(57)【要約】【課題】データの種類に応じた最適な通信条件を実現できる無線通信システムを提供する。【解決手段】狭空間で用いられる複数の端末２に対してデータを送受信する無線通信システム１００であって、基地局１に記憶された複数のバッファ毎に設定された優先度に基づき、前記端末２に対して前記データのうち通常データを送受信する通常送受信手段と、複数の前記バッファのうち保存されたデータの量が最も少ないバッファの優先度を高く設定し、優先度を高く設定したバッファを介して、前記端末２に対して前記データのうち前記通常データとは異なる緊急データを送受信する緊急送受信手段と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
狭空間で用いられる複数の端末に対してデータを送受信する無線通信システムであって、
基地局に記憶された複数のバッファ毎に設定された優先度に基づき、前記端末に対して前記データのうち通常データを送受信する通常送受信手段と、
複数の前記バッファのうち保存された前記データの量が最も少ないバッファの優先度を高く設定し、優先度を高く設定した前記バッファを介して、前記端末に対して前記データのうち前記通常データとは異なる緊急データを送受信する緊急送受信手段と、
を備えること
を特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記基地局は、
通信接続に必要な情報を有する基本情報を、他の前記基地局と共有する有線送受信部と、
前記端末と前記データを送受信する無線送受信部と、
を有すること
を特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記緊急送受信手段は、
同一の前記緊急データを、複数の前記基地局のそれぞれが受信する受信手段と、
複数の前記基地局のうち何れか１つが、前記端末に対して前記緊急データを送信する送信手段と、
を有すること
を特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記緊急送受信手段は、ランダムアクセス方式を用いて、前記端末に対して前記緊急データを送受信すること
を特徴とする請求項２又は３記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記データは、前記データに含まれる情報の種類を示す属性情報を有し、
前記属性情報に基づき、送受信される前記データが、前記通常データ又は前記緊急データの何れかであるかを判定する判定手段をさらに備えること
を特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の無線通信システム。
【請求項６】
狭空間で用いられる複数の端末に対してデータを送受信する無線通信方法であって、
基地局に記憶された複数のバッファ毎に設定された優先度に基づき、前記端末に対して前記データのうち通常データを送受信する通常送受信ステップと、
複数の前記バッファのうち保存された前記データの量が最も少ないバッファの優先度を高く設定し、優先度を高く設定した前記バッファを介して、前記端末に対して前記データのうち前記通常データとは異なる緊急データを送受信する緊急送受信ステップと、
を備えること
を特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、狭空間で用いられる複数の端末に対してデータを送受信する無線通信システム、及び無線通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信の技術として、例えば特許文献１〜４のような無線通信システムが提案されている。
【０００３】
特許文献１では、高速シリアルバスを介して接続された各種機器から送られてくる、アイソクロナス伝送の帯域予約情報に基づいて、無線伝送に必要な伝送帯域を予約して無線伝送するようにする無線伝送方法等が開示されている。
【０００４】
特許文献２に開示された無線基地局は、アンテナと、送受信切替部と、受信部と、パケット分析部と、端末局管理部と、パケット生成部と、パケット制御部と、送信部とを備え、無線端末局は、アンテナと、送受信切替部と、受信部と、パケット分析部と、チャネル測定制御部と、パケット生成部と、パケットを送信する送信部とを備えている。特許文献２の開示技術では、帯域予約期間ごとに、無線基地局との間でパケット交換を行う無線端末局の順序を変更するため、各無線端末局とも、パケット交換を行った後の帯域予約期間の残り時間を利用して他の処理（例えば、チャネル測定など）を行うことができ、通信品質を低下させずに、無線基地局との間でパケット交換を行うことができる。
【０００５】
特許文献３の開示技術では、帯域保証された通信を介する通信端末はスロット割当サーバに３Ｈｏｐ分のスロット割当要求を行う。スロット割当サーバにおいて割り当てられたネットワーク内でユニークなスロットを使用するため、他の通信端末によってそのスロットを干渉されることはない。送信端末はそのスロット情報をオプションヘッダに入れてパケットを送信する。パケットを転送する転送端末はオプションヘッダのスロット情報と自分のホップカウントとを基に送信スロットをパケット転送時に決定する。
【０００６】
特許文献４の開示技術では、無線端末とＰＮＣとの間で、帯域保証付き無線通信サービスを開始する際に、ＰＮＣは、有線ネットワークを介して、隣接するエリアのＰＮＣとＰＮＣに対して、帯域予約要求を発行する。帯域予約要求を受けたＰＮＣおよびＰＮＣは、該帯域予約要求に応じて、無線端末に提供する帯域保証付き無線通信サービスに必要な帯域を予約する。無線端末がエリアへ移動すると、無線端末の接続先がＰＮＣへ動的に変更される。
【０００７】
特許文献５の開示技術では、無線基地局が、データ送受信対象の無線基地局に対してデータ送受信の割り当て期間を、データ送受信対象外の無線端末局に対してデータ送信禁止期間を、通知するための帯域予約フレームを送信するスケジューラー部と、端末局データフレームの受信結果および再送制御回数に基づいて、再送制御を行うかどうかを決定するフレーム解析部と、再送制御を行うと決定した場合に、スケジューラー部に対して帯域予約フレームの送信を指示する再送制御部と、を備え、無線端末局が、データ送受信対象の無線端末局の場合は、帯域予約フレームに含まれた自局に割り当てられた期間で、無線基地局へデータを送信するアクセス制御部、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−１１１５６２号公報
【特許文献２】特開２００５−１３０１７４号公報
【特許文献３】特開２００７−１４２６１２号公報
【特許文献４】特開２００７−２５１６５５号公報
【特許文献５】特開２０１２−１５８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、近年、例えば製造現場等の狭空間で用いられる製造装置や搬送装置等の端末に対し、端末の制御データ等の情報を無線通信で送受信できる技術が期待されている。これらの情報の送受信には、製造ライン等の安定動作のため、安定した通信条件が求められる。
【００１０】
特に、製造現場における無線通信技術において、通常時に送受信されるデータに加え、突発的に発生する緊急性の高いデータを送受信する場合がある。緊急性の高いデータは、通常時におけるデータに比べて、送受信に費やす時間を短縮することが求められる。このため、データの種類に応じた最適な通信条件の実現が課題として挙げられている。この点、特許文献１〜５の開示技術では、狭空間において送受信されるデータの種類に応じて、最適な通信条件を実現することが難しい。
【００１１】
そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、データの種類に応じた最適な通信条件を実現できる無線通信システム、及び無線通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上述した問題点を解決するために、狭空間で用いられる複数の端末に対してデータを送受信する無線通信システム、及び無線通信方法を発明した。無線通信システムは、通常送受信手段と、緊急送受信手段とを備える。通常送受信手段は、基地局に記憶された複数のバッファ毎に設定された優先度に基づき、前記端末に対して前記データのうち通常データを送受信する。緊急送受信手段は、複数の前記バッファのうち保存されたデータの量が最も少ないバッファの優先度を高く設定し、優先度を高く設定したバッファを介して、前記端末に対して前記データのうち前記通常データとは異なる緊急データを送受信する。
【００１３】
第１発明に係る無線通信システムは、狭空間で用いられる複数の端末に対してデータを送受信する無線通信システムであって、基地局に記憶された複数のバッファ毎に設定された優先度に基づき、前記端末に対して前記データのうち通常データを送受信する通常送受信手段と、複数の前記バッファのうち保存された前記データの量が最も少ないバッファの優先度を高く設定し、優先度を高く設定した前記バッファを介して、前記端末に対して前記データのうち前記通常データとは異なる緊急データを送受信する緊急送受信手段と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
第２発明に係る無線通信システムは、第１発明において、前記基地局は、通信接続に必要な情報を有する基本情報を、他の前記基地局と共有する有線送受信部と、前記端末と前記データを送受信する無線送受信部と、を有することを特徴とする。
【００１５】
第３発明に係る無線通信システムは、第２発明において、前記緊急送受信手段は、同一の前記緊急データを、複数の前記基地局のそれぞれが受信する受信手段と、複数の前記基地局のうち何れか１つが、前記端末に対して前記緊急データを送信する送信手段と、を有することを特徴とする。
【００１６】
第４発明に係る無線通信システムは、第２発明又は第３発明において、前記緊急送受信手段は、ランダムアクセス方式を用いて、前記端末に対して前記緊急データを送受信することを特徴とする。
【００１７】
第５発明に係る無線通信システムは、第１発明〜第４発明の何れかにおいて、前記データは、前記データに含まれる情報の種類を示す属性情報を有し、前記属性情報に基づき、送受信される前記データが、前記通常データ又は前記緊急データの何れかであるかを判定する判定手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１８】
第６発明に係る無線通信方法は、狭空間で用いられる複数の端末に対してデータを送受信する無線通信方法であって、基地局に記憶された複数のバッファ毎に設定された優先度に基づき、前記端末に対して前記データのうち通常データを送受信する通常送受信ステップと、複数の前記バッファのうち保存された前記データの量が最も少ないバッファの優先度を高く設定し、優先度を高く設定した前記バッファを介して、前記端末に対して前記データのうち前記通常データとは異なる緊急データを送受信する緊急送受信ステップと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
第１発明〜第５発明によれば、通常送受信手段は、複数のバッファ毎に設定された優先度に基づき、通常データを送受信する。このため、製造ライン等の安定動作のために必要な、安定した通信条件を維持することができる。また、緊急送受信手段は、複数のバッファのうち保存されたデータの量が最も少ないバッファの優先度を高く設定し、優先度を高く設定したバッファを介して、緊急データを送受信する。このため、通常送受信手段とは異なり、バッファに初期設定された優先度に関係なく最短時間で緊急データを送受信することができる。これらにより、データの種類に応じた最適な通信条件を実現することが可能となる。
【００２０】
特に、第２発明によれば、基地局は、基本情報を他の基地局と共有する有線送受信部を有する。このため、端末の移動に伴い１つの基地局における通信範囲から外れた場合においても、他の基地局との通信接続を容易に確立することができる。これにより、狭空間において移動する端末に対し、継続的にデータを送受信することが可能となる。
【００２１】
特に、第３発明によれば、送信手段は、複数の基地局のうち何れか１つが、端末に対して緊急データを送信する。このため、最も早く端末と通信接続を確立した基地局が、緊急データを送信することができる。これにより、緊急データの送受信に費やす時間をさらに短縮することが可能となる。
【００２２】
特に、第４発明によれば、緊急送受信手段は、ランダムアクセス方式を用いて、端末に対して緊急データを送受信する。このため、複数の基地局のうち、最も早く端末と通信接続が可能となった基地局が、緊急データを送受信することができる。これにより、緊急データの送受信に費やす時間をさらに短縮することが可能となる。
【００２３】
特に、第５発明によれば、判定手段は、属性情報に基づき、送受信されるデータが、通常データ又は緊急データの何れかであることを判定する。このため、データの種類が予め分類されていない場合においても、データの種類を判定した上で通常送受信手段又は緊急送受信手段を行うことができる。これにより、データの種類に応じた最適な通信条件を容易に実現することが可能となる。
【００２４】
第６発明によれば、通常送受信ステップは、複数のバッファ毎に設定された優先度に基づき、通常データを送受信する。このため、製造ライン等の安定動作のために必要な、安定した通信条件を維持することができる。また、緊急送受信ステップは、複数のバッファのうち保存されたデータの量が最も少ないバッファの優先度を高く設定し、優先度を高く設定したバッファを介して、緊急データを送受信する。このため、通常送受信手段とは異なり、バッファに初期設定された優先度に関係なく最短時間で緊急データを送受信することができる。これらにより、データの種類に応じた最適な通信条件を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、実施形態における無線通信システムの概要の一例を示す模式図である。
【図２】図２は、基地局の構成の一例を示す模式図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は、無線通信システムの動作の一例を示す模式図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｄ）は、無線通信システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、判定手段の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、無線通信システムの動作の変形例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（実施形態：無線通信システム１００）
以下、本発明の実施形態としての無線通信システム１００について詳細に説明する。図１は、本実施形態の無線通信システム１００における概要の一例を示す模式図である。
【００２７】
無線通信システム１００は、基地局１を備える。無線通信システム１００は、主に基地局１が、狭空間で用いられる複数の端末２（図１では端末２ａ〜２ｃ）に対して、無線通信を介してデータＤを送受信するために利用される。
【００２８】
無線通信システム１００では、通信方式は任意であり、例えば時分割多重方式のほか、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ：Orthogonal Frequency-Division Multiple Access）方式を用いて、複数の端末２と基地局１との間の無線通信を行うことができる。
【００２９】
無線通信システム１００では、送受信されるデータＤが、通常時のデータ（通常データＤａ）と、緊急時のデータ（緊急データＤｂ）とを有し、各データＤａ、Ｄｂがそれぞれ異なる動作によって送受信される。このため、例えば通常データＤａに対して安定して専用周波数帯域を確保するとともに、緊急データＤｂに対して所定の遅延やパケット損失以下で送受信を保証することができる。これにより、データＤの種類に応じた最適な通信条件を実現することが可能となる。
【００３０】
端末２は、例えば製造装置、自動搬送装置、フォークリフト、検査機、ＩｏＴ（Internet of Things）デバイス、スマートフォン、タブレット端末、ロボット等の狭空間内で利用されるものを示し、例えば狭空間内で移動してもよい。ここで、「狭空間」とは、工場等の製造現場、物流倉庫、船舶内、ショッピングモール等のような、所定の範囲に限られた領域を示す。端末２には、予め優先度が設定される。端末２毎に設定された優先度は、例えば予め基地局１に取得されるほか、端末２から送信されるデータＤに含まれてもよい。
【００３１】
無線通信システム１００は、例えば基地局１が、有線通信接続された上位基地局３に対して、有線通信を介してデータＤを送受信してもよい。上位基地局３は、例えば有線接続された制御装置４や、サーバ５等に対して、データＤを送受信してもよい。基地局１に接続された上位基地局３を複数設けることで、広範囲に亘って複数の端末２に対してデータＤの送受信が可能となる。
【００３２】
データＤは、例えばデータＤに含まれる情報の種類を示す属性情報を有する。属性情報は、例えば端末２の制御に関する情報、安全や安心に関する情報、セキュリティに関する情報、緊急に関する情報等の種類を含む。無線通信システム１００では、例えば緊急に関する属性情報を有するデータＤを緊急データＤｂとし、その他の属性情報を有するデータＤを通常データＤａとして分類するほか、無線通信システム１００を利用する状況に応じて、各データＤａ、Ｄｂの分類を任意に設定できる。
【００３３】
無線通信システム１００は、例えば１つの上位基地局３（図１では上位基地局３ａ）に接続された複数の基地局１（図１では基地局１ａ〜１ｃ）を備え、各基地局１が有線通信を介して、それぞれ接続されてもよい。この場合、複数の基地局１のうち少なくとも隣接した２つの基地局１の基本情報を共有するほか、例えば複数の基地局１の基本情報が、上位基地局３に集められてもよい。
【００３４】
基本情報は、基地局１毎における通信接続に関する情報を有する。基本情報は、例えば基地局１のバッファ数、各バッファにおけるデータＤの保存可能容量や保存量（バッファに蓄積されたキューの数）、各バッファに設定された優先度、端末２との接続状態、端末２との接続に必要な周波数帯域、データＤを一時保管する期間、接続する端末２の優先度や識別情報等を含む。なお、基本情報を共有するタイミング等は、各基地局１によって制御されるほか、例えば上位基地局３によって制御されてもよい。この場合、上位基地局３は、所定周期に各基地局１の基本情報を取得する。
【００３５】
複数の基地局１の間における基本情報の共有を行う際、例えばＳＯＡＰ（Simple Object Access Protocol）や、ＲＥＳＴ（REpresentational State Transfer）ＡＰＩ等の公知のプロトコルを用いて実現される。なお、複数の基地局１の間の時刻を同期させることで、端末２との接続に必要な周波数帯域の予約や解放に関する情報を共有させることができる。
【００３６】
＜基地局１＞
基地局１は、例えば図２に示すように、制御部１１と、有線送受信部１２と、有線ポート１２ａと、無線送受信部１３と、アンテナ１３ａと、記憶部１４とを有し、例えば判定部１５を有する。各構成は内部バスにより接続される。なお、基地局１を複数備える場合、それぞれ同様の構成を備える。
【００３７】
制御部１１は、基地局１全体の制御を行い、例えばデータＤの送受信に関する動作制御を行う。制御部１１は、例えば受信したデータＤの保存方法や送受信方法等を制御する。制御部１１として、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが用いられる。
【００３８】
有線送受信部１２は、例えば上位基地局３及び他の基地局１の少なくとも何れかに対して、データＤを送受信する。有線送受信部１２は、例えば上位基地局３及び他の基地局１の少なくとも何れかに対して、基本情報を送受信する。このため、基地局１は、上位基地局３及び他の基地局１の少なくとも何れかと、基本情報を共有することができる。
【００３９】
有線送受信部１２は、有線ポート１２ａを介して、有線通信を行う（図２の実線矢印）。有線ポート１２ａは、上位基地局３又は他の基地局１等と有線通信するためのインターフェースである。有線ポート１２ａには、例えばＬＡＮケーブル等の公知の配線が接続される。
【００４０】
無線送受信部１３は、端末２に対してデータＤを送受信する。無線送受信部１３は、アンテナ１３ａを介して、無線通信を行う（図２の破線矢印）。アンテナ１３ａは、端末２と無線通信を行うために用いられる。無線通信には、例えば免許不要の周波数帯（ＩＳＭ（Industry Science Medical）バンド）が用いられる。
【００４１】
記憶部１４には、端末２や上位基地局３から受信したデータＤ等が記憶される。記憶部１４として、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）のほか、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の公知のデータ保存装置が用いられる。記憶部１４は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）を含み、基地局１により実行されるプログラム等が記憶される。なお、基地局１により実行される各機能は、制御部１１が、ＲＡＭを作業領域として、記憶部１４に記憶されたプログラムを実行することにより実現することができる。
【００４２】
判定部１５は、例えばデータＤの有する属性情報に基づき、データＤが通常データＤａ又は緊急データＤｂの何れかであるかを判定する。判定部１５は、例えば記憶部１４に記憶された属性情報テーブルを参照し、データＤの種類を判定する。なお、例えば基地局１が判定部１５を有しない場合、基地局１は、通常データＤａ又は緊急データＤｂの何れかを認識する情報を直前等に受信することで、データＤの種類を認識できるようにしてもよい。
【００４３】
例えば図３に示すように、記憶部１４には、複数のバッファ５０（図３では８つのバッファ５１〜５８）が記憶されるほか、例えばキュー６０（例えばリングバッファ）が記憶されてもよい。バッファ５０は、端末２又は上位基地局３から受信したデータＤを一時的に保存する。バッファ５０は、例えばキュー６０を介して、端末２に対してデータＤを送受信する。
【００４４】
キュー６０は、バッファ５０からデータＤを取得した場合、一時的に保存したあと、端末２に対してデータＤを送信する。また、キュー６０は、端末２からデータＤを取得した場合、一時的に保存したあと、複数のバッファ５０の何れかに対してデータＤを送る。なお、各バッファ５０及びキュー６０に保存されたデータＤは、例えば入れ替えることができず、保存された順番に出力される。
【００４５】
バッファ５０及びキュー６０は、例えば基本情報に基づき、構成される数や容量が設定される。基本情報の少なくとも一部は、例えば予め記憶部１４に記憶されるほか、例えば各データＤに含ませてもよい。基本情報は、例えば過去のデータＤに基づき学習されたモデルに基づいて抽出されてもよい。
【００４６】
制御部１１は、各バッファ５０に保存されたデータＤの量（例えば蓄積されたキューの長さやキューの数としてもよい）を任意の間隔で確認することができ、必要に応じて各バッファ５０の優先度を設定（変更）することができる。このため、後述する無線通信システム１００の動作を円滑に実行することができる。
【００４７】
（実施形態：無線通信システム１００の動作）
次に、本実施形態における無線通信システム１００の動作について説明する。無線通信システム１００は、通常送受信手段Ｓ１１０と、緊急送受信手段Ｓ１２０とを備える。
【００４８】
通常送受信手段Ｓ１１０と、緊急送受信手段Ｓ１２０との違いとして、送受信の対象となるデータＤの種類が異なる点、及び、指定されるバッファ５０の優先度付けが異なる点、の２点が挙げられる。
【００４９】
＜通常送受信手段Ｓ１１０＞
通常送受信手段Ｓ１１０は、バッファ５０毎に設定された優先度に基づき、端末２に対して通常データＤａを送受信する。例えば図３（ａ）に示すように、各バッファ５１〜５８にはそれぞれ優先度が設定され、通常データＤａを送信した端末２に設定された優先度と一致するバッファ５０に対して、キュー６０と通常データＤａの受け渡しが実行される。例えば優先度１に設定された端末２が生成及び送信した通常データＤａは、優先度１に設定されたバッファ５１に保存される。
【００５０】
なお、バッファ５０に設定される優先度は、予め管理者等により設定されるほか、例えば基本情報に基づき設定されてもよい。
【００５１】
通常送受信手段Ｓ１１０は、例えば図４（ａ）に示すように、第１通常受信手段Ｓ１１１と、第１通常送信手段Ｓ１１２とを有する。この場合、上位基地局３から基地局１を介して、通常データＤａが端末２に送信される。
【００５２】
第１通常受信手段Ｓ１１１は、上位基地局３から送信された通常データＤａを、基地局１が受信する。例えば有線送受信部１２は、有線通信を介して、上位基地局３から通常データＤａを受信する。
【００５３】
第１通常送信手段Ｓ１１２は、基地局１から端末２に対して、通常データＤａを送信する。例えば制御部１１は、複数のバッファ５０のうち優先度の高いバッファ５０を指定し、受信した通常データＤａを、指定したバッファ５０に保存する。その後、制御部１１は、例えばバッファ５０からキュー６０に通常データＤａを移し、無線送受信部１３を介して端末２に送信する。これにより、端末２が通常データＤａを受信する。このとき、基地局１と端末２との接続には、例えばランダムアクセス方式が用いられる。
【００５４】
これにより、基地局１を介して、上位基地局３から端末２への通常データＤａの送信が完了する。
【００５５】
通常送受信手段Ｓ１１０は、例えば図４（ｂ）に示すように、第２通常受信手段Ｓ１１３と、通常保存手段Ｓ１１４を有し、例えば第２通常送信手段を有してもよい。この場合、端末２から基地局１に通常データＤａが送信され、例えば基地局１を介して上位基地局３に通常データＤａが送信されてもよい。
【００５６】
第２通常受信手段Ｓ１１３は、端末２から送信された通常データＤａを、基地局１が受信する。例えば無線送受信部１３は、無線通信を介して、端末２から通常データＤａを受信する。このとき、基地局１と端末２との接続には、例えばランダムアクセス方式が用いられる。
【００５７】
通常保存手段Ｓ１１４は、バッファ５０の優先度に基づき、通常データＤａを保存する。例えば制御部１１は、受信した通常データＤａを、キュー６０に保存する。その後、制御部１１は、キュー６０に保存された通常データＤａを送信した端末２の優先度と一致する優先度のバッファ５０を指定し、指定したバッファ５０に通常データＤａを保存する。
【００５８】
これにより、端末２から基地局１に通常データＤａが送信され、バッファ５０に保存される。その後、例えば第２通常送信手段を実行する場合、制御部１１は、有線送受信部１２を介して、バッファ５０に保存された通常データＤａを上位基地局３に送信する。これにより、基地局１を介して、端末２から上位基地局３への通常データＤａの送信が完了する。
【００５９】
＜緊急送受信手段Ｓ１２０＞
緊急送受信手段Ｓ１２０では、複数のバッファ５０のうち保存されたデータＤの量が最も少ないバッファ５０の優先度を高く設定し、優先度を高く設定したバッファ５０を介して、端末２に対して緊急データＤｂを送受信する。例えば図３（ｂ）に示すように、各バッファ５１〜５８のうち、保存されたデータＤの量が最も少ない（バッファ５０に蓄積されたキューの数が少ない）バッファ５０（図３（ｂ）ではバッファ５０ｓ）に対して、キュー６０と緊急データＤｂの受け渡しが実行される。このとき、先ず各バッファ５１〜５８に蓄積されたキューの状態を確認した上で、保存されたデータＤの量が最も少ないバッファ５０ｓへの緊急データＤｂの保存、及びバッファ５０ｓに対して優先度を最も高くする設定が実行される。このため、バッファ５０毎に予め設定された優先度に関わらず、保存されたデータＤの最も少ないバッファ５０ｓが優先的に、キュー６０に対して緊急データＤｂの受け渡しを行うことが可能となる。このため、緊急送受信手段Ｓ１２０では、通常送受信手段Ｓ１１０に比べて、データＤの送受信に費やす時間を短縮することができる。
【００６０】
なお、バッファ５０ｓに設定した優先度は、緊急データＤｂの送受信が完了したあと、予め設定された優先度に変更される。このため、例えば緊急送受信手段Ｓ１２０を実行したあと、通常送受信手段Ｓ１１０を円滑に実行することができる。
【００６１】
なお、緊急送受信手段Ｓ１２０では、例えば同じ内容の複数の緊急データＤｂが、バッファ５０ｓに保存され、端末２に対して送受信されてもよい。また、同じ内容の複数の緊急データＤｂが、複数の端末２から基地局１に対して送信されてもよい。これらの場合、送受信される緊急データＤｂの数を設定することで冗長性を担保でき、状況に応じて必要とされる一定以下のパケット損失率を補償することができる。
【００６２】
緊急送受信手段Ｓ１２０は、例えば図４（ｃ）に示すように、第１緊急受信手段Ｓ１２１と、第１緊急送信手段Ｓ１２２とを有する。この場合、上位基地局３から基地局１を介して、緊急データＤｂが端末２に送信される。
【００６３】
第１緊急受信手段Ｓ１２１は、上位基地局３から送信された緊急データＤｂを、基地局１が受信する。例えば有線送受信部１２は、有線通信を介して、上位基地局３から緊急データＤｂを受信する。
【００６４】
第１緊急送信手段Ｓ１２２は、基地局１から端末２に対して、緊急データＤｂを送信する。例えば制御部１１は、複数のバッファ５０のうち保存されたデータＤの最も少ないバッファ５０ｓを指定し、受信した緊急データＤｂをバッファ５０ｓに保存する。このとき、バッファ５０ｓに設定された優先度を、最も高く設定する。制御部１１は、例えばバッファ５０ｓからキュー６０に緊急データＤｂを移し、無線送受信部１３を介して端末２に送信する。これにより、端末２が緊急データＤｂを受信する。このとき、基地局１と端末２との接続には、例えばランダムアクセス方式が用いられる。
【００６５】
これにより、基地局１を介して、上位基地局３から端末２への緊急データＤｂの送信が完了する。なお、制御部１１は、緊急データＤｂの送受信が完了したあと、バッファ５０ｓに設定した優先度を、予め設定された優先度に変更する。
【００６６】
緊急送受信手段Ｓ１２０は、例えば図４（ｄ）に示すように、第２緊急受信手段Ｓ１２３と、緊急保存手段Ｓ１２４を有し、例えば第２緊急送信手段を有してもよい。この場合、端末２から基地局１に緊急データＤｂが送信され、例えば基地局１を介して上位基地局３に緊急データＤｂが送信されてもよい。
【００６７】
第２緊急受信手段Ｓ１２３は、端末２から送信された緊急データＤｂを、基地局１が受信する。例えば無線送受信部１３は、無線通信を介して、端末２から緊急データＤｂを受信する。このとき、基地局１と端末２との接続には、例えばランダムアクセス方式が用いられる。
【００６８】
緊急保存手段Ｓ１２４は、複数のバッファ５０のうち保存されたデータＤの最も少ないバッファ５０ｓに、緊急データＤｂを保存する。例えば制御部１１は、受信した緊急データＤｂを、キュー６０に保存する。その後、制御部１１は、複数のバッファ５０のうち保存されたデータＤの最も少ないバッファ５０ｓを指定し、バッファ５０ｓに設定された優先度を、最も高く設定する。その後、キュー６０に保存された緊急データＤｂをバッファ５０ｓに保存する。
【００６９】
これにより、端末２から基地局１に緊急データＤｂが送信され、バッファ５０ｓに保存される。その後、例えば第２緊急送信手段を実行する場合、制御部１１は、有線送受信部１２を介して、バッファ５０ｓに保存された緊急データＤｂを上位基地局３に送信する。これにより、基地局１を介して、端末２から上位基地局３への緊急データＤｂの送信が完了する。なお、制御部１１は、緊急データＤｂの送受信が完了したあと、バッファ５０ｓに設定した優先度を、予め設定された優先度に変更する。
【００７０】
＜判定手段Ｓ１３０＞
無線通信システム１００は、例えば判定手段Ｓ１３０を備えてもよい。判定手段Ｓ１３０は、データＤの有する属性情報に基づき、送受信されるデータＤが通常データＤａ又は緊急データＤｂの何れかであるかを判定する。判定手段Ｓ１３０は、例えばデータＤが属性情報を有する場合や、データＤの内容を予め知らされていない場合等に実行される。
【００７１】
判定手段Ｓ１３０は、例えば図５（ａ）に示すように、第１受信手段Ｓ１３１を有する。第１受信手段Ｓ１３１では、上位基地局３から送信されたデータＤを、基地局１が受信する。例えば有線送受信部１２は、有線通信を介して、上位基地局３からデータＤを受信する。その後、判定部１５は、データＤの判定を実行し、判定結果に基づき第１通常送信手段Ｓ１１２又は第１緊急送信手段Ｓ１２２を実行する。
【００７２】
これにより、基地局１を介して、上位基地局３から端末２への通常データＤａ又は緊急データＤｂの送信が完了する。
【００７３】
判定手段Ｓ１３０は、例えば図５（ｂ）に示すように、第２受信手段Ｓ１３２を有する。第２受信手段Ｓ１３２では、端末２から送信されたデータＤを、基地局１が受信する。例えば無線送受信部１３は、無線通信を介して、端末２からデータＤを受信する。その後、判定部１５は、データＤの判定を実行し、判定結果に基づき第１通常送信手段Ｓ１１２又は第１緊急送信手段Ｓ１２２を実行する。
【００７４】
これにより、端末２から基地局１に通常データＤａ又は緊急データＤｂが送信されてバッファ５０に保存され、状況に応じて上位基地局３への通常データＤａ又は緊急データＤｂの送信が完了する。
【００７５】
（実施形態：無線通信システム１００の動作の変形例）
次に、本実施形態における無線通信システム１００の変形例について説明する。上述した動作の一例と、変形例との違いは、基地局１を複数備える点である。なお、上述した無線通信システム１００の動作と同様の内容については、説明を省略する。
【００７６】
変形例の無線通信システム１００は、例えば図６に示すように、複数の基地局１が、端末２の位置に応じてデータＤを送受信できる状態で利用される。この場合、例えば各基地局１は、互いに基本情報を共有する。基本情報を共有する各基地局１は、例えば共通の上位基地局３に接続される。なお、変形例の無線通信システム１００では、例えば複数の基地局１のうち、少なくとも隣接した２つの基地局１が、互いに基本情報を共有している状態であればよい。
【００７７】
変形例の無線通信システム１００では、共有された各基地局１の基本情報に基づき、各基地局１におけるバッファ５０の数及び各バッファ５０の容量が設定されたあと、トラフィックの割り当てが実行されることで、各基地局１と端末２との通信経路が設定される。この時点で、例えばバッファ５０毎に優先度が設定されてもよい。
【００７８】
変形例の無線通信システム１００では、通常送受信手段Ｓ１１０及び緊急送受信手段Ｓ１２０は、１つの端末２に対して複数の基地局１の少なくとも何れかとデータＤを送受信する。この場合、端末２と各基地局１との無線通信を行うために、例えばランダムアクセス方式が用いられ、最初に接続した基地局１が、端末２に対してデータＤを送受信する。
【００７９】
通常送受信手段Ｓ１１０では、例えば図４（ａ）に示す第１通常受信手段Ｓ１１１を実施するとき、上位基地局３から送信された通常データＤａを、１つの基地局１が受信するほか、例えば複数の基地局１が受信してもよい。この場合、第１通常送信手段Ｓ１１２では、端末２と最初に接続した基地局１が、端末２に対して通常データＤａを送信する。
【００８０】
また、通常送受信手段Ｓ１１０では、例えば図４（ｂ）に示す第２通常受信手段Ｓ１１３を実施するとき、端末２と最初に接続した基地局１が、端末２から通常データＤａを受信する。その後、上述した通常保存手段Ｓ１１４を実行する。
【００８１】
緊急送受信手段Ｓ１２０では、例えば図４（ｃ）に示す第１緊急受信手段Ｓ１２１を実施するとき、上位基地局３から送信された同一の緊急データＤｂを、上位基地局３と通信接続された複数の基地局１に受信する（例えば図６）。次に、第１緊急送信手段Ｓ１２２（送信手段）では、基地局１毎における複数のバッファ５０のうち保存されたデータＤの最も少ないバッファ５０ｓにそれぞれ緊急データＤｂを保存する。そして、基地局１毎におけるバッファ５０ｓに設定された優先度を、最も高く設定する。その後、複数の基地局１のうち何れか１つが、端末２に対して緊急データＤｂを送信する。例えば、端末２と最初に通信接続を確立した基地局１が、端末２に対して緊急データＤｂを送信する。このため、１つの基地局１から端末２に対して緊急データＤｂを送信する場合に比べ、緊急データＤｂを送受信する時間を短縮することができる。
【００８２】
緊急送受信手段Ｓ１２０では、例えば図４（ｄ）に示す第２緊急受信手段Ｓ１２３を実施するとき、端末２と最初に接続した基地局１が、端末２から緊急データＤｂを受信する。次に、上述した緊急保存手段Ｓ１２４を実行し、例えば上述した第２緊急送信手段を実行してもよい。このため、１つの基地局１を介して端末２から上位基地局３に対して緊急データＤｂを送信する場合に比べ、緊急データＤｂを送受信する時間を短縮することができる。
【００８３】
なお、緊急送受信手段Ｓ１２０では、例えば端末２と最初に接続した基地局１におけるバッファ５０の空き容量が少ない場合、他の基地局１に緊急データＤｂを保存するようにしてもよい。この場合、バッファ５０の空き容量が少ない基地局１は、端末２から送信された緊急データＤｂを拒否し、他の基地局１と端末２とを接続するようにする。上記のほか、例えば緊急データＤｂを受信してから有線通信を介して、他の基地局１に送信してもよい。これらにより、パケット送信に費やす時間を低減することが可能となる。
【００８４】
なお、判定手段Ｓ１３０については、上記と同様の動作を基地局１毎に実行することができる。
【００８５】
本実施形態によれば、通常送受信手段Ｓ１１０は、複数のバッファ５０毎に設定された優先度に基づき、通常データＤａを送受信する。このため、製造ライン等の安全動作のために必要な、安定した通信条件を維持することができる。また、緊急送受信手段Ｓ１２０は、複数のバッファ５０のうち保存されたデータＤの量が最も少ないバッファ５０ｓの優先度を高く設定し、優先度を高く設定したバッファ５０ｓを介して、緊急データＤｂを送受信する。このため、通常送受信手段Ｓ１１０とは異なり、バッファ５０に初期設定された優先度に関係なく最短時間で緊急データＤｂを送受信することができる。これらにより、データＤの種類に応じた最適な通信条件を実現することが可能となる。
【００８６】
また、本実施形態によれば、基地局１は、基本情報を他の基地局１と共有する有線送受信部１２を有する。このため、端末２の移動に伴い１つの基地局１における通信範囲から外れた場合においても、他の基地局１との通信接続を容易に確立することができる。これにより、狭空間において移動する端末２に対し、継続的にデータＤを送受信することが可能となる。
【００８７】
また、本実施形態によれば、送信手段（第１緊急送信手段Ｓ１２２）は、複数の基地局１のうち何れか１つが、端末２に対して緊急データＤｂを送信する。このため、最も早く端末２と通信接続を確立した基地局１が、緊急データＤｂを送信することができる。これにより、緊急データＤｂの送受信に費やす時間をさらに短縮することが可能となる。
【００８８】
また、本実施形態によれば、緊急送受信手段Ｓ１２０は、ランダムアクセス方式を用いて、端末２に対して緊急データＤｂを送受信する。このため、複数の基地局１のうち、最も早く端末２と通信接続が可能となった基地局１が、緊急データＤｂを送受信することができる。これにより、緊急データＤｂの送受信に費やす時間をさらに短縮することが可能となる。
【００８９】
また、本実施形態によれば、判定手段Ｓ１３０は、属性情報に基づき、送受信されるデータＤが、通常データＤａ又は緊急データＤｂの何れかであることを判定する。このため、データＤの種類が予め分類されていない場合においても、データＤの種類を判定した上で通常送受信手段Ｓ１１０又は緊急送受信手段Ｓ１２０を行うことができる。これにより、データＤの種類に応じた最適な通信条件を容易に実現することが可能となる。
【００９０】
なお、本実施形態の通信方法として、上述した通常送受信手段Ｓ１１０と、緊急送受信手段Ｓ１２０との代わりに、通常送受信ステップと、緊急送受信ステップとを備えることで、上述した内容と同様に、データＤの種類に応じた最適な通信条件を実現することが可能となる。
【００９１】
また、本実施形態の無線通信方法として、上述した各手段の代わりに各ステップをさらに備えることで、上述した効果を得ることもできる。
【符号の説明】
【００９２】
１        ：基地局
２        ：端末
３        ：上位基地局
４        ：制御装置
５        ：サーバ
１１      ：制御部
１２      ：有線送受信部
１２ａ    ：有線ポート
１３      ：無線送受信部
１３ａ    ：アンテナ
１４      ：記憶部
１５      ：判定部
５０      ：バッファ
６０      ：キュー
１００    ：無線通信システム
Ｓ１１０  ：通常送受信手段
Ｓ１２０  ：緊急送受信手段
Ｓ１３０  ：判定手段
【図１】
2020167633.tif 000003
【図２】
2020167633.tif 000004
【図３】
2020167633.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020167633.tif 000007
【図６】
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