JPWO2019097957A1 - 通信装置の制御方法、及び、通信装置 - Google Patents

Abstract

無線端末と通信するための通信インタフェースを備える通信装置の制御方法は、第一期間内において、複数の伝送方式に含まれる一の伝送方式をスケジュール情報に従って順次に選択しながら、選択した一の伝送方式で通信インタフェースによる無線端末との通信を試行させる制御ステップ（Ｓ２０１）と、複数の伝送方式のうち、第一期間において無線端末との通信が成功した伝送方式を判定する判定ステップ（Ｓ２０３）と、無線端末との通信が成功したと判定された伝送方式での通信の試行を、第一期間の後の第二期間において、第一期間における場合より早く開始するようスケジュール情報を調整する調整ステップ（Ｓ２０４）とを含む。

Description

本発明は、通信装置の制御方法、及び、通信装置に関する。

工場などの施設内において、天井又は床面などを走行する走行車、及び、物品に対して処理を施す装置（機器ともいう）を含む制御システムが利用されている。制御システムに含まれる機器は、制御システムの制御装置から当該機器の制御情報を受信し、受信した制御情報に従って動作する。

制御情報の送受信には、無線通信が用いられ得る。電波のノイズなどにより通信が失敗した場合には再送がなされる。

制御装置は、限られた時間内に複数の機器それぞれとの間で順次に通信をすることを要する。そのため、各機器との通信は、再送も含めて、その限られた時間のうちの所定時間内に完了することを要し、また、なるべく短い時間で完了することが望まれる。

特許文献１は、通信システムにおいて通信環境に応じて最適な伝送レート、より一般的には伝送方式を選定する技術を開示している。

特開２００３−１１５８９３号公報

特許文献１に開示される技術では、複数の伝送方式での通信を予め定められた順序（実効レートの高いものから低いもの）で試行する。そのため、複数の伝送方式のうち順序が比較的早い伝送方式（実効レートが比較的高い伝送方式）が選定される場合には短時間で選定が完了するが、順序が比較的遅い伝送方式（実効レートが比較的低い伝送方式）が選定される場合には、選定の完了までにかかる時間が増大するという問題がある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定する通信装置の制御方法などを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る通信装置の制御方法は、無線端末と通信するための通信インタフェースを備える通信装置の制御方法であって、第一期間内において、複数の伝送方式に含まれる一の伝送方式をスケジュール情報に従って順次に選択しながら、選択した前記一の伝送方式で前記通信インタフェースによる前記無線端末との通信を試行させる制御ステップと、前記複数の伝送方式のうち、前記第一期間において前記無線端末との通信が成功した伝送方式を判定する判定ステップと、前記無線端末との通信が成功したと判定された伝送方式での通信の試行を、前記第一期間の後の第二期間において、前記第一期間における場合より早く開始するよう前記スケジュール情報を調整する調整ステップとを含む。

これによれば、通信装置は、将来の第二期間において、通信が成功する蓋然性が比較的高いと想定される伝送方式による通信の試行を、第一期間における場合より早く実行するようにスケジュールを調整する。これにより、通信装置は、第二期間において、第一期間における場合より早い時点で通信を成功させることができる。このように、通信装置は、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。

また、前記スケジュール情報は、前記複数の伝送方式それぞれでの通信の試行の順序を含み、前記調整ステップでは、前記スケジュール情報における、前記無線端末との通信が成功したと判定された伝送方式での通信の試行の順序を早くすることで、前記スケジュール情報を調整してもよい。

これによれば、通信装置は、スケジュールにおける、第二期間に通信が成功する蓋然性が比較的高いと想定される伝送方式による通信の試行の順序を早くするという具体的な構成により、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。

また、前記スケジュール情報は、前記複数の伝送方式それぞれでの通信の試行の回数を含み、前記調整ステップでは、前記スケジュール情報における、前記無線端末との通信が成功したと判定された伝送方式での通信の試行の回数を相対的に増加させることで、前記スケジュール情報を調整してもよい。

これによれば、通信装置は、スケジュールにおける、第二期間に通信が成功する蓋然性が比較的高いと想定される伝送方式による通信の試行の回数を相対的に多くするという具体的な構成により、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。

また、前記調整ステップでは、さらに、前記無線端末との通信が失敗したと判定された伝送方式での通信の試行を、前記第二期間において、前記第一期間における場合より遅く開始するよう前記スケジュール情報を調整してもよい。

これによれば、通信装置は、スケジュールにおける、第二期間に通信が成功する蓋然性が比較的低いと想定される伝送方式による通信の試行の順序を遅くする。その結果、順序を遅くした伝送方式と異なる伝送方式が、第二期間において、相対的に早く試行されるようになり、通信の試行が成功する時点をなるべく早くすることができる。よって、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。

また、前記判定ステップでは、さらに、一の無線端末と通信するための複数の前記第一期間における通信の試行の成否を示す成否情報を取得し、取得した前記成否情報に基づいて、一の伝送方式により複数の前記第一期間のうち閾値以上の第一期間において前記一の無線端末との通信が成功したか否かを判定し、前記調整ステップでは、前記一の伝送方式により前記閾値以上の第一期間において前記一の無線端末との通信が成功したと前記判定ステップで判定した場合にのみ、前記スケジュール情報を調整してもよい。

これによれば、通信装置は、一の伝送方式での第一期間での通信が成功したことが、複数回のうちの閾値以上の回数発生した場合にのみスケジュールを変更する。仮に、比較的少ない回数の通信の成功によってスケジュールの変更をするとすれば、一時的又は瞬間的な電波の状況の変化によってスケジュール変更がなされる結果、スケジュール変更の頻度が上がり、通信装置の動作が不安定になり得る。そこで、比較的少ない回数の通信の成功によりスケジュールを変更することを抑制することで、通信装置の動作の安定化を図ることができる。

また、前記第一期間及び前記第二期間のそれぞれは、無線通信環境の調査のための専用の期間として予め定められた期間であってもよい。

これによれば、通信装置は、制御システムに含まれる機器の制御のための制御データに係る通信に影響を与えることなく通信の試行を行い、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。

また、前記第一期間及び前記第二期間のそれぞれは、前記通信装置と前記無線端末との通信のための専用の期間として予め定められた期間であってもよい。

これによれば、通信装置は、制御システムに含まれる機器の制御のための制御データに係る通信と同時並行的に無線通信環境の調査をし、適切な伝送方式を選定できる。これにより、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。

また、前記通信装置は、前記調整ステップで調整する前の前記スケジュール情報である初期スケジュールを記憶しており、前記調整ステップでは、さらに、前記スケジュール情報の調整をした後、調整後の前記スケジュール情報に従って前記第二期間以降の複数の連続した期間のそれぞれを前記第一期間として前記制御ステップ、前記判定ステップ及び前記調整ステップを実行し、所定回数の前記第一期間を経過しても前記調整ステップでの前記スケジュール情報の調整がなされない場合には、前記スケジュール情報の調整として、前記初期スケジュールを設定してもよい。

これによれば、通信装置は、伝送速度が比較的高い伝送方式を試行する機会が得られ、伝送速度が比較的高い伝送方式での通信が成功した場合には、その後、初期スケジュールを用いて通信の試行を行うようにすることができる。このようにして、伝送速度が比較的高い伝送方式がスケジュール内でより比較的早い時間に割り当てられるようになる利点がある。

また、本発明の一態様に係る通信装置は、無線端末と通信するための通信インタフェースを備える通信装置であって、第一期間内において、複数の伝送方式に含まれる一の伝送方式をスケジュール情報に従って順次に選択しながら、選択した前記一の伝送方式で前記通信インタフェースによる前記無線端末との通信を試行させる制御部と、前記複数の伝送方式のうち、前記第一期間において前記無線端末との通信が成功した伝送方式を判定する判定部と、前記無線端末との通信が成功したと判定された伝送方式での通信の試行を、前記第一期間の後の第二期間において、前記第一期間における場合より早く開始するよう前記スケジュール情報を調整する調整部を備える。

これにより、上記通信装置の制御方法と同様の効果を奏する。

なお、本発明は、装置として実現できるだけでなく、その装置を構成する処理手段をステップとする方法として実現したり、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体として実現したり、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現したりすることもできる。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。

本発明により、通信装置の制御方法は、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定できる。

図１は、実施の形態に係る制御システムの構成を示す模式的なブロック図である。 図２は、実施の形態に係る制御システムにおける通信のタイミングの一例を示す説明図である。 図３は、実施の形態に係る基地局の機能構成を示すブロック図である。 図４は、実施の形態に係る通信期間内で通信の試行に用いる伝送方式のスケジュールの一例を示す説明図である。 図５は、図４のスケジュールに従ってなされる通信の試行のタイミングを示す説明図である。 図６は、実施の形態に係る制御システムにおける通信の一例を示すシーケンス図である。 図７は、図６の通信に係る成否情報の一例を示す説明図である。 図８は、実施の形態に係る調整されたスケジュールに基づく通信の試行のタイミングの第一例を示す説明図である。 図９は、実施の形態に係る調整されたスケジュールに基づく通信の試行のタイミングの第二例を示す説明図である。 図１０は、実施の形態に係る調整されたスケジュールに基づく通信の試行のタイミングの第三例を示す説明図である。 図１１は、実施の形態に係る基地局によるフレーム送信処理を示すフロー図である。 図１２は、実施の形態に係る基地局によるスケジュールの調整処理を示すフロー図である。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。

なお、同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

（実施の形態）
本実施の形態において、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定する通信装置及びその制御方法などについて説明する。ここでは、上記通信装置が基地局装置として実現される場合を説明する。

図１は、本実施の形態に係る制御システム１の構成を示す模式的なブロック図である。図１には、制御システム１が配備された施設を上面視した図と、ネットワーク構成図とが併せて模式的に示されている。

図１に示されるように、制御システム１は、基地局１０と、端末２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃと、ネットワーク３０と、制御装置４０とを備える。なお、端末２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃを「端末２０Ａ等」ともいう。

制御システム１は、施設内の天井又は床面等に予め設けられた走行経路である軌道５に、制御装置４０によるコンピュータ制御によって走行する走行車である端末２０Ａ等を走行させる、有軌道式の制御システムである。端末２０Ａは、制御装置４０による制御に従って、指示された地点に移動したり、物品の搬送を行ったりする。なお、制御システム１は、無軌道式の制御システムにも同様に適用され得る。

基地局１０は、端末２０Ａ等それぞれと無線通信リンクを確立して無線通信を行う通信装置である基地局装置（一般にアクセスポイントともいう）である。基地局１０は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ規格等に適合する無線ＬＡＮなどの通信インタフェースにより無線通信を行う。基地局１０は、軌道５をカバーする無線通信エリアを有する。基地局１０は、端末２０Ａ等のそれぞれとの間で順次に電波によってフレームの送受信を行う。また、基地局１０と制御装置４０とはネットワーク３０により通信可能に接続されている。基地局１０は、端末２０Ａ等に対する制御に係る制御データを含むフレームを制御装置４０から受信すると、当該フレームを無線通信により制御の対象である端末２０Ａ等に送信する。

端末２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃは、制御装置４０による制御に基づいて走行する走行車である。端末２０Ａ等は、制御装置４０による制御に基づいて軌道５上を自在に走行し、物品の搬送などを行う。また、端末２０Ａは、基地局１０との間で無線通信をすることで制御装置４０からの制御データを含むフレームを受信し、また、受信が成功した場合にはＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）フレームを送信する。端末２０Ａ等は、基地局１０との間で無線通信を行う無線端末（一般にステーションともいう）に相当する。

端末２０Ｂ及び２０Ｃは、端末２０Ａと同様の機能を有する走行車である。端末２０Ｂ及び２０Ｃは、それぞれ、端末２０Ａとは独立の制御データを制御装置４０から受信し、独立に動作する。なお、端末２０Ａ等の台数は、３台に限定されず、１台以上の任意の台数であってよい。また、端末２０Ａ等は同じ制御データを受信し、当該制御データから自己に与えられた命令のみを実行する構成であってもよい。

端末２０Ａ等のそれぞれは、互いに異なる時刻に基地局１０との無線通信を行うように制御される。制御装置４０は、端末２０Ａ等のそれぞれに対して時間を区切って順次に制御データを送信する。制御装置４０が送信した端末２０Ａ等のそれぞれに対する制御データは、基地局１０から端末２０Ａ等のそれぞれに対して無線通信により送信される。上記のように区切られた時間を通信期間ともいう。このようにして、端末２０Ａ等のそれぞれとの通信のための通信期間が設けられる。

なお、本実施の形態では、端末２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃが、走行車と一体として構成される場合を例として説明するが、例えば、端末２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃは、走行車とは別体の通信装置であってもよい。

制御装置４０は、端末２０Ａ等の動作をコンピュータにより制御する制御装置である。制御装置４０は、具体的には、端末２０Ａ等を所定の位置に移動させたり、端末２０Ａに物品の搬送をさせたりする制御を行う。制御装置４０は、上記制御の内容を含む制御データを、基地局１０を介して制御対象である端末２０Ａ等に送信する。

ネットワーク３０は、基地局１０及び制御装置４０が接続されたローカルエリアネットワークである。ネットワーク３０は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３規格等に適合する有線ＬＡＮ、又は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ規格等に適合する無線ＬＡＮなどである。

次に、制御システム１における通信タイミングについて説明する。

図２は、本実施の形態に係る制御システム１における通信のタイミングの一例を示す説明図である。図２には、横軸を時間として、基地局１０と、端末２０Ａ等とが無線通信を行う期間である通信期間が示されている。

図２に示されるように、通信期間は、基地局１０と、端末２０Ａ、端末２０Ｂ及び端末２０Ｃとのそれぞれが順次に通信可能なように設けられる。また、基地局１０がすべての端末との通信のための通信期間を終えたら、再び、各端末と順次に通信可能なように繰り返し通信期間が設けられる。このような通信期間は、制御装置４０が各端末への制御データを含むフレームを順次に送信することで実現される。なお、送信されたフレームが端末に正常に受信されない場合には基地局１０が伝送方式を変えながらフレームの再送をする。この再送も、当該通信期間内で行われる。

例えば、通信期間Ｔ１は、基地局１０と端末２０Ａとが通信するための通信期間である。通信期間Ｔ１内に、制御装置４０から端末２０Ａへの制御データを含むフレームを基地局１０が端末２０Ａに送信する。端末２０Ａは、基地局１０からのフレームの受信が成功した場合、ＡＣＫフレームを送信する。基地局１０は、ＡＣＫフレームを受信しない場合には通信期間Ｔ１内の範囲で上記フレームの再送を行い、ＡＣＫフレームを受信した場合に、当該フレームの通信を完了する。

同様に、通信期間Ｔ２及びＴ３は、それぞれ、基地局１０と端末２０Ｂとの通信期間、及び、基地局１０と端末２０Ｃとの通信期間である。また、通信期間Ｔ１〜Ｔ３の後には、通信期間Ｔ４〜Ｔ６が設けられている。通信期間Ｔ４〜Ｔ６は、通信期間Ｔ１〜Ｔ３と同様の通信期間である。通信期間Ｔ６の後にも、同様の通信期間が繰り返し設けられる。

なお、端末２０Ａ等の台数は、３台に限定されず、４台以上存在する場合には、その台数に応じて上記通信タイミングで順次に通信期間が設けられる。

図３は、本実施の形態に係る基地局１０の機能構成を示すブロック図である。

図３に示されるように、基地局１０は、通信ＩＦ（インタフェース）１１と、制御部１２と、判定部１３と、調整部１４とを備える。

通信ＩＦ１１は、端末２０Ａ等と通信リンクを確立し、通信リンクを通じて端末２０Ａ等と通信する無線通信インタフェース装置である。通信ＩＦ１１は、アンテナ、電波の送受信回路、変復調部、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）プロトコル処理部などを備えて構成される。無線通信の通信規格は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ規格等に適合する無線ＬＡＮなどである。

制御部１２は、通信ＩＦ１１に通信の試行をさせる制御をする処理部である。制御部１２は、通信ＩＦ１１の通信の試行に関する予め定められた情報であるスケジュール１２Ａを有する。そして、制御部１２は、第一期間内において、複数の伝送方式に含まれる一の伝送方式をスケジュール１２Ａに従って順次に選択しながら、選択した上記一の伝送方式で通信ＩＦ１１による端末２０Ａとの通信を試行させる。なお、スケジュール１２Ａをスケジュール情報ともいう。

ここで、通信とは、基地局１０がフレームを送信し、そのフレームに対するＡＣＫフレームを受信しない場合には当該フレームを再送し、ＡＣＫフレームを受信することをいう。また、通信の試行とは、フレームの送信及び再送をすることをいう。そして、フレームの送信又は再送をした後に当該フレームに対するＡＣＫフレームを受信したことを通信の成功ともいう。これに対し、フレームの送信又は再送をした後に当該フレームに対するＡＣＫフレームを受信しないことを通信の失敗ともいう。

ここで、伝送方式とは、伝送レート、符号化方式、符号化率などにより定められ、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ｎにおけるＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）に相当する。

また、スケジュール１２Ａは、通信の試行における、伝送方式の種別と、当該伝送方式での通信の試行の回数とを規定する情報である。制御部１２は、プロセッサがプログラムを実行することで実現され得る。また、第一期間とは、通信期間の１つである。

判定部１３は、通信ＩＦ１１による通信の成否を判定する処理部である。具体的には、判定部１３は、上記複数の伝送方式のうち、第一期間において端末２０Ａとの通信が成功した伝送方式を判定する。例えば、判定部１３は、制御部１２による制御の下で通信ＩＦ１１が行った複数の伝送方式での通信の成否を示す成否情報を取得する。そして、取得した成否情報に基づいて、第一期間において端末２０Ａとの通信が成功した伝送方式を判定する。判定部１３は、プロセッサがプログラムを実行することで実現され得る。

調整部１４は、制御部１２が有するスケジュール１２Ａの調整を行う処理部である。具体的には、調整部１４は、端末２０Ａとの通信が成功したと判定部１３により判定された伝送方式での通信の試行を、第一期間の後の第二期間において、第一期間における場合より早く開始するようスケジュール１２Ａを調整する。調整部１４は、プロセッサがプログラムを実行することで実現され得る。また、第二期間とは、通信期間の１つであって第一期間より後の通信期間である。

なお、調整部１４は、判定部１３が取得した成否情報に関する所定の条件が成立した場合にのみ、スケジュール１２Ａを調整してもよい。スケジュール１２Ａを調整するか否かを定める上記所定の条件は、例えば、第一期間が複数回経過した（第二期間以降の複数の連続した期間）後に、一の伝送方式により複数の第一期間のうち閾値回数以上の第一期間において端末２０Ａとの通信が成功したこと、とすることができる。より具体的には、上記所定の条件は、一の伝送方式により過去１００回の第一期間のうち７０回以上の第一期間において端末２０Ａとの通信が成功したこと、とすることができる。なお、閾値は、複数の第一期間のうちの例えば５０％程度、又は、７０％〜９０％程度とすることができるがこれに限定されない。

図４は、本実施の形態に係る通信期間Ｔ１内で通信の試行に用いる伝送方式のスケジュール１２Ａの一例を示す説明図である。図５は、図４に示されるスケジュール１２Ａに従ってなされる通信の試行のタイミングを示す説明図である。なお、図４に示されるスケジュール１２Ａは、通信期間の一例としての通信期間Ｔ１内での通信に用いるスケジュールであるが、他の通信期間にも同様の説明が成立する。なお、図５では、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎの通信規格を想定して具体的な数値などを例示しているが、他の通信規格でも、当該他の通信規格における数値を用いることで同様の説明が成立する。

ここでは、図５に示されるとおり、通信期間Ｔ１の時間長が１０ミリ秒であり、通信期間Ｔ１内で４つの伝送方式Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤによる通信をこの順で試行する場合を説明する。また、４つの伝送方式Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤのそれぞれに割り当てられる時間の比は、５：３：１：１であるとする。なお、ここでは、４つの伝送方式Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは、それぞれ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎにおけるＭＣＳ１２、ＭＣＳ１１、ＭＣＳ４、ＭＣＳ３であるとして説明するが、伝送方式はこれらに限定されない。

この場合、通信期間Ｔ１の１０ミリ秒のうち、４つの伝送方式Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤそれぞれに割り当てられる時間は、それぞれ、５ミリ秒、３ミリ秒、１ミリ秒及び１ミリ秒である。

一方、１回の通信は、基地局１０から端末２０Ａへのフレームの送信と、送信したフレームについての端末２０ＡによるＡＣＫフレームの送信とによりなされる。フレームのデータ長を５１２バイトとするとき、例えば伝送方式Ａを用いて１回の通信をするのに要する時間は、ＤＩＦＳ時間、バックオフ時間、フレーム送信時間、ＳＩＦＳ時間及びＡＣＫフレーム送信時間などの合計としておよそ１３５μ秒である。よって、図５に示されるとおり、伝送方式Ａにより５ミリ秒間に行い得る通信は、３７回である。同様に、伝送方式Ｂにより３ミリ秒間に行い得る通信は１８回、伝送方式Ｃにより１ミリ秒間に行い得る通信は５回、伝送方式Ｄにより１ミリ秒間に行い得る通信は４回である。

なお、上述した１回の通信をするのに要する時間は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した送信待機時間の算出により求められればよく、上述の例は一例にすぎない。

このようにして、図４に示されるスケジュール１２Ａの試行回数が定められている。具体的には、スケジュール１２Ａにおいて、１回目から３７回目の試行で伝送方式Ａを用い、３８回目から５５回目の試行で伝送方式Ｂを用い、５６回目から６０回目の試行で伝送方式Ｃを用い、６１回目から６４回目の試行で伝送方式Ｄを用いることが定められている。

なお、一般に、通信が成功する伝送方式が未知である場合には、相対的に高い伝送速度を有する伝送方式から、相対的に低い伝送速度を有する伝送方式へ向かって変更しながら通信の試行が行われる。相対的に高い伝送速度での通信が成功すれば、通信の成功までに要する時間を短縮できるからである。図４に示されるスケジュール１２Ａは、このような伝送方式のスケジュールの一例を示したものであり、初期スケジュールともいう。

次に、通信ＩＦ１１が行った複数の伝送方式での通信の成否を示す成否情報について説明する。

図６は、本実施の形態に係る制御システム１における通信の一例を示すシーケンス図である。図７は、図６の通信に係る成否情報の一例を示す説明図である。

図６には、制御システム１における基地局１０と端末２０Ａとの間の通信の様子が示されている。基地局１０は、通信の試行ごとに、図４に示されるスケジュール１２Ａに従った伝送方式でフレームの送信をする。

ここで、図６に示されるとおり、基地局１０と端末２０Ａとの間で行う通信の試行に係るフレームは、伝送方式と、試行回数目の数とで示される（例えば、フレームＡ１など）。

まず、基地局１０は、１回目の通信の試行に係るフレームであるフレームＡ１を送信する。基地局１０がフレームＡ１を送信した後、端末２０Ａは、フレームＡ１に対するＡＣＫフレームを送信しない。基地局１０は、フレームＡ１を送信してから送信待機時間が経過してもＡＣＫフレームを受信しないことに基づいて、フレームＡ１が端末２０Ａに届かなかったと判定する。

同様に、基地局１０は、２回目〜３７回目の通信に係るフレームであるフレームＡ２〜Ａ３７を送信する。この例では、端末２０Ａは、フレームＡ２〜Ａ３７に対するＡＣＫフレームを送信しない。

次に、基地局１０は、スケジュール１２Ａに従って、伝送方式Ｂで通信の試行に係るフレームであるフレームＢ３８〜Ｂ４０を送信する。端末２０Ａは、フレームＢ４０を受信した後にＡＣＫフレームＫを送信する。基地局１０は、ＡＣＫフレームＫを受信する。

なお、基地局１０は、ＡＣＫフレームＫを受信すると、当該フレームの送信を完了し、これ以降、フレームの再送を行わない。

図７に示されるように、成否情報は、通信を試行ごとの伝送方式と、その通信の試行の成否を示す情報とを含む。図７では、通信の試行が成功したことを「ＯＫ」で示し、通信の試行が失敗したことを「ＮＧ」で示している。

図７では、１回目から３７回目までの通信の試行が伝送方式Ａで行われ、すべて失敗したことが示されている（成否情報の「ＮＧ」）。また、３８回目及び３９回目の伝送方式Ｂでの通信の試行が失敗し、４０回目の伝送方式Ｂでの通信の試行が成功したことが示されている（成否情報のＯＫ）。なお、図７の例では、１回の伝送方式Ｂでの通信の施行が成功すれば以降の通信の施行を取り止めているが、他の例として、同じ伝送方式での通信の施行の成功が連続的にまたは間欠的に複数回成功したときに以降の通信の施行を取り止めるようにしてもよい。

次に、調整部１４によるスケジュール１２Ａの調整の例を示す。ここでは、図４に示されるスケジュール１２Ａである状態において、図７に示される成否情報が取得された場合の調整部１４による調整の例を示す。

具体的には、調整部１４は、端末２０Ａとの通信が成功したと判定部１３により判定された伝送方式での通信の試行を、第一期間の後の第二期間において、第一期間における場合より早く開始するようスケジュール１２Ａを調整する。この調整方法の２つの例を以下で説明する。

（１）試行が成功した伝送方式の順序を早くする例
図８は、本実施の形態に係る調整されたスケジュール１２Ａに基づく通信の試行のタイミングの第一例を示す説明図である。

調整部１４は、通信の試行が成功した伝送方式の順序を早くするようにスケジュール１２Ａを調整する。

図８に示されるように、調整後のスケジュール１２Ａによる４つの伝送方式の順序は、調整前のスケジュール１２Ａによる順序である伝送方式Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤから、伝送方式Ｂ、Ａ、Ｃ及びＤへと変更されている。調整後のスケジュール１２Ａによれば、１０ミリ秒の通信期間内において４つの伝送方式Ｂ、Ａ、Ｃ及びＤのそれぞれに割り当てられる時間の比が５：３：１：１になるように、各伝送方式の時間が５ミリ秒、３ミリ秒、１ミリ秒及び１ミリ秒と割り当てられている。このとき、４つの伝送方式Ｂ、Ａ、Ｃ及びＤの試行の回数は、上記と同様の計算により、それぞれ、３１回、２１回、５回及び４回である。

このようにすることで、第一期間に通信が成功した伝送方式である伝送方式Ｂによる通信の試行を、第二期間において、第一期間における場合より早く実行できる。伝送方式Ｂによる通信が第一期間において成功したことから、第二期間においても伝送方式Ｂによる通信が成功する蓋然性が高いので、上記のようにスケジュール１２Ａを変更することで、通信が成功する蓋然性を高めることができる。その結果、スケジュール１２Ａを変更しない場合よりも、より短時間で通信を完了させることができる。

なお、このときさらに、通信の試行がすべて失敗した伝送方式である伝送方式Ａによる通信の試行を第二期間内で遅く実行するようにスケジュール１２Ａを調整してもよい。このように調整したスケジュール１２Ａに基づく通信の試行のタイミングを図９に示す。

図９は、実施の形態に係る調整されたスケジュール１２Ａに基づく通信の試行のタイミングの第二例を示す説明図である。

調整部１４は、通信の試行が失敗したと判定された伝送方式での通信の試行を、第二期間において、第一期間における場合より遅く開始するようスケジュール１２Ａを調整する。

図９に示される通信期間における各伝送方式への時間の割り当てでは、図８に示される時間の割り当てから、伝送方式Ａによる通信の試行が遅い時間に割り当てられるように調整されている。その結果、伝送方式Ａ及びＢを除く伝送方式Ｃ及びＤによる通信の試行が早い時間に割り当てられるように調整されている。

このようにすることで、通信の試行が成功する蓋然性が高い伝送方式による通信の試行をなるべく早い時点で行うようにするとともに、通信の試行が失敗する蓋然性が高い伝送方式での通信の試行をなるべく遅い時点で行うようにすることができる。これにより、通信の試行が成功する時点をなるべく早くすることができる。

（２）試行が成功した伝送方式の回数を相対的に多くする例
図１０は、本実施の形態に係る調整されたスケジュール１２Ａに基づく通信の試行のタイミングの第三例を示す説明図である。

調整部１４は、端末２０Ａとの通信が成功したと判定された伝送方式での通信の試行の回数を相対的に多くすることで、スケジュール１２Ａを調整する。

図１０に示されるように、調整後のスケジュール１２Ａによれば、１０ミリ秒の通信期間内において４つの伝送方式Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤのそれぞれに割り当てられる時間の比が４：４：１：１になるように調整されている。より具体的には、伝送方式Ａによる通信の試行に割り当てられる比率が５から４に減少されており、伝送方式Ｂによる通信の試行に割り当てられる比率が３から４に増加されている。このように、伝送方式Ｂによる通信の試行の回数が相対的に増加されている。これにより、４つの伝送方式Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤでのそれぞれの通信に割り当てられる時間が４ミリ秒、４ミリ秒、１ミリ秒及び１ミリ秒と割り当てられている。このとき、各伝送方式での試行の回数は、上記と同様の計算により、２９回、２４回、５回及び４回である。

このようにすることで、第一期間に通信の試行が成功した伝送方式である伝送方式Ｂによる通信の試行を、第二期間において、第一期間における場合より早く開始でき、かつ多くの回数実行できる。その結果、上記（１）の場合と同様に、スケジュール１２Ａを変更しない場合よりも、より短時間で通信を完了させることができる。

以上のように構成された基地局１０の処理について以降で説明する。

図１１は、本実施の形態に係る基地局１０によるフレーム送信処理を示すフロー図である。

ステップＳ１０１において、基地局１０は、ループＡに係る繰り返し処理を開始する。ループＡは、スケジュール１２Ａに従って行われる通信の試行ごとに、ステップＳ１０２からステップＳ１０４までの処理を行うことである。

ステップＳ１０２において、制御部１２は、スケジュール１２Ａに従って通信の試行に用いる伝送方式を通信ＩＦ１１に設定する。例えば、図４に示されるスケジュール１２Ａを用いる場合、１回目から３７回目までの通信の試行を行うときには、伝送方式Ａを通信ＩＦ１１に設定する。同様に、３８回目から５５回目までの通信の試行には伝送方式Ｂを、５６回目から６０回目までの通信の試行には伝送方式Ｃを、６１回目から６４回目までの通信の試行には伝送方式Ｄを、それぞれ設定する。

ステップＳ１０３において、制御部１２は、ステップＳ１０２で設定した伝送方式で通信ＩＦ１１にフレームを送信させる。

ステップＳ１０４において、制御部１２は、ステップＳ１０３で送信したフレームに対するＡＣＫフレームを通信ＩＦ１１により受信するための待機状態をとる。この待機状態においてＡＣＫフレームを受信した場合（ステップＳ１０４でＹｅｓ）には、当該フレームの通信が成功したとしてループＡを抜けて図１１に示される一連の処理を終了し、そうでない場合（ステップＳ１０４でＮｏ）には、フレームの送信が失敗したとしてステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５において、ループＡに係る繰り返し処理をすべて終了した場合には、ループＡを抜けて図１１に示される一連の処理を終了し、未だ上記処理を終了していない場合には、ステップＳ１０２に進んで通信の次の試行を行う。

図１２は、本実施の形態に係る基地局１０によるスケジュール１２Ａの調整処理を示すフロー図である。

ステップＳ２０１において、制御部１２は、第一期間内において、複数の伝送方式に含まれる一の伝送方式をスケジュール１２Ａに従って順次に選択しながら、選択した一の伝送方式で通信ＩＦ１１による端末２０Ａ等との通信を試行させる。この制御部１２による制御に基づいて、通信ＩＦ１１は、端末２０Ａ等との通信を試行する。

ステップＳ２０２において、判定部１３は、ステップＳ２０１で通信ＩＦ１１が行った複数の伝送方式での通信の成否を示す成否情報を取得する。

ステップＳ２０３において、判定部１３は、ステップＳ２０２で取得した成否情報に基づいて、複数の伝送方式のうち、第一期間において端末２０Ａとの通信が成功した伝送方式を判定する。

ステップＳ２０４において、調整部１４は、ステップＳ２０２で判定部１３が取得した成否情報を取得し、通信が成功したと判定された伝送方式での通信の試行を第二期間において早く開始するようにスケジュール１２Ａを調整する。ステップＳ２０３を終えたら、図１２に示される一連の処理を終了する。

なお、ステップＳ２０３及びＳ２０４は、成否情報に関する所定の条件が成立した場合のみ行うようにしてもよい。成否情報に関する所定の条件の例は上記のとおりである。

なお、図１２に示される一連の処理を繰り返し行う、つまり、スケジュール１２Ａを調整することを継続的に行うと、通信が成功する蓋然性がより高い伝送方式がスケジュール１２Ａ内でより早い時間に割り当てられるようになる。すなわち、ノイズなどの通信を妨げる要因が比較的多いときには、伝送速度が比較的低い伝送方式がスケジュール１２Ａ内でより早い時間に割り当てられるようになり、伝送速度が比較的高い伝送方式がスケジュール１２Ａ内でより遅い時間に割り当てられるようになる。その後に上記要因が取り除かれた場合には、伝送速度が比較的高い伝送方式がスケジュール１２Ａ内でより比較的早い時間に割り当てられることが望ましいが、上記のスケジュール１２Ａの調整処理だけではこのような調整はなされない。

そこで、スケジュール１２Ａの調整をした後、所定回数の通信期間を経過してもスケジュール１２Ａの調整がなされない場合には、スケジュール１２Ａの調整として、スケジュール１２Ａに再び初期スケジュール（図４参照）を設定してもよい。このようにすることで、伝送速度が比較的高い伝送方式を試行する機会が得られ、伝送速度が比較的高い伝送方式での通信が成功した場合には、その後、初期スケジュールを用いて通信の試行を行うようにすることができる。このようにして、伝送速度が比較的高い伝送方式がスケジュール１２Ａ内でより比較的早い時間に割り当てられるようになる利点がある。なお、所定回数は、通信を妨げる要因の出現又は消滅などが生ずる時間長に含まれる通信期間の回数を採用することができ、例えば、１００回程度又は１０００回程度などとすることができる。

なお、上記における第一期間又は第二期間のような通信期間は、無線通信環境の調査のための専用の期間として予め定められた期間であってもよい。これにより、基地局１０は、端末２０Ａ等の制御のための制御データに係る通信に影響を与えることなく通信の試行を行い、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。

一方、上記における第一期間又は第二期間のような通信期間は、通信装置と無線端末との通信のための専用の期間として予め定められた期間であってもよい。これにより、基地局１０は、端末２０Ａ等の制御のための制御データに係る通信と同時並行的に無線通信環境の調査をし、適切な伝送方式を選定できる。これにより、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。

また、制御装置４０による制御に基づいて走行する走行車である端末２０Ａ等が物品の搬送などの機能を果たすための走行車である場合を例として説明したが、端末２０Ａ等の一部は、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定するための専用の走行車であってもよい。このようにすることで、走行車の機能又は役割を明確にし、物品の搬送などと、伝送方式の選定などの処理とが互いに影響することを防ぐことができる。

以上のように、本実施の形態の通信装置の制御方法によれば、通信装置は、将来の第二期間において、通信が成功する蓋然性が比較的高いと想定される伝送方式による通信の試行を、第一期間における場合より早く実行するようにスケジュールを調整する。これにより、通信装置は、第二期間において、第一期間における場合より早い時点で通信を成功させることができる。このように、通信装置は、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。

また、通信装置は、スケジュールにおける、第二期間に通信が成功する蓋然性が比較的高いと想定される伝送方式による通信の試行の順序を早くするという具体的な構成により、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。

また、通信装置は、スケジュールにおける、第二期間に通信が成功する蓋然性が比較的高いと想定される伝送方式による通信の試行の回数を相対的に多くするという具体的な構成により、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。

また、通信装置は、スケジュールにおける、第二期間に通信が成功する蓋然性が比較的低いと想定される伝送方式による通信の試行の順序を遅くする。その結果、順序を遅くした伝送方式と異なる伝送方式が、第二期間において、相対的に早く試行されるようになり、通信の試行が成功する時点をなるべく早くすることができる。よって、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。

また、通信装置は、一の伝送方式での第一期間での通信が成功したことが、複数回のうちの閾値以上の回数発生した場合にのみスケジュールを変更する。仮に、比較的少ない回数の通信の成功によってスケジュールの変更をするとすれば、一時的又は瞬間的な電波の状況の変化によってスケジュール変更がなされる結果、スケジュール変更の頻度が上がり、通信装置の動作が不安定になり得る。そこで、比較的少ない回数の通信の成功によりスケジュールを変更することを抑制することで、通信装置の動作の安定化を図ることができる。

また、通信装置は、制御システムに含まれる機器の制御のための制御データに係る通信に影響を与えることなく通信の試行を行い、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。

また、通信装置は、制御システムに含まれる機器の制御のための制御データに係る通信と同時並行的に無線通信環境の調査をし、適切な伝送方式を選定できる。これにより、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。

また、通信装置は、伝送速度が比較的高い伝送方式を試行する機会が得られ、伝送速度が比較的高い伝送方式での通信が成功した場合には、その後、初期スケジュールを用いて通信の試行を行うようにすることができる。このようにして、伝送速度が比較的高い伝送方式がスケジュール内でより比較的早い時間に割り当てられるようになる利点がある。

以上、本発明の通信装置などについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

本発明は、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定する通信装置に利用可能である。より具体的には、産業機器を制御する制御システムにおける基地局装置等に利用可能である。

１ 制御システム
５ 軌道
１０ 基地局
１１ 通信ＩＦ
１２ 制御部
１２Ａ スケジュール
１３ 判定部
１４ 調整部
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 端末
３０ ネットワーク
４０ 制御装置
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ３７、Ｂ３８、Ｂ３９、Ｂ４０ フレーム
Ｋ ＡＣＫフレーム
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６ 通信期間

Claims (9)

1. 無線端末と通信するための通信インタフェースを備える通信装置の制御方法であって、
   第一期間内において、複数の伝送方式に含まれる一の伝送方式をスケジュール情報に従って順次に選択しながら、選択した前記一の伝送方式で前記通信インタフェースによる前記無線端末との通信を試行させる制御ステップと、
   前記複数の伝送方式のうち、前記第一期間において前記無線端末との通信が成功した伝送方式を判定する判定ステップと、
   前記無線端末との通信が成功したと判定された伝送方式での通信の試行を、前記第一期間の後の第二期間において、前記第一期間における場合より早く開始するよう前記スケジュール情報を調整する調整ステップとを含む
   制御方法。
2. 前記スケジュール情報は、前記複数の伝送方式それぞれでの通信の試行の順序を含み、
   前記調整ステップでは、
   前記スケジュール情報における、前記無線端末との通信が成功したと判定された伝送方式での通信の試行の順序を早くすることで、前記スケジュール情報を調整する
   請求項１に記載の制御方法。
3. 前記スケジュール情報は、前記複数の伝送方式それぞれでの通信の試行の回数を含み、
   前記調整ステップでは、
   前記スケジュール情報における、前記無線端末との通信が成功したと判定された伝送方式での通信の試行の回数を相対的に増加させることで、前記スケジュール情報を調整する
   請求項１に記載の制御方法。
4. 前記調整ステップでは、さらに、
   前記無線端末との通信が失敗したと判定された伝送方式での通信の試行を、前記第二期間において、前記第一期間における場合より遅く開始するよう前記スケジュール情報を調整する
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御方法。
5. 前記判定ステップでは、さらに、
   一の無線端末と通信するための複数の前記第一期間における通信の試行の成否を示す成否情報を取得し、
   取得した前記成否情報に基づいて、一の伝送方式により複数の前記第一期間のうち閾値以上の第一期間において前記一の無線端末との通信が成功したか否かを判定し、
   前記調整ステップでは、前記一の伝送方式により前記閾値以上の第一期間において前記一の無線端末との通信が成功したと前記判定ステップで判定した場合にのみ、前記スケジュール情報を調整する
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の制御方法。
6. 前記第一期間及び前記第二期間のそれぞれは、無線通信環境の調査のための専用の期間として予め定められた期間である
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御方法。
7. 前記第一期間及び前記第二期間のそれぞれは、前記通信装置と前記無線端末との通信のための専用の期間として予め定められた期間である
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の制御方法。
8. 前記通信装置は、前記調整ステップで調整する前の前記スケジュール情報である初期スケジュールを記憶しており、
   前記調整ステップでは、さらに、
   前記スケジュール情報の調整をした後、調整後の前記スケジュール情報に従って前記第二期間以降の複数の連続した期間のそれぞれを前記第一期間として前記制御ステップ、前記判定ステップ及び前記調整ステップを実行し、
   所定回数の前記第一期間を経過しても前記調整ステップでの前記スケジュール情報の調整がなされない場合には、前記スケジュール情報の調整として、前記初期スケジュールを設定する
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の制御方法。
9. 無線端末と通信するための通信インタフェースを備える通信装置であって、
   第一期間内において、複数の伝送方式に含まれる一の伝送方式をスケジュール情報に従って順次に選択しながら、選択した前記一の伝送方式で前記通信インタフェースによる前記無線端末との通信を試行させる制御部と、
   前記複数の伝送方式のうち、前記第一期間において前記無線端末との通信が成功した伝送方式を判定する判定部と、
   前記無線端末との通信が成功したと判定された伝送方式での通信の試行を、前記第一期間の後の第二期間において、前記第一期間における場合より早く開始するよう前記スケジュール情報を調整する調整部を備える
   通信装置。

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