JP7659446B2

JP7659446B2 - 無線システム及び無線機

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Publication number: JP7659446B2
Application number: JP2021096901A
Authority: JP
Inventors: 英城大江; 滋男小畑; 智雄藤田
Original assignee: Yazaki Energy System Corp
Current assignee: Yazaki Energy System Corp
Priority date: 2021-06-09
Filing date: 2021-06-09
Publication date: 2025-04-09
Anticipated expiration: 2041-06-09
Also published as: JP2022188676A

Description

本発明は、無線システム及び無線機に関する。

従来、住宅設備機器に設けられた無線機子機と、住宅設備機器の各種データを収集するセンタ側装置と、住宅設備機器の各種データを収集するために無線回線を介して無線機子機と通信すると共にセンタ側装置と回線を通じて通信する無線機親機とを備えた無線システムが提案されている（例えば特許文献１参照）。この無線システムは、定期的に電波状況を確認するキャリアビジーカウント部を無線機親機が有している。このため、通信に用いる周波数においてビジー状態が検出されると、無線機親機はその旨の情報をセンタ側装置に通報する。

特開２００４－１８０１０５号公報

ここで、本件発明者らは、特許文献１に記載の無線システムのようにビジー状態（電波干渉状態）を検出した場合に、無線通信に用いる周波数を変更（通信チャネルを変更）することを検討している。

しかし、通信チャネルを変更する場合には、ネットワーク内の複数の無線機の全てについて素早く変更する必要がある。すなわち、通信チャネルの変更に多くの時間が掛かってしまうと、変更が完了するまでの間においては、通信チャネルを変更した無線機と変更していない無線機とが混在してしまい、ネットワーク内の通信に支障を来たすおそれがある。

そこで、通信チャネルを変更するために、通信可能な別機器を搭載することが考えられる。例えば、通常時における無線機間の通信については特定周波数帯で行い、これとは別に特定周波数帯と離れた周波数帯で通信を行う別機器を複数の無線機全てに搭載しておけば、電波干渉状態であるときに別機器を用いて通信チャネルの変更情報をネットワーク全域に行き渡らせることで、ネットワーク全体で通信チャネルを変更することができる。

しかし、この場合には、別機器を搭載する必要があり、構成の複雑化を招くこととなってしまう。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、構成の複雑化を抑え、より素早くネットワーク全体の通信チャネルを変更することができる無線システム及び無線機を提供することにある。

本発明に係る無線システムは、複数の無線機を有して構成されるネットワーク内において情報の送受信が可能とされると共に前記複数の無線機のうち特定の無線機がセンタ側と情報の送受信が可能とされ、前記複数の無線機のうち前記特定の無線機を除く非特定無線機については他の非特定無線機を経由して又は経由することなく前記特定の無線機との情報の送受信を行い、前記特定の無線機を通じてセンタ側と情報の送受信を行う無線システムであって、前記無線機は、周囲に第１情報を送信する第１通信部と、他の無線機から前記第１情報を受信した場合に前記第１情報の送信元に送信すべき要送信情報が存在するときに前記第１情報の送信元を指定して第２情報を送信し、以後、前記第１情報の送信元と情報の送受信を行う第２通信部と、現在使用中のチャネルの電波強度に基づき、自己が電波干渉状態であるかを判断する干渉判断部と、前記干渉判断部により自己が電波干渉状態であると判断した場合に、他の無線機から前記第１情報を受信したときに、前記第１情報の送信元のみの指定状態でなく周囲に向けて、前記第２情報にチャネル切替情報を追加して、又は前記第２情報に代えてチャネル切替情報を送信する第３通信部第３通信部と、前記第３通信部によってチャネル切替情報を送信した後に自己のチャネルを切り替えるチャネル切替部と、を備える。

本発明に係る無線機は、周囲に第１情報を送信する第１通信部と、他の無線機から前記第１情報を受信した場合に前記第１情報の送信元に送信すべき要送信情報が存在するときに前記第１情報の送信元を指定して第２情報を送信し、以後、前記第１情報の送信元と情報の送受信を行う第２通信部と、現在使用中のチャネルの電波強度に基づき、自己が電波干渉状態であるかを判断する干渉判断部と、前記干渉判断部により自己が電波干渉状態であると判断した場合に、他の無線機から前記第１情報を受信したときに、前記第１情報の送信元のみの指定状態でなく周囲に向けて、前記第２情報にチャネル切替情報を追加して、又は前記第２情報に代えてチャネル切替情報を送信する第３通信部と、前記第３通信部によってチャネル切替情報を送信した後に自己のチャネルを切り替えるチャネル切替部と、を備える。

本発明によれば、第１情報と第２情報との送受信を通じて要送信情報の送受信を行い、電波干渉状態であると判断した場合には、他の無線機から第１情報を受信したときに、第２情報に追加して又は代えてチャネル切替情報を送信するため、通常の情報の送受信時と同様にしてチャネル切替情報を送信することとなり、別機器を備える場合等のような構成の複雑化を抑えることができる。

また、第１情報と第２情報との送受信を行う場合、通常時は第１情報の送信元を指定して第２情報を送信するが、電波干渉状態であるときには第１情報の送信元を指定することなく第２情報に加えて又は代えてチャネル切替情報を送信する。このため、第１情報の送信元の無線機に限らず、周囲に存在する他の無線機についてもチャネル切替情報が受信されることとなる。このため、周囲の無線機のチャネル切替を一括して行うことができ、より素早くネットワーク全体の通信チャネルを変更することができる。

従って、構成の複雑化を抑え、より素早くネットワーク全体の通信チャネルを変更することができる無線システム及び無線機を提供することができる。

本発明の実施形態に係る無線システムを示す構成図である。図１に示した複数の無線機それぞれの構成を示す機能ブロック図である。第１通信部による情報の送受の様子を示す概念図である。第１通信部及び第２通信部による情報の送受の様子を示す概念図である。電波干渉状態における情報の送受の様子を示す概念図である。電波干渉状態である無線機からチャネル切替情報を受信した無線機による情報の送受の様子を示す概念図である。第２判断部により電波干渉状態を判断する際の情報の送受の様子を示す概念図である。第２実施形態に係る無線システムを構成する無線機によるチャネル切替の様子を示す概念図である。

以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾点が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。

図１は、本発明の実施形態に係る無線システムを示す構成図である。図１に示すように、本実施形態に係る無線システム１は、複数の接続機器Ｍと、複数の無線機ＷＤと、センタ側装置ＣＡとを備えて構成されている。

複数の接続機器Ｍは、ガスメータやガス警報器等であって、例えば有線によって各無線機ＷＤに接続されている。これらの接続機器Ｍは、複数の無線機ＷＤを通じて情報がセンタ側装置ＣＡに送信されたり、複数の無線機ＷＤを通じてセンタ側装置ＣＡからの情報を受信したりする。接続機器Ｍからセンタ側装置ＣＡに送信される情報は、例えばガスメータの検針情報や故障情報、及びガス警報器の警報情報や故障情報等が該当する。センタ側装置ＣＡからの受信情報は、例えばガスメータの遮断弁を開閉する情報やガス警報器から出力する音声情報等が該当する。

複数の無線機ＷＤは、複数の無線機ＷＤを有して構成されるネットワーク内において、他の無線機ＷＤと無線による情報の送受信が可能とされたものである。複数の無線機ＷＤは、特定の無線機ＷＤ１を有している。特定の無線機ＷＤ１は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）等の通信規格に従い回線を通じてセンタ側装置ＣＡと情報の送受信が可能とされている。

また、複数の無線機ＷＤのうち、特定の無線機ＷＤ１を除く非特定無線機ＷＤ２については、特定の無線機ＷＤ１を介してセンタ側装置ＣＡと情報の送受信が可能とされている。より詳細に説明すると、例えば第１無線機ＷＤ２１については、他の非特定無線機ＷＤ２を有することなく特定の無線機ＷＤ１のみを通じてセンタ側装置ＣＡと情報の送受信を行う。また、第２無線機ＷＤ２２については、第１無線機ＷＤ２１を経由して特定の無線機ＷＤ１と情報の送受信を行い、特定の無線機ＷＤ１を通じてセンタ側装置ＣＡと情報の送受信を行う。さらに、第３無線機ＷＤ２３については、第１無線機ＷＤ２１及び第２無線機ＷＤ２２を経由して特定の無線機ＷＤ１と情報の送受信を行い、特定の無線機ＷＤ１を通じてセンタ側装置ＣＡと情報の送受信を行う。

図２は、図１に示した複数の無線機ＷＤそれぞれの構成を示す機能ブロック図である。図２に示すように、各無線機ＷＤは、入力部１０と、出力部２０と、通信部３０と、第１判断部（干渉判断部）４０と、第２判断部（第２干渉判断部）５０と、チャネル切替部６０とを備えている。

入力部１０は、センタ側装置ＣＡ（図１参照）に送信すべき情報を、接続される接続機器Ｍ（図１参照）から入力するものである。無線機ＷＤは、入力部１０により情報を入力すると、要送信情報ありと判断する。さらに、無線機ＷＤは、他の無線機ＷＤから要送信情報が送られてきた場合にも、要送信情報ありと判断する。

出力部２０は、センタ側装置ＣＡから送信された情報を、接続される接続機器Ｍに出力するものである。接続機器Ｍは、無線機ＷＤの出力部２０からの情報を受信し、受信した情報に応じた制御を実行することとなる。

通信部３０は、他の無線機ＷＤと無線通信を行う機能部である。この通信部３０は、第１通信部３１と、第２通信部３２と、第３通信部３３と、第４通信部３４と、第５通信部３５とを備えている。

第１通信部３１は、周囲に「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」（第１情報）を送信するものである。この「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」は、無線機ＷＤが自己の存在を他の無線機ＷＤに知らせるためのビーコン情報である。無線機ＷＤの第１通信部３１が「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を送信すると、当該無線機ＷＤは、短時間の受信状態（短受信状態）となる。また、無線機ＷＤは、他の無線機ＷＤから「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を無線にて受信すると、他の無線機ＷＤと通信可能であることを認識することができる。

図３は、第１通信部３１による情報の送受の様子を示す概念図である。図３では複数の無線機ＷＤのうちの１つである無線機Ａと他の１つである無線機Ｂとを例に説明する。無線機Ａの第１通信部３１（図２参照）は、特定の周期で「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を送信する。また、図３に示すように、無線機Ａの第１通信部３１は、「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を送信後、短受信状態となる。この短受信状態は、「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」に対する返信（後述の「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」）を待つ状態である。このように無線機Ａは、第１通信部３１により周期的に「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を送信し、送信都度、短受信状態となる。

無線機Ｂについても同じである。すなわち、無線機Ｂは、第１通信部３１により周期的に「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を送信し、送信都度、短受信状態となる。

再度図２を参照する。第２通信部３２は、他の無線機ＷＤから「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を受信した場合において、自己が要送信情報を保有しているときに返信を行うものである。この際、第２通信部３２は、「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」の送信元を指定し、「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」（第２情報）をＳＲＥＱ（送信要求）として返信する。特に、第２通信部３２は、自己が要送信情報を保有しているときに、他の無線機ＷＤから「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を受信すると、他の無線機ＷＤが短受信状態であるうちに「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」が届くように素早く返信を行う。

図４は、第１通信部３１及び第２通信部３２による情報の送受の様子を示す概念図である。図４においても無線機Ａと無線機Ｂとを例に説明する。図３を参照して説明したように、無線機Ａ，Ｂは、周期的に「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を送信し、送信都度、短受信状態となる。ここで、無線機Ｂが無線機Ａに送信すべき要送信情報を保有しているとする。この場合、無線機Ｂの第１通信部３１（図２参照）は「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」の周期的な送信を中止し、無線機Ａからの「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を待つ受信状態となる。

次いで、無線機Ｂは、無線機Ａからの「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を受信すると、無線機Ａに対して、素早く（無線機Ａが短受信状態である間に）「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」を送信する。そして、無線機Ａは、無線機Ｂからの「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」を受信する。

このように、無線機Ａが短受信状態であるときに無線機Ｂから「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」が送信され、無線機Ａにて受信されることで、両者の１対１通信（すなわちユニキャスト状態）が確立する。

再度図２を参照する。図２に示すように、第２通信部３２は第１～第３機能部３２ａ～３２ｃを備えている。第２通信部３２は、上記の如く、１対１通信が確立すると、以後第１～第３機能部３２ａ～３２ｃにより、両無線機ＷＤ間で情報の送受信を行う。

第１機能部３２ａは、他の無線機ＷＤからの「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」を受信した場合に、「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」の送信元である他の無線機ＷＤに対して、要送信情報を要求する「ＲＡＣＫ」（要求情報）を送信するものである。

第２機能部３２ｂは、他の無線機ＷＤからの「ＲＡＣＫ」を受信した場合に、「ＲＡＣＫ」の送信元である他の無線機ＷＤに対して、要送信情報である「ＤＡＴＡ」を送信するものである。

第３機能部３２ｃは、他の無線機ＷＤからの「ＤＡＴＡ（要送信情報）」を受信した場合に、要送信情報の送信元である他の無線機ＷＤに対して、「ＤＡＣＫ」（確認情報）を送信するものである。

再度図４を参照する。上記したように、無線機Ａが短受信状態であるときに無線機Ｂから「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」が送信され、無線機Ａにて受信されることで、両者の１対１通信が確立する。その後、無線機Ａの第１機能部３２ａは、無線機Ｂを指定して「ＲＡＣＫ」を送信する。無線機Ｂの第２機能部３２ｂは、「ＲＡＣＫ」を受信すると、無線機Ａを指定して「ＤＡＴＡ」を送信する。次に、無線機Ａの第３機能部３２ｃは、「ＤＡＴＡ」を受信すると、無線機Ｂを指定して「ＤＡＣＫ」を送信する。

以上、図４に示すように、無線機Ｂの要送信情報が無線機Ａに送信される。その後、無線機Ａは、他の非特定無線機ＷＤ２を経由等して、特定の無線機ＷＤ１まで要送信情報を送信する。特定の無線機ＷＤ１は、要送信情報を受信すると、基地局等を介してセンタ側装置ＣＡに要送信情報を送信することとなる。

再度図２を参照する。第１判断部４０は、現在使用中のチャネルの電波強度に基づき、自己が干渉状態であるかを判断するものである（いわゆるキャリアセンスを実行するものである）。ここで、上記のような無線機ＷＤは、周囲環境によって情報の送受信が困難な電波干渉状態となることがある。このため、第１判断部４０は、周囲の電波強度が所定値以上であるか否かに基づいて電波干渉状態であるかを判断する。

ここで、第１判断部４０による判断は情報送信時に行われることが好ましい。具体的に無線機ＷＤは、第１通信部３１による「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」の送信に際して、現在使用中のチャネルの電波強度に基づき電波干渉状態であるかを判断する。また、第１判断部４０は、第１機能部３２ａ～第３機能部３２ｃによる情報送信時にも電波干渉状態であるかを判断する。

第１判断部４０により電波干渉状態であると判断された場合、第１通信部３１、及び第１機能部３２ａ～第３機能部３２ｃによる情報送信が禁止されることとなる。

ここで、このような電波干渉状態においては、現在使用中のチャネルを切り替える必要があり、しかもネットワーク内の全体で素早くチャネルを切り替えることが好ましい。しかし、切替にあたり専用機器を備えることは構成の複雑化を招くこととなる。そこで、本実施形態に係る無線システム１では、図４に示した情報送受信の方式を利用してチャネル切替を実行すべく、第３通信部３３及び第４通信部３４を備えている。

図２に示す第３通信部３３は、自己の無線機ＷＤが第１判断部４０により電波干渉状態であると判断された場合に、例えば偶然に電波干渉が弱まって他の無線機ＷＤから「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を受信できたときにチャネル切替情報を送信するものである。この際、第３通信部３３は、「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」にチャネル切替情報を追加して、相手を当該送信元に指定することなく、周囲に送信する。

より詳しく説明すると、電波干渉がない場合、第２通信部３２は、相手を「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」の送信元に指定して、「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」を送信する。これに対して、電波干渉がある場合、第３通信部３３は、相手を当該送信元に指定することなく、「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」にチャネル切替情報を追加して周囲に送信する。

これにより、自己の無線機ＷＤと通信可能な距離に位置する他の無線機ＷＤに対して、（すなわち「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」の送信元以外にも）チャネル切替情報を送信することができる。

図５は、電波干渉状態における情報の送受の様子を示す概念図である。図５においても無線機Ａと無線機Ｂとを例に説明する。まず、無線機Ａの第１通信部３１（図２参照）が「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を周期的に送信しており、無線機Ｂの第１判断部４０（図２参照）が自己の電波干渉状態であると判断したとする。

電波干渉状態である場合、基本的に無線機Ｂは無線機Ａからの「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を受信できないが、電波干渉が一時的に弱まることがあり、このタイミングで無線機Ａからの「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を受信することができる。

第１判断部４０が電波干渉状態であると判断した状態において、無線機Ａからの「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を受信すると、無線機Ｂの第３通信部３３（図２参照）は、無線機Ａの短受信状態に間に合うように、「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」にチャネル切替情報を追加して送信する。特に、第３通信部３３は、いわゆるユニキャストを行うわけではなく、ブロードキャスト又はマルチキャストにより周囲にチャネル切替情報を送信することとなる。この結果、チャネル切替情報については、周辺の多くの無線機ＷＤに受信されることとなる。

なお、この場合において、第１機能部３２ａ～第３機能部３２ｃ（図２参照）による情報の送受信は行われないこととなるが、仮に無線機Ｂが要送信情報を保有している場合には、第１機能部３２ａ～第３機能部３２ｃによる通信が行われてもよい。

再度、図２を参照する。チャネル切替部６０は、第３通信部３３によってチャネル切替情報を送信した後に、自己の無線機ＷＤのチャネルを切り替えるものである。本実施形態においては、例えば２つの通信チャネルで通信可能となっており、チャネル切替部６０は、現在使用中のチャネルから、もう一方のチャネルに切り替えることとなる。

さらに、本実施形態に係る無線機ＷＤは、第４通信部３４によってネットワーク内のチャネルを素早く切り替えるようにしている。第４通信部３４は、他の無線機ＷＤからチャネル切替情報を受信した場合に、チャネル切替情報を周囲に送信するものである。本実施形態において第４通信部３４については「ＤＡＴＡ」の送信に合わせてチャネル切替情報を送信することを想定している。

図６は、電波干渉状態である無線機ＷＤからチャネル切替情報を受信した無線機ＷＤによる情報の送受の様子を示す概念図である。図６においてはチャネル切替情報を受信した無線機Ａと、他の無線機Ｃとを例に説明する。

まず、無線機Ａが図５を参照して説明したように、無線機Ｂからチャネル切替情報を受信したとする。そして、無線機Ａが要送信情報を保有しているとする。この場合、無線機Ａは、無線機Ｃからの「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」に対して「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」を返信する。次いで、無線機Ａは、無線機Ｃより「ＲＡＣＫ」を受信すると、要送信情報（ＤＡＴＡ）を返信する。このとき、無線機Ａの第４通信部３４（図２参照）は、要送信情報にチャネル切替情報を追加して送信を行う。加えて、第４通信部３４は、この要送信情報をブロードキャスト又はマルチキャストによって周囲に送信する。これにより、チャネル切替情報は、無線機Ｃ以外の周囲の無線機ＷＤにも受信されることとなる。なお、無線機Ｃ以外の周囲の無線機ＷＤについては要送信情報が不要であるので破棄してもよいが、チャネル切替に伴う通信の不安定さを考慮し、破棄することなく他の無線機ＷＤへ送信するようにしてもよい。また、無線機Ｃについては、要送信情報及びチャネル切替情報を受信すると、図６に示した無線機Ａと同様に、上位側の無線機ＷＤ（センタ側の無線機ＷＤ）等に対して処理を実行する。

次に、無線機Ａは、要送信情報にチャネル切替情報を追加して送信した後に、無線機Ｃからの「ＤＡＣＫ」を受信する。無線機Ａのチャネル切替部６０は、「ＤＡＣＫ」の受信を確認すると、チャネルの切り替えを行う。

なお、図６に示す例では、「ＤＡＴＡ」と共にチャネル切替情報を送信しているが、特にこれに限らない。例えば、他の無線機ＷＤ（無線機Ｃに限らない）からの「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を受信した場合に、「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」と共にチャネル切替情報をブロードキャスト送信又はマルチキャスト送信するようにしてもよい。これにより、無線機ＷＤが要送信情報を保有していなくともチャネル切替情報を周囲に拡散できるからできる。

加えて、図６に示す例ではチャネル切替情報と要送信情報とを無線機Ａが有する場合に、図６に示す情報の送受信を行っているが、これに限らず、無線機Ａがチャネル切替情報を有し要送信情報を有しないときに図６に示す情報の送受信を行ってもよい。この場合、無線機Ａは「ＤＡＴＡ」を送信することなくチャネル切替情報のみをブロードキャスト送信又はマルチキャスト送信することとなる。

再度図２を参照する。さらに、本実施形態に係る無線システム１は、第１判断部４０によって無線機ＷＤが自己の電波干渉状態を判断するのみならず、第２判断部５０を備え、第２判断部５０によって他の無線機ＷＤが電波干渉状態であることを判断可能となっている。

より詳細に第２判断部５０は、他の無線機ＷＤから「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」を受信して「ＲＡＣＫ」を送信したにもかかわらず、「ＤＡＴＡ」を受信できないときに（返信がないときに）、他の無線機ＷＤが電波干渉状態であると判断する。

また、本実施形態に係る無線機ＷＤは、第５通信部３５を備えており、第２判断部５０により他の無線機ＷＤの電波干渉状態を判断した場合、第５通信部３５によりチャネル切替情報を周囲に送信する。このとき、第５通信部３５は、自己以外の無線機ＷＤから「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を受信すると、「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」にチャネル切替情報を追加して、ブロードキャスト送信又はマルチキャスト送信を行って周囲にチャネル切替情報を送信することとなる。

図７は、第２判断部５０により電波干渉状態を判断する際の情報の送受の様子を示す概念図である。図７においても無線機Ａと無線機Ｂとを例に説明する。

まず、無線機Ａは、周期的に「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を送信し、送信都度、短受信状態となる。ここで、無線機Ｂが無線機Ａに送信すべき要送信情報を保有しているとする。この場合、無線機Ｂは、無線機Ａからの「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を受信すると、無線機Ａが短受信状態である間に「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」を送信する。その後、無線機Ａは、無線機Ｂに対して「ＲＡＣＫ」を送信する。

次に、無線機Ｂは、「ＲＡＣＫ」を受信して「ＤＡＴＡ」を無線機Ａに送信することになるが、無線機Ａにおいて「ＤＡＴＡ」が受信されなかったとする。このとき、無線機Ａの第２判断部５０は、無線機Ｂが電波干渉状態であると判断する。

その後、自己以外の無線機ＷＤ（無線機Ｂでも可）から「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を受信したとする。これにより、無線機Ａの第５通信部３５は、「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」にチャネル切替情報を追加して、ブロードキャスト送信又はマルチキャスト送信を行って周囲にチャネル切替情報を送信する。これにより、無線機Ａは、無線機Ｂの電波干渉状態を判断して、周囲にチャネル切替情報を送信することができる。

次に、本実施形態に係る無線システム１の動作を説明する。まず、図１に示す各無線機ＷＤは、図３に示すように、周期的に「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を送信している。ここで、例えば、第３無線機ＷＤ２３に接続されるガス警報器（接続機器Ｍ）がガス漏れを検知して警報を発したとする。この場合、第３無線機ＷＤ２３の入力部１０は、警報情報を要送信情報として入力する。そして、第３無線機ＷＤ２３は、図４に示すように、センタ側装置ＣＡに要送信情報を送信すべく、上位機器である第２無線機ＷＤ２２からの「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を待つ受信状態となる。

次いで、第３無線機ＷＤ２３が第２無線機ＷＤ２２からの「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を受信したとすると、第３無線機ＷＤ２３の第１通信部３１は、第２無線機ＷＤ２２の短受信状態に間に合うように、「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」を返信する。その後、第２無線機ＷＤ２２の第１機能部３２ａは「ＲＡＣＫ」を第３無線機ＷＤ２３を指定して送信し、第３無線機ＷＤ２３の第２機能部３２ｂは「ＤＡＴＡ」を第２無線機ＷＤ２２を指定して送信する。次に、第２無線機ＷＤ２２の第３機能部３２ｃは「ＤＡＣＫ」を第３無線機ＷＤ２３を指定して送信する。これにより、第３無線機ＷＤ２３の警報情報（「ＤＡＴＡ」であって要送信情報）が第２無線機ＷＤ２２に送信される。

以後、第２無線機ＷＤ２２は第１無線機ＷＤ２１と同様の通信を行って、警報情報を第１無線機ＷＤ２１に送信し、第１無線機ＷＤ２１は特定の無線機ＷＤ１と同様の通信を行って、警報情報を特定の無線機ＷＤ１に送信する。特定の無線機ＷＤ１は、ＬＴＥ等の通信規格に従って、基地局等を介してセンタ側装置ＣＡに警報情報を送信する。

また、このような警報情報を受信したセンタ側装置ＣＡは、例えば第２無線機ＷＤ２２に接続されるガスメータ（接続機器Ｍ）の遮断弁を閉じるべく、基地局等を介して特定の無線機ＷＤ１に遮断情報（「ＤＡＴＡ」であって要送信情報）を送信する。

特定の無線機ＷＤ１は、上記と同様に、第１無線機ＷＤ２１を介して、第２無線機ＷＤ２２に遮断情報を送信する。遮断情報を受信した第２無線機ＷＤ２２は、出力部２０を通じて遮断情報をガスメータに送信する。これにより、ガスメータは自己の遮断弁を閉じることとなる。

なお、このような情報の送受信の過程において、例えば第２無線機ＷＤ２２が第１無線機ＷＤ２１に「ＲＡＣＫ」を送信したにもかかわらず「ＤＡＴＡ」が返信されなかったとする。この場合、第２無線機ＷＤ２２の第２判断部５０は、図７に示すように、ユニキャスト通信を行う相手側となる第１無線機ＷＤ２１が電波干渉状態であると判断する。

そして、第２無線機ＷＤ２２は、他の無線機ＷＤから「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を受信するとする。このとき、第２無線機ＷＤ２２の第５通信部３５は、「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」にチャネル切替情報を追加して、ブロードキャスト送信又はマルチキャスト送信を行って周囲にチャネル切替情報を送信する。これにより、第２無線機ＷＤ２２の通信相手であった第１無線機ＷＤ２１のみならず周囲の無線機ＷＤに対してチャネル切替情報が送信されることとなる。なお、第２無線機ＷＤ２２のチャネル切替部６０は、チャネル切替情報の送信後にチャネルを切り替える。

さらに、上記の要送信情報の送受信過程とは別に各無線機ＷＤの第１判断部４０は自己について電波干渉状態であるかを判断している。ここで、第２無線機ＷＤ２２の第１判断部４０が自己について電波干渉状態であると判断したとする。この場合、第２無線機ＷＤ２２は、一時的に電波干渉が弱まり、他の無線機ＷＤからの「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を受信できたときに、「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」にチャネル切替情報を追加して、ブロードキャスト送信又はマルチキャスト送信を行って周囲にチャネル切替情報を送信する。これにより、例えば第２無線機ＷＤ２２の近くに存在する第１無線機ＷＤ２１及び第３無線機ＷＤ２３にはチャネル切替情報が受信されることとなる。なお、第２無線機ＷＤ２２のチャネル切替部６０は、チャネル切替情報の送信後にチャネルを切り替える。

チャネル切替情報を受信した第１無線機ＷＤ２１は、チャネル切替情報の保有状態となり、他の無線機ＷＤから要送信情報を受信したり、入力部１０により接続機器Ｍからの要送信情報を入力した場合に、図６に示した情報の送受信を行う。すなわち、第１無線機ＷＤ２１は、例えば特定の無線機ＷＤ１からの「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を受信し、「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」を返信する。次いで、特定の無線機ＷＤ１から「ＲＡＣＫ」を受信すると、第４通信部３４は、「ＤＡＴＡ」にチャネル切替情報を追加してブロードキャスト通信又はマルチキャスト通信を行う。これにより、チャネル切替情報は、特定の無線機ＷＤ１のみならず、周囲の他の無線機ＷＤにも受信される。なお、第１無線機ＷＤ２１のチャネル切替部６０は、チャネル切替情報の送信後にチャネルを切り替える。

このようにして、本実施形態に係る無線システム１及び無線機ＷＤによれば、「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」と「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」との送受信を通じて要送信情報の送受信を行い、電波干渉状態であると判断した場合には、他の無線機ＷＤからの「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」を受信したときに、「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」に追加して又は代えてチャネル切替情報を送信するため、通常の情報の送受信時と同様にしてチャネル切替情報を送信することとなり、別機器を備える場合等のような構成の複雑化を抑えることができる。

また、「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」と「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」との送受信を行う場合、通常時は「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」の送信元を指定して「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」を送信するが、電波干渉状態であるときには「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」の送信元を指定することなく「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」に加えてチャネル切替情報を送信する。このため、「ＲＩＴＤａｔａＲｅｑｕｅｓｔ」の送信元の無線機ＷＤに限らず、周囲に存在する他の無線機ＷＤについてもチャネル切替情報が受信されることとなる。このため、周囲の無線機ＷＤのチャネル切替を一括して行うことができ、より素早くネットワーク全体の通信チャネルを変更することができる。

従って、構成の複雑化を抑え、より素早くネットワーク全体の通信チャネルを変更することができる無線システム１を提供することができる。

また、無線機ＷＤは、他の無線機ＷＤからチャネル切替情報を受信した場合に、チャネル切替情報を周囲に送信し、送信後に自己の無線機ＷＤのチャネルを切り替えるため、電波干渉状態の無線機ＷＤのみならず、その無線機ＷＤからチャネル切替情報を受信した無線機ＷＤについても、チャネル切替情報を周囲に送信でき、より一層素早くネットワーク全体の通信チャネルを変更することができる。

また、他の無線機ＷＤから「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」を受信した場合、当該他の無線機ＷＤに対して要送信情報（ＤＡＴＡ）の返信を求める「ＲＡＣＫ」を送信したにもかかわらず、当該他の無線機ＷＤから要送信情報の返信がない場合に、当該他の無線機ＷＤが電波干渉状態であると判断するため、電波干渉がない場合に、本来であれば、「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」の受信、「ＲＡＣＫ」の送信、及び、「ＤＡＴＡ」の受信と連続するはずが、「ＤＡＴＡ」を受信できないということは、他の無線機ＷＤが突然に電波干渉状態になったといえる。よって、「ＤＡＴＡ」を受信できないときに他の無線機ＷＤが電波干渉状態であると判断して、電波干渉状態の無線機ＷＤの周囲の無線機ＷＤからチャネル切替情報を送信することができる。

次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態に係る無線システムは第１実施形態のものと同様であるが、一部処理内容が異なっている。

図８は、第２実施形態に係る無線システム１を構成する無線機ＷＤによるチャネル切替の様子を示す概念図である。なお、図８においては、複数の無線機ＷＤの１つである無線機Ａ～Ｃを例に説明する。無線機Ｂは電波干渉状態にあるものとする。また、図８に示す無線機Ａ～Ｃから延びる棒部は白抜きと黒塗りとなっているが、白抜きが切替前のチャネルを示し、黒塗りが切替後のチャネルを示している。

まず、無線機Ｂの第１判断部４０は自己が電波干渉状態であると判断したとする。これにより、無線機Ｂの第３通信部３３は、図５を参照して説明した方法と同様に、「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」にチャネル切替情報を追加してブロードキャスト送信又はマルチキャスト送信する。チャネル切替情報を送信した無線機Ｂはチャネルを切り替える。

チャネル切替情報を受信した無線機Ａの第４通信部３４は、例えば図６を参照して説明した方法と同様に、「ＤＡＴＡ」にチャネル切替情報を追加してブロードキャスト送信又はマルチキャスト送信する。チャネル切替情報を送信した無線機Ａはチャネルを切り替える。さらに、第２実施形態において無線機Ａの第４通信部３４は、チャネル切替後に、切替後のチャネルにて再度チャネル切替情報をブロードキャスト送信又はマルチキャスト送信する。すなわち、第４通信部３４は、他の無線機ＷＤからチャネル切替情報を受信した場合に、チャネル切替前後の２チャネルで、チャネル切替情報を周囲に送信することとなる。

ここで、図８に示すように、切替前のチャネルで送信されたチャネル切替情報については、偶然に電波環境が悪くなったことにより無線機Ｃに未到達であったとする。この場合、無線機Ｃはチャネルの切替が行われていないことから、切替後のチャネルで送信されたチャネル切替情報についても受信できず、無線機Ｃはチャネル切替がされることなく孤立する可能性がある。

そこで、本実施形態において無線機Ｂの第３通信部３３は、チャネル切替部６０により自己のチャネルを切り替えた後に、チャネル切替前後の２チャネルで、再度チャネル切替情報を送信するリカバリー処理を実行する。これにより、例えば無線機Ｃのようなチャネルが切り替えられることなく孤立状態にある無線機ＷＤに対して、切替前のチャネルで再度チャネル切替情報を送信することが可能となる。

また、無線機Ｂから孤立する無線機ＷＤに対して直接チャネル切替情報が到達する距離にない場合であっても、図８に示すように、無線機Ａを経由して無線機Ｃにチャネル切替情報を到達させることができる。すなわち、上記したように、無線機Ａの第４通信部３４は、チャネル切替情報を受信すると、切替前後の２チャネルでチャネル切替情報を送信するようになっている。このため、無線機Ｂのリカバリー処理によってチャネル切替情報を受信した場合、無線機Ａからは、切替前後の２チャネルにてチャネル切替情報がブロードキャスト送信又はマルチキャスト送信され、孤立状態にある無線機Ｃについては切替前のチャネルにてチャネル切替情報を受信することができる。

このように、第２実施形態に係る無線システム１では、第１判断部４０にて自己が電波干渉状態であると判断した無線機ＷＤについては、チャネル切替情報をブロードキャスト送信又はマルチキャスト送信してチャネルを切り替えた後であっても、リカバリー処理によって再度チャネル切替情報を切替前後の２チャネルにてブロードキャスト送信又はマルチキャスト送信する。

しかも、第２実施形態に係る無線システム１では、チャネル切替情報を受信した無線機ＷＤについては、チャネル切替情報を切替前後の２チャネルにてブロードキャスト送信又はマルチキャスト送信する。このため、リカバリー処理によってチャネル切替情報を受信した場合においても、チャネル切替情報を切替前後の２チャネルにてブロードキャスト送信又はマルチキャスト送信して、２チャネルにてチャネル切替情報を拡散していくこととなる。この結果、孤立状態の無線機ＷＤが生じないように素早くネットワーク内全体の無線機ＷＤについてチャネルを切り替えるようにしている。

このようにして、第２実施形態に係る無線システム１及び無線機ＷＤによれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

さらに、第２実施形態によれば、第３通信部３４がリカバリー処理を実行するため、チャネル切替情報を受信できずに孤立状態にある無線機ＷＤに対して再度チャネル切替情報を周囲に送信することが可能となり、ネットワーク内全体の通信チャネルの切替をより確実に行うことができる。

また、チャネル切替情報を受信した無線機ＷＤについて第４通信部３４は、切替前後の２チャネルにてチャネル切替情報を周囲に送信するため、孤立状態にある無線機ＷＤがリカバリー処理によってチャネル切替情報を受信できる距離になくとも、チャネル切替情報を受信した無線機ＷＤが中継する形となり、通信チャネルの切替をより一層確実に行うことができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、可能な範囲で公知又は周知の技術を組み合わせてもよい。

例えば、上記実施形態においてチャネル切替情報は、「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」に追加され、又は、「ＤＡＴＡ」に追加されて送信されているが、追加に限らず、「ＲＩＴＤａｔａＲｅｓｐｏｎｓｅ」や「ＤＡＴＡ」に代えて送信されるようになっていてもよい。

また、無線機ＷＤに接続される接続機器Ｍは、１つの無線機ＷＤに対して１つではなく、１つの無線機ＷＤに対して複数の接続機器Ｍが接続されてもよい。また、無線機ＷＤと接続機器Ｍとは有線接続されていてもよいし、無線接続されていてもよい。

加えて、本実施形態に係る第１判断部４０は、現在のチャネルについて周囲の電波強度が所定回数連続して所定値以上である場合に電波干渉状態を判断してもよい。

１：無線システム
１０：入力部
２０：出力部
３０：通信部
３１：第１通信部
３２：第２通信部
３２ａ：第１機能部
３２ｂ：第２機能部
３２ｃ：第３機能部
３３：第３通信部
３４：第４通信部
３５：第５通信部
４０：第１判断部（干渉判断部）
５０：第２判断部（第２干渉判断部）
６０：チャネル切替部
ＣＡ：センタ側装置
Ｍ：接続機器
ＷＤ：無線機
ＷＤ１：特定の無線機
ＷＤ２：非特定無線機

Claims

複数の無線機を有して構成されるネットワーク内において情報の送受信が可能とされると共に前記複数の無線機のうち特定の無線機がセンタ側と情報の送受信が可能とされ、前記複数の無線機のうち前記特定の無線機を除く非特定無線機については他の非特定無線機を経由して又は経由することなく前記特定の無線機との情報の送受信を行い、前記特定の無線機を通じてセンタ側と情報の送受信を行う無線システムであって、
前記無線機は、
周囲に第１情報を送信する第１通信部と、
他の無線機から前記第１情報を受信した場合に前記第１情報の送信元に送信すべき要送信情報が存在するときに前記第１情報の送信元を指定して第２情報を送信し、以後、前記第１情報の送信元と情報の送受信を行う第２通信部と、
現在使用中のチャネルの電波強度に基づき、自己が電波干渉状態であるかを判断する干渉判断部と、
前記干渉判断部により自己が電波干渉状態であると判断した場合に、他の無線機から前記第１情報を受信したときに、前記第１情報の送信元のみの指定状態でなく周囲に向けて、前記第２情報にチャネル切替情報を追加して、又は前記第２情報に代えてチャネル切替情報を送信する第３通信部と、
前記第３通信部によってチャネル切替情報を送信した後に自己のチャネルを切り替えるチャネル切替部と、
を備えることを特徴とする無線システム。
前記無線機は、他の無線機からチャネル切替情報を受信した場合に、チャネル切替情報を周囲に送信する第４通信部をさらに備え、
前記チャネル切替部は、前記第４通信部によってチャネル切替情報を送信した後に自己のチャネルを切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載の無線システム。
前記第３通信部は、前記チャネル切替部により自己のチャネルを切り替えた後に、チャネル切替前後の２チャネルで、再度チャネル切替情報を送信するリカバリー処理を実行する
ことを特徴とする請求項２に記載の無線システム。
前記第４通信部は、他の無線機からチャネル切替情報を受信した場合に、チャネル切替前後の２チャネルで、チャネル切替情報を周囲に送信する
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の無線システム。
前記無線機は、
他の無線機から前記第２情報を受信した場合、当該他の無線機に対して前記要送信情報の返信を求める要求情報を送信したにもかかわらず、当該他の無線機から前記要送信情報の返信がないときに、当該他の無線機が電波干渉状態であると判断する第２干渉判断部と、
前記第２干渉判断部により当該他の無線機が電波干渉状態であると判断した場合に、自己以外の無線機から前記第１情報を受信したときに、当該自己以外の無線機のみの指定状態ではなく周囲に向けて、前記第２情報にチャネル切替情報を追加して送信する第５通信部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線システム。
周囲に第１情報を送信する第１通信部と、
他の無線機から前記第１情報を受信した場合に前記第１情報の送信元に送信すべき要送信情報が存在するときに前記第１情報の送信元を指定して第２情報を送信し、以後、前記第１情報の送信元と情報の送受信を行う第２通信部と、
現在使用中のチャネルの電波強度に基づき、自己が電波干渉状態であるかを判断する干渉判断部と、
前記干渉判断部により自己が電波干渉状態であると判断した場合に、他の無線機から前記第１情報を受信したときに、前記第１情報の送信元のみの指定状態でなく周囲に向けて、前記第２情報にチャネル切替情報を追加して、又は前記第２情報に代えてチャネル切替情報を送信する第３通信部と、
前記第３通信部によってチャネル切替情報を送信した後に自己のチャネルを切り替えるチャネル切替部と、
を備えることを特徴とする無線機。