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特許7631960無線通信システム、コントローラ、無線基地局、及びデータパケット転送方法
(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】2025-02-10
(45)【発行日】2025-02-19
(54)【発明の名称】無線通信システム、コントローラ、無線基地局、及びデータパケット転送方法
(51)【国際特許分類】
H04W 48/18 20090101AFI20250212BHJP
H04W 28/06 20090101ALI20250212BHJP
H04W 88/02 20090101ALI20250212BHJP
【ＦＩ】
H04W48/18 113
H04W28/06 110
H04W88/02
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2021050331
(22)【出願日】2021-03-24
(65)【公開番号】P2022148589
(43)【公開日】2022-10-06
【審査請求日】2023-12-22
(73)【特許権者】
【識別番号】000006297
【氏名又は名称】村田機械株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000202
【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー
(72)【発明者】
【氏名】谷本 好史
(72)【発明者】
【氏名】上田 泰毅
【審査官】岡本 正紀
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－０２９９９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第０３／１００６５２（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｂ ７／２４－ ７／２６
Ｈ０４Ｗ ４／００－９９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の無線通信端末と、当該無線通信端末と無線接続する無線基地局と、
当該無線基地局を介して前記無線通信端末と通信すると共に、所定のネットワークを介して他の通信システムと通信可能に接続されるコントローラと、を備えた無線通信システムであって、
前記他の通信システムから送信されるデータパケットの宛先が前記複数の無線通信端末のうち特定の無線通信端末であった場合には、前記データパケットを所定のデータフレームに変換して当該無線通信端末に転送する一方、前記他の通信システムから送信されるデータパケットの宛先が前記複数の無線通信端末のうち前記特定の無線通信端末以外の無線通信端末であった場合には、前記データパケットを前記所定のデータフレームに変換することなく当該無線通信端末に転送する転送手段を備え、
前記特定の無線通信端末は複数存在し、
前記転送手段は、前記特定の無線通信端末から送信される所定のデータフレームの宛先が他の前記特定の無線通信端末であった場合には、前記所定のデータフレームを前記データパケットに変換することなく当該無線通信端末に転送する、
無線通信システム。
【請求項2】
前記転送手段は、特定の無線通信端末から送信される所定のデータフレームの宛先が他の通信システムであった場合は、前記所定のデータフレームを前記データパケットに変換して前記他の通信システムに転送する、請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項3】
前記転送手段は、前記コントローラに備えられている、請求項１又は２に記載の無線通信システム。
【請求項4】
前記転送手段は、前記無線基地局に備えられている、請求項１又は２に記載の無線通信システム。
【請求項5】
前記データフレームは、宛先と、送信するデータ部と、を少なくとも含むデータフレームであり、前記データパケットは、イーサネット上で転送される汎用的な通信プロトコルフォーマットの通信パケットである、請求項１～４のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項6】
前記無線通信端末は、移動体に搭載されたものである、請求項１～５のいずれかに記載の無線通信システム。
【請求項7】
複数の無線通信端末と、前記無線通信端末と無線接続する無線基地局とを備えた無線通信システムにおいて用いられるコントローラであって、前記無線基地局を介して前記無線通信端末と通信すると共に、所定のネットワークを介して他の通信システムと通信可能に接続され、
前記他の通信システムから送信されるデータパケットの宛先が前記複数の無線通信端末のうち特定の無線通信端末であった場合には、前記データパケットを所定のデータフレームに変換して当該無線通信端末に無線接続された無線基地局に転送する一方、前記他の通信システムから送信されるデータパケットの宛先が前記複数の無線通信端末のうち特定の無線通信端末以外の無線通信端末であった場合には、前記データパケットを前記所定のデータフレームに変換することなく当該無線通信端末に無線接続された無線基地局に転送する転送手段を有し、
前記特定の無線通信端末は複数存在し、
前記転送手段は、前記特定の無線通信端末から送信される所定のデータフレームの宛先が他の前記特定の無線通信端末であった場合には、前記所定のデータフレームを前記データパケットに変換することなく当該無線通信端末に転送する、
コントローラ。
【請求項8】
複数の無線通信端末と、所定のネットワークを介して他の通信システムと通信可能に接続されたコントローラとを備えた無線通信システムにおいて用いられる無線基地局であって、前記無線通信端末と無線接続しており、前記コントローラに接続されており、
前記コントローラ経由で前記他の通信システムから送信されるデータパケットの宛先が前記複数の無線通信端末のうち特定の無線通信端末であった場合には、前記データパケットを所定のデータフレームに変換して当該無線通信端末に転送する一方、前記コントローラ経由で前記他の通信システムから送信されるデータパケットの宛先が前記複数の無線通信端末のうち特定の無線通信端末以外の無線通信端末であった場合には、前記データパケットを所定のデータフレームに変換することなく当該無線通信端末に転送する転送手段を有する、
前記特定の無線通信端末は複数存在し、
前記転送手段は、前記特定の無線通信端末から送信される所定のデータフレームの宛先が他の前記特定の無線通信端末であった場合には、前記所定のデータフレームを前記データパケットに変換することなく当該無線通信端末に転送する、
無線基地局。
【請求項9】
複数の無線通信端末と、当該無線通信端末と無線接続する無線基地局と、当該無線基地局を介して前記無線通信端末と通信すると共に、所定のネットワークを介して他の通信システムと通信可能に接続されるコントローラと、を備えた無線通信システムにおけるデータパケット転送方法であって、前記他の通信システムから送信されるデータパケットの宛先が前記複数の無線通信端末のうち特定の無線通信端末であるか否かを判断するステップと、
前記特定の無線通信端末であった場合には前記データパケットを所定のデータフレームに変換し、前記特定の無線通信端末以外の無線通信端末であった場合には前記データパケットを変換しないステップと、
前記所定のデータフレーム又は前記データパケットを当該無線通信端末に転送するステップと、
を含み、
前記特定の無線通信端末は複数存在し、
前記特定の無線通信端末から送信される所定のデータフレームの宛先が他の前記特定の無線通信端末であった場合には、前記所定のデータフレームを前記データパケットに変換することなく当該無線通信端末に転送するステップを含む、
データパケット転送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無線通信システムに関し、特に、複数の無線通信端末と、当該無線通信端末と無線接続する無線基地局と、当該無線基地局を介して無線通信端末と通信すると共に、所定のネットワークを介して他の通信システムと通信可能に接続されるコントローラと、を備えたものに関する。
【背景技術】
【0002】
通常の無線通信システムでは、汎用的な無線通信機器が通信できるように、イーサネット（登録商標）上で転送される汎用的な通信プロトコルフォーマットの通信パケットが送受信される。
特許文献１には、外部ネットワークに含まれる移動ＩＰ端末との間では、宛先及び送信元アドレスのみをパケットのヘッダに設定して通信を行い、相手ノードとの間では、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰｖ６の通信に必要な情報をパケットのヘッダに設定して通信を行う技術が記載されている。
特許文献１には、外部ネットワークに含まれる移動ＩＰ端末との間では、宛先及び送信元アドレスのみをパケットのヘッダに設定して通信を行い、相手ノードとの間では、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰｖ６の通信に必要な情報をパケットのヘッダに設定して通信を行う技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００４－２８９６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載されたような従来の発明は、外部ネットワークに含まれる移動ＩＰ端末全てに対して一律にデータパケットの変換を行うものであり、その変換のための処理負荷が問題となる。
【0005】
本発明の目的は、無線通信システムにおいて、処理負荷を軽減することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
【0007】
本発明の一見地に係る無線通信システムは、複数の無線通信端末と、当該無線通信端末と無線接続する無線基地局と、当該無線基地局を介して無線通信端末と通信すると共に、所定のネットワークを介して他の通信システムと通信可能に接続されるコントローラと、を備えている。
無線通信システムは、転送手段を備えている。
転送手段は、他の通信システムから送信されるデータパケットの宛先が複数の無線通信端末のうち特定の無線通信端末であった場合には、データパケットを所定のデータフレームに変換して当該無線通信端末に転送する。一方、転送手段は、他の通信システムから送信されるデータパケットの宛先が複数の無線通信端末のうち特定の無線通信端末以外の無線通信端末であった場合には、データパケットを前記所定のデータフレームに変換することなく当該無線通信端末に転送する。
この無線通信システムでは、他の通信システムから送信されるデータパケットの宛先が複数の無線通信端末のうち特定の無線通信端末以外の無線通信端末であった場合にはデータパケットを変換しないので、データパケットの変換のための処理負荷が軽減される。また、特定の無線通信端末に対しては変換によってデータパケットの容量を小さくすることで、無線通信システムの通信負荷を軽減できる。
無線通信システムは、転送手段を備えている。
転送手段は、他の通信システムから送信されるデータパケットの宛先が複数の無線通信端末のうち特定の無線通信端末であった場合には、データパケットを所定のデータフレームに変換して当該無線通信端末に転送する。一方、転送手段は、他の通信システムから送信されるデータパケットの宛先が複数の無線通信端末のうち特定の無線通信端末以外の無線通信端末であった場合には、データパケットを前記所定のデータフレームに変換することなく当該無線通信端末に転送する。
この無線通信システムでは、他の通信システムから送信されるデータパケットの宛先が複数の無線通信端末のうち特定の無線通信端末以外の無線通信端末であった場合にはデータパケットを変換しないので、データパケットの変換のための処理負荷が軽減される。また、特定の無線通信端末に対しては変換によってデータパケットの容量を小さくすることで、無線通信システムの通信負荷を軽減できる。
【0008】
転送手段は、特定の無線通信端末から送信される所定のデータフレームの宛先が他の通信システムであった場合は、所定のデータフレームをデータパケットに変換して他の通信システムに転送してもよい。
この無線通信システムでは、上りの通信においては、転送手段が所定のデータフレームをデータパケットに変換することで、他の通信システムに合わせた通信プロトコルによる無線通信を実現できる。
この無線通信システムでは、上りの通信においては、転送手段が所定のデータフレームをデータパケットに変換することで、他の通信システムに合わせた通信プロトコルによる無線通信を実現できる。
【0009】
無線通信システムは、複数の特定の無線通信端末を備えていてもよい。
転送手段は、特定の無線通信端末から送信される所定のデータフレームの宛先が他の特定の無線通信端末であった場合には、所定のデータフレームをデータパケットに変換することなく当該無線通信端末に転送してもよい。
この無線通信システムでは、特定の無線通信端末相互間の通信に係る通信負荷を軽減できる。
転送手段は、特定の無線通信端末から送信される所定のデータフレームの宛先が他の特定の無線通信端末であった場合には、所定のデータフレームをデータパケットに変換することなく当該無線通信端末に転送してもよい。
この無線通信システムでは、特定の無線通信端末相互間の通信に係る通信負荷を軽減できる。
【0010】
転送手段は、コントローラに備えられていてもよい。
この無線通信システムでは、コントローラの転送手段が、所定のデータパケットの宛先を判断し、データパケットを所定のデータフレームに変換して転送する。コントローラがデータ変換を集中管理できるので、例えば無線通信の設定を変更する場合等、各種変更に対応することが容易である。
この無線通信システムでは、コントローラの転送手段が、所定のデータパケットの宛先を判断し、データパケットを所定のデータフレームに変換して転送する。コントローラがデータ変換を集中管理できるので、例えば無線通信の設定を変更する場合等、各種変更に対応することが容易である。
【0011】
転送手段は、無線基地局に備えられていてもよい。
この無線通信システムでは、無線基地局の転送手段が、データパケットの宛先を判断し、データパケットを所定のデータフレームに変換して転送する。複数の無線基地局がデータ変換を行うことができるので、処理負荷を分散できる。
この無線通信システムでは、無線基地局の転送手段が、データパケットの宛先を判断し、データパケットを所定のデータフレームに変換して転送する。複数の無線基地局がデータ変換を行うことができるので、処理負荷を分散できる。
【0012】
データフレームは、宛先と、送信するデータ部と、を少なくとも含むデータフレームであってもよい。
データパケットは、イーサネット上で転送される汎用的な通信プロトコルフォーマットの通信パケットであってもよい。
データパケットは、イーサネット上で転送される汎用的な通信プロトコルフォーマットの通信パケットであってもよい。
【0013】
無線通信端末は、移動体に搭載されたものであってもよい。
この無線通信システムでは、移動する無線通信端末の通信負荷が軽減される。
この無線通信システムでは、移動する無線通信端末の通信負荷が軽減される。
【0014】
本発明の他の見地に係るコントローラは、複数の無線通信端末と、当該無線通信端末と無線接続する無線基地局とを備えた無線通信システムにおいて用いられる。
コントローラは、当該無線基地局を介して無線通信端末と通信すると共に、所定のネットワークを介して他の通信システムと通信可能に接続される。
コントローラは、転送手段を有している。
転送手段は、他の通信システムから送信されるデータパケットの宛先が複数の無線通信端末のうち特定の無線通信端末であった場合には、データパケットを所定のデータフレームに変換して当該無線通信端末に無線接続された無線基地局に転送する。一方、転送手段は、他の通信システムから送信されるデータパケットの宛先が複数の無線通信端末のうち特定の無線通信端末以外の無線通信端末であった場合には、データパケットを前記所定のデータフレームに変換することなく当該無線通信端末に無線接続された無線基地局に転送する。
コントローラは、当該無線基地局を介して無線通信端末と通信すると共に、所定のネットワークを介して他の通信システムと通信可能に接続される。
コントローラは、転送手段を有している。
転送手段は、他の通信システムから送信されるデータパケットの宛先が複数の無線通信端末のうち特定の無線通信端末であった場合には、データパケットを所定のデータフレームに変換して当該無線通信端末に無線接続された無線基地局に転送する。一方、転送手段は、他の通信システムから送信されるデータパケットの宛先が複数の無線通信端末のうち特定の無線通信端末以外の無線通信端末であった場合には、データパケットを前記所定のデータフレームに変換することなく当該無線通信端末に無線接続された無線基地局に転送する。
【0015】
本発明のさらに他の見地に係る無線基地局は、複数の無線通信端末と、所定のネットワークを介して他の通信システムと通信可能に接続されたコントローラとを備えた無線通信システムにおいて用いられる。
無線基地局は、無線通信端末と無線接続しており、コントローラに接続されている。
無線基地局は、転送手段を有している。
転送手段は、コントローラ経由で他の通信システムから送信されるデータパケットの宛先が複数の無線通信端末のうち特定の無線通信端末であった場合には、データパケットを所定のデータフレームに変換して当該無線通信端末に転送する。一方、転送手段は、コントローラ経由で他の通信システムから送信されるデータパケットの宛先が複数の無線通信端末のうち特定の無線通信端末以外の無線通信端末であった場合には、データパケットを前記所定のデータフレームに変換することなく当該無線通信端末に転送する。
無線基地局は、無線通信端末と無線接続しており、コントローラに接続されている。
無線基地局は、転送手段を有している。
転送手段は、コントローラ経由で他の通信システムから送信されるデータパケットの宛先が複数の無線通信端末のうち特定の無線通信端末であった場合には、データパケットを所定のデータフレームに変換して当該無線通信端末に転送する。一方、転送手段は、コントローラ経由で他の通信システムから送信されるデータパケットの宛先が複数の無線通信端末のうち特定の無線通信端末以外の無線通信端末であった場合には、データパケットを前記所定のデータフレームに変換することなく当該無線通信端末に転送する。
【0016】
本発明の他の見地に係るデータパケット転送方法は、複数の無線通信端末と、当該無線通信端末と無線接続する無線基地局と、当該無線基地局を介して無線通信端末と通信すると共に、所定のネットワークを介して他の通信システムと通信可能に接続されるコントローラと、を備えた無線通信システムにおいて用いられる。
データパケット転送方法は、下記のステップを含む。
◎他の通信システムから送信されるデータパケットの宛先が複数の無線通信端末のうち特定の無線通信端末であるか否かを判断するステップ。
◎特定の無線通信端末であった場合にはデータパケットを所定のデータフレームに変換し、特定の無線通信端末以外の無線通信端末であった場合にはデータパケットを変換しないステップ。
◎所定のデータフレーム又はデータパケットを当該無線通信端末に転送するステップ。
データパケット転送方法は、下記のステップを含む。
◎他の通信システムから送信されるデータパケットの宛先が複数の無線通信端末のうち特定の無線通信端末であるか否かを判断するステップ。
◎特定の無線通信端末であった場合にはデータパケットを所定のデータフレームに変換し、特定の無線通信端末以外の無線通信端末であった場合にはデータパケットを変換しないステップ。
◎所定のデータフレーム又はデータパケットを当該無線通信端末に転送するステップ。
【発明の効果】
【0017】
本発明に係る無線通信システムでは、処理負荷が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】第１実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す模式図（上り通信及び下り通信）。
【図2】第１実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す模式図（無線通信端末同士の通信）。
【図3】無線基地局及びコントローラの制御構成を示すブロック図。
【図4】ＩＰアドレスと無線通信端末識別子の変換テーブル。
【図5】コントローラにおけるデータ変換を示す模式図（下り通信）。
【図6】コントローラにおけるデータ変換を示す模式図（下り通信）。
【図7】コントローラにおけるデータ変換を示す模式図（上り通信）。
【図8】コントローラによるデータ変換制御動作を示すフローチャート。
【図9】第２実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す模式図（上り通信及び下り通信）。
【図10】無線基地局及びコントローラの制御構成を示すブロック図。
【図11】無線基地局におけるデータ変換を示す模式図（下り通信）。
【図12】無線基地局におけるデータ変換を示す模式図（下り通信）。
【図13】無線基地局におけるデータ変換を示す模式図（上り通信）。
【発明を実施するための形態】
【0019】
１．第１実施形態
（１）無線通信システムの基本構成
図１～図２を用いて、本発明の第１実施形態に係る無線通信システム１を説明する。図１～図２は、本発明の第１実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す模式図である。
無線通信システム１は、複数の第１無線通信端末３Ａと、複数の第２無線通信端末３Ｂと、複数の無線基地局５と、コントローラ７とを備えている。
（１）無線通信システムの基本構成
図１～図２を用いて、本発明の第１実施形態に係る無線通信システム１を説明する。図１～図２は、本発明の第１実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す模式図である。
無線通信システム１は、複数の第１無線通信端末３Ａと、複数の第２無線通信端末３Ｂと、複数の無線基地局５と、コントローラ７とを備えている。
【0020】
第１無線通信端末３Ａ及び第２無線通信端末３Ｂは、例えば、ローカル５ＧやＷＩ－ＦＩ（登録商標）の通信ユニットである。なお、第１無線通信端末３Ａ及び第２無線通信端末３ＢのＩＰアドレスは固定アドレスである。ただし、第１無線通信端末３Ａ及び第２無線通信端末３Ｂを特定する情報は、ＩＰアドレスに限定されない。
第１無線通信端末３Ａは、工場内に設けられた一群の無線通信端末であり、例えば、工場内の複数の搬送台車９（移動体の一例）に搭載されている。第１無線通信端末３Ａは、搬送台車９が移動すると、無線基地局５の通信圏から出て行くことがあるが、その場合は別の無線基地局５の通信圏内に入って通信を継続する。
第２無線通信端末３Ｂは、工場内に設けられた、第１無線通信端末３Ａとは異なる一群の無線通信端末であり、搬送台車９以外の作業用コンピュータ（デスクトップパソコン、タブレットコンピュータ、携帯電話など）に搭載されている。本実施形態において、第１無線通信端末３Ａの数は、第２無線通信端末３Ｂの数よりも多い。
本実施形態では、第１無線通信端末３Ａは「特定の無線通信端末」の例であり、第２無線通信端末３Ｂは「特定の無線通信端末以外の無線通信端末」の例である。
第１無線通信端末３Ａは、工場内に設けられた一群の無線通信端末であり、例えば、工場内の複数の搬送台車９（移動体の一例）に搭載されている。第１無線通信端末３Ａは、搬送台車９が移動すると、無線基地局５の通信圏から出て行くことがあるが、その場合は別の無線基地局５の通信圏内に入って通信を継続する。
第２無線通信端末３Ｂは、工場内に設けられた、第１無線通信端末３Ａとは異なる一群の無線通信端末であり、搬送台車９以外の作業用コンピュータ（デスクトップパソコン、タブレットコンピュータ、携帯電話など）に搭載されている。本実施形態において、第１無線通信端末３Ａの数は、第２無線通信端末３Ｂの数よりも多い。
本実施形態では、第１無線通信端末３Ａは「特定の無線通信端末」の例であり、第２無線通信端末３Ｂは「特定の無線通信端末以外の無線通信端末」の例である。
【0021】
無線通信システム１は、複数の搬送台車９を有する搬送システムの一部を構成している。搬送システムにおいて、外部のサーバ１１Ａ、１１Ｂは上位系のシステムであり、搬送台車９全体の情報を有している。無線通信システム１によって、例えばサーバ１１Ａ、１１Ｂから荷物の搬送指示が複数の搬送台車９に送信され、搬送台車９からサーバ１１Ａ、１１Ｂに当該搬送台車９の状態、変化、位置情報が送信される。なお、以下の説明では、サーバ１１Ａを代表例として説明する。
【0022】
無線通信システム１は、後述するように、データパケットＤＰやデータフレームＤＦを各装置間で送受信する。データパケットＤＰは、一例として、イーサネット（登録商標）上で転送される汎用的な通信プロトコルフォーマットの通信パケットである。
【0023】
（２）無線基地局及びコントローラの制御構成
図３を用いて、無線基地局５及びコントローラ７の制御構成を説明する。図３は、無線基地局及びコントローラの制御構成を示すブロック図である。
無線基地局５は、通信部４１、及び送信先判断部４２を有している。送信先判断部４２は、プログラムに従って作動するＣＰＵの機能である。ＣＰＵは、単一のプロセッサで構成されていてもよいが、各制御のために独立した複数のプロセッサから構成されていてもよい。ＣＰＵの各要素の機能は、一部又は全てが、制御部を構成するコンピュータシステムにて実行可能なプログラムとして実現されてもよい。その他、制御部の各要素の機能の一部は、カスタムＩＣにより構成されていてもよい。なお、上記の説明は他のＣＰＵにも当てはまる。
図３を用いて、無線基地局５及びコントローラ７の制御構成を説明する。図３は、無線基地局及びコントローラの制御構成を示すブロック図である。
無線基地局５は、通信部４１、及び送信先判断部４２を有している。送信先判断部４２は、プログラムに従って作動するＣＰＵの機能である。ＣＰＵは、単一のプロセッサで構成されていてもよいが、各制御のために独立した複数のプロセッサから構成されていてもよい。ＣＰＵの各要素の機能は、一部又は全てが、制御部を構成するコンピュータシステムにて実行可能なプログラムとして実現されてもよい。その他、制御部の各要素の機能の一部は、カスタムＩＣにより構成されていてもよい。なお、上記の説明は他のＣＰＵにも当てはまる。
【0024】
無線基地局５は、複数の第１無線通信端末３Ａ及び第２無線通信端末３Ｂと無線接続する。無線基地局５は、自機の通信圏内に第１無線通信端末３Ａ又は第２無線通信端末３Ｂが入ったこと又はそこから出て行ったことをコントローラ７に通知する。
【0025】
コンローラ７は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどからなるコンピュータシステムであり、無線通信システム１において全体の制御を行う。
コントローラ７は、無線基地局５を介して第１無線通信端末３Ａ又は第２無線通信端末３Ｂと通信する。コントローラ７と複数の無線基地局５との間にはルータ１３が設けられている。なお、この実施形態では、コントローラ７と無線基地局５は有線接続されている。
コントローラ７は、有線又は無線によるネットワーク１５（所定のネットワークの一例）を介してサーバ１１Ａ、１１Ｂ（他の通信システムの一例）と通信可能に接続される。
図３に示すように、コントローラ７は、通信部４４、送信先判断部４５、及びデータ変換部４６（後述）を有している。
コントローラ７は、無線基地局５を介して第１無線通信端末３Ａ又は第２無線通信端末３Ｂと通信する。コントローラ７と複数の無線基地局５との間にはルータ１３が設けられている。なお、この実施形態では、コントローラ７と無線基地局５は有線接続されている。
コントローラ７は、有線又は無線によるネットワーク１５（所定のネットワークの一例）を介してサーバ１１Ａ、１１Ｂ（他の通信システムの一例）と通信可能に接続される。
図３に示すように、コントローラ７は、通信部４４、送信先判断部４５、及びデータ変換部４６（後述）を有している。
【0026】
コントローラ７は、第１無線通信端末３Ａ及び第２無線通信端末３ＢのＩＰアドレスを把握すると共に、第１無線通信端末３Ａ及び第２無線通信端末３Ｂそれぞれがいずれの無線基地局５に接続されているのかを把握している。具体的には、コントローラ７は、図４に示すように、ＩＰアドレスと無線通信端末識別子とを対応付けるテーブルを有しており、ＩＰアドレスから無線通信端末識別子を判別する。図４は、ＩＰアドレスと無線通信端末識別子とを対応付けるテーブルの一例である。
【0027】
（３）転送手段
図３に示すように、通信部４４、送信先判断部４５及びデータ変換部４６は、プログラムに従ってＣＰＵが実行する機能として、転送手段６１を実現している。送信先判断部４５は、データパケットＤＰの宛先を判断する。通信部４４は、送信先判断部４５の判断結果に基づいて、データパケットＤＰをそのまま転送したり、データ変換部４６によりデータパケットＤＰを所定のデータフレームＤＦ（変換後のパケット）に変換してから転送したりする（後述）。このようにコントローラ７が転送及び変換を集中管理できるので、各種変更に対応することが容易である。
図３に示すように、通信部４４、送信先判断部４５及びデータ変換部４６は、プログラムに従ってＣＰＵが実行する機能として、転送手段６１を実現している。送信先判断部４５は、データパケットＤＰの宛先を判断する。通信部４４は、送信先判断部４５の判断結果に基づいて、データパケットＤＰをそのまま転送したり、データ変換部４６によりデータパケットＤＰを所定のデータフレームＤＦ（変換後のパケット）に変換してから転送したりする（後述）。このようにコントローラ７が転送及び変換を集中管理できるので、各種変更に対応することが容易である。
【0028】
データフレームＤＦは、一例として、宛先と、データ部と、を少なくとも含むデータフレームである。具体的には、データ部は、例えば、搬送台車９が搬送すべき物品の搬出元及び搬送先の情報を含む搬送指令や、搬送台車９が移動すべき移動先の情報を含む移動指令等、搬送台車９を制御するための制御用データから構成されている。なお、データフレームＤＦには、送信元に関する情報は含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。さらに具体的には、データフレームＤＦは、ＲＵ（無線ヘッダ）、ＳＲＣ（ＩＰ／ＰＯＲＴ）（送信元ＩＰアドレス（４ｂｙｔｅ）・ポート番号）、ＤＡＴＡを有している。つまり、データフレームＤＦは、データパケットＤＰからＭＡＣ／ＩＰ／ＵＤＰが削除されている。ＤＡＴＡは例えば６４バイトぐらいであり、それに対して削除された通信ヘッダは汎用的な通信プロトコルフォーマットの通信パケットにおいて数十バイトなので、削減効果は高い。
【0029】
（３－１）下り通信（図１）
図５～図６を用いて、コントローラ７におけるデータ変換を説明する。図５～図６は、コントローラにおけるデータ変換を示す模式図である。
下り通信では、従来は、サーバ１１Ａから送信されたデータパケットＤＰは、コントローラ７、ルータ１３、及び無線基地局５を介して、第１無線通信端末３Ａ及び第２無線通信端末３Ｂに送信される。本実施形態では、下記に説明するように、データパケットＤＰはデータフレームＤＦに変換される場合と、変換されない場合がある。
図５～図６を用いて、コントローラ７におけるデータ変換を説明する。図５～図６は、コントローラにおけるデータ変換を示す模式図である。
下り通信では、従来は、サーバ１１Ａから送信されたデータパケットＤＰは、コントローラ７、ルータ１３、及び無線基地局５を介して、第１無線通信端末３Ａ及び第２無線通信端末３Ｂに送信される。本実施形態では、下記に説明するように、データパケットＤＰはデータフレームＤＦに変換される場合と、変換されない場合がある。
【0030】
変換される場合の説明として、コントローラ７のデータ変換部４６は、サーバ１１Ａから送信されるデータパケットＤＰの宛先が複数の第１無線通信端末３Ａのうちいずれかであった場合には、データパケットＤＰを所定のデータフレームＤＦに変換して宛先の第１無線通信端末３Ａに転送する。具体的には、所定のデータフレームＤＦは、ルータ１３及び無線基地局５を介して当該第１無線通信端末３Ａに送信される。
【0031】
図５に示すように、データ変換部４６は、データパケットＤＰをデータフレームＤＦに変換する。具体的には、データパケットＤＰ（ＭＡＣ／ＩＰ／ＵＤＰ／ＤＡＴＡ）がデータフレームＤＦ（ＭＡＣ／ＳＲＣ（ＩＰ／ＰＯＲＴ）／ＤＡＴＡ）に変換される。さらに、コントローラ７での処理の後に、無線基地局５では、データフレームＤＦのＭＡＣヘッダがＲＵヘッダに置き換えられる。
【0032】
変換されない場合の説明として、コントローラ７のデータ変換部４６は、サーバ１１Ａから送信されるデータパケットＤＰの宛先が複数の第２無線通信端末３Ｂのうちいずれかであった場合には、図６に示すように、データパケットＤＰを変換しない。その結果、データパケットＤＰは、ルータ１３及び無線基地局５を介して宛先の第２無線通信端末３Ｂに送信される。なお、コントローラ７での処理の後に、無線基地局５では、データパケットＤＰのＭＡＣヘッダがＲＵヘッダに置き換えられる。
【0033】
図６に示すように、本実施形態では、サーバ１１Ａから送信されるデータパケットＤＰの宛先が第２無線通信端末３Ｂであった場合にはデータパケットＤＰを変換しない。このため、データパケットＤＰの変換のための処理負荷が全体として極端に大きくならない。つまり、データ変換は一律に行われるものではなく、必要に応じて行われる。図５に示すように、第１無線通信端末３Ａを宛先とするデータパケットＤＰを、比較的容量の小さいデータフレームＤＦに変換して当該第１無線通信端末３Ａに転送するように構成することで、無線通信システム１の通信負荷を軽減できる。
【0034】
一般に、産業機器などの制御通信ではリアルタイム性が必要であり、少量のデータを低遅延で頻繁に送受信することが求められる。特に、第１無線通信端末３Ａは工場内では数百から数千台があるので、１台あたりわずかなデータの増加によっても全体の通信量が大きくなってしまう。本実施形態では、上記変換によって第１無線通信端末３Ａとの通信に係る１台あたりのデータ量を少し下げるだけで、全体のデータ量を大きく下げることができる。
【0035】
（３－２）上り通信（図１）
上り通信では、第１無線通信端末３Ａから送信されたデータフレームＤＦは、無線基地局５にてデータパケットＤＰに変換されて、ルータ１３、及びコントローラ７を介して、サーバ１１Ａに送信される。
上り通信では、第１無線通信端末３Ａから送信されたデータフレームＤＦは、無線基地局５にてデータパケットＤＰに変換されて、ルータ１３、及びコントローラ７を介して、サーバ１１Ａに送信される。
【0036】
図７を用いて、第１無線通信端末３Ａからの上り通信を説明する。図７は、コントローラにおけるデータ変換を示す模式図である。
データ変換部４６は、第１無線通信端末３Ａから送信されるデータフレームＤＦの宛先がサーバ１１Ａであった場合は、データフレームＤＦをデータパケットＤＰに変換してサーバ１１Ａに転送する。このように、第１無線通信端末３Ａを送信元とする上りの通信においては、転送手段６１が所定のデータフレームＤＦをデータパケットＤＰに変換する。
具体的には、データ変換部４６は、データフレームＤＦ（ＭＡＣ／ＤＳＴ（ＩＰ／ＰＯＲＴ）／ＤＡＴＡ）をデータパケットＤＰ（ＭＡＣ／ＩＰ／ＵＤＰ／ＤＡＴＡ）に変換する。つまり、データパケットＤＰは、データフレームＤＦにＭＡＣ／ＩＰ／ＵＤＰが追加されている。なお、コントローラ７での処理の前に、無線基地局５では、データフレームＤＦのＲＵヘッダがＭＡＣヘッダに置き換えられている。
データ変換部４６は、第１無線通信端末３Ａから送信されるデータフレームＤＦの宛先がサーバ１１Ａであった場合は、データフレームＤＦをデータパケットＤＰに変換してサーバ１１Ａに転送する。このように、第１無線通信端末３Ａを送信元とする上りの通信においては、転送手段６１が所定のデータフレームＤＦをデータパケットＤＰに変換する。
具体的には、データ変換部４６は、データフレームＤＦ（ＭＡＣ／ＤＳＴ（ＩＰ／ＰＯＲＴ）／ＤＡＴＡ）をデータパケットＤＰ（ＭＡＣ／ＩＰ／ＵＤＰ／ＤＡＴＡ）に変換する。つまり、データパケットＤＰは、データフレームＤＦにＭＡＣ／ＩＰ／ＵＤＰが追加されている。なお、コントローラ７での処理の前に、無線基地局５では、データフレームＤＦのＲＵヘッダがＭＡＣヘッダに置き換えられている。
【0037】
（３－３）無線通信端末同士の通信（図２）
転送手段６１は、第１無線通信端末３Ａから送信されるデータフレームＤＦの宛先が他の第１無線通信端末３Ａであった場合には、データフレームＤＦを変換することなく第１無線通信端末３Ａに転送する。具体的には、データフレームＤＦは、ルータ１３、コントローラ７、ルータ１３及び無線基地局５を介して他の第１無線通信端末３Ａに送信される。
上記のように、第１無線通信端末３Ａから受信したデータフレームＤＦの宛先が他の第１無線通信端末３Ａであった場合は、コントローラ７はデータフレームＤＦを変換せずに転送する。これにより、コントローラ７の処理負荷を軽減できる。
転送手段６１は、第１無線通信端末３Ａから送信されるデータフレームＤＦの宛先が他の第１無線通信端末３Ａであった場合には、データフレームＤＦを変換することなく第１無線通信端末３Ａに転送する。具体的には、データフレームＤＦは、ルータ１３、コントローラ７、ルータ１３及び無線基地局５を介して他の第１無線通信端末３Ａに送信される。
上記のように、第１無線通信端末３Ａから受信したデータフレームＤＦの宛先が他の第１無線通信端末３Ａであった場合は、コントローラ７はデータフレームＤＦを変換せずに転送する。これにより、コントローラ７の処理負荷を軽減できる。
【0038】
（４）コントローラのデータ変換制御動作
図８を用いて、コントローラ７によるデータ変換制御動作を説明する。図８は、コントローラによるデータ変換制御動作を示すフローチャートである。
以下に説明する制御フローチャートは例示であって、各ステップは必要に応じて省略及び入れ替え可能である。また、複数のステップが同時に実行されたり、一部又は全てが重なって実行されたりしてもよい。
さらに、制御フローチャートの各ブロックは、単一の制御動作とは限らず、複数のブロックで表現される複数の制御動作に置き換えることができる。
なお、各装置の動作は、制御部から各装置への指令の結果であり、これらはソフトウェア・アプリケーションの各ステップによって表現される。
図８を用いて、コントローラ７によるデータ変換制御動作を説明する。図８は、コントローラによるデータ変換制御動作を示すフローチャートである。
以下に説明する制御フローチャートは例示であって、各ステップは必要に応じて省略及び入れ替え可能である。また、複数のステップが同時に実行されたり、一部又は全てが重なって実行されたりしてもよい。
さらに、制御フローチャートの各ブロックは、単一の制御動作とは限らず、複数のブロックで表現される複数の制御動作に置き換えることができる。
なお、各装置の動作は、制御部から各装置への指令の結果であり、これらはソフトウェア・アプリケーションの各ステップによって表現される。
【0039】
ステップＳ１では、コントローラ７の通信部４４にて、データパケットＤＰが受信されるのを待つ。
ステップＳ２では、データ変換が必要であるか否かが判断される。具体的には、送信先判断部４５が上記判断を行う。データ変換が必要であればプロセスはステップＳ３に移行し、データ変換が必要でなければプロセスはステップＳ３をスキップしてステップＳ４に移行する。データ変換が必要な場合とは、宛先が第１無線通信端末３Ａ、サーバ１１Ａの場合である。データ変換が必要でない場合とは、宛先が第２無線通信端末３Ｂの場合である。
ステップＳ２では、データ変換が必要であるか否かが判断される。具体的には、送信先判断部４５が上記判断を行う。データ変換が必要であればプロセスはステップＳ３に移行し、データ変換が必要でなければプロセスはステップＳ３をスキップしてステップＳ４に移行する。データ変換が必要な場合とは、宛先が第１無線通信端末３Ａ、サーバ１１Ａの場合である。データ変換が必要でない場合とは、宛先が第２無線通信端末３Ｂの場合である。
【0040】
ステップＳ３では、データパケットＤＰが所定のデータフレームＤＦに変換される。具体的には、データ変換部４６が上記動作を実行する。
ステップＳ４では、データパケットＤＰ又はデータフレームＤＦの送信先が判断される。具体的には、送信先判断部４５が上記判断を行う。送信先がサーバ１１ＡであればプロセスはステップＳ５に移行し、送信先が第１無線通信端末３Ａ又は第２無線通信端末３ＢであればプロセスはステップＳ６に移行する。
ステップＳ４では、データパケットＤＰ又はデータフレームＤＦの送信先が判断される。具体的には、送信先判断部４５が上記判断を行う。送信先がサーバ１１ＡであればプロセスはステップＳ５に移行し、送信先が第１無線通信端末３Ａ又は第２無線通信端末３ＢであればプロセスはステップＳ６に移行する。
【0041】
ステップＳ５では、データパケットＤＰがサーバ１１Ａに送信される。具体的には、通信部４４が上記動作を実行する。
ステップＳ６では、データフレームＤＦ又はデータパケットＤＰが第１無線通信端末３Ａ又は第２無線通信端末３Ｂにそれぞれ送信される。具体的には、通信部４４が上記動作を実行する。
ステップＳ６では、データフレームＤＦ又はデータパケットＤＰが第１無線通信端末３Ａ又は第２無線通信端末３Ｂにそれぞれ送信される。具体的には、通信部４４が上記動作を実行する。
【0042】
２．第２実施形態
第１実施形態では、転送手段６１はコントローラ７に備えられていたが、転送手段６１は無線基地局５に備えられていてもよい。
図９及び図１０を用いて、そのような実施例を第２実施形態として説明する。図９は、第２実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す模式図である。図１０は、無線基地局及びコントローラの制御構成を示すブロック図である。
なお、第２実施形態に係る無線通信システム１Ａの基本的構成及び動作は第１実施形態と同じである。
第１実施形態では、転送手段６１はコントローラ７に備えられていたが、転送手段６１は無線基地局５に備えられていてもよい。
図９及び図１０を用いて、そのような実施例を第２実施形態として説明する。図９は、第２実施形態に係る無線通信システムの全体構成を示す模式図である。図１０は、無線基地局及びコントローラの制御構成を示すブロック図である。
なお、第２実施形態に係る無線通信システム１Ａの基本的構成及び動作は第１実施形態と同じである。
【0043】
無線通信システム１Ａは、複数の第１無線通信端末３Ａと、複数の第２無線通信端末３Ｂと、複数の無線基地局５と、コントローラ７とを備えている。
【0044】
図１０を用いて、無線基地局５及びコントローラ７の制御構成を説明する。図１０は、無線基地局及びコントローラの制御構成を示すブロック図である。
無線基地局５は、通信部４１、送信先判断部４２及びデータ変換部４３を有している。通信部４１、送信先判断部４２及びデータ変換部４３は、プログラムに従ってＣＰＵが実行する機能として、転送手段６１Ａを実現している。送信先判断部４２は、データパケットＤＰの宛先を判断する。通信部４１は、送信先判断部４２の判断結果に基づいて、データパケットＤＰをそのまま転送したり、データ変換部４３によりデータパケットＤＰを所定のデータフレームＤＦに変換してから転送したりする（後述）。このように複数の無線基地局５がデータ変換を行うことができるので、処理負荷を分散できる。
無線基地局５は、通信部４１、送信先判断部４２及びデータ変換部４３を有している。通信部４１、送信先判断部４２及びデータ変換部４３は、プログラムに従ってＣＰＵが実行する機能として、転送手段６１Ａを実現している。送信先判断部４２は、データパケットＤＰの宛先を判断する。通信部４１は、送信先判断部４２の判断結果に基づいて、データパケットＤＰをそのまま転送したり、データ変換部４３によりデータパケットＤＰを所定のデータフレームＤＦに変換してから転送したりする（後述）。このように複数の無線基地局５がデータ変換を行うことができるので、処理負荷を分散できる。
【0045】
図１１～図１２を用いて、無線基地局５におけるデータ変換を説明する。図１１～図１２は、無線基地局におけるデータ変換を示す模式図である。
下り通信では、従来は、サーバ１１Ａから送信されたデータパケットＤＰは、コントローラ７、ルータ１３、無線基地局５を介して、第１無線通信端末３Ａ又は第２無線通信端末３Ｂに送信される。本実施形態では、下記に説明するように、データパケットＤＰはデータフレームＤＦに変換される場合と、変換されない場合とがある。
下り通信では、従来は、サーバ１１Ａから送信されたデータパケットＤＰは、コントローラ７、ルータ１３、無線基地局５を介して、第１無線通信端末３Ａ又は第２無線通信端末３Ｂに送信される。本実施形態では、下記に説明するように、データパケットＤＰはデータフレームＤＦに変換される場合と、変換されない場合とがある。
【0046】
コントローラ７は、サーバ１１Ａから送信されるデータパケットＤＰの宛先である第１無線通信端末３Ａ又は第２無線通信端末３Ｂがいずれの無線基地局５の通信圏にいるかを判断して、その無線基地局５にデータパケットＤＰを送る。
【0047】
変換される場合の説明として、無線基地局５のデータ変換部４３は、図１１に示すように、データパケットＤＰの宛先が複数の第１無線通信端末３Ａのうちいずれかであった場合には、データパケットＤＰをデータフレームＤＦに変換する。具体的には、無線基地局５では、データパケットＤＰ（ＭＡＣ／ＩＰ／ＵＤＰ／ＤＡＴＡ）が、データフレームＤＦ（ＲＵ／ＳＲＣ（ＩＰ／ＰＯＲＴ）／ＤＡＴＡ）に変換される。
変換されない場合の説明として、無線基地局５のデータ変換部４３は、図１２に示すように、データパケットＤＰの宛先が複数の第２無線通信端末３Ｂのうちいずれかであった場合には、上記の変換を行わずにデータパケットＤＰを当該第２無線通信端末３Ｂに転送する。なお、無線基地局５では、データパケットＤＰのＭＡＣヘッダがＲＵヘッダに置き換えられる。
変換されない場合の説明として、無線基地局５のデータ変換部４３は、図１２に示すように、データパケットＤＰの宛先が複数の第２無線通信端末３Ｂのうちいずれかであった場合には、上記の変換を行わずにデータパケットＤＰを当該第２無線通信端末３Ｂに転送する。なお、無線基地局５では、データパケットＤＰのＭＡＣヘッダがＲＵヘッダに置き換えられる。
【0048】
図１３を用いて、第１無線通信端末３Ａからの上り通信を説明する。図１３は、無線基地局におけるデータ変換を示す模式図である。
無線基地局５のデータ変換部４３が、データフレームＤＦをデータパケットＤＰに変換する。具体的には、データフレームＤＦ（ＲＵ／ＤＳＴ（ＩＰ／ＰＯＲＴ）／ＤＡＴＡ）が、データパケットＤＰ（ＭＡＣ／ＩＰ／ＵＤＰ／ＤＡＴＡ）に変換される。
無線基地局５のデータ変換部４３が、データフレームＤＦをデータパケットＤＰに変換する。具体的には、データフレームＤＦ（ＲＵ／ＤＳＴ（ＩＰ／ＰＯＲＴ）／ＤＡＴＡ）が、データパケットＤＰ（ＭＡＣ／ＩＰ／ＵＤＰ／ＤＡＴＡ）に変換される。
【0049】
図１３に示すように、本実施形態では、サーバ１１Ａから送信されるデータパケットＤＰの宛先が第２無線通信端末３Ｂであった場合にはデータパケットＤＰを変換しない。このため、データパケットＤＰの変換のための処理負荷が全体として軽減される。つまり、データ変換は一律に行われるものではなく、必要に応じて行われる。データパケットＤＰは比較的容量の小さいデータフレームＤＦに変換されるので、無線通信システム１Ａの通信負荷を軽減できる。
【0050】
３．他の実施形態
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
本発明は、搬送システム等の産業機器に最適であるが、他の装置やシステムにも適用できる。
データパケットのサイズを小さくするために、上記のヘッダの削除に加えて又は変えて、一つのパケットに含まれるデータ量を小さくしてもよい。
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
本発明は、搬送システム等の産業機器に最適であるが、他の装置やシステムにも適用できる。
データパケットのサイズを小さくするために、上記のヘッダの削除に加えて又は変えて、一つのパケットに含まれるデータ量を小さくしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0051】
本発明は、複数の無線通信端末と、当該無線通信端末と無線接続する無線基地局と、当該無線基地局を介して無線通信端末と通信すると共に、所定のネットワークを介して他の通信システムと通信可能に接続されるコントローラとを備えた無線ネットワークに広く適用できる。
【符号の説明】
【0052】
１ ：無線通信システム
３Ａ ：無線通信端末
３Ｂ ：無線通信端末
５ ：無線基地局
７ ：コントローラ
９ ：搬送台車
１１Ａ ：サーバ
１１Ｂ ：サーバ
１３ ：ルータ
１５ ：ネットワーク
４１ ：通信部
４２ ：送信先判断部
４３ ：データ変換部
４４ ：通信部
４５ ：送信先判断部
４６ ：データ変換部
６１ ：転送手段
ＤＦ ：データフレーム
ＤＰ ：データパケット
３Ａ ：無線通信端末
３Ｂ ：無線通信端末
５ ：無線基地局
７ ：コントローラ
９ ：搬送台車
１１Ａ ：サーバ
１１Ｂ ：サーバ
１３ ：ルータ
１５ ：ネットワーク
４１ ：通信部
４２ ：送信先判断部
４３ ：データ変換部
４４ ：通信部
４５ ：送信先判断部
４６ ：データ変換部
６１ ：転送手段
ＤＦ ：データフレーム
ＤＰ ：データパケット
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
