JP5720617B2 - 管理装置及び通信システム - Google Patents
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Description
また、本発明の管理装置は、前記拡張リンク管理部が、前記第1,第2データベースを参照して前記無線通信機器の既存の通信と前記通信相手の既存の通信とに影響を及ぼすことのない属性情報を、前記新たな属性情報として前記無線通信機器及び前記通信相手に設定することを特徴としている。
本発明の通信システムは、無線ネットワーク(N、N1、N2、N4、N11、N12)を介した無線通信が可能な通信システム(1〜4)において、前記無線ネットワークの管理を行う上記の何れかに記載の管理装置と、前記管理装置によって管理される前記拡張リンクに含まれる前記属性情報が設定され、設定された属性情報によって特徴づけられるTDMA方式による無線通信を行う複数の無線通信機器(13、13a〜13d、14〜17、D1)とを備えることを特徴としている。
また、本発明の通信システムは、前記無線ネットワークに参入していない無線通信機器を前記無線ネットワークに参入させるために必要な情報を、異なる通信プロトコルを用いて広告する無線通信機器(13c、13d、16)を備えることを特徴としている。
図1は、本発明の基本的な概念を示す図である。図1に示す通り、本発明は、TDMA方式による無線通信で用いられる従来のリンクNLを拡張し、無線通信を特徴づける属性情報(以下、通信プロパティという)CPをリンクNLに対して設定した拡張リンクELを用いることで、異なる仕様の無線通信装置が無線ネットワークに混在していても無線ネットワークを介した無線通信を可能とするものである。
〈通信システムの全体構成〉
図2は、本発明の第1実施形態による通信システムの全体構成を示す図である。図2に示す通り、本実施形態の通信システム1は、無線デバイス11a〜11e(無線通信機器)、無線デバイス12a〜12e(無線通信機器)、コンバーチブル無線デバイス13a〜13c(無線通信機器)、バックボーンルータ(BBR)20a,20b、コーディネータ30(管理装置)、タイムサーバ40、及びゲートウェイ装置(GW)50を備えており、無線ネットワークN1,N2を介したTDMA(Time Division Multiple Access:時分割多元接続)方式による無線通信が可能である。
図3は、本発明の第1実施形態における無線デバイスの要部構成を示すブロック図であって、(a)は無線デバイス11,12のブロック図であり、(b)はコンバーチブル無線デバイス13のブロック図である。尚、無線デバイス11a〜11e、無線デバイス12a〜12e、及びコンバーチブル無線デバイス13a〜13cの各々を区別する必要がない場合には、これらを無線デバイス11、無線デバイス12、及びコンバーチブル無線デバイス13という。
図4は、本発明の第1実施形態におけるコーディネータの要部構成を示すブロック図である。図4に示す通り、コーディネータ30は、バックボーンインターフェイス部31、仮想インターフェイス部32a,32b、プロトコル処理部33a,33b、及び拡張リンク管理部34を備える。バックボーンインターフェイス部31は、仮想インターフェイス部32a,32bからの信号をバックボーンネットワークN3に送信するとともに、バックボーンネットワークN3から送信されてきた信号を受信し、その受信信号を仮想インターフェイス部32a,32bに出力する。
・機器識別子(Device Type ID)
・利用可能な通信プロトコル(Support protocols)
・無線通信に必要なタイムスロットの占有時間(Occupy Timeslot)
・通信プロトコルの切り替えに要する時間(Protocol Switching margin)
・同時に使用できる無線サブネット数(Number of subnets)
・無線通信インターフェイス部の仕様(Wireless I/F)
・無線通信インターフェイス部の数(Number of Wireless I/F)
・デフォルトの通信プロパティ(Default Property)
・機器識別子(Owner Device ID)
・通信相手の機器識別子(Peer Device ID)
・通信方向(Direction)
・通信プロトコル(Protocol)
・タイムスロットの開始時刻(Timeslot Start)
・タイムスロットの間隔(Cycle)
・タイムスロットの周期(Duration)
・チャネル(Channel)
・通信プロパティのグループ識別子(Property Group)
次に、上記構成における通信システムにおいて、通信プロパティが設定される際の動作について説明する。以下では、理解を容易にするために、コンバーチブル無線デバイス13aが、WirelessHART(登録商標)に準拠した無線通信を新たに開始するために、コーディネータ30に対して通信リソースの割り当て要求を行い、コーディネータ30がコンバーチブル無線デバイス13aに対して通信プロパティを割り当てる場合を例に挙げて説明する。尚、コンバーチブル無線デバイス13aは、初期状態において、無線デバイス11d及びバックボーンルータ20aとISA100.11aに準拠した無線通信が可能な状態にあるものとする。
図2に示す通り、本実施形態の通信システム1には、ISA100.11aに準拠した通信プロトコル(「通信プロトコルA」)を利用する無線デバイス11a〜11eと、WirelessHART(登録商標)に準拠した通信プロトコル(「通信プロトコルC」)を利用する無線デバイス12a〜12eとが混在した無線ネットワークN1,N2が形成されている。本実施形態では、無線デバイス11a〜11eに対する広告と無線デバイス12a〜12eに対する広告との双方が提供可能な広告ルータを設けて、無線デバイス11a〜11e及び無線デバイス12a〜12eの何れであっても無線ネットワークN1,N2への接続を可能としている。
図10は、本発明の第2実施形態による通信システムの要部構成を示す図である。図10に示す通り、本実施形態の通信システム2は、無線デバイス11f,11g、コンバーチブル無線デバイス13d、バックボーンルータ20c、及びコーディネータ30を備えており、拡張リンクを用いてコンバーチブル無線デバイス13dが備えるアンテナAT1,AT2の切り替えが可能である。本実施形態では、コーディネータ30で用いられるテンプレートデータベースDB1及び通信プロパティデータベースDB2にアンテナAT1,AT2を特定する情報が含まれており、この情報を用いることによってアンテナAT1,AT2の切り替えを可能としている。
図11は、本発明の第3実施形態による通信システムの要部構成を示す図である。図11に示す通り、本実施形態の通信システム3は、無線デバイス11a〜11d、無線デバイス12f、コンバーチブル無線デバイス14、バックボーンルータ20a、コーディネータ30、タイムサーバ40、及びゲートウェイ50を備えており、拡張リンクを用いて複数の無線サブネットN11,N12を接続することが可能である。
図14は、本発明の第4実施形態で用いられる通信プロパティデータベースの一例を示す図である。図14に示す通り、本実施形態で用いられるプロパティデータベースDB2は、図5(b)に示すプロパティデータベースDB2にMAC(Media Access Control:メディアアクセス制御)層を示す情報(MAC)を追加したものである。尚、MAC層を示す情報は、プロパティデータベースDB2のみならずテンプレートデータベースDB1にも追加されている。
図15は、本発明の第5実施形態で用いられる通信プロパティデータベースの一例を示す図である。図15に示す通り、本実施形態で用いられるプロパティデータベースDB2は、図5(b)に示すプロパティデータベースDB2に周波数帯域を示す情報(Freq)を追加したものである。尚、第4実施形態と同様に、周波数帯域を示す情報は、プロパティデータベースDB2のみならずテンプレートデータベースDB1にも追加されている。
図16は、本発明の第6実施形態におけるコンバーチブル無線デバイスの要部構成を示すブロック図である。図16に示す通り、本実施形態におけるコンバーチブル無線デバイス15は、図3(b)に示すコンバーチブル無線デバイス13に対して伝送速度調整部66を追加した構成であり、コーディネータ30の管理の下で伝送速度の調整が可能である。尚、コンバーチブル無線デバイス15の伝送速度を示す情報は、テンプレートデータベースDB1及びプロパティデータベースDB2に格納されており、これらのデータベースに格納された情報に基づいてコーディネータ30がコンバーチブル無線デバイス15の伝送速度を調整する。
図19は、本発明の第7実施形態におけるコンバーチブル無線デバイスの要部構成を示すブロック図である。図19に示す通り、本実施形態におけるコンバーチブル無線デバイス16は、図3(b)に示すコンバーチブル無線デバイス13に対してプロトコル解析部67を追加するとともに、図8に示すコンバーチブル無線デバイス13cと同様の広告ルータの機能を有する構成である。かかる構成のコンバーチブル無線デバイス16は、参加要請のあった無線デバイスで用いられる通信プロトコルの解析を可能とするものである。
図21は、本発明の第8実施形態で用いられる通信プロパティデータベースの一例を示す図である。図21に示す通り、本実施形態で用いられるプロパティデータベースDB2は、図5(b)に示すプロパティデータベースDB2に暗号鍵を示す情報(DL Key)を追加したものである。尚、上記の暗号鍵は、OSI参照モデルのデータリンク層(Data Link Layer)で用いられる暗号鍵である。
11 無線デバイス
11a〜11g 無線デバイス
12 無線デバイス
12a〜12f 無線デバイス
13 コンバーチブル無線デバイス
13a〜13d コンバーチブル無線デバイス
14〜17 コンバーチブル無線デバイス
20a〜20c バックボーンルータ
30 コーディネータ
34 拡張リンク管理部
CH チャネル
CP 通信プロパティ
CP1,CP2 通信プロパティ
CP10〜CP14 通信プロパティ
CP21,CP22 通信プロパティ
CP31〜CP33 通信プロパティ
CP41,CP42 通信プロパティ
D1,D2 無線通信機器
DB1 テンプレートデータベース
DB2 通信プロパティデータベース
EL 拡張リンク
EL1,EL2 拡張リンク
M 管理装置
N 無線ネットワーク
N1,N2,N4 無線ネットワーク
N11,N12 無線サブネット
NL リンク
TS タイムスロット
Claims (4)
- TDMA方式による無線通信が可能な複数の無線通信機器により形成されるマルチホップ接続が可能な無線ネットワークの管理を行う管理装置において、
前記TDMA方式による無線通信で用いられるチャネル及びタイムスロットを規定するとともに通信方向を特定するリンクの各々に対し、該リンクを用いて前記無線通信機器により行われる無線通信を特徴づける属性情報を個別に設定した拡張リンクを管理する拡張リンク管理部を備えており、
前記属性情報は、前記無線通信で用いられる通信プロトコル、周波数帯域、アンテナ、変調方式、暗号アルゴリズム、及び暗号鍵を示す情報、前記無線通信における伝送速度を示す情報、並びに前記無線ネットワークに接続される他の無線ネットワークを示す情報の少なくとも1つを含み、
前記拡張リンク管理部は、前記無線ネットワークを形成する前記無線通信機器について属性情報を設定する際に必要となる情報が格納される第1データベースと、
前記無線通信機器について現に設定している属性情報であって、少なくとも前記チャネル、前記タイムスロット、及び前記通信方向に加えて、前記無線通信機器の機器識別子及び前記無線通信機器の通信相手の機器識別子を含む情報が格納される第2データベースとを備えており、
前記第1,第2データベースを参照して前記無線通信機器について新たな属性情報を設定する
ことを特徴とする管理装置。 - 前記拡張リンク管理部は、前記第1,第2データベースを参照して前記無線通信機器の既存の通信と前記通信相手の既存の通信とに影響を及ぼすことのない属性情報を、前記新たな属性情報として前記無線通信機器及び前記通信相手に設定することを特徴とする請求項1記載の管理装置。
- 無線ネットワークを介した無線通信が可能な通信システムにおいて、
前記無線ネットワークの管理を行う請求項1又は請求項2記載の管理装置と、
前記管理装置によって管理される前記拡張リンクに含まれる前記属性情報が設定され、設定された属性情報によって特徴づけられるTDMA方式による無線通信を行う複数の無線通信機器と
を備えることを特徴とする通信システム。 - 前記無線ネットワークに参入していない無線通信機器を前記無線ネットワークに参入させるために必要な情報を、異なる通信プロトコルを用いて広告する無線通信機器を備えることを特徴とする請求項3記載の通信システム。
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