JP6593824B1 - 無線通信装置 - Google Patents

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Abstract

無線通信装置は、子機および中継機の各無線機器と無線通信する無線通信部と、各無線機器から送信されるプローブ要求を検知するプローブ検知部と、プローブ要求の送信元にプローブ応答を送信することで、無線通信部と送信元との間で無線LAN接続を確立する接続制御部と、を備える。中継機は、無線通信部との間の無線LAN接続が切断されれば、子機との間の無線LAN接続を切断するように構成される。接続制御部は、送信元が子機であって、かつ、無線通信部と中継機との間で無線LAN接続が確立されている場合、無線通信部と中継機との間の無線LAN接続を切断した後、送信元である子機にプローブ応答を送信する。

Description

本発明は、子機および中継機の各無線機器と無線通信する無線通信装置に関する。
一般的な無線LAN(Local Area Network)システムでは、親機と子機との間の無線通信を中継する中継機が使用される。この場合、子機は、親機の通信エリア内に入っていなくても、中継機の通信エリア内に入っていれば、中継機との無線接続が可能となり、中継機を介して親機との無線通信が可能となる。
上述の無線LANシステムにおいて、中継機の通信エリア内で中継機と無線接続される子機が移動することで中継機と親機の両方の通信エリア内に入ってしまう状況(以下、「特定状況」と称す)が発生すると、親機、中継機および子機のそれぞれの電波が干渉する。その結果、無線LANシステムでの通信効率が低下する。このような干渉を避けるためには、特定状況が発生した際に、子機の接続先を中継機から親機に切り替える必要がある。しかしながら、一般的な無線LANシステムでは、子機は、電波強度がより強い方のアクセスポイントと優先して無線接続するように構成されている。したがって、特定状況が発生した場合であっても、親機よりも中継機の電波強度が強ければ、子機の接続先を中継機から親機に切り替えることができない。
また、子機が移動する際に移動元のAP(Access Point)からの要請に応答して移動先のAPにハンドオーバー要求を送信することで、子機の接続先を移動元のAPから移動先のAPに切り替える技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2008−205596号公報
ここで、特許文献1に記載の従来技術を、例えばIEEE 802.11規格の無線LANシステムに適用する場合、特殊な装置を子機に設ける必要があるので、子機として汎用端末を使用することができない。そのため、このような無線LANシステムにおいて、子機として汎用端末が使用された場合であっても、特定状況が発生した際に子機の接続先を中継機から親機に適切に切り替える技術が求められる。
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、子機として汎用端末が使用された場合であっても、特定状況が発生した際に子機の接続先を中継機から親機に適切に切り替えることができる無線LANシステムの実現に寄与する無線通信装置を得ることを目的とする。
本発明における無線通信装置は、子機および中継機の各無線機器と無線通信する無線通信部と、各無線機器から送信されて無線通信部によって受信されるプローブ要求を検知するプローブ検知部と、プローブ検知部によって検知されるプローブ要求の送信元を特定し、特定した送信元にプローブ応答を送信することで、無線通信部と送信元との間で無線LAN接続を確立する接続制御部と、を備え、中継機は、無線通信部との間の無線LAN接続が切断されれば、子機との間の無線LAN接続を切断するように構成され、接続制御部は、送信元が子機であって、かつ、無線通信部と中継機との間で無線LAN接続が確立されている場合、無線通信部と中継機との間の無線LAN接続を切断した後、送信元である子機にプローブ応答を送信するものである。
本発明によれば、子機として汎用端末が使用された場合であっても、特定状況が発生した際に子機の接続先を中継機から親機に適切に切り替えることができる無線LANシステムの実現に寄与する無線通信装置を得ることができる。
本発明の実施の形態1における無線LANシステムを示す構成図である。 本発明の実施の形態1における親機を示す構成図である。 本発明の実施の形態1における親機の記憶部に記憶されるMACアドレスリストの一例を示すテーブルである。 本発明の実施の形態1における親機と子機との間で無線LAN接続が確立される場合に処理される接続シーケンスの一例を示す図である。 本発明の実施の形態1における親機の接続制御部の制御処理によって子機の接続先が中継機から親機に切り替わるケースを模式的に示す図である。 本発明の実施の形態1における親機の接続制御部によって行われる一連の制御処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態1における無線LANシステムが適用されるエレベーター装置を示す構成図である。
以下、本発明による無線通信装置を、好適な実施の形態にしたがって図面を用いて説明する。なお、図面の説明においては、同一部分または相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における無線LANシステムを示す構成図である。図1において、無線LANシステムは、親機としての機能を備えた無線通信装置1(以下、親機1と称す)と、中継機2と、子機3とを備える。
なお、図1では、親機1の通信エリアA1と、中継機2の通信エリアA2と、子機3の通信エリアA3とが模式的に図示されている。また、図1では、親機1と中継機2との間で無線LAN接続が確立され、中継機2と子機3との間で無線LAN接続が確立されている場合を例示している。
図1に示すように、子機3は、親機1の通信エリアA1内に入っていないものの、親機1と無線接続される中継機2の通信エリアA2内に入っている。子機3は、中継機2と無線接続されているので、中継機2を介して親機1との無線通信が可能となる。
中継機2は、親機1との無線LAN接続を試みるために、定期的にプローブ要求を送信する。プローブ要求には、そのプローブ要求の送信元を特定するための情報として、その送信元のMAC(Media Access Control)アドレスが含まれている。中継機2から送信されたプローブ要求が親機1によって受信され、親機1から中継機2にプローブ応答が返されれば、親機1と中継機2との間で無線LAN接続が確立される。
子機3は、親機1または中継機2との無線LAN接続を試みるために、定期的にプローブ要求を送信する。子機3から送信されたプローブ要求が親機1によって受信され、親機1から子機3にプローブ応答が返されれば、親機1と子機3との間で無線LAN接続が確立される。一方、子機3から送信されたプローブ要求が中継機2によって受信され、中継機2から子機3にプローブ応答が返されれば、中継機2と子機3との間で無線LAN接続が確立される。
また、中継機2は、親機1との間で確立されている無線LAN接続が切断されれば、子機3との間で確立されている無線LAN接続を切断するように構成されている。具体的には、中継機2は、親機1との間で確立されている無線LAN接続が親機1側からの制御に従って切断されれば、中継機能を停止する。中継機能が停止されると、中継機2と子機3との間で確立されている無線LAN接続が切断され、中継機2は、子機3からのプローブ要求の受信が不可となる。親機1と中継機2との間で無線LAN接続が再度確立されれば、中継機2の中継機能の停止が解除される。中継機能の停止が解除されると、中継機2は、子機3からのプローブ要求の受信が可能となる。このような構成は、一般的な中継機が備える構成である。
次に、親機1の構成について、図2を参照しながら説明する。なお、中継機2および子機3の各構成については、従来の構成を適用することができ、親機1の構成が本願の技術的特徴に相当する。そこで、ここでは、中継機2および子機3の各構成について詳細な説明を省略し、親機1の構成について詳細な説明を行う。
図2は、本発明の実施の形態1における親機1を示す構成図である。親機1は、例えば、演算処理を実行するマイクロコンピュータと、プログラムデータ、固定値データ等のデータを記憶するROM(Read Only Memory)と、格納されているデータを更新して順次書き換えられるRAM(Random Access Memory)と、通信機などによって実現される。図2において、親機1は、無線通信部11、プローブ検知部12、記憶部13および接続制御部14を備える。
無線通信部11は、中継機2および子機3の各無線機器と無線通信する。プローブ検知部12は、各無線機器から送信されて無線通信部11によって受信されるプローブ要求を検知する。
記憶部13は、各無線機器の種別と、各無線機器のMACアドレスと、各無線機器の状態とが関連付けられたMACアドレスリストを記憶する。
ここで、記憶部13に記憶されるMACアドレスリストの一例について、図3を参照しながら説明する。図3は、本発明の実施の形態1における親機1の記憶部13に記憶されるMACアドレスリストの一例を示すテーブルである。
図3において、「種別」は、無線LANシステム内の予め登録される無線機器を示し、ここでは、予め登録される無線機器が子機3および中継機2である場合を例示している。「MACアドレス」は、「種別」に示される無線機器を特定するための情報であり、各無線機器に個別に割り当てられる。「状態」は、「未接続」、「近接」および「接続中」の3種類に分けられる。
なお、「未接続」は、無線通信部11にプローブ要求が届く範囲内に、対応する無線機器が存在していない状態を示す。「近接」は、無線通信部11にプローブ要求が届く範囲内に、対応する無線機器が存在しているが、無線通信部11と対応する無線機器との間で無線LAN接続が確立されていない状態を示す。「接続中」は、無線通信部11と対応する無線機器との間で無線LAN接続が確立されている状態を示す。
このように、MACアドレスリストでは、各無線機器の種別と、各無線機器のMACアドレスと、各無線機器の状態とが関連付けられている。MACアドレスリストにおいて、「種別」および「MACアドレス」は、無線LANシステムの管理者によって予め登録される。また、MACアドレスリストにおいて、「状態」は、初期値が「未接続」であり、接続制御部14によって更新される。
図2の説明に戻り、接続制御部14は、プローブ検知部12によって検知されるプローブ要求の送信元を特定する。具体的には、接続制御部14は、MACアドレスリストを参照して、プローブ検知部12によって検知されるプローブ要求に含まれる送信元のMACアドレスに対応する種別を選択することで、送信元を特定する。
接続制御部14は、特定した送信元にプローブ応答を送信することで、無線通信部11とその送信元との間で無線LAN接続を確立する。
ここで、無線通信部11と各無線機器との間で無線LAN接続が確立される場合に処理される一般的な接続シーケンスについて、図4を参照しながら説明する。図4は、本発明の実施の形態1における親機1と子機3との間で無線LAN接続が確立される場合に処理される接続シーケンスの一例を示す図である。
子機3が送信するプローブ要求が届く範囲に親機1が存在すると、図4に示すように、親機1の無線通信部11は、そのプローブ要求を受信し、プローブ検知部12は、無線通信部11によって受信されるプローブ要求を検知する。
続いて、プローブ検知部12によって検知されるプローブ要求に対してプローブ応答が親機1から子機3に返される。続いて、子機3と親機1の双方から認証が行われる。最後に、子機3から親機1にアソシエーション要求が送信され、親機1から子機3にアソシエーション応答が返されることで、子機3と親機1との間で無線LAN接続が確立される。
なお、親機1と中継機2との間で無線LAN接続が確立される場合に処理される接続シーケンスと、中継機2と子機3との間で無線LAN接続が確立される場合に処理される接続シーケンスは、図4に示すシーケンスと同様である。
図2の説明に戻り、接続制御部14は、プローブ要求の送信元が子機3であって、かつ、無線通信部11と中継機2との間で無線LAN接続が確立されている場合、以下のような特徴的な制御処理を行う。すなわち、接続制御部14は、無線通信部11と中継機2との間の無線LAN接続を切断した後、送信元である子機3にプローブ応答を送信する。
つまり、中継機2は、上述したとおり、親機1との間で確立されている無線LAN接続が切断されれば、子機3との間で確立されている無線LAN接続を切断するように構成されている。そこで、このような中継機2の構成を活用して、接続制御部14は、無線通信部11と中継機2との間の無線LAN接続を切断することで、中継機2と子機3との間の無線LAN接続を間接的に切断する。
その後、接続制御部14は、プローブ要求の送信元である子機3にプローブ応答を送信する。これにより、無線通信部11と子機3との間で無線LAN接続が確立される。
このように、接続制御部14は、プローブ要求の送信元が子機3であって、かつ、無線通信部11と中継機2との間で無線LAN接続が確立されている場合、無線通信部11と中継機2との間の無線LAN接続を切断した後、送信元である子機3にプローブ応答を送信する。また、このような制御処理は、送信元からのプローブ要求が検知されてから、プローブ応答が送信元に返されるまでの間に行われる処理である。
したがって、上述した特定状況が発生した場合であっても、子機3の接続先を中継機2から親機1に適切に切り替えることができる。
次に、上述した接続制御部14の特徴的な制御処理について、図5を参照しながらさらに説明する。図5は、本発明の実施の形態1における親機1の接続制御部14の制御処理によって子機3の接続先が中継機2から親機1に切り替わるケースを模式的に示す図である。なお、図5では、先の図1に示す状況において、中継機2と無線接続される子機3が移動して、親機1および中継機2の両方の通信エリア内に入る状況を考えている。
先の図1に示すように、親機1は、中継機2と無線接続されている。また、子機3は、上述したとおりプローブ要求を送信するので、親機1の通信エリアA1内に入った場合、子機3から送信されるプローブ要求を無線通信部11が受信し、プローブ検知部12がそのプローブ要求を検知することとなる。この場合、プローブ要求の送信元が子機3であり、かつ、無線通信部11と中継機2との間で無線LAN接続が確立されている。
したがって、図5に示すように、接続制御部14は、無線通信部11と中継機2との間の無線LAN接続を切断する。これにより、中継機2の中継機能が停止となり、その結果、中継機2と子機3との間の無線LAN接続が切断されることとなる。ただし、接続制御部14は、子機3から送信されるプローブ信号がプローブ検知部12によって検知されなくなると、無線通信部11と中継機2との間で無線LAN接続を再度確立する。
接続制御部14は、無線通信部11と中継機2との間の無線LAN接続を切断した後、プローブ要求の送信元である子機3にプローブ応答を返す。これにより、図4に示す接続シーケンスが処理されるので、図5に示すように、親機1と子機3との間で無線LAN接続が確立される。つまり、上述した特定状況が発生した場合であっても、接続制御部14の制御処理によって、子機3の接続先を中継機2から親機1に切り替えることができる。
接続制御部14は、さらに、無線通信部11と各無線機器との間の無線LAN接続の確立状況を管理することで、MACアドレスリストにおける「状態」を更新する。
次に、上述した接続制御部14の特徴的な制御処理について、図6を参照しながら説明する。図6は、本発明の実施の形態1における親機1の接続制御部14によって行われる一連の制御処理を示すフローチャートである。
なお、図6のフローチャートの一連の処理は、無線通信部11によって受信されるプローブ要求をプローブ検知部12が検知した場合に行われる。
ステップS101において、接続制御部14は、プローブ検知部12によって検知されたプローブ要求の送信元を特定し、処理がステップS102へと進む。
具体的には、接続制御部14は、プローブ要求に含まれる送信元のMACアドレスを取得する。続いて、接続制御部14は、MACアドレスリストを参照して、取得したMACアドレスに対応する種別を選択し、選択した種別を送信元として特定する。接続制御部14は、取得したMACアドレスに対応する種別がMACアドレスリストに存在していなければ、送信元を不明とする。
ステップS102において、接続制御部14は、ステップS101で特定した送信元が中継機2であるか否かを判断する。
ステップS102において、送信元が中継機2であると判断された場合には、処理がステップS103へと進む。一方、ステップS102において、送信元が中継機2でないと判断された場合には、処理がステップS105へと進む。
ステップS103において、接続制御部14は、MACアドレスリストにおいて、プローブ信号の送信元である中継機2の状態を、「未接続」から「近接」に更新し、処理がステップS104へと進む。なお、接続制御部14は、MACアドレスリストにおいて、中継機2の状態が「近接」または「接続中」であれば、中継機2の状態を更新することなく、処理が終了となる。
ステップS104において、接続制御部14は、MACアドレスリストを参照して、子機3の状態を確認し、確認した子機3の状態が「近接」または「接続中」であるか否かを判断する。
ステップS104において、子機3の状態が「近接」または「接続中」であると判断された場合には、処理が終了となる。この場合、プローブ要求の送信元である中継機2にプローブ応答が返されない。
一方、ステップS104において、子機3の状態が、「近接」および「接続中」のいずれでもない、すなわち、「未接続」であると判断された場合、処理がステップS109へと進む。この場合、後述するステップS109において、プローブ要求の送信元である中継機2にプローブ応答が返される。
ステップS105において、接続制御部14は、ステップS101で特定した送信元が子機3であるか否かを判断する。
ステップS105において、送信元が子機3であると判断された場合には、処理がステップS106へと進む。
一方、ステップS105において、送信元が子機3でないと判断された場合には、処理が終了となる。この場合、プローブ要求の送信元が不明であるので、その送信元にプローブ応答が返されない。
ステップS106において、接続制御部14は、MACアドレスリストにおいて、プローブ信号の送信元である子機3の状態を、「未接続」から「近接」に更新し、処理がステップS107へと進む。なお、接続制御部14は、MACアドレスリストにおいて、子機3の状態が「近接」または「接続中」であれば、子機3の状態を更新することなく、処理が終了となる。
ステップS107において、接続制御部14は、MACアドレスリストを参照して、中継機2の状態を確認し、確認した中継機2の状態が「接続中」であるか否かを判断する。つまり、ステップS107では、接続制御部14は、MACアドレスリストを参照して、無線通信部11と中継機2との間で無線LAN接続が確立されているか否かを判断していることとなる。
ステップS107において、中継機2の状態が「接続中」であると判断された場合には、処理がステップS108へと進む。
一方、ステップS107において、中継機2の状態が、「接続中」でない、すなわち、「近接」または「未接続」であると判断された場合、処理がステップS109へと進む。この場合、後述するステップS109において、プローブ要求の送信元である子機3にプローブ応答が返される。
このように、接続制御部14は、プローブ要求の送信元が子機3であって、かつ、無線通信部11と中継機2との間で無線LAN接続が確立されていない場合、送信元である子機3にプローブ応答を送信する。
ステップS108において、接続制御部14は、無線LAN接続の認証を取り消すための信号を中継機2に送信することで、無線通信部11と中継機2との間の無線LAN接続を切断し、処理がステップS109へと進む。この場合、後述するステップS109において、プローブ要求の送信元である子機3にプローブ応答が返される。また、接続制御部14は、MACアドレスリストにおいて、中継機2の状態を、「接続中」から「未接続」に更新する。
このように、接続制御部14は、無線通信部11と中継機2との間の無線LAN接続を切断する。これにより、中継機2と子機3との間の無線LAN接続が切断される。
ステップS109において、接続制御部14は、ステップS101で特定した送信元に、無線通信部11を介してプローブ応答を送信し、処理が終了となる。この場合、図4に示す接続シーケンスが処理されることで、プローブ要求に対してプローブ応答が返された送信元と、親機1との間で無線LAN接続が確立される。また、接続制御部14は、無線通信部11と送信元との間で無線LAN接続が確立されれば、MACアドレスリストにおいて、送信元の状態を、「近接」から「接続中」に更新する。
このように、接続制御部14は、プローブ要求の送信元が子機3であって、かつ、無線通信部11と中継機2との間で無線LAN接続が確立されている場合、無線通信部11と中継機2との間の無線LAN接続を切断した後、送信元である子機3にプローブ応答を送信する。
次に、本実施の形態1における無線LANシステムの適用例について、図7を参照しながら説明する。図7は、本発明の実施の形態1における無線LANシステムが適用されるエレベーター装置100を示す構成図である。
図7に示すエレベーター装置100において、親機1は、昇降路101の下部に設けられており、監視装置102と通信可能に接続される。監視装置102は、エレベーター装置100の各種機器の動作を制御するエレベーター制御盤(図示せず)と通信可能に接続される。親機1は、インターネット等の上位ネットワークと接続される。監視装置102は、エレベーター装置100の状態を監視し、その監視結果を、親機1を介して遠隔の監視センター(図示せず)に送信する。
中継機2は、昇降路101の上部に設けられている。子機3は、例えば、エレベーター装置100の保守員が所持する保守点検用の携帯端末であり、保守員の階床間の移動に伴って移動する。
子機3は、A階に位置する場合には、親機1の通信エリアのみに入り、B階に位置する場合には、親機1と中継機2の両方の通信エリアに入り、C階に位置する場合には、中継機2の通信エリアのみに入っている。
例えば、中継機2と無線接続される子機3がC階からB階に移動すると、子機3は、親機1および中継機2の両方の通信エリア内に入ることとなる。このような状況であっても、上述した接続制御部14の制御処理によって、親機1と中継機2との間の無線LAN接続が切断されて子機3の接続先が中継機2から親機1に切り替わる。
以上、本実施の形態1によれば、無線通信装置は、検知したプローブ要求の送信元が子機であって、かつ、中継機との間で無線LAN接続が確立されている場合、中継機との間の無線LAN接続を切断した後、送信元である子機にプローブ応答を送信することで、子機との間で無線LAN接続を確立するように構成されている。また、中継機は、無線通信装置との間の無線LAN接続が切断されれば、子機との間の無線LAN接続を切断するように構成される。
これにより、適切なタイミングで子機の中継機から親機へのハンドオーバーが行われるので、無線LANシステムでの安定した通信を継続することができ、さらに、子機の改修が不要であるので、子機として汎用端末が使用可能となる。したがって、子機として汎用端末が使用された場合であっても、特定状況が発生した際に子機の接続先を中継機から親機に適切に切り替えることができる無線LANシステムの実現に寄与することができる。
また、無線通信装置は、上記の構成において、各無線機器の種別と、各無線機器のMACアドレスとが関連付けられたMACアドレスリストを参照して、プローブ要求の送信元を特定するように構成されている。このようなMACアドレスリストを用いられることで、プローブ要求の送信元の正確な特定が可能となる。
さらに、無線通信装置は、上記の構成において、各無線機器の種別と、各無線機器のMACアドレスとに加え、さらに、各無線機器の状態が関連付けられたMACアドレスリストを参照して、中継機との間で無線LAN接続が確立されているか否かを判断するように構成されている。このようなMACアドレスリストが用いられることで、無線通信装置と中継機との間の無線LAN接続が確立されているか否かの正確な判断が可能となる。
なお、本実施の形態1における無線通信装置1は、上述した親機としての機能に加えて、中継機としての機能をさらに備えて構成されていてもよい。
1 無線通信装置(親機)、2 中継機、3 子機、11 無線通信部、12 プローブ検知部、13 記憶部、14 接続制御部、100 エレベーター装置、101 昇降路、102 監視装置。

Claims (4)

  1. 子機および中継機の各無線機器と無線通信する無線通信部と、
    各無線機器から送信されて前記無線通信部によって受信されるプローブ要求を検知するプローブ検知部と、
    前記プローブ検知部によって検知される前記プローブ要求の送信元を特定し、特定した前記送信元にプローブ応答を送信することで、前記無線通信部と前記送信元との間で無線LAN接続を確立する接続制御部と、
    を備え、
    前記中継機は、
    前記無線通信部との間の前記無線LAN接続が切断されれば、前記子機との間の前記無線LAN接続を切断するように構成され、
    前記接続制御部は、
    前記送信元が前記子機であって、かつ、前記無線通信部と前記中継機との間で前記無線LAN接続が確立されている場合、前記無線通信部と前記中継機との間の前記無線LAN接続を切断した後、前記送信元である前記子機に前記プローブ応答を送信する
    無線通信装置。
  2. 前記接続制御部は、
    前記送信元が前記子機であって、かつ、前記無線通信部と前記中継機との間で前記無線LAN接続が確立されていない場合、前記送信元である前記子機に前記プローブ応答を送信する
    請求項1に記載の無線通信装置。
  3. 各無線機器の種別と、各無線機器のMACアドレスとが関連付けられたMACアドレスリストを記憶する記憶部をさらに備え、
    前記接続制御部は、
    前記MACアドレスリストを参照して、前記プローブ検知部によって検知される前記プローブ要求に含まれる前記送信元の前記MACアドレスに対応する前記種別を選択することで、前記送信元を特定する
    請求項1または2に記載の無線通信装置。
  4. 前記MACアドレスリストは、各無線機器の前記種別と、各無線機器の前記MACアドレスとに加え、さらに、各無線機器の状態が関連付けられ、
    前記接続制御部は、
    前記無線通信部と各無線機器との間の前記無線LAN接続の確立状況を管理することで、前記MACアドレスリストにおける前記状態を更新し、
    前記MACアドレスリストを参照して、前記無線通信部と前記中継機との間で前記無線LAN接続が確立されているか否かを判断する
    請求項3に記載の無線通信装置。
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