JP3648974B2 - 無線通信装置 - Google Patents
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Description
【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の無線通信を行なう無線通信装置に関し、特に、無線送信局と無線受信局との間に無線中継局を介してパケットの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は、通信ケーブルを設置しなおし、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、これらの増設や変更が頻繁に行なわれ、また、移動する作業者や移動体とのデータ伝送が多用されることから、そのためのコスト、手間が無視できない物になっている。それ故、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することのできる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、無線通信の信頼性を高めるために、スペクトラム拡散方式や誤り訂正技術が開発され、また、無線中継局を設けて、弱い電波を増幅して通信することも行なわれている。
【０００６】
また、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。
【０００７】
しかし、例えば、ＦＡシステムに使用される無線通信装置においては、通信電波が、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、無線受信局に到達する。そして、到達までの反射の状況等によっては比較的周期の長いフェージングが起こる。また、工場内の作業者や移動中の物体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、移動する作業者や物体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、上述のスペクトラム拡散方式や誤り訂正技術、通常の無線中継では、このような通信障害には対応できず、また、ＡＲＱ方式による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の繰り返しを中継することになり、直ちに通信エラーの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。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上述の従来の通信技術では、通信環境が悪い状態での信頼性の高い無線中継が困難で、特に、フェージングや、通信電波の遮断による通信障害に対しては有効に作用するものではない。
【０００９】
この種の通信障害に対する対策として、同一データのデータパケットを連続して送信する手順が考えられ、ＡＲＱと比較して手順が単純で、その分実装も容易で、コストが低くでき、伝送効率もよいので、その効果が認められている。しかし、この連続送信の手順を無線中継に用いた場合に、単純に中継すると、例えば、図１１に示すように、無線送信局Ｍから無線中継局Ｉに送信した同一データのデータパケット１／４、２／４、３／４、４／４のうち、最初のデータパケット１／４が無線中継局Ｉに到達しなっかった場合、無線中継局Ｉからは２／４、３／４、４／４の３個のデータパケットしか無線受信局Ｓに送られない。更に、図１１の場合のように３番目のデータパケット３／４が無線受信局Ｓに到達しなっかった場合は、伝送されるパケット数は先細りとなり、到達率は１／２になってしまう。
【００１０】
無線送信局Ｍから無線受信局Ｓの間の無線中継局Ｉの段数がＩ１、Ｉ２‥‥と多い場合や、通信環境が更に悪い場合は、その到達率が一層低下しやすくなり、その分、連続送信の回数を増やさなければならなくなる。連続送信の回数が多くなれば、無線通信装置全体のデータ伝送効率は低下する。しかも、無線中継の場合、無線中継局が次の無線中継局または最終無線受信局に送信している間は、その送信中の無線中継局には送信ができないから、待ち時間が増え、一層、伝送効率が低下する。
【００１１】
この発明は、上述の課題を解決し、フェージングや、通信電波の遮断、ノイズ等種々の通信障害に対して高い信頼性をもって中継無線通信が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】
上述の課題を解決するために、請求項１の発明は、
無線送信局から無線中継局を介して無線受信局にデータを組み込んだデータパケットの無線通信を行なう無線通信装置において、
無線送信局から同一データを組み込んだ複数のデータパケットに、中継先の総連続送信回数と連続送信番号とを付加して無線中継局へ連続送信し、
無線中継局は、受信した複数のデータパケットから、エラーのないデータを選択し、上記エラーのないデータを組み込んだ次段中継用送信データパケットを複数生成して、次段の無線中継局または無線受信局へ連続送信し、
無線受信局は、前段の無線中継局から受信した次段中継用送信データパケットから、エラーのないデータを選択して、上記データを受信データとして使用し、
無線中継局または無線受信局が、連続送信される複数のパケットのうちの最初のパケットを受信したとき、上記最初のパケットの中に書き込まれた送信されてくる総連続送信回数および最初のパケットの連続送信番号を基にタイムアップ時間を設定した受信監視タイマを起動して、後続の送信パケットの受信を監視する
ことを特徴とする。
【００１７】
なお、この明細書において、「次段」とは、無線送信局から無線受信局に向けて１または２以上の無線中継局と無線受信局を通信経路順に並べたときの無線受信局側の隣の無線通信局を意味し、「前段」とは、無線送信局側の隣の無線通信局を意味する。
【００１８】
【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。
【００１９】
図１は、この発明の一実施の形態を示し、プログラマブルコントローラ・システムにおける無線中継局を含む無線通信ネットワークの概要を示す説明図である。
【００２０】
図１において、プログラマブルコントローラのリモートＩ／Ｏマスタ１に、リモートＩ／Ｏネットワーク２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は、自局と直接通信する無線受信局（スレーブ）Ｓ１、Ｓ２のネットワークＮＷ１を持っていて、このネットワークＮＷ１内の無線受信局（スレーブ）Ｓ１、Ｓ２に対して、順次ポーリングしながらコマンドその他のデータのパケットを送受信して、いわゆる、サイクル通信を行う。パケットの送受信は、同一データを組み込んだ複数のデータパケットを無線受信局（スレーブ）Ｓ１、Ｓ２へ連続して所定回数送信あるいは受信する、いわゆる、連続送受信の方式を取っている。なお、ネットワークＮＷ１には、一般に、直接無線通信できる多数の無線受信局（スレーブ）が配備されているが、説明を簡単にするために、ここでは２個の無線受信局（スレーブ）Ｓ１、Ｓ２を図示している。
【００２１】
ところで、無線送信局Ｍは、ネットワークＮＷ１外にも、すなわち、直接通信がやや困難なエリアにも、無線受信局（スレーブ）Ｓ３のように、複数の無線受信局（スレーブ）があるので、これらのネットワークＮＷ１外の無線受信局（スレーブ）には、ネットワークＮＷ１内の無線受信局（スレーブ）、例えば、図のスレーブＳ１を無線中継局として通信を行う。無線中継局Ｓ１は、無線送信局Ｍと同様にネットワークＮＷ２を持ち、そのネットワークＮＷ２内の無線受信局（スレーブ）Ｓ３等と同様の連続送受信を行う。図示は省略しているが、ネットワークＮＷ２内にも多数の無線受信局（スレーブ）が配備されている。
【００２２】
また、ネットワークＮＷ２内の無線受信局（スレーブ）も、更に、無線中継局となって自局のネットワークＮＷ３（図示省略）を持つことがある。また、ひとつのネットワーク内の複数の無線受信局（スレーブ）を無線中継局とすることもある。これらの無線中継局は、自らも最終の無線受信局として機能しながら、無線中継を行うこともできるし、純粋の無線中継局として機能することもできる。このように、ネットワークＮＷは、連鎖状に繋がり、広範囲のエリアをカバーすることができる。
【００２３】
図２は、図１に示した無線送信局（マスタ）Ｍが、ネットワークＮＷ１の無線中継局Ｓ１を経由してネットワークＮＷ２の無線受信局Ｓ３と連続送受信する一実施の形態を説明する説明図で、無線送信局Ｍから同一データ、この場合、コマンドを組み込んだ複数のデータパケット１／４、２／４、３／４、４／４を無線中継局Ｓ１へ連続送信する。この際、各データパケット１／４、２／４、３／４、４／４には、総連続送信回数Ｎと各データパケットの連続送信番号ｎをパケットのヘッダ部に書き込む。その詳細を、図１０に示す。図１０（ａ）は、パケットのフォーマットを示し、ヘッダ部の連送情報フィールドＣＩＦに、図１０（ｂ）のように、上記総連続送信回数Ｎと連続送信番号ｎを書き込む。
【００２４】
無線中継局Ｓ１では、連続送信されてくる複数のデータパケットのうち、最初に到達したデータパケット１／４を受信したとき、このデータパケット１／４に書き込まれた送信されてくる総連続送信回数Ｎ（＝４）とこのデータパケット１／４の連続送信順番号ｎ（＝１）を取り込んで、更に３個のデータパケットが連続送信されてくることを予測し、この３個分のパケットを受信するのに適当なタイムアップ時間を自局の受信監視タイマに設定して、この受信監視タイマを起動する。すなわち、この設定したタイムアップ時間の間、無線送信局（マスタ）Ｍからのデータパケットの受信を続ける。図２の場合、この時間内にデータパケット２／４、３／４は受信されたが、４番目のデータパケット４／４は、途中通信障害のため消滅し、無線中継局Ｓ１には到達しない。
【００２５】
無線中継局Ｓ１は、受信した複数のデータパケット１／４、２／４、３／４から、エラーのないデータを選択する。例えば、データパケット１／４がエラーとなっていて、データパケット２／４、３／４がエラーがなく正常受信できていれば、このデータパケット２／４または３／４のエラーのないデータを組み込んだ複数の次段中継用送信データパケット１／４、２／４、３／４、４／４を順次生成して、次段の無線受信局Ｓ３（または、無線中継局）へ連続送信する。
【００２６】
無線受信局Ｓ３では、前段の無線中継局Ｓ１から受信した上記の次段中継用送信データパケット２／４、３／４、４／４から、無線中継局Ｓ１と同様に、エラーのないデータを選択して、このエラーのないデータを受信データとして使用する。なお、この次段中継用送信データパケットは、図２の場合、次段中継用送信データパケット１／４が通信エラーにより途中消滅しており、最初に無線受信局Ｓ３に到達した次段中継用送信データパケットは、次段中継用送信データパケット２／４である。無線受信局Ｓ３でも、その受信監視タイマを使用して、タイムアップ時間まで受信を続けるのであるが、最初に受信したデータパケット２／４から取り込んだ総連続送信回数は４、連続送信順番号は２であるから、残りのデータパケットは２個であることが分かり、受信監視タイマのタイムアップ時間は、２個のデータパケット受信分に設定される。このように受信監視タイマのタイムアップ時間を送信状態に応じて変えることにより、むだな待ち時間を省き、通信ネットワーク全体の伝送効率を上げることができる。
【００２７】
受信を終了した無線受信局Ｓ３では、次に、前段の無線中継局Ｓ１に対して、受信通知を送り返す。図２の場合は、エラーのないデータを受信できたので、正常受信の受信通知のパケットを、受信したデータパケットの総連続送信回数と同じ４回、連続送信する。この受信通知パケットの送受信も、データパケットの送受信と同じデータのエラー回復・中継を行いながら無線送信局Ｍまで送信され、無線送信局Ｍにおいて、正常送信の終了が確認される。もし、正常送信が確認できなければ、無線送信局Ｍは、次の通信サイクルで再度同じデータについて連続送信を行うことになる。
【００２８】
なお、図２では、受信通知パケットも、無線受信局Ｓ３から無線中継局Ｓ１に至る途中で受信通知パケット４／４が、通信障害により途中消滅している。従って、無線中継局Ｓ１の受信監視タイマのタイムアップ時間は、３パケット分に設定され、そのタイムアップ時間内に２個の受信通知パケット２／４、３／４が受信され、これらの受信通知パケット２／４、３／４を基にエラー回復した無線送信局Ｍ向けの受信通知パケット１／４、２／４、３／４、４／４が連続送信されている。また、無線送信局Ｍ向けの受信通知パケット１／４、２／４、３／４、４／４のうち、無線中継局Ｓ１から無線送信局Ｍに至る途中で受信通知パケット１／４が通信障害により途中消滅している。従って、無線送信局Ｍの受信監視タイマのタイムアップ時間は、２パケット分に設定されている。
【００２９】
図２の無線中継におけるデ−タパケット連送の処理を、図３乃至図７のフローチャートを参照してより詳細に説明する。
【００３０】
図３は、図２における無線送信局（マスタ）Ｍの処理フローを示すフローチャートである。
【００３１】
図３のステップ３０１では、無線受信局（スレーブ）Ｓ３宛ての送信データパケットを生成する。次のステップ３０２では、この送信データパケットを無線中継局（スレーブ）Ｓ１に向けて連続送信する。より具体的には、送信データパケットは、総連続送信回数Ｎだけ生成し、各送信データパケットの連送情報フィールドＣＩＦに、その連続送信番号ｎ（＝１、２、‥‥）と総連続送信回数Ｎを書き込み、生成順に無線中継局（スレーブ）Ｓ１へ連続送信される。
【００３２】
この連続送信を受信する無線中継局（スレーブ）Ｓ１の中継処理は、図４のフローチャートにより処理される。図４において、ステップ４０１で、最初のデータパケットを受信する。通信エラーがなければ、連続送信番号ｎ＝１のデータパケットが受信される。次のステップ４０２に進んで、この受信したデータパケットから連送情報フィールドＣＩＦの総連続送信回数Ｎと連続送信番号ｎとを取り込む。もし、途中の通信エラーによって１番目のデータパケットが消滅し、２番目のデータパケットをステップ４０１で受信した場合は、連続送信番号ｎ＝２である。例えば、図２のように、総連続送信回数Ｎ＝４の場合、１番目のデータパケットをステップ４０１で受信したならば、残り３回の連続送信があり、２番目のデータパケットを受信したならば、残り２回の連続送信があることになるので、次のステップ４０３では、この残り受信回数に合わせて受信監視タイマのタイムアップ時間をセットして、この受信監視タイマを起動する。そして、次のステップ４０４で、受信監視タイマ起動中に、２番目以降のデータパケットを受信する。残りのデータパケットを全て受信したか、または、受信監視タイマがタイムアップすると、ステップ４０５に移り、正常受信があったか否かを調べる。正常受信がひとつでもあれば（ｙｅｓ）、ステップ４０６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４０９に移る。
【００３３】
ステップ４０６の受信データの決定プロセスは、次のようになっている。
【００３４】
（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。
【００３５】
（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。
【００３６】
ステップ４０６の次のステップ４０７では、決定した受信データを中継用データとして中継用のデータパケットを生成し、次のステップ４０８で、通信周波数を切り換える等、従来周知の手法によりネットワークＮＷ１をＮＷ２に切り換えて、無線受信局Ｓ３へＮ回連続送信し、図４のフローを終了する。この連続送信も、無線送信局Ｍから無線中継局Ｓ１へのステップ３０２の連続送信と同様に、共通のデータ、総連続送信回数Ｎと、各データパケット毎の連続送信番号ｎとが組み込まれる。
【００３７】
一方、正常受信できなかったときのステップ４０９では、通信エラーを伝える受信通知パケットを生成し、次のステップ４１０で、送信元の無線送信局Ｍからのポーリング信号を待って、無線送信局Ｍへ向けてＮ回連続送信して、図４のフローを終了する。この場合の各受信通知パケットの連送情報フィールドＣＩＦも、同様の構成とする。
【００３８】
図４の無線中継局の処理フローは、受信する連続送信が前段の無線中継局からの場合も、また、送信する連続送信が次段の無線中継局への場合も同様のフローで処理される。中継段数が増加しても、各無線中継局でひとつでも正常な受信ができれば、これを基にエラー回復・中継を行いながら通信されるので、通信の信頼性が非常に上がることになる。
【００３９】
ステップ４０８の連続送信を受けた無線受信局Ｓ３の受信処理は、図５のフローチャートにより処理される。図５において、ステップ５０１の最初のデータパケットの受信、ステップ５０２の総連続送信回数Ｎ、送信順番号ｎの取り込み、ステップ５０３の受信監視タイマの起動、ステップ５０４の２番目以降のデータパケットの受信、ステップ５０５の正常受信の有無調査、ステップ５０６の多数決等による受信パケットの決定、および、ステップ５０８のエラー情報の受信通知パケットの生成の各ステップは、無線中継局Ｓ１のステップ４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６および４０９（図４参照）とそれぞれ対応しており、同様の処理フローとなっているので、説明を省略する。
【００４０】
ステップ５０６で決定したデータパケットのデータは、無線受信局Ｓ３が自ら使用する。そして、次のステップ５０７で、決定したデータパケットを基に正常受信の受信通知パケットを生成する。このステップ５０７またはステップ５０８で生成された受信通知パケットは、ステップ５０９で、前段の無線中継局Ｓ１からのポーリングを待って、上述の連続送信と同様にして無線中継局Ｓ１へＮ回連続送信され、図５のフローを終了する。
【００４１】
次に、図５のステップ５０９で、無線受信局Ｓ３から連続送信される受信通知パケットの無線中継局Ｓ１での処理フローを、図６を参照して説明する。
【００４２】
図６において、ステップ６０１の最初の受信通知パケットの受信、ステップ６０２の総連続送信回数Ｎ、送信順番号ｎの取り込み、ステップ６０３の受信監視タイマの起動、ステップ６０４の２番目以降の受信通知パケットの受信、ステップ６０５の正常受信の有無調査、ステップ６０６の多数決等による受信パケットの決定、および、ステップ６０８のエラー情報の受信通知パケットの生成の各ステップは、無線中継局Ｓ１における図４のステップ４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６および４０９とそれぞれ対応しており、対象のパケットの内容がデータか受信通知かの違いだけで、同様の処理フローとなっているので、説明を省略する。また、ステップ６０６で受信パケットを決定した後の前段への正常受信の受信通知パケット生成の処理（ステップ６０７）は、図５のステップ５０７と同様である。
【００４３】
上記ステップ６０７またはステップ６０８で生成された受信通知パケットは、ステップ６０９で、送信元の無線送信局Ｍ（または前段の無線中継局）からのポーリングを待って無線送信局Ｍ（または前段の無線中継局）へＮ回連続送信し、図６の処理を終了する。このステップ６０９の連続送信を受けた無線送信局Ｍは、図７の処理フローを行なう。また、前段の無線中継局がこの連続送信を受けたときは、図６の処理フローを行なう。
【００４４】
無線送信局Ｍは、図７において、ステップ７０１の最初の受信通知パケットの受信、ステップ７０２の総連続送信回数Ｎ、送信順番号ｎの取り込み、ステップ７０３の受信監視タイマの起動、ステップ７０４の２番目以降の受信通知パケットの受信、ステップ７０５の正常受信の有無調査は、無線中継局Ｓ１における図６のステップ６０１、６０２、６０３、６０４および６０５とそれぞれ対応しており、同様の処理フローとなっているので、説明を省略する。
【００４５】
ステップ７０５において、正常に受信された受信通知パケットがある場合（ｙｅｓ）は、ステップ７０６へ進んで、多数決等により受信通知パケットを決定した後、その受信通知の内容が受信成功のものか否かを調べ、受信成功であれば（ｙｅｓ）、図７の処理フローを終了する。
【００４６】
ステップ７０５において、正常に受信された受信通知パケットがない場合（ｎｏ）、または、ステップ７０６において、受信成功でない場合（ｎｏ）は、ステップ７０７に移って、先に送信したデータパケットを再び連続送信する再送処理を実行してから、図７の処理フローを終了する。
【００４７】
図８は、図１に示した無線送信局（マスタ）Ｍが、ネットワークＮＷ１の無線中継局Ｓ１を経由してネットワークＮＷ２の無線受信局Ｓ３と連続送受信する第２の実施の形態を説明する説明図である。
【００４８】
この第２の実施の形態においては、前段の無線通信局への受信通知を行なわず、無線送信局（マスタ）Ｍから無線中継局Ｓ１を経由して無線受信局Ｓ３へ連続送信する。無線送信局（マスタ）Ｍの送信処理フローは、上述の実施の形態における図３のフローチャートにより実行される。無線中継局Ｓ１の中継処理フローは、図４のフローチャートによるが、ステップ４０９、ステップ４１０はなく、ステップ４０５で、正常受信なし（ｎｏ）の場合、直ちに図４の処理を終了する。
【００４９】
無線受信局Ｓ３の受信処理フローは図９に示す。図９における、ステップ９０１の最初のデータパケットの受信、ステップ９０２の総連続送信回数Ｎ、送信順番号ｎの取り込み、ステップ９０３の受信監視タイマの起動、ステップ９０４の２番目以降のデータパケットの受信、ステップ９０５の正常受信の有無調査、ステップ９０６の多数決等による受信パケットの決定は、ステップ５０１、５０２、５０３、５０４、５０５および５０６（図５参照）とそれぞれ対応しており、同様の処理フローとなっている。ステップ９０６で決定した受信パケットは、この無線受信局Ｓ３で使用される。ステップ９０５で、正常受信がなければ（ｎｏ）、そのまま図９の処理を終了する。
【００５０】
この第２の実施の形態は、単なる情報伝達で、受信できなくてもシステムに致命的ダメージがない情報の伝送、あるいは、複数個のデータを続けて連続送信してから、これらのデータの受信結果をまとめた受信通知を、前段の中継局に順次送り返す方式を取る場合に適用される。後者の場合、最後のデータの連続送信に対しては、図２の受信通知を戻す実施の形態で送受信することになり、この場合、受信通知は、上記の複数個のデータに関するものにする。
【００５１】
上述の実施の形態においては、無線送信局Ｍからの総連続送信回数とそれ以降の無線中継局、無線受信局の総連続送信回数とを共通にした場合を説明したが、通信エリアの通信障害発生程度に応じて、通信状態が悪いところでは総連続送信回数を多く設定する等、状況に応じて異なる総連続送信回数で通信するようにしてもよい。この場合は、パケットの連送情報フィールドＣＩＦに項目を増やし、パケットのルーティングブロックＲＴＢ（図１０参照）に指定したルート順に従い、どの中継で何回の連続送信を行なうかを指定する。
【００５２】
また、いずれの実施の形態においても、前段の無線通信局へは受信通知のみの受信通知パケットを送信するものとして説明したが、この受信通知パケットには、次段の無線通信局から前段の無線通信局へ向けての受信通知以外のデータ、例えば、無線受信局Ｓｎから無線送信局Ｍへの入力データも含まれることがある。
【００５３】
【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、無線中継局が、前段の無線送信局、無線中継局等の無線通信局から送信された複数のデータパケットから、エラーのないデータを選択し、上記エラーのないデータを組み込んだ次段中継用送信データパケットを複数生成して、次段の無線通信局へ連続送信する、エラー回復・中継方式で中継し、最終段の無線受信局は、受信した複数のデータパケットから、エラーのないデータを選択して、これを受信データとして使用するようにしたから、通信エラーによって無線通信局に着信するデータパケットが通信途中で減少しても、エラーのないデータパケットを必要な数だけ生成して次段へ連続送信され、中継によってエラーのないデータパケットが減少することがない。従って、無線中継通信に伝送効率のよい連続送信の手順を使用することができ、その中継段数が多くても、終段に至るまで正確なデータ伝送が行なわれ、無線通信の信頼性が著しく向上する。
【００５４】
請求項１の発明によれば、無線中継の際、無線中継局または無線受信局が、連続送信される複数のパケットのうちの最初のパケットを受信したとき、上記最初のパケットの中に書き込まれた送信されてくる総連続送信回数および最初のパケットの連続送信順番号を基にタイムアップ時間を設定した受信監視タイマを起動して、後続の送信パケットの受信を監視するから、受信待機時間を最小限にして中継処理時間を短縮でき、各通信局の待ち時間を減らしてシステムの伝送効率を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プログラマブルコントローラ・システムにおける無線中継局を含む無線通信ネットワークの概要を示す説明図。
【図２】この発明の一実施の形態を示す説明図。
【図３】図２における無線送信局の送信処理フローを示すフローチャート。
【図４】図２における無線中継局の中継処理フローを示すフローチャート。
【図５】図２における無線受信局の受信処理フローを示すフローチャート。
【図６】図２における無線中継局の受信通知受信処理フローを示すフローチャート。
【図７】図２における無線送信局の受信通知受信処理フローを示すフローチャート。
【図８】この発明の他の実施の形態を示す説明図。
【図９】図８における無線受信局側の処理フローを示すフローチャート。
【図１０】この発明の実施の形態に用いるパケット・フォーマットを示す説明図で、（ａ）は、パケット・フォーマット、（ｂ）は、連続送信情報フィールドをそれぞれ示す。
【図１１】従来の無線中継を行なう無線通信の説明図。
【符号の説明】
Ｍ 無線送信局
Ｓ１ 無線中継局
Ｓ３ 無線受信局
【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の無線通信を行なう無線通信装置に関し、特に、無線送信局と無線受信局との間に無線中継局を介してパケットの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は、通信ケーブルを設置しなおし、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、これらの増設や変更が頻繁に行なわれ、また、移動する作業者や移動体とのデータ伝送が多用されることから、そのためのコスト、手間が無視できない物になっている。それ故、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することのできる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、無線通信の信頼性を高めるために、スペクトラム拡散方式や誤り訂正技術が開発され、また、無線中継局を設けて、弱い電波を増幅して通信することも行なわれている。
【０００６】
また、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。
【０００７】
しかし、例えば、ＦＡシステムに使用される無線通信装置においては、通信電波が、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、無線受信局に到達する。そして、到達までの反射の状況等によっては比較的周期の長いフェージングが起こる。また、工場内の作業者や移動中の物体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、移動する作業者や物体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、上述のスペクトラム拡散方式や誤り訂正技術、通常の無線中継では、このような通信障害には対応できず、また、ＡＲＱ方式による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の繰り返しを中継することになり、直ちに通信エラーの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。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上述の従来の通信技術では、通信環境が悪い状態での信頼性の高い無線中継が困難で、特に、フェージングや、通信電波の遮断による通信障害に対しては有効に作用するものではない。
【０００９】
この種の通信障害に対する対策として、同一データのデータパケットを連続して送信する手順が考えられ、ＡＲＱと比較して手順が単純で、その分実装も容易で、コストが低くでき、伝送効率もよいので、その効果が認められている。しかし、この連続送信の手順を無線中継に用いた場合に、単純に中継すると、例えば、図１１に示すように、無線送信局Ｍから無線中継局Ｉに送信した同一データのデータパケット１／４、２／４、３／４、４／４のうち、最初のデータパケット１／４が無線中継局Ｉに到達しなっかった場合、無線中継局Ｉからは２／４、３／４、４／４の３個のデータパケットしか無線受信局Ｓに送られない。更に、図１１の場合のように３番目のデータパケット３／４が無線受信局Ｓに到達しなっかった場合は、伝送されるパケット数は先細りとなり、到達率は１／２になってしまう。
【００１０】
無線送信局Ｍから無線受信局Ｓの間の無線中継局Ｉの段数がＩ１、Ｉ２‥‥と多い場合や、通信環境が更に悪い場合は、その到達率が一層低下しやすくなり、その分、連続送信の回数を増やさなければならなくなる。連続送信の回数が多くなれば、無線通信装置全体のデータ伝送効率は低下する。しかも、無線中継の場合、無線中継局が次の無線中継局または最終無線受信局に送信している間は、その送信中の無線中継局には送信ができないから、待ち時間が増え、一層、伝送効率が低下する。
【００１１】
この発明は、上述の課題を解決し、フェージングや、通信電波の遮断、ノイズ等種々の通信障害に対して高い信頼性をもって中継無線通信が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】
上述の課題を解決するために、請求項１の発明は、
無線送信局から無線中継局を介して無線受信局にデータを組み込んだデータパケットの無線通信を行なう無線通信装置において、
無線送信局から同一データを組み込んだ複数のデータパケットに、中継先の総連続送信回数と連続送信番号とを付加して無線中継局へ連続送信し、
無線中継局は、受信した複数のデータパケットから、エラーのないデータを選択し、上記エラーのないデータを組み込んだ次段中継用送信データパケットを複数生成して、次段の無線中継局または無線受信局へ連続送信し、
無線受信局は、前段の無線中継局から受信した次段中継用送信データパケットから、エラーのないデータを選択して、上記データを受信データとして使用し、
無線中継局または無線受信局が、連続送信される複数のパケットのうちの最初のパケットを受信したとき、上記最初のパケットの中に書き込まれた送信されてくる総連続送信回数および最初のパケットの連続送信番号を基にタイムアップ時間を設定した受信監視タイマを起動して、後続の送信パケットの受信を監視する
ことを特徴とする。
【００１７】
なお、この明細書において、「次段」とは、無線送信局から無線受信局に向けて１または２以上の無線中継局と無線受信局を通信経路順に並べたときの無線受信局側の隣の無線通信局を意味し、「前段」とは、無線送信局側の隣の無線通信局を意味する。
【００１８】
【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。
【００１９】
図１は、この発明の一実施の形態を示し、プログラマブルコントローラ・システムにおける無線中継局を含む無線通信ネットワークの概要を示す説明図である。
【００２０】
図１において、プログラマブルコントローラのリモートＩ／Ｏマスタ１に、リモートＩ／Ｏネットワーク２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は、自局と直接通信する無線受信局（スレーブ）Ｓ１、Ｓ２のネットワークＮＷ１を持っていて、このネットワークＮＷ１内の無線受信局（スレーブ）Ｓ１、Ｓ２に対して、順次ポーリングしながらコマンドその他のデータのパケットを送受信して、いわゆる、サイクル通信を行う。パケットの送受信は、同一データを組み込んだ複数のデータパケットを無線受信局（スレーブ）Ｓ１、Ｓ２へ連続して所定回数送信あるいは受信する、いわゆる、連続送受信の方式を取っている。なお、ネットワークＮＷ１には、一般に、直接無線通信できる多数の無線受信局（スレーブ）が配備されているが、説明を簡単にするために、ここでは２個の無線受信局（スレーブ）Ｓ１、Ｓ２を図示している。
【００２１】
ところで、無線送信局Ｍは、ネットワークＮＷ１外にも、すなわち、直接通信がやや困難なエリアにも、無線受信局（スレーブ）Ｓ３のように、複数の無線受信局（スレーブ）があるので、これらのネットワークＮＷ１外の無線受信局（スレーブ）には、ネットワークＮＷ１内の無線受信局（スレーブ）、例えば、図のスレーブＳ１を無線中継局として通信を行う。無線中継局Ｓ１は、無線送信局Ｍと同様にネットワークＮＷ２を持ち、そのネットワークＮＷ２内の無線受信局（スレーブ）Ｓ３等と同様の連続送受信を行う。図示は省略しているが、ネットワークＮＷ２内にも多数の無線受信局（スレーブ）が配備されている。
【００２２】
また、ネットワークＮＷ２内の無線受信局（スレーブ）も、更に、無線中継局となって自局のネットワークＮＷ３（図示省略）を持つことがある。また、ひとつのネットワーク内の複数の無線受信局（スレーブ）を無線中継局とすることもある。これらの無線中継局は、自らも最終の無線受信局として機能しながら、無線中継を行うこともできるし、純粋の無線中継局として機能することもできる。このように、ネットワークＮＷは、連鎖状に繋がり、広範囲のエリアをカバーすることができる。
【００２３】
図２は、図１に示した無線送信局（マスタ）Ｍが、ネットワークＮＷ１の無線中継局Ｓ１を経由してネットワークＮＷ２の無線受信局Ｓ３と連続送受信する一実施の形態を説明する説明図で、無線送信局Ｍから同一データ、この場合、コマンドを組み込んだ複数のデータパケット１／４、２／４、３／４、４／４を無線中継局Ｓ１へ連続送信する。この際、各データパケット１／４、２／４、３／４、４／４には、総連続送信回数Ｎと各データパケットの連続送信番号ｎをパケットのヘッダ部に書き込む。その詳細を、図１０に示す。図１０（ａ）は、パケットのフォーマットを示し、ヘッダ部の連送情報フィールドＣＩＦに、図１０（ｂ）のように、上記総連続送信回数Ｎと連続送信番号ｎを書き込む。
【００２４】
無線中継局Ｓ１では、連続送信されてくる複数のデータパケットのうち、最初に到達したデータパケット１／４を受信したとき、このデータパケット１／４に書き込まれた送信されてくる総連続送信回数Ｎ（＝４）とこのデータパケット１／４の連続送信順番号ｎ（＝１）を取り込んで、更に３個のデータパケットが連続送信されてくることを予測し、この３個分のパケットを受信するのに適当なタイムアップ時間を自局の受信監視タイマに設定して、この受信監視タイマを起動する。すなわち、この設定したタイムアップ時間の間、無線送信局（マスタ）Ｍからのデータパケットの受信を続ける。図２の場合、この時間内にデータパケット２／４、３／４は受信されたが、４番目のデータパケット４／４は、途中通信障害のため消滅し、無線中継局Ｓ１には到達しない。
【００２５】
無線中継局Ｓ１は、受信した複数のデータパケット１／４、２／４、３／４から、エラーのないデータを選択する。例えば、データパケット１／４がエラーとなっていて、データパケット２／４、３／４がエラーがなく正常受信できていれば、このデータパケット２／４または３／４のエラーのないデータを組み込んだ複数の次段中継用送信データパケット１／４、２／４、３／４、４／４を順次生成して、次段の無線受信局Ｓ３（または、無線中継局）へ連続送信する。
【００２６】
無線受信局Ｓ３では、前段の無線中継局Ｓ１から受信した上記の次段中継用送信データパケット２／４、３／４、４／４から、無線中継局Ｓ１と同様に、エラーのないデータを選択して、このエラーのないデータを受信データとして使用する。なお、この次段中継用送信データパケットは、図２の場合、次段中継用送信データパケット１／４が通信エラーにより途中消滅しており、最初に無線受信局Ｓ３に到達した次段中継用送信データパケットは、次段中継用送信データパケット２／４である。無線受信局Ｓ３でも、その受信監視タイマを使用して、タイムアップ時間まで受信を続けるのであるが、最初に受信したデータパケット２／４から取り込んだ総連続送信回数は４、連続送信順番号は２であるから、残りのデータパケットは２個であることが分かり、受信監視タイマのタイムアップ時間は、２個のデータパケット受信分に設定される。このように受信監視タイマのタイムアップ時間を送信状態に応じて変えることにより、むだな待ち時間を省き、通信ネットワーク全体の伝送効率を上げることができる。
【００２７】
受信を終了した無線受信局Ｓ３では、次に、前段の無線中継局Ｓ１に対して、受信通知を送り返す。図２の場合は、エラーのないデータを受信できたので、正常受信の受信通知のパケットを、受信したデータパケットの総連続送信回数と同じ４回、連続送信する。この受信通知パケットの送受信も、データパケットの送受信と同じデータのエラー回復・中継を行いながら無線送信局Ｍまで送信され、無線送信局Ｍにおいて、正常送信の終了が確認される。もし、正常送信が確認できなければ、無線送信局Ｍは、次の通信サイクルで再度同じデータについて連続送信を行うことになる。
【００２８】
なお、図２では、受信通知パケットも、無線受信局Ｓ３から無線中継局Ｓ１に至る途中で受信通知パケット４／４が、通信障害により途中消滅している。従って、無線中継局Ｓ１の受信監視タイマのタイムアップ時間は、３パケット分に設定され、そのタイムアップ時間内に２個の受信通知パケット２／４、３／４が受信され、これらの受信通知パケット２／４、３／４を基にエラー回復した無線送信局Ｍ向けの受信通知パケット１／４、２／４、３／４、４／４が連続送信されている。また、無線送信局Ｍ向けの受信通知パケット１／４、２／４、３／４、４／４のうち、無線中継局Ｓ１から無線送信局Ｍに至る途中で受信通知パケット１／４が通信障害により途中消滅している。従って、無線送信局Ｍの受信監視タイマのタイムアップ時間は、２パケット分に設定されている。
【００２９】
図２の無線中継におけるデ−タパケット連送の処理を、図３乃至図７のフローチャートを参照してより詳細に説明する。
【００３０】
図３は、図２における無線送信局（マスタ）Ｍの処理フローを示すフローチャートである。
【００３１】
図３のステップ３０１では、無線受信局（スレーブ）Ｓ３宛ての送信データパケットを生成する。次のステップ３０２では、この送信データパケットを無線中継局（スレーブ）Ｓ１に向けて連続送信する。より具体的には、送信データパケットは、総連続送信回数Ｎだけ生成し、各送信データパケットの連送情報フィールドＣＩＦに、その連続送信番号ｎ（＝１、２、‥‥）と総連続送信回数Ｎを書き込み、生成順に無線中継局（スレーブ）Ｓ１へ連続送信される。
【００３２】
この連続送信を受信する無線中継局（スレーブ）Ｓ１の中継処理は、図４のフローチャートにより処理される。図４において、ステップ４０１で、最初のデータパケットを受信する。通信エラーがなければ、連続送信番号ｎ＝１のデータパケットが受信される。次のステップ４０２に進んで、この受信したデータパケットから連送情報フィールドＣＩＦの総連続送信回数Ｎと連続送信番号ｎとを取り込む。もし、途中の通信エラーによって１番目のデータパケットが消滅し、２番目のデータパケットをステップ４０１で受信した場合は、連続送信番号ｎ＝２である。例えば、図２のように、総連続送信回数Ｎ＝４の場合、１番目のデータパケットをステップ４０１で受信したならば、残り３回の連続送信があり、２番目のデータパケットを受信したならば、残り２回の連続送信があることになるので、次のステップ４０３では、この残り受信回数に合わせて受信監視タイマのタイムアップ時間をセットして、この受信監視タイマを起動する。そして、次のステップ４０４で、受信監視タイマ起動中に、２番目以降のデータパケットを受信する。残りのデータパケットを全て受信したか、または、受信監視タイマがタイムアップすると、ステップ４０５に移り、正常受信があったか否かを調べる。正常受信がひとつでもあれば（ｙｅｓ）、ステップ４０６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４０９に移る。
【００３３】
ステップ４０６の受信データの決定プロセスは、次のようになっている。
【００３４】
（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。
【００３５】
（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。
【００３６】
ステップ４０６の次のステップ４０７では、決定した受信データを中継用データとして中継用のデータパケットを生成し、次のステップ４０８で、通信周波数を切り換える等、従来周知の手法によりネットワークＮＷ１をＮＷ２に切り換えて、無線受信局Ｓ３へＮ回連続送信し、図４のフローを終了する。この連続送信も、無線送信局Ｍから無線中継局Ｓ１へのステップ３０２の連続送信と同様に、共通のデータ、総連続送信回数Ｎと、各データパケット毎の連続送信番号ｎとが組み込まれる。
【００３７】
一方、正常受信できなかったときのステップ４０９では、通信エラーを伝える受信通知パケットを生成し、次のステップ４１０で、送信元の無線送信局Ｍからのポーリング信号を待って、無線送信局Ｍへ向けてＮ回連続送信して、図４のフローを終了する。この場合の各受信通知パケットの連送情報フィールドＣＩＦも、同様の構成とする。
【００３８】
図４の無線中継局の処理フローは、受信する連続送信が前段の無線中継局からの場合も、また、送信する連続送信が次段の無線中継局への場合も同様のフローで処理される。中継段数が増加しても、各無線中継局でひとつでも正常な受信ができれば、これを基にエラー回復・中継を行いながら通信されるので、通信の信頼性が非常に上がることになる。
【００３９】
ステップ４０８の連続送信を受けた無線受信局Ｓ３の受信処理は、図５のフローチャートにより処理される。図５において、ステップ５０１の最初のデータパケットの受信、ステップ５０２の総連続送信回数Ｎ、送信順番号ｎの取り込み、ステップ５０３の受信監視タイマの起動、ステップ５０４の２番目以降のデータパケットの受信、ステップ５０５の正常受信の有無調査、ステップ５０６の多数決等による受信パケットの決定、および、ステップ５０８のエラー情報の受信通知パケットの生成の各ステップは、無線中継局Ｓ１のステップ４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６および４０９（図４参照）とそれぞれ対応しており、同様の処理フローとなっているので、説明を省略する。
【００４０】
ステップ５０６で決定したデータパケットのデータは、無線受信局Ｓ３が自ら使用する。そして、次のステップ５０７で、決定したデータパケットを基に正常受信の受信通知パケットを生成する。このステップ５０７またはステップ５０８で生成された受信通知パケットは、ステップ５０９で、前段の無線中継局Ｓ１からのポーリングを待って、上述の連続送信と同様にして無線中継局Ｓ１へＮ回連続送信され、図５のフローを終了する。
【００４１】
次に、図５のステップ５０９で、無線受信局Ｓ３から連続送信される受信通知パケットの無線中継局Ｓ１での処理フローを、図６を参照して説明する。
【００４２】
図６において、ステップ６０１の最初の受信通知パケットの受信、ステップ６０２の総連続送信回数Ｎ、送信順番号ｎの取り込み、ステップ６０３の受信監視タイマの起動、ステップ６０４の２番目以降の受信通知パケットの受信、ステップ６０５の正常受信の有無調査、ステップ６０６の多数決等による受信パケットの決定、および、ステップ６０８のエラー情報の受信通知パケットの生成の各ステップは、無線中継局Ｓ１における図４のステップ４０１、４０２、４０３、４０４、４０５、４０６および４０９とそれぞれ対応しており、対象のパケットの内容がデータか受信通知かの違いだけで、同様の処理フローとなっているので、説明を省略する。また、ステップ６０６で受信パケットを決定した後の前段への正常受信の受信通知パケット生成の処理（ステップ６０７）は、図５のステップ５０７と同様である。
【００４３】
上記ステップ６０７またはステップ６０８で生成された受信通知パケットは、ステップ６０９で、送信元の無線送信局Ｍ（または前段の無線中継局）からのポーリングを待って無線送信局Ｍ（または前段の無線中継局）へＮ回連続送信し、図６の処理を終了する。このステップ６０９の連続送信を受けた無線送信局Ｍは、図７の処理フローを行なう。また、前段の無線中継局がこの連続送信を受けたときは、図６の処理フローを行なう。
【００４４】
無線送信局Ｍは、図７において、ステップ７０１の最初の受信通知パケットの受信、ステップ７０２の総連続送信回数Ｎ、送信順番号ｎの取り込み、ステップ７０３の受信監視タイマの起動、ステップ７０４の２番目以降の受信通知パケットの受信、ステップ７０５の正常受信の有無調査は、無線中継局Ｓ１における図６のステップ６０１、６０２、６０３、６０４および６０５とそれぞれ対応しており、同様の処理フローとなっているので、説明を省略する。
【００４５】
ステップ７０５において、正常に受信された受信通知パケットがある場合（ｙｅｓ）は、ステップ７０６へ進んで、多数決等により受信通知パケットを決定した後、その受信通知の内容が受信成功のものか否かを調べ、受信成功であれば（ｙｅｓ）、図７の処理フローを終了する。
【００４６】
ステップ７０５において、正常に受信された受信通知パケットがない場合（ｎｏ）、または、ステップ７０６において、受信成功でない場合（ｎｏ）は、ステップ７０７に移って、先に送信したデータパケットを再び連続送信する再送処理を実行してから、図７の処理フローを終了する。
【００４７】
図８は、図１に示した無線送信局（マスタ）Ｍが、ネットワークＮＷ１の無線中継局Ｓ１を経由してネットワークＮＷ２の無線受信局Ｓ３と連続送受信する第２の実施の形態を説明する説明図である。
【００４８】
この第２の実施の形態においては、前段の無線通信局への受信通知を行なわず、無線送信局（マスタ）Ｍから無線中継局Ｓ１を経由して無線受信局Ｓ３へ連続送信する。無線送信局（マスタ）Ｍの送信処理フローは、上述の実施の形態における図３のフローチャートにより実行される。無線中継局Ｓ１の中継処理フローは、図４のフローチャートによるが、ステップ４０９、ステップ４１０はなく、ステップ４０５で、正常受信なし（ｎｏ）の場合、直ちに図４の処理を終了する。
【００４９】
無線受信局Ｓ３の受信処理フローは図９に示す。図９における、ステップ９０１の最初のデータパケットの受信、ステップ９０２の総連続送信回数Ｎ、送信順番号ｎの取り込み、ステップ９０３の受信監視タイマの起動、ステップ９０４の２番目以降のデータパケットの受信、ステップ９０５の正常受信の有無調査、ステップ９０６の多数決等による受信パケットの決定は、ステップ５０１、５０２、５０３、５０４、５０５および５０６（図５参照）とそれぞれ対応しており、同様の処理フローとなっている。ステップ９０６で決定した受信パケットは、この無線受信局Ｓ３で使用される。ステップ９０５で、正常受信がなければ（ｎｏ）、そのまま図９の処理を終了する。
【００５０】
この第２の実施の形態は、単なる情報伝達で、受信できなくてもシステムに致命的ダメージがない情報の伝送、あるいは、複数個のデータを続けて連続送信してから、これらのデータの受信結果をまとめた受信通知を、前段の中継局に順次送り返す方式を取る場合に適用される。後者の場合、最後のデータの連続送信に対しては、図２の受信通知を戻す実施の形態で送受信することになり、この場合、受信通知は、上記の複数個のデータに関するものにする。
【００５１】
上述の実施の形態においては、無線送信局Ｍからの総連続送信回数とそれ以降の無線中継局、無線受信局の総連続送信回数とを共通にした場合を説明したが、通信エリアの通信障害発生程度に応じて、通信状態が悪いところでは総連続送信回数を多く設定する等、状況に応じて異なる総連続送信回数で通信するようにしてもよい。この場合は、パケットの連送情報フィールドＣＩＦに項目を増やし、パケットのルーティングブロックＲＴＢ（図１０参照）に指定したルート順に従い、どの中継で何回の連続送信を行なうかを指定する。
【００５２】
また、いずれの実施の形態においても、前段の無線通信局へは受信通知のみの受信通知パケットを送信するものとして説明したが、この受信通知パケットには、次段の無線通信局から前段の無線通信局へ向けての受信通知以外のデータ、例えば、無線受信局Ｓｎから無線送信局Ｍへの入力データも含まれることがある。
【００５３】
【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、無線中継局が、前段の無線送信局、無線中継局等の無線通信局から送信された複数のデータパケットから、エラーのないデータを選択し、上記エラーのないデータを組み込んだ次段中継用送信データパケットを複数生成して、次段の無線通信局へ連続送信する、エラー回復・中継方式で中継し、最終段の無線受信局は、受信した複数のデータパケットから、エラーのないデータを選択して、これを受信データとして使用するようにしたから、通信エラーによって無線通信局に着信するデータパケットが通信途中で減少しても、エラーのないデータパケットを必要な数だけ生成して次段へ連続送信され、中継によってエラーのないデータパケットが減少することがない。従って、無線中継通信に伝送効率のよい連続送信の手順を使用することができ、その中継段数が多くても、終段に至るまで正確なデータ伝送が行なわれ、無線通信の信頼性が著しく向上する。
【００５４】
請求項１の発明によれば、無線中継の際、無線中継局または無線受信局が、連続送信される複数のパケットのうちの最初のパケットを受信したとき、上記最初のパケットの中に書き込まれた送信されてくる総連続送信回数および最初のパケットの連続送信順番号を基にタイムアップ時間を設定した受信監視タイマを起動して、後続の送信パケットの受信を監視するから、受信待機時間を最小限にして中継処理時間を短縮でき、各通信局の待ち時間を減らしてシステムの伝送効率を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プログラマブルコントローラ・システムにおける無線中継局を含む無線通信ネットワークの概要を示す説明図。
【図２】この発明の一実施の形態を示す説明図。
【図３】図２における無線送信局の送信処理フローを示すフローチャート。
【図４】図２における無線中継局の中継処理フローを示すフローチャート。
【図５】図２における無線受信局の受信処理フローを示すフローチャート。
【図６】図２における無線中継局の受信通知受信処理フローを示すフローチャート。
【図７】図２における無線送信局の受信通知受信処理フローを示すフローチャート。
【図８】この発明の他の実施の形態を示す説明図。
【図９】図８における無線受信局側の処理フローを示すフローチャート。
【図１０】この発明の実施の形態に用いるパケット・フォーマットを示す説明図で、（ａ）は、パケット・フォーマット、（ｂ）は、連続送信情報フィールドをそれぞれ示す。
【図１１】従来の無線中継を行なう無線通信の説明図。
【符号の説明】
Ｍ 無線送信局
Ｓ１ 無線中継局
Ｓ３ 無線受信局
Claims (1)
- 無線送信局から無線中継局を介して無線受信局にデータを組み込んだデータパケットの無線通信を行なう無線通信装置において、
無線送信局から同一データを組み込んだ複数のデータパケットに、中継先の総連続送信回数と連続送信番号とを付加して無線中継局へ連続送信し、
無線中継局は、受信した複数のデータパケットから、エラーのないデータを選択し、上記エラーのないデータを組み込んだ次段中継用送信データパケットを複数生成して、次段の無線中継局または無線受信局へ連続送信し、
無線受信局は、前段の無線中継局から受信した次段中継用送信データパケットから、エラーのないデータを選択して、上記データを受信データとして使用し、
無線中継局または無線受信局が、連続送信される複数のパケットのうちの最初のパケットを受信したとき、上記最初のパケットの中に書き込まれた送信されてくる総連続送信回数および最初のパケットの連続送信番号を基にタイムアップ時間を設定した受信監視タイマを起動して、後続の送信パケットの受信を監視する
ことを特徴とする無線通信装置。
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