JPWO2020179214A1 - 制御装置、制御方法、及び制御プログラム - Google Patents

Abstract

制御装置（１０）にて特定部（１１）は、複数の通信デバイスのうちで送信予定タイミングが重なって「送信衝突」が発生すると推定される「複数の衝突発生推定デバイス」を特定する。送信制御部（１２）は、特定部（１１）で特定された複数の衝突発生推定デバイスの送信タイミングを分散させる複数の「タイミング分散制御信号」を、複数の衝突発生推定デバイスの一部へそれぞれ送信する送信制御を実行する。

Description

本開示は、制御装置、制御方法、制御プログラム、及び通信システムに関する。

ＩｏＴ（Internet of Things）向けの無線通信技術として、低消費電力で広域をカバーすることができるＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）と総称される技術が注目されている。

そして、ＬＰＷＡを実現する通信システムが提案されている（例えば、非特許文献１）。非特許文献１に開示されている通信システムは、ネットワークサーバとゲートウェイと通信デバイス（エンド端末）とを含んでいる。

該通信システムにおいて、通信デバイスは、チャネル（周波数）及びデータレート（拡散率）が割り当てられ、この割り当てられたチャネル及びデータレートを用いて、データ信号を送信する。該通信システムでは、複数の通信デバイスに対して互いに異なるチャネル及びデータレートの組み合わせを割り当てることによって、該複数の通信デバイスの送信タイミングが重なった場合でも、送信衝突が生じる可能性を低減している。このデータレートを自動で割り当てる技術は、「ＡＤＲ（Adaptive Data Rate）」と呼ばれる。

また、該通信システムでは、通信衝突が生じる可能性を低減する、異なる技術として、「キャリアセンス」と呼ばれる技術が用意されている。キャリアセンスは、通信デバイスが送信を始める前に、使用しようとしているチャネルが他の通信デバイスによって使用されているか否かを確認する技術である。

ＬｏＲａＷＡＮ（登録商標） １．１ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ

本発明者は、ネットワークサーバの配下に多数の通信デバイスが存在する場合、送信タイミングが重なる通信デバイスの数が多くなる可能性があり、送信タイミングが重なる通信デバイスの数が多い場合には、上記のＡＤＲ及びキャリアセンスでは、送信衝突が生じる可能性を十分に低減できない可能性があることを見出した。そして、送信衝突が生じる可能性が高い場合、通信システムのスループットが低下してしまう可能性がある。

本開示の目的は、通信システムの輻輳を防ぐことによるパケットの損失を低減することができる、制御装置、制御方法、制御プログラム、及び通信システムを提供することにある。

第１の態様にかかる制御装置は、ネットワーク装置の配下に存在し且つ各通信デバイスに対応する送信周期で各通信デバイスがデータ信号を前記ネットワーク装置に向けて送信する複数の通信デバイスの送信タイミングを制御する制御装置であって、
前記複数の通信デバイスのうちで送信予定タイミングが重なって送信衝突が発生すると推定される複数の衝突発生推定デバイスを特定する特定部と、
前記複数の衝突発生推定デバイスの送信タイミングを分散させる複数のタイミング分散制御信号を前記複数の衝突発生推定デバイスの一部へそれぞれ送信する送信制御を実行する送信制御部と、
を具備する。

第２の態様にかかる制御方法は、ネットワーク装置の配下に存在し且つ各通信デバイスに対応する送信周期で各通信デバイスがデータ信号を前記ネットワーク装置に向けて送信する複数の通信デバイスの送信タイミングを制御する制御方法であって、
前記複数の通信デバイスのうちで送信予定タイミングが重なって送信衝突が発生すると推定される複数の衝突発生推定デバイスを特定し、
前記複数の衝突発生推定デバイスの送信タイミングを分散させる複数のタイミング分散制御信号を前記複数の衝突発生推定デバイスの一部へそれぞれ送信する送信制御を実行する。

第３の態様にかかる制御プログラムは、ネットワーク装置の配下に存在し且つ各通信デバイスに対応する送信周期で各通信デバイスがデータ信号を前記ネットワーク装置に向けて送信する複数の通信デバイスの送信タイミングを制御する制御装置に、
前記複数の通信デバイスのうちで送信予定タイミングが重なって送信衝突が発生すると推定される複数の衝突発生推定デバイスを特定し、
前記複数の衝突発生推定デバイスの送信タイミングを分散させる複数のタイミング分散制御信号を前記複数の衝突発生推定デバイスの一部へそれぞれ送信する送信制御を実行する、
処理を、実行させる。

第４の態様にかかる通信システムは、ネットワーク装置の配下に存在し且つ各通信デバイスに対応する送信周期で各通信デバイスがデータ信号を前記ネットワーク装置に向けて送信する複数の通信デバイスと、
前記複数の通信デバイスの送信タイミングを制御する前記ネットワーク装置と、
を含み、
前記ネットワーク装置は、
前記複数の通信デバイスのうちで送信予定タイミングが重なって送信衝突が発生すると推定される複数の衝突発生推定デバイスを特定する特定部と、
前記複数の衝突発生推定デバイスの送信タイミングを分散させる複数のタイミング分散制御信号を前記複数の衝突発生推定デバイスの一部へそれぞれ送信する送信制御を実行する送信制御部と、
を具備する。

本開示により、通信システムの輻輳を防ぐことによるパケットの損失を低減することができる、制御装置、制御方法、制御プログラム、及び通信システムを提供することができる。

第１実施形態における制御装置の一例を示すブロック図である。 第２実施形態における通信システムの一例を示す図である。 第２実施形態における制御装置を含むネットワーク装置の一例を示すブロック図である。 第２実施形態における制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。 衝突発生推定デバイスの説明に供する図である。 送信タイミング調整の説明に供する図である。 他の送信タイミング調整の説明に供する図である。 他の送信タイミング調整の説明に供する図である。 制御装置のハードウェア構成例を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、実施形態について説明する。なお、実施形態において、同一又は同等の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態における制御装置の一例を示すブロック図である。図１に示す制御装置１０は、例えば、ネットワーク装置（不図示）に含まれるか、又は、ネットワーク装置（不図示）に接続されて用いられる。制御装置１０は、ネットワーク装置（不図示）の配下に存在し且つ各通信デバイス（不図示）に対応する送信周期で各通信デバイス（不図示）がデータ信号をネットワーク装置（不図示）に向けて送信する複数の通信デバイス（不図示）の送信タイミングを制御する装置である。

図１において制御装置１０は、特定部１１と、送信制御部１２とを有している。

特定部１１は、複数の通信デバイス（不図示）のうちで送信予定タイミングが重なって「送信衝突」が発生すると推定される「複数の衝突発生推定デバイス」を特定する。

送信制御部１２は、特定部１１で特定された複数の衝突発生推定デバイスの送信タイミングを分散させる複数の「タイミング分散制御信号」を、複数の衝突発生推定デバイスの一部へそれぞれ送信する送信制御を実行する。

以上で説明した制御装置１０の構成により、複数の衝突発生推定デバイスの送信タイミングを分散させることができるので、送信衝突が生じる可能性を十分に低減することができる。この結果として、通信システムにおける輻輳を防ぐことによるパケットの損失を低減することができる。

＜第２実施形態＞
＜通信システムの概要＞
図２は、第２実施形態における通信システムの一例を示す図である。図２において通信システム１は、ネットワーク装置２０と、中継装置３０と、通信デバイス４０−１〜４０−Ｎとを有している。以下では、通信デバイス４０−１〜４０−Ｎを特に区別しない場合、通信デバイス４０−１〜４０−Ｎを総称して単に通信デバイス４０と呼ぶことがある。

例えば、通信システム１は、ＬｏＲａＷＡＮ（登録商標）通信システムであり、ネットワーク装置２０は、ＬｏＲａＷＡＮ（登録商標）ネットワークサーバである。また、例えば、中継装置３０は、ＬｏＲａＷＡＮ（登録商標）ゲートウェイであり、通信デバイス４０は、ＬｏＲａＷＡＮ（登録商標）デバイスである。また、通信システム１は、例えば、プラントに構築されたシステムであり、通信デバイス４０は、例えば、センサデバイスである。

通信デバイス４０−１〜４０−Ｎは、通信デバイス４０−１〜４０−Ｎのうちの他の通信デバイス４０と同じ送信周期に対応する通信デバイス４０、および、通信デバイス４０−１〜４０−Ｎのうちのいずれの他の通信デバイス４０とも送信周期が異なる通信デバイス４０を含む。

通信デバイス４０は、自身の送信周期に基づく送信タイミングにおいて、データ信号（例えば、センシング結果信号）を、中継装置３０へ（つまり、ネットワーク装置２０に向けて）送信する。ここで、上記の通り、複数の通信デバイス４０の間で送信タイミングが重なった場合、「送信衝突」が生じる可能性がある。例えば、通信システム１がプラントに構築されたシステムである場合、通信デバイス４０から送信されるセンシング結果信号が送信衝突に起因してネットワーク装置２０に届かないことで問題の発見や解決が遅れ、プラントに重大な問題が生じてしまう可能性がある。

＜制御装置の構成例＞
図３は、第２実施形態における制御装置を含むネットワーク装置の一例を示すブロック図である。図３においてネットワーク装置２０は、通信部２１と、記憶部２２と、制御装置５０とを有している。なお、ここでは、制御装置５０がネットワーク装置２０に含まれるものとして説明を行っているが、これに限定されるものではなく、制御装置５０は、ネットワーク装置２０に接続され且つネットワーク装置２０とは別体の装置であってもよい。

通信部２１は、中継装置３０との間で通信を行う機能部である。通信部２１は、例えば、通信デバイス４０から送信された信号を、中継装置３０を介して受信する。また、通信部２１は、例えば、制御装置５０から受け取った信号を、中継装置３０へ送信する。

記憶部２２は、各通信デバイス４０の通信履歴（つまり、通信デバイス４０から送信された信号を、通信部２１にて中継装置３０を介して受信した受信履歴）を記憶する。

また、図３において制御装置５０は、特定部５１と、送信制御部５２とを有している。

特定部５１は、例えば、記憶部２２に記憶されている通信履歴を用いて、各通信デバイス４０の送信周期及び送信予定タイミングを特定する。そして、特定部５１は、特定した各通信デバイス４０の送信予定タイミングに基づいて、通信デバイス４０−１〜４０−Ｎのうちで送信タイミングが重なって送信衝突が発生すると推定される複数の衝突発生推定デバイス４０を特定する。ここで、特定される複数の衝突発生推定デバイス４０は、通信デバイス４０−１〜４０−Ｎのうちで、事前に割り当てられているチャネル及びデータレートが同じ複数の通信デバイス４０に限定されてもよい。すなわち、特定部５１は、通信デバイス４０−１〜４０−Ｎのうちで、事前に割り当てられているチャネル及びデータレートが互いに同じであり、且つ、送信タイミングが重なって送信衝突が発生すると推定される複数の衝突発生推定デバイス４０を特定してもよい。

送信制御部５２は、第１実施形態の送信制御部１２と同様に、特定部５１で特定された複数の衝突発生推定デバイスの送信タイミングを分散させる複数の「タイミング分散制御信号」を、複数の衝突発生推定デバイスの一部へそれぞれ送信する送信制御を実行する。

例えば、送信制御部５２は、複数のタイミング分散制御信号のそれぞれに対して、互いの拡散率が異なる複数のデータレートから、複数のタイミング分散制御信号に対応する使用データレートが分散するように、使用データレートを割り当てる。そして、送信制御部５２は、各タイミング分散信号を、各タイミング分散制御信号に割り当てられた使用データレートを用いて送信する、送信制御を実行する。例えば、送信制御部５２は、各タイミング分散制御信号と、各タイミング分散制御信号に対応する通信デバイス４０の識別情報と、各タイミング分散制御信号に対して割り当てられた使用データレートを示す情報とを対応づけて（一緒にまとめて）、通信部２１に対して中継装置３０へ送信させる。この通信部２１から送信された信号を受信した中継装置３０は、各タイミング分散信号に対応づけられた使用データレートによって、各タイミング分散信号を、各タイミング分散制御信号に対応づけられた通信デバイス４０に向けて送信する。例えば、送信制御部５２は、各タイミング分散制御信号に、各タイミング分散制御信号に対応する通信デバイス４０の識別情報及び各タイミング分散制御信号に対して割り当てられた使用データレートを示す情報を含めて、各タイミング分散制御信号を送信してもよい。ここで、通信デバイス４０においてタイミング分散制御信号の受信に掛かる時間は、使用データレートに応じて異なる。すなわち、低い使用データレートによって送信されたタイミング分散制御信号の受信に掛かる時間は、高い使用データレートによって送信されたタイミング分散制御信号の受信に掛かる時間よりも長くなる。このため、より低い使用データレートによって送信されたタイミング分散制御信号を受信する通信デバイス４０ほど、タイミング分散制御信号の受信を契機として次のデータ信号を送信するまでに、より長い時間が掛かることになる。この使用データレートの違いに起因した送信タイミングのずれを利用することによって、複数の衝突発生推定デバイス４０についての送信衝突が生じる可能性を低減することができる。

上記の「タイミング分散制御信号」は、例えば、タイミング分散制御信号を受信した衝突発生推定デバイス４０に対してネットワーク装置２０への再接続を要求する「再接続命令信号」であってもよい。通信システム１がＬｏＲａＷＡＮ（登録商標）通信システムである場合、「再接続命令信号」として、フォースリジョイン（Force Rejoin）コマンドが用いられてもよい。

又は、上記の「タイミング分散制御信号」は、例えば、タイミング分散制御信号を受信した衝突発生推定デバイス４０に対して、次に送信が予定されるデータ信号の送信タイミングを、タイミング分散制御信号を受信したタイミングから所定時間後のタイミングに指定する「送信タイミング指定信号」であってもよい。通信システム１がＬｏＲａＷＡＮ（登録商標）通信システムである場合、「送信タイミング指定信号」は、アプリケーションコマンドであってもよい。ここで、「送信タイミング指定信号」の送信制御の方法としては、２つの方法が考えられる。１つ目は、送信制御部５２が、クロック同期信号を送信してネットワーク装置２０と衝突発生推定デバイス４０とのクロック同期を確立した後に、送信タイミング指定信号を送信する方法である。２つ目は、クロック同期を確立させずに、送信タイミング指定信号を送信する方法である。

また、送信制御部５２は、送信衝突が発生すると推定される発生タイミングよりも前に、衝突発生推定デバイス４０から送信された信号の受信をトリガとして、タイミング分散制御信号を送信する、送信制御を実行してもよい。ＬｏＲａＷＡＮ（登録商標）には、通信デバイスは２つの短い受信ウィンドウ（ＲＸ１，ＲＸ２）を開く必要があると規定されている。受信ウィンドウのスタートタイミングは、通信デバイスのデータ送信の終わりを基準として定義されている。このため、通信システム１がＬｏＲａＷＡＮ（登録商標）通信システムである場合、送信制御部５２は、タイミング分散制御信号が２つの受信ウィンドウ（ＲＸ１，ＲＸ２）のタイミングで中継装置３０から送信されるように制御する。

なお、通信システム１がＬｏＲａＷＡＮ（登録商標）通信システムである場合、複数の「タイミング分散制御信号」を複数の衝突発生推定デバイスの一部へそれぞれ送信する送信制御の前に、送信制御部５２は、複数の衝突発生推定デバイスについてのＡＤＲを実行して、チャネル変更又はデータレート変更を行ってもよい。そして、ＡＤＲを実行しても送信衝突が生じると判定される場合に、送信制御部５２は、複数の「タイミング分散制御信号」を複数の衝突発生推定デバイスの一部へそれぞれ送信する送信制御を実行してもよい。

また、「送信タイミング指定信号」による送信タイミングの調整は、「再接続命令信号」による送信タイミングの調整を行っても送信衝突が生じると判定される場合に、行われてもよい。

＜制御装置の動作例＞
以上の構成を有する制御装置の処理動作の一例について説明する。図４は、第２実施形態における制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。

制御装置５０において特定部５１は、通信履歴を用いて、各通信デバイス４０の送信に用いるチャネル及びデータレート、送信周期、並びに、送信予定タイミングを特定する（ステップＳ１０１）。

特定部５１は、通信デバイス４０−１〜４０−Ｎのうちで、事前に割り当てられているチャネル及びデータレートが互いに同じであり且つ送信タイミングが重なって、送信衝突が発生すると推定される複数の衝突発生推定デバイス４０を特定する（ステップＳ１０２）。

図５は、衝突発生推定デバイスの説明に供する図である。図５には、互いに送信周期の異なる３つの通信デバイス４０（図５では、通信デバイスＡ，Ｂ，Ｃと記載されている）の各送信タイミングが矢印によって示されている。図５においては、タイミングＴ１において通信デバイスＢと通信デバイスＣとの送信タイミングが重なり、タイミングＴ２において通信デバイスＡと通信デバイスＢと通信デバイスＣとの送信タイミングが重なっている。この場合には、特定部５１は、通信デバイスＢ及び通信デバイスＣ、又は、通信デバイスＡ、通信デバイスＢ、及び通信デバイスＣを、複数の衝突発生推定デバイス４０として特定することになる。

図４の説明に戻り、送信制御部５２は、複数の衝突発生推定デバイスの送信タイミングを分散させる複数の「タイミング分散制御信号」のそれぞれに対して、互いの拡散率が異なる複数のデータレートから、複数のタイミング分散制御信号に対応する使用データレートが分散するように、使用データレートを割り当てる（ステップＳ１０３）。

送信制御部５２は、各タイミング分散制御信号に、各タイミング分散制御信号に対応する通信デバイス４０の識別情報及び各タイミング分散制御信号に対して割り当てられた使用データレートを示す情報を含めて、各タイミング分散制御信号を中継装置３０へ送信する（ステップＳ１０４）。

このタイミング分散制御信号を受信した中継装置３０は、各タイミング分散信号に対応づけられた使用データレートによって、各タイミング分散信号を、各タイミング分散制御信号に対応づけられた通信デバイス４０に向けて送信することになる。

図６は、送信タイミング調整の説明に供する図である。図６において、上向きの矢印は、通信デバイスからネットワーク装置に向けた送信を表し、下向きの矢印は、ネットワーク装置から通信デバイスに向けた送信を表している。図６では、送信タイミング調整前の周期におけるタイミングＴ１１において、或る通信デバイス４０が、データ信号をネットワーク装置２０に向けて送信している。そして、タイミングＴ１２において通信デバイス４０は、タイミング分散制御信号としてのフォースリジョインコマンドを受信している。例えば、ＬｏＲａＷＡＮ（登録商標）に規定されているＤＲ５によってフォースリジョインコマンドが中継装置３０から送信されている場合、通信デバイス４０は、その受信に０．０５秒掛かる。また、ＤＲ４の場合には、その受信に０．０９秒掛かり、ＤＲ２の場合には、３．３３秒掛かる。このように、フォースリジョインコマンドの送信に用いられるデータレートが変わることによって、通信デバイス４０において受信処理が完了するタイミングが異なってくる。さらに、上記の通り、受信ウィンドウＲＸ１及び受信ウィンドウＲＸ２のいずれにおいて通信デバイス４０がフォースリジョインコマンドを受信するかによっても、通信デバイス４０において受信処理が完了するタイミングが異なってくる。図６に示した例では、ＤＲ２によって受信ウィンドウＲＸ２のタイミングで送信されたフォースリジョインコマンドによって通信デバイス４０の送信タイミングが調整され、タイミングＴ１３及びタイミングＴ１５では送信が行われず、タイミングＴ１４及びタイミングＴ１６で送信が行われるようになっている。

図７及び図８は、他の送信タイミング調整の説明に供する図である。図７及び図８では、タイミング分散制御信号としてアプリケーションコマンドが用いられている。そして、図７には、クロック同期を確立させずに、アプリケーションコマンドが送信されるケースが示されており、図８には、クロック同期を確立した後に、アプリケーションコマンドが送信されるケースが示されている。図７では、通信デバイス４０は、アプリケーションコマンドの受信後の所定時間後（図７では、１０秒後）に、調整後の送信周期が開始している。一方、図８では、アプリケーションコマンドによって指定された開始時間及び周期間隔（図８では、Ｘ時から△秒間隔）によって送信周期が調整されている。

＜他の実施形態＞
図９は、制御装置のハードウェア構成例を示す図である。図９において制御装置１００は、プロセッサ１０１と、メモリ１０２とを有している。プロセッサ１０１は、例えば、マイクロプロセッサ、MPU（Micro Processing Unit）、又はCPU（Central Processing Unit）であってもよい。プロセッサ１０１は、複数のプロセッサを含んでもよい。メモリ１０２は、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。メモリ１０２は、プロセッサ１０１から離れて配置されたストレージを含んでもよい。この場合、プロセッサ１０１は、図示されていないI/Oインタフェースを介してメモリ１０２にアクセスしてもよい。

第１実施形態及び第２実施形態の制御装置１０，５０は、それぞれ、図９に示したハードウェア構成を有することができる。第１実施形態及び第２実施形態の制御装置１０，５０の特定部１１，５１と、送信制御部１２，５２と、プロセッサ１０１がメモリ１０２に記憶されたプログラムを読み込んで実行することにより実現されてもよい。プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、制御装置１０，５０に供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）を含む。さらに、非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗを含む。さらに、非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、半導体メモリを含む。半導体メモリは、例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によって制御装置１０，５０に供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムを制御装置１０，５０に供給できる。

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）
ネットワーク装置の配下に存在し且つ各通信デバイスに対応する送信周期で各通信デバイスがデータ信号を前記ネットワーク装置に向けて送信する複数の通信デバイスの送信タイミングを制御する制御装置であって、
前記複数の通信デバイスのうちで送信予定タイミングが重なって送信衝突が発生すると推定される複数の衝突発生推定デバイスを特定する特定部と、
前記複数の衝突発生推定デバイスの送信タイミングを分散させる複数のタイミング分散制御信号を前記複数の衝突発生推定デバイスの一部へそれぞれ送信する送信制御を実行する送信制御部と、
を具備する、
制御装置。

（付記２）
前記送信制御部は、前記複数のタイミング分散制御信号の一部又は全部のそれぞれに対して、互いの拡散率が異なる複数のデータレートから、前記複数のタイミング分散制御信号に対応する使用データレートが分散するように、使用データレートを割り当て、各タイミング分散制御信号を、各タイミング分散制御信号に割り当てられた使用データレートを用いて送信する、前記送信制御を実行する、
付記１記載の制御装置。

（付記３）
前記複数の衝突発生推定デバイスは、前記複数の衝突発生推定デバイスのうちの他の衝突発生推定デバイスと同じ送信周期に対応する衝突発生推定デバイス、および、前記複数の衝突発生推定デバイスのうちのいずれの他の衝突発生推定デバイスとも送信周期が異なる衝突発生推定デバイスを含み、
前記送信制御部は、前記送信衝突が発生すると推定される発生タイミングよりも前に、前記衝突発生推定デバイスから送信された信号の受信をトリガとして、前記タイミング分散制御信号を送信する、前記送信制御を実行する、
付記１又は２に記載の制御装置。

（付記４）
前記タイミング分散制御信号は、前記タイミング分散制御信号を受信した前記衝突発生推定デバイスに対して前記ネットワーク装置への再接続を要求する再接続命令信号、又は、前記タイミング分散制御信号を受信した前記衝突発生推定デバイスに対して、次に送信が予定されるデータ信号の送信タイミングを、前記タイミング分散制御信号を受信したタイミングから所定時間後のタイミングに指定する送信タイミング指定信号である、
付記１から３のいずれか１項に記載の制御装置。

（付記５）
前記ネットワーク装置及び前記複数の通信デバイスは、ＬｏＲａＷＡＮ通信システムに含まれ、
前記再接続命令信号は、フォースリジョイン（Force Rejoin）コマンドである、
付記４記載の制御装置。

（付記６）
前記ネットワーク装置及び前記複数の通信デバイスは、ＬｏＲａＷＡＮ通信システムに含まれ、
前記送信タイミング指定信号は、アプリケーションコマンドである、
付記４記載の制御装置。

（付記７）
前記送信制御部は、クロック同期信号を送信して前記ネットワーク装置と前記衝突発生推定デバイスとのクロック同期を確立した後に、前記送信タイミング指定信号を送信する、前記送信制御を実行する、
付記４記載の制御装置。

（付記８）
前記複数の衝突発生推定デバイスは、割り当てられたチャネル及びデータレートが同じ複数の通信デバイスである、
付記１から７のいずれか１項に記載の制御装置。

（付記９）
付記１から７のいずれか１項に記載の制御装置を含むネットワーク装置。

（付記１０）
ネットワーク装置の配下に存在し且つ各通信デバイスに対応する送信周期で各通信デバイスがデータ信号を前記ネットワーク装置に向けて送信する複数の通信デバイスの送信タイミングを制御する制御方法であって、
前記複数の通信デバイスのうちで送信予定タイミングが重なって送信衝突が発生すると推定される複数の衝突発生推定デバイスを特定し、
前記複数の衝突発生推定デバイスの送信タイミングを分散させる複数のタイミング分散制御信号を前記複数の衝突発生推定デバイスの一部へそれぞれ送信する送信制御を実行する、
制御方法。

（付記１１）
ネットワーク装置の配下に存在し且つ各通信デバイスに対応する送信周期で各通信デバイスがデータ信号を前記ネットワーク装置に向けて送信する複数の通信デバイスの送信タイミングを制御する制御装置に、
前記複数の通信デバイスのうちで送信予定タイミングが重なって送信衝突が発生すると推定される複数の衝突発生推定デバイスを特定し、
前記複数の衝突発生推定デバイスの送信タイミングを分散させる複数のタイミング分散制御信号を前記複数の衝突発生推定デバイスの一部へそれぞれ送信する送信制御を実行する、
処理を、実行させる制御プログラム。

（付記１２）
ネットワーク装置の配下に存在し且つ各通信デバイスに対応する送信周期で各通信デバイスがデータ信号を前記ネットワーク装置に向けて送信する複数の通信デバイスと、
前記複数の通信デバイスの送信タイミングを制御する前記ネットワーク装置と、
を含み、
前記ネットワーク装置は、
前記複数の通信デバイスのうちで送信予定タイミングが重なって送信衝突が発生すると推定される複数の衝突発生推定デバイスを特定する特定部と、
前記複数の衝突発生推定デバイスの送信タイミングを分散させる複数のタイミング分散制御信号を前記複数の衝突発生推定デバイスの一部へそれぞれ送信する送信制御を実行する送信制御部と、
を具備する、
通信システム。

この出願は、２０１９年３月１日に出願された日本出願特願２０１９−０３７３３８を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１ 通信システム
１０ 制御装置
１１ 特定部
１２ 送信制御部
２０ ネットワーク装置
２１ 通信部
２２ 記憶部
３０ 中継装置
４０ 通信デバイス
５０ 制御装置
５１ 特定部
５２ 送信制御部

例えば、送信制御部５２は、複数のタイミング分散制御信号のそれぞれに対して、互いの拡散率が異なる複数のデータレートから、複数のタイミング分散制御信号に対応する使用データレートが分散するように、使用データレートを割り当てる。そして、送信制御部５２は、各タイミング分散制御信号を、各タイミング分散制御信号に割り当てられた使用データレートを用いて送信する、送信制御を実行する。例えば、送信制御部５２は、各タイミング分散制御信号と、各タイミング分散制御信号に対応する通信デバイス４０の識別情報と、各タイミング分散制御信号に対して割り当てられた使用データレートを示す情報とを対応づけて（一緒にまとめて）、通信部２１に対して中継装置３０へ送信させる。この通信部２１から送信された信号を受信した中継装置３０は、各タイミング分散制御信号に対応づけられた使用データレートによって、各タイミング分散制御信号を、各タイミング分散制御信号に対応づけられた通信デバイス４０に向けて送信する。例えば、送信制御部５２は、各タイミング分散制御信号に、各タイミング分散制御信号に対応する通信デバイス４０の識別情報及び各タイミング分散制御信号に対して割り当てられた使用データレートを示す情報を含めて、各タイミング分散制御信号を送信してもよい。ここで、通信デバイス４０においてタイミング分散制御信号の受信に掛かる時間は、使用データレートに応じて異なる。すなわち、低い使用データレートによって送信されたタイミング分散制御信号の受信に掛かる時間は、高い使用データレートによって送信されたタイミング分散制御信号の受信に掛かる時間よりも長くなる。このため、より低い使用データレートによって送信されたタイミング分散制御信号を受信する通信デバイス４０ほど、タイミング分散制御信号の受信を契機として次のデータ信号を送信するまでに、より長い時間が掛かることになる。この使用データレートの違いに起因した送信タイミングのずれを利用することによって、複数の衝突発生推定デバイス４０についての送信衝突が生じる可能性を低減することができる。

このタイミング分散制御信号を受信した中継装置３０は、各タイミング分散制御信号に対応づけられた使用データレートによって、各タイミング分散制御信号を、各タイミング分散制御信号に対応づけられた通信デバイス４０に向けて送信することになる。

Claims (12)

1. ネットワーク装置の配下に存在し且つ各通信デバイスに対応する送信周期で各通信デバイスがデータ信号を前記ネットワーク装置に向けて送信する複数の通信デバイスの送信タイミングを制御する制御装置であって、
   前記複数の通信デバイスのうちで送信予定タイミングが重なって送信衝突が発生すると推定される複数の衝突発生推定デバイスを特定する特定手段と、
   前記複数の衝突発生推定デバイスの送信タイミングを分散させる複数のタイミング分散制御信号を前記複数の衝突発生推定デバイスの一部へそれぞれ送信する送信制御を実行する送信制御手段と、
   を具備する、
   制御装置。
2. 前記送信制御手段は、前記複数のタイミング分散制御信号の一部又は全部のそれぞれに対して、互いの拡散率が異なる複数のデータレートから、前記複数のタイミング分散制御信号に対応する使用データレートが分散するように、使用データレートを割り当て、各タイミング分散制御信号を、各タイミング分散制御信号に割り当てられた使用データレートを用いて送信する、前記送信制御を実行する、
   請求項１記載の制御装置。
3. 前記複数の衝突発生推定デバイスは、前記複数の衝突発生推定デバイスのうちの他の衝突発生推定デバイスと同じ送信周期に対応する衝突発生推定デバイス、および、前記複数の衝突発生推定デバイスのうちのいずれの他の衝突発生推定デバイスとも送信周期が異なる衝突発生推定デバイスを含み、
   前記送信制御手段は、前記送信衝突が発生すると推定される発生タイミングよりも前に、前記衝突発生推定デバイスから送信された信号の受信をトリガとして、前記タイミング分散制御信号を送信する、前記送信制御を実行する、
   請求項１又は２に記載の制御装置。
4. 前記タイミング分散制御信号は、前記タイミング分散制御信号を受信した前記衝突発生推定デバイスに対して前記ネットワーク装置への再接続を要求する再接続命令信号、又は、前記タイミング分散制御信号を受信した前記衝突発生推定デバイスに対して、次に送信が予定されるデータ信号の送信タイミングを、前記タイミング分散制御信号を受信したタイミングから所定時間後のタイミングに指定する送信タイミング指定信号である、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
5. 前記ネットワーク装置及び前記複数の通信デバイスは、ＬｏＲａＷＡＮ通信システムに含まれ、
   前記再接続命令信号は、フォースリジョイン（Force Rejoin）コマンドである、
   請求項４記載の制御装置。
6. 前記ネットワーク装置及び前記複数の通信デバイスは、ＬｏＲａＷＡＮ通信システムに含まれ、
   前記送信タイミング指定信号は、アプリケーションコマンドである、
   請求項４記載の制御装置。
7. 前記送信制御手段は、クロック同期信号を送信して前記ネットワーク装置と前記衝突発生推定デバイスとのクロック同期を確立した後に、前記送信タイミング指定信号を送信する、前記送信制御を実行する、
   請求項４記載の制御装置。
8. 前記複数の衝突発生推定デバイスは、割り当てられたチャネル及びデータレートが同じ複数の通信デバイスである、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の制御装置。
9. 請求項１から７のいずれか１項に記載の制御装置を含むネットワーク装置。
10. ネットワーク装置の配下に存在し且つ各通信デバイスに対応する送信周期で各通信デバイスがデータ信号を前記ネットワーク装置に向けて送信する複数の通信デバイスの送信タイミングを制御する制御方法であって、
    前記複数の通信デバイスのうちで送信予定タイミングが重なって送信衝突が発生すると推定される複数の衝突発生推定デバイスを特定し、
    前記複数の衝突発生推定デバイスの送信タイミングを分散させる複数のタイミング分散制御信号を前記複数の衝突発生推定デバイスの一部へそれぞれ送信する送信制御を実行する、
    制御方法。
11. ネットワーク装置の配下に存在し且つ各通信デバイスに対応する送信周期で各通信デバイスがデータ信号を前記ネットワーク装置に向けて送信する複数の通信デバイスの送信タイミングを制御する制御装置に、
    前記複数の通信デバイスのうちで送信予定タイミングが重なって送信衝突が発生すると推定される複数の衝突発生推定デバイスを特定し、
    前記複数の衝突発生推定デバイスの送信タイミングを分散させる複数のタイミング分散制御信号を前記複数の衝突発生推定デバイスの一部へそれぞれ送信する送信制御を実行する、
    処理を、実行させる制御プログラムを格納する非一時的なコンピュータ可読媒体。
12. ネットワーク装置の配下に存在し且つ各通信デバイスに対応する送信周期で各通信デバイスがデータ信号を前記ネットワーク装置に向けて送信する複数の通信デバイスと、
    前記複数の通信デバイスの送信タイミングを制御する前記ネットワーク装置と、
    を含み、
    前記ネットワーク装置は、
    前記複数の通信デバイスのうちで送信予定タイミングが重なって送信衝突が発生すると推定される複数の衝突発生推定デバイスを特定する特定手段と、
    前記複数の衝突発生推定デバイスの送信タイミングを分散させる複数のタイミング分散制御信号を前記複数の衝突発生推定デバイスの一部へそれぞれ送信する送信制御を実行する送信制御手段と、
    を具備する、
    通信システム。

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