JP2016111587A - Radio communication device and radio communication method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、親機である無線通信機と親機と親子関係を有する子機である無線通信機に関する。 The present invention relates to a wireless communication device that is a parent device and a wireless communication device that is a child device having a parent-child relationship with the parent device.
産業機器を制御する場合、マスタ局と呼ばれる装置からスレーブ局と呼ばれる複数の装置に産業機器の制御量を通知し、スレーブ局が通知された制御量を産業機器に指示し、スレーブ局からマスタ局に産業機器の状態を通知することを繰り返すのが一般的である。マスタ局と全てのスレーブ局とのデータ交換が完了するまでの時間をサイクル時間と定義する。サイクル時間が短いと産業機器による生産効率を向上することが可能となる。また、サイクル時間が短いと細かく制御を指示できるため、産業機器の動作精度を向上することも可能である。 When controlling an industrial device, a device called a master station notifies a plurality of devices called slave stations of the control amount of the industrial device, the slave station instructs the control amount notified to the industrial device, and the slave station sends a master station. It is common to repeatedly notify the state of industrial equipment. The time until data exchange between the master station and all slave stations is defined as cycle time. When the cycle time is short, it is possible to improve the production efficiency of industrial equipment. Further, since the control can be instructed finely when the cycle time is short, it is possible to improve the operation accuracy of the industrial equipment.
従来、産業機器の通信システムでは機器間を有線で接続していたが、近年、レイアウト変更の容易性や省線化の要求から無線通信への期待が高まっている。無線化に際し、ユーザーの利便性を考慮すると、免許が不要な周波数帯であるISM帯の無線システムで実現することが望ましい。ISM帯のなかでも、高速通信が可能なIEEE802.11規格の無線LANシステムが有力である。 Conventionally, in communication systems for industrial equipment, devices are connected by wire, but in recent years, expectations for wireless communication are increasing due to the ease of layout change and the demand for wire saving. Considering the convenience of users at the time of wireless communication, it is desirable to implement the wireless system in the ISM band, which is a frequency band that does not require a license. Among the ISM bands, IEEE 802.11 standard wireless LAN systems capable of high-speed communication are promising.
ところで、マスタ局からスレーブ局にデータを送信する方法として2つの方法が考えられる。第1の方法は、マスタ局からスレーブ局に個別にデータを送信する方法である。第2の方法は、マスタ局から全てのスレーブ局にデータを同報送信する方法である。第1の方法では通信のオーバーヘッドが大きく、サイクル時間が長くなってしまうのに対して、第2の方法では通信のオーバーヘッドが小さく、サイクル時間を短くすることができる。ただし、一般に同報送信では再送機構がないため、第2の方法を用いる場合には再送機構を設ける必要がある。 By the way, there are two possible methods for transmitting data from the master station to the slave station. The first method is a method of individually transmitting data from a master station to a slave station. The second method is a method of broadcasting data from the master station to all slave stations. In the first method, the communication overhead is large and the cycle time becomes long, whereas in the second method, the communication overhead is small and the cycle time can be shortened. However, since there is generally no retransmission mechanism in broadcast transmission, it is necessary to provide a retransmission mechanism when using the second method.
特許文献1は、第2の方法を用いる場合の再送機構を開示している。電波利用型検針装置がマスタ局に相当し、電波利用型ガスメーターがスレーブ局に相当する。電波利用型検針装置から、電波利用型ガスメーターにデータを同報送信し、電波利用型検針装置は一部の電波利用型ガスメーターから応答タイミングに応答データを受信しなかった場合、当該電波利用型ガスメーターへのデータ送信が失敗したと判断する。このとき、電波利用型検針装置は再送データとともに応答タイミングを当該電波利用型ガスメーターに送信する。当該電波利用型ガスメーターは再送データを受信すると、通知された応答タイミングで応答データを電波利用型検針装置に送信する。
しかしながら、特許文献1において、CSMA/CAを採用しているIEEE802.11規格の無線LANを用いた場合、データ送信が失敗したスレーブ局から応答データを送信するはずの応答タイミングでは何も送信されていないため、他の無線LANシステムに送信権を獲得されてしまうことがある。他の無線LANシステムに送信権を獲得されてしまうと、マスタ局とスレーブ局との間で通信ができず、サイクル時間が増大するという問題点があった。
However, in
本発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、親機が子機からの応答を待っているときに送信権を保持したままにする無線通信機を得ることを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a wireless communication device that maintains a transmission right when a parent device is waiting for a response from a child device. Yes.
複数の子機と親子関係を有し、同報送信したデータフレームに応答する応答フレームを子機から順番に受信する親機である無線通信機であって、応答フレームを受信すると通知する無線受信部と、あらかじめ定めたタイミングに第1の子機から応答フレームを受信した旨を無線通信受信部から通知されない場合に、第1の子機から応答フレームを受信しないときに、送信する帯域確保フレームを作成する帯域確保フレーム作成部と、帯域確保フレーム作成部から入力される帯域確保フレームを無線で送信する無線送信部と、を備えた。 A wireless communication device that is a parent device that has a parent-child relationship with a plurality of child devices and receives response frames in response to broadcast data frames in order from the child device, and notifies when a response frame is received And a bandwidth securing frame to be transmitted when no response frame is received from the first slave unit when the wireless communication receiver does not notify that the response frame has been received from the first slave unit at a predetermined timing. And a wireless transmission unit that wirelessly transmits a bandwidth reservation frame input from the bandwidth reservation frame generation unit.
本発明によれば、親機が子機からの応答を待っているときに他のシステムの割り込みによってサイクル時間が増大することを防ぐことができる。 According to the present invention, it is possible to prevent an increase in cycle time due to an interrupt from another system when the parent device is waiting for a response from the child device.
実施の形態1.
はじめに、無線通信システムの構成について説明する。
図1は、実施の形態1に係る無線通信システムの構成を示す図である。無線通信システムは、無線通信親機10と無線通信子機11〜13により構成される。無線通信親機10は、親機である無線通信機である。無線通信子機11〜13は、子機である無線通信機である。無線通信親機10と無線通信子機11〜13は親子関係を有している。1台の無線通信親機10に対して複数の無線通信子機11〜13が無線で接続している。無線通信子機の数は図1の数に限定するものではない。
First, the configuration of the wireless communication system will be described.
1 is a diagram illustrating a configuration of a radio communication system according to
無線通信親機10と無線通信子機11〜13とは、CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)を用いて通信を行っている。CSMA/CAでは、送信する機器は、送信前に他の機器が通信を行っていないか確認するため、キャリアセンスを行う。キャリアが検出されなければ他の機器が通信を行っていないと判断し、送信する。
無線通信親機10は、無線通信子機11〜13にデータを同報送信し、無線通信子機11〜13は無線通信親機10に応答データを送信する。
The wireless
The wireless
次に、無線通信親機10の構成について説明する。
図2は、実施の形態1に係る無線通信親機10の構成を示すブロック図である。無線通信親機10は、データ生成部21、通信制御部22、データフレーム作成部23、帯域確保フレーム作成部24、無線送信部25、無線受信部26、無線転送判定部27、データ処理部28および管理テーブル29により構成される。
Next, the configuration of the wireless
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of radio
データ生成部21は、無線通信子機に送信するデータを生成し、データフレーム作成部23に出力する。通信制御部22は、送信タイミングを算出し、データフレーム作成部23および帯域確保フレーム作成部24に送信タイミングを通知する。送信タイミングは、データフレームを無線通信子機11〜13に送信するタイミングである。データフレーム作成部23は、通信制御部22からの情報と管理テーブル29の情報を用いて、応答要求情報を作成または更新し、データフレームを作成して無線送信部25に出力する。応答要求情報は、応答を要求する無線通信子機を示す情報である。また、データフレーム作成部23は応答要求情報を帯域確保フレーム作成部24に通知する。
The
無線送信部25は、データフレーム作成部23から入力されたデータフレーム、または帯域確保フレーム作成部24から入力された帯域確保フレームを無線で送信する。帯域確保フレームは、無線通信子機から応答を受信するはずのタイミングでデータフレームを受信しない場合に、送信権を確保しておくために無線通信親機10が送信するフレームである。
The
無線受信部26は、無線通信子機11〜13から応答フレームまたはデータフレームを受信すると、通信制御部22および無線転送判定部27に出力する。通信制御部22は、応答フレームの送信元情報により、どの無線通信子機から応答を受信したかを把握する。無線転送判定部27は、無線受信部26から通知されたフレームの宛先情報からフレームを転送するか否かを決定する。宛先情報が無線通信子機11〜13の場合、無線転送判定部27は、データフレーム作成部23およびデータ処理部28にデータを出力する。データ処理部28は、転送されたデータを処理する。さらに、データ処理部28は処理したデータを他の機器に出力するようにしてもよい。管理テーブル29は、無線通信子機11〜13の識別情報と通信順番情報と通信時間情報を管理する。
When receiving the response frame or the data frame from the
図3は、実施の形態1に係る無線通信親機10の管理テーブル29が保持するデータの一例を示す図である。管理テーブル29は、無線通信子機11〜13の識別子と通信順番と通信時間を対応付けて管理する。管理テーブル29の内容は、あらかじめ内部メモリに保存しておいてもよいし、無線通信親機10の外部から入力されるようにしてもよいし、無線通信子機11〜13や図示しない他の機器から受け取るようにしてもよい。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of data held in the management table 29 of the wireless
次に、無線通信子機11の構成について説明する。無線通信子機12〜13についても、無線通信子機11と同様の構成である。
図4は、実施の形態1に係る無線通信子機11の構成を示すブロック図である。無線通信子機11は、無線受信部31、データ処理部32、応答制御部33、データ生成部34、フレーム作成部35、無線送信部36および管理テーブル37により構成される。
Next, the configuration of the wireless
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the wireless
無線受信部31は、無線通信親機10から受信したデータフレームがすでに受信したデータフレームか否かを判定する。新たなデータフレームの場合、無線受信部31は、データ処理部32および応答制御部33に受信したデータフレームのデータを通知する。データ処理部32は、データを処理する。応答制御部33は、受信したデータフレームの応答要求情報から応答するか否かを決定する。応答する場合、応答制御部33は応答タイミングを算出する。応答タイミングは、応答フレームを無線通信親機10に送信するタイミングである。
The
データ生成部34は、無線通信親機10に送信するデータを生成する。フレーム作成部35は、データ生成部34からデータが入力された場合は、無線通信親機10宛、または無線通信親機10を介して他の無線通信子機宛のデータフレームを作成し、無線送信部36に出力する。
また、フレーム作成部35は、応答制御部33から入力される情報を用いて無線通信親機10から受信したデータフレームに対する応答フレームを作成し、無線送信部36に出力する。無線送信部36は、応答フレームを無線で無線通信親機10に送信する。
管理テーブル37は、無線通信親機10の管理テーブル29と同様のテーブルを保持し、無線通信親機10と他の通信子機の識別子と通信順番と通信時間を対応付けて管理する。
The
In addition, the
The management table 37 holds a table similar to the management table 29 of the wireless
次に、無線通信親機10が送信するデータフレームについて説明する。
図5は、実施の形態1に係る無線通信親機10が送信するデータフレーム40の構成を示す図である。データフレーム40は、宛先情報41、送信元情報42、シーケンス番号43、応答要求情報44およびデータ45により構成される。宛先情報41は、宛先の無線通信機を示す識別子である。無線通信親機10から同報送信する場合、宛先情報41はすべての無線通信子機を示す識別子になる。送信元情報42は、送信元である無線通信機を示す識別子である。無線通信親機10から送信する場合、送信元情報42は無線通信親機10の識別子である。
Next, a data frame transmitted by the wireless
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the
応答要求情報44は応答を要求する無線通信子機を示す情報である。図5では、ビットマップの上位ビットから順に無線通信子機11、12、13、・・・を示している。無線通信子機11、12、13からの応答を要求する場合、上位3ビットに1を設定する。データフレーム作成部23は、ビットと無線通信子機との対応付けを把握しており、応答を要求する無線通信子機に対応するビットに1を設定する。なお、ビットと無線通信子機との対応付けの方法は特に限定しない。
The
次に、動作について説明する。
はじめに、無線通信親機10と無線通信子機11〜13との通信において、無線誤りがなく、再送が発生しない場合を説明する。
Next, the operation will be described.
First, a case where there is no radio error and no retransmission occurs in communication between the radio
図6は、実施の形態1に係る無線通信親機10と無線通信子機11〜13との通信を示す図である。図6は、左から右へ時間が経過している。
FIG. 6 is a diagram illustrating communication between the wireless
無線通信親機10は無線通信子機11〜13にデータフレームD0を同報送信し、無線通信子機11、12、13は順に応答フレームU1、U2、U3を無線通信親機10に送信する。T0はデータフレームD0の送信にかかる時間である。T1は応答フレームU1、T2は応答フレームU2、T3は応答フレームU3の送信にかかる時間である。
The wireless
無線通信子機11〜13は無線通信親機10からデータフレームを受信すると、自身の送信タイミングまで待機する。無線通信子機11〜13は自身の送信待ち時間が終了し、自身の送信タイミングになると、キャリアセンスをΔt時間行った後、無線通信親機10に応答フレームを送信する。ΔtはIEEE802.11規格に記載のSIFS(Short Interframe Space)時間でも良いし、それよりも短い時間でも良い。i番目に送信する無線通信子機の送信待ち時間Tw(i)は数式1で求められる。
When receiving the data frame from the wireless
ただし、i>0である。i=1のときTw(1)=0とする。Tnはn番目に送信する子機のデータ送信時間である。
i番目に送信する無線通信子機は、送信待ち時間Tw(i)が終了すると、キャリアセンスを実施する。応答を要求した全ての無線通信子機11〜13から応答を受信した場合、無線通信親機10はシーケンス番号を更新して、次のデータを送信する。
However, i> 0. When i = 1, Tw (1) = 0. Tn is the data transmission time of the slave unit to be transmitted nth.
When the transmission waiting time Tw (i) ends, the i-th wireless communication slave device performs carrier sense. When the responses are received from all the
以上のようにして、無線通信親機10と無線通信子機11〜13との間でデータが到達したか否かを確認できる。よって、無線通信親機10と無線通信子機11〜13との間でデータを確実に送信できる。
As described above, it can be confirmed whether or not data has arrived between the wireless
次に、無線通信子機12において無線通信親機10が送信したフレームの受信に失敗する場合の動作を説明する。
図7は、実施の形態1に係る無線通信親機10と無線通信子機11〜13との通信を示す図である。図7は、左から右へ時間が経過している。
Next, an operation when the wireless
FIG. 7 is a diagram illustrating communication between the wireless
データフレームD0、Dx、D2は無線通信親機10から無線通信子機11〜13に同報送信するフレームである。応答フレームU1は、無線通信子機11から無線通信親機10に送信するフレームである。応答フレームU2は、無線通信子機12から無線通信親機10に送信するフレームである。応答フレームU3は、無線通信子機13から無線通信親機10に送信するフレームである。
Data frames D0, Dx, and D2 are frames that are broadcast from the wireless
無線通信親機10は無線通信子機11〜13にデータフレームD0を同報送信すると、無線通信子機11、13はデータフレームD0の受信に成功するが、無線通信子機12はデータフレームD0の受信に失敗する。無線通信子機11は、自身の送信待ち時間が終了すると、キャリアセンスをΔt時間行った後、応答フレームU1を無線通信親機10に送信する。次に、無線通信子機12はデータフレームD0の受信に失敗しているため、応答フレームを無線通信親機10に送信しない。
When the radio
無線通信親機10は応答受信判定タイミングにキャリアを検出しない場合、無線通信子機12からの応答がないと判断する。応答受信判定タイミングは、無線通信親機10が無線通信子機からの応答の有無を判定するタイミングである。図7においては、無線通信親機10が応答フレームU1の受信を完了してからΔt+αが経過したタイミングが応答受信判定タイミングである。無線通信親機10は、帯域確保フレームDxを生成して同報送信する。帯域確保フレームDxのフレーム長はT2−αである。帯域確保フレームDxのフレーム長は、無線通信子機12が応答フレームを送信した場合に、応答フレームの送信が完了する時間に送信が完了するような長さに設定する。
When the wireless
無線通信親機10は、帯域確保フレームであることを示す識別子を帯域確保フレームDxに付与する。データはすべて0としてもよいし、次回の無線通信親機10の送信時間や無線通信子機12宛のデータを設定しても良い。無線通信親機10が帯域確保フレームDxを送信することにより、他のシステムの割り込みによりサイクル時間が長くなるのを防ぐことができる。
The wireless
次に、無線通信子機13は自身の送信待ち時間が終了すると、キャリアセンスをΔt時間行った後、応答フレームU3を無線通信親機10に送信する。無線通信親機10は、キャリアセンスをΔt時間行った後、再送フレームD2を同報送信する。無線通信子機12は、キャリアセンスをΔt時間行った後、応答フレームU2を無線通信親機10に送信する。無線通信子機11、13は、すでにデータフレームD0を受信しているため、何もしない。
Next, when the wireless
なお、i番目に送信する無線通信子機は、キャリアセンスを行ったときに、Δt+τの時間が経過してもキャリアを検出し続けた場合、応答フレームを送信しない。ただし、τ<<Δtである。これにより、i+1番目以降に送信する無線通信子機が送信できなくなることを防ぐことができる。無線通信親機10はi番目の無線通信子機から応答フレームを受信しないため、再送を行う。
Note that the i-th transmitting wireless communication slave does not transmit a response frame when carrier detection is performed and carrier detection continues even after the time of Δt + τ has elapsed. However, τ << Δt. As a result, it is possible to prevent the wireless communication slaves that are transmitted after the (i + 1) th time from being transmitted. Since the
次に、無線通信親機10と無線通信子機11〜13の詳細な動作を説明する。
Next, detailed operations of the wireless
まず、無線通信親機10がデータを送信するときの動作を説明する。
図8は、実施の形態1に係る無線通信親機10のデータフレーム作成部23の処理の流れを示すフローチャートである。データフレーム作成部23が処理を開始する前にデータ生成部21から生成したデータが入力される。データフレーム作成部23は、通信制御部22からの入力により処理を開始する。
First, an operation when the wireless
FIG. 8 is a flowchart showing a process flow of the data
データフレーム作成部23は、送信タイミングになると、通信制御部22から前回送信したデータフレームの応答受信情報が通知される。応答受信情報は、前回送信したデータフレームに対して各無線通信子機から応答を受信したか否かを示す情報である。応答受信情報は応答要求情報と同様にビットマップの情報であってもよい(ステップS81)。データフレーム作成部23は、自身が保持している前回送信したデータフレームの応答要求情報と、通信制御部22から通知された応答受信情報を比較する(ステップS82)。
The data
一致している場合、無線通信親機10は応答を要求した無線通信子機すべてから応答を受信し、前回のデータフレームの送信がすべて成功したことを意味する。データフレーム作成部23は保持しているシーケンス番号を更新する(ステップS83)。また、データフレーム作成部23は保持している作成済みのデータフレームを破棄する(ステップS84)。
If they match, it means that the wireless
データフレーム作成部23は、管理テーブル29を参照し、新規のデータフレームの応答要求情報を生成して通信制御部22に出力する(ステップS85)。データフレーム作成部23は、宛先の無線通信子機の識別子、無線通信親機10自身の識別子、保持しているシーケンス番号、通信制御部22から入力された応答要求情報、データ生成部21から入力されたデータを設定し、新規のデータフレームを作成する。データフレーム作成部23は、作成したデータフレームを無線送信部25に出力する。なお、データフレーム作成部23は、生成した応答要求情報とデータフレームを保持しておく(ステップS86)。
The data
ステップS82において、データフレーム作成部23が保持している前回送信したデータフレームの応答要求情報と、通信制御部22から通知された応答受信情報とが一致しない場合、前回のデータフレームの送信に失敗した無線通信子機があることを意味する。データフレーム作成部23は、応答要求情報の各ビットについて、応答受信情報と一致したビットを0として応答要求情報を更新する。更新した応答要求情報においてビットが1に対応する無線通信子機が、前回のデータフレームの受信に失敗した無線通信子機である。応答要求情報を更新することにより、前回のデータフレームの受信に失敗した無線通信子機のみに再送に対する応答を要求することができる。
In step S82, if the response request information of the previously transmitted data frame held by the data
データフレーム作成部23は、更新した応答要求情報を通信制御部22に出力する(ステップS87)。また、データフレーム作成部23は、前回作成済みのデータフレームの応答要求情報を更新し、データフレームを無線送信部25に出力し(ステップS88)、処理を終了する。
The data
無線送信部25は、データフレーム作成部23からデータフレームが入力されると、プリアンブルやFCS(Frame Check Sequence)などを付与して無線で送信する。FCSはデータの誤りを検出するための符号である。
When a data frame is input from the data
次に、無線通信子機11〜13が無線通信親機10からデータフレームを受信して応答を送信する動作について説明する。
図9は、実施の形態1に係る無線通信子機11の無線受信部31の処理の流れを示すフローチャートである。無線受信部31は、データフレームを受信すると、処理を開始する。
Next, an operation in which the wireless
FIG. 9 is a flowchart showing a process flow of the
無線受信部31は、データフレームのFCSが正しいかチェックする(ステップS91)。FCSが正しい場合、無線受信部31は受信したデータフレームの送信元情報と自身の識別子とを比較する(ステップS92)。送信元情報42が自身の識別子と異なる場合、無線受信部31は、受信したデータフレームのシーケンス番号と保持しているシーケンス番号とを比較する(ステップS93)。シーケンス番号が異なる場合、無線受信部31は保持しているシーケンス番号を受信したデータフレームのシーケンス番号に更新する(ステップS94)。無線受信部31は受信したデータフレームのデータをデータ処理部32に出力する(ステップS95)。無線受信部31は受信したデータフレームのシーケンス番号と応答要求情報を応答制御部33に出力し(ステップS96)、処理を終了する。
The
ステップS93において、受信したデータフレームのシーケンス番号と保持しているシーケンス番号が同じ場合、すでに受信したデータであるため、無線受信部31は、データ処理部32にデータを出力せず、処理はステップS96に進む。
ステップS91において、データフレームのFCSが正しくない場合、無線受信部31はデータフレームを破棄し(ステップS97)、処理を終了する。また、ステップS92において、無線受信部31が受信したデータフレームの送信元情報が自身の識別情報と同じ場合、無線受信部31は、データフレームを破棄し(ステップS97)、処理を終了する。
In step S93, if the sequence number of the received data frame is the same as the stored sequence number, it is already received data, so the
In step S91, when the FCS of the data frame is not correct, the
次に、無線通信子機11が応答するタイミングである応答タイミングを算出する動作を説明する。
図10は、実施の形態1に係る無線通信子機11の応答制御部33の処理の流れを示すフローチャートである。応答制御部33は、無線受信部31から応答要求情報が入力されると処理を開始する。
Next, an operation for calculating a response timing, which is a timing at which the wireless
FIG. 10 is a flowchart showing a process flow of the
応答制御部33は、応答要求情報のビットマップを確認する(ステップS101)。自身を示すビットが1の場合、応答制御部33は応答要求情報のビットマップと管理テーブル37の情報から応答タイミングを算出する。応答制御部33は、応答要求情報のビットマップから、データフレームがどの無線通信子機に送信されたかを把握することができる。また、応答制御部33は、管理テーブル37から、応答要求を送信する無線通信子機それぞれについて、通信順番と通信時間を取得する。これらの情報とキャリアセンスにかかる時間Δtとにより、応答フレームを送信する応答タイミングを算出する(ステップS102)。応答制御部33は、算出した応答タイミングになると、無線受信部31から入力されたシーケンス番号をフレーム作成部35に出力し(ステップS103)、処理を終了する。
The
次に、無線通信子機11が応答フレームを作成する動作を説明する。
図11は、実施の形態1に係る無線通信子機11のフレーム作成部35の処理の流れを示すフローチャートである。フレーム作成部35は、応答制御部33からシーケンス番号が入力されると処理を開始する。
Next, an operation in which the
FIG. 11 is a flowchart showing a process flow of the
フレーム作成部35は、応答制御部33から入力されたシーケンス番号と保持しているシーケンス番号を比較する(ステップS111)。シーケンス番号が異なる場合、フレーム作成部35は保持しているシーケンス番号を応答制御部33から通知されたシーケンス番号に更新する(ステップS112)。また、フレーム作成部35は前回送信した作成済みの応答フレームを破棄する(ステップS113)。フレーム作成部35は、新規に応答フレームを作成して無線送信部36に出力し(ステップS114)、処理を終了する。
The
ステップS111において、応答制御部33から入力されたシーケンス番号と保持しているシーケンス番号が同じ場合、無線通信子機11は前回応答フレームを送信したが、無線通信親機10が応答フレームの受信に失敗したケースである。フレーム作成部35は前回の作成済みの応答フレームを再送するため、作成済みの応答フレームを無線送信部36に出力し(ステップS115)、処理を終了する。
In step S111, when the sequence number input from the
無線送信部36は、フレーム作成部35から入力された応答フレームにプリアンブルやFCSなどを付与して無線で送信する。
The
次に、無線通信親機10が無線通信子機11から応答フレームを受信する処理について説明する。
図12は、実施の形態1に係る無線通信親機10の無線受信部26の処理の流れを示すフローチャートである。無線受信部26は、キャリアを検出する処理を開始する。
Next, processing in which the wireless
FIG. 12 is a flowchart showing a process flow of the
無線受信部26は、通信制御部22にキャリアを検出している旨を通知する(ステップS121)。無線受信部26は、応答フレームを受信するとFCSが正しいかチェックする(ステップS122)。FCSが正しい場合、管理テーブル29を参照する(ステップS123)。受信した応答フレームの送信元情報が管理テーブル29に存在する場合、無線受信部26は、受信した応答フレームの宛先情報とデータを無線転送判定部27に出力する(ステップS124)。また、送信元情報を通信制御部22に出力し(ステップS125)、処理を終了する。
The
ステップS122において、FCSが正しくない場合、処理を終了する。また、ステップS123において、受信した応答フレームの送信元情報が管理テーブル29に存在しない場合、処理を終了する。 If the FCS is not correct in step S122, the process ends. If the source information of the received response frame does not exist in the management table 29 in step S123, the process ends.
次に、無線通信親機10が帯域確保フレームを送信する処理について説明する。
図13は、実施の形態1に係る無線通信親機10の通信制御部22の処理の流れを示すフローチャートである。通信制御部22は、データフレーム作成部23から応答要求情報が入力されると処理を開始する。
Next, processing in which the wireless
FIG. 13 is a flowchart showing a process flow of the
通信制御部22は、データフレーム作成部23から入力された応答要求情報と管理テーブル29に保存された無線通信子機の通信時間から、応答受信判定タイミングと応答受信完了タイミングを算出する。応答受信完了タイミングは、応答を送信するすべての無線通信子機から応答フレームの受信を完了するタイミングである(ステップS131)。応答要求情報のビットマップのうち1の数の合計をNとする。無線通信親機10は、N台の無線通信子機から応答フレームを受信するはずであり、ステップS133〜135の処理をN回実施したか判定する(ステップS132)。N回実施していない場合、通信制御部22は、応答受信判定タイミングに無線受信部26からキャリアを検出している旨を通知されたか判定する(ステップS133)。
The
キャリアを検出している旨を通知された場合、処理はステップS132に戻り、通信制御部22は次の応答受信判定タイミングまで待機する。通知されていない場合、通信制御部22は帯域確保フレームのフレーム長を算出し、帯域確保フレーム作成部24に出力する。例えば、図6の場合、帯域確保フレームのフレーム長は、T2−αである。また、通信制御部22はデータフレーム作成部23から入力された応答要求情報を帯域確保フレーム作成部24に出力する。(ステップS134)。
When notified that the carrier is detected, the process returns to step S132, and the
ステップS133〜135の処理を行った回数を示すiをインクリメントし(ステップS135)、処理はステップS132に戻る。ステップS133〜135の処理をN回実施した場合、通信制御部22は応答受信完了タイミングに応答受信情報を生成する。通信制御部22は、応答要求情報と同様のフォーマットで応答受信情報を生成する。通信制御部22は、データフレーム作成部23に応答受信情報を通知し(ステップS136)、処理を終了する。
I indicating the number of times of performing steps S133 to 135 is incremented (step S135), and the process returns to step S132. When the processes of steps S133 to S135 are performed N times, the
帯域確保フレーム作成部24は、通信制御部22から入力されたフレーム長と応答要求情報で帯域確保フレームを作成し、無線送信部25に出力する。無線送信部25は、帯域確保フレーム作成部24から入力された帯域確保フレームを無線で送信する。
The bandwidth reservation
なお、無線通信子機が他の無線通信子機にデータを送信する場合、無線通信親機10を経由してデータを送信する。無線通信子機11から無線通信子機12にデータを送信する例を用いて動作を説明する。
無線通信子機11のデータ生成部34はデータを生成し、フレーム作成部35に入力する。フレーム作成部35は、宛先情報に無線通信子機12を設定し、データ生成部34から入力されたデータを設定したデータフレームを作成し、無線送信部36に出力する。無線送信部36は、フレーム作成部35から入力されたデータフレームにプリアンブルやFCSなどを付与して無線で送信する。
When the wireless communication slave unit transmits data to another wireless communication slave device, the data is transmitted via the wireless
The
無線通信親機10の無線受信部26は、図12のステップS121〜S124の処理を実施し、受信したデータフレームの宛先情報とデータを無線転送処理部27に出力する。無線転送処理部27は、宛先情報が自身の識別情報と一致しないため、宛先情報を通信制御部22に出力する。また、無線転送処理部27はデータをデータフレーム作成部23に出力する。通信制御部22からの指示により、データフレーム作成部23は、宛先情報に無線通信子機12を設定し、無線転送処理部27から入力されたデータを設定したデータフレームを作成し、無線送信部36に出力する。無線送信部36は、フレーム作成部35から入力されたデータフレームにプリアンブルやFCSなどを付与して無線で送信する。
The
なお、本実施の形態において、通信制御部22が算出した帯域確保フレームのフレーム長を帯域確保フレーム作成部24に入力しているが、帯域確保フレーム作成部24は保持しているフレーム長で帯域確保フレームを作成するようにしてもよい。応答受信判定タイミングから応答フレームの送信が完了するはずの時間までが常に同じ場合には、フレーム長は同じ値を用いればよい。このようにすることで、通信制御部22は、フレーム長を算出する必要がなくなる。
In this embodiment, the frame length of the bandwidth reservation frame calculated by the
また、応答受信判定タイミングから応答フレームの送信が完了するまでの時間が変化する場合であっても、最も短い時間にあわせたフレーム長を帯域確保フレーム作成部24が保持するようにしてもよい。短いフレーム長であっても帯域確保フレームを送信するほうが、帯域確保フレームを送信しない場合よりも他のシステムに送信権を獲得されてしまう可能性は低くなる。よって、送信権を保持したままにすることができる。
また、管理テーブル29が無線通信子機11〜13それぞれに対応する帯域確保フレームのフレーム長を保持するようにしてもよい。帯域確保フレーム作成部24は管理テーブル29を参照し、帯域確保フレームの宛先の無線通信子機に対応するフレーム長で帯域確保フレームを作成すればよい。
Further, even when the time from the response reception determination timing to the completion of transmission of the response frame changes, the bandwidth securing
Further, the management table 29 may hold the frame lengths of the bandwidth securing frames corresponding to the
また、無線通信親機10のデータ生成部21およびデータ処理部28は他の装置に設け、無線通信親機10と他の装置を有線で接続するようにしてもよい。また、無線通信子機11〜13のデータ生成部34およびデータ処理部32も同様に、他の装置に設け、無線通信子機11〜13と他の装置を有線で接続するようにしてもよい。
Further, the
したがって、本実施の形態では、複数の子機と親子関係を有し、同報送信したデータフレームに応答する応答フレームを子機から順番に受信する親機である無線通信機であって、応答フレームを受信すると通知する無線受信部と、あらかじめ定めたタイミングに第1の子機から応答フレームを受信した旨を無線通信受信部から通知されない場合にフレーム長を出力する通信制御部と、第1の子機から応答フレームを受信しないときに送信する帯域確保フレームを、通信制御部から入力されるフレーム長で作成する帯域確保フレーム作成部と、帯域確保フレーム作成部から入力される帯域確保フレームを無線で送信する無線送信部と、を備えたので、親機が子機から応答を待っているときに、送信権を保持しておくことができる。よって、同じ帯域を利用する他のシステムに送信権を獲得されることを防ぎ、送信権を保持したままにすることによって、サイクル時間を増大させないようにすることができる。 Therefore, in the present embodiment, a wireless communication device is a parent device that has a parent-child relationship with a plurality of child devices and receives response frames in response to broadcast data frames in order from the child devices, A wireless reception unit that notifies when a frame is received, a communication control unit that outputs a frame length when the wireless communication reception unit does not notify that a response frame has been received at a predetermined timing, and a first control unit A bandwidth reservation frame creation unit for creating a bandwidth reservation frame to be transmitted when a response frame is not received from the slave unit with a frame length input from the communication control unit, and a bandwidth reservation frame input from the bandwidth reservation frame creation unit. And a wireless transmission unit that transmits wirelessly, the transmission right can be held when the parent device is waiting for a response from the child device. Therefore, it is possible to prevent the cycle time from being increased by preventing the transmission right from being acquired by another system using the same band and keeping the transmission right.
また、あらかじめ定めたタイミングに第1の子機から応答フレームを受信した旨を無線通信受信部から通知されない場合に、第1の子機からの応答フレームの送信が完了するはずの時間に基づいてフレーム長を算出する通信制御部を備え、帯域確保フレーム作成部は、通信制御部が算出したフレーム長で帯域確保フレームを作成するので、受信するはずであった応答フレームの長さにあわせた帯域確保フレームを送信することができる。よって、同じ帯域を利用する他のシステムに送信権を獲得されることを防ぎ、送信権を保持したままにすることによって、サイクル時間を増大させないようにすることができる。 Further, based on the time when transmission of the response frame from the first slave unit should be completed when the wireless communication receiver does not notify that the response frame has been received from the first slave unit at a predetermined timing. A communication control unit that calculates the frame length is provided, and the bandwidth securing frame creation unit creates a bandwidth securing frame with the frame length calculated by the communication control unit, so the bandwidth matched to the length of the response frame that should have been received A reserved frame can be transmitted. Therefore, it is possible to prevent the cycle time from being increased by preventing the transmission right from being acquired by another system using the same band and keeping the transmission right.
また、親機と親子関係を有する子機である無線通信機であって、親機からデータフレームを受信すると通知する無線受信部と、無線受信部から通知されたデータフレームに応答する応答フレームを送信する場合、応答フレームを送信する子機のうちで自通信機が送信する順番に基づいて応答フレームを送信する送信タイミングを算出し、送信タイミングになると応答フレームの作成を指示する応答制御部と、応答制御部から指示をされると応答フレームを作成するフレーム作成部と、応答フレームを無線で送信する無線送信部と、を備えたので、複数の子機が応答フレームを送信する場合に子機は順番に応答フレームを送信することができる。よって、サイクル時間を増大させないようにすることができるとともに、子機が送信する応答フレームが衝突しないようにすることができる。 In addition, a wireless communication device that is a child device having a parent-child relationship with the parent device, a wireless reception unit that notifies that a data frame is received from the parent device, and a response frame that responds to the data frame notified from the wireless reception unit When transmitting, a response control unit that calculates the transmission timing of transmitting the response frame based on the order of transmission of the local communication device among the slave units that transmit the response frame, and instructs the creation of the response frame when the transmission timing comes And a frame creation unit that creates a response frame when instructed by the response control unit, and a wireless transmission unit that wirelessly transmits the response frame. Therefore, when a plurality of slave units transmit response frames, The machine can send response frames in order. Therefore, the cycle time can be prevented from increasing, and the response frames transmitted by the slave units can be prevented from colliding.
10 無線通信親機
11〜13 無線通信子機
21、34 データ生成部
22 通信制御部
23 データフレーム作成部
24 帯域確保フレーム作成部
25、36 無線送信部
26、31 無線受信部
27 無線転送判定部
28、32 データ処理部
29、37 管理テーブル
33 応答制御部
35 フレーム作成部
40 データフレーム
41 宛先情報
42 送信元情報
43 シーケンス番号
44 応答要求情報
45 データ
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記応答フレームを受信すると通知する無線受信部と、
あらかじめ定めたタイミングに第1の子機から前記応答フレームを受信した旨を前記無線通信受信部から通知されない場合に、
前記第1の子機から前記応答フレームを受信しないときに、送信する帯域確保フレームを作成する帯域確保フレーム作成部と、
前記帯域確保フレーム作成部から入力される前記帯域確保フレームを無線で送信する無線送信部と、
を備えることを特徴とする無線通信機。 A wireless communication device that has a parent-child relationship with a plurality of child devices, and is a parent device that sequentially receives response frames from the child devices in response to the data frames that are broadcast.
A wireless receiver for notifying that the response frame is received;
When the wireless communication receiver does not notify that the response frame has been received from the first handset at a predetermined timing,
A bandwidth securing frame creation unit that creates a bandwidth securing frame to be transmitted when the response frame is not received from the first slave unit;
A wireless transmission unit that wirelessly transmits the bandwidth reservation frame input from the bandwidth reservation frame creation unit;
A wireless communication device comprising:
前記帯域確保フレーム作成部は、前記通信制御部が算出した前記フレーム長で前記帯域確保フレームを作成することを特徴とする請求項1に記載の無線通信機。 Based on the time when transmission of the response frame from the first slave unit should be completed when the wireless communication receiver does not notify that the response frame has been received from the first slave unit at the timing A communication control unit for calculating the frame length;
The wireless communication device according to claim 1, wherein the bandwidth securing frame creation unit creates the bandwidth securing frame with the frame length calculated by the communication control unit.
前記通信制御部は、前記データフレームへの応答を要求する子機を示す応答要求情報を生成し、
前記無線フレーム作成部は、前記応答要求情報と、前記データフレームを識別するシーケンス番号とを前記データフレームに付加し、
前記無線送信部は、前記データフレーム作成部が作成した前記データフレームを同報送信することを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の無線通信機。 A data frame creation unit for creating the data frame;
The communication control unit generates response request information indicating a slave unit that requests a response to the data frame,
The radio frame creation unit adds the response request information and a sequence number for identifying the data frame to the data frame,
4. The wireless communication device according to claim 1, wherein the wireless transmission unit broadcasts the data frame created by the data frame creation unit. 5.
前記無線フレーム作成部は、前記応答要求情報と前記通信制御部から入力される前記応答受信情報とから前記応答フレームを受信していない子機がいる場合、前記子機に応答を要求する応答要求情報を、前回作成したデータフレームに設定して同報送信で再送することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の無線通信機。 Whether the communication control unit has received the response frame from the slave unit at a response reception completion timing that should complete reception of the response frame from all the slave units that have requested a response to the first data frame. Output response reception information indicating whether or not to the radio frame creation unit,
The radio frame creation unit, when there is a slave unit that has not received the response frame from the response request information and the response reception information input from the communication control unit, a response request that requests a response to the slave unit The wireless communication device according to any one of claims 1 to 4, wherein information is set in a previously created data frame and retransmitted by broadcast transmission.
前記親機からデータフレームを受信すると通知する無線受信部と、
前記無線受信部から通知された前記データフレームに応答する応答フレームを送信する場合、前記応答フレームを送信する子機のうちで自通信機が送信する順番に基づいて前記応答フレームを送信する送信タイミングを算出し、前記送信タイミングになると前記応答フレームの作成を指示する応答制御部と、
前記応答制御部から前記指示をされると前記応答フレームを作成するフレーム作成部と、
前記応答フレームを無線で送信する無線送信部と、
を備えることを特徴とする無線通信機。 A wireless communication device that is a child device having a parent-child relationship with the parent device,
A wireless receiver for notifying that a data frame is received from the master unit;
When transmitting a response frame in response to the data frame notified from the wireless receiver, a transmission timing for transmitting the response frame based on an order in which the local communication device transmits among the slave devices transmitting the response frame A response control unit for instructing creation of the response frame when the transmission timing is reached,
A frame creation unit that creates the response frame when the instruction is received from the response control unit;
A wireless transmission unit for wirelessly transmitting the response frame;
A wireless communication device comprising:
前記応答フレームを受信すると通知する無線受信ステップと、
あらかじめ定めたタイミングに第1の子機から前記応答フレームを受信した旨を通知されない場合に
前記第1の子機から前記応答フレームを受信しないときに、送信する帯域確保フレームを作成する帯域確保フレーム作成ステップと、
前記帯域確保フレームを無線で送信する無線送信ステップと、
を備えることを特徴とする無線通信方法。 A wireless communication method for a parent device that has a parent-child relationship with a plurality of child devices and receives response frames in response to the data frames transmitted in the broadcast from the child devices in order,
A radio reception step for notifying that the response frame is received;
A bandwidth securing frame that creates a bandwidth securing frame to be transmitted when the response frame is not received from the first slave when the response is not received from the first slave at a predetermined timing. Creation steps,
A wireless transmission step of wirelessly transmitting the bandwidth reservation frame;
A wireless communication method comprising:
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- 2014-12-09 JP JP2014248725A patent/JP2016111587A/en active Pending
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