端末５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅが特定される。次に、条件２を満たす無線端末５をアンテナ毎に特定する。図９に示した例では、アンテナ＃１を使用した場合に条件２を満たす端末として無線端末５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ，５Ｆが特定され、アンテナ＃２を使用した場合に条件２を満たす端末として無線端末５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ，５Ｆが特定される。さらに、条件３を満たす無線端末５をアンテナ毎に特定する。図９に示した例では、アンテナ＃１を使用した場合に条件３を満たす端末として無線端末５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｆが特定され、アンテナ＃２を使用した場合に条件３を満たす端末として無線端末５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｆが特定される。   In the operation of determining the antenna to be used during reception standby, the wireless terminal 5G first identifies the wireless terminal 5 that satisfies the condition 1. In the example illustrated in FIG. 9, the wireless terminals 5B, 5C, 5D, and 5E are specified as terminals that satisfy the condition 1. Next, the wireless terminal 5 satisfying the condition 2 is specified for each antenna. In the example shown in FIG. 9, wireless terminals 5B, 5C, 5D, 5E, and 5F are specified as terminals that satisfy condition 2 when antenna # 1 is used, and terminals that satisfy condition 2 when antenna # 2 is used. Wireless terminals 5B, 5C, 5D, 5E, and 5F are identified. Furthermore, the wireless terminal 5 satisfying the condition 3 is specified for each antenna. In the example illustrated in FIG. 9, the wireless terminals 5B, 5C, 5D, and 5F are specified as terminals that satisfy the condition 3 when the antenna # 1 is used, and the terminals that satisfy the condition 3 are wireless when the antenna # 2 is used. Terminals 5B, 5C, 5D, and 5F are specified.

条件１，条件２，条件３をそれぞれ満たす端末の特定が完了すると、無線端末５Ｇは、次に、条件１〜３を満たす無線端末５をアンテナ毎に抽出する（図９の例では、アンテナ＃１使用時およびアンテナ＃２使用時のいずれの場合にも無線端末５Ｂ，５Ｃ，５Ｄが抽出される）。そして、抽出した無線端末５の「ホップ数と品質ランクとの乗算値」の平均値をアンテナごとに算出する。すなわち、アンテナ＃１使用時に条件１〜３を満たす無線端末５の「ホップ数と品質ランクとの乗算値」の平均値と、アンテナ＃２使用時に条件１〜３を満たす無線端末５の「ホップ数と品質ランクとの乗算値」の平均値とを算出する。このようにして算出した結果に基づいて、使用するアンテナを決定する。具体的には、算出した平均値がより小さいアンテナを使用アンテナに決定する。図示した例ではアンテナ＃１使用時の平均値＝５、アンテナ＃２使用時の平均値＝６．６であるから、アンテナ＃１を使用アンテナに決定する。   When the specification of the terminals satisfying the conditions 1, 2 and 3 is completed, the wireless terminal 5G next extracts the wireless terminals 5 satisfying the conditions 1 to 3 for each antenna (in the example of FIG. 9, antenna # The wireless terminals 5B, 5C, and 5D are extracted both when using 1 and when using antenna # 2. Then, the average value of the “multiplied value of the number of hops and the quality rank” of the extracted wireless terminal 5 is calculated for each antenna. That is, the average value of the “multiplied value of the number of hops and the quality rank” of the wireless terminal 5 that satisfies the conditions 1 to 3 when the antenna # 1 is used, and the “hop” of the wireless terminal 5 that satisfies the conditions 1 to 3 when the antenna # 2 is used The average value of “the product of the number and the quality rank” is calculated. Based on the result thus calculated, the antenna to be used is determined. Specifically, an antenna having a smaller calculated average value is determined as a use antenna. In the illustrated example, the average value when antenna # 1 is used = 5 and the average value when antenna # 2 is used = 6.6, so antenna # 1 is determined as the antenna to be used.

なお、無線端末５は、使用するアンテナを決定する処理を実行した後には、自身からゲートウェイ２までのホップ数の情報を更新する。具体的には、決定したアンテナを使用した場合に「ホップ数と品質ランクとの乗算値」が最小となる無線端末５からゲートウェイ２までのホップ数に１加算したものを、自身からゲートウェイ２までのホップ数として設定する。図示した例では、決定したアンテナ＃１使用時に「ホップ数と品質ランクとの乗算値」が最小となる無線端末５は無線端末５Ｂである。そして、この無線端末５Ｂからゲートウェイ２までのホップ数は１であるから、自身からゲートウェイ２までのホップ数を２に設定（更新）する。   The wireless terminal 5 updates the information on the number of hops from itself to the gateway 2 after executing the process of determining the antenna to be used. Specifically, when the determined antenna is used, the value obtained by adding 1 to the number of hops from the wireless terminal 5 to the gateway 2 that minimizes the “multiplied value of the number of hops and the quality rank” from itself to the gateway 2 Set as the number of hops. In the illustrated example, the wireless terminal 5 having the smallest “multiplier value of the number of hops and the quality rank” when the determined antenna # 1 is used is the wireless terminal 5B. Since the number of hops from the wireless terminal 5B to the gateway 2 is 1, the number of hops from itself to the gateway 2 is set (updated) to 2.

以上のようにして、無線端末５は、メッシュネットワークへ参入する際（起動時）、および参入済みの状態において定期的に、隣接端末に対して情報データ要求を送信してゲートウェイ２までのホップ数、および他の無線端末との間の通信品質（電界強度）情報を収集し、受信待機時に使用するアンテナの決定（または再決定）を行う。   As described above, when the wireless terminal 5 enters the mesh network (at the time of start-up) and periodically in the already-entered state, the wireless terminal 5 sends an information data request to the adjacent terminal and the number of hops to the gateway 2 And communication quality (electric field strength) information with other wireless terminals are collected, and an antenna to be used during reception standby is determined (or re-determined).

受信待機時に使用するアンテナを決定する場合の動作について説明したが、無線端末５は、隣接端末（使用するアンテナを決定しようとしている無線端末）から情報データ要求を受信した場合には、ゲートウェイ２までのホップ数を挿入した情報データ応答を送信元の無線端末５へ返送する。   The operation in the case of determining the antenna to be used at the time of reception standby has been described. When the wireless terminal 5 receives an information data request from an adjacent terminal (the wireless terminal that is trying to determine the antenna to be used), the wireless terminal 5 goes to the gateway 2. The information data response in which the number of hops is inserted is returned to the wireless terminal 5 that is the transmission source.

このように、本実施の形態の無線通信システムは、電力メータ近辺に固定設置された少なくとも１つの無線端末と、電力メータで計測したデータなどを無線で中継する少なくとも１つの無線端末とを含んで構成され、無線端末は、複数のアンテナを保有し、起動時（メッシュネットワークへの参入時）およびメッシュネットワークへ参入済みの状態において定期的に、各アンテナを順次選択・使用して、周辺に設置された他の無線端末が保持しているゲートウェイまでのホップ数を取得するとともに、他の無線端末との間の通信品質（電界強度）を測定し、通信品質およびホップ数に基づいて、使用するアンテナを決定することとした。これにより、通信品質への影響が大きいゲートウェイまでのホップ数および隣接する無線端末との間の電界強度を考慮して、複数のアンテナのうち最も良好な通信品質が得られるアンテナを使用して通信することが可能となる。この結果、送信元から最終宛先までのデータ中継の途中で無線通信環境の変化などにより電波が届かなくなると中継経路が自動的に迂回経路へ変更される自立ネットワークにおいても、より信頼性の高い通信を実現できる。   As described above, the wireless communication system according to the present embodiment includes at least one wireless terminal fixedly installed in the vicinity of the power meter and at least one wireless terminal that relays data measured by the power meter wirelessly. The wireless terminal has multiple antennas, and each antenna is selected and used sequentially at startup (when entering the mesh network) and when it has already entered the mesh network. Get the number of hops to the gateway held by another wireless terminal, and measure the communication quality (electric field strength) with other wireless terminals, and use it based on the communication quality and the number of hops The antenna was decided. In this way, considering the number of hops to the gateway that has a large impact on communication quality and the electric field strength between adjacent wireless terminals, communication is performed using the antenna that provides the best communication quality among multiple antennas. It becomes possible to do. As a result, more reliable communication is possible even in a self-supporting network where the relay route is automatically changed to a bypass route when radio waves do not reach due to changes in the wireless communication environment during data relay from the sender to the final destination. Can be realized.

また、無線端末は、他の無線端末にゲートウェイまでのホップ数の情報を要求するための情報データ要求に対し、ゲートウェイまでのホップ数および情報データ要求の受信品質（電界強度）の閾値を示すアンテナ選択条件を設定して送信し、一方、情報データ要求を受信した場合には、設定されているアンテナ選択条件を満たす場合にのみ、要求に対する応答である情報データ応答を返送することとした。これにより、情報データ要求を受信した無線端末は、ゲートウェイまでのホップ数がアンテナ選択条件で指定されているホップ数以下であり、かつ情報データ要求受信時の電界強度がアンテナ選択条件で指定されている電界強度閾値以上の場合に情報データ応答を送信するので、アンテナ選択のための情報データ取得にかかる通信と他の通信との混信を抑制できる。   In addition, in response to an information data request for requesting information on the number of hops to the gateway from other wireless terminals, the wireless terminal is an antenna that indicates a threshold for the number of hops to the gateway and the reception quality (field strength) of the information data request. When a selection condition is set and transmitted and an information data request is received, an information data response that is a response to the request is returned only when the set antenna selection condition is satisfied. As a result, the wireless terminal that has received the information data request has the number of hops to the gateway equal to or less than the number of hops specified in the antenna selection condition, and the electric field strength at the time of receiving the information data request is specified in the antenna selection condition. Since the information data response is transmitted when the electric field strength threshold is greater than or equal to the threshold value, the interference between the communication related to the acquisition of the information data for selecting the antenna and other communication can be suppressed.

なお、本実施の形態では、通信品質として隣接する無線端末との間の電界強度を使用した例で説明したが、通信品質としては、隣接する無線端末との通信成功率、もしくは一定時間内に発生した再送回数の逆数を使用してもよい。   In this embodiment, the example in which the electric field strength between adjacent wireless terminals is used as the communication quality has been described. However, as the communication quality, the communication success rate with the adjacent wireless terminal, or within a certain period of time. The inverse of the number of retransmissions that occurred may be used.

また、本実施の形態における中継経路の選択方法としては、ゲートウェイまでのホップ数と各隣接端末との間の電界強度をもとに決定されるメッシュネットワークを前提としている。   The relay route selection method in the present embodiment is based on a mesh network that is determined based on the number of hops to the gateway and the electric field strength between each adjacent terminal.

また、送信時に使用するアンテナの選択は、無線端末が保持している中継経路の情報をもとに送信先に応じ、例えば、自分が直接送信する隣接する無線端末との電界強度が高いアンテナに決定するものとする。   Also, the antenna used for transmission is selected according to the destination based on the relay route information held by the wireless terminal, for example, for an antenna having a high electric field strength with an adjacent wireless terminal that is directly transmitted by itself. Shall be determined.

以上のように、本発明にかかる無線端末装置は、複数のアンテナの中から１つのアンテナを選択して通信を行う無線端末装置として有用であり、特に、メッシュネットワークを形成する無線通信端末に適している。   As described above, the wireless terminal device according to the present invention is useful as a wireless terminal device that performs communication by selecting one antenna from a plurality of antennas, and is particularly suitable for a wireless communication terminal that forms a mesh network. ing.

１ 管理サーバ、２ ゲートウェイ、３ 広域ネットワーク網、４ 通信ケーブル、５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ，５Ｆ，５Ｇ，５Ｈ 無線端末装置、６ 電力メータ、２１ 中央制御部、２２ 無線処理部、２３，５７ 通信制御部、２４ 光入出力部、５０，２２０ アンテナ、５１，２２１ アンテナスイッチ、５２，２２２ 無線部、５３，２２３ 無線Ｉ／Ｆ部、５４ データ中継処理部、５５，２２５ ルーティングテーブル、５６ 隣接端末情報テーブル、５８ タイマ部、５９ 記憶部、６０ メータ通信処理部、６１，２２７ 通信品質測定部、２２４ 無線ネットワーク制御部、２２６ 無線通信制御部。   1 management server, 2 gateway, 3 wide area network, 4 communication cable, 5A, 5B, 5C, 5D, 5E, 5F, 5G, 5H wireless terminal device, 6 power meter, 21 central control unit, 22 wireless processing unit, 23 57, communication control unit, 24 optical input / output unit, 50, 220 antenna, 51, 221 antenna switch, 52, 222 radio unit, 53, 223 radio I / F unit, 54 data relay processing unit, 55, 225 routing table, 56 adjacent terminal information table, 58 timer unit, 59 storage unit, 60 meter communication processing unit, 61, 227 communication quality measurement unit, 224 wireless network control unit, 226 wireless communication control unit.

Claims (3)

複数のアンテナを備え、前記複数のアンテナを順番に使用して周囲の他の無線端末装置である隣接端末と通信を行うとともに、前記各隣接端末からゲートウェイまでの中継経路が無線通信環境の変化に応じ自動的に変更されるメッシュネットワークを形成する無線端末装置であって、
各アンテナを使用した場合のそれぞれにおける、各隣接端末から前記ゲートウェイまでのホップ数の情報を各隣接端末から取得するとともに各隣接端末との間の通信品質を測定するものであって、
前記各隣接端末のうち、前記ホップ数の情報を取得するために前記各アンテナが送信した情報データ要求を受信した隣接端末が、
前記情報データ要求を受信することで得た通信品質の値と、前記情報データ要求から取得した通信品質の下限値とを比較して、前記情報データ要求を受信することで得た通信品質の値が前記下限値以上である場合、かつ、
前記情報データ要求から取得したホップ数と、前記情報データ要求を受信した隣接端末自身の前記ホップ数とを比較して、前記情報データ要求を受信した隣接端末自身の前記ホップ数が、前記情報データ要求から取得したホップ数以下である場合に送信する、
前記情報データ要求を受信した隣接端末のホップ数の情報を有する情報データ応答から、
前記情報データ要求を受信した隣接端末自身のホップ数の取得、及び、前記情報データ要求を受信した隣接端末から送られた前記情報データ応答の通信品質の測定を行う情報取得部と、
使用するアンテナを切り替えるアンテナスイッチと、
前記情報取得部が前記情報データ応答から得た前記ホップ数の情報、及び、前記情報データ応答の前記通信品質に基づいて、前記メッシュネットワークに参入する際に、前記各アンテナの中から使用するアンテナを決定し、決定したアンテナを前記アンテナスイッチに選択させる使用アンテナ決定部と、
を備えることを特徴とする無線端末装置。 A plurality of antennas are used, and the plurality of antennas are used in order to communicate with neighboring terminals that are other neighboring wireless terminal devices, and a relay route from each neighboring terminal to the gateway is changed in a wireless communication environment. A wireless terminal device that forms a mesh network that is automatically changed in response,
In each case where each antenna is used, the information on the number of hops from each adjacent terminal to the gateway is obtained from each adjacent terminal and the communication quality between each adjacent terminal is measured ,
Among the neighboring terminals, the neighboring terminal that has received the information data request transmitted by each antenna to obtain the information on the number of hops,
The communication quality value obtained by receiving the information data request by comparing the communication quality value obtained by receiving the information data request with the lower limit value of the communication quality obtained from the information data request. Is not less than the lower limit, and
The number of hops acquired from the information data request is compared with the number of hops of the adjacent terminal that has received the information data request, and the number of hops of the adjacent terminal that has received the information data request is the information data. Sent when the number of hops obtained from the request is less than or equal to
From an information data response having information on the number of hops of neighboring terminals that have received the information data request,
An information acquisition unit that measures the communication quality of the information data response sent from the adjacent terminal that has received the information data request, and the acquisition of the number of hops of the adjacent terminal that has received the information data request ;
An antenna switch for switching the antenna to be used;
An antenna to be used from among the antennas when entering the mesh network based on the information on the number of hops obtained from the information data response by the information acquisition unit and the communication quality of the information data response And a use antenna determination unit that causes the antenna switch to select the determined antenna;
A wireless terminal device comprising: 請求項１に記載の無線端末装置と、
前記無線端末装置を収容するゲートウェイと、
を備えることを特徴とする無線通信システム。 A wireless terminal device according to claim 1 ;
A gateway accommodating the wireless terminal device;
A wireless communication system comprising: 需要家に設置された電力メータによる電力測定データを収集する管理サーバをさらに備え、
前記無線端末装置は、電力メータを接続して電力測定データを取得する機能を有し、取得した電力測定データを前記管理サーバに向けて、前記ゲートウェイ経由で送信する、
ことを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。 A management server that collects power measurement data from a power meter installed in a consumer;
The wireless terminal device has a function of acquiring power measurement data by connecting a power meter, and transmits the acquired power measurement data to the management server via the gateway.
The wireless communication system according to claim 2 .
JP2013538513A 2011-10-13 2012-10-03 Wireless terminal device and wireless communication system Active JP5683714B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013538513A JP5683714B2 (en) 2011-10-13 2012-10-03 Wireless terminal device and wireless communication system

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPPCT/JP2011/073530 2011-10-13
PCT/JP2011/073530 WO2013054415A1 (en) 2011-10-13 2011-10-13 Radio terminal apparatus and wireless communication system
PCT/JP2012/075725 WO2013054722A1 (en) 2011-10-13 2012-10-03 Wireless terminal device and wireless communication system
JP2013538513A JP5683714B2 (en) 2011-10-13 2012-10-03 Wireless terminal device and wireless communication system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5683714B2 true JP5683714B2 (en) 2015-03-11
JPWO2013054722A1 JPWO2013054722A1 (en) 2015-03-30

Family

ID=52684946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013538513A Active JP5683714B2 (en) 2011-10-13 2012-10-03 Wireless terminal device and wireless communication system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5683714B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2013054722A1 (en) 2015-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4860381B2 (en) Wireless communication system, system control apparatus, wireless base station, wireless communication terminal, communication control method, and communication control program
US8654711B2 (en) Channel scan for smart meter networks to determine operating channels
US10993222B2 (en) Floating links
WO2013054722A1 (en) Wireless terminal device and wireless communication system
JP2009302694A (en) Radio communication network system
JP2019009502A (en) Radio communications system, radio relay device, and radio relay program
JP7147897B2 (en) Wireless sensor system and communication control method
JP5861090B2 (en) Multi-hop communication method, multi-hop communication system, and communication terminal
WO2013129670A1 (en) Terminal, route generation method, and route generation program
KR101507602B1 (en) Method for optimal relay node selection and wireless body area network system the method applied thereto
US10257763B2 (en) Routing protocol for advanced metering infrastructure system
JP6617713B2 (en) COMMUNICATION DEVICE, COMMUNICATION METHOD, AND PROGRAM
WO2017138501A1 (en) Communication terminal, multi-hop communication system, and program
JP5683714B2 (en) Wireless terminal device and wireless communication system
JP5372303B1 (en) Wireless terminal device, wireless mesh network, and communication method
JP6326736B2 (en) Relay device, relay method, and relay program
TWI723534B (en) Data centralization device and system for advanced measurement
WO2015173957A1 (en) Communication device and wireless mesh network
JP2011061679A (en) Radio terminal device, radio communication system, and radio communication method
JP2017028653A (en) Control device, sensor terminal, and control system
CN116566439B (en) HPLC network optimization method, device, electronic equipment and storage medium
JP5904579B2 (en) COMMUNICATION SYSTEM, COMMUNICATION CONTROL METHOD, NODE DEVICE, NODE DEVICE CONTROL METHOD, AND NODE DEVICE CONTROL PROGRAM
JP2010283543A (en) Path switching method and relay station
JP2017121027A (en) Communication system, communication unit and communication method
JP2010251820A (en) Radio communication system

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141216

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150113

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5683714

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250