WO2019097957A1 - 通信装置の制御方法、及び、通信装置 - Google Patents

通信装置の制御方法、及び、通信装置 Download PDF

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WO2019097957A1
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period
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transmission method
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泰弘 倉谷
龍二 下地
敬太 八木
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村田機械株式会社
サイレックス・テクノロジー株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a control method of a communication apparatus and a communication apparatus.
  • a control system including a traveling vehicle traveling on a ceiling or a floor surface and a device (also referred to as a device) for processing an article is used.
  • the devices included in the control system receive control information of the devices from the control device of the control system, and operate according to the received control information.
  • Wireless communication may be used to transmit and receive control information. If communication fails due to radio noise or the like, retransmission is performed.
  • the control device needs to sequentially communicate with each of the plurality of devices within a limited time. Therefore, communication with each device, including retransmission, needs to be completed within a predetermined time of the limited time, and it is desirable to complete in as short a time as possible.
  • Patent Document 1 discloses a technique for selecting an optimal transmission rate, more generally, a transmission scheme in accordance with a communication environment in a communication system.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a control method and the like of a communication apparatus for selecting a transmission method capable of completing communication in a shorter time.
  • a control method of a communication apparatus is a control method of a communication apparatus including a communication interface for communicating with a wireless terminal, and a plurality of control methods within a first period.
  • a determination step of determining a transmission scheme in which communication with the wireless terminal is successful in the first period, and a trial of communication in the transmission scheme in which communication with the wireless terminal is determined to be successful are the first Adjusting the schedule information to start earlier in the second period after the period than in the first period.
  • the communication device schedules the communication attempt by the transmission method which is assumed to have a relatively high probability of successful communication, earlier than in the first period. adjust. This allows the communication device to succeed in communication in the second period earlier than in the first period.
  • the communication apparatus can select a transmission method that can complete communication in a shorter time.
  • the schedule information includes an order of trial of communication in each of the plurality of transmission methods, and in the adjustment step, it is determined in the transmission method that communication with the wireless terminal in the schedule information is successful.
  • the schedule information may be adjusted by speeding up the order of communication attempts.
  • the communication apparatus has a specific configuration in which the order of communication attempts by the transmission method is assumed to be quick in the schedule, assuming that the probability of successful communication in the second period is relatively high. Can select the transmission method that can complete the communication.
  • the schedule information includes the number of attempts of communication in each of the plurality of transmission methods, and in the adjusting step, it is determined in the transmission method that communication with the wireless terminal in the schedule information is successful.
  • the schedule information may be adjusted by relatively increasing the number of communication attempts.
  • the communication device relatively increases the number of attempts of communication by the transmission method in which it is assumed that the probability of successful communication in the second period in the schedule is relatively high. It is possible to select a transmission method that can complete communication in a shorter time.
  • the schedule may be further arranged to start, in the second period, the trial of communication in the transmission method determined to have failed communication with the wireless terminal later than in the first period. Information may be adjusted.
  • the communication apparatus delays the order of the communication attempts by the transmission scheme assumed to have a relatively low probability of successful communication in the second period in the schedule.
  • a transmission scheme different from the transmission scheme in which the order is delayed can be attempted relatively early in the second period, and the point in time at which the communication trial succeeds can be made as early as possible. Therefore, it is possible to select a transmission method that can complete communication in a shorter time.
  • success / failure information indicating success or failure of communication trials in a plurality of the first periods for communicating with one wireless terminal is acquired, and one transmission is performed based on the acquired success / failure information. It is determined whether communication with the one wireless terminal is successful in the first period equal to or greater than the threshold among the plurality of first periods according to the scheme, and in the adjustment step, the threshold is equal to or more than the threshold according to the one transmission scheme
  • the schedule information may be adjusted only when it is determined in the determination step that the communication with the one wireless terminal is successful in the first period.
  • the communication apparatus changes the schedule only when the success of the communication in the first period in one transmission method occurs more than the threshold value among a plurality of times. If it is assumed that the schedule is changed due to a relatively small number of successful communications, the schedule change is performed due to a temporary or instantaneous change in the radio wave condition, so that the frequency of the schedule change increases and the operation of the communication device It can be unstable. Therefore, the operation of the communication apparatus can be stabilized by suppressing the change of the schedule by the success of the relatively small number of communications.
  • each of the first period and the second period may be a period predetermined as a dedicated period for investigating a wireless communication environment.
  • the communication apparatus can try the communication without affecting the communication related to the control data for controlling the device included in the control system, and can complete the communication in a shorter time. Can be selected.
  • each of the first period and the second period may be a period predetermined as a dedicated period for communication between the communication device and the wireless terminal.
  • the communication apparatus can investigate the wireless communication environment concurrently with the communication related to the control data for controlling the devices included in the control system, and can select an appropriate transmission method. As a result, it is possible to select a transmission method that can complete communication in a shorter time.
  • the communication device stores an initial schedule which is the schedule information before adjustment in the adjustment step, and in the adjustment step, the schedule information after adjustment after adjusting the schedule information.
  • the control step, the determination step, and the adjustment step are performed with the plurality of continuous periods after the second period as the first period according to When the adjustment of the schedule information is not performed, the initial schedule may be set as the adjustment of the schedule information.
  • the communication apparatus has an opportunity to try a transmission method with a relatively high transmission rate, and if communication with the transmission method with a relatively high transmission rate is successful, then the initial schedule is used. It is possible to try to communicate. In this way, there is an advantage that transmission schemes with relatively high transmission rates can be allocated to relatively earlier times in the schedule.
  • a communication apparatus is a communication apparatus including a communication interface for communicating with a wireless terminal, wherein, within a first period, one transmission method included in a plurality of transmission methods is scheduled information
  • a control unit for attempting to communicate with the wireless terminal by the communication interface in the selected one transmission method while sequentially selecting according to the above, and with the wireless terminal in the first period among the plurality of transmission methods
  • a determination unit that determines a transmission scheme in which communication has succeeded, and a trial of communication in the transmission scheme in which communication with the wireless terminal has been determined to be successful in the second period after the first period;
  • the adjustment unit adjusts the schedule information to start earlier than in the period.
  • the present invention can be realized not only as an apparatus, but also as a method in which processing means constituting the apparatus are steps, or a program which causes the computer to execute the steps, or a computer reading the program It can be realized as a recording medium such as a possible CD-ROM, or as information, data or signals indicating the program. And these programs, information, data, and signals may be distributed via a communication network such as the Internet.
  • control method of the communication apparatus can select the transmission method capable of completing the communication in a shorter time.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a control system according to the embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing an example of communication timing in the control system according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of a base station according to the embodiment.
  • FIG. 4 is an explanatory drawing showing an example of a schedule of a transmission method used for trial of communication within a communication period according to the embodiment.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the timing of the communication attempt made according to the schedule of FIG.
  • FIG. 6 is a sequence diagram showing an example of communication in the control system according to the embodiment.
  • FIG. 7 is an explanatory view showing an example of the success / failure information according to the communication of FIG. FIG.
  • FIG. 8 is an explanatory view showing a first example of the timing of the communication trial based on the adjusted schedule according to the embodiment.
  • FIG. 9 is an explanatory view showing a second example of the timing of the communication attempt based on the adjusted schedule according to the embodiment.
  • FIG. 10 is an explanatory view showing a third example of the timing of the communication trial based on the adjusted schedule according to the embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a frame transmission process by the base station according to the embodiment.
  • FIG. 12 is a flow chart showing schedule adjustment processing by the base station according to the embodiment.
  • Embodiment In the present embodiment, a communication apparatus for selecting a transmission method capable of completing communication in a shorter time and a control method therefor will be described.
  • the communication apparatus is realized as a base station apparatus.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of a control system 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 1 schematically shows a top view of a facility in which the control system 1 is deployed, and a network configuration diagram.
  • the control system 1 includes a base station 10, terminals 20A, 20B and 20C, a network 30, and a control device 40.
  • the terminals 20A, 20B and 20C are also referred to as "terminals 20A etc.”
  • the control system 1 is a tracked type in which a terminal 20A or the like that is a traveling vehicle traveling by computer control by the control device 40 travels on a track 5 which is a traveling path provided in advance on a ceiling or floor in the facility. It is a control system.
  • the terminal 20A moves to a designated point or transports an article according to control by the control device 40.
  • the control system 1 can be applied to a non-orbit control system as well.
  • the base station 10 is a base station apparatus (generally referred to as an access point) which is a communication apparatus that establishes a wireless communication link with each of the terminals 20A and the like to perform wireless communication.
  • the base station 10 performs wireless communication via a communication interface such as a wireless LAN conforming to, for example, the IEEE 802.11a, b, g, n standards and the like.
  • the base station 10 has a wireless communication area that covers the orbit 5.
  • the base station 10 sequentially transmits and receives frames by radio waves to and from each of the terminals 20A and the like.
  • the base station 10 and the control device 40 are communicably connected by the network 30. When the base station 10 receives, from the control device 40, a frame including control data relating to control of the terminal 20A or the like, the base station 10 transmits the frame to the terminal 20A or the like to be controlled by wireless communication.
  • the terminals 20A, 20B and 20C are traveling vehicles that travel under the control of the control device 40.
  • the terminals 20A and the like freely travel on the track 5 based on the control by the control device 40, and carry articles and the like.
  • the terminal 20A performs wireless communication with the base station 10 to receive a frame including control data from the control device 40, and transmits an ACK (Acknowledgement) frame when the reception is successful.
  • the terminals 20A and the like correspond to wireless terminals (generally referred to as stations) that perform wireless communication with the base station 10.
  • the terminals 20B and 20C are traveling vehicles having the same function as the terminal 20A. Each of the terminals 20B and 20C receives control data independent of the terminal 20A from the control device 40, and operates independently.
  • the number of terminals 20A and so on is not limited to three, and may be one or more.
  • the terminals 20A and the like may be configured to receive the same control data and execute only an instruction given to itself from the control data.
  • Each of the terminals 20A and so on is controlled to perform wireless communication with the base station 10 at different times.
  • the control device 40 sequentially transmits control data to each of the terminals 20A and the like by dividing time. Control data for each of the terminals 20A and the like transmitted by the control device 40 is transmitted from the base station 10 to each of the terminals 20A and the like by wireless communication.
  • the time divided as described above is also referred to as a communication period. Thus, communication periods for communication with each of the terminals 20A and the like are provided.
  • terminals 20A, 20B, and 20C are configured integrally with a traveling vehicle
  • terminals 20A, 20B, and 20C communicate separately from the traveling vehicle. It may be an apparatus.
  • the control device 40 is a control device that controls the operation of the terminal 20A and the like by a computer. Specifically, the control device 40 performs control to move the terminal 20A or the like to a predetermined position or to cause the terminal 20A to convey an article. The control device 40 transmits control data including the contents of the control to the terminal 20A or the like to be controlled via the base station 10.
  • the network 30 is a local area network in which the base station 10 and the controller 40 are connected.
  • the network 30 is, for example, a wired LAN conforming to the IEEE 802.3 standard or the like, or a wireless LAN conforming to the IEEE 802.11a, b, g, n standards or the like.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing an example of communication timing in the control system 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 shows a communication period, which is a period in which the base station 10 and the terminal 20A etc. perform wireless communication, with the horizontal axis representing time.
  • the communication period is provided such that each of the base station 10, the terminal 20A, the terminal 20B, and the terminal 20C can sequentially communicate. Further, when the base station 10 finishes the communication period for communication with all the terminals, the communication period is repeatedly provided so as to sequentially communicate with each terminal again. Such a communication period is realized by the control device 40 sequentially transmitting a frame including control data to each terminal. If the transmitted frame is not properly received by the terminal, the base station 10 retransmits the frame while changing the transmission method. This retransmission is also performed within the communication period.
  • the communication period T1 is a communication period for the base station 10 and the terminal 20A to communicate.
  • the base station 10 transmits a frame including control data from the control device 40 to the terminal 20A to the terminal 20A.
  • the terminal 20A transmits an ACK frame when reception of the frame from the base station 10 is successful.
  • the base station 10 retransmits the frame within the range of the communication period T1, and completes communication of the frame when an ACK frame is received.
  • the communication periods T2 and T3 are a communication period between the base station 10 and the terminal 20B and a communication period between the base station 10 and the terminal 20C, respectively.
  • communication periods T4 to T6 are provided after the communication periods T1 to T3.
  • the communication periods T4 to T6 are communication periods similar to the communication periods T1 to T3. The same communication period is repeatedly provided after the communication period T6.
  • the number of terminals 20A and the like is not limited to three, and when there are four or more, communication periods are sequentially provided at the above-mentioned communication timing according to the number.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a functional configuration of base station 10 according to the present embodiment.
  • the base station 10 includes a communication IF (interface) 11, a control unit 12, a determination unit 13, and an adjustment unit 14.
  • the communication IF 11 is a wireless communication interface device that establishes a communication link with the terminal 20A and the like, and communicates with the terminal 20A and the like through the communication link.
  • the communication IF 11 includes an antenna, a radio wave transmission / reception circuit, a modulation / demodulation unit, a MAC (Media Access Control) protocol processing unit, and the like.
  • the communication standard of wireless communication is, for example, a wireless LAN or the like conforming to the IEEE 802.11a, b, g, n standards and the like.
  • the control unit 12 is a processing unit that controls the communication IF 11 to try communication.
  • the control unit 12 has a schedule 12A which is predetermined information regarding the communication attempt of the communication IF 11. Then, the control unit 12 communicates with the terminal 20A by the communication IF 11 in the selected one transmission method while sequentially selecting one transmission method included in the plurality of transmission methods according to the schedule 12A in the first period. Let me try.
  • the schedule 12A is also referred to as schedule information.
  • communication means that when the base station 10 transmits a frame and does not receive an ACK frame for the frame, the frame is retransmitted and an ACK frame is received.
  • the communication attempt means transmitting and retransmitting a frame. Then, after transmitting or retransmitting a frame, reception of an ACK frame for the frame is also referred to as successful communication. On the other hand, not transmitting an retransmission of a frame or not receiving an ACK frame for the frame is also referred to as a communication failure.
  • the transmission method is determined by a transmission rate, a coding method, a coding rate, and the like, and corresponds to, for example, MCS (Modulation and Coding Scheme) in IEEE 802.11n.
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • the schedule 12A is information that defines the type of transmission method and the number of attempts of communication in the transmission method in the communication attempt.
  • the control unit 12 can be realized by the processor executing a program.
  • the first period is one of communication periods.
  • the determination unit 13 is a processing unit that determines the success or failure of communication by the communication IF 11. Specifically, the determination unit 13 determines a transmission scheme in which communication with the terminal 20A is successful in the first period among the plurality of transmission schemes. For example, the determination unit 13 acquires success / failure information indicating success or failure of communication in a plurality of transmission methods performed by the communication IF 11 under the control of the control unit 12. Then, based on the acquired success / failure information, it determines a transmission method in which communication with the terminal 20A is successful in the first period.
  • the determination unit 13 can be realized by the processor executing a program.
  • the adjustment unit 14 is a processing unit that adjusts the schedule 12A that the control unit 12 has. Specifically, in the second period after the first period, the adjustment unit 14 tries communication in the transmission mode determined by the determination unit 13 that communication with the terminal 20A is successful, in the first period. Adjust schedule 12A to start earlier than if it were.
  • the adjustment unit 14 can be realized by the processor executing a program.
  • the second period is one of the communication periods and is a communication period after the first period.
  • the adjusting unit 14 may adjust the schedule 12A only when the predetermined condition on the success / failure information acquired by the determining unit 13 is satisfied.
  • the predetermined condition for determining whether or not to adjust the schedule 12A is, for example, a plurality of first periods according to one transmission scheme after a plurality of first periods have elapsed (a plurality of consecutive periods after the second period).
  • the communication with the terminal 20A is successful in the first period of the threshold number of times or more. More specifically, the predetermined condition may be that the communication with the terminal 20A has succeeded in the first period of 70 times or more in the past 100 times of the first period according to one transmission method.
  • the threshold may be, for example, about 50% or about 70% to 90% of the plurality of first periods, but is not limited thereto.
  • FIG. 4 is an explanatory view showing an example of a transmission scheme schedule 12A used for communication trial within the communication period T1 according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the timing of the communication attempt made according to the schedule 12A shown in FIG.
  • the schedule 12A shown in FIG. 4 is a schedule used for communication in the communication period T1 as an example of a communication period, but the same description is also true for other communication periods.
  • specific numerical values and the like are illustrated in FIG. 5 on the assumption of the communication standard of IEEE 802.11n, the same explanation can be established by using numerical values in the other communication standards even in other communication standards. Do.
  • the time length of the communication period T1 is 10 milliseconds, and the case where communication by four transmission methods A, B, C and D is tried in this order in the communication period T1 is described. Do. Further, it is assumed that the ratio of the time allocated to each of the four transmission methods A, B, C and D is 5: 3: 1: 1. Although the four transmission methods A, B, C, and D are described here as MCS12, MCS11, MCS4, and MCS3 in IEEE 802.11n, respectively, the transmission methods are not limited to these.
  • the time allocated to each of the four transmission methods A, B, C and D within 10 ms of the communication period T1 is 5 ms, 3 ms, 1 ms and 1 ms, respectively. .
  • one communication is performed by transmission of a frame from the base station 10 to the terminal 20A and transmission of an ACK frame by the terminal 20A for the transmitted frame.
  • the time required to perform one communication using transmission method A is DIFS time, backoff time, frame transmission time, SIFS time, ACK frame transmission time, etc.
  • the total is approximately 135 ⁇ s. Therefore, as shown in FIG. 5, the number of communications that can be performed in 5 milliseconds by the transmission scheme A is 37 times.
  • the communication that can be performed in 3 milliseconds by the transmission scheme B is 18 times
  • the communication that can be performed in 1 millisecond by the transmission scheme C is 5 times
  • the communication that can be performed in 1 millisecond by the transmission scheme D is 4 times.
  • time required to perform one communication described above may be obtained by calculating the transmission standby time based on the IEEE 802.11 standard, and the above example is merely an example.
  • transmission method A is used in the first to 37th trials
  • transmission method B is used in the 38th to 55th trials
  • transmission method C is used in the 56th to 60th trials. It is defined that the transmission method D is used in the 61st to 64th trials.
  • the communication attempt is made while changing from a transmission method having a relatively high transmission rate to a transmission method having a relatively low transmission rate. To be done. If communication at a relatively high transmission rate is successful, the time required for successful communication can be reduced.
  • the schedule 12A shown in FIG. 4 is an example of a schedule of such a transmission scheme, and is also referred to as an initial schedule.
  • FIG. 6 is a sequence diagram showing an example of communication in the control system 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is an explanatory view showing an example of the success / failure information according to the communication of FIG.
  • FIG. 6 shows the state of communication between the base station 10 and the terminal 20A in the control system 1.
  • the base station 10 transmits a frame in a transmission scheme according to the schedule 12A shown in FIG. 4 for each communication attempt.
  • a frame related to an attempt to communicate between the base station 10 and the terminal 20A is indicated by a transmission method and the number of attempts (for example, frame A1).
  • the base station 10 transmits a frame A1, which is a frame related to a first communication attempt. After the base station 10 transmits the frame A1, the terminal 20A does not transmit an ACK frame for the frame A1. The base station 10 determines that the frame A1 has not reached the terminal 20A based on the fact that the ACK frame is not received even if the transmission standby time has elapsed since the frame A1 was transmitted.
  • the base station 10 transmits frames A2 to A37, which are frames related to the second to 37th communications.
  • the terminal 20A does not transmit an ACK frame for frames A2 to A37.
  • the base station 10 transmits frames B38 to B40, which are frames related to the communication attempt in the transmission scheme B, in accordance with the schedule 12A.
  • the terminal 20A transmits an ACK frame K after receiving the frame B40.
  • the base station 10 receives the ACK frame K.
  • the base station 10 When receiving the ACK frame K, the base station 10 completes the transmission of the frame and does not retransmit the frame thereafter.
  • the success / failure information includes a transmission method for each communication attempt and information indicating the success or failure of the communication attempt.
  • “OK” indicates that the communication attempt has succeeded
  • “NG” indicates that the communication attempt has failed.
  • FIG. 7 it is shown that the first to the 37th communication attempts were performed by the transmission method A and all failed ("NG" in the success / failure information). In addition, it is shown that the 38th and 39th attempts at communication with transmission method B failed, and the 40th attempt at communication with transmission method B succeeded (OK of success / failure information).
  • the enforcement of the communication in one transmission method B is successful, the enforcement of the subsequent communication is canceled, but as another example, the success of the communication enforcement in the same transmission method is The execution of the subsequent communication may be canceled when successful several times continuously or intermittently.
  • the adjustment unit 14 tries communication in the transmission mode determined by the determination unit 13 that communication with the terminal 20A is successful, in the first period. Adjust schedule 12A to start earlier than if it were. Two examples of this adjustment method are described below.
  • FIG. 8 is an explanatory view showing a first example of the timing of the trial of communication based on the adjusted schedule 12A according to the present embodiment.
  • the adjustment unit 14 adjusts the schedule 12A so as to accelerate the order of the transmission method in which the communication attempt is successful.
  • the order of the four transmission methods according to schedule 12A after adjustment is from transmission methods A, B, C and D, which is the order according to schedule 12A before adjustment, to transmission methods B, A, C and It has been changed to D.
  • the ratio of the time allocated to each of the four transmission methods B, A, C, and D in the communication period of 10 milliseconds is 5: 3: 1: 1.
  • the transmission scheme time is allocated to 5 ms, 3 ms, 1 ms and 1 ms.
  • the number of trials of the four transmission methods B, A, C and D is 31, 21 and 5 and 4 respectively according to the same calculation as described above.
  • the transmission method B which is the transmission method in which the communication succeeded in the first period, earlier in the second period than in the first period. Since communication by transmission method B is successful in the first period, there is a high probability that communication by transmission method B will be successful also in the second period. Therefore, the probability that communication will be successful by changing schedule 12A as described above. Can be enhanced. As a result, communication can be completed in a shorter time than when the schedule 12A is not changed.
  • the schedule 12A may be further adjusted so that the communication attempt by the transmission method A, which is the transmission method in which all the communication attempts fail, is performed late within the second period.
  • the timing of the communication trial based on the schedule 12A adjusted in this way is shown in FIG.
  • FIG. 9 is an explanatory view showing a second example of the timing of the communication attempt based on the adjusted schedule 12A according to the embodiment.
  • the adjustment unit 14 adjusts the schedule 12A so as to start later in the second period, the communication attempt in the transmission method determined to have failed in the communication attempt than in the first period.
  • FIG. 10 is an explanatory view showing a third example of the timing of trial of communication based on the adjusted schedule 12A according to the present embodiment. .
  • the adjustment unit 14 adjusts the schedule 12A by relatively increasing the number of communication attempts in the transmission method determined to have succeeded in the communication with the terminal 20A.
  • the ratio of the time allocated to each of the four transmission methods A, B, C, and D within the communication period of 10 milliseconds is 4: 4: 1. : Adjusted to be 1. More specifically, the ratio allocated to the communication attempt by the transmission method A is reduced from 5 to 4, and the ratio allocated to the communication attempt by the transmission method B is increased from 3 to 4. Thus, the number of communication attempts by transmission method B is relatively increased. As a result, the time allotted to each communication in the four transmission methods A, B, C and D is allocated as 4 milliseconds, 4 milliseconds, 1 millisecond and 1 millisecond. At this time, the number of trials in each transmission scheme is 29, 24, 5, and 4 times as calculated above.
  • the communication attempt by the transmission method B which is the transmission method in which the communication attempt is successful in the first period, can be started earlier in the second period than in the first period, and executed many times. it can.
  • communication can be completed in a shorter time than when the schedule 12A is not changed.
  • FIG. 11 is a flowchart showing frame transmission processing by base station 10 according to the present embodiment.
  • step S101 the base station 10 starts the iterative process related to loop A.
  • the loop A is to perform the processing from step S102 to step S104 for each communication attempt performed according to the schedule 12A.
  • step S102 the control unit 12 sets, in the communication IF 11, a transmission method to be used for communication attempt in accordance with the schedule 12A.
  • the transmission method A is set to the communication IF 11 when performing the first to 37th communication attempts.
  • transmission method B is transmitted for the 38th to 55th communication attempts, transmission method C for the 56th to 60th communication attempts, and transmission is performed for the 61st to 64th communication attempts.
  • Method D is set respectively.
  • step S103 the control unit 12 causes the communication IF 11 to transmit a frame by the transmission method set in step S102.
  • step S104 the control unit 12 waits for the communication IF 11 to receive an ACK frame for the frame transmitted in step S103. If an ACK frame is received in this standby state (Yes in step S104), it is determined that communication of the frame is successful, loop A is exited, and the series of processing illustrated in FIG. No), the process proceeds to step S105 because the frame transmission has failed.
  • step S105 when all repetitive processing relating to loop A is completed, loop A is exited to end the series of processing shown in FIG. 11, and when the above processing is not yet completed, processing proceeds to step S102. Go ahead and try the next attempt of communication.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the adjustment process of schedule 12A by base station 10 according to the present embodiment.
  • step S201 the control unit 12 sequentially selects one of the transmission methods included in the plurality of transmission methods in accordance with the schedule 12A in the first period, and with the terminal 20A by the communication IF 11 or the like by the selected transmission method. Try to communicate with Based on the control by the control unit 12, the communication IF 11 attempts to communicate with the terminal 20A or the like.
  • step S202 the determination unit 13 acquires success / failure information indicating success or failure of communication in the plurality of transmission methods performed by the communication IF 11 in step S201.
  • step S203 the determination unit 13 determines, based on the success / failure information acquired in step S202, a transmission method in which communication with the terminal 20A is successful in the first period among the plurality of transmission methods.
  • step S204 the adjustment unit 14 acquires the success / failure information acquired by the determination unit 13 in step S202, and schedules the communication trial in the transmission method determined to be successful as soon as possible in the second period. Adjust 12A.
  • step S203 the series of processes shown in FIG. 12 are ended.
  • Steps S203 and S204 may be performed only when a predetermined condition regarding the success / failure information is satisfied.
  • a predetermined condition regarding the success / failure information is as described above.
  • the initial schedule (see FIG. 4) is set again to the schedule 12A as the adjustment of the schedule 12A. You may In this way, there is an opportunity to try a transmission method with a relatively high transmission rate, and if communication with the transmission method with a relatively high transmission rate is successful, then the initial schedule is used for communication. You can try to do it. In this way, there is an advantage that a transmission scheme having a relatively high transmission rate can be allocated to a relatively earlier time in the schedule 12A.
  • the predetermined number of times may be the number of communication periods included in the time length in which the occurrence or disappearance of the factor that impedes communication occurs, and may be, for example, about 100 times or about 1000 times.
  • the communication period such as the first period or the second period in the above may be a period predetermined as a dedicated period for investigating a wireless communication environment.
  • the base station 10 tries a communication without affecting the communication related to control data for controlling the terminal 20A etc., and selects a transmission method that can complete the communication in a shorter time. Can.
  • the communication period such as the first period or the second period in the above may be a period predetermined as a dedicated period for communication between the communication device and the wireless terminal.
  • the base station 10 can investigate the wireless communication environment in parallel with the communication related to the control data for controlling the terminal 20A and the like, and can select an appropriate transmission method. As a result, it is possible to select a transmission method that can complete communication in a shorter time.
  • the terminal 20A or the like which is a traveling vehicle traveling based on control by the control device 40, is a traveling vehicle for performing functions such as conveyance of articles
  • a part of the terminal 20A or the like is It may be a dedicated traveling vehicle for selecting a transmission method that can complete communication in a shorter time. By doing this, it is possible to clarify the function or role of the traveling vehicle, and to prevent the conveyance of articles and the processing such as the selection of the transmission method from affecting each other.
  • the communication apparatus tries communication by the transmission method assumed to have a relatively high probability of success in the second period in the future. Adjust the schedule to run earlier than if in the first period. This allows the communication device to succeed in communication in the second period earlier than in the first period. Thus, the communication apparatus can select a transmission method that can complete communication in a shorter time.
  • the communication apparatus can perform communication in a shorter time by a specific configuration in which the order of communication attempts by the transmission method is assumed to be relatively high in the schedule, in which the probability of successful communication in the second period is relatively high.
  • a transmission scheme that can be completed can be selected.
  • the communication device has a specific configuration that relatively increases the number of communication attempts by the transmission method assumed to be relatively high in the probability of successful communication in the second period in the schedule. Can select the transmission method that can complete the communication.
  • the communication device delays the order of communication attempts by the transmission scheme in which it is assumed that the probability of successful communication in the second period is relatively low in the schedule.
  • a transmission scheme different from the transmission scheme in which the order is delayed can be attempted relatively early in the second period, and the point in time at which the communication trial succeeds can be made as early as possible. Therefore, it is possible to select a transmission method that can complete communication in a shorter time.
  • the communication apparatus changes the schedule only when the success of the communication in the first period in one transmission scheme occurs more than the threshold value among a plurality of times. If it is assumed that the schedule is changed due to a relatively small number of successful communications, the schedule change is performed due to a temporary or instantaneous change in the radio wave condition, so that the frequency of the schedule change increases and the operation of the communication device It can be unstable. Therefore, the operation of the communication apparatus can be stabilized by suppressing the change of the schedule by the success of the relatively small number of communications.
  • the communication apparatus tries a communication without affecting the communication related to control data for controlling the devices included in the control system, and selects a transmission method that can complete the communication in a shorter time. be able to.
  • the communication apparatus can investigate the wireless communication environment in parallel with the communication related to the control data for controlling the devices included in the control system, and can select an appropriate transmission method. As a result, it is possible to select a transmission method that can complete communication in a shorter time.
  • the communication apparatus has an opportunity to try a transmission method with a relatively high transmission rate, and if communication with the transmission method with a relatively high transmission rate is successful, then the communication attempt is performed using the initial schedule. Can be done. In this way, there is an advantage that transmission schemes with relatively high transmission rates can be allocated to relatively earlier times in the schedule.
  • the present invention is applicable to a communication apparatus that selects a transmission method that can complete communication in a shorter time. More specifically, it can be used as a base station apparatus or the like in a control system that controls industrial equipment.
  • control system 5 orbit 10 base station 11 communication IF 12 control unit 12A schedule 13 determination unit 14 adjustment unit 20A, 20B, 20C terminal 30 network 40 control device A1, A2, A3, A37, B38, B39, B40 frame K ACK frame T1, T2, T3, T4, T5, T6 Communication period

Landscapes

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Abstract

無線端末と通信するための通信インタフェースを備える通信装置の制御方法は、第一期間内において、複数の伝送方式に含まれる一の伝送方式をスケジュール情報に従って順次に選択しながら、選択した一の伝送方式で通信インタフェースによる無線端末との通信を試行させる制御ステップ(S201)と、複数の伝送方式のうち、第一期間において無線端末との通信が成功した伝送方式を判定する判定ステップ(S203)と、無線端末との通信が成功したと判定された伝送方式での通信の試行を、第一期間の後の第二期間において、第一期間における場合より早く開始するようスケジュール情報を調整する調整ステップ(S204)とを含む。

Description

通信装置の制御方法、及び、通信装置
 本発明は、通信装置の制御方法、及び、通信装置に関する。
 工場などの施設内において、天井又は床面などを走行する走行車、及び、物品に対して処理を施す装置(機器ともいう)を含む制御システムが利用されている。制御システムに含まれる機器は、制御システムの制御装置から当該機器の制御情報を受信し、受信した制御情報に従って動作する。
 制御情報の送受信には、無線通信が用いられ得る。電波のノイズなどにより通信が失敗した場合には再送がなされる。
 制御装置は、限られた時間内に複数の機器それぞれとの間で順次に通信をすることを要する。そのため、各機器との通信は、再送も含めて、その限られた時間のうちの所定時間内に完了することを要し、また、なるべく短い時間で完了することが望まれる。
 特許文献1は、通信システムにおいて通信環境に応じて最適な伝送レート、より一般的には伝送方式を選定する技術を開示している。
特開2003-115893号公報
 特許文献1に開示される技術では、複数の伝送方式での通信を予め定められた順序(実効レートの高いものから低いもの)で試行する。そのため、複数の伝送方式のうち順序が比較的早い伝送方式(実効レートが比較的高い伝送方式)が選定される場合には短時間で選定が完了するが、順序が比較的遅い伝送方式(実効レートが比較的低い伝送方式)が選定される場合には、選定の完了までにかかる時間が増大するという問題がある。
 本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定する通信装置の制御方法などを提供することを目的とする。
 上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る通信装置の制御方法は、無線端末と通信するための通信インタフェースを備える通信装置の制御方法であって、第一期間内において、複数の伝送方式に含まれる一の伝送方式をスケジュール情報に従って順次に選択しながら、選択した前記一の伝送方式で前記通信インタフェースによる前記無線端末との通信を試行させる制御ステップと、前記複数の伝送方式のうち、前記第一期間において前記無線端末との通信が成功した伝送方式を判定する判定ステップと、前記無線端末との通信が成功したと判定された伝送方式での通信の試行を、前記第一期間の後の第二期間において、前記第一期間における場合より早く開始するよう前記スケジュール情報を調整する調整ステップとを含む。
 これによれば、通信装置は、将来の第二期間において、通信が成功する蓋然性が比較的高いと想定される伝送方式による通信の試行を、第一期間における場合より早く実行するようにスケジュールを調整する。これにより、通信装置は、第二期間において、第一期間における場合より早い時点で通信を成功させることができる。このように、通信装置は、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。
 また、前記スケジュール情報は、前記複数の伝送方式それぞれでの通信の試行の順序を含み、前記調整ステップでは、前記スケジュール情報における、前記無線端末との通信が成功したと判定された伝送方式での通信の試行の順序を早くすることで、前記スケジュール情報を調整してもよい。
 これによれば、通信装置は、スケジュールにおける、第二期間に通信が成功する蓋然性が比較的高いと想定される伝送方式による通信の試行の順序を早くするという具体的な構成により、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。
 また、前記スケジュール情報は、前記複数の伝送方式それぞれでの通信の試行の回数を含み、前記調整ステップでは、前記スケジュール情報における、前記無線端末との通信が成功したと判定された伝送方式での通信の試行の回数を相対的に増加させることで、前記スケジュール情報を調整してもよい。
 これによれば、通信装置は、スケジュールにおける、第二期間に通信が成功する蓋然性が比較的高いと想定される伝送方式による通信の試行の回数を相対的に多くするという具体的な構成により、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。
 また、前記調整ステップでは、さらに、前記無線端末との通信が失敗したと判定された伝送方式での通信の試行を、前記第二期間において、前記第一期間における場合より遅く開始するよう前記スケジュール情報を調整してもよい。
 これによれば、通信装置は、スケジュールにおける、第二期間に通信が成功する蓋然性が比較的低いと想定される伝送方式による通信の試行の順序を遅くする。その結果、順序を遅くした伝送方式と異なる伝送方式が、第二期間において、相対的に早く試行されるようになり、通信の試行が成功する時点をなるべく早くすることができる。よって、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。
 また、前記判定ステップでは、さらに、一の無線端末と通信するための複数の前記第一期間における通信の試行の成否を示す成否情報を取得し、取得した前記成否情報に基づいて、一の伝送方式により複数の前記第一期間のうち閾値以上の第一期間において前記一の無線端末との通信が成功したか否かを判定し、前記調整ステップでは、前記一の伝送方式により前記閾値以上の第一期間において前記一の無線端末との通信が成功したと前記判定ステップで判定した場合にのみ、前記スケジュール情報を調整してもよい。
 これによれば、通信装置は、一の伝送方式での第一期間での通信が成功したことが、複数回のうちの閾値以上の回数発生した場合にのみスケジュールを変更する。仮に、比較的少ない回数の通信の成功によってスケジュールの変更をするとすれば、一時的又は瞬間的な電波の状況の変化によってスケジュール変更がなされる結果、スケジュール変更の頻度が上がり、通信装置の動作が不安定になり得る。そこで、比較的少ない回数の通信の成功によりスケジュールを変更することを抑制することで、通信装置の動作の安定化を図ることができる。
 また、前記第一期間及び前記第二期間のそれぞれは、無線通信環境の調査のための専用の期間として予め定められた期間であってもよい。
 これによれば、通信装置は、制御システムに含まれる機器の制御のための制御データに係る通信に影響を与えることなく通信の試行を行い、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。
 また、前記第一期間及び前記第二期間のそれぞれは、前記通信装置と前記無線端末との通信のための専用の期間として予め定められた期間であってもよい。
 これによれば、通信装置は、制御システムに含まれる機器の制御のための制御データに係る通信と同時並行的に無線通信環境の調査をし、適切な伝送方式を選定できる。これにより、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。
 また、前記通信装置は、前記調整ステップで調整する前の前記スケジュール情報である初期スケジュールを記憶しており、前記調整ステップでは、さらに、前記スケジュール情報の調整をした後、調整後の前記スケジュール情報に従って前記第二期間以降の複数の連続した期間のそれぞれを前記第一期間として前記制御ステップ、前記判定ステップ及び前記調整ステップを実行し、所定回数の前記第一期間を経過しても前記調整ステップでの前記スケジュール情報の調整がなされない場合には、前記スケジュール情報の調整として、前記初期スケジュールを設定してもよい。
 これによれば、通信装置は、伝送速度が比較的高い伝送方式を試行する機会が得られ、伝送速度が比較的高い伝送方式での通信が成功した場合には、その後、初期スケジュールを用いて通信の試行を行うようにすることができる。このようにして、伝送速度が比較的高い伝送方式がスケジュール内でより比較的早い時間に割り当てられるようになる利点がある。
 また、本発明の一態様に係る通信装置は、無線端末と通信するための通信インタフェースを備える通信装置であって、第一期間内において、複数の伝送方式に含まれる一の伝送方式をスケジュール情報に従って順次に選択しながら、選択した前記一の伝送方式で前記通信インタフェースによる前記無線端末との通信を試行させる制御部と、前記複数の伝送方式のうち、前記第一期間において前記無線端末との通信が成功した伝送方式を判定する判定部と、前記無線端末との通信が成功したと判定された伝送方式での通信の試行を、前記第一期間の後の第二期間において、前記第一期間における場合より早く開始するよう前記スケジュール情報を調整する調整部を備える。
 これにより、上記通信装置の制御方法と同様の効果を奏する。
 なお、本発明は、装置として実現できるだけでなく、その装置を構成する処理手段をステップとする方法として実現したり、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なCD-ROMなどの記録媒体として実現したり、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現したりすることもできる。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。
 本発明により、通信装置の制御方法は、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定できる。
図1は、実施の形態に係る制御システムの構成を示す模式的なブロック図である。 図2は、実施の形態に係る制御システムにおける通信のタイミングの一例を示す説明図である。 図3は、実施の形態に係る基地局の機能構成を示すブロック図である。 図4は、実施の形態に係る通信期間内で通信の試行に用いる伝送方式のスケジュールの一例を示す説明図である。 図5は、図4のスケジュールに従ってなされる通信の試行のタイミングを示す説明図である。 図6は、実施の形態に係る制御システムにおける通信の一例を示すシーケンス図である。 図7は、図6の通信に係る成否情報の一例を示す説明図である。 図8は、実施の形態に係る調整されたスケジュールに基づく通信の試行のタイミングの第一例を示す説明図である。 図9は、実施の形態に係る調整されたスケジュールに基づく通信の試行のタイミングの第二例を示す説明図である。 図10は、実施の形態に係る調整されたスケジュールに基づく通信の試行のタイミングの第三例を示す説明図である。 図11は、実施の形態に係る基地局によるフレーム送信処理を示すフロー図である。 図12は、実施の形態に係る基地局によるスケジュールの調整処理を示すフロー図である。
 以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
 以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
 なお、同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。
 (実施の形態)
 本実施の形態において、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定する通信装置及びその制御方法などについて説明する。ここでは、上記通信装置が基地局装置として実現される場合を説明する。
 図1は、本実施の形態に係る制御システム1の構成を示す模式的なブロック図である。図1には、制御システム1が配備された施設を上面視した図と、ネットワーク構成図とが併せて模式的に示されている。
 図1に示されるように、制御システム1は、基地局10と、端末20A、20B及び20Cと、ネットワーク30と、制御装置40とを備える。なお、端末20A、20B及び20Cを「端末20A等」ともいう。
 制御システム1は、施設内の天井又は床面等に予め設けられた走行経路である軌道5に、制御装置40によるコンピュータ制御によって走行する走行車である端末20A等を走行させる、有軌道式の制御システムである。端末20Aは、制御装置40による制御に従って、指示された地点に移動したり、物品の搬送を行ったりする。なお、制御システム1は、無軌道式の制御システムにも同様に適用され得る。
 基地局10は、端末20A等それぞれと無線通信リンクを確立して無線通信を行う通信装置である基地局装置(一般にアクセスポイントともいう)である。基地局10は、例えば、IEEE802.11a、b、g、n規格等に適合する無線LANなどの通信インタフェースにより無線通信を行う。基地局10は、軌道5をカバーする無線通信エリアを有する。基地局10は、端末20A等のそれぞれとの間で順次に電波によってフレームの送受信を行う。また、基地局10と制御装置40とはネットワーク30により通信可能に接続されている。基地局10は、端末20A等に対する制御に係る制御データを含むフレームを制御装置40から受信すると、当該フレームを無線通信により制御の対象である端末20A等に送信する。
 端末20A、20B及び20Cは、制御装置40による制御に基づいて走行する走行車である。端末20A等は、制御装置40による制御に基づいて軌道5上を自在に走行し、物品の搬送などを行う。また、端末20Aは、基地局10との間で無線通信をすることで制御装置40からの制御データを含むフレームを受信し、また、受信が成功した場合にはACK(Acknowledgement)フレームを送信する。端末20A等は、基地局10との間で無線通信を行う無線端末(一般にステーションともいう)に相当する。
 端末20B及び20Cは、端末20Aと同様の機能を有する走行車である。端末20B及び20Cは、それぞれ、端末20Aとは独立の制御データを制御装置40から受信し、独立に動作する。なお、端末20A等の台数は、3台に限定されず、1台以上の任意の台数であってよい。また、端末20A等は同じ制御データを受信し、当該制御データから自己に与えられた命令のみを実行する構成であってもよい。
 端末20A等のそれぞれは、互いに異なる時刻に基地局10との無線通信を行うように制御される。制御装置40は、端末20A等のそれぞれに対して時間を区切って順次に制御データを送信する。制御装置40が送信した端末20A等のそれぞれに対する制御データは、基地局10から端末20A等のそれぞれに対して無線通信により送信される。上記のように区切られた時間を通信期間ともいう。このようにして、端末20A等のそれぞれとの通信のための通信期間が設けられる。
 なお、本実施の形態では、端末20A、20B及び20Cが、走行車と一体として構成される場合を例として説明するが、例えば、端末20A、20B及び20Cは、走行車とは別体の通信装置であってもよい。
 制御装置40は、端末20A等の動作をコンピュータにより制御する制御装置である。制御装置40は、具体的には、端末20A等を所定の位置に移動させたり、端末20Aに物品の搬送をさせたりする制御を行う。制御装置40は、上記制御の内容を含む制御データを、基地局10を介して制御対象である端末20A等に送信する。
 ネットワーク30は、基地局10及び制御装置40が接続されたローカルエリアネットワークである。ネットワーク30は、例えば、IEEE802.3規格等に適合する有線LAN、又は、IEEE802.11a、b、g、n規格等に適合する無線LANなどである。
 次に、制御システム1における通信タイミングについて説明する。
 図2は、本実施の形態に係る制御システム1における通信のタイミングの一例を示す説明図である。図2には、横軸を時間として、基地局10と、端末20A等とが無線通信を行う期間である通信期間が示されている。
 図2に示されるように、通信期間は、基地局10と、端末20A、端末20B及び端末20Cとのそれぞれが順次に通信可能なように設けられる。また、基地局10がすべての端末との通信のための通信期間を終えたら、再び、各端末と順次に通信可能なように繰り返し通信期間が設けられる。このような通信期間は、制御装置40が各端末への制御データを含むフレームを順次に送信することで実現される。なお、送信されたフレームが端末に正常に受信されない場合には基地局10が伝送方式を変えながらフレームの再送をする。この再送も、当該通信期間内で行われる。
 例えば、通信期間T1は、基地局10と端末20Aとが通信するための通信期間である。通信期間T1内に、制御装置40から端末20Aへの制御データを含むフレームを基地局10が端末20Aに送信する。端末20Aは、基地局10からのフレームの受信が成功した場合、ACKフレームを送信する。基地局10は、ACKフレームを受信しない場合には通信期間T1内の範囲で上記フレームの再送を行い、ACKフレームを受信した場合に、当該フレームの通信を完了する。
 同様に、通信期間T2及びT3は、それぞれ、基地局10と端末20Bとの通信期間、及び、基地局10と端末20Cとの通信期間である。また、通信期間T1~T3の後には、通信期間T4~T6が設けられている。通信期間T4~T6は、通信期間T1~T3と同様の通信期間である。通信期間T6の後にも、同様の通信期間が繰り返し設けられる。
 なお、端末20A等の台数は、3台に限定されず、4台以上存在する場合には、その台数に応じて上記通信タイミングで順次に通信期間が設けられる。
 図3は、本実施の形態に係る基地局10の機能構成を示すブロック図である。
 図3に示されるように、基地局10は、通信IF(インタフェース)11と、制御部12と、判定部13と、調整部14とを備える。
 通信IF11は、端末20A等と通信リンクを確立し、通信リンクを通じて端末20A等と通信する無線通信インタフェース装置である。通信IF11は、アンテナ、電波の送受信回路、変復調部、MAC(Media Access Control)プロトコル処理部などを備えて構成される。無線通信の通信規格は、例えば、IEEE802.11a、b、g、n規格等に適合する無線LANなどである。
 制御部12は、通信IF11に通信の試行をさせる制御をする処理部である。制御部12は、通信IF11の通信の試行に関する予め定められた情報であるスケジュール12Aを有する。そして、制御部12は、第一期間内において、複数の伝送方式に含まれる一の伝送方式をスケジュール12Aに従って順次に選択しながら、選択した上記一の伝送方式で通信IF11による端末20Aとの通信を試行させる。なお、スケジュール12Aをスケジュール情報ともいう。
 ここで、通信とは、基地局10がフレームを送信し、そのフレームに対するACKフレームを受信しない場合には当該フレームを再送し、ACKフレームを受信することをいう。また、通信の試行とは、フレームの送信及び再送をすることをいう。そして、フレームの送信又は再送をした後に当該フレームに対するACKフレームを受信したことを通信の成功ともいう。これに対し、フレームの送信又は再送をした後に当該フレームに対するACKフレームを受信しないことを通信の失敗ともいう。
 ここで、伝送方式とは、伝送レート、符号化方式、符号化率などにより定められ、例えばIEEE802.11nにおけるMCS(Modulation and Coding Scheme)に相当する。
 また、スケジュール12Aは、通信の試行における、伝送方式の種別と、当該伝送方式での通信の試行の回数とを規定する情報である。制御部12は、プロセッサがプログラムを実行することで実現され得る。また、第一期間とは、通信期間の1つである。
 判定部13は、通信IF11による通信の成否を判定する処理部である。具体的には、判定部13は、上記複数の伝送方式のうち、第一期間において端末20Aとの通信が成功した伝送方式を判定する。例えば、判定部13は、制御部12による制御の下で通信IF11が行った複数の伝送方式での通信の成否を示す成否情報を取得する。そして、取得した成否情報に基づいて、第一期間において端末20Aとの通信が成功した伝送方式を判定する。判定部13は、プロセッサがプログラムを実行することで実現され得る。
 調整部14は、制御部12が有するスケジュール12Aの調整を行う処理部である。具体的には、調整部14は、端末20Aとの通信が成功したと判定部13により判定された伝送方式での通信の試行を、第一期間の後の第二期間において、第一期間における場合より早く開始するようスケジュール12Aを調整する。調整部14は、プロセッサがプログラムを実行することで実現され得る。また、第二期間とは、通信期間の1つであって第一期間より後の通信期間である。
 なお、調整部14は、判定部13が取得した成否情報に関する所定の条件が成立した場合にのみ、スケジュール12Aを調整してもよい。スケジュール12Aを調整するか否かを定める上記所定の条件は、例えば、第一期間が複数回経過した(第二期間以降の複数の連続した期間)後に、一の伝送方式により複数の第一期間のうち閾値回数以上の第一期間において端末20Aとの通信が成功したこと、とすることができる。より具体的には、上記所定の条件は、一の伝送方式により過去100回の第一期間のうち70回以上の第一期間において端末20Aとの通信が成功したこと、とすることができる。なお、閾値は、複数の第一期間のうちの例えば50%程度、又は、70%~90%程度とすることができるがこれに限定されない。
 図4は、本実施の形態に係る通信期間T1内で通信の試行に用いる伝送方式のスケジュール12Aの一例を示す説明図である。図5は、図4に示されるスケジュール12Aに従ってなされる通信の試行のタイミングを示す説明図である。なお、図4に示されるスケジュール12Aは、通信期間の一例としての通信期間T1内での通信に用いるスケジュールであるが、他の通信期間にも同様の説明が成立する。なお、図5では、IEEE802.11nの通信規格を想定して具体的な数値などを例示しているが、他の通信規格でも、当該他の通信規格における数値を用いることで同様の説明が成立する。
 ここでは、図5に示されるとおり、通信期間T1の時間長が10ミリ秒であり、通信期間T1内で4つの伝送方式A、B、C及びDによる通信をこの順で試行する場合を説明する。また、4つの伝送方式A、B、C及びDのそれぞれに割り当てられる時間の比は、5:3:1:1であるとする。なお、ここでは、4つの伝送方式A、B、C及びDは、それぞれ、IEEE802.11nにおけるMCS12、MCS11、MCS4、MCS3であるとして説明するが、伝送方式はこれらに限定されない。
 この場合、通信期間T1の10ミリ秒のうち、4つの伝送方式A、B、C及びDそれぞれに割り当てられる時間は、それぞれ、5ミリ秒、3ミリ秒、1ミリ秒及び1ミリ秒である。
 一方、1回の通信は、基地局10から端末20Aへのフレームの送信と、送信したフレームについての端末20AによるACKフレームの送信とによりなされる。フレームのデータ長を512バイトとするとき、例えば伝送方式Aを用いて1回の通信をするのに要する時間は、DIFS時間、バックオフ時間、フレーム送信時間、SIFS時間及びACKフレーム送信時間などの合計としておよそ135μ秒である。よって、図5に示されるとおり、伝送方式Aにより5ミリ秒間に行い得る通信は、37回である。同様に、伝送方式Bにより3ミリ秒間に行い得る通信は18回、伝送方式Cにより1ミリ秒間に行い得る通信は5回、伝送方式Dにより1ミリ秒間に行い得る通信は4回である。
 なお、上述した1回の通信をするのに要する時間は、IEEE802.11規格に準拠した送信待機時間の算出により求められればよく、上述の例は一例にすぎない。
 このようにして、図4に示されるスケジュール12Aの試行回数が定められている。具体的には、スケジュール12Aにおいて、1回目から37回目の試行で伝送方式Aを用い、38回目から55回目の試行で伝送方式Bを用い、56回目から60回目の試行で伝送方式Cを用い、61回目から64回目の試行で伝送方式Dを用いることが定められている。
 なお、一般に、通信が成功する伝送方式が未知である場合には、相対的に高い伝送速度を有する伝送方式から、相対的に低い伝送速度を有する伝送方式へ向かって変更しながら通信の試行が行われる。相対的に高い伝送速度での通信が成功すれば、通信の成功までに要する時間を短縮できるからである。図4に示されるスケジュール12Aは、このような伝送方式のスケジュールの一例を示したものであり、初期スケジュールともいう。
 次に、通信IF11が行った複数の伝送方式での通信の成否を示す成否情報について説明する。
 図6は、本実施の形態に係る制御システム1における通信の一例を示すシーケンス図である。図7は、図6の通信に係る成否情報の一例を示す説明図である。
 図6には、制御システム1における基地局10と端末20Aとの間の通信の様子が示されている。基地局10は、通信の試行ごとに、図4に示されるスケジュール12Aに従った伝送方式でフレームの送信をする。
 ここで、図6に示されるとおり、基地局10と端末20Aとの間で行う通信の試行に係るフレームは、伝送方式と、試行回数目の数とで示される(例えば、フレームA1など)。
 まず、基地局10は、1回目の通信の試行に係るフレームであるフレームA1を送信する。基地局10がフレームA1を送信した後、端末20Aは、フレームA1に対するACKフレームを送信しない。基地局10は、フレームA1を送信してから送信待機時間が経過してもACKフレームを受信しないことに基づいて、フレームA1が端末20Aに届かなかったと判定する。
 同様に、基地局10は、2回目~37回目の通信に係るフレームであるフレームA2~A37を送信する。この例では、端末20Aは、フレームA2~A37に対するACKフレームを送信しない。
 次に、基地局10は、スケジュール12Aに従って、伝送方式Bで通信の試行に係るフレームであるフレームB38~B40を送信する。端末20Aは、フレームB40を受信した後にACKフレームKを送信する。基地局10は、ACKフレームKを受信する。
 なお、基地局10は、ACKフレームKを受信すると、当該フレームの送信を完了し、これ以降、フレームの再送を行わない。
 図7に示されるように、成否情報は、通信を試行ごとの伝送方式と、その通信の試行の成否を示す情報とを含む。図7では、通信の試行が成功したことを「OK」で示し、通信の試行が失敗したことを「NG」で示している。
 図7では、1回目から37回目までの通信の試行が伝送方式Aで行われ、すべて失敗したことが示されている(成否情報の「NG」)。また、38回目及び39回目の伝送方式Bでの通信の試行が失敗し、40回目の伝送方式Bでの通信の試行が成功したことが示されている(成否情報のOK)。なお、図7の例では、1回の伝送方式Bでの通信の施行が成功すれば以降の通信の施行を取り止めているが、他の例として、同じ伝送方式での通信の施行の成功が連続的にまたは間欠的に複数回成功したときに以降の通信の施行を取り止めるようにしてもよい。
 次に、調整部14によるスケジュール12Aの調整の例を示す。ここでは、図4に示されるスケジュール12Aである状態において、図7に示される成否情報が取得された場合の調整部14による調整の例を示す。
 具体的には、調整部14は、端末20Aとの通信が成功したと判定部13により判定された伝送方式での通信の試行を、第一期間の後の第二期間において、第一期間における場合より早く開始するようスケジュール12Aを調整する。この調整方法の2つの例を以下で説明する。
 (1)試行が成功した伝送方式の順序を早くする例
 図8は、本実施の形態に係る調整されたスケジュール12Aに基づく通信の試行のタイミングの第一例を示す説明図である。
 調整部14は、通信の試行が成功した伝送方式の順序を早くするようにスケジュール12Aを調整する。
 図8に示されるように、調整後のスケジュール12Aによる4つの伝送方式の順序は、調整前のスケジュール12Aによる順序である伝送方式A、B、C及びDから、伝送方式B、A、C及びDへと変更されている。調整後のスケジュール12Aによれば、10ミリ秒の通信期間内において4つの伝送方式B、A、C及びDのそれぞれに割り当てられる時間の比が5:3:1:1になるように、各伝送方式の時間が5ミリ秒、3ミリ秒、1ミリ秒及び1ミリ秒と割り当てられている。このとき、4つの伝送方式B、A、C及びDの試行の回数は、上記と同様の計算により、それぞれ、31回、21回、5回及び4回である。
 このようにすることで、第一期間に通信が成功した伝送方式である伝送方式Bによる通信の試行を、第二期間において、第一期間における場合より早く実行できる。伝送方式Bによる通信が第一期間において成功したことから、第二期間においても伝送方式Bによる通信が成功する蓋然性が高いので、上記のようにスケジュール12Aを変更することで、通信が成功する蓋然性を高めることができる。その結果、スケジュール12Aを変更しない場合よりも、より短時間で通信を完了させることができる。
 なお、このときさらに、通信の試行がすべて失敗した伝送方式である伝送方式Aによる通信の試行を第二期間内で遅く実行するようにスケジュール12Aを調整してもよい。このように調整したスケジュール12Aに基づく通信の試行のタイミングを図9に示す。
 図9は、実施の形態に係る調整されたスケジュール12Aに基づく通信の試行のタイミングの第二例を示す説明図である。
 調整部14は、通信の試行が失敗したと判定された伝送方式での通信の試行を、第二期間において、第一期間における場合より遅く開始するようスケジュール12Aを調整する。
 図9に示される通信期間における各伝送方式への時間の割り当てでは、図8に示される時間の割り当てから、伝送方式Aによる通信の試行が遅い時間に割り当てられるように調整されている。その結果、伝送方式A及びBを除く伝送方式C及びDによる通信の試行が早い時間に割り当てられるように調整されている。
 このようにすることで、通信の試行が成功する蓋然性が高い伝送方式による通信の試行をなるべく早い時点で行うようにするとともに、通信の試行が失敗する蓋然性が高い伝送方式での通信の試行をなるべく遅い時点で行うようにすることができる。これにより、通信の試行が成功する時点をなるべく早くすることができる。
 (2)試行が成功した伝送方式の回数を相対的に多くする例
 図10は、本実施の形態に係る調整されたスケジュール12Aに基づく通信の試行のタイミングの第三例を示す説明図である。
 調整部14は、端末20Aとの通信が成功したと判定された伝送方式での通信の試行の回数を相対的に多くすることで、スケジュール12Aを調整する。
 図10に示されるように、調整後のスケジュール12Aによれば、10ミリ秒の通信期間内において4つの伝送方式A、B、C及びDのそれぞれに割り当てられる時間の比が4:4:1:1になるように調整されている。より具体的には、伝送方式Aによる通信の試行に割り当てられる比率が5から4に減少されており、伝送方式Bによる通信の試行に割り当てられる比率が3から4に増加されている。このように、伝送方式Bによる通信の試行の回数が相対的に増加されている。これにより、4つの伝送方式A、B、C及びDでのそれぞれの通信に割り当てられる時間が4ミリ秒、4ミリ秒、1ミリ秒及び1ミリ秒と割り当てられている。このとき、各伝送方式での試行の回数は、上記と同様の計算により、29回、24回、5回及び4回である。
 このようにすることで、第一期間に通信の試行が成功した伝送方式である伝送方式Bによる通信の試行を、第二期間において、第一期間における場合より早く開始でき、かつ多くの回数実行できる。その結果、上記(1)の場合と同様に、スケジュール12Aを変更しない場合よりも、より短時間で通信を完了させることができる。
 以上のように構成された基地局10の処理について以降で説明する。
 図11は、本実施の形態に係る基地局10によるフレーム送信処理を示すフロー図である。
 ステップS101において、基地局10は、ループAに係る繰り返し処理を開始する。ループAは、スケジュール12Aに従って行われる通信の試行ごとに、ステップS102からステップS104までの処理を行うことである。
 ステップS102において、制御部12は、スケジュール12Aに従って通信の試行に用いる伝送方式を通信IF11に設定する。例えば、図4に示されるスケジュール12Aを用いる場合、1回目から37回目までの通信の試行を行うときには、伝送方式Aを通信IF11に設定する。同様に、38回目から55回目までの通信の試行には伝送方式Bを、56回目から60回目までの通信の試行には伝送方式Cを、61回目から64回目までの通信の試行には伝送方式Dを、それぞれ設定する。
 ステップS103において、制御部12は、ステップS102で設定した伝送方式で通信IF11にフレームを送信させる。
 ステップS104において、制御部12は、ステップS103で送信したフレームに対するACKフレームを通信IF11により受信するための待機状態をとる。この待機状態においてACKフレームを受信した場合(ステップS104でYes)には、当該フレームの通信が成功したとしてループAを抜けて図11に示される一連の処理を終了し、そうでない場合(ステップS104でNo)には、フレームの送信が失敗したとしてステップS105に進む。
 ステップS105において、ループAに係る繰り返し処理をすべて終了した場合には、ループAを抜けて図11に示される一連の処理を終了し、未だ上記処理を終了していない場合には、ステップS102に進んで通信の次の試行を行う。
 図12は、本実施の形態に係る基地局10によるスケジュール12Aの調整処理を示すフロー図である。
 ステップS201において、制御部12は、第一期間内において、複数の伝送方式に含まれる一の伝送方式をスケジュール12Aに従って順次に選択しながら、選択した一の伝送方式で通信IF11による端末20A等との通信を試行させる。この制御部12による制御に基づいて、通信IF11は、端末20A等との通信を試行する。
 ステップS202において、判定部13は、ステップS201で通信IF11が行った複数の伝送方式での通信の成否を示す成否情報を取得する。
 ステップS203において、判定部13は、ステップS202で取得した成否情報に基づいて、複数の伝送方式のうち、第一期間において端末20Aとの通信が成功した伝送方式を判定する。
 ステップS204において、調整部14は、ステップS202で判定部13が取得した成否情報を取得し、通信が成功したと判定された伝送方式での通信の試行を第二期間において早く開始するようにスケジュール12Aを調整する。ステップS203を終えたら、図12に示される一連の処理を終了する。
 なお、ステップS203及びS204は、成否情報に関する所定の条件が成立した場合のみ行うようにしてもよい。成否情報に関する所定の条件の例は上記のとおりである。
 なお、図12に示される一連の処理を繰り返し行う、つまり、スケジュール12Aを調整することを継続的に行うと、通信が成功する蓋然性がより高い伝送方式がスケジュール12A内でより早い時間に割り当てられるようになる。すなわち、ノイズなどの通信を妨げる要因が比較的多いときには、伝送速度が比較的低い伝送方式がスケジュール12A内でより早い時間に割り当てられるようになり、伝送速度が比較的高い伝送方式がスケジュール12A内でより遅い時間に割り当てられるようになる。その後に上記要因が取り除かれた場合には、伝送速度が比較的高い伝送方式がスケジュール12A内でより比較的早い時間に割り当てられることが望ましいが、上記のスケジュール12Aの調整処理だけではこのような調整はなされない。
 そこで、スケジュール12Aの調整をした後、所定回数の通信期間を経過してもスケジュール12Aの調整がなされない場合には、スケジュール12Aの調整として、スケジュール12Aに再び初期スケジュール(図4参照)を設定してもよい。このようにすることで、伝送速度が比較的高い伝送方式を試行する機会が得られ、伝送速度が比較的高い伝送方式での通信が成功した場合には、その後、初期スケジュールを用いて通信の試行を行うようにすることができる。このようにして、伝送速度が比較的高い伝送方式がスケジュール12A内でより比較的早い時間に割り当てられるようになる利点がある。なお、所定回数は、通信を妨げる要因の出現又は消滅などが生ずる時間長に含まれる通信期間の回数を採用することができ、例えば、100回程度又は1000回程度などとすることができる。
 なお、上記における第一期間又は第二期間のような通信期間は、無線通信環境の調査のための専用の期間として予め定められた期間であってもよい。これにより、基地局10は、端末20A等の制御のための制御データに係る通信に影響を与えることなく通信の試行を行い、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。
 一方、上記における第一期間又は第二期間のような通信期間は、通信装置と無線端末との通信のための専用の期間として予め定められた期間であってもよい。これにより、基地局10は、端末20A等の制御のための制御データに係る通信と同時並行的に無線通信環境の調査をし、適切な伝送方式を選定できる。これにより、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。
 また、制御装置40による制御に基づいて走行する走行車である端末20A等が物品の搬送などの機能を果たすための走行車である場合を例として説明したが、端末20A等の一部は、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定するための専用の走行車であってもよい。このようにすることで、走行車の機能又は役割を明確にし、物品の搬送などと、伝送方式の選定などの処理とが互いに影響することを防ぐことができる。
 以上のように、本実施の形態の通信装置の制御方法によれば、通信装置は、将来の第二期間において、通信が成功する蓋然性が比較的高いと想定される伝送方式による通信の試行を、第一期間における場合より早く実行するようにスケジュールを調整する。これにより、通信装置は、第二期間において、第一期間における場合より早い時点で通信を成功させることができる。このように、通信装置は、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。
 また、通信装置は、スケジュールにおける、第二期間に通信が成功する蓋然性が比較的高いと想定される伝送方式による通信の試行の順序を早くするという具体的な構成により、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。
 また、通信装置は、スケジュールにおける、第二期間に通信が成功する蓋然性が比較的高いと想定される伝送方式による通信の試行の回数を相対的に多くするという具体的な構成により、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。
 また、通信装置は、スケジュールにおける、第二期間に通信が成功する蓋然性が比較的低いと想定される伝送方式による通信の試行の順序を遅くする。その結果、順序を遅くした伝送方式と異なる伝送方式が、第二期間において、相対的に早く試行されるようになり、通信の試行が成功する時点をなるべく早くすることができる。よって、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。
 また、通信装置は、一の伝送方式での第一期間での通信が成功したことが、複数回のうちの閾値以上の回数発生した場合にのみスケジュールを変更する。仮に、比較的少ない回数の通信の成功によってスケジュールの変更をするとすれば、一時的又は瞬間的な電波の状況の変化によってスケジュール変更がなされる結果、スケジュール変更の頻度が上がり、通信装置の動作が不安定になり得る。そこで、比較的少ない回数の通信の成功によりスケジュールを変更することを抑制することで、通信装置の動作の安定化を図ることができる。
 また、通信装置は、制御システムに含まれる機器の制御のための制御データに係る通信に影響を与えることなく通信の試行を行い、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。
 また、通信装置は、制御システムに含まれる機器の制御のための制御データに係る通信と同時並行的に無線通信環境の調査をし、適切な伝送方式を選定できる。これにより、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定することができる。
 また、通信装置は、伝送速度が比較的高い伝送方式を試行する機会が得られ、伝送速度が比較的高い伝送方式での通信が成功した場合には、その後、初期スケジュールを用いて通信の試行を行うようにすることができる。このようにして、伝送速度が比較的高い伝送方式がスケジュール内でより比較的早い時間に割り当てられるようになる利点がある。
 以上、本発明の通信装置などについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
 本発明は、より短時間で通信を完了させることができる伝送方式を選定する通信装置に利用可能である。より具体的には、産業機器を制御する制御システムにおける基地局装置等に利用可能である。
 1  制御システム
 5  軌道
 10  基地局
 11  通信IF
 12  制御部
 12A  スケジュール
 13  判定部
 14  調整部
 20A、20B、20C  端末
 30  ネットワーク
 40  制御装置
 A1、A2、A3、A37、B38、B39、B40  フレーム
 K  ACKフレーム
 T1、T2、T3、T4、T5、T6  通信期間

Claims (9)

  1.  無線端末と通信するための通信インタフェースを備える通信装置の制御方法であって、
     第一期間内において、複数の伝送方式に含まれる一の伝送方式をスケジュール情報に従って順次に選択しながら、選択した前記一の伝送方式で前記通信インタフェースによる前記無線端末との通信を試行させる制御ステップと、
     前記複数の伝送方式のうち、前記第一期間において前記無線端末との通信が成功した伝送方式を判定する判定ステップと、
     前記無線端末との通信が成功したと判定された伝送方式での通信の試行を、前記第一期間の後の第二期間において、前記第一期間における場合より早く開始するよう前記スケジュール情報を調整する調整ステップとを含む
     制御方法。
  2.  前記スケジュール情報は、前記複数の伝送方式それぞれでの通信の試行の順序を含み、
     前記調整ステップでは、
     前記スケジュール情報における、前記無線端末との通信が成功したと判定された伝送方式での通信の試行の順序を早くすることで、前記スケジュール情報を調整する
     請求項1に記載の制御方法。
  3.  前記スケジュール情報は、前記複数の伝送方式それぞれでの通信の試行の回数を含み、
     前記調整ステップでは、
     前記スケジュール情報における、前記無線端末との通信が成功したと判定された伝送方式での通信の試行の回数を相対的に増加させることで、前記スケジュール情報を調整する
     請求項1に記載の制御方法。
  4.  前記調整ステップでは、さらに、
     前記無線端末との通信が失敗したと判定された伝送方式での通信の試行を、前記第二期間において、前記第一期間における場合より遅く開始するよう前記スケジュール情報を調整する
     請求項1~3のいずれか1項に記載の制御方法。
  5.  前記判定ステップでは、さらに、
     一の無線端末と通信するための複数の前記第一期間における通信の試行の成否を示す成否情報を取得し、
     取得した前記成否情報に基づいて、一の伝送方式により複数の前記第一期間のうち閾値以上の第一期間において前記一の無線端末との通信が成功したか否かを判定し、
     前記調整ステップでは、前記一の伝送方式により前記閾値以上の第一期間において前記一の無線端末との通信が成功したと前記判定ステップで判定した場合にのみ、前記スケジュール情報を調整する
     請求項1~4のいずれか1項に記載の制御方法。
  6.  前記第一期間及び前記第二期間のそれぞれは、無線通信環境の調査のための専用の期間として予め定められた期間である
     請求項1~5のいずれか1項に記載の制御方法。
  7.  前記第一期間及び前記第二期間のそれぞれは、前記通信装置と前記無線端末との通信のための専用の期間として予め定められた期間である
     請求項1~5のいずれか1項に記載の制御方法。
  8.  前記通信装置は、前記調整ステップで調整する前の前記スケジュール情報である初期スケジュールを記憶しており、
     前記調整ステップでは、さらに、
     前記スケジュール情報の調整をした後、調整後の前記スケジュール情報に従って前記第二期間以降の複数の連続した期間のそれぞれを前記第一期間として前記制御ステップ、前記判定ステップ及び前記調整ステップを実行し、
     所定回数の前記第一期間を経過しても前記調整ステップでの前記スケジュール情報の調整がなされない場合には、前記スケジュール情報の調整として、前記初期スケジュールを設定する
     請求項1~7のいずれか1項に記載の制御方法。
  9.  無線端末と通信するための通信インタフェースを備える通信装置であって、
     第一期間内において、複数の伝送方式に含まれる一の伝送方式をスケジュール情報に従って順次に選択しながら、選択した前記一の伝送方式で前記通信インタフェースによる前記無線端末との通信を試行させる制御部と、
     前記複数の伝送方式のうち、前記第一期間において前記無線端末との通信が成功した伝送方式を判定する判定部と、
     前記無線端末との通信が成功したと判定された伝送方式での通信の試行を、前記第一期間の後の第二期間において、前記第一期間における場合より早く開始するよう前記スケジュール情報を調整する調整部を備える
     通信装置。
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