無線通信方法および無線通信装置
【課題】無線通信における通信信号の同期検出信頼性を向上し、かつ同期部に続くデータ部の受信を容易に可能とする。
【解決手段】第一のビット同期、第一のフレーム同期、受信して取り込むべきビット列の長さの情報を記述した第１のレングス、データブロックの個数を示す第１のフラグ部、第一のデータから構成される第１の同期単位構成、第二のビット同期、第二のフレーム同期、受信して取り込むべきビット列の長さの情報を記述した第１のレングス、データブロックの個数を示す第１のフラグ部、第二のデータから構成される第２の同期単位構成、データチェック部を単位フレームとし、この順に時系列的に伝送する。
【解決手段】第一のビット同期、第一のフレーム同期、受信して取り込むべきビット列の長さの情報を記述した第１のレングス、データブロックの個数を示す第１のフラグ部、第一のデータから構成される第１の同期単位構成、第二のビット同期、第二のフレーム同期、受信して取り込むべきビット列の長さの情報を記述した第１のレングス、データブロックの個数を示す第１のフラグ部、第二のデータから構成される第２の同期単位構成、データチェック部を単位フレームとし、この順に時系列的に伝送する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信方法および無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電気、ガス、水道等の使用対象期間の使用料金は、検針員が定期的に家屋に設置された電気、ガス、水道等のメータを目視で確認し、メータの数値を記録した上で、前回の検針値との差に基づいて算出されてきた。しかし、検針員の人的コストが大きいこと、および家屋の住人（管理者等）が不在のときの対応が困難な場合があることが課題となっており、電気、ガス、水道等の使用量の検針業務を自動化するシステムが開発されてきている。本システムを自動検針システムと称する。
【０００３】
自動検針システムでは、メータ間のデータ伝送において無線通信や電力線通信などを利用する。無線通信を利用する場合には、無線通信方式としてＺｉｇＢｅｅや無線ＬＡＮ、ＰＨＳなどの方式の利用が検討されている。無線通信では通信信号の受信処理において、データを復調するのに先立って通信信号の同期処理を行うことが必要である。
【０００４】
例えば非特許文献１のＺｉｇＢｅｅでは、物理層のプロトコルとしてＩＥＥＥ８０２．１５．４規格を使用する。ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格では同期処理を行うために同期ヘッダ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｈｅａｄｅｒ）を設けており、プリアンブルシーケンス（Ｐｒｅａｍｂｌｅ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）においてビット同期を行い、次にフレーム区切り（Ｓｔａｒｔ ｏｆ Ｆｒａｍｅ Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ）においてフレーム同期を行う。
【０００５】
また、特許文献１に記載の従来技術では、ビット同期、システム識別符号フレーム同期、端末識別符号ＩＤを含むヘッダーを、複数回（ｎ回）繰り返し伝送する。これにより、システム内で妨害となる他の無線装置からの信号を短時間で判定し、複数の無線装置が接続される場合にも通信の信頼性を向上し、通信を確実に成功させることで、信頼性の高いメータ検針システムを提供することを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１３４７８１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１５．４−２００６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら無線通信では、空間伝搬による信号減衰やビルなどの壁面における反射波の影響によるマルチパス・フェージング、外来ノイズ等の影響を受けることで、通信信号の同期検出にエラーを生じることがある。
【０００９】
この点に関し、非特許文献１のＩＥＥＥ８０２．１５．４規格に準じた通信信号では、フレーム先頭に設けられた同期ヘッダが１つのみであるため、同期検出にエラーを生じるとそのフレームに重畳されたデータを全て受信不可能になるという課題を有する。
【００１０】
また、特許文献１に記載の従来技術は、ビット同期、システム識別符号フレーム同期、端末識別符号ＩＤを含むヘッダを複数回（ｎ回）繰り返し伝送することで、同期検出の信頼性は向上するが、ヘッダを複数回伝送しているため受信装置側では第何番目のヘッダにおいて同期を検出したかを判定する方法を明示しておらず、その結果、ヘッダの後に続く情報部を検出することができないという課題がある。
【００１１】
そこで、本発明では、無線通信における通信信号の同期検出信頼性を向上し、かつ同期部に続くデータ部の受信を容易に可能とする無線通信方法および無線通信装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の無線通信方法では、同期部からはじまり、後部がデータチェック部となる無線フレームを単位フレームとし、単位フレーム内に同期部とデータ部からなる同期単位構成を複数備える。
【００１３】
また同期単位構成は、第一のビット同期、第一のフレーム同期、第一のデータから構成される第１の同期単位構成と、第二のビット同期、第二のフレーム同期、第二のデータから構成される第２の同期単位構成とを備え、第１の同期単位構成、第２の同期単位構成、データチェック部の順に時系列的に伝送される。
【００１４】
また、各同期単位構成は、フレーム同期とデータの間に、単位フレーム内のデータブロックの個数を示すフラグ部を備えるとともに、フラグ部に記述されるデータブロックの個数は、フラグ部以降のデータブロック数とされる。
【００１５】
また、各同期単位構成は、フレーム同期の後段に、受信して取り込むべきビット列の長さの情報を記述したレングスを含み、受信側ではレングス確認後、ここに記載されたビット列の長さの信号を有意の信号として取り込む。
【００１６】
また、第一のデータと第二のデータのいずれかまたは両方のデータ量を示すための受信したデータ数を含む応答信号を送信することで、受信することができなかった第一のデータと第二のデータのいずれかまたは両方を再送する。
【００１７】
また、各同期単位構成のデータは、同一内容、または異なる内容とされる。
【００１８】
また、各同期単位構成のデータが異なる内容のデータとされるときに、より優先度の高いデータを時系列的後段の第２のデータとする。
【００１９】
本発明の無線通信装置は、第一のビット同期、第一のフレーム同期、第一のデータから構成される第１の同期単位構成、第二のビット同期、第二のフレーム同期、第二のデータから構成される第２の同期単位構成、データチェック部を単位フレームとし、この順に時系列的に伝送する。
【００２０】
本発明の無線通信装置は、第一のビット同期、第一のフレーム同期、データブロックの個数を示す第１のフラグ部、第一のデータから構成される第１の同期単位構成、第二のビット同期、第二のフレーム同期、データブロックの個数を示す第１のフラグ部、第二のデータから構成される第２の同期単位構成、データチェック部を単位フレームとし、この順に時系列的に伝送する。
【００２１】
本発明の無線通信装置は、第一のビット同期、第一のフレーム同期、受信して取り込むべきビット列の長さの情報を記述した第１のレングス、データブロックの個数を示す第１のフラグ部、第一のデータから構成される第１の同期単位構成、第二のビット同期、第二のフレーム同期、受信して取り込むべきビット列の長さの情報を記述した第１のレングス、データブロックの個数を示す第１のフラグ部、第二のデータから構成される第２の同期単位構成、データチェック部を単位フレームとし、この順に時系列的に伝送する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、無線通信における通信信号の同期検出の誤りを低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】無線フレーム４０構成の一例を示す図。
【図２】電力量自動検針システム構成の一例を示す図。
【図３】無線通信装置１０の構成の一例を示す図。
【図４】無線フレームの受信手順の一例を示す図。
【図５】無線フレームの受信手順の一例を示す図。
【図６】無線フレームの構成の一例を示す図。
【図７】無線フレームの受信手順の一例を示す図。
【図８】無線フレームの受信手順の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、本発明を実施するための形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例】
【００２５】
本発明の無線通信装置及び無線通信方法は、その適用対象が何であってもよいが、ここでは無線による電力量検針システムを適用対象として説明する。典型的な電力量自動検針システムの構成を図２に示している。
【００２６】
図２の電力量自動検針システムにおいては、ユニット式電力量計１を、電力料金支払い単位となる各家庭、従って検針対象である各家庭に設置する。つまり、電力は高圧配電線ＬＨから変圧器Ｔｒ，低圧配電線ＬＬを経由して各家庭の分電盤Ｂに取り込まれるが、ユニット式電力量計１は、検針対象である各家庭の分電盤Ｂ単位にその電源側に設置される。
【００２７】
ここで、変圧器Ｔｒとは、いわゆる柱上変圧器のことであり、例えば柱上変圧器の位置に、ユニット式電力量計１において計量された検針データを収集するための集約装置２が設置される。一般には１０台〜２０台程度のユニット式電力量計１が、一台の変圧器に接続される。また集約装置２には、複数の変圧器に接続されたユニット式電力量計が合計で数１００台程度まで接続されることもある。
【００２８】
ユニット式電力量計１は、通常の電力量計と同様に、電力量を計測する電力量計測部２０と、家屋内への電力供給を一度に遮断する開閉器３０を備えるが、それ以外に計測結果などを外部に送出し、あるいは外部からの指示を受信する無線通信装置１０を内蔵している。このうち、電力量計測部２０は、電力を時間的に積算した量（電力量）を計測し、その計測値（検針値）を、無線通信装置１０を介して集約装置２側に向けて出力する。開閉器３０は、無線通信装置１０から出力される信号に基づき、開閉器３０を切断状態（ＯＦＦ）にした場合、分電盤を介して家屋内への電力供給を一度に遮断する。
【００２９】
無線通信装置１０は、電力量計測部２０から受信した計測値を、無線通信（例えば、２．４ＧＨｚ帯や９５０ＭＨｚ帯）によって送信する。この無線通信装置１０が送受信する信号としては、単に家庭の消費電力の検針結果のみではなく、各家庭での太陽光発電などの発電電力つまり、売電電力量の検針結果も含んでもよい。また、各家庭の開閉器３０の開閉状態信号あるいは、操作信号も含まれ、単なる検針ばかりでなく、開閉器３０の監視・制御操作も実行することができる。
【００３０】
集約装置２は、これに接続された複数のユニット式電力量計１に対して、電力量検針開始指示を送信し、あるいは開閉器３０の開閉指令信号を送信し、ユニット式電力量計１から電力量や開閉状態のデータを受信し、かつ図示せぬ上位の集約装置との間で各種信号の送受信を実行する。係る機能を有する集約装置は、特有の装置構成を備えた専用装置としてもよいが、一般にはユニット式電力量計１を使用し、内部の無線通信装置１０の機能を生かす構成とするのがよい。つまり、集約装置２は、どの様に構成されるにしても、実質的にはユニット式電力量計１内部の無線通信装置１０の機能を備えたものとされる。
【００３１】
次に、図３を用いて、本実施形態における無線通信装置１０の構成について説明する。なお、先に説明したように、この無線通信装置１０の装置構成は複数のユニット式電力量計１ばかりでなく、集約装置２にも備えられている。無線通信装置１０は、アンテナ１１、無線通信部１２、通信制御部１３、記憶部１４、入出力インターフェース部１５、および電源部１６を備える。
【００３２】
このうち、通信制御部１３は、入出力インターフェース部１５において外部と入出力されるデータを記憶部１４に保存したり、あるいは無線通信部１２を制御してデータを無線通信するためのデータに変換したりする機能を有する。
【００３３】
また、通信制御部１３は、一般的には中央処理装置ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）に相当するが、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｒ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などで構成しても良い。
【００３４】
記憶部１４は、一般的にはＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリで構成される。
【００３５】
入出力インターフェース部１５は、一般的にはＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＲＳ２３２Ｃ、ＩｒＤＡなどの有線、無線、赤外線インターフェースなどで構成される。
【００３６】
そして、入出力インターフェース部１５は、無線通信装置１０が図２のユニット式電力量計１として使用されるときには、電力量計測部２０から電力量を入手し、開閉器３０の開閉状態を入手すると共に、開閉操作信号を与えるなどの機能を果たす。無線通信装置１０が集約装置２として使用されるとき、入出力インターフェース部１５は、電力量計測、開閉操作の目的上は不要な回路部分であるが、配電線の電流、電圧情報を上位の集約装置に送るように接続され、使用されるのがよい。なお、入出力インターフェース部１５は、無線通信装置１０が設置された適用対象の状況に応じて適宜、複数個設けることが可能である。
【００３７】
無線通信部１２は、通信制御部１３から入力されるデータに基づき、アンテナ１１を介して無線通信信号を送信する。またアンテナ１１を介して入力される無線通信信号は、無線通信部１２において受信され、通信制御部１３に出力される。
【００３８】
無線通信部１２は、通常は変復調、周波数変換器、フィルタ、高周波スイッチ等の無線通信で用いられる回路にて構成される。
【００３９】
なお、電源部１６は、外部から供給されるＡＣ１００Ｖなどの電源から無線通信装置１０内で使用される複数の電源、例えばＤＣ５Ｖなどに変換してから各部に供給する機能を有する。
【００４０】
図１は、以上の前提装置において無線通信を確実に実行せしめるに有効な、本実施形態における無線フレーム４０の構成を示している。この無線フレーム４０は、ビット同期４１ａ、４１ｂ、フレーム同期４２ａ、４２ｂ、レングス（Ａ）４３ａ、４３ｂ、レングス（Ｂ）４７、フラグ４４ａ、４４ｂ、データ４５ａ、４５ｂ、ＣＲＣ（巡回冗長検査符号）４６ａ、４６ｂを備える。
【００４１】
この無線フレーム４０は、先頭が同期部からはじまり、後部がデータチェック部となるデータフレームを単位フレームとしている。そして、単位フレーム内には同期部とデータ部からなる同期単位構成を複数備えている。図１の場合、ビット同期４１ａからＣＲＣ４６ｂまでが、単位フレームであり、同期部４１ａ、４２ａとデータ部４５ａからなる部分が第１の同期単位構成、同期部４１ｂ、４２ｂとデータ部４５ｂからなる部分が第２の同期単位構成を表している。これにより、単位フレーム内には同期部とデータ部からなる同期単位構成を複数備えている。
【００４２】
以下、図１の単位フレーム構成とその特徴について説明する。ビット同期４１ａ、４１ｂは、無線フレーム４０を受信し、復調するために、ビット単位での同期を検出するために用いられる。例えば、無線フレーム４０をＦＳＫ（周波数シフトキーイング）変調した場合には、データビット「１」に相当する高周波数とデータビット「０」に相当する低周波数との切替タイミングを、無線通信部１２において適合させる機能を実現するために用いられる。
【００４３】
フレーム同期４２ａ、４２ｂは、ビット同期４１ａ、４１ｂを行った後に無線フレーム４０から復調される一定長のデータビット列であり、例えば１バイト（８ビット）の長さとする。無線通信部１２または通信制御部１３に予め保持された固有のビットパターンと照合し、自己に充てた無線フレーム４０を受信したことを検知するために用いられる。
【００４４】
レングス（Ａ）４３ａ、４３ｂ、レングス（Ｂ）４７は、フレーム同期４２ａ、４２ｂを行った後に、無線フレーム４０から受信する必要のあるビット列の長さを判定するために用いられる。レングスには、その後段のビット列の長さが記載されている。従って、受信側ではレングス確認後、ここに記載されたビット列の長さの信号を取り込めば、これが受信側にとって有意の信号を確実に取り込んだことになる。因みに、各レングスに予め記載され、ここで定義された後段のビット列は、以下の通りである。
【００４５】
レングス（Ａ）４３ａ：フラグ４４ａ、レングス（Ｂ）４７、データ４５ａ、ビット同期４１ｂ、フレーム同期４２ｂ、レングス（Ａ）４３ｂ、フラグ４４ｂ、データ４５ｂ、ＣＲＣ４６ａ、ＣＲＣ４６ｂの合計のビットサイズＴＢ１。
【００４６】
レングス（Ａ）４３ｂ：フラグ４４ｂ、データ４５ｂ、ＣＲＣ４６ａの合計のビットサイズＴＢ２。
【００４７】
レングス（Ｂ）４７：データ４５ａのビットサイズＴＢ３。
【００４８】
フラグ４４ａ、４４ｂは、レングス（Ａ）４３ａ、４３ｂにて受信し確認した有意のビット列の内、データとして含まれているブロック数を判定するために用いる。例えば、時系列的に先頭側のフラグ４４ａに「２」と記述されていた場合には、受信したビット列中に、２個のデータブロック、データ４５ａとデータ４５ｂが含まれていると判定することができる。これに対し、時系列的に後尾側のフラグ４４ｂに「１」と記述されていた場合には、後段で受信したビット列の中に、１個のデータブロック、データ４５ｂのみが含まれていると判定することができる。
【００４９】
レングス（Ｂ）によって、データ４５ａとビット同期４１ｂの区切り位置を判定することが可能である。なお、例えばデータ４５ａのビットサイズが、送信側の無線通信装置１０と受信側の無線通信装置１０との間で既知となっている場合には、レングス（Ｂ）４７は無くてもよい。
【００５０】
ＣＲＣ４６ａ、４６ｂは、レングス（Ａ）４３ａ、４３ｂにて受信したビット列において誤りビットが含まれているかどうかを判定するために用いる。例えば、レングス（Ａ）４３ａによって受信したビット列ＴＢ１（フラグ４４ａ、レングス（Ｂ）４７、データ４５ａ、ビット同期４１ｂ、フレーム同期４２ｂ、レングス（Ａ）４３ｂ、フラグ４４ｂ、データ４５ｂ、ＣＲＣ４６ａ、ＣＲＣ４６ｂ）において、誤りビットが含まれているかを判定するために、ＣＲＣ４６ｂを計算することによって判定することができる。
【００５１】
例えば、レングス（Ａ）４３ｂによって受信したビット列（フラグ４４ｂ、データ４５ｂ、ＣＲＣ４６ａ）において誤りビットが含まれているかを判定するために、ＣＲＣ４６ａを計算することによって判定することができる。
【００５２】
なお、以上の説明において、ビット同期４１ａ、４１ｂ、フレーム同期４２ａ、４２ｂ、レングス（Ａ）４３ａ、４３ｂ、レングス（Ｂ）４７、フラグ４４ａ、４４ｂ、ＣＲＣ（巡回冗長検査符号）４６ａ、４６ｂの各々のビットサイズが送信側の無線通信装置１０と受信側の無線通信装置１０との間で既知となっていることを想定して説明した。
【００５３】
以上図１で説明したように、ビット同期４１ａからＣＲＣ４６ｂまでが、単位フレームであり、同期部４１ａ、４２ａとデータ部４５ａからなる部分が第１の同期単位構成、同期部４１ｂ、４２ｂとデータ部４５ｂからなる部分が第２の同期単位構成を表している。
【００５４】
上記構成の単位フレームによれば、１単位フレームで複数のデータ４５ａ、４５ｂを、送信側の無線通信装置１０から受信側の無線通信装置１０へ伝送できる。このときに伝送するデータ４５ａとデータ４５ｂは、同一内容のデータとしても良いし、異なる内容のデータとしても良い。また複数のデータの内で、伝送における優先度に差異がある場合には、データ４５ａとデータ４５ｂに割り当てるデータを優先度に応じて変更してもよい。
【００５５】
例えば、データ４５ａとデータ４５ｂを同一内容のデータとした場合には、ビット同期４１ａ、フレーム同期４２ａ、またはビット同期４１ｂ、フレーム同期４２ｂのいづれか一方によって同期を検出することによって、データ４５ａとデータ４５ｂの少なくとも一方を受信することが可能となるため、通信の信頼性が向上するという効果を有する。
【００５６】
例えば、データ４５ａとデータ４５ｂを異なる内容のデータとした場合には、ビット同期４１ａ、フレーム同期４２ａによって同期を検出することで、データ４５ａとデータ４５ｂの両方を受信することが可能となり、ビット同期４１ｂ、フレーム同期４２ｂによって同期を検出することで、少なくともデータ４５ｂを受信することが可能となるため、無線通信の実効的な通信速度の低下を抑制するという効果を有する。
【００５７】
例えば、第一のデータの優先度が高く、第二のデータの優先度が低い場合には、データ４５ａに第二のデータを割り当て、データ４５ｂに第一のデータを割り当てることとする。このようにすることで、ビット同期４１ａ、フレーム同期４２ａ、またはビット同期４１ｂ、フレーム同期４２ｂのいづれか一方によって同期を検出することによって、データ４５ｂに割り当てた第一のデータを受信することが可能となるため、優先度の高いデータの伝送に対する無線通信の信頼性が向上するという効果を有する。
【００５８】
次に図４を用いて、本実施形態における無線フレーム４０の受信手順について説明する。
【００５９】
無線通信装置１０は、受信開始（ステップＳ５０）の後、ビット同期、およびフレーム同期の検出を行う（ステップＳ５１）。このとき単位フレームである無線フレーム４０のビット同期４１ａ、フレーム同期４２ａ、またはビット同期４１ｂ、フレーム同期４２ｂのどちらも検出できずにＮＧとなった場合、受信終了となる（ステップＳ５７）。
【００６０】
ステップＳ５１において、ビット同期４１ａ、フレーム同期４２ａ、またはビット同期４１ｂ、フレーム同期４２ｂのいづれか一方を検出してＯＫとなった場合、ステップＳ５２においてレングス（Ａ）４３ａまたはレングス（Ａ）４３ｂにより、フレーム同期４２ａまたは４２ｂを行った後に無線フレーム４０から受信する必要のあるビット列の長さを判定して受信する。
【００６１】
このときレングス（Ａ）４３ａ、４３ｂが示すデータビット列の長さは、例えば、レングス（Ａ）４３ａの場合は、フラグ４４ａ、レングス（Ｂ）４７、データ４５ａ、ビット同期４１ｂ、フレーム同期４２ｂ、レングス（Ａ）４３ｂ、フラグ４４ｂ、データ４５ｂ、ＣＲＣ４６ａ、ＣＲＣ４６ｂの合計のビットサイズＴＢ１とすればよい。
【００６２】
レングス（Ａ）４３ｂが示すデータビット列の長さは、例えば、フラグ４４ｂ、データ４５ｂ、ＣＲＣ４６ａの合計のビットサイズＴＢ２とすればよい。
【００６３】
次にステップＳ５３では、ＣＲＣ４６ａまたは４６ｂによって、レングス（Ａ）４３ａまたは４３ｂにて受信したビット列において誤りビットが含まれているかどうかを判定する。
【００６４】
例えば、レングス（Ａ）４３ａによって受信したビット列ＴＢ１（フラグ４４ａ、レングス（Ｂ）４７、データ４５ａ、ビット同期４１ｂ、フレーム同期４２ｂ、レングス（Ａ）４３ｂ、フラグ４４ｂ、データ４５ｂ、ＣＲＣ４６ａ、ＣＲＣ４６ｂ）において誤りビットが含まれているかを判定するために、ＣＲＣ４６ｂを計算することによって判定することができる。
【００６５】
また、レングス（Ａ）４３ｂによって受信したビット列ＴＢ２（フラグ４４ｂ、データ４５ｂ、ＣＲＣ４６ａ）において誤りビットが含まれているかを判定するために、ＣＲＣ４６ａを計算することによって判定することができる。
【００６６】
このときＣＲＣ４６ａまたは４６ｂによってビット列に誤りがあると判定されてＮＧとなった場合、ステップＳ５７において受信終了となる
ステップＳ５３においてＣＲＣ４６ａまたは４６ｂによってビット列に誤りが無くＯＫとなった場合、ステップＳ５４においてフラグ４４ａまたは４４ｂにより、レングス（Ａ）４３ａまたは４３ｂにて受信したビット列の内、データとして含まれているブロック数を判定する。
【００６７】
例えば、フラグ４４ａが「２」と判断した場合には、受信したビット列中にデータ４５ａとデータ４５ｂが含まれていると判定することができる。一方、フラグ４４ｂが「１」と判断した場合には、受信したビット列の中にデータ４５ｂのみが含まれていると判定することができる。
【００６８】
フラグ４４ａがデータ数「２」であった場合、ステップＳ５５ではレングス（Ｂ）４７によりデータ４５ａを保存し、次にステップＳ５６においてレングス（Ａ）４３ｂによりデータ４５ｂを保存し、受信終了となる（ステップＳ５７）。
【００６９】
フラグ４４ｂがデータ数「１」であった場合、ステップＳ５６ではレングス（Ａ）４３ｂによりデータ４５ｂを保存し、受信終了となる（ステップＳ５７）。
【００７０】
なお、ステップＳ５０からステップＳ５７までの受信手順は、無線通信装置１０の無線通信部１２、通信制御部１３、記憶部１４を使用することでこれらの機能を実現することが可能である。
【００７１】
以上、本実施形態では、同期部４１ａ、４２ａとデータ部４５ａからなる部分が第１の同期単位構成、同期部４１ｂ、４２ｂとデータ部４５ｂからなる部分が第２の同期単位構成を表している。このように、単一無線フレーム４０においてビット同期、フレーム同期を複数設けることで同期検出を容易にすることが可能であり、通信の信頼性を向上するという効果を有する。また、ビット同期、フレーム同期に続いてレングス（Ａ）、レングス（Ｂ）、フラグを設けることで、データの受信を容易に可能とする無線通信方法および無線通信装置を提供することが可能である。
【００７２】
次に、本発明を実施するための第二の実施形態について、図５を参照しながら説明する。
【００７３】
図５では、図４に示した受信手順ステップＳ５０からステップＳ５７に加えて、ステップＳ５８を追加している。ステップＳ５８は、いわゆる応答処理であり、受信の際に、送信側に受信できたことを返信する確認処理を行うものである。ここでは、無線フレーム４０に含まれるデータ４５ａ、４５ｂの内、実際に受信できたデータ数を含む応答信号を送信する手順である。
【００７４】
受信側の無線通信装置１０から実際に受信したデータ数を送信側の無線通信装置１０へ送信することで、送信側の無線通信装置１０は、次回の無線フレームの送信時において、受信側の無線通信装置１０において受信されなかったデータ４５ａ、４５ｂの内の一方または両方を再送することを可能とする。
【００７５】
以上、本実施形態では、第一の実施形態に、受信したデータ数を含む応答信号を送信する手順（ステップＳ５８）を加えることで、データの再送を可能とし、通信の信頼性を向上するという効果を有する。
【００７６】
次に、本発明を実施するための第三の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。
【００７７】
図６を用いて、本実施形態における無線フレーム４０の構成について説明する。単位無線フレーム４０は、ビット同期４１ａ、４１ｂ、フレーム同期４２ａ、４２ｂ、レングス（Ａ）４３ａ、４３ｂ、データ４５ａ、４５ｂ、ＣＲＣ（巡回冗長検査符号）４６ａ、４６ｂを備える。図１で説明した無線フレーム４０からレングス（Ｂ）４７とフラグ４４ａ、４４ｂを不要とする構成となっている。
【００７８】
この図６の無線フレーム４０も、先頭が同期部からはじまり、後部がデータチェック部となるデータフレームを単位フレームとしている。そして、単位フレーム内には同期部とデータ部からなる同期単位構成を複数備えている。図６の場合、ビット同期４１ａからＣＲＣ４６ｂまでが、単位フレームであり、同期部４１ａ、４２ａとデータ部４５ａからなる部分が第１の同期単位構成、同期部４１ｂ、４２ｂとデータ部４５ｂからなる部分が第２の同期単位構成を表している。これにより、単位フレーム内には同期部とデータ部からなる同期単位構成を複数備えている。
【００７９】
次に図７を用いて、本実施形態における無線フレーム４０の受信手順について説明する。なお、ステップＳ５０からステップＳ５３までの手順は図４に示した第二の実施形態と同様である。図７では、ステップＳ５３においてＣＲＣエラーの判定がＯＫとなった場合、ステップＳ５９において受信したデータ中におけるビット同期、フレーム同期の検出を行う。
【００８０】
ビット同期、フレーム同期は送信側と受信側で既知の固有ビットパターンであるため、受信側で検出可能である。またデータにおいてビット同期、フレーム同期と一致するパターンが偶然に発生する可能性もあるが、通常ビット同期、フレーム同期は数バイトの長さであるため、その確率は非常に低い。したがって、データ４５ａとビット同期４１ｂの区切りを検出することが可能である。
【００８１】
ステップＳ５９において、ビット同期、フレーム同期を検出してＯＫとなった場合は、データ４５ａを保存し（ステップＳ６０）、次にデータ４５ｂを保存し（ステップＳ６１）、受信終了となる（ステップＳ５７）。
【００８２】
一方、ステップＳ５９においてビット同期、フレーム同期を検出できずにＮＧとなった場合は、データ４５ｂを保存し（ステップＳ６１）、受信終了となる（ステップＳ５７）。
【００８３】
以上、本実施形態では、受信したデータ中におけるビット同期、フレーム同期の検出を行うことでデータ４５ａ、４５ｂの受信を可能とした。無線フレーム４０からレングス（Ｂ）４７とフラグ４４ａ、４４ｂを不要とする構成としたことで、無線通信の実効的な通信速度を向上させるという効果を有する。
【００８４】
次に、本発明を実施するための第四の実施形態について、図８を参照しながら説明する。
【００８５】
図８では、図７に示した受信手順ステップＳ５０からステップＳ６１に加えて、ステップＳ６２を追加している。ステップＳ６２は、いわゆる応答処理であり、受信の際に、送信側に受信できたことを返信する確認処理を行うものである。ここでは、無線フレーム４０に含まれるデータ４５ａ、４５ｂの内、実際に受信できたデータ数を含む応答信号を送信する手順である。
【００８６】
受信側の無線通信装置１０から実際に受信したデータ数を送信側の無線通信装置１０へ送信することで、送信側の無線通信装置１０は次回の無線フレームの送信時において、受信側の無線通信装置１０において受信されなかったデータ４５ａ、４５ｂの内の一方または両方を再送することを可能とする。
【００８７】
以上、本実施形態では、第三の実施形態に、受信したデータ数を含む応答信号を送信する手順（ステップＳ６２）を加えることで、データの再送を可能とし、通信の信頼性を向上するという効果を有する。
【００８８】
また同期検出後にデータ部の位置および長さを一意に特定することが可能であるため、容易にデータを受信することが可能である。また同期検出のための信号を少なくすることが可能であるため実効的な伝送速度の低下を抑制することが可能である。これらの結果、無線通信の信頼性を向上することが可能である。
【００８９】
なお、以上述べた第一から第四の実施形態では、ユニット式電力量計１が、電力量計測部２０、開閉器３０、無線通信装置１０を構成要素とするものとして説明したが、電力量計測部２０と開閉器３０を独立の装置として無線通信装置１０を外付けする構成としても構わない。また、電力量計測部２０または開閉器３０が無線通信装置１０を内蔵する構成としても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明によれば、各種の検針を容易に実現することができるので、電力検針以外、水道、ガス検針に適用可能であり、検針に限らず無線通信システムに広く適用することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１：ユニット式電力量計（電力量計）
１０：無線通信装置
１１：アンテナ
１２：無線通信部
１３：通信制御部
１４：記憶部
１５：入出力インターフェース部
１６：電源部
２０：電力量計測部
３０：開閉器
４０：無線フレーム
４１ａ，４１ｂ：ビット同期
４２ａ，４２ｂ：フレーム同期
４３ａ，４３ｂ：レングス（Ａ）
４４ａ，４４ｂ：フラグ
４５ａ，４５ｂ：データ
４６ａ，４６ｂ：ＣＲＣ
４７：レングス（Ｂ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信方法および無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電気、ガス、水道等の使用対象期間の使用料金は、検針員が定期的に家屋に設置された電気、ガス、水道等のメータを目視で確認し、メータの数値を記録した上で、前回の検針値との差に基づいて算出されてきた。しかし、検針員の人的コストが大きいこと、および家屋の住人（管理者等）が不在のときの対応が困難な場合があることが課題となっており、電気、ガス、水道等の使用量の検針業務を自動化するシステムが開発されてきている。本システムを自動検針システムと称する。
【０００３】
自動検針システムでは、メータ間のデータ伝送において無線通信や電力線通信などを利用する。無線通信を利用する場合には、無線通信方式としてＺｉｇＢｅｅや無線ＬＡＮ、ＰＨＳなどの方式の利用が検討されている。無線通信では通信信号の受信処理において、データを復調するのに先立って通信信号の同期処理を行うことが必要である。
【０００４】
例えば非特許文献１のＺｉｇＢｅｅでは、物理層のプロトコルとしてＩＥＥＥ８０２．１５．４規格を使用する。ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格では同期処理を行うために同期ヘッダ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｈｅａｄｅｒ）を設けており、プリアンブルシーケンス（Ｐｒｅａｍｂｌｅ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）においてビット同期を行い、次にフレーム区切り（Ｓｔａｒｔ ｏｆ Ｆｒａｍｅ Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ）においてフレーム同期を行う。
【０００５】
また、特許文献１に記載の従来技術では、ビット同期、システム識別符号フレーム同期、端末識別符号ＩＤを含むヘッダーを、複数回（ｎ回）繰り返し伝送する。これにより、システム内で妨害となる他の無線装置からの信号を短時間で判定し、複数の無線装置が接続される場合にも通信の信頼性を向上し、通信を確実に成功させることで、信頼性の高いメータ検針システムを提供することを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１３４７８１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１５．４−２００６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら無線通信では、空間伝搬による信号減衰やビルなどの壁面における反射波の影響によるマルチパス・フェージング、外来ノイズ等の影響を受けることで、通信信号の同期検出にエラーを生じることがある。
【０００９】
この点に関し、非特許文献１のＩＥＥＥ８０２．１５．４規格に準じた通信信号では、フレーム先頭に設けられた同期ヘッダが１つのみであるため、同期検出にエラーを生じるとそのフレームに重畳されたデータを全て受信不可能になるという課題を有する。
【００１０】
また、特許文献１に記載の従来技術は、ビット同期、システム識別符号フレーム同期、端末識別符号ＩＤを含むヘッダを複数回（ｎ回）繰り返し伝送することで、同期検出の信頼性は向上するが、ヘッダを複数回伝送しているため受信装置側では第何番目のヘッダにおいて同期を検出したかを判定する方法を明示しておらず、その結果、ヘッダの後に続く情報部を検出することができないという課題がある。
【００１１】
そこで、本発明では、無線通信における通信信号の同期検出信頼性を向上し、かつ同期部に続くデータ部の受信を容易に可能とする無線通信方法および無線通信装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の無線通信方法では、同期部からはじまり、後部がデータチェック部となる無線フレームを単位フレームとし、単位フレーム内に同期部とデータ部からなる同期単位構成を複数備える。
【００１３】
また同期単位構成は、第一のビット同期、第一のフレーム同期、第一のデータから構成される第１の同期単位構成と、第二のビット同期、第二のフレーム同期、第二のデータから構成される第２の同期単位構成とを備え、第１の同期単位構成、第２の同期単位構成、データチェック部の順に時系列的に伝送される。
【００１４】
また、各同期単位構成は、フレーム同期とデータの間に、単位フレーム内のデータブロックの個数を示すフラグ部を備えるとともに、フラグ部に記述されるデータブロックの個数は、フラグ部以降のデータブロック数とされる。
【００１５】
また、各同期単位構成は、フレーム同期の後段に、受信して取り込むべきビット列の長さの情報を記述したレングスを含み、受信側ではレングス確認後、ここに記載されたビット列の長さの信号を有意の信号として取り込む。
【００１６】
また、第一のデータと第二のデータのいずれかまたは両方のデータ量を示すための受信したデータ数を含む応答信号を送信することで、受信することができなかった第一のデータと第二のデータのいずれかまたは両方を再送する。
【００１７】
また、各同期単位構成のデータは、同一内容、または異なる内容とされる。
【００１８】
また、各同期単位構成のデータが異なる内容のデータとされるときに、より優先度の高いデータを時系列的後段の第２のデータとする。
【００１９】
本発明の無線通信装置は、第一のビット同期、第一のフレーム同期、第一のデータから構成される第１の同期単位構成、第二のビット同期、第二のフレーム同期、第二のデータから構成される第２の同期単位構成、データチェック部を単位フレームとし、この順に時系列的に伝送する。
【００２０】
本発明の無線通信装置は、第一のビット同期、第一のフレーム同期、データブロックの個数を示す第１のフラグ部、第一のデータから構成される第１の同期単位構成、第二のビット同期、第二のフレーム同期、データブロックの個数を示す第１のフラグ部、第二のデータから構成される第２の同期単位構成、データチェック部を単位フレームとし、この順に時系列的に伝送する。
【００２１】
本発明の無線通信装置は、第一のビット同期、第一のフレーム同期、受信して取り込むべきビット列の長さの情報を記述した第１のレングス、データブロックの個数を示す第１のフラグ部、第一のデータから構成される第１の同期単位構成、第二のビット同期、第二のフレーム同期、受信して取り込むべきビット列の長さの情報を記述した第１のレングス、データブロックの個数を示す第１のフラグ部、第二のデータから構成される第２の同期単位構成、データチェック部を単位フレームとし、この順に時系列的に伝送する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、無線通信における通信信号の同期検出の誤りを低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】無線フレーム４０構成の一例を示す図。
【図２】電力量自動検針システム構成の一例を示す図。
【図３】無線通信装置１０の構成の一例を示す図。
【図４】無線フレームの受信手順の一例を示す図。
【図５】無線フレームの受信手順の一例を示す図。
【図６】無線フレームの構成の一例を示す図。
【図７】無線フレームの受信手順の一例を示す図。
【図８】無線フレームの受信手順の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、本発明を実施するための形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例】
【００２５】
本発明の無線通信装置及び無線通信方法は、その適用対象が何であってもよいが、ここでは無線による電力量検針システムを適用対象として説明する。典型的な電力量自動検針システムの構成を図２に示している。
【００２６】
図２の電力量自動検針システムにおいては、ユニット式電力量計１を、電力料金支払い単位となる各家庭、従って検針対象である各家庭に設置する。つまり、電力は高圧配電線ＬＨから変圧器Ｔｒ，低圧配電線ＬＬを経由して各家庭の分電盤Ｂに取り込まれるが、ユニット式電力量計１は、検針対象である各家庭の分電盤Ｂ単位にその電源側に設置される。
【００２７】
ここで、変圧器Ｔｒとは、いわゆる柱上変圧器のことであり、例えば柱上変圧器の位置に、ユニット式電力量計１において計量された検針データを収集するための集約装置２が設置される。一般には１０台〜２０台程度のユニット式電力量計１が、一台の変圧器に接続される。また集約装置２には、複数の変圧器に接続されたユニット式電力量計が合計で数１００台程度まで接続されることもある。
【００２８】
ユニット式電力量計１は、通常の電力量計と同様に、電力量を計測する電力量計測部２０と、家屋内への電力供給を一度に遮断する開閉器３０を備えるが、それ以外に計測結果などを外部に送出し、あるいは外部からの指示を受信する無線通信装置１０を内蔵している。このうち、電力量計測部２０は、電力を時間的に積算した量（電力量）を計測し、その計測値（検針値）を、無線通信装置１０を介して集約装置２側に向けて出力する。開閉器３０は、無線通信装置１０から出力される信号に基づき、開閉器３０を切断状態（ＯＦＦ）にした場合、分電盤を介して家屋内への電力供給を一度に遮断する。
【００２９】
無線通信装置１０は、電力量計測部２０から受信した計測値を、無線通信（例えば、２．４ＧＨｚ帯や９５０ＭＨｚ帯）によって送信する。この無線通信装置１０が送受信する信号としては、単に家庭の消費電力の検針結果のみではなく、各家庭での太陽光発電などの発電電力つまり、売電電力量の検針結果も含んでもよい。また、各家庭の開閉器３０の開閉状態信号あるいは、操作信号も含まれ、単なる検針ばかりでなく、開閉器３０の監視・制御操作も実行することができる。
【００３０】
集約装置２は、これに接続された複数のユニット式電力量計１に対して、電力量検針開始指示を送信し、あるいは開閉器３０の開閉指令信号を送信し、ユニット式電力量計１から電力量や開閉状態のデータを受信し、かつ図示せぬ上位の集約装置との間で各種信号の送受信を実行する。係る機能を有する集約装置は、特有の装置構成を備えた専用装置としてもよいが、一般にはユニット式電力量計１を使用し、内部の無線通信装置１０の機能を生かす構成とするのがよい。つまり、集約装置２は、どの様に構成されるにしても、実質的にはユニット式電力量計１内部の無線通信装置１０の機能を備えたものとされる。
【００３１】
次に、図３を用いて、本実施形態における無線通信装置１０の構成について説明する。なお、先に説明したように、この無線通信装置１０の装置構成は複数のユニット式電力量計１ばかりでなく、集約装置２にも備えられている。無線通信装置１０は、アンテナ１１、無線通信部１２、通信制御部１３、記憶部１４、入出力インターフェース部１５、および電源部１６を備える。
【００３２】
このうち、通信制御部１３は、入出力インターフェース部１５において外部と入出力されるデータを記憶部１４に保存したり、あるいは無線通信部１２を制御してデータを無線通信するためのデータに変換したりする機能を有する。
【００３３】
また、通信制御部１３は、一般的には中央処理装置ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）に相当するが、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｒ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などで構成しても良い。
【００３４】
記憶部１４は、一般的にはＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリで構成される。
【００３５】
入出力インターフェース部１５は、一般的にはＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＲＳ２３２Ｃ、ＩｒＤＡなどの有線、無線、赤外線インターフェースなどで構成される。
【００３６】
そして、入出力インターフェース部１５は、無線通信装置１０が図２のユニット式電力量計１として使用されるときには、電力量計測部２０から電力量を入手し、開閉器３０の開閉状態を入手すると共に、開閉操作信号を与えるなどの機能を果たす。無線通信装置１０が集約装置２として使用されるとき、入出力インターフェース部１５は、電力量計測、開閉操作の目的上は不要な回路部分であるが、配電線の電流、電圧情報を上位の集約装置に送るように接続され、使用されるのがよい。なお、入出力インターフェース部１５は、無線通信装置１０が設置された適用対象の状況に応じて適宜、複数個設けることが可能である。
【００３７】
無線通信部１２は、通信制御部１３から入力されるデータに基づき、アンテナ１１を介して無線通信信号を送信する。またアンテナ１１を介して入力される無線通信信号は、無線通信部１２において受信され、通信制御部１３に出力される。
【００３８】
無線通信部１２は、通常は変復調、周波数変換器、フィルタ、高周波スイッチ等の無線通信で用いられる回路にて構成される。
【００３９】
なお、電源部１６は、外部から供給されるＡＣ１００Ｖなどの電源から無線通信装置１０内で使用される複数の電源、例えばＤＣ５Ｖなどに変換してから各部に供給する機能を有する。
【００４０】
図１は、以上の前提装置において無線通信を確実に実行せしめるに有効な、本実施形態における無線フレーム４０の構成を示している。この無線フレーム４０は、ビット同期４１ａ、４１ｂ、フレーム同期４２ａ、４２ｂ、レングス（Ａ）４３ａ、４３ｂ、レングス（Ｂ）４７、フラグ４４ａ、４４ｂ、データ４５ａ、４５ｂ、ＣＲＣ（巡回冗長検査符号）４６ａ、４６ｂを備える。
【００４１】
この無線フレーム４０は、先頭が同期部からはじまり、後部がデータチェック部となるデータフレームを単位フレームとしている。そして、単位フレーム内には同期部とデータ部からなる同期単位構成を複数備えている。図１の場合、ビット同期４１ａからＣＲＣ４６ｂまでが、単位フレームであり、同期部４１ａ、４２ａとデータ部４５ａからなる部分が第１の同期単位構成、同期部４１ｂ、４２ｂとデータ部４５ｂからなる部分が第２の同期単位構成を表している。これにより、単位フレーム内には同期部とデータ部からなる同期単位構成を複数備えている。
【００４２】
以下、図１の単位フレーム構成とその特徴について説明する。ビット同期４１ａ、４１ｂは、無線フレーム４０を受信し、復調するために、ビット単位での同期を検出するために用いられる。例えば、無線フレーム４０をＦＳＫ（周波数シフトキーイング）変調した場合には、データビット「１」に相当する高周波数とデータビット「０」に相当する低周波数との切替タイミングを、無線通信部１２において適合させる機能を実現するために用いられる。
【００４３】
フレーム同期４２ａ、４２ｂは、ビット同期４１ａ、４１ｂを行った後に無線フレーム４０から復調される一定長のデータビット列であり、例えば１バイト（８ビット）の長さとする。無線通信部１２または通信制御部１３に予め保持された固有のビットパターンと照合し、自己に充てた無線フレーム４０を受信したことを検知するために用いられる。
【００４４】
レングス（Ａ）４３ａ、４３ｂ、レングス（Ｂ）４７は、フレーム同期４２ａ、４２ｂを行った後に、無線フレーム４０から受信する必要のあるビット列の長さを判定するために用いられる。レングスには、その後段のビット列の長さが記載されている。従って、受信側ではレングス確認後、ここに記載されたビット列の長さの信号を取り込めば、これが受信側にとって有意の信号を確実に取り込んだことになる。因みに、各レングスに予め記載され、ここで定義された後段のビット列は、以下の通りである。
【００４５】
レングス（Ａ）４３ａ：フラグ４４ａ、レングス（Ｂ）４７、データ４５ａ、ビット同期４１ｂ、フレーム同期４２ｂ、レングス（Ａ）４３ｂ、フラグ４４ｂ、データ４５ｂ、ＣＲＣ４６ａ、ＣＲＣ４６ｂの合計のビットサイズＴＢ１。
【００４６】
レングス（Ａ）４３ｂ：フラグ４４ｂ、データ４５ｂ、ＣＲＣ４６ａの合計のビットサイズＴＢ２。
【００４７】
レングス（Ｂ）４７：データ４５ａのビットサイズＴＢ３。
【００４８】
フラグ４４ａ、４４ｂは、レングス（Ａ）４３ａ、４３ｂにて受信し確認した有意のビット列の内、データとして含まれているブロック数を判定するために用いる。例えば、時系列的に先頭側のフラグ４４ａに「２」と記述されていた場合には、受信したビット列中に、２個のデータブロック、データ４５ａとデータ４５ｂが含まれていると判定することができる。これに対し、時系列的に後尾側のフラグ４４ｂに「１」と記述されていた場合には、後段で受信したビット列の中に、１個のデータブロック、データ４５ｂのみが含まれていると判定することができる。
【００４９】
レングス（Ｂ）によって、データ４５ａとビット同期４１ｂの区切り位置を判定することが可能である。なお、例えばデータ４５ａのビットサイズが、送信側の無線通信装置１０と受信側の無線通信装置１０との間で既知となっている場合には、レングス（Ｂ）４７は無くてもよい。
【００５０】
ＣＲＣ４６ａ、４６ｂは、レングス（Ａ）４３ａ、４３ｂにて受信したビット列において誤りビットが含まれているかどうかを判定するために用いる。例えば、レングス（Ａ）４３ａによって受信したビット列ＴＢ１（フラグ４４ａ、レングス（Ｂ）４７、データ４５ａ、ビット同期４１ｂ、フレーム同期４２ｂ、レングス（Ａ）４３ｂ、フラグ４４ｂ、データ４５ｂ、ＣＲＣ４６ａ、ＣＲＣ４６ｂ）において、誤りビットが含まれているかを判定するために、ＣＲＣ４６ｂを計算することによって判定することができる。
【００５１】
例えば、レングス（Ａ）４３ｂによって受信したビット列（フラグ４４ｂ、データ４５ｂ、ＣＲＣ４６ａ）において誤りビットが含まれているかを判定するために、ＣＲＣ４６ａを計算することによって判定することができる。
【００５２】
なお、以上の説明において、ビット同期４１ａ、４１ｂ、フレーム同期４２ａ、４２ｂ、レングス（Ａ）４３ａ、４３ｂ、レングス（Ｂ）４７、フラグ４４ａ、４４ｂ、ＣＲＣ（巡回冗長検査符号）４６ａ、４６ｂの各々のビットサイズが送信側の無線通信装置１０と受信側の無線通信装置１０との間で既知となっていることを想定して説明した。
【００５３】
以上図１で説明したように、ビット同期４１ａからＣＲＣ４６ｂまでが、単位フレームであり、同期部４１ａ、４２ａとデータ部４５ａからなる部分が第１の同期単位構成、同期部４１ｂ、４２ｂとデータ部４５ｂからなる部分が第２の同期単位構成を表している。
【００５４】
上記構成の単位フレームによれば、１単位フレームで複数のデータ４５ａ、４５ｂを、送信側の無線通信装置１０から受信側の無線通信装置１０へ伝送できる。このときに伝送するデータ４５ａとデータ４５ｂは、同一内容のデータとしても良いし、異なる内容のデータとしても良い。また複数のデータの内で、伝送における優先度に差異がある場合には、データ４５ａとデータ４５ｂに割り当てるデータを優先度に応じて変更してもよい。
【００５５】
例えば、データ４５ａとデータ４５ｂを同一内容のデータとした場合には、ビット同期４１ａ、フレーム同期４２ａ、またはビット同期４１ｂ、フレーム同期４２ｂのいづれか一方によって同期を検出することによって、データ４５ａとデータ４５ｂの少なくとも一方を受信することが可能となるため、通信の信頼性が向上するという効果を有する。
【００５６】
例えば、データ４５ａとデータ４５ｂを異なる内容のデータとした場合には、ビット同期４１ａ、フレーム同期４２ａによって同期を検出することで、データ４５ａとデータ４５ｂの両方を受信することが可能となり、ビット同期４１ｂ、フレーム同期４２ｂによって同期を検出することで、少なくともデータ４５ｂを受信することが可能となるため、無線通信の実効的な通信速度の低下を抑制するという効果を有する。
【００５７】
例えば、第一のデータの優先度が高く、第二のデータの優先度が低い場合には、データ４５ａに第二のデータを割り当て、データ４５ｂに第一のデータを割り当てることとする。このようにすることで、ビット同期４１ａ、フレーム同期４２ａ、またはビット同期４１ｂ、フレーム同期４２ｂのいづれか一方によって同期を検出することによって、データ４５ｂに割り当てた第一のデータを受信することが可能となるため、優先度の高いデータの伝送に対する無線通信の信頼性が向上するという効果を有する。
【００５８】
次に図４を用いて、本実施形態における無線フレーム４０の受信手順について説明する。
【００５９】
無線通信装置１０は、受信開始（ステップＳ５０）の後、ビット同期、およびフレーム同期の検出を行う（ステップＳ５１）。このとき単位フレームである無線フレーム４０のビット同期４１ａ、フレーム同期４２ａ、またはビット同期４１ｂ、フレーム同期４２ｂのどちらも検出できずにＮＧとなった場合、受信終了となる（ステップＳ５７）。
【００６０】
ステップＳ５１において、ビット同期４１ａ、フレーム同期４２ａ、またはビット同期４１ｂ、フレーム同期４２ｂのいづれか一方を検出してＯＫとなった場合、ステップＳ５２においてレングス（Ａ）４３ａまたはレングス（Ａ）４３ｂにより、フレーム同期４２ａまたは４２ｂを行った後に無線フレーム４０から受信する必要のあるビット列の長さを判定して受信する。
【００６１】
このときレングス（Ａ）４３ａ、４３ｂが示すデータビット列の長さは、例えば、レングス（Ａ）４３ａの場合は、フラグ４４ａ、レングス（Ｂ）４７、データ４５ａ、ビット同期４１ｂ、フレーム同期４２ｂ、レングス（Ａ）４３ｂ、フラグ４４ｂ、データ４５ｂ、ＣＲＣ４６ａ、ＣＲＣ４６ｂの合計のビットサイズＴＢ１とすればよい。
【００６２】
レングス（Ａ）４３ｂが示すデータビット列の長さは、例えば、フラグ４４ｂ、データ４５ｂ、ＣＲＣ４６ａの合計のビットサイズＴＢ２とすればよい。
【００６３】
次にステップＳ５３では、ＣＲＣ４６ａまたは４６ｂによって、レングス（Ａ）４３ａまたは４３ｂにて受信したビット列において誤りビットが含まれているかどうかを判定する。
【００６４】
例えば、レングス（Ａ）４３ａによって受信したビット列ＴＢ１（フラグ４４ａ、レングス（Ｂ）４７、データ４５ａ、ビット同期４１ｂ、フレーム同期４２ｂ、レングス（Ａ）４３ｂ、フラグ４４ｂ、データ４５ｂ、ＣＲＣ４６ａ、ＣＲＣ４６ｂ）において誤りビットが含まれているかを判定するために、ＣＲＣ４６ｂを計算することによって判定することができる。
【００６５】
また、レングス（Ａ）４３ｂによって受信したビット列ＴＢ２（フラグ４４ｂ、データ４５ｂ、ＣＲＣ４６ａ）において誤りビットが含まれているかを判定するために、ＣＲＣ４６ａを計算することによって判定することができる。
【００６６】
このときＣＲＣ４６ａまたは４６ｂによってビット列に誤りがあると判定されてＮＧとなった場合、ステップＳ５７において受信終了となる
ステップＳ５３においてＣＲＣ４６ａまたは４６ｂによってビット列に誤りが無くＯＫとなった場合、ステップＳ５４においてフラグ４４ａまたは４４ｂにより、レングス（Ａ）４３ａまたは４３ｂにて受信したビット列の内、データとして含まれているブロック数を判定する。
【００６７】
例えば、フラグ４４ａが「２」と判断した場合には、受信したビット列中にデータ４５ａとデータ４５ｂが含まれていると判定することができる。一方、フラグ４４ｂが「１」と判断した場合には、受信したビット列の中にデータ４５ｂのみが含まれていると判定することができる。
【００６８】
フラグ４４ａがデータ数「２」であった場合、ステップＳ５５ではレングス（Ｂ）４７によりデータ４５ａを保存し、次にステップＳ５６においてレングス（Ａ）４３ｂによりデータ４５ｂを保存し、受信終了となる（ステップＳ５７）。
【００６９】
フラグ４４ｂがデータ数「１」であった場合、ステップＳ５６ではレングス（Ａ）４３ｂによりデータ４５ｂを保存し、受信終了となる（ステップＳ５７）。
【００７０】
なお、ステップＳ５０からステップＳ５７までの受信手順は、無線通信装置１０の無線通信部１２、通信制御部１３、記憶部１４を使用することでこれらの機能を実現することが可能である。
【００７１】
以上、本実施形態では、同期部４１ａ、４２ａとデータ部４５ａからなる部分が第１の同期単位構成、同期部４１ｂ、４２ｂとデータ部４５ｂからなる部分が第２の同期単位構成を表している。このように、単一無線フレーム４０においてビット同期、フレーム同期を複数設けることで同期検出を容易にすることが可能であり、通信の信頼性を向上するという効果を有する。また、ビット同期、フレーム同期に続いてレングス（Ａ）、レングス（Ｂ）、フラグを設けることで、データの受信を容易に可能とする無線通信方法および無線通信装置を提供することが可能である。
【００７２】
次に、本発明を実施するための第二の実施形態について、図５を参照しながら説明する。
【００７３】
図５では、図４に示した受信手順ステップＳ５０からステップＳ５７に加えて、ステップＳ５８を追加している。ステップＳ５８は、いわゆる応答処理であり、受信の際に、送信側に受信できたことを返信する確認処理を行うものである。ここでは、無線フレーム４０に含まれるデータ４５ａ、４５ｂの内、実際に受信できたデータ数を含む応答信号を送信する手順である。
【００７４】
受信側の無線通信装置１０から実際に受信したデータ数を送信側の無線通信装置１０へ送信することで、送信側の無線通信装置１０は、次回の無線フレームの送信時において、受信側の無線通信装置１０において受信されなかったデータ４５ａ、４５ｂの内の一方または両方を再送することを可能とする。
【００７５】
以上、本実施形態では、第一の実施形態に、受信したデータ数を含む応答信号を送信する手順（ステップＳ５８）を加えることで、データの再送を可能とし、通信の信頼性を向上するという効果を有する。
【００７６】
次に、本発明を実施するための第三の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。
【００７７】
図６を用いて、本実施形態における無線フレーム４０の構成について説明する。単位無線フレーム４０は、ビット同期４１ａ、４１ｂ、フレーム同期４２ａ、４２ｂ、レングス（Ａ）４３ａ、４３ｂ、データ４５ａ、４５ｂ、ＣＲＣ（巡回冗長検査符号）４６ａ、４６ｂを備える。図１で説明した無線フレーム４０からレングス（Ｂ）４７とフラグ４４ａ、４４ｂを不要とする構成となっている。
【００７８】
この図６の無線フレーム４０も、先頭が同期部からはじまり、後部がデータチェック部となるデータフレームを単位フレームとしている。そして、単位フレーム内には同期部とデータ部からなる同期単位構成を複数備えている。図６の場合、ビット同期４１ａからＣＲＣ４６ｂまでが、単位フレームであり、同期部４１ａ、４２ａとデータ部４５ａからなる部分が第１の同期単位構成、同期部４１ｂ、４２ｂとデータ部４５ｂからなる部分が第２の同期単位構成を表している。これにより、単位フレーム内には同期部とデータ部からなる同期単位構成を複数備えている。
【００７９】
次に図７を用いて、本実施形態における無線フレーム４０の受信手順について説明する。なお、ステップＳ５０からステップＳ５３までの手順は図４に示した第二の実施形態と同様である。図７では、ステップＳ５３においてＣＲＣエラーの判定がＯＫとなった場合、ステップＳ５９において受信したデータ中におけるビット同期、フレーム同期の検出を行う。
【００８０】
ビット同期、フレーム同期は送信側と受信側で既知の固有ビットパターンであるため、受信側で検出可能である。またデータにおいてビット同期、フレーム同期と一致するパターンが偶然に発生する可能性もあるが、通常ビット同期、フレーム同期は数バイトの長さであるため、その確率は非常に低い。したがって、データ４５ａとビット同期４１ｂの区切りを検出することが可能である。
【００８１】
ステップＳ５９において、ビット同期、フレーム同期を検出してＯＫとなった場合は、データ４５ａを保存し（ステップＳ６０）、次にデータ４５ｂを保存し（ステップＳ６１）、受信終了となる（ステップＳ５７）。
【００８２】
一方、ステップＳ５９においてビット同期、フレーム同期を検出できずにＮＧとなった場合は、データ４５ｂを保存し（ステップＳ６１）、受信終了となる（ステップＳ５７）。
【００８３】
以上、本実施形態では、受信したデータ中におけるビット同期、フレーム同期の検出を行うことでデータ４５ａ、４５ｂの受信を可能とした。無線フレーム４０からレングス（Ｂ）４７とフラグ４４ａ、４４ｂを不要とする構成としたことで、無線通信の実効的な通信速度を向上させるという効果を有する。
【００８４】
次に、本発明を実施するための第四の実施形態について、図８を参照しながら説明する。
【００８５】
図８では、図７に示した受信手順ステップＳ５０からステップＳ６１に加えて、ステップＳ６２を追加している。ステップＳ６２は、いわゆる応答処理であり、受信の際に、送信側に受信できたことを返信する確認処理を行うものである。ここでは、無線フレーム４０に含まれるデータ４５ａ、４５ｂの内、実際に受信できたデータ数を含む応答信号を送信する手順である。
【００８６】
受信側の無線通信装置１０から実際に受信したデータ数を送信側の無線通信装置１０へ送信することで、送信側の無線通信装置１０は次回の無線フレームの送信時において、受信側の無線通信装置１０において受信されなかったデータ４５ａ、４５ｂの内の一方または両方を再送することを可能とする。
【００８７】
以上、本実施形態では、第三の実施形態に、受信したデータ数を含む応答信号を送信する手順（ステップＳ６２）を加えることで、データの再送を可能とし、通信の信頼性を向上するという効果を有する。
【００８８】
また同期検出後にデータ部の位置および長さを一意に特定することが可能であるため、容易にデータを受信することが可能である。また同期検出のための信号を少なくすることが可能であるため実効的な伝送速度の低下を抑制することが可能である。これらの結果、無線通信の信頼性を向上することが可能である。
【００８９】
なお、以上述べた第一から第四の実施形態では、ユニット式電力量計１が、電力量計測部２０、開閉器３０、無線通信装置１０を構成要素とするものとして説明したが、電力量計測部２０と開閉器３０を独立の装置として無線通信装置１０を外付けする構成としても構わない。また、電力量計測部２０または開閉器３０が無線通信装置１０を内蔵する構成としても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明によれば、各種の検針を容易に実現することができるので、電力検針以外、水道、ガス検針に適用可能であり、検針に限らず無線通信システムに広く適用することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１：ユニット式電力量計（電力量計）
１０：無線通信装置
１１：アンテナ
１２：無線通信部
１３：通信制御部
１４：記憶部
１５：入出力インターフェース部
１６：電源部
２０：電力量計測部
３０：開閉器
４０：無線フレーム
４１ａ，４１ｂ：ビット同期
４２ａ，４２ｂ：フレーム同期
４３ａ，４３ｂ：レングス（Ａ）
４４ａ，４４ｂ：フラグ
４５ａ，４５ｂ：データ
４６ａ，４６ｂ：ＣＲＣ
４７：レングス（Ｂ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期部からはじまり、後部がデータチェック部となる無線フレームを単位フレームとし、該単位フレーム内に同期部とデータ部からなる同期単位構成を複数備えていることを特徴とする無線通信方法。
【請求項２】
第１項記載の無線通信方法において、
前記同期単位構成は、第一のビット同期、第一のフレーム同期、第一のデータから構成される第１の同期単位構成と、第二のビット同期、第二のフレーム同期、第二のデータから構成される第２の同期単位構成とを備え、第１の同期単位構成、第２の同期単位構成、データチェック部の順に時系列的に伝送されることを特徴とする無線通信方法。
【請求項３】
第２項記載の無線通信方法において、
各同期単位構成は、フレーム同期とデータの間に、当該単位フレーム内のデータブロックの個数を示すフラグ部を備えるとともに、フラグ部に記述されるデータブロックの個数は、当該フラグ部以降のデータブロック数とされることを特徴とする無線通信方法。
【請求項４】
第２項記載の無線通信方法において、
各同期単位構成は、フレーム同期の後段に、受信して取り込むべきビット列の長さの情報を記述したレングスを含み、受信側ではレングス確認後、ここに記載されたビット列の長さの信号を有意の信号として取り込むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項５】
第２項記載の無線通信方法において、
第一のデータと第二のデータのいずれかまたは両方のデータ量を示すための受信したデータ数を含む応答信号を送信することで、受信することができなかった第一のデータと第二のデータのいずれかまたは両方を再送することを特徴とする無線通信方法。
【請求項６】
第２項記載の無線通信方法において、
各同期単位構成のデータは、同一内容、または異なる内容とされることを特徴とする無線通信方法。
【請求項７】
第６項記載の無線通信方法において、
各同期単位構成のデータが異なる内容のデータとされるときに、より優先度の高いデータを時系列的後段の第２のデータとすることを特徴とする無線通信方法。
【請求項８】
第一のビット同期、第一のフレーム同期、第一のデータから構成される第１の同期単位構成、第二のビット同期、第二のフレーム同期、第二のデータから構成される第２の同期単位構成、データチェック部を単位フレームとし、この順に時系列的に伝送することを特徴とする無線通信装置。
【請求項９】
第一のビット同期、第一のフレーム同期、データブロックの個数を示す第１のフラグ部、第一のデータから構成される第１の同期単位構成、第二のビット同期、第二のフレーム同期、データブロックの個数を示す第１のフラグ部、第二のデータから構成される第２の同期単位構成、データチェック部を単位フレームとし、この順に時系列的に伝送することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１０】
第一のビット同期、第一のフレーム同期、受信して取り込むべきビット列の長さの情報を記述した第１のレングス、データブロックの個数を示す第１のフラグ部、第一のデータから構成される第１の同期単位構成、第二のビット同期、第二のフレーム同期、受信して取り込むべきビット列の長さの情報を記述した第１のレングス、データブロックの個数を示す第１のフラグ部、第二のデータから構成される第２の同期単位構成、データチェック部を単位フレームとし、この順に時系列的に伝送することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１】
同期部からはじまり、後部がデータチェック部となる無線フレームを単位フレームとし、該単位フレーム内に同期部とデータ部からなる同期単位構成を複数備えていることを特徴とする無線通信方法。
【請求項２】
第１項記載の無線通信方法において、
前記同期単位構成は、第一のビット同期、第一のフレーム同期、第一のデータから構成される第１の同期単位構成と、第二のビット同期、第二のフレーム同期、第二のデータから構成される第２の同期単位構成とを備え、第１の同期単位構成、第２の同期単位構成、データチェック部の順に時系列的に伝送されることを特徴とする無線通信方法。
【請求項３】
第２項記載の無線通信方法において、
各同期単位構成は、フレーム同期とデータの間に、当該単位フレーム内のデータブロックの個数を示すフラグ部を備えるとともに、フラグ部に記述されるデータブロックの個数は、当該フラグ部以降のデータブロック数とされることを特徴とする無線通信方法。
【請求項４】
第２項記載の無線通信方法において、
各同期単位構成は、フレーム同期の後段に、受信して取り込むべきビット列の長さの情報を記述したレングスを含み、受信側ではレングス確認後、ここに記載されたビット列の長さの信号を有意の信号として取り込むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項５】
第２項記載の無線通信方法において、
第一のデータと第二のデータのいずれかまたは両方のデータ量を示すための受信したデータ数を含む応答信号を送信することで、受信することができなかった第一のデータと第二のデータのいずれかまたは両方を再送することを特徴とする無線通信方法。
【請求項６】
第２項記載の無線通信方法において、
各同期単位構成のデータは、同一内容、または異なる内容とされることを特徴とする無線通信方法。
【請求項７】
第６項記載の無線通信方法において、
各同期単位構成のデータが異なる内容のデータとされるときに、より優先度の高いデータを時系列的後段の第２のデータとすることを特徴とする無線通信方法。
【請求項８】
第一のビット同期、第一のフレーム同期、第一のデータから構成される第１の同期単位構成、第二のビット同期、第二のフレーム同期、第二のデータから構成される第２の同期単位構成、データチェック部を単位フレームとし、この順に時系列的に伝送することを特徴とする無線通信装置。
【請求項９】
第一のビット同期、第一のフレーム同期、データブロックの個数を示す第１のフラグ部、第一のデータから構成される第１の同期単位構成、第二のビット同期、第二のフレーム同期、データブロックの個数を示す第１のフラグ部、第二のデータから構成される第２の同期単位構成、データチェック部を単位フレームとし、この順に時系列的に伝送することを特徴とする無線通信装置。
【請求項１０】
第一のビット同期、第一のフレーム同期、受信して取り込むべきビット列の長さの情報を記述した第１のレングス、データブロックの個数を示す第１のフラグ部、第一のデータから構成される第１の同期単位構成、第二のビット同期、第二のフレーム同期、受信して取り込むべきビット列の長さの情報を記述した第１のレングス、データブロックの個数を示す第１のフラグ部、第二のデータから構成される第２の同期単位構成、データチェック部を単位フレームとし、この順に時系列的に伝送することを特徴とする無線通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−８５１８８（Ｐ２０１２−８５１８８Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３１１０９（Ｐ２０１０−２３１１０９）
【出願日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＺＩＧＢＥＥ
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＺＩＧＢＥＥ
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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