JP2010136157A - 無線ネットワーク解析システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数のノードが同時にあるいは極めて短い時間間隔でパケットを発信している場合であっても、パケットの取りこぼしが無いように、確実にパケットを収集することができる無線ネットワーク解析システムを提供する。
【解決手段】無線でデータを送受信する複数のノード１２と、ノード１２との間で無線でデータを送受信する情報収集端末１４と、ノード１２と情報収集端末１４との間の無線データを受信する受信機５０を有する無線データ捕捉端末２２と、無線データ捕捉端末２２で捕捉した無線データを収集して解析する無線データ解析端末２４とを具備する無線ネットワーク解析システムにおいて、無線データ捕捉端末２２は各ノード１２が送受信する無線データを送受信可能なエリアに複数設けられ、無線データ解析端末２４は、複数の無線データ捕捉端末２２で捕捉された複数の無線データを収集可能に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線でデータを送受信する複数のノードと、各ノードとの間で無線でデータを送受信する情報収集端末とを備える無線ネットワークを解析する無線ネットワーク解析システムに関する。

無線ネットワークにおける無線での通信データであるパケット（以下、無線データを単にパケットと称する場合がある）を捕捉して、パケットを収集解析することによって、無線ネットワークを解析するシステムが従来より知られている。
このように無線ネットワークのパケットを捕捉して解析することによって、無線ネットワークの評価やデバッグ等に利用できる。

例えば、特許文献１に示すような解析システムでは、複数のノードに対して複数のパケットキャプチャ装置（本発明でいう無線データ捕捉端末）を配置しており、パケットキャプチャ装置で受信した無線データは、パケットアナライザ（本発明でいう情報収集端末）に入力される。

また、この解析システムでは、各ノードは、通信タイミングを制御する制御信号を授受することによって、自ら送信可能期間を設定し、この設定された送信可能期間でデータを送信する。

特開２００８−１５３８６８号公報

上述した特許文献１では、パケットキャプチャ装置が１台だけ設けられている場合は、全ノードのパケットの受信エリアをカバーできるように、パケットキャプチャ装置が移動可能に設けられる旨が記載されている。
しかし、このようにパケットキャプチャ装置を移動可能に設けたとしても、受信エリア外で発信されているパケットを受信することはできないし、現在パケットキャプチャ装置が存在するエリア内で同時に複数のパケットが発信されている場合には、１台のパケットキャプチャ装置では同時にあるいは極めて短い時間間隔で複数のパケットを受信できないので、パケットの取りこぼしが生じるという課題がある。

また、特許文献１には、パケットキャプチャ装置を複数台設ける旨の記載もある。この場合、複数のパケットキャプチャ装置はそれぞれある程度離れた位置に配置されて複数のノードからのパケットが漏れのないように受信エリアを定めている。
しかし、このような構成でも、同一エリア内で同時にあるいは極めて短い時間間隔で複数のパケットが発信されている場合には、１台のパケットキャプチャ装置で複数のパケットを同時受信することができないので、やはりパケットの取りこぼしが生じるという課題がある。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、複数のノードが同時にあるいは極めて短い時間間隔でパケットを発信している場合であっても、パケットの取りこぼしが無いように、確実にパケットを収集することができる無線ネットワーク解析システムを提供することにある。

すなわち、本発明にかかる無線ネットワーク解析システムによれば、無線でデータを送受信する複数のノードと、各前記ノードとの間で無線でデータを送受信する情報収集端末と、各前記ノードと前記情報収集端末との間の無線データを受信する受信機を有する無線データ捕捉端末と、前記無線データ捕捉端末で捕捉した無線データを収集して解析する無線データ解析端末とを具備する無線ネットワーク解析システムにおいて、前記無線データ捕捉端末は各ノードが送受信する無線データを送受信可能なエリアに複数設けられ、前記無線データ解析端末は、複数の無線データ捕捉端末で捕捉された複数の無線データを収集可能に設けられていることを特徴としている。
この構成を採用することによって、複数の無線データ捕捉端末が受信可能なエリア内に複数設けられるので、複数の無線データが同時に発信されていても、各無線データ捕捉端末でそれぞれ受信可能となり、無線データの取りこぼしがないようにすることができる。

また、前記無線データ解析端末は、前記無線データ捕捉端末で捕捉した無線データのうち、重複した無線データの有無を判断する重複データ解析手段と、前記重複データ解析手段によって重複した無線データが存在することが認識された場合には、重複した無線データのうちいずれか１つを残し、他の無線データを削除する削除手段とを有することを特徴としている。
この構成によれば、複数の無線データ捕捉端末で同じ無線データを捕捉してしまった場合には、重複した無駄な無線データを削除するので正確な解析結果を導き出すことができる。

さらに、各前記無線データ捕捉端末は、それぞれの受信周波数が異なるように設けられていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、無線ネットワークが複数のチャンネルを有している場合でも複数チャンネルを同時に解析することが可能である。

なお、各前記無線データ捕捉端末は、それぞれの無線データ捕捉開始タイミングが異なるように設けられていることを特徴としてもよい。
この構成によれば、それぞれの無線データ捕捉端末で異なった時間帯に発信されている無線データを捕捉できるので、さらに無線データの取りこぼしがなくなる。

本発明にかかる無線ネットワーク解析システムによれば、無線でデータを送受信する複数のノードと、各前記ノードとの間で無線でデータを送受信する情報収集端末と、各前記ノードと前記情報収集端末との間の無線データを受信する受信機を有する無線データ捕捉端末と、前記無線データ捕捉端末で捕捉した無線データを収集して解析する無線データ解析端末とを具備する無線ネットワーク解析システムにおいて、前記無線データ捕捉端末は、各ノードが送受信する無線データを送受信可能なエリアに複数の前記受信機を有しており、前記無線データ解析端末は、複数の受信機で捕捉された複数の無線データを収集可能に設けられていることを特徴としている。
この構成では、１台の無線データ捕捉端末が複数の受信機を有しているので、複数の無線データが同時に発信されていても、各無線データ捕捉端末でそれぞれ受信可能となり、無線データの取りこぼしがないようにすることができる。

また、１台の無線データ捕捉端末が複数の受信機を有している場合、前記データ捕捉端末は、各前記受信機で捕捉した無線データのうち、重複した無線データの有無を判断する重複データ解析手段と、前記重複データ解析手段によって重複した無線データが存在することが認識された存在する場合には、重複した無線データのうちいずれか１つを残し、他の無線データを削除する削除手段とを有することを特徴としてもよい。
この構成によれば、複数の受信機で同じ無線データを捕捉してしまった場合には、重複した無駄な無線データを削除するので正確な解析結果を導き出すことができる。

本発明にかかる無線ネットワーク解析システムによれば、複数のノードが同時にパケットを発信している場合であっても、パケットの取りこぼしが無いように、確実にパケットを収集することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１に、本実施形態の無線ネットワーク解析システムの概略構成について示す。
解析対象となる無線ネットワーク１０は、複数のノード１２，１２・・と、１台の情報収集端末１４とを備えている。このような無線ネットワーク１０の例としては、各ノード１２が温度センサ等を備えたセンサノードであり、情報収集端末１４はこれらセンサノードから無線で送信されてくる温度データを収集するものが挙げられる。
ただし、無線ネットワークの例としてはこのようなセンサノードを有するものに限られることはない。

各ノード１２は、測定した温度データを無線データとして発信する。複数のノード１２に対して情報収集端末１４は１台だけであり、送信を効率よく行うために無線データはパケット送信される。
情報収集端末１４は、いずれかのノード１２からの無線データを受信すると、応答信号であるアック（ＡＣＫ）を送信してきたノード１２へ返す。
このように、無線ネットワーク１０は、各ノードから発信される無線データと、無線データを受信した情報収集端末１４からノードへ発信されるアックとがパケットとして常時行き交っている状態である。

無線ネットワーク１０内の無線データを捕捉して解析するキャプチャ部２０について説明する。
キャプチャ部２０は、複数の無線データ捕捉端末２２，２２・・と、１台の無線データ解析端末２４とを備えている。各無線データ捕捉端末２２は、無線データ解析端末２４とデータ通信可能に通信回線２３によって接続されている。

各無線データ捕捉端末２２は、無線ネットワーク１０内で送受信されている無線データが確実に受信できるエリア内に配置されている。したがって、各無線データ捕捉端末２２は、互いに無線ネットワーク１０の受信エリアを分割して担当するわけではないので、密集して配置されていてもよい。

次に、ノードの内部構成について、図２に基づいて説明する。
本実施形態のノード１２は温度センサが設けられたセンサノードであって、測定された温度データを無線データで送信する機能を有している。
ノード１２は、無線データを送受信可能な送受信機３０と、情報収集端末１４から受信したアック等の無線データを記憶させる記憶手段３６と、温度センサ等のセンサ３４と、制御用マイコン等から構成される制御手段３２とを備えている。

また、制御手段３２のメモリ領域には、センサ３４による温度測定のタイミングや無線データとしての発信時間等を制御するための制御プログラムが記憶されており、この制御プログラムを制御用マイコンが実行することでノード１２の動作制御が行われる。

次に、ノード１２からの無線データを収集する情報収集端末１４の構成を、図３に基づいて説明する。
情報収集端末１４は、通常のコンピュータを用いることができる。通常のコンピュータとしては、読み出したプログラムに基づいて動作全体の制御を実行するＣＰＵおよびデータを一時記憶させるメモリ（ＲＯＭおよびＲＡＭ）からなる制御手段４２、データやプログラムを記憶するハードディスク４４、ユーザがデータ等を入力するマウスやキーボードからなる入力手段４６、モニタ等の表示手段４８を有している。
また、情報収集端末１４には、無線データを送受信可能な送受信機３８が設けられている。

送受信機３８がノード１２からの無線データを受信すると、制御手段４２は、受信した無線データから発信元を解析し、発信元であるノード１２に対して、応答信号であるアックを返信するように制御する。これにより、送受信機３８は、無線データの発信元であるノード１２にアックを送信する。
なお、受信した無線データは、ハードディスク４４に記憶される。

次に、無線データ捕捉端末の内部構成について、図４に基づいて説明する。
無線データ捕捉端末２２は、無線データを受信する無線モジュールである受信機５０と、受信機５０で受信した無線データを、無線データ解析端末２４へ送信するための通信手段５１と、制御用マイコン等で構成される制御手段５２とを備えている。無線データ解析端末２４へは、ＵＳＢ等のシリアルインターフェースで接続することができ、通信手段５１としてはＵＳＢポート等を採用することができる。

無線データ捕捉端末２２の制御フローを、図５に示す。
制御手段５２は、先に受信した無線データの処理が終了して、無線データの捕捉が開始可能な状態になると（ステップＳ１００）、受信機５０が無線データを受信したか否かを検出する（ステップＳ１０２）。そして、制御手段５２は、受信機５０が無線データを受信したことを検出した場合には、受信機５０が無線データを受信中は、後から他の無線データを受信したとしても、この後から受信した他のデータを受信しないように受信機５０を制御する（ステップＳ１０４）。この場合、他の無線データ捕捉端末２２がこの他の無線データを捕捉する。そして、制御手段５２は、受信した無線データを通信手段５１を介して無線データ解析端末２４へ送信する（ステップＳ１０６）。

また、各無線データ捕捉端末２２は、各制御手段５２の制御により、無線データの受信タイミングをそれぞれ異ならせるように設けるとよい。
すなわち、予め制御手段５２の動作を制御させる制御プログラムにおいて、受信機５０における無線データの受信開始時刻をそれぞれ異ならせておくのである。これにより、わずかな時間差で飛び交う無線データを漏れなく、いずれかの無線データ捕捉端末２２で捕捉できる。

次に、無線データ解析端末２４の内部構成について、図６に基づいて説明する。
無線データ解析端末２４は、通常のコンピュータを用いることができる。通常のコンピュータとしては、読み出したプログラムに基づいて動作全体の制御を実行するＣＰＵおよびデータを一時記憶させるメモリ（ＲＯＭおよびＲＡＭ）からなる制御手段５４、データやプログラムを記憶するハードディスク５６、ユーザがデータ等を入力するマウスやキーボードからなる入力手段５８、モニタ等の表示手段５７、各無線データ捕捉端末２２と接続する複数の通信手段５９，５９・・を有している。

また、無線データ解析端末２４には、各無線データ捕捉端末２２から収集した無線データのうち、重複したデータが存在するか否かを判断する重複データ解析手段・・が設けられている。重複データ解析手段は、制御手段５４内において、収集した無線データが重複データかどうかを判断するためのプログラムをＣＰＵがメモリから読み出して実行することで実現される。

さらに、無線データ解析端末２４には、重複データ解析手段６２によって重複した無線データであると判断された複数のデータのうち、いずれか１つだけを残してハードディスク５６に記憶させ、残りの重複したデータを削除する削除手段６４が設けられている。削除手段６４は、制御手段５４内において、データを削除するための機能を有するプログラムをＣＰＵがメモリから読み出して実行することで実現される。

無線データ解析端末２４と各無線データ捕捉端末２２との間は、ＵＳＢ等のシリアルインターフェースで接続することができ、通信手段５９としてはＵＳＢポート等を採用することができる。

無線データ解析端末２４のハードディスク５６には、各無線データ捕捉端末２２から送信されてきた無線データが記憶される。重複した無線データが存在する場合には、上述した重複データ解析手段６２と、削除手段６４とによって同じデータは１つだけ記憶される。
そして、無線データ解析端末２４のハードディスク５６内には、無線データ解析プログラムＡＰが記憶されている。無線データ解析プログラムＡＰは、無線データ解析端末２４の制御手段５４が読み出して実行することによって、捕捉された各無線データの解析を行う。

（第２の実施形態）
次に、無線ネットワーク解析システムの第２の実施形態について、図７および図８に基づいて説明する。図７は無線データ捕捉端末の説明図、図８は無線データ解析端末の説明図である。なお、上述した第１の実施形態の無線ネットワーク部分は、同一の構成であるので、説明を省略する。

本実施形態のキャプチャ部２０は、１台の無線データ捕捉端末６０と、１台の無線データ解析端末６６とを備えている。この１台の無線データ捕捉端末６０は、無線ネットワーク１０の各ノード１２から発信される無線データを全て受信可能な位置に配置されている。

本実施形態の無線データ捕捉端末６０は、複数の受信機５０，５０・・と、各受信機５０に対して１対１に接続されてなる複数の制御手段５２，５２・・と、複数の制御手段５２，５２・・で収集した無線データのうちの重複した無線データを削除するため機能を有する第２の制御手段６５と、受信した無線データを、無線データ解析端末２４へ送信するための通信手段５１とを有している。

各制御手段５２は、接続された各受信機５０の動作制御を実行するように設けられている。また、制御手段５２は、各受信機５０の無線データの受信タイミングをそれぞれ異ならせるように各受信機５０を制御するとよい。

また、第２の制御手段６５は、各受信機５０から収集した無線データのうち、重複したデータが存在するか否かを判断する重複データ解析手段６２が設けられている。重複データ解析手段６２は、制御手段６５内において、収集した無線データが重複データかどうかを判断するためのプログラムを実行することで実現される。

さらに、第２の制御手段６５は、重複データ解析手段６２によって重複した無線データであると判断された複数のデータのうち、いずれか１つだけ無線データ解析端末６６へ通信し、残りの重複したデータを削除する削除手段６４が設けられている。削除手段６４は、制御手段６５内において、データを削除するための機能を有するプログラムを実行することで実現される。

このような構成を採用することによって、各受信機５０を制御する制御手段５２としては８ｂｉｔ等の安価な制御用マイコンを使用しつつ、この制御手段５２よりも若干高性能の第２の制御手段６５を用いることで、重複した情報を確実に削除できる。

図８に示すように、本実施形態の無線データ解析端末６６は、１台の無線データ捕捉端末６０と接続されているだけであるので、通信手段５９は１つだけ設けられていれば良い。
また、本実施形態の無線データ解析端末６６の制御手段５４は、重複したデータの有無を解析して削除する機能は設けられていなくても良い。

（第３の実施形態）
次に、無線ネットワーク解析システムの第２の実施形態について、無線データ捕捉端末の構成を図９に基づいて説明する。なお、上述した第１の実施形態の無線ネットワーク部分は、同一の構成であるので、説明を省略する。また、無線データ解析端末の構成も上記第２の実施形態（図８）と同一の構成であるので、説明を省略する。

本実施形態のキャプチャ部２０は、１台の無線データ捕捉端末６８と、１台の無線データ解析端末６６とを備えている。この１台の無線データ捕捉端末６０は、無線ネットワーク１０の各ノード１２から発信される無線データを全て受信可能な位置に配置されている。

本実施形態の無線データ捕捉端末６８は、複数の受信機５０，５０・・と、１つの制御手段６９と、受信した無線データを、無線データ解析端末６６へ送信するための通信手段５１と、を有している。

本実施形態における制御手段６９は、各受信機５０の制御と、各受信機５０で収集した無線データのうちの重複した無線データを削除するため機能を有する。また、制御手段６９は、各受信機５０の無線データの受信タイミングをそれぞれ異ならせるように各受信機５０を制御するとよい。

制御手段６９には、各受信機５０から収集した無線データのうち、重複したデータが存在するか否かを判断する重複データ解析手段６２が設けられている。重複データ解析手段６２は、制御手段６９内において、収集した無線データが重複データかどうかを判断するためのプログラムを実行することで実現される。

さらに、制御手段６９は、重複データ解析手段６２によって重複した無線データであると判断された複数のデータのうち、いずれか１つだけ無線データ解析端末６６へ通信し、残りの重複したデータを削除する削除手段６４が設けられている。削除手段６４は、制御手段６９内において、データを削除するための機能を有するプログラムを実行することで実現される。

このような構成を採用することによって、無線データ捕捉端末６８では、各受信機５０を制御する制御手段と、重複した情報を削除する制御手段とを１つの制御用マイコンで実現でき、部品点数の削減に寄与する。

（他の実施形態）
なお、上述してきた各実施形態においては、各無線データ捕捉端末における受信機の受信周波数を異ならせておいてもよい。この構成によれば、無線ネットワーク１０が複数チャンネル設けられている場合であっても漏れなく無線データの捕捉が可能である。

以上本発明につき好適な実施の形態を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。

本発明に係る無線ネットワーク解析システム全体の概略構成を示す説明図である。 図１に示した実施形態のノードの構成を示す説明図である。 図１に示した実施形態の無線データ収集端末の構成を示す説明図である。 図１に示した実施形態の無線データ捕捉端末の構成を示す説明図である。 図４の無線データ捕捉端末の動作を説明するフローチャートである。 図１に示した実施形態の無線データ解析端末の構成を示す説明図である。 無線ネットワーク解析システムの第２の実施形態の無線データ捕捉端末の構成を示す説明図である。 無線ネットワーク解析システムの第２の実施形態の無線データ解析端末の構成を示す説明図である。 無線ネットワーク解析システムの第３の実施形態無線データ捕捉端末の構成を示す説明図である。

符号の説明

１０ 無線ネットワーク
１２ ノード
１４ 情報収集端末
２０ キャプチャ部
２２，６０，６８ 無線データ捕捉端末
２３ 通信回線
２４，６６ 無線データ解析端末
３０，３８ 送受信機
３２，４２，５２，５４，６５，６９ 制御手段
３４ センサ
３６ 記憶手段
４４，５６ ハードディスク
４６，５８ 入力手段
４８，５７ 表示手段
５０ 受信機
５１，５９ 通信手段
６２ 重複データ解析手段
６４ 削除手段

Claims (9)

1. 無線でデータを送受信する複数のノードと、
   各前記ノードとの間で無線でデータを送受信する情報収集端末と、
   各前記ノードと前記情報収集端末との間の無線データを受信する受信機を有する無線データ捕捉端末と、
   前記無線データ捕捉端末で捕捉した無線データを収集して解析する無線データ解析端末とを具備する無線ネットワーク解析システムにおいて、
   前記無線データ捕捉端末は各ノードが送受信する無線データを送受信可能なエリアに複数設けられ、
   前記無線データ解析端末は、複数の無線データ捕捉端末で捕捉された複数の無線データを収集可能に設けられていることを特徴とする無線ネットワーク解析システム。
2. 前記無線データ解析端末は、
   前記無線データ捕捉端末で捕捉した無線データのうち、重複した無線データの有無を判断する重複データ解析手段と、
   前記重複データ解析手段によって重複した無線データが存在することが認識された場合には、重複した無線データのうちいずれか１つを残し、他の無線データを削除する削除手段とを有することを特徴とする請求項１記載の無線ネットワーク解析システム。
3. 各前記無線データ捕捉端末は、
   それぞれの受信周波数が異なるように設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の無線ネットワーク解析システム。
4. 各前記無線データ捕捉端末は、
   それぞれの無線データ捕捉開始タイミングが異なるように設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項記載の無線ネットワーク解析システム。
5. 無線でデータを送受信する複数のノードと、
   各前記ノードとの間で無線でデータを送受信する情報収集端末と、
   各前記ノードと前記情報収集端末との間の無線データを受信する受信機を有する無線データ捕捉端末と、
   前記無線データ捕捉端末で捕捉した無線データを収集して解析する無線データ解析端末とを具備する無線ネットワーク解析システムにおいて、
   前記無線データ捕捉端末は、
   各ノードが送受信する無線データを送受信可能なエリアに複数の前記受信機を有しており、
   前記無線データ解析端末は、複数の受信機で捕捉された複数の無線データを収集可能に設けられていることを特徴とする無線ネットワーク解析システム。
6. 前記無線データ解析端末は、
   前記無線データ捕捉端末で捕捉した無線データのうち、重複した無線データの有無を判断する重複データ解析手段と、
   前記重複データ解析手段によって重複した無線データが存在することが認識された場合には、重複した無線データのうちいずれか１つを残し、他の無線データを削除する削除手段とを有することを特徴とする請求項５記載の無線ネットワーク解析システム。
7. 前記データ捕捉端末は、
   各前記受信機で捕捉した無線データのうち、重複した無線データの有無を判断する重複データ解析手段と、
   前記重複データ解析手段によって重複した無線データが存在することが認識された存在する場合には、重複した無線データのうちいずれか１つを残し、他の無線データを削除する削除手段とを有することを特徴とする請求項５記載の無線ネットワーク解析システム。
8. 各前記受信機は、
   それぞれの受信周波数が異なるように設けられていることを特徴とする請求項５〜請求項７のうちいずれか１項記載の無線ネットワーク解析システム。
9. 各前記受信機は、
   それぞれの無線データ捕捉開始タイミングが異なるように設けられていることを特徴とする請求項５〜請求項８のうちのいずれか１項記載の無線ネットワーク解析システム。

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