JP2012222779A - Radio network system - Google Patents
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本発明は、第1バックボーンネットワークに無線アクセスポイントを介して接続される第1無線ネットワークグループの無線機器群と、前記第1バックボーンネットワークに接続され前記無線機器群にタイムスロットを割り当てるネットワーク管理装置と、前記第1バックボーンネットワークに対して時間遅れを有する経路経由で接続される第2バックボーンネットワークに無線アクセスポイントを介して接続される第2無線ネットワークグループの無線機器群を備え、前記第2無線ネットワークグループの無線機器群が前記ネットワーク管理装置よりタイムスロットが割り当てられる無線ネットワークシステムに関するものである。 The present invention provides a wireless device group of a first wireless network group connected to a first backbone network via a wireless access point, and a network management device that is connected to the first backbone network and assigns a time slot to the wireless device group. A wireless device group of a second wireless network group connected via a wireless access point to a second backbone network connected to the first backbone network via a path having a time delay, and the second wireless network The present invention relates to a wireless network system in which a group of wireless devices is assigned a time slot by the network management device.
無線メッシュネットワークを形成する無線機器群(ノード)の夫々に、1台のネットワーク管理装置(マネージャ)より各無線機器群の通信速度能力に応じて通信を許可するタイムスロットを動的に調整し、無線機器間の通信に混信を与えないようにタイムスロット管理する技術は、特許文献1に開示されている。
Dynamically adjust the time slot for allowing communication according to the communication speed capability of each wireless device group from one network management device (manager) to each wireless device group (node) forming the wireless mesh network, A technique for managing time slots so as not to cause interference in communication between wireless devices is disclosed in
複数の無線機器が干渉なく通信するためには、時間を一定の間隔で分割(タイムスロット)する。このタイムスロットをネットワーク管理装置が複数の無線機器に割り当て、無線機器は割り当てられたタイムスロットの範囲内でのみ通信する。これにより、多数の無線機器が互いに干渉することなく通信できる仕様となっている。 In order for a plurality of wireless devices to communicate without interference, time is divided (time slot) at regular intervals. The network management apparatus assigns this time slot to a plurality of wireless devices, and the wireless device communicates only within the range of the assigned time slot. As a result, the specification allows a large number of wireless devices to communicate without interfering with each other.
全ての無線機器の時刻が一定の精度で同期している場合は、各無線機器間の通信が互いに干渉することなく完了するシステムは容易に構築することができる。図5は、無線機器間の通信におけるタイムスロット管理を説明する模式図である。 When the times of all wireless devices are synchronized with a certain accuracy, a system that completes communication between wireless devices without interfering with each other can be easily constructed. FIG. 5 is a schematic diagram for explaining time slot management in communication between wireless devices.
図5(A)は正常なタイムスロット管理を示す時間を模式図であり、無線機器Aと無線機器Bに割り当てられたタイムスロットTS1と、無線機器Cと無線機器Dに割り当てられたタイムスロットTS2と、無線機器Eと無線機器Fに割り当てられたタイムスロットTS3は、時間軸(横軸)上で重なることがなく、正常な通信が実行される。 FIG. 5A is a schematic diagram showing time indicating normal time slot management. The time slot TS1 assigned to the wireless devices A and B and the time slot TS2 assigned to the wireless devices C and D are shown. Then, the time slots TS3 assigned to the wireless devices E and F do not overlap on the time axis (horizontal axis), and normal communication is executed.
一部の無線機器の時刻同期精度が予め想定された精度より悪い場合には、精度が悪い無線機器の通信時間が前後いずれかの無線機器の通信時間と干渉する。図5(B)は、無線機器C〜Fのいずれかの時刻同期精度が悪いため、タイムスロットTS2とタイムスロットTS3が時間軸上で重なり干渉が生じた場合を示している。 If the time synchronization accuracy of some wireless devices is worse than the accuracy assumed in advance, the communication time of the wireless device with poor accuracy interferes with the communication time of one of the wireless devices before and after. FIG. 5B shows a case where time slot TS2 and time slot TS3 overlap on the time axis and interference occurs because the time synchronization accuracy of any of wireless devices C to F is poor.
図6は、従来の無線ネットワークシステムの構成例を示す機能ブロック図である。第1バックボーンネットワーク100には、無線アクセスポイント101を介して第1無線ネットワークグループ(A)の無線機器群102、103、104、105が接続されている。
FIG. 6 is a functional block diagram showing a configuration example of a conventional wireless network system. A
第1バックボーンネットワーク100には、無線LANアクセスポイント106と前記無線機器群102〜105にタイムスロットを割り当てるネットワーク管理装置107が接続されている。
Connected to the first backbone network 100 is a wireless
第2バックボーンネットワーク200には、無線アクセスポイント201を介して第2無線ネットワークグループ(B)の無線機器群202、203、204、205が接続されている。
第2バックボーンネットワーク200には、無線LANアクセスポイント206が接続されている。第1バックボーンネットワーク100の無線LANアクセスポイント106と第2バックボーンネットワーク200の無線LANアクセスポイント206は、時間遅れを有する経路である無線LAN300経由で通信している。
A wireless
第2バックボーンネットワーク200の無線機器群202〜205は、第1バックボーンネットワーク100側に接続されたネットワーク管理装置107より、時間遅れを有する経路である無線LAN300経由でタイムスロットが割り当てられる。
The
前記第1無線ネットワークグループ(A)の無線機器群102〜105及び前記第2無線ネットワークグループ(B)の無線機器群202〜205は、前記第1バックボーンネットワーク100に接続されたゲートウェイ装置108を介して制御ネットワーク109に接続された上位装置110と通信し、階層的な通信システムを形成している。
The
図6に示した従来構成の無線ネットワークシステムでは、無線LAN300等の大きな遅延が発生する経路経由で第2無線ネットワークグループ(B)の無線機器群202〜205がネットワーク管理装置107に接続されるため、第1無線ネットワークグループ
(A)の無線機器群102〜105に対して時刻の同期精度を上げることが難しく、図5(B)に示す干渉が生じやすいという問題がある。例えば、第1グループ(A)の無線機器群と第2グループ(B)の無線機器群との間で通信を行う場合、図5(B)に示す干渉が生じうる。
In the wireless network system having the conventional configuration shown in FIG. 6, the
本発明の目的は、一部の無線機器の同期精度が悪い場合でも、無線通信の干渉が発生しない無線ネットワークシステムを実現することにある。 An object of the present invention is to realize a wireless network system in which interference of wireless communication does not occur even when the synchronization accuracy of some wireless devices is poor.
このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
(1)第1バックボーンネットワークに無線アクセスポイントを介して接続される第1無線ネットワークグループの無線機器群と、前記第1バックボーンネットワークに接続され前記無線機器群にタイムスロットを割り当てるネットワーク管理装置と、前記第1バックボーンネットワークに時間遅れを有する経路経由で接続される第2バックボーンネットワークに無線アクセスポイントを介して接続される第2無線ネットワークグループの無線機器群を備え、前記第2無線ネットワークグループの無線機器群が前記ネットワーク管理装置よりタイムスロットが割り当てられる無線ネットワークシステムにおいて、
前記ネットワーク管理装置は、
前記第1無線ネットワークグループの無線機器群の夫々に、第1タイムスロット情報を設定すると共に、前記第2無線ネットワークグループの無線機器群の夫々に、前記時間遅れに基づいて補正された第2タイムスロット情報を設定することを特徴とする無線ネットワークシステム。
In order to achieve such a subject, the present invention has the following configuration.
(1) a wireless device group of a first wireless network group connected to the first backbone network via a wireless access point; a network management device that is connected to the first backbone network and assigns time slots to the wireless device group; A wireless device group of a second wireless network group connected via a wireless access point to a second backbone network connected to the first backbone network via a path having a time delay, and wireless of the second wireless network group In a wireless network system in which a device group is assigned a time slot by the network management device,
The network management device includes:
First time slot information is set for each of the wireless device groups of the first wireless network group, and the second time corrected based on the time delay is set for each of the wireless device groups of the second wireless network group. A wireless network system, wherein slot information is set.
(2)前記ネットワーク管理装置は、前記第2無線ネットワークグループの無線機器群が使用するタイムスロットの前後のタイムスロットを不使用とする前記第2タイムスロット情報を設定することを特徴とする(1)に記載の無線ネットワークシステム。 (2) The network management device sets the second time slot information in which the time slots before and after the time slot used by the wireless device group of the second wireless network group are not used (1) ) Wireless network system.
(3)前記ネットワーク管理装置は、前記第2無線ネットワークグループの無線機器群が使用するタイムスロットのタイムスロット長を動的に調整することを特徴とする(1)に記載の無線ネットワークシステム。 (3) The wireless network system according to (1), wherein the network management device dynamically adjusts a time slot length of a time slot used by a wireless device group of the second wireless network group.
(4)前記ネットワーク管理装置は、前記第1バックボーンネットワークに接続された設定ツールを介してユーザの設定により前記第2無線ネットワークグループの無線機器群に対する要求時刻精度情報を取得することを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載の無線ネットワークシステム。 (4) The network management device acquires the requested time accuracy information for the wireless device group of the second wireless network group by a user setting through a setting tool connected to the first backbone network. (1) The wireless network system according to any one of (3).
(5)前記ネットワーク管理装置は、前記第1バックボーンネットワークに接続されたネットワーク管理ツールを介して前記第1無線ネットワークグループの無線機器群に対する要求時刻精度情報及び前記第2無線ネットワークグループの無線機器群に対する要求時刻精度情報を取得することを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載の無線ネットワークシステム。 (5) The network management device includes request time accuracy information for the wireless device group of the first wireless network group and the wireless device group of the second wireless network group via a network management tool connected to the first backbone network. The wireless network system according to any one of (1) to (3), wherein the request time accuracy information is acquired.
(6)前記ネットワーク管理ツールは、少なくとも前記第2無線ネットワークグループの無線機器群が出力するパケットエラーレート情報を収集するエラーレート監視手段を備え、前記パケットエラーレートが最小となる時間遅れを検出して前記ネットワーク管理装置に送信することを特徴とする(5)に記載の無線ネットワークシステム。 (6) The network management tool includes error rate monitoring means for collecting packet error rate information output by at least the wireless device group of the second wireless network group, and detects a time delay at which the packet error rate is minimized. The wireless network system according to (5), wherein the wireless network system transmits to the network management device.
(7)前記ネットワーク管理装置は、前記エラーレート監視手段を内在することを特徴とする(6)に記載の無線ネットワークシステム。 (7) The wireless network system according to (6), wherein the network management device includes the error rate monitoring unit.
(8)前記時間遅れを有する経路は、無線LANであることを特徴とする(1)乃至(7)のいずれかに記載の無線ネットワークシステム。 (8) The wireless network system according to any one of (1) to (7), wherein the route having a time delay is a wireless LAN.
(9)前記第1無線ネットワークグループの無線機器群及び前記第2無線ネットワークグループの無線機器群は、前記第1バックボーンネットワークに接続されたゲートウェイ装置1を介して制御ネットワークに接続された上位装置と通信することを特徴とする(1)乃至(8)のいずれかに記載の無線ネットワークシステム。
(9) The wireless device group of the first wireless network group and the wireless device group of the second wireless network group include a host device connected to the control network via the
本発明によれば、ネットワーク管理装置400は、要求時刻精度情報に基づき、第1ネットワークグループ(A)の無線機器群及び第2ネットワークグループ(B)の無線機器群の最適なタイムスロットを決定し、各無線機器群に設定するので、グループを跨ぐ無線機器間通信においてタイムスロットが干渉するリスクを回避することが可能となる。
According to the present invention, the
以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明を適用した無線ネットワークシステムの一実施例を示す機能ブロック図である。図6で説明した従来構成と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram showing an embodiment of a wireless network system to which the present invention is applied. The same elements as those in the conventional configuration described with reference to FIG.
図1において、本発明が適用されるネットワーク管理装置400は、図6で示したネットワーク管理装置107と同様に第1バックボーンネットワーク100に接続され、要求時刻精度保持手段400aを備えている。
In FIG. 1, a
無線アクセスポイント101に接続される第1ネットワークグループ(A)の無線機器群102、103、104、105は、夫々第1タイムスロット情報保持手段102a、103a、104a、105aを備えている。
The
無線アクセスポイント201に接続される第2ネットワークグループ(B)の無線機器群202、203、204、205は、夫々第2タイムスロット情報保持手段202a、203a、204a、205aを備えている。
The
第1バックボーンネットワーク100には、ユーザ設定Uを受け付けると共に、ネットワーク管理装置400と通信できる設定ツール500が接続されている。ユーザは、この設定ツール500を使用して、各無線ネットワークに要求される、無線LAN300の時間遅れに基づく時刻精度を入力する。
The first backbone network 100 is connected with a
入力された要求時刻精度情報は、第1バックボーンネットワーク100経由でネットワーク管理装置400に転送され、ネットワーク管理装置400の記憶領域に形成された要求時刻精度ル保持手段400aに格納される。
The input request time accuracy information is transferred to the
ネットワーク管理装置400は、要求時刻精度情報に基づき、第1ネットワークグループ(A)の無線機器群102、103、104、105に最適な第1タイムスロットを決定し、夫々第1タイムスロット情報保持手段102a、103a、104a、105aに配信して設定する。
The
同様に、ネットワーク管理装置400は、要求時刻精度情報に基づき、第2ネットワークグループ(B)の無線機器群202、203、204、205に最適な第2タイムスロットを決定し、夫々第2タイムスロット保持手段202a、203a、204a、205aに配信して設定する。各無線機器は、自己に設定されたタイムスロット情報に基づいて他の無線機器と通信する。
Similarly, the
図2は、本発明の動作を説明するタイムスロットの模式図である。図2(A)において、ネットワーク管理装置400は、無線LAN300の時間遅れによって時刻同期精度が保障できないネットワークBが使用するタイムスロットの前後のスロットを不使用とする。
FIG. 2 is a schematic diagram of time slots for explaining the operation of the present invention. In FIG. 2A, the
これにより、図2(B)に示す通り、ネットワークBが使用するタイムスロットの通信タイミングが前後に変動したとしても、無線が干渉するリスクを回避することが可能となる。 As a result, as shown in FIG. 2B, it is possible to avoid the risk of radio interference even if the communication timing of the time slot used by the network B changes back and forth.
図3は、本発明を適用した無線ネットワークシステムの他の実施例を示す機能ブロック図である。図1の構成との相違点は、図1に示した設定ツール500に代えて、ネットワーク管理ツール600を備える構成を特徴としている。
FIG. 3 is a functional block diagram showing another embodiment of the wireless network system to which the present invention is applied. 1 is characterized in that a
図1に示した設定ツール500は、ユーザ設定Uを入力する手動操作ツールであるが、図3のネットワーク管理ツール600は、少なくとも第2無線ネットワークグループ(B)の無線機器群が出力するパケットエラーレート情報を自動的に収集するエラーレート監視手段600aを備え、無線機器群のパケットエラーレートが最小となる時間遅れ情報を検出して前記ネットワーク管理装置400に送信する。
The
具体的に説明すると、図4は、パケットエラーレートの特性図である。ネットワーク管理ツール600のエラーレート監視手段600aは、第2無線ネットワークグループ(B)の無線機器群の平均パケットエラーレートPERが、時間遅れに基づく時刻精度の補正により正常な値R1(許容値)になる遅延時間T1を検出してネットワーク管理装置400に送信する。
More specifically, FIG. 4 is a characteristic diagram of the packet error rate. The error rate monitoring unit 600a of the
ネットワーク管理装置400は、この補正情報に基づいて決定される最適なタイムスロット情報を、第2無線ネットワークグループ(B)の無線機器群の夫々が備える第2タイムスロット情報保持手段に設定してタイムスロット長を動的に調整する。
The
図3の実施例では、エラーレート監視手段600aは、第2ネットワークグループ(B)の無線機器群のパケットエラーレート情報を収集する場合を説明したが、これに限定されるものではなく、ネットワークに属する全ての無線機器のパケットエラー情報を収集し、
無線機器個々に最適なタイムスロットを個別設定するための要求時間精度情報をネットワーク管理装置400に送信する構成も可能である。
In the embodiment of FIG. 3, the case where the error rate monitoring unit 600a collects the packet error rate information of the wireless device group of the second network group (B) has been described. However, the present invention is not limited to this. Collect packet error information of all wireless devices to which it belongs,
A configuration is also possible in which required time accuracy information for individually setting an optimal time slot for each wireless device is transmitted to the
図3の実施例では、ネットワーク管理ツール600がエラーレート監視手段600aを備える構成を示したが、エラーレート監視手段600aの機能をネットワーク管理装置400の機能として内在させる構成でもよい。
In the embodiment of FIG. 3, the configuration in which the
図1、図3の実施例では、時間遅れを有する経路として無線LAN300を例示したがこれに限定されるものではなく、時間遅れを有するネットワーク経由の接続形態であれば本発明を有効に適用することができる。 1 and 3 exemplify the wireless LAN 300 as a route having a time delay, the present invention is not limited to this, and the present invention is effectively applied to a connection form via a network having a time delay. be able to.
図1、図3の実施例では、時間遅れを有する経路を介して第1無線ネットワークグループ(A)に接続されるネットワークとして、簡単のため、第2無線ネットワークグループ(B)の1グループのみを示したが、第1無線ネットワークグループ(A)に接続されるネットワークは2以上の複数並列接続ネットワークであってもよい。 In the embodiment of FIGS. 1 and 3, as a network connected to the first wireless network group (A) via a route having a time delay, only one group of the second wireless network group (B) is used for simplicity. As shown, the network connected to the first wireless network group (A) may be two or more parallel connection networks.
更に、第2無線ネットワークグループ(B)の第2バックボーンネットワーク200より時間遅れを有する経路を介して第3無線ネットワークグループ(C)等が接続される複数直列接続ネットワークであってもよい。 Further, it may be a multiple series connection network in which the third wireless network group (C) and the like are connected via a route having a time delay from the second backbone network 200 of the second wireless network group (B).
100 第1バックボーンネットワーク
101 無線アクセスポイント
102〜105 無線機器
102a〜105a 第1タイムスロット情報保持手段
106 無線LANアクセスポイント
108 ゲートウェイ装置
109 制御ネットワーク
110 上位装置
200 第2バックボーンネットワーク
201 無線アクセスポイント
202〜205 無線機器
202a〜505a 第2タイムスロット情報保持手段
206 無線LANアクセスポイント
300 無線LAN
400 ネットワーク管理装置
400a 要求時刻精度保持手段
500 設定ツール
600 ネットワーク管理ツール
600a エラーレート監視手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100
400 network management device 400a required time accuracy holding means 500
Claims (9)
前記ネットワーク管理装置は、
前記第1無線ネットワークグループの無線機器群の夫々に、第1タイムスロット情報を設定すると共に、前記第2無線ネットワークグループの無線機器群の夫々に、前記時間遅れに基づいて補正された第2タイムスロット情報を設定することを特徴とする無線ネットワークシステム。 A wireless device group of a first wireless network group connected to a first backbone network via a wireless access point; a network management device connected to the first backbone network and assigning a time slot to the wireless device group; A wireless device group of a second wireless network group connected via a wireless access point to a second backbone network connected to the backbone network via a route having a time delay, wherein the wireless device group of the second wireless network group comprises: In the wireless network system to which time slots are assigned by the network management device,
The network management device includes:
First time slot information is set for each of the wireless device groups of the first wireless network group, and the second time corrected based on the time delay is set for each of the wireless device groups of the second wireless network group. A wireless network system, wherein slot information is set.
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