JP2009206764A - 無線通信システム、及び無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクセスポイント故障の際、同じ周波数を用いる予備アクセスポイントに切り替え、無線端末と、迅速に適切な通信状態を確立する無線通信システム、及び無線通信装置を提供することを課題とする。
【解決手段】基地局であり特定周波数の制御信号を送信する第一の無線通信装置１１２ａと、第一の無線通信装置１１２ａと通信を行う無線端末１１３と、当該無線通信システムを管理する管理装置１１１と、無線端末として機能し第一の無線通信装置１１２ａの障害時に予備となる第二の無線通信装置１１２ｂとからなる無線通信システムであって、管理装置１１１は、第二の無線通信装置１１２ｂに、第一の無線通信装置１１２ａに代わって基地局として動作するよう命令を行い、第二の無線通信装置１１２ｂは、特定周波数と同じ周波数の制御信号を送信する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信システム、及び無線通信装置の分野に関する。

近年、店舗などにおいて、購入者に対して商品の価格を提示するため、商品棚にその商品の価格を示す値札を設けられているが、商品には頻繁に価格が変更されるものも多いため、商品価格を容易に変更可能なシステムの要請がある。

電子値札システムは、表示情報を書き換え可能な電子棚札（値札）をホストコンピュータに登録した後に商品棚に設置し、ホストコンピュータからアクセスポイントを通して電子棚札にアクセスすることによりホストコンピュータから電子棚札の表示情報を書き換えることが可能なシステムである（特許文献１、２参照）。このような電子棚札システムでは、電子棚札を商品棚に設置する前にホストコンピュータの登録シーケンスによって電子棚札に予め設定されたＩＤ情報とどのアクセスポイントで通信を行ったかの経路をホストコンピュータに登録する。ホストコンピュータは、設定したいＩＤ情報に基づいてアクセスポイントから電子棚札にアクセスして電子棚札に表示される情報の設定を行っている。

このような電子値札システムでは、無線通信システム（特許文献３）を用いて構築される。通信プロトコルは無線ＬＡＮのＣＳＭＡ／ＣＡ方式ではなく、ビーコン信号の同期による時間分割方式であり、無線端末は一定周期で発行されるビーコン信号を受信するため、スリープ状態から起床しそのデータ情報に含まれる宛先情報が自分宛でない場合は直ぐにスリープする。電子棚札の駆動電力を供給するのは、例えば小型電池等であるので、このような低消費電流の無線通信システムで構築するのが適している。

ここで、無線通信システムは、アクセスポイントの故障などの障害には当然備える必要があり、障害時には迅速に復旧する構成が求められる。電子値札システムの例では、アクセスポイントに障害が発生すると、電子棚札に価格の変更が適切に反映されないなどの問題を生じさせる。何万点もの商品を扱う大型店舗での障害の影響は特に甚大である。

次に、一般的なアクセスポイントの障害対応について触れる。図１１のような多数の無線端末１１０３と通信を行うシステムでは、無線端末１１０３はアクセスポイント１１０１によってスター型に無線接続されるのが一般的である。多数の無線端末１１０３との通信を速やかに行うため、アクセスポイント１１０１はビーコン信号を発行し、端末はそれに同期する手法が取られる。また、無線端末の増減を考慮に入れシステムを構築した場合、アクセスポイント１１０１と無線端末１１０３との同期が取られた後、アクセスポイント１１０１は個々の無線端末１１０３と通信を行いアクセスポイント１１０１内部、もしくは管理装置（ホストコンピュータ）１１０４内部に無線端末１１０３の通信経路情報を保存しておき、通信に利用することで通信の迅速化を図ることができる。

上記システムにおけるアクセスポイント１１０１に障害した場合の従来の障害対応方法としては、異なる周波数ｃｈを持つアクセスポイント１１０２を用意しておき、主たるアクセスポイント１１０１がダウンした場合、アクセスポイント１１０２が他の周波数を用いて代わりをするというものがある。アクセスポイント１１０１は、１ｃｈの周波数でビーコンを送信することで、複数の無線端末１１０３と同期し通信を可能としている。また、アクセスポイント１１０２は、２ｃｈの周波数でビーコンを送信し、複数の無線端末と同期し通信を可能としている。

ここで、アクセスポイント１１０１に障害が発生しビーコンを送信できなくなったとする。アクセスポイント１１０１に接続する無線端末１１０３は、アクセスポイント１１０１との同期が取れなくなったことによりビーコン再同期処理をかける。ビーコン再同期処理は、従来同期していた周波数ｃｈはもちろんのこと、他のｃｈについても実施する。アクセスポイント１１０１の１ｃｈは送信されていないので、無線端末１１０３はアクセスポイント１１０２の２ｃｈに同期して、アクセスポイント１１０２の配下に組み込まれ、またその内容が管理装置１１０４に記録される。このような手順により、新たな通信経路が管理装置１１０４に記録され再び通信経路が確立される。特許文献４−６に係る発明も、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いた無線ＬＡＮで概ねこのような方法を用いて無線アクセスポイントの障害に備える。
特開２００５−９９８８８号公報 特開２００７−２１９７６６号公報 特開２００５−２９５４５３号公報 特開２０００−５９３７２号公報 特開２００４−１５２８７号公報 特開２００５−６４７１１号公報

しかしながら、このような障害対応方法にも、以下のようないくつかの問題があった。
（１）一時なりともアクセスポイント１１０２の負担が増大し、無線端末の通信にも影響を及ぼす。
（２）アクセスポイント１１０１の故障からアクセスポイント１１０２への切り替え等の再同期時間及び登録処理時間がかかること。無線端末の台数によっては甚大な時間がかかる。
（３）位置関係において、故障したアクセスポイント１１０１と比べ、アクセスポイント１１０２が必ずしも通信に最適な場所とは限らない。無線端末１１０３からのアクセスポイント１１０２へのポジショニングが悪く電波が届きにくい場合がある。
（４）復旧作業として新しいアクセスポイント１１０１と交換するに、各種設定等を行い無線端末１１０３を再度アクセスポイント１１０１に戻す作業が煩雑であり手間である。
（５）アクセスポイントの数だけ少なくとも２つ以上のチャネルを使用するので、他のネットワークでのチャネル選択の余地が狭まる。また、使用チャネルが増えるほど、電波干渉の可能性を広げさせる。

そこで本発明では上記のような問題に鑑みて、アクセスポイント故障の際、同じ周波数を用いる予備アクセスポイントに切り替え、無線端末と、迅速に適切な通信状態を確立する無線通信システム、及び無線通信装置を提供することを目的とする。

そこで上記課題を解決するため、本発明に係る無線通信システムは、当該無線通信システムの基地局であり特定周波数の制御信号を送信する第一の無線通信装置と、前記第一の無線通信装置の障害時に予備となる第二の無線通信装置とに伝送路を介して接続された当該無線通信システムを管理する管理装置と、無線端末として機能し前記第一の無線通信装置と通信を行う無線端末とからなる無線通信システムであって、前記管理装置は、前記第二の無線通信装置に、前記第一の無線通信装置に代わって基地局として動作するよう命令を行う動作命令手段を有し、前記第二の無線通信装置は、前記特定周波数と同じ周波数の制御信号を送信する信号送信手段を有し、前記動作命令手段からの命令により、前記信号送信手段は、前記第一の無線通信装置に代わって前記特定周波数と同じ周波数の制御信号を同じタイミングで送信すること、を特徴とする。

また上記課題を解決するため、本発明に係る無線通信システムの、前記管理装置は、
前記第一の無線通信装置の破損を検出する破損検出手段を有し、前記動作命令手段は、前記破損検出手段により前記第一の無線通信装置の破損が検出されたとき、前記第二の無線通信装置に対して動作するよう命令を行うことを特徴とする。

また上記課題を解決するため、本発明に係る無線通信システムの、前記破損検出手段は、前記第一の無線通信装置に対して伝送路確認コマンドを発行し、発行した前記伝送路確認コマンドに対する応答がないとき、前記第一の無線通信装置の破損を検出することを特徴とする。

また上記課題を解決するため、本発明に係る無線通信システムの、前記破損検出手段は、前記第一の無線通信装置に対して動作確認コマンドを発行し、発行した前記動作確認コマンドに対する応答がないとき、前記第一の無線通信装置の破損を検出することを特徴とする。

また上記課題を解決するため、本発明に係る無線通信システムの、前記破損検出手段は、前記無線端末に対して動作確認コマンドを発行し、発行した前記動作確認コマンドに対する応答がないとき、前記第一の無線通信装置の破損を検出することを特徴とする。

また上記課題を解決するため、本発明に係る無線通信システムは、前記破損検出手段は、前記第二の無線通信装置に対して前記第一の無線通信装置を中継し動作確認コマンドを発行し、発行した前記動作確認コマンドに対する応答がないとき、前記第一の無線通信装置の破損を検出することを特徴とする。

また上記課題を解決するため、本発明に係る無線通信システムの、前記第二の無線通信装置は、前記第一の無線通信装置からの前記制御信号を受信しないとき、前記管理装置に対して制御信号不受信通知を通知する通知手段とを有し、前記破損検出手段は、前記第二の無線通信装置から、制御信号不受信通知を通知されたとき、前記第一の無線通信装置の破損を検出することを特徴とする。

また上記課題を解決するため、本発明に係る無線通信装置は、無線通信システムの基地局であり特定周波数の制御信号を送信する第一の無線通信装置と、前記第一の無線通信装置の障害時に予備となる当該第二の無線通信装置とに伝送路を介して接続された前記無線通信システムを管理する管理装置と、無線端末として機能し前記第一の無線通信装置と通信を行う無線端末とからなる前記無線通信システムにおける第二の無線通信装置であって、前記特定周波数と同じ周波数の制御信号を送信する信号送信手段を有し、前記管理装置から基地局として動作するよう命令を受け、前記信号送信手段は、前記第一の無線通信装置に代わって前記特定周波数と同じ周波数の制御信号を送信することを特徴とする。

なお、本発明の構成要素、表現または構成要素の任意の組合せを、方法、装置、システム、コンピュータプログラム、記録媒体、などに適用したものも本発明の態様として有効である。

本発明によれば、アクセスポイント故障の際、同じ周波数を用いる予備アクセスポイントに切り替え、無線端末と、迅速に適切な通信状態を確立する無線通信システム、及び無線通信装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を各実施形態において図面を用いて説明する。

<システム全体構成>
図１は、本発明の一実施例のシステム構成図を示す。無線通信システムは、管理装置１１１、アクセスポイント（中継装置）１１２ａ、予備アクセスポイント１１２ｂ、無線端末１１３、及びネットワーク１１０から構成されている。無線通信システムは、無線端末１１３と、当該無線通信システムを管理する管理装置１１１と、管理装置１１１と無線端末１１３を中継するアクセスポイント１１２ａとを含むシステムである。予備アクセスポイント１１２ｂは、アクセスポイント１１２ａに障害が発生した際に使用されるアクセスポイントである。ネットワーク１１０は、管理装置１１１、アクセスポイント１１２ａ、予備アクセスポイント１１２ｂを接続する、有線無線含むネットワークである。この無線通信システム電子棚札システムに適用すると、無線端末１１３は、電子棚札に相当し、商品棚に設置される電子棚札を管理するシステムである。また、管理装置１１１は、上述したホストコンピュータに相当する。また、アクセスポイント、無線端末は、複数台から成ってよい。

また、アクセスポイント１１２ａの配下には、無線端末１１３が、周波数１ｃｈを用いて通信を行っている。アクセスポイント１１２ｃ、アクセスポイント１１２ｄ、及び配下の無線端末については、上述した通りと同様であるが、アクセスポイント１１２ｃは、周波数２ｃｈを用いて、配下の複数の無線端末と通信する。

なお、本実施形態では、電子棚札を例として説明するが電子棚札に限らず、別の無線通信システムにも適用が可能である。続いて、管理装置１１１、アクセスポイント１１２ａ、予備アクセスポイント１１２ｂ、無線端末１１３について詳しく説明する。

<管理装置１１１>
図２は、管理装置１１１のブロック構成図を示す。管理装置１１１は、例えば、コンピュータシステムから構成されており、管理データベース１２１、処理部１２２、通信制御部１２３、入力装置１２４、表示装置１２５、記憶装置１２６を含む構成である。

管理データベース１２１は、無線端末１１３に関する情報が登録されている。

処理部１２２は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)などから構成され、記憶装置１２６に予めインストールされているプログラムに基づいて無線端末１１３を管理するための処理を実行する。

通信部１２３は、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）、専用線などのネットワーク１１０を介してアクセスポイント１１２と接続されており、アクセスポイント１１２と通信を行うための装置である。

入力装置１２４は、マウス、キーボードなどから構成されており、各種のコマンドの入力やデータの入力などに用いられる。

表示装置１２５は、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)、ＣＲＴ(Cathode Ray Tube)などから構成されており、管理データベース１２１を表示する。

記憶装置１２６は、ハードディスクドライブなどから構成されており、処理部１２２で実行されるプログラムなどがインストールされている。

図３は、管理データベース１２１のデータ構成図を示す。管理データベース１２１は、無線端末情報１３１、設定情報１３２から構成されている。

無線端末情報１３１は、無線端末１１３を識別し、管理するための情報であり、例えば、無線端末ＩＤ、当該無線端末が属するグループＩＤなどを含む構成とされている。このグループＩＤは、グループＩＤに属する無線端末に対し一斉に通信するためのキーＩＤとして利用される。店舗ではフロアレベル含め離れて同一商品が陳列されることもあり、価格も統一的でなくてはならないが、グループＩＤを用いて、一括して一貫した情報（価格等）を無線端末（電子棚札）に反映できる。

設定情報１３２は、無線端末に係る情報が含まれる。無線端末の用途に応じての情報を含み、電子棚札の場合には、商品名、価格、日時、「セール」、「お買い得」といったコメント情報、その他無線端末１１３に表示される情報などが含まれており、管理装置１１１により設定が可能な情報である。これらの情報は、無線端末１１３に送信され、無線端末の表示装置で表示される。

図４は、無線端末情報１３１のデータ構成図を示す。無線端末情報１３１は、ＵＩＤ、ＳＩＤ、ＧＴＩＮ、ＡＰＩＤ、ＭＩＤ（ModelＩＤ）、ＶＩＤ（VersionＩＤ）、電池電圧、通信回数、通信失敗回数、通信リトライ回数、連続失敗回数、最終通信時刻、最終通信状態などから構成されている。

ＵＩＤは、無線端末に製造時につけられたユニークなＩＤである。ＳＩＤは、管理装置１１１が無線端末に割り当てる通信に使用するＩＤである。ＧＴＩＮは、商品コード(Global Trade Item Number)である。ＡＰＩＤは、アクセスポイント１１２（ＡＰ：Access Point）を識別するためのＩＤである。ＭＩＤは、無線端末１１３の機種を示すＩＤである。ＶＩＤは、無線端末１１３のＦＷ（ファームウェア）のバージョンを示すＩＤである。電池電圧は、無線端末１１３に内蔵された電池の電圧を示す情報である。

通信回数は、無線端末１１３とアクセスポイント１１２との通信回数を示す情報である。通信失敗回数は、無線端末１１３とアクセスポイント１１２との通信失敗回数を示す情報である。通信リトライ回数は、無線端末１１３とアクセスポイント１１２との通信リトライ回数を示す情報である。連続失敗回数は、無線端末１１３とアクセスポイント１１２との連続通信失敗回数を示す情報である。最終通信時刻は、無線端末１１３とアクセスポイント１１２とが最後に通信した時刻を示す情報である。最終通信状態は、無線端末１１３とアクセスポイント１１２とが最後に通信したときの状態を示す情報である。

管理装置１１１は、上記の無線端末情報１３１に基づいて無線端末１１３を管理している。

なお、管理装置１１１は、本実施形態においては単独装置構成としたが、ここで説明した管理装置の機能を有していれば、単独装置でなくともよい。他の装置に当該機能を持たせることができ、例えば、予備アクセスポイント１１２ｂに当該機能を持たせることもできる。

<アクセスポイント１１２ａ、１１２ｂ>
図５は、アクセスポイント１１２ａ、及び予備アクセスポイント１１２ｂのブロック構成図を示す。アクセスポイント１１２ａは、通信部１４１、処理部１４２、記憶部１４３、無線通信部１４４、電源回路１４５、電池１４６から構成されている。

通信部１４１は、ＬＡＮ、ＷＡＮ、専用線などのネットワークを介して管理装置１１１と接続されており、管理装置１１１と通信を行うための装置である。

処理部１４２は、マイコンなどから構成されており、記憶部１４３にインストールされたプログラムに基づいて管理装置１１１と無線端末１１３との通信を中継する処理などを実行する。

記憶部１４３は、例えば、ＥＥＰＲＯＭなどの書き換え可能な不揮発性メモリ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されており、通信制御プログラムのほかに通信可能な範囲の無線端末情報１３１が記憶されている。

無線通信部１４４は、無線端末１１３との無線通信を行うための装置である。

電源回路１４５は、外部から商用電源などの交流電源もしくはＡＣアダプタなどで変換された直流電源が接続され、交流電源の場合は直流電圧に変換して、駆動電圧として通信部１４１、処理部１４２、記憶部１４３、無線通信部１４４に供給する。

電池１４６は、Ｎｉ−Ｃｄ電池、リチウムイオン電池、電気二重層キャパシタなど充電可能な蓄電機器であり、電源回路１４５で生成される直流電圧により充電され、交流電源が切断されたときに終了プログラムを実行できるようにするために一定時間、通信部１４１、処理部１４２、記憶装置１４３、無線通信部１４４が駆動するための電源を供給する。

アクセスポイント（予備）１１２ｂの構成は、アクセスポイント１１２ａの構成と同じでよい。予備アクセスポイント１１２ｂは、アクセスポイント１１２ａの障害時に、アクセスポイント１１２ａに代わって、無線端末１１３との通信を行うものであるが、通常時（非障害時）には、一無線端末として振舞う。即ち、アクセスポイントとしての通信の中継は行わない。これについては後に詳しく説明する。

<無線端末１１３>
図６は、無線端末１１３のブロック構成図を示す。無線端末１１３は、無線通信部１５１、処理部１５２、記憶部１５３、表示装置１５４、電池１５５から構成されている。

無線通信部１５１は、アクセスポイント１１２と無線通信を行う装置である。

処理部１５２は、ＣＰＵなどから構成されており、記憶部１５３に記憶されたプログラムに基づいてアクセスポイント１１２との通信制御を行うとともに、表示装置１５４の表示制御を行う。

記憶部１５３は、例えば、ＥＥＰＲＯＭなどの書き換え可能な不揮発性記憶装置から構成されており、処理部１５２で実行するためのプログラムがインストールされているとともに、棚札ＩＤ及び商品コードが記憶されている。棚札ＩＤの一部及び商品コードは予め登録されており、アクセスポイント１１２により変更可能である。

表示装置１５４は、ＬＣＤ、ＥＬパネル、電子ペーパーなどから構成されており、処理部１５２からの指示により商品名、商品コード、価格など表示される。

電池１５５は、小型電池であり、無線通信部１５１、処理部１５２、記憶部１５３、表示装置１５４の駆動電力を供給する。

<動作>
本発明は、アクセスポイント１１２ａが故障した際の復旧方法、対応方法に係るものである。再び図１を用いて、アクセスポイント１１２ａが故障した際の復旧の動作について説明を行う。

図１において、アクセスポイント１１２ａは、無線端末１１３と、１ｃｈの周波数を用いて通信を行っている。アクセスポイント１１２ａは、１ｃｈの周波数でビーコン信号を送信することで、無線端末１１３と同期し、通信を可能としている。予備アクセスポイント１１２ｂは、同様に１ｃｈを用いてアクセスポイント１１２ａと同期して一無線端末として動作している。アクセスポイントとしての動作はしていない。

ここでアクセスポイント１１２ａに障害が発生し、アクセスポイント１１２ａは、ビーコン信号を送信することができなくなったとする。予備アクセスポイント１１２ｂは、アクセスポイント１１２ａの障害を受けて、予備としての立場から主たるアクセスポイントとしての役割を担う。

予備アクセスポイント１１２ｂは、アクセスポイント１１２ａの障害が発生すると、アクセスポイント１１２ａと同じ周波数１ｃｈを用い同じタイミングでビーコン信号の送信を開始する。無線端末１１３は、障害前と同様にそのまま周波数１ｃｈを用いて予備アクセスポイント１１２ｂと通信する。また、管理装置１１１は、アクセスポイント１１２ａが予備アクセスポイント１１２ｂに切り替わったことのみの認識で、無線端末１１３への経路情報は、管理装置１１１と予備アクセスポイント１１２ｂ間のみを変更することでよい。経路情報とは、ルーティング情報やＩＰアドレスであり、管理装置１１１から予備アクセスポイント１１２ｂへの経路に係る情報である。

次に、この動作について、シーケンス図を用いて詳しく説明する。図７は、アクセスポイント１１２ａに障害が発生したときにおける、管理装置１１１、アクセスポイント１１２ａ、予備アクセスポイント１１２ｂ、及び無線端末１１３間で行われるやりとりを説明するものである。

ステップＳ７０１において、アクセスポイント１１２ａ及び予備アクセスポイント１１２ｂが起動されると、管理装置１１１に対して起動通知が送信される。これを受けて管理装置１１１は、ステップＳ７０２で、チャンネル情報など初期設定情報を通知する。

ステップＳ７０３で、管理装置１１１によりビーコンスタート命令がなされると、アクセスポイント１１２ａは、無線端末１１３に対しビーコン信号の送信を開始する。ステップＳ７０４で、無線端末１１３は、ビーコン信号を受けてビーコン同期が行われ、ステップＳ７０５で、アクセスポイント１１２ａに対し、無線端末ＩＤ等を通知する。

ステップＳ７０６で、アクセスポイント１１２ａは、管理装置１１１に対し、無線端末１１３の経路情報等を通知する。管理装置１１１は、無線端末ごとの情報を記録、登録する。例えば、アクセスポイント１１２ａの配下に、無線端末１１３−１、無線端末１１３−２・・・無線端末１１３−ｎが接続されている、といったアクセスポイントと配下の無線端末を紐付けした情報である。

次に、ステップ７０７で、予備アクセスポイント１１２ｂは、アクセスポイント１１２ａによるビーコン信号で同期を行い、無線端末と予備のアクセスポイントとして準備の完了を通知する。また、完了通知は、管理装置１１１まで送られる。

ステップ７０８において、管理装置１１１から、アクセスポイント１１２ａを介し、無線端末ＩＤで特定した無線端末１１３に設定情報１３２（コマンド）が送信される。アクセスポイント１１２ａと無線端末１１３間の通信は、同期した周波数１ｃｈを用いた無線である。無線端末１１３が電子棚札の場合には、管理装置１１１から、商品名や価格といった情報が電子棚札に送信され、電子棚札は表示装置（表示部）に、受信した商品名や価格を表示する。また、上述したグループＩＤを用いることで、管理装置１１１から、同時に複数の無線端末１１３に対して設定情報１３２を送信することも可能である。

次に、ステップＳ７０９において、アクセスポイント１１２ａに障害（故障）が発生する。アクセスポイント１１２ａに障害については後に詳しく説明するので、ここでは、アクセスポイント１１２ａに障害が発生し、アクセスポイント１１２ａを介して、管理装置１１１は、無線端末１１３にアクセスできないものとする。

ステップＳ７１０で、管理装置１１１がアクセスポイント１１２ａの障害を認識すると、
管理装置１１１はアクセスポイント１１２ａの電源をＯＦＦする。これは、アクセスポイント１１２aの破損個所が分からないために確実に無線通信部１４４を停止させるためである。そして、管理装置１１１はアクセスポイント１１２ａの配下に接続されていた無線端末１１３−１、無線端末１１３−２・・・無線端末１１３−ｎについて、通信経路をアクセスポイント１１２ａから予備アクセスポイント１１２ｂに変更する。また、ステップＳ７１１で、管理装置１１１によりビーコンスタート命令がなされる。これを受けて、ステップＳ７１２で、予備アクセスポイント１１２ｂは、アクセスポイントとしての動作を開始する。即ち、無線端末１１３に対しビーコン信号の送信を開始する。予備アクセスポイント１１２ｂは、アクセスポイント１１２ａと同じ周波数１ｃｈを用いて、同じ周期でビーコン信号を送信し、無線端末１１３−１、無線端末１１３−２・・・無線端末１１３−ｎとはそれに同期する。同じタイミングでビーコンを送信できるのは、無線端末として動作していたときに受信していたアクセスポイント１１２ａのビーコンタイミングの情報によるものである。

ステップＳ７１３では、管理装置１１１から、予備アクセスポイント１１２ｂを介し、無線端末ＩＤで特定した無線端末１１３に、例えば価格情報などの設定情報１３２（コマンド）が送信される。管理装置１１１は、無線端末１１３への経路情報として予備アクセスポイント１１２ｂを有しているので、予備アクセスポイント１１２ｂを介して、無線端末１１３へアクセスする。

以上、説明したとおり、本発明に係る予備アクセスポイントは、主たるアクセスポイントと同じ機能を持ち、同じ周波数チャンネルで、同じタイミングのビーコン信号を発行する。無線端末が他の周波数チャンネルのアクセスポイントに再同期してリカバリする動作に比べ、予備アクセスポイントの負荷が増大することはない。また、他の周波数チャンネルのアクセスポイントに無線端末が同期した場合、管理装置が有している無線端末までの経路情報は、無線端末が再同期した後、リカバリ処理するアクセスポイントが管理装置に通知するまで分からないが、本発明においては、管理装置側自身のアクセスポイント破損認識により主たるアクセスポイントの障害を認識できるため、無線端末への経路情報を、予備アクセスポイントへの経路変更のみで、無線端末との通信を迅速に復旧できる。即ち、予備アクセスポイントが、同期タイミングをそのまま引き継ぐので、無線端末との通信のダウンタイムを少なくすることができる。

また、他の周波数チャンネルのアクセスポイントに無線端末が再同期するリカバリ方法では、通常時に他の周波数チャンネルを使用している無線端末があるため、再同期した無線端末にとって、その、他周波数チャンネルのアクセスポイントが、必ずしも通信に最適な設置場所にあるとは限らない。一方、本発明によれば、主たるアクセスポイントが故障した場合のアクセスポイントとして、予備アクセスポイントを設置するので、通信状態の最適な場所に事前設置が可能である。

また、無線端末の数が多い場合、例えば、無線端末が電子棚札である場合には、大型店舗では、その取り扱い商品は数万点から数十万にも上るため、電子棚札もその数だけ必要となる。多くの電子棚札の再同期そして管理装置１１１での経路情報の再構築に要する時間は甚大であり、アクセスポイントの負荷も大きい。本発明によれば、主たるアクセスポイントの障害の際、予備アクセスポイントに負荷をかけることなく、迅速に通信の復旧を行うことができる。

<アクセスポイント１１２ａの交換復旧>
図８は、障害の発生したアクセスポイント１１２ａの交換を行った場合の復旧に係るシーケンスである。本発明によれば、例えば、障害の発生したアクセスポイント１１２ａのハードウェア交換を行った場合に、予備アクセスポイント１１２ｂに同期している無線端末１１３を、迅速に新品に交換したアクセスポイント１１２ａに同期させることができる。

ステップＳ８０１において、新アクセスポイント１１２ａに交換され起動されると、管理装置１１１に対して、起動通知がなされる。ステップＳ８０２で、管理装置１１１は、新アクセスポイント１１２ａに対して初期設定情報を通知する。ステップＳ８０３で、アクセスポイント１１２ａは、アクセスポイントとして動作している予備アクセスポイント１１２ｂからのビーコンに同期して、ステップＳ８０４で、新アクセスポイント１１２ａが動作準備完了した旨を予備アクセスポイント１１２ｂに通知する。予備アクセスポイント１１２ｂは、その旨管理装置１１１に通知する。なお、構成として、新アクセスポイント１１２ａから管理装置１１１に通知してもよい。

ステップ８０５で、管理装置１１１は、無線端末１１３への経路情報を予備アクセスポイント１１２ｂから、新アクセスポイント１１２ａに変更する。ステップＳ８０６で、管理装置１１１から、予備アクセスポイント１１２ｂにビーコン信号送信の停止を命令する。これを受けて、予備アクセスポイント１１２ｂはビーコン信号を停止する。予備アクセスポイント１１２ｂのビーコン停止は、経路情報を予備アクセスポイント１１２ｂから新アクセスポイント１１２ａに変更する前に行っても良い。

ステップＳ０８０７で、管理装置１１１から新アクセスポイント１１２ａに対して、ビーコン信号送信の開始の命令がなされると、ステップＳ８０８で、新アクセスポイント１１２ａは、無線端末１１３へビーコン信号を送信し、再度同じ周波数チャンネル、同じ周期で、ビーコン同期を行う。

ステップＳ８０９において、予備アクセスポイント１１２ｂは新アクセスポイント１１２ａからのビーコン同期を行い、再度予備のアクセスポイントとして準備の完了を通知する（ステップＳ７０７に相当）。即ち、元の予備アクセスポイントとして、一無線端末として動作する。これ以降、管理装置１１１は、新アクセスポイント１１２ａを介して、無線端末１１３と通信を行う。

本発明に係る復旧によれば、例えば、障害の発生したアクセスポイント１１２ａのハードウェア交換を行った場合に、他の周波数チャンネルに散らばることも無い。また、通信している無線端末が同期外れを起こし、他の周波数チャンネルでビーコン信号を発するアクセスポイントと同期することもないため、必ず同じ端末の通信、管理が可能となる。

<アクセスポイント障害検出>
図７のステップＳ７０９において、アクセスポイント１１２ａに障害（故障）が発生すると、管理装置１１１はこれを検知し、ステップＳ７１０以降、動作を切り替える。次に、図９を用いてアクセスポイントの障害（破損）検知について詳しく説明する。図９は、管理装置１１１がアクセスポイント１１２ａの障害発生を判断するためのフローチャートである。

ステップＳ９０１で、管理装置１１１は、アクセスポイント１１２ａに対して、ネットワークコマンド（伝送路確認コマンド）を送信する。管理装置１１１は、これを定期的に送信している。本実施形態では、ＬＡＮ構成であるので、ネットワークコマンドは、例えば、Ｐｉｎｇ（ＩＣＭＰ）コマンドでよい。これは、ネットワークレベルでの通信を確認するためのものである。なお、伝送路確認コマンドは、伝送路に応じた伝送路確認コマンドであり伝送路に従ったコマンドとなるものである。

ステップＳ９０２に進み、アクセスポイント１１２ａからの応答がある場合には、管理装置１１１に対して、アクセスポイント１１２ａはネットワークレベルで正常に動作しているとし、ステップＳ９０３へ進む。

一方、アクセスポイント１１２ａからの応答がない場合には、ステップＳ９０４に進み、リトライ回数に１カウントアップする。規定回数に達していなければ、ステップＳ９０１に戻り再度コマンドを発行する。規定回数に達していれば、ステップ９１８に進み、管理装置１１１は、アクセスポイント１１２ａに障害（破損）が発生したと判断する。この場合、管理装置１１１は、ＬＡＮを介してアクセスポイント１１２ａにアクセスできないので、アクセスポイント１１２ａに障害（破損）が発生したとみなす。

ステップＳ９０３に進み、管理装置１１１は、アクセスポイント１１２ａに対して、生死確認コマンド（生存確認コマンド若しくは動作確認コマンド）を送信する。管理装置１１１は、これを定期的に送信している。なお、生死確認コマンドは、アプリケーションレベルでの通信を確認するためのものである。先のネットワークコマンド確認により、ＬＡＮのネットワークレベルでの通信は確認されているが、さらに生死確認コマンドを送信することにより、アクセスポイント１１２ａの内部処理が正常かどうか確認することができる。

ステップＳ９０５に進み、アクセスポイント１１２ａからの応答がある場合には、管理装置１１１に対して、アクセスポイント１１２ａはアプリケーションレベルで正常に動作しているとし、ステップＳ９０６へ進む。

一方、アクセスポイント１１２ａからの応答がない場合には、ステップＳ９０７に進み、リトライ回数に１カウントアップする。規定回数に達していなければ、ステップＳ９０３に戻り再度コマンドを発行する。規定回数に達していれば、ステップ９１８に進み、管理装置１１１は、アクセスポイント１１２ａに障害（破損）が発生したと判断する。この場合、管理装置１１１は、アプリケーションレベルでアクセスポイント１１２ａにアクセスできないので、アクセスポイント１１２ａに障害（破損）が発生したとみなす。

ステップＳ９０６に進み、管理装置１１１は、無線端末１１３に対して、生死確認コマンドを送信する。これは、アクセスポイント１１２ａと無線端末１１３との間の通信を確認する目的で行われる。また、データ転送コマンドを送信してもよい。実際にデータを送信する際に用いられるコマンドを送信し、無線端末１１３に対しての生死確認の精度を高めることができる。

ステップＳ９０８に進み、無線端末１１３からの応答がある場合には、ステップＳ９０９へ進み、無線端末１１３に対しても、アクセスポイント１１２ａは正常に動作していると判断される。

一方、無線端末１１３からの応答がない場合には、ステップＳ９１０に進み、リトライ回数に１カウントアップする。規定回数に達していなければ、ステップＳ９０６に戻り再度コマンドを発行する。規定回数に達していれば、ステップ９１１に進む。

ステップＳ９１１に進み、管理装置１１１は、通信を行った無線端末との過去のアクセスログを保持しており、応答がなかった無線端末１１３と同じアクセスポイント１１２ａに同期する別の無線端末（無線端末１１３ｂとする）への直近の通信履歴を確認する。なお、ここで履歴がない場合、所定以上期間が経過している履歴である場合などは、無線端末１１３ｂに対して、生死確認コマンド又はデータ転送コマンドを送信するようにしてもよい。

ステップＳ９１２に進み、履歴から、無線端末１１３ｂからの応答がある場合には、ステップＳ９１７へ進み、アクセスポイントと無線端末１１３との間の電波状況が良好でないと判断する。そして、ステップＳ９０９に進み、アクセスポイント１１２ａは正常に動作していると判断される。無線端末１１３ａからの応答はないものの、無線端末１１３ｂからの応答はあるからである。

一方、無線端末１１３ｂからの応答がない場合には、管理装置１１１は、アクセスポイント１１２ａ経由で、予備アクセスポイント１１２ｂに対して、生死確認コマンドを発行する。なお、無線端末１１３ｂからの応答は、１度の応答なしで判断せず、精度を高めるため履歴から所定回数（もしくは所定率）以上応答がない場合としてもよい。アクセスポイント１１２ａ経由で、予備アクセスポイント１１２ｂに対して、生死確認コマンドを発行するのは、予備アクセスポイント１１２ｂは、無線端末１１３と比べ、電波状況の良い場所に配置されていることによるものである。即ち、予備アクセスポイント１１２ｂは、予備機であるため、アクセスポイント１１２ａと代替しやすいよう場所的に近く配置されている。また、実際の店舗等での使用を想定するに、アクセスポイントは天井などの空間的に遮るものがない位置に設置される。このため、予備アクセスポイント１１２ｂは、他のどの無線端末１１３より電波状況が良好な位置にあるので、アクセスポイント１１２ａと無線端末１１３との間の通信を確認するにあたって、最も電波状況が良好な予備アクセスポイント１１２ｂとの生死確認コマンド応答でもって最終的にアクセスポイント１１２ａの障害（破損）を判断するものとしたものである。

このようにして、無線通信特有の、電波状態に係る問題に対し、アクセスポイント１１２ａの障害判断の精度を高めることができる。なお、逆に、このような生死確認コマンドでのアクセスポイント１１２ａの障害判断手順を簡易化するために、最も電波状態の良好な予備アクセスポイント１１２ｂへのコマンド発行のみ行ってもよい。これは最も電波状況の良い無線端末は、予備アクセスポイント１１２ｂであるときに、予備アクセスポイント１１２ｂのみに生死確認を行えば、他の無線端末へのコマンド発行を省略することもできる。

ステップＳ９１４に進み、予備アクセスポイント１１２ｂからの応答がある場合には、ステップＳ９１７へ進み、アクセスポイントと無線端末１１３ｂとの間の電波状況が良好でないと判断する。そして、ステップＳ９０９に進み、アクセスポイント１１２ａは正常に動作していると判断される。無線端末１１３ｂからの応答はないものの、予備アクセスポイント１１２ｂからの応答はあるからである。

一方、ステップＳ９１４で、予備アクセスポイント１１２ｂからの応答がない場合には、ステップＳ９１５に進み、リトライ回数に１カウントアップする。規定回数に達していなければ、ステップＳ９１３に戻り再度コマンドを発行する。規定回数に達していれば、ステップ９１６に進む。

ステップ９１６に進み、管理装置１１１は、予備アクセスポイント１１２ｂがアクセスポイントのビーコンを取得できているかどうかを確認する。これについて、図１０を用いて説明する。図１０は、予備アクセスポイントの、アクセスポイントからのビーコン受信と、受信しなかった場合に管理装置１１１に対してその旨イベント通知を行うことを説明するフローチャートである。通常、予備アクセスポイントは、一無線端末としてアクセスポイントからのビーコン信号を受信する。予備アクセスポイントは、ビーコン信号受信をモニターしており、所定回数ビーコン受信ができない場合、イベントとして管理装置１１１に通知する。以下、これについて簡単に説明する。

ステップＳ１００１で、予備アクセスポイント１１２ｂがアクセスポイント１１２ａからビーコンを受信する。ステップＳ１００２で、受信できなければ、ステップＳ１００２に進む。ステップＳ１００３に、所定のリトライ回数、ビーコンを受信できない場合、さらに、ステップＳ１００４に進み、予備アクセスポイント１１２ｂは、アクセスポイント１１２ａがビーコンを出力していないと判断する。ステップＳ１００５に進み、予備アクセスポイント１１２ｂは、管理装置１１１にその旨イベント通知する。以上は、予備アクセスポイント１１２ｂが通常行っている動作である。

再び、図９のステップＳ９１６に戻り、管理装置１１１は、予備アクセスポイント１１２ｂがアクセスポイントのビーコンを取得できていない、即ち、その旨イベント通知がなされていれば、ステップＳ９１８に進み、管理装置１１１は、アクセスポイント１１２ａに障害（破損）が発生したと判断する。

一方、ステップＳ９１６で、前記イベント通知がなされていなければ、予備アクセスポイント１１２ｂがアクセスポイント１１２ａからビーコンを受信できているので、ステップＳ９１７に進み、アクセスポイントと予備アクセスポイント１１２ｂとの間の電波状況が一時的に良好でないと判断する。そして、ステップＳ９０９に進み、アクセスポイント１１２ａは正常に動作していると判断される。

最後に、ステップＳ９１８で、アクセスポイントが破損と判断されると、管理装置１１１は、上述したように、予備アクセスポイントの動作を端末動作から、主アクセスポイントとしての動作に切り替える。また管理装置１１１内部に保持する経路情報をアクセスポイント１１２ａから予備アクセスポイント１１２ｂに変更する。以上、フローに基づいて、アクセスポイントの障害（破損）が検出される。また、管理装置１１１から操作できる場合にはアクセスポイント１１２ａの電源をＯＦＦにしてもよい。

ところで、無線端末１１３へのリトライ回数を定めておき、規定回数を超えて無線端末１１３からの応答がない場合には、電波状況が改善されていないことから、アクセスポイント１１２ａの障害ではなくとも、積極的に予備アクセスポイント１１２ｂへの切り替えることもできる。また、複数の無線端末１１３に渡って生死確認を行うことで電波状況を確認し、総合的に判断して切り替えても良い。例えば、無線端末１１３の応答率が８０％以下であれば切り替える等である。

このように、応用例として、本発明の適用を障害時に限らず、積極的に予備アクセスポイント１１２ｂへの切り替えを行なってもよい。無線端末１１３とアクセスポイント１１２ａの電波状態が悪い場合である。管理装置１１１は、電波状況を把握しており、無線端末とアクセスポイント１１２ａとの電波状態が悪く、予備アクセスポイント１１２ｂに切り替えた方が改善される場合には、アクセスポイント１１２ａが故障したときと同様の動作を行い、予備アクセスポイント１１２ｂへの使用に切り替えを行う。また、管理装置１１１は、アクセスポイント１１２ａ、予備アクセスポイント１１２ｂ間の切り替えは電波状況を見て、随時電波状況に応じて切り替えを行う。これにより、空間ダイバーシティ効果を得ることができる。

また、予備アクセスポイント１１２ｂは、アクセスポイント１１２ａと一無線端末として同期しているため、アクセスポイント１１２ａの障害が発生してアクセスポイント１１２ａと同期が取れなくなったことを検知できる。この場合、アクセスポイント１１２ａ自身自発的にアクセスポイントとして動作を開始することができる。また、上述したように、一旦管理装置１１１に通知し、これを受けて、管理装置１１１は、アクセスポイントの切り替え命令を行うこともできる。

<まとめ>
以上、予備アクセスポイントは、主たるアクセスポイントと同じ機能を有し、同じ周波数チャンネルで、同じタイミングで、ビーコン信号を送信するため、無線端末が他のチャンネルのアクセスポイントに再同期してリカバリ方法に比べ、予備アクセスポイントの負荷なく無線端末への無線通信を回復できる。

また、他のチャンネルのアクセスポイントに再同期した場合、管理装置が持っている無線端末までの経路情報は、端末が再同期した後に、リカバリ処理しているアクセスポイントが管理装置に通知するまで分からない。しかし、本発明によれば、管理装置は、管理装置側自身のアクセスポイント障害認識もしくは予備アクセスポイントからの切り替え情報により障害を認識できるため、無線端末への経路情報を既存情報から直ぐに変更できる。したがって、迅速に従ＡＰによる通信が可能となる。

主たるアクセスポイントの故障時に使用するアクセスポイントとして、予備アクセスポイントを備えているので、予め最適な場所に予備アクセスポイントを配置し、これにより、予備アクセスポイントに切り替え後も最適なロケーション通信環境を保持できる。

故障した主たるアクセスポイントを交換し、予備アクセスポイントから主たるアクセスポイントに切り替える場合にも、予備アクセスポイントが主たるアクセスポイントのリカバリ処理をする動作と同じ方法で行うことができるため、交換が迅速容易である。また、通信している無線端末が、同期外れを起こし他の周波数チャネルでビーコンを出すアクセスポイントと同期することもない。

このように、本発明によれば、アクセスポイント故障の際、同じ周波数を用いる予備アクセスポイントに切り替え、無線端末と、迅速に適切な通信状態を確立する無線通信システム、無線通信装置、障害対応方法、障害検知方法、及びプログラムを提供することができる。

なお、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。即ち、例えば、上述では電子棚札を実施例として説明したが電子棚札に限らず、別の無線通信システムにも適用が可能である。

無線通信システム全体構成図である。 管理装置の機能ブロック図である。 管理データベースを説明する図である。 無線端末情報を説明する図である。 アクセスポイントの機能ブロック図である。 無線端末の機能ブロック図である。 アクセスポイントの障害対応を説明するシーケンス図である。 アクセスポイントの復旧を説明するシーケンス図である。 アクセスポイントの障害判断を説明するフローチャートである。 予備アクセスポイントのビーコン受信を説明するフローチャートである。 従来のアクセスポイントの障害対応を説明する図である。

符号の説明

１１１ 管理装置
１１２ａ アクセスポイント
１１２ｂ 予備アクセスポイント
１１３ 無線端末

Claims (8)

1. 当該無線通信システムの基地局であり特定周波数の制御信号を送信する第一の無線通信装置と、前記第一の無線通信装置の障害時に予備となる第二の無線通信装置とに伝送路を介して接続された当該無線通信システムを管理する管理装置と、無線端末として機能し前記第一の無線通信装置と通信を行う無線端末とからなる無線通信システムであって、
   前記管理装置は、
   前記第二の無線通信装置に、前記第一の無線通信装置に代わって基地局として動作するよう命令を行う動作命令手段を有し、
   前記第二の無線通信装置は、
   前記特定周波数と同じ周波数の制御信号を送信する信号送信手段を有し、
   前記動作命令手段からの命令により、前記信号送信手段は、前記第一の無線通信装置に代わって前記特定周波数と同じ周波数の制御信号を同じタイミングで送信すること、
   を特徴とする無線通信システム。
2. 前記管理装置は、
   前記第一の無線通信装置の破損を検出する破損検出手段を有し、
   前記動作命令手段は、前記破損検出手段により前記第一の無線通信装置の破損が検出されたとき、前記第二の無線通信装置に対して動作するよう命令を行うこと、
   を特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記破損検出手段は、
   前記第一の無線通信装置に対して伝送路確認コマンドを発行し、発行した前記伝送路確認コマンドに対する応答がないとき、前記第一の無線通信装置の破損を検出すること、
   を特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
4. 前記破損検出手段は、
   前記第一の無線通信装置に対して動作確認コマンドを発行し、発行した前記動作確認コマンドに対する応答がないとき、前記第一の無線通信装置の破損を検出すること、
   を特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
5. 前記破損検出手段は、
   前記無線端末に対して動作確認コマンドを発行し、発行した前記動作確認コマンドに対する応答がないとき、前記第一の無線通信装置の破損を検出すること、
   を特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
6. 前記破損検出手段は、
   前記第二の無線通信装置に対して前記第一の無線通信装置を中継し動作確認コマンドを発行し、発行した前記動作確認コマンドに対する応答がないとき、前記第一の無線通信装置の破損を検出すること、
   を特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
7. 前記第二の無線通信装置は、
   前記第一の無線通信装置からの前記制御信号を受信しないとき、前記管理装置に対して制御信号不受信通知を通知する通知手段とを有し、
   前記破損検出手段は、
   前記第二の無線通信装置から、制御信号不受信通知を通知されたとき、前記第一の無線通信装置の破損を検出すること、
   を特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
8. 無線通信システムの基地局であり特定周波数の制御信号を送信する第一の無線通信装置と、前記第一の無線通信装置の障害時に予備となる当該第二の無線通信装置とに伝送路を介して接続された前記無線通信システムを管理する管理装置と、無線端末として機能し前記第一の無線通信装置と通信を行う無線端末とからなる前記無線通信システムにおける第二の無線通信装置であって、
   前記特定周波数と同じ周波数の制御信号を送信する信号送信手段を有し、
   前記管理装置から基地局として動作するよう命令を受け、前記信号送信手段は、前記第一の無線通信装置に代わって前記特定周波数と同じ周波数の制御信号を送信すること、
   を特徴とする無線通信装置。

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