特許 7639187 通信システム、通信装置、及び通信方法

(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】2025-02-21

(45)【発行日】2025-03-04

(54)【発明の名称】通信システム、通信装置、及び通信方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 7/00 20060101AFI20250225BHJP

【ＦＩ】

H04L7/00 990

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2023578329

(86)(22)【出願日】2022-02-07

(86)【国際出願番号】 JP2022004621

(87)【国際公開番号】W WO2023148956

(87)【国際公開日】2023-08-10

【審査請求日】2024-07-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000006622

【氏名又は名称】株式会社安川電機

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100145012

【弁理士】

【氏名又は名称】石坂 泰紀

(74)【代理人】

【識別番号】100171099

【弁理士】

【氏名又は名称】松尾 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】藤野 賀須男

(72)【発明者】

【氏名】弓場 忠輔

(72)【発明者】

【氏名】森若 良太

(72)【発明者】

【氏名】小林 和敏

(72)【発明者】

【氏名】南田 裕喜

(72)【発明者】

【氏名】下留 諒

(72)【発明者】

【氏名】俣賀 幹夫

【審査官】阿部 弘

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／２３０８２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平３－１０７７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平６－３０３６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平８－９８２６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１アプリケーションと第２アプリケーションとの間における無線通信を行うシステムであって、
前記第１アプリケーションと第１有線通信を行う第１通信装置と、
前記第２アプリケーションと第２有線通信を行い、前記第１通信装置と前記無線通信を行う第２通信装置と、
を備え、
前記第１通信装置は、
前記第１アプリケーションから第１時刻を取得する第１時刻取得部
を有し、
前記第２通信装置は、
前記第１時刻に同期する第２時刻を生成する第２時刻生成部と、
前記第２時刻に同期する割り込み信号を前記第２アプリケーションに周期的に出力する割り込み出力部と、
を有する、通信システム。

【請求項2】

前記第２通信装置は、
前記第２時刻の前記第１時刻に対する同期状態を表す同期ステータス情報を前記第２アプリケーションに出力するステータス出力部
を更に有する、請求項１記載の通信システム。

【請求項3】

前記第１時刻取得部は、前記第１時刻と、前記割り込み信号の出力タイミングとの関係を表すタイミング情報を更に前記第１アプリケーションから取得し、
前記割り込み出力部は、前記第２時刻と、前記出力タイミングとの関係が、前記タイミング情報により表された関係となるように、前記割り込み信号を前記第２アプリケーションに出力する、請求項１又は２記載の通信システム。

【請求項4】

前記第２通信装置は、
前記第２時刻を表す時刻情報を前記第２アプリケーションに送信する時刻送信部
を更に有する、請求項１～３のいずれか一項記載の通信システム。

【請求項5】

前記第２通信装置は、
前記第２通信装置と前記第２アプリケーションとの間の通信遅延時間に基づいて、前記第２時刻に同期した第２アプリケーション時刻を前記第２アプリケーションに生成する時刻同期部
を更に有する、請求項１～４のいずれか一項記載の通信システム。

【請求項6】

前記第２通信装置は、前記無線通信により前記第１通信装置から取得した通信パケットを通信線により前記第２アプリケーションに送信し、
前記割り込み出力部は、前記通信線とは別に設けられた割り込み線により前記割り込み信号を前記第２アプリケーションに出力する、請求項１～５のいずれか一項記載の通信システム。

【請求項7】

前記第２通信装置は、前記無線通信により前記第１通信装置から取得した通信パケットを通信線により前記第２アプリケーションに送信し、
前記割り込み出力部は、前記割り込み信号を含む割り込みパケットを前記通信線により前記第２アプリケーションに送信する、請求項１～６のいずれか一項記載の通信システム。

【請求項8】

前記割り込み出力部は、前記通信パケットよりも前記割り込みパケットを優先して前記第２アプリケーションに送信する、請求項７記載の通信システム。

【請求項9】

通信基準時刻を生成する基準時刻生成部
を更に有し、
前記第１通信装置及び前記第２通信装置は、前記通信基準時刻に基づいて前記無線通信を行う、請求項１～８のいずれか一項記載の通信システム。

【請求項10】

前記第１通信装置及び前記第２通信装置は移動体通信を行い、
前記第１通信装置は、前記移動体通信の基地局であり、
前記第２通信装置は、前記移動体通信の移動局である、請求項９記載の通信システム。

【請求項11】

前記第１通信装置及び前記第２通信装置は、前記通信基準時刻に基づいて、前記第１通信装置とは別のパブリック基地局が行うパブリック移動体通信に同期したローカル移動体通信を行う、請求項１０記載の通信システム。

【請求項12】

前記第１アプリケーションとして前記第１通信装置と前記第１有線通信を行うコントローラと、
前記第２アプリケーションとして前記第２通信装置と前記第２有線通信を行い、前記無線通信により前記コントローラから送信された指令データに基づきローカル機器を制御するローカルコントローラと、
を更に備え、
前記ローカルコントローラは、前記割り込み信号に基づくタイミングで前記ローカル機器を制御する、請求項１～３のいずれか一項記載の通信システム。

【請求項13】

前記第２通信装置は、
前記第２時刻を表す時刻情報を前記第２アプリケーションに送信する時刻送信部
を更に有し、
前記ローカルコントローラは、前記時刻情報と、前記割り込み信号とに基づいて、前記第２時刻に同期するローカル時刻を生成し、前記ローカル時刻に基づくタイミングで前記ローカル機器を制御する、請求項１２記載の通信システム。

【請求項14】

第１アプリケーションと第１有線通信を行う相手方装置との間で無線通信を行い、前記無線通信により前記相手方装置から取得した情報を第２有線通信により第２アプリケーションに送信する装置であって、
前記相手方装置が前記第１アプリケーションから取得した第１時刻に同期する第２時刻を生成する第２時刻生成部と、
前記第２時刻に同期する割り込み信号を前記第２アプリケーションに周期的に出力する割り込み出力部と、を有する、通信装置。

【請求項15】

第１アプリケーションと第１有線通信を行う相手方装置との間で無線通信を行うことと、
前記無線通信により前記相手方装置から取得した情報を第２有線通信により第２アプリケーションに送信することと、
前記相手方装置が前記第１アプリケーションから取得した第１時刻に同期する第２時刻を生成することと、
前記第２時刻に同期する割り込み信号を前記第２アプリケーションに周期的に出力することと、を含む通信方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、通信システム、通信装置、及び通信方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、１以上のマシンと、１以上のマシンをそれぞれ制御する１以上のコントローラと、１以上のコントローラと有線通信ネットワークを介して通信し、１以上のマシンと無線通信ネットワークを介して通信する通信サーバと、を備えるマシン制御システムが開示されている。１以上のコントローラのそれぞれは、コントロールサイクルでモーションプログラムを実行し、対応するマシンに対するマシン指令を生成するモーションモジュールと、マシン指令に第１サイクル情報を付加する付加部と、マシン指令を通信サーバに送信する同期通信部と、を有する。１以上のマシンのそれぞれは、通信サーバからマシン指令を受信する端末通信部と、端末通信部が受信したマシン指令を記憶し、マシン指令に付加された第１サイクル情報に対応するコントロールサイクルにおいて、マシン指令を呼び出すマシン側タイミング調節部と、を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６９１６３９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、互いに通信するアプリケーション同士を容易に同期させるのに有効なシステムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一側面に係る通信システムは、第１アプリケーションと第２アプリケーションとの間における無線通信を行うシステムであって、第１アプリケーションと第１有線通信を行う第１通信装置と、第２アプリケーションと第２有線通信を行い、第１通信装置と無線通信を行う第２通信装置と、を備え、第１通信装置は、第１アプリケーションから第１時刻を取得する第１時刻取得部を有し、第２通信装置は、第１時刻に同期する第２時刻を生成する第２時刻生成部と、第２時刻に同期する割り込み信号を第２アプリケーションに周期的に出力する割り込み出力部と、を有する。

【0006】

本開示の他の側面に係る通信装置は、第１アプリケーションと第１有線通信を行う相手方装置との間で無線通信を行い、無線通信により相手方装置から取得した情報を第２有線通信により第２アプリケーションに送信する装置であって、相手方装置が第１アプリケーションから取得した第１時刻に同期する第２時刻を生成する第２時刻生成部と、第２時刻に同期する割り込み信号を第２アプリケーションに周期的に出力する割り込み出力部と、を有する。

【0007】

本開示の更に他の側面に係る通信方法は、第１アプリケーションと第１有線通信を行う相手方装置との間で無線通信を行うことと、無線通信により相手方装置から取得した情報を第２有線通信により第２アプリケーションに送信することと、相手方装置が第１アプリケーションから取得した第１時刻に同期する第２時刻を生成することと、第２時刻に同期する割り込み信号を第２アプリケーションに周期的に出力することと、を含む。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、互いに通信するアプリケーション同士を容易に同期させるのに有効なシステムを提供する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】通信システムを例示する模式図である。

【図2】ロボットの構成を例示する模式図である。

【図3】コントローラ及びローカルコントローラの機能的な構成を例示するブロック図である。

【図4】第１通信装置及び第２通信装置の機能的な構成を例示するブロック図である。

【図5】第２通信装置の変形例を示すブロック図である。

【図6】コントローラ及び第１通信装置のハードウェア構成を例示するブロック図である。

【図7】第２通信装置及びローカルコントローラのハードウェア構成を例示するブロック図である。

【図8】通信基準時刻の同期手順を例示するフローチャートである。

【図9】第２時刻の同期手順を例示するフローチャートである。

【図10】割り込み出力手順を例示するフローチャートである。

【図11】ローカル時刻の同期手順を例示するフローチャートである。

【図12】ホスト制御手順を例示するフローチャートである。

【図13】ローカル制御手順を例示するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0011】

〔通信システム〕
図１に示す通信システム１は、１のアプリケーション（第１アプリケーション）と、他のアプリケーション（第２アプリケーション）との間における無線通信を行うシステムである。

【0012】

第１アプリケーションは、第２アプリケーションとの間における情報の送受信を含む第１処理を第１アプリケーション時刻に同期して実行する。ここでの「時刻」は、現在時刻を過去の基準時点からの経過時間で表す数値情報である。以下においても同様である。

【0013】

一例として、第１アプリケーションは、第１アプリケーション時刻が所定の第１処理条件を満たしたタイミングで第１処理を繰り返し実行する。第１処理条件は、第１アプリケーション時刻が所定の第１周期の倍数となることであってもよい。この場合、第１アプリケーションは、第１周期で第１処理を繰り返し実行することとなる。

【0014】

第２アプリケーションは、第１アプリケーションとの間における情報の送受信を含む第２処理を、第１アプリケーション時刻に同期して実行する。一例として、第２アプリケーションは、第１アプリケーション時刻が所定の第２処理条件を満たしたタイミングで第２処理を繰り返し実行する。第２処理条件は、第１アプリケーション時刻が所定の第２周期の倍数となることであってもよい。この場合、第２アプリケーションは、第２周期で第２処理を繰り返し実行することとなる。

【0015】

通信システム１は、第１通信装置２００と、第２通信装置４００とを備える。第１通信装置２００は、 第１アプリケーションと第１有線通信を行う。第２通信装置４００は、第２アプリケーションと第２有線通信を行い、第１通信装置と無線通信を行う。

【0016】

第１アプリケーションと、第２アプリケーションと、通信システム１とを備えるシステムの一例として、図１は、制御システム１０を例示している。制御システム１０は、コントローラ１００と、ローカルコントローラ３００と、第１通信装置２００と、第２通信装置４００とを備える。コントローラ１００は、第１アプリケーションとして第１通信装置２００と上記第１有線通信を行う。ローカルコントローラ３００は、第２アプリケーションとして第２通信装置４００と上記第２有線通信を行う。

【0017】

コントローラ１００は、マシン３０（ローカル機器）に対する指令データセットを生成する。第１通信装置２００は、第１有線通信によりコントローラ１００から指令データセットを受信し、受信した指令データセットを無線通信により第２通信装置４００に送信する。ローカルコントローラ３００は、無線通信により第２通信装置４００が受信した指令データセットを、第２有線通信により第２通信装置４００から受信し、受信した指令データセットに基づいてマシン３０を制御する。

【0018】

ローカルコントローラ３００は、マシン３０の動作結果を表すフィードバックデータセットをマシン３０から取得してもよい。第２通信装置４００は、第２有線通信によりローカルコントローラ３００からフィードバックデータセットを受信し、受信したフィードバックデータセットを無線通信により第１通信装置２００に送信してもよい。コントローラ１００は、無線通信により第１通信装置２００が受信した指令データセットを、第１有線通信により第１通信装置２００から受信し、受信したフィードバックデータセットに基づいて次の指令データセットを生成してもよい。

【0019】

制御システム１０は、複数のマシン３０をそれぞれ動作させる複数のローカルコントローラ３００を備えていてもよい。通信システム１は、複数のローカルコントローラ３００にそれぞれ対応する複数の第２通信装置４００を備えていてもよい。第１通信装置２００は、複数の第２通信装置４００のそれぞれと無線通信を行う。

【0020】

マシン３０は、動作を実現させる機械である。マシン３０の種類に特に制限はないが、図１には２種類のマシン３０Ａ，３０Ｂを例示している。マシン３０Ａは、移動しながらワークに対する作業を行う移動型のロボットである。例えばマシン３０Ａは、無人搬送車３１と、ロボット４０とを有する。無人搬送車３１は、ローカルコントローラ３００により駆動されて移動する。

【0021】

ロボット４０は、無人搬送車３１の上に設置されている。ロボット４０は、ローカルコントローラ３００により駆動されて、ワークに対し搬送、加工、組立て等の作業を実行する。

【0022】

ロボット４０は、例えば垂直多関節型の産業ロボットである。図２に示すように、ロボット４０は、基部４１と、旋回部４２と、第１アーム４３と、第２アーム４４と、手首部４５と、先端部４６とを有する。基部４１は、無人搬送車３１の上に設置される。旋回部４２は、鉛直な軸線５１まわりに回転可能となるように基部４１の上に取り付けられている。例えばロボット４０は、旋回部４２を軸線５１まわりに回転可能となるように基部４１に取り付ける関節６１を有する。第１アーム４３は、軸線５１に交差（例えば直交）する軸線５２まわりに回転可能となるように旋回部４２に接続されている。例えばロボット４０は、第１アーム４３を軸線５２まわりに回転可能となるように旋回部４２に接続する関節６２を有する。交差は、いわゆる立体交差のように、ねじれの関係にあることを含む。以下においても同様である。第１アーム４３は、軸線５２に交差（例えば直交）する一方向に沿って旋回部４２から延びている。

【0023】

第２アーム４４は、軸線５２に平行な軸線５３まわりに回転可能となるように第１アーム４３の端部に接続されている。例えばロボット４０は、第２アーム４４を軸線５３まわりに回転可能となるように第１アーム４３に接続する関節６３を有する。第２アーム４４は、軸線５３に交差（例えば直交）する一方向に沿って第１アーム４３の端部から延びるアーム基部４７と、同じ一方向に沿ってアーム基部４７の端部から更に延びるアーム端部４８とを有する。アーム端部４８は、アーム基部４７に対して軸線５４まわりに回転可能である。軸線５４は、軸線５３に交差（例えば直交）する。例えばロボット４０は、アーム端部４８を軸線５４まわりに回転可能となるようにアーム基部４７に接続する関節６４を有する。

【0024】

手首部４５は、軸線５４に交差（例えば直交）する軸線５５まわりに回転可能となるようにアーム端部４８の端部に接続されている。例えばロボット４０は、手首部４５を軸線５５まわりに回転可能となるようにアーム端部４８に接続する関節６５を有する。手首部４５は、軸線５５に交差（例えば直行）する一方向に沿ってアーム端部４８の端部から延びている。先端部４６は、軸線５５に交差（例えば直交）する軸線５６まわりに回転可能となるように、手首部４５の端部に接続されている。例えばロボット４０は、先端部４６を軸線５６まわりに回転可能となるように手首部４５に接続する関節６６を有する。先端部４６にはエンドエフェクタが設けられる。エンドエフェクタの具体例としては、ワークを把持するハンド、ワークに対し加工、組み立て棟を行う作業ツール等が挙げられる。

【0025】

アクチュエータ７１，７２，７３，７４，７５，７６は、関節６１，６２，６３，６４，６５，６６を駆動する。アクチュエータ７１，７２，７３，７４，７５，７６のそれぞれは、例えば電動モータと、電動モータの動力を関節６１，６２，６３，６４，６５，６６に伝える伝達部（例えば減速機）とを有する。例えばアクチュエータ７１は、軸線５１まわりに旋回部４２を回転させるように関節６１を駆動する。アクチュエータ７２は、軸線５２まわりに第１アーム４３を回転させるように関節６２を駆動する。アクチュエータ７３は、軸線５３まわりに第２アーム４４を回転させるように関節６３を駆動する。アクチュエータ７４は、軸線５４まわりにアーム端部４８を回転させるように関節６４を駆動する。アクチュエータ７５は、軸線５５まわりに手首部４５を回転させるように関節６５を駆動する。アクチュエータ７６は、軸線５６まわりに先端部４６を回転させるように関節６６を駆動する。

【0026】

図１に戻り、マシン３０Ｂは、ワーク等の搬送対象物を搬送する無人搬送車である。マシン３０Ｂは、無人搬送車３３と、荷置台３４とを有する。無人搬送車３３は、ローカルコントローラ３００により駆動されて移動する。荷置台３４は、無人搬送車３３上に設けられ、搬送対象物を支持する。

【0027】

以上の構成において、コントローラ１００は、ホスト時刻（第１アプリケーション時刻）に同期して指令データセットの生成を含むホスト処理（第１処理）を行う。例えばコントローラ１００は、ホスト時刻が所定のホスト制御周期（第１周期）の倍数となる度に、フィードバックデータセットに基づき指令データセットを生成し、生成した指令データセットを第１通信装置２００に送信する。

【0028】

ローカルコントローラ３００は、ホスト時刻に同期して、指令データセットに基づきマシン３０を制御することを含むローカル処理（第２処理）を行う。例えばローカルコントローラ３００は、ホスト時刻が所定のローカル制御周期（第２周期）の倍数となる度に、指令データセットに基づきマシン３０を制御し、マシン３０からフィードバックデータセットを取得し、取得したフィードバックデータセットを第２通信装置４００に送信する。ローカル制御周期は、ホスト制御周期と同じであってもよい。

【0029】

ローカルコントローラ３００は、ホスト時刻に同期したローカル時刻を生成し、ローカル時刻に同期してローカル処理を行ってもよい。例えばローカルコントローラ３００は、ローカル時刻がローカル制御周期の倍数となる度に、指令データセットに基づきマシン３０を制御し、マシン３０からフィードバックデータセットを取得してもよい。

【0030】

コントローラ１００は、指令データセットの読み出しタイミング（以下、「指令タイミング」という。）を定める指令タイミング情報を指令データセットに付加して第１通信装置２００に送信してもよい。ローカルコントローラ３００は、指令データセットを第２通信装置４００から受信して保持し、ローカル時刻と指令タイミング情報とに基づいて、指令タイミングに指令データセットを読み出す。ローカルコントローラ３００は、指令タイミングに読み出した指令データセットに基づいてマシン３０を制御する。

【0031】

指令タイミング情報は、指令タイミングを間接的に指定する情報であってもよい。例えば指令タイミング情報は、コントローラ１００が第１通信装置２００に指令データセットを送信するタイミング以前の指令基準タイミングを表す情報であってもよい。指令基準タイミングから指令タイミングまでの遅延時間が予め定められていれば、指令基準タイミングによって、指令タイミングが間接的に定められることとなる。指令基準タイミングの具体例としては、コントローラ１００が指令データセットを生成したタイミング等が挙げられる。

【0032】

ローカルコントローラ３００は、フィードバックデータセットの読み出しタイミング（以下、「フィードバックタイミング」という。）を定めるフィードバックタイミング情報をフィードバックデータセットに付加して第２通信装置４００に送信してもよい。コントローラ１００は、フィードバックデータセットを第１通信装置２００から受信して保持し、ホスト時刻とフィードバックタイミング情報とに基づいて、フィードバックタイミングにフィードバックデータセットを読み出す。ローカルコントローラ３００は、フィードバックタイミングに読み出したフィードバックデータセットに基づいて指令データセットを生成する。

【0033】

フィードバックタイミング情報は、フィードバックタイミングを間接的に指定する情報であってもよい。例えばフィードバックタイミング情報は、ローカルコントローラ３００が第２通信装置４００にフィードバックデータセットを送信するタイミング以前のフィードバック基準タイミングを表す情報であってもよい。フィードバック基準タイミングからフィードバックタイミングまでの遅延時間が予め定められていれば、フィードバック基準タイミングによって、フィードバックタイミングが間接的に定められることとなる。フィードバック基準タイミングの具体例としては、ローカルコントローラ３００がフィードバックデータセットを取得したタイミング等が挙げられる。

【0034】

図３は、コントローラ１００及びローカルコントローラ３００の機能的な構成を例示するブロック図である。図３に示すように、コントローラ１００は、機能上の構成要素（以下、「機能ブロック」という。）として、ホスト時刻生成部１１１と、受信データ取得部１１２と、待機バッファ１１３と、読み出し部１１４と、制御演算部１１５とを含む。

【0035】

ホスト時刻生成部１１１は、ホスト時刻を生成する。例えばホスト時刻生成部１１１は、クロックパルスをカウントし、カウント結果とクロックパルスの周期とに基づいてホスト時刻を生成する。受信データ取得部１１２は、第１通信装置２００からフィードバックデータセットを取得し、待機バッファ１１３に記憶させる。受信データ取得部１１２は、フィードバックデータセットを待機バッファ１１３に記憶させる際に、フィードバックタイミング情報を、現在時刻からフィードバックタイミングまでのホスト制御周期のサイクル数に変換してもよい。

【0036】

読み出し部１１４は、ホスト時刻とフィードバックタイミング情報とに基づいて、フィードバックタイミングに待機バッファ１１３からフィードバックデータセットを読み出す。例えば、フィードバックタイミング情報が、ホスト制御周期のサイクル数に変換されている場合、読み出し部１１４は、ホスト時刻がホスト制御周期の倍数となる度に、フィードバックタイミング情報をカウントダウンする。これにより、フィードバックタイミング情報がゼロとなった場合に、読み出し部１１４はフィードバックデータセットを待機バッファ１１３から読み出す。

【0037】

ローカルコントローラ３００によるフィードバックデータセットの送信から、コントローラ１００によるフィードバックデータセットの受信までの遅延時間にはばらつきが生じ得る。遅延時間にばらつきが生じる場合であっても、受信したフィードバックデータセットの読み出しは、フィードバックタイミング情報により定められたタイミングで行われる。従って、上記遅延時間のばらつきの影響を受けることなく、ホスト時刻に同期してフィードバックデータセットの読み出しを実行することができる。

【0038】

制御演算部１１５は、読み出し部１１４が読み出したフィードバックデータセットに基づいて指令データセットを生成することを行う。例えば制御演算部１１５は、目標動作と、フィードバックデータセットが表すマシン３０の動作との偏差に比例演算、比例・積分演算、又は比例・積分・微分演算を行って目標出力（例えば目標トルク又は目標電流）を表す指令データセットを算出する。

【0039】

制御演算部１１５は、指令データセットの生成をホスト時刻に同期して行う。例えば制御演算部１１５は、ホスト時刻がホスト制御周期の倍数となる度に、読み出し部１１４が読み出したフィードバックデータセットに基づいて指令データセットを生成する。

【0040】

制御演算部１１５は、生成した指令データセットに上記指令タイミング情報を付加する。制御演算部１１５は、指令タイミング情報を付加した指令データセットを第１通信装置２００に送信する。

【0041】

制御システム１０が複数のローカルコントローラ３００を有する場合、コントローラ１００は、複数のローカルコントローラ３００にそれぞれ対応する複数のコントロールモジュール１１０を有してもよい。複数のコントロールモジュール１１０のそれぞれは、ホスト時刻生成部１１１と、受信データ取得部１１２と、待機バッファ１１３と、読み出し部１１４と、制御演算部１１５とを有する。コントローラ１００は、１のホスト時刻生成部１１１を複数のコントロールモジュール１１０で共用するように構成されていてもよい。

【0042】

ローカルコントローラ３００は、機能ブロックとして、ローカル時刻生成部３１１と、受信データ取得部３１２と、待機バッファ３１３と、読み出し部３１４と、制御部３１５とを含む。

【0043】

ローカル時刻生成部３１１は、ホスト時刻に同期したローカル時刻を生成する。例えばローカル時刻生成部３１１は、クロックパルスをカウントし、カウント結果とクロックパルスの周期とに基づいてローカル時刻を生成する。受信データ取得部３１２は、第２通信装置４００から指令データセットを取得し、待機バッファ３１３に記憶させる。受信データ取得部３１２は、指令データセットを待機バッファ３１３に記憶させる際に、指令タイミング情報を、現在時刻から指令タイミングまでのローカル制御周期のサイクル数に変換してもよい。

【0044】

読み出し部３１４は、ローカル時刻と指令タイミング情報とに基づいて、指令タイミングに待機バッファ３１３から指令データセットを読み出す。例えば、指令タイミング情報が、ローカル制御周期のサイクル数に変換されている場合、読み出し部３１４は、ローカル時刻がローカル制御周期の倍数となる度に、指令タイミング情報をカウントダウンする。これにより、指令タイミング情報がゼロとなった場合に、読み出し部３１４は指令データセットを待機バッファ３１３から読み出す。

【0045】

コントローラ１００による指令データセットの送信から、ローカルコントローラ３００によるフィードバックデータセットの受信までの遅延時間にはばらつきが生じ得る。遅延時間にばらつきが生じる場合であっても、受信した指令データセットの読み出しは、指令タイミング情報により定められたタイミングで行われる。従って、上記遅延時間のばらつきの影響を受けることなく、ローカル時刻に同期して指令データセットの読み出しを実行することができる。

【0046】

制御部３１５は、読み出し部３１４が読み出した指令データセットに基づいてマシン３０を制御する。例えば制御部３１５は、上記目標出力に対応する出力にてマシン３０を制御し、マシン３０の動作結果を表すフィードバックデータセットをマシン３０から取得する。

【0047】

制御部３１５は、取得したフィードバックデータセットに上記フィードバックタイミング情報を付加する。制御部３１５は、フィードバックタイミング情報を付加したフィードバックデータセットを第２通信装置４００に送信する。

【0048】

コントローラ１００及びローカルコントローラ３００は、あくまで第１アプリケーション及び第２アプリケーションの一例に過ぎない。第１アプリケーション及び第２アプリケーションは、通信システム１を介して通信し、共通の時刻に同期してそれぞれの処理を行うものであればいかなるものであってもよい。

【0049】

共通の時刻に同期した処理を第１アプリケーション及び第２アプリケーションの それぞれに実行させるためには、通信システム１により、第１アプリケーションから第２アプリケーションに第１アプリケーション時刻の情報を提供する必要がある。しかしながら、第１アプリケーションが第１アプリケーション時刻の情報を送信する時刻から、第２アプリケーションが第１アプリケーション時刻の情報を受信するまでの遅延があるため、単に第１アプリケーション時刻の情報を送受信するのみでは、第１アプリケーション及び第２アプリケーションを共通の時刻に同期させることはできない。

【0050】

そこで、第１アプリケーションと第１通信装置２００との間、第１通信装置２００と第２通信装置４００との間、及び第２通信装置４００と第２アプリケーションとの間のそれぞれにおいて、時刻の同期性を保証する通信（遅延時間を補償する通信）を行う必要がある。時刻の同期性を保証する通信の具体例としては、ＴＳＮ（Ｔｉｍｅ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ）通信等が挙げられる。

【0051】

しかしながら、例えば第２アプリケーションが、時刻の同期性を保証する通信を行う機能を有しない場合がある。そこで、第１通信装置２００は、第１アプリケーション（例えばコントローラ１００）から第１時刻を取得するように構成される。第２通信装置４００は、第１時刻に同期する第２時刻を生成することと、第２時刻に同期する割り込み信号を第２アプリケーション（例えばローカルコントローラ３００）に周期的に出力することと、を実行するように構成される。

【0052】

このような通信システム１によれば、第２通信装置４００との間で時刻の同期性を保証する通信を行う機能を有しない第２アプリケーションにおいても、割り込み信号に基づいて、第１アプリケーションから取得された第１時刻に同期した処理を行うことが可能となる。従って、互いに通信するアプリケーション同士を容易に同期させるのに有効である。

【0053】

以下、図４を参照して、第１通信装置２００及び第２通信装置４００の構成を詳細に例示する。第１通信装置２００及び第２通信装置４００は、無線通信の一例として移動体通信を行う。第１通信装置２００は移動体通信の基地局であり、第２通信装置４００は移動体通信の移動局である。第１通信装置２００は、通信線２０１（後述）によりコントローラ１００から受信した通信パケットを無線通信により第２通信装置４００に送信し、無線通信により第２通信装置４００から受信した通信パケットを通信線２０１によりコントローラ１００に送信する。第２通信装置４００は、無線通信により第１通信装置２００から受信した通信パケットを通信線４０１によりローカルコントローラ３００に送信し、通信線４０１によりローカルコントローラ３００から受信した通信パケットを無線通信により第１通信装置２００に送信する。

【0054】

第１通信装置２００及び第２通信装置４００は、共通の通信基準時刻に基づいて無線通信を行ってもよい。例えば第１通信装置２００及び第２通信装置４００は、通信基準時刻に基づいて、第５世代移動通信システムによる通信（５Ｇ通信）を行う。

【0055】

第１通信装置２００及び第２通信装置４００は、通信基準時刻に基づいて、第１通信装置２００とは別のパブリック基地局が行うパブリック移動体通信に同期したローカル移動体通信を行ってもよい。パブリック基地局が行うパブリック移動体通信の例としては、通信事業者の基地局がスマートホン等のモバイル通信端末との間で行う移動体通信が挙げられる。

【0056】

一例として、第１通信装置２００及び第２通信装置４００は、パブリック基地局が行うパブリック５Ｇ通信と同期したローカル５Ｇ通信を行う。例えば第１通信装置２００及び第２通信装置４００は、パブリック５Ｇ通信の時分割複信パターンと同期した時分割複信パターンにてローカル５Ｇ通信を行う。

【0057】

図４に示すように、第１通信装置２００は、機能ブロックとして、基準時刻生成部２１１と、送信バッファ２１２と、無線通信部２１３と、受信バッファ２１４と、第１時刻取得部２１５と、タイミング情報出力部２１６とを有する。基準時刻生成部２１１は、基地局時刻（通信基準時刻）を生成する。例えば基準時刻生成部２１１は、ＴＳＮ通信等により時刻サーバ１０１からグローバル時刻を取得し、グローバル時刻に同期した基地局時刻を生成する。グローバル時刻は、上記パブリック移動体通信が同期する時刻である。例えばグローバル時刻は、上記パブリック５Ｇ通信の時分割複信パターンが同期する時刻である。基準時刻生成部２１１がグローバル時刻に同期した基地局時刻を生成することによって、パブリック５Ｇ通信と同期したローカル５Ｇ通信を行うことが可能となる。

【0058】

送信バッファ２１２は、コントローラ１００の制御演算部１１５から送信された指令データセットを一時的に格納する。無線通信部２１３は、送信バッファ２１２から指令データセットを読み出し、読み出した指令データセットを無線通信により第２通信装置４００に送信する。また、無線通信部２１３は、無線通信により第２通信装置４００からフィードバックデータセットを受信する。無線通信部２１３は、無線通信による指令データセットの送信及びフィードバックデータセットの受信を、基準時刻生成部２１１が生成する基地局時刻に同期して行う。受信バッファ２１４は、無線通信部２１３が受信したフィードバックデータセットを一時的に格納する。コントローラ１００の受信データ取得部１１２は、フィードバックデータセットを受信バッファ２１４から取得する。

【0059】

第１時刻取得部２１５は、第１アプリケーションから第１時刻を取得する。例えば第１時刻取得部２１５は、ＴＳＮ通信等により、上記ホスト時刻に同期した第１時刻をホスト時刻生成部１１１から取得する。タイミング情報出力部２１６は、第１時刻取得部２１５が取得した第１時刻と、基準時刻生成部２１１が生成する基地局時刻との時差を算出し、算出した時差を表す時差情報を無線通信部２１３により第２通信装置４００に送信させる。

【0060】

第１時刻取得部２１５は、第１時刻と、割り込み信号の出力タイミングとの関係を表す割り込みタイミング情報を更に第１アプリケーションから取得してもよい。例えば第１時刻取得部２１５は、割り込みタイミング情報をホスト時刻生成部１１１から取得する。割り込みタイミング情報は、割り込み信号の出力開始タイミングと、割り込み信号の出力周期とを含んでいてもよい。タイミング情報出力部２１６は、第１時刻取得部２１５が取得した割り込みタイミング情報を、無線通信部２１３により第２通信装置４００に送信させる。

【0061】

第２通信装置４００は、機能ブロックとして、基準時刻生成部４１１と、送信バッファ４１２と、無線通信部４１３と、受信バッファ４１４と、タイミング情報取得部４１５と、第２時刻生成部４１６と、割り込み出力部４１７とを有する。基準時刻生成部４１１は、基地局時刻と同期した移動局時刻を生成する。

【0062】

送信バッファ４１２は、ローカルコントローラ３００の制御部３１５から送信されたフィードバックデータセットを一時的に格納する。無線通信部４１３は、送信バッファ４１２からフィードバックデータセットを読み出し、読み出したフィードバックデータセットを無線通信により第１通信装置２００の無線通信部２１３に送信する。また、無線通信部４１３は、無線通信により無線通信部２１３から指令データセットを受信する。無線通信部４１３は、無線通信によるフィードバックデータセットの送信及び指令データセットの受信を、基準時刻生成部４１１が生成する移動局時刻に同期して行う。受信バッファ４１４は、無線通信部４１３が受信した指令データセットを一時的に格納する。ローカルコントローラ３００の受信データ取得部３１２は、指令データセットを受信バッファ４１４から取得する。

【0063】

上述の基準時刻生成部４１１は、無線通信部２１３と、無線通信部４１３とによる無線通信を介したＴＳＮ通信等により、基準時刻生成部２１１から基地局時刻を取得し、基地局時刻に同期した移動局時刻を生成る。

【0064】

タイミング情報取得部４１５は、無線通信部４１３が無線通信部２１３から受信した上記時差情報及び割り込みタイミング情報を取得する。第２時刻生成部４１６は、第１時刻に同期する第２時刻を生成する。例えば第２時刻生成部４１６は、タイミング情報取得部４１５が取得した時差情報と、基準時刻生成部４１１が生成する移動局時刻とに基づいて、第２時刻を生成する。例えば第２時刻生成部４１６は、時差情報が表す時差によって、移動局時刻をシフトさせることで第２時刻を生成する。

【0065】

割り込み出力部４１７は、第２時刻に同期する割り込み信号をローカルコントローラ３００に周期的に出力する。割り込み出力部４１７は、第２時刻と、出力タイミングとの関係が、上記割り込みタイミング情報により表された関係となるように、割り込み信号を第２アプリケーションに出力してもよい。上述のとおり、割り込みタイミング情報は、出力開始タイミングと、出力周期とを含んでいてもよい。この場合、割り込み出力部４１７は、第２時刻に基づいて、出力開始タイミングからの経過時間が出力周期の倍数となる度に割り込み信号をローカルコントローラ３００に出力してもよい。

【0066】

ローカルコントローラ３００は、割り込み信号に基づくタイミングでマシン３０を制御してもよい。上述のとおり、割り込み信号は、第２時刻に同期して出力される。第２時刻は第１時刻に同期するように生成されている。このため、第２通信装置４００との間で時刻の同期性を保証する通信を行う機能を有しないローカルコントローラ３００においても、割り込み信号に基づくタイミングでマシン３０を制御することにより、コントローラ１００から取得された第１時刻に同期してマシン３０を制御することが可能となる。

【0067】

割り込み出力部４１７は、通信線４０１（後述）とは別に設けられた割り込み線４０２（後述）により、割り込み信号をローカルコントローラ３００に出力してもよい。割り込み出力部４１７は、割り込み信号を含む割り込みパケットを通信線４０１によりローカルコントローラ３００に送信してもよい。

【0068】

割り込み出力部４１７は、通信線４０１を介して受信バッファ４１４からローカルコントローラ３００に送信される通信パケットよりも、割り込みパケットを優先してローカルコントローラ３００に送信してもよい。例えば割り込み出力部４１７は、割り込み信号の出力タイミングにおいて、受信バッファ４１４からローカルコントローラ３００への通信パケットの送信を中断し、割り込みパケットをローカルコントローラ３００に送信してもよい。

【0069】

割り込み出力部４１７は、割り込み線４０２により割り込み信号を出力する専用出力モードと、通信線４０１により割り込みパケットを送信するパケット出力モードとの両方を実行するように構成されていてもよい。図５に示すように、第２通信装置４００は、出力モード選択部４２１を更に有してもよい。出力モード選択部４２１は、割り込み線４０２により割り込み信号を出力する専用出力モードと、通信線４０１により割り込みパケットを送信するパケット出力モードとのいずれかを、ユーザインタフェース３９６（後述）へのユーザ入力等に基づいて選択する。

【0070】

出力モード選択部４２１が専用出力モードを選択した場合、割り込み出力部４１７は、割り込みパケットの送信を行わずに、割り込み線４０２により割り込み信号をローカルコントローラ３００に出力する。出力モード選択部４２１がパケット出力モードを選択した場合、割り込み出力部４１７は、割り込み線４０２による割り込み信号の出力を行わずに、通信線４０１により割り込みパケットをローカルコントローラ３００に送信する。

【0071】

第２通信装置４００は、時刻送信部４２４を更に有してもよい。時刻送信部４２４は、第２時刻を表す時刻情報をローカルコントローラ３００に送信する。この場合、ローカルコントローラ３００は、時刻情報と、割り込み信号とに基づいて、第２時刻に同期するローカル時刻を生成し、ローカル時刻に基づくタイミングでマシン３０を制御してもよい。

【0072】

一例として、時刻送信部４２４は、割り込み出力部４１７が割り込み信号を出力するタイミングにおける第２時刻を表す時刻情報を、通信線４０１によりローカル時刻生成部３１１に送信する。ローカル時刻生成部３１１は、割り込み信号の出力を検出した時点において、時刻情報が表す第２時刻に一致する時刻となるようにローカル時刻を生成（補正）する。ローカル時刻を第２時刻に同期させる構成によれば、割り込み信号の出力サイクルよりも短い制御サイクルにて、第２時刻に同期してマシン３０を制御することができる。

【0073】

第２通信装置４００は、第２時刻の第１時刻に対する同期状態を表す同期ステータス情報をローカルコントローラ３００に出力するように構成されていてもよい。例えば第２通信装置４００は、ステータス確認部４２２と、ステータス出力部４２３とを更に有してもよい。ステータス確認部４２２は、第２時刻の第１時刻に対する同期状態を確認する。例えば、ステータス確認部４２２は、第２時刻生成部４１６による第２時刻の生成が成功したか否かに基づいて、第２時刻が第１時刻に同期しているか否かを確認する。

【0074】

例えばステータス確認部４２２は、第２時刻生成部４１６による第２時刻の生成が成功している場合に、同期状態の確認結果を「同期」とし、第２時刻生成部４１６による第２時刻の生成が成功している場合に、同期状態の確認結果を「非同期」とする。第２時刻生成部４１６による第２時刻の生成が失敗する場合の例としては、無線通信におけるパケットロス等により、タイミング情報取得部４１５が上記時差情報を取得できない場合等が挙げられる。

【0075】

同期状態は、同期の精度を表す同期レベルであってもよい。例えばステータス確認部４２２は、第２時刻生成部４１６による第２時刻の生成が成功した後の経過時間に基づいて同期レベルを評価してもよい。例えばステータス確認部４２２は、第２時刻生成部４１６による第２時刻の生成が成功した直後に同期レベルを最高レベルにし、第２時刻生成部４１６による第２時刻の生成が次に成功するまでは、時間の経過に応じて同期レベルを徐々に低くしてもよい。

【0076】

ステータス出力部４２３は、ステータス確認部４２２により確認された同期状態を表す同期ステータス情報をローカルコントローラ３００に出力する。ステータス出力部４２３は、通信線４０１（後述）及び割り込み線４０２（後述）とは別に設けられたステータス出力線４０３（後述）により、同期ステータス情報をローカルコントローラ３００に出力してもよい。割り込み出力部４１７が通信線４０１により割り込みパケットを送信する場合、ステータス出力部４２３は、割り込みパケットに同期ステータス情報を含めてもよい。これにより、同期ステータス情報が通信線４０１によりローカルコントローラ３００に送信されることとなる。

【0077】

第２通信装置４００は、時刻同期部４２５を更に有してもよい。時刻同期部４２５は、時刻の同期性を保証する通信を行う機能をローカルコントローラ３００が有している場合に、第２通信装置４００とローカルコントローラ３００との間の通信遅延時間に基づいて、第２時刻に同期したローカル時刻をローカルコントローラ３００に生成する。例えば時刻同期部４２５は、通信遅延時間により第２時刻を補正して補正済み第２時刻を算出し、補正済み第２時刻をローカル時刻生成部３１１に送信する。ローカル時刻生成部３１１は、補正済み第２時刻に基づいて、第２時刻に同期したローカル時刻を生成する。

【0078】

〔ハードウェア構成〕
図６は、コントローラ１００及び第１通信装置２００のハードウェア構成を例示するブロック図である。図６に示すように、コントローラ１００は、回路１９０を有する。回路１９０は、プロセッサ１９１と、メモリ１９２と、ストレージ１９３と、通信ポート１９４と、ユーザインタフェース１９５とを有する。

【0079】

ストレージ１９３は、不揮発性の記憶媒体である。ストレージ１９３の具体例としては、ハードディスク、フラッシュメモリ等が挙げられる。ストレージ１９３は、光ディスクなどの可搬型の記憶媒体であってもよい。ストレージ１９３は、上述した各機能ブロックをコントローラ１００に構成させるためのプログラムを記憶する。

【0080】

メモリ１９２は、例えばランダムアクセスメモリ等の一時記憶媒体であり、ストレージ１９３からロードされたプログラムを一時的に記憶する。プロセッサ１９１は、１以上の演算素子により構成され、メモリ１９２にロードされたプログラムを実行することにより、コントローラ１００に上記各機能ブロックを構成させる。通信ポート１９４は、プロセッサ１９１からの要求に応じて、第１通信装置２００と通信する。

【0081】

ユーザインタフェース１９５は、ユーザによる入力と、ユーザに対する情報提示とを行う装置であり、例えば入力デバイスと表示デバイスとを含む。入力デバイスの一例としては、キーボード、マウス、キーパッド等が挙げられる。表示デバイスの一例としては、液晶モニタ、又は有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）モニタ等が挙げられる。入力デバイスは、所謂タッチパネルとして表示デバイスと一体化されていてもよい。

【0082】

第１通信装置２００は、回路２９０を有する。回路２９０は、プロセッサ２９１と、メモリ２９２と、ストレージ２９３と、通信ポート２９４とを有する。

【0083】

ストレージ２９３は、不揮発性の記憶媒体である。ストレージ２９３の具体例としては、ハードディスク、フラッシュメモリ等が挙げられる。ストレージ２９３は、光ディスクなどの可搬型の記憶媒体であってもよい。ストレージ２９３は、上述した各機能ブロックを第１通信装置２００に構成させるためのプログラムを記憶している。

【0084】

メモリ２９２は、例えばランダムアクセスメモリ等の一時記憶媒体であり、ストレージ２９３からロードされたプログラムを一時的に記憶する。プロセッサ２９１は、１以上の演算素子により構成され、メモリ２９２にロードされたプログラムを実行することにより、第１通信装置２００に上記各機能ブロックを構成させる。通信ポート２９４は、プロセッサ２９１からの要求に応じて、通信線２０１を介して通信ポート１９４と通信する。アンテナ２９５は、プロセッサ２９１からの要求に応じて、第２通信装置４００との間で無線通信用の信号の送受信を行う。

【0085】

図７は、ローカルコントローラ３００及び第２通信装置４００のハードウェア構成を例示するブロック図である。図７に示すように、ローカルコントローラ３００は、回路３９０を有する。回路３９０は、プロセッサ３９１と、メモリ３９２と、ストレージ３９３と、通信ポート３９４と、ドライブ回路３９５と、ユーザインタフェース３９６と、入力ポート３９７と、入力ポート３９８とを有する。

【0086】

ストレージ３９３は、不揮発性の記憶媒体である。ストレージ３９３の具体例としては、ハードディスク、フラッシュメモリ等が挙げられる。ストレージ３９３は、光ディスクなどの可搬型の記憶媒体であってもよい。ストレージ３９３は、上述した各機能ブロックをローカルコントローラ３００に構成させるためのプログラムを記憶している。

【0087】

メモリ３９２は、例えばランダムアクセスメモリ等の一時記憶媒体であり、ストレージ３９３からロードされたプログラムを一時的に記憶する。プロセッサ３９１は、１以上の演算素子により構成され、メモリ３９２にロードされたプログラムを実行することにより、ローカルコントローラ３００に上記各機能ブロックを構成させる。通信ポート３９４は、プロセッサ３９１からの要求に応じて、第２通信装置４００と通信する。

【0088】

ドライブ回路３９５は、プロセッサ３９１からの要求に応じて、マシン３０に駆動電力を出力し、マシン３０からフィードバックデータセットを取得する。

【0089】

ユーザインタフェース３９６は、ユーザによる入力と、ユーザに対する情報提示とを行う装置であり、例えば入力デバイスと表示デバイスとを含む。入力デバイスの一例としては、キーボード、マウス、キーパッド等が挙げられる。表示デバイスの一例としては、液晶モニタ、又は有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）モニタ等が挙げられる。入力デバイスは、所謂タッチパネルとして表示デバイスと一体化されていてもよい。

【0090】

入力ポート３９７は、第２通信装置４００が割り込み線４０２により出力する割り込み信号を取得し、割り込み信号の取得をプロセッサ３９１に通知する。入力ポート３９８は、第２通信装置４００がステータス出力線４０３により出力するステータス情報を取得し、取得したステータス情報をプロセッサ３９１に通知する。

【0091】

第２通信装置４００は、回路４９０を有する。回路４９０は、プロセッサ４９１と、メモリ４９２と、ストレージ４９３と、通信ポート４９４と、、アンテナ４９５と、出力ポート４９６と、出力ポート４９７とを有する。

【0092】

ストレージ４９３は、不揮発性の記憶媒体である。ストレージ４９３の具体例としては、ハードディスク、フラッシュメモリ等が挙げられる。ストレージ４９３は、光ディスクなどの可搬型の記憶媒体であってもよい。ストレージ４９３は、上述した各機能ブロックを第２通信装置４００に構成させるためのプログラムを記憶している。

【0093】

メモリ４９２は、例えばランダムアクセスメモリ等の一時記憶媒体であり、ストレージ４９３からロードされたプログラムを一時的に記憶する。プロセッサ４９１は、１以上の演算素子により構成され、メモリ４９２にロードされたプログラムを実行することにより、第２通信装置４００に上記各機能ブロックを構成させる。通信ポート４９４は、プロセッサ４９１からの要求に応じて、通信ポート３９４と通信する。アンテナ４９５は、プロセッサ４９１からの要求に応じて、無線通信用の信号の送受信を行う。

【0094】

出力ポート４９６は、プロセッサ４９１からの要求に応じて、通信線４０１とは別の割り込み線４０２により割り込み信号をローカルコントローラ３００に出力する。出力ポート４９７は、プロセッサ４９１からの要求に応じて、通信線４０１及び割り込み線４０２とは別のステータス出力線４０３によりステータス情報をローカルコントローラ３００に出力する。以上に示したハードウェア構成はあくまで一例であり、適宜変更可能である。

【0095】

〔通信手順〕
通信方法の一例として、通信システム１が実行する通信手順を詳細に例示する。この手順は、第１通信装置２００との間で無線通信を行うことと、 無線通信により第１通信装置２００から取得した情報を第２有線通信によりローカルコントローラ３００に送信することと、 第１通信装置２００がコントローラ１００から取得した第１時刻に同期する第２時刻を生成することと、第２時刻に同期する割り込み信号をローカルコントローラ３００に周期的に出力することと、を含む。以下、この手順を、通信基準時刻の補正手順と、第２時刻の同期手順と、割り込み出力手順とに分けて詳細に例示する。

【0096】

（通信基準時刻の同期手順）
図８に示すように、通信システム１は、ステップＳ０１，Ｓ０２，Ｓ０３，Ｓ０４，Ｓ０５を実行する。ステップＳ０１では、基準時刻生成部２１１が、基地局時刻に基づいて、時刻補正タイミングを待機する。例えば基準時刻生成部２１１は、基地局時刻が、所定の時刻補正周期の倍数となるのを待機する。

【0097】

ステップＳ０２では、基準時刻生成部２１１が、ＴＳＮ通信等により、時刻サーバ１０１からグローバル時刻を取得する。ステップＳ０３では、基準時刻生成部２１１が、取得したグローバル時刻に同期するように基地局時刻を補正する。ステップＳ０４では、基準時刻生成部４１１が、ＴＳＮ通信等により、基準時刻生成部２１１から基地局時刻を取得する。ステップＳ０５では、基準時刻生成部４１１が、取得した基地局時刻に同期するように移動局時刻を補正する。その後、通信システム１は処理をステップＳ０１に戻す。通信システム１は、以上の手順を繰り返し実行する。

【0098】

（第２時刻の同期手順）
図９に示すように、通信システム１は、ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１６を実行する。ステップＳ１１では、基準時刻生成部２１１が、基地局時刻に基づいて、時刻同期タイミングを待機する。例えば基準時刻生成部２１１は、基地局時刻が、所定の時刻同期周期の倍数となるのを待機する。

【0099】

ステップＳ１２では、第１時刻取得部２１５が、ＴＳＮ通信などにより、上記ホスト時刻に同期した第１時刻をホスト時刻生成部１１１から取得する。また、第１時刻取得部２１５は、第１時刻と、割り込み信号の出力タイミングとの関係を表す上記割り込みタイミング情報を更に第１アプリケーションから取得する。

【0100】

ステップＳ１３では、第１時刻取得部２１５が取得した第１時刻と、基準時刻生成部２１１が生成する基地局時刻との時差をタイミング情報出力部２１６が算出する。ステップＳ１４では、タイミング情報出力部２１６が、算出した時差を表す時差情報と、上記割り込みタイミング情報とを、無線通信部２１３により無線通信部４１３に送信させる。

【0101】

ステップＳ１５では、無線通信部４１３が無線通信部２１３から受信した上記時差情報及び割り込みタイミング情報をタイミング情報取得部４１５が取得する。ステップＳ１６では、タイミング情報取得部４１５が取得した時差情報と、基準時刻生成部４１１が生成する移動局時刻とに基づいて、第２時刻生成部４１６が第２時刻を第１時刻に同期させる。通信システム１は、以上の手順を繰り返し実行する。

【0102】

（割り込み出力手順）
図１０に示すように、通信システム１は、ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ２４を実行する。ステップＳ２１では、割り込み出力部４１７が、第２時刻と、上記割り込みタイミング情報とに基づいて、割り込み信号の出力タイミングを待機する。例えば割り込み出力部４１７は、第２時刻に基づいて、出力開始タイミングからの経過時間が出力周期の倍数となるタイミングを待機する。

【0103】

ステップＳ２２では、ステータス確認部４２２が、第２時刻の第１時刻に対する同期状態を確認する。ステップＳ２３では、割り込み出力部４１７が、割り込み信号をローカルコントローラ３００に出力し、ステータス出力部４２３がステータス情報をローカルコントローラ３００に出力する。ステップＳ２４では、時刻送信部４２４が、第２時刻を表す時刻情報をローカルコントローラ３００に送信する。例えば時刻送信部４２４は、割り込み出力部４１７が割り込み信号を出力するタイミングにおける第２時刻を表す時刻情報をローカルコントローラ３００に送信する。その後、通信システム１は処理をステップＳ２１に戻す。通信システム１は以上の手順を繰り返し実行する。

【0104】

以上においては、割り込み信号を出力するタイミングにおける第２時刻を表す時刻情報を、割り込み信号の出力後に送信する手順を例示したが、これに限られない。割り込み信号を出力する予定タイミングにおける第２時刻を表す時刻情報を、割り込み信号の出力前に送信してもよい。

【0105】

〔制御手順〕
制御方法の一例として、通信システム１による通信手順を含む制御手順を詳細に例示する。以下、この制御手順を、ローカルコントローラ３００が行うローカル時刻の同期手順と、コントローラ１００が行うホスト制御手順と、ローカルコントローラ３００が行うローカル制御手順とに分けて詳細に例示する。

【0106】

（ローカル時刻の同期手順）
図１１に示すように、ローカルコントローラ３００は、ステップＳ３１を実行する。ステップＳ３１では、割り込み出力部４１７により割り込み信号が出力されたか否かをローカル時刻生成部３１１が確認する。ステップＳ３１において、割り込み信号は出力されていないと判定した場合、ローカルコントローラ３００はステップＳ３２を実行する。ステップＳ３２では、時刻送信部４２４から送信された時刻情報を受信したか否かをローカル時刻生成部３１１が確認する。ステップＳ３２において、時刻情報を受信していないと判定した場合、ローカルコントローラ３００は処理をステップＳ３１に戻す。

【0107】

ステップＳ３１において、割り込み信号が出力されたと判定した場合、ローカルコントローラ３００はステップＳ３３を実行する。ステップＳ３３では、ローカル時刻生成部３１１が、割り込み信号に基づいてローカル時刻を補正する。例えばローカル時刻生成部３１１は、ローカル時刻において、割り込み信号の出力が予定される時点を、実際に割り込み信号の出力を検出した時点に合わせるようにローカル時刻を補正する。

【0108】

ステップＳ３２において、時刻情報を受信したと判定した場合、ローカルコントローラ３００はステップＳ３４を実行する。ステップＳ３４では、ローカル時刻において、割り込み信号の出力が予定される時点を、時刻情報が表す第２時刻に合わせるように、ローカル時刻を補正する。

【0109】

ステップＳ３３，Ｓ３４の後、ローカルコントローラ３００は処理をステップＳ３１に戻す。ローカルコントローラ３００は、以上の手順を繰り返し実行する。なお、ステップＳ３３，Ｓ３４により、ローカル時刻が第２時刻に同期した後は、ステップＳ３３を繰り返すのみで、第２時刻に対するローカル時刻の同期を維持することが可能である。このため、第２通信装置４００が、割り込み信号を出力する度に時刻情報を送信することは必須ではない。

【0110】

（ホスト制御手順）
図１２に示すように、コントローラ１００は、ステップＳ４１を実行する。ステップＳ４１では、ホスト時刻がホスト制御周期の倍数となっているか否かを読み出し部１１４が確認する。

【0111】

ステップＳ４１において、ホスト時刻がホスト制御周期の倍数となっていないと判定した場合、コントローラ１００はステップＳ４２を実行する。ステップＳ４２では、受信データ取得部１１２が、受信バッファ２１４からフィードバックデータセットを取得し、フィードバックタイミング情報を、現在時刻からフィードバックタイミングまでのホスト制御周期のサイクル数に変換する。受信データ取得部１１２は、サイクル数に変換済みのフィードバックタイミング情報を含むフィードバックデータセットを待機バッファ１１３に記憶させる。その後、コントローラ１００は処理をステップＳ４１に戻す。

【0112】

ステップＳ４１において、ホスト時刻がホスト制御周期の倍数となっていると判定した場合、コントローラ１００はステップＳ４３，Ｓ４４，Ｓ４５，Ｓ４６，Ｓ４７を実行する。ステップＳ４３では、待機バッファ１１３に格納された全てのフィードバックデータセットにおいて、読み出し部１１４がフィードバックタイミング情報をカウントダウンする。

【0113】

ステップＳ４４では、読み出し部１１４が、フィードバックタイミング情報がゼロとなっているフィードバックデータセットを待機バッファ１１３から読み出す。ステップＳ４５では、読み出し部１１４が読み出したフィードバックデータセットに基づいて、制御演算部１１５が指令データセットを生成する。

【0114】

ステップＳ４６では、制御演算部１１５が、生成した指令データセットに指令タイミング情報を付加する。ステップＳ４７では、制御演算部１１５が、指令タイミング情報を付加した指令データセットを送信バッファ２１２に格納する。送信バッファ２１２に格納された指令データセットは、無線通信部２１３により無線通信部４１３に送信される。ステップＳ４７の後、コントローラ１００は処理をステップＳ４１に戻す。コントローラ１００は以上の手順を繰り返し実行する。

【0115】

（ローカル制御手順）
図１３に示すように、ローカルコントローラ３００は、ステップＳ５１を実行する。ステップＳ５１では、ローカル時刻がローカル制御周期の倍数となっているか否かを読み出し部３１４が確認する。

【0116】

ステップＳ５１において、ローカル時刻がローカル制御周期の倍数となっていないと判定した場合、ローカルコントローラ３００はステップＳ５２を実行する。ステップＳ５２では、受信データ取得部３１２が、受信バッファ４１４から指令データセットを取得し、指令タイミング情報を、現在時刻から指令タイミングまでのローカル制御周期のサイクル数に変換する。受信データ取得部３１２は、サイクル数に変換済みの指令タイミング情報を含む指令データセットを待機バッファ３１３に記憶させる。その後、ローカルコントローラ３００は処理をステップＳ５１に戻す。

【0117】

ステップＳ５１において、ローカル時刻がローカル制御周期の倍数となっていると判定した場合、ローカルコントローラ３００はステップＳ５３，Ｓ５４，Ｓ５５，Ｓ５６，Ｓ５７を実行する。ステップＳ５３では、待機バッファ３１３に格納された全ての指令データセットにおいて、読み出し部３１４が指令タイミング情報をカウントダウンする。

【0118】

ステップＳ５４では、読み出し部３１４が、指令タイミング情報がゼロとなっている指令データセットを待機バッファ３１３から読み出す。ステップＳ５５では、読み出し部３１４が読み出した指令データセットに基づいて、制御部３１５がマシン３０を制御し、上記フィードバックデータセットをマシン３０から取得する。

【0119】

ステップＳ５６では、制御部３１５が、取得したフィードバックデータセットにフィードバックタイミング情報を付加する。ステップＳ５７では、制御部３１５が、フィードバックタイミング情報を付加したフィードバックデータセットを送信バッファ４１２に格納する。送信バッファ４１２に格納されたフィードバックデータセットは、無線通信部４１３により無線通信部２１３に送信される。ステップＳ５７の後、ローカルコントローラ３００は処理をステップＳ５１に戻す。ローカルコントローラ３００は以上の手順を繰り返し実行する。

【0120】

〔まとめ〕
以上に説明したように、通信システム１は、第１アプリケーションと第２アプリケーションとの間における無線通信を行うシステムであって、第１アプリケーションと第１有線通信を行う第１通信装置２００と、第２アプリケーションと第２有線通信を行い、第１通信装置２００と無線通信を行う第２通信装置４００と、を備え、第１通信装置２００は、第１アプリケーションから第１時刻を取得する第１時刻取得部２１５を有し、第２通信装置４００は、第１時刻に同期する第２時刻を生成する第２時刻生成部４１６と、第２時刻に同期する割り込み信号を第２アプリケーションに周期的に出力する割り込み出力部４１７と、を有する。

【0121】

この通信システム１によれば、第２通信装置４００との間で時刻の同期性を保証する通信を行う機能を有しない第２アプリケーションにおいても、割り込み信号に基づいて、第１アプリケーションから取得される第１時刻に同期した処理を行うことが可能となる。従って、互いに通信するアプリケーション同士を容易に同期させるのに有効である。

【0122】

第２通信装置４００は、第２時刻の第１時刻に対する同期状態を表す同期ステータス情報を第２アプリケーションに出力するステータス出力部４２３を更に有してもよい。同期ステータス情報に基づくことで、アプリケーション同士の同期の信頼性を向上させることができる。

【0123】

第１時刻取得部２１５は、第１時刻と、割り込み信号の出力タイミングとの関係を表すタイミング情報を更に第１アプリケーションから取得し、割り込み出力部４１７は、第２時刻と、出力タイミングとの関係が、タイミング情報により表された関係となるように、割り込み信号を第２アプリケーションに出力してもよい。割り込み信号の出力タイミングを容易に調節することができる。

【0124】

第２通信装置４００は、第２時刻を表す時刻情報を第２アプリケーションに送信する時刻送信部４２４を更に有してもよい。第２通信装置４００との間で時刻の同期性を保証する通信を行う機能を有しない第２アプリケーションにおいても、第２時刻を割り込み信号に基づき補正することで、第２時刻に同期した時刻を生成することが可能となる。

【0125】

第２通信装置４００は、第２通信装置４００と第２アプリケーションとの間の通信遅延時間に基づいて、第２時刻に同期した第２アプリケーション時刻を第２アプリケーションに生成する時刻同期部４２５を更に有してもよい。第２通信装置４００との間で時刻の同期性を保証する通信を行う機能を有する第２アプリケーションにも適用することができる。

【0126】

第２通信装置４００は、無線通信により第１通信装置２００から取得した通信パケットを通信線により第２アプリケーションに送信し、割り込み出力部４１７は、通信線とは別に設けられた割り込み線により割り込み信号を第２アプリケーションに出力してもよい。割り込み信号をタイムリーに第２アプリケーションに出力することができる。

【0127】

第２通信装置４００は、無線通信により第１通信装置２００から取得した通信パケットを通信線により第２アプリケーションに送信し、割り込み出力部４１７は、割り込み信号を含む割り込みパケットを通信線により第２アプリケーションに送信してもよい。通信線とは別の割り込み線を設けることなく、割り込み信号を第２アプリケーションに出力することができる。

【0128】

割り込み出力部４１７は、通信パケットよりも割り込みパケットを優先して第２アプリケーションに送信してもよい。割り込みパケットの送信により割り込み信号を出力する構成において、割り込み信号をよりタイムリーに第２アプリケーションに出力することができる。

【0129】

通信基準時刻を生成する基準時刻生成部２１１を更に有し、第１通信装置２００及び第２通信装置４００は、通信基準時刻に基づいて無線通信を行ってもよい。第１時刻及び第２時刻とは独立して、無線通信のタイミングを適切に調節することができる。

【0130】

第１通信装置２００及び第２通信装置４００は移動体通信を行い、第１通信装置２００は、移動体通信の基地局であり、第２通信装置４００は、移動体通信の移動局であってもよい。同期通信の汎用性を更に向上させることができる。

【0131】

第１通信装置２００及び第２通信装置４００は、通信基準時刻に基づいて、第１通信装置２００とは別のパブリック基地局が行うパブリック移動体通信に同期したローカル移動体通信を行ってもよい。第１通信装置２００及び第２通信装置４００が行う無線通信の信頼性を向上させることができる。

【0132】

第１アプリケーションとして第１通信装置２００と第１有線通信を行うコントローラと、第２アプリケーションとして第２通信装置４００と第２有線通信を行い、無線通信によりコントローラから送信された指令データに基づきローカル機器を制御するローカルコントローラと、を更に備え、ローカルコントローラは、割り込み信号に基づくタイミングでローカル機器を制御してもよい。割り込み信号を、コントローラと、ローカルコントローラとの間における指令データの同期通信に有効活用することができる。

【0133】

第２通信装置４００は、第２時刻を表す時刻情報を第２アプリケーションに送信する時刻送信部４２４を更に有し、ローカルコントローラは、時刻情報と、割り込み信号とに基づいて、第２時刻に同期するローカル時刻を生成し、ローカル時刻に基づくタイミングでローカル機器を制御してもよい。割り込み信号の出力サイクルよりも短い制御サイクルにて、第２時刻に同期してローカル機器を制御することができる。

【0134】

第２通信装置４００は、第１アプリケーションと第１有線通信を行う第１通信装置２００（相手方装置）との間で無線通信を行い、無線通信により第１通信装置２００から取得した情報を第２有線通信により第２アプリケーションに送信する装置であって、第１通信装置２００が第１アプリケーションから取得した第１時刻に同期する第２時刻を生成する第２時刻生成部４１６と、第２時刻に同期する割り込み信号を第２アプリケーションに周期的に出力する割り込み出力部４１７と、を有する。

【0135】

以上、実施形態について説明したが、本開示は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0136】

１…通信システム、２００…第１通信装置、２１１…基準時刻生成部、２１５…第１時刻取得部、４００…第２通信装置、４１６…第２時刻生成部、４１７…割り込み出力部、４２３…ステータス出力部、４２４…時刻送信部、４２５…時刻同期部。

【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】