JP2020198519A - 無線中継装置およびそれを用いる無線ｌａｎシステムならびに無線中継方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無線中継装置において、ＤＦＳ、ＣＡＣによるパケット途切れを抑える。【解決手段】（ａ）（ｂ）のような無線中継親機１において、ＤＦＳ制御によるＣＡＣの間、通信途絶を防止するために、（ｃ）のように無線中継子機３の接続先を、対を成すもう１台の無線中継親機２に移行させる。しかし、スイッチングハブ５や他の端末４ａは、その移行が分からないので、（ｄ）のようにパケット転送不良になる。そこで、（ｅ）のように、無線中継親機１が、無線中継親機２の配下に移行した通信端末４のＩＰアドレスを宛先としてＡＲＰ Ｐｒｏｂｅでブロードキャスト送信し、（ｆ）のようにその通信端末４がＡＲＰ Ｒｅｐｌｙをユニキャストで返信することで、スイッチングハブ５は該当の通信端末４がどのポートに接続されているかを学習することができ、（ｇ）で示すように以降の通信が可能になる。【選択図】図２

Description

本発明は、無線中継装置およびそれを用いる無線ＬＡＮシステムならびに無線中継方法に関し、特に無線ＬＡＮシステムは、スイッチングハブと、それに接続され、無線中継親機となる複数の上記の無線中継装置と、前記無線中継親機に無線接続される１または複数の無線中継子機と、前記無線中継子機に接続される多数の有線または無線の通信端末とを備えて構成される無線ＬＡＮシステムに関する。

無線ＬＡＮシステムで使用される周波数は、混雑の回避や、より高速なデータ転送を可能にするために、当初の２．４ＧＨｚの帯域に加えて、５ＧＨｚの帯域が使用されるようになっている。しかしながら、その５ＧＨｚの帯域は、従来から、気象レーダーなどの他の用途でも、既に使用されている。

そのため、たとえば無線ＬＡＮのＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格では、Ｗ５３やＷ５６と称される周波数帯（チャンネル）を使用する場合、前記気象レーダーなどの他の用途との干渉を防ぐために、ＤＦＳ（Dynamic Frequency Selection）と呼ばれる制御が行われている。前記ＤＦＳ制御は、前記他の用途での電波を検知すると、チャンネル移行して干渉を回避するものであり、さらに、移行先のチャンネルでも、前記他の用途での電波が検知されないかどうかを、所定期間監視して判定するＣＡＣ(Channel Availability Check)も行われる。したがって、これらの間、無線ＬＡＮの通信ができなくなる。また、ＣＡＣを行った際、再度、前記他の用途での電波が検知されると、さらに別のチャンネルを捜す作業を繰返すことになり、その間は引続き、通信できない。

そこで、特許文献１には、無線ＬＡＮアクセスポイントに、それぞれ異なるＳＳＩＤを持った複数の無線インターフェイスを備え、気象レーダーによって一の無線インターフェイスが使用していたチャンネルが使えなくなると、他の無線インターフェイスが、１つの無線インターフェイスで複数のＳＳＩＤを扱うことのできるマルチＳＳＩＤ機能によって、使えなくなった無線インターフェイスのＳＳＩＤを提供することで、配下の通信端末のセッションが途切れないようにした無線ＬＡＮアクセスポイントが提案されている。

また、上記のように複数の無線インターフェイスを１つの無線ＬＡＮアクセスポイントに搭載するのではなく、無線ＬＡＮアクセスポイントを、スイッチングハブを介して複数配置することも考えられる。

これらのケースでは、無線ＬＡＮアクセスポイントや無線通信端末は接続先が変わったことが認識できるが、スイッチングハブは無線通信端末の接続先が変わったことを検知できず、誤ったポートにパケットを送信し続けてしまう。そこで、このような問題に、特許文献２や特許文献３では、通信端末は、接続する無線ＬＡＮアクセスポイントを切換えたとき（ローミングしたとき）、所定のフレームをブロードキャスト送信することで、スイッチングハブのアドレステーブルを書換えさせ、ローミング後にも適切なフレームが、素早く届くようにすることが記載されている。

特開２００９−１００２１０号公報 特開２００３−１５２７４０号公報 特開２０１８−１０７７２６号公報

無線ＬＡＮのシステム構成は様々であり、上述のように、通信端末が、スイッチングハブに直接接続されたアクセスポイント等の無線中継装置と無線通信を行うだけでなく、前記スイッチングハブに直接接続された無線中継装置を無線中継親機として、さらに無線中継装置となる無線中継子機と、無線や有線で接続されるような多段構成のシステムで構成されることもある。そのようなケースでは、通信端末は、自機が所属している無線中継子機が他の無線中継親機に接続先を切換えても（ローミングしても）、該通信端末ではそのことが分からず、特許文献２や３の手法は使えない。また、無線中継装置が接続されるスイッチングハブを、複数段備えて構成される無線ＬＡＮシステムもある。

本発明の目的は、スイッチングハブの各ポートに接続される無線中継装置を無線中継親機として、その無線中継親機に無線中継子機を介して通信端末が接続される場合に、それらの間の接続を切換えても、通信端末の通信が可能になる無線中継装置およびそれを用いる無線ＬＡＮシステムならびに無線中継方法を提供することである。

本発明の無線中継装置は、スイッチングハブと、該スイッチングハブの各ポートに接続される無線中継親機と、前記無線中継親機に無線接続される無線中継子機と、前記無線中継子機に接続される通信端末とを備えて構成される無線ＬＡＮシステムに、前記無線中継親機として用いられる無線中継装置において、予め定める移行条件に従い、自機に接続されている無線中継子機に接続先を移行させるべきか否かを判定し、移行を判定すると、前記無線中継子機に、予め記憶している他の無線中継親機の情報を与えて該無線中継子機の接続先を切換えさせる移行条件判定部と、前記無線中継子機に接続される通信端末の情報を記憶する記憶部と、前記移行条件判定部が前記無線中継子機に接続先を切換えさせると、前記記憶部に記憶されていた前記通信端末の情報に基づき、該通信端末を問い合わせる信号を、ブロードキャストまたはマルチキャスト送信する端末呼出部とを含むことを特徴とする。

また、本発明の無線中継方法は、スイッチングハブと、該スイッチングハブの各ポートに接続される無線中継親機と、前記無線中継親機に無線接続される無線中継子機と、前記無線中継子機に接続される通信端末とを備えて構成される無線ＬＡＮシステムに、前記無線中継親機として用いられる無線中継装置における無線中継方法において、前記無線中継子機に接続される通信端末の情報を記憶する記憶ステップと、予め定める移行条件に従い、自機に接続されている無線中継子機に接続先を移行させるべきか否かを判定し、移行を判定すると、前記無線中継子機に、予め記憶している他の無線中継親機の情報を与えて該無線中継子機の接続先を切換えさせる移行条件判定ステップと、前記移行条件判定ステップで前記無線中継子機に接続先を切換えさせると、前記記憶ステップで記憶されていた前記通信端末の情報に基づき、該通信端末を問い合わせる信号を、ブロードキャストまたはマルチキャスト送信する端末呼出ステップとを含むことを特徴とする。

上記の構成によれば、スイッチングハブの各ポートに接続されて、無線中継親機となる無線中継装置およびその無線中継方法において、たとえば無線ＬＡＮのＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格におけるＷ５３やＷ５６の周波数帯（チャンネル）を使用し、気象レーダーとの干渉を防ぐためのＤＦＳ（Dynamic Frequency Selection）制御を行う場合のように、その無線中継親機が電波状況に応じてチャンネル移行しようとすると、無線中継子機を介してその無線中継親機に接続している通信端末は、そのチャンネルで他の用途の電波が検知されるか否かを判定するＣＡＣ(Channel Availability Check)の間、通信ができなくなる。また、ＣＡＣを行った際、再度、他の用途の電波が検知されると、さらに別のチャンネルを捜す作業を繰返すことになり、その間、通信できなくなる。そこで、本発明では、移行条件判定ステップにおいて、移行条件判定部が、所定の移行条件に従いチャンネル移行すべきか否かを判定し、移行を判定すると、予め記憶している他の無線中継親機の情報を前記無線中継子機に与えて、つまり紹介を行い、該無線中継子機が接続する無線中継親機を切換えさせる（接続先を変更させる）。これによって、その無線中継子機の配下の通信端末が、連続して（切れ目無く）、ネットワークに接続できるようにする。

好ましくは、前記移行条件判定部は、前記電波状況に応じてチャンネル移行すべきか否かを判定する電波状況検出部である。

しかしながら、そのままでは、スイッチングハブには、その移行先の無線中継親機に対応したポートと通信端末の情報とが対応付けられていない。一方、スイッチングハブは、パケットの送信元ＭＡＣアドレスから、各ポートに属する通信端末の一覧を学習しており、宛先ＭＡＣアドレスに基づき、必要なポートのみにパケットを転送するフィルタリング機能を有するので、学習できていなければ、通信端末へのパケットを転送できない。

そこで本発明では、さらに、前記無線中継子機に接続される通信端末におけるＩＰアドレスなどの情報を、予め記憶ステップにおいて記憶部に記憶しており、前記電波状況検出部が無線中継子機の接続先を他の無線中継親機に切換えさせる際、端末呼出ステップにおいて、端末呼出部が、ＡＲＰ(Address Resolution Protocol)Ｐｒｏｂｅなどをブロードキャストまたはマルチキャスト送信する。すると、該当の通信端末は、ＡＲＰ Ｒｅｐｌｙなどをユニキャストで返信する。これによって、前記送信元は、ＭＡＣアドレスなどが入手できるとともに、スイッチングハブは、該当の通信端末は、どのポートの無線中継親機に接続されているかを学習することができる。

したがって、無線中継親機に無線中継子機を介して通信端末が接続される場合に、無線中継親機が電波状況に応じてチャンネル移行する際も、他の無線中継親機を介して、通信端末の通信が可能になる（イーサネット（登録商標）フレームを転送できるようになる）。

さらにまた、本発明の無線中継装置は、スイッチングハブと、該スイッチングハブの各ポートに接続される無線中継親機と、前記無線中継親機に無線接続される無線中継子機と、前記無線中継子機に接続される通信端末とを備えて構成される無線ＬＡＮシステムに、前記無線中継親機として用いられる無線中継装置において、前記無線中継子機が自機から接続先を切換えたことを判定する子機移行判定部と、前記無線中継子機に接続される通信端末の情報を記憶している記憶部と、前記子機移行判定部が前記無線中継子機が接続先を切換えたことを判定すると、前記記憶部に記憶されていた前記通信端末の情報に基づき、該通信端末を問い合わせる信号を、ブロードキャストまたはマルチキャスト送信する端末呼出部とを含むことを特徴とする。

また本発明の無線中継方法は、スイッチングハブと、該スイッチングハブの各ポートに接続される無線中継親機と、前記無線中継親機に無線接続される無線中継子機と、前記無線中継子機に接続される通信端末とを備えて構成される無線ＬＡＮシステムに、前記無線中継親機として用いられる無線中継装置における無線中継方法において、前記無線中継子機に接続される通信端末の情報を記憶する記憶ステップと、前記無線中継子機が自機から接続先を切換えたことを判定する子機移行判定ステップと、前記子機移行判定ステップで前記無線中継子機が接続先を切換えたことを判定すると、前記記憶ステップで記憶されていた前記通信端末の情報に基づき、該通信端末を問い合わせる信号を、ブロードキャストまたはマルチキャスト送信する端末呼出ステップとを含むことを特徴とする。

前述の電波状況検出ステップは、無線中継親機の電波状況検出部による気象レーダー波検知によるＤＦＳ制御に対するチャンネル移行時の動作について述べているのに対して、上記の構成によれば、子機移行判定ステップにおいて、子機移行判定部は、無線中継子機が電波状況などを判断して接続先の無線中継親機の切換えを判断して、移行する場合にも同様に、通信遮断を抑えることができる。

好ましくは、１または複数の前記無線中継子機が無線接続される無線中継親機であることを特徴とする。

上記の構成によれば、無線中継子機は、前記ＤＦＳなどで、１つの（たとえば、常用の）無線中継親機でのチャンネルが使えなくなると、直ちに、もう１つの（非常用の）無線中継親機を介してネットワーク接続できる。

これによって、無線中継親機の冗長構成を実現することができる。

さらにまた、本発明の無線中継装置では、前記無線中継子機と、ビル間通信ユニットを構成することを特徴とする。

上記の構成によれば、ビル間通信ユニットは、社内ネットワークなどを構成するので、接続に障害が出ないようにすることは、効果的で、好適である。

また、本発明の無線ＬＡＮシステムは、前記の無線中継装置を用いることを特徴とする。

上記の構成によれば、上記の無線中継装置を無線中継親機として、それに、スイッチングハブ、１または複数の無線中継子機および多数の通信端末を加えて構成される無線ＬＡＮシステムにおいて、ＤＦＳなどによる無線中継親機のチャンネル切換えなどに伴う無線中継子機の接続先の切換えに対して、通信端末へのパケットを切れ目無く転送できるシステムを実現することができる。

本発明の無線中継装置およびそれを用いる無線ＬＡＮシステムならびに無線中継方法は、以上のように、スイッチングハブの各ポートに接続され、無線中継親機として用いられる無線中継装置において、該無線中継親機や無線中継子機が電波状況などに応じて接続先を切換える際に、予め記憶しておいたその無線中継子機に接続される無線端末を、ＡＲＰ Ｐｒｏｂｅなどをブロードキャストまたはマルチキャスト送信して呼出す。

それゆえ、その呼出された通信端末がＡＲＰ Ｒｅｐｌｙなどによって応答すると、送信元は、ＭＡＣアドレスなどが入手できるとともに、スイッチングハブは、該当の通信端末がどのポートの無線中継親機に接続されているかを学習することができ、以降の通信が可能になる。

本発明の実施の一形態に係る無線中継装置である無線中継親機を用いる無線ＬＡＮシステムの構成を示すブロック図である。 図１の無線ＬＡＮシステムにおいて、無線中継親機が、無線中継子機に、接続先を切換えさせる際のパケットの流れを説明する図である。 図２におけるスイッチングハブおよび無線中継親機における通信端末リストを示す図である。 本発明の実施の他の形態に係る無線中継装置である無線中継親機を用いる無線ＬＡＮシステムの構成を示すブロック図である。 図４の無線ＬＡＮシステムにおいて、無線中継子機が、接続（ローミング）先の無線中継親機を切換える際のパケットの流れを説明する図である。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の一形態の無線中継装置である無線中継親機１を用いる無線ＬＡＮシステム１０のブロック図である。この無線ＬＡＮシステム１０は、前記無線中継親機１と、スイッチングハブ５と、無線中継子機３と、利用者が操作する通信端末４と、もう１つの無線中継親機２とを備えて構成される。

無線中継親機１，２は、その無線通信エリアが相互に重なるように設置されて冗長構成を成すものであり、同じエリアに３台以上が設置されてもよい。また、図１では図面の簡略化のために省略しているが、無線中継親機１の配下となる無線中継子機３は１または複数であり、その無線中継子機３の配下となる通信端末４は多数である。後述の通信経路に、スイッチングハブ５が複数段介在することもあり、勿論、他の通信端末から無線中継子機３を通さずに、スイッチングハブ５から無線中継親機１，２を介する通信が行われることもある。無線中継親機２は、無線中継親機１と同様の構成であり、それらはスイッチングハブ２のポートＰ２およびＰ１にそれぞれ接続されている。また、無線中継子機３も無線中継親機１，２と同様の構成の場合もあり、その場合、設定によって、親機になるか子機になるかは切換え可能である。

通常、通信端末４は、無線中継子機３から、無線中継親機１およびスイッチングハブ５を介してネットワークに接続され、パケットの送受信が可能になっている。無線中継子機３と無線中継親機１との間が、ＩＥＥＥ８０２．１１規格などの無線ＬＡＮによる接続である。また、通信端末４と無線中継子機３との間は、前記ＩＥＥＥ８０２．１１規格などの無線ＬＡＮによる接続や、有線ＬＡＮによる接続であってもよい。無線中継親機１内では、スイッチングハブ５側のハブ側通信部１２と無線中継子機３側の子機側通信部１３との間が、送受信を制御する通信制御部１４を介して、前記パケットの双方向の送受信が可能になっている。

そして、子機側通信部１３の通信には、２．４ＧＨｚ帯と、前記５ＧＨｚ帯が用いられることがあり、該子機側通信部１３が使用する周波数（チャンネル）の電波状況は、移行条件判定部である電波状況検出部１５でモニターされている。電波状況検出部１５は、前記ＩＥＥＥ８０２．１１ａ規格におけるＷ５３やＷ５６の周波数帯（チャンネル）の使用時において、気象レーダー波を検知すると、干渉を防ぐためのＤＦＳ制御を実現するため、子機側通信部１３が使用するチャンネルの移行を行わせる。その移行にあたっては、移行先のチャンネルでも、気象レーダー波が検知されないかどうかを判定するＣＡＣを、予め定める時間、たとえば１分間行わなければならず、またＣＡＣ中に再度レーダー波が検知された場合、電波状況検出部１５および子機側通信部１３は、さらに別のチャンネルを捜す作業を繰返すことになる。そのため、無線中継子機３、すなわち通信端末４は、その間、通信できなくなる。

そこで注目すべきは、本実施形態の無線中継親機１は、移行条件判定ステップである電波状況検出ステップにおいて、電波状況検出部１５で、予め定める移行条件であるレーダー波が検知された場合、ＤＦＳ制御により通信停止となるまでの猶予期間、たとえば１０秒の間に、無線中継子機３の接続先を切換えさせる。その切換えは、子機側通信部１３から無線中継子機３に、予め記憶している他の無線中継親機２の情報（ＭＡＣアドレスおよび使用チャンネル）を与えて（紹介を行い）、該無線中継子機３の接続先を、参照符号３１から参照符号３２で示すように切換えさせることで実現することができる。これによって、通信端末４が、連続して（切れ目無く）、ネットワークに接続できるようにする。

しかしながら、そのままでは、スイッチングハブ５には、その移行先の無線中継親機２に対応したポートＰ２と通信端末４の情報とが対応付けられていない（ポートＰ１への対応付のまま）。一方、スイッチングハブ５は、パケットの送信元ＭＡＣアドレスから、各ポートに属する通信端末４の一覧を学習して、予め定める時間、たとえば２分間、テーブル５１に保管しており、宛先ＭＡＣアドレスに基づき、必要なポートのみにパケットを転送するフィルタリング機能を有する。したがって、スイッチングハブ５が学習できていなければ、すなわちテーブル５１に通信端末４が正しく登録されていなければ、スイッチングハブ５は、通信端末４からのパケットが到達するか、前記予め定める時間が経過してテーブル５１から通信端末４のＭＡＣアドレスを廃棄するまで、該通信端末４へのパケットを転送できないことになる（間違ったポートＰ１に転送し続ける）。

そこで本実施形態の無線中継親機１では、無線中継子機３に接続される通信端末４におけるＩＰアドレスを含むトラフィック情報を、記憶ステップにおいて、予め子機側通信部１３から取得して格納している記憶部１７を設けるとともに、前記電波状況検出部１５が無線中継子機３に接続先を切換えさせ、切換えが行われて無線中継子機３の通信の再開が可能になる所定の適宜時間経過後に、端末呼出ステップにおいて、通信端末４の前記ＩＰアドレスをターゲットＩＰアドレスとした、ＡＲＰ Ｐｒｏｂｅを、ハブ側通信部１２からブロードキャスト送信する端末呼出部１８を設けている。

無線中継子機３が参照符号３２で示す無線中継親機２との通信が可能になっていると、通信端末４は、無線中継親機１が送出した前記ＡＲＰ Ｐｒｏｂｅを受信することができる。通信端末４は、ＡＲＰ ＰｒｏｂｅのターゲットＩＰアドレスが自機のＩＰアドレスと一致していた場合、ＡＲＰ Ｒｅｐｌｙをユニキャストで返信する。これによって、スイッチングハブ５は、該当の通信端末４が、どのポート（この場合はＰ２）の無線中継親機（この場合は無線中継親機２）に接続されているかを学習し、テーブル５１に保管することができる。つまり、所定のＩＰアドレスが使用中でないかを確認するＩＰアドレス衝突回避の仕組み（ＲＦＣ ５２２７）を用いて、チャンネル移行した無線中継子機３の配下の通信端末４と、元の無線中継親機１との間にある総てのスイッチングハブ５のテーブル５１におけるＭＡＣアドレス情報を更新して、正しいポートＰ２へパケットが転送されるようにする。

したがって、無線中継親機１に、無線中継子機３を介して通信端末４が接続される場合に、該無線中継親機１が電波状況に応じてチャンネル移行する間にも、他の無線中継親機２を介して、通信端末４の通信が可能になる（イーサネット（登録商標）フレームを転送できるようになる）。また、本実施形態の無線ＬＡＮシステム１０は、上記のような無線中継親機１，２となる無線中継装置を用いることで、ＤＦＳなどによる無線中継装置のチャンネル切換えなどに伴う無線中継子機３の接続先の切換えに対して、通信端末４へのパケットを切れ目無く転送できるシステムを実現することができる。

図２および図３を参照して、上述のような無線中継子機３の無線中継親機１から無線中継親機２への接続先の切換わりによるスイッチングハブ５のテーブル５１の変化を説明する。図２はパケットの流れを示し、図３はスイッチングハブ５および無線中継親機１における通信端末リストを示す。図２では、無線中継親機１を親機１、無線中継親機２を親機２、無線中継子機３を子機、通信端末４を端末１としている。図２では、他の通信端末（無線に限らず、有線接続でもよい）４ａが、端末Ｘとして追加されている。

図２で示すように、スイッチングハブ５に２つの無線中継親機１，２および端末４ａが繋がっており、無線中継親機１に無線中継子機３を介して通信端末４が繋がっている。無線中継親機１のＭＡＣアドレスは００：２２：４４：６６：８８：００であり、通信端末４のＭＡＣアドレスは００：１１：２２：３３：４４：５５であり、ＩＰアドレスは１９２．１６８．０．１０であり、通信端末４ａのＭＡＣアドレスは００：５５：４４：３３：２２：１１である。

その状態で、図２（ａ）で示すように通信端末４が通常の通信を開始すると、図３（ａ）で示すように、スイッチングハブ５のテーブル５１には、通信端末４のＭＡＣアドレス００：１１：２２：３３：４４：５５が、ポートＰ１に対応付けて新規登録され、無線中継親機１には通信端末４のＩＰアドレス１９２．１６８．０．１０が新規登録される。

すると、通信端末４への通信も可能になり、図２（ｂ）で示すように、通信端末４ａが通信端末４にパケットの転送を開始すると、図３（ｂ）で示すように、スイッチングハブ５には、通信端末４ａのＭＡＣアドレス００：５５：４４：３３：２２：１１が、ポートＰ３に対応付けて新規で追加登録され、無線中継親機１には通信端末４のＩＰアドレス１９２．１６８．０．１０が継続して登録される。

その後、前記ＤＦＳ制御に伴い、無線中継親機１は、図２（ｃ）で示すように、無線中継子機３に、接続先を、予め決めておいた（設定しておいた）無線中継親機２に移行させる。しかしながら、この時、スイッチングハブ５には、前記移行が分からないので、図３（ｃ）で示すように、スイッチングハブ５のテーブル５１では、ポートＰ１における通信端末４のＭＡＣアドレス００：１１：２２：３３：４４：５５の情報は古くなり、図３（ｂ）のポートＰ３に対する通信端末４ａのＭＡＣアドレス００：５５：４４：３３：２２：１１だけが有効な情報として残ることになる。無線中継親機１では、通信端末４のＩＰアドレス１９２．１６８．０．１０が残っている。

この状態で、図２（ｂ）と同様に、図２（ｄ）で示すように、通信端末４ａが通信端末４にパケットの転送を試みると、スイッチングハブ５は、フィルタリング機能によって、図３（ｄ）で示す通信リストから、無線中継親機１、すなわちポートＰ１を使用するが、転送不能になる。

しかしながら、スイッチングハブ５では、ポートＰ１を使用して、無線中継親機１が末端となっての通信は可能であり、無線中継子機３の移行（ローミング）期間を考慮した所定時間後に、図２（ｅ）で示すように、無線中継親機１は、記憶していた通信端末４のＩＰアドレス１９２．１６８．０．１０を、ＡＲＰ Ｐｒｏｂｅとしてブロードキャスト送信する。この時、無線中継子機３が参照符号３２で示す無線中継親機２との通信が可能になっていると、ブロードキャスト送信であるので、通信端末４は、前記ＡＲＰ Ｐｒｏｂｅを受信することができる。無線中継親機１の送信によって、スイッチングハブ５のテーブル５１では、ポートＰ１における無線中継親機１のＭＡＣアドレス００：２２：４４：６６：８８：００が新規に追加登録され、無線中継親機１では、通信端末４のＩＰアドレス１９２．１６８．０．１０が残っている。

前記ＡＲＰ Ｐｒｏｂｅに自機のＩＰアドレス１９２．１６８．０．１０が含まれていると、図２（ｆ）で示すように、通信端末４は、無線中継親機１へ、ＡＲＰ Ｒｅｐｌｙをユニキャストで返信する。これによって、スイッチングハブ５は、通信端末４が、ポートＰ２の無線中継装置２に接続されていることを認識し、図３（ｆ）で示すように、テーブル５１で、その通信端末４のＭＡＣアドレス００：１１：２２：３３：４４：５５を、ポートＰ２の正しい情報に更新する。これによって、無線中継親機１は、通信端末４が自機の配下でなくなったことを確認し、保管していたＩＰアドレス１９２．１６８．０．１０を破棄する。

以降、図２（ｇ）で示すように、通信端末４ａは、通信端末４へのパケットの転送が可能になる。このとき、図３（ｇ）で示すスイッチングハブ５のテーブル５１や無線中継親機１の端末リストは、図３（ｆ）と変わらない。無線中継親機１のチャンネル移行が完了して、無線中継子機３の接続先を無線中継親機１に戻す際も、同様の動作で実現することができる。

このようにして、本実施形態の無線ＬＡＮシステム１０は、無線中継装置として上記のような無線中継親機１，２を用い、ＤＦＳなどによる無線中継親機１，２のチャンネル切換えなどに伴う無線中継子機３の接続先の切換えに対して、通信端末４へのパケットを切れ目無く転送することができる。

上述の無線ＬＡＮシステム１０は、無線中継親機１，２は、２機で運用しているので、常時は、前述のように負荷（通信端末４）を分散していることが好ましい。これによって、負荷（通信端末４）の増大に対応しつつ、非常時に通信が途切れないシステムを実現することができる。この負荷分散の場合、無線中継親機１，２は、３台以上であってもよい。そして、上述の説明では、無線中継子機３の接続先を切換える条件はレーダー波検知による電波状況であったが、上記のような負荷分散の場合、無線中継親機１，２への負荷の加わり方（不均等）を条件としてもよい。

そこで、本実施形態の無線中継親機１，２では、チャンネル移行すべきか否かを判定する予め定める移行条件として、無線中継子機３による負荷量を検出する負荷検出部１６を設けている。負荷検出部１６は、もう１つの移行条件判定部を構成し、もう１つの移行条件判定ステップである負荷検出ステップにおいて、負荷、たとえば無線中継子機３の接続機数や、データ（パケット）量の偏りなどが大きい場合に、適切な無線中継子機３を指定して、上述のように、子機側通信部１３からの指示で、接続先を切換えさせる。このようにして、常時は負荷分散によって、それぞれの無線中継子機３や通信端末４に大きな転送レートを与えることができる。

無線中継装置１，２は、無線ＬＡＮアクセスポイントのように屋内に設置される無線中継装置であってもよく、ビル間通信を行うために屋外に設置される無線中継装置であってもよい。特に、ビル間通信ユニットは、社内ネットワークなどを構成するので、接続に障害が出ないようにすることは効果的で、またスイッチングハブ５などが多段で構成されることがあるので、接続先を学習させる本実施形態は好適である。
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の他の形態の無線中継装置である無線中継親機１ａを用いる無線ＬＡＮシステム１０ａのブロック図である。この無線ＬＡＮシステム１０ａは、上述の無線ＬＡＮシステム１０に類似し、無線中継親機１ａ，２ａの構成が異なる。無線中継親機１ａにおいて、上述の無線中継親機１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

注目すべきは、本実施形態の無線中継親機１ａでは、子機移行判定部１９および親機報知部１１が設けられていることである。ここで、無線中継親機１ａと無線中継子機３との間は、無線中継子機３が無線中継親機１ａに接続要求を送信し、それを無線中継親機１ａが、許可すれば接続可能となり、拒否すれば接続不可となる。また、本実施形態では、前述のように無線中継親機１ａは、電波状況を判断して無線中継子機３に接続先を紹介するが、通常、無線中継子機３は、自機でも電波状況を判断しており、現在の接続先の電波状況が一定以下となると、接続解除の信号を送信して接続を解除した後に、条件の良い親機を探索し、接続要求を送信する。したがって、無線中継親機１ａと無線中継子機３との間は、相互に接続しているかどうかを認識可能である。

そこで本実施形態の無線中継親機１ａでは、子機移行判定部１９は、子機側通信部１３から無線中継子機３との通信の状況を受信しており、子機移行判定ステップにおいて、無線中継子機３が自発的に自機から接続を解消したと判定すると、その接続解消から所定の適宜時間が経過して、無線中継子機３の通信の再開が可能になる頃に、前記端末呼出ステップにおいて、前記端末呼出部１８に、通信端末４の前記ＩＰアドレスをターゲットＩＰアドレスとした、ＡＲＰ Ｐｒｏｂｅをブロードキャスト送信させる。

この無線中継子機３からの接続先の変更は、たとえば接続していた無線中継親機の近くに遮蔽物が置かれたり、同じチャンネルが全く別の通信機器で使用されたりするなどして、無線中継子機に電波が届かなくなる場合などで発生する。スキャン後、再度同じ無線中継親機に接続することもある。

このように構成することで、接続を解消した無線中継子機３が発生した場合、該無線中継子機３の配下の通信端末４を呼出し、前記ＡＲＰ Ｒｅｐｌｙを返信させることで、スイッチングハブ５に、新たな接続先の無線中継親機（たとえば２ａ）のポート（Ｐ２）と、その通信端末４との関係を学習させることができ、同様に通信遮断を抑えることができる。

また、本実施形態では、その子機移行判定部１９に関連して、親機報知部１１を設けている。上述の説明では、子機移行判定部１９は、無線中継子機３の、自機からの接続解消を検出していたが、前述の接続手順から、自機への接続も検出することができる。この機能を利用して、親機報知部１１は、前記子機移行判定ステップで、子機移行判定部１９が、自機への無線中継子機３の接続を判定すると、該無線中継子機３を装い、親機報知ステップにおいて、ハブ側通信部１２から、無線中継子機３のＭＡＣアドレスを送信元とするパケットを、ブロードキャスト送信する。

これは、電波状況などで無線中継子機３が自発的に接続先の無線中継親機を切換える場合は（例として１ａ→２ａとする）、接続解消の信号が電波状況の悪化などで元の無線中継親機（１ａ）に届かず、子機移行判定部１９が接続解消を検出できないケースがあるためである。そこで、新しい接続先の無線中継親機（２ａ）の親機報知部１１が、接続してきた無線中継子機３を装い、前記無線中継子機３のＭＡＣアドレスを送信元とするパケットをブロードキャスト送信することで、自機の配下にその無線中継子機３があることを周囲に報知することができる。

これによって、元の無線中継親機（１ａ）に、無線中継子機３の接続が解消されたことを認識させることができる。その後、該元の無線中継親機（１ａ）が記憶部１７に記憶していた通信端末４のＩＰアドレスで、端末呼出部１８に前述の端末呼出ステップを行わせ、ＡＲＰ Ｐｒｏｂｅを送信し、通信端末４がＡＲＰ Ｒｅｐｌｙを返信することで、スイッチングハブ５に、通信端末４がどのポート（Ｐ２）に接続されているかを認識させることができる。

ここで、無線中継子機３が、通信端末４のＩＰアドレスを分かっていれば、該無線中継子機３が前記ＡＲＰ Ｐｒｏｂｅを送信することも考えられるが、通信端末４からＡＲＰ Ｒｅｐｌｙが返信されても、該無線中継子機３迄しか届かず（そこでやり取りが完結してしまう）、スイッチングハブ５は、通信端末４の対応しているポートを認識できない。また、無線中継子機３が通信端末４のふりをして、スイッチングハブ５に、「通信端末４はここに接続されている」という信号を送信することも考えられるが、無線中継子機３が持っているのはトラフィック情報である。そのため、たとえば無線中継子機３が通信端末４の通信情報を２分間保持する場合、通信端末４が、無線中継子機３を介しての通信終了後、直ぐにスイッチングハブ５の別のポートに単体で移動して、前記２分以内に無線中継子機３が無線中継親機（１ａ）から移動した場合、その時点では無線中継子機３は通信端末４のデータを保持しており、実際は配下にいないのに、前記「通信端末４はここに接続されている」という信号を送信してしまうと、実際の通信端末４からの応答と衝突してしまうことになる。

図２と同様の図５を用いて、上述の無線中継子機３からの接続先の切換わり動作について説明する。無線中継子機３が接続先の切換えを判断すると、図５（ａ）で示すように、切断することを伝える信号を無線中継親機（１ａ）に送信する。ただし、接続先切換えの判断をするときは、電波状況が悪いことが多いので、該無線中継子機３からの信号が無線中継親機（１ａ）に届かないこともある。

次に、図５（ｂ）で示すように、無線中継子機３が新たな無線中継親機（２ａ）に接続して、前述の通信可否を決定する接続処理を完了し、互いの接続を認識すると、無線中継親機（２ａ）は無線中継子機３を装って、該無線中継子機３のＭＡＣアドレスを送信元とするパケットをブロードキャストで送信する。ただし、ここではブロードキャスト信号であり、また、通信端末４の情報ではないので、スイッチングハブ５の情報は更新されない。また、接続処理が完了すると、通常考えられる通り、無線中継子機３自身が、該無線中継子機３のＭＡＣアドレスを送信元とするパケットをブロードキャストで送信してもよいが、接続処理が完了していると、無線中継親機（２ａ）は無線中継子機３が配下にいることが分かっており、該無線中継子機３の情報も持っているので、上述のように、無線中継親機（２ａ）がそのまま該無線中継子機３を装って情報を送ることで、子機から親機への通信処理を無くすことができる。

その後、図５（ａ）の際、無線中継子機３からの切断の信号が無線中継親機（１ａ）に届いていなかった場合、図５（ｂ）の処理で該無線中継親機（１ａ）は無線中継親機（２ａ）からのブロードキャスト信号（無線中継子機３を装って送った信号）を受信することで、該無線中継親機（１ａ）は無線中継子機３が接続先を変更したことを認識し、図５（ｃ）で示すように、図２（ｅ）の通信端末４の呼出し処理に続くことができる。

一方、図５（ａ）の際、無線中継子機３からの切断の信号が無線中継親機（１ａ）に届いていた場合、該無線中継親機（１ａ）は、所定時間後に、そのまま図５（ｃ）で示すように、図２（ｅ）の通信端末４の呼出し処理を行う。なお、無線中継親機（１ａ）が無線中継子機３の接続先の切換わりを判別する方法は、上記２通りの方法の両方を行うのみではなく、どちらか一方のみでもよい。もし、上記２通りの方法の両方を行う場合、無線中継親機（１ａ）からのＡＲＰ Ｐｒｏｂｅは２回送信されてもよい。

本明細書では、気象レーダー波の検知に伴うＤＦＳ、ＣＡＣによる待機時間が生じないための接続切換えの手法について説明したが、本発明は、こうした実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、様々な形態で実施することができる。たとえば、通信エリアが拡がるように、無線中継親機１，２を相互に離間して設置し、無線中継子機３が移動することで接続先が切換わるような場合にも、本発明を適用して、スイッチングハブ５の（アドレス）テーブル５１を書替えさせることができる。

また、本明細書では、無線中継子機３に接続される通信端末４の呼出しを、ＡＲＰ Ｐｒｏｂｅをブロードキャスト送信することによって行っていたが、これに限定されるものではなく、たとえば、インターネットプロトコルバージョン６（ＩＰｖ６）環境では、ＡＲＰ Ｐｒｏｂｅのブロードキャストに代えて、Ｎｅｉｇｈｂｏｒ Ｓｏｌｉｃｉｔａｔｉｏｎメッセージをマルチキャスト送信することによって行ってもよい。

また、本明細書では、便宜上、スイッチングハブ５側に接続される無線中継装置（１，１ａ；２，２ａ）を親機、通信端末４を接続する無線中継装置（３）を子機と記載しているが、必ずしも、親機がチャンネルを設定し、子機がスキャンを行って親機を見つけることで接続の確立を行うような方式でなくてもよく、たとえば、親機、子機との接続は、お互いが使用するチャンネルを予め設定(複数可)しておき、相手が見つかればデータを送信、見つからなければ送信しない、所謂対等通信によって行われていてもよい。

１，２ 無線中継親機（無線中継装置）
１０ 無線ＬＡＮシステム
１２ ハブ側通信部
１３ 子機側通信部
１４ 通信制御部
１５ 電波状況検出部
１６ 負荷検出部
１７ 記憶部
１８ 端末呼出部
１９ 子機移行判定部
３ 無線中継子機
４，４ａ 通信端末
５ スイッチングハブ
５１ テーブル

Claims (8)

1. スイッチングハブと、該スイッチングハブの各ポートに接続される無線中継親機と、前記無線中継親機に無線接続される無線中継子機と、前記無線中継子機に接続される通信端末とを備えて構成される無線ＬＡＮシステムに、前記無線中継親機として用いられる無線中継装置において、
   予め定める移行条件に従い、自機に接続されている無線中継子機に接続先を移行させるべきか否かを判定し、移行を判定すると、前記無線中継子機に、予め記憶している他の無線中継親機の情報を与えて該無線中継子機の接続先を切換えさせる移行条件判定部と、
   前記無線中継子機に接続される通信端末の情報を記憶する記憶部と、
   前記移行条件判定部が前記無線中継子機に接続先を切換えさせると、前記記憶部に記憶されていた前記通信端末の情報に基づき、該通信端末を問い合わせる信号を、ブロードキャストまたはマルチキャスト送信する端末呼出部とを含むことを特徴とする無線中継装置。
2. 前記移行条件判定部は、電波状況に応じて前記無線中継子機の接続先を移行すべきか否かを判定する電波状況検出部であることを特徴とする請求項１記載の無線中継装置。
3. スイッチングハブと、該スイッチングハブの各ポートに接続される無線中継親機と、前記無線中継親機に無線接続される無線中継子機と、前記無線中継子機に接続される通信端末とを備えて構成される無線ＬＡＮシステムに、前記無線中継親機として用いられる無線中継装置において、
   前記無線中継子機が自機から接続先を切換えたことを判定する子機移行判定部と、
   前記無線中継子機に接続される通信端末の情報を記憶している記憶部と、
   前記子機移行判定部が前記無線中継子機が接続先を切換えたことを判定すると、前記記憶部に記憶されていた前記通信端末の情報に基づき、該通信端末を問い合わせる信号を、ブロードキャストまたはマルチキャスト送信する端末呼出部とを含むことを特徴とする無線中継装置。
4. １または複数の前記無線中継子機が無線接続される無線中継親機であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の無線中継装置。
5. 前記無線中継子機と、ビル間通信ユニットを構成することを特徴とする請求項３または４記載の無線中継装置。
6. 前記請求項１〜５の何れか１項に記載の無線中継装置を用いることを特徴とする無線ＬＡＮシステム。
7. スイッチングハブと、該スイッチングハブの各ポートに接続される無線中継親機と、前記無線中継親機に無線接続される無線中継子機と、前記無線中継子機に接続される通信端末とを備えて構成される無線ＬＡＮシステムに、前記無線中継親機として用いられる無線中継装置における無線中継方法において、
   前記無線中継子機に接続される通信端末の情報を記憶する記憶ステップと、
   予め定める移行条件に従い、自機に接続されている無線中継子機に接続先を移行させるべきか否かを判定し、移行を判定すると、前記無線中継子機に、予め記憶している他の無線中継親機の情報を与えて該無線中継子機の接続先を切換えさせる移行条件判定ステップと、
   前記移行条件判定ステップで前記無線中継子機に接続先を切換えさせると、前記記憶ステップで記憶されていた前記通信端末の情報に基づき、該通信端末を問い合わせる信号を、ブロードキャストまたはマルチキャスト送信する端末呼出ステップとを含むことを特徴とする無線中継方法。
8. スイッチングハブと、該スイッチングハブの各ポートに接続される無線中継親機と、前記無線中継親機に無線接続される無線中継子機と、前記無線中継子機に接続される通信端末とを備えて構成される無線ＬＡＮシステムに、前記無線中継親機として用いられる無線中継装置における無線中継方法において、
   前記無線中継子機に接続される通信端末の情報を記憶する記憶ステップと、
   前記無線中継子機が自機から接続先を切換えたことを判定する子機移行判定ステップと、
   前記子機移行判定ステップで前記無線中継子機が接続先を切換えたことを判定すると、前記記憶ステップで記憶されていた前記通信端末の情報に基づき、該通信端末を問い合わせる信号を、ブロードキャストまたはマルチキャスト送信する端末呼出ステップとを含むことを特徴とする無線中継方法。

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