JP2018046356A - 無線ネットワークシステムとその管理装置および無線基地局設定変更方法 - Google Patents

Abstract

【課題】通信中のアクセスポイントとの間で障害が発生した場合に、周辺に認証情報の異なるアクセスポイントしか存在しない場合でも、接続先のアクセスポイントを切り替えて通信を再開できるようにする。【解決手段】子機が接続されている状態でアクセスポイントで障害が発生した場合に、管理サーバが障害の発生したアクセスポイントに対応する隣接アクセスポイントリストを読み出し、当該リストに含まれるアクセスポイントのすべての組み合わせパターンについて、それぞれ障害発生前と障害発生後との間の子機の接続のし易さの変化を表す評価値ｆ(p) を計算し、当該評価値ｆ(p) が最大となる組み合わせパターンを選択する。そして、当該組み合わせパターンに含まれる隣接アクセスポイントに対し、上記障害が発生したアクセスポイントの認証情報を送信し設定変更させる。【選択図】図８

Description

この発明は、子機が複数の無線基地局のいずれかを捕捉して通信を行う無線ネットワークシステムとその管理装置および無線基地局設定変更方法に関する。

近年、例えばオフィスや事業所、家庭内のサービスエリアに複数のアクセスポイントを分散配置し、これらのアクセスポイントに子機を収容して通信を可能にする無線ネットワークシステムが使用している。このシステムを利用すると、ユーザは自身の子機を用いて、サービスエリア内のどこにいても、他の子機またはWeb上のサーバ等との間で通信を行うことができる（例えば非特許文献１を参照）。

TTC(2013) JJ-300.10 "ECHONET Lite向けホームネットワーク通信インタフェース（IEEE802.15.4/4e/4g 920MHz）" 5.5/6.2/6.3節

ところで、この種の従来のシステムでは、子機とアクセスポイントとの間で通信が確立している状態で、当該区間で障害が発生すると、子機は周辺の別のアクセスポイントを探索して通信を再開しようとする機能を有している。しかしながら、周辺に別のアクセスポイントが存在していても、アクセスポイントの認証情報が異なれば、子機は接続先のアクセスポイントを切り替えることができない。この場合、子機はアクセスポイントとの間の障害が復旧するまで通信中断を余儀なくされる。

また、たとえ周辺に認証情報が同一のアクセスポイントが存在しても、アクセスポイントと外部ネットワークとの間で障害が発生した場合には、子機はこの障害を検出できないため、アクセスポイントとの間の通信リンクを維持することになり、別のアクセスポイントへの探索を行わない。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、通信中のアクセスポイントとの間で障害が発生した場合に、周辺に認証情報の異なるアクセスポイントしか存在しない場合でも、接続先のアクセスポイントを切り替えて通信を再開できるようにした無線ネットワークシステムとその管理装置および無線基地局設定変更方法を提供しようとするものである。

上記課題を解決するためにこの発明の第１の態様は、子機との間で所定の認証手順を実行して通信リンクを確立する複数の無線基地局と、これらの無線基地局との間で外部ネットワークを介して通信が可能な管理装置とを具備する無線ネットワークシステムにあって、前記管理装置に、前記無線基地局毎に当該無線基地局に隣接する無線基地局のリストを記憶する記憶部と、認証情報変更制御手段とを備える。そして、認証情報変更制御手段により、前記無線基地局において障害が発生した場合に、当該障害が発生した無線基地局に隣接する無線基地局のリストを前記記憶部から選択し、当該選択された隣接する無線基地局のリストに含まれる無線基地局に対し、前記障害が発生した無線基地局が前記認証手順で使用していた認証情報を前記外部ネットワークを介して送信し変更させるようにしたものである。

この発明の第２の態様は、前記管理装置に、隣接無線基地局リスト生成手段をさらに備える。そして、この隣接無線基地局リスト生成手段により、前記子機と前記無線基地局との間で前記認証手順が実行される毎に、当該無線基地局から送信される無線基地局の識別情報と子機の識別情報または認証情報を受信して保存し、当該保存された無線基地局の識別情報と子機の識別情報または認証情報をもとに、無線基地局毎に当該無線基地局に隣接する無線基地局のリストを生成して、前記記憶部に記憶させるようにしたものである。

この発明の第３の態様は、前記認証情報変更制御手段として、前記障害が発生した無線基地局に隣接する無線基地局のリストを前記記憶部から選択する手段と、前記選択されたリストに含まれる無線基地局のすべての組み合わせパターンについてそれぞれ障害発生前と障害発生後との間における子機の接続のしやすさの変化を表す評価値を計算する手段と、前記評価値の計算結果に基づいて前記組み合わせパターンの中から前記子機の接続のしやすさが最大となる組み合わせパターンを選択する手段と、前記選択された組み合わせパターンに含まれる無線基地局に対し前記障害が発生した無線基地局が前記認証手順で使用していた認証情報を前記外部ネットワークを介して送信し変更させる手段とを備えるようにしたものである。

この発明の第４の態様は、前記評価値を計算する手段において、障害発生前後の接続可能な子機の数の変化量と、障害発生前後の接続不可能な子機の数の変化量との差を算出するようにしたものである。

この発明の第５の態様は、前記評価値を計算する手段において、前記子機毎にその通信頻度および通信時間の少なくとも一方をもとに子機の優先度を算出し、前記障害発生前後の接続可能な子機の優先度の変化量と、障害発生前後の接続不可能な子機の優先度の変化量との差を、前記評価値として算出するようにしたものである。

この発明の第６の態様は、前記複数の無線基地局の各々が、自局と前記外部ネットワークとの間で障害が発生した場合に、自局に接続されている子機との間の通信リンクを切断する手段を備えるようにしたものである。

この発明の第１の態様によれば、無線基地局において障害が発生した場合に、隣接する無線基地局の認証情報が管理装置により遠隔的に設定変更される。このため、子機は上記障害が発生した無線基地局の代わりに上記隣接する無線基地局との間に通信リンクを確立することが可能となり、これにより隣接する無線基地局を使用して通信を維持することが可能となる。

この発明の第２の態様によれば、無線基地局と子機との間で認証手順が実行される毎に、このときの無線基地局の識別情報と子機の識別情報または認証情報をもとに、無線基地局毎に当該無線基地局に隣接する無線基地局のリストが生成される。このため、例えば無線基地局の位置が移動した場合でも、移動後の位置を反映した最新の隣接無線基地局リストを生成することができる。

この発明の第３の態様によれば、隣接する無線基地局のリストに含まれる無線基地局のすべての組み合わせパターンについてそれぞれ障害発生前と障害発生後との間における子機の接続のしやすさの変化を表す評価値が計算される。そして、この評価値の計算結果に基づいて上記各組み合わせパターンの中から子機の接続のしやすさが最大となる組み合わせパターンを選択され、この選択された組み合わせパターンに含まれる無線基地局に対し認証情報の設定変更が行われる。このため、隣接無線基地局に対しできる限り多くの子機を再収容することが可能となり、これにより障害発生の影響をできる限り小さくすることができる。

この発明の第４の態様によれば、評価値を計算する際に、障害発生前後の接続可能な子機の数の変化量と、障害発生前後の接続不可能な子機の数の変化量との差が算出され、この差が最大となる組み合わせパターンの無線基地局が選択される。このため、接続可能な子機の数の変化だけでなく、接続不可能な子機の数の変化も考慮して、最適な隣接する無線基地局を選択することができる。

この発明の第５の態様によれば、評価値を計算する際に、子機毎にその通信頻度および通信時間の少なくとも一方をもとに子機の優先度が算出され、この子機の優先度をパラメータとして評価値が算出される。このため、直近の通信頻度が高くかつ通信時間の長い子局を優先して収容することが可能な隣接無線基地局を選ぶことができる。

この発明の第６の態様によれば、無線基地局で障害が発生した場合に、当該無線基地局と子機との間の通信リンクが切断される。このため、無線基地局と外部ネットワークとの間のみで障害が発生し、無線基地局と子機との間の通信リンクが維持されているような場合においても、子機に隣接無線基地局に対する再探索を行わせることが可能となる。

すなわちこの発明の各態様によれば、通信中のアクセスポイントとの間で障害が発生した場合に、周辺に認証情報の異なるアクセスポイントしか存在しない場合でも、接続先のアクセスポイントを切り替えて通信を再開できるようにした無線ネットワークシステムとその管理装置および無線基地局設定変更方法を提供することができる。

この発明の一実施形態に係る無線ネットワークシステムの概略構成図。 図１に示した無線ネットワークシステムのアクセスポイントおよび管理サーバの機能構成を示すブロック図。 図２に示した管理サーバが備えるアクセスポイント情報データベース（ＡＰ情報ＤＢ）に記憶された情報の一例を示す図。 図２に示した管理サーバが備える隣接アクセスポイントリストデータベース（隣接ＡＰリストＤＢ）に記憶された情報の一例を示す図。 各アクセスポイントに対する設定情報の設定変更処理手順を示すシーケンス図。 アクセスポイントに対し子機が接続されたとき（認証が成功したとき）に実行される、接続子機情報の更新処理手順を示すシーケンス図。 アクセスポイントに対し子機が接続されなかったとき（認証が失敗したとき）に実行される、隣接アクセスポイントリスト（隣接ＡＰリスト）の更新処理手順を示すシーケンス図。 子機がアクセスポイントに接続されている状態で障害が発生したときに実行される、ＡＰ構成最適化処理、認証情報変更処理および通信遮断処理の手順を示すシーケンス図。 図８に示した認証情報変更処理の実行後にアクセスポイントの障害が復旧したときに実行される復旧処理手順を示すシーケンス図。

以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。
［第１の実施形態］
（構成）
図１は、この発明の一実施形態に係る無線ネットワークシステムの概略構成図である。
本実施形態の無線ネットワークシステムは、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）システムからなる。このシステムは、サービスエリアに無線基地局としての複数のアクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎを分散配置し、子機ＴＭ−１〜ＴＭ−ｍを上記アクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎのいずれかに収容すると共に、アクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎを外部ネットワークＮＷを介して管理装置としての管理サーバＳＶに接続したものである。

上記システムのうち、アクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎおよび管理サーバＳＶは次のように構成される。図２はその機能構成を示すブロック図である。なお、アクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎの構成は同一であるため、図２ではアクセスポイントＡＰ−１のみを図示し、他の図示は省略している。

すなわち、先ずアクセスポイントＡＰ−１は、接続管理部１２と、認証管理部１３と、外部ネットワーク通信監視部１４と、隣接ＡＰ管理部１５と、認証設定管理部１６と、通信遮断部１７とを備えている。

接続管理部１２は、子機ＴＭ−１〜ＴＭ−ｍとの間でMAC（Media Access Control）レイヤにおける通信リンクを確立する処理を実行する。

認証管理部１３は、子機ＴＭ−１〜ＴＭ−ｍの認証情報を、認証情報メモリ（図示せず）に記憶されたアクセスポイントＡＰ−１の認証情報と照合し、合致するか否かを判定する処理を行う。認証情報が合致した場合には、子機ＴＭ−１〜ＴＭ−ｍとの間に通信リンクを確立する。

外部ネットワーク通信監視部１４は、外部ネットワークＮＷとの間の通信状態を監視し、通信障害を検出するとその検出結果を通信遮断部１７に通知する。

隣接ＡＰ管理部１５は、子機ＴＭ−１〜ＴＭ−ｍの参加認証の結果、子機ＴＭ−１〜ＴＭ−ｍが自アクセスポイントＡＰ−１に接続された場合には、自アクセスポイントＡＰ−１の識別情報（ＡＰ−ＩＤ）と、接続された子機ＴＭ−１〜ＴＭ−ｍの識別情報（子機ＩＤ）を管理サーバＳＶに送信する処理を行う。また、上記参加認証の結果、子機ＴＭ−１〜ＴＭ−ｍが自アクセスポイントＡＰ−１に接続されなかった場合には、自アクセスポイントＡＰ−１の識別情報（ＡＰ−ＩＤ）と、接続された子機ＴＭ−１〜ＴＭ−ｍの認証情報を管理サーバＳＶに送信する処理を行う。

認証設定管理部１６は、管理サーバＳＶが具備する遠隔制御部２１から認証情報の設定値を受信し、自アクセスポイントＡＰ−１の認証情報に関する設定変更を行う。

通信遮断部１７は、外部ネットワーク通信監視部１４において外部ネットワークＮＷとの間の通信障害が検出された場合に、子機ＴＭ−１〜ＴＭ−ｍとの間の通信を遮断する処理を行う。

管理サーバＳＶは、その制御機能として、遠隔制御部２１と、隣接アクセスポイント管理部（隣接ＡＰ管理部）２２と、アクセスポイント構成最適化部（ＡＰ構成最適化部）２３とを備え、さらに記憶部としてアクセスポイント情報データベース（ＡＰ情報ＤＢ）２４と、隣接アクセスポイントリストデータベース（隣接ＡＰリストＤＢ）２５とを備えている。上記遠隔制御部２１、隣接ＡＰ管理部２２およびＡＰ構成最適化部２３は、図示しないプログラムメモリに格納されたプログラムをコンピュータに実行させることにより実現される。

遠隔制御部２１は、以下の制御機能を有する。
(1) システム内のすべてのアクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎと子機ＴＭ−１〜ＴＭ−ｍの認証情報を管理し、システムオペレータの設定操作に応じて、アクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎに対し外部ネットワークＮＷを介して遠隔操作で認証情報等の設定制御と動作制御を行う処理。
(2) アクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎと外部ネットワークＮＷとの間の通信を監視して、障害の発生と障害の復旧を検出する処理。
(3) (2) の処理により障害が検出された場合に、ＡＰ構成最適化部２３に対し隣接アクセスポイントの構成の最適化を指示し、ＡＰ構成最適化部２３から回答された隣接アクセスポイントの構成の最適パターンに応じて、ＡＰ情報ＤＢ２４から対応する認証情報を取得して該当するアクセスポイントへ送信し変更させる処理。
(4) (2) の処理により障害復旧が検出された場合に、(3) の処理で変更する前の隣接アクセスポイントの構成のパターンに応じて、当該隣接アクセスポイントに対し認証情報を送信し設定情報を変更前の情報に戻す処理。

隣接ＡＰ管理部２２は、以下の処理機能を有する。
(1) アクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎに子機が接続された場合に、認証を行ったアクセスポイントの識別情報（ＡＰ−ＩＤ）に紐付けて、当該子機の識別情報をＡＰ情報ＤＢ２４に格納する処理。
(2) 認証に失敗した子機の認証情報と認証を行ったアクセスポイントの識別情報（ＡＰ−ＩＤ）との組をキャッシュし、当該キャッシュした各情報と、ＡＰ情報ＤＢ２４にＡＰ−ＩＤ毎に記憶されている認証情報をもとに、当該アクセスポイントと隣接するアクセスポイントのリストを生成する。そして、隣接ＡＰＤＢ２５に記憶させている情報を、上記生成された隣接アクセスポイントリストに応じて更新する処理。

ＡＰ構成最適化部２３は、以下の処理機能を有する。
(1) 遠隔制御部２１からアクセスポイント構成の最適化を指示された場合に、隣接ＡＰＤＢ２５から、障害の発生したアクセスポイントに対応する隣接アクセスポイントリストを読み込む処理。
(2) 読み込んだ隣接アクセスポイントリストに含まれる複数の隣接アクセスポイントのすべての組み合わせパターンについて、それぞれ評価値ｆ(p) を算出する。そして、上記算出された評価値ｆ(p) が最大となる隣接アクセスポイントの組み合わせパターンを選択し、この選択した組み合わせパターンをアクセスポイント構成の最適パターンとして遠隔制御部２１に回答する処理。
なお、上記評価値(p) とは、障害発生前と障害発生後との間における子機の接続のし易さの変化を表す値であり、子機の優先度を考慮した値である。

（動作）
次に、以上のように構成された無線ネットワークシステムの動作を説明する。
（１）システムの設定変更
アクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎに設定される認証情報は、管理サーバＳＶにおいて設定し管理される。図５はその処理手順を示すシーケンス図である。
システムオペレータは、コンソール端末ＭＴにおいて、各アクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎのうち、任意の１台以上のアクセスポイントに対する認証情報の設定入力操作を行う。管理サーバＳＶは、上記コンソール端末ＭＴにおいて入力されたアクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎの認証情報を、ステップＳ１１においてＡＰ情報ＤＢ２４に格納する。図３はＡＰ情報ＤＢ２４に記憶された情報の一例を示すもので、上記入力された認証情報はアクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎ毎にその識別情報（ＡＰ−ＩＤ）に対応付けられて記憶される。

上記ＡＰ情報ＤＢ２４において認証情報の新規登録または設定変更がなされると、管理サーバＳＶの遠隔制御部２１は、上記ＡＰ情報ＤＢ２４から上記新規登録または設定変更された認証情報を読み出し、当該認証情報を設定するための設定情報を設定対象となるアクセスポイント（図５ではＡＰ−１，ＡＰ−２）へそれぞれ送信する。アクセスポイントＡＰ−１，ＡＰ−２は、自己宛の設定情報を受信すると、それぞれステップＳ１２，Ｓ１３において、受信した設定情報に含まれる認証情報を自身のメモリに格納する。

（２）障害発生前における隣接アクセスポイントリストの管理
システムの運用中において、子機ＴＭ−１〜ＴＭ−ｍがアクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎに対し接続を要求すると、システムでは次のような動作が行われる。図６はその処理手順の一例を示すシーケンス図である。

すなわち、いま子機ＴＭ−１がアクセスポイントＡＰ−１に対し認証情報を送信したとする。アクセスポイントＡＰ−１は上記認証情報を受信すると、認証管理部１３がステップＳ２１により子機ＴＭ−１との間で認証手順を実行する。この認証手順の結果、子機ＴＭ−１の認証情報が認証情報メモリに記憶されたアクセスポイントＡＰ−１の認証情報と合致すると、接続要求元の子機ＴＭ−１との間に通信リンクを確立する。

上記通信リンクの確立を認証管理部１３から通知されると、隣接ＡＰ管理部１５は自身の識別情報（ＡＰ−ＩＤ）および上記接続された子機ＴＭ−１のＩＤを管理サーバＳＶに通知する。管理サーバＳＶは、上記のアクセスポイントＡＰ−１のＡＰ−ＩＤおよび子機ＴＭ−１のＩＤを受信すると、隣接ＡＰ管理部２２がステップＳ２２によりＡＰ情報ＤＢ２４に、上記認証を行ったアクセスポイントの識別情報（ＡＰ−ＩＤ）に紐付けて、上記子機ＴＭ−１のＩＤを記憶させる。この結果、例えば子機ＴＭ−１のＩＤが“Dev001”であれば、この“Dev001”が図３に示すようにアクセスポイントＡＰ−１のＡＰ−ＩＤ（“AP001”）に紐付けられてＡＰ情報ＤＢ２４に記憶される。

一方、子機の接続に失敗した場合には以下のような処理が実行される。図７はその処理手順を示すシーケンス図で、子機ＴＭ−１が認証情報の異なるアクセスポイントＡＰ−２に対し接続を要求した場合を示している。

すなわち、アクセスポイントＡＰ−２は、ステップＳ３１により子機ＴＭ−１との間の認証手順を実行した結果、子機ＴＭ−１の認証情報が認証情報メモリに記憶された自己のアクセスポイントＡＰ−２の認証情報と合致しないと、認証管理部１３から隣接ＡＰ管理部１５に対し上記認証に失敗した子機ＴＭ−１の認証情報および自アクセスポイントの識別情を通知する。隣接ＡＰ管理部１５は、上記通知された子機ＴＭ−１の認証情報を管理サーバＳＶへ送信する。管理サーバＳＶは、上記アクセスポイントＡＰ−２から送られた、上記認証に失敗した子機ＴＭ−１の認証情報を、ステップＳ３２によりキャッシュメモリに保存する。

なお、アクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎは、子機ＴＭ−１〜ＴＭ−ｍの認証に失敗する毎に、当該認証に失敗した子機ＴＭ−１〜ＴＭ−ｍの認証情報を管理サーバＳＶに通知する。これに対し管理サーバＳＶは、アクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎから認証に失敗した子機ＴＭ−１〜ＴＭ−ｍの認証情報が通知される毎に、当該子局の認証情報および自アクセスポイントの識別情報（ＡＰ−ＩＤ）をキャッシュメモリに順次保存する。

管理サーバＳＶは、上記キャッシュメモリに保存されている子機の認証情報が予め設定した個数に達するか、または予め設定した時間が経過するかを、ステップＳ３３で判定する。そして、上記子機の認証情報が予め設定した個数に達するか、または予め設定した時間が経過すると、隣接ＡＰ管理部２２により隣接アクセスポイントのリストの更新処理を以下のように実行する。

なお、管理サーバＳＶは、ＡＰ情報ＤＢ２４に記憶されているアクセスポイントのうち、上記子機ＴＭ−１との認証を失敗したアクセスポイントＡＰ−２と位置情報が所定の距離の範囲内で近接する他のアクセスポイントで障害が発生した場合にも、隣接ＡＰリストの更新処理を実行する。

すなわち、管理サーバＳＶは、先ずステップＳ３４において、認証に失敗した子機の認証情報とＡＰ情報ＤＢ２４で管理された「認証情報」を用いて、認証に失敗した子機を収容可能なアクセスポイントの識別情報（ＡＰ情報ＤＢ２４のＡＰ−ＩＤ）を抽出する。次に、ステップＳ３５において、上記抽出されたアクセスポイント（認証に失敗した子機を収容可能なアクセスポイント）の識別情報（ＡＰ−ＩＤ）と一致するレコードの「隣接ＡＰ」項目に、上記認証に失敗したアクセスポイントの識別情報（ＡＰ−ＩＤ）を登録／追加する。かくして隣接アクセスポイントのリストが生成される。図４に、隣接ＡＰＤＢ２５に記憶された隣接アクセスポイントリストの一例を示す。

上記隣接アクセスポイントリストの格納を終了すると、隣接ＡＰ管理部２２は、上記キャッシュメモリから、上記子機の認証に失敗したアクセスポイントのＡＰ−ＩＤと、「認証に失敗した子機の認証情報」を削除する。

なお、ＡＰ情報ＤＢ２４からアクセスポイントのＡＰ−ＩＤが削除された場合には、隣接ＡＰＤＢ２５の当該ＡＰ−ＩＤのレコードを削除し、また隣接アクセスポイント属性を当該ＡＰ−ＩＤを含むレコードから削除する。さらに、ＡＰ情報ＤＢ２４の認証情報が更新された場合には、認証情報が更新されたＡＰ−ＩＤを隣接ＡＰＤＢ２５から削除する。

以上述べた隣接アクセスポイントリストの更新処理により、アクセスポイントに対する子機の認証の成否に依らず、管理サーバＳＶによりアクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎ毎にその隣接アクセスポイントリストが随時更新される。

（３）通信障害発生時の動作
子機がアクセスポイントに接続されている状態で、当該アクセスポイントと外部ネットワークＮＷとの間で通信障害が発生すると、管理サーバＳＶおよびアクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎは、以下のような処理を実行する。図８はその処理手順を示すシーケンス図である。

すなわち、例えば子機ＴＭ−１がアクセスポイントＡＰ−１に接続されている状態で、当該アクセスポイントＡＰ−１と外部ネットワークＮＷとの間で通信障害が発生したとする。管理サーバＳＶは、遠隔制御部２１により各アクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎとの間の通信障害の発生を監視しており、上記アクセスポイントＡＰ−１の通信障害を検出すると、ＡＰ構成最適化部２３に対しアクセスポイント構成の最適化を指示する。

ＡＰ構成最適化部２３は、上記アクセスポイント構成の最適化の指示に応じて、上記障害が発生したアクセスポイントＡＰ−１と隣接するアクセスポイントのリストを、ステップＳ４２により隣接ＡＰＤＢ２５から読み込む。そして、ステップＳ４３において、上記読み込んだ隣接アクセスポイントリストに含まれる複数の隣接アクセスポイントのすべての組み合わせパターンについて、それぞれ評価値ｆ(p) を算出する。

この評価値ｆ(p) は、例えば
Ｎ：パターンｐにおいて障害発生後に接続可能な子機の数
Ｋ：パターンｐにおいて障害発生前に接続されていた子機の数
Ｌ：パターンｐにおいて障害発生後に接続できなくなる子機の数
Ｍ：パターンｐにおいて障害発生前に接続できなかった子機の数
β：子機優先度
ωc ：接続する子機に対する重み係数（任意）
ωd ：接続できない子機に対する重み係数（任意）
とするとき、下式により算出される。

そして、ＡＰ構成最適化部２３は、各組み合わせパターンｐについて算出された評価値ｆ(p) の中で最も大きな評価値を、
として求める。

但し、上記子機優先度βは、２つのパラメータ、つまり子機xの通信頻度Ｆxと、障害発生時刻からｔ時間後までの子機xの通信時間Ｔxのうちの少なくとも１つを用いて計算する。なお、下記パラメータはアクセスポイントと子機との間で通信が行われているときの通信時刻のログ情報から取得される。

(1) 子機xの通信頻度Ｆx ：
任意のＩ時間内での通信回数ＣからＣ／Ｉにより算出する。例えば、Ｉ＝１２、Ｃ＝１２０とすると、
通信頻度Ｆx ＝１２０／１２＝１０（回／時）
として算出される。

(2) 障害発生時刻からｔ時間後までの子機xの通信時間Ｔx ：
障害発生時刻と子機xの通信時間帯の論理積から算出する。例えば、障害発生時刻17:15、ｔ＝５、子機xの通信時間帯9:00〜21：00とすると、
通信時間Ｔx ＝「17:15〜22:15」と「9:00〜21:00」との論理積は「17:15〜21:00」
＝ 3.75（時間）
として算出される。

そして、
Ｆx ：子機xの通信頻度
Ｆmax ：障害の発生したアクセスポイントと、隣接するすべてのアクセスポイントに接続されていた子機の通信頻度Ｆx の最大値
Ｔx ：障害発生時刻からｔ時間後までの子機xの通信時間
Ｔmax ：障害の発生したアクセスポイントとその隣接するすべてのアクセスポイントに接続されていた子機の通信時間Ｔx の最大値
ω_F ：通信頻度Ｆx に対する重み係数（任意）
ω_T ：通信時間Ｔx に対する重み係数（任意）
とすると、子機xの子機優先度βx は、
により計算される。

ＡＰ構成最適化部２３は、上記［数２］で示した式により求められた、評価値ｆ(p) が最大となる隣接アクセスポイントの組み合わせパターンを、上記通信障害が発生したアクセスポイントＡＰ−１に代わる隣接アクセスポイントの構成の最適パターンとして遠隔制御部２１に回答する。遠隔制御部２１は、上記ＡＰ構成最適化部２３から回答された隣接アクセスポイントの構成の最適パターンに応じて、ステップＳ４４により、ＡＰ情報ＤＢ２４から対応する認証情報を取得する。そして、ステップＳ４５により、該当する隣接アクセスポイント（図８ではアクセスポイントＡＰ−２）に対し上記取得した認証情報への変更依頼を送信する。

アクセスポイントＡＰ−２は、管理サーバＳＶから自己宛の認証情報変更依頼を受信すると、認証設定管理部１６の制御の下、ステップＳ４６において、自己のアクセスポイントＡＰ−２の認証情報を上記認証情報に設定変更する。例えば、図８に示すように障害が発生したアクセスポイントがＡＰ−１だったとすれば、アクセスポイントＡＰ−２は、当該アクセスポイントＡＰ−１と同じ認証情報に設定変更する。

また、以上述べた隣接アクセスポイントＡＰ−２に対する認証情報の設定変更処理と並行して、通信障害が発生したアクセスポイントＡＰ−１は、ステップＳ４１により、接続中の子機ＴＭ−１との間に確立されている通信リンクを切断する。

通信リンクが切断されると、子機ＴＭ−１はステップＳ４７によりアクセスポイントの探索を行う。そして、接続先の候補となるアクセスポイントＡＰ−２が捕捉されると、ステップＳ４８において当該アクセスポイントＡＰ−２へ認証情報を送信する。このとき、アクセスポイントＡＰ−２は、先に述べたように認証情報がアクセスポイントＡＰ−１の認証情報に設定変更されている。このため、アクセスポイントＡＰ−２では、接続要求元の子機ＴＭ−１との間の認証手順の実行の結果、接続を許可する。かくして、子機ＴＭ−１はアクセスポイントＡＰ−２に接続され、以後通信を再開することが可能となる。

（４）通信障害からの復旧
外部ネットワークＮＷとの間に通信障害が発生した場合、当該通信障害を検出したアクセスポイントＡＰ−１は、外部ネットワーク監視部１４により定期的に管理サーバＳＶとの通信確立を監視する。そして、通信障害から復旧し、管理サーバＳＶとの通信が確立したことを検出すると、管理サーバＳＶにその旨を通知する。その際、アクセスポイントＡＰ−１の情報が変更された場合には、管理サーバＳＶのＡＰ情報ＤＢ２４に記憶された上記アクセスポイントＡＰ−１に関する情報を更新してもよい。アクセスポイントＡＰ−１に関する情報とは、例えば位置情報やＩＰアドレスである。管理サーバＳＶは、アクセスポイントＡＰ−１から上記通信確立の検出通知を受けると、アクセスポイントＡＰ−２の認証情報を変更前の状態に戻すための処理を以下のように実行する。図９はその処理手順を示すフローチャートである。

すなわち、アクセスポイントＡＰ−１と外部ネットワークＮＷとの間の通信障害の復旧を検出すると、管理サーバＳＶの遠隔制御部２１はステップＳ５１により、隣接アクセスポイントＡＰ−２に変更前に設定されていた認証情報をＡＰ情報ＤＢ２４から読み出す。そして、隣接アクセスポイントＡＰ−２に対し変更前の認証情報を送信し、ステップＳ５３により設定情報を変更前の情報に戻す。また、それと共に障害から復旧したアクセスポイントＡＰ−１に対しても認証情報を送信し、ステップＳ５２により設定変更を行う。

上記アクセスポイントＡＰ−２は、上記認証情報の設定変更が行われると、ステップＳ５４により通信遮断部１７が子機ＴＭ−１との間の通信リンクを切断する。
通信リンクが切断されると、子機ＴＭ−１はステップＳ５５によりアクセスポイントの探索を行う。そして、接続先の候補となるアクセスポイントＡＰ−１が捕捉されると、ステップＳ５６において当該アクセスポイントＡＰ−１へ認証情報を送信する。このときアクセスポイントＡＰ−１には、子機ＴＭ−１が接続可能な認証情報が設定されている。このため、アクセスポイントＡＰ−１と子機ＴＭ−１との間の認証手順の実行の結果、子機ＴＭ−１は接続が許可され、以後子機ＴＭ−１はアクセスポイントＡＰ−１に接続され、以後障害発生前と同じ環境下で通信を再開することが可能となる。

（効果）
以上詳述したように一実施形態に係るシステムでは、以下のような処理を行っている。
(1) 子機ＴＭ−１〜ＴＭ−ｍの参加認証時に、アクセスポイントの識別情報と子機の識別情報または子機の認証情報を管理サーバＳＶへ送信し、管理サーバＳＶが上記子機ＴＭ−１〜ＴＭ−ｍの認証情報をもとにアクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎ毎にその隣接アクセスポイントのリストを生成し記憶する。

(2) 子機ＴＭ１〜ＴＭｍが接続されている状態でアクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎで障害が発生した場合に、管理サーバＳＶが障害の発生したアクセスポイントに対応する隣接アクセスポイントリストを読み出し、当該リストに含まれるアクセスポイントのすべての組み合わせパターンについて、それぞれ障害発生前と障害発生後との間の子機の接続のし易さの変化を表す評価値ｆ(p) を計算し、当該評価値ｆ(p) が最大となる組み合わせパターンを選択する。そして、当該組み合わせパターンに含まれる隣接アクセスポイントに対し、上記障害が発生したアクセスポイントの認証情報を送信し設定変更させる。

(3) 上記評価値ｆ(p) を計算する際に、子機毎にその通信頻度Ｆx と通信時間Ｔx の少なくとも一方を考慮して子機優先度βx を算出し、この子機優先度βx を上記評価値ｆ(p) に反映させる。

(4) 子機ＴＭ１〜ＴＭｍが接続されている状態でアクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎで障害が発生した場合に、当該アクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎが接続中の子機との間の通信リンクを切断し、当該子機に、上記認証情報が設定変更された隣接アクセスポイントに対する探索を行わせる。

(5) 上記アクセスポイントの障害が復旧した場合に、管理サーバＳＶが上記隣接アクセスポイントの認証情報を設定変更前の情報に戻し、当該隣接アクセスポイントが子機との間の通信リンクを切断することで、子機に障害が復旧したアクセスポイントに対する再探索を実行させる。

以上の処理を行うことで、一実施形態によれば次のような効果が奏せられる。
(1) アクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎに対する子機ＴＭ−１〜ＴＭ−ｍの実際の参加認証の結果に基づいて、アクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎ毎にその隣接アクセスポイントのリストが生成される。このため、例えばアクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎの位置が移動した場合でも、移動後の位置を反映した最新の隣接アクセスポイントリストを生成することができる。

(2) アクセスポイントにおいて障害が発生した場合に、隣接するアクセスポイントの認証情報が管理サーバＳＶにより遠隔的に設定変更される。このため、子機は上記障害が発生したアクセスポイントの代わりに上記隣接するアクセスポイントとの間に通信リンクを確立することが可能となり、これにより隣接するアクセスポイントを使用して通信を維持することが可能となる。

また、上記認証情報の変更対象となる隣接するアクセスポイントを選択する際に、隣接する複数のアクセスポイントの組み合わせの中でどのアクセスポイントに子機を接続させるのが最適であるかが評価値ｆ(x)をもとに判定され、最適なアクセスポイントが選択される。このため、隣接アクセスポイントに対しできる限り多くの子機を再収容することが可能となり、これにより障害発生の影響をできる限り小さくすることができる。

(3) 上記評価値ｆ(p) を計算する際に、子機毎に優先度βx が計算され、この子機優先度βx が上記評価値ｆ(p) に反映される。従って、直近の通信頻度が高くかつ通信時間の長い子局を優先的に収容することが可能な隣接アクセスポイントを選ぶことができる。

(4) アクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎで障害が発生した場合に、当該アクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎにより子機との間の通信リンクが切断される。このため、アクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎと外部ネットワークとの間のみで障害が発生し、アクセスポイントＡＰ−１〜ＡＰ−ｎと子機との間の通信リンクは維持されているような場合でも、子機に隣接アクセスポイントに対する再探索を行わせることが可能となる。

(5) アクセスポイントの障害が復旧した場合には、管理サーバＳＶの制御の下で、隣接アクセスポイントの認証情報が自動的に設定変更前の情報に戻される。このため、システムオペレータが認証情報を手動操作により再設定する必要がなくなる。

［他の実施形態］
前記一実施形態では、参加認証した子機の認証情報をアクセスポイントから管理サーバＳＶに転送し、管理サーバＳＶでアクセスポイント毎に隣接アクセスポイントリストを生成し記憶するようにした。しかし、アクセスポイントの設置位置が固定され無線エリアが変化しない場合には、各アクセスポイントの位置情報をもとに、アクセスポイント毎に隣接アクセスポイントリストを予め生成して記憶しておくようにしてもよい。

また前記一実施形態では、評価値ｆ(p) を計算する際に、(1) 式に示したように、障害発生前後の接続可能な子機の数の変化量（右辺第１項）と、障害発生前後の接続不可能な子機の数の変化量（右辺第２項）との差を求めるようにした。しかし、通信中の子機の救済のみに着目した場合には、(1) 式の右辺第１項のみに基づいて評価値ｆ(p) を算出するようにしてもよい。

さらに、複数の子機の通信頻度および通信時間がほぼ同等の場合には、最適な隣接アクセスポイントの構成パターンを選択するために評価値ｆ(p) を計算する際に、子機の優先度βは特に考慮せず、β＝１とするようにしてもよい。

その他、アクセスポイントおよび管理サーバの構成や、障害発生時の最適な隣接アクセスポイントの選択処理手順とその処理内容等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。

要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

ＴＭ−１〜ＴＭ−ｍ…子機、ＡＰ−１〜ＡＰ−ｎ…アクセスポイント、ＮＷ…外部ネットワーク、ＳＶ…管理サーバ、ＭＴ…コンソール端末、１２…接続管理部、１３…認証管理部、１４…外部ネットワーク通信監視部、１５…隣接ＡＰ管理部、１６…認証設定管理部、１７…通信遮断部、２１…遠隔制御部、２２…隣接ＡＰ管理部、２３…ＡＰ構成最適化部、２４…ＡＰ情報ＤＢ、２５…隣接ＡＰリストＤＢ。

Claims (8)

1. 子機との間で所定の認証手順を実行して通信リンクを確立する複数の無線基地局と、これらの無線基地局との間で外部ネットワークを介して通信が可能な管理装置とを具備する無線ネットワークシステムであって、
   前記管理装置は、
   前記無線基地局毎に当該無線基地局に隣接する無線基地局のリストを記憶する記憶部と、
   前記無線基地局において障害が発生した場合に、当該障害が発生した無線基地局に隣接する無線基地局のリストを前記記憶部から選択し、当該選択された隣接する無線基地局のリストに含まれる無線基地局に対し、前記障害が発生した無線基地局が前記認証手順で使用していた認証情報を前記外部ネットワークを介して送信し変更させる認証情報変更制御手段と
   を備えることを特徴とする無線ネットワークシステム。
2. 前記管理装置は、
   前記子機と前記無線基地局との間で前記認証手順が実行される毎に、当該無線基地局から送信される無線基地局の識別情報と子機の識別情報または認証情報を受信して保存し、当該保存された無線基地局の識別情報と子機の識別情報または認証情報をもとに、無線基地局毎に当該無線基地局に隣接する無線基地局のリストを生成して、前記記憶部に記憶させる隣接無線基地局リスト生成手段を、
   さらに備えることを特徴とする請求項１記載の無線ネットワークシステム。
3. 前記認証情報変更制御手段は、
   前記障害が発生した無線基地局に隣接する無線基地局のリストを、前記記憶部から選択する手段と、
   前記選択されたリストに含まれる無線基地局のすべての組み合わせパターンについて、それぞれ障害発生前と障害発生後との間における子機の接続のしやすさの変化を表す評価値を計算する手段と、
   前記評価値の計算結果に基づいて、前記組み合わせパターンの中から前記子機の接続のしやすさが最大となる組み合わせパターンを選択する手段と、
   前記選択された組み合わせパターンに含まれる無線基地局に対し、前記障害が発生した無線基地局が前記認証手順で使用していた認証情報を前記外部ネットワークを介して送信し変更させる手段と
   を有することを特徴とする請求項１又は２記載の無線ネットワークシステム。
4. 前記評価値を計算する手段は、障害発生前後の接続可能な子機の数の変化量と、障害発生前後の接続不可能な子機の数の変化量との差を算出することを特徴とする請求項３記載の無線ネットワークシステム。
5. 前記評価値を計算する手段は、
   前記子機毎に、その通信頻度および通信時間の少なくとも一方をもとに子機の優先度を算出する手段と、
   前記障害発生前後の接続可能な子機の優先度の変化量と、障害発生前後の接続不可能な子機の優先度の変化量との差を、前記評価値として算出する手段と
   を有することを特徴とする請求項３記載の無線ネットワークシステム。
6. 前記複数の無線基地局の各々は、自局と前記外部ネットワークとの間で障害が発生した場合に、自局に接続されている子機との間の通信リンクを切断する手段を備えることを特徴とする請求項１記載の無線ネットワークシステム。
7. 子機との間で所定の認証手順を実行して通信リンクを確立する複数の無線基地局と、これらの無線基地局との間で外部ネットワークを介して通信が可能な管理装置とを具備する無線ネットワークシステムにおいて使用される前記管理装置であって、
   前記無線基地局毎に、当該無線基地局に隣接する無線基地局のリストを記憶する記憶部と、
   前記無線基地局において障害が発生した場合に、当該障害が発生した無線基地局に隣接する無線基地局のリストを前記記憶部から選択し、当該選択された隣接する無線基地局のリストに含まれる無線基地局に対し、前記障害が発生した無線基地局が前記認証手順で使用していた認証情報を前記外部ネットワークを介して送信し変更させる認証情報変更制御手段と
   を具備することを特徴とする管理装置。
8. 子機との間で所定の認証手順を実行して通信リンクを確立する複数の無線基地局と、これらの無線基地局との間で外部ネットワークを介して通信が可能な管理装置とを具備する無線ネットワークシステムにおいて、前記管理装置が実行する無線基地局設定変更方法であって、
   前記管理装置が、前記無線基地局毎に当該無線基地局に隣接する無線基地局のリストを記憶部に記憶させるステップと、
   前記管理装置が、前記無線基地局において障害が発生した場合に、当該障害が発生した無線基地局に隣接する無線基地局のリストを前記記憶部から選択し、当該選択された隣接する無線基地局のリストに含まれる無線基地局に対し、前記障害が発生した無線基地局が前記認証手順で使用していた認証情報を前記外部ネットワークを介して送信し変更させるステップと
   を備えることを特徴とする無線基地局設定変更方法。