特許 7315980 基地局、通信システム、及び、基地局の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-19

(45)【発行日】2023-07-27

(54)【発明の名称】基地局、通信システム、及び、基地局の制御方法

(51)【国際特許分類】

   H04W 56/00 20090101AFI20230720BHJP

   H04W 72/0446 20230101ALI20230720BHJP

   H04W 92/20 20090101ALI20230720BHJP

   H04W 4/70 20180101ALI20230720BHJP

   H04W 84/12 20090101ALI20230720BHJP

【ＦＩ】

H04W56/00 110

H04W72/0446

H04W92/20

H04W4/70

H04W84/12

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021157472

(22)【出願日】2021-09-28

(65)【公開番号】P2022058242

(43)【公開日】2022-04-11

【審査請求日】2023-03-22

(31)【優先権主張番号】P 2020166320

(32)【優先日】2020-09-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】500112146

【氏名又は名称】サイレックス・テクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(72)【発明者】

【氏名】桑原 哲也

【審査官】松野 吉宏

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－０３３０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３０４０８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２８１９８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ７／２４ － ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００ － ９９／００

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４

ＳＡ ＷＧ１－４

ＣＴ ＷＧ１、４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

リング方式の有線ネットワークを介して複数の基地局が通信する通信システムにおける一の基地局であって、
前記有線ネットワークに接続される有線インターフェースと、
被制御機器と無線通信するための無線インターフェースと、
前記有線インターフェースを介して受信されるタイミング信号であって、前記複数の基地局のそれぞれが無線通信を開始するタイミングを示すタイミング信号に基づいて、前記被制御機器と無線通信する期間を算出する算出部と、
前記被制御機器に対するコマンドを、前記有線インターフェースを介して受信した場合、前記算出部が算出した前記期間内に、前記被制御機器に対するコマンドに基づいて、前記無線インターフェースを介して前記被制御機器と無線通信する機器制御部と、を備え、
複数の前記基地局は、それぞれ、同じチャネルを用いて前記被制御機器と無線通信する前記基地局同士が互いに異なるグループに属するように、複数のグループのいずれかに予め分類されており、
前記算出部は、前記タイミング信号及び前記複数のグループの数に基づいて前記期間を算出する
基地局。

【請求項2】

前記機器制御部は、
前記被制御機器に対するコマンドを、前記有線インターフェースを介して受信した場合、現在の時刻が、前記算出部が算出した前記期間内であるか否かを判定し、
現在の時刻が、前記算出部が算出した前記期間内であると判定した場合、前記被制御機器との無線通信を開始し、
現在の時刻が、前記算出部が算出した前記期間内ではないと判定した場合、現在の時刻が前記期間内になるまで待機してから前記被制御機器との無線通信を開始する
請求項１に記載の基地局。

【請求項3】

前記機器制御部は、
前記無線インターフェースを介して複数の前記被制御機器と無線通信可能に接続されており、
前記有線インターフェースを介して、複数の前記被制御機器のうちの２つ以上の前記被制御機器に対するコマンドを同時に受信した場合、
当該２つ以上の前記被制御機器に対するコマンドに基づいて、前記期間内であって、且つ、互いに異なるタイミングで当該２つ以上の前記被制御機器のそれぞれと無線通信する
請求項１又は２に記載の基地局。

【請求項4】

前記タイミング信号は、前記複数の基地局が同期をとるための同期信号である
請求項１～３のいずれか１項に記載の基地局。

【請求項5】

前記機器制御部は、前記被制御機器との無線通信において、前記被制御機器に対するコマンドの前記被制御機器への送信処理と、前記被制御機器に対するコマンドに応じた応答データを前記被制御機器から要求する要求信号の送信処理と、前記応答データの受信処理と、を行う
請求項１～４のいずれか１項に記載の基地局。

【請求項6】

前記算出部は、
（ア）前記被制御機器に対するコマンドの前記被制御機器への送信処理と、
（イ）前記要求信号の送信処理、及び、前記応答データの受信処理と、
をそれぞれ個別に実行するための前記期間と、前記被制御機器に対するコマンドの前記被制御機器への送信処理と前記要求信号の送信処理との間の前記被制御機器と無線通信しない待機期間とを算出する
請求項５に記載の基地局。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１項に記載の基地局を複数備え、
複数の前記基地局は、それぞれ、
１つ又は複数の前記被制御機器のそれぞれと同じチャネルを用いて無線通信し、
前記タイミング信号及び前記複数のグループの数に基づいて、１つ又は複数の前記被制御機器と無線通信する期間を算出し、
前記有線インターフェースを介して、複数の前記被制御機器のうちの２つ以上の前記被制御機器に対するコマンドを同時に受信した場合、
当該２つ以上の前記被制御機器に対するコマンドに基づいて、前記期間内であって、且つ、互いに異なるタイミングで当該２つ以上の前記被制御機器のそれぞれと無線通信する
通信システム。

【請求項8】

請求項１～６のいずれか１項に記載の基地局を複数備え、
複数の前記基地局が備える前記機器制御部は、それぞれ、グループ毎に同じ前記期間に、前記被制御機器との無線通信において、前記被制御機器に対するコマンドの前記被制御機器への送信処理と、前記被制御機器に対するコマンドに応じた応答データを前記被制御機器から要求する要求信号の送信処理と、前記応答データの受信処理と、を行い、
複数の前記基地局が備える前記算出部は、
（ア）前記被制御機器に対するコマンドの前記被制御機器への送信処理と、
（イ）前記要求信号の送信処理、及び、前記応答データの受信処理と、
をそれぞれ個別に実行するための前記期間と、前記被制御機器に対するコマンドの前記被制御機器への送信処理と前記要求信号の送信処理との間の前記被制御機器と無線通信しない待機期間とを、前記タイミング信号及び前記複数のグループの数に基づいて算出する
通信システム。

【請求項9】

リング方式の有線ネットワークを介して複数の基地局が通信する通信システムにおける一の基地局の制御方法であって、
前記基地局は、
前記有線ネットワークに接続される有線インターフェースと、
被制御機器と無線通信するための無線インターフェースと、を備え、
前記基地局の制御方法は、
前記有線インターフェースを介して受信されるタイミング信号であって、前記複数の基地局のそれぞれが無線通信を開始するタイミングを示すタイミング信号に基づいて、前記被制御機器と無線通信する期間を算出する算出ステップと、
前記被制御機器に対するコマンドを、前記有線インターフェースを介して受信した場合、前記算出ステップで算出した前記期間内に、前記被制御機器に対するコマンドに基づいて、前記無線インターフェースを介して前記被制御機器と無線通信する無線通信ステップと、を含み、
複数の前記基地局は、それぞれ、同じチャネルを用いて前記被制御機器と無線通信する前記基地局同士が互いに異なるグループに属するように、複数のグループのいずれかに予め分類されており、
前記算出ステップでは、前記タイミング信号及び前記複数のグループの数に基づいて前記期間を算出する
基地局の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基地局、通信システム、及び、基地局の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

工場等に配備される産業機器の制御通信のネットワークは、固定的に配置される機器の他、ロボット又は搬送車等の移動機器に接続し構築される。固定的に配置される機器の接続にはケーブルを用いた有線ネットワークが用いられる。一方、移動機器の接続には、無線リンクを用いた無線ネットワークが有用である。

【0003】

産業機器のネットワークには、冗長性及び即時性の観点からＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）等のリング方式の通信規格が用いられている。

【0004】

特許文献１は、産業機器の有線ネットワークのうちの一部のリンクをケーブルレス化つまり無線化することができる通信装置を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１９－２９７９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

無線通信する通信装置は、自装置が無線通信でデータ等を送信する際には、自装置が無線通信に用いる周波数（チャネル）を用いて無線通信が行われていないかを予め確認し、無線通信が行われていないことを確認してから、無線通信を実行する。具体的には、無線通信する通信装置には、自装置が無線通信でデータ等を送信する前に、自装置が無線通信に用いるチャネルを用いた無線信号を探索すること（いわゆる、キャリアセンス）が要求される。キャリアセンスによれば、同じチャネルが用いられることによる無線通信での電波の干渉が回避され得る。

【0007】

一方、通信装置は、キャリアセンスによって自装置が無線通信に用いようとするチャネル上で自装置以外の無線信号を検知した場合、所定時間待機した後で、無線通信を実行する。そのため、当該通信装置が実行する無線通信に所定時間待機した分だけ遅延が発生する。

【0008】

上記したリング方式のネットワークでは、上位コントローラが複数の通信機器と通信しながら当該複数の通信機器のそれぞれが無線通信する子機の動作を制御するために、遅延が発生すると、又は、定期的な通信が実行されないと、当該子機の動作に不具合が生じる可能性がある。このように、リング方式のネットワークでは、定周期且つ低遅延の通信が要求される。

【0009】

本発明は、無線通信での遅延の発生を抑制できる基地局等を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一態様に係る基地局は、リング方式の有線ネットワークを介して複数の基地局が通信する通信システムにおける一の基地局であって、前記有線ネットワークに接続される有線インターフェースと、被制御機器と無線通信するための無線インターフェースと、前記有線インターフェースを介して受信されるタイミング信号であって、前記複数の基地局のそれぞれが無線通信を開始するタイミングを示すタイミング信号に基づいて、前記被制御機器と無線通信する期間を算出する算出部と、前記被制御機器に対するコマンドを、前記有線インターフェースを介して受信した場合、前記算出部が算出した前記期間内に、前記被制御機器に対するコマンドに基づいて、前記無線インターフェースを介して前記被制御機器と無線通信する機器制御部と、を備える。

【0011】

これによれば、例えば、各基地局が同じチャネルを用いて被制御機器と無線通信する場合においても、各基地局は、互いに異なるタイミングで被制御機器と無線通信できる。そのため、このような構成によれば、キャリアセンスによる待機時間（待機期間）が発生することが抑制される。このように、本発明の一態様に係る基地局によれば、無線通信での遅延の発生を抑制できる。

【0012】

また、例えば、前記機器制御部は、前記被制御機器に対するコマンドを、前記有線インターフェースを介して受信した場合、現在の時刻が、前記算出部が算出した前記期間内であるか否かを判定し、現在の時刻が、前記算出部が算出した前記期間内であると判定した場合、前記被制御機器との無線通信を開始し、現在の時刻が、前記算出部が算出した前記期間内ではないと判定した場合、現在の時刻が前記期間内になるまで待機してから前記被制御機器との無線通信を開始する。

【0013】

これによれば、基地局は、算出部が算出した期間内に適切に被制御機器と無線通信できる。

【0014】

また、例えば、前記機器制御部は、前記無線インターフェースを介して複数の前記被制御機器と無線通信可能に接続されており、前記有線インターフェースを介して、複数の前記被制御機器のうちの２つ以上の前記被制御機器に対するコマンドを同時に受信した場合、当該２つ以上の前記被制御機器に対するコマンドに基づいて、前記期間内であって、且つ、互いに異なるタイミングで当該２つ以上の前記被制御機器のそれぞれと無線通信する。

【0015】

これによれば、基地局は、同じチャネルを用いて２つ以上の被制御機器と無線通信する場合であっても、当該２つ以上の被制御機器と無線通信する期間を互いに重ならないようにできる。そのため、当該２つ以上の被制御機器と無線通信する際の電波の干渉が回避され得る。

【0016】

また、例えば、前記タイミング信号は、前記複数の基地局が同期をとるための同期信号である。

【0017】

例えば、ＥｔｈｅｒＣＡＴに従うネットワークでは、各基地局は、それぞれが有するＲＴＣ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）等の計時部（時計）の時刻を揃えるために、つまり、各基地局が他の基地局と同期をとる。そこで、本発明の一態様に係る基地局は、同期信号に基づいて、自装置が無線通信する期間を決定する。これによれば、各基地局が当該期間を算出するための新たな信号等を用いずに、各基地局は、同期信号に基づいて各基地局が、それぞれ自装置が無線通信する期間を算出できる。

【0018】

また、例えば、前記機器制御部は、前記被制御機器との無線通信において、前記被制御機器に対するコマンドの前記被制御機器への送信処理と、前記被制御機器に対するコマンドに応じた応答データを前記被制御機器から要求する要求信号の送信処理と、前記応答データの受信処理と、を行う。

【0019】

これによれば、基地局は、無線通信によって子機から応答データを受信し、且つ、リング方式の有線ネットワークを介してマスタに応答データを送信できる。

【0020】

また、例えば、前記算出部は、（ア）前記被制御機器に対するコマンドの前記被制御機器への送信処理と、（イ）前記要求信号の送信処理、及び、前記応答データの受信処理と、をそれぞれ個別に実行するための前記期間と、前記被制御機器に対するコマンドの前記被制御機器への送信処理と前記要求信号の送信処理との間の前記被制御機器と無線通信しない待機期間とを算出する。

【0021】

これによれば、基地局は、待機期間が適切に算出されることで、被制御機器が応答データの生成に時間がかかる場合にも、その期間を他の基地局が占有して無線通信を行う期間として利用できる。

【0022】

また、本発明の一態様に係る通信システムは、上記記載の基地局を複数備え、複数の前記基地局は、それぞれ、１つ又は複数の前記被制御機器のそれぞれと同じチャネルを用いて無線通信し、前記同じチャネルを用いて無線通信する前記基地局同士が互いに異なるグループに属するように、複数のグループのいずれかに予め分類されており、前記タイミング信号及び前記複数のグループの数に基づいて、１つ又は複数の前記被制御機器と無線通信する期間を算出し、前記有線インターフェースを介して、複数の前記被制御機器のうちの２つ以上の前記被制御機器に対するコマンドを同時に受信した場合、当該２つ以上の前記被制御機器に対するコマンドに基づいて、前記期間内であって、且つ、互いに異なるタイミングで当該２つ以上の前記被制御機器のそれぞれと無線通信する。

【0023】

例えば、複数の基地局が同じチャネルを用いて被制御機器と無線通信する場合においても、当該複数の基地局は互いに異なるタイミングで複数の被制御機器と無線通信できる。つまり、本発明の一態様に係る基地局同士によれば、同じチャネルを用いて被制御機器と無線通信する場合であっても、互いが無線通信する期間を互いに重ならないようにできるために、本発明の一態様は、それぞれが被制御機器と無線通信する基地局を複数備えるシステムに好適である。

【0024】

また、本発明の別の一態様に係る通信システムは、上記記載の基地局を複数備え、複数の前記基地局は、それぞれ、同じチャネルを用いて前記被制御機器と無線通信する前記基地局同士が互いに異なるグループに属するように、複数のグループのいずれかに予め分類されており、複数の前記基地局が備える前記機器制御部は、それぞれ、グループ毎に同じ前記期間に、前記被制御機器との無線通信において、前記被制御機器に対するコマンドの前記被制御機器への送信処理と、前記被制御機器に対するコマンドに応じた応答データを前記被制御機器から要求する要求信号の送信処理と、前記応答データの受信処理と、を行い、複数の前記基地局が備える前記算出部は、（ア）前記被制御機器に対するコマンドの前記被制御機器への送信処理と、（イ）前記要求信号の送信処理、及び、前記応答データの受信処理と、をそれぞれ個別に実行するための前記期間と、前記被制御機器に対するコマンドの前記被制御機器への送信処理と前記要求信号の送信処理との間の前記被制御機器と無線通信しない待機期間とを、前記タイミング信号及び前記複数のグループの数に基づいて算出する。

【0025】

これによれば、通信システムが備える複数の基地局は、それぞれ、待機期間が適切に算出されることで、複数の基地局が無線通信する子機が応答データの生成に時間がかかる場合にも、その時間を別のグループの送受信のために利用できる。

【0026】

また、本発明の一態様に係る基地局の制御方法は、リング方式の有線ネットワークを介して複数の基地局が通信する通信システムにおける一の基地局の制御方法であって、前記基地局は、前記有線ネットワークに接続される有線インターフェースと、被制御機器と無線通信するための無線インターフェースと、を備え、前記基地局の制御方法は、前記有線インターフェースを介して受信されるタイミング信号であって、前記複数の基地局のそれぞれが無線通信を開始するタイミングを示すタイミング信号に基づいて、前記被制御機器と無線通信する期間を算出する算出ステップと、前記被制御機器に対するコマンドを、前記有線インターフェースを介して受信した場合、前記算出ステップで算出した前記期間内に、前記被制御機器に対するコマンドに基づいて、前記無線インターフェースを介して前記被制御機器と無線通信する無線通信ステップと、を含む。

【0027】

これによれば、上記した本発明の一態様に係る基地局と同様の効果を奏する。

【0028】

なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

【発明の効果】

【0029】

本発明によれば、無線通信での遅延の発生を抑制できる基地局等を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】図１は、実施の形態１に係る基地局を含む通信システムの構成を示す模式図である。

【図2】図２は、実施の形態１に係る基地局及び子機の機能構成を示すブロック図である。

【図3】図３は、実施の形態１に係るコマンドを含む無線フレームの第一の説明図である。

【図4】図４は、実施の形態１に係るコマンドを含む無線フレームの第二の説明図である。

【図5】図５は、実施の形態１に係る無線フレームへの書き込み処理の説明図である。

【図6】図６は、実施の形態１に係る基地局の処理手順を示すフローチャートである。

【図7】図７は、実施の形態１に係る通信システムが備える複数の基地局のそれぞれが無線通信するタイミングを説明するための図である。

【図8】図８は、実施の形態２に係る基地局を含む通信システムの構成を示す模式図である。

【図9】図９は、実施の形態２に係る基地局及び子機の機能構成を示すブロック図である。

【図10】図１０は、実施の形態２に係る通信システムが備える複数の基地局のそれぞれが無線通信するタイミングを説明するための図である。

【図11】図１１は、比較例に係る通信システムが備える複数の基地局のそれぞれが無線通信するタイミングを説明するための図である。

【図12】図１２は、実施の形態２に係る基地局の処理手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0031】

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。

【0032】

以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の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、ステップの順序等は、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、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

【0033】

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。

【0034】

（実施の形態１）
［構成］
＜通信システム＞
まず、実施の形態１に係る基地局及び通信システムの構成について説明する。

【0035】

図１は、実施の形態１に係る基地局１０を含む通信システム１の構成を示す模式図である。なお、図１においては、有線通信可能な機器同士を実線で繋ぎ、無線通信可能な機器同士を破線（より具体的には、破線矢印）で繋いでいる。

【0036】

通信システム１は、マスタＭと、基地局１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、及び、１７と、子機２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、及び、３５とを備える。マスタＭと、基地局１０～１７とは、リング方式の有線のネットワーク（有線ネットワークＮ）によって通信可能（より具体的には、有線通信可能）に接続されている。

【0037】

マスタＭは、有線ネットワークＮに接続されており、同じく有線ネットワークＮに接続された基地局１０～１７を制御する制御装置（いわゆる上位コントローラ）である。また、マスタＭは、有線ネットワークＮに接続されておらず、且つ、基地局１０～１７のいずれかと無線通信可能な１つ又は複数の子機（以下、被制御機器ともいう）２０～３５を、基地局１０～１７を介して制御する。

【0038】

有線ネットワークＮは、例えば、ＥｔｈｅｒＣＡＴに従うネットワークである。

【0039】

なお、以下の説明では、有線ネットワークＮは、ＥｔｈｅｒＣＡＴに従うネットワークである場合を例として説明する。有線ネットワークＮは、ＳＥＲＣＯＳＩＩＩ等のリング方式の通信規格に従うネットワークであってもよい。

【0040】

マスタＭは、リング方式の有線ネットワークＮにＥｔｈｅｒＣＡＴフレーム（単にフレームともいう）を送信する。マスタＭにより送信されたフレームは、有線ネットワークＮを一巡して再びマスタＭに戻る。例えば、マスタＭが図１に示すＤ方向にフレームを送信すると、このフレームは、基地局１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、及び、１７をこの順に経由してマスタＭに戻る。

【0041】

基地局１０～１７は、それぞれ、マスタＭから送信されるコマンドデータ（以下、単にコマンドともいう）を受信する、マスタＭに対するスレーブである。基地局１０～１７は、それぞれ、有線ネットワークＮに接続されている。また、基地局１０～１７は、それぞれ、マスタＭが送信するフレームを、有線ネットワークＮを介して受信し、受信したフレームに含まれるコマンドの読み出し、又は、受信したフレームへのデータの書き込みを実行して、フレームを有線ネットワークＮに送信する。

【0042】

例えば、基地局１０～１７は、それぞれ、コマンドを含むフレームを受信した場合、受信したフレームに含まれるコマンドに従って動作する。

【0043】

コマンドには、例えば、マスタＭに制御される被制御機器がフレームに所定のデータを書き込むことを要求するライトコマンド、及び、被制御機器に応答データを要求するリードコマンド等が含まれる。

【0044】

基地局１０～１７は、それぞれ、例えば、ライトコマンドを含むフレームを受信した場合、当該ライトコマンドに従って所定のデータを書き込む。或いは、基地局１０～１７は、それぞれ、例えば、リードコマンドを含むフレームを受信した場合、受信したフレームの中の所定のフィールドに応答データを書き込んで、有線ネットワークＮにフレームを送信する。

【0045】

また、基地局１０～１７は、それぞれ、子機２０～３５と無線通信可能に接続されている。基地局１０～１７は、それぞれ、子機２０～３５と無線通信することで、子機２０～３５を制御する。

【0046】

基地局１０は、例えば、マスタＭが送信した、子機２０に対するコマンドを含むフレームを、有線ネットワークＮを介して受信した場合、受信したコマンドを子機２０に無線通信で送信（転送）する。また、基地局１０は、例えば、子機２０が送信した応答データを無線通信で受信した場合、受信した応答データをマスタＭに有線ネットワークＮを介して送信（転送）する。

【0047】

同様に、基地局１１～１７は、それぞれ、例えば、マスタＭが送信した、自装置が無線通信可能な子機に対するコマンドを含むフレームを受信した場合、受信したコマンドを自装置が無線通信可能な子機に無線通信で送信（転送）する。また、同様に、基地局１１～１７は、例えば、自装置と無線通信可能な子機が送信した応答データを無線通信で受信した場合、受信した応答データをマスタＭに有線ネットワークＮを介して送信（転送）する。

【0048】

このように、本実施の形態では、基地局１０～１７は、マスタＭと子機２０～３５との中継器として機能する。具体的には、通信システム１のように、ＥｔｈｅｒＣＡＴに従うシステムでは、マスタＭからコマンドが各スレーブ（基地局１０～１７）に送信される。基地局１０～１７は、例えば、応答データ（０バイトデータ）をマスタＭに送信する。また、各基地局１０～１７は、受信したコマンドが、自装置が無線通信可能な子機宛てのデータであった場合、当該データを、例えば、後述する記憶部１０７（図２参照）に記憶する。また、各基地局１０～１７は、子機から受信した応答データを自装置宛てのＥｔｈｅｒＣＡＴデータの応答データを書き込む箇所に書き込み、マスタＭに送信する。

【0049】

子機２０～３５は、それぞれ、マスタＭによる制御を受けて動作する、被制御機器である。子機２０～３５は、それぞれ、基地局１０～１７のいずれかと、無線通信可能に接続されている。

【0050】

本実施の形態では、子機２０及び２１は、それぞれ、基地局１０と、５ＧＨｚ帯の３６チャネル（以下、Ｃｈ．３６又はチャネル３６ともいう）を用いて、無線通信可能に接続されている。また、子機２２及び２３は、それぞれ、基地局１１と、５ＧＨｚ帯の４０チャネル（以下、Ｃｈ．４０又はチャネル４０ともいう）を用いて、無線通信可能に接続されている。また、子機２４及び２５は、それぞれ、基地局１２と、５ＧＨｚ帯の４４チャネル（以下、Ｃｈ．４４又はチャネル４４ともいう）を用いて、無線通信可能に接続されている。また、子機２６及び２７は、それぞれ、基地局１３と、５ＧＨｚ帯の４８チャネル（以下、Ｃｈ．４８又はチャネル４８ともいう）を用いて、無線通信可能に接続されている。また、子機２８及び２９は、それぞれ、基地局１４と、５ＧＨｚ帯の３６チャネル（Ｃｈ．３６）を用いて、無線通信可能に接続されている。また、子機３０及び３１は、それぞれ、基地局１５と、５ＧＨｚ帯の４０チャネル（Ｃｈ．４０）を用いて、無線通信可能に接続されている。また、子機３２及び３３は、それぞれ、基地局１６と、５ＧＨｚ帯の４４チャネル（Ｃｈ．４４）を用いて、無線通信可能に接続されている。また、子機３４及び３５は、それぞれ、基地局１７と、５ＧＨｚ帯の４８チャネル（Ｃｈ．４８）を用いて、無線通信可能に接続されている。

【0051】

このように、通信システム１が備える複数の基地局１０～１７のうちの少なくとも２つ以上の基地局は、同じチャネルを用いて被制御機器（子機）と無線通信する。

【0052】

なお、本実施の形態では、基地局１０～１７は、それぞれ、２台の子機と同じチャネルを用いて無線通信する。基地局１０～１７のそれぞれが無線通信する子機の台数は、特に限定されない。また、基地局１０～１７のそれぞれが複数の子機と無線通信する場合、それぞれの子機と無線通信する際に用いるチャネルは、同じでもよいし、異なってもよい。

【0053】

例えば、子機２０は、基地局１０を介してマスタＭからコマンドを受信し、受信したコマンドに従って動作する。また、子機２０は、基地局１０に応答データを送信することで、基地局１０を介してマスタＭに応答データを送信する。

【0054】

子機２０～３５は、例えば、搬送機等の移動可能な移動機器、センサ機器、モータ、ロボットアームである。

【0055】

なお、子機２０～３５は、互いに同等の機能を有する機器であってもよいし、互いに異なる機能を有する機器であってもよい。

【0056】

このように、通信システム１によれば、マスタＭは、有線ネットワークＮに直接に接続されている基地局１０～１７だけでなく、有線ネットワークＮに直接に接続されていない子機２０～３５も制御することができる。具体的には、マスタＭは、有線ネットワークＮに直接接続されていない子機２０～３５を、有線ネットワークＮに直接接続されている基地局１０～１７が子機２０～３５と無線通信することで制御する。通信システム１によれば、例えば、基地局１０～１７が子機２０～３５と物理的に離れて存在するために配線を敷設することが不可能又は困難である場合等にも、子機２０～３５を制御できる利点がある。このように、通信システム１によれば、制御通信のネットワークトポロジの自由度を向上させることができる。

【0057】

ここで、無線通信する通信装置（本実施の形態では、基地局１０～１７及び子機２０～３５）には、従来の方法によれば、自装置が無線通信でデータ等を送信する前に、キャリアセンスを実行することが要求される。キャリアセンスによれば、同じチャネルが用いられることによる無線通信での電波の干渉が回避され得る。

【0058】

例えば、図１に示す例では、基地局１０と基地局１４とは、同じチャネル（３６チャネル）を用いて無線通信する。そのため、例えば、基地局１０は、キャリアセンスを行い、３６チャネルを用いた無線通信が行われていなければ、つまり、基地局１４が無線通信をしていなければ、無線通信を実行する。また、基地局１０は、３６チャネルを用いた無線通信が行われていれば、つまり、基地局１４が無線通信をしていれば、所定時間待機した後で無線通信を実行する。

【0059】

そのため、基地局１０が３６チャネルを用いた無線信号を検知した場合、所定時間待機した分だけ遅延が発生する。

【0060】

このように、それぞれが無線通信する通信装置を複数備えるシステムにおいて、このような遅延を抑制するために、それぞれの通信装置が用いるチャネルを異なるように設定すると、システムが備える通信装置の数を増やす程、チャネル数が多く必要になる。利用できるチャネル数には限界があるため、それぞれの通信装置が用いるチャネルを異なるように設定するだけでは、システムが備える通信装置の数を増やせない問題が生じる。そこで、それぞれが無線通信する通信装置を複数備えるシステムにおいては、無線通信に用いられるチャネルの数を抑制しつつ、且つ、通信の遅延の発生を抑制できることが要求される。

【0061】

本願発明者らは、鋭意検討した結果、無線通信する複数の機器が無線通信するタイミング（無線通信期間）を適切にずらすことにより、通信の遅延の発生を抑制できることを見出した。具体的には、基地局１０～１７は、それぞれ、互いが無線通信を開始するタイミングを把握し、他の基地局が無線通信しない期間を算出して、算出した期間で自装置が無線通信可能な子機と無線通信する。具体的には、基地局１０～１７は、自装置と同じチャネルを用いる他の基地局が無線通信を開始するタイミングを互いに把握できており、当該他の基地局が無線通信しない期間を算出して、算出した期間で自装置が無線通信可能な子機と無線通信する。

【0062】

以降において、基地局１０及び子機２０の機能構成及び動作について詳細に説明する。なお、子機２０～３５については子機２０を代表として、基地局１０～１７については基地局１０を代表として説明するが、他の子機及び他の基地局についても同様の説明が成立する。

【0063】

＜基地局及び子機＞
図２は、本実施の形態に係る基地局１０及び子機２０の機能構成を示すブロック図である。

【0064】

基地局１０は、リング方式の有線ネットワークＮを介して複数の基地局１０～１７が通信する通信システム１における一の基地局である。本実施の形態では、基地局１０は、マスタＭから送信されたコマンドを子機２０および２１に無線通信で送信する基地局装置である。

【0065】

基地局１０は、有線インターフェース１０１と、処理部１０４と、記憶部１０７と、無線インターフェース１０９と、を備える。

【0066】

有線インターフェース１０１は、有線ネットワークＮに接続される通信インターフェースである。有線インターフェース１０１は、入力用ポート１０２と、出力用ポート１０３と、を含む。

【0067】

入力用ポート１０２は、有線ネットワークＮに接続され、有線ネットワークＮからフレームを受信するポートである。入力用ポート１０２は、１つの物理ポートに割り当てられる。

【0068】

出力用ポート１０３は、有線ネットワークＮに接続され、有線ネットワークＮへフレームを送信するポートである。出力用ポート１０３は、１つの物理ポートに割り当てられる。

【0069】

処理部１０４は、基地局１０の各種処理を実行する処理部である。処理部１０４は、算出部１０５と、機器制御部１０６と、を含む。

【0070】

算出部１０５は、有線インターフェース１０１を介して受信されるタイミング信号であって、複数の基地局１０～１７のそれぞれが無線通信を開始するタイミングを示すタイミング信号に基づいて、被制御機器（本実施の形態では、子機２０及び子機２１）と無線通信する期間を算出する処理部である。タイミング信号は、例えば、複数の基地局１０～１７が同期をとるための同期信号である。より具体的には、タイミング信号は、いわゆる割込み信号（ＳＹＮＣ０）である。

【0071】

本実施の形態では、マスタＭ及び各基地局１０～１７が同期するために、マスタＭと各基地局１０～１７とが同じ時計を共有する、つまり、マスタＭ及び各スレーブが有する計時部（図示しない）が刻む時刻を揃えるディストリビューテッドクロック（ＤＣ／Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｌｏｃｋ）モードという機能が用いられる。

【0072】

ＤＣモードでは、各基地局１０～１７のうちで、マスタＭからのＥｔｈｅｒＣＡＴデータを初めに受信する基地局（本実施の形態では、基地局１０）が、いわゆるマスタークロックとなり、各基地局１０～１７間の遅延時間を計測して補正する。

【0073】

これにより、複数台のスレーブが有線ネットワークＮに接続されたシステムでは、ＤＣモードでマスタＭと各スレーブとが同期して動作する。

【0074】

上記の通り、ＤＣモードによれば、マスタＭと各基地局１０～１７とは、同じ時刻を刻む時計（時計情報）を共有できる、言い換えると、時刻を合わせることができる、つまり、同期をとることができる。具体的には、各基地局１０～１７は、所定のタイミングで割り込み信号（ＳＹＮＣ０）を発生させて（生成して）、発生させたＳＹＮＣ０を有線ネットワークＮに送信する。これにより、各基地局１０～１７は、自装置が送信したＳＹＮＣ０のタイミングと、他の各基地局が送信したＳＹＮＣ０を受信したタイミングとに基づいて、自装置が備える時計の時刻を補正する。その結果、各基地局１０～１７では、同期がとられる。

【0075】

また、各基地局１０～１７のうちで、マスタＭからのＥｔｈｅｒＣＡＴデータを初めに受信する基地局（本実施の形態では、基地局１０）は、ＳＹＮＣ０を発生させる周期に応じて、リセット信号（ＳＹＮＣ１）を発生させて（生成して）有線ネットワークＮに送信する。

【0076】

各基地局１０～１７は、ＳＹＮＣ０の発生回数をカウントしている。なお、各基地局１０～１７から同時に発生されるＳＹＮＣ０については、ＳＹＮＣ０の発生回数が１回とカウントする。

【0077】

ここで、各基地局１０～１７は、ＳＹＮＣ１を受信した場合、ＳＹＮＣ０のカウントをリセット（初期化）する。本実施の形態では、例えば、基地局１０は、ＳＹＮＣ０を６回発生させる度に（つまり、６周期毎に）ＳＹＮＣ１を発生させる。具体的には、本実施の形態では、基地局１０は、ＳＹＮＣ０を２５０μｓｅｃ．毎に発生させ、ＳＹＮＣ０の６回目を発生させた２５０μｓｅｃ．後にＳＹＮＣ１を発生させる（図７参照）。また、本実施の形態では、基地局１０は、ＳＹＮＣ１を発生させた２５０μｓｅｃ．後にＳＹＮＣ０（カウントが１回目のＳＹＮＣ０）を発生させる。

【0078】

これにより、例えば、各基地局１０～１７のうちで、マスタＭからのＥｔｈｅｒＣＡＴデータを初めに受信する基地局（本実施の形態では、基地局１０）に、ＳＹＮＣ０を発生させる周期が予め定められていることで、各基地局１０～１７では、ＳＹＮＣ０を発生させるタイミングの同期がとられ、且つ、ＳＹＮＣ０が発生された回数のカウント数が同じになる。

【0079】

また、各基地局１０～１７は、同期信号（ＳＹＮＣ０及びＳＹＮＣ１）を周期的に繰り返し発生させる。

【0080】

本実施の形態では、各基地局１０～１７には、ＳＹＮＣ０を発生させたカウント数毎に、子機との無線通信を開始するタイミングが予め割り振られている。例えば、ＳＹＮＣ０の１～３回目を発生させた後は、基地局１０～１３が無線通信し、ＳＹＮＣ０の４～６回目を発生させた後は、基地局１４～１７が無線通信する。これにより、基地局１０～１７は、基地局１０～１７が同期をとるための同期信号に基づいて、子機と無線通信する期間を決定する。

【0081】

そこで、算出部１０５は、自装置に割当てられたＳＹＮＣ０が発生させたカウント数に応じた各基地局１０～１７が子機と無線通信を開始するタイミングを示す情報（タイミング情報）と、有線ネットワークＮを介して受信する同期信号（ＳＹＮＣ０及びＳＹＮＣ１）の受信タイミング（同期信号が発生されるタイミング）とに基づいて、機器制御部１０６が無線インターフェース１０９を介して子機２０及び２１と無線通信する期間を算出する。例えば、基地局１０の算出部１０５は、１回目のＳＹＮＣ０が発生されるタイミングから４回目のＳＹＮＣ０が発生されるタイミングまでの期間をもとに、機器制御部１０６が無線インターフェース１０９を介して子機２０及び２１と無線通信する期間を算出する。算出部１０５が算出する期間は、マスタＭから受信したフレームが配下の子機のうち何台宛てのコマンドを含むかにも依存する。

【0082】

なお、本実施の形態では、各ＳＹＮＣ０が発生されるタイミング毎に、基地局１０～１７のいずれかが子機との無線通信を開始するように予め定められている。例えば、基地局１０は、１～３回目のＳＹＮＣ０が発生されるタイミングに、基地局１０が、子機２０及び２１との無線通信を開始する。

【0083】

また、同期信号は、ＥｔｈｅｒＣＡＴデータとは異なる信号として生成されて有線ネットワークＮに送信される。

【0084】

機器制御部１０６は、子機２０及び２１に対するコマンド（より具体的には、コマンドを含むフレーム）を、有線インターフェース１０１を介して受信した場合、算出部１０５が算出した期間内（機器制御部１０６が無線インターフェース１０９を介して子機２０及び２１と無線通信する期間内）に、受信したコマンドに基づいて、無線インターフェース１０９を介して子機２０及び２１と無線通信する処理部である。

【0085】

例えば、機器制御部１０６は、子機２０に対するコマンドを、有線インターフェース１０１を介して受信した場合、受信したコマンドを記憶部１０７に一時的に記憶させ、算出部１０５が決定したタイムスロットを用いて、記憶部１０７に記憶させたコマンドを、無線インターフェース１０９を介して子機２０に送信し、応答データを要求する要求信号を、無線インターフェース１０９を介してさらに送信し、応答データを子機２０から無線インターフェース１０９を介して受信する。このように、機器制御部１０６は、受信したコマンドに基づいて、無線インターフェース１０９を介して子機２０と無線通信する。具体的には、機器制御部１０６は、算出部１０５が算出した期間に、子機２０、２１との無線通信（無線通信処理）において、コマンドの子機２０、２１への送信処理（第１送信処理）と、コマンドに応じた応答データを子機２０、２１から要求する要求信号の送信処理（第２送信処理）と、応答データの受信処理と、を行う。本実施の形態では、算出部１０５は、例えば、コマンドの送信処理と、要求信号の送信処理と、応答データの受信処理と、を連続して実行するための期間を算出する。

【0086】

例えば、記憶部１０７には、子機２０及び２１等の制御し得る子機のリストである機器リスト情報１０８が記憶されている。機器制御部１０６は、入力用ポート１０２により子機２０等を制御するためのコマンドを受信した場合に、受信したコマンドの対象である機器（対象機器ともいう）の識別子を取得する。そして、機器制御部１０６は、当該コマンドを所定の形式でカプセル化して、対象となる子機に無線インターフェース１０９を介して送信する。ここで、所定の形式とは、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１の各通信規格に準拠したフレームに基づく形式などである。

【0087】

また、例えば、機器制御部１０６は、子機２０に対するマスタＭからのコマンドを、有線インターフェース１０１を介して受信した場合、現在の時刻（すなわち、当該コマンドを受信した時刻）が、算出部１０５が算出した期間内であるか否かを判定する。例えば、機器制御部１０６は、現在の時刻が、算出部１０５が算出した期間内であると判定した場合、子機２０との無線通信を開始する。一方、機器制御部１０６は、例えば、現在の時刻が、算出部１０５が算出した期間内ではないと判定した場合、現在の時刻がその期間内になるまで待機してから子機２０との無線通信を開始する。

【0088】

なお、機器制御部１０６は、対象となる子機が複数ある場合、コマンドを複数の子機のそれぞれに対して順次にユニキャスト送信してもよい。ユニキャスト送信には到達確認及び再送の制御のしくみが設けられているので、より信頼性の高い無線通信によりコマンドを送信できる利点がある。或いは、機器制御部１０６は、対象となる子機が複数ある場合、コマンドを複数の対象機器に対してブロードキャスト送信してもよい。ブロードキャスト送信を用いれば、一度の送信で複数の子機２０等にコマンドを受信させることにより無線通信帯域の削減の利点が得られる。

【0089】

また、機器制御部１０６は、子機２０等により送信される応答データのフレームへの書込みの制御を行う。機器制御部１０６は、無線インターフェース１０９を介して受信した子機２０等による応答を示す応答データを出力用ポート１０３により出力する。より具体的には、機器制御部１０６は、子機２０による応答を読み取るためのリードコマンドを入力用ポート１０２により受信した場合に、リードコマンドを含むフレームに、子機２０等による応答を示す応答データを書き込んで出力用ポート１０３から出力する。

【0090】

ここで、応答データとは、機器制御部１０６が送信したコマンドに係る制御に基づく子機２０等による応答を示すデータである。

【0091】

また、機器制御部１０６は、子機２０等から、応答データが所定の形式でカプセル化された無線フレームを、無線インターフェース１０９を介して受信する。例えば、機器制御部１０６は、子機２０等から応答データを受信した場合、受信した応答データを記憶部１０７に一時的に記憶させ、その後に入力用ポート１０２を介して受信したリードコマンドを含むフレームに書き込む。

【0092】

また、機器制御部１０６は、入力用ポート１０２を介してコマンドを受信したとき、場合によっては受信したコマンドを含むフレームに、当該制御に対する応答データがないことを示すデータを書き込んで、出力用ポート１０３から出力してもよい。コマンドを受信した時点では、当該コマンドに基づく子機２０等に対する制御の結果としての応答が得られないことがある。その場合、上記のように当該制御に対する応答データがないことを示すデータを書き込んで出力することで、フレームの伝送遅延を小さくすることができる利点がある。

【0093】

また、機器制御部１０６は、入力用ポート１０２及び出力用ポート１０３の機能の物理ポートへの割り当て、及び、入力用ポート１０２及び出力用ポート１０３によるフレームの送受信を制御する。

【0094】

処理部１０４は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサと、当該プロセッサが実行する、記憶部１０７等に記憶された制御プログラムとにより実現される。

【0095】

なお、算出部１０５と機器制御部１０６とは、１つのプロセッサにより実現されてもよいし、２以上のプロセッサにより別々に実現されてもよい。

【0096】

また、処理部１０４は、ＳＹＮＣ０の発生回数をカウントするカウンタ、及び、時間を計測するＲＴＣ等の計時部を備えてもよい。

【0097】

記憶部１０７は、機器リスト情報１０８を記憶する記憶装置（メモリ又はストレージ）である。記憶部１０７には、処理部１０４が実行する制御プログラムが記憶されていてもよい。

【0098】

機器リスト情報１０８は、基地局１０が無線通信する子機２０及び２１の情報を含むデータである。機器リスト情報１０８は、例えば、子機２０及び２１を識別するための識別情報と、子機２０及び２１それぞれのＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレス又はＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレス等のアドレスを示す情報とが紐付けられた情報である。

【0099】

また、記憶部１０７には、例えば、ＳＹＮＣ０及びＳＹＮＣ１を発生させる周期を示す情報、及び、各基地局１０～１７が各子機との無線通信を開始するタイミングを示すＳＹＮＣ０を発生させたカウント数を示す情報の予め定められる情報が記憶されている。

【0100】

無線インターフェース１０９は、子機２０及び２１と無線通信するための通信インターフェースである。言い換えると、無線インターフェース１０９は、子機２０及び２１と無線リンクを介して無線通信する通信インターフェースである。無線インターフェース１０９は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ等の通信規格に準拠した無線通信により子機２０及び２１と接続される。

【0101】

なお、無線インターフェース１０９と無線通信可能に接続される子機の数は、特に限定されない。本実施の形態では、無線インターフェースは、複数の子機（子機２０及び２１）と無線通信可能に接続されている。この場合、有線インターフェース１０１を介して複数の子機のそれぞれに対するコマンドを同時に受信した場合、算出部１０５は、複数の子機のそれぞれと無線通信する期間を算出する。また、この場合、機器制御部１０６は、例えば、算出部１０５が算出した期間内に、無線インターフェース１０９を介して複数の子機のそれぞれと、複数の子機のそれぞれに対するコマンドに基づいて無線通信する。

【0102】

このように、例えば、機器制御部１０６は、無線インターフェース１０９を介して複数の子機と無線通信可能に接続されている場合、有線インターフェース１０１を介して、基地局１０が無線通信可能な複数の子機のうちの２つ以上の子機に対するコマンドを同時に受信したとき、当該２つ以上の子機に対するコマンドに基づいて、算出部１０５が算出した期間内であって、且つ、互いに異なるタイミングで当該２つ以上の子機のそれぞれと無線通信する。ここでいう２つ以上の子機とは、機器制御部１０６が無線インターフェース１０９を介して無線通信可能な複数の子機のうち、全ての子機でもよいし、任意の２つ以上の子機でもよい。また、同時に受信とは、例えば、マスタＭから送信された１つのパケットに２つ以上の子機のそれぞれに対するコマンドが含まれていることを意味する。また、２つ以上の子機に対するコマンドとは、互いに異なる指示を示すコマンドでもよいし、２つ以上の子機に転送する必要がある同じ指示を示すコマンド（言い換えると、１つのコマンド）でもよく、２つ以上の子機のそれぞれと基地局１０とが無線通信する必要があるコマンドであればよい。

【0103】

本実施の形態では、基地局１０～１７は、それぞれ、配下の複数の子機と同じチャネルを用いて無線通信する。例えば、基地局１０は、子機２０及び２１のそれぞれとチャネル３６を用いて無線通信する。また、通信システム１が備える基地局１０～１７同士は、同じチャネルを用いて子機と無線通信する基地局同士が互いに異なるグループに属するように、複数のグループのいずれかに予め分類されている。例えば、チャネル３６を用いて子機と無線通信する基地局１０と基地局１４とは、互いに異なるグループに属する。例えば、基地局１０が備える記憶部１０７には、自装置が属するグループと、グループの数を示す情報と、が予め記憶されている。基地局１０は、タイミング信号及び複数のグループの数に基づいて、子機２０及び２１のそれぞれと無線通信する期間を算出する。また、基地局１０は、有線インターフェース１０１を介して子機２０及び２１に対するコマンドを同時に受信した場合、子機２０及び２１のそれぞれに対するコマンドに基づいて、算出部１０５が算出した期間内であって、且つ、互いに異なるタイミングで子機２０及び２１のそれぞれと無線通信する。

【0104】

例えば、基地局１０において、コマンドの送信、応答データを要求する要求信号の送信、及び、応答データの受信までの一連の送受信処理にかかる時間を示す情報が、予め記憶部１０７に記憶されている。そこで、算出部１０５は、例えば、有線インターフェース１０１を介して複数の子機のそれぞれに対するコマンドを同時に受信した場合、当該複数の子機の台数から無線通信にかかる時間を算出する。算出部１０５は、例えば、算出した時間に基づいて、当該複数の子機のそれぞれの無線通信するタイミングを決定する。算出部１０５は、例えば、ある周期における期間内に複数の子機のそれぞれと無線通信する時間が収まると判定した場合、当該期間内に複数の子機のそれぞれと無線通信する。一方、算出部１０５は、例えば、ある周期における期間内に複数の子機のそれぞれと無線通信する時間が収まらないと判定した場合、当該期間内に複数の子機の少なくともいずれかと無線通信し、残りの無線通信を次の周期の期間に行うように期間を決定する。

【0105】

例えば、算出部１０５は、機器制御部１０６が無線インターフェース１０９を介して、第１周期における算出した期間に子機２０と無線通信し、第１周期の次の周期である第２周期における算出した期間に子機２１と無線通信するように、期間を決定する。

【0106】

また、算出部１０５は、機器制御部１０６が無線インターフェース１０９を介して、第１周期における算出した期間に子機２０にコマンドを送信し、第１周期の次の周期である第２周期における期間に子機２０に要求信号を送信して応答データを受信する等、１台の子機との無線通信を異なる周期における期間に亘って実行するように期間を設定してもよい。

【0107】

なお、本実施の形態では、算出部１０５が算出する期間とは、基地局１０が複数の子機のいずれか（図１における子機２０及び２１のいずれか）と無線通信する期間を示し、上記の例では、第１周期における期間と第２周期における期間の両方の期間）を示す。

【0108】

子機２０は、無線インターフェース２０１と、子機制御部２０２と、を備える。

【0109】

無線インターフェース２０１は、基地局１０と無線通信するための通信インターフェースである。無線インターフェース２０１は、基地局１０に適合する無線規格（例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ等の通信規格）に準拠した無線通信により基地局１０と無線通信可能に接続される。無線インターフェース２０１は、基地局１０の機器制御部１０６が無線インターフェース１０９により送信したコマンドを受信する。無線インターフェース２０１を子機側無線インターフェースともいう。

【0110】

子機制御部２０２は、基地局１０と子機２０との間でのコマンド及び応答データのやりとりをする処理部である。子機制御部２０２は、無線インターフェース２０１により受信したコマンドに基づく動作を実行する。また、子機制御部２０２は、応答データを生成して、無線インターフェース２０１を介して基地局１０に送信する。

【0111】

子機制御部２０２は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサと、当該プロセッサが実行する、子機２０が備える図示しないメモリ等に記憶された制御プログラムと、により実現される。

【0112】

なお、ＥｔｈｅｒＣＡＴフレームをＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）データグラム又はＩＰパケットにカプセル化する場合、無線インターフェース１０９及び無線インターフェース２０１には、ＩＰアドレスが設定されていることを要する。

【0113】

また、フレームの送信元である無線インターフェース１０９には、個別にＩＰアドレスが設定されるが、無線インターフェース２０１には個別のＩＰアドレスが設定されていてもよいし、設定されていなくてもよい。無線インターフェース２０１に個別にＩＰアドレスが設定されていない場合、無線インターフェース１０９からブロードキャストで無線通信が実行される。この場合、子機２０は、ＰＳＤＵ内のＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ヘッダの宛先ＭＡＣアドレス、又は、ＩＰヘッダ内の宛先ＩＰアドレスを解析することで、自分宛のデータであることを判別する。

【0114】

また、無線インターフェース１０９及び２０１の無線通信は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ等の通信規格に準拠した無線通信に限定されない。

【0115】

＜フレーム構造＞
図３及び図４は、本実施の形態に係るコマンドを含む無線フレーム４０の説明図である。

【0116】

図３の（ａ）は、コマンド又は応答データを含む無線フレーム４０の全体を示す説明図である。

【0117】

無線フレーム４０は、既存のＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した無線フレームである。無線フレーム４０は、ＰＬＣＰ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プリアンブル４１と、ＰＬＣＰヘッダ４２と、ＩＥＥＥ８０２．１１ヘッダ４３と、データ４４と、ＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）４５とを含む。

【0118】

ＰＬＣＰプリアンブル４１は、ＩＥＥＥ８０２．１１フレームの先頭に付加される同期信号を含むフィールドである。ここでいう同期信号は、例えば、基地局１０と子機２０とが同期をとるための同期信号であって、ＳＹＮＣ０とは異なる信号である。

【0119】

ＰＬＣＰヘッダ４２は、当該ＩＥＥＥ８０２．１１フレームの変調方式及び伝送速度、データ長等の情報を含むフィールドである。

【0120】

ＩＥＥＥ８０２．１１ヘッダ４３は、当該ＩＥＥＥ８０２．１１フレームのフレーム種別、宛先ＭＡＣアドレス及び送信元ＭＡＣアドレス等の情報を含むフィールドである。例えば、無線フレーム４０がコマンドを含む場合、宛先ＭＡＣアドレスを子機２０のものとし、送信元ＭＡＣアドレスを基地局１０のものとする。或いは、例えば、無線フレーム４０が応答データを含む場合、宛先ＭＡＣアドレスを基地局１０のものとし、送信元ＭＡＣアドレスを子機２０のもとする。

【0121】

データ４４は、ＩＥＥＥ８０２．１１フレームが運ぶデータを含むフィールドである。データ４４は、コマンド又は応答データを含むＥｔｈｅｒＣＡＴフレームを含む。

【0122】

ＦＣＳ４５は、ＩＥＥＥ８０２．１１ヘッダ４３及びデータ４４のフィールドにより算出されるチェックサムを含むフィールドである。

【0123】

データ４４に含まれるフィールドについてさらに詳細に説明する。

【0124】

データ４４には、ＥｔｈｅｒＣＡＴフレームが含まれている。言い換えれば、データ４４には、ＥｔｈｅｒＣＡＴフレームがカプセル化されている。カプセル化の方法には、様々な方法を採用され得る。カプセル化の方法には、例えば、ＵＤＰデータグラムにカプセル化する方法、ＩＰパケットにカプセル化する方法、又は、ＩＥＥＥ８０２．１１フレームにカプセル化する方法等が採用され得る。なお、ＥｔｈｅｒＣＡＴフレームを直接にカプセル化してもよい。この場合、カプセル化に対するオーバヘッドを軽減できる。

【0125】

図３の（ｂ）は、ＥｔｈｅｒＣＡＴフレームをＵＤＰデータグラムにカプセル化する場合のデータ４４を示す図である。

【0126】

データ４４は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔヘッダ５０と、ＩＰヘッダ５１と、ＵＤＰヘッダ５２と、ＥｔｈｅｒＣＡＴヘッダ５３と、ＥｔｈｅｒＣＡＴデータグラム５４とを含む。

【0127】

Ｅｔｈｅｒｎｅｔヘッダ５０は、送信元ＭＡＣアドレス、宛先ＭＡＣアドレス及びタイプを含むフィールドである。例えば、無線フレーム４０がコマンドを含む場合、子機２０のＭＡＣアドレスを宛先とし、基地局１０のＭＡＣアドレスを送信元とする。或いは、例えば、無線フレーム４０が応答データを含む場合、基地局１０のＭＡＣアドレスを宛先とし、子機２０のＭＡＣアドレスを送信元とする。タイプは、ＩＰを意味する「０ｘ０８００」である。

【0128】

ＩＰヘッダ５１は、送信元ＩＰアドレス及び宛先ＩＰアドレスを含むフィールドである。例えば、無線フレーム４０がコマンドを含む場合、子機２０のＩＰアドレスを宛先とし、基地局１０のＩＰアドレスを送信元とする。或いは、例えば、無線フレーム４０が応答データを含む場合、基地局１０のＩＰアドレスを宛先とし、子機２０のＩＰアドレスを送信元とする。

【0129】

ＵＤＰヘッダ５２は、送信元ポート番号及び宛先ポート番号等を含むフィールドである。ＵＤＰポート番号には、予め定められた値が採用され得る。

【0130】

ＥｔｈｅｒＣＡＴヘッダ５３は、ＥｔｈｅｒＣＡＴフレームのヘッダであり、当該ＥｔｈｅｒＣＡＴフレームのデータ長等を含む。

【0131】

ＥｔｈｅｒＣＡＴデータグラム５４は、ＥｔｈｅｒＣＡＴフレームが運ぶデータを含むフィールドである。ＥｔｈｅｒＣＡＴデータグラム５４には、複数の機器宛てのデータが含まれ得る。複数の機器宛てのデータを含む場合には、その宛先となる機器の識別子と、当該機器へ送信するデータとを含むデータグラムが複数連結された構成を有する。例えば、ＥｔｈｅｒＣＡＴデータグラム５４は、子機２０宛てのデータグラム（図４におけるデータグラム５６）、子機２１宛てのデータグラム（図４におけるデータグラム５７）が連結された構成を有する。

【0132】

図４は、ＥｔｈｅｒＣＡＴデータグラム５４の全体を示す説明図である。

【0133】

データグラム５６は、コマンド５６Ａ、機器ＩＤ５６Ｂ、及び、データ長５６Ｃの各フィールドを含んでいる。また、本例では、データグラム５６は、さらに、データ５６Ｄを含む。

【0134】

コマンド５６Ａは、データグラム５６が含むコマンドの種別を示すフィールドである。コマンド５６Ａは、ライトコマンド又はリードコマンド等のコマンド種別を示す。

【0135】

機器ＩＤ５６Ｂは、データグラム５６の宛先を示すフィールドである。機器ＩＤ５６Ｂは、例えば、子機２０を示す機器ＩＤを含む。

【0136】

データ長５６Ｃは、データグラム５６に含まれるデータ５６Ｄのデータ長を示す。データ長５６Ｃは、例えば、バイト単位である。

【0137】

データ５６Ｄは、データグラム５６に含まれるデータである。

【0138】

なお、データ５６Ｄは、必須ではない。データ５６Ｄがない場合、データ長５６Ｃをゼロとし、データ５６Ｄを省くことができる。

【0139】

データグラム５７は、上記と同様、コマンド５７Ａ、機器ＩＤ５７Ｂ、及び、データ長５７Ｃの各フィールドを含んでいる。また、本例では、データグラム５７は、さらに、データ５７Ｄを含んでいる。機器ＩＤ５７Ｂは、例えば、子機２１を示す機器ＩＤを含む。

【0140】

なお、データ４４は、ＥｔｈｅｒｃａｔＣＡＴフレームをＥｔｈｅｒｎｅｔフレームにカプセル化する形式をとることもできる。この場合、データ４４は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔヘッダ５０と、ＥｔｈｅｒＣＡＴヘッダ５３と、ＥｔｈｅｒＣＡＴデータグラム５４とを含む。

【0141】

また、データ４４は、ＥｔｈｅｒＣＡＴフレームをＩＥＥＥ８０２．１１フレームにカプセル化する形式をとることもできる。この場合、データ４４は、ＥｔｈｅｒＣＡＴヘッダ５３と、ＥｔｈｅｒＣＡＴデータグラム５４とを含む。

【0142】

図５は、本実施の形態に係る無線フレームへの書き込み処理の説明図である。具体的には、図５は、ライトコマンド及びリードコマンドそれぞれを含むデータグラム５６に対して機器制御部１０６がデータを書き込んだ状態を示している。

【0143】

図５の（ａ）は、有線ネットワークＮから受信したライトコマンドを含むデータグラム５６に対して機器制御部１０６がデータを書き込んだ状態を示している。

【0144】

機器制御部１０６は、ライトコマンドを含むフレームに、機器からの応答がないことを示すデータを書き込む。具体的には、機器制御部１０６は、データ長５６Ｃにゼロを書き込む。

【0145】

図５の（ｂ）は、有線ネットワークＮから受信したリードコマンドを含むデータグラム５６に対して機器制御部１０６がデータを書き込んだ状態の一例を示している。

【0146】

機器制御部１０６は、リードコマンドを含むフレームに機器から受信した応答データを書き込む。機器制御部１０６は、例えば、データ５６Ｄに５バイトの応答データを書き込む。また、機器制御部１０６は、当該応答データのデータ長である５バイトを意味する「５」をデータ長５６Ｃに書き込む。

【0147】

なお、図５の（ａ）及び（ｂ）には、それぞれ、コマンドの一例としてのライトコマンド及びリードコマンドを含むデータグラム５６に対して機器制御部１０６がデータを書き込んだ状態を示しているが、これらのコマンド種別はあくまで一例であり、その他のコマンドについても同様である。

【0148】

［処理手順］
続いて、基地局１０が実行する処理手順について詳細に説明する。

【0149】

図６は、本実施の形態に係る基地局１０の処理手順を示すフローチャートである。

【0150】

まず、機器制御部１０６は、機器リスト情報１０８を取得する（Ｓ１０１）。具体的には、機器制御部１０６は、基地局１０が無線通信する子機の情報（例えば、子機の識別情報及び子機のアドレス）を含む機器リスト情報１０８を取得する。本実施の形態では、機器リスト情報１０８は、記憶部１０７に予め記憶されている。機器制御部１０６は、有線インターフェース１０１又は無線インターフェース１０９を介して機器リスト情報１０８を外部から受信することで取得してもよい。

【0151】

次に、算出部１０５は、有線インターフェース１０１を介して受信されるタイミング信号であって、複数の基地局のそれぞれが無線通信を開始するタイミングを示すタイミング信号に基づいて、子機と無線通信する期間を算出する（Ｓ１０２）。例えば、算出部１０５は、上記したタイミング情報に基づいて、ＳＹＮＣ０のカウント数が何回目から何回目までの期間に無線通信するかを算出する。例えば、算出部１０５は、カウント情報がカウンタ１～３を示す情報であり、ＳＹＮＣ０が２５０μｓｅｃ．毎に発生される場合、カウントが１回目のＳＹＮＣ０が発生してから、２５０μｓｅｃ．×３＝７５０ｓｅｃ．の期間を無線通信する期間（無線通信可能な期間）として算出する。

【0152】

次に、機器制御部１０６は、有線インターフェース１０１を介して、子機２０又は２１へのコマンドを受信したか否かを判定する（Ｓ１０３）。

【0153】

機器制御部１０６は、子機２０又は２１へのコマンドを受信していないと判定した場合（Ｓ１０３でＮｏ）、処理をステップＳ１０３に戻す。

【0154】

一方、機器制御部１０６は、子機２０又は２１へのコマンドを受信したと判定した場合（Ｓ１０３でＹｅｓ）、機器制御部１０６は、受信したコマンドを一時的に記憶部１０７に記憶させる（Ｓ１０４）。

【0155】

次に、機器制御部１０６は、現在のタイミング（現在の時刻）が、算出部１０５が算出した、子機２０又は２１と無線通信可能な期間内であるか否かを判定する（Ｓ１０５）。

【0156】

なお、機器制御部１０６は、有線インターフェース１０１を介して子機２０へのコマンドを受信したとして以下のフローチャートを説明する。

【0157】

機器制御部１０６は、現在のタイミングが算出した、子機２０又は２１と無線通信可能な期間内ではないと判定した場合（Ｓ１０５でＮｏ）、処理をステップＳ１０５に戻す。

【0158】

一方、機器制御部１０６は、現在のタイミングが算出した期間内であると判定した場合（Ｓ１０５でＹｅｓ）、無線インターフェース１０９を介してコマンドを子機２０に送信する（Ｓ１０６）。

【0159】

このように、機器制御部１０６は、算出部１０５が算出した期間以外では、子機２０とは無線通信せずに待機する。

【0160】

なお、機器制御部１０６は、無線インターフェース１０９を介して子機２０に送信したコマンドについては、子機２０にコマンドを送信した後であれば、任意のタイミングで記憶部１０７から削除させてもよい。

【0161】

次に、機器制御部１０６は、無線インターフェース１０９を介して、ステップＳ１０６で送信したコマンドに対する応答データを要求する要求信号を子機２０に期間内に送信する（Ｓ１０７）。

【0162】

次に、機器制御部１０６は、応答データを子機２０から無線インターフェース１０９を介して受信したか否かを判定する（Ｓ１０８）。

【0163】

機器制御部１０６は、応答データを子機２０から無線インターフェース１０９を介して受信していないと判定した場合（Ｓ１０８でＮｏ）、処理をステップＳ１０８に戻す。

【0164】

一方、機器制御部１０６は、応答データを子機２０から無線インターフェース１０９を介して受信したと判定した場合（Ｓ１０８でＹｅｓ）、受信した応答データをＥｔｈｅｒＣＡＴフレームに書き込んで有線インターフェース１０１を介して有線ネットワークＮに送信する（Ｓ１０９）。

【0165】

なお、基地局１０は、例えば、子機２０と子機２１の双方宛てのコマンドを受信したときなどの場合であって、ステップＳ１０６～Ｓ１０８の処理（無線通信処理）が、算出部１０５が算出した期間内に終了しないと判定した場合、算出した期間内に終了可能な処理まで実行した後で、処理をステップＳ１０５に戻し、ステップＳ１０５でＹｅｓと再度判定した場合、残りの処理を実行してもよい。

【0166】

図７は、本実施の形態に係る通信システム１が備える複数の基地局１０～１７のそれぞれが無線通信するタイミングを説明するための図である。なお、図７において、グループＡのチャネル３６は基地局１０を示し、グループＡのチャネル４０は基地局１１を示し、グループＡのチャネル４４は基地局１２を示し、グループＡのチャネル４８は基地局１３を示す。また、図７においては、グループＢのチャネル３６は基地局１４を示し、グループＢのチャネル４０は基地局１５を示し、グループＢのチャネル４４は基地局１６を示し、グループＢのチャネル４８は基地局１７を示す。また、図７において、「送信」とは、基地局が子機にコマンドを送信すること（コマンドの送信処理）を示し、「要求」とは、基地局が子機に要求信号を送信すること（要求信号の送信処理）を示し、「受信」とは、基地局が子機から応答データを受信すること（応答データの受信処理）を示す。

【0167】

図７に示す例では、ＳＹＮＣ０を２５０μｓ間隔、ＳＹＮＣ１をＳＹＮＣ０の６周期分の１５００μｓ間隔の周期で発生させる場合を示す。

【0168】

各基地局１０～１７は、ＳＹＮＣ０を受信したらカウンタをカウントアップし、ＳＹＮＣ１を受信したらカウンタをリセットする。

【0169】

このようなカウンタを用いて、各基地局１０～１７は、グループＡに属するスレーブ（図１に示す基地局１０～１３）は、カウンタが１～３の期間が自装置のタイムスロットとし、グループＢに属するスレーブ（図１に示す基地局１４～１７）は、カウンタが４～６の期間が自装置のタイムスロットとするように、算出する。図７に示す例では、例えば、基地局１０（より具体的には、算出部１０５）は、グループが２つで、自装置がグループＡに属するため、最初にＳＹＮＣ０を受信してからＳＹＮＣ１を受信するまで期間をグループ数で除算することで、子機２０及び２１と無線通信する期間を算出する。複数のグループのうちでの子機と無線通信する順序は、予め任意に定められてよく、例えば、記憶部１０７に記憶されている。図７に示す例では、グループＡ、グループＢの順に、基地局は、子機と無線通信すると予め定められている。

【0170】

グループＡに属する基地局１０～１３は、カウンタが１の期間（すなわちカウンタ１の初めからカウンタ２の直前までの時間）にコマンドを子機２０～２７に無線通信で送信し、カウンタ２の期間に要求信号を子機２０～２７に無線通信で送信し、さらに、カウンタ３の期間に応答データを子機２０～２７に無線通信で受信する。

【0171】

グループＢに属する基地局１４～１７は、カウンタが４の期間にコマンドを子機２８～３５に無線通信で送信し、カウンタ５の期間に要求信号を子機２８～３５に無線通信で送信し、さらに、カウンタ６の期間に応答データを子機２８～３５無線通信で受信する。

【0172】

これによれば、グループＡとグループＢとで同じチャネル（無線チャネル）を用いて無線通信（コマンドの送信、要求信号の送信、及び、応答データの受信）が行われても、無線通信が行われるタイミングが異なる。言い換えると、グループＡに属する基地局１０～１３とグループＢに属する基地局１４～１７とは、互いに同じチャネル（周波数スロット）を用い、且つ、異なるタイミング（タイムスロット）を用いて無線通信する。そのため、通信システム１では、キャリアセンスによる待ち時間及び無線通信での電波の干渉が回避される。

【0173】

また、例えば、グループＡに属する基地局１０～１３は、それぞれ、２つの子機と、カウンタが１～３の期間に無線通信する。

【0174】

また、例えば、基地局１０が子機２０と子機２１とのそれぞれへのコマンドを、有線ネットワークＮを介して同時に受信していた場合、子機２０と無線通信することで子機２０からの応答データを受信した後、１７５０μｓ後（２５０μｓ×７）に子機２１と無線通信をすることで、２５００μｓ後（２５０μｓ×１０）に子機２１から応答データを受信する。このように、例えば、基地局１０は、算出部１０５が算出した期間内であって、且つ、互いに異なるタイミングで複数の子機２０及び２１のそれぞれと無線通信する。図７に示す例では、基地局１０は、有線インターフェース１０１を介して子機２０及び２１のそれぞれに対するコマンドを同時に受信した場合、子機２０及び２１のそれぞれに対するコマンドに基づいて子機２０及び２１のそれぞれにコマンドを送信すると判定した場合、算出部１０５が算出したカウンタ１～３の期間内であって、且つ、互いに異なるタイミングで無線通信されるように、子機２０とは最初のカウンタ１～３の期間内に無線通信し、子機２１とはカウンタ４～６及び０の間は待機してその次のカウンタ１～３の期間内に無線通信する。

【0175】

このように、基地局１０は、通信システム１が備える複数の基地局１０～１７が子機との無線通信を開始するタイミングに基づいて、子機２０及び２１と無線通信する期間を算出し、算出した期間内に子機２０及び２１と無線通信する。具体的には、複数の基地局１０～１７は、それぞれ、複数の子機のそれぞれと同じチャネルを用いて無線通信（図７に示す例では、「送信」、「要求」、及び、「受信」）する。また、複数の基地局１０～１７は、同じチャネルを用いて無線通信する基地局同士が互いに異なるグループに属するように、複数のグループのいずれかに予め分類されている。例えば、チャネル３６を用いて子機と無線通信する基地局１０と基地局１４とは、互いに異なるグループに属する。例えば、複数の基地局１０～１７のそれぞれが備える記憶部１０７には、自装置が属するグループと、グループの数を示す情報と、が予め記憶されている。複数の基地局１０～１７は、それぞれ、タイミング信号及び複数のグループの数に基づいて、複数の子機（例えば、基地局１０であれば子機２０及び２１）のそれぞれと無線通信する期間を算出する。例えば、基地局１０の算出部１０５は、本例では、グループの数が２であるため、カウンタ１～３までの間に子機２０、２１と無線通信し、カウンタ４～６までの間には子機２０、２１と無線通信しないように期間を算出する。また、複数の基地局１０～１７は、それぞれ、有線インターフェース１０１を介して複数の子機のそれぞれに対するコマンドを同時に受信した場合、複数の子機のそれぞれに対するコマンドに基づいて、算出部１０５が算出した期間内であって、且つ、互いに異なるタイミングで複数の子機のそれぞれと無線通信する。

【0176】

なお、ＳＹＮＣ０及びＳＹＮＣ１の発生間隔は、任意に設定されてよく、上記の例に限定されない。

【0177】

また、基地局１０～１７は、それぞれ、互いに異なるチャネルを用いて複数の子機と無線通信してもよい。例えば、基地局１０は、同じチャネルを用いて子機２０及び２１と無線通信し、さらに、当該チャネルとは異なるチャネルを用いて図示しない他の子機と無線通信してもよい。

【0178】

［効果等］
以上説明したように、本実施の形態１に係る基地局１０は、リング方式の有線ネットワークＮを介して複数の基地局１０～１７が通信する通信システム１における一の基地局である。基地局１０は、有線ネットワークＮに接続される有線インターフェース１０１と、被制御機器（例えば、子機２０）と無線通信するための無線インターフェース１０９と、有線インターフェース１０１を介して受信されるタイミング信号であって、複数の基地局１０～１７のそれぞれが無線通信を開始するタイミングを示すタイミング信号に基づいて、被制御機器と無線通信する期間を算出する算出部１０５と、被制御機器に対するコマンドを、有線インターフェース１０１を介して受信した場合、算出部１０５が算出した期間内に、被制御機器に対するコマンドに基づいて、無線インターフェース１０９を介して被制御機器と無線通信する機器制御部１０６と、を備える。

【0179】

これによれば、例えば、各基地局１０～１７が同じチャネルを用いて被制御機器と無線通信する場合においても、各基地局１０～１７は、互いに異なるタイミングで被制御機器と無線通信できる。そのため、このような構成によれば、キャリアセンスによる待機時間が発生することが抑制される。このように、実施の形態１に係る基地局１０によれば、無線通信での遅延の発生を抑制できる。

【0180】

また、例えば、機器制御部１０６は、被制御機器に対するコマンドを、有線インターフェース１０１を介して受信した場合、現在の時刻が、算出部１０５が算出した期間内であるか否かを判定する。例えば、機器制御部１０６は、現在の時刻が、算出部１０５が算出した期間内であると判定した場合、被制御機器との無線通信を開始する。一方、機器制御部１０６は、例えば、現在の時刻が、算出部１０５が算出した期間内ではないと判定した場合、現在の時刻が期間内になるまで待機してから被制御機器との無線通信を開始する。

【0181】

これによれば、基地局１０は、算出部１０５が算出した期間内に適切に被制御機器と無線通信できる。

【0182】

また、例えば、機器制御部１０６は、無線インターフェース１０９を介して複数の被制御機器と無線通信可能に接続されている。つまり、基地局１０は、例えば、複数の被制御機器と無線通信可能に接続されている。この場合、例えば、機器制御部１０６は、有線インターフェース１０１を介して、複数の被制御機器のうちの２つ以上の被制御機器に対するコマンドを同時に受信した場合、当該２つ以上の被制御機器に対するコマンドに基づいて、算出部１０５が算出した期間内であって、且つ、互いに異なるタイミングで当該２つ以上の被制御機器のそれぞれと無線通信する。

【0183】

これによれば、基地局１０は、同じチャネルを用いて２つ以上の被制御機器と無線通信する場合であっても、当該２つ以上の被制御機器と無線通信する期間を互いに重ならないようにできる。そのため、当該２つ以上の被制御機器と無線通信する際の電波の干渉が回避され得る。

【0184】

また、例えば、上記したタイミング信号は、複数の基地局１０～１７が同期をとるための同期信号である。

【0185】

例えば、ＥｔｈｅｒＣＡＴに従うネットワークでは、各基地局は、それぞれが有するＲＴＣ等の計時部の時刻を揃えるために、つまり、各基地局が他の基地局と同期をとる。そこで、実施の形態１に係る基地局１０は、同期信号に基づいて、基地局１０が無線通信する期間を決定する。これによれば、各基地局１０～１７が当該期間を算出するための新たな信号等を用いずに、基地局１０は、同期信号に基づいて基地局１０が無線通信する適切な期間を算出できる。

【0186】

また、例えば、機器制御部１０６は、被制御機器との無線通信において、被制御機器に対するコマンドの被制御機器への送信処理と、被制御機器に対するコマンドに応じた応答データを被制御機器から要求する要求信号の送信処理と、応答データの受信処理と、を行う。

【0187】

これによれば、基地局１０は、無線通信によって被制御機器から応答データを受信し、且つ、リング方式の有線ネットワークＮを介してマスタＭに応答データを送信できる。

【0188】

また、実施の形態１に係る通信システム１は、本実施の形態に係る基地局を複数（本実施の形態では、基地局１０～１７）備える。複数の基地局は、それぞれ、１つ又は複数の被制御機器のそれぞれと同じチャネルを用いて無線通信し、当該同じチャネルを用いて無線通信する基地局同士が互いに異なるグループに属するように、複数のグループのいずれかに予め分類されている。また、複数の基地局は、それぞれ、タイミング信号及び複数のグループの数に基づいて、１つ又は複数の被制御機器のそれぞれと無線通信する期間を算出する。また、複数の基地局は、それぞれ、有線インターフェース１０１を介して複数の被制御機器のうちの２つ以上の被制御機器に対するコマンドを同時に受信した場合、当該２つの被制御機器に対するコマンドに基づいて、算出部１０５が算出した期間内であって、且つ、互いに異なるタイミングで当該２つ以上の被制御機器のそれぞれと無線通信する。

【0189】

例えば、基地局が複数の被制御機器と同じチャネルを用いて無線通信する場合においても、基地局は、他の基地局と互いに異なるタイミングで複数の被制御機器と無線通信できる。つまり、実施の形態１に係る基地局１０～１７同士によれば、同じチャネルを用いて被制御機器と無線通信する場合であっても、互いが無線通信する期間を互いに重ならないようにできるために、実施の形態１は、それぞれが子機と無線通信する基地局を複数備えるシステム（本実施の形態では、基地局１０～１７を備える通信システム１）に好適である。

【0190】

また、実施の形態１に係る基地局１０の制御方法は、リング方式の有線ネットワークＮを介して複数の基地局１０～１７が通信する通信システム１における一の基地局の制御方法である。基地局１０の制御方法は、有線インターフェース１０１を介して受信されるタイミング信号であって、複数の基地局１０～１７のそれぞれが無線通信を開始するタイミングを示すタイミング信号に基づいて、被制御機器と無線通信する期間である期間を算出する算出ステップ（Ｓ１０２）と、被制御機器に対するコマンドを、有線インターフェース１０１を介して受信した場合（Ｓ１０３でＹｅｓ）、算出ステップで算出した期間内に、被制御機器に対するコマンドに基づいて、無線インターフェース１０９を介して被制御機器と無線通信する無線通信ステップ（Ｓ１０６～Ｓ１０８）と、を含む。

【0191】

これによれば、上記した実施の形態１に係る基地局１０と同様の効果を奏する。

【0192】

なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭ等の記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

【0193】

（実施の形態２）
以下、実施の形態２に係る基地局及び通信システムについて説明する。なお、実施の形態２の説明においては、実施の形態１との差異点を中心に説明する。実施の形態２の説明においては、実施の形態１と実質的に同様の構成については同様の符号を付し、説明を一部簡略化又は省略する場合がある。

【0194】

［構成］
図８は、実施の形態２に係る基地局１０Ａを含む通信システム１Ａの構成を示す模式図である。なお、図８においては、有線通信可能な機器同士を実線で繋ぎ、無線通信可能な機器同士を破線（より具体的には、破線矢印）で繋いでいる。

【0195】

通信システム１Ａは、マスタＭと、複数の基地局（例えば、基地局１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ）と、を備える。

【0196】

なお、図示しないが、グループＢ～グループＦには、例えば、それぞれ、基地局１０Ａ～１０Ｄのように、互いに異なるチャネルで子機（被制御機器）と無線通信する複数の基地局が含まれる。本実施の形態では、グループＢ～グループＦには、それぞれ、５ＧＨｚ帯の３６チャネル（Ｃｈ．３６）を用いて子機と無線通信する基地局と、５ＧＨｚ帯の４０チャネル（Ｃｈ．４０）を用いて子機と無線通信する基地局と、５ＧＨｚ帯の４４チャネル（Ｃｈ．４４）を用いて子機と無線通信する基地局と、５ＧＨｚ帯の４８チャネル（Ｃｈ．４８）を用いて子機と無線通信する基地局との４つの基地局が含まれる。

【0197】

通信システム１Ａが備える複数の基地局は、それぞれ、実施の形態１に係る基地局１０等と同様に、マスタＭから送信されるコマンドデータを受信する、マスタＭに対するスレーブである。また、複数の基地局は、それぞれ、有線ネットワークＮに接続されている。また、複数の基地局は、それぞれ、マスタＭが送信するフレームを、有線ネットワークＮを介して受信し、受信したフレームに含まれるコマンドの読み出し、又は、受信したフレームへのデータの書き込みを実行して、フレームを有線ネットワークＮに送信する。

【0198】

通信システム１Ａが備える複数の子機は、それぞれ、実施の形態１に係る子機２０等と同様に、マスタＭによる制御を受けて動作する、被制御機器である。複数の子機は、それぞれ、複数の基地局のいずれかと、無線通信可能に接続されている。

【0199】

なお、本実施の形態では、複数の基地局は、それぞれ、１台の子機と無線通信可能に接続されている。

【0200】

例えば、子機２０Ａは、基地局１０Ａと、５ＧＨｚ帯の３６チャネル（Ｃｈ．３６）を用いて、無線通信可能に接続されている。また、例えば、子機２０Ｂは、基地局１０Ｂと、５ＧＨｚ帯の４０チャネル（Ｃｈ．４０）を用いて、無線通信可能に接続されている。また、例えば、子機２０Ｃは、基地局１０Ｃと、５ＧＨｚ帯の４４チャネル（Ｃｈ．４４）を用いて、無線通信可能に接続されている。また、例えば、子機２０Ｄは、基地局１０Ｄと、５ＧＨｚ帯の４８チャネル（Ｃｈ．４８）を用いて、無線通信可能に接続されている。

【0201】

もちろん、通信システム１Ａが備える複数の基地局は、それぞれ、複数の子機と無線通信可能に接続されていてもよい。

【0202】

複数の子機は、それぞれ、例えば、搬送機等の移動可能な移動機器、センサ機器、モータ、ロボットアームである。

【0203】

以降において、基地局１０Ａの機能構成及び動作について詳細に説明する。なお、通信システム１Ａが備える複数の基地局について、基地局１０Ａを代表として説明するが、他の基地局についても同様の説明が成立する。また、通信システム１Ａが備える複数の子機については、実施の形態１に係る子機２０等と実質的に構成が同じであるため、説明を省略する。例えば、子機２０Ａは、子機２０と実質的に同様の機能構成を有し、例えば、図２に示す無線インターフェース２０１と、子機制御部２０２と、を備える。

【0204】

図９は、本実施の形態に係る基地局１０Ａ及び子機２０Ａの機能構成を示すブロック図である。

【0205】

基地局１０Ａは、リング方式の有線ネットワークＮを介して複数の基地局が通信する通信システム１Ａにおける一の基地局である。本実施の形態では、基地局１０Ａは、マスタＭから送信されたコマンドを子機２０Ａに無線通信で送信する基地局装置である。

【0206】

基地局１０Ａは、有線インターフェース１０１と、処理部１０４Ａと、記憶部１０７と、無線インターフェース１０９と、を備える。

【0207】

処理部１０４Ａは、基地局１０Ａの各種処理を実行する処理部である。処理部１０４Ａは、算出部１０５Ａと、機器制御部１０６Ａと、を含む。

【0208】

算出部１０５Ａは、有線インターフェース１０１を介して受信されるタイミング信号であって、複数の基地局のそれぞれが無線通信を開始するタイミングを示すタイミング信号に基づいて、被制御機器（本実施の形態では、子機２０Ａ）と無線通信する期間を算出する処理部である。

【0209】

タイミング信号は、例えば、複数の基地局が同期をとるための同期信号（例えば、上記したＳＹＮＣ０）である。また、基地局１０Ａは、ＳＹＮＣ０を発生させる周期に応じてＳＹＮＣ１を発生させて有線ネットワークＮに送信する。算出部１０５Ａは、例えば、自装置に割当てられたＳＹＮＣ０が発生させたカウント数に応じた各基地局が子機と無線通信を開始するタイミングを示す情報（タイミング情報）と、有線ネットワークＮを介して受信する同期信号（ＳＹＮＣ０及びＳＹＮＣ１）の受信タイミング（同期信号が発生されるタイミング）とに基づいて、機器制御部１０６Ａが無線インターフェース１０９を介して子機２０Ａと無線通信する期間を算出する。

【0210】

例えば、記憶部１０７には、複数の基地局が、それぞれ、子機との無線通信に係る時間（コマンドの送信処理、応答データを要求する要求信号の送信処理、及び、応答データの受信処理の一連の送受信処理にかかる時間）を示す情報が、予め記憶されている。算出部１０５Ａは、例えば、タイミング信号及び当該情報に基づいて、子機２０Ａと無線通信する期間を算出する。各基地局が期間の算出に用いる情報は、マスタＭに記憶され、各基地局に送信されてもよい。

【0211】

機器制御部１０６Ａは、子機２０Ａに対するコマンド（より具体的には、コマンドを含むフレーム）を、有線インターフェース１０１を介して受信した場合、算出部１０５Ａが算出した期間内に、受信したコマンドに基づいて、無線インターフェース１０９を介して子機２０Ａと無線通信する処理部である。

【0212】

例えば、機器制御部１０６Ａは、子機２０Ａに対するコマンドを、有線インターフェース１０１を介して受信した場合、受信したコマンドを記憶部１０７に一時的に記憶させ、算出部１０５Ａが決定したタイムスロットを用いて、つまり、算出部１０５Ａが算出した期間に、記憶部１０７に記憶させたコマンドを、無線インターフェース１０９を介して子機２０Ａに送信し、応答データを要求する要求信号を、無線インターフェース１０９を介してさらに送信し、応答データを子機２０Ａから無線インターフェース１０９を介して受信する。言い換えると、機器制御部１０６Ａは、算出部１０５Ａが算出した期間に、子機２０Ａとの無線通信（無線通信処理）において、子機２０に対するコマンドの子機２０Ａへの送信処理（第１送信処理）と、子機２０Ａに対するコマンドに応じた応答データを子機２０Ａから要求する要求信号の送信処理（第２送信処理）と、応答データの受信処理と、を行う。本実施の形態では、算出部１０５Ａは、（ア）子機２０Ａに対するコマンドの子機２０Ａへの送信処理と、（イ）要求信号の送信処理、及び、応答データの受信処理と、をそれぞれ個別に実行するための期間と、子機２０Ａに対するコマンドの子機２０Ａへの送信処理と要求信号の送信処理との間の子機２０Ａと無線通信しない待機期間とを算出する。

【0213】

通信システム１Ａが備える複数の基地局は、同じチャネルを用いて子機と無線通信する基地局同士が互いに異なるグループに属するように、複数のグループのいずれかに予め分類されている。例えば、基地局１０Ａが備える記憶部１０７には、自装置が属するグループと、グループの数を示す情報と、が予め記憶されている。算出部１０５Ａは、例えば、タイミング信号及び複数のグループの数に基づいて、子機２０Ａと無線通信する期間及び待機期間を算出する。例えば、複数の基地局が備える算出部１０５Ａは、それぞれ、グループ毎に同じ期間に子機と無線通信するように、当該期間を算出する。また、複数の基地局が備える機器制御部１０６は、それぞれ、グループ毎に同じ期間に、子機との無線通信において、子機へのコマンドの送信処理と、子機への要求信号の送信処理と、応答データの受信処理と、を行う。

【0214】

また、機器制御部１０６Ａは、子機２０Ａから、応答データが所定の形式でカプセル化された無線フレームを、無線インターフェース１０９を介して受信する。例えば、機器制御部１０６Ａは、子機２０Ａから応答データを受信した場合、受信した応答データを記憶部１０７に一時的に記憶させ、その後に入力用ポート１０２を介して受信したリードコマンドを含むフレームに書き込む。

【0215】

また、機器制御部１０６Ａは、子機２０Ａにより送信される応答データのフレームへの書込みの制御を行う。機器制御部１０６Ａは、無線インターフェース１０９を介して受信した子機２０Ａ等による応答を示す応答データを出力用ポート１０３により出力する。

【0216】

或いは、機器制御部１０６Ａは、入力用ポート１０２を介してコマンドを受信した場合に、受信したコマンドを含むフレームに、当該制御に対する応答データがないことを示すデータを書き込んで、出力用ポート１０３から出力してもよい。コマンドを受信した時点では、当該コマンドに基づく子機２０Ａに対する制御の結果としての応答が得られないことがある。その場合、上記のように当該制御に対する応答データがないことを示すデータを書き込んで出力することで、フレームの伝送遅延を小さくすることができる利点がある。

【0217】

また、機器制御部１０６Ａは、入力用ポート１０２及び出力用ポート１０３の機能の物理ポートへの割り当て、及び、入力用ポート１０２及び出力用ポート１０３によるフレームの送受信を制御する。

【0218】

図１０は、実施の形態２に係る通信システム１Ａが備える複数の基地局のそれぞれが無線通信するタイミングを説明するための図である。

【0219】

また、図１０において、グループＡ～Ｆのチャネル３６は、各グループにおいてチャネル３６で子機と無線通信する基地局を示し、グループＡ～Ｆのチャネル４０は、各グループにおいてチャネル４０で子機と無線通信する基地局を示し、グループＡ～Ｆのチャネル４４は、各グループにおいてチャネル４４で子機と無線通信する基地局を示し、グループＡ～Ｆのチャネル４８は、各グループにおいてチャネル４８で子機と無線通信する基地局を示す。例えば、図１０において、グループＡであれば、チャネル３６は、基地局１０Ａを示し、チャネル４０は、基地局１０Ｂを示し、チャネル４４は、基地局１０Ｃを示し、チャネル４８は、基地局１０Ｄを示す。

【0220】

また、図１０において、「送信」とは、基地局が子機にコマンドを送信すること（コマンドの送信処理）を示し、「要求」とは、基地局が子機に要求信号を送信すること（要求信号の送信処理）を示し、「受信」とは、基地局が子機から応答データを受信すること（応答データの受信処理）を示す。

【0221】

また、図１０では、ＳＹＮＣ０及びＳＹＮＣ１の図示を省略しているが、ＳＹＮＣ０を３００μｓ間隔、ＳＹＮＣ１をＳＹＮＣ０の１８周期分の５４００μｓ間隔の周期で発生させる場合を示す。各基地局は、ＳＹＮＣ０を受信したらカウンタをカウントアップし、ＳＹＮＣ１を受信したらカウンタをリセットする。また、図１０では、カウント０の図示を省略している。

【0222】

また、ＰＡはグループＡの各基地局が子機と無線通信する期間を示し、ＰＢはグループＢの各基地局が子機と無線通信する期間を示し、ＰＣはグループＣの各基地局が子機と無線通信する期間を示し、ＰＤはグループＤの各基地局が子機と無線通信する期間を示し、ＰＥはグループＥの各基地局が子機と無線通信する期間を示し、ＰＦはグループＦの各基地局が子機と無線通信する期間を示す。

【0223】

グループＡに属する各基地局が備える算出部１０５Ａは、それぞれ、カウンタが１、７及び８の期間を自装置が子機と無線通信する期間として算出する。具体的には、グループＡに属する各基地局が備える算出部１０５Ａは、それぞれ、カウンタが１の期間をコマンドの送信処理を行う期間とし、カウンタが７及び８の期間を要求信号の送信処理を行う期間、及び、応答データの受信処理を行う期間としてそれぞれ算出する。

【0224】

また、グループＡに属する各基地局が備える算出部１０５Ａは、それぞれ、カウンタが２～６の期間を、自装置が子機と無線通信しない期間である待機期間として算出する。例えば、算出部１０５Ａは、通信システム１Ａにおけるグループの数が６であるため、６－１＝５のカウンタの期間を待機期間として算出する。

【0225】

機器制御部１０６Ａは、例えば、子機２０Ａに対するコマンドを、有線インターフェース１０１を介して受信した場合、現在の時刻（すなわち、当該コマンドを受信した時刻）が、算出部１０５Ａが算出した期間（例えば、図１０に示すＰＡ）内であるか否かを判定する。例えば、機器制御部１０６Ａは、現在の時刻が、算出部１０５Ａが算出した期間内であると判定した場合、子機２０Ａとの無線通信（具体的には、コマンドの送信処理）を開始する。一方、機器制御部１０６Ａは、例えば、現在の時刻が、算出部１０５Ａが算出した期間内ではないと判定した場合、現在の時刻が期間内になるまで待機してから子機２０Ａとの無線通信を開始する。

【0226】

次に、機器制御部１０６Ａは、算出部１０５Ａが算出した待機期間には子機２０Ａとは無線通信せず待機する。さらに、機器制御部１０６Ａは、例えば、現在の時刻（すなわち、待機後の時刻）が、算出部１０５Ａが算出した期間（例えば、図１０に示すＰＡ）内であるか否かを判定する。例えば、機器制御部１０６Ａは、現在の時刻が、算出部１０５Ａが算出した期間内であると判定した場合、子機２０Ａとの無線通信（具体的には、要求信号の送信処理及び応答データの受信処理）を開始する。一方、機器制御部１０６Ａは、例えば、現在の時刻が、算出部１０５Ａが算出した期間内ではないと判定した場合、現在の時刻が期間内になるまで待機してから子機２０Ａとの無線通信を開始する。

【0227】

応答データの種類には、センサの検出結果のように子機が比較的早く生成できる場合と、ロボットの動きのような子機が何らかの算出を行う必要があって生成に時間がかかる場合とがある。応答データの生成に時間がかかる場合、コマンドの送信処理の後に直ぐに要求信号の送信処理を行っても、子機が応答データを送信できない場合がある。こうした状況が認められる場合には、算出部１０５Ａが算出した期間内に、送信、要求および受信をすべて処理することが難しい。そのため、送信処理の後の時間を待機時間として、当該待機時間を他のグループの無線通信に割く。基地局１０Ａは、次のグループＡのための期間（図１０におけるカウンタ７および８の期間）に要求および受信を行う。

【0228】

図１１は、比較例に係る通信システムが備える複数の基地局のそれぞれが無線通信するタイミングを説明するための図である。

【0229】

また、図１１において、グループＡ～Ｄのチャネル３６は、各グループにおいてチャネル３６で子機と無線通信する基地局を示し、グループＡ～Ｆのチャネル４０は、各グループにおいてチャネル４０で子機と無線通信する基地局を示し、グループＡ～Ｆのチャネル４４は、各グループにおいてチャネル４４で子機と無線通信する基地局を示し、グループＡ～Ｆのチャネル４８は、各グループにおいてチャネル４８で子機と無線通信する基地局を示す。

【0230】

また、図１１において、「送信」とは、基地局が子機にコマンドを送信すること（コマンドの送信処理）を示し、「要求」とは、基地局が子機に要求信号を送信すること（要求信号の送信処理）を示し、「受信」とは、基地局が子機から応答データを受信すること（応答データの受信処理）を示す。

【0231】

また、図１１では、ＳＹＮＣ０及びＳＹＮＣ１の図示を省略しているが、ＳＹＮＣ０を３００μｓ間隔、ＳＹＮＣ１をＳＹＮＣ０の１８周期分の５４００μｓ間隔の周期で発生させる場合を示す。各基地局は、ＳＹＮＣ０を受信したらカウンタをカウントアップし、ＳＹＮＣ１を受信したらカウンタをリセットする。また、図１１では、カウント０の図示を省略している。

【0232】

また、ＰＡはグループＡの各基地局が子機と無線通信する期間を示し、ＰＢはグループＢの各基地局が子機と無線通信する期間を示し、ＰＣはグループＣの各基地局が子機と無線通信する期間を示し、ＰＤはグループＤの各基地局が子機と無線通信する期間を示し、ＰＥはグループＥの各基地局が子機と無線通信する期間を示し、ＰＦはグループＦの各基地局が子機と無線通信する期間を示す。

【0233】

グループＡに属する各基地局が備える算出部は、それぞれ、カウンタが１～６の期間を自装置が子機と無線通信する期間として算出する。具体的には、グループＡに属する各基地局が備える算出部１０５Ａは、それぞれ、カウンタが１の期間をコマンドの送信処理を行う期間とし、カウンタが２～５の期間を要求信号の送信処理を行う期間とし、カウンタが６の期間を応答データの受信処理を行う期間として算出する。

【0234】

図１１に示すように、基地局と子機との無線通信の期間を、コマンドの送信処理、要求信号の送信処理、及び、応答データの受信処理の各処理を連続して行うようにすると、応答データの生成に時間がかかる場合には、基地局は、要求信号を子機に送信しても応答データを受信できないために、要求信号を繰り返し（本例では、カウンタが２～５の期間に４回）子機に送信する。そのために、要求信号を送信する期間が長くなる。

【0235】

一方、例えば、図１０に示す例では、子機が応答データを生成するための期間が待機期間として算出され、算出された期間には基地局と子機との無線通信が行われず、当該基地局とは異なるグループに属する基地局と子機との無線通信が行われる。これにより、応答データの生成に時間がかかる場合にも、要求信号が送信されてから応答データが受信されるまでの時間を短くできる。

【0236】

例えば、図１０に示す例では、通信システム１Ａが備える各基地局が子機と無線通信が完了するまでの時間（カウンタが１～１８）は、１８ｓｌｏｔ（カウンタのカウント数）×３００μｓ＝５４００μｓとなる。また、この時間に、通信システム１Ａとしては、２４宛先（基地局が無線通信する基地局の数）と無線通信できる。そのため、１宛先当たりの無線通信に係る期間は、２２５μｓとなる。

【0237】

一方、図１１に示す例では、通信システム１Ａが備える各基地局が子機と無線通信が完了するまでの時間（カウンタが１～７を４サイクル）の時間は、７ｓｌｏｔ×４（カウンタのカウント数）×３００μｓ＝８４００μｓとなる。また、この時間に、通信システム１Ａとしては、１６宛先（基地局が無線通信する基地局の数）と無線通信できる。そのため、１宛先当たりの無線通信に係る期間は、５２５μｓとなる。

【0238】

このように、図１０に示す例では、図１１に示す例と比較して、１宛先当たりの通信時間を４３％短縮できる。

【0239】

処理部１０４Ａは、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサと、当該プロセッサが実行する、記憶部１０７等に記憶された制御プログラムとにより実現される。

【0240】

なお、算出部１０５Ａと機器制御部１０６Ａとは、１つのプロセッサにより実現されてもよいし、２以上のプロセッサにより別々に実現されてもよい。

【0241】

また、処理部１０４Ａは、ＳＹＮＣ０の発生回数をカウントするカウンタ、及び、時間を計測するＲＴＣ等の計時部を備えてもよい。

【0242】

［処理手順］
図１２は、実施の形態２に係る基地局１０Ａの処理手順を示すフローチャートである。

【0243】

まず、機器制御部１０６Ａは、機器リスト情報１０８を取得する（Ｓ１０１）。

【0244】

次に、算出部１０５Ａは、有線インターフェース１０１を介して受信されるタイミング信号であって、複数の基地局のそれぞれが無線通信を開始するタイミングを示すタイミング信号に基づいて、子機と無線通信する期間を算出する（Ｓ１０２ａ）。本実施の形態では、算出部１０５Ａは、コマンドの送信処理を行う期間（第１無線通信期間）と、要求信号の送信処理、及び、応答データの受信処理とを行う期間（第２無線通信期間）と、をそれぞれ個別に実行するための期間と、コマンドの送信処理と要求信号の送信処理との間の子機２０Ａと無線通信しない待機期間とを算出する。

【0245】

次に、機器制御部１０６Ａは、有線インターフェース１０１を介して、子機２０Ａへのコマンドを受信したか否かを判定する（Ｓ１０３）。

【0246】

機器制御部１０６Ａは、子機２０Ａへのコマンドを受信していないと判定した場合（Ｓ１０３でＮｏ）、処理をステップＳ１０３に戻す。

【0247】

一方、機器制御部１０６Ａは、子機２０Ａへのコマンドを受信したと判定した場合（Ｓ１０３でＹｅｓ）、受信したコマンドを記憶部１０７に一時的に記憶させる（Ｓ１０４）。

【0248】

次に、機器制御部１０６Ａは、現在のタイミング（現在の時刻）が、算出部１０５Ａが算出した期間内であるか否かを判定する（Ｓ１０５）。より具体的には、機器制御部１０６Ａは、現在の時刻が、コマンドの送信処理を行う第１無線通信期間であるか否かを判定する。

【0249】

機器制御部１０６Ａは、現在のタイミングが算出した期間内ではないと判定した場合（Ｓ１０５でＮｏ）、処理をステップＳ１０５に戻す。

【0250】

一方、機器制御部１０６Ａは、現在のタイミングが算出した期間内であると判定した場合（Ｓ１０５でＹｅｓ）、無線インターフェース１０９を介してコマンドを子機２０Ａに送信する（Ｓ１０６）。

【0251】

次に、機器制御部１０６Ａは、無線インターフェース１０９を介してＡＣＫ信号を子機２０Ａから受信したか否かを判定する（Ｓ２０１）。

【0252】

機器制御部１０６Ａは、無線インターフェース１０９を介してＡＣＫ信号を子機２０Ａから受信していないと判定した場合（Ｓ２０１でＮｏ）、処理をステップＳ２０１に戻す。

【0253】

一方、機器制御部１０６Ａは、無線インターフェース１０９を介してＡＣＫ信号を子機２０Ａから受信したと判定した場合（Ｓ２０１でＹｅｓ）、要求信号の送信タイミングであるか否かを判定する（Ｓ２０２）。具体的には、機器制御部１０６Ａは、現在の時刻が、要求信号の送信処理を行う第２無線通信期間であるか否かを判定する。

【0254】

機器制御部１０６Ａは、要求信号の送信タイミングではないと判定した場合（Ｓ２０２でＮｏ）、処理をステップＳ２０２に戻す。

【0255】

一方、機器制御部１０６Ａは、要求信号の送信タイミングであると判定した場合（Ｓ２０２でＹｅｓ）、無線インターフェース１０９を介して、ステップＳ１０６で送信したコマンドに対する応答データを要求する要求信号を子機２０Ａに期間内に送信する（Ｓ１０７）。

【0256】

次に、機器制御部１０６Ａは、応答データを子機２０Ａから無線インターフェース１０９を介して受信したか否かを判定する（Ｓ１０８）。

【0257】

機器制御部１０６Ａは、応答データを子機２０Ａから無線インターフェース１０９を介して受信していないと判定した場合（Ｓ１０８でＮｏ）、処理をステップＳ１０８に戻す。

【0258】

一方、機器制御部１０６Ａは、応答データを子機２０Ａから無線インターフェース１０９を介して受信したと判定した場合（Ｓ１０８でＹｅｓ）、受信した応答データをＥｔｈｅｒＣＡＴフレームに書き込んで有線インターフェース１０１を介して有線ネットワークＮに送信する（Ｓ１０９）。

【0259】

［効果等］
以上、実施の形態２に係る基地局１０Ａは、リング方式の有線ネットワークＮを介して複数の基地局が通信する通信システム１Ａにおける一の基地局である。基地局１０Ａは、有線ネットワークＮに接続される有線インターフェース１０１と、被制御機器（例えば、子機２０Ａ）と無線通信するための無線インターフェース１０９と、有線インターフェース１０１を介して受信されるタイミング信号であって、複数の基地局のそれぞれが無線通信を開始するタイミングを示すタイミング信号に基づいて、被制御機器と無線通信する期間を算出する算出部１０５Ａと、被制御機器に対するコマンドを、有線インターフェース１０１を介して受信した場合、算出部１０５Ａが算出した期間内に、被制御機器に対するコマンドに基づいて、無線インターフェース１０９を介して被制御機器と無線通信する機器制御部１０６Ａと、を備える。算出部１０５Ａは、（ア）被制御機器に対するコマンドの被制御機器への送信処理と、（イ）要求信号の送信処理、及び、応答データの受信処理と、をそれぞれ個別に実行するための期間と、被制御機器に対するコマンドの被制御機器への送信処理と要求信号の送信処理との間の被制御機器と無線通信しない待機期間とを算出する。

【0260】

これによれば、基地局１０Ａは、待機期間が適切に算出されることで、被制御機器が応答データの生成に時間がかかる場合にも、その期間を他の基地局が占有して無線通信を行う期間として利用できる。

【0261】

また、実施の形態２に係る通信システム１Ａは、基地局を複数備え、複数の基地局は、それぞれ、同じチャネルを用いて被制御機器（子機）と無線通信する基地局同士が互いに異なるグループに属するように、複数のグループのいずれかに予め分類されており、複数の基地局が備える機器制御部１０６Ａは、それぞれ、グループ毎に同じ期間に、被制御機器との無線通信において、被制御機器に対するコマンドの当該被制御機器への送信処理と、被制御機器に対するコマンドに応じた応答データを当該被制御機器から要求する要求信号の送信処理と、応答データの受信処理と、を行い、複数の基地局が備える算出部１０５Ａは、（ア）被制御機器に対するコマンドの当該被制御機器への送信処理と、（イ）要求信号の送信処理、及び、応答データの受信処理と、をそれぞれ個別に実行するための期間と、被制御機器に対するコマンドの当該被制御機器への送信処理と要求信号の送信との間の被制御機器と無線通信しない待機期間とを、タイミング信号及び複数のグループの数に基づいて算出する。

【0262】

これによれば、通信システム１Ａが備える複数の基地局は、それぞれ、待機期間が適切に算出されることで、複数の基地局が無線通信する被制御機器が応答データの生成に時間がかかる場合にも、その時間を別のグループの送受信のために利用できる。

【0263】

（その他の実施の形態）
以上、本発明の基地局、制御システム、及び、基地局の制御方法について、各実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記した各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。

【0264】

例えば、上記各実施の形態において、処理部１０４、１０４Ａの構成要素の全部又は一部は、専用のハードウェアで構成されてもよく、或いは、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。処理部１０４、１０４Ａは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）又はプロセッサ等のプログラム実行部が、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）又は半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。

【0265】

また、処理部１０４、１０４Ａの構成要素は、１つ又は複数の電子回路で構成されてもよい。１つ又は複数の電子回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。

【0266】

１つ又は複数の電子回路には、例えば、半導体装置、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）又はＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等が含まれてもよい。ＩＣ又はＬＳＩは、１つのチップに集積されてもよく、複数のチップに集積されてもよい。ここでは、ＩＣ又はＬＳＩと呼んでいるが、集積の度合いによって呼び方が変わり、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Ｖｅｒｙ Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）、又は、ＵＬＳＩ（Ｕｌｔｒａ Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）と呼ばれるかもしれない。また、ＬＳＩの製造後にプログラムされるＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）も同じ目的で使うことができる。

【0267】

また、本発明の全般的又は具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路又はコンピュータプログラムで実現されてもよい。或いは、当該コンピュータプログラムが記憶された光学ディスク、ＨＤＤ若しくは半導体メモリ等のコンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体で実現されてもよい。また、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

【0268】

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0269】

本発明は、産業機器の制御通信のネットワークを構成し、被制御機器と無線通信する基地局等に適用され得る。

【符号の説明】

【0270】

１、１Ａ 通信システム
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７ 基地局
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５ 子機
４０ 無線フレーム
４１ ＰＬＣＰプリアンブル
４２ ＰＬＣＰヘッダ
４３ ＩＥＥＥ８０２．１１ヘッダ
４４、５６Ｄ、５７Ｄ データ
４５ ＦＣＳ
５０ Ｅｔｈｅｒｎｅｔヘッダ
５１ ＩＰヘッダ
５２ ＵＤＰヘッダ
５３ ＥｔｈｅｒＣＡＴヘッダ
５４ ＥｔｈｅｒＣＡＴデータグラム
５６、５７ データグラム
５６Ａ、５７Ａ コマンド
５６Ｂ、５７Ｂ 機器ＩＤ
５６Ｃ、５７Ｃ データ長
１０１ 有線インターフェース
１０２ 入力用ポート
１０３ 出力用ポート
１０４、１０４Ａ 処理部
１０５、１０５Ａ 算出部
１０６、１０６Ａ 機器制御部
１０７ 記憶部
１０８ 機器リスト情報
１０９、２０１ 無線インターフェース
２０２ 子機制御部
Ｍ マスタ
Ｎ 有線ネットワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】