JP6320643B1 - 無線通信装置および無線通信方法 - Google Patents

Abstract

無線通信装置（１）は、第１データと第２データとを含む無線パケットを生成する送信処理部（１４）と、生成された無線パケットを送信する送信アンテナ（１５）とを備え、第１データは第２データよりも高い信頼性が要求される種別のデータであり、複数の無線パケットのそれぞれは異なる第２データを含み、連続して送信される複数の無線パケットが同一の内容の第１データを含むことを特徴とする。

Description

本発明は、エレベータを構成する制御装置とかごとの間で無線通信により信号を伝送する無線通信装置および無線通信方法に関する。

エレベータは、人や荷物が乗るかごと、かごの動きを制御する制御装置などから構成されている。かごが停止するエレベータホールまたはかご自体には、各種のセンサ、監視カメラ、ボタン、スピーカなどの機器と、これらの機器が出力する信号を制御装置に伝送する通信装置とが設置されている。かごまたはエレベータホールに設置された通信装置と制御装置との間では、エレベータを制御する制御データ、かごに設置された監視カメラの映像データ、かごに設置されたスピーカから出力される音楽データ、エレベータの状態を示すセンサデータ、かごまたは乗り場に設けられたボタンが押下されたことを示すデータなど、様々なデータが伝送されている。これらのデータは、データの種別ごとに求められる信頼性と許容される伝送遅延とが異なり、中でも最も高い信頼性が求められる高信頼性データは、他のデータと区別して伝送制御されることが望ましい。高信頼性データは、エレベータが特定の状態にあって緊急の制御が必要であることを示すデータであり、安全データとも呼ばれる。

特許文献１には、制御装置とかごとの間で、少なくとも高信頼性データを含む複数のデータを組み合わせたパケットを伝送する方法が開示されている。この方法では、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を用いた誤り検出を行い、誤りを検出した場合にはパケット全体を再送することにより、高信頼性データの伝送の信頼性を高めている。

特許文献２には、制御装置とかごとの間で、高信頼性データのみで構成されたパケットを連続して繰り返し送信する方法が開示されている。この方法では、高信頼性データが複数回送信されるため、高信頼性データの伝送の信頼性を高めることができる。また複数回送信されるパケットのそれぞれは、先に送信されたパケットが受信側で誤りなく受信されたか否かに関わらず連続して送信されるため、受信側の装置が誤りを検出してからパケットの再送を行うよりも伝送遅延を短くすることができる。

特開２００４−４８４７４号公報 特許第５５２３４４３号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載の技術によれば、伝送効率が低下してしまう場合があるという問題があった。具体的には、特許文献１に記載の技術では、誤りが検出された場合、高信頼性データ以外のデータも含むパケットを再送することになる。このため、パケットを生成するときに組み合わせるデータの内容によっては、再送の必要がないデータを再送してしまい、伝送効率が低下する。特許文献２に記載の技術では、無線の通信路を用いて高信頼性データを伝送する場合には、情報ビット数の少ない高信頼性データに対して、無線伝送するためにパケットに付加される同期信号などのオーバーヘッドが大きくなり、伝送効率が低下する。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高信頼性データの伝送の信頼性を高めて伝送遅延を短縮しつつ、伝送効率を高めることが可能な無線通信装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の無線通信装置は、第１データと第２データとを含む無線パケットを生成する送信処理部と、生成された無線パケットを送信する送信アンテナとを備え、第１データは第２データよりも高い信頼性が要求される種別のデータであり、複数の無線パケットのそれぞれは異なる第２データを含み、連続して送信される複数の無線パケットが同一の内容の第１データを含むことを特徴とする。

本発明にかかる無線通信装置は、高信頼性データの伝送の信頼性を高めて伝送遅延を短縮しつつ、伝送効率を高めることが可能になるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる無線通信システムの構成を示す図 図１に示す第１無線通信装置の構成を示す図 図２に示す第２サブパケット生成部の動作についての説明図 図２に示す送信処理部の構成を示す図 図４に示す送信処理部が生成する無線パケットの一例を説明するための図 図１に示す第２無線通信装置の構成を示す図 図６に示す受信処理部の構成を示す図 図１に示す第１無線通信装置および第２無線通信装置のハードウェア構成例を示す図 図２に示す第１無線通信装置が第１データおよび第２データを含む無線パケットを第２無線通信装置に送信する動作を示すフローチャート 図２に示す第２無線通信装置が第１無線通信装置から第１データおよび第２データを含む無線パケットを受信する動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態２にかかる第１無線通信装置の第１データ送信処理部の構成を示す図 図１１に示す信号調整部の機能についての説明図 実施の形態２の効果を説明するための図 本発明の実施の形態３にかかる第１無線通信装置の送信処理部の構成を示す図 図１４に示す送信処理部が生成する無線パケットの一例を説明するための図 本発明の実施の形態４にかかる第２無線通信装置が第１データおよび第２データを含む無線パケットを受信する動作を示すフローチャート 本発明の実施の形態５にかかる第１無線通信装置および第２無線通信装置の構成を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる無線通信装置および無線通信方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる無線通信システム１００の構成を示す図である。無線通信システム１００は、第１無線通信装置１および第２無線通信装置２を備えている。第１無線通信装置１は、エレベータを構成するかごまたは乗り場に備えられている。第２無線通信装置２は、エレベータを構成する制御装置側に備えられている。第１無線通信装置１と第２無線通信装置２との間では、無線通信を用いて、第１データと第２データとが伝送される。第１データは、第２データよりも高い信頼性が求められる種別の高信頼性データである。第１データは、例えばエレベータが特定の状態であって、緊急の制御が必要であることを示すデータであり、エレベータに設けられたボタン、センサなどが出力する信号に基づいて生成される。

第１データは、第１無線通信装置１において生成されて、第２無線通信装置２に送信される。第２無線通信装置２は、第１データに基づいてエレベータを制御する。例えば第１データに基づきエレベータの異常が検知された場合、第２無線通信装置２は、エレベータを停止させることができる。第２データは、第１無線通信装置１および第２無線通信装置２の間で双方向に伝送される。第２データは、例えば、エレベータの制御データ、監視映像データ、および、かごの中で流される音楽の音楽データである。第２データは、第１データと比較して、許容される遅延時間が長く、求められる信頼性が低い。しかしながら、第２データの内容によって許容遅延時間および求められる信頼性はそれぞれ異なる。

第１無線通信装置１は、送信するデータに第１データが含まれる場合、第１データおよび第２データのそれぞれをサブパケット化した後、１つの無線パケットにして第２無線通信装置２に送信する。無線パケットを受信した第２無線通信装置２は、無線パケットから第１データと第２データとを分離して取り出す。以下、このような動作を可能にするためのそれぞれの装置の構成について説明する。

図２は、図１に示す第１無線通信装置１の構成を示す図である。第１無線通信装置１は、第１データおよび第２データを送信する無線送信装置１−１の機能を有する。第１無線通信装置１は、第１データ送信処理部１０と、第２データ処理部１１と、第１符号化部１２と、第２符号化部１３と、送信処理部１４と、送信アンテナ１５と、受信アンテナ１６と、受信処理部１７と、第２復号部１８とを有する。

第１データ送信処理部１０は、入力変換部１９と、第１サブパケット生成部２０とを有し、第１サブパケット生成部２０は、データ加工部２１と、誤り検出符号化部２２とを有する。第１サブパケット生成部２０は、第１データを含むサブパケットである第１サブパケットを生成する。入力変換部１９は、エレベータの状態を検知するセンサが出力した検出信号の値を含む第１データを受け付けて、アナログ信号である第１データをデジタル信号のビット列に変換して出力する。データ加工部２１は、入力変換部１９が出力した第１データに制御情報などを付加してサブパケット化した第１サブパケットを出力する。誤り検出符号化部２２は、データ加工部２１が出力した第１サブパケットに冗長ビットを付加して誤り検出符号化する。誤り検出符号化部２２は、ＣＲＣなどの方式を用いて第１サブパケットを誤り検出符号化する。以上の構成により、第１データ送信処理部１０は、誤り検出符号化された第１サブパケットを出力することになる。

第１データ送信処理部１０が出力した第１サブパケットは、第１符号化部１２に入力される。第１符号化部１２は、入力された第１サブパケットを誤り訂正符号化して出力する。第１符号化部１２の出力した第１サブパケットは、送信処理部１４に入力される。

第２データ処理部１１は、第２サブパケット生成部２３と、入出力変換部２４と、メモリ２５とを有し、第２サブパケット生成部２３は、データ選択部２６と、データ加工部２７と、誤り検出符号化部２８とを有する。第２データ処理部１１は、誤り検出部２９と、データ取得部３０とをさらに有する。

第２サブパケット生成部２３は、第２データを含むサブパケットである第２サブパケットを生成する。アナログ信号の第２データである音声，画像，センサ出力は、入出力変換部２４に入力される。入出力変換部２４は、入力されたアナログ信号の第２データをデジタル信号のビット列に変換して、メモリ２５に記憶する。また入出力変換部２４は、メモリ２５に記憶されたデジタル信号の第２データをアナログ信号に変換して出力することもできる。

データ選択部２６は、メモリ２５に記憶された第２データの中から、第２サブパケットを生成するために用いる第２データを選択する。データ加工部２７は、データ選択部２６が選択した第２データを加工する。データ加工部２７は、データ選択部２６が選択した複数の第２データのサイズの合計が１つの無線パケットで伝送することができない場合、無線パケットで送信できるサイズのデータに第２データを分割することによって複数の無線パケットで送信できるようにする。またデータ加工部２７は、無線通信に必要な制御情報を付加して第２サブパケットを生成する。

図３は、図２に示す第２サブパケット生成部２３の動作についての説明図である。図３の（１）には、メモリ２５に記憶された第２データの一例が示されている。メモリ２５に記憶された第２データは、無線パケットを用いて送信する第２データの送信候補となる。データ選択部２６は、この第２データの送信候補の中から、それぞれの第２データの更新されたタイミング、第２データを送るために用いることができる無線パケットのビット数、それぞれの第２データに求められる信頼性、それぞれの第２データの許容遅延時間などに基づいて、無線パケットを生成するために用いる第２データを選択する。なお、以下の説明中において、共通の用語の後に符号＃と数字とを付加した場合、同様の機能を有する異なるものを示している。データを示す用語の後に符号＃と数字とを付加する場合、それぞれのデータの内容が異なることを意味しており、付加する数字の大きさは、データが生成された順番を示している。例えば第２データ＃１と第２データ＃２とは、どちらも第１データ以外のデータであって、互いにデータの内容が異なり、第２データ＃２は第２データ＃１よりも後に生成されたデータである。

図３の（２−１）には、第２サブパケット＃１を生成するためにデータ選択部２６が選択した第２データが示されている。ここではデータ選択部２６によって、第２データ＃１、第２データ＃４、第２データ＃６および第２データ＃７が選択されている。データ加工部２７は、データ選択部２６が選択した第２データのビット数の合計が無線パケットのうち第２データを送信するために使用することができるビット数よりも大きい場合、第２データを分割することができる。図３の例では、データ加工部２７は、６４０ｂｉｔｓの第２データ＃６を半分に分割して、前半の３２０ｂｉｔｓを第２サブパケット＃１を生成するために用いている。データ加工部２７は、さらに、無線通信を行うために必要な制御情報を第２データに付加してサブパケット化する。この結果、図３の（３−１）に示すように、第２サブパケット＃１には、制御情報と、第２データ＃１と、第２データ＃４と、第２データ＃６の前半の３２０ｂｉｔｓと、第２データ＃７とが含まれる。

図３の（２−２）には、第２サブパケット＃１の次に送信される第２サブパケット＃２を生成するためにデータ選択部２６が選択した第２データが示されている。ここではデータ選択部２６によって、第２データ＃１、第２データ＃６および第２データ＃５が選択されている。データ加工部２７は、第２データ＃１と、第２データ＃６を半分に分割した後半の３２０ビットと、第２データ＃５とを無線パケットを生成するために用いる。データ加工部２７は、第２データに制御情報を付加してサブパケット化する。この結果、図３の（３−２）に示すように、第２サブパケット＃２には、制御情報と、第２データ＃１と、第２データ＃６の後半の３２０ｂｉｔｓと、第２データ＃５とが含まれる。第２データ＃１は、第２サブパケット＃１にも含まれており、複数の無線パケットにより連続して送信されることになる。データ選択部２６は、例えば、求められる信頼性が高い第２データを連続して選択することによって、連続して送信される複数の無線パケットを用いて第２データを複数回送信することができる。なお、ここでは第２データ＃１が連続して選択される例を示したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、第２データを繰り返して送信する場合、必ずしも連続して送信される無線パケットを用いて送信する必要はなく、同じ第２データを複数回送信する場合、求められる信頼度に応じた頻度で送信されることが望ましい。

図２の説明に戻る。誤り検出符号化部２８は、データ加工部２７が生成した第２サブパケットに冗長ビットを付加して誤り検出符号化する。以上の構成により、第２サブパケット生成部２３は、誤り検出符号化された第２サブパケットを出力することになる。

第２サブパケット生成部２３が出力した第２サブパケットは、第２符号化部１３に入力される。第２符号化部１３は、入力された第２サブパケットを誤り訂正符号化して出力する。第２符号化部１３は、第１符号化部１２と同一の誤り訂正符号化方式を用いてもよいし、異なる誤り訂正符号化方式を用いてもよい。第１符号化部１２と第２符号化部１３とが異なる誤り訂正符号化方式を用いる場合、第１符号化部１２が用いる方式は、第２符号化部１３が用いる方式よりも強度が高い誤り訂正符号化方式であることが望ましい。誤り訂正符号化方式の強度が高いとは、訂正可能な誤りの程度が高いことを意味する。第２符号化部１３の出力した第２サブパケットは、送信処理部１４に入力される。送信処理部１４は、第１符号化部１２が出力した第１サブパケットと、第２符号化部１３が出力した第２サブパケットとを用いて、無線パケットを生成する。

図４は、図２に示す送信処理部１４の構成を示す図である。送信処理部１４は、メモリ３１と、データ読出し部３２と、無線変調部３３とを有する。データ読出し部３２は、第１データ連送制御部３４と、サブキャリア割当部３５とを有する。送信処理部１４には、第１符号化部１２が出力した第１サブパケットと、第２符号化部１３が出力した第２サブパケットとが入力される。

送信処理部１４に入力された第１サブパケットと第２サブパケットとは、メモリ３１に記憶される。データ読出し部３２は、メモリ３１に記憶された第１サブパケットおよび第２サブパケットの中から、無線パケットを生成するために用いる第１サブパケットおよび第２サブパケットを選択して読み出す。第１データ連送制御部３４は、メモリ３１に第１サブパケットが記憶されている場合、第１データの連送回数を管理して、無線パケットにより第１データが連続して繰り返し送信されるように制御する。具体的には、第１データ連送制御部３４は、１つの無線パケットの中に、同一の内容の第１データが複数含まれるように、無線パケットを生成する際に用いる第１サブパケットを選択する。また第１データ連送制御部３４は、連続して送信される複数の無線パケットが、共通する第１データを含むように、無線パケットを生成する際に用いる第１サブパケットを選択する。サブキャリア割当部３５は、選択された第１サブパケットおよび第２サブパケットを並べ替えて、連続して送信するデータが異なるサブキャリアに割り当てられるようにデータを読み出す。またサブキャリア割当部３５は、無線パケットごとに異なる順序で読出しを行って、連続して送信される無線パケットのそれぞれが異なるサブキャリアに割り当てられるようにする。無線変調部３３は、１次変調、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）、プリアンブル、ガードインターバルの付加など、一般的なＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変調および無線送信に必要な処理を行う。

図５は、図４に示す送信処理部１４が生成する無線パケットの一例を説明するための図である。図５は、送信候補のデータに第１データが含まれる場合に生成される４つの無線パケット＃１から＃４を示している。無線パケット＃１から＃４のそれぞれは、同一の内容の第１サブパケットを２つ含み、連続して送信される２つの無線パケットが同一の内容の第１サブパケットを含み、それぞれが異なる第２サブパケットを含む。具体的には、無線パケット＃１は、２つの第１サブパケット＃１と第２サブパケット＃１とを含む。無線パケット＃１の次に送信される無線パケット＃２は、２つの第１サブパケット＃１と第２サブパケット＃２とを含む。無線パケット＃２の次に送信される無線パケット＃３は、２つの第１サブパケット＃２と第２サブパケット＃３とを含む。無線パケット＃３の次に送信される無線パケット＃４は、２つの第１サブパケット＃２と第２サブパケット＃４とを含む。第２サブパケット＃１から＃４のそれぞれは、図３に示したように、複数の第２データを含む。このため、異なる第２サブパケットが同一の内容の第２データを含む場合もある。

図２の説明に戻る。送信処理部１４が無線パケットを生成すると、送信アンテナ１５は、生成された無線パケットを第２無線通信装置２に送信する。

受信アンテナ１６は、他の装置から無線パケットを受信する。受信アンテナ１６は、受信した無線パケットを受信処理部１７に入力する。受信処理部１７は、入力された無線パケットの同期処理、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）、復調処理などを行い、送信側で並べ替えたデータの順序を元に戻す。

第２復号部１８は、受信処理部１７において処理された無線パケットを復号する。復号後の無線パケットは、誤り検出部２９に入力される。誤り検出部２９は、受信結果に誤りがないかどうかチェックして誤りが検出されなかったパケットはデータ取得部３０に入力される。データ取得部３０は、入力されたパケットから制御情報などを取り除いて、それぞれの第２データを取り出してメモリ２５に書き込む。

図６は、図１に示す第２無線通信装置２の構成を示す図である。第２無線通信装置２は、第１データおよび第２データを含む無線パケットを受信する無線受信装置２−２の機能を有する。以下、第１無線通信装置１と同様の機能構成については同一の符号を付することで説明を省略し、第１無線通信装置１と異なる部分について主に説明する。

第２無線通信装置２は、第２データ処理部１１と、第２符号化部１３と、送信アンテナ１５と、受信アンテナ１６と、第２復号部１８と、送信処理部３６と、受信処理部３７と、第１復号部３８と、第１データ受信処理部３９と、エレベータ停止装置４２とを有する。第１データ受信処理部３９は、誤り検出部４０と、第１データ解析部４１とを有する。

第１無線通信装置１の送信処理部１４には、第１サブパケットおよび第２サブパケットが入力されるのに対して、送信処理部３６には、第２サブパケットが入力される。送信処理部３６は、入力された第２サブパケットを用いて無線パケットを生成する。送信処理部３６は、１次変調、ＩＦＦＴ、プリアンブル、ガードインターバルの付加など、一般的なＯＦＤＭ変調および無線送信に必要な処理を行って、無線パケットを送信アンテナ１５から送信する。

受信処理部３７は、第１サブパケットおよび第２サブパケットを含む無線パケットを受信することができる。受信処理部３７は、受信した無線パケットを第１サブパケットと第２サブパケットとに分離する。

図７は、図６に示す受信処理部３７の構成を示す図である。受信処理部３７は、無線復調部４３と、データ書き込み部４４と、メモリ４５とを有する。データ書き込み部４４は、第１データ連送合成部４６と、データ並び替え部４７とを有する。

無線復調部４３は、受信した無線パケットの同期処理、ＦＦＴ、ＡＧＣ、復調などの処理を行う。データ書き込み部４４は、受信した無線パケットに第１データが含まれる場合、第１データ連送合成部４６において、連送された第１データの合成処理をする。第１データ連送合成部４６は、１つの無線パケット内に含まれる複数の第１データを受信した場合、無線パケットごとに第１データを合成する。そして、データ書き込み部４４は、データ並び替え部４７において、送信側のサブキャリア割当部３５で並べ替えられた順序を元に戻して無線パケットに含まれる第１サブパケットおよび第２サブパケットをメモリ４５に書き込む。

図６の説明に戻る。第１復号部３８は、メモリ４５から第１サブパケットを読み出して、誤り訂正復号する。第２復号部１８は、メモリ４５から第２サブパケットを読み出して、誤り訂正復号する。

第１復号部３８が復号した第１サブパケットは第１データ受信処理部３９に入力される。第１データ受信処理部３９の誤り検出部４０は、受信した第１データに誤りがないかどうかチェックして、誤りが検出されなかった第１サブパケットは、第１データ解析部４１に入力される。第１データ解析部４１は、入力された第１サブパケットから第１データを取り出して、第１データを解析してエレベータの異常を検出する。第１データからエレベータの異常を検出した場合、第１データ解析部４１は、エレベータ停止装置４２にエレベータの停止を指示する。

図８は、図１に示す第１無線通信装置１および第２無線通信装置２のハードウェア構成例を示す図である。第１無線通信装置１および第２無線通信装置２は、入出力回路５０−１および５０−２、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５１−１および５１−２、ＦＰＧＡ（Field−Programmable Gate Array）５２といった処理回路により実現することができる。

入出力回路５０−１およびＣＰＵ５１−１は、第１データ送信処理部１０および第１データ受信処理部３９を実現するための処理回路の一例である。入出力回路５０−２およびＣＰＵ５１−２は、第２データ処理部１１を実現するための処理回路の一例である。ＦＰＧＡ５２は、第１符号化部１２，第２符号化部１３，送信処理部１４，送信処理部３６，受信処理部１７，受信処理部３７，第２復号部１８および第１復号部３８を実現するための処理回路の一例である。

図８の例では、第１データの処理と第２データの処理とをそれぞれ異なるＣＰＵ５１−１および５１−２で行うこととしたが、本発明はかかる例に限定されない。ＣＰＵの性能に合わせて、第１データの処理と第２データの処理とを１つのＣＰＵで実現してもよい。また、各機能部と処理回路との組み合わせも一例であり、例えば、誤り検出符号化部２２および誤り検出部２９の機能をＦＰＧＡ５２で実現することも可能である。さらに、処理回路の種類も一例であり、ＦＰＧＡ５２の代わりにＬＳＩ（Large−Scale Integration）が用いられてもよい。

図９は、図２に示す第１無線通信装置１が第１データおよび第２データを含む無線パケットを第２無線通信装置２に送信する動作を示すフローチャートである。

第１データ送信処理部１０の入力変換部１９は、センサが出力した検出信号を含む第１データのアナログ信号をデジタル化する（ステップＳ１０１）。第１サブパケット生成部２０は、入力変換部１９が出力した第１データをサブパケット化する（ステップＳ１０２）。第１サブパケット生成部２０の誤り検出符号化部２２は、第１サブパケットを誤り検出符号化する（ステップＳ１０３）。第１符号化部１２は、第１サブパケットを誤り訂正符号化して送信処理部１４に入力する（ステップＳ１０４）。

第２データ処理部１１の入出力変換部２４は、第２データのアナログ信号をデジタル化してメモリ２５に記憶させる（ステップＳ１０５）。第２サブパケット生成部２３のデータ選択部２６は、メモリ２５に記憶された第２データの送信候補から、それぞれの第２データの許容遅延時間に基づいて、第２サブパケットを生成するために用いる第２データを選択する（ステップＳ１０６）。第２サブパケット生成部２３のデータ加工部２７は、データ選択部２６が選択した第２データを加工してサブパケット化する（ステップＳ１０７）。第２サブパケット生成部２３の誤り検出符号化部２８は、第２サブパケットを誤り検出符号化する（ステップＳ１０８）。第２符号化部１３は、第２サブパケットを誤り訂正符号化して送信処理部１４に入力する（ステップＳ１０９）。

送信処理部１４のデータ読出し部３２は、入力された第１サブパケットおよび第２サブパケットをメモリ３１に記憶すると、連送回数に基づいて第１サブパケットを読出し、第２サブパケットを生成された順序が早い順に順次読出す（ステップＳ１１０）。具体的には、データ読出し部３２は、第１サブパケットを連送回数に基づいて、１つの無線パケットが同一の内容の第１サブパケットを複数含み、且つ、連続して送信される複数の無線パケットが同一の内容の第１サブパケットを含むように、第１サブパケットを読み出す。送信処理部１４は、データ読出し部３２が読み出した第１サブパケットおよび第２サブパケットを用いて、無線パケットを生成する（ステップＳ１１１）。送信処理部１４は、生成した無線パケットを、送信アンテナ１５を用いて送信する（ステップＳ１１２）。

図１０は、図２に示す第２無線通信装置２が第１無線通信装置１から第１データおよび第２データを含む無線パケットを受信する動作を示すフローチャートである。

第２無線通信装置２の受信アンテナ１６が無線パケットを受信すると、受信処理部３７の無線復調部４３は、受信処理として無線パケットを復調する（ステップＳ２０１）。続いて受信処理部３７のデータ書き込み部４４は、受信した無線パケットから第１サブパケットと第２サブパケットとを分離する（ステップＳ２０２）。受信処理部３７の第１データ連送合成部４６は、連送された第１データの合成処理をして、合成した第１データをメモリ４５に書き込む（ステップＳ２０３）。そして、第１復号部３８は、メモリ４５から第１データを読み出して復号処理を行う（ステップＳ２０４）。第１データ受信処理部３９の誤り検出部４０は、第１サブパケットの誤りチェックを行って、第１データに誤りがあるか否かを判断する（ステップＳ２０５）。第１データに誤りがある場合（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０１の受信処理に戻る。第１データに誤りがない場合（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、第１データは第１データ解析部４１に入力されて、第１データ解析部４１は、第１データ解析処理を行う（ステップＳ２０６）。第１データ解析部４１は、第１データ解析処理の結果に基づいて、停止条件を満たすか否かを判断する（ステップＳ２０７）。停止条件を満たす場合（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、第１データ解析部４１は、エレベータ停止装置４２にエレベータの停止を指示するエレベータ停止処理を行う（ステップＳ２０８）。エレベータ停止処理を行った後、または停止条件を満たさない場合（ステップＳ２０７：Ｎｏ）、ステップＳ２０１の受信処理に戻る。

第２復号部１８は、ステップＳ２０２で第１サブパケットと分離された第２サブパケットをメモリ４５から読み出して復号処理を行う（ステップＳ２０９）。第２データ処理部１１の誤り検出部２９は、第２サブパケットの誤りチェックを行って、第２データに誤りがあるか否かを判断する（ステップＳ２１０）。第２データに誤りがない場合（ステップＳ２１０：Ｎｏ）、データ取得部３０は、第２サブパケットの制御情報などを外して、複数の第２データのそれぞれを抽出してメモリ２５に書き込む（ステップＳ２１１）。入出力変換部２４は、メモリ２５に書き込まれた第２データを、それぞれの第２データごとに予め規定されたタイミングで読み出して、アナログ信号に変換した後、第２データの種類に対応する機器に出力する（ステップＳ２１２）。第２データに誤りがある場合（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、誤り検出部２９は、第２サブパケットを廃棄し（ステップＳ２１３）、ステップＳ２０１の受信処理に戻る。

以上説明したように、本発明の実施の形態１によれば、第１無線通信装置１は、第１データおよび第２データを１つの無線パケットで送信することができる。このとき、連続して送信される複数の無線パケットは、同一の内容の第１サブパケットを含む。また１つの無線パケットには、同一の内容の第１データが複数含まれる。複数の無線パケットは、それぞれが異なる第２データを含む。これにより、第１データは連続して複数回送信されるため信頼性を高めることができると共に、無線パケットごとに異なる第２データを送信することができる。このため、第２データよりも高い信頼性が求められる第１データの伝送の信頼性を高めて伝送遅延を短縮しつつ、伝送効率を高めることが可能である。

また、それぞれの第２データに求められる信頼性に基づいて、第２データの送信候補の中から、第２サブパケットを生成するために用いる第２データが選択される。このとき、共通の第２データを含む複数の第２サブパケットが生成される。これにより、求められる信頼性に合わせて、第２データを送信する回数を変えることができるため、それぞれの第２データに必要な信頼性を満たすことが可能になる。

また第１データと第２データとはそれぞれ個別にサブパケット化された後、複数のサブパケットを含む無線パケットが生成される。このため、サブパケットごとに受信状況の確認を独立して行うことが可能になる。

なお、無線通信システム１００が制御するエレベータを構成するかごは１つに限らず複数であってもよい。また、本実施の形態の前提として、無線パケットが伝送される時間長は、第１データの許容遅延時間よりも短く、第１データの許容遅延時間内に複数の無線パケットを伝送することが可能であることとする。

実施の形態２．
図１１は、本発明の実施の形態２にかかる第１無線通信装置１の第１データ送信処理部１０の構成を示す図である。

本発明の実施の形態２にかかる第１無線通信装置１は、図２に示す実施の形態１にかかる第１無線通信装置１と同様の構成を有しており、第１データ送信処理部１０のデータ加工部２１の構成が異なる。以下、実施の形態１と異なる部分を主に説明する。

第１データ送信処理部１０は、入力変換部１９と、第１サブパケット生成部２０とを有する。第１サブパケット生成部２０は、データ加工部２１と、誤り検出符号化部２２とを有する。データ加工部２１は、信号調整部６１と制御情報付加部６２とをさらに有する。

第１データは、１または複数のセンサが出力する検出信号の値を含む。検出信号の値は、エレベータの状態、例えばエレベータの扉が開いたこと、特定の地点をかごが通過したことなどを検知して、変化する。検出信号の値が変化する期間は、検出信号の種類、検知したエレベータの状態などによって異なり、検出信号の中には、値が変化している期間が短いものが含まれる。信号調整部６１は、検出信号の値が変化している期間が第１データの許容遅延時間未満である場合、検出信号の値が変化している期間が許容遅延時間以上となるように検出信号を調整する。信号調整部６１は、検出信号の値が変化している期間が第１データの許容遅延時間以上である場合、検出信号を加工しない。

図１２は、図１１に示す信号調整部６１の機能についての説明図である。センサ＃１およびセンサ＃２のそれぞれが出力する検出信号は、入力変換部１９でデジタル化される。このとき、入力変換部１９が出力した検出信号の値が変化している期間は、センサ＃１で期間Ｔ１、センサ＃２で期間Ｔ２である。ここで期間Ｔ１が第１データの許容遅延時間よりも短く、期間Ｔ２が第１データの許容遅延時間よりも長い場合、信号調整部６１は、センサ＃１の検出信号の値が変化している期間を第１データの許容遅延時間よりも長い期間Ｔ３に調整する。

制御情報付加部６２は、信号調整部６１の出力した検出信号の値である第１データに制御情報を付加してサブパケット化し、第１サブパケットを出力する。誤り検出符号化部２２以降の処理は、実施の形態１と同様である。

図１３は、実施の形態２の効果を説明するための図である。図１３では、第１データの許容遅延時間以内に３回、第１データ送信処理部１０から後段の第１符号化部１２に出力する第１データを更新する場合について説明する。なおこの例では、センサ＃１の検出信号の値が変化している期間Ｔ３は第１データの許容遅延時間の長さと同一である。

図１２に示したように、信号調整部６１が検出信号を調整すると、この検出信号の値は、第１データ送信処理部１０において取り込まれ、送信処理部１４における第１データの値が更新され、無線パケットに反映される。この場合、センサ＃１の出力する検出信号の値が変化している期間Ｔ３を許容遅延時間まで延ばすことで、センサ＃１の検出信号の値が変化しているという情報を伝達する無線パケットの数を増やすことができる。図１３の例では、センサ＃１の検出信号の値が変化しているという情報は、６つの無線パケットによって伝達される。６つの無線パケット＃１から＃６のうち１つでも第２無線通信装置２が受信できれば、センサ＃１の検出信号の値が変化したことを受信側に伝えることが可能になる。

実施の形態３．
図１４は、本発明の実施の形態３にかかる第１無線通信装置１の送信処理部１４の構成を示す図である。

本発明の実施の形態３にかかる第１無線通信装置１は、図２に示す実施の形態１にかかる第１無線通信装置１と同様の構成を有しており、送信処理部１４の構成が実施の形態１と異なる。以下、実施の形態１と異なる部分を主に説明する。

送信処理部１４は、メモリ３１と、データ読出し部３２と、無線変調部６３とを有する。データ読出し部３２は、第１データ連送制御部３４と、サブキャリア割当部３５と、並べ替え部６４とを有する。

メモリ３１は、実施の形態１と同様であり、第１サブパケットおよび第２サブパケットが書き込まれる。データ読出し部３２は、第１データ連送制御部３４が第１データの連送を管理し、サブキャリア割当部３５は第１サブパケットおよび第２サブパケットそれぞれの中でデータの並べ替えを行い、全体のデータの並べ替えは行わない。並べ替え部６４は、第１データの並び替えをしてサブキャリア割当が他の第１データと重ならないように無線変調部６３に出力する。

無線変調部６３は、実施の形態１の無線変調部３３の機能に加えて、プリアンブルを付加する際に、無線パケットの先頭だけでなく第１データの前にもプリアンブルを挿入する機能を有する。

図１５は、図１４に示す送信処理部１４が生成する無線パケットの一例を説明するための図である。第１データを１つの無線パケットの中で２回、無線パケット間で２回連送する場合、無線パケット＃１は、２つの第１データ＃１と１つの第２データ＃１とを含み、無線パケット＃２は、２つの第１データ＃１と１つの第２データ＃２とを含む。この場合、無線変調部６３は、無線パケット＃１および無線パケット＃２の先頭だけでなく、２つ目の第１データ＃１の前にもプリアンブルを挿入する。この構成により、受信側の第２無線通信装置２が、先頭で同期がとれず無線パケットの捕捉に失敗した場合であっても、２つ目の第１データ＃１を捕捉することが可能になる。したがって、第１データを受信側の無線通信装置２に伝送することができる確率を上げることが可能になる。

なお、図１５では説明のために第１データと第２データとをブロック毎に示したが、実際の無線パケットに含まれるデータは、データ読出し部３２のインターリーブ機能によって並べ替えられるため、無線パケット＃１の最初の第１データ＃１と第２データ＃１とはブロック毎に分かれて伝送されているわけではない。無線パケット＃２の最初の第１データ＃１と第２データ＃２についても同様である。

図１５の例では、連送回数が無線パケット内および無線パケット間でそれぞれ２回としたが、本発明はかかる例に限定されない。また図１５の例では、一組の第１データおよび第２データは、第１データだけの部分よりも前に配置されているが、この配置は逆であってもよい。つまり、第１データだけの部分が無線パケットの先頭に配置されて、そのあとに一組の第１データおよび第２データが配置されてもよい。また、１つの無線パケット内に３つ以上の第１データが含まれる場合、それぞれの第１データの前にプリアンブルが挿入される。

無線パケットに含まれるそれぞれの第１データの前にプリアンブルが挿入されている場合、受信側では、復調処理の際に、プリアンブルが検出されるたびに同期処理が行われる。復調処理の後、第１データ連送合成部４６は、同一の無線パケット内の第１データのうち受信できたものを全て合成する。この構成により、無線パケットの一部に電力の大きい干渉波が存在した場合であっても、干渉の影響が少ない部分で第１データを受信することができる可能性があり、干渉状態の変動が激しい通信路などで、第１データの伝送の信頼性を向上することが可能である。

実施の形態４．
図１６は、本発明の実施の形態４にかかる第２無線通信装置２が第１データおよび第２データを含む無線パケットを受信する動作を示すフローチャートである。

図１６に示す動作は、図１０に示す実施の形態１の動作のステップＳ２１３に代わってステップＳ２２３を含み、ステップＳ２２３以外の動作は実施の形態１と同様であるため説明を省略する。以下、実施の形態１と異なる部分を主に説明する。

復号処理の後、第２データに誤りがあると判断された場合（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、実施の形態１では第２サブパケットを廃棄していた（ステップＳ２１３）が、本実施の形態４では、第２サブパケットの再送要求を出す（ステップＳ２２３）。

第１無線通信装置１は、この再送要求を受信すると、再送要求のあった第２データと、最新の第１データとを用いて無線パケットを生成して、生成した無線パケットを送信する。

このように、許容遅延時間以内に再送要求をフィードバックすることができれば、第２データを再送することが可能である。このとき、第２データは第１データと別にサブパケット化して送信されると共に、独立して受信確認が行われ、独立して再送要求を行うことができる。このため、第２データに再送が必要な場合であっても第１データを再送する必要がない。したがって、第２データの信頼性を効率的に高めつつ、第１データの伝送遅延を抑制することが可能になる。

実施の形態５．
上記の実施の形態１から４では、第１データは、エレベータの制御装置に向けて伝送されるデータとしたが本発明はかかる例に限定されない。第２データよりも高い信頼性が要求される種別のデータである第１データを伝送する際に本発明の技術を適用することが可能である。エレベータの制御装置からかご側に第１データを伝送する場合、第１無線通信装置１を制御装置側の装置とし、第２無線通信装置２をかご側の装置とすればよい。また、第１無線通信装置１および第２無線通信装置２の両方が、第１データを送信する機能および第１データを受信する機能を備えていてもよい。以下、第１無線通信装置１および第２無線通信装置２の両方が、第１データを送信する機能および第１データを受信する機能を備える場合の構成について説明する。

図１７は、本発明の実施の形態５にかかる第１無線通信装置１および第２無線通信装置２の構成を示す図である。第２無線通信装置２の構成は第１無線通信装置１の構成と同様であるため、以下、第１無線通信装置１の構成を説明し、第２無線通信装置２の構成の説明は省略する。

第１無線通信装置１は、第１データを送信する機能と、第１データを受信する機能とを有する。第１無線通信装置１は、第１データ送信処理部１０と、第２データ処理部１１と、第１符号化部１２と、第２符号化部１３と、送信処理部１４と、送信アンテナ１５と、受信アンテナ１６と、第２復号部１８と、受信処理部３７と、第１復号部３８と、第１データ受信処理部３９とを有する。各機能部の機能は、上記の実施の形態１から４と同様であるため、ここでは説明を省略する。

以上説明したように本発明の実施の形態５によれば、第２データよりも高い信頼性が要求される種別のデータである第１データを送信する機能を有すると共に、対向装置が送信した第１データを受信する機能を有する無線通信装置を提供することができる。このように、第１データを双方向に伝送する無線通信システムにおいて、本発明の技術を適用することも可能である。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。例えば実施の形態２に記載の構成は、実施の形態３および実施の形態４のそれぞれと組み合わせることもできるし、実施の形態３および実施の形態４の両方と組み合わせることもできる。

上記の実施の形態１では、それぞれの第２データに求められる信頼性に基づいて、連送により信頼性を向上することとしたが、第２データを再送する機能を有する場合、第２データの連送をせずに、受信できなかった場合に再送するようにしてもよい。或いは、第２データの再送と連送とを併せて行ってもよい。第２データを受信できなかった場合に再送した無線パケットを受信するまでの時間よりも許容遅延時間が短い場合、連送により信頼性を確保することが望ましい。

１ 第１無線通信装置、２ 第２無線通信装置、１０ 第１データ送信処理部、１１ 第２データ処理部、１２ 第１符号化部、１３ 第２符号化部、１４ 送信処理部、１５ 送信アンテナ、１６ 受信アンテナ、１７ 受信処理部、１８ 第２復号部、１９ 入力変換部、２０ 第１サブパケット生成部、２１ データ加工部、２２ 誤り検出符号化部、２３ 第２サブパケット生成部、２４ 入出力変換部、２５ メモリ、２６ データ選択部、２７ データ加工部、２８ 誤り検出符号化部、２９ 誤り検出部、３０ データ取得部、３１ メモリ、３２ データ読出し部、３３ 無線変調部、３４ 第１データ連送制御部、３５ サブキャリア割当部、３６ 送信処理部、３７ 受信処理部、３８ 第１復号部、３９ 第１データ受信処理部、４０ 誤り検出部、４１ 第１データ解析部、４２ エレベータ停止装置、４３ 無線復調部、４４ データ書き込み部、４５ メモリ、４６ 第１データ連送合成部、４７ データ並び替え部、５０−１，５０−２ 入出力回路、５１−１，５１−２ ＣＰＵ、５２ ＦＰＧＡ、６１ 信号調整部、６２ 制御情報付加部、６３ 無線変調部、６４ 並べ替え部、１００ 無線通信システム。

Claims (11)

1. エレベータの状態を検知するセンサが出力する検出信号の値を含む第１データと、第２データとを含む無線パケットを生成する送信処理部と、
   生成された前記無線パケットを送信する送信アンテナと、
   前記検出信号の値が変化している期間が前記第１データの許容遅延時間未満である場合、前記期間が前記許容遅延時間以上となるように前記検出信号を調整する信号調整部と、
   を備え、
   前記第１データは前記第２データよりも高い信頼性が要求される種別のデータであって、複数の前記無線パケットのそれぞれは異なる前記第２データを含み、連続して送信される複数の前記無線パケットが同一の内容の前記第１データを含むことを特徴とする無線通信装置。
2. 前記送信処理部は、同一の内容の前記第１データを複数含む前記無線パケットを生成することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記送信処理部は、１つの前記無線パケットに含まれる複数の前記第１データのそれぞれの前にプリアンブルを挿入することを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記第１データを含む第１サブパケットを生成する第１サブパケット生成部と、
   前記第２データを含む第２サブパケットを生成する第２サブパケット生成部と、
   をさらに備え、
   前記送信処理部は、前記第１サブパケットおよび前記第２サブパケットを用いて前記無線パケットを生成することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
5. 前記第１サブパケットを誤り訂正符号化する第１符号化部と、
   前記第２サブパケットを誤り訂正符号化する第２符号化部と、
   をさらに備え、
   前記送信処理部は、誤り訂正符号化された前記第１サブパケットと誤り訂正符号化された前記第２サブパケットとを用いて前記無線パケットを生成することを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
6. 前記第２サブパケット生成部は、前記第２データの送信候補の中から、それぞれの第２データの要求する信頼性に基づいて選択した前記第２データを用いて、前記第２サブパケットを生成することを特徴とする請求項４または５に記載の無線通信装置。
7. 前記第２サブパケット生成部は、それぞれの前記第２データの要求する信頼性に基づいて、同一の内容の前記第２データを含む複数の前記第２サブパケットを生成することを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。
8. 前記第１データの許容遅延時間内に連続して送信される複数の前記無線パケットは、前記無線パケットの受信の成否に関わらず同一の内容の前記第１データを含むことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
9. 前記送信処理部は、前記第２データの再送要求に応答して、再送要求された前記第２データと、最新の前記第１データとを用いて前記無線パケットを生成することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
10. 前記送信アンテナは、エレベータを構成するかごの動作を制御する制御装置に前記無線パケットを送信することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
11. 無線通信装置が、
    エレベータの状態を検知するセンサが出力する検出信号の値を含む第１データと、第２データとを含む無線パケットを生成するステップと、
    前記検出信号の値が変化している期間が前記第１データの許容遅延時間未満である場合、前記期間が前記許容遅延時間以上となるように前記検出信号を調整するステップと、
    生成した前記無線パケットを送信するステップと、
    を含み、
    前記第１データは前記第２データよりも高い信頼性が要求される種別のデータであり、
    複数の前記無線パケットのそれぞれは異なる前記第２データを含み、
    連続して送信される複数の前記無線パケットが同一の内容の前記第１データを含むことを特徴とする無線通信方法。

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