JP2005086766A

JP2005086766A - 基地局切替装置

Info

Publication number: JP2005086766A
Application number: JP2003319882A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Yagimura; 将一柳村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-09-11
Filing date: 2003-09-11
Publication date: 2005-03-31

Abstract

【課題】重要な情報の通信中は他の基地局への切り替えが行われないようにする。
【解決手段】子局(60)が受信する電波の受信強度を検出する受信強度検出部(72)と、検出された受信強度をあらかじめ設定されている閾値と比較する比較部(76)と、子局が現在の基地局(40)と通信している情報の優先度を認識する優先度認識部(84)と、検出された受信強度が当該閾値よりも小さくなったときには受信強度が現在の基地局の受信強度よりも大きい基地局を探索する基地局探索部(78)と、検出された受信強度が閾値よりも小さければ認識された情報の優先度があらかじめ定められている優先度以下であることを条件として子局と通信する基地局を現在の基地局から探索された基地局に切り替える制御部(56)とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、たとえば、生産ラインに複数配置された基地局と車体に取り付けられた子局との間で無線通信する場合に用いられる基地局切替装置に関する。

無線通信では子局の移動に伴って基地局間における通信環境が大きく変化する。通信環境を安定させるため、子局の移動領域内に複数の基地局を配置させておき、通信環境のより良い基地局に切り替えながら子局との無線通信を行っている。

具体的には、下記特許文献１に開示されているように、基地局（中継器）と複数の子局（移動車）との通信を行う場合、その通信が実質的に途切れないように、閉空間内の任意の場所で、２以上の基地局から発信された信号の受信強度があらかじめ定められた閾値以上になるようにそれぞれの基地局を配置し、子局の移動に伴って通信相手となる基地局を切り替えている。
特開２００１−４２９４１号公報

ところが、従来の基地局切替装置にあっては、子局の通信相手となる基地局を現在の基地局から他の基地局に切り替えている間、通信が一時的に途絶えるという問題がある。たとえば、非常通信時、アプリケーションのダウンロード時など、重要な情報の通信中であっても、基地局が切り替わるまで通信が遮断されてしまう。

本発明は、上記のような従来の基地局切替装置の欠点を解消するためになされたものであり、重要な情報の通信中は、通信環境が多少悪化していたとしても、他の基地局への切り替えを控える機能を有する基地局切替装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するための本発明にかかる基地局切替装置は、子局が受信する電波の受信強度が低下したときに当該子局と通信可能な基地局を探索し前記子局と通信する基地局を現在の基地局から探索された基地局に切り替える基地局切替装置であって、前記子局が受信する電波の受信強度を検出する受信強度検出手段と、検出された受信強度をあらかじめ設定されている閾値と比較する比較手段と、前記子局が現在の基地局と通信している情報の優先度を認識する優先度認識手段と、検出された受信強度が当該閾値よりも小さくなったときには受信強度が現在の基地局の受信強度よりも大きい基地局を探索する基地局探索手段と、検出された受信強度が前記閾値よりも小さければ認識された情報の優先度があらかじめ定められている優先度以下であることを条件として前記子局と通信する基地局を現在の基地局から探索された基地局に切り替える制御手段とを有し、優先度の高い重要な情報の通信が行われているときには、受信強度が閾値を下回っていたとしても、現在の基地局との通信を継続させるようになっている。

本発明にかかる基地局切替装置によれば、重要な情報の通信中は他の基地局への切り替えが行われないようにしたので、重要な情報の通信信頼性の低下を抑制することができる。

以下に本発明にかかる基地局切替装置を図面に基づいて詳細に説明する。図１は生産ラインにおける基地局と子局との配置状態および電波強度のイメージを示す図であり、図２は基地局と子局との通信状態の説明に供する図である。

これらの図面に基づいて本発明にかかる基地局切替装置の概略の動作を説明する。生産ライン１には図１に示すように基地局１０Ａ、１０Ｂが所定の間隔で配置されている。各基地局は図１に示すような通信可能領域Ａ、Ｂ（図の網掛け部分）を有し、両通信可能領域は互いに重複する領域ａｂを有している。生産ライン１には子局を備えた生産車両１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃが、生産ライン２には子局を備えた生産車両２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃが、生産ライン３には子局を備えた生産車両３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃが図２に示すライン進行方向に搬送されている。

基地局１０Ａ、１０Ｂには生産車両の移動方向に連続する固有の識別記号が付されている。識別記号は生産車両の移動方向に昇順または降順に配列された数字を含んでいる。本実施の形態の場合、基地局１０Ａの識別記号として「チャンネル１」が、基地局１０Ｂの識別記号として「チャンネル２」がそれぞれ付されている。図に示す以外さらに基地局が５局あるとすれば、それらの基地局には生産車両の移動方向に「チャンネル３」〜「チャンネル７」の識別記号が付される。したがって、自己の識別記号に含まれている数字より１大きいか１小さい識別記号を持つ基地局は自己と隣り合う基地局であることがわかる。

通信可能領域Ａ内に位置する生産車両（１５Ａ、２５Ａ、３５Ａ、３５Ｂ）は基地局１０Ａと通信し、通信可能領域Ｂ内に位置する生産車両（１５Ｃ、２５Ｃ、３５Ｃ）は基地局１０Ｂと通信する。本発明にかかる基地局切替装置は、受信する電波の受信強度が低下したときに通信可能な基地局を探索し通信する基地局を現在の基地局から探索された基地局に切り替える機能を有している。したがって、２つの通信可能領域が重複する領域ａｂに位置する生産車両１５Ｂおよび通信可能領域Ａから外れそうな場所に位置する生産車両２５Ｂは、備えられている子局の受信強度の低下に伴って通信可能な基地局を探索する。生産車両１５Ｂは、領域ａｂ内に位置するので、図２に示すように、基地局１０Ａおよび１０Ｂと通信可能である。いずれの基地局と通信するかは、それぞれの基地局から出力される電波の受信強度を見て決める。また、生産車両２５Ｂは通信可能領域Ａから外れそうであるが通信可能領域Ｂにはかかっていないので、基地局１０Ａとの通信を継続することになる。

生産車両１５Ｂは、生産ライン１上における搬送に伴って、基地局１０Ａから受信強度のより大きい基地局１０Ｂに通信が切り替わるが、本実施の形態の場合、生産車両１５Ｂが基地局１０Ａと重要な情報を通信しているときには、受信強度が基地局１０Ｂに切り替えなければならないほどに低下してしまっていたとしても、通信の一時的な遮断を避けるために基地局１０Ａとの通信を継続させるようにしている。ただ、通信を継続させるためには、そのまま通信を継続できる程度の受信強度を有していることが条件となる。

このように、本発明にかかる基地局切替装置は、例えば生産車両１５Ｂが生産ライン１上を搬送され、通信可能領域Ａから通信可能領域Ｂに移動する途中であっても、基地局１０Ａと重要な情報の通信を行っている場合には、その通信が終了するまでは基地局１０Ｂに切り替えずに基地局１０Ａと通信を継続させるようにしている。

図３は基地局と子局の制御ブロック図である。基地局４０は、送信部５０、ブロードキャスト信号出力部５２、受信部５４、制御部５６を備えている。送信部５０は基地局４０内で生成されたデータを子局に向けて無線送信する。ブロードキャスト信号出力部５２は子局が受信強度を検出するためのブロードキャスト信号を出力する。受信部５４は子局から無線送信されてきたデータを受信して基地局４０内に取り込む。制御部５６は子局から無線送信されてきたデータに禁止信号が付加されている場合には基地局の切り替えを行わずに通信を継続させる機能を有している。

各生産車両に備えられている子局６０は、受信部７０、受信強度検出部７２、閾値記憶部７４、比較部７６、基地局探索部７８、データ種別判別部８０、テーブル記憶部８２、優先度認識部８４、禁止信号付加部８６、送信部８８を備えている。

受信部７０は基地局４０から無線送信されてきたデータおよび基地局４０から出力されているブロードキャスト信号を受信する。受信強度検出部７２は受信された電波の受信強度を検出する。閾値記憶部７４は通信を行っている基地局４０を他の基地局に切り替えることが必要になる受信強度を記憶する。また、禁止信号を付加することが必要になる受信強度の範囲も記憶している。閾値は低く設定しすぎると各基地局と繋がる子局の台数に不均衡を生じ、一方高く設定しすぎると周辺設備の反射から生じる受信強度の振れが影響して基地局の切り替えが頻繁に起こるため、生産ラインの状況を踏まえて最適な受信強度を設定する。

比較部７６は検出された受信強度と閾値とを比較する。基地局探索部７８は検出された受信強度が閾値よりも小さい場合にブロードキャスト信号の受信強度が大きい基地局を探索する。なお、基地局探索部７８は閾値よりもブロードキャスト信号の受信強度が大きい基地局が複数存在するときには隣り合う基地局を探索する。隣り合う基地局の探索は現在通信を行っている基地局の識別記号と受信したブロードキャスト信号に含まれる識別記号により行う。例えば現在通信を行っている基地局からのデータに付加されている識別記号が「チャンネル４」であれば、４の次に大きいか小さい数字を含む「チャンネル５」または「チャンネル３」の識別記号が付された基地局が隣り合う基地局である。

データ種別判別部８０は基地局４０から無線送信されてきたデータに付されているデータ種別情報に基づいてデータの種別を判別する。テーブル記憶部８２はデータの種別と優先度とを対応付けたテーブルを記憶する。優先度認識部８４はテーブルを参照して基地局４０から無線送信されてきたデータの優先度を認識する。禁止信号付加部８６は認識された優先度があらかじめ定められている優先度よりも大きくかつ受信強度が閾値よりも小さいときに禁止信号を出力する。送信部８８は子局６０内で生成されたデータを基地局４０に向けて無線送信するが、禁止信号が出力されているときにはデータに禁止フラグを付加する。

図４は本発明にかかる基地局切替装置の動作を示すフローチャートである。まず、データ通信処理が行われる。すなわち、子局６０は受信強度の大きな基地局４０を探索し両者の間で通信を確立させる。そして、両者の間でデータの通信が行われる。データの通信は子局６０の送信部８８と基地局４０の受信部５４との間、基地局４０の送信部５０と子局６０の受信部７０との間で行われる（Ｓ１）。

次に、現在通信中のデータの種別が判別される。データには図５に示すように、種別が判別できるように通信判別フラグが付加されている。例えば、アプリケーションであればＡ、検査処理データであればＢ、通信結果データであればＥ、子局側の定期通信データであればＦがデータに通信判別フラグとして付加される。データ種別判別部８０はこの通信判別フラグを見てデータの種別を判別する（Ｓ２）。次に、現在通信中のデータの優先度を認識する。優先度認識部８４は、テーブル記憶部８２に記憶されているテーブルをルックアップし、データ種別判別部８０によって判別されたデータの種別からそのデータの優先度を認識する。アプリケーションと検査処理データは通信が途絶えてしまうとタクトに悪影響を及ぼすため優先度は高く設定されている。一方、通信結果データと子局側の定期通信データは通信が途絶えてもタクトに与える影響はないので優先度は低く設定されている（Ｓ３）。優先度認識部８４は、現在通信中のデータの優先度が高ければ（ＡかＢ）、基地局切替処理禁止フラグをＯＮにする（Ｓ４）。

次に、現在通信中のデータの受信強度を検出する。受信強度検出部７２は受信部７０で受信されている電波の受信強度を検出する（Ｓ５）比較部７６は検出された受信強度を閾値記憶部７４に記憶されている閾値と比較する（Ｓ６）。受信強度が閾値よりも小さければ、比較部７６は基地局切替フラグをＯＮする（Ｓ７）。禁止信号付加部８６は基地局切替処理禁止フラグがＯＮしており、かつ基地局切替フラグもＯＮしているときには（Ｓ８：ＹＥＳ）、禁止信号を出力しＳ１のステップに戻る（Ｓ９）。禁止信号が出力されているときには、送信部８８は子局６０内で生成されたデータに図５に示すような禁止フラグを付加して基地局４０に向けて無線送信する。基地局４０の受信部５４がこの禁止フラグが付加されているデータを受信したときには、制御部５６により基地局の切替処理が禁止され、データの通信が継続される。つまり、子局６０の受信強度が閾値以下になっていても、優先度の大きい重要なデータの通信が継続されることになる。

一方、禁止フラグがＯＮされてなく（ＯＦＦ）、かつ切替フラグがＯＮされているときには（Ｓ８：ＮＯ、Ｓ１０：ＹＥＳ）基地局の切替処理が行われ（Ｓ１１）、禁止フラグのＯＮ、ＯＦＦにかかわらずに切替フラグがＯＦＦになっていれば（Ｓ１０：ＮＯ）Ｓ１のステップに戻る。

図６は基地局の切替処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、受信強度検出部７２によって検出された現在通信中のデータの受信強度が閾値よりも小さくなったときに処理される(具体的には図４のＳ８の条件がＮＯでありかつＳ１０の条件がＹＥＳであるときに処理される)。このフローチャートでは、受信強度が現在の基地局の受信強度よりも大きい基地局を探索しその基地局に切り替える処理が行われる。

まず、基地局探索部７８は閾値よりも受信強度の強いブロードキャスト信号が受信されている基地局を探索する。ブロードキャスト信号には基地局の識別記号が含まれているので、各ブロードキャスト信号がどの基地局から出力されたものであるかが把握できる（Ｓ２１）基地局探索部７８は現在通信中のデータに付加されているヘッダ部の（図５に示すような）識別記号から現在通信中の基地局を把握する（Ｓ２２）。次に、基地局探索部７８は現在通信中の基地局の隣に位置する基地局を探索する。例えば現在通信中の基地局からのデータに含まれている識別記号が「チャンネル４」であれば、４の次に大きい数字を含む「チャンネル５」の識別記号が付された基地局を探索する。基地局の識別記号が子局の移動方向に向けて大きくなるように付されているとすれば、１だけ大きい数字を含む識別記号の基地局は次に通信を行うのに最適な基地局だからである（Ｓ２３）。次に通信すべき基地局が見つかると、子局は現在の基地局から隣の基地局に通信を切り替える（Ｓ２４）。

なお、以上のように隣の基地局に切り替えるのではなく、最も受信強度の大きいブロードキャスト信号が受信されている基地局に切り替えることも可能である。さらに、基地局の切替を行う場合、切り替えようとしている基地局が現在何台の子局と通信しているのかを、その基地局から各子局に送信されているパケットをキャプチャーすることによって把握し、一定の台数以上(例えば４台)と通信しているのであれば、その基地局への切り替えを一時的に待たせるようにすることも可能である。このように接続する子局の台数を制限すれば、基地局ごとの通信負荷が均一化され、基地局の応答性の悪化を抑制することができる。

以上のように、本発明にかかる基地局切替装置によれば、重要な情報の通信中は他の基地局への切り替えが行われないようにし、また、子局の移動方向に隣り合う基地局に切り替えるようにし、さらに、接続を切り替えようとしている基地局が一定の台数の子局と通信しているときには通信している子局の台数が１台減るまで切り替えを待つようにしたので、重要な情報の通信が途絶えてしまうことがなくなり、通信の信頼性を向上させることができる。また、基地局の通信負荷を一定以下に抑えることができるので、通信のレスポンスを常に良好なものにできる。

重要な情報の通信中は他の基地局への切り替えが行われないようにして通信の信頼性を確保する。したがって、通信の信頼性を確保することにおいて産業上の利用可能性を有している。

生産ラインにおける基地局と子局との配置状態および電波強度のイメージを示す図である。基地局と子局との通信状態の説明に供する図である。基地局と子局の制御ブロック図である。本発明にかかる基地局切替装置の動作を示すフローチャートである。基地局と子局との間で通信されるパケットの構造を示す図である。基地局の切替処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１、２、３生産ライン、
１０Ａ、１０Ｂ、４０基地局、
１５Ａ〜１５Ｃ、２５Ａ〜２５Ｃ、３５Ａ〜３５Ｃ、６０子局、
５０、８８送信部、
５２ブロードキャスト信号出力部、
５４、７０受信部、
５６制御部、
７２受信強度検出部、
７４閾値記憶部、
７６比較部、
７８基地局探索部、
８０データ種別判別部、
８２テーブル記憶部、
８４優先度認識部、
８６禁止信号付加部。

Claims

子局が受信する電波の受信強度が低下したときに当該子局と通信可能な基地局を探索し前記子局と通信する基地局を現在の基地局から探索された基地局に切り替える基地局切替装置であって、
前記子局が受信する電波の受信強度を検出する受信強度検出手段と、
検出された受信強度をあらかじめ設定されている閾値と比較する比較手段と、
前記子局が現在の基地局と通信している情報の優先度を認識する優先度認識手段と、
検出された受信強度が当該閾値よりも小さくなったときには受信強度が現在の基地局の受信強度よりも大きい基地局を探索する基地局探索手段と、
検出された受信強度が前記閾値よりも小さければ認識された情報の優先度があらかじめ定められている優先度以下であることを条件として前記子局と通信する基地局を現在の基地局から探索された基地局に切り替える制御手段と、
を有することを特徴とする基地局切替装置。
前記受信強度検出手段、前記比較手段、前記優先度認識手段および前記基地局探索手段は子局に備えられ、前記制御手段は基地局に備えられていることを特徴とする請求項１記載の基地局切替装置。
前記優先度認識手段は、
前記子局が現在の基地局と通信している情報の種類を判別する判別手段と、
情報の種類と優先度とを対応付けたテーブルを記憶する記憶手段と、
当該テーブルを参照し通信している情報の優先度を認識する認識手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載の基地局切替装置。
前記基地局探索手段は、
現在の基地局の受信強度よりも受信強度の大きい基地局が複数存在するときには現在の基地局と隣り合う基地局を探索する機能を更に有することを特徴とする請求項１記載の基地局切替装置。
各基地局には前記子局の移動方向に連続する固有の識別記号が付され、
前記基地局探索手段は、現在の基地局の識別記号と当該現在の基地局の受信強度よりも受信強度の大きい基地局の識別記号とに基づいて現在の基地局と隣り合う基地局を探索することを特徴とする請求項４記載の基地局切替装置。
前記連続する固有の識別記号は前記子局の移動方向に昇順または降順に配列された数字を含み、
前記基地局探索手段は、現在の基地局の識別記号に含まれる数字の次に大きいかまたは小さい数字を含んでいる識別記号を有する基地局を現在の基地局と隣り合う基地局として探索することを特徴とする請求項５記載の基地局切替装置。
認識された情報の優先度があらかじめ定められている優先度よりも大きいときに基地局の切り替えを禁止させるための禁止信号を出力する禁止信号出力手段をさらに有し、
前記制御手段は、当該禁止信号が出力されているときには前記基地局の切り替えを待つ機能を有していることを特徴とする請求項１記載の基地局切替装置。
前記基地局探索手段は、隣り合う基地局が通信している子局の台数を把握し、通信している子局の台数が一定の台数を超えているときには、一時的に基地局の切り替えを待たせる機能をさらに有することを特徴とする請求項１記載の基地局切替装置。