JPH11252103A - 無線通信装置 - Google Patents

無線通信装置

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Publication number
JPH11252103A
JPH11252103A JP10050570A JP5057098A JPH11252103A JP H11252103 A JPH11252103 A JP H11252103A JP 10050570 A JP10050570 A JP 10050570A JP 5057098 A JP5057098 A JP 5057098A JP H11252103 A JPH11252103 A JP H11252103A
Authority
JP
Japan
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packet
communication
retransmission
communication error
wireless
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10050570A
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English (en)
Inventor
Minoru Oka
実 岡
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Priority to JP10050570A priority Critical patent/JPH11252103A/ja
Publication of JPH11252103A publication Critical patent/JPH11252103A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フェージング、電波の遮断等により起こる通
信エラーを効率よく回復する。 【解決手段】 通信エラーとなったパケットを、通信エ
ラー検知手段(1)で検知して、再送タイミング設定手
段(3)に設定された所定時間空けた後に、再送(4)
する。再送(4)を繰り返しても通信エラーが回復でき
ないときは、再送中止タイミング設定手段(5)と再送
中止タイミング検知手段(6)とが協働して、再送を中
止する。予め同一パケットを繰り返し連続送信して、そ
の中の2番目以降のパケットから通信エラーのないパケ
ットを受信側で選択すれば、再送以前に通信エラーを回
復する確率が高められる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、無線送信局が無
線受信局に対してパケット無線通信を行なう無線通信装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、製造現場においては、情報化へ
の要求に伴い、プログラマブルコントローラ、CNC、
ロボットコントローラ等のネットワーク化が進んでい
る。このようなFA用ネットワークは、生産効率向上の
ための高速化、性能向上の要求とともに、より高いデー
タ伝送信頼性が要求されることになる。
【0003】ところで、有線通信の場合は、製造現場の
ラインの増設や変更、レイアウト変更等に対して、通信
ケーブルを設置しなおしたり、移動する作業者や移動体
とのデータ伝送等に対しては、通信ケーブルを接続しな
おしたりする必要があり、そのためのコスト、手間が無
視できないので、レイアウト変更等の場合や作業中移動
する移動通信局に対して、容易に、かつ、よりローコス
トで対応しやすい無線通信が注目され、このような分野
にも無線通信の導入、普及が望まれるようになってきて
いる。
【0004】しかし、電波によるパケット無線通信にお
いては、有線通信に比べて通信環境が格段に悪く、ノイ
ズの混入、電波の反射等によるフェージング、障害物の
通過による電波の遮断、電波強度の低下等により、その
データにエラーが発生したり、通信路途中でパケットが
消滅したりして、通信エラーとなることが、日常的に発
生する。
【0005】そこで、パケット無線通信においては、一
般に、無線受信局から無線送信局へ、受信通知を送り返
し、この受信通知が所定時間内に無線送信局に到達しな
かったり、エラー受信の通知である場合は、直ちに通信
エラーとなったパケットを再送する、いわゆる、ARQ
(Auto Repeat reQuest)方式により、ノイズの混入等に
よる電波強度の高速な変化に起因する通信エラーの回復
を図っている。
【0006】しかし、図8に示すような無線通信装置に
おいては、プログラマブルコントローラのリモートI/
Oマスタに、リモートI/Oネットワークを介して無線
送信局(マスタ)Mが接続され、この無線送信局Mから
発信される通信電波は、工場内に伝搬して、直接、ある
いは、工場内で不規則に反射したり、障害物に遮られた
りしながら、無線受信局(スレーブ)S1、S2‥‥に
到達する。そして、到達までの反射の状況等によっては
フェージングが起こる。また、図9(a)に示すよう
に、作業者Hが電波を遮ったり、図9(b)に示すよう
に、無線受信局(スレーブ)Sが移動して、移動中の移
動体Bに電波が遮られたりすることがある。このような
場合、フェージングの周期や、移動する作業者Hや移動
体Bによる通信電波の遮断時間は、通常のパケット通信
の繰り返し周期よりもはるかに長く、数ミリ秒〜数十ミ
リ秒、あるいは、更に長時間となることもあって、上述
の通信エラーの回復策では、通信障害が継続している間
に何回も再送を繰り返すことになり、直ちに通信エラー
回復ができないばかりか、通信障害継続中のこの無益な
パケットの再送の繰り返しが、他の無線受信局に対する
通信を遅らせてしまうことにもなる。
【0007】通信エラーの回復策としては、上述のAR
Q方式の他に、誤り訂正符号を用いる誤り訂正方式も知
られているが、この方式は、ARQ方式同様、長い時間
の通信障害には適さないし、符号化による極めて冗長な
データを使用するため、伝送効率が悪くなり、また、符
号化、複合化の処理が複雑となって、コストアップとな
る。
【0008】また、受信電波の強弱を補償するために、
無線受信局に受信信号のレベルを自動的に補償する自動
利得制御回路(以下、AGCという)を備えることが多
いのであるが、無線受信局が受信する通信電波の強度
は、障害物や電波の反射によるフェージング等により激
しく変動することがあり、このような場合、AGCの応
答が遅れ、受信したパケットの先頭部分の受信レベルが
スレッショールド以下となってパケットの解読ができな
い状況が起こることがある。
【0009】このAGCの応答遅れに起因する通信エラ
ーに対して、従来のARQ方式では、電波強度が強くな
ったときに再送すれば回復できるが、電波強度の強弱の
周期が比較的長いことが多く、やはり電波の弱い間のむ
だな再送が多くなる。一方、誤り訂正方式では、パケッ
トの先頭部分が読み取れない状態なので、全く役に立た
ない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の通
信エラーの回復策では、ノイズの混入等による電波強度
の高速な変化に起因する通信エラーの回復はできたけれ
ども、より周期の長い通信障害に対しては、効果が出に
くく、無益でむだな再送が多くなった。
【0011】この発明は、上述の課題を解決し、電波強
度の高速な変化に起因する通信エラーのみでなく、より
周期の長い通信障害に対しても有効に、効率よく通信エ
ラーを回復できる無線通信装置を提供するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項1の発明は、無線送信局が無線受信局に対
してパケット無線通信を行なう無線通信装置において、
パケットの通信エラーを検知する通信エラー検知手段
と、通信エラーとなったパケットを再送するタイミング
を設定する再送タイミング設定手段とを具備し、パケッ
トの通信エラーを通信エラー検知手段が検知したとき、
再送タイミング設定手段に設定された再送タイミングだ
け遅らせて、通信エラーとなったパケットを無線送信局
から無線受信局に再送することを特徴とする。
【0013】請求項2の発明は、請求項1記載の発明に
おいて、上記再送タイミングが、同一パケットの繰り返
し再送回数に応じて変化するように設定されたことを特
徴とする。
【0014】請求項3の発明は、請求項1記載の発明に
おいて、再送中止タイミング設定手段と、再送中止タイ
ミング検知手段とが更に具備され、同一パケットの繰り
返し再送回数が上記再送中止タイミング設定手段の所定
値になったことを再送中止タイミング検知手段が検知し
たとき、上記同一パケットの送信を中止することを特徴
とする。
【0015】請求項4の発明は、無線送信局が無線受信
局に対して所定の周期の通信サイクルによりパケット無
線通信を行なう無線通信装置において、通信エラーが発
生したパケットを検知する通信エラー検知手段と、上記
通信エラー検知手段により検知されたパケットの再送サ
イクル数を設定する再送サイクル設定手段とを具備し、
通信エラー検知手段が通信エラーとなったパケットを検
知したとき、再送サイクル設定手段に設定された再送サ
イクル数だけ後の通信サイクルにおいて、通信エラーが
発生したパケットを再送するようにしたことを特徴とす
る。
【0016】請求項5の発明は、受信利得を自動的に制
御する自動利得制御回路を備えた無線受信局に対して、
無線送信局がパケット無線通信を行なう無線通信装置に
おいて、無線送信局が無線受信局に対して同一パケット
を繰り返し連続送信し、無線受信局が連続送信された上
記同一パケットの2番目以降のパケットから、通信エラ
ーのない受信パケットを選択するようになっていること
を特徴とする。
【0017】請求項6の発明は、無線送信局が無線受信
局に対してパケット無線通信を行なう無線通信装置にお
いて、無線受信局に対して同一パケットを繰り返し連続
送信する同一パケット連続送信手段と、上記の繰り返し
連続送信に対する無線受信局からの受信通知の状況によ
り通信エラーを検知する通信エラー検知手段と、上記通
信エラー検知手段により検知された通信エラーとなった
パケットの再送タイミングを設定する再送タイミング設
定手段とを具備し、通信エラー検知手段が通信エラーと
なったパケットを検知したとき、再送タイミング設定手
段の設定値に基づいて通信エラーとなったパケットを、
同一パケット連続送信手段が繰り返し連続再送信するこ
とを特徴とする。
【0018】請求項7の発明は、無線送信局が、受信利
得を自動的に制御する自動利得制御回路を備えた無線受
信局に対してパケット無線通信を行なう無線通信装置に
おいて、(1) 通信エラーが発生したパケットを検知
する通信エラー検知手段と、上記通信エラー検知手段に
より検知されたパケットの再送サイクル数を設定する再
送サイクル設定手段とを具備して、通信エラー検知手段
が通信エラーとなったパケットを検知したとき、再送サ
イクル設定手段に設定された再送サイクル数だけ後の通
信サイクルにおいて、通信エラーが発生したパケットを
再送するようにした通信エラー発生パケット再送通信サ
イクル機能部と、(2) 無線送信局が無線受信局に対
して同一パケットを繰り返し連続送信し、連続送信され
た上記同一パケットの2番目以降のパケットから、無線
受信局が通信エラーのない受信パケットを選択するよう
にした同一パケット繰り返し連続送信機能部とを具備し
たことを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、以下、
図面を参照して説明する。
【0020】図1は、この発明の一実施の形態を示すブ
ロック図である。
【0021】図1において、通信エラー検知手段1は、
無線通信2のパケット通信結果にエラーが発生した場
合、これを検知して、再送タイミング設定手段3に予め
設定してある所定の再送タイミングだけ遅らせて、通信
エラーとなったパケットを再送4する。なお、再送4に
より送信したパケットが再び通信エラーとなったとき
は、上記の再送のサイクルを繰り返す。
【0022】上記の再送タイミングは、初めから一定値
に設定した固定値でも、再送のサイクルの繰り返しに応
じて変化して、例えば、次第に再送の間隔を長くしても
よい。後者の設定にすると、通信障害の時間が予想以上
に長く、数十ミリ秒とか、それ以上に長い場合や、通信
障害の周期と再送の間隔が同期してしまった場合に、通
信障害を避けてむだな再送を防ぐことができる。また、
通信環境に応じて、再送タイミングを設定替えできるよ
うにしてもよい。
【0023】このように、適度の時間間隔を空けて再送
することにより、フェージング、電波の遮断等により起
こる周期の長い通信障害に起因する通信エラーを回復す
ることができる。
【0024】5は、再送中止タイミング設定手段、6
は、再送中止タイミング検知手段である。再送中止タイ
ミング設定手段5では、予め再送4を何回繰り返した場
合、あるいは、何秒間にわたって再送4を繰り返した場
合に、再送4の繰り返しを止めるかを定めておく。再送
中止タイミング検知手段6は、再送4の状況を監視し
て、再送4の回数等が再送中止タイミング設定手段5の
設定値となったとき、これを検知して再送4の繰り返し
を止める。これにより、無線受信局Sが通信可能領域内
にいないときや、電源を切っているときの、むだな再送
の繰り返しが回避できる。
【0025】この無線通信装置の構成は、以下の実施の
形態では、所定の周期で、無線送信局が複数の無線受信
局を巡回してパケット無線通信を行なう通信サイクルを
持つポーリング・セレクティング方式の無線通信ネット
ワークに適用した場合と、無線送信局がひとつの無線受
信局に対して同一パケットを繰り返し連続送信するポー
リング・セレクティング方式の無線通信ネットワークに
適用した場合とを、より具体的に説明する。
【0026】最初に、通信サイクルを持つポーリング・
セレクティング方式の無線通信ネットワークに適用した
実施の形態を、図2乃至図4を参照して説明する。
【0027】図2は、この発明による無線通信装置のデ
−タ再送を、通信サイクルを持つポーリング・セレクテ
ィング方式の無線通信ネットワークに用いた状態を説明
する説明図である。
【0028】図2に示すように、通常、通信サイクルに
おいては、各通信サイクル1、2、3、‥‥において、
マスタ(無線送信局)Mがスレーブ(無線受信局)S
1、S2、‥‥に順にパケット通信を行う。マスタM
は、各スレーブSx(x=1、2、3、‥‥)に対して
コマンドをパケット送信するとき、送信監視タイマTM
を起動する。スレーブSxでは、このパケットを受信し
て、パケット内のコマンドを解読すると直ちにその旨の
レスポンス(受信通知)をマスタMに送り返す。このレ
スポンス(受信通知)は、上記の送信監視タイマTMに
設定してあるタイムアップ時間内にマスタMに到達し
て、これによりコマンド(パケット)の正常通信完了が
確認される。
【0029】もし、図2における通信サイクル2のよう
に、スレーブS2に対するコマンドを載せたパケットが
通信途中で遮断され、スレーブS2に到達しない場合
は、レスポンス(受信通知)がないまま、送信監視タイ
マTMがタイムアップして通信エラーが検知される。再
送タイミング設定手段2(この場合は再送サイクル設定
手段)には、再送サイクルとして「1」が設定されてお
り、マスタMは、すぐ次の通信サイクル3で、スレーブ
S2に対して通信サイクル2で送信したパケットを再び
再送する。
【0030】図2では、この再送されたコマンドは今度
はスレーブS2に到達して、スレーブ2がレスポンスを
返しているが、もし、通信サイクル3でもスレーブ2か
らレスポンスが戻らなかったり(発信したレスポンス
(受信通知)がマスタMに到達しない場合も含む)、到
達したレスポンス(受信通知)が正常受信の受信通知で
ないときは、更に後の通信サイクルで再送を繰り返すこ
とになる。
【0031】図2の通信サイクルにおけるデ−タ再送の
処理を、図3および図4を参照してより詳細に説明す
る。
【0032】図3は、図2における通信のマスタ(無線
送信局)M側のフローを示すフローチャートである。
【0033】図3のステップ301では、ひとつのスレ
ーブSxに対する通信処理を行い、次のステップ302
では、全スレーブS1、S2、‥‥への通信処理が終わ
り、全てのスレーブをリフレッシュしたかをチェックす
る。リフレッシュを終了していなければ(no)、ステ
ップ303に移って、ポインタをひとつ移動し、ステッ
プ301に戻り、次のスレーブに通信処理を行う。ステ
ップ302で、全てのスレーブのリフレッシュを終了し
ていれば(yes)、一つの通信サイクルが完了する。
【0034】上記ステップ301の詳細を示したのが、
図4のフローチャートであって、図4のステップ401
では、スレーブSxに対する再送中止カウンタRSTP
xが予め設定された「再送中止とする再送回数RST
P」と一致しているか否かを調べる。既に再送を繰り返
していてRSTPxがRSTP(例えば、5回)と一致
していれば(yes)、この通信サイクルでの通信処理
を行なわず、図4のフローを終了する。通常は、一致し
ていない(no)から、ステップ402に進む。
【0035】ステップ402では、スレーブSxに対す
る再送待ちサイクルカウンタRWCxが「1」か否かを
調べる。「RWCx=1」(yes)は、この通信サイ
クルが前に通信エラーとなったパケットの再送のタイミ
ングであることを示すので、ステップ403に移り、再
送待ちサイクルカウンタRWCxを0にリセットすると
ともに、再送中止カウンタRSTPxに1を加算する。
なお、RSTPxの初期値は「0」である。次いで、ス
テップ404で、前の通信サイクルで通信エラーとなっ
たスレーブSx宛てパケットと同じ内容の再送パケット
を組み立てる。
【0036】ステップ402で、「RWCx≠1」(n
o)であれば、ステップ405に移り、更に、再送待ち
サイクルカウンタRWCxが「0」か否かを調べる。こ
のRWCxは、後に説明するように、通信エラーがない
ときは、「0」、通信エラーが検知されたときは、再送
するまでの通信サイクル回数RWC(図2の場合、
「1」)の値にセットされている。「RWCx=0」
(yes)は、通信エラーがないことを示すから、ステ
ップ406に進み、次の送信パケットを組み立てる。ス
テップ405で、「RWCx≠0」(no)であれば、
ステップ407に移り、再送待ちサイクルカウンタRW
Cxを「1」減じて、この通信サイクルでのスレーブS
xへの通信を休んで、図4のフローを終了する。
【0037】ステップ404またはステップ406にお
いてパケットの組み立てを終了すると、ステップ408
へ進んで、パケットを送信する。続いて、ステップ40
9で、送信監視タイマTMを起動する。この送信監視タ
イマTMは、パケット送信の受信通知がスレーブSxか
ら送られてくる待ち時間を設定してあり、通信に異常が
なければ、この時間内に受信通知が得られるものであ
る。
【0038】送信監視タイマTM起動後、次のステップ
410で、スレーブSxからパケット受信通知を受信す
る。パケット受信通知を受け、あるいは、パケット受信
通知を受けることなく送信監視タイマTMがタイムアッ
プすると、ステップ411に進み、通信エラーの有無を
調べる。すなわち、スレーブSxから正常受信の受信通
知が送られてきたときは(no)、通信処理が無事終了
したのであるから、ステップ412で、再送中止カウン
タRSTPを「0」にリセットして、図4のフローを終
了する。ステップ403経由の再送ルートの場合、RS
TP>0となっているからである。ステップ411で、
「通信エラーあり」、すなわち、送信監視タイマTMが
タイムアップしてからステップ411に至ったか、スレ
ーブSxから異常受信の受信通知が送られてきたときは
(yes)、ステップ413に移り、再送待ちサイクル
カウンタRWCxを「再送するまでの通信サイクル数R
WC」にセットして、図4のフローを終了する。
【0039】以上の図2乃至図4に示した通信サイクル
におけるデ−タ再送の処理においては、通信エラー検知
手段1として、送信監視タイマTM、ステップ411の
処理手段が使用され、再送タイミング設定手段(再送サ
イクル設定手段)3として、再送待ちサイクルカウンタ
RWCx、再送するまでの通信サイクル数RWC設定手
段が使用されている。
【0040】通信サイクル数RWC設定手段は、固定の
値を設定したものであっても、通信環境に応じて設定値
を可変としたものであってもよい。再送繰り返しが度重
なる場合は、通信環境が予想よりも悪いことが考えられ
るから、このような場合に通信サイクル数RWC設定手
段の設定値が、再送繰り返し回数に応じて次第に大きく
なるようにしておくと、通信エラー発生環境下でのむだ
な再送の頻度を減らすことができる。
【0041】また、図2乃至図4に示した通信サイクル
におけるデ−タ再送の処理においては、再送中止タイミ
ング設定手段5として、再送中止とする再送回数RST
P設定手段が使用され、再送中止タイミング検知手段と
して、再送中止カウンタRSTPxが使用されている。
再送回数RSTP設定手段も、固定の値を設定したもの
であっても、使用条件に応じて設定値を可変としたもの
であってもよい。
【0042】通信サイクルにおける通信エラー発生と、
この通信エラーに対する後の通信サイクルにおける再送
の時間間隔は、フェージング、電波の干渉、ノイズ、遮
断等による数msec〜数十msecの正常通信不能時
間を越えることが多く、従って、通信エラーとなったパ
ケットの回復をするのに、むだな再送が少なくて済むの
である。
【0043】次に、この発明を、無線送信局がひとつの
無線受信局に対して同一パケットを繰り返し連続送信す
る無線通信ネットワークに適用した場合を、図5乃至図
7を参照して説明する。
【0044】図5は、この発明によるデ−タ再送を、繰
り返し連続送信に用いた状態を説明する説明図である。
【0045】図5に示すように、通常、繰り返し連続送
信においては、無線送信局Mがひとつの無線受信局Sx
(x=1、2‥‥)に対して同一パケットを*(c)1
/4、*(c)2/4、*(c)3/4、*(c)4/
4のように繰り返し送信し、図5の例では4回、連続送
信する。マスタMは、ひとつの無線受信局Sxに対する
連続送信を終えると、連続送信監視タイマRTMを起動
する。スレーブSxでは、この連続して送信された複数
の同一パケットを連続受信して、パケット内のコマンド
を解読すると直ちにその旨の受信通知(ACK)を連続
通信回数だけマスタMに送り返す。この複数の受信通知
(ACK)は、上記の連続送信監視タイマRTMに設定
してあるタイムアップ時間内にマスタMに到達して、こ
れによりパケットの正常通信完了が確認される。
【0046】もし、図5におけるように、スレーブS2
に対する1番目のパケット(*(c)1/4)が通信途
中で遮断され、スレーブS2に到達しない場合も、他の
3個のパケット(*(c)2/4、*(c)3/4、*
(c)4/4)がスレーブS2に到達していれば、受信
したこれらの3個のパケットからコマンド等のデータ内
容を決定できる。また、図5のように、スレーブS2か
らの受信通知(ACK)も通信状態が悪くて3番目の受
信通知(ACK)がマスタMに到達しなくても、残りの
3個の受信通知(ACK)から、パケットの送信内容が
スレーブS2に到着して正常に処理されたことが、マス
タMに判断できる。
【0047】このように、連続送信を行なえば、比較的
短時間の通信障害による通信エラーは、ひとつの連続送
信の中で回復できることが多く、再送の必要度はかなり
低くなる。特に、スレーブSにAGCを設けて受信電波
の利得自動調整を図っている場合は、急激な受信電波の
劣化にAGCが応答おくれを起こして通信エラーとなり
がちであるが、連続送信を行なえば、二つ目以降のパケ
ットを受信するときは、既にAGCの補償が充分できる
ようになっていて、正常受信が可能になることが多くな
る。
【0048】通信障害の時間が長く続いた場合は、連続
送信のパケット*(c)1/4、*(c)2/4、‥‥
が全てスレーブSxに到達しないとか、あるいは、スレ
ーブSxからマスタMへの受信通知ACKの連続通信が
全て到着しないとかの場合は、連続送信監視タイマRT
Mがタイムアップして通信エラーが検知される。そし
て、再送タイミング設定手段2に設定された設定値(再
送するまでの「連続送信」の回数、経過時間等)に応じ
て、後の連続送信の機会に再送連続送信を行なう。
【0049】再送連続送信を繰り返しても、なお通信エ
ラー回復ができない場合は、再送中止タイミング設定手
段5の設定値に従って再送を中止する。
【0050】図5の連続送信におけるデ−タ再送の処理
を、図6および図7を参照してより詳細に説明する。
【0051】図6は、図5における連続通信のマスタ
(無線送信局)M側の処理フローを示すフローチャート
である。
【0052】図6のステップ601では、スレーブSx
に対する再送中止カウンタRSTPxが予め設定された
「再送中止とする再送回数RSTP」と一致しているか
否かを調べる。既に再送を繰り返していてRSTP(例
えば、5回)と一致していれば(yes)、この回の連
続送信では通信処理を行なわず、図6のフローを終了す
る。通常は、一致していない(no)から、ステップ6
02に進む。
【0053】ステップ602では、スレーブSxに対す
る再送待ちタイマRWTxが、再送タイミング設定手段
に予め設定された再送待ち時間RWT(例えば、50m
sec)を越えたか否かを調べる。「RWTx>RW
T」(yes)は、この回の連続送信が前に通信エラー
となったパケットの連続再送のタイミングであることを
示すので、ステップ603に移り、再送待ちタイマRW
Txを0にリセットするとともに、再送中止カウンタR
STPxに1を加算する。なお、RSTPxの初期値は
「0」である。次いで、ステップ604で、同一パケッ
ト連続送信手段を用いて、前の連続送信で通信エラーと
なったスレーブSx宛てパケットと同じ内容の再送パケ
ットを組み立て、これを連続して再送する。この際、パ
ケットには、一連番号/総連続送信回数を、1/4、2
/4、3/4、4/4のように順に組み込んでいく。
【0054】ステップ602で、「RWTx≦RWT」
(no)であれば、ステップ605に移り、更に、再送
待ちタイマRWTxが「0」か否かを調べる。このRW
Txは、通信エラーがないときは、「0」、通信エラー
が検知されたときは、後に説明するように、「0」から
時間経過とともにカウントアップされる。「RWTx=
0」(yes)は、通信エラーがないことを示すから、
ステップ606に進み、同一パケット連続送信手段を用
いて、次の送信パケットを組み立てて、連続送信する。
ここでも、パケットには、一連番号と総連続送信回数と
を、1/4、2/4、3/4、4/4のように順に組み
込んでいく。ステップ605で、「RWTx≠0」(n
o)であれば、再送連続送信待ちなのであるから、図6
のフローを終了する。
【0055】ステップ604またはステップ606での
連続送信を終えると、続いて、ステップ607で、連続
送信監視タイマRTMを起動する。この連続送信監視タ
イマRTMは、パケット連続送信の受信通知がスレーブ
Sxから送られてくる待ち時間を設定してあり、通信に
異常がなければ、この時間内に受信通知が得られるもの
である。
【0056】連続送信監視タイマRTM起動後、次のス
テップ608で、スレーブSxからパケット受信通知を
受信する。パケット受信通知を受け、あるいは、パケッ
ト受信通知を受けることなく連続送信監視タイマRTM
がタイムアップすると、ステップ409に進み、通信エ
ラー検知手段により、通信エラーの有無を調べる。すな
わち、スレーブSxから正常受信の受信通知が送られて
きたときは(no)、通信処理が無事終了したのである
から、ステップ610で、再送中止カウンタRSTPを
「0」にリセットして、図6のフローを終了する。ステ
ップ603経由の再送ルートの場合、RSTP>0とな
っているからである。ステップ609で、「通信エラー
あり」、すなわち、連続送信監視タイマRTMがタイム
アップしてからステップ609に至ったか、スレーブS
xから異常受信の受信通知が送られてきたときは(ye
s)、ステップ611に移り、再送待ちタイマRWTx
を起動(ステップ604経由の再送の場合は、再送待ち
タイマRWTxをリセットしてから再起動)して、図6
のフローを終了する。
【0057】図7は、図5における連続通信のスレーブ
(無線受信局)Sx側の処理フローを示すフローチャー
トである。
【0058】図7のステップ701では、第1回目のパ
ケットを受信する。次いで、ステップ702に移る。ス
テップ702では、受信したパケットに、前述の組み込
まれた総連続送信回数(図5の例では、「4」)を取り
込み、これによって、連続送信されてくる回数を予知す
るとともに、この総連続送信回数に応じたタイムアップ
値に受信監視タイマをセットして、これを起動する。
【0059】ステップ702を終えると、次に、ステッ
プ703に進み、2番目以降のパケットを順次受信す
る。総連続送信回数のパケットを受信し、あるいは、受
信監視タイマがタイムアップすると、ステップ704に
進む。なお、受信監視タイマのタイムアップ前に総連続
送信回数のパケットを受信し終わったときは、受信監視
タイマをリセットする。
【0060】ステップ704では、正常に受信できたパ
ケットがあるか否かを調べる。正常に受信できたパケッ
トがひとつでもあれば(yes)、ステップ705の受
信データの決定プロセスへ進む。ひとつのパケットも正
常受信できなかったときは、ステップ707に移る。
【0061】ステップ705の受信データの決定プロセ
スは、次のようになっている。
【0062】(1) 正常受信したパケットのデータが
全て一致する場合(ひとつのパケットだけ正常受信した
場合を含む): そのデータを受信データと決定する。
【0063】(2) 正常受信したパケットのデータが
パケットにより異なり、複数種類になった場合: 多数
決で受信データを決定する。最多数が2種以上ある場合
は、例えば、その中で一連番号が小さいパケットのデー
タを受信データと決定する。
【0064】ステップ705の次のステップ706で
は、決定した受信データを基に、正常受信結果(受信デ
ータの先頭、受信データがコマンドの場合その実行結果
等)をデータとして受信通知パケットを組み立てる。
【0065】一方、正常受信できなかったときのステッ
プ707では、通信エラーを伝える受信通知パケットを
組み立てる。
【0066】ステップ706またはステップ707を終
えた後、マスタMからのポーリング信号を受けると、ス
テップ708に進み、マスタMに向けて、受信通知の連
続送信を行ない、図7のフローを終了する。この連続送
信の送信回数は、マスタMからスレーブSxへの送信の
際の通信環境と同じ環境を想定して、先に取り込んだマ
スタMからの総連続回数(図5の場合、「4」)に合わ
せる。この受信通知の連続送信は、図6のステップ60
8において、マスタMにより受信処理される。
【0067】以上の図5乃至図7に示した連続送信にお
けるデ−タ再送の処理においては、通信エラー検知手段
1として、連続送信監視タイマRTM、ステップ609
の処理手段が使用され、再送タイミング設定手段3とし
て、再送待ちタイマRWTx、再送するまでの最低待ち
時間RWT設定手段が使用されている。
【0068】最低待ち時間RWT設定手段は、固定の値
を設定したものであっても、通信環境に応じて設定値を
可変としたものであってもよい。再送繰り返しが度重な
る場合は、通信環境が予想よりも悪いことが考えられる
から、このような場合に最低待ち時間RWT設定手段の
設定値が、再送繰り返し回数に応じて次第に大きくなる
ようにしておくと、通信エラー発生環境下でのむだな再
送の頻度を減らすことができる。
【0069】また、図5乃至図7に示した連続送信にお
けるデ−タ再送の処理においては、再送中止タイミング
設定手段5として、再送中止とする再送回数RSTP設
定手段が使用され、再送中止タイミング検知手段とし
て、再送中止カウンタRSTPxが使用されている。再
送回数RSTP設定手段も、固定の値を設定したもので
あっても、使用条件に応じて設定値を可変としたもので
あってもよい。
【0070】この連続送信方式における再送の場合も、
図2乃至図4に示した通信サイクルにおける再送の場合
と同様、むだな再送が少なくて済む。また、再送連続通
信を必要とする以前に、連続送信の中で通信エラーを回
復できてしまうことも多く、フェージング、電波の干
渉、ノイズ、遮断等による数msec〜数十msecの
通信障害を克服でき、しかも、その際、受信側スレーブ
のAGCの特性を活用して電波強度の弱い受信電波から
正しいデータを取り出すことができる。
【0071】この発明の第3の実施の形態は、上述の図
2乃至図4の通信サイクル処理の中で再送する通信エラ
ー発生パケット再送通信サイクル機能部と、図5乃至図
7の連続送信処理の中で再送する同一パケット繰り返し
連続送信機能部とを有する無線通信装置である。この2
つの機能部は、通信環境、通信内容に応じて適宜選択し
て使用でき、プログラマブルコントローラ、CNC、ロ
ボットコントローラ等のFA用ネットワークに適用して
極めて実用価値が高いものである。
【0072】
【発明の効果】以上の説明から理解されるように、請求
項1の発明によれば、パケットの通信エラーを通信エラ
ー検知手段が検知したとき、再送タイミング設定手段に
設定された再送タイミングだけ遅らせて、通信エラーと
なったパケットを無線送信局から無線受信局に再送する
ようにしたから、フェージング、電波の干渉、ノイズ、
遮断等により、数msec〜数十msecに及んで持続
する通信不能時間帯に発生した通信エラーを効率よく回
復することができ、無線通信の信頼性を向上することが
できる。更に、通信エラーが確実に発生する上記通信不
能時間帯でのパケット再送を回避できる。
【0073】更に、請求項2の発明によれば、上記再送
タイミングが、同一パケットの繰り返し再送回数に応じ
て変化するようにしたから、むだな再送の繰り返しによ
る他の通信への悪影響を一層軽減でき、無線通信装置の
総合効率を上げることができる。
【0074】また、請求項3の発明によれば、同一パケ
ットの繰り返し再送回数が所定の値になったとき、上記
同一パケットの送信を中止するようにしたから、むだな
再送の繰り返しによる他の通信への悪影響を一層軽減で
き、無線通信装置の総合効率を上げることができる。
【0075】請求項4の発明によれば、所定の周期の通
信サイクルによりパケット無線通信を行なう場合に、再
送タイミングとして再送サイクル数を設定し、その再送
サイクル数だけ後の通信サイクルにおいて、通信エラー
が発生したパケットを再送するようにしたから、無線通
信ネットワーク上の他の通信は、再送に全く影響されず
に、通信を続けることができる。
【0076】また、請求項5の発明によれば、受信利得
を自動的に制御する自動利得制御装置を備えた無線受信
局に対して、無線送信局が同一パケットを繰り返し連続
送信し、その連続送信された同一パケットの2番目以降
のパケットから、受信側の無線受信局が通信エラーのな
い受信パケットを選択するようにしたから、フェージン
グ等による極端な電波強度の低下に起因する、無線受信
局側の自動利得制御回路AGCの応答遅れにより起こる
通信エラーを効率よく回復することができ、無線通信の
信頼性を向上することができる。
【0077】また、請求項6の発明によれば、繰り返し
連続送信の場合において、通信エラー検知手段が通信エ
ラーとなったパケットを検知したとき、再送タイミング
設定手段の設定値に基づいて通信エラーとなったパケッ
トを、同一パケット連続送信手段が繰り返し連続再送信
するようにしたから、フェージング、電波の干渉、ノイ
ズ、遮断等による通信エラーも回復することができ、そ
の際、上記通信不能時間帯でのパケット再送を回避で
き、そのむだな連続再送時間が及ぼす無線通信ネットワ
ーク上の他の通信への悪影響を無くすことができる。
【0078】更に、請求項7の発明によれば、通信サイ
クル中に通信エラーが発生したパケットを、所定の再送
サイクル数だけ後の通信サイクルにおいて再送する通信
エラー発生パケット再送通信サイクル機能部と、連続送
信された同一パケットの2番目以降のパケットから、無
線受信局が通信エラーのない受信パケットを選択する同
一パケット繰り返し連続送信機能部とを共に備えたか
ら、通信環境に応じて、通信エラー発生パケット再送通
信サイクル機能部と同一パケット繰り返し連続送信機能
部とを適宜切り換え、選択することができ、実用上の価
値が多大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態を示すブロック図。
【図2】この発明によるデ−タ再送を、通信サイクルに
用いた状態を説明する説明図。
【図3】図2における無線送信局側のフローの概要を示
すフローチャート。
【図4】図3における通信処理のフローを示すフローチ
ャート。
【図5】この発明によるデ−タ再送を、繰り返し連続送
信に用いた状態を説明する説明図。
【図6】図5における通信の無線送信局側のフローを示
すフローチャート。
【図7】図5における通信の無線受信局側のフローを示
すフローチャート。
【図8】プログラマブルコントローラ・システムにおけ
る無線通信ネットワークの概要を示す説明図。
【図9】(a)および(b)は、通信障害発生状況例を
示す説明図。
【符号の説明】
1 通信エラー検知手段 3 再送タイミング設定手段 5 再送中止タイミング設定手段 6 再送中止タイミング検知手段 M 無線送信局(マスタ) S1、S2、‥‥ 無線受信局(スレーブ) RSTP 再送中止とする再送回数 RSTPx 再送中止カウンタ RWCx 再送待ちサイクルカウンタ RWC 再送するまでの通信サイクル数

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無線送信局が無線受信局に対してパケッ
    ト無線通信を行なう無線通信装置において、 パケットの通信エラーを検知する通信エラー検知手段
    と、 通信エラーとなったパケットを再送するタイミングを設
    定する再送タイミング設定手段とを具備し、 パケットの通信エラーを通信エラー検知手段が検知した
    とき、再送タイミング設定手段に設定された再送タイミ
    ングだけ遅らせて、通信エラーとなったパケットを無線
    送信局から無線受信局に再送することを特徴とする無線
    通信装置。
  2. 【請求項2】 上記再送タイミングが、同一パケットの
    繰り返し再送回数に応じて変化するように設定されたこ
    とを特徴とする請求項1記載の無線通信装置。
  3. 【請求項3】 再送中止タイミング設定手段と、再送中
    止タイミング検知手段とが更に具備され、 同一パケットの繰り返し再送回数が上記再送中止タイミ
    ング設定手段の設定値になったことを再送中止タイミン
    グ検知手段が検知したとき、上記同一パケットの送信を
    中止することを特徴とする請求項1記載の無線通信装
    置。
  4. 【請求項4】 無線送信局が無線受信局に対して所定の
    周期の通信サイクルによりパケット無線通信を行なう無
    線通信装置において、 通信エラーが発生したパケットを検知する通信エラー検
    知手段と、 上記通信エラー検知手段により検知されたパケットの再
    送サイクル数を設定する再送サイクル設定手段とを具備
    し、 通信エラー検知手段が通信エラーとなったパケットを検
    知したとき、再送サイクル設定手段に設定された再送サ
    イクル数だけ後の通信サイクルにおいて、通信エラーが
    発生したパケットを再送するようにしたことを特徴とす
    る無線通信装置。
  5. 【請求項5】 受信利得を自動的に制御する自動利得制
    御回路を備えた無線受信局に対して、無線送信局がパケ
    ット無線通信を行なう無線通信装置において、 無線送信局が無線受信局に対して同一パケットを繰り返
    し連続送信し、 無線受信局が連続送信された上記同一パケットの2番目
    以降のパケットから、通信エラーのない受信パケットを
    選択するようになっていることを特徴とする無線通信装
    置。
  6. 【請求項6】 無線送信局が無線受信局に対してパケッ
    ト無線通信を行なう無線通信装置において、 無線受信局に対して同一パケットを繰り返し連続送信す
    る同一パケット連続送信手段と、 上記の繰り返し連続送信に対する無線受信局からの受信
    通知の状況により通信エラーを検知する通信エラー検知
    手段と、 上記通信エラー検知手段により検知された通信エラーと
    なったパケットの再送タイミングを設定する再送タイミ
    ング設定手段とを具備し、 通信エラー検知手段が通信エラーとなったパケットを検
    知したとき、再送タイミング設定手段の設定値に基づい
    て通信エラーとなったパケットを、同一パケット連続送
    信手段が繰り返し連続再送信することを特徴とする無線
    通信装置。
  7. 【請求項7】 無線送信局が、受信利得を自動的に制御
    する自動利得制御回路を備えた無線受信局に対してパケ
    ット無線通信を行なう無線通信装置において、 (1) 通信エラーが発生したパケットを検知する通信
    エラー検知手段と、 上記通信エラー検知手段により検知されたパケットの再
    送サイクル数を設定する再送サイクル設定手段とを具備
    して、 通信エラー検知手段が通信エラーとなったパケットを検
    知したとき、再送サイクル設定手段に設定された再送サ
    イクル数だけ後の通信サイクルにおいて、通信エラーが
    発生したパケットを再送するようにした通信エラー発生
    パケット再送通信サイクル機能部と、 (2) 無線送信局が無線受信局に対して同一パケット
    を繰り返し連続送信し、連続送信された上記同一パケッ
    トの2番目以降のパケットから、無線受信局が通信エラ
    ーのない受信パケットを選択するようにした同一パケッ
    ト繰り返し連続送信機能部とを具備したことを特徴とす
    る無線通信装置。
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