JP2014176075A - 無線ネットワークの通信状態評価装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジニアによる判断のバラつきを抑え、重大な問題点を見落とす可能性を低減する。
【解決手段】通信状態評価装置は、評価対象の経路として使用される可能性のある複数の候補経路を特定する候補経路特定部１と、候補経路上の無線機器の無線通信の状態を示す無線通信状態情報を取得する無線通信状態情報取得部２と、無線通信状態情報に基づいて、候補経路上の隣接する無線機器間を接続するリンクの安定度を算出するリンク安定度算出部３と、リンクの安定度に基づいて複数の候補経路の安定度を算出する経路個別安定度算出部４と、候補経路の安定度に基づいて評価対象の経路のトータルの安定度を算出するトータル評価値算出部５と、評価対象の経路のトータルの安定度と閾値とを比較して、評価対象の経路の通信状態が安定しているか否かを判定する判定部６とから構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線ネットワークの経路の通信状態を評価する通信状態評価装置および方法に関するものである。

プラントの無線フィールド機器を管理する管理システムは、国際標準規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠しており、この規格に従って製品化が進められている。ＩＳＡ１００．１１ａでは、無線通信の状態をＩＳＡ１００．１１ａに準拠したゲートウェイ経由で取得することができる。しかし、ＩＳＡ１００．１１ａでサポートされている機能だけでは、特定の機器間の通信の状態を知ることができない。

国際標準規格ＩＳＡ１００．１１ａでサポートされている機能としては、以下のようなものがある。
（Ａ）隣接した機器間の通信の品質取得機能。
（Ｂ）ネットワーク全体の通信の品質取得機能。
（Ｃ）機器ごとの通信の品質取得機能（無線ゲートウェイ−機器間）。

（Ａ）の機能では、隣接した機器間の各リンクの通信状態を知ることはできるが、隣接していない機器間の通信状態を知ることができない。（Ｂ）や（Ｃ）の機能では、無線ゲートウェイと機器間の通信状態を知ることはできるが、機器と特定の中継器間の通信の品質を知ることができない。（Ａ）の機能による情報だけではマクロな評価（機器の通信の良し悪しを判断）するのが難しく、（Ｂ）や（Ｃ）の機能による情報だけでは特定の範囲に限定した局所的な評価が難しい。

例えば定期的なメンテナンスでは、無線ゲートウェイと機器間の通信状態はもちろん、中継器や中継のためのセンサー機器までの通信状態を知る必要がある。実際のプラントのように機器数が増えると、無線ネットワークの規模が大きくなる。そのため、無線ゲートウェイと機器間の他にも、メンテナンスを行うエンジニアが必要とする範囲における任意の機器間の通信状態を算出する手法が必要である。つまり、定期的なメンテナンスなどにより、複数の無線機器を再設置したときには、個々の無線通信経路について再現性を評価する必要がある。

このような通信経路の評価を行うための技術として、例えば特許文献１に開示された技術がある。この特許文献１に開示された技術は、無線ネットワークを介した無線装置間の送信数、およびこの送信に対する返信がなされなかった数を示す無返信数を計数し、この送信数および無返信数より、送信が行われた経路の安定度を算出するようにしたものである。

特開２０１２−１３８８３０号公報

特許文献１に開示された技術では、単一の経路の安定度を算出するようにしている。しかしながら、無線経路には複数の候補経路（プライマリパス、セカンダリパス）があって、経路が可変的であるため、単一のリンクや経路の安定度は、無線メッシュネットワークにおける無線機器の通信状態の良し悪しを判断する指標としてはあまり適しているとは言えない。つまり、メッシュネットワークでは、通信の状況により経路が変化することがあるため、リンクごとの通信状態を評価するだけでは誤った評価を下してしまう恐れがある。

例えばメンテナンスにより中継器が増設されホッピング数が増えた場合、各リンクの通信状態は向上するが、トータルで通信状態を見た場合、悪化している可能性がある。このような状況でエンジニアが個々のリンクの通信状態を見て評価しようとした場合、エンジニアによって判断のバラつきが発生し、重大な問題点を見落とす恐れがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、無線ネットワークの経路の通信状態を１つの指標で評価することができ、エンジニアによる判断のバラつきを抑えることができる無線ネットワークの通信状態評価装置および方法を提供することを目的とする。

本発明の無線ネットワークの通信状態評価装置は、無線ネットワークにおける評価対象の経路上の無線機器の無線通信の状態を示す無線通信状態情報を取得する無線通信状態情報取得手段と、前記無線通信状態情報に基づいて、前記評価対象の経路として使用される可能性のある複数の候補経路上の隣接する無線機器間を接続するリンクの安定度を算出するリンク個別安定度算出手段と、前記リンクの安定度に基づいて、前記複数の候補経路の安定度を算出する経路個別安定度算出手段と、前記複数の候補経路の安定度に基づいて、前記評価対象の経路のトータルの安定度を算出するトータル評価値算出手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の無線ネットワークの通信状態評価装置の１構成例は、さらに、前記リンク個別安定度算出手段が算出したリンクの安定度を当該リンクの使用率で重み付けし、正規化した安定度を算出する正規化リンク個別安定度算出手段を備え、前記経路個別安定度算出手段は、前記正規化したリンクの安定度に基づいて、前記複数の候補経路の安定度を算出することを特徴とするものである。

また、本発明の無線ネットワークの通信状態評価装置の１構成例は、さらに、前記評価対象の経路のトータルの安定度と予め設定された閾値とを比較して、前記評価対象の経路の通信状態が安定しているか否かを判定する判定手段を備えることを特徴とするものである。
また、本発明の無線ネットワークの通信状態評価装置の１構成例は、さらに、前記複数の候補経路を特定すると共に、この候補経路上の隣接する無線機器間を接続するリンクを特定する候補経路特定手段を備えることを特徴とするものである。
また、本発明の無線ネットワークの通信状態評価装置の１構成例において、前記無線通信状態情報は、前記候補経路上の隣接する無線機器間の送信回数および隣接する無線機器間で送信に対する返信がなされなかった数を示す失敗回数、あるいは前記候補経路上の隣接する無線機器間の送信回数および隣接する無線機器間で送信に対する返信がなされた数を示す成功回数である。

また、本発明の無線ネットワークの通信状態評価方法は、無線ネットワークにおける評価対象の経路上の無線機器の無線通信の状態を示す無線通信状態情報を取得する無線通信状態情報取得ステップと、前記無線通信状態情報に基づいて、前記評価対象の経路として使用される可能性のある複数の候補経路上の隣接する無線機器間を接続するリンクの安定度を算出するリンク個別安定度算出ステップと、前記リンクの安定度に基づいて、前記複数の候補経路の安定度を算出する経路個別安定度算出ステップと、前記複数の候補経路の安定度に基づいて、前記評価対象の経路のトータルの安定度を算出するトータル評価値算出ステップとを含むことを特徴とするものである。

本発明によれば、無線通信状態情報取得手段とリンク個別安定度算出手段と経路個別安定度算出手段とトータル評価値算出手段とを設けることにより、評価対象の経路のトータルの安定度という１つの指標を算出することができ、複数の候補経路をトータルで評価する指標を得ることができるので、エンジニアによる判断のバラつきを抑えることができ、重大な問題点を見落とす可能性を低減することができる。本発明では、不必要な安定性劣化対策をしたり、必要な安定性劣化対策を見落としたりするといった可能性を低減することができる。

また、本発明では、リンク個別安定度算出手段が算出したリンクの安定度を当該リンクの使用率で重み付けし、正規化した安定度を算出することにより、経路のトータルの安定度を０〜１．０の範囲にすることができ、１つの閾値で評価対象の経路の通信状態を評価することが可能になる。

また、本発明では、候補経路特定手段を設けることにより、評価対象の経路として使用される可能性のある複数の候補経路（プライマリパス、セカンダリパス）と、この候補経路上の隣接する無線機器間を接続するリンクを特定することができる。

本発明の実施の形態に係る通信状態評価装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る通信状態評価装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る通信状態評価装置の評価対象となる無線ネットワークの例を示す図である。 本発明の実施の形態における無線機器間の送信回数と失敗回数の例を示す図である。 本発明の実施の形態における無線機器間の送信回数と失敗回数の他の例を示す図である。

［発明の原理］
複数の無線機器が設置されたとき、例えば通信経路Ａ（パスＡ）と通信経路Ｂ（パスＢ）の安定度が同時に変化することがある。発明者は、個々の経路（パス）に限った評価のみでは、評価が不十分になり得ることに着眼した。例えば、プライマリパスの安定度が再構築前と同水準である場合、プライマリパスのみで評価すると、セカンダリパスが機能していない状況を見落とす危険性がある。そこで、発明者は、複数の経路（パス）をトータルで評価することにより、セカンダリパスの見落としなどの危険性を低減させることができることに想到した。本発明では、通信状態の評価の誤りによって不必要に安定度劣化対策を誘発する可能性を低減することができ、また、必要な安定度劣化対策を見落とす危険性を低減することができる。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態では、無線機器の通信状態を示す情報を取得し、取得した情報から特定の機器間が持つ１つ以上の経路すべてについてリンクの安定度を計算する。計算した特定の機器間に関する各リンクの安定度データ群から、重み付けなどの手法を利用し機器間のトータルの無線接続の安定度を計算する。

図１は本発明の実施の形態に係る通信状態評価装置の構成を示すブロック図である。通信状態評価装置は、評価対象の経路として使用される可能性のある複数の候補経路を特定すると共に、この候補経路上の隣接する無線機器間を接続するリンクを特定する候補経路特定部１と、候補経路上の無線機器の無線通信の状態を示す無線通信状態情報を取得する無線通信状態情報取得部２と、無線通信状態情報に基づいて、複数の候補経路上の隣接する無線機器間を接続するリンクの安定度を算出するリンク安定度算出部３と、リンクの安定度に基づいて、複数の候補経路の安定度を算出する経路個別安定度算出部４と、複数の候補経路の安定度に基づいて、評価対象の経路のトータルの安定度を算出するトータル評価値算出部５と、評価対象の経路のトータルの安定度と予め設定された閾値とを比較して、評価対象の経路の通信状態が安定しているか否かを判定する判定部６とから構成される。

無線通信状態情報取得部２は、送信回数取得部２０と、送信失敗回数取得部２１とを備えている。リンク安定度算出部３は、リンク個別安定度算出部３０と、正規化リンク個別安定度算出部３１とを備えている。

以下、本実施の形態の通信状態評価装置の動作について説明する。図２は通信状態評価装置の動作を示すフローチャート、図３は本実施の形態の評価対象となる無線ネットワークの例を示す図である。図３における無線機器１０−Ａ，１０−Ｂ，１０−Ｃ，１０−Ｄ，１０−Ｘは、例えば中継機や無線ゲートウェイなどの機器である。

最初に、候補経路特定部１は、例えばエンジニア（ユーザ）からの指示に応じて無線機器１０−Ａと無線機器１０−Ｘ間の経路を評価する場合、無線機器１０−Ａと無線機器１０−Ｘ間の候補経路（プライマリパス、セカンダリパス）を特定すると共に、この候補経路上の隣接する無線機器間を接続するリンクを特定する（図２ステップＳ１）。この候補経路特定部１の機能は、ネットワークの管理を行っているシステムマネージャの機能により実現することができる。すなわち、システムマネージャは、無線機器１０−Ａと無線機器１０−Ｘ間の情報を取得し、例えば特許第３７５５８８１号公報等に開示された手法を使って候補経路を特定することができる。

無線ネットワークで接続されている隣接する無線機器の情報と、これら無線機器間を接続するリンクの情報とは、ＩＳＡ１００．１１ａ準拠のゲートウェイから取得可能である。したがって、候補経路を特定できれば、この候補経路上にある隣接する無線機器間を接続するリンクを容易に特定できることは言うまでもない。

例えば図３に示した例では、無線機器１０−Ａ→無線機器１０−Ｂ→無線機器１０−Ｘという経路がプライマリパスであり、無線機器１０−Ａ→無線機器１０−Ｂ→無線機器１０−Ｃ→無線機器１０−Ｘという経路と、無線機器１０−Ａ→無線機器１０−Ｄ→無線機器１０−Ｘという経路とがセカンダリパスである。無線機器１０−Ａと無線機器１０−Ｂ間はリンク１１−ＡＢによって接続され、無線機器１０−Ａと無線機器１０−Ｄ間はリンク１１−ＡＤによって接続され、無線機器１０−Ｂと無線機器１０−Ｃ間はリンク１１−ＢＣによって接続され、無線機器１０−Ｂと無線機器１０−Ｘ間はリンク１１−ＢＸによって接続され、無線機器１０−Ｃと無線機器１０−Ｘ間はリンク１１−ＣＸによって接続され、無線機器１０−Ｄと無線機器１０−Ｘ間はリンク１１−ＤＸによって接続されている。

続いて、無線通信状態情報取得部２は、候補経路特定部１が特定した候補経路上の無線機器の無線通信の状態を示す無線通信状態情報を取得する（図２ステップＳ２）。無線通信状態情報としては、隣接する無線機器間の送信回数、および隣接する無線機器間で送信に対する返信（Ａｃｋ）がなされなかった数を示す失敗回数がある。送信回数取得部２０は、候補経路上の隣接する無線機器間（リンク）の送信回数の情報を取得する。送信失敗回数取得部２１は、候補経路上の隣接する無線機器間（リンク）の失敗回数の情報を取得する。この送信回数および失敗回数は、データ通信や機器間の接続維持のための通信に伴ってカウントされたものである。この送信回数および失敗回数の情報は、ＩＳＡ１００．１１ａ準拠のゲートウェイから取得可能である。

次に、リンク個別安定度算出部３０は、無線通信状態情報取得部２が取得した無線通信状態情報（送信回数、失敗回数）に基づいて、候補経路上の隣接する無線機器間を接続するリンクの安定度を算出する（図２ステップＳ３）。候補経路上の隣接する無線機器１０−ｉと無線機器１０−ｊ間の送信回数をＴ＿｛ｉｊ｝、失敗回数をＴ_fail＿｛ｉｊ｝とすると、この無線機器１０−ｉと無線機器１０−ｊ間を接続するリンクの安定度Ｓ＿｛ｉｊ｝は次式のようになる。
Ｓ＿｛ｉｊ｝＝１−（Ｔ_fail＿｛ｉｊ｝／Ｔ＿｛ｉｊ｝） ・・・（１）

図３に示す無線機器１０−Ａと無線機器１０−Ｘ間の経路を評価する場合、候補経路上の隣接する無線機器間を接続するリンクは上記のとおりリンク１１−ＡＢ，１１−ＡＤ，１１−ＢＸ，１１−ＢＣ，１１−ＣＸ，１１−ＤＸの６つである。無線機器１０−Ａと無線機器１０−Ｂ間を接続するリンク１１−ＡＢの安定度Ｓ＿｛ＡＢ｝、無線機器１０−Ａと無線機器１０−Ｄ間を接続するリンク１１−ＡＤの安定度Ｓ＿｛ＡＤ｝、無線機器１０−Ｂと無線機器１０−Ｘ間を接続するリンク１１−ＢＸの安定度Ｓ＿｛ＢＸ｝、無線機器１０−Ｂと無線機器１０−Ｃ間を接続するリンク１１−ＢＣの安定度Ｓ＿｛ＢＣ｝、無線機器１０−Ｃと無線機器１０−Ｘ間を接続するリンク１１−ＣＸの安定度Ｓ＿｛ＣＸ｝、無線機器１０−Ｄと無線機器１０−Ｘ間を接続するリンク１１−ＤＸの安定度Ｓ＿｛ＤＸ｝は以下のようになる。
Ｓ＿｛ＡＢ｝＝１−（Ｔ_fail＿｛ＡＢ｝／Ｔ＿｛ＡＢ｝） ・・・（２）
Ｓ＿｛ＡＤ｝＝１−（Ｔ_fail＿｛ＡＤ｝／Ｔ＿｛ＡＤ｝） ・・・（３）
Ｓ＿｛ＢＸ｝＝１−（Ｔ_fail＿｛ＢＸ｝／Ｔ＿｛ＢＸ｝） ・・・（４）
Ｓ＿｛ＢＣ｝＝１−（Ｔ_fail＿｛ＢＣ｝／Ｔ＿｛ＢＣ｝） ・・・（５）
Ｓ＿｛ＣＸ｝＝１−（Ｔ_fail＿｛ＣＸ｝／Ｔ＿｛ＣＸ｝） ・・・（６）
Ｓ＿｛ＤＸ｝＝１−（Ｔ_fail＿｛ＤＸ｝／Ｔ＿｛ＤＸ｝） ・・・（７）

次に、正規化リンク個別安定度算出部３１は、リンク個別安定度算出部３０が算出したリンクの安定度を当該リンクの使用率（送信回数）で重み付けし、使用率で正規化した安定度を算出する（図２ステップＳ４）。候補経路上の隣接する無線機器１０−ｉと無線機器１０−ｊ間を接続するリンクの安定度Ｓ＿｛ｉｊ｝を正規化する場合、無線機器１０−ｉが無線機器１０−ｊとのみ接続されている場合には、正規化した安定度Ｓ_normal＿｛ｉｊ｝は次式のようになる。
Ｓ_normal＿｛ｉｊ｝＝Ｓ＿｛ｉｊ｝×（Ｔ＿｛ｉｊ｝／Ｔ＿｛ｉｊ｝） ・・（８）

また、無線機器１０−ｉが無線機器１０−ｊの他に別の無線機器１０−ｋとも接続されている場合には、正規化した安定度Ｓ_normal＿｛ｉｊ｝は次式のようになる。
Ｓ_normal＿｛ｉｊ｝＝Ｓ＿｛ｉｊ｝×［Ｔ＿｛ｉｊ｝
／（Ｔ＿｛ｉｊ｝＋Ｔ＿｛ｉｋ｝）］ ・・・（９）

式（８）、式（９）に示すように、無線機器１０−ｉと接続されている全てのリンクの送信回数の和を分母とし、正規化したいリンクの送信回数を分子とする使用率を、正規化したいリンクの安定度Ｓ＿｛ｉｊ｝に乗算して、リンクの安定度Ｓ＿｛ｉｊ｝を正規化すればよい。

図３に示す無線機器１０−Ａと無線機器１０−Ｘ間の経路を評価する場合、正規化したリンクの安定度Ｓ_normal＿｛ＡＢ｝，Ｓ_normal＿｛ＡＤ｝，Ｓ_normal＿｛ＢＸ｝，Ｓ_normal＿｛ＢＣ｝，Ｓ_normal＿｛ＣＸ｝，Ｓ_normal＿｛ＤＸ｝は以下のようになる。
Ｓ_normal＿｛ＡＢ｝＝Ｓ＿｛ＡＢ｝×［Ｔ＿｛ＡＢ｝
／（Ｔ＿｛ＡＢ｝＋Ｔ＿｛ＡＤ｝）］ ・・・（１０）
Ｓ_normal＿｛ＡＤ｝＝Ｓ＿｛ＡＤ｝×［Ｔ＿｛ＡＤ｝
／（Ｔ＿｛ＡＤ｝＋Ｔ＿｛ＡＢ｝）］ ・・・（１１）
Ｓ_normal＿｛ＢＸ｝＝Ｓ＿｛ＢＸ｝×［Ｔ＿｛ＢＸ｝
／（Ｔ＿｛ＢＸ｝＋Ｔ＿｛ＢＣ｝）］ ・・・（１２）
Ｓ_normal＿｛ＢＣ｝＝Ｓ＿｛ＢＣ｝×［Ｔ＿｛ＢＣ｝
／（Ｔ＿｛ＢＣ｝＋Ｔ＿｛ＢＸ｝）］ ・・・（１３）
Ｓ_normal＿｛ＣＸ｝＝Ｓ＿｛ＣＸ｝×（Ｔ＿｛ＣＸ｝／Ｔ＿｛ＣＸ｝）
・・・（１４）
Ｓ_normal＿｛ＤＸ｝＝Ｓ＿｛ＤＸ｝×（Ｔ＿｛ＤＸ｝／Ｔ＿｛ＤＸ｝）
・・・（１５）

次に、経路個別安定度算出部４は、正規化リンク個別安定度算出部３１が算出したリンクの安定度に基づいて、各候補経路の安定度を算出する（図２ステップＳ５）。候補経路の安定度は、この候補経路上の隣接する無線機器間を接続するリンクの安定度の積で表される。

図３に示す無線機器１０−Ａと無線機器１０−Ｘ間の経路を評価する場合、無線機器１０−Ａ→無線機器１０−Ｂ→無線機器１０−Ｘという経路の安定度Ｓ^〜＿｛ＡＢＸ｝、無線機器１０−Ａ→無線機器１０−Ｂ→無線機器１０−Ｃ→無線機器１０−Ｘという経路の安定度Ｓ^〜＿｛ＡＢＣＸ｝、無線機器１０−Ａ→無線機器１０−Ｄ→無線機器１０−Ｘという経路の安定度Ｓ^〜＿｛ＡＤＸ｝は以下のようになる。
Ｓ^〜＿｛ＡＢＸ｝＝Ｓ_normal＿｛ＡＢ｝×Ｓ_normal＿｛ＢＸ｝ ・・・（１６）
Ｓ^〜＿｛ＡＢＣＸ｝＝Ｓ_normal＿｛ＡＢ｝×Ｓ_normal＿｛ＢＣ｝×Ｓ_normal＿｛ＣＸ｝
・・・（１７）
Ｓ^〜＿｛ＡＤＸ｝＝Ｓ_normal＿｛ＡＤ｝×Ｓ_normal＿｛ＤＸ｝ ・・・（１８）

次に、トータル評価値算出部５は、無線機器１０−Ａと無線機器１０−Ｘ間の経路のトータルの安定度を算出する（図２ステップＳ６）。隣接しない無線機器間の経路のトータルの安定度は、経路として使用される可能性のある複数の候補経路の安定度の和で表される。無線機器１０−Ａと無線機器１０−Ｘ間の経路のトータルの安定度Ｓ＿｛ＡＸ｝は次式のようになる。
Ｓ＿｛ＡＸ｝＝Ｓ^〜＿｛ＡＢＸ｝＋Ｓ^〜＿｛ＡＢＣＸ｝＋Ｓ^〜＿｛ＡＤＸ｝
・・・（１９）

なお、ステップＳ４でリンクの安定度を正規化することで、経路のトータルの安定度は、０〜１．０の範囲となる。
最後に、判定部６は、トータル評価値算出部５が算出した評価対象の経路のトータルの安定度と予め設定された閾値とを比較し、評価対象の経路のトータルの安定度が閾値以上の場合、評価対象の経路の通信状態が安定していると判定し、評価対象の経路のトータルの安定度が閾値を下回る場合、評価対象の経路の通信状態が安定していないと判定する（図２ステップＳ７）。判定部６は、判定結果を例えば画面に表示することにより、エンジニアに通知する。

閾値については、例えば定期的なメンテナンスの後に経路の安定性を評価する場合、メンテナンス前の経路の安定度を閾値として、判定部６に予め設定しておけばよい。また、メンテナンス前の経路の安定度を基準として、その０．９５倍（９５％）を閾値として設定しておいてもよい。

次に、経路を評価した結果、経路の通信状態が安定していると判定される例について説明する。ここでは、図４に示すように、無線機器１０−Ａと無線機器１０−Ｂ間の送信回数Ｔ＿｛ＡＢ｝＝１００回、失敗回数Ｔ_fail＿｛ＡＢ｝＝３回、無線機器１０−Ａと無線機器１０−Ｄ間の送信回数Ｔ＿｛ＡＤ｝＝６回、失敗回数Ｔ_fail＿｛ＡＤ｝＝２回、無線機器１０−Ｂと無線機器１０−Ｘ間の送信回数Ｔ＿｛ＢＸ｝＝１５０回、失敗回数Ｔ_fail＿｛ＢＸ｝＝６回、無線機器１０−Ｂと無線機器１０−Ｃ間の送信回数Ｔ＿｛ＢＣ｝＝４回、失敗回数Ｔ_fail＿｛ＢＣ｝＝１回、無線機器１０−Ｃと無線機器１０−Ｘ間の送信回数Ｔ＿｛ＣＸ｝＝１００回、失敗回数Ｔ_fail＿｛ＣＸ｝＝４回、無線機器１０−Ｄと無線機器１０−Ｘ間の送信回数Ｔ＿｛ＤＸ｝＝１２０回、失敗回数Ｔ_fail＿｛ＤＸ｝＝４回とする。

このとき、各リンク１１−ＡＢ，１１−ＡＤ，１１−ＢＸ，１１−ＢＣ，１１−ＣＸ，１１−ＤＸの安定度Ｓ＿｛ＡＢ｝，Ｓ＿｛ＡＤ｝，Ｓ＿｛ＢＸ｝，Ｓ＿｛ＢＣ｝，Ｓ＿｛ＣＸ｝，Ｓ＿｛ＤＸ｝は以下のようになる。
Ｓ＿｛ＡＢ｝＝１−（３／１００）＝０．９７０ ・・・（２０）
Ｓ＿｛ＡＤ｝＝１−（２／６）＝０．６６７ ・・・（２１）
Ｓ＿｛ＢＸ｝＝１−（６／１５０）＝０．９６０ ・・・（２２）
Ｓ＿｛ＢＣ｝＝１−（１／４）＝０．７５０ ・・・（２３）
Ｓ＿｛ＣＸ｝＝１−（４／１００）＝０．９６０ ・・・（２４）
Ｓ＿｛ＤＸ｝＝１−（４／１２０）＝０．９６７ ・・・（２５）

正規化したリンクの安定度Ｓ_normal＿｛ＡＢ｝，Ｓ_normal＿｛ＡＤ｝，Ｓ_normal＿｛ＢＸ｝，Ｓ_normal＿｛ＢＣ｝，Ｓ_normal＿｛ＣＸ｝，Ｓ_normal＿｛ＤＸ｝は以下のようになる。
Ｓ_normal＿｛ＡＢ｝＝０．９７０×［１００／（１００＋６）］ ・・・（２６）
Ｓ_normal＿｛ＡＤ｝＝０．６６７×［６／（６＋１００）］ ・・・（２７）
Ｓ_normal＿｛ＢＸ｝＝０．９６０×［１５０／（１５０＋４）］ ・・・（２８）
Ｓ_normal＿｛ＢＣ｝＝０．７５０×［４／（４＋１５０）］ ・・・（２９）
Ｓ_normal＿｛ＣＸ｝＝０．９６０×（１００／１００） ・・・（３０）
Ｓ_normal＿｛ＤＸ｝＝０．９６７×（１２０／１２０） ・・・（３１）

無線機器１０−Ａ→無線機器１０−Ｂ→無線機器１０−Ｘという経路の安定度Ｓ^〜＿｛ＡＢＸ｝、無線機器１０−Ａ→無線機器１０−Ｂ→無線機器１０−Ｃ→無線機器１０−Ｘという経路の安定度Ｓ^〜＿｛ＡＢＣＸ｝、無線機器１０−Ａ→無線機器１０−Ｄ→無線機器１０−Ｘという経路の安定度Ｓ^〜＿｛ＡＤＸ｝は以下のようになる。
Ｓ^〜＿｛ＡＢＸ｝＝０．９７０×０．９６０＝０．８５６ ・・・（３２）
Ｓ^〜＿｛ＡＢＣＸ｝＝０．９７０×０．７５０×０．９６０＝０．０１７
・・・（３３）
Ｓ^〜＿｛ＡＤＸ｝＝０．６６７×０．９６７＝０．０３６ ・・・（３４）

無線機器１０−Ａと無線機器１０−Ｘ間の経路のトータルの安定度Ｓ＿｛ＡＸ｝は以下のようになる。
Ｓ＿｛ＡＸ｝＝０．８５６＋０．０１７＋０．０３６＝０．９０９ ・・（３５）

判定部６に予め設定されている閾値を例えば０．９０（通信成功率９０％）とすれば、経路のトータルの安定度Ｓ＿｛ＡＸ｝＝０．９０９が閾値０．９０以上なので、判定部６は、経路の通信状態が安定していると判定する。

次に、経路を評価した結果、経路の通信状態が安定していないと判定される例について説明する。ここでは、図５に示すように、無線機器１０−Ａと無線機器１０−Ｂ間の送信回数Ｔ＿｛ＡＢ｝＝９０回、失敗回数Ｔ_fail＿｛ＡＢ｝＝２回、無線機器１０−Ａと無線機器１０−Ｄ間の送信回数Ｔ＿｛ＡＤ｝＝１６回、失敗回数Ｔ_fail＿｛ＡＤ｝＝６回、無線機器１０−Ｂと無線機器１０−Ｘ間の送信回数Ｔ＿｛ＢＸ｝＝１５０回、失敗回数Ｔ_fail＿｛ＢＸ｝＝６回、無線機器１０−Ｂと無線機器１０−Ｃ間の送信回数Ｔ＿｛ＢＣ｝＝４回、失敗回数Ｔ_fail＿｛ＢＣ｝＝１回、無線機器１０−Ｃと無線機器１０−Ｘ間の送信回数Ｔ＿｛ＣＸ｝＝１００回、失敗回数Ｔ_fail＿｛ＣＸ｝＝４回、無線機器１０−Ｄと無線機器１０−Ｘ間の送信回数Ｔ＿｛ＤＸ｝＝１２０回、失敗回数Ｔ_fail＿｛ＤＸ｝＝４回とする。

このとき、各リンク１１−ＡＢ，１１−ＡＤ，１１−ＢＸ，１１−ＢＣ，１１−ＣＸ，１１−ＤＸの安定度Ｓ＿｛ＡＢ｝，Ｓ＿｛ＡＤ｝，Ｓ＿｛ＢＸ｝，Ｓ＿｛ＢＣ｝，Ｓ＿｛ＣＸ｝，Ｓ＿｛ＤＸ｝は以下のようになる。
Ｓ＿｛ＡＢ｝＝１−（２／９０）＝０．９７８ ・・・（３６）
Ｓ＿｛ＡＤ｝＝１−（６／１６）＝０．６２５ ・・・（３７）
Ｓ＿｛ＢＸ｝＝１−（６／１５０）＝０．９６０ ・・・（３８）
Ｓ＿｛ＢＣ｝＝１−（１／４）＝０．７５０ ・・・（３９）
Ｓ＿｛ＣＸ｝＝１−（４／１００）＝０．９６０ ・・・（４０）
Ｓ＿｛ＤＸ｝＝１−（４／１２０）＝０．９６７ ・・・（４１）

正規化したリンクの安定度Ｓ_normal＿｛ＡＢ｝，Ｓ_normal＿｛ＡＤ｝，Ｓ_normal＿｛ＢＸ｝，Ｓ_normal＿｛ＢＣ｝，Ｓ_normal＿｛ＣＸ｝，Ｓ_normal＿｛ＤＸ｝は以下のようになる。
Ｓ_normal＿｛ＡＢ｝＝０．９７８×［９０／（９０＋１６）］ ・・・（４２）
Ｓ_normal＿｛ＡＤ｝＝０．６２５×［１６／（１６＋９０）］ ・・・（４３）
Ｓ_normal＿｛ＢＸ｝＝０．９６０×［１５０／（１５０＋４）］ ・・・（４４）
Ｓ_normal＿｛ＢＣ｝＝０．７５０×［４／（４＋１５０）］ ・・・（４５）
Ｓ_normal＿｛ＣＸ｝＝０．９６０×（１００／１００） ・・・（４６）
Ｓ_normal＿｛ＤＸ｝＝０．９６７×（１２０／１２０） ・・・（４７）

無線機器１０−Ａ→無線機器１０−Ｂ→無線機器１０−Ｘという経路の安定度Ｓ^〜＿｛ＡＢＸ｝、無線機器１０−Ａ→無線機器１０−Ｂ→無線機器１０−Ｃ→無線機器１０−Ｘという経路の安定度Ｓ^〜＿｛ＡＢＣＸ｝、無線機器１０−Ａ→無線機器１０−Ｄ→無線機器１０−Ｘという経路の安定度Ｓ^〜＿｛ＡＤＸ｝は以下のようになる。
Ｓ^〜＿｛ＡＢＸ｝＝０．９７８×０．９６０＝０．７７６ ・・・（４８）
Ｓ^〜＿｛ＡＢＣＸ｝＝０．９７８×０．７５０×０．９６０＝０．０１６
・・・（４９）
Ｓ^〜＿｛ＡＤＸ｝＝０．６２５×０．９６７＝０．０９１ ・・・（５０）

無線機器１０−Ａと無線機器１０−Ｘ間の経路のトータルの安定度Ｓ＿｛ＡＸ｝は以下のようになる。
Ｓ＿｛ＡＸ｝＝０．７７６＋０．０１６＋０．０９１＝０．８８３ ・・（５１）

判定部６に予め設定されている閾値を例えば０．９０（通信成功率９０％）とすれば、経路のトータルの安定度Ｓ＿｛ＡＸ｝＝０．８８３が閾値０．９０を下回るので、判定部６は、経路の通信状態が安定していないと判定する。

以上のように、本実施の形態では、経路のトータルの安定度という１つの指標を算出することにより、複数の候補経路（パス）をトータルで評価する指標を得ることができるので、エンジニアによる判断のバラつきを抑えることができ、重大な問題点を見落とす可能性を低減することができる。

各候補経路の安定度を個別に算出した場合、プライマリパスの性能が高ければ高い数値の安定度が算出されるが、多くの場合で複数の候補経路があり、その場合メンテナンス前後の接続状態の優劣評価を下すことが難しいという問題がある。例えば、メンテナンス前に比べてメンテナンス後のプライマリパスの安定性が少し劣化したが、セカンダリパスの安定性に著しい向上が見られた場合に、メンテナンス前後の優劣判断が難しくなる。これに対して、本実施の形態では、複数の候補経路をトータルで評価する指標を求めることにより、不必要な安定性劣化対策をしたり、必要な安定性劣化対策を見落としたりするといったことがなくなり、このような問題を緩和することができる。

なお、本実施の形態では、無線通信状態情報を、隣接する無線機器間の送信回数および失敗回数としたが、これに限るものではなく、無線通信状態情報を、隣接する無線機器間の送信回数、および隣接する無線機器間で送信に対する返信（Ａｃｋ）がなされた数を示す成功回数としてもよい。この場合、無線通信状態情報取得部２の送信失敗回数取得部２１の代わりに、候補経路上の隣接する無線機器間の成功回数の情報を取得する送信成功回数取得部を設けるようにすればよい。成功回数の情報は、ＩＳＡ１００．１１ａ準拠のゲートウェイから取得可能である。

候補経路上の隣接する無線機器１０−ｉと無線機器１０−ｊ間の成功回数をＴ_safe＿｛ｉｊ｝とすると、リンク個別安定度算出部３０は、無線機器１０−ｉと無線機器１０−ｊ間を接続するリンクの安定度Ｓ＿｛ｉｊ｝を次式のように算出すればよい（図２ステップＳ３）。
Ｓ＿｛ｉｊ｝＝Ｔ_safe＿｛ｉｊ｝／Ｔ＿｛ｉｊ｝ ・・・（５２）
ステップＳ４〜Ｓ７の処理は上記のとおりである。

本実施の形態で説明した通信状態評価装置は、ＣＰＵ、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って本実施の形態で説明した処理を実行する。

本発明は、無線ネットワークの経路の通信状態を評価する技術に適用することができる。

１…候補経路特定部、２…無線通信状態情報取得部、３…リンク安定度算出部、４…経路個別安定度算出部、５…トータル評価値算出部、６…判定部、１０…無線機器、１１…リンク、２０…送信回数取得部、２１…送信失敗回数取得部、３０…リンク個別安定度算出部、３１…正規化リンク個別安定度算出部。

Claims (10)

1. 無線ネットワークにおける評価対象の経路上の無線機器の無線通信の状態を示す無線通信状態情報を取得する無線通信状態情報取得手段と、
   前記無線通信状態情報に基づいて、前記評価対象の経路として使用される可能性のある複数の候補経路上の隣接する無線機器間を接続するリンクの安定度を算出するリンク個別安定度算出手段と、
   前記リンクの安定度に基づいて、前記複数の候補経路の安定度を算出する経路個別安定度算出手段と、
   前記複数の候補経路の安定度に基づいて、前記評価対象の経路のトータルの安定度を算出するトータル評価値算出手段とを備えることを特徴とする無線ネットワークの通信状態評価装置。
2. 請求項１記載の無線ネットワークの通信状態評価装置において、
   さらに、前記リンク個別安定度算出手段が算出したリンクの安定度を当該リンクの使用率で重み付けし、正規化した安定度を算出する正規化リンク個別安定度算出手段を備え、
   前記経路個別安定度算出手段は、前記正規化したリンクの安定度に基づいて、前記複数の候補経路の安定度を算出することを特徴とする無線ネットワークの通信状態評価装置。
3. 請求項１または２記載の無線ネットワークの通信状態評価装置において、
   さらに、前記評価対象の経路のトータルの安定度と予め設定された閾値とを比較して、前記評価対象の経路の通信状態が安定しているか否かを判定する判定手段を備えることを特徴とする無線ネットワークの通信状態評価装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無線ネットワークの通信状態評価装置において、
   さらに、前記複数の候補経路を特定すると共に、この候補経路上の隣接する無線機器間を接続するリンクを特定する候補経路特定手段を備えることを特徴とする無線ネットワークの通信状態評価装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の無線ネットワークの通信状態評価装置において、
   前記無線通信状態情報は、前記候補経路上の隣接する無線機器間の送信回数および隣接する無線機器間で送信に対する返信がなされなかった数を示す失敗回数、あるいは前記候補経路上の隣接する無線機器間の送信回数および隣接する無線機器間で送信に対する返信がなされた数を示す成功回数であることを特徴とする無線ネットワークの通信状態評価装置。
6. 無線ネットワークにおける評価対象の経路上の無線機器の無線通信の状態を示す無線通信状態情報を取得する無線通信状態情報取得ステップと、
   前記無線通信状態情報に基づいて、前記評価対象の経路として使用される可能性のある複数の候補経路上の隣接する無線機器間を接続するリンクの安定度を算出するリンク個別安定度算出ステップと、
   前記リンクの安定度に基づいて、前記複数の候補経路の安定度を算出する経路個別安定度算出ステップと、
   前記複数の候補経路の安定度に基づいて、前記評価対象の経路のトータルの安定度を算出するトータル評価値算出ステップとを含むことを特徴とする無線ネットワークの通信状態評価方法。
7. 請求項６記載の無線ネットワークの通信状態評価方法において、
   さらに、前記リンク個別安定度算出ステップで算出したリンクの安定度を当該リンクの使用率で重み付けし、正規化した安定度を算出する正規化リンク個別安定度算出ステップを含み、
   前記経路個別安定度算出ステップは、前記正規化したリンクの安定度に基づいて、前記複数の候補経路の安定度を算出することを特徴とする無線ネットワークの通信状態評価方法。
8. 請求項６または７記載の無線ネットワークの通信状態評価方法において、
   さらに、前記評価対象の経路のトータルの安定度と予め設定された閾値とを比較して、前記評価対象の経路の通信状態が安定しているか否かを判定する判定ステップを含むことを特徴とする無線ネットワークの通信状態評価方法。
9. 請求項６乃至８のいずれか１項に記載の無線ネットワークの通信状態評価方法において、
   さらに、前記複数の候補経路を特定すると共に、この候補経路上の隣接する無線機器間を接続するリンクを特定する候補経路特定ステップを含むことを特徴とする無線ネットワークの通信状態評価方法。
10. 請求項６乃至９のいずれか１項に記載の無線ネットワークの通信状態評価方法において、
    前記無線通信状態情報は、前記候補経路上の隣接する無線機器間の送信回数および隣接する無線機器間で送信に対する返信がなされなかった数を示す失敗回数、あるいは前記候補経路上の隣接する無線機器間の送信回数および隣接する無線機器間で送信に対する返信がなされた数を示す成功回数であることを特徴とする無線ネットワークの通信状態評価方法。

Images