JP2010233069A - 電波強度調整システム、電波出力調整装置、電波出力調整方法、電波出力プログラム、電波出力被調整装置、電波出力被調整方法、及び電波出力被調整プログラム - Google Patents
電波強度調整システム、電波出力調整装置、電波出力調整方法、電波出力プログラム、電波出力被調整装置、電波出力被調整方法、及び電波出力被調整プログラム Download PDFInfo
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Abstract
【課題】無線ネットワークの無線カバーレッジエリアを最適化できるようにする。
【解決手段】電波強度調整システムは、複数のアクセスポイントの中から選択された調整アクセスポイントが、自身において電波受信できる他アクセスポイントの中から被調整アクセスポイントを選択し、被調整アクセスポイントに対して1台ずつ電波出力強度の調整を行う電波出力調整手段を備え、被調整アクセスポイントが、調整アクセスポイントからの指示を受けて自身の電波出力強度を調整する電波出力被調整手段を備え、調整アクセスポイントの電波出力調整手段は、全ての被調整アクセスポイントに対する電波出力強度の調整が終了すると、被調整アクセスポイントから選択した1台のアクセスポイントを、次の調整アクセスポイントとなるよう指示するものであり、これを繰り返して、全てのアクセスポイントが調整アクセスポイントとして機能させるものである。
【選択図】図1
【解決手段】電波強度調整システムは、複数のアクセスポイントの中から選択された調整アクセスポイントが、自身において電波受信できる他アクセスポイントの中から被調整アクセスポイントを選択し、被調整アクセスポイントに対して1台ずつ電波出力強度の調整を行う電波出力調整手段を備え、被調整アクセスポイントが、調整アクセスポイントからの指示を受けて自身の電波出力強度を調整する電波出力被調整手段を備え、調整アクセスポイントの電波出力調整手段は、全ての被調整アクセスポイントに対する電波出力強度の調整が終了すると、被調整アクセスポイントから選択した1台のアクセスポイントを、次の調整アクセスポイントとなるよう指示するものであり、これを繰り返して、全てのアクセスポイントが調整アクセスポイントとして機能させるものである。
【選択図】図1
Description
本発明は、電波強度調整システム、電波出力調整装置、電波出力調整方法、電波出力プログラム、電波出力被調整装置、電波出力被調整方法、及び電波出力被調整プログラム
に関し、例えば、無線ネットワーク通信における無線電波出力強度の自動制御・調整方法に適用し得るものである。
に関し、例えば、無線ネットワーク通信における無線電波出力強度の自動制御・調整方法に適用し得るものである。
一般に、無線通信システム(無線LANシステム)は、IEEE802.11規格による周波数帯域を用いて1つ又は複数の無線基地局(以下、AP;Access Pointという)を備えることにより無線端末に対して通信サービスを提供している。
IEEE802.11規格には、主に以下のような規格があり、それぞれ以下のような周波数帯域が割り当てられている。
1.IEEE802.11b/g;2.4GHz帯の周波数を用いた無線LAN通信方式
2.IEEE802.11a;5GHz帯の周波数を用いた無線LAN通信方式
3.IEEE802.11n;2.4/5GIiz帯の周波数それぞれの高速無線LAN通信方式。
2.IEEE802.11a;5GHz帯の周波数を用いた無線LAN通信方式
3.IEEE802.11n;2.4/5GIiz帯の周波数それぞれの高速無線LAN通信方式。
IEEE802.11bの場合、「1」から「14」までの14個の周波数帯域(以下、チャネル)を使用することができ、同様にIEEE802,11gの場合も、「1」から「11」までの11チャネルを使用することができる。しかし、隣接するチャネル間では電波干渉が起こるため、電波干渉なく周波数帯域が隣接しない独立したチャネルを使用する場合、IEEE802.11bでは、「1、6、11、14」の4チャネル、IEEE802.11gでは、「1、6、11」の3チャネルしか無線ネットワーク環境では使用することができない。
IEEE802.11aの場合、W52;5.2GHz帯/W53;5.3GHz帯/W56;5.6GHz帯とさらに使用周波数が細分化されており、W52/W53は各4チャネル、W56は11チャネルを使用することができる。
IEEE802.11nの場合、IEEE802.11a/b/gと同じチャネルを使用することになる。
前述したように、各無線LAN規格ではチャネル数の割り当てが決められているため、その制約の中でチャネル設計を行い最適な無線ネットワークを構築する必要がある。
無線ネットワークを構築する際に、最も重要となるのが上述した無線チャネルの制約条件の下で、主に以下2つの問題を解消することにある。
第1は、各無線LAN規格で電波干渉することなく使用可能な台数以上(例えば、IEEE80.11bの場合には4チャネル等)の無線APを設置した場合に発生する同一チャネル間の干渉を回避し、無線通信のスループットの低下を防ぐことで無線ネットワークの最適化を行うこと。
第2は、限られたチャネル数(例えば、IEEE802.11bの場合には4チャネル等)で無線ネットワークのカバーレッジエリアを最適化するためのチャネル設計と電波出力調整を行ない、電波の希薄な部分をなくすことで、スムーズなハンドオーバ(以下、HOという)を可能とし、無線ネットワークの最適化を行うこと。
上記第1の問題を解消する技術として、特許文献1及び特許文献2に記載の技術がある。
特許文献1には、図2に示すように、無線周波数帯域(チャネル)の同じ無線APが複数存在している同一無線ネットワーク環境において、同一チャネルの無線APの無線電波出力強度を自動調整することで、同一チャネルの無線AP同士の電波干渉を回避し、最適な無線ネットワークを構築することが記載されている。
特許文献2には、図3に示すように、複数の無線APの設置が必要となる無線ネットワーク環境において、各無線APがチャネルを自動変更することで、他の無線APとの干渉を回避し、最適な無線ネットワークを構築すること、さらには無線ネットワーク構築時の稼動を削減することが記載されている。
また、上記第2の問題を解消する技術としては、特許文献2の記載技術に類似する機能を無線APが有し、各無線APが、同一チャネル以外の各チャネル間の電波出力調整を自動調整する技術がある。
上述したように、上記第1の問題を解決する特許文献1及び特許文献2の記載技術は、次のような課題が生じ得る。
特許文献1の記載技術は、同一チャネルの無線APのみを調整する方法が開示されている。
しかしながら、特許文献1の記載技術は、隣接する異なるチャネルの無線APの電波出力強度について考慮していない。そのため、異なるチャネルの無線AP間のハンドオーバの際に、電波カバーレッジエリア内で電波の弱い部分が生じ得るから、最悪の場合、無線が切れてしまうなどの問題が生じ得る。
また、特許文献1の記載技術は、ある1つの無線APから見て、電波干渉している遠い方の同一チャネルの無線APの電波出力強度を下げるよう命令するため、その対象となった無線APの周りの無線電波のカバーレッジエリアが狭くなってしまい、極端な例を挙げると、電波カバーレッジエリアだった部分が電波カバーレッジエリア外になってしまう可能性がある。
また、特許文献2の記載技術は、各無線APのチャネルを変更することで電波干渉を最小限にする方法が開示されている。
しかしながら、特許文献2の記載技術は、各無線APが無線チャネルを変更することで、変更後の同一チャネルの無線AP同士で干渉が生じる場合もある。
つまり、各無線APが無線チャネルを変更する際に、外来波との干渉を完全に防ぐことができない。そのため、外来波の影響により、不定期にチャネルが変更する可能性があり、それに伴い、無線ネットワーク構成が変化してしまい、無線通信の品質が不安定となる可能性が懸念される。
また、外来波のチャネルと同一チャネルに設定することで干渉を回避するという方法も考えられるが、これにより干渉を防ぐことが出来るが、当該の外来波上で無線通信が行われている場合は、当該無線ネットワークの無線通信上のスループット低下に繋がることも懸念される。
このような課題は、無線ネットワーク全体として大きな影響が出てしまうことが懸念される。
また、上記第2の問題を解決する上述した従来技術は、各無線APが電波出力自動調整機能により同一チャネル以外の電波出力強度を自動調整することが開示されている。
しかしながら、上述した従来技術は、各無線APが勝手に無線電波出力強度を調整するので、例えば日時等で大きく変化する外来波の電波強度の影響や、他の無線APが電波出力自動調整を行ったことによる自APが受ける電波の強弱により自APの電波が影響を受ける。そのため、不定期に電波出力強度を自動調整することで、無線ネットワーク全体として電波のカバーレッジエリアが不安定になったり、安定した無線通信、安定した無線ネットワーク環境を構築することが難しいという問題が生じ得る。
上述した特許文献1及び特許文献2等に記載の従来技術は、外来波等による電波干渉の影響を回避することで最適な無線ネットワーク環境を構築することを主眼に置いた技術であるが、電波干渉調整に伴う無線ネットワークの電波カバーレッジエリアへの影響やその対策については言及されていない。
無線ネットワークを構築する上で重要なことは、先に述べたように、外来波による電波干渉の影響を少なくすることで無線ネットワークの最適化を図ることだけでなく、いかに安定した無線ネットワークにおける電波カバーレッジエリアを構築するかが必要不可欠となる。
本発明は、無線ネットワーク内の電波カバーレッジエリアをいかに容易に、かつ最適に無線ネットワークを設計するかということに主眼を置いた設計手段であり、上述した2つの文献のように各APが受動的に外来波等の電波干渉の影響を回避する手段を言及するものではない。
電波干渉を回避する方式としては、従来技術を流用することで、新たな方法については言及しないものとする。なぜならば、外来波は他の隣接する建物内に設置・運用されている無線ネットワークから洩れてきているものが多く、電波の発信源を制御できない電波であり、外来波の抑制には限界が伴うため、さらには、日時等でその強度が大きく変動するためである。
本発明では、上述した電波干渉以外のカバーレッジエリア内の無線ネットワークの最適化に伴う、アクセスポイントの電波強度調整システム、電波出力調整装置、電波出力調整方法、電波出力プログラム、電波出力被調整装置、電波出力被調整方法、及び電波出力被調整プログラムを提供する。
第1の本発明の電波強度調整システムは、複数のアクセスポイントを有して構成される無線ネットワーク全体の電波エリアの電波強度を調整する電波強度調整システムにおいて、(1)複数のアクセスポイントの中から選択された調整アクセスポイントが、自身において電波受信できる他アクセスポイントの中から被調整アクセスポイントを選択し、被調整アクセスポイントに対して1台ずつ電波出力強度の調整を行う電波出力調整手段を備え、(2)被調整アクセスポイントが、調整アクセスポイントからの指示を受けて自身の電波出力強度を調整する電波出力被調整手段を備え、(1−1)調整アクセスポイントの電波出力調整手段は、全ての被調整アクセスポイントに対する電波出力強度の調整が終了すると、被調整アクセスポイントから選択した1台のアクセスポイントを、次の調整アクセスポイントとなるよう指示するものであり、これを繰り返して、全てのアクセスポイントが調整アクセスポイントとして機能させるものであることを特徴とする。
第2の本発明の電波出力調整装置は、無線ネットワークを構成するアクセスポイントのうち、他アクセスポイントの電波出力強度を調整する調整アクセスポイントが有する電波出力調整装置において、(1)複数のアクセスポイントの中から選択された調整アクセスポイントが、自身において電波受信できる他アクセスポイントの中から被調整アクセスポイントを選択し、被調整アクセスポイントに対して1台ずつ電波出力強度の調整を行う電波出力調整手段を備え、(1−1)電波出力調整手段が、全ての被調整アクセスポイントに対する電波出力強度の調整が終了すると、被調整アクセスポイントから選択した1台のアクセスポイントを、次の調整アクセスポイントとなるよう指示するものであり、これを繰り返して、全てのアクセスポイントが調整アクセスポイントとして機能させるものであることを特徴とする。
第3の本発明の電波出力被調整装置は、無線ネットワークを構成するアクセスポイントのうち、被調整アクセスポイントが有する電波出力被調整装置において、電波出力強度の調整を行う調整アクセスポイントからの指示を受けて自身の電波出力強度を調整する電波出力被調整手段を備えることを特徴とする。
第4の本発明の電波出力調整方法は、無線ネットワークを構成するアクセスポイントのうち、他アクセスポイントの電波出力強度を調整する調整アクセスポイントが有する電波出力調整装置の電波出力調整方法において、(1)電波出力調整手段が、複数のアクセスポイントの中から選択された調整アクセスポイントが、自身において電波受信できる他アクセスポイントの中から被調整アクセスポイントを選択し、被調整アクセスポイントに対して1台ずつ電波出力強度の調整を行う電波出力調整工程を有し、(1−1)電波出力調整手段が、全ての被調整アクセスポイントに対する電波出力強度の調整が終了すると、被調整アクセスポイントから選択した1台のアクセスポイントを、次の調整アクセスポイントとなるよう指示するものであり、これを繰り返して、全てのアクセスポイントが調整アクセスポイントとして機能させるものであることを特徴とする。
第5の本発明の電波出力被調整方法は、無線ネットワークを構成するアクセスポイントのうち、被調整アクセスポイントが有する電波出力被調整装置の電波出力被調整方法において、電波出力被調整手段が、電波出力強度の調整を行う調整アクセスポイントからの指示を受けて自身の電波出力強度を調整する電波出力被調整工程を有することを特徴とする。
第6の本発明の電波出力調整プログラムは、無線ネットワークを構成するアクセスポイントのうち、他アクセスポイントの電波出力強度を調整する調整アクセスポイントが有する電波出力調整装置の電波出力調整プログラムにおいて、電波出力装置を、(1)複数のアクセスポイントの中から選択された調整アクセスポイントが、自身において電波受信できる他アクセスポイントの中から被調整アクセスポイントを選択し、被調整アクセスポイントに対して1台ずつ電波出力強度の調整を行う電波出力調整手段として機能させるものであり、(1−1)電波出力調整手段が、全ての被調整アクセスポイントに対する電波出力強度の調整が終了すると、被調整アクセスポイントから選択した1台のアクセスポイントを、次の調整アクセスポイントとなるよう指示するものであり、これを繰り返して、全てのアクセスポイントが調整アクセスポイントとして機能させるものであることを特徴とする。
第7の本発明の電波出力被調整プログラムは、無線ネットワークを構成するアクセスポイントのうち、被調整アクセスポイントが有する電波出力被調整装置の電波出力被調整プログラムにおいて、電波出力強度の調整を行う調整アクセスポイントからの指示を受けて自身の電波出力強度を調整する電波出力被調整手段として機能させることを特徴とする。
本発明によれば、無線ネットワークのアクセスポイント間の電波出力強度を考慮して置局設計ができ、無線カバーレッジエリアを自動的に最適化することができる。
(A)第1の実施形態
以下では、本発明の電波強度調整システム、電波出力調整装置、電波出力調整方法、電波出力プログラム、電波出力被調整装置、電波出力被調整方法、及び電波出力被調整プログラムの第1の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
以下では、本発明の電波強度調整システム、電波出力調整装置、電波出力調整方法、電波出力プログラム、電波出力被調整装置、電波出力被調整方法、及び電波出力被調整プログラムの第1の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
(A−1)第1の実施形態の構成
図4は、第1の実施形態に係る無線ネットワークの簡易的なシステム構成を示す構成図である。
図4は、第1の実施形態に係る無線ネットワークの簡易的なシステム構成を示す構成図である。
図4において、第1の実施形態の無線ネットワーク6は、IPネットワーク2、無線アクセスポイント(AP)1(1−1及び1−2)、時刻情報を提供するNTPサーバ3、PC4−1及び4−2、モバイルIPフォン5−1及び5−2を有して構成される。
AP1−1及びAP1−2は、IPネットワーク2に接続するコントロール型アクセスポイントである。ここで、第1の実施形態では、コントロール型アクセスポイントを適用した場合を例示するが、これに限定されず、コントローラレス型アクセスポイントや、アクセスポイント間で無線通信可能なメッシュ型アクセスポイントを適用するようにしてもよい。
AP1−1の電波出力範囲には、PC4−1及びモバイルIPフォン5−1が存在し、AP1−1は、PC4−1及びモバイルIPフォン5−1との間で無線通信を行う。また、AP1−2の電波出力範囲には、PC4−2及びモバイルIPフォン5−2が存在し、PC4−2及びモバイルIPフォン5−2との間で無線通信を行う。
また、PC4−1及び4−2、モバイルIPフォン5−1及び5−2は、AP1−1及び1−2と無線通信する無線端末を例示したものである。従って、無線通信機能を有する無線端末であれば広く適用することができる。
図1は、AP1(1−1及び1−2)の内部構成を示す内部構成図である。AP1−1及び1−2はいずれも同じ内部構成を備えるので、以下ではAP1と表記して説明する。
図1において、第1の実施形態のAP1は、メモリ部12、制御部13、無線通信部14、有線通信部145、アンテナ部16を少なくとも有して構成される。
制御部13は、AP1の機能を司る制御手段である。制御部13は、アクセスポイントとしての種々の機能として、例えば、無線通信制御、有線通信制御、電波干渉回避制御等を行うものであり、特に第1の実施形態では、電波出力調整機能を行う。
この電波出力調整機能は、生存確認ができた他APとの間で無線カバーレッジエリアのバランスを崩すことなく電波出力調整を行う機能である、また電波出力調整機能は、自APの電波出力強度を調整するのではなく、他APに対して電波出力強度を調整するようにする機能である。つまり、電波出力調整機能は、外来波等の電波干渉を回避するなどのように、受動的に自APの電波出力強度を調整するのではなく、能動的に他APの電波出力強度を調整する。
図5は、AP1において実現される電波出力調整機能を説明する機能ブロック図である。
図5において、AP1が行う電波出力調整機能は、大別して、生存確認部101、電波出力調整機能部102、電波出力被調整機能部103を有する。
生存確認部101は、自APで電波の見える範囲の他APの生存確認を行うものである。生存確認部101は、全チャネルの電波スキャンを行ない、受信した電波信号(例えば、ビーコン信号等)に含まれる情報から当該他APに関する情報を取得し、これを生存確認リスト121としてメモリ部12に保存する。
ここで、図6は、生存確認リスト121の構成を説明する説明図である。図6に示すように、生存確認部101は、MACアドレス、IPアドレス、チャネル(CH)、受信レベル、Beacon時間情報、実時間差を項目とし、生存確認部101は、これらの情報をリストに登録する。
MACアドレス及びIPアドレスは、他APのMACアドレス及びIPアドレスを格納する。チャネルは、電波スキャンした他APの使用チャネルを格納する。受信レベルは、受波した電波の受信強度を格納する。Beacon時間情報には、Beacon信号を受信した時間を格納する。実時間差には、他APの電波送波時間と自APの電波受波時間との間の時間差を格納する。
また、生存確認部101は、生存確認リスト121を参照して、他APの生存確認を行う。ここで、生存確認の方法としては、例えば、IPネットワーク2を介して、生存確認リスト121に登録されている他APのMACアドレス及びIPアドレス宛に生存確認信号(例えばping等)を送信する。そして、この生存確認信号に対する応答が返信されてきた場合、当該他APは生存すると判断する。
さらに、生存確認部101は、生存確認リスト121に登録されている全ての他APの生存確認を行ない、その生存確認結果を後述する履歴情報(図7参照)に保存する。
電波出力調整機能部102は、自APが他APの電波出力強度を調整する側のアクセスポイント(以下、Monitor-AP)である場合に動作する機能である。
電波出力被調整機能部103は、自APが他APにより電波出力強度を調整される側のアクセスポイント(以下、Monitored-AP)である場合に動作する機能である。
このように、第1の実施形態の電波出力調整機能は、各AP1がばらばらに電波出力調整を行うのではなく、Monitor-APとして機能する1台のAP1が、Monitored-APとなる他APの電波出力強度を調整する。また、全てのAP1が順々にMonitor-APとして機能する。これにより、無線ネットワーク全体の無線エリアの電波出力強度のバランスが取れた無線ネットワークを構築できる。
電波出力調整機能部102は、調整対象選択部104、履歴記録部105、電波出力調整実行部106、完了通知部107を有する。
調整対象選択部104は、電波出力強度を調整する他AP(すなわち、Monitored-APとする他AP)を選択するものである。調整対象選択部104の調整対象の選択方法としては、自APのチャネル以外のチャネルを使用する他APを選択する。また、調整対象選択部104は、自APにおける電波強度が最も強い他AP、又は自APから最も距離が近い他APを判断し、電波強度が強い他AP、又は距離が近い他APから順に調整対象の他APとして選択する。
具体的には、調整対象選択部104は、生存確認リスト121を参照し、自APのチャネルと異なるチャネルを使用しているAPを検索し、その中から、受信レベルが最も強いもの、又は実時間差が小さいものを選択する。このとき、受信レベルを参照するか、又は実時間差を参照するかについては、予め決定しておくことでよい。
履歴記録部105は、自APが電波出力調整の対象とする他APについて履歴情報をメモリ部12に記録するものである。
図7は、履歴情報122を説明する説明図である。図7に示すように、履歴情報122としては、生存確認情報、調整するAP、調整を受けたAPを項目とする。
生存確認情報には、生存確認部101が生存を確認した他APの識別情報が格納される。図7では、例えば、自APの識別情報が「A1」とする。このとき、自APが5台の他APの生存を確認した場合、それぞれの他APの識別情報「A2、A3、A4、A5、A6」を保存する。
調整するAPには、自APが電波出力調整の対象とする他APの識別情報が格納される。例えば、図7では、自APが「A2、A3、A4」の他APの電波出力強度を調整する場合に、履歴記録部105が記録する。
調整を受けたAPには、自APが他APから電波出力強度の調整を受けた場合に、その電波出力調整をした他APの識別情報が格納される。例えば、図7では、自APが「A2、A3」の他APから電波出力強度の調整を受けた場合であり、この項目には後述する電波出力被調整機能部103の履歴記録部108が記録する。
電波出力調整実行部106は、電波出力調整の対象とする他APの、自APにおける受信電波強度を見て、その受信電波強度が所定の電波強度になるように、他APの電波出力強度を調整するものである。
ここで、電波出力調整の具体的な方法として、電波出力調整実行部106は、生存確認リスト121を参照して、調整対象の他APの受信電波強度を確認する。そして、この他APの受信電波強度が閾値であるか否かを判断し、閾値の電波強度である場合、他APの電波出力強度の調整をしない旨を他APに通知する。一方、閾値の電波強度でない場合には、他APの受信電波強度と閾値(電波強度)との差分を求め、その差分に相当する電波強度だけ調整するよう他APに指示する。
完了通知部107は、自APが電波出力調整を終了すると、他APに対してその旨を通知するものである。
電波出力被調整機能部103は、履歴記録部108、電波出力変更制御部109を有する。
履歴記録部108は、自APが他APから電波出力強度の調整を受けたときに、その他AP(Monitor-APとなる他AP)について履歴記録をするものである。履歴記録部108は、上述したように図7の「調整を受けたAP」の項目に記録する。
このとき、Monitor-APとなる他APからは、電波出力強度の調整をする指示又は調整しない旨の通知を受け得る。履歴記録部108は、電波出力強度の調整をする指示又は調整しない旨の通知を受けた場合のいずれの場合にも、履歴記録を行うこととする。
電波出力変更制御部109は、Monitor-APとなる他APから電波出力強度を調整する指示を受けた場合、無線通信部14に対して、指示された電波強度分だけ電波出力強度を変更するよう制御するものである。
メモリ部12は、制御部13の制御を受けて、所定情報を記憶する記憶領域である。第1の実施形態においては、メモリ部12は、図6に例示する生存確認リスト121及び図7に例示する履歴情報122を記憶する。
無線通信部14は、アンテナ16部を介して無線通信を行うRF インタフェース部である。無線通信部14は、上述した電波出力変更部109の指示を受けてアンテナ部16から放射する電波出力強度を調整する。
有線通信部15は、IPネットワーク2との間で情報の授受を行うLAN インタフェース部である。
(A−2)第1の実施形態の動作
次に、第1の実施形態の無線ネットワークを構成するAP1の処理の動作を、図面を参照しながら説明する。
次に、第1の実施形態の無線ネットワークを構成するAP1の処理の動作を、図面を参照しながら説明する。
(A−2−1)生存確認処理
図8は、AP1における他APの生存確認処理の動作を示すフローチャートである。
図8は、AP1における他APの生存確認処理の動作を示すフローチャートである。
まず、各AP1が起動すると(ステップS101)、各AP1は、起動時に、IPネットワーク2上に設置されたNTPサーバ3から時刻情報を取得して時刻合わせを行う(ステップS102)。これにより、全てのAP1間で時刻同期を図ることができる。
次に、各AP1は、全チャネルについてスキャニングを行ない、他APが送出している電波を受波する(ステップS103)。
このとき、各AP1が電波を受波すると、各AP1は、その受波した電波信号に含まれている他APに関する情報を解析して、メモリ部12の生存確認リスト121に保存する(ステップS104)。
例えば、各AP1は、他APが送出するBeacon信号を受信すると、そのBeacon信号に含まれている送信元APのMACアドレス(BSSID:Basic Service Set Identifier)及びIPアドレスを取得して生存確認リスト121に保存する。また、各AP1における受信電波強度(受信強度レベル)、受信時間及びチャネルを生存確認リスト121に保存する。さらに、各AP1は、Beacon信号に含まれている送信時刻と、自APが受信した受信時刻との差分を求め、その差分を実時間差として生成確認リスト121に保存する。
上記のように全チャネルを電波スキャンして、自APが起動時に受信できる電波の範囲内の他APを認識すると、各AP1は、全ての他APに対して生存確認を行う(ステップS105)。
例えば、各AP1は、生存確認リスト121を参照して、他APのMACアドレス及びIPアドレスを基にして、他AP宛の生存確認信号(例えば、Ping等)をIPネットワーク2に送信する。
そして、各AP1は、例えばPing応答のあった場合、その他APが正アクセスポイントとしてメモリ部12の生存確認リスト121に保存し(ステップS107)、Ping応答のなかった場合、その他APが不正アクセスポイントとしてメモリ部12の生存確認リスト121に保存する(ステップS106)。
このとき、所定タイムアウト時間を設けておき、Ping応答のなかった他APについては、ステップS105に戻って、再度生存確認を行う。そして、予め決定したリトライ回数だけ生存確認を繰り返し行ない、それでもPing応答がない場合、生存確認リストから当該他APを削除する。
各AP1は、例えば設置場所などにより受信できる電波の範囲が異なるため、それぞれ異なる情報がメモリ部12にキャッシュされることになる。
(A−2−2)電波出力調整開始及び電波出力調整対象AP(Monitored-AP)の選択処理
次に、無線ネットワーク6における各AP1の電波出力調整対象とするAPの選択処理の動作を図面を参照しながら説明する。
次に、無線ネットワーク6における各AP1の電波出力調整対象とするAPの選択処理の動作を図面を参照しながら説明する。
図9は、電波出力調整対象の選択処理の動作を示すフローチャートである。図10は、AP間の電波出力調整処理を説明するシーケンス図である。
まず、図2において、各AP1の起動完了後、例えば管理者等により人為的に選択されたAPがMonitor-APとしての機能動作を開始し、他APの電波出力強度を調整する。
各AP1がMonitor-APとして選択されると、当該AP(Monitor-AP)は、メモリ部12に保存される生存確認リスト121を参照して、自APの使用チャネルと異なるチャネルを使用する他APを選択する(ステップS201)。
例えば、IEEE801.11bの場合、電波が干渉することなく利用可能なチャネルが4チャネルであるから、自AP以外の3チャネルを使用する他APを選択する。またIEEE802.11gの場合、電波が干渉することなく利用可能なチャネルが3チャネルであるから、自AP以外の2チャネルを使用する他APを選択する。
ここで、AP(Monitor-AP)は、自APの使用チャネルと異なるチャネルのAPを選択するが、同一チャネルのAPは対象外とする。
これは、先に説明をしたように、第1の実施形態では、AP(Monitor-AP)と同一チャネルのAPに関しても同様な電波出力調整が可能なものとしているが、実際の無線ネットワークのチャネル設計では、電波干渉の問題から同一チャネルのAPを隣接させる設計、すなわち同一チャネル間でのHOを行う設計は行わないため、オプションとして取り扱うこととする。
なお、第1の実施形態では、異なるチャネル間のハンドオーバ(HO)を一般条件としており、同一チャネル間での干渉よりも、AP間での電波出力調整による無線カバーレッジエリアの最適化を重視しているからである。
次に、AP(Monitor-AP)は、ステップS201で選択した他APのうち、生存確認リスト121を参照して、受信電波強度が最も強い又は最も距離が近い他APを選択する(ステップS202)。ステップS202で選択したAPがMonitored-APとなり、1台ずつ選択する。
このとき、AP(Monitor-AP)は、図6の生存確認リスト121の「受信レベル」を参照することで、受信電波強度の強い他APを選択することができる。
また、最も距離の近い他APを選択する方法としては、AP(Monitor-AP)は、図6の生存確認リスト121の「実時間差」を参照することで選択できる。つまり、AP(Monitor-AP)から他APまでの距離の判定は、ネットワーク上に設置したNTPサーバ3により全てのAPで時刻同期を取っているから、各他APが送出した電波信号(例えばBeacon信号等)に含まれている送出時刻と、自APにおいて電波信号(例えばBeacon信号等)の受信時刻とのデルタ時間(時間差分)に基づき、このデルタ時間が最も小さいものが最も距離が近いAPと判断できる。
ステップS202で選択したAPがMonitored-APとなる。ここで、Monitored-APは、1台ずつ選択する。
AP(Monitor-AP)は、ステップS202で選択したAP(Monitored-AP)を選択すると、後述するように、このAP(Monitored-AP)にログインして、このAP(Monitored-AP)に対して電波出力調整を行い(ステップS203)、このAP(Monitored-AP)の電波出力調整が終了すると、このAP(Monitored-AP)からログアウトする。
次に、ステップS204に移行し、ステップS201で選択した全他APについて電波出力調整を行ったか否かを判断し、全ての他APについて終了していれば(ステップS205)、ステップS205に移行して処理を終了し、そうでない場合には、ステップS202に移行し、今回選択した他APを除いて、受信電波強度が強い他AP又は最も近い他APを1台選択して処理を続行するようにする。
図10において、AP1−1は、管理者から選択を受けて、電波出力調整機能を起動し(ステップS301)、Monitor-APとして機能する。AP1−1は、電波出力調整対象とするMonitored-APを選択し、このMonitored-APである他AP1−2にログイン(ステップS302)する。
AP1−1は、AP1−2から送出される電波出力レベルを確認し(ステップS304)、この電波出力調整が必要な場合、AP1−2に対して電波出力調整を指示する(ステップS304)。一方、電波出力調整が必要でない場合、AP1−2に対してそのままの設定を保存される(ステップS305)。
そして、AP1−2の電波出力調整が終了すると、AP1−1は、AP1−2からログアウトし(ステップS306)、AP1−2を電波出力調整済みとしてメモリ部12に保存する(ステップS307)。
次に、AP1−1は、次の電波出力調整対象としてのAP(Monitored-AP)1−3を選択し、このAP(Monitored-AP)1−3にログインする(ステップS308)。AP1−1は、AP1−3に対しても、同様に電波出力調整を行う(ステップS309〜S311)、AP1−3を電波出力調整済みとしてメモリ部12に保存する(ステップS312)。
その後、このAP1−3が次にmonitor-APとして機能させるものとして、AP1−1は、電波出力調整機能起動指示をAP1−3に出力する(ステップS313)。これにより、最初は人為的な選択で、Monitor-APを選択したが、それ以降は、各AP1が、順次Monitor-APとなることができる。
その後、AP1−1は、AP1−3からログアウトする(ステップS314)。
(A−2−3)電波出力調整処理
次に、AP(Monitor-AP)が他AP(Monitored-AP)の電波出力強度を調整する処理の動作を説明する。
次に、AP(Monitor-AP)が他AP(Monitored-AP)の電波出力強度を調整する処理の動作を説明する。
まず、AP(Monitor-AP)は、動作を開始すると、他AP(Monitored-AP)にログインを行うと、予め各APに設定されている電波出力調整時の電波出力調整閾値32に合わせて、他AP(Monitored-AP)の電波出力を調整する。
AP(Monitor-AP)は、電波出力調整対象の他AP(Monitored-AP)が送出する電波を受信し、受信した電波の受信電波強度がAP(Monitor-AP)側に設定された受信電波強度の閾値になるように調整を行う。
ここで、電波出力調整値32について説明する。図11は、図4に示すAP1−1及び1−2の電波カバーレッジエリア31を示すものである。
電波出力調整閾値32は、各AP1−1及び1−2間の電波カバーレッジエリア(セル)31間で各無線端末の無線通信が途切れることなく(電波が途切れることなく)ハンドオーバ(HO)ができるようにHO閾値を考慮したものとする必要がある。
仮に、無線端末としてモバイルIPフォン5−1及び5−2のHO閾値が「−70dB」である場合に、電波出力調整閾値32を「−70dB」以上に設定してしまうと、モバイルIPフォン5−1及び5−2のHOポイントが2つのAP1−1及び1−2間ではなく、HO先のAPを超えなければHOしないという状態となってしまう。これは、最適な無線ネットワーク設計とは言い難いものとなるため、電波出力調整閾値32はモバイルIPフォン5−1及び5−2のHO閾値よりも低いレベル(例えば、「−5dB」程度低いレベル)で設定する。
この動作により、図11のAP1−2(Monitored-AP)から、AP1−1(Monitor-AP)方向の電波出力レベルが最適化される。
(A−2−4)無線ネットワークにおける電波出力調整処理
次に、無線ネットワークにおいて、全てのAPが一斉に動作するのではなく、各AP1が順番に1台ずつMonitor-APとなり、全てのAPの電波出力調整を確実に行い、無線カバーレッジエリアのバランスを崩すことなく無線電波調整を行う。
次に、無線ネットワークにおいて、全てのAPが一斉に動作するのではなく、各AP1が順番に1台ずつMonitor-APとなり、全てのAPの電波出力調整を確実に行い、無線カバーレッジエリアのバランスを崩すことなく無線電波調整を行う。
第1の実施形態では、Monitor-APとなった当該APと同一チャネルを使用しているAPに関しては無視しているが、同一チャネルのAPに対しても、同様の動作をすることができる。
図12〜図17は、無線ネットワークにおける電波出力調整を説明する説明図である。図12〜図17では、6台のAP(以降A1〜A6と表示して説明する)間で電波出力調整を行う場合を例示して説明する。
また、図12〜図17では、各アクセスポイントA1〜A6は、起動時の生存確認処理の際に、生存確認できたアクセスポイントである。
なお、無線規格は、特に限定されないが、ここではIEEE802.11bの4チャネル使用時とし、同一チャネルの電波出力調整は行わないこととする。勿論、他の無線規格でも同様の動作をする。
図12において、まず、A1が、人為的にMonitor-APとして選択され、電波出力調整機能が起動する。
A1は、メモリ部12の生存確認情報121を参照して、A6については同一チャネルを使用するものとして選択しない。また、A1は、自APの使用チャネルと異なるチャネルを使用するA2〜A5のうち、電波強度が強くかつ自APから距離が近いアクセスポイントA2、A3、A4をMonitored-APとして選択する。
このとき、A1は、Monitored-APとして選択したアクセスポイントA2、A3、A4を履歴情報122としてメモリ部12に保存する。
ここで、3台のアクセスポイントを選択することとしたのは、この実施形態では、IEEE802.11bの4チャネルを使用する場合を例示しているからである。
そして、A1は、選択したMonitored-APから、例えば、A1における受信強度レベルの強い順、若しくは、物理的に設置場所が近い順に、電波出力調整を行う。ここでは、A1は、A2→A4→A3の順に電波出力調整を行うものとする。
また、Monitored-APとして機能するアクセスポイントA2、A3、A4は、A1に電波出力調整が行われると、A1により電波出力調整が行われたことを示す履歴情報122をメモリ部12に保存する。
次に、A1は、A2→A4→A3について電波出力調整を行なうと、最後に電波出力調整を行ったA3に対して、ログアウト前に、電波出力調整機能を起動させる指示信号を与える。これを受けて、A3は、Monitor-APとして機能し、他APの電波出力調整を動作する。
図13は、AP3がMonitor-APとして機能する場合を説明する。AP3は、A1、A4、A5をMonitored-APとして選択し、その旨を履歴情報122としてメモリ部12に保存する。また、A3は、A1→A4→A5の順で電波出力調整を行う。Monitored-APとして機能したA1、A4、A5は、A3により電波出力調整されたことを履歴情報122のメモリ部12に保存する。
さらに、A3は、最後のMonitored-APであるA5に対して、ログアウト前に電波出力調整機能起動信号を送信する。A5は、これを受けて、Monitor-APとして機能し、他APの電波出力調整を動作する。
図14は、AP5がMonitor-APとして機能する場合を説明する。AP5は、A3、A4、A6をMonitored-APとして選択し、その旨を履歴情報122としてメモリ部12に保存する。また、A5は、A3→A4→A6の順で電波出力調整を行う。Monitored-APとして機能したA3、A4、A6は、A5により電波出力調整されたことを履歴情報122のメモリ部12に保存する。
さらに、A5は、最後のMonitored-APであるA6に対して、ログアウト前に電波出力調整機能起動信号を送信する。A6は、これを受けて、Monitor-APとして機能し、他APの電波出力調整を動作する。
図15は、AP6がMonitor-APとして機能する場合を説明する。AP6は、A3、A4、A5をMonitored-APとして選択し、その旨を履歴情報122としてメモリ部12に保存する。また、A6は、A5→A3→A4の順で電波出力調整を行う。Monitored-APとして機能したA3、A4、A5は、A6により電波出力調整されたことを履歴情報122のメモリ部12に保存する。
さらに、A6は、最後のMonitored-APであるA4に対して、ログアウト前に電波出力調整機能起動信号を送信する。A4は、これを受けて、Monitor-APとして機能し、他APの電波出力調整を動作する。
図16は、AP4がMonitor-APとして機能する場合を説明する。AP4は、A2、A3、A6をMonitored-APとして選択し、その旨を履歴情報122としてメモリ部12に保存する。また、A4は、A6→A3→A2の順で電波出力調整を行う。Monitored-APとして機能したA2、A3、A6は、A4により電波出力調整されたことを履歴情報122のメモリ部12に保存する。
さらに、A4は、最後のMonitored-APであるA2に対して、ログアウト前に電波出力調整機能起動信号を送信する。A2は、これを受けて、Monitor-APとして機能し、他APの電波出力調整を動作する。
図17は、AP2がMonitor-APとして機能する場合を説明する。AP2は、A1、A3、A4をMonitored-APとして選択し、その旨を履歴情報122としてメモリ部12に保存する。また、A2は、A4→A3→A1の順で電波出力調整を行う。Monitored-APとして機能したA1、A3、A4は、A2により電波出力調整されたことを履歴情報122のメモリ部12に保存する。
図17に示す無線ネットワークにおいて、A2は、最後のMonitor-APとなる。AP2は、自APが最後のMonitor-APであることを認識するために、次のような処理を行なう。
例えば、Monitor-APは、自APが電波出力調整を行ったMonitored-APからの情報しか見えないので、例えば、有線通信部15がIPネットワーク2を通じて、ブロードキャストパケット等により完了通知を、履歴情報122から生存確認できている全APに対して送信する。
この完了通知を受信したAPは、自APがMonitor-APとして機能した場合、応答を行なわず、そうでない場合に応答を行う。このとき、各APがMonitor-APとして機能した場合に、その旨を応答するようにしても良い。
そして、現在のMonitor-APは、他APの全てから、Monitor-APとして機能した旨の応答を受信しない時点で、全てのAPがMonitor-APとして機能したことを認識することができ電波出力調整を完了する。
一方、応答を受信した場合、電波出力調整が完了していないと判断する。
このとき、図17のAP2(Monitor-AP)の最後のMonitored-APがまだMonitor-APとして機能していない場合、このMonitored-APのアクセスポイントに対して電波調整機能起動指示信号を送信する。
また、最後のMonitored-APでないが、AP2がMonitored-APとしたアクセスポイントである場合には、このアクセスポイントに対して電波出力調整機能起動指示信号を送信する。
さらに、最後のMonitored-APでないアクセスポイントが複数ある場合、この複数のアクセスポイントのうちランダムに選択したアクセスポイントに対して、電波出力調整機能起動指示信号を送信する。
このような処理を行うことにより、全APが電波出力調整を行なうことができ、電波出力調整の抜けを無くすことができる。
(A−3)第1の実施形態の効果
以上のように、第1の実施形態によれば、次のような効果を奏する。
以上のように、第1の実施形態によれば、次のような効果を奏する。
隣接する異なるチャネルの各AP間の電波出力を考慮した置局設計が可能となり、各AP間で均一な電波強度による電波のカバーレッジエリアを構築することが可能となる。
無線チャネルを変更することなく、最適な電波のカバーレッジエリアを構築することが可能となる。
各APが不定期にチャネル変更、若しくは不定期に自APの出力変更をすることがなくなることで、無線カバーレッジエリアが変動することがなくなり、無線ネットワークの品質を安定化することが可能となる。
その結果、無線カバーレッジエリアの品質を安定化させ最適な無線ネットワークを提供することができる。
また、第1の実施形態では、従来人為的に調整を行ってきた電波カバーレッジエリアの構築を自動的に最適化することが可能となるため、人為的なミスをなくすこと、さらには構築に掛かる稼動時間も削減するこが可能となる。
(B)他の実施形態
上述した第1の実施形態では、コントローラレス型APを使用した場合のものを主として説明しているが、コントローラ型AP、メッシュ型AP等、全てのAPに適用することができる。
上述した第1の実施形態では、コントローラレス型APを使用した場合のものを主として説明しているが、コントローラ型AP、メッシュ型AP等、全てのAPに適用することができる。
1(1−1、1−2、1−3)、A1〜A6…アクセスポイント(AP)、
12…メモリ部、13…制御部、14…無線通信部、15…有線通信部、16…アンテナ部、
101…生存確認部、102…電波出力調整機能部、103…電波出力被調整機能部、
104…電波出力調整対象選択部、105…履歴記録部、106…電波出力調整実行部、
107…完了通知部、108…履歴記録部、109…電波出力変更制御部、
2…IPネットワーク、3…NTPサーバ、4−1及び4−2…PC、
5−1及び5−2…モバイルIPフォン、6…無線ネットワーク。
12…メモリ部、13…制御部、14…無線通信部、15…有線通信部、16…アンテナ部、
101…生存確認部、102…電波出力調整機能部、103…電波出力被調整機能部、
104…電波出力調整対象選択部、105…履歴記録部、106…電波出力調整実行部、
107…完了通知部、108…履歴記録部、109…電波出力変更制御部、
2…IPネットワーク、3…NTPサーバ、4−1及び4−2…PC、
5−1及び5−2…モバイルIPフォン、6…無線ネットワーク。
Claims (12)
- 複数のアクセスポイントを有して構成される無線ネットワーク全体の電波エリアの電波強度を調整する電波強度調整システムにおいて、
上記複数のアクセスポイントの中から選択された調整アクセスポイントが、自身において電波受信できる他アクセスポイントの中から被調整アクセスポイントを選択し、被調整アクセスポイントに対して1台ずつ電波出力強度の調整を行う電波出力調整手段を備え、
上記被調整アクセスポイントが、上記調整アクセスポイントからの指示を受けて自身の電波出力強度を調整する電波出力被調整手段を備え、
上記調整アクセスポイントの電波出力調整手段は、全ての上記被調整アクセスポイントに対する電波出力強度の調整が終了すると、上記被調整アクセスポイントから選択した1台のアクセスポイントを、次の調整アクセスポイントとなるよう指示するものであり、これを繰り返して、全ての上記アクセスポイントが調整アクセスポイントとして機能させるものである
ことを特徴とする電波強度調整システム。 - 上記調整アクセスポイントの電波出力調整手段が、
起動時に、1又は複数の他アクセスポイントの送出電波を受信する電波受信部と、
上記電波受信部の受信した上記各他アクセスポイントの生存確認を行う生存確認部と、
上記生存確認部により生存確認された上記各他アクセスポイントから、電波出力調整対象としての被調整アクセスポイントを選択する被調整アクセスポイント選択部と、
上記被調整アクセスポイントからの送出電波の受信電波強度と所定の閾値との比較に応じて、当該被調整アクセスポイントに対して電波出力調整を指示する電波出力調整実行部と
を備えることを特徴とする請求項1に記載の電波強度調整システム。 - 上記被調整アクセスポイント選択部が、上記各他アクセスポイントからの自身における受信電波強度又は自身からの距離に基づいて、上記被調整アクセスポイントを選択することを特徴とする請求項2に記載の電波強度調整システム。
- 上記電波出力調整実行部は、当該被調整アクセスポイントとの間のハンドオーバが可能な電波強度に基づいて設定された閾値を用いて、上記被調整アクセスポイントからの受信電波強度が上記閾値となるように電波出力調整することを特徴とすることを特徴とする請求項2又は3に記載の電波強度調整システム。
- 上記電波出力調整実行部は、最後の上記被調整アクセスポイントに対して電波出力調整を終了すると、この最後の上記被調整アクセスポイントを次の調整アクセスポイントとなるように指示することを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の電波強度調整システム。
- 上記電波出力調整手段が、上記各他アクセスポイントに対して、調整アクセスポイントとして機能したか否かの完了通知を送信する完了通知部をさらに備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の電波強度調整システム。
- 無線ネットワークを構成するアクセスポイントのうち、他アクセスポイントの電波出力強度を調整する調整アクセスポイントが有する電波出力調整装置において、
上記複数のアクセスポイントの中から選択された調整アクセスポイントが、自身において電波受信できる他アクセスポイントの中から被調整アクセスポイントを選択し、被調整アクセスポイントに対して1台ずつ電波出力強度の調整を行う電波出力調整手段を備え、
上記電波出力調整手段が、全ての上記被調整アクセスポイントに対する電波出力強度の調整が終了すると、上記被調整アクセスポイントから選択した1台のアクセスポイントを、次の調整アクセスポイントとなるよう指示するものであり、これを繰り返して、全ての上記アクセスポイントが調整アクセスポイントとして機能させるものである
ことを特徴とする電波出力調整装置。 - 無線ネットワークを構成するアクセスポイントのうち、被調整アクセスポイントが有する電波出力被調整装置において、
電波出力強度の調整を行う調整アクセスポイントからの指示を受けて自身の電波出力強度を調整する電波出力被調整手段を備えることを特徴とする電波出力被調整装置。 - 無線ネットワークを構成するアクセスポイントのうち、他アクセスポイントの電波出力強度を調整する調整アクセスポイントが有する電波出力調整装置の電波出力調整方法において、
電波出力調整手段が、上記複数のアクセスポイントの中から選択された調整アクセスポイントが、自身において電波受信できる他アクセスポイントの中から被調整アクセスポイントを選択し、被調整アクセスポイントに対して1台ずつ電波出力強度の調整を行う電波出力調整工程を有し、
上記電波出力調整手段が、全ての上記被調整アクセスポイントに対する電波出力強度の調整が終了すると、上記被調整アクセスポイントから選択した1台のアクセスポイントを、次の調整アクセスポイントとなるよう指示するものであり、これを繰り返して、全ての上記アクセスポイントが調整アクセスポイントとして機能させるものである
ことを特徴とする電波出力調整方法。 - 無線ネットワークを構成するアクセスポイントのうち、被調整アクセスポイントが有する電波出力被調整装置の電波出力被調整方法において、
電波出力被調整手段が、電波出力強度の調整を行う調整アクセスポイントからの指示を受けて自身の電波出力強度を調整する電波出力被調整工程を有することを特徴とする電波出力被調整方法。 - 無線ネットワークを構成するアクセスポイントのうち、他アクセスポイントの電波出力強度を調整する調整アクセスポイントが有する電波出力調整装置の電波出力調整プログラムにおいて、
上記電波出力装置を、
上記複数のアクセスポイントの中から選択された調整アクセスポイントが、自身において電波受信できる他アクセスポイントの中から被調整アクセスポイントを選択し、被調整アクセスポイントに対して1台ずつ電波出力強度の調整を行う電波出力調整手段として機能させるものであり、
上記電波出力調整手段が、全ての上記被調整アクセスポイントに対する電波出力強度の調整が終了すると、上記被調整アクセスポイントから選択した1台のアクセスポイントを、次の調整アクセスポイントとなるよう指示するものであり、これを繰り返して、全ての上記アクセスポイントが調整アクセスポイントとして機能させるものである
ことを特徴とする電波出力調整プログラム。 - 無線ネットワークを構成するアクセスポイントのうち、被調整アクセスポイントが有する電波出力被調整装置の電波出力被調整プログラムにおいて、
電波出力強度の調整を行う調整アクセスポイントからの指示を受けて自身の電波出力強度を調整する電波出力被調整手段として機能させることを特徴とする電波出力被調整プログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009079867A JP2010233069A (ja) | 2009-03-27 | 2009-03-27 | 電波強度調整システム、電波出力調整装置、電波出力調整方法、電波出力プログラム、電波出力被調整装置、電波出力被調整方法、及び電波出力被調整プログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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