無線通信系統(tǒng)、無線通信裝置、無線通信方法和程序的制作方法
【專利摘要】無線通信系統(tǒng)的父節(jié)點具有：生成單元，其生成發(fā)送請求，該發(fā)送請求包含應響應的子節(jié)點和按照每個應響應的子節(jié)點指定了響應時機的響應指示數據；以及發(fā)送單元，其發(fā)送所述發(fā)送請求。在所述響應指示數據中，優(yōu)選按照與各個子節(jié)點的獨立識別信息對應的順序列舉出表示各個子節(jié)點是否應響應的數據。此外，本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)的子節(jié)點具有：接收單元，其接收所述發(fā)送請求；響應要否判定單元，其在所述響應指示數據中判定本節(jié)點是否需要針對所述發(fā)送請求進行響應；以及響應發(fā)送單元，在需要針對所述發(fā)送請求進行響應的情況下，該響應發(fā)送單元在基于所述響應指示數據的響應時機發(fā)送響應。
【專利說明】
無線通信系統(tǒng)、無線通信裝置、無線通信方法和程序
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及無線通信，尤其涉及無線通信中的發(fā)送時機的控制。
【背景技術】
[0002]伴隨無線通信技術的普及和傳感器網絡技術的標準化，F(xiàn)A(Factory Automat1n:工廠自動化)領域的無線技術的應用得以推進。對于用于控制的通信而言要求較高的可靠性和高速的響應速度，還要求在使通信無線化時也確保充分的可靠性和響應速度。
[0003]在無線通信中，有時由于通信的沖突或噪聲的影響而無法正確地進行通信。于是，為了確?？煽啃远M行重發(fā)。在得知從某個發(fā)送節(jié)點發(fā)送的數據在發(fā)送目的地節(jié)點未被正確接收的情況下，發(fā)送節(jié)點進行數據的重發(fā)。
[0004]專利文獻I提出了基于TDMA(Time Divis1n Multiple Access:時分多址連接方式)的重發(fā)控制方式。具體而言，發(fā)送的數據被分割為較小的數據塊，并對各數據塊附加錯誤檢測符號。接收節(jié)點對每個數據塊進行錯誤檢測，將包含表示存在錯誤的數據塊的位置的信息的重發(fā)請求發(fā)送給發(fā)送節(jié)點。發(fā)送節(jié)點重發(fā)通過重發(fā)請求而確定的數據塊。這樣，由于僅重發(fā)被較小地分割的數據塊，因此重發(fā)效率提升。
[0005]專利文獻2提出了子節(jié)點針對來自父節(jié)點的廣播分組進行響應的情況下的重發(fā)控制方式。具體而言，接收到來自父節(jié)點的廣播分組的子節(jié)點首先使用分配給本節(jié)點的時隙而發(fā)送響應分組。父節(jié)點發(fā)送包含確定成功進行了響應的所有子節(jié)點的識別信息的響應確認信息的廣播重發(fā)分組。在得知從本節(jié)點發(fā)送的響應分組未被正確接收的情況下，接收到該廣播重發(fā)分組的子節(jié)點從對接收成功的其他的子節(jié)點分配的時隙之中選擇出隨機選擇的時隙并重發(fā)響應分組。通過這樣處理，能夠縮短重發(fā)請求指令的發(fā)送時間，此外，還能夠降低子節(jié)點彼此的發(fā)送的沖突概率。
[0006]現(xiàn)有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開平9-284261號公報
[0009]專利文獻2:日本特開2010-213162號公報

【發(fā)明內容】

[0010]發(fā)明欲解決的課題
[0011]專利文獻I的手法以I對I通信作為前提，因此在存在多個通信對方的情況下，如果在與I個通信對方之間反復進行重發(fā)，則會存在針對下一個通信對方的發(fā)送時機變慢的問題。
[0012]專利文獻2的手法使用廣播，因此不會產生上述的問題。然而，響應分組的重發(fā)時機是隨機確定的，因此發(fā)送時機并非一定，存在延遲時間隨機的問題。例如，在需要進行重發(fā)的子節(jié)點僅為I臺的情況下，如果該子節(jié)點立即進行重發(fā)就能夠縮短延遲時間，然而時隙的選擇會使得重發(fā)之前的延遲變大。
[0013]無線通信中要求低延遲，然而基于現(xiàn)有的手法難以達成充分的效果，希望通過更少的延遲能夠進行通信的方式。另外，以上的說明中以重發(fā)為例進行了說明，然而不限于重發(fā)，針對來自某節(jié)點的請求而希望以較少的延遲發(fā)送響應。
[0014]本發(fā)明就是鑒于上述課題而完成的，其目的在于提供一種能夠通過較少的延遲進行通信的無線通信技術。
[0015]用于解決課題的手段
[0016]為了解決上述課題，本發(fā)明的第I方面采用如下結構，其是一種父節(jié)點和多個子節(jié)點進行無線通信的無線通信系統(tǒng)，在從父節(jié)點向子節(jié)點發(fā)送發(fā)送請求時，一并通知是否需要針對多個子節(jié)點分別進行響應以及需要進行響應的情況下的響應時機(發(fā)送時機)。
[0017]更具體而言，本方面的無線通信系統(tǒng)的父節(jié)點具有:生成單元，其生成發(fā)送請求，該發(fā)送請求包含應響應的子節(jié)點和按照每個應響應的子節(jié)點指定了響應時機的響應指示數據；以及發(fā)送單元，其發(fā)送所述發(fā)送請求。此外，本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)的子節(jié)點具有:接收單元，其接收所述發(fā)送請求;響應要否判定單元，其在所述響應指示數據中判定本節(jié)點是否需要針對所述發(fā)送請求進行響應；響應發(fā)送單元，在需要針對所述發(fā)送請求進行響應的情況下，該響應發(fā)送單元在基于所述響應指示數據的響應時機發(fā)送響應。
[0018]根據這種結構，子節(jié)點的響應時機由父節(jié)點指定，因此子節(jié)點的響應時機不會產生偏差，能夠確定響應的最大延遲時間。
[0019]此外，本方面中，在設應響應的子節(jié)點的數量為N(N是正整數)的情況下，所述應響應的時機是所述發(fā)送請求的I?N時隙后的任意時機，所有應響應的子節(jié)點的響應時機不存在重復。根據這種結構，需要進行響應的所有子節(jié)點都能夠以最短的延遲時間完成響應。
[0020]此外，本方面中，在所述響應指示數據中，可以按照與各個子節(jié)點的獨立識別信息對應的順序列舉出表示各個子節(jié)點是否應響應的數據。各子節(jié)點是否應響應的數據通過I位或多位表現(xiàn)即可。其中，如果通過I位表現(xiàn)，則能夠減小響應指示數據的大小。
[0021]此外，本方面優(yōu)選構成為，子節(jié)點應響應的時機根據在所述響應指示數據中，表示該子節(jié)點應響應的所述數據是表示應響應的所述數據中的第幾個數據而確定。根據這種結構，表示是否需要進行響應的數據還進行響應時機的指定，因此能夠抑制數據量。進而，能夠通過I位表現(xiàn)表示是否需要進行響應的數據，能夠使得通知響應時機所需的數據量形成為最小限度。
[0022]此外，本方面優(yōu)選構成為，在直到發(fā)送請求的發(fā)送后經過N時隙后，存在不能接收響應的子節(jié)點的情況下，所述父節(jié)點再發(fā)送包含將該子節(jié)點指定為應響應的子節(jié)點的響應指示數據的發(fā)送請求。根據這種結構，在父節(jié)點向子節(jié)點請求再發(fā)送的情況下，可通過低延遲進行子節(jié)點的重發(fā)處理。
[0023]此外，本方面優(yōu)選構成為，在發(fā)送請求的發(fā)送后從子節(jié)點接收到響應時，所述父節(jié)點更新所述響應指示數據，以表示該子節(jié)點不需要響應，在對發(fā)送請求進行再發(fā)送時，所述父節(jié)點將更新后的響應指示數據包含于發(fā)送請求中而進行發(fā)送。根據這種結構，通過更新響應指示數據而能夠對從哪個子節(jié)點接收到響應進行管理。并且，在向子節(jié)點請求重發(fā)的情況下，僅發(fā)送包含更新后的(最新的)響應指示數據的發(fā)送請求即可。
[0024]此外，本方面優(yōu)選構成為，在反復進行規(guī)定次數的發(fā)送請求的重發(fā)也仍存在不能響應的子節(jié)點的情況下，所述父節(jié)點使用所述響應指示數據，輸出從哪個子節(jié)點起不能接收到響應。在反復進行規(guī)定次數的發(fā)送請求的重發(fā)也仍不能從子節(jié)點接收到響應的情況下，優(yōu)選作為錯誤進行處理。根據本發(fā)明，最新的響應指示數據示出未能接收到來自哪個子節(jié)點的響應，因此通過輸出響應指示數據就能夠通知未反饋響應的子節(jié)點。
[0025]另外，本發(fā)明可以構成為具有上述單元的至少一部分的無線通信系統(tǒng)或無線通信裝置。此外，本發(fā)明還可以構成為包含上述處理的至少一部分的無線通信方法或用于使計算機進行該方法的計算機程序或存儲有該計算機程序的可由計算機讀取的記錄介質。上述結構和處理在不產生技術方面的矛盾的情況下都能夠彼此組合而構成本發(fā)明。
[0026]發(fā)明的效果
[0027]根據本發(fā)明，在根據來自父節(jié)點的發(fā)送請求而由子節(jié)點發(fā)送響應的情況下，能夠進行基于低延遲的通信。
【附圖說明】
[0028]圖1是表示實施方式的傳感器數據發(fā)送系統(tǒng)的概要的圖。
[0029]圖2是說明實施方式的傳感器數據發(fā)送系統(tǒng)的通信處理的圖。
[0030]圖3是表示發(fā)送請求幀和響應幀的幀結構的圖。
[0031 ]圖4是表示母機(PLC)的結構的功能框圖。
[0032]圖5是表示子機(傳感器)的結構的功能框圖。
[0033]圖6是表示母機的發(fā)送請求指令的發(fā)送處理的流程的流程圖。
[0034]圖7是表示母機的響應接收時的處理的流程的流程圖。
[0035]圖8是表示子機的響應的發(fā)送處理的流程的流程圖。
[0036]圖9是表示子機的響應時機計算處理的流程的流程圖。
[0037]圖10是表示響應指示數據的變形例的圖。
【具體實施方式】
[0038]以下，參照附圖，根據實施例以例示的方式詳細說明用于實施本發(fā)明的方式。其中，關于該實施例所述的結構部件的尺寸、材質、形狀以及其相對配置等，在沒有特別描述的情況下，并不意味將本發(fā)明的范圍限定于所述內容。
[0039]< 概要 >
[0040]圖1是表示使用本發(fā)明的無線通信系統(tǒng)的傳感器數據發(fā)送系統(tǒng)的概要的圖。如圖1所示，本實施方式的傳感器數據發(fā)送系統(tǒng)由PLC(Programmable Logic Controller:可編程邏輯控制器)100和傳感器200構成，在PLClOO與傳感器200之間利用無線通信發(fā)送傳感器數據。更具體而言，將PLC100用作母機(父節(jié)點)，將傳感器200用作子機(子節(jié)點)，根據來自PLC100的傳感器數據的發(fā)送請求(讀取指令)，由傳感器200將傳感器數據發(fā)送給母機。
[0041]另外，圖1中僅示出了3臺子機，然而子機的數量可為任意數量。此外，本實施方式中，子機的數量是預先確定的，在運用中不會增減。
[0042]參照圖2對本實施方式的傳感器數據的通信處理進行說明。首先，母機100對向子機200請求傳感器數據的發(fā)送的發(fā)送請求進行廣播發(fā)送。該發(fā)送請求儲存有應由哪個子機進行響應的信息、以及表示需要響應的各個子機的響應發(fā)送時機的信息。以下，將這些信息稱作響應指示數據。
[0043]圖2中，母機100首先在時隙O向子機I?3請求傳感器數據的發(fā)送。即，母機100生成響應指示數據，該響應指示數據指定子機I?3分別在第I?第3發(fā)送時機發(fā)送響應，母機100對包含該響應指示數據的發(fā)送請求進行廣播發(fā)送。
[0044]各個子機根據發(fā)送請求中包含的響應指示數據，將包含傳感器數據的響應發(fā)送給母機。這里，來自子機2的響應由于通信的沖突等而未被母機正確接收(時隙2)。于是，母機對包含指定僅由子機2反饋響應的響應指示數據的發(fā)送請求進行廣播發(fā)送，并指示向子機2重發(fā)響應(時隙4)。此時，子機2被指定在第I個響應時機發(fā)送響應。圖2的示例中，母機在時隙4發(fā)送發(fā)送請求，因此在時隙5向子機2發(fā)送響應。這樣，由母機指定響應時機為剛剛進行發(fā)送請求之后，從而能夠減少發(fā)送響應時的延遲。
[0045]<幀結構>
[0046]參照圖3對本實施方式中母機100發(fā)送的發(fā)送請求幀和子機200發(fā)送的響應幀的幀結構進行說明。這里，以子機的數量為10臺的情況進行說明。
[0047]如圖3(A)所示，發(fā)送請求幀20包括前導碼21、組ID22、指令碼23、響應指示數據24、CRC碼25。前導碼21被附加于數據的起始處，是用于確立同步的預先確定的類型的位列。組ID22是識別由母機100和子機200構成的組的ID。指令ID23是識別由母機100發(fā)送給子機200的請求(指令)的種類的ID。例如，在請求傳感器數據的發(fā)送的情況下，儲存有與該指令對應的ID XRC碼25是錯誤檢測用的校驗和。
[0048]在響應指示數據24中儲存有表示哪個子機需要響應和響應的情況下的響應時機的信息。在本實施方式中，響應指示數據24是與組內的子機的數量相同位數的數據，對各子機以I位指定是否需要響應。在圖3(A)的示例中，子機數為10臺，因而響應指示數據24為10位。響應指示數據的哪一位表示對于哪個子機是否需要響應可事先確定。例如，響應指示數據24的起始位表示獨立識別信息(子機ID)為“I”的子機是否需要響應，第2位表示子機ID為“2”的子機是否需要響應。在本實施方式中，位為“I”的情況下表示需要響應，而位為“O”的情況下表示不需要響應。需要響應的子機的響應時機可以被確定為，針對響應指示數據24中包含的位值“I”而從起始處起計數時的序號。
[0049]如圖3(A)所示，響應指示數據24為“1000100100”的位列的情況下，第1、5、8個位為“I”，因此具有子機ID1、5、8的子機需要進行響應。此外，第I位是最初的值為“I”的位，第5位是第2個值為T的位，第8位是第3個值為T的位，因此子機IDl的響應時機是第I個，子機ID5的響應時機是第2個，子機ID8的響應時機是第3個。
[0050]這樣，通過與子機的數量相等的位數，能夠指定各子機是否需要響應和響應時機。[0051 ] 如圖3(B)所示，從子機發(fā)送的響應幀30包括前導碼31、組ID32、子機ID33、數據34和FEC碼35。前導碼31和組ID32與發(fā)送請求幀20中包含的前導碼21和組ID22同樣。子機ID33中存儲有發(fā)送響應幀30的子機的子機ID(獨立識別信息)。數據34中存儲有子機(傳感器)200所測量的傳感器數據。FEC碼35是前方錯誤糾正用的碼。
[0052]< 結構 >
[0053]以下，進一步詳細說明母機100和子機200的結構。首先，參照圖4對母機100的結構進行說明。
[0054][母機]
[0055]母機100具有接收處理部110和發(fā)送處理部120。接收處理部110具有響應接收部111、接收時機指定部112、錯誤檢測/糾正部113、發(fā)送方指定部114和接收信息更新部115。此外，發(fā)送處理部120具有發(fā)送請求對方指定部121、指令生成部122、指令發(fā)送部123和未響應節(jié)點輸出部124。在本實施方式中，母機100是包含CPU(中央運算處理裝置)和存儲器等的計算機，由CPU進行在存儲器中儲存的程序來實現(xiàn)上述的各功能部。其中，也可以利用硬件回路安裝上述各功能部的一部分或全部。
[0056]響應接收部111是對于經由天線接收的無線信號實施濾波處理、解調處理、解碼處理等，接收通過無線發(fā)送的數據的功能部。這些接收處理可使用任意的已知的手法。
[0057]接收時機指定部112是指定當前通過第幾個時隙進行接收的功能部。時隙可根據從發(fā)送發(fā)送請求起的經過時間等而確定。
[0058]錯誤檢測/糾正部113是檢測接收數據中是否存在錯誤，在可能的情況下進行錯誤糾正的功能部。另外，也可以不設置錯誤糾正功能，而僅設置錯誤檢測功能。本實施方式中，使用了 CRC(循環(huán)冗余校驗)和FEC(向前糾錯)，也可以采用其他任意的算法。
[0059]發(fā)送方指定部114是指定接收數據的發(fā)送方節(jié)點的功能部。本實施方式中，在來自子機的發(fā)送數據中包含組ID和子機ID進行發(fā)送(圖3(B)的子機ID53)，因此發(fā)送方指定部114根據該組ID和子機ID指定發(fā)送方。
[0060]接收信息更新部115是對從哪個子機將響應接收完畢進行管理的功能部。接收信息更新部115每當從子機接收到響應時，更新關于接收完畢的子機的信息。如上所述，母機100在發(fā)送請求中包含表示哪個子機需要響應的響應指示數據24并發(fā)送。每當從子機接收到響應時，都在響應指示數據中將被指定為需要響應的子機更新為不需要響應，從而能夠對從哪個子機將響應接收完畢進行管理。具體而言，每當從子機接收到響應時，都將響應指示數據24中的與該子機對應的位從“I”變更為“O”，從而能夠對從哪個子機將響應接收完畢進行管理。
[0061]發(fā)送請求對方指定部121是指定(確定)需要針對發(fā)送請求進行響應的子機的功能部。例如，初次發(fā)送發(fā)送請求的情況下，既可以從屬于同組的所有子機中確定需要響應，也可以僅從一部分子機中確定需要響應。從一部分子機不能接收響應而請求重發(fā)的情況下，確定為僅不能接收響應的子機需要進行響應。
[0062]指令生成部122是生成發(fā)送請求幀20的功能部。在發(fā)送請求幀20中，響應指示數據24是根據通過發(fā)送請求對方指定部121指定的子機而生成的。具體而言，將與應響應的子機對應的位設為“I”(表示需要響應)，而將除此以外的位設為“O”(表示不需要響應)來進行生成即可。請求重發(fā)的情況下，使用被接收信息更新部115更新后的信息生成響應指示數據24即可。
[0063]指令發(fā)送部123是對發(fā)送請求實施編碼、調制等，并進行無線發(fā)送的功能部。
[0064]未響應節(jié)點輸出部124是輸出指定了反復進行規(guī)定次數的重發(fā)請求也未反饋響應的子機的信息的功能部。在反復進行了規(guī)定次數的重發(fā)請求仍未能正確接收到響應的情況下，可認為該子機發(fā)生了異常。來自未響應節(jié)點輸出部124的輸出可用于通知這種障礙的發(fā)生。
[0065][子機]
[0066]下面，參照圖5對子機200的結構進行說明。子機200具有接收處理部210和發(fā)送處理部220。接收處理部210具有指令接收部211、接收時機指定部212、錯誤檢測/糾正部213和發(fā)送方指定部214。此外，發(fā)送處理部220具有響應要否判定部221、響應生成部222、響應時機計算部223和響應發(fā)送部224。本實施方式中，子機200是包含CPU(中央運算處理裝置)和存儲器等的計算機，由CPU進行在存儲器中儲存的程序，從而實現(xiàn)上述的各功能部。其中，也可以利用硬件回路安裝上述的各功能部的一部分或全部。
[0067]指令接收部211是對經由天線而接收的無線信號實施濾波處理、解調處理、解碼處理等，并接收通過無線發(fā)送的數據的功能部。指令接收部211在接收到來自母機100的發(fā)送請求時，根據接收幀中包含的指令碼23，識別來自母機100的請求。得知從母機100已發(fā)送了請求傳感器數據的發(fā)送的指令(發(fā)送請求指令)時，取得傳感器數據，接著向母機100發(fā)送響應。
[0068]接收時機指定部212、錯誤檢測/糾正部213、發(fā)送方指定部214與母機100中的功能同樣，因而省略說明。
[0069]響應要否判定部221根據發(fā)送請求幀中包含的響應指示數據24，判定本節(jié)點是否應進行響應。具體而言，響應指示數據24中，與本節(jié)點的子機ID對應的位的值如果為“I”則判定為需要響應，如果為“O”則判定位不需要響應。
[0070]響應生成部222是用于生成響應幀30的功能部。在組ID32中儲存本節(jié)點所屬的組的ID，子機ID33中儲存本節(jié)點的子機ID(獨立識別信息)，數據34中儲存被請求的傳感器數據。
[0071]響應時機計算部223是計算發(fā)送所生成的響應幀30的時機的功能部。如上所述，根據響應指示數據24指定本節(jié)點應響應的順序(時隙)。響應時機計算部223根據該順序，計算應發(fā)送響應的時間。具體而言，在指定了在第N個(N為整數)時機反饋響應的情況下，設Ts為子節(jié)點的發(fā)送時間，設GT為保護時間，將從接收到發(fā)送請求起經過了(N-1) XTs+NXGT的時機計算作為響應時機。
[0072]響應發(fā)送部224是在通過響應時機計算部223計算的時機利用響應生成部222發(fā)送響應幀30的功能部。響應發(fā)送部224在對響應幀30實施編碼、調制等的處理后進行無線發(fā)送。
[0073]< 處理 >
[0074]參照圖6?圖9的流程圖，對母機100發(fā)送發(fā)送請求指令，子機200針對該發(fā)送請求而發(fā)送響應時的處理進行說明。
[0075][母機對發(fā)送請求指令的發(fā)送]
[0076]首先，參照圖6、圖7，對母機100的發(fā)送請求指令的發(fā)送處理進行說明。母機100的通信輪次開始后，發(fā)送請求對方指定部121指定針對發(fā)送請求應進行響應的子機，并按照該內容使響應指示數據24初始化。這里，舉例說明母機100請求對所有的子機200發(fā)送響應的情況。因此，響應指示數據24的所有位都被設定為表示需要響應的“I”。
[0077]接著，指令生成部122生成包含響應指示數據24的發(fā)送請求幀20(Sll)，從指令發(fā)送部123對發(fā)送請求幀20進行廣播發(fā)送(S12)。發(fā)送了發(fā)送請求幀20后，母機100利用接收處理部110接收來自子機的響應(S13)。
[0078]圖7的流程圖示出步驟S13的母機從子機進行的響應接收處理的詳細情況。首先，響應接收部111接收無線信號(S131)。接收時機指定部112指定該接收處理利用第幾個時隙進行(S132)。并且，錯誤檢測/糾正部113檢測接收信號中是否包含錯誤，并且在包含錯誤的情況下如果可能則進行錯誤糾正(S133)。
[0079]在接收數據中存在錯誤且不能進行錯誤糾正的情況下(S134:有錯誤)，不對該接收數據進行除此以外的處理，而進入步驟S138。另一方面，在接收數據中不存在錯誤或者能夠進行錯誤糾正的情況下(S134:無錯誤)進入步驟S135。步驟S135中，發(fā)送方指定部114參照接收數據中包含的組ID32和子機ID33以指定發(fā)送方(S135)，判定屬于與母機100同組的子機200是否為發(fā)送方(S136)。組ID32不同的情況下(S136:N0)不進行除此以外的處理。組ID32—致的情況下(S136: YES)，接收信息更新部115記錄來自該子機的響應接收成功(S137)。接收信息更新部115保持與在發(fā)送請求幀20中包含的響應指示數據24相同的信息，將與成功進行了響應接收的子機對應的位更新為“O”。即，由于無需從成功進行了響應接收的子機進行重發(fā)，因此將關于該子機的響應指示數據的位值更新為表示不需要響應的值。
[0080]針對需要響應的所有子機判斷響應處理是否完成(S138)，在未完成的情況下(S138:N0)返回步驟S131，在完成了的情況下(S138:YES)結束響應接收處理并進入步驟S14。關于來自所有子機的響應處理是否已完成，可通過是否經過了與需要響應的子機的數量對應的時間(時隙)來判斷。
[0081]在來自子機的響應接收處理完成后，進入步驟S14，發(fā)送請求對方指定部121判定是否從請求了響應的所有子機正確接收到了響應。該判定可通過確認被接收信息更新部115更新的響應指示數據來進行。更新后的響應指示數據的所有位的值如果都為“O”，則可知從所有的子機正確接收了響應。這種情況下(S14:YES)，母機100結束發(fā)送請求的處理。
[0082]另一方面，如果更新后的響應指示數據的所有位的值均為“I”，則可知從與該位對應的子機未能正確接收到響應。這種情況下(S14:N0)，對未能正確接收到響應的子機再發(fā)送發(fā)送請求，請求響應的重發(fā)。具體而言，在確認到重發(fā)次數未達到上限次數后(S15)，再次進行步驟SI I?步驟S14的處理。在生成發(fā)送請求幀時，將被接收信息更新部115更新的響應指示數據直接儲存于發(fā)送請求幀中，從而能夠生成用于指定需要進行重發(fā)的子機的發(fā)送請求幀。
[0083]反復多次進行重發(fā)，期望能夠從所有的子機正確接收到響應，然而在子機故障等情況下則一直不能接收到來自子機的響應。在反復進行了規(guī)定的上限次數的重發(fā)也仍存在未得到響應的子機的情況下，未響應節(jié)點輸出部124輸出指定該子機的信息(S16)。指定未響應子機的信息表示的是該時刻的響應指示數據中與值為“I”的位對應的子機。因此，未響應節(jié)點輸出部124將該時刻的響應指示數據直接作為指定未響應的子機的信息輸出即可。
[0084][子機對響應的發(fā)送]
[0085]下面，參照圖8、圖9，對子機200的響應的發(fā)送處理進行說明。子機200的指令接收部211從母機100接收發(fā)送請求幀20，實施濾波處理、解調處理、解碼處理等(S20)。錯誤檢測/糾正部213檢測接收信號中是否包含錯誤，在包含錯誤的情況下如果可能則進行錯誤糾正(S21)。
[0086]接收數據中存在錯誤而不能進行錯誤糾正的情況下(S22:有錯誤)，不對該接收數據進行除此以外的處理。另一方面，在接收數據中不存在錯誤或能夠進行錯誤糾正的情況下(S22:無錯誤)進入步驟S23。步驟S23中，判斷所接收的發(fā)送請求是否為發(fā)給本節(jié)點的發(fā)送請求。具體而言，發(fā)送請求幀20的組ID22調查是否與本節(jié)點所屬的組的ID相同，在相同的情況下判斷為所接收的發(fā)送請求是發(fā)給本節(jié)點的發(fā)送請求。發(fā)送請求并非發(fā)給本節(jié)點的情況下(S23: NO)不進行除此以外的處理，發(fā)給本節(jié)點的情況下(S23: YES)進入步驟S24。
[0087]在步驟S24中，響應要否判定部221參照發(fā)送請求幀20中包含的響應指示數據24，判斷本節(jié)點針對該發(fā)送請求是否應進行響應。具體而言，對響應指示數據24中的與本節(jié)點對應的位進行調查，如果該位是“I”則判斷為需要響應，如果為“O”則判斷為不需要響應。不需要進行響應的情況下(S25:N0)不進行除此以外的處理，而需要響應的情況下(S25:YES)進入步驟S26。
[0088]在步驟S26中，響應時機計算部223根據響應指示數據24，計算本節(jié)點發(fā)送響應的時機。在本實施方式中，響應時機根據在響應指示數據中，表示本節(jié)點應響應的位是表示應響應的位中的第幾個而確定。參照圖9的流程圖對響應時機的計算處理的詳細情況進行說明。首先，將表示響應的順序的變量N初始化為I (S261)。然后，對于響應指示數據24從起始位起按順序進行處理，如果不與本節(jié)點對應的位是“I” (S262:NO且S263: YES)，則使變量N增加I(S24)。到達與本節(jié)點對應的位時(S262:YES)，結束閉路處理，將該時刻的變量N確定為本節(jié)點進行響應的順序。例如圖3(A)所示，響應指示數據24是“1000100100”，本節(jié)點的子機ID是“5”的情況下，根據第I位而使變量N增加至2，而在第2?第4位時變量N不發(fā)生變更，因此本節(jié)點的響應順序被確定為第2個。
[0089]此后，在步驟S265中，根據響應順序計算響應時機。具體而言，設子機的發(fā)送時間為Ts，設保護時間(沖突防止時間)為GT，發(fā)送時機被計算為從接收到發(fā)送請求起經過了 (N-1) XTs+NXGT后的時機。另外，發(fā)送時間Ts和保護時間GT根據安裝系統(tǒng)而不同，是預先確定的值。
[0090]響應發(fā)送部224待機直到響應時機到來(S27)，在所計算的響應時機到來時發(fā)送響應幀30(S28)。另外，在能夠判斷出本節(jié)點需要發(fā)送響應起到響應時機到來的期間內，響應生成部222生成所發(fā)送的響應幀30即可。
[0091]<本實施方式的作用.效果>
[0092]在本實施方式中，從母機向子機進行發(fā)送請求時，對于各個子機指定是否需要響應和響應的時機。這里，以使得響應時機不存在反復，并且不存在不響應的時隙的方式，確定各子機的響應時機，因此可通過最小的延遲獲得來自子機的響應。此外，各子機的響應時機由母機指定，并非隨機確定，因此還能夠確保通信的即時性。此外，響應指示數據在每臺子機中存在I位即可，因此能夠使采用本手法時的數據量上限在最小限度。
[0093]<變形例>
[0094]上述的實施方式的說明僅用于例示性說明本發(fā)明，本發(fā)明不限于上述的具體方式。本發(fā)明可以在其技術思想的范圍內進行各種的變形。
[0095]在上述的說明中，對響應指示數據的第η位表示子機ID“n”是否需要響應的情況進行了說明，然而不必如上構成。只要能夠對各個位獲取與子機的對應，則這種對應關系就可以為任意形式。例如，可以考慮到第I位表示子機ID“10”是否需要響應，第2位表示子機ID“9”是否需要響應等任意的方式。此外，以上說明的是位“I”表示需要響應，而位“O”表示不需要響應不要，也可以反之構成。
[0096]在上述的說明中，對子機的數量被預先確定而不存在變動的情況進行了說明，而在運用中子機的數量可以增減。這種情況下，例如，將響應指示數據設定為與最大子機數量相同的位數的固定長度即可。或者可以使響應指示數據形成為可變長度。使響應指示數據為可變長度的情況下，優(yōu)選附加表示響應指示數據的位數的信息。
[0097]此外，在上述的說明中，在響應指示數據中對于每臺子機通過I位指定是否需要響應，也可以針對每臺子機而通過多位指定是否需要響應。例如圖10(A)所示，可以對I臺子機分配多位的字段，在各字段內指定與該字段對應的子機的響應順序。圖10(A)所示的響應指示數據1001由多個(這里為10個)字段構成，各字段具有多個位。第η個字段表示子機ID“n”的響應順序，字段的值如果為“O”則表示其不需要響應。在圖10(A)的響應指示數據1001的示例中，表示具有子機ID1、3、7、5、8的子機分別響應于第I?第5個，除此以外的子機不需要響應。這種情況下，能夠從母機指定子機的響應時機。這種情況下，在設需要響應的子機的數量為N時，優(yōu)選將各個子機的響應時機設為第I?第N個(發(fā)送請求的I?N時隙后)中的任意一個，使得在所有的子機的響應時機中不存在反復。這樣，與上述實施方式同樣地，能夠使響應的延遲在最小限度。本變形例相比上述的實施方式而言響應指示數據的數據量較多，然而具有能夠更為靈活地確定子機的響應時機的優(yōu)點。
[0098]此外，如圖10(B)所示，在響應指示數據中，可以指定應第η個響應的子機是哪個子機。圖1O (B)所示的響應指示數據1002中，儲存有需要響應的子機的子機ID。此時，子機ID從響應順序在先的子機起按順序儲存。對于不需要響應的子機而言，子機ID不存儲于響應指示數據中。圖10(B)的響應指示數據1002表現(xiàn)的是與圖10(A)同樣的內容。根據這種手法，也能夠得到與上述圖10(A)同樣的效果。
[0099]上述的實施方式是將本發(fā)明的手法應用于由PLC和傳感器構成的傳感器數據發(fā)送系統(tǒng)中的示例，也可以將本發(fā)明的手法用于其他任意的系統(tǒng)中。例如，在使用無源UHF RFID技術的RFID讀寫器作為母機，使用RFID標簽作為子機的RFID系統(tǒng)中能夠非常適用本發(fā)明。本發(fā)明的手法能夠用于任意的無線通信系統(tǒng)，沒有特別的限定。
[0100]標號說明
[0101]20:發(fā)送請求幀，23:指令碼，24:響應指示數據，100:母機(PLC) ,110:接收處理部，111:響應接收部，112:接收時機指定部，113:錯誤檢測/糾正部，114:發(fā)送方指定部，115:接收信息更新部，120:發(fā)送處理部，121:發(fā)送請求對方指定部，122:指令生成部，123:指令發(fā)送部，124:未響應節(jié)點輸出部，200:子機(傳感器)，210:接收處理部，211:指令接收部，212:接收時機指定部，213:錯誤檢測.糾正部，214:發(fā)送方指定部，220:發(fā)送處理部，221:響應要否判定部，222:響應生成部，223:響應時機計算部，224:響應發(fā)送部。
【主權項】
1.一種無線通信系統(tǒng)，其是父節(jié)點和多個子節(jié)點進行無線通信的無線通信系統(tǒng)，該無線通信系統(tǒng)的特征在于， 所述父節(jié)點具有: 生成單元，其生成發(fā)送請求，該發(fā)送請求包含應響應的子節(jié)點和按照每個應響應的子節(jié)點指定了響應時機的響應指示數據；以及 發(fā)送單元，其發(fā)送所述發(fā)送請求， 所述子節(jié)點具有: 接收單元，其接收所述發(fā)送請求； 響應要否判定單元，其在所述響應指示數據中判定本節(jié)點是否需要針對所述發(fā)送請求進行響應；以及 響應發(fā)送單元，在需要針對所述發(fā)送請求進行響應的情況下，該響應發(fā)送單元在基于所述響應指示數據的響應時機發(fā)送響應。2.根據權利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于， 在設應響應的子節(jié)點的數量為N(N是正整數)的情況下，所述應響應的時機是所述發(fā)送請求的I?N時隙后的任意時機，所有應響應的子節(jié)點的響應時機不存在重復。3.根據權利要求2所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于， 在所述響應指示數據中，按照與各個子節(jié)點的個體識別信息對應的順序列舉出表示各個子節(jié)點是否應響應的數據。4.根據權利要求3所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于， 子節(jié)點應響應的時機根據在所述響應指示數據中，表示該子節(jié)點應響應的所述數據是表示應響應的所述數據中的第幾個而確定。5.根據權利要求2至4中的任意一項所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于， 在直到發(fā)送請求的發(fā)送后經過N時隙后，存在不能接收響應的子節(jié)點的情況下，所述父節(jié)點再次發(fā)送包含將該子節(jié)點指定為應響應的子節(jié)點的響應指示數據的發(fā)送請求。6.根據權利要求5所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于， 在發(fā)送請求的發(fā)送后從子節(jié)點接收到響應時，所述父節(jié)點更新所述響應指示數據，以表示該子節(jié)點不需要響應， 在對發(fā)送請求進行再次發(fā)送時，所述父節(jié)點將更新后的響應指示數據包含于發(fā)送請求中而進行發(fā)送。7.根據權利要求6所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于， 在反復進行規(guī)定次數的發(fā)送請求的再送也仍存在不能接收響應的子節(jié)點的情況下，所述父節(jié)點使用所述響應指示數據，輸出從哪個子節(jié)點不能接收到響應。8.—種無線通信裝置，其作為子節(jié)點進行工作，該子節(jié)點根據來自父節(jié)點的發(fā)送請求而通過無線通信發(fā)送響應，該無線通信裝置的特征在于，具有: 接收單元，其接收發(fā)送請求，該發(fā)送請求包含應響應的子節(jié)點和按照每個應響應的子節(jié)點指定了響應時機的響應指示數據； 響應要否判定單元，其在所述響應指示數據中判定本節(jié)點是否需要針對所述發(fā)送請求進行響應；以及 響應發(fā)送單元，在需要針對所述發(fā)送請求進行響應的情況下，該響應發(fā)送單元在基于所述響應指示數據的響應時機發(fā)送響應。9.根據權利要求8所述的無線通信裝置，其特征在于， 在所述響應指示數據中，按照與各個子節(jié)點的個體識別信息對應的順序列舉出表示各個子節(jié)點是否應響應的數據， 所述響應要否判定單元根據所述響應指示數據中包含的與本節(jié)點的個體識別信息對應的所述數據，判定是否需要針對所述發(fā)送請求進行響應。10.根據權利要求8或9所述的無線通信裝置，其特征在于， 所述響應發(fā)送單元根據在所述響應指示數據中，表示本節(jié)點應響應的所述數據是表示應響應的所述數據中的第幾個，確定響應時機。11.一種無線通信裝置，其作為父節(jié)點進行工作，該父節(jié)點向多個子節(jié)點發(fā)送發(fā)送請求而通過無線通信接收響應，該無線通信裝置的特征在于，具有: 生成單元，其生成發(fā)送請求，該發(fā)送請求包含應響應的子節(jié)點和按照每個應響應的子節(jié)點指定了響應時機的響應指示數據；以及 發(fā)送單元，其發(fā)送所述發(fā)送請求。12.根據權利要求11所述的無線通信裝置，其特征在于， 在設應響應的子節(jié)點的數量為N(N是正整數)的情況下，所述應響應的時機是所述發(fā)送請求的I?N時隙后的任意時機，所有應響應的子節(jié)點的響應時機不存在重復。13.根據權利要求12所述的無線通信裝置，其特征在于， 在所述響應指示數據中，按照與各個子節(jié)點的個體識別信息對應的順序列舉出表示各個子節(jié)點是否應響應的數據， 所述生成單元生成如下的響應指示數據的發(fā)送請求，該響應指示數據包含將與針對所述發(fā)送請求應響應的子節(jié)點對應的所述數據設定為表示應響應的值。14.根據權利要求12或13所述的無線通信裝置，其特征在于， 在直到發(fā)送請求的發(fā)送后經過N時隙后，存在不能接收響應的子節(jié)點的情況下，再次發(fā)送包含將該子節(jié)點指定為應響應的子節(jié)點的響應指示數據的發(fā)送請求。15.根據權利要求14所述的無線通信裝置，其特征在于， 在發(fā)送請求的發(fā)送后從子節(jié)點接收到響應時，更新所述響應指示數據，以表示該子節(jié)點不需要響應， 在對發(fā)送請求進行再次發(fā)送時，將更新后的響應指示數據包含于發(fā)送請求中而進行發(fā)送。16.根據權利要求15所述的無線通信裝置，其特征在于， 在反復進行規(guī)定次數的發(fā)送請求的再送也仍存在不能接收響應的子節(jié)點的情況下，使用所述響應指示數據，輸出從哪個子節(jié)點不能接收到響應。17.—種無線通信系統(tǒng)中的無線通信方法，該無線通信系統(tǒng)是父節(jié)點和多個子節(jié)點進行無線通信的無線通信系統(tǒng)，該無線通信方法的特征在于，包括: 生成步驟，所述父節(jié)點生成發(fā)送請求，該發(fā)送請求包含應響應的子節(jié)點和按照每個應響應的子節(jié)點指定了響應時機的響應指示數據； 發(fā)送步驟，所述父節(jié)點發(fā)送所述發(fā)送請求； 接收步驟，所述子節(jié)點接收所述發(fā)送請求； 響應要否判定步驟，所述子節(jié)點在所述響應指示數據中判定本節(jié)點是否需要針對所述發(fā)送請求進行響應；以及 響應發(fā)送步驟，在需要針對所述發(fā)送請求進行響應的情況下，所述子節(jié)點在基于所述響應指示數據的響應時機發(fā)送響應。18.—種作為子節(jié)點進行工作的無線通信裝置進行的無線通信方法，該子節(jié)點根據來自父節(jié)點的發(fā)送請求而通過無線通信發(fā)送響應，該無線通信方法的特征在于，包括: 接收步驟，接收發(fā)送請求，該發(fā)送請求包含應響應的子節(jié)點和按照每個應響應的子節(jié)點指定了響應時機的響應指示數據； 響應要否判定步驟，在所述響應指示數據中判定本節(jié)點是否需要針對所述發(fā)送請求進行響應；以及 響應發(fā)送步驟，在需要針對所述發(fā)送請求進行響應的情況下，在基于所述響應指示數據的響應時機發(fā)送響應。19.一種作為父節(jié)點進行工作的無線通信裝置進行的無線通信方法，該父節(jié)點向多個子節(jié)點發(fā)送發(fā)送請求而通過無線通信接收響應，該無線通信方法的特征在于，包括: 生成步驟，生成發(fā)送請求，該發(fā)送請求包含應響應的子節(jié)點和按照每個應響應的子節(jié)點指定了響應時機的響應指示數據；以及 發(fā)送步驟，發(fā)送所述發(fā)送請求。20.—種用于使計算機執(zhí)行權利要求17所述的無線通信方法的各步驟的程序。21.—種用于使計算機執(zhí)行權利要求18所述的無線通信方法的各步驟的程序。22.—種用于使計算機執(zhí)行權利要求19所述的無線通信方法的各步驟的程序。
【文檔編號】H04W74/04GK105940751SQ201580006507
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2015年2月24日
【發(fā)明人】M·T·阮, 齋藤啟介
【申請人】歐姆龍株式會社