図面 (/)

技術 メータリング装置、及び遠隔検針のための方法

出願人 日本電気株式会社
発明者 三枝直貴
出願日 2015年1月9日 (5年10ヶ月経過) 出願番号 2015-558778
公開日 2017年3月23日 (3年7ヶ月経過) 公開番号 WO2015-111377
状態 特許登録済
技術分野 移動無線通信システム 電話通信サービス
主要キーワード メータリング装置 無通信期間 移動頻度 到達確率 ポート番 パワーセービング 公衆無線通信ネットワーク マスクROM
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年3月23日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題・解決手段

メータリング装置(1)は、公衆無線通信ネットワーク(2)内の基地局(21)に接続して無線通信を行うよう構成されている。さらに、メータリング装置(1)は、遠隔システム(3)に検針データ周期的に送信するための各送信機会において、過去に遠隔システム(3)に向けて送信されたことがない計測期間に関する第1の検針データと、過去の送信機会において遠隔システム(3)に向けて送信済みの過去の計測期間に関する第2の検針データを送信するよう構成されている。これにより、例えば、検針データの送信のためにスマートメータデータパケットの送信及び受信に要する時間の短縮に寄与できる。

概要

背景

スマートメータの主要な用途の1つは、遠隔検針(remote meter reading)である。スマートメータは、電力量、ガス使用量、又は水使用量などを示す検針データ収集する機能と、遠隔システムと双方向で通信するための通信機能を有し、検針データを遠隔システムに送信することができる。また、スマートメータは、例えば、遠隔システムからの指示を受信し、電力量、ガス使用量、又は水使用量などを調整するためにスイッチ又はバルブを制御する。通信ネットワークを介してスマートメータと結合される遠隔システムは、Meter Data Management System(MDMS)と呼ばれる。MDMSは、複数のスマートメータと双方向で通信し、複数のスマートメータから送られてくる検針データを解析し、スマートメータを制御する。

実用化されている多くのスマートメータは、MDMSとの通信のために無線通信モジュールを有する。一例では、スマートメータは、ZigBee(IEEE 802.15.4、IEEE 802.15.4g/e)等の短距離無線モジュールを有し、スマートメータ間のマルチホップ通信によって検針データをMDMSに送信する。他の例では、スマートメータは、広域無線通信モジュールを有し、公衆無線通信ネットワーク内の基地局に接続し、公衆無線通信ネットワークを介して検針データをMDMSに送信する。スマートメータに実装される広域無線通信モジュールは、例えば、WiMAX(IEEE 802.16-2004)、モバイルWiMAX(IEEE 802.16e-2005)、Universal Mobile Telecommunications System(UMTS)、Long Term Evolution(LTE)、CDMA2000(1xRTT、High Rate Packet Data(HRPD))、又はGlobal System for Mobile communications(GSM登録商標))/General packet radio service(GPRS)等をサポートする。

概要

メータリング装置(1)は、公衆無線通信ネットワーク(2)内の基地局(21)に接続して無線通信を行うよう構成されている。さらに、メータリング装置(1)は、遠隔システム(3)に検針データを周期的に送信するための各送信機会において、過去に遠隔システム(3)に向けて送信されたことがない計測期間に関する第1の検針データと、過去の送信機会において遠隔システム(3)に向けて送信済みの過去の計測期間に関する第2の検針データを送信するよう構成されている。これにより、例えば、検針データの送信のためにスマートメータがデータパケットの送信及び受信に要する時間の短縮に寄与できる。

目的

したがって、本明細書に開示される実施形態が達成しようとする目的の1つは、検針データの送信のためにスマートメータがデータパケットの送信及び受信に要する時間の短縮に寄与するメータリング装置、遠隔検針のための方法、及びプログラムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

所定の計測期間毎の検針データ収集する検針手段と、公衆無線通信ネットワーク内の基地局に接続して無線通信を行うよう構成され、遠隔システムに前記検針データを送信する無線通信手段と、を備え、前記無線通信手段は、前記遠隔システムに検針データを周期的に送信するための各送信機会において、過去に前記遠隔システムに向けて送信されたことがない計測期間に関する第1の検針データと、過去の送信機会において前記遠隔システムに向けて送信済みの過去の計測期間に関する第2の検針データを送信する、メータリング装置

請求項2

前記無線通信手段は、前記各送信機会において、前記第1及び第2の検針データの送信をコネクテッド状態にて行い、前記コネクテッド状態でのデータパケットの送信又は受信が行われない期間が所定の期間を超えた場合、前記コネクテッド状態から前記基地局との間の無線接続解放された非コネクテッド状態に遷移する、請求項1に記載のメータリング装置。

請求項3

前記所定の期間は、前記無線通信手段が前記コネクテッド状態である間に前記無線通信手段と前記公衆無線通信ネットワークの間で実施される制御手順の完了に要する処理時間より長く、且つ前記処理時間の2倍より短い、請求項2に記載のメータリング装置。

請求項4

前記所定の期間は、前記無線通信手段が前記コネクテッド状態である間に前記無線通信手段と前記公衆無線通信ネットワークの間で実施される制御手順の完了に要する時間より長く、且つ5秒以下である、請求項2に記載のメータリング装置。

請求項5

前記所定の期間は、1秒以上且つ5秒以下である、請求項2に記載のメータリング装置。

請求項6

前記所定の期間は、1秒以上且つ2秒以下である、請求項5に記載のメータリング装置。

請求項7

前記所定の期間は、遠隔検針対象サービス利用契約毎に定められる、請求項2〜6のいずれか1項に記載のメータリング装置。

請求項8

前記メータリング装置は、複数のサービスに関する遠隔検針を支援し、前記無線通信手段は、前記第1及び第2の検針データが前記複数のサービスのいずれに関するものであるかに応じて前記所定の期間を変更する、請求項2〜7のいずれか1項に記載のメータリング装置。

請求項9

前記無線通信手段は、前記メータリング装置の送信データ又は受信データのパケット種別に応じて前記所定の期間を変更する、請求項2〜8のいずれか1項に記載のメータリング装置。

請求項10

前記パケット種別は、前記送信データ又は前記受信データに適用されるOpen Systems Interconnection(OSI参照モデルトランスポート層プロトコルに関し、前記無線通信手段は、前記トランスポート層プロトコルがコネクション型プロトコルであるかコネクションレス型プロトコルであるかに応じて前記所定の期間を変更する、請求項9に記載のメータリング装置。

請求項11

前記コネクション型プロトコルはTransmission Control Protocol(TCP)を含み、前記コネクションレス型プロトコルはUser Datagram Protocol(UDP)を含む、請求項10に記載のメータリング装置。

請求項12

前記各送信機会において、前記無線通信手段は、前記第1及び第2の検針データを包含する1又は複数のデータパケットの生成に基づいて、前記非コネクテッド状態から前記コネクテッド状態に遷移する、請求項2〜11のいずれか1項に記載のメータリング装置。

請求項13

前記コネクテッド状態は、(a)WiMAX、モバイルWiMAX、又はWiMAX2におけるconnected状態、(b)Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN)におけるRRC_CONNECTED状態、及び(c)Universal Terrestrial Radio Access Network(UTRAN)におけるRRC connected状態、のうち少なくとも1つを含み、前記非コネクテッド状態は、(a)WiMAX、モバイルWiMAX、又はWiMAX2におけるidle状態、(b)LTEにおけるRRC_IDLE状態、及び(c)UTRANにおけるRRC idle状態、のうち少なくとも1つを含む、請求項2〜12のいずれか1項に記載のメータリング装置。

請求項14

前記無線通信手段は、Open Systems Interconnection(OSI)参照モデルのトランスポート層プロトコルとして再送手順を有していない第1のプロトコルを用いて前記第1及び第2の検針データを送信する、請求項1〜13のいずれか1項に記載のメータリング装置。

請求項15

前記第1のプロトコルは、User Datagram Protocol(UDP)である、請求項14に記載のメータリング装置。

請求項16

前記第1及び第2の検針データは、電力量、ガス使用量、又は水使用量を示す、請求項1〜15のいずれか1項に記載のメータリング装置。

請求項17

公衆無線通信ネットワーク内の基地局に接続して無線通信を行うことが可能なスマートメータから前記公衆無線通信ネットワークを介して遠隔システムに検針データを周期的に送信するための各送信機会において、過去に前記遠隔システムに向けて送信されたことがない計測期間に関する第1の検針データと、過去の送信機会において前記遠隔システムに向けて送信済みの過去の計測期間に関する第2の検針データを送信すること、を備える、遠隔検針のための方法。

請求項18

前記送信することは、前記各送信機会において、前記第1及び第2の検針データの送信をコネクテッド状態にて行い、前記コネクテッド状態でのデータパケットの送信又は受信が行われない期間が所定の期間を超えた場合、前記コネクテッド状態から前記基地局との間の無線接続が解放された非コネクテッド状態に遷移することを含む、請求項17に記載の方法。

請求項19

前記所定の期間は、前記スマートメータが前記コネクテッド状態である間に前記スマートメータと前記公衆無線通信ネットワークの間で実施される制御手順の完了に要する処理時間より長く、且つ前記処理時間の2倍より短い、請求項18に記載の方法。

請求項20

前記送信することは、前記各送信機会において、前記第1及び第2の検針データの送信前記所定の期間は、前記スマートメータが前記コネクテッド状態である間に前記スマートメータと前記公衆無線通信ネットワークの間で実施される制御手順の完了に要する時間より長く、且つ5秒以下である、請求項18に記載の方法。

請求項21

前記所定の期間は、1秒以上且つ5秒以下である、請求項18に記載の方法。

請求項22

前記所定の期間は、1秒以上且つ2秒以下である、請求項21に記載の方法。

請求項23

前記所定の期間は、前記スマートメータによる遠隔検針の対象サービスの利用契約毎に定められる、請求項18〜22のいずれか1項に記載の方法。

請求項24

前記スマートメータは、複数のサービスに関する遠隔検針を支援し、前記スマートメータは、前記第1及び第2の検針データが前記複数のサービスのいずれに関するものであるかに応じて前記所定の期間を変更することをさらに備える、請求項18〜23のいずれか1項に記載の方法。

請求項25

前記スマートメータの送信データ又は受信データのパケット種別に応じて前記所定の期間を変更することをさらに備える、請求項18〜24のいずれか1項に記載の方法。

請求項26

前記パケット種別は、前記送信データ又は前記受信データに適用されるOpen Systems Interconnection(OSI)参照モデルのトランスポート層プロトコルに関し、前記変更することは、前記トランスポート層プロトコルがコネクション型プロトコルであるかコネクションレス型プロトコルであるかに応じて前記所定の期間を変更することを含む、請求項25に記載の方法。

請求項27

前記コネクション型プロトコルはTransmission Control Protocol(TCP)を含み、前記コネクションレス型プロトコルはUser Datagram Protocol(UDP)を含む、請求項26に記載の方法。

請求項28

前記送信することは、前記各送信機会において、前記第1及び第2の検針データを包含する1又は複数のデータパケットの生成に基づいて、前記非コネクテッド状態から前記コネクテッド状態に遷移することを含む、請求項18〜27のいずれか1項に記載の方法。

請求項29

前記コネクテッド状態は、(a)WiMAX、モバイルWiMAX、又はWiMAX2におけるconnected状態、(b)Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN)におけるRRC_CONNECTED状態、及び(c)Universal Terrestrial Radio Access Network(UTRAN)におけるRRC connected状態、のうち少なくとも1つを含み、前記非コネクテッド状態は、(a)WiMAX、モバイルWiMAX、又はWiMAX2におけるidle状態、(b)E-UTRANにおけるRRC_IDLE状態、及び(c)UTRANにおけるRRC idle状態、のうち少なくとも1つを含む、請求項18〜28のいずれか1項に記載の方法。

請求項30

前記送信することは、Open Systems Interconnection(OSI)参照モデルのトランスポート層プロトコルとして再送手順を有していない第1のプロトコルを用いて前記第1及び第2の検針データを送信することを含む、請求項17〜29のいずれか1項に記載の方法。

請求項31

前記第1のプロトコルは、User Datagram Protocol(UDP)である、請求項30に記載の方法。

請求項32

請求項17〜31のいずれか1項に記載の方法をコンピュータに行わせるためのプログラムを格納した非一時的なコンピュータ可読媒体

請求項33

公衆無線通信ネットワーク内の基地局に接続して無線通信を行うよう構成されるとともに、検針データを遠隔システムに周期的に送信するための各送信機会において、過去に前記遠隔システムに向けて送信されたことがない計測期間に関する第1の検針データと、過去の送信機会において前記遠隔システムに向けて送信済みの過去の計測期間に関する第2の検針データを送信する無線通信手段を備える、通信装置

技術分野

0001

本明細書の開示は、遠隔検針支援するメータリング装置に関し、より具体的には無線通信機能を有するメータリング装置による検針データの送信に関する。

背景技術

0002

スマートメータの主要な用途の1つは、遠隔検針(remote meter reading)である。スマートメータは、電力量、ガス使用量、又は水使用量などを示す検針データを収集する機能と、遠隔システムと双方向で通信するための通信機能を有し、検針データを遠隔システムに送信することができる。また、スマートメータは、例えば、遠隔システムからの指示を受信し、電力量、ガス使用量、又は水使用量などを調整するためにスイッチ又はバルブを制御する。通信ネットワークを介してスマートメータと結合される遠隔システムは、Meter Data Management System(MDMS)と呼ばれる。MDMSは、複数のスマートメータと双方向で通信し、複数のスマートメータから送られてくる検針データを解析し、スマートメータを制御する。

0003

実用化されている多くのスマートメータは、MDMSとの通信のために無線通信モジュールを有する。一例では、スマートメータは、ZigBee(IEEE 802.15.4、IEEE 802.15.4g/e)等の短距離無線モジュールを有し、スマートメータ間のマルチホップ通信によって検針データをMDMSに送信する。他の例では、スマートメータは、広域無線通信モジュールを有し、公衆無線通信ネットワーク内の基地局に接続し、公衆無線通信ネットワークを介して検針データをMDMSに送信する。スマートメータに実装される広域無線通信モジュールは、例えば、WiMAX(IEEE 802.16-2004)、モバイルWiMAX(IEEE 802.16e-2005)、Universal Mobile Telecommunications System(UMTS)、Long Term Evolution(LTE)、CDMA2000(1xRTT、High Rate Packet Data(HRPD))、又はGlobal System for Mobile communications(GSM登録商標))/General packet radio service(GPRS)等をサポートする。

先行技術

0004

特開平11−313370号公報
特開2003−037874号公報
特開2011−254377号公報
特開2013−143672号公報
国際公開第2012/093433号
国際公開第2012/093434号
国際公開第2013/140743号

発明が解決しようとする課題

0005

本件発明者は、スマートメータが公衆無線通信ネットワーク(例えば、WiMAX、モバイルWiMAX、UMTS、LTE、CDMA2000、又はGSM/GPRS)を介して検針データをMDMSに送信するアーキテクチャについて検討を行った。このアーキテクチャは、多数のスマートメータが同時に又は連続して通信を行うことで公衆無線通信ネットワークの負荷を増大させるおそれがある。公衆通信ネットワークは、一般的に、スマートメータの通信だけでなく、他の種別移動端末(例えば、フィーチャーフォンスマートフォンタブレットコンピュータ、ラプトップコンピュータ等)の通信にも利用される。したがって、スマートメータの通信は、スマートメータとは異なる種別の移動端末による公衆無線通信ネットワークの利用を妨げるかもしれない。なぜなら、基地局の処理能力又は無線リソース量有限であり、基地局に同時に接続できる端末数には上限があるためである。したがって、スマートメータが公衆無線通信ネットワークを利用する場合、スマートメータは短時間で通信を終了することが好ましい。

0006

したがって、本明細書に開示される実施形態が達成しようとする目的の1つは、検針データの送信のためにスマートメータがデータパケットの送信及び受信に要する時間の短縮に寄与するメータリング装置、遠隔検針のための方法、及びプログラムを提供することである。その他の目的又は課題と新規な特徴は、本明細書の記述又は添付図面から明らかにされる。

課題を解決するための手段

0007

一実施形態において、メータリング装置は、検針ユニットおよび無線通信ユニットを含む。前記検針ユニットは、所定の計測期間毎の検針データを収集する。前記無線通信ユニットは、公衆無線通信ネットワーク内の基地局に接続して無線通信を行うよう構成され、遠隔システムに前記検針データを送信する。さらに、前記無線通信ユニットは、前記遠隔システムに検針データを周期的に送信するための各送信機会において、過去に前記遠隔システムに向けて送信されたことがない計測期間に関する第1の検針データと、過去の送信機会において前記遠隔システムに向けて送信済みの過去の計測期間に関する第2の検針データを送信するよう構成されている。

0008

一実施形態において、遠隔検針のための方法は、公衆無線通信ネットワーク内の基地局に接続して無線通信を行うことが可能なスマートメータから前記公衆無線通信ネットワークを介して遠隔システムに検針データを周期的に送信するための各送信機会において、第1及び第2の検針データを共に送信することを含む。ここで、前記第1の検針データは、過去に前記遠隔システムに向けて送信されたことがない計測期間に関する。前記第2の検針データは、過去の送信機会において前記遠隔システムに向けて送信済みの過去の計測期間に関する。

0009

一実施形態において、プログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、上述した遠隔検針のための方法をコンピュータに行わせるための命令群ソフトウェアコード)を含む。

発明の効果

0010

上述の実施形態によれば、検針データの送信のためにスマートメータがデータパケットの送信及び受信に要する時間の短縮に寄与することが可能なメータリング装置、遠隔検針のための方法、及びプログラムを提供できる。

図面の簡単な説明

0011

第1の実施形態に係るスマートメータを含むAdvanced Metering Infrastructure(AMI)システムの構成例を示す図である。
第1の実施形態に係るスマートメータの構成例を示す図である。
第1の実施形態に係るスマートメータにより行われる検針データの送信手順の一例を示すフローチャートである。
第2の実施形態に係るidle inactivity timerのタイマ値(T_IDLE)の決定を説明するための図である。
WiMAXにおける移動端末の状態遷移を示す図である。
E-UTRAN(LTE)における移動端末の状態遷移を示す図である。

実施例

0012

以下では、具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。

0013

始めに、本明細書及び特許請求の範囲で使用されるアイドル状態及びコネクテッド状態の用語の定義を述べる。アイドル状態とは、移動端末と基地局の間の無線接続解放された状態である。したがって、基地局はアイドル状態の移動端末に関する情報(コンテキスト)を有していない。アイドル状態の移動端末の位置は、公衆無線通信ネットワークのコアネットワークにおいてページングエリア単位で把握されている。したがって、コアネットワークは、アイドル状態の移動端末にページングによって到達できる。また、アイドル状態の移動端末は、基地局との間でユニキャストデータ転送を行うことができない。したがって、アイドル状態の移動端末は、ユニキャストデータ転送を行うためにコネクテッド状態に遷移しなければならない。アイドル状態の例は、(1)WiMAX、モバイルWiMAX及びWiMAX2(IEEE 802.16m)における“Idle state”、(2)Universal Terrestrial Radio Access Network(UTRAN)におけるRRC idle state、 及び(3)Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN)におけるRRC_IDLEstate を含む。

0014

これに対してコネクテッド状態は、移動端末が基地局に接続した状態である。したがって、基地局は、コネクテッド状態の移動端末に関する情報(コンテキスト)を保持している。コネクテッド状態の移動端末の位置は、公衆無線通信ネットワークのコアネットワークにおいてセル単位(基地局単位)で把握されている。コネクテッド状態の移動端末は、一般的に、基地局との間でユニキャストデータ転送を行うことができる。ただし、UTRANにおけるCELL_PCH state及びURA_PCH stateは、移動端末のコンテキストが基地局に保持されているが、アップリンク及びダウンリンクともに移動端末には個別チャネル割り当てられていない状態である。コネクテッド状態の例は、(1)WiMAX、モバイルWiMAX及びWiMAX2における“Connected state”、(2)UTRANにおけるRRC connected state、及び(3)E-UTRANにおけるRRC_CONNECTED state を含む。なお、UTRANにおけるRRC connected stateは、CELL_DCH state、CELL_FACH state、CELL_PCH sate、及びURA_PCH stateを含む。

0015

モバイルWiMAX、UTRAN、及びE-UTRANの移動端末のように、コネクテッド状態の移動端末は、パワーセービングのために間欠受信(discontinuous reception(DRX))を行ってもよい。モバイルWiMAXでは、コネクテッド状態でのDRXは、Connected state 内のsleep modeとして定義されている。E-UTRANでは、コネクテッド状態でのDRXは、RRC_CONNECTED state内のdormant mode(又はDRX mode)として定義されている。参考のために、図5はモバイルWiMAXにおける移動端末の状態遷移を示し、図6はE-UTRAN/LTEにおける移動端末の状態遷移を示している。

0016

移動端末は、一般的に、コネクテッド状態での無通信期間が所定時間に到達したことに応答して、コネクテッド状態からアイドル状態に遷移する。コネクテッド状態からアイドル状態への移動端末の状態遷移を判定するために無通信期間を計測するタイマは、例えば、idle inactivity timer、RRC inactivity timer、又はuser inactivity timerと呼ばれる。本明細書では、このタイマをidle inactivity timerと呼ぶ。なお、idle inactivity timerは、コネクテッド状態内においてactive modeからDRX mode(sleep mode 又はdormant mode)に遷移するために無通信期間を計測するタイマ(DRX inactivity timer)とは区別されることに留意するべきである。既に述べたように、アイドル状態は、基地局と移動端末の間の無線接続(無線リソース、又はRRCコネクション)が解放された状態であるのに対し、コネクテッド状態内のDRXモードは、基地局と移動端末の間の無線接続が維持された状態である点で相違する。

0017

<第1の実施形態>
図1は、本実施形態に係るスマートメータ1を含むAdvanced Metering Infrastructure(AMI)システムの構成例を示している。スマートメータ1は、公衆無線通信ネットワーク2内の基地局21に接続して無線通信を行うことができる。そして、スマートメータ1は、公衆無線通信ネットワーク2を介して遠隔地のMDMS3と通信する。具体的には、スマートメータ1は、遠隔検針のために、検針データをMDMS3に送信するよう構成されている。検針データは、例えば、電力量、ガス使用量、又は水使用量を示す。スマートメータ1は、計測期間を特定するための時刻情報(e.g. 計測期間の開始時刻)とともに検針データを送信してもよい。

0018

スマートメータ1は、MDMS3と連携してその他の監視又は制御を行ってもよい。例えば、スマートメータ1は、検針データの計測期間(例えば、15分毎、30分毎、1時間毎)をMDMS3から遠隔で調整されてもよい。また、スマートメータ1は、MDMS3からの要求に応答して、スマートメータ1のメモリに保持されている過去の検針データをMDMS3に送信してもよい。また、スマートメータ1は、MDMS3からの指示に応答して、電力量、ガス使用量、又は水使用量などを調整するためにスイッチ又はバルブを制御してもよい。MDMS3からの要求又は指示をスマートメータ1において受信するために、公衆無線通信ネットワーク2によるページングが利用されてもよい。

0019

本明細書における公衆無線通信ネットワーク2は、ZigBee(IEEE 802.15.4、IEEE 802.15.4g/e)等の短距離無線ネットワークではなく、より広域な無線インフラストラクチャネットワークである。言い換えると、公衆無線通信ネットワーク2は、多元接続方式移動通信システムである。多元接続方式の移動通信システムは、時間、周波数、及び送信電力のうち少なくとも1つを含む無線リソースを複数の移動端末の間で共有することで、複数の移動端末が実質的に同時に無線通信を行うことを可能としている。代表的な多元接続方式は、Time Division Multiple Access(TDMA)、Frequency Division Multiple Access(FDMA)、Code Division Multiple Access(CDMA)、若しくはOrthogonal Frequency Division Multiple Access(OFDMA)又はこれらの組み合わせである。本明細書で用いる「公衆無線通信ネットワーク」との用語は、特に断らない限り多元接続方式の移動通信システムを意味する。

0020

公衆無線通信ネットワーク2は、例えば、WiMAX、モバイルWiMAX、UMTS、LTE、CDMA2000システム、又はGSM/GPRSシステムである。基地局21は、カバレッジセル)内に位置するスマートメータ1を含む複数の移動端末と双方向の通信を行う。コアネットワーク22は、基地局21を含む無線アクセスネットワークに接続されている。コアネットワーク22は、複数の移動端末(例えば、スマートメータ1)のモビリティ管理及びセッション管理を含むコントロールプレーン機能と、複数の移動端末(例えば、スマートメータ1)と外部ネットワーク(例えば、MDMS3)との間で送受信されるユーザーデータパケットの転送を含むユーザプレーン機能を有する。

0021

図2は、スマートメータ1の構成例を示すブロック図である。スマートメータ1は、無線通信ユニット11と検針ユニット12を含む。無線通信ユニット11は、公衆無線通信ネットワーク2内の基地局21に接続して無線通信を行うよう構成されている。無線通信ユニット11は、無線通信モジュールと呼ぶこともできる。検針ユニット12は、所定の計測期間毎の検針データを収集する。検針ユニット12は、遠隔検針とは異なる他の監視又は制御、例えばスイッチ又はバルブの開閉制御、をさらに行ってもよい。さらに、無線通信ユニット11は、遠隔検針を支援するために検針ユニット12と結合して使用される。すなわち、無線通信ユニット11は、公衆無線通信ネットワーク2を介して、検針ユニット12によって収集された検針データをMDMS3に送信する。

0022

続いて以下では、本実施形態に係るスマートメータ1によって行われる検針データの送信手順の詳細について説明する。スマートメータ1(検針ユニット12)は、所定の計測期間毎(例えば、5分毎、15分毎、30分毎、1時間毎)に検針データを収集する。収集された検針データは、検針ユニット12が有するメモリ(不図示)に記録されてもよいし、無線通信ユニット11が有するメモリ(不図示)に記録されてもよいし、スマートメータ1の本体が有するメモリ(不図示)に記録されてもよい。スマートメータ1(無線通信ユニット11)は、計測データを周期的(例えば、5分毎、15分毎、30分毎、1時間毎)にMDMS3に送信する。MDMS3への検針データの周期的な送信間隔は、検針データの計測間隔(計測期間)と同じでもよいし、これより長くてもよい。

0023

スマートメータ1(無線通信ユニット11)は、MDMS3に検針データを周期的に送信するための各送信機会において、過去にMDMS3に向けて送信されたことがない計測期間に関する第1の検針データと共に、過去の送信機会においてMDMS3に向けて送信済みの過去の計測期間に関する第2の検針データを送信するよう動作する。ここで、送信済みの第2の検針データは、無線ユニット11がMDMS3に送信している検針データを意味している。言い換えると、第2の検針データは、MDMS3に実際に到達した検針データだけでなく、何らかの原因によってMDMS3に到達してない検針データも含む。スマートメータ1は、各送信機会において3つ以上の検針データを送信してもよい。例えば、スマートメータ1は、各送信機会において、過去の計測期間に関する2つの送信済みの検針データと、これに引き続く最近の計測期間に関する未送信の1つの検針データを送信してもよい。一例としてスマートメータ1による検針データの計測期間(計測周期)が30分であり、検針データが30分毎に送信される場合、スマートメータ1は、過去の計測期間に関する2つの送信済みの検針データと最近の計測期間に関する未送信の1つの検針データ(つまり、合計1時間30分の計測期間に関する3つの検針データ)を一回の送信機会において送信してもよい。

0024

これにより、スマートメータ1は、各送信機会において、スマートメータ1とMDMS3の間のend-to-endで行われるべき再送手順(例えば、TCPの再送手順)を省略できる。なぜなら、過去の送信機会においてMDMS3に到達しなかった過去の検針データは、周期的な将来の送信機会において新たな検針データとともに送信されるためである。したがって、本実施形態のスマートメータ1は、各送信機会において再送手順を実施しなくても、離散的且つ周期的な複数の送信機会において同じ検針データを繰り返し送信することで、検針データの到達確率を高めることができる。

0025

ここで、対比説明のために、スマートメータとMDMSの間で再送手順が用いられる場合を想定する。この場合、スマートメータとMDMSの間のend-to-endで行われる再送手順は、送信成功の場合にはMDMSからスマートメータへの確認応答(つまり、Ackの送信)の送信を必要とし、送信失敗の場合にはスマートメータからMDMSへの再送信を必要とする。したがって、スマートメータは、少なくとも再送手順に要する時間の間、確認応答を包含するダウンリンク・データパケットを基地局から受信するため、及び再送信される検針データを包含するアップリンク・データパケットを基地局に送信するために、コネクテッド状態に留まらなければならない。

0026

これとは対照的に、本実施形態に係るスマートメータ1は、スマートメータ1とMDMS3の間のend-to-endで行われる再送手順を省略できる。したがって、スマートメータ1(無線通信ユニット11)は、各送信機会において、第1及び第2の検針データを包含するアップリンク・データパケットを送信した後に、これに引き続くアップリンク・データパケットの送信及びダウンリンク・データパケットの受信を必要としない。よって、スマートメータ1は、各送信機会において検針データの送信のためのデータパケット送信受信に要する時間の短縮に寄与することができる。これにより、スマートメータ1(無線通信ユニット11)は、第1及び第2の検針データを包含するアップリンク・データパケットを送信した後に、速やかにコネクテッド状態からアイドル状態に遷移することができる。

0027

なお、公衆無線通信ネットワーク2からのページングを受信する必要がない場合、スマートメータ1は、アイドル状態とは異なる非コネクテッド状態(例えば、パワーオフ状態又はデタッチ状態)に遷移してもよい。パワーオフ状態(又はデタッチ状態)は、基地局21だけでなく、コアネットワーク22においてもスマートメータ1(無線通信ユニット11)に関する情報が解放されており、スマートメータ1のモビリティ管理が行われていない状態を意味する。パワーオフ状態(又はデタッチ状態)は、省電力の観点ではアイドル状態よりも有効であるかもしれない。しかしながら、パワーオフ状態(又はデタッチ状態)からコネクテッド状態に遷移する際には、アイドル状態からコネクテッド状態に遷移する場合に比べて、多くのシグナリングメッセージの送受信を必要とし、多くの時間を必要とする。したがって、検針データの送信機会でないときにスマートメータ1の無線通信ユニット11がアイドル状態に留まるか、あるいはパワーオフ状態(又はデタッチ状態)に留まるかは、ページングの要否、及びコアネットワーク22の負荷などを考慮して適宜決定されてもよい。

0028

図3は、スマートメータ1(無線通信ユニット11)によって行われる検針データの送信手順の具体例を示すフローチャートである。ステップS11では、スマートメータ1(無線通信ユニット11)は、周期的な送信機会が到来したか否かを判定する。送信機会が到来した場合(ステップS11でYES)、スマートメータ1(無線通信ユニット11)は、スマートメータ1内のメモリにアクセスし、最近の計測期間に関する未送信の検針データ(第1の検針データ)及び過去の計測期間に関するMDMS3に向けて送信済みの検針データ(第2の検針データ)を包含する1又は複数のデータパケットを生成する。第1及び第2の検針データを含む複数の検針データは、検針ユニット12によって所定の計測期間毎に収集され、スマートメータ1内のメモリに格納されている。そして、スマートメータ1(無線通信ユニット11)は、第1及び第2の検針データを包含する1又は複数のデータパケットの生成に応答して、非コネクテッド状態(例えば、アイドル状態又はパワーオフ状態)からコネクテッド状態に遷移する(ステップS12)。ステップS13では、スマートメータ1(無線通信ユニット11)は、第1及び第2の検針データを包含する1又は複数のデータパケットをMDMS3に向けて送信する。

0029

スマートメータ1(無線通信ユニット11)は、第1及び第2の検針データの送信のために、Open Systems Interconnection(OSI参照モデルトランスポート層プロトコルとして再送手順を有していないプロトコル(例えばUDP)を用いるとよい。仮に再送手順を有するトランスポート層プロトコル(例えばTCP)を用いると、スマートメータ1及びMDMS3は、データパケットの送信に先立ってコネクション確立するためのハンドシェイク(例えば、TCPの3ウェイ・ハンドシェイク)を必要とし、ハンドシェイクのための制御パケット交換しなければならない。さらに、再送手順を有するトランスポート層プロトコル用いると、スマートメータ1は、データパケットの送信後に確認応答(ACK)の受信と、確認応答を受信できない場合の再送信を行わなければならない。

0030

これに対して、再送手順を有していないトランスポート層プロトコル(例えば、UDP)を用いることで、スマートメータ1は、第1及び第2の検針データを包含する1又は複数のデータパケットの送信を速やかに開始することができ、且つ確認応答(ACK)の受信及びデータパケットの再送信も不要となる。したがって、再送手順を有していないトランスポート層プロトコル(例えば、UDP)を用いることで、スマートメータ1は、各送信機会における検針データの送信のためにデータパケットの送信及び受信に要する時間を短縮できる。

0031

図3戻り説明を続ける。ステップS14では、スマートメータ1(無線通信ユニット11)は、コネクテッド状態での無通信期間が所定時間(T_IDLE)に到達したこと、言い換えるとidle inactivity timerが満了(expired)したことに応答して、コネクテッド状態から非コネクテッド状態(例えば、アイドル状態又はパワーオフ状態)に遷移する。idle inactivity timerは、スマートメータ1(無線通信ユニット11)において管理されてもよいし、基地局21において管理されてもよいし、これら両方でそれぞれ管理されてもよい。スマートメータ1によって管理されるidle inactivity timerが満了した場合、スマートメータ1は、非コネクテッド状態への遷移を基地局21に要求してもよい。また、基地局21によって管理されるidle inactivity timerが満了した場合、基地局21は、非コネクテッド状態への遷移をスマートメータ1に要求してもよい。

0032

スマートメータ1がコネクテッド状態に留まる時間を短くするためには、idle inactivity timerのタイマ値(T_IDLE)をなるべく短くするとよい。すなわち、各送信機会において第1及び第2の検針データを送信し且つ再送手順を有していないトランスポート層プロトコル(例えば、UDP)を用いることに加えて、idle inactivity timerの短いタイマ値(T_IDLE)を用いることで、スマートメータ1がコネクテッド状態に留まる時間をいっそう短縮できる。ただし、idle inactivity timerのタイマ値(T_IDLE)を短くし過ぎると、コネクテッド状態の移動端末が行うべき公衆無線通信ネットワーク2に関する制御手順阻害されるおそれがある。idle inactivity timerのタイマ値(T_IDLE)の適切な設定については、以下の第2の実施形態おいて説明される。

0033

なお、以下の第2の実施形態で説明されるように、スマートメータ1に関するidle inactivity timerのタイマ値(T_IDLE)を調整することは、スマートメータ1が検針データの送信のためにコネクテッド状態に留まる時間を短くするために有効である。しかしながら、検針データをMDMS3に送るためにスマートメータ1がデータパケットの送受信を行っている期間が長かったり、スマートメータ1によるデータパケットの送受信が離散的に発生したりすると、スマートメータ1がactive modeに留まる時間が長くなってしまう。したがって、スマートメータ1は、active modeにおける検針データの送信を短時間で完了できるほうがよい。本実施形態で説明された検針データの送信方法、つまり各送信機会において第1及び第2の検針データを送信することを含む送信方法は、再送手順の省略を容易にし、したがってactive modeにおける検針データの送信を短時間で完了することを可能とする。

0034

<第2の実施形態>
本実施形態では、スマートメータ1がコネクテッド状態からアイドル状態に遷移するためのidle inactivity timerのタイマ値(T_IDLE)の決定について説明する。図4は、本実施形態おけるT_IDLEの定義を示している。なお、図4は、モバイルWiMAXの用語に従って記載されている。LTEの用語に従うと、図4の用語は以下のように置き換えることができる。
図4のconnected state ---> LTEのRRC_CONNECTED state
図4のidle state ---> LTEのRRC_IDLE state
図4のactive mode ---> LTEのactive mode
図4のsleep mode ---> LTEのdormant mode
図4のlistening window ---> LTEの ON duration
図4のsleep window ---> LTEのOFFduration

0035

idle inactivity timer (T_IDLE)は、スマートメータ1(無線通信ユニット11)によるパケットの送信又は受信のたびにリセットリスタート)される。図4の例では、スマートメータ1による最後のパケット送信の時(T1)からT_IDLEが経過した場合(T2)に、スマートメータ1はコネクテッド状態からアイドル状態に遷移する。

0036

さらに、図4は、コネクテッド状態内のDRX状態(sleep mode)に遷移するためのDRX inactivity timer(T_DRX)も示している。idle inactivity timer (T_IDLE)と同様に、DRX inactivity timer(T_DRX)は、スマートメータ1(無線通信ユニット11)によるパケットの送信又は受信のたびにリセット(リスタート)される。T_DRXは、T_IDLEに比べて短い。LTEでのT_DRXは、例えば100ms程度である。

0037

第1の実施形態で述べたように、T_IDLEが短いほど、スマートメータ1は、速やかにコネクテッド状態からアイドル状態に遷移することができる。しかしながら、短すぎるT_IDLEは、コネクテッド状態で行われる制御手順などを阻害するおそれがある。一例として、コネクテッド状態のスマートメータ1から送信されたアップリンク制御パケットに応答して、コアネットワーク22が何らかの制御を実行する場合を考える。このとき、T_IDLEが短すぎると、コアネットワーク22から送信された制御メッセージがスマートメータ1に到達する前に、スマートメータ1がアイドル状態に遷移してしまうおそれがある。例えば、モバイルWiMAXにおいてconnected stateの移動端末が関与する制御手順は、Reauthentication手順、 Handover手順、Location Update手順、Re-anchoring手順、IP Re-anchoring手順、及びDHCP Session Renewal手順などがある。また、LTEにおいては、コアネットワークと通信するために移動端末は必ずRRC_CONNECTED stateに遷移する必要があり、移動端末とコアネットワークの間で実行される実質的に全ての制御手順がRRC_CONNECTED stateの移動端末によって行われる。例えば、LTEにおいてRRC_CONNECTED stateの移動端末が関与する制御手順は、Attach手順、Service Request手順、Tracking Area Update手順、GUTI Reallocation手順、ME Identity Check手順、QoS Modification手順、及びBearer Modification 手順などがある。

0038

したがって、idle inactivity timerのタイマ値(T_IDLE)は、スマートメータ1(無線通信ユニット11)がコネクテッド状態である間にスマートメータ1(無線通信ユニット11)と公衆無線通信ネットワーク2の間で実施される制御手順の完了に要する時間(T_SIGNAL)よりも長く設定されることが好ましい。しかしながら、長すぎるT_IDLEは無線リソースを浪費するために回避されるべきである。したがって、T_IDLEは、制御手順の完了に要する時間(T_SIGNAL)より長く、且つ制御手順の完了に要する時間の2倍(2*T_SIGNAL)よりも短く設定されることが好ましい。本件発明者は、モバイルWiMAXに関するテストに基づいて、制御手順の完了に要する時間(T_SIGNAL)は1秒程度であるという知見を得た。したがって、T_IDLEは、実質的に、1秒以上であり且つ2秒以下とされてもよい。なお、公衆無線通信ネットワーク2内での様々な遅延対処するために、T_IDLEの上限値は、余裕を持って設定されてもよい。したがって、T_IDLEは、実質的に、1秒以上であり且つ5秒以下とされてもよい。

0039

また、idle inactivity timerのタイマ値(T_IDLE)の上限は、他の観点に基づいて決定されてもよい。具体的には、単位時間あたりに基地局21に接続して所望の通信を完了できる端末最大数を基準としてもよい。例えば、基地局21に同時接続可能な端末の最大数(N_MAX)の5倍のトランザクションが1分間のうちに完了できることを目標とする。そうすると、1端末の1回のトランザクションに許容される時間は12秒である。そして、この12秒には、無移動端末が非コネクテッド状態からコネクテッド状態に遷移する時間、及びデータ送信時間も含まれる。したがって、T_IDLEの上限は、12秒よりも短くなければならず、好ましくは10秒程度とされてもよい。

0040

<その他の実施形態>
第1及び第2の実施形態で説明されたスマートメータ1に関するidle inactivity timerのタイマ値(T_IDLE)は、特許文献1〜7に示されているのと同様に調整されてもよい。特許文献1〜7は、idle inactivity timerのタイマ値(T_IDLE)を様々な指標に基づいて調整することを開示している。特許文献1〜7において、idle inactivity timerのタイマ値(T_IDLE)は、例えば、移動端末の種別、移動速度、移動頻度通信頻度通信期間通信間隔、1通信あたりのデータ量、トラフィックパターン、Transmission Control Protocol(TCP)ヘッダ又はUser Datagram Protocol(UDP)ヘッダに含まれるポート番号、移動端末が起動しているアプリケーションプログラムバッテリー残量、移動端末のロケーション時間帯、移動端末が接続する無線アクセスネットワークの種別、基地局の負荷、又はコアネットワークの負荷、に基づいて調整される。スマートメータ1又は基地局21は、これらの指標に基づいて、スマートメータ1に関するidle inactivity timerのタイマ値(T_IDLE)を決定してもよい。

0041

また、スマートメータ1に関するidle inactivity timerのタイマ値(T_IDLE)は、通信事業者によって提供されるサービス(e.g.電気、水道、ガス)、つまりスマートメータ1による遠隔検針の対象サービス、の利用契約の際に決定されてもよい。

0042

また、スマートメータ1に関するidle inactivity timerのタイマ値(T_IDLE)は、スマートメータ1が関与するサービス(e.g.遠隔検針サービス)の変更に応じて、調整されてもよい。例えば、スマートメータ1は、idle inactivity timerのタイマ値(T_IDLE)の変更を示すタイマ変更メッセージを、基地局21、コアネットワーク22内の制御ノード、又はMDMS3から受信し、タイマ変更メッセージに応答してタイマ値(T_IDLE)を変更してもよい。例えば、スマートメータ1は、電力量の遠隔検針サービスおよび他の使用量(例えば、ガス使用量又は水使用量)の遠隔検針サービスに兼用されてもよい。この場合、スマートメータ1は、電力量を示す検針データの送信時と、他の使用量(例えば、ガス使用量又は水使用量)を示す検針データの送信時とで、idle inactivity timerのタイマ値(T_IDLE)を変更してもよい。言い換えると、スマートメータ1は、複数の対象サービス(e.g.電気、水道、ガス)に関する遠隔検針をサポート(支援)してもよい。そして、スマートメータ1に関するidle inactivity timerのタイマ値(T_IDLE)は、複数の対象サービス毎に変更されてもよい。これにより、スマートメータ1が関与するサービス種別に応じた適切なタイマ値(T_IDLE)を利用できる。

0043

また、スマートメータ1に関するidle inactivity timerのタイマ値(T_IDLE)は、スマートメータ1の送信データパケット又は受信データパケットパケット種別に応じて変更されてもよい。例えば、スマートメータ1又は基地局21は、スマートメータ1の送信データ又は受信データのパケット種別を検出し、検出されたパケット種別に応じたタイマ値(T_IDLE)を利用してもよい。例えば、スマートメータ1又は基地局21は、スマートメータ1によって送信又は受信されるIP(Internet Protocol)パケットのIPヘッダ内のプロトコル番号フィールドを参照し、プロトコル番号フィールドの値に応じて異なるタイマ値(T_IDLE)を用いてもよい。例えば、(a)TCPのようなコネクション型プロトコルであるか又はUDPのようなコネクションレス型プロトコルであるか、(b)TCPのような再送手順を有するプロトコルであるかUDPのような再送手順のないプロトコルであるかによってタイマ値(T_IDLE)が変更されてもよい。例えば、プロトコル番号フィールドがUDPを示す場合に、プロトコル番号がTCPを示す場合に比べて短いタイマ値(T_IDLE)を用いてもよい。これにより、スマートメータ1によって利用される通信プロトコルの特性に基づく平均的な通信時間に適したタイマ値(T_IDLE)を利用することができる。

0044

第1及び第2の実施形態で説明されたスマートメータ1による検針データの送信手順は、少なくとも1つのプロセッサを含むコンピュータシステムにプログラムを実行させることによって実現されてもよい。具体的には、図3等を用いて説明された検針データの送信アルゴリズムをコンピュータシステムに行わせるための命令群を含む1又は複数のプログラムをコンピュータシステムに供給すればよい。

0045

このプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク磁気テープハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、Compact Disc Read Only Memory(CD-ROM)、CD-R、CD-R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、Programmable ROM(PROM)、Erasable PROM(EPROM)、フラッシュROM、Random Access Memory(RAM))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

0046

さらに、上述した実施形態は本件発明者により得られた技術思想の適用に関する例に過ぎない。すなわち、当該技術思想は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは勿論である。

0047

この出願は、2014年1月21日に出願された日本出願特願2014−008695を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

0048

1スマートメータ
2公衆無線通信ネットワーク
3 Meter Data Management System(MDMS)
11無線通信ユニット
12検針ユニット
21基地局
22 コアネットワーク

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ