JP2007336347A - 無線ネットワークにおける通信回復方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】既存のネットワークaの通信エリアと重複する通信エリアを有する別のネットワークbが設けられるときに、ネットワークa内で通信していた親機と子機との間の通信障害が生じ、通信不能になる。
【解決手段】子機4のチャネルを従前使用していたチャネルから電波干渉を生じないチャネルであるチャネルに変更して、親機1と子機4との間の通信を回復する。
【選択図】図1
【解決手段】子機4のチャネルを従前使用していたチャネルから電波干渉を生じないチャネルであるチャネルに変更して、親機1と子機4との間の通信を回復する。
【選択図】図1
Description
本発明は、無線ネットワークにおける通信回復方法に関するものであり、特に、子機が別のネットワークとの電波干渉により通信できなくなった場合に親機との通信を回復させる方法に関する。
従来の無線LANなどの無線ネットワークは、スター形ネットワークで構成されている。図7はスター形ネットワークaの構成図である。1が親機、2乃至4は子機である。破線は親機1が子機2〜4と通信可能エリアAを示す。親機1と複数の子機2〜4との通信は、一般的に単一チャネル(例えばチャネルCH1)で行われている。図において、親機1と子機2〜4をつなぐ線のチャネルCH1は、親機1と子機2〜4との通信がチャネルCH1で行われることを示す。親機1は通信可能エリアA内に存在する複数の子機2〜4と単一のチャネルで時分割で通信を行っている。無線LANでは親機からは識別子SSID(Service Set Identifier)(無線LANのグループを識別する識別子)を有するビーコンが送信され、無線LANのグループを識別している。通信可能エリア内では、子機は親機のビーコンに同期して通信しているために電波の干渉はない。なお、ビーコンについては後で説明する。
図8は、図7において、ネットワークaに対して新たに別のネットワークbが配置された図である。図8において前記図7で用いられたのと同一の符号を用いる。先に設置されている第1の親機1がチャネルCH1を使って前記エリアAに配置されている子機2〜4と通信しているときに、エリアAに重複して、チャネルCH1を使う通信可能エリアBを持つ別の第2の親機1′が設けられた場合、子機4とネットワークbが干渉し、子機4は親機1と通信できなくなる。
このような場合、それぞれのネットワーク管理者は、図9で示すように親機1が使うチャネルを親機1′と相互干渉を起こさない別のチャネルに設定しなおす必要があった。
従来の技術においては、図9のように、ネットワークbではチャネル1を維持し、ネットワークaではチャネルをチャネル2に変更して、ネットワーク同士の相互干渉を回避するという手法をとるのが一般的であった。カバーエリアが狭い無線LAN方式の場合、相互に干渉する親機が隣接して設置される事例は少ないので、このように構成することができる。
しかし、カバーエリアが広範囲に及び、エリアA内に多数の子機を設置して無線ネットワークa(符号Aはネットワーク及びその通信可能エリアを意味する)を運用する場合は事情が異なる。このような無線ネットワークaを設け、その後、同カバーエリアAと重複して、これと相互干渉する別のネットワークb(符号Bは通信可能エリアをも意味するとする)を設置する場合、親機が管理する全子機を常に同一チャネルで運用することは不可能である。
このような干渉を回避できるチャネルを利用するためにデータを転送する前に、周囲の電波状態をスキャンして空チャネルかどうかを判断する方法がCCA法(Clear channel Assessment)として公知である(非特許文献1)。
しかし、空チャネルが存在しない場合には、この手法は有効ではない。
しかし、空チャネルが存在しない場合には、この手法は有効ではない。
Agilent technologies:Aug 19, 2002、5988-5411JA、0000-00DEP
本発明の目的は、既存のネットワークaの通信エリアと重複する通信エリアを有する別のネットワークbが設けられるときに、ネットワークa内で通信していた親機と子機との間の通信障害を簡単な手段で回復することである。
本発明は、図8において新たに設けられたネットワークbの親機1′の電波干渉が原因で、通信不能になった子機4自身が電波干渉のないチャネルを見つけ、親機1との通信を回復するための方法を提供するものである。本発明によれば、子機4のチャネルをチャネル1から電波干渉のないチャネルであるチャネル2に変更することにより簡単に親機1と子機4との間の通信を回復できる。なお、子機2,3及び、新ネットワークb内ではチャネル1はそのまま維持し、子機2,3は従来技術ではチャネル2に変更していたが、この変更は行わない。
周囲の電波条件の悪化のために子機4と親機1との通信が途絶えた場合、子機4はそれまで使っていたチャネルを、チャネル1からチャネル2に変更し、親機1との通信を回復するようにする。
周囲の電波条件の悪化のために子機4と親機1との通信が途絶えた場合、子機4はそれまで使っていたチャネルを、チャネル1からチャネル2に変更し、親機1との通信を回復するようにする。
本発明の第1の態様は、一つの無線ネットワークの親機と子機が1つのチャネルを使って通信を行っている間に、前記子機が前記親機と通信できなくなる場合に、前記子機が通信不能を検知するステップと、前記子機が、前記1つの無線ネットワークの前記1つのチャネルとは別の空チャネルを探すステップと、前記子機がチャネルを前記空チャネルに変更するステップと、親機と通信を再開するステップとからなる無線ネットワークにおける通信回復方法である。
本発明の第2の態様は、子機が新しいチャネルでビーコンを待つことにより、前記別の空チャネルを探すことを特徴とする第1の態様の通信回復方法である。
本発明の第3の態様は、子機が新しいチャネルでビーコンがあることを確認して、親機に応答を返し、親機と通信を再開することを特徴とする第1の態様の通信回復方法である。
本発明の第4の態様は、子機が親機と通信できなくなる場合は、別のネットワークの電波干渉による場合であることを特徴とする第1の態様の通信回復方法である。
本発明の第2の態様は、子機が新しいチャネルでビーコンを待つことにより、前記別の空チャネルを探すことを特徴とする第1の態様の通信回復方法である。
本発明の第3の態様は、子機が新しいチャネルでビーコンがあることを確認して、親機に応答を返し、親機と通信を再開することを特徴とする第1の態様の通信回復方法である。
本発明の第4の態様は、子機が親機と通信できなくなる場合は、別のネットワークの電波干渉による場合であることを特徴とする第1の態様の通信回復方法である。
それぞれの子機が設置された周囲の電波状態に応じて親機との通信チャネルを動的に選択することが出来るので、カバーするエリアが広い無線ネットワークにおいても、最適な通信品質を維持することが可能である。又、子機自身が最適なチャネルを選択するために、ネットワークの管理が簡素化できる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1は、図8と同様なネットワークa、bと親機・子機との関係を表す概略図である。なお、図において図8で用いたのと同じ符号を用いる。
初めに、ネットワークaでは親機1と子機2〜4がチャネル1で通信を行っている。図におけるCh1はチャネル1を示す。
次に、ネットワークbの通信可能エリアとネットワークaの通信可能エリアが通信エリアC(斜線部分)で重複するようになったために、子機4と親機1の通信のスループットが所定値以下に低下する、又は、子機4が親機1と通信できない状態になる。この場合、親機1と子機2,3はチャネル1で以前と同じ状態で通信を継続することができる。しかし、親機1は子機4との通信品質が所定値以下になる、又は、親機1は子機4からの応答を受けることなく、子機4を見失った状態になり、子機4も親機1からの信号を受信することが出来なくなる。
図1は、図8と同様なネットワークa、bと親機・子機との関係を表す概略図である。なお、図において図8で用いたのと同じ符号を用いる。
初めに、ネットワークaでは親機1と子機2〜4がチャネル1で通信を行っている。図におけるCh1はチャネル1を示す。
次に、ネットワークbの通信可能エリアとネットワークaの通信可能エリアが通信エリアC(斜線部分)で重複するようになったために、子機4と親機1の通信のスループットが所定値以下に低下する、又は、子機4が親機1と通信できない状態になる。この場合、親機1と子機2,3はチャネル1で以前と同じ状態で通信を継続することができる。しかし、親機1は子機4との通信品質が所定値以下になる、又は、親機1は子機4からの応答を受けることなく、子機4を見失った状態になり、子機4も親機1からの信号を受信することが出来なくなる。
前記の通り、無線LANにおいては通信接続を容易にするため、親機1側でネットワーク識別子SSID を含んだビーコン信号を周囲に定期的に発信している。ビーコンはタイミング信号であり、通常1秒間に10回程度の頻度で発信されている。この頻度はネットワークの構成、通信頻度等から設計的に決められるもので、30分に1回でもよい。子機4は親機1から発信されているビーコンを受信し、自分の周囲にどのようなネットワークがあるのかを前記識別子(SSID)を使って識別し、自分の接続するネットワークaと親機1を確認する。
ビーコンはチャネルと1対1に対応し、チャネル毎に決まった間隔で発信する。このビーコンによって、子機4は親機1からコマンドが送られるタイミングを予測でき、コマンドの受信待ち受けの間に不要な電力消費を抑圧することができる。図2にビーコンの一例を示す。この例では3チャネルとした(何チャネルにするかは設計により決められる)。(1)はチャネル1のビーコンであり、(2)はチャネル2のビーコンであり、(3)はチャネル3のビーコンである。チャネル2はチャネル1からΔt遅れて発信されている。又、チャネル3はチャネル2からΔt遅れて発信されている。親機1と子機4の間の通信はビーコンが出ている間に行われる。
子機4の回復手順について
次に、この子機4の回復の手順を説明する。
図3は子機4の回復処理のメインのフローチャートである。s1は例えば子機4と親機1がチャネル1で通信している間に子機4が親機1との通信が出来なくなることを検出するステップである。通信が出来る場合は(N)、通常の処理を行うことになる(s3)。通信できなくなることを検出すると(Y)、子機4は回復処理を行う(s2)。
次に、この子機4の回復の手順を説明する。
図3は子機4の回復処理のメインのフローチャートである。s1は例えば子機4と親機1がチャネル1で通信している間に子機4が親機1との通信が出来なくなることを検出するステップである。通信が出来る場合は(N)、通常の処理を行うことになる(s3)。通信できなくなることを検出すると(Y)、子機4は回復処理を行う(s2)。
図4は子機4側の回復モードにおける処理s2のサブルーチンである。図中αは親機1から送られてくるビーコン、βは子機4から親機1への応答である。サブルーチンs2が開始されると(S)、子機4は全てのチャネルの電波受信状況を所定時間チェックして適切な電波干渉のないチャネル(例えばチャネル2)を選択する(s21)。その後、新たなチャネル(チャネル2)に移動してs22、新しいチャネルで親機1からのビーコンαを待つ(s23)。次のステップs24において、ビーコンαがあるかどうかを判断する。ビーコンαが無い場合は、ステップS23に戻り、新しいビーコンαを待ち(s23)、ビーコンαがある場合は親機1に応答βを返し(s25)、チャネル2で通信を再開できたら、サブルーチンを終了する(E)。以上が、子機4側の回復処理である。
次に親機側の回復処理について説明する。
親機1は特定の子機(例えば子機4)にコマンドを送出した後で、その子機4から応答が無い場合、子機4側で回復を試行していると判断して、親機1側の通信回復を試みる。
親機1は特定の子機(例えば子機4)にコマンドを送出した後で、その子機4から応答が無い場合、子機4側で回復を試行していると判断して、親機1側の通信回復を試みる。
親機1の回復手順について
図5は親機1の回復処理のメインのフローチャートである。s5は親機1が子機4との通信が出来なくなることを検出するステップである。通信できる場合は(N)、通常の処理を行うことになる(s7)。しかし、通信できなくなったことを検出すると(Y)、親機1は子機4が回復モードに入ったと判断して回復処理を行う(s6)。
図5は親機1の回復処理のメインのフローチャートである。s5は親機1が子機4との通信が出来なくなることを検出するステップである。通信できる場合は(N)、通常の処理を行うことになる(s7)。しかし、通信できなくなったことを検出すると(Y)、親機1は子機4が回復モードに入ったと判断して回復処理を行う(s6)。
図6は親機1の回復処理s6のサブルーチンである。サブルーチンs6が開始されると(S)、最初に親機1は子機4を探すために現在使っているチャネル1以外のビーコンαを順次送出する(s31)。次に、子機4の応答βをチェックする(s32)。子機4の応答βが有るか無いかをチェックし(s33)、子機4の応答が無い場合(N)、次のチャネルに切換える(s34)。続いて次のチャネルのビーコンαを送出するステップ(s31)に戻る。子機4の応答がある場合(Y)はその応答のあったチャネル(例えばチャネル2)を記録し、以降は子機4とはチャネル2を使って通信を再開し、サブルーチンを終了する。なお、他の子機はチャネル1で通信を継続する。
子機4はチャネルを変更した後で、定期的に元の優先順位の高いチャネルの電波環境を検査し、電波環境が改善されている場合には、元のチャネルに復帰することができる。元のチャネルに復帰すると、親機1の負担が軽減され、チャネルの使用効率も改善される。
上記ビーコンにより、親機はチャネル制御を時分割的にスケジューリングすることができる。
このために、例えば、次のような制御を行うことができる。親機1は、チャネル1で子機2に対して温度測定リクエストを行い、そのΔt後に、子機4に対してチャネル2で消灯コマンドを送ることが可能になる。消灯コマンドを受信すると子機4は直ちに照明を消し、正常応答(Ack)を親機1に返す。その後、子機2は温度測定を行い、次のチャネル1のビーコンのタイミングに測定データを親機1に返送する。この間、子機3は何も行わない。
このような処理をビーコンのタイミングに同期して行うことができる。
このような処理をビーコンのタイミングに同期して行うことができる。
近年、無線LANが多くの分野で使用されるようになってきており、通信エリアの重複が頻繁に起こる状況になっている。親機と子機の関係が、ツリー構造として2階層、3階層になった場合でも、上位のノードと下位のノードとの間で、本発明の方法を応用できる。つまり、広範囲に亘って設置されたツリーネットワークのそれぞれのノードが、周囲の電波状況を検査し、最適な状態で親機との通信を回復・維持することができる。本発明によれば、簡単な方法で電波干渉の問題を解決できるので、本発明の利用の可能性は極めて高い。
1,1′ 親機
2−4 子機
A,B ネットワークの通信可能エリア
C 2つのネットワークの通信可能エリアが重複するエリア
2−4 子機
A,B ネットワークの通信可能エリア
C 2つのネットワークの通信可能エリアが重複するエリア
Claims (4)
- 無線ネットワークの親機と子機が第1のチャネルを使って通信を行っている間に、通信障害が生じた場合に、
前記子機が通信障害を検知するステップと、
前記子機が前記無線ネットワークの前記第1のチャネルとは別の第2のチャネルを探すステップと、
前記子機がチャネルを前記第2のチャネルに変更するステップと、
前記子機が前記親機と通信を再開するステップと
からなる無線ネットワークにおける通信回復方法。 - 前記子機が前記第2のチャネルで前記親機のビーコンを待つことにより、前記第2のチャネルを探す請求項1に記載の通信回復方法。
- 前記子機が前記第2のチャネルで前記親機のビーコンを確認して、前記第2のチャネルで前記親機に応答を返し、前記親機と通信を再開する請求項1に記載の通信回復方法。
- 前記第2のチャネルは、別のネットワークによる電波干渉が生じないチャネルであることを特徴とする請求項1記載の通信回復方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006167345A JP2007336347A (ja) | 2006-06-16 | 2006-06-16 | 無線ネットワークにおける通信回復方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011130101A (ja) * | 2009-12-16 | 2011-06-30 | Ntt Docomo Inc | 制御装置及び移動通信方法 |
JP2015230499A (ja) * | 2014-06-03 | 2015-12-21 | 住友電気工業株式会社 | 交通管制用通信システム及び通信方法 |
-
2006
- 2006-06-16 JP JP2006167345A patent/JP2007336347A/ja active Pending
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