(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
親局と、前記親局の配下の複数の子局とで構成される無線通信システムであって、
前記親局は、前記各子局に対してデータの送信を許容する送信許容時間を一定の通信周期内に設定し、前記各子局に対する指示命令である指令データと前記送信許容時間とを前記各子局に通知し、
前記各子局は、前記指令データに対する処理を実施して応答データを生成し、前記応答データのデータ量、および、自局と前記親局との間の伝送速度に基づいて、前記送信許容時間内における前記応答データの送信可否を判定し、前記送信許容時間内において前記応答データの送信が不可能であると判定した場合に、前記応答データを破棄して当該応答データの送信を停止する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
親局と、前記親局の配下の複数の子局とで構成される無線通信システムであって、
前記親局は、前記各子局に対してデータの送信を許容する送信許容時間を一定の通信周期内に設定し、前記各子局に対する指示命令である指令データと前記送信許容時間とを前記各子局に通知し、
前記各子局は、前記指令データに対する処理を実施して応答データを生成し、前記応答データのデータ量、および、自局と前記親局との間の伝送速度に基づいて、前記送信許容時間内における前記応答データの送信可否を判定し、前記送信許容時間内において前記応答データの送信が不可能であると判定した場合に、前記応答データを残データとして保持すると共に、前記残データのデータ量および優先度を残データ情報として格納した送信不可通知を前記送信許容時間内に前記親局に送信する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
親局と、前記親局の配下の複数の子局とで構成される無線通信システムであって、
前記親局は、前記各子局に対してデータの送信を許容する送信許容時間を一定の通信周期内に設定し、前記各子局に対する指示命令である指令データと前記送信許容時間とを前記各子局に通知し、
前記各子局は、前記指令データに対する処理を実施して応答データを生成し、前記応答データのデータ量、および、自局と前記親局との間の伝送速度に基づいて、前記送信許容時間内における前記応答データの送信可否を判定し、前記送信許容時間内において前記応答データの送信が不可能であると判定した場合に、前記応答データを前記送信許容時間内において送信可能なデータ量の分割応答データと送信不可能なデータ量の残データとに分割して前記残データを保持すると共に、前記残データのデータ量および優先度を残データ情報とし、前記分割応答データと前記残データ情報とを格納した分割応答データ通知を前記送信許容時間内に前記親局に送信する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
前記親局は、前記子局に対して設定した前記送信許容時間内に前記子局からの前記応答データを正常に受信できなかった場合に、非受信確認を示すＮＡＣＫデータを当該子局に送信し、
前記各子局は、前記親局からのＮＡＣＫデータを受信した場合に、前記送信許容時間内において前記応答データの送信可否を再判定し、前記送信許容時間内において前記応答データの送信が可能であると判定した場合に、前記応答データを前記親局に再送信する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記親局は、前記各子局毎に前記ＮＡＣＫデータを送信した回数を前記各子局毎の再送発生回数として保持し、前記残データを保持している前記各子局に対して、前記残データの送信を許容する再割り当て送信許容時間を割り当てるための送信許容時間再割当時間を前記通信周期内に設け、前記残データのデータ量および優先度と、前記再送発生回数とに基づいて、前記各子局毎に異なる前記再割り当て送信許容時間を設定し、
前記各子局は、自局に割り当てられた前記再割り当て送信許容時間内に、前記残データを送信する
ことを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記親局は、当該親局あるいは前記各子局に緊急停止を行う必要のある事象が生じたことを検出するための緊急通信時間を前記通信周期内に設け、前記緊急通信時間を前記指令データに付加して前記各子局に通知することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記各子局は、自局において緊急停止を行う必要のある事象が生じた場合に、前記緊急通信時間内に緊急通知を送信し、
前記親局は、前記緊急通知に基づいて、自局および前記各子局の緊急停止を実施する
ことを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記親局は、前記緊急通信時間内に、自局が使用する周波数において、予め規定した電波強度以上の電波をシステム外部から受信した場合に、自局および前記各子局の緊急停止を実施することを特徴とする請求項６または７に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記各子局は、前記緊急通信時間内に、自局が使用する周波数において、予め規定した電波強度以上の電波をシステム外部から受信した場合、および、前記親局の配下の他の前記子局からの前記緊急通知を受信した場合に、自局の緊急停止を実施することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
親局と、前記親局の配下の複数の子局とで構成される無線通信システムであって、
前記親局は、前記各子局に対してデータの送信を許容する送信許容時間を一定の通信周期内に設定し、前記各子局に対する指示命令である指令データと前記送信許容時間とを前記各子局に通知し、
前記各子局は、
前記指令データを含む子局側受信データを受信する子局側無線データ受信部と、
前記指令データに対する処理を実施して応答データを生成する指令処理部と、
前記応答データのデータ量、および、自局と前記親局との間の伝送速度に基づいて、前記送信許容時間内における前記応答データの送信可否を判定する送信判定部と、
前記応答データを含む子局側送信データを前記親局に送信する子局側無線データ送信部と、
を備え、
前記送信判定部は、
前記送信許容時間内において前記応答データの送信が不可能であると判定した場合に、前記応答データを破棄して当該応答データの送信を停止する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１１】
親局と、前記親局の配下の複数の子局とで構成される無線通信システムであって、
前記親局は、前記各子局に対してデータの送信を許容する送信許容時間を一定の通信周期内に設定し、前記各子局に対する指示命令である指令データと前記送信許容時間とを前記各子局に通知し、
前記各子局は、
前記指令データを含む子局側受信データを受信する子局側無線データ受信部と、
前記指令データに対する処理を実施して応答データを生成する指令処理部と、
前記応答データのデータ量、および、自局と前記親局との間の伝送速度に基づいて、前記送信許容時間内における前記応答データの送信可否を判定する送信判定部と、
前記応答データを含む子局側送信データを前記親局に送信する子局側無線データ送信部と、
を備え、
前記送信判定部は、
前記送信許容時間内において前記応答データの送信が不可能であると判定した場合に、前記応答データを残データとして保持すると共に、前記残データのデータ量および優先度を残データ情報として格納した送信不可通知を生成し、
前記子局側無線データ送信部は、前記送信許容時間内に、前記送信不可通知を前記親局に送信する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１２】
親局と、前記親局の配下の複数の子局とで構成される無線通信システムであって、
前記親局は、前記各子局に対してデータの送信を許容する送信許容時間を一定の通信周期内に設定し、前記各子局に対する指示命令である指令データと前記送信許容時間とを前記各子局に通知し、
前記各子局は、
前記指令データを含む子局側受信データを受信する子局側無線データ受信部と、
前記指令データに対する処理を実施して応答データを生成する指令処理部と、
前記応答データのデータ量、および、自局と前記親局との間の伝送速度に基づいて、前記送信許容時間内における前記応答データの送信可否を判定する送信判定部と、
前記応答データを含む子局側送信データを前記親局に送信する子局側無線データ送信部と、
を備え、
前記送信判定部は、
前記送信許容時間内において前記応答データの送信が不可能であると判定した場合に、前記応答データを前記通信周期内において送信可能なデータ量の分割応答データと送信不可能なデータ量の残データとに分割して前記残データを保持すると共に、前記残データのデータ量および優先度を残データ情報とし、前記分割応答データと前記残データ情報とを格納した分割応答データ通知を生成し、
前記子局側無線データ送信部は、前記送信許容時間内に、前記分割応答データ通知を前記親局に送信する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項１３】
前記親局は、
前記指令データを生成する指令生成部と、
前記各子局からの前記応答データを含む親局側受信データを受信する親局側無線データ受信部と、
前記送信許容時間を設定し、前記送信許容時間を前記各子局に通知する送信許容時間通知を生成する周期管理部と、
前記指令データおよび前記送信許容時間通知を含む親局側送信データを前記各子局に送信する親局側無線データ送信部と、
を備え、
前記親局側無線データ受信部は、前記子局に対して設定した前記送信許容時間内に前記子局からの前記応答データを正常に受信できなかった場合に、非受信確認を示すＮＡＣＫデータ送信要求を前記親局側無線データ送信部に送信し、
前記親局側無線データ送信部は、前記ＮＡＣＫデータ送信要求に応じて、ＮＡＣＫデータを生成して前記各子局に送信し、
前記指令処理部は、前記ＮＡＣＫデータを受信した場合に、前記送信許容時間内において前記応答データの送信可否を再判定し、前記送信許容時間内において前記応答データの送信が可能であると判定した場合に、前記応答データを前記親局に再送信する
ことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項１４】
前記親局は、
前記親局側受信データを分析し、前記親局側受信データが前記分割応答データ通知あるいは前記送信不可通知である場合に、前記残データ情報を前記周期管理部に送信する受信データ分析部をさらに備え、
前記周期管理部は、
前記各子局毎に前記ＮＡＣＫデータを送信した回数を前記各子局毎の再送発生回数として保持し、前記残データを保持している前記各子局に対して、前記残データの送信を許容する再割り当て送信許容時間を割り当てるための送信許容時間再割当時間を前記通信周期内に設け、前記残データ情報に格納された前記残データのデータ量および優先度と、前記再送発生回数とに基づいて、前記各子局毎に異なる前記再割り当て送信許容時間を設定し、
前記送信判定部は、
自局に割り当てられた前記再割り当て送信許容時間内に、前記残データを送信する
ことを特徴とする請求項１３に記載の無線通信システム。
【請求項１５】
前記周期管理部は、当該親局あるいは前記各子局に緊急停止を行う必要のある事象が生じたことを検出するための緊急通信時間を前記通信周期内に設け、前記緊急通信時間を前記指令データに付加して前記各子局に通知することを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項１６】
前記指令処理部は、自局において緊急停止を行う必要のある事象が生じた場合に、緊急通知を生成して前記緊急通信時間内に前記緊急通知を送信し、
前記指令生成部は、前記緊急通知に基づいて、指令生成処理を停止し、
前記周期管理部は、前記緊急通知に基づいて、前記各子局に対する緊急停止指示を実施する
ことを特徴とする請求項１５に記載の無線通信システム。
【請求項１７】
前記親局側無線データ受信部は、前記緊急通信時間内に、自局が使用する周波数において、予め規定した電波強度以上の電波をシステム外部から受信した場合に、緊急通知を生成し、
前記指令生成部は、前記緊急通知に基づいて、指令生成処理を停止し、
前記周期管理部は、前記緊急通知に基づいて、前記各子局に対する緊急停止指示を生成し、
前記指令処理部は、前記緊急停止指示に基づいて、指令処理を停止する
ことを特徴とする請求項１５または１６に記載の無線通信システム。
【請求項１８】
前記子局側無線データ受信部は、前記緊急通信時間内に、自局が使用する周波数において、予め規定した電波強度以上の電波をシステム外部から受信した場合、および、前記親局の配下の他の前記子局からの前記緊急通知を受信した場合に、緊急電波受信通知を生成し、
前記送信判定部は、前記緊急電波受信通知に基づいて、前記指令処理部に対する緊急停止指示を生成し、
前記指令処理部は、前記緊急停止指示に基づいて、指令処理を停止する
ことを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項１９】
親局と、前記親局の配下の複数の子局との間でデータの送受信を行う無線通信方式であって、
前記親局が前記各子局に対して前記応答データの送信を許容する送信許容時間を一定の通信周期内に設定する第１ステップと、
前記親局が前記各子局に対する指示命令である指令データと前記送信許容時間とを前記各子局に送信する第２ステップと、
前記指令データに対する処理を実施して応答データを生成し、前記応答データのデータ量、および、自局と前記親局との間の伝送速度に基づいて、前記各子局が前記送信許容時間内における前記応答データの送信可否を判定する第３ステップと、
前記子局が前記送信許容時間内において前記応答データの送信が不可能であると判定した場合に、前記応答データを破棄して当該応答データの送信を停止する第４ステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項２０】
親局と、前記親局の配下の複数の子局との間でデータの送受信を行う無線通信方式であって、
前記親局が前記各子局に対してデータの送信を許容する送信許容時間を一定の通信周期内に設定する第１ステップと、
前記親局が前記各子局に対する指示命令である指令データと前記送信許容時間とを前記各子局に送信する第２ステップと、
前記指令データに対する処理を実施して応答データを生成し、前記応答データのデータ量、および、自局と前記親局との間の伝送速度に基づいて、前記各子局が前記送信許容時間内における前記応答データの送信可否を判定する第３ステップと、
前記子局が前記送信許容時間内において前記応答データの送信が不可能であると判定した場合に、前記応答データを残データとして保持すると共に、前記残データのデータ量および優先度を残データ情報として格納した送信不可通知を前記送信許容時間内に前記親局に送信する第４ステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項２１】
親局と、前記親局の配下の複数の子局との間でデータの送受信を行う無線通信方式であって、
前記親局が前記各子局に対してデータの送信を許容する送信許容時間を一定の通信周期内に設定する第１ステップと、
前記親局が前記各子局に対する指示命令である指令データと前記送信許容時間とを前記各子局に送信する第２ステップと、
前記指令データに対する処理を実施して応答データを生成し、前記応答データのデータ量、および、自局と前記親局との間の伝送速度に基づいて、前記各子局が前記送信許容時間内における前記応答データの送信可否を判定する第３ステップと、
前記各子局が前記送信許容時間内において前記応答データの送信が不可能であると判定した場合に、前記応答データを前記送信許容時間内において送信可能なデータ量の分割応答データと送信不可能なデータ量の残データとに分割して前記残データを保持すると共に、前記残データのデータ量および優先度を残データ情報とし、前記分割応答データと前記残データ情報とを格納した分割応答データ通知を前記送信許容時間内に前記親局に送信する第４ステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。
【請求項２２】
前記第１ステップにおいて、前記親局が前記残データを保持している前記各子局に対して前記残データの送信を許容する再割り当て送信許容時間を割り当てるための送信許容時間再割当時間を前記通信周期内に設け、
前記親局が前記各子局に対して設定した前記送信許容時間内に前記子局からの前記応答データを正常に受信できなかった場合に、非受信確認を示すＮＡＣＫデータを当該子局に送信する第５ステップと、
前記各子局が前記親局からのＮＡＣＫデータを受信した場合に、前記送信許容時間内において前記応答データの送信可否を再判定し、前記送信許容時間内において前記応答データの送信が可能であると判定した場合に、前記応答データを前記親局に再送信する第６ステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の無線通信方法。
【請求項２３】
前記親局が前記各子局毎に前記ＮＡＣＫデータを送信した回数を前記各子局毎の再送発生回数として保持する第７ステップと、
前記親局が前記残データのデータ量および優先度と前記再送発生回数とに基づいて、前記各子局毎に異なる前記再割り当て送信許容時間を設定する第８ステップと、
前記各子局が自局に割り当てられた前記再割り当て送信許容時間内に前記残データを送信する第９ステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の無線通信方法。
【請求項２４】
前記第１ステップにおいて、前記親局が当該親局あるいは前記各子局に緊急停止を行う必要のある事象が生じたことを検出するための緊急通信時間を前記通信周期内に設け、
前記第２ステップにおいて、前記指令データに前記緊急通信時間を付加して前記各子局に通知する
ことを特徴とする請求項１９〜２３のいずれか一項に記載の無線通信方法。
【請求項２５】
前記各子局が自局において緊急停止を行う必要のある事象が生じた場合に前記緊急通信時間内に緊急通知を送信する第１０ステップと、
前記親局が前記緊急通知に基づいて自局および前記各子局の緊急停止を実施する第１１ステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項２４に記載の無線通信方法。
【請求項２６】
前記親局が前記緊急通信時間内に自局が使用する周波数において予め規定した電波強度以上の電波をシステム外部から受信した場合に自局および前記各子局の緊急停止を実施する第１２ステップをさらに含むことを特徴とする請求項２４または２５に記載の無線通信方法。
【請求項２７】
前記各子局が前記緊急通信時間内に自局が使用する周波数において予め規定した電波強度以上の電波をシステム外部から受信した場合、および、前記親局の配下の他の前記子局からの前記緊急通知を受信した場合に、自局の緊急停止を実施する第１３ステップをさらに含むことを特徴とする請求項２４〜２６のいずれか一項に記載の無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムおよび無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、無線ＬＡＮでは、アクセスポイント（ＡＰ）と呼ばれる親局１台と、ステーション（ＳＴＡ）と呼ばれるアクセスポイント配下の複数の子局とで、ネットワークが構成される。一般の無線ＬＡＮにおいては、各子局が自律的に乱数によるランダムな待ち時間を設け、その待ち時間の後に、他の子局が通信を実施していなければ、データを送信するＤＣＦ（Distributed Coordination Function）モードがある。このＤＣＦモードでは、各子局が自律的に判断してデータ送信を行うため、親局と各子局との間、子局と他の子局間でデータ衝突が発生する可能性がある。また、各子局が独自に決定した待ち時間待ってデータ送信するため、データの送信タイミングが揺らぐ問題がある。この問題を改善するため、親局が集中的に各子局との通信を制御するＰＣＦ（Point Coordination Function）モードが設けられている。このＰＣＦモードでは、各局間においてデータの衝突は発生しないが、送信するデータ量により各子局がデータを送信する周期が揺らぐ問題がある。
【０００３】
なお、下記特許文献１では、ＤＣＦモードとＰＣＦモードとを併用するシステムにおいて、優先的な送信を要するデータをカウントする手段を持ち、優先度が高いデータのデータ量に応じてＰＣＦモードにより通信を実施する時間とＤＣＦモードにより通信を実施する時間とを調整することにより、優先送信を要するデータを優先的に送信する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１８７０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、従来のＤＣＦモードを用いた無線ＬＡＮ通信では、データの衝突が発生したり、送信データ量によって一定の周期での通信が出来ない、という問題があった。また、上記特許文献１を含むＰＣＦモードを併用した従来技術においても、各子局がデータ送信時に占有する時間もデータ量に依存して変動するため、一定の周期で親局と子局との間の通信を実施することが保証できない、という問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、一定周期で通信を行うことを可能とする無線通信システムおよび無線通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる無線通信システムは、親局と、前記親局の配下の複数の子局とで構成される無線通信システムであって、前記親局は、前記各子局に対してデータの送信を許容する送信許容時間を一定の通信周期内に設定し、前記各子局に対する指示命令である指令データと前記送信許容時間とを前記各子局に通知し、前記各子局は、前記指令データに対する処理を実施して応答データを生成し、前記応答データのデータ量、および、自局と前記親局との間の伝送速度に基づいて、前記送信許容時間内における前記応答データの送信可否を判定し、前記送信許容時間内において前記応答データの送信が不可能であると判定した場合に、前記応答データを破棄して当該応答データの送信を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、一定周期で通信を行うことが可能となる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、ＦＡ（Factory Automation）分野における産業機器間の無線ネットワークの一構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１にかかる無線通信方法におけるデータの送受信シーケンスの一例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１にかかる無線通信システムにおける子局の一構成例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１にかかる無線通信システムにおける子局側の処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、実施の形態２にかかる無線通信システムにおける子局側の処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、子局が親局に対して送信する送信不可通知のメッセージフォーマットの一例を示す図である。
【図７】図７は、残データの種別毎の優先度を規定するテーブルの一例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態３にかかる無線通信システムにおける子局側の処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】図９は、子局が親局に対して送信する分割応答データ通知のメッセージフォーマットの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、データの再送シーケンスの一例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態４にかかる無線通信システムにおける親局の一構成例を示す図である。
【図１２】図１２は、親局側における指令データおよび送信許容時間通知の送信処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、通信周期内における時間枠割り当ての一例を示す図である。
【図１４】図１４は、親局側におけるデータ受信後の処理の一例を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、周期管理部における送信許容時間再割り当て処理の一例を示すサブフローチャートである。
【図１６】図１６は、残データ管理テーブルの一例を示す図である。
【図１７】図１７は、緊急通信用の時間枠を設定した通信周期の一例を示す図である。
【図１８】図１８は、子局において緊急停止を要する事象が発生した場合の親局および子局の処理の一例を示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、親局において何らかの異常電波を受信した場合の親局および子局の処理の一例を示すフローチャートである。
【図２０】図２０は、子局において何らかの異常電波を受信した場合の親局および子局の処理の一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】
【００１０】
以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態にかかる無線通信システムおよび無線通信方法について説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、ＦＡ（Factory Automation）分野における産業機器間の無線ネットワークの一構成例を示す図である。図１に示すように、装置の制御を行う制御装置と制御される被制御装置とが、それぞれ例えば無線ＬＡＮのような無線通信機能を持ち、制御装置である無線親局（以下、単に「親局」という）１１と被制御装置である複数の各無線子局（以下、単に「子局」という）１２，１３との間で一定周期の無線通信を行う。
【００１２】
図２は、実施の形態１にかかる無線通信方法におけるデータの送受信シーケンス図である。図２に示す例では、親局１１が予め設定した一定の通信周期２２の間に、自局配下の各子局（ここでは、子局１２，１３）が応答データの送信を終了する例を示している。図２に示すように、親局１１は、同報通信によって各子局１２，１３に対する指示命令である指令データＡを送信する（ステップＳＴ１０１）。データＡを受信した各子局１２，１３は、当該指示命令に対する自装置の処理を実施し、それぞれ応答データを生成する。
【００１３】
つぎに、親局１１は、子局１２に対して、当該子局１２が送信に使用できる送信許容時間を指定した許容時間通知を送信する（ステップＳＴ１０２）。許容時間通知を受信した子局１２は、送信許容時間１９中に応答データＢを親局１１へ送信する（ステップＳＴ１０３）。
【００１４】
つぎに、親局１１は、子局１３に対して、当該子局１３が送信に使用できる送信許容時間を指定した許容時間通知を送信する（ステップＳＴ１０４）。許容時間通知を受信した子局１３は、送信許容時間２０中に応答データＣを親局１１へ送信する（ステップＳＴ１０５）。
【００１５】
そして、親局１１は、一定の通信周期２２中に、自装置配下の各子局（ここでは、子局１２，１３）とのデータの送受信を行った後、次の通信周期における各子局に対する指令データＤを送信する（ステップＳＴ１０６）。このように、本実施の形態では、親局と各子局との間で、一定周期内に一つの指令に対するデータ送受信を行い、その処理を予め設定した一定の通信周期で繰り返すことにより、無線による定周期通信を実施する。
【００１６】
図３は、実施の形態１にかかる無線通信システムにおける子局の一構成例を示す図である。図３に示すように、子局３１は、親局からの無線データを受信する無線データ受信部３２、応答データの送信可否を判定する送信判定部３３、親局からの指令データに応じた処理を行う指令処理部３４、および親局に対して無線データを送信する無線データ送信部３５を備えている。
【００１７】
つぎに、実施の形態１にかかる無線通信システムにおける子局側の動作を、図３および図４を参照して説明する。図４は、実施の形態１にかかる無線通信システムにおける子局側の処理の一例を示すフローチャートである。
【００１８】
親局から指令データＡを受信すると（ステップＳＴ２０１）、無線データ受信部３２は、当該指令データＡを送信判定部３３に送信する（ステップＳＴ２０２）。送信判定部３３は、指令データＡを受信し（ステップＳＴ２０３）、当該指令データＡを指令処理部３４に送信する（ステップＳＴ２０４）。指令処理部３４は、指令データＡを受信し（ステップＳＴ２０５）、当該指令に基づいた処理を実施し（ステップＳＴ２０６）、処理結果を応答データＢとして送信判定部３３に送信する（ステップＳＴ２０７）。
【００１９】
送信判定部３３は、応答データＢを受信し（ステップＳＴ２０８）、当該子局３１に対する許容時間通知を受信するまで、親局に対する応答データＢの送信を保留する。
【００２０】
つぎに、親局から許容時間通知を受信すると（ステップＳＴ２０９）、無線データ受信部３２は、当該許容時間通知を送信判定部３３に送信する（ステップＳＴ２１０）。送信判定部３３は、許容時間通知を受信すると（ステップＳＴ２１１）、指令処理部３４から受信した応答データＢのデータ長を、自局において使用可能な伝送速度で除することにより、応答データＢの送信時間を算出し、当該送信時間が許容時間通知において指定された送信許容時間内に収まるか否か、すなわち、応答データＢを送信許容時間内に送信可能か否かを判定する（ステップＳＴ２１２）。ここで、自局において使用可能な伝送速度は、予め送信判定部３３に設定されていてもよいし、親局が子局３１に対する送信許容時間通知で指定した伝送速度を指定してもよい。
【００２１】
送信判定部３３は、ステップＳＴ２１２において応答データＢを送信許容時間内に送信可能と判定した場合には（ステップＳＴ２１２；Ｙｅｓ）、応答データＢを無線データ送信部３５に送信し（ステップＳＴ２１３）、無線データ送信部３５は、当該応答データＢを受信し（ステップＳＴ２１４）、親局に応答データＢを送信する（ステップＳＴ２１５）。
【００２２】
また、送信判定部３３は、ステップＳＴ２１２において応答データＢを送信許容時間内に送信不可と判定した場合には（ステップＳＴ２１２；Ｎｏ）、当該応答データＢを破棄する（ステップＳＴ２１６）。なお、本実施の形態では、親局は、許容時間通知において指定した送信許容時間内に子局から応答データを受信しなかった場合に、子局に対して指定した送信許容時間が不足していると認識する。
【００２３】
以上説明したように、実施の形態１の無線通信システムおよび無線通信方法によれば、親局が配下の各子局に対して送信許容時間を指定し、子局は、親局から指定された送信許容時間内に、応答データを送信するようにしたので、一定周期で親局と各子局との通信を行うことが可能となる。
【００２４】
また、子局は、送信許容時間内に応答データを送信できない場合は、当該応答データの送信を停止するようにしたので、子局から送信される応答データのデータ量により通信遅延を生じることなく、一定周期で親局と各子局との通信を行うことが可能となる。
【００２５】
実施の形態２．
本実施の形態では、子局側において応答データを送信許容時間内に送信不可と判定した場合は、子局が親局に対して応答データの送信が不可能であることを通知する例について説明する。なお、実施の形態２にかかる無線通信システムにおける子局の構成は、実施の形態１において説明した図３の構成と同一であるので、ここでは説明を省略する。
【００２６】
実施の形態２にかかる無線通信システムにおける子局側の動作を、図３、図５、図６、および図７を参照して説明する。図５は、実施の形態２にかかる無線通信システムにおける子局側の処理の一例を示すフローチャートである。また、図６は、子局が親局に対して送信する送信不可通知のメッセージフォーマットの一例を示す図である。図７は、残データの種別毎の優先度を規定するテーブルの一例を示す図である。
【００２７】
図５において、ステップＳＴ２０１〜ステップＳＴ２１５までの処理は、実施の形態１において説明した図４のフローチャートと同一であるので、ここでは説明を省略する。
【００２８】
本実施の形態では、送信判定部３３は、ステップＳＴ２１２において応答データＢを送信許容時間内に送信不可と判定した場合には（ステップＳＴ２１２；Ｎｏ）、応答データＢを残データとして保持すると共に、図６に示すメッセージフォーマットに従い、送信不可通知を生成する（ステップＳＴ２１７）。この送信不可通知は、図６に示すように、例えば、親局識別子４１、子局識別子４２、メッセージ種別（ここでは送信不可通知）４３、メッセージ長４４、残データ（ここでは応答データＢ）のデータ量を示す残データ長４５、および残データの優先度４６等のデータが残データ情報として格納される。ここで、残データの種別毎の優先度４６は、予め親局と各子局との間で、図７に示すような共通のテーブルで設定されているものとする。送信判定部３３は、当該テーブルを参照して、残データの優先度４６を判定し、図６に示すメッセージフォーマットに格納する。
【００２９】
そして、送信判定部３３は、送信不可通知を無線データ送信部３５に送信し（ステップＳＴ２１８）、無線データ送信部３５は、当該送信不可通知を受信し（ステップＳＴ２１９）、送信不可通知を親局に送信する（ステップＳＴ２２０）。なお、本実施の形態では、親局は、この送信不可通知を受信した場合に、子局に対して指定した送信許容時間が不足していることを認識すると共に、残データのデータ長や優先度等を認識する。
【００３０】
以上説明したように、実施の形態２の無線通信システムおよび無線通信方法によれば、子局は、親局に対する応答データの送信が不可能である場合には、親局から指定された送信許容時間内に、残データのデータ長や優先度等の残データ情報を格納した送信不可通知を送信するようにしたので、一定周期で親局と各子局との通信を行うことが可能となると共に、親局は、残データのデータ長や優先度等の必要な情報を得ることができる。
【００３１】
実施の形態３．
本実施の形態では、応答データを送信許容時間内に送信可能なデータ長分の分割応答データと送信不可能なデータ長分の残データとに分割して、分割応答データと、残データ情報とを格納した分割応答データ通知を親局に送信する例について説明する。なお、実施の形態３にかかる無線通信システムにおける子局の構成は、実施の形態２と同様に、実施の形態１において説明した図３の構成と同一であるので、ここでは説明を省略する。
【００３２】
実施の形態３にかかる無線通信システムにおける子局側の動作を、図３、図８、および図９を参照して説明する。図８は、実施の形態３にかかる無線通信システムにおける子局側の処理の一例を示すフローチャートである。また、図９は、子局が親局に対して送信する分割応答データ通知のメッセージフォーマットの一例を示す図である。
【００３３】
図８において、ステップＳＴ２０１〜ステップＳＴ２１５までの処理は、実施の形態１において説明した図４のフローチャートと同一であるので、ここでは説明を省略する。
【００３４】
本実施の形態では、送信判定部３３は、ステップＳＴ２１２において応答データＢを送信許容時間内に送信不可と判定した場合には（ステップＳＴ２１２；Ｎｏ）、応答データＢを送信許容時間内に送信可能なデータ長分の分割応答データと、送信不可能なデータ長分の残データとに分割して（ステップＳＴ２２１）、残データを保持し、図９に示すメッセージフォーマットに従い、分割応答データ通知を作成する（ステップＳＴ２２２）。この分割送信データは、図９に示すように、例えば、親局識別子４１、子局識別子４２、メッセージ種別（ここでは分割応答データ通知）４３、メッセージ長４４、分割応答データ長４７、残データのデータ量を示す残データ長４８、および残データの優先度４６等の残データ情報と、送信可能な分割応答データ４９とが格納される。
【００３５】
そして、送信判定部３３は、分割応答データ通知を無線データ送信部３５に送信し（ステップＳＴ２２３）、無線データ送信部３５は、当該分割応答データ通知を受信し（ステップＳＴ２２４）、分割応答データ通知を親局に送信する（ステップＳＴ２２５）。本実施の形態では、親局は、この分割応答データ通知を受信した場合に、分割応答データを取得すると共に、子局に対して指定した送信許容時間が不足していること、および、送信不可能な残データのデータ長や優先度等を認識する。
【００３６】
以上説明したように、実施の形態３の無線通信システムおよび無線通信方法によれば、子局は、親局に対する応答データの送信が不可能である場合には、親局から指定された送信許容時間内に、送信可能なデータ長分の分割応答データと、送信不可能な残データのデータ長や優先度等の残データ情報を格納した分割応答データ通知を送信するようにしたので、一定周期で親局と各子局との通信を行うことが可能となると共に、親局は、送信可能なデータ長分の分割応答データと、送信不可能な残データのデータ長や優先度等の必要な情報とを得ることができる。
【００３７】
実施の形態４．
実施の形態１〜実施の形態３では、子局側の動作について説明したが、本実施の形態では、親局側の動作について説明する。
【００３８】
図１０は、データの再送シーケンスの一例を示す図である。図１０に示す例では、子局８２から送信された応答データを親局８１が正常に受信できない場合に、親局８１が予め設定した通信周期８３の間に、応答データの再送を含む送受信が終了する例を示している。
【００３９】
図１０に示すように、親局８１は、子局８２に対して指令データＡを送信し（ステップＳＴ３０１）、続いて、子局８２の送信許容時間８４を指定した送信許容時間通知を送信する（ステップＳＴ３０２）。
【００４０】
子局８２は、親局８１に対して、指令データＡに対する応答データＢを送信する（ステップＳＴ３０３）。この応答データＢを親局８１が正常に受信できなかった場合、親局８１は、非受信確認応答としてＮＡＣＫ（Negative Acknowledgement）データを子局８２に送信する（ステップＳＴ３０４）。
【００４１】
子局８２は、親局８１からＮＡＣＫデータを受信すると、送信許容時間内において応答データの送信可否を再判定し、送信許容時間内において応答データの送信が可能であると判定した場合に、親局８１に対して、応答データＢを再度送信する（ステップＳＴ３０５）。親局８１が応答データＢを正常に受信すると、親局８１は、受信確認応答としてＡＣＫ（Acknowledgement）データを子局８２に送信する（ステップＳＴ３０６）。このように、本実施の形態では、親局８１と子局８２との間で、送信許容時間８４内にＡＣＫデータ、ＮＡＣＫデータを送受信することによりデータの送達確認を行い、子局８２が親局８１からのＮＡＣＫデータを受信した場合には、同一の応答データを再度送信することにより、通信の信頼性を高めている。
【００４２】
また、親局は、各子局に対するＮＡＣＫデータ送信回数をカウントすることにより、各子局毎の再送発生回数を集計することができる。この再送発生回数により、親局は、親局と再送発生回数の多い子局との間の通信環境が悪いことを認識する。なお、各通信装置間で送達確認情報を送受することにより、データを再送する手法として、無線ＬＡＮでは、ＡＣＫデータを規定時間以内に送信しないことにより、データの再送を実行する手法が一般的に使用されているが、本実施の形態では、ＮＡＣＫデータを送信して応答データの再送信を実施することにより、一定の通信周期内にデータの再送を実行するようにしている。
【００４３】
図１１は、実施の形態４にかかる無線通信システムにおける親局の一構成例を示す図である。図１１に示すように、親局９１は、指令データを生成する指令生成部９２、通信周期の管理および各子局１−１〜１−ｎ（ｎは自然数）の送信許容時間を決定する周期管理部９３、各子局１−１〜１−ｎに対して無線データを送信すると共に、送達確認用のＡＣＫデータ、ＮＡＣＫデータを生成する無線データ送信部９４、各子局１−１〜１−ｎからの無線データを受信する無線データ受信部９５、および各子局１−１〜１−ｎからのデータを分析する受信データ分析部９６を備えている。
【００４４】
つぎに、親局側における指令データおよび送信許容時間通知の送信動作を、図１１、図１２、および図１３を参照して説明する。図１２は、親局側における指令データおよび送信許容時間通知の送信処理の一例を示すフローチャートである。また、図１３は、通信周期内における時間枠割り当ての一例を示す図である。
【００４５】
指令生成部９２は、各子局１−１〜１−ｎに対する指令データを生成し（ステップＳＴ４０１）、周期管理部９３に送信する（ステップＳＴ４０２）。周期管理部９３は、当該指令データを受信すると（ステップＳＴ４０３）、一定の通信周期の開始時刻になった時点で当該指令データを無線データ送信部９４に送信し（ステップＳＴ４０４）、無線データ送信部９４は、指令データを受信し（ステップＳＴ４０５）、当該指令データを子局に送信する（ステップＳＴ４０６）。
【００４６】
一方、周期管理部９３は、ステップＳＴ４０４において指令データを無線データ送信部９４に送信すると共に、一定の通信周期をカウントする通信周期タイマを起動する（ステップＳＴ４０７）。なお、当該通信周期タイマがタイムアウトしたタイミングを次の通信周期の開始時刻として、次の指令データを無線データ送信部９４に送信し、無線データ送信部９４を経由して各子局に送信することになる。
【００４７】
つぎに、周期管理部９３は、自局配下の各子局１−１〜１−ｎに対する送信許容時間を算出して送信許容時間通知を生成し（ステップＳＴ４０８）、各子局１−１〜１−ｎのうち、最初の子局（ここでは子局１−１）に対する送信許容時間通知を送信する時刻までの時間をカウントする送信許容時間通知送信待ちタイマを起動する（ステップＳＴ４０９）。なお、送信許容時間の算出手法については、図１３を用いて後述する。周期管理部９３は、子局１−１に対する送信許容時間送信待ちタイマがタイムアウトすると（ステップＳＴ４１０）、子局１−１に対する送信許容時間通知を無線データ送信部９４に送信し（ステップＳＴ４１１）、無線データ送信部９４は、子局１−１に対する送信許容時間通知を受信し（ステップＳＴ４１２）、当該送信許容時間通知を子局に送信する（ステップＳＴ４１３）。
【００４８】
一方、周期管理部９３は、ステップＳＴ４１１において子局１−１に対する送信許容時間通知を無線データ送信部９４に送信すると共に、当該送信許容時間分のタイマを起動し（ステップＳＴ４１４）、当該タイマがタイムアウトすると（ステップＳＴ４１５）、ステップＳＴ４１１の処理に戻り、次の子局（ここでは子局１−２）に対する送信許容時間通知を無線データ送信部９４に送信する(ステップＳＴ４１１)。以降、ステップＳＴ４１１〜ステップＳＴ４１５の処理を繰り返して、各子局１−１〜１−ｎに対する送信許容時間通知を送信する。
【００４９】
ここで、各子局に対する送信許容時間を算出する手法について、図１３を参照して説明する。図１３に示すように、指令データの送信間隔となる通信周期１２１は、予め親局９１において固定値が設定され、本通信周期１２１の間に親局９１と各子局１−１〜１−ｎとの通信を行う。この通信周期１２１は、指令処理完了時間１２２と、各子局１−１〜１−ｎに対する各送信許容時間１２３−１〜１２３−ｎと、送信許容時間再割当時間１２４とを含んでいる。
【００５０】
指令処理完了時間１２２は、親局が指令データを送信する指令データ送信時間Ａと、各子局１−１〜１−ｎが当該指令に対する処理を完了するまでの時間Ｂ（以下「指令処理時間」という）を含み、次式（１）により求める。
【００５１】
指令処理完了時間＝指令データ送信時間Ａ＋指令処理時間Ｂ    …（１）
【００５２】
上式（１）において、指令データ送信時間Ａは、指令データ長を伝送時間で除することで得られ、指令処理時間Ｂは、予め親局９１において固定値が設定されている。
【００５３】
各子局１−１〜１−ｎに対する送信許容時間１２３−１〜１２３−ｎは、全て同一とし、次式（２）により算出する。
【００５４】
送信許容時間＝（通信周期−指令処理完了時間−送信許容時間再割当時間）
÷子局数（ｎ）    …（２）
【００５５】
なお、送信許容時間再割当時間１２４は、各送信許容時間で通信できなかった子局に対して、再度送信許容時間を割当てるための時間であり、予め親局９１において固定値が設定されている。
【００５６】
つぎに、親局側におけるデータ受信後の動作を、図１１、図１４、図１５および図１６を参照して説明する。図１４は、親局側におけるデータ受信後の処理の一例を示すフローチャートである。図１５は、周期管理部における送信許容時間再割り当て処理の一例を示すサブフローチャートである。図１６は、残データ管理テーブルの一例を示す図である。
【００５７】
無線データ受信部９５は、各子局１−１，１−ｎからデータを受信すると（ステップＳＴ５０１）、当該データが正常か否かを判定する（ステップＳＴ５０２）。データが正常ではないと判定した場合は（ステップＳＴ５０２；Ｎｏ）、無線データ受信部９５は、ＮＡＣＫデータ送信要求を無線データ送信部９４に送信し（ステップＳＴ５０３）、無線データ送信部９４は、ＮＡＣＫデータ送信要求を受信して（ステップＳＴ５０４）、当該子局に対してＮＡＣＫデータを送信する（ステップＳＴ５０５）。一方、無線データ受信部９５は、再送が発生したことを当該子局の識別子と共に再送発生通知として周期管理部９３に通知する（ステップＳＴ５０６）。
【００５８】
ステップＳＴ５０２においてデータが正常であると判定した場合は（ステップＳＴ５０２；Ｙｅｓ）、無線データ受信部９５は、当該データを受信データ分析部９６に送信すると共に（ステップＳＴ５０７）、ＡＣＫデータ送信要求を無線データ送信部９４に送信し（ステップＳＴ５０８）、無線データ送信部９４は、ＡＣＫデータ送信要求を受信して（ステップＳＴ５０４）、当該子局に対してＡＣＫデータを送信する（ステップＳＴ５０５）。
【００５９】
受信データ分析部９６は、無線データ受信部９５からのデータを受信し（ステップＳＴ５０９）、当該データの種別を解析し、応答データあるいは分割応答データ通知であるか否かを判定する（ステップＳＴ５１０）。データの種別が応答データあるいは分割応答データ通知であると判定した場合は（ステップＳＴ５１０；Ｙｅｓ）、受信データ分析部９６は、当該応答データあるいは分割応答データ通知に格納された分割応答データを指令生成部９２に送信する（ステップＳＴ５１１）。
【００６０】
また、受信データ分析部９６は、当該データが分割応答データ通知である場合、あるいは、ステップＳＴ５１０におけるデータ種別解析の結果、当該データの種別が応答データあるいは分割応答データではない（すなわち、送信不可通知である）と判定した場合は（ステップＳＴ５１０；Ｎｏ）、分割応答データ通知あるいは送信不可通知から残データ情報を抽出して（ステップＳＴ５１２）、周期管理部９３に子局識別子と共に通知する（ステップＳＴ５１３）。ここで残データ情報とは、残データ量を示す残データ長と残データの優先度とを示す。
【００６１】
周期管理部９３は、無線データ受信部９５からの再送発生通知、および受信データ解析部９５からの残データ情報を受信すると、図１５に示す送信許容時間再割り当て処理６００に移行する。
【００６２】
周期管理部９３は、無線データ受信部９５からの再送発生通知、および受信データ解析部９５からの残データ情報を受信し（ステップＳＴ６０１）、受信したデータの種別を分析し、再送発生通知であるか否かを判定し（ステップＳＴ６０２）、再送発生通知であれば（ステップＳＴ６０２；Ｙｅｓ）、該当する子局毎に再送回数をインクリメントして記憶する（ステップＳＴ６０３）。また、受信したデータが残データ情報通知であれば（ステップＳＴ６０２；Ｎｏ）、当該情報の優先度順に、子局識別子、残データ量を示す残データ長、当該残データを送信するために要する送信所要時間等の残データ情報を記憶する（ステップＳＴ６０４）。ここで、残データを送信するために要する送信所要時間は、残データ長を伝送速度で除することにより求める。
【００６３】
周期管理部９３は、各子局１−１〜１−ｎに対して設定した送信許容時間が経過したか否かを判定し（ステップＳＴ６０５）、送信許容時間が経過していなければ（ステップＳＴ６０５；Ｎｏ）、ステップＳＴ６０１の処理に戻り、ステップＳＴ６０１〜ステップＳＴ６０５の処理を繰り返し実行して、図１６に示す残データ管理テーブルを作成する。送信許容時間が経過すると（ステップＳＴ６０５；Ｙｅｓ）、周期管理部９３は、応答データ未受信および残データを保持している子局に対して再度割り当てる送信許容時間（以下、「再割り当て送信許容時間」という）を算出する（ステップＳＴ６０６）。
【００６４】
ここで、再割り当て送信許容時間の算出手法について、図１６を参照して説明する。図１６に示す例では、各子局毎の残データ情報を優先度５１順に並べ、各残データ情報に該当する子局識別子５２、再送発生回数５３、残データ長５４、送信所要時間５５を関連付けて管理する。なお、図１６に示す例では、優先度５１の数字が小さいものほど高い優先度としている。
【００６５】
各子局に対する送信許容時間の再割り当ては、図１３に示す送信許容時間再割当時間１２４を使用して実施する。周期管理部９３は、図１６に示した残データ管理テーブルを参照し、まず、送信所要時間５５を再割り当て送信許容時間として割り当てる。
【００６６】
つぎに、周期管理部９３は、残データを保持する各子局に再割り当て送信許容時間を割り当てた後に、送信許容時間再割当時間１２４が残っている場合は、優先度５１の高い残データを保持している子局に対し、再送発生回数５３が多い子局から順に、再割り当て送信許容時間を倍増する。例えば、図１６に示す例では、まず、優先度５１の値が「１」の残データを保持する子局１−１と子局１−３とのうち、再送発生回数５３が多い子局１−３の再割り当て送信許容時間を倍増して２ｍｓｅｃとする。子局１−１は、再送発生回数５１が「０」であるので、再割り当て送信許容時間を２ｍｓｅｃのままとする。以下、優先度５１の高い残データを保持している子局から順に、送信許容時間再割当時間１２４がなくなるまで、再割り当て送信許容時間を倍増する処理を繰り返す。なお、図１６に示す例では、子局１−５の再送発生回数５３は「３」であるが、今回の通信周期では残データが発生していないため、送信許容時間の再割り当ては実施しない。
【００６７】
周期管理部９３は、送信許容時間再割当時間がなくなった時点で、ステップＳＴ６０６の再割り当て送信許容時間算出処理を完了し、子局１−１に対する再割り当て送信許容時間通知を無線データ送信部９４に送信すると共に（ステップＳＴ６０７）、子局１−１に対する再割り当て送信許容時間分のタイマを起動し（ステップＳＴ６０８）、当該タイマがタイムアウトすると(ステップＳＴ６０９)、ステップＳＴ６０７の処理に戻り、次の子局（ここでは子局１−３）に対する再割り当て送信許容時間通知を無線データ送信部９４に送信する(ステップＳＴ６０７)。以降、ステップＳＴ６０７〜ステップＳＴ６０９の処理を繰り返して、残データを保持している各子局に対する再割り当て送信許容時間通知を無線データ送信部９４に送信する。なお、図１６に示す残データ管理テーブルは、通信周期毎に作成するものであり、次の通信周期の開始時点でクリアし、再度当該通信周期内における残データ管理テーブルを作成する。
【００６８】
図１４に示すフローチャートに戻り、無線データ送信部９４は、残データを保持している各子局毎に再割り当て送信許容時間通知を受信し（ステップＳＴ５１４）、該当する子局に対する再割り当て送信許容時間通知を送信する（ステップＳＴ５１５）。なお、残データを保持している各子局は、各子局毎に割り当てられた再割り当て送信許容時間内に、送信判定部３３に保持していた残データを親局９１に送信する。
【００６９】
一方、指令生成部９２は、応答データあるいは分割応答データを受信すると（ステップＳＴ５１６）、次周期における指令データを生成し（ステップＳＴ５１７）、周期管理部９３に送信する（ステップＳＴ５１８）。
【００７０】
周期管理部９３は、指令生成部９２から指令データを受信すると（ステップＳＴ５１９）、次の通信周期の開始タイミングになるまで当該指令データの送信を保留し、次の通信周期の開始タイミングにおいて当該指令データを無線データ送信部９４に送信し（ステップＳＴ５２０）、無線データ送信部９４は、当該データを受信して（ステップＳＴ５２１）、親局９１の配下の各子局１−１〜１−ｎに対して指令データを送信する（ステップＳＴ５２２）。
【００７１】
以上説明したように、実施の形態４の無線通信システムおよび無線通信方法によれば、親局が算出した送信許容時間内に、親局と子局との間でＡＣＫデータおよびＮＡＣＫデータを送受信することによりデータの送達確認を行い、子局が親局からのＮＡＣＫデータを受信した場合には、送信許容時間内において応答データの送信可否を再判定し、送信許容時間内において応答データの送信が可能であると判定した場合に、同一の応答データを再度送信するようにしたので、一定周期で親局と各子局との通信を行うことが可能となると共に、通信の信頼性を高めることができる。
【００７２】
また、親局は、各子局に対するＮＡＣＫデータ送信回数をカウントして各子局毎の再送発生回数を集計することにより、親局と再送発生回数の多い子局との間の通信環境が悪いことを認識することができる。
【００７３】
また、親局は、残データを保持している各子局に対して送信許容時間を再割り当てするための送信許容時間再割当時間を通信周期内に設け、子局からの送信不可通知や分割応答データ通知により得た各子局が保持する残データのデータ量や優先度、あるいは各子局に対するＮＡＣＫデータ送信回数をカウントすることにより得た各子局毎の再送発生回数に応じて、送信許容時間再割当時間内における各子局毎の再割り当て送信許容時間を設定し、各子局は、自局に設定された再割り当て送信許容時間内に残データの送信を行うようにしたので、一定の通信周期中に指令データに対する応答データの送受信が可能となる。
【００７４】
実施の形態５．
本実施の形態では、親局あるいは子局において緊急停止を要する事象が発生したことを検出するための通信時間枠として、緊急通信用の時間枠を設ける例について説明する。なお、実施の形態５にかかる無線通信システムにおける子局の構成は、実施の形態１において説明した図３の構成と同一であり、同様に、親局の構成は、実施の形態４において説明した図１１の構成と同一であるので、ここでは説明を省略する。
【００７５】
図１７は、緊急通信用の時間枠を設定した通信周期の一例を示す図である。図１７に示すように、通信周期１７１は、図１３に示した通信周期１２１と同様に、予め親局９１において固定値が設定され、指令処理完了時間１２２と、各子局１−１〜１−ｎに対する各送信許容時間１２３−１〜１２３−ｎと、送信許容時間再割り当て時間１２４とを含み、さらに緊急通信時間１７５を含んでいる。この緊急通信時間１７５は、予め親局９１において固定値が設定されている。また、緊急通信時間１７５の開始までの時間である緊急通信開始時間１７６は、親局９１内の周期管理部９３において決定する。
【００７６】
つぎに、子局において緊急事態が発生した場合の親局および子局の動作を、図１１、図１７、および図１８を参照して説明する。図１８は、子局において緊急停止を要する事象が発生した場合の親局および子局の処理の一例を示すフローチャートである。
【００７７】
親局９１側において、指令生成部９２は、指令データを周期管理部９３に送信し（ステップＳＴ７０１）、周期管理部９３は、指令データに緊急通信開始時間情報を付加して（ステップＳＴ７０２）、無線データ送信部９４経由で子局３１に送信する（ステップＳＴ７０３）。子局３１側において、無線データ受信部３２は、当該指令データを送信判定部３３に送信し（ステップＳＴ７０４）、送信判定部３３は、指令データに付加されていた緊急通信開始時間を記憶して（ステップＳＴ７０５）、指令処理部３４に指令データを送信し（ステップＳＴ７０６）、指令処理部３４は、指令に基づいた処理を行う（ステップＳＴ７０７）。
【００７８】
ステップＳＴ７０７において指令処理実施中に何らかの障害が発生し、緊急停止が必要な事象が発生した場合（ステップＳＴ７０８）、指令処理部３４は、送信判定部３３に緊急通知を送信する（ステップＳＴ７０９）。送信判定部３３は、緊急通知を受信し、緊急通信開始時間１７６が経過するまで当該緊急通知の送信を保留し（ステップＳＴ７１０）、緊急通信開始時間１７６が経過した時点で、当該緊急通知を無線データ送信部９４９３経由で親局に送信する（ステップＳＴ７１１）。
【００７９】
親局９１側において、無線データ受信部９５は、当該緊急通知を受信データ分析部９６９５に送信し（ステップＳＴ７１２）、受信データ分析部９６９５は、周期管理部９３、および指令生成部９２に緊急通知を送信する（ステップＳＴ７１３，ステップＳＴ７１４）。指令生成部９２は、緊急通知を受信すると、新たな指令生成を停止し（ステップＳＴ７１５）、周期管理部９３は、緊急停止指示を生成し（ステップＳＴ７１６）、当該緊急停止指示を無線データ送信部９４経由で子局に送信する（ステップＳＴ７１７）。なお、この緊急停止指示は、指令生成部９２が生成および送信するようにしてもよい。
【００８０】
子局側において、緊急停止指示を受信した無線データ受信部３２は、当該緊急停止指示を送信判定部３３経由で指令処理部３４に送信し（ステップＳＴ７１８）、指令処理部３４は、処理を緊急停止する（ステップＳＴ７１９）。なお、親局９１から送信される緊急停止指示は、同報通信により親局９１配下の各子局に送信され、各子局毎に緊急停止指示を受信し（ステップＳＴ７２０）、処理を緊急停止する（ステップＳＴ７２１）。
【００８１】
以上説明したように、実施の形態５の無線通信システムおよび無線通信方法によれば、親局あるいは子局において緊急停止を要する事象が発生したことを検出するための通信時間枠として、緊急通信時間を通信周期内に設けたので、親局あるいは子局において緊急停止を要する事象が発生した場合でも、一定の通信周期内に緊急停止処理を行うことが可能となる。
【００８２】
実施の形態６． 
本実施の形態では、親局において何らかの異常電波を受信した場合の例について説明する。なお、実施の形態６にかかる無線通信システムにおける子局の構成は、実施の形態１において説明した図３の構成と同一であり、同様に、親局の構成は、実施の形態４において説明した図１１の構成と同一であり、また、緊急通信用の時間枠を設定した通信周期についても、実施の形態５において説明した図１７の通信周期と同一であるので、ここでは説明を省略する。
【００８３】
図１９は、親局において何らかの異常電波を受信した場合の親局および子局の処理の一例を示すフローチャートである。図１９において、ステップＳＴ７０１〜ステップＳＴ７０３までの処理は、実施の形態５において説明した図１８のフローチャートと同一であるので、ここでは説明を省略する。
【００８４】
本実施の形態では、親局９１側において、周期管理部９３は、指令データに緊急通信開始時間情報を付加して（ステップＳＴ７０２）、無線データ送信部９４経由で子局に送信すると共に（ステップＳＴ７０３）、無線データ受信部９５に緊急通信開始時間を通知する（ステップＳＴ８０１）。
【００８５】
無線データ受信部９５は、緊急通信開始時間が経過すると、緊急通信受信処理を開始する（ステップＳＴ８０２）。無線データ受信部９５は、緊急通信時間中において、子局からの緊急通知以外に、他の無線通信システムの無線機等から何らかの異常電波を受信した場合（ステップＳＴ８０３）、無線電波干渉と判断し、緊急通知を受信データ分析部９６に送信する（ステップＳＴ８０４）。以降のステップＳＴ７１３〜ステップＳＴ７２１の処理は、実施の形態５において説明した図１８のフローチャートと同一であるので、ここでは説明を省略する。なお、ここでいう何らかの異常電波の受信とは、自局が使用する周波数において、予め規定した電波強度以上の電波を受信することを示す。
【００８６】
以上説明したように、実施の形態６の無線通信システムおよび無線通信方法によれば、緊急通信時間内に親局が何らかの異常電波を受信した場合に、親局および親局の配下の各子局を緊急停止するようにしたので、他システムからの無線電波干渉が発生した場合においても、一定の通信周期中に緊急停止処理を行うことが可能となる。
【００８７】
実施の形態７．
本実施の形態では、子局において何らかの異常電波を受信した場合の例について説明する。なお、実施の形態７にかかる無線通信システムにおける子局の構成は、実施の形態１において説明した図３の構成と同一であり、同様に、親局の構成は、実施の形態４において説明した図１１の構成と同一であり、また、緊急通信用の時間枠を設定した通信周期についても、実施の形態５において説明した図１７の通信周期と同一であるので、ここでは説明を省略する。
【００８８】
図２０は、子局において何らかの異常電波を受信した場合の親局および子局の処理の一例を示すフローチャートである。図２０において、ステップＳＴ７０１〜ステップＳＴ７０６までの処理は、実施の形態５において説明した図１８のフローチャートと同一であるので、ここでは説明を省略する。
【００８９】
本実施の形態では、子局３１側において、送信判定部３３は、指令処理部３４に指令データを送信すると共に（ステップＳＴ７０６）、無線データ受信部３２に緊急通信開始時間を通知する（ステップＳＴ９０１）。無線データ受信部３２は、緊急通信開始時間が経過すると、緊急通信受信処理を開始する（ステップＳＴ９０２）。
【００９０】
無線データ受信部３２は、緊急通信時間中において、他の無線通信システムの無線機等から何らかの異常電波を受信した場合（ステップＳＴ９０３）、緊急電波受信通知を送信判定部３３に送信し（ステップＳＴ９０４）、送信判定部３３は、指令処理部３４に緊急停止指示を送信し（ステップＳＴ９０５）、指令処理部３４は、当該緊急停止指示を受信して、処理を緊急停止する（ステップＳＴ９０６）。なお、ここでいう何らかの異常電波の受信とは、自局が使用する周波数において、予め規定した電波強度以上の電波を受信することを示し、他の無線通信システムの無線機等からの電波を異常受信した場合だけでなく、親局９１配下の他の子局が送信した緊急通知を受信した場合も含んでいる。
【００９１】
以上説明したように、実施の形態７の無線通信システムおよび無線通信方法によれば、緊急通信時間内に子局が何らかの異常電波を受信した場合に、自局の処理を緊急停止するようにしたので、他システムからの無線電波干渉や、自局以外の他の子局で緊急停止を要する事象が発生した場合に、子局の判断により一定の周期処理中に自局の緊急停止処理を行うことが可能となる。
【００９２】
なお、以上の実施の形態に示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
以上のように、本発明にかかる無線通信システムおよび無線通信方法は、一定周期で通信を行うことができる発明として有用である。
【符号の説明】
【００９４】
１−１，１−２，…，１−ｎ，１２，１３，３１，８２  子局
１１，８１，９１  親局
１９，２０，８４，１２３−１，１２３−２，…，１２３−ｎ  送信許容時間
２２，８３，１２１，１７１  通信周期
３２  無線データ受信部（子局）
３３  送信判定部
３４  指令処理部
３５  無線データ送信部（子局）
４１  親局識別子
４２，５２  子局識別子
４３  メッセージ種別
４４  メッセージ長
４５，４８，５４  残データ長
４６，５１  優先度
４７  分割応答データ長
４９  分割応答データ
５５  送信所要時間
９２  指令生成部
９３  周期管理部
９４  無線データ送信部（親局）
９５  無線データ受信部（親局）
９６  受信データ分析部
１２２  指令処理完了時間
１２４  送信許容時間再割当時間
１７５  緊急通信時間
１７６  緊急通信開始時間
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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