(57)【要約】      （修正有）【課題】中継器に送信時間を監視する機能、送信の停止、送信の再開を示すメッセージを送信する機能を持たせ、自律的に送信時間制限を守る手段を提供する。【解決手段】通信の集中しがちな中継器２００ａ、ｂ、ｃなどから中継中断／中継再開メッセージを送信可能なように構成する。ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ９２で決められる直近１時間中に３６０秒の制限を越える（近い）場合には、中継中断メッセージを該無線通信システムの全ての構成要素に送信する。該制限が解消した場合には、中継再開メッセージを該無線通信システムの全ての構成要素に送信する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各機器に対して所定の期間に送信時間上限が存在し、１の集約器と、１又は２以上の中継器と、１又は２以上の終端端末と、を含む無線通信システムであって、
前記中継器は中継停止メッセージを送信し、前記中継停止メッセージを受け取った他の前記集約器、前記中継器、前記終端端末はメッセージの送信を中断することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１記載の無線通信システムにおいて、
前記中継器は前記送信時間上限または前記送信時間上限由来の値に基づき前記中継停止メッセージを送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項１記載の無線通信システムにおいて、
前記中継器は中継再開メッセージを送信し、前記中継再開メッセージを受け取った他の前記集約器、前記中継器、前記終端端末はメッセージの送信を再開することを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項３記載の無線通信システムにおいて、
前記中継器は前記送信時間上限または前記送信時間上限由来の値に基づき前記中継再開メッセージを送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
各機器に対して所定の期間に送信時間上限が存在する無線通信システムで用いられ、
前記送信時間上限を管理する送信時間上限タイマーを有する中継器であって、
前記送信時間上限タイマーの値が第１の閾値を越えると中継停止メッセージを送信することを特徴とする中継器。
【請求項６】
請求項５記載の中継器において、
前記送信時間上限タイマーの値が第２の閾値を越えると中継再開メッセージを送信することを特徴とする中継器。
【請求項７】
請求項６記載の中継器において、
前記第１の閾値と前記第２の閾値が等しいことを特徴とする中継器。
【請求項８】
請求項６記載の中継器において、
前記第１の閾値が前記第２の閾値より大きいことを特徴とする中継器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
送信時間に制限のある無線システムにおける送信制御、特に効率的な送信時間の制約を満たす方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各無線通信局に所定の期間に所定の上限を越えて通信することを禁じる無線通信システムとして、標準規格ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ９２が存在する。このようなシステムでは無線通信を行う全てのシステム構成要素に対して上記のような制限を課される。
【０００３】
類似のシステムとしては、各無線通信局に所定の制限時間を越えて連続して通信することを禁じる無線通信システムが存在する。特開２００７−３００３５８号公報（特許文献１）では、通信中の各無線通信局における送信時間制御装置を動作させる時間を同期させることで、送信時間オーバによる強制終了を防止する技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３００３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ９２では、端末同様に送受信が集中する中継局に対しても上記のような制限を課される。
【０００６】
中継器は他の器材からのメッセージの中継として送信を行う必要があるため、自らが送信タイミングの管理を行うことが困難である。そのため、他の器材に対して中継の可否や中継の中断を通知する機能を持つ必要がある。
【０００７】
本発明の目的は、中継器に送信時間を監視する機能、送信の停止、送信の再開を示すメッセージを送信する機能を持たせ、自律的に送信時間制限を守る手段を提供することにある。
【０００８】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。
【００１０】
本発明の代表的な実施の形態に関わる無線通信システムは、各機器に対して所定の期間に送信時間上限が存在し、１の集約器と、１又は２以上の中継器と、１又は２以上の終端端末と、を含み、中継器は中継停止メッセージを送信し、中継停止メッセージを受け取った他の集約器、中継器、終端端末はメッセージの送信を中断することを特徴とする。
【００１１】
この無線通信システムにおいて、中継器は送信時間上限または送信時間上限由来の値に基づき中継停止メッセージを送信することを特徴としても良い。
【００１２】
この無線通信システムにおいて、中継器は中継再開メッセージを送信し、中継再開メッセージを受け取った他の集約器、中継器、終端端末はメッセージの送信を再開することを特徴としても良い。
【００１３】
この無線通信システムにおいて、中継器は送信時間上限または送信時間上限由来の値に基づき中継再開メッセージを送信することを特徴としても良い。
【００１４】
本発明の代表的な実施の形態に関わる中継器は、各機器に対して所定の期間に送信時間上限が存在する無線通信システムで用いられ、送信時間上限を管理する送信時間上限タイマーを有し、送信時間上限タイマーの値が第１の閾値を越えると中継停止メッセージを送信することを特徴とする。
【００１５】
この中継器において、送信時間上限タイマーの値が第２の閾値を越えると中継再開メッセージを送信することを特徴としても良い。
【００１６】
この中継器において、第１の閾値と第２の閾値が等しいことを特徴としても良く、また第１の閾値が第２の閾値より大きいことを特徴としても良い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に関わる無線通信システムなどを用いる事で、４３３ＭＨｚ周波数帯では短距離無線通信しかできない日本の電波法の元で、港湾等広範囲な物流現場で特定小電力無線通信ネットワークを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に関わる無線通信システムの機器構成に付いての構成図である。
【図２】あるＲＦＩＤタグが無線通信システムに参加する際の処理を表すシーケンスチャートである。
【図３】無線通信システムに参加後のＲＦＩＤタグが送信を行う際のシーケンスチャートである。
【図４】無線通信システムの停止処理に関するシーケンスチャートである。
【図５】無線通信システムの中継再開処理に関するシーケンスチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下の実施の形態においては、便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明する。しかし、特に明示した場合を除き、それは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部又は全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数など（個数、数値、量、範囲などを含む）に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものでなく、特定の数以上でも以下でも良い。
【００２０】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素は、特に明示した場合及び原理的に明らかに必須であると考えられる場合を除き、必ずしも必須のものでないことは言うまでもない。
【００２１】
また、以下の実施の形態に記載される構成部品の形状、寸法、材質、その相対的位置関係などは一例に過ぎない。この発明の範囲をそれのみに限定するものではない。
【００２２】
以下、図を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
図１は、本発明に関わる無線通信システムの機器構成に付いての構成図である。
【００２４】
本発明が想定する無線通信システムは集約器１００、中継器２００、ＲＦＩＤタグ３００の３つの要素から構成される。これら３つの要素は全てＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ９２に基づく特定小電力無線局である。
【００２５】
本図に表れる全ての構成要素は例外なく、送信時間制限の適用対象となる。
【００２６】
本発明に関わる通信システムでは、通信は必ず「集約器１００→中継器２００→ＲＦＩＤタグ３００」またはその逆方向で行われ、ＲＦＩＤタグや中継器が互いに直接通信を行うことは無い。
【００２７】
集約器１００は、無線通信システムと外部の通信システムとの通信を行う機器である。１台の集約器１００は複数の中継器２００と通信を行う。
【００２８】
集約器１００は、ＲＦＩＤタグ３００のＲＦＩＤタグ番号と中継器２００の中継器番号の対応を記録している。集約器１００は、ＲＦＩＤタグ３００に対してメッセージを送信する際には、メッセージの送信先のＲＦＩＤタグ３００のＲＦＩＤタグ番号に対応する中継器２００の中継器番号を付与する。
【００２９】
中継器２００は、集約器１００とＲＦＩＤタグ３００の間でメッセージの中継を行う機器である。１台の中継器２００は１台の集約器１００と複数のＲＦＩＤタグ３００と通信を行う。
【００３０】
中継器２００は、メッセージ中の中継器番号と送受信者を元に中継が必要なメッセージを判定する。なお、同一の無線通信システム中に中継器２００は複数存在しても良い。
【００３１】
中継器２００が、どの通信メッセージを中継するかの判断は、メッセージに含まれる中継器番号が自分の中継器番号に一致するかによる。メッセージに含める中継器番号は以下のロジックで選択される。
【００３２】
１）ＲＦＩＤタグ３００がメッセージを送信する際には、該当するＲＦＩＤタグ３００が属する中継器２００の中継器番号をメッセージに含める。ここで「ＲＦＩＤタグ３００が属する中継器２００」とは、例えば図１の場合にはＲＦＩＤタグ３００ｂは中継器２００ａに属するなど、ＲＦＩＤタグ３００と中継器２００が直接通信する場合を指す。
【００３３】
２）集約器１００がメッセージを送信する際には、宛て先のＲＦＩＤタグ３００を配下に持つ中継器２００の中継器番号を集約器１００がＲＦＩＤタグ番号から検索し、メッセージに含める。
【００３４】
中継器２００は、内部タイマーと通信時間記録機能を有する。ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ９２に基づく「１秒以内に停止し、直近の１時間当たり３６０秒」という制限を越える閾値（中継停止メッセージそのものを考慮した値）を越えた時点で中継の停止処理を行う。また、中継器２００は、時間の経過により「直近の１時間当たり３６０秒」という通信時間の制限が解除された時点で中継の再開判断を行うことが可能なように設計されている。
【００３５】
中継器２００が中継の停止処理を行う際には、中継中止メッセージを出力する。また中継器２００が中継を再開する場合、中継再開メッセージを出力する。
【００３６】
中継中止メッセージは、該当する中継器２００が送信時間制限を越えるために中継を中断することを無線通信システム中の各構成要素に通知するためのメッセージである。
【００３７】
中継中止メッセージは無線通信システム全体で有効になる。図４、５で明かされるように特定の中継器との紐付けは持たない。
【００３８】
中継再開メッセージは特定の中継器２００が行っていた中継の中止を終了し、通信を再開することを通信システムを構成する各機器に通知するためのメッセージである。
【００３９】
中継再開メッセージを受信したＲＦＩＤタグ３００、集約器１００は事前にどの中継中止メッセージを受信していたかに関わらず通信を再開する。
【００４０】
ＲＦＩＤタグ３００は、何らかの対象物に貼付され、自律的に、若しくは外部からの問い合わせに応じて、ＲＦＩＤタグ３００自体の状態の報告を行う無線タグである。ＲＦＩＤタグ３００は、終端端末の１種であり、必ずしもタグ形状に拘るものではない。装置埋め込み式であってもよく、またＲＦＩＤタグ３００自体が独立した単体装置であっても良い。１台のＲＦＩＤタグは同時に１台の中継器２００のみと通信を行う。
【００４１】
同一の無線通信システム中にＲＦＩＤタグ３００は複数存在しても良い。
【００４２】
無線通信システム内に新たなＲＦＩＤタグ３００が参加する、あるいは既存のＲＦＩＤタグが無線通信システム外に脱退することがある。新しいＲＦＩＤタグ３００が配下に入る中継器２００は、該当する新しいＲＦＩＤタグ３００がシステムに参加した時点で利用可能な中継器２００である。複数の中継器が利用可能な場合には、最も電波の強い中継局２００が選択される。
【００４３】
次に、この無線通信システムの一連の動作について説明する。
【００４４】
図２は、あるＲＦＩＤタグ３００が無線通信システムに参加する際の処理を表すシーケンスチャートである。
【００４５】
本シーケンスチャートは、ＲＦＩＤタグ３００が無線通信システムの通信可能範囲に進入するところから始まる。
【００４６】
ＲＦＩＤタグ３００は、該無線通信システムに参加すべく、ブロードキャストメッセージ（あるいはそれに相当するメッセージ）でシステム参加メッセージをシステム全体に送信する（ステップＳ１００１）。
【００４７】
ステップＳ１００１で送信されたシステム参加メッセージを各中継器２００ｘ（ｎ＝１、２、３…、ｎ）が受信すると、受信した各中継器２００ｘは送信元のＲＦＩＤタグ３００に対して返信メッセージを送り返す（ステップＳ１００２）。
【００４８】
ＲＦＩＤタグ３００は、受信した返信メッセージを処理する。具体的には複数の中継器から返信があった場合には電波強度の強いものを属する中継器２００とする判断である（ステップＳ１００３）。
【００４９】
ステップＳ１００３で、ＲＦＩＤタグ３００が自身の属する中継局２００（図上では中継局２００ａ）に対して確認メッセージを出力する（ステップＳ１００４）。
【００５０】
ステップＳ１００４の確認メッセージを受け取った中継局２００ａは、上位の集約器１００に対し、更に確認メッセージを出力する（ステップＳ１００５）。この際中継局２００ａはステップＳ１００４で送付された確認メッセージの内容に自身の中継器番号を添付して確認メッセージを出力する。
【００５１】
ステップＳ１００５の確認メッセージを受け取った後、集約器１００はタグ番号と中継器番号の対応を記録する（ステップＳ１００６）。これによりＲＦＩＤタグ３００の無線通信システムへの参加処理が終了する。
【００５２】
続けて、無線通信システム参加後の一連の動作について説明する。
【００５３】
図３は、無線通信システムに参加後のＲＦＩＤタグ３００が送信を行う際のシーケンスチャートである。この図では、ＲＦＩＤタグ３００が、集約器１００に送信を行うことを想定する。
【００５４】
ＲＦＩＤタグ３００はメッセージ中に自身の属する中継器２００ａの中継器番号を記載した状態で、ブロードキャストによる送信メッセージの送信を行う（ステップＳ２００１）。受信した各中継器２００は記載された中継器番号を参照し、記載された中継器番号が自身のそれかを確認する。
【００５５】
中継器番号が自分のものでない場合には、中継器２００ｘ（本図ではｘ＝ｂ、ｃ、ｄ…、ｎ）は受け取った送信メッセージを受け捨てる、または無視する（ステップＳ２００３ｂ）。中継器番号が自分のものの場合には、中継器（本図では２００ａ）は、受け取った送信メッセージを集約器１００に送信する（ステップＳ２００２）。そして、中継器２００ａはその送信開始時間、終了時間を記録する（ステップＳ２００３ａ）。この際、ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ９２に基づく「直近の1時間当たり３６０秒」という制限を越えるかを判定する（ステップＳ３００３）。この制限を越える場合は図４で説明するため、ここでは、制限を越えない場合のみ述べる。
【００５６】
集約器１００は、受信が完了したことを示す回答メッセージを全ての中継器２００に送信する（ステップＳ２００４）。この回答メッセージにも送信先の中継器２００ａの中継器番号が集約器１００によって付加される。
【００５７】
この回答メッセージに付加された中継器番号が自身のもので無い場合、中継器２００ｘ（本図ではｘ＝ｂ、ｃ、ｄ…、ｎ）は回答メッセージを無視、あるいは受け捨てる（ステップＳ２００６ｂ）。
【００５８】
この回答メッセージに付加された中継器番号が自身のものの場合（図では中継器２００ａの場合）、中継器２００ａは送信先のＲＦＩＤタグに対し、自身が受け取った回答メッセージを送信する（ステップＳ２００５）。その際の、中継器２００ａはその送信開始時間、終了時間を記録する（ステップＳ２００６ａ）。
【００５９】
次に、中継の停止について説明する。
【００６０】
図４は、無線通信システムに停止処理に関するシーケンスチャートである。なお、本図及び図５では、送信メッセージの送信元であるＲＦＩＤタグをＲＦＩＤタグ３００ａ、それ以外の無線通信システムに属するＲＦＩＤタグをＲＦＩＤタグ３００として説明する。
【００６１】
まず、ＲＦＩＤタグ３００ａがメッセージを送信しようとする。ＲＦＩＤタグ３００ａは集約器１００をあて先として、送信メッセージを中継器２００ａに対して出力する（ステップＳ３００１）。中継器２００ａは、送信メッセージ中に記載された中継器番号を参照し、記載された中継器番号が自身のそれかを確認する。
【００６２】
送信メッセージ中に記載された中継器番号が自身のそれである場合、中継器２００ａは集約器１００に対して受信した送信メッセージを送信する（ステップＳ３００２）。この際、中継器２００ａは通信開始、終了時間を記録し、ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ９２に基づく「直近の1時間当たり３６０秒」という制限を越えるかを判定する（ステップＳ３００３）。制限を越えない場合は図３で説明がなされているため、ここでは制限を越える場合のみ述べる。
【００６３】
上記制限を越え、中継停止の判断を中継器２００ａが行った際には、中継停止メッセージを該無線通信システムの全ての構成要素を宛先して送信する（ステップＳ３００４）。集約器１００は上記中継停止メッセージを受信すると、該無線通信システムに属する全ての中継器に対してこの中継停止メッセージを送信する（ステップＳ３００５）。
【００６４】
中継停止メッセージを受信した中継器は、自身に属するＲＦＩＤタグ３００に対して、さらにこの中継停止メッセージを送信する（ステップＳ３００６）。
【００６５】
このようにすることで、該無線通信システムの全ての構成要素に中継停止メッセージが送信される。この中継停止メッセージを受信した該無線通信システムの構成要素はメッセージ送信を中断する。
【００６６】
このようにすることで、中継器などの送受信の集中する無線通信システムの構成要素によるＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ９２に基づく制限に抵触することを回避することが可能となる。
【００６７】
なお、上記では中継器２００のみがこのような動作をする記載をしたが、集約器１００、ＲＦＩＤタグ３００に対してもこのような動作のきっかけ（ステップＳ３００１）が可能なように実装を行っても良い。
【００６８】
最後にこのような停止した無線通信システムの再開について説明する。
【００６９】
図５は、無線通信システムの中継再開処理に関するシーケンスチャートである。
【００７０】
まず中断の原因となった制限は、時間の経過と共に、中継器２００ａがＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ９２に基づく制限は解消される。ＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ９２に「由来する」閾値（この値にはＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ９２に基づく３６０秒だけでなく、３２４秒（＝１割減）などの一定の余裕を持たせたＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ９２の制限由来の値も含まれる）よりも減少すると、中断の原因となったＲＦＩＤタグ３００ａは再開を決定する（ステップＳ４００１）。中断の原因となったＲＦＩＤタグ３００ａは該無線通信システムの全ての構成要素を宛先して中継再開メッセージを送信する（ステップＳ４００２）。これにより集約器１００及び中継器２００ａ配下の全てのＲＦＩＤタグ３００に中継再開メッセージが送信される。中継器２００ａから出力された中継再開メッセージを受信した集約器１００、中継器２００ａの配下に位置するＲＦＩＤタグ３００（図５の一番右列のＲＦＩＤタグ）はメッセージの送信を再開する。
【００７１】
また、この中継再開メッセージを受信した集約器１００は、受信した中継再開メッセージを他の中継器２００に対して出力する（ステップＳ４００４）。転送を受けた他の中継器２００は送信を再開すると共に（ステップＳ４００５）、配下のＲＦＩＤタグ３００に対して受信した中継再開メッセージをさらに送信する（ステップＳ４００６）。
【００７２】
ステップＳ４００６で送信された中継再開メッセージを受信したＲＦＩＤタグ３００（図５の一番左列のＲＦＩＤタグ３００）はメッセージの送信を再開する（ステップＳ４００７）。以降は図３の手続きを採ることで、ＲＦＩＤタグ３００または集約器１００からの送信の実行が可能となる。
【００７３】
このようにすることで、中継器の通信時間制限の管理を単純・確実に行う機能を提供することが可能となる。
【００７４】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能であることは言うまでもない。
【００７５】
たとえば、図４Ｓ３００３の閾値と図５Ｓ４００１の閾値とは一致させても良いし、相違させても良い。特に図４Ｓ３００３の閾値＞図５Ｓ４００１の閾値とするのは積極的に検討する余地がある。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、構成要素である端末や中継器に対し、送信時間制限の管理を単純・確実に行う機能を提供するものである。
【符号の説明】
【００７７】
１００…集約器、２００、２００ａ…中継器、３００、３００ａ…ＲＦＩＤタグ。
【図１】
2013016965.tif 000003
【図２】
2013016965.tif 000004
【図３】
2013016965.tif 000005
【図４】
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【図５】
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