JP5895194B2 - Communication terminal, communication system - Google Patents
Communication terminal, communication system Download PDFInfo
- Publication number
- JP5895194B2 JP5895194B2 JP2012053531A JP2012053531A JP5895194B2 JP 5895194 B2 JP5895194 B2 JP 5895194B2 JP 2012053531 A JP2012053531 A JP 2012053531A JP 2012053531 A JP2012053531 A JP 2012053531A JP 5895194 B2 JP5895194 B2 JP 5895194B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- channel
- communication
- interference
- communication terminal
- period
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Description
本発明は、複数のチャネルから選択される通信チャネルを用いて無線通信を行う通信端末、およびこの通信端末を用いた通信システムに関するものである。 The present invention relates to a communication terminal that performs wireless communication using a communication channel selected from a plurality of channels, and a communication system using the communication terminal.
従来から、通信に用いるチャネルを複数のチャネルから選択して無線通信を行う技術が提案されている。この種の技術として、通信ネットワーク内のノード(通信端末)において、自ノードと隣接ノードとが使用可能なチャネルをチャネル状況テーブルとして管理する構成が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, a technique for performing wireless communication by selecting a channel to be used for communication from a plurality of channels has been proposed. As this type of technology, a configuration has been proposed in which channels that can be used by the own node and adjacent nodes are managed as a channel status table in a node (communication terminal) in a communication network (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載されたチャネル状況テーブルは、ノードごとの通信状態として「アイドル」か「通信中」かを格納しており、さらにチャネルの利用状況として、利用可能か干渉を受けているかの情報を格納している。また、干渉中や利用中の場合に、そのチャネルが利用可能になるまでの時間も、チャネル状況テーブルに格納されている。したがって、ノードは、チャネル状況テーブルに基づいて利用可能なチャネルを選択することが可能になっている。
The channel status table described in
特許文献1に記載された技術は、チャネル状況テーブルに基づいて利用可能なチャネルを選択するために、データパケットを送信しようとするノードが、チャネル予約通知を周囲のノードに対して行い、チャネル状況テーブルを更新させている。すなわち、チャネルを選択するために、データパケットの送信が必要になり、結果的に通信路のトラフィックが増加するという問題を有している。
In the technique described in
また、特許文献1に記載された技術は、チャネル状況テーブルに格納された情報に基づいて空きチャネルを利用するだけであるから、同じチャネルが何度も選択される可能性があり、通信システム全体でのチャネルの利用率を高めることが難しいという問題がある。
Moreover, since the technique described in
本発明は、複数のチャネルから通信チャネルを選択するに際し、通信に用いられているチャネルとの干渉を回避し、かつチャネルの利用率を高めることを可能にした通信端末、およびこの通信端末を用いた通信システムを提供することを目的とする。 The present invention provides a communication terminal capable of avoiding interference with a channel used for communication and increasing the channel utilization rate when selecting a communication channel from a plurality of channels, and uses the communication terminal. It is an object to provide a communication system.
本発明に係る通信端末は、複数のチャネルから選択されるチャネルを用いて無線通信を行う通信端末であって、通信のためのチャネルを選択するに際して、選択可能なチャネルごとに干渉が生じる程度を数値化された干渉度として求める干渉度算出部と、前記干渉度算出部が求めた前記干渉度を用いることにより干渉が生じにくいチャネルを通信用のチャネルとして優先的に選択するチャネル選択部とを備え、前記干渉度算出部は、着目するチャネルで通信していない場合の受信信号強度と、他の通信端末が使用しているチャネルと着目するチャネルとの周波数差と、着目するチャネルが他の通信端末に利用されている確率である利用率とに、重み係数を乗じて加算した値を前記干渉度として算出することを特徴とする。 The communication terminal according to the present invention is a communication terminal that performs wireless communication using a channel selected from a plurality of channels, and when selecting a channel for communication, the degree of interference that occurs for each selectable channel. An interference degree calculation unit that is obtained as a digitized interference degree, and a channel selection unit that preferentially selects a channel that is unlikely to cause interference by using the interference degree obtained by the interference degree calculation unit as a communication channel. The interference degree calculation unit includes a received signal strength when communication is not performed on the channel of interest, a frequency difference between a channel used by another communication terminal and the channel of interest, and a channel of interest other than A value obtained by multiplying a utilization factor, which is a probability of being used by a communication terminal, by multiplying by a weighting factor is calculated as the interference degree .
この通信端末において、前記干渉度算出部は、着目するチャネルについて利用率が変化する周期を一定時間ずつに区切ったタイムスロットごとに干渉度を算出し、前記チャネル選択部は、前記タイムスロットごとに当該チャネルを通信用に用いるか否かを選択することがさらに好ましい。 In this communication terminal, the interference level calculation unit calculates an interference level for each time slot obtained by dividing a period in which the utilization rate of the channel of interest is changed into fixed time intervals, and the channel selection unit is configured for each time slot. It is further preferable to select whether to use the channel for communication.
この通信端末において、前記干渉度算出部は、前記周期として、着目するチャネルを他の通信端末が使用する既知の周期を用いることがさらに好ましい。 In this communication terminal, it is more preferable that the interference degree calculation unit uses a known cycle in which another communication terminal uses a channel of interest as the cycle.
この通信端末において、前記干渉度算出部は、前記周期として、前記チャネル選択部が着目するチャネルを使用する周期を用い、この周期を利用率の自己相関係数の変化から求めることがさらに好ましい。 In this communication terminal, it is further preferable that the interference degree calculation unit uses a cycle in which the channel selected by the channel selection unit is used as the cycle, and obtains the cycle from a change in an autocorrelation coefficient of the utilization rate.
この通信端末において、前記干渉度算出部は、前記周期として、前記チャネル選択部が着目するチャネルを使用する周期を用い、この周期を当該チャネルを使用して通信を行った時刻の履歴から求めることがさらに好ましい。 In this communication terminal, the interference degree calculation unit uses, as the cycle, a cycle in which the channel selected by the channel selection unit is used, and obtains the cycle from a history of times when communication is performed using the channel. Is more preferable.
この通信端末において、前記干渉度算出部は、着目するチャネルを用いて通信を行ったときの通信失敗率を用いて前記利用率を求めることがさらに好ましい。 In this communication terminal, it is further preferable that the interference degree calculation unit obtains the utilization rate using a communication failure rate when communication is performed using a channel of interest.
この通信端末において、前記干渉度算出部は、着目するチャネルを用いて通信を行ったときの再送率を用いて前記利用率を求めることがさらに好ましい。 In this communication terminal, it is more preferable that the interference degree calculation unit obtains the utilization rate using a retransmission rate when communication is performed using a channel of interest.
この通信端末において、前記通信端末は、規定の単位期間における総送信時間に上限時間が規定されており、前記干渉度算出部は、着目するチャネルについて他の通信端末の前記単位期間における総送信時間を計測し、当該総送信時間が前記上限時間を含む規定の範囲内に達したときに、当該チャネルが通信用のチャネルとして優先的に選択されるように前記利用率を規定値に設定することが好ましい。 In this communication terminal, the communication terminal has an upper limit time defined for the total transmission time in a specified unit period, and the interference degree calculation unit calculates the total transmission time of the other communication terminal in the unit period for the channel of interest. And when the total transmission time reaches a specified range including the upper limit time, the utilization rate is set to a specified value so that the channel is preferentially selected as a communication channel. Is preferred.
この通信端末において、前記通信端末は、受信信号の信号対雑音比に基準値が規定されており、前記干渉度算出部は、着目するチャネルについて受信信号の信号対雑音比を計測し、当該信号対雑音比が前記基準値以上であるときに、当該チャネルが通信用のチャネルとして優先的に選択されるように前記受信信号強度を規定値に設定することが好ましい。 In this communication terminal, in the communication terminal, a reference value is defined for the signal-to-noise ratio of the received signal, and the interference degree calculation unit measures the signal-to-noise ratio of the received signal for the channel of interest, It is preferable to set the received signal strength to a specified value so that the channel is preferentially selected as a communication channel when the noise-to-noise ratio is equal to or higher than the reference value.
この通信端末において、前記チャネル選択部は、前記干渉度算出部が算出したチャネルごとの干渉度を用い、干渉が生じにくいチャネルほど選択される確率が高くなるように干渉度に応じた選択確率を設定することが好ましい。 In this communication terminal, the channel selection unit uses the interference level for each channel calculated by the interference level calculation unit, and sets a selection probability according to the interference level so that a channel that is less likely to cause interference has a higher probability of being selected. It is preferable to set.
この通信端末において、前記チャネル選択部は、通信用のチャネルを時間経過に伴って変更する機能を有し、チャネルごとの使用時間が前記選択確率に比例して定められることがさらに好ましい。 In this communication terminal, it is more preferable that the channel selection unit has a function of changing a communication channel as time passes, and a usage time for each channel is determined in proportion to the selection probability.
本発明に係る通信システムは、上述した通信端末を複数台備え、通信範囲の異なる複数の通信ネットワークが前記通信端末を用いて構築され、隣接する通信ネットワークは異なるチャネルを用いることを特徴とする。 A communication system according to the present invention includes a plurality of communication terminals described above, a plurality of communication networks having different communication ranges are constructed using the communication terminals, and adjacent communication networks use different channels.
この通信システムにおいて、前記通信端末として、需要家の使用電力を計測する計測装置から計測データを取得する第1の通信端末と、前記需要家が使用する電気機器を管理する第2の通信端末とを含み、前記第1の端末と前記第2の端末とが、前記干渉度を求める情報を共有することが好ましい。 In this communication system, as the communication terminal, a first communication terminal that acquires measurement data from a measurement device that measures power used by a consumer, and a second communication terminal that manages electrical equipment used by the consumer It is preferable that the first terminal and the second terminal share information for obtaining the degree of interference.
本発明の構成によれば、複数のチャネルから通信チャネルを選択するに際し、通信に用いられているチャネルとの干渉が回避され、かつチャネルの利用率が高められるという利点がある。 According to the configuration of the present invention, when a communication channel is selected from a plurality of channels, there is an advantage that interference with a channel used for communication is avoided and the utilization factor of the channel is increased.
以下に説明する実施形態は、図2に示すように、通信端末10が電力の需要家1に設置される電力メータ21に付設され、通信端末10が電力メータ21が備える計測装置から取得した計測データを上位装置20に集約する用途を想定して説明する。すなわち、1台の上位装置20と複数台の通信端末10とが通信する通信ネットワークが構築される。電力メータ21が備える計測装置は、需要家1の使用電力を計測する機能を有する。
In the embodiment described below, as shown in FIG. 2, the
さらに、需要家1には需要家1で使用される電気機器23の動作を監視や指示を行う管理装置22が設けられ、管理装置22にも通信端末10が付設される。電気機器23は、管理装置22に付設された通信端末10との間で通信を行うために、通信端末10と同じチャネルを選択する機能を有する。
Further, the
上位装置20は、電力会社、または電力会社から委託されたサービス提供会社が運営する管理サーバを想定している。管理サーバは、1台のコンピュータではなく、複数台のコンピュータで実現されていてもよい。また、上位装置20は、複数階層に階層化された通信ネットワークを構築していてもよい。たとえば、管理サーバと通信する複数台の中継装置とにより上位の通信ネットワークが構築され、中継装置ごとに通信端末10と通信する下位の通信ネットワークが構築されていてもよい。この場合、上位装置20が構築している通信ネットワークには、複数種類の伝送媒体が用いられていてもよい。
The
以下では、電力メータ21に付設された通信端末10と上位装置20とにより構築される通信ネットワークと、電力メータ21および管理装置22に付設された通信端末10と電気機器23とにより構築される通信ネットワークとを備える例を用いて説明する。すなわち、後者の通信ネットワークは需要家1を通信範囲とする通信ネットワークであり、前者の通信ネットワークは複数の需要家1を含む通信範囲の通信ネットワークであって、異なる通信範囲を持つことになる。また、後者の通信ネットワークは、需要家1ごとに構築されるから、異なる需要家1では異なる通信範囲になる。言い換えると、異なる通信範囲を持つ複数の通信ネットワークが複数台の通信端末10を用いて構築されていることになる。
Below, the communication network constructed | assembled by the
これらの通信ネットワークは、電波を伝送媒体とする無線通信を行うことを想定している。図2には、無線通信を行う通信路を破線で示し、通信路ごとに用いるチャネルf1,f2,f3を付記している。チャネルf1,f2,f3は、互いに異なる周波数を用いる場合を想定している。すなわち、所要の周波数帯を複数の区間に区分し、各区間から選択される区間を通信のためのチャネルf1,f2,f3に用いている(以下、通信のために選択されたチャネルを「通信チャネル」という)。たとえば、2.4GHz帯や920MHz帯の周波数帯を数十に区分したチャネルを用意しておき、通信端末10は、通信に際して適宜のチャネルを通信チャネルとして選択する。
These communication networks are assumed to perform wireless communication using radio waves as a transmission medium. In FIG. 2, a communication path for performing wireless communication is indicated by a broken line, and channels f1, f2, and f3 used for each communication path are appended. The channels f1, f2, and f3 are assumed to use different frequencies. That is, a required frequency band is divided into a plurality of sections, and a section selected from each section is used for communication channels f1, f2, and f3 (hereinafter, the channel selected for communication is referred to as “communication”). Channel "). For example, a channel obtained by dividing a frequency band of 2.4 GHz band or 920 MHz band into several tens is prepared, and the
なお、以下に説明する実施形態は、電力の管理の用途に制限されず、複数のチャネルから通信チャネルを選択することによって通信を行う通信端末10を用いる用途であれば、どのような用途であっても適用可能である。また、図2に示す例では、通信端末10と上位装置20との間で通信を行うルートにおいて、他の通信端末10による中継を許容しており、通信端末10はマルチホップ通信を行う機能を備えているが、この点については以下の実施形態では詳述しない。
Note that the embodiment described below is not limited to the use of power management, and can be any application as long as it uses the
以下に説明する実施形態では、具体的な使用例については詳述せず、主として、複数台の通信端末10を用いて構築される通信ネットワークにおいて、通信端末10が通信路に用いるチャネルを選択する技術について説明する。
In the embodiment described below, a specific use example is not described in detail, and in a communication network constructed using a plurality of
本実施形態で用いる通信端末10は、無線通信を行うために、図1に示すように、無線通信のための無線通信インターフェイス部(以下、「無線I/F」と略称する)103を備える。また、通信端末10は、無線I/F103が用いる通信チャネルを複数のチャネルから選択するためにチャネル選択部102と、チャネル選択部102が通信チャネルを選択する際の選択基準として後述する干渉度を算出する干渉度算出部101とを備える。干渉度算出部101とチャネル選択部102と無線I/F103とは、制御部100により制御される。この通信端末10は、マイコンのようにプログラムに従って動作するデバイスと無線I/F103を構成する通信回路とを主なハードウェア構成として備える。
The
干渉度は、選択可能なチャネルごとに干渉が生じる程度を数値化した値であって、干渉度算出部101は、たとえば、次式を用いて干渉度Iiを算出する。ただし、iはチャネルを区別するために付与したチャネル番号を示す整数値である。
Ii=α・Yri−β・Ydi+γ・Yti
ここに、着目するチャネルのチャネル番号をiとして、Yriは着目するチャネルの受信信号強度(RSSI)、Ydiは他の通信端末10が使用しているチャネルと着目するチャネルとの周波数差、Ytiは着目するチャネルの利用率である。また、受信信号強度Yriと周波数差Ydiと利用率Ytiとは、いずれも正規化された値が用いられる。利用率Ytiは、通信におけるトラフィック密度、つまり着目するチャネルが使用中である確率(一定時間当たりの占有時間の割合)を意味する。α,β,γは0より大きく1以下である重み係数である。
The interference degree is a value obtained by quantifying the degree of occurrence of interference for each selectable channel, and the interference
Ii = α · Yri−β · Ydi + γ · Yti
Here, the channel number of the channel of interest is i, Yri is the received signal strength (RSSI) of the channel of interest, Ydi is the frequency difference between the channel used by the
要するに、干渉度Iiは、着目するチャネルの受信信号強度Yriと、他の通信端末が使用しているチャネルと着目するチャネルとの周波数差Ydiと、着目するチャネルの利用率Ytiとに、重み係数α,β,γを乗じて加算した値になる。重み係数α,β,γは、干渉度を評価する環境に応じて設定される。受信信号強度Yrと周波数差Ydと利用率Ytとの正規化は、それぞれの平均値とそれぞれの標準偏差とを用いて行う。すなわち、正規化された値は、受信信号強度、周波数差、利用率のそれぞれについて、観測値をXj、平均値をXa、標準偏差をσとするとき、(Xj−Xa)/σで求められる。なお、標準偏差σは、σ={(1/n)Σ(Xj−Xa)2}1/2とした。 In short, the degree of interference Ii is based on the received signal strength Yri of the channel of interest, the frequency difference Ydi between the channel used by other communication terminals and the channel of interest, and the utilization factor Yti of the channel of interest. Multiplyed by α, β, γ, and added. The weighting factors α, β, and γ are set according to the environment for evaluating the degree of interference. Normalization of the received signal strength Yr, the frequency difference Yd, and the utilization rate Yt is performed using each average value and each standard deviation. That is, the normalized value is obtained by (Xj−Xa) / σ when the observed value is Xj, the average value is Xa, and the standard deviation is σ for each of the received signal strength, frequency difference, and utilization rate. . The standard deviation σ was σ = {(1 / n) Σ (Xj−Xa) 2 } 1/2 .
いま、選択可能であるチャネルが1〜4番のチャネル番号を有する4種類であって、他の通信端末10が2番のチャネルを使用している場合を想定する。また、チャネル間の周波数差を200kHzとする。図3に各チャネルの状態と、干渉度との例を示す。
Now, it is assumed that the channels that can be selected are four types having
図3に示す例では、他の通信端末10が2番のチャネルを使用している場合を示しており、したがって、2番のチャネルは干渉度が最大になっており、2番のチャネルでは干渉が生じる可能性があることが示されている。また、4番のチャネルは、周波数差が最大であるが、利用率が高いために1番や3番のチャネルよりも干渉度が大きくなっている。
In the example shown in FIG. 3, the case where the
図3の例からわかるように、上式によって干渉度を評価することにより、受信信号強度が小さく(符号が負であるから、絶対値が大きく)、周波数差が大きく、利用率が低いほど、干渉度Iiは小さくなる。そして、干渉度Iiが小さいチャネルを選択するほうが、当該チャネルを利用する際に干渉が生じる可能性が低いことになる。 As can be seen from the example of FIG. 3, by evaluating the interference degree according to the above equation, the received signal strength is small (because the sign is negative, the absolute value is large), the frequency difference is large, and the utilization rate is low, The interference degree Ii becomes small. Then, selecting a channel having a small interference degree Ii is less likely to cause interference when the channel is used.
通信端末10において選択可能なチャネルの干渉度は、干渉度算出部101において上式を用いて算出される。干渉度算出部101が求めた干渉度は、制御部100を通してチャネル選択部102に引き渡される。チャネル選択部102は、干渉度が小さいチャネルを優先的に選択し、選択したチャネルによる通信の可否を確認し、選択したチャネルによる通信が可能である場合に当該チャネルを選択する。
The interference degree of the channel that can be selected in the
なお、チャネルごとの周波数差は、チャネル間の周波数差から容易に求められ、また、受信信号強度は無線I/F103での受信強度を取得することにより算出される。一方、チャネルごとの利用率は、着目するチャネルが使用されている確率であるから、基本的には、一定の単位期間において当該チャネルが利用されている時間が占める割合として求められる。
The frequency difference for each channel is easily obtained from the frequency difference between channels, and the received signal strength is calculated by obtaining the received strength at the wireless I /
ここに、現状では需要家1の使用電力量の計測データは30分周期で求められている。したがって、単位期間の最大値は1800秒(=30分)であり、実際には、1800秒の整数分の1の時間に設定される。また、1台の通信端末10が通信を行う時間は1時間のうち360秒に制限されている。
Here, at present, the measurement data of the amount of power used by the
干渉度算出部101は、着目するチャネルに関して他の通信端末10の利用率の変化周期が既知である場合、この周期を複数個のタイムスロットに区切った時間を単位期間として、タイムスロットごとの利用率を求める。たとえば、上述したように、30分ごとの計測データを収集する必要がある場合に、周期を30分とし、周期内でのタイムスロットごとの利用率を求める。タイムスロットごとの利用率(観測値)の変化例を図4に示す。
When the change cycle of the utilization rate of the
このようにタイムスロットごとに利用率を求めると、周期内で着目するチャネルの利用率が低いタイムスロットを知ることができる。したがって、干渉度算出部101によりタイムスロットごとに干渉度を求めると、干渉度が小さいタイムスロットにおいて該当するチャネルを通信チャネルに用いることが可能になる。要するに、周期内で着目するチャネルが利用可能な期間(タイムスロット)を見出して、このタイムスロットにおいて着目するチャネルを通信チャネルとして用いることにより、チャネルの利用率が高められる。なお、上述した条件から、タイムスロットは360秒よりも短く設定することが好ましい。
When the utilization rate is obtained for each time slot in this way, it is possible to know a time slot with a low utilization rate of the channel of interest within the period. Therefore, when the interference level is calculated for each time slot by the interference
ところで、タイムスロットごとに利用率を計測するには、チャネルの使用状態を常時監視する必要があるから、制御部100の処理負荷が増大することになる。そこで、タイムスロットをさらに短い時間である複数のサンプリング期間に分割し、サンプリング期間ごとに着目するチャネルの使用の有無を判断してもよい。この場合、タイムスロットにおけるサンプリング期間の全数のうち、着目するチャネルの使用が検出されたサンプリング期間の個数の割合を、タイムスロットにおけるチャネルの利用率とすればよい。
By the way, in order to measure the utilization rate for each time slot, it is necessary to constantly monitor the channel usage state, which increases the processing load on the
上述のようにサンプリング期間ごとにチャネルの使用の有無を判断することによって利用率を求めると、チャネルの使用の有無を常時監視する必要がなく、サンプリング期間ごとの割込処理で利用率を求めることが可能になる。すなわち、制御部100の処理負荷が低減されることになる。
As described above, if the utilization rate is determined by judging whether or not the channel is used for each sampling period, it is not necessary to constantly monitor whether or not the channel is used, and the utilization rate is obtained by interrupt processing for each sampling period. Is possible. That is, the processing load on the
上述の動作例は、着目するチャネルに関して他の通信端末10の利用率の変化周期が既知であることを条件にしているが、利用率の変化周期が未知の場合は、チャネル選択部102が着目するチャネルを使用する周期を推定すればよい。この場合、適宜に定めた一定の時間(上述したタイムスロットと同程度の時間でよい)ごとの利用率を求め、利用率の自己相関係数を求め、自己相関係数が規定した閾値以上となる周期を、チャネルを使用する周期と推定すればよい。図5(a)に利用率(観測値)の推移を示し、図5(b)に観測値から得た自己相関係数の推移を示す。利用率に周期性がある場合、自己相関係数は、周期に応じたピークを持つから、ピーク間の時間を周期と推定すればよい。
In the above operation example, the change cycle of the utilization rate of the
チャネル選択部102が着目するチャネルを使用する周期が推定されると、他の通信端末10がチャネルを使用する周期が既知である場合と同様にタイムスロットが定められ、干渉度算出部101は、タイムスロットごとに干渉度を求める。すなわち、タイムスロットごとの干渉度に応じて通信チャネルの選択が可能になる。
When the period in which the
着目するチャネルに関して他の通信端末10の利用率の周期変化が未知である場合、自己相関係数を求める代わりに、無線I/F103を通して行った通信の履歴を用いてもよい。すなわち、計測データは一定時間毎に上位装置20に取得されるから、通信の履歴を用いることによって、着目するチャネルが利用された周期が推定される。
When the periodic change in the utilization rate of
たとえば、通信端末10が上位装置20との間でマルチホップ通信を行う場合、上位装置20から計測データの転送が要求されると、特定の通信端末10では、要求と応答とを行うほか、他の通信端末10との間で要求や応答が転送される。そこで、通信の履歴を用いて、周期を推定すれば、上述した動作と同様に、要求や応答に伴う通信がなされていない期間を抽出することにより、上述した動作と同様に、着目するチャネルを干渉度の小さい期間に通信チャネルとして利用することが可能になる。
For example, when the
さらに、干渉度を算出するために用いる利用率は、着目するチャネルを用いて通信を行ったときの通信失敗率、あるいは、着目するチャネルを用いて通信を行ったときの再送率であってもよい。通信失敗率は、着目するチャネルを通信に使用できなかった確率であるから、通信失敗率から利用率を推定することができる。また、再送率は、通信失敗率と等価であるから、再送率によっても利用率を推定することができる。 Furthermore, the utilization rate used to calculate the degree of interference may be the communication failure rate when communication is performed using the channel of interest, or the retransmission rate when communication is performed using the channel of interest. Good. Since the communication failure rate is the probability that the channel of interest could not be used for communication, the utilization rate can be estimated from the communication failure rate. Further, since the retransmission rate is equivalent to the communication failure rate, the utilization rate can be estimated also from the retransmission rate.
ところで、上述したように、電力メータ21に付設される通信端末10は、計測データの送信が1時間のうち360秒に制限されている。つまり、単位期間における総送信時間に上限時間が制限されていることになる。このことから、他の通信端末10による着目するチャネルでの総送信時間が上限時間に近付くと、単位期間における残りの期間は当該チャネルが利用可能になる確率が高まることになる。
By the way, as mentioned above, as for the
そこで、干渉度算出部101は、着目するチャネルについて他の通信端末10の単位期間での総送信時間を計測し、この総送信時間が上限時間を含む規定の範囲内に達したときに、干渉度を引き下げるように利用率を規定値に設定してもよい。つまり、他の通信端末10の総送信時間が上限時間に近付くか上限時間に達すると、以後は、干渉度が低減されると予想されるから、当該チャネルを通信チャネルとして優先的に選択されるようにするのである。総送信時間と比較する範囲は、上限時間の前後に設定することにより、総送信時間が上限時間を超えるか上限時間に近付いたときに、干渉度を引き下げる処理が可能になる。
Therefore, the interference
また、干渉度算出部101は、着目するチャネルについて受信信号の信号対雑音比を干渉度に反映させてもよい。つまり、需要家1において使用するチャネルについて、受信信号の信号レベルと雑音レベルとを求め、信号対雑音比が規定された基準値以上であるときに、干渉度を引き下げるように受信信号強度を規定値に設定してもよい。信号対雑音比が良好である場合には、干渉度を引き下げることによって、当該チャネルを通信チャネルとして優先的に選択されるようにするのである。信号対雑音比に対して規定される基準値は、たとえば10dBなどと設定すればよい。また、受信の信号レベルと雑音レベルとは、他の通信端末10からの信号を受信した状態の信号レベルと無信号時の信号レベルとを計測することにより求められる。
Further, the interference
信号対雑音比を用いることによって、需要家1ごとの環境に応じたチャネルごとの雑音レベルが反映されるから、需要家1に適したチャネルを選択することが可能になる。とくに、需要家1における雑音レベルが比較的高く採用されにくいチャネルであっても、信号レベルが高く信号対雑音比が良好であれば、当該チャネルが通信チャネルとして選択される可能性が高くなる。すなわち、選択可能なチャネルのうちの特定のチャネルに利用が集中する可能性が低減され、通信システム全体として選択可能なチャネルの利用率を高めることになる。
By using the signal-to-noise ratio, the noise level for each channel corresponding to the environment for each
チャネル選択部102は、干渉度が小さいチャネルを優先的に選択するから、使用環境によっては、特定のチャネルに利用が集中することが考えられる。この場合、通信システム全体として選択可能なチャネルの利用率が低下することになる。通信システムで選択可能なチャネルの利用率を高めるには、干渉度が大きいチャネルであっても利用される機会を与えることが好ましい。干渉度が大きいチャネルにも選択機会を与えるために、ここでは、チャネル選択部102は、干渉度の小さいチャネルほど通信チャネルとして選択される確率が高くなるように、干渉度に応じた選択確率を設定した、選択確率テーブルを備えている。選択確率テーブルの例を図6に示す。
Since the
チャネル選択部102は、選択確率テーブルにおける選択確率を用いてチャネルを選択する。したがって、図6の例であれば、3番のチャネルが選択される確率がもっとも高くなるものの、干渉度が最大である2番のチャネルも選択される可能性がある。また、1番のチャネルや4番のチャネルは、選択される可能性が比較的高いから、干渉度が最小であるチャネルにのみ利用が集中することが防止される。
The
なお、選択確率に閾値を設定し、選択確率が閾値以下の場合には通信チャネルとして選択しないようにしてもよい。上述の例で閾値を5%に設定すると、2番のチャネルは選択されず、1番、3番、4番のチャネルから通信チャネルが選択される。あるいはまた、選択確率を設定するチャネルは、選択可能なチャネルについて干渉度に閾値を設定して選別したチャネルとし、干渉度で選別されたチャネルは、どのチャネルも選択確率に応じて通信チャネルとして選択される機会が与えられるようにしてもよい。 Note that a threshold value may be set for the selection probability, and when the selection probability is equal to or less than the threshold value, the communication channel may not be selected. When the threshold is set to 5% in the above example, the second channel is not selected, and the communication channel is selected from the first, third, and fourth channels. Alternatively, the channel for which selection probability is set is a channel that is selected by setting a threshold for the interference degree for selectable channels, and any channel that is selected by the interference degree is selected as a communication channel according to the selection probability. You may be given the opportunity to be.
ここで、選択確率の低いチャネルも確実に選択されるようにするために、チャネル選択部102は、通信チャネルを時間経過に伴って変更する機能を有し、チャネルごとの使用時間が選択確率テーブルの選択確率に比例して定められることが好ましい。通信チャネルの変更は、1回の通信時間よりも十分に長い時間であればよい。通信チャネルを変更する時間は、たとえば1日、1週間などを単位とする範囲で変更すればよい。通信チャネルを変更する頻度を多くする場合は、3時間、12時間などを単位とする範囲で変更することも可能である。
Here, in order to ensure that a channel with a low selection probability is also selected, the
いま、1日を単位として通信チャネルとして選択するチャネルを割り当てる場合を想定する。この場合、図6の選択確率テーブルを例にすると、図7のように時間帯ごとにチャネルを割り当てることができる。図7では、1時間単位でチャネルが切り替わるように、選択確率から求められる時間を四捨五入している。また、通信チャネルの使用頻度(つまり、通信により情報を授受する頻度)を考慮し、使用頻度が高い昼間に干渉度が最小になるチャネルを割り当てている。 Assume that a channel to be selected as a communication channel is assigned in units of one day. In this case, taking the selection probability table of FIG. 6 as an example, channels can be assigned for each time zone as shown in FIG. In FIG. 7, the time obtained from the selection probability is rounded off so that the channel is switched in units of one hour. Further, in consideration of the frequency of use of the communication channel (that is, the frequency at which information is exchanged by communication), a channel that minimizes the degree of interference in the daytime is assigned.
上述したように、当該チャネルを通信チャネルに用いる時間をチャネルの選択確率に応じて割り当てることによって、選択可能なチャネルが未使用になることがなく、すべてのチャネルに通信チャネルとして選択される機会が与えられることになる。 As described above, by allocating the time for using the channel as a communication channel according to the channel selection probability, the selectable channel is not unused, and there is an opportunity to be selected as a communication channel for all channels. Will be given.
本実施形態では、1件の需要家1において、電力メータ21と管理装置22とにそれぞれ通信端末10が付設される。すなわち、需要家1ごとに少なくとも2台の通信端末10が設けられ、これらの通信端末10は需要家1の範囲内で互いに関連付けられていなければならない。また、2台の通信端末10は、同じチャネルを通信チャネルとして選択することが要求される。さらに、電気機器23についても管理装置22に付設した通信端末10と同じチャネルを選択することが必要である。
In the present embodiment, the
通信端末10は、干渉度算出部101が算出した干渉度に基づいてチャネル選択部102でチャネルを選択するから、同じチャネルが選択されるためには、干渉度を算出するための情報(受信信号強度、周波数差、利用率)が共有されることが好ましい。すなわち、干渉度を算出するための情報が共用されていれば、通信端末10ごとに干渉度を算出するための情報を取得する処理が省略され、干渉度の算出を行うだけでチャネルの決定が可能になる。
Since the
このことから、少なくとも電力メータ21および管理装置22に付設された通信端末10は、選択可能なチャネル、チャネルごとの雑音レベル、チャネルごとの送信周期、チャネルごとの利用率、チャネルごとの通信の時間帯などの情報を共有する。複数台の通信端末10が情報を共有するには、通信端末10の間で情報の取得要求と応答とによって情報を通知するか、通信端末10から生存確認用のパケットを定期的に送出する際に情報を含めて通知する。
Therefore, at least the
上述のように、共通の通信チャネルを選択する通信端末10においてチャネルを選択するための指標となる情報を共有することにより、個々の通信端末10が情報を収集してからチャネルを選択する場合に比べて、通信チャネルに用いるチャネルを確実かつ短時間で選択することが可能になる。
As described above, when
10 通信端末
20 上位装置
21 電力メータ(計測装置)
22 管理装置
23 電気機器
100 制御部
101 干渉度算出部
102 チャネル選択部
103 無線通信インターフェイス部
10
DESCRIPTION OF
Claims (13)
通信のためのチャネルを選択するに際して、選択可能なチャネルごとに干渉が生じる程度を数値化された干渉度として求める干渉度算出部と、
前記干渉度算出部が求めた前記干渉度を用いることにより干渉が生じにくいチャネルを通信用のチャネルとして優先的に選択するチャネル選択部とを備え、
前記干渉度算出部は、
着目するチャネルで通信していない場合の受信信号強度と、他の通信端末が使用しているチャネルと着目するチャネルとの周波数差と、着目するチャネルが他の通信端末に利用されている確率である利用率とに、重み係数を乗じて加算した値を前記干渉度として算出する
ことを特徴とする通信端末。 A communication terminal that performs wireless communication using a channel selected from a plurality of channels,
When selecting a channel for communication, an interference degree calculation unit that obtains a degree of interference as a digitized degree of interference for each selectable channel;
A channel selection unit that preferentially selects a channel that is less likely to cause interference by using the interference level obtained by the interference level calculation unit as a communication channel ;
The interference calculation unit
The received signal strength when not communicating on the channel of interest, the frequency difference between the channel used by another communication terminal and the channel of interest, and the probability that the channel of interest is being used by another communication terminal. A communication terminal characterized in that a value obtained by multiplying a certain utilization factor by a weighting factor is added as the degree of interference .
着目するチャネルについて利用率が変化する周期を一定時間ずつに区切ったタイムスロットごとに干渉度を算出し、
前記チャネル選択部は、前記タイムスロットごとに当該チャネルを通信用に用いるか否かを選択する
ことを特徴とする請求項1記載の通信端末。 The interference calculation unit
Calculate the degree of interference for each time slot that divides the period in which the utilization rate changes for the channel of interest into fixed time intervals,
The communication terminal according to claim 1 , wherein the channel selection unit selects whether to use the channel for communication for each time slot .
前記周期として、着目するチャネルを他の通信端末が使用する既知の周期を用いる
ことを特徴とする請求項2記載の通信端末。 The interference calculation unit
The communication terminal according to claim 2 , wherein a known period in which another communication terminal uses the channel of interest is used as the period .
前記周期として、前記チャネル選択部が着目するチャネルを使用する周期を用い、この周期を利用率の自己相関係数の変化から求める
ことを特徴とする請求項2記載の通信端末。 The interference calculation unit
The communication terminal according to claim 2 , wherein a period in which the channel selected by the channel selection unit is used is used as the period, and the period is obtained from a change in an autocorrelation coefficient of the utilization rate .
前記周期として、前記チャネル選択部が着目するチャネルを使用する周期を用い、この周期を当該チャネルを使用して通信を行った時刻の履歴から求める
ことを特徴とする請求項2記載の通信端末。 The interference calculation unit
The communication terminal according to claim 2 , wherein a period in which the channel selected by the channel selection unit is used is used as the period, and the period is obtained from a history of times when communication is performed using the channel .
着目するチャネルを用いて通信を行ったときの通信失敗率を用いて前記利用率を求める
ことを特徴とする請求項1記載の通信端末。 The interference calculation unit
Communication terminal according to claim 1, wherein the determining the utilization factor, using communication failure rate when performing communication using the focused channel.
着目するチャネルを用いて通信を行ったときの再送率を用いて前記利用率を求める
ことを特徴とする請求項1記載の通信端末。 The interference calculation unit
Communication terminal according to claim 1, wherein the determining the utilization factor, using retransmission ratio when performing communication using the focused channel.
前記干渉度算出部は、
着目するチャネルについて他の通信端末の前記単位期間における総送信時間を計測し、当該総送信時間が前記上限時間を含む規定の範囲内に達したときに、当該チャネルが通信用のチャネルとして優先的に選択されるように前記利用率を規定値に設定する
ことを特徴とする請求項1記載の通信端末。 In the communication terminal, an upper limit time is prescribed for the total transmission time in a prescribed unit period,
The interference calculation unit
The total transmission time in the unit period of the other communication terminal is measured for the channel of interest, and when the total transmission time reaches a specified range including the upper limit time, the channel is preferentially used as a communication channel. communication terminal according to claim 1, wherein the setting the specified value the utilization ratio to be selected.
前記干渉度算出部は、
着目するチャネルについて受信信号の信号対雑音比を計測し、当該信号対雑音比が前記基準値以上であるときに、当該チャネルが通信用のチャネルとして優先的に選択されるように前記受信信号強度を規定値に設定する
ことを特徴とする請求項1記載の通信端末。 The communication terminal has a reference value defined for the signal-to-noise ratio of the received signal ,
The interference calculation unit
The signal-to-noise ratio of the received signal is measured for the channel of interest, and when the signal-to-noise ratio is equal to or higher than the reference value, the received signal strength is selected so that the channel is preferentially selected as a communication channel. communication terminal according to claim 1, wherein the setting the specified value.
前記干渉度算出部が算出したチャネルごとの干渉度を用い、干渉が生じにくいチャネルほど選択される確率が高くなるように干渉度に応じた選択確率を設定する
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の通信端末。 The channel selector
The interference probability for each channel calculated by the interference degree calculation unit is used, and a selection probability corresponding to the interference degree is set so that a channel that is less likely to cause interference has a higher probability of being selected . The communication terminal according to any one of 9 .
通信用のチャネルを時間経過に伴って変更する機能を有し、チャネルごとの使用時間が前記選択確率に比例して定められる
ことを特徴とする請求項10記載の通信端末。 The channel selector
The communication terminal according to claim 10 , wherein the communication terminal has a function of changing a communication channel over time, and a usage time for each channel is determined in proportion to the selection probability .
前記第1の端末と前記第2の端末とが、前記干渉度を求める情報を共有する
ことを特徴とする請求項12記載の通信システム。 As the communication terminal, including a first communication terminal that acquires measurement data from a measuring device that measures power used by a consumer, and a second communication terminal that manages electrical equipment used by the consumer,
The communication system according to claim 12, wherein the first terminal and the second terminal share information for obtaining the degree of interference .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012053531A JP5895194B2 (en) | 2012-03-09 | 2012-03-09 | Communication terminal, communication system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012053531A JP5895194B2 (en) | 2012-03-09 | 2012-03-09 | Communication terminal, communication system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013187847A JP2013187847A (en) | 2013-09-19 |
JP5895194B2 true JP5895194B2 (en) | 2016-03-30 |
Family
ID=49388896
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012053531A Expired - Fee Related JP5895194B2 (en) | 2012-03-09 | 2012-03-09 | Communication terminal, communication system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5895194B2 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6315310B2 (en) * | 2014-02-10 | 2018-04-25 | 日本電気通信システム株式会社 | Node, wireless sensor network system, wireless communication method |
JP6147203B2 (en) * | 2014-02-10 | 2017-06-14 | Kddi株式会社 | Channel selection apparatus, channel selection system, and channel selection method |
JP6063409B2 (en) * | 2014-03-18 | 2017-01-18 | Kddi株式会社 | Channel selection apparatus, channel selection system, and channel selection method |
JP6729386B2 (en) * | 2014-11-17 | 2020-07-22 | 日本電気株式会社 | Communication terminal and channel selection method for communication terminal |
JP6513613B2 (en) * | 2016-09-01 | 2019-05-15 | 日本電信電話株式会社 | Radio channel selection method and radio base station apparatus |
JP6702133B2 (en) * | 2016-10-24 | 2020-05-27 | 富士通株式会社 | Wireless communication system, base station device, wireless communication control device, and wireless communication control method |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5063517B2 (en) * | 2008-07-31 | 2012-10-31 | 株式会社日立製作所 | Wireless network system and frequency selection method for wireless network system |
WO2012028919A1 (en) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | パナソニック株式会社 | Multi-hop communication system |
-
2012
- 2012-03-09 JP JP2012053531A patent/JP5895194B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013187847A (en) | 2013-09-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5895194B2 (en) | Communication terminal, communication system | |
US10962578B2 (en) | Distributed smart grid processing | |
US8831625B2 (en) | Systems and methods for processing spectrum coexistence information to optimize spectrum allocation | |
Patro et al. | Observing home wireless experience through wifi aps | |
US9820288B2 (en) | Method and system for utilizing spectrum data in a cognitive wireless access system | |
EP3206350B1 (en) | Communication aggregation system, control device, processing load control method, and non-transitory computer readable medium storing program | |
EP3157284B1 (en) | Wi-fi radio health score | |
Al-Anbagi et al. | Delay critical smart grid applications and adaptive QoS provisioning | |
CN109391950B (en) | Method, device, equipment and medium for predicting terminal distribution | |
CN102857306B (en) | The detection method of a kind of channel availability, spectrum management method and system | |
Althunibat et al. | Flexible channel selection mechanism for cognitive radio based last mile smart grid communications | |
CN106550467B (en) | Resource scheduling method and base station | |
US8848521B1 (en) | Channel allocation and device configuration | |
JP6052717B2 (en) | Data collection / transmission node, data collection / transmission system, and data collection / transmission method | |
JP5967521B2 (en) | Communication network system, terminal device | |
EP3062231A1 (en) | Communication system, shared service control unit, data transmission method, and non-transitory computer-readable medium | |
US11122446B2 (en) | Method and system for managing a plurality of Wi-Fi access points considering backhauls and energy consumption using a cloud based adaptive software defined network | |
JP5923711B2 (en) | Communication device used in wireless network | |
WO2012079633A1 (en) | Key performance indicator for operator performance evaluation in communication network resource sharing | |
JPWO2020188937A1 (en) | Information processing equipment, data collection system, communication setting method, and program | |
CN103634818A (en) | Measuring method and device of multi-user equipment as well as method and device for source allocating | |
KR101981520B1 (en) | Adopting Method of Communication Policy for Smart Grid and Server using the same | |
Zhou et al. | A cognitive spectrum allocation scheme for data transmission in smart distribution grids | |
JP6102037B2 (en) | Communication device used in wireless network | |
Wang et al. | Spectrum allocation based on the time-varying characteristic of the spectrum holes in cognitive radio |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141105 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20141222 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150728 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150729 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150928 |
|
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: 20151104 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151127 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5895194 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |