JPH11355300A - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝搬条件のよくない区間が発生したとして
も、無線子局のセッティングが楽で、気象条件や環境の
変化にかかわらず常に確実かつ効率のよいデータ通信を
行なえるようにする。 【解決手段】 無線子局１Ａ〜１Ｊに、送信モード時は
作成されたデータ信号を各別に送信可能で、かつ、受信
モード時は各別に送信されてくるデータ信号をそれぞれ
受信可能な２つのデータ通信コントローラ５Ａ，５Ｂお
よび無線部６Ａ，６Ｂと、送信モード時は送信すべきデ
ータ信号を作成可能な通信データ信号生成部４ａを動作
させ、かつ、受信モード時は受信した２つのデータ信号
のうちエラーのないデータ信号を選択可能なデータ信号
選択部４ｃを動作させるコントローラ４とが具備されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば管路に設置
したポンプやオートメーション工場に設置した設備機器
の状況を中央管理所に通報するような場合等に適用され
る無線通信システムに関し、詳しくは、少なくとも一つ
の無線子局と一つの親局との間に亘って空間を伝送媒体
とする電波によって各種のデータ信号を伝送するように
なした無線通信システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の無線通信システムは自由空間を
伝送路とするものであって、伝送局相互間には連続的な
有線設備を必要としないことから、山岳地帯のような地
域はもちろん、地下設備の増加及び交通事情などにより
有線設備の布設が困難な状況にある大都市であっても回
線を容易に作成することが可能であるとともに、非常災
害時にも障害区間を簡易な設備で速やかに復旧すること
が可能であり、有線方式に比べて回線全体の低廉化を図
ることができるという特長を有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自由空間を
伝送媒体とする無線通信においては、大地の反射波やラ
ジオダクトの影響による電界変動、つまりフェージング
のために回線雑音が増加したり、瞬断が発生したりしや
すい。そこで、回線ルートや無線子局のセッティング位
置の決定に際しては、そのような伝搬条件の悪い区間を
なるべく通らないようにするが、中継式無線通信システ
ムにみられるような中継局の創設や巡回保守の難易性、
経済性などの多くの要素を考えると、伝搬条件のよくな
い区間が発生することは避けられない。

【０００４】このような伝搬条件のよくない区間では、
無線子局の半波長分に対応する程度の僅かな位置移動に
よっても受信電界強度（受信エネルギー）が大きく変化
し、データ信号の受信効率および品質が低下する。その
ため、無線子局のセッティングに際して、受信電界強度
が大きい最適位置を探す必要があって、セッティングに
大変な苦心を要する。また、受信電界強度を左右する要
素の一つである大気の屈折率なども気象条件によって変
化し経時的に不安定であり、さらに、回線ルート周辺の
環境変化によっても受信電界強度が変動するため、無線
子局を常に最適な受信電界位置に保つことは非常に困難
で、通信の信頼性に欠けるという問題があった。

【０００５】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、伝搬条件のよくない区間が発生したとしても、無線
子局のセッティングが楽で、気象条件や環境の変化にか
かわらず常に確実かつ効率のよいデータ通信を行なうこ
とができる無線通信システムを提供することを目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る無線通信システムは、少なくとも一つ
の無線子局と親局との間に亘って、空間を伝送媒体とす
る電波によってデータ信号を伝送する無線通信システム
であって、無線子局は、送信状態にあるとき、作成され
たデータ信号を同時または所定の時間差をおいて送信可
能で、かつ、受信状態にあるとき、同時または所定の時
間差をおいて送信されてくるデータ信号を受信可能な２
つの送・受信手段と、送信状態にあるとき、送信すべき
データ信号を作成可能で、かつ、受信状態にあるとき、
受信した２つのデータ信号のうちエラーのないデータ信
号を選択可能な手段とを備えていることを特徴とするも
のである。

【０００７】上記構成の本発明によれば、無線子局の送
・受信手段が、２つのデータ信号を同時または所定の時
間差をおいて送信可能であるとともに、２つのデータ信
号を受信しそれら２つのデータ信号のうちエラーのない
データ信号を選択可能であるように２重化されているか
ら、機械的な信頼性の向上が図れるだけでなく、無線子
局の設置位置に自由性を持たせながらもダイバーシチ効
果によりエラーのないデータ信号を効率よく受信するこ
とが可能となる。そのため、無線子局のセッティングに
際して、受信電界強度が大きい最適位置を探す必要がな
くなり、伝搬条件のよくない区間であってもセッティン
グが楽になるとともに、気象条件や環境の変化にも対応
可能で、所定のデータ通信の信頼性を向上することがで
きる。

【０００８】特に、上記構成の無線通信システムにおい
て、無線子局に、請求項２に記載したように、２つの送
・受信手段のうちの一方を送信状態に、他方を受信状態
にして送信及び受信を並行動作可能とする手段を備えた
構成とすることによって、異なる回線に対する送信と受
信を同時並行させてデータ通信の高速化を図ることがで
きる。

【０００９】また、上記構成の無線通信システムにおい
て、請求項３に記載のように、上記無線子局を一定エリ
ア内に複数点在させ、それら複数の無線子局それぞれ
に、送信電波の届く範囲内にある他の複数の無線子局間
に亘ってデータ信号を送受信可能とする手段を備えた構
成を採用することによって、一定エリア内に点在する複
数の無線子局が中継局の役割を果たし、比較的広くて長
い範囲に亘ってネットワークされた伝送回線を構築する
ことが可能となり、送信出力の関係から点在子局のうち
複数の子局が親局に対してダイレクト通信できない位置
に存在する場合であっても、中継用送受信装置（中継
機）などを備えた特別な中継局の設置を要することな
く、一定エリア内のあらゆる子局から親局への無線通信
を可能として、送信出力のいかんにかかわらず無線通信
のネットワーク化を経済的に構築することが可能であ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
もとづいて説明する。図１は本発明に係る無線通信シス
テムの概念図であり、同図において、１Ａ，１Ｂ，１
Ｃ，…，１Ｊはそれぞれ一定エリア内に点在された複数
の無線子局、２は一つの親局であって、上記各無線子局
１Ａ〜１Ｊから親局２に自由空間を伝送媒体とする電波
によってデータ信号が伝送されるように構成されてい
る。

【００１１】上記各無線子局１Ａ〜１Ｊは、図２に示す
ように、接点データやアナログデータなどを計測する計
測部３と、コントローラ４と、２つのデータ通信コント
ローラ５Ａ，５Ｂと、データ信号をアンテナ７Ａ，７Ｂ
を介して送受信する２つの無線部６Ａ，６Ｂと、上記コ
ントローラ４、２つのデータ通信コントローラ５Ａ，５
Ｂ及び２つの無線部６Ａ，６Ｂの動作モードを送信モー
ドと受信モードに切替え可能なモード選択部８とを備え
ている。

【００１２】上記構成の無線子局１Ａ〜１Ｊにおけるコ
ントローラ４は、送信モードにあるとき、上記計測部３
による計測データを通信手順にのっとったフォーマット
で通信用データ信号を作成可能な通信データ生成部４ａ
及びその通信用データ信号を電波によって伝送するとき
に適した信号に変換可能な信号変換部４ｂと、受信モー
ドにあるとき、上記２つの無線部６Ａ，６Ｂで受信され
データ通信コントローラ５Ａ，５Ｂを経て入力される２
つのデータ信号のうちエラーのない、すなわち正しく受
信したデータ信号を選択してＣＲＴやプリンターなどの
データ出力部９に出力するデータ信号選択部４ｃとを備
えている。また、上記２つの無線部６Ａ，６Ｂは、送信
モードにあるとき、上記コントローラ４から出力される
同一の通信用データ信号を２つのデータ通信コントロー
ラ５Ａ，５Ｂを経由して受取って、一方の無線部６Ａか
らの送信が終了した後に他方の無線部６Ｂから送信し、
かつ、受信モードにあるとき、送信されてくる２つの通
信用データ信号を受信するとともに、その受信した２つ
の通信用データ信号を２つのデータ通信コントローラ５
Ａ，５Ｂを経由してコントローラ４のデータ信号選択部
４ｃに入力させる。

【００１３】なお、上記コントローラ４の通信データ生
成部４ａは、通信用データ信号を作成するとき、送信電
波を受信可能な範囲にある２つの他の子局への送信先が
予め優先順位を付けて設定入力されるとともに、それら
２つの送信先子局のアドレスが記入される。例えば子局
１Ｉを送信元とする場合は、子局１Ａと１Ｃが送信先に
設定され、かつ、送信元子局１Ｉから送信先子局１Ａへ
の送信が優先するように設定されるとともに、それら子
局１Ａ，１Ｃのアドレスを含めたデータ信号が作成され
る。また、子局１Ａを送信元とする場合の送信先子局は
１Ｂと１Ｅであり、子局１Ｂが優先するように設定され
ている。なお、各子局１Ａ〜１Ｊをそれぞれ送信元とし
た場合の２つの送信先の優先順位は図１中のが上位、
が下位である。

【００１４】さらに、上記２つの送信先子局、例えば１
Ａと１Ｃの優先順位は、空間距離の小さい１Ａほど優先
順位が上位であるように設定するのが一般的であるが、
例えば伝送回線の途中に空間伝搬損失の大きい遮蔽物な
どが存在するような場合は、受信感度を考慮して空間距
離が長くても空間伝搬損失の小さい１Ｃ側ほど優先順位
が上位であるように設定してもよい。

【００１５】つぎに、上記構成の無線通信システムによ
るデータ信号の通信動作について図３及び図４のフロー
チャートを参照して説明する。図３は無線子局１Ａ〜１
Ｊの一つが送信モードにあり、そこからの送信電波を受
信可能な範囲にある他の無線子局が受信モードにあると
きの受信モード側（送信先）の無線子局の動作フローで
あって、送信モード側（送信元）子局からデータ信号が
送信されると、送信先子局おける２つの無線部６Ａ，６
Ｂが同一のデータ信号を受信した後、それら受信したデ
ータ信号をコントローラ４のデータ信号選択部４ｃに入
力する。このデータ信号選択部４ｃは２つの受信データ
信号のうちエラーのない方のデータ信号を選択してＣＲ
Ｔやプリンターなどのデータ出力部９に出力する（ステ
ップＳ１１〜Ｓ１４）。

【００１６】図４は送信モード側の無線子局の動作フロ
ーであって、例えば無線子局１Ｉにおける計測部３での
計測データに異常が生じて、接点や被計測機器に故障が
発生した場合あるいは親局２から子局１Ｉにデータ送信
の要求があった場合、その無線子局１Ｉにおけるコント
ローラ４の通信データ生成部４ａは計測部３による計測
データを通信手順にのっとったフォーマットで通信用デ
ータ信号を作成する。このとき、送信電波を受信可能な
範囲にある２つの送信先子局（送信モード側の子局）、
例えば１Ａ，１Ｃの優先順位をチェックするとととも
に、その優先順位が上位の送信先子局１Ａのアドレスを
含めた通信用データ信号を作成し、かつ、信号変換部４
ｂで信号変換された後、まず、データ通信コントローラ
５Ａを経由して一つの無線部６Ａから電波が送信され、
その電波の届く範囲にある２つの送信先子局１Ａ，１Ｃ
が呼び出される（ステップＳ２１〜Ｓ２４）。

【００１７】その２つの送信先子局１Ａ，１Ｃはそれぞ
れ通信用データ信号中のアドレスをチェックし、そのア
ドレスが自己子局のアドレスと一致している優先順位上
位の子局１Ａが送信元子局１Ｉに対して応答信号を返信
して両局１Ｉ，１Ａ間の通信リンク処理によって両局間
に亘る通信リンクが確立し、送信元子局１Ｉの無線部６
Ａから送信先子局１Ａへ通信用データ信号が送信される
（ステップＳ２５〜Ｓ２７）。

【００１８】もしこのとき、優先順位が上位の送信先子
局１Ａから送信元子局１Ｉに応答信号が所定時間内に戻
ってこなかった場合には、送信元子局１Ｉでは通信用デ
ータ信号中のアドレスを優先順位が下位の送信先子局１
Ｃのアドレスに変更した通信用データ信号を作成し、か
つ、信号変換した後、上記と同様に無線部６Ａから電波
を再送信し、この再送信された電波を受信する２つの送
信先子局１Ａ，１Ｃのうち、変更後のアドレスと自己ア
ドレスが一致する優先順位下位の送信先子局１Ｃから返
信される応答信号を受けて両局間に亘る通信リンクが確
立し、送信元子局１Ｉの無線部６Ａから送信先子局１Ａ
へ通信用データ信号が送信される（ステップＳ２８、Ｓ
２９、Ｓ２３、Ｓ２７）。

【００１９】以上のようにして、上記送信元子局１Ｉの
無線部６Ａから送信先子局１Ａまたは１Ｃへのデータ信
号の送信が完了したならば、送信元子局１Ｉのデータ通
信コントローラ５Ａから送信終了信号の通報を受けたコ
ントローラ４は他のデータ通信コントローラ５Ｂを経由
してもう一つの無線部６Ｂから上記と同じ通信用データ
信号を送信先子局１Ａまたは１Ｃに送信する（ステップ
Ｓ３０〜Ｓ３２）。このとき、受信側となる送信先子局
１Ａまたは１Ｃは図３のフローで示した通りに動作して
エラーのないデータ信号を選択しＣＲＴやプリンターな
どのデータ出力部９に出力する。

【００２０】なお、ある無線子局が図３に示すような受
信モードにあり、２つの無線部６Ａ，６Ｂが共にデータ
信号を受信している途中で、自局の接点や被計測機器に
故障が発生したり、あるいは、親局２からデータ送信の
要求があったりした場合、コントローラ４の通信データ
生成部４ａは計測部３による計測データを通信手順にの
っとったフォーマットで通信用データ信号を作成し、一
方の無線部６Ａは受信モードに維持したまま、他方の無
線部６Ｂ及びデータ通信用コントローラ５Ｂのみを送信
モードに切り替えて作成された通信用データ信号の送信
を開始するといったように、送信及び受信を同時並行さ
せることが可能で、データ通信の高速化を図ることも可
能である。

【００２１】また、上記の実施形態のように、複数の無
線子局１Ａ〜１Ｊを一定エリア内に点在させて、それら
複数の無線子局１Ａ〜１Ｊそれぞれに、送信電波の届く
範囲内にある他の複数の無線子局間に亘ってデータ信号
を送受信可能とする構成を採用することによって、一定
エリア内に点在する複数の無線子局が中継局の役割を果
たし、比較的広くて長い範囲に亘ってネットワークされ
た伝送回線を構築することが可能となり、送信出力の関
係から点在子局のうち複数の子局が親局に対してダイレ
クト通信できない位置に存在する場合であっても、中継
局の設置などを要することなく、一定エリア内のあらゆ
る子局から親局への無線通信を可能として、送信出力の
いかんにかかわらず無線通信のネットワーク化を経済的
に構築することができる。ただし、本発明はそのような
無線通信のネットワーク化に限らず、一つの無線子局と
一つの親局とからなる無線通信システムに適用しても、
同様の効果を奏することが可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、無線子
局の送・受信手段を２重化することによって機械的な信
頼性の向上が図れるだけでなく、ダイバーシチ効果によ
りエラーのないデータ信号を確実に、かつ、効率よく受
信することが可能となる。したがって、無線子局のセッ
ティングに際して、受信電界強度が大きい最適位置を探
す必要がなくなり、伝搬条件のよくない区間であって
も、無線子局のセッティングが楽になるとともに、気象
条件や環境の変化にも対応可能で、所定のデータ通信の
信頼性を向上することができるという効果を奏する。

【００２３】特に、請求項２に記載の発明によれば、上
記効果に加えて、異なる回線に対する送信と受信を同時
並行させてデータ通信の高速化を図ることができる。ま
た、請求項３に記載の発明によれば、創設費の高騰や巡
回保守の難易性など多くの問題が提起される中継局を設
置しなくても、一定エリア内のあらゆる子局から親局へ
の無線通信を可能として、送信出力のいかんにかかわら
ず無線通信のネットワーク化を経済的に構築することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る無線通信システムの概念図であ
る。

【図２】同上システムにおける無線子局の概略構成図で
ある。

【図３】同上システムによるデータ信号の無線通信動作
のうち受信モード時の通信動作を説明するフローチャー
トである。

【図４】同上システムによるデータ信号の無線通信動作
のうち送信モード時の通信動作を説明するフローチャー
トである。

【符号の説明】

１Ａ〜１Ｊ 無線子局 ２ 親局 ４ コントローラ ４ａ 通信データ生成部 ４ｃ データ信号選択部 ５Ａ，５Ｂ データ通信コントローラ ６Ａ，６Ｂ 無線部 ８ モード選択部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川勝 啓行 大阪府枚方市中宮大池１丁目１番１号 株 式会社クボタ枚方製造所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一つの無線子局と親局との間
   に亘って、空間を伝送媒体とする電波によってデータ信
   号を伝送する無線通信システムであって、 無線子局は、送信状態にあるとき、作成されたデータ信
   号を同時または所定の時間差をおいて送信可能で、か
   つ、受信状態にあるとき、同時または所定の時間差をお
   いて送信されてくるデータ信号を受信可能な２つの送・
   受信手段と、 送信状態にあるとき、送信すべきデータ信号を作成可能
   で、かつ、受信状態にあるとき、受信した２つのデータ
   信号のうちエラーのないデータ信号を選択可能な手段と
   を備えていることを特徴とする無線通信システム。
2. 【請求項２】 上記無線子局は、２つの送・受信手段の
   うちの一方を送信状態に、他方を受信状態にして送信及
   び受信を並行動作可能とする手段も備えている請求項１
   に記載の無線通信システム。
3. 【請求項３】 上記無線子局は一定エリア内に複数点在
   され、それら複数の無線子局それぞれは、送信電波の届
   く範囲内にある他の複数の無線子局間に亘ってデータ信
   号を送受信可能とする手段を備えている請求項１または
   ２に記載の無線通信システム。