(57)【要約】【課題】複数の無線通信端末を使用して無線ネットワークを構築し無線通信を行うには、無線通信端末の数量が増えてしまう傾向がある。それに伴い無線通信の経路が複雑化し、例えば無線通信端末の設置技術に負荷がかかり、結果的に無線通信の信頼性が下がってしまうという問題がある。【解決手段】  複数のアンテナを備えた無線通信端末であって、無線通信可能な他の無線通信端末を探索し結果を記録する記憶部を有し、記憶部に、探索結果と共に、どのアンテナを使用したかを合わせて記録するように構成する。  これにより、無線ネットワークの構築において、無線通信端末の設置が簡略化でき設置技術に対する負荷を低減することができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナを備えた無線通信端末であって、
無線通信可能な他の無線通信端末を探索し結果を記録する記憶部を有し、
該記憶部に、前記探索結果と共に、どのアンテナを使用したかを合わせて記録することを特徴とする無線通信端末。
【請求項２】
請求項1に記載の無線通信端末であって、
複数の無線通信端末からなる無線ネットワークにおいて、マルチホップ無線通信を行い経路計画を行う際に、どの無線通信端末を経由するかだけでなく、どの無線通信端末のどのアンテナを使用するかも含めて経路計画を立てることが可能なことを特徴とする無線通信端末。
【請求項３】
請求項１または２の何れか1項に記載の無線通信端末であって、
前記複数のアンテナで他の無線通信端末との無線通信が可能であった際に、アンテナ間の差異があるかどうかを知らせることを特徴とする無線通信端末。
【請求項４】
請求項１から３の何れか1項に記載の無線通信端末であって、
無線通信可能な無線通信端末を探索した結果、無線通信をすることができなかったアンテナを知らせることを特徴とする無線通信端末。
【請求項５】
請求項１から４の何れか1項に記載の無線通信端末であって、
前記複数のアンテナは２つのアンテナであり、それぞれ電波放射方向が水平なアンテナと電波放射方向が垂直なアンテナであって、前記２つのアンテナのそれぞれの電波を放射するエレメントの電波放射方向に前記無線通信端末の筐体が重ならないように前記２つのアンテナを取り付けたことを特徴とする無線通信端末。
【請求項６】
複数のアンテナを備えた無線通信端末の探索情報記録方法であって、
無線通信可能な無線通信端末を探索し、その探索結果を記録すると共に、どのアンテナを使用したかを合わせて記録することを特徴とする無線通信端末の探索情報記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の無線通信端末を使用した無線ネットワークにおける、無線通信端末の通信経路の最適化に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の無線通信端末を使用した無線ネットワークを利用した用途として、各種設備の監視、操作を無線で行う例があげられる。このような各種設備の監視対象データとしては、電力、温度などのセンサ情報や異常通知などのデータ情報がある。これらの設備からの情報の取得は、主に有線によるデータ通信が多いが、設備と監視を行う場所が離れていることが多く、この場合、その間の配線工事が必要となる。これらを無線化することで配線工事が必要なくなり、離れた設備の監視、操作が可能となる。
【０００３】
しかしながら、無線通信を行いたい設備の環境は、現場により様々である。建物などの場合、水平方向エリアと垂直方向エリアにそれぞれ通信したい複数の無線通信端末が設置される。
【０００４】
本技術分野に関する従来技術として、例えば、国際公開ＷＯ２０１３／０５４７２２号公報（特許文献１）がある。特許文献１には、複数のアンテナを備え、複数のアンテナを順番に使用して周囲の他の無線端末装置である隣接端末と通信を行うとともに、各隣接端末からゲートウェイまでの中継経路が無線通信環境の変化に応じ自動的に変更されるメッシュネットワークを形成する無線端末装置であって、各アンテナを使用した場合のそれぞれにおける、各隣接端末からゲートウェイまでのホップ数の情報を各隣接端末から取得するとともに各隣接端末との間の通信品質を測定する情報取得部と、使用するアンテナを切り替えるアンテナスイッチと、ホップ数情報及び通信品質に基づいて受信時に使用するアンテナを決定し、決定したアンテナをアンテナスイッチに選択させる使用アンテナ決定部と、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１３／０５４７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、複数のアンテナのうち、通信品質のよいアンテナを選択して通信を行うことが記載されているが、無線通信端末に備えるアンテナの特性において、水平方向エリア、垂直方向エリアともに放射ができるアンテナは少なく、これら球状に近い放射パターンでの無線通信エリアを確保するには、複数の無線通信端末を設置する必要がある。そのため、複数の無線通信端末を使用して無線ネットワークを構築し無線通信を行うには、無線通信端末の数量が増えてしまう傾向がある。それに伴い無線通信の経路が複雑化し、例えば無線通信端末の設置技術に負荷がかかり、結果的に無線通信の信頼性が下がってしまうという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、その一例を挙げるならば、複数のアンテナを備えた無線通信端末であって、無線通信可能な他の無線通信端末を探索し結果を記録する記憶部を有し、記憶部に、探索結果と共に、どのアンテナを使用したかを合わせて記録するように構成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、無線ネットワークの構築において、無線通信端末の設置が簡略化でき設置技術に対する負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施例における無線通信端末を複数台設置した無線ネットワークの構成図である。
【図２】本実施例における無線端末の概略構成図である。
【図３】本実施例における通信モジュールの概略構成図である。
【図４】本実施例における無線端末へのアンテナの設置例である。
【図５】本実施例におけるアンテナを設置した無線端末をビルに設置した概略図である。
【図６】本実施例における無線通信経路の探索手順を示したフロー図である。
【図７】本実施例における作成した無線経路を使用して無線端末Ａから無線端末Ｃまでの通信経路を示した説明図である。
【図８】本実施例における迂回路を使用する場合の説明図である。
【図９】本実施例における無線端末の表示画面の例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１０】
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本実施例における無線通信端末(以降、無線端末と省略する)を複数台設置した無線ネットワーク１００の構成図である。図１において、無線端末は、通信を実施した場所やネットワークを中継したい場所に設置される。図１における複数の無線端末を使用した無線ネットワークは、短、近距離無線機器で最大伝送距離を越えた通信を行うために、無線端末が互いに情報を中継し合うマルチホップネットワークで構築されている。図１において、無線端末１０１は親機であり、まず無線端末１０１は、近距離にある無線端末を探索し、無線端末Ａ１０２とＢ１０３のうち通信条件の良い無線端末を選択する。また無線端末Ａ１０２の近距離にある無線端末Ｃ１０４、Ｄ１０５、または、無線端末Ｂ１０３の近距離にある無線端末Ｅ１０６を探索し、次の階層の無線端末を選択する。このようにして、目的の無線端末との通信を無線端末が互いに情報を中継し合うことで実行する。
【００１２】
図２は、本実施例における無線端末の概略構成図である。図２において、無線端末２００には、通信を実施する通信モジュール２０３と、それをコントロールするＣＰＵ２０４と、情報を取得するセンサ取得部２０５と、記憶部２０６を有しており、さらに、アンテナコネクタＡ２０１、アンテナコネクタＢ２０２を有し、アンテナＡ，Ｂの２つを接続可能としている。
【００１３】
図３は、本実施例における通信モジュール２０３の概略構成図である。図３において、通信モジュール２０３は、複数のアンテナを使用できるようアンテナ切替機能３０３を有する。また、通信自体を実施する無線通信機能３０４と、ホストのＣＰＵと接続できるＣＰＵ接続コネクタ３０５を実装する。
【００１４】
図４は、本実施例における無線端末へのアンテナの設置例である。図４（Ａ）においては、平面上にて無指向のアンテナを設置している。左側にはアンテナ４０１が上を向くように設置することで、無線端末４００の水平面に放射パターンを持つ特性となる。右側のアンテナ４０２は、特性は同じでアンテナを９０度かたむけ水平面に平行な設置としている。これにより、右側のアンテナ４０２は、無線端末４００の垂直面に放射パターンを持つ特性となる。このように、放射パターンの方向が異なる２つのアンテナを一つの標準パターンとする。また、図４（Ｂ）に、アンテナ４０１の詳細構成の模式図を示す。図４（Ｂ）において、アンテナ４０１は、その内部に給電線４２０とエレメント４３０を有しており、エレメント４３０から電波が放射される。したがって、電波を放射するエレメントの電波放射方向に無線端末の筐体が重ならないようにアンテナを取り付け、無線端末の筐体が、電波放射方向を遮ることなくアンテナの放射方向を邪魔しない形状であることが望ましい。
【００１５】
図５は、本実施例におけるアンテナを設置した無線端末をビルに設置した概略図である。図５においては、６階建てのビルに無線端末を設置した場合を示しており、ハッチングした部分が１フロア（３階）に相当する。無線端末５００の周辺の線は、無線端末５００のアンテナの指向性を示しており、図４に示したように、装着したアンテナの特性により1台の無線端末での通信エリアとしては、水平方向と垂直方向の通信方式を持つ。これにより、通信可能エリアを水平垂直方向どちらにも広げることができる。
【００１６】
図６は、本実施例における無線通信経路の探索手順を示したフロー図である。図６は各無線端末で実施するフローであり、まず、上位のネットワークに設置された無線端末から通信可能な端末の情報を取得する。その際に、まずアンテナを選択し、計測を実施する（６０２）。次にアンテナを切替えて計測を実施し（６０３）、切り替えたアンテナより通信可能な無線端末の情報を取得し、記憶部に登録する（６０４）。無線端末は計測を終了するとアンテナを含めた経路情報をネットワーク上位の通信端末に通知する（６０５）。そして、ネットワークの下位の無線端末に探索権を移行する（６０６）。ここで、アンテナを切り替えても通信可能な無線端末が変わらなかった場合、無線端末かネットワーク上位の無線端末がユーザに知らせる機能を持たせる。このことにより、複数個のアンテナを使用した効果をユーザに知らせることができる。さらに、どの無線端末とも通信ができなかったアンテナがある場合、これをユーザに知らせる機能もある。この機能により、アンテナを適切に設置できているか否かをユーザに知らせることができる。
【００１７】
これにより、複数の無線通信端末からなる無線ネットワークにおいて、マルチホップ無線通信を行い経路計画を行う際に、どの無線通信端末を経由するかだけでなく、どの無線通信端末のどのアンテナを使用するかも含めて経路計画を立てることが可能となる。
【００１８】
図７は、本実施例における作成した無線経路を使用して無線端末Ａから無線端末Ｃまでの通信経路を示した説明図である。図７において、無線端末それぞれが無線経路の情報にアンテナ情報も含めて記憶しておく。すなわち、無線端末ＡはアンテナＡを使用して無線端末Ｂと通信することが記憶されている。また、無線端末ＢはアンテナＢを使用して無線端末Ｃと通信することが記憶されている。また、無線端末ＣはアンテナＡを使用して無線端末Ｂと通信することが記憶されている。
【００１９】
よって、この場合は、無線端末Ａから無線端末Ｂを経由して無線端末Ｃと通信を行うことができる。この際、無線経路の情報にアンテナ情報も含まれており、アンテナのどちらを使用して通信を実施するかをあわせて無線通信を確立する。このように、各無線端末が持っている情報でマルチホップ通信を行うが、親機がこれらの情報を持っていても良い。
【００２０】
図８は、本実施例における迂回路を使用する場合の説明図である。図８において、無線端末Ａから無線端末Ｃまでの通信経路において、迂回経路として無線端末Ｄを用い、無線端末Ａと無線端末Ｃの中継を行う。すなわち、無線端末ＡはアンテナＢを使用して無線端末Ｄと通信することが記憶されている。また、無線端末ＤはアンテナＢを使用して無線端末Ｃと通信することが記憶されている。また、無線端末ＣはアンテナＡを使用して無線端末Ｄと通信することが記憶されている。
【００２１】
これにより最適な経路以外の情報も取得しており、最適な経路での通信が不可の場合、次のパターンを使用して通信を試すことが可能となる。通信可能な経路として２パターン以上保持することで通信の信頼性の向上につなげることができる。
【００２２】
図９は、本実施例における無線端末の図示しない表示画面上に表示する表示画面の例を示した図である。図９において、その表示項目としては、無線端末名と、各無線端末の接続経路と、各無線端末の通信可能端末と、その他情報がある。例えば、端末Ｃにおいては、その経路は、端末（親機）のアンテナＡと端末ＡのアンテナＡで接続され、通信可能端末は端末ＡのアンテナＡと、端末ＦのアンテナＡであり、その他情報としてアンテナＢも同等の性能である点が表示される。
【００２３】
このように、記憶部に、探索結果と共に、どのアンテナを使用したかを合わせて記録し、それを表示する。また、その他情報でアンテナ間の差異があるかどうかを表示し知らせることで、アンテナが不要であることが判明でき、アンテナの向きを変えるなどの対応が可能となる。
【００２４】
また、無線通信可能な無線通信端末を探索した結果、無線通信をすることができなかったアンテナを表示し知らせることができるので、アンテナの接続が間違っていたりした場合に修正できるというメリットがある。
【００２５】
以上のように、本実施例は、複数のアンテナを備えた無線通信端末であって、無線通信可能な他の無線通信端末を探索し結果を記録する記憶部を有し、記憶部に、探索結果と共に、どのアンテナを使用したかを合わせて記録するように構成する。
【００２６】
また、複数のアンテナを備えた無線通信端末の探索情報記録方法であって、無線通信可能な無線通信端末を探索しその探索結果を記録すると共に、どのアンテナを使用したかを合わせて記録するように構成する。
【００２７】
これにより、無線通信において通信端末に複数の特性、設置場所が決められたアンテナを装着し、通信端末間の通信経路において、これらのアンテナの特性を加味しながら通信経路の探索を行い、無線経路の探索の簡易化により、通信端末の設置技術の負荷低減、ネットワークを構築する通信端末の低減、無線通信自体の信頼性の向上につながる。
【００２８】
すなわち、無線通信する無線通信端末に、複数の特性の違うアンテナを装着し、そのアンテナを設置するルールを決めて通信端末に設置し、通信端末が無線通信できる通信エリアをアンテナごとに確保する。その中で、通信端末間の通信を実施する上で、通信端末だけでなく、設置したアンテナ情報も経路情報の一つとして経路探索を行い、経路情報を決定する。これにより、複数のアンテナの特性を組合せ、アンテナごとの対向の通信端末間の経路を決め、無線通信のネットワークの構築の容易性と信頼性を向上させることができる。
【００２９】
言い換えれば、１台の通信端末に複数のアンテナを装着し、これらのアンテナを順次選択し、各アンテナでの対向の通信端末の通信エリアを拡大し、通信を可能とする。この情報を無線ネットワークする無線経路とし、アンテナ特性までも含めた最適な経路を決定することができる。これにより、建物などにおける無線ネットワークの構築において、通信端末の設置の制限が減ることになり、設置技術を低減することができる。
【００３０】
また、余分な中継などの通信端末を減らせることより、無線ネットワーク自体の構築費用の低減が可能となる。また、アンテナ特性を考慮して設置し、各アンテナによる無線通信の経路を決定するので、通信自体の信頼性の向上につなげることができる。運用中においても、障害物などによる一時的な遮断箇所があったとしても、経路情報より他のアンテナルートなどを選択し、通信することが可能となる。
【００３１】
以上実施例について説明したが、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３２】
１００…無線ネットワーク、１０１，２００，４００，５００…無線端末、２０１…アンテナコネクタＡ、２０２…アンテナコネクタＢ、２０３…通信モジュール、２０４…ＣＰＵ、２０５…センサ取得部、２０６…記憶部、３０３…アンテナ切替機能、３０４…無線通信機能、３０５…ＣＰＵ接続コネクタ、４０１…アンテナＡ、４０２…アンテナＢ、４２０…給電線、４３０…エレメント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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