JPH09205387A - 回線トレース方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全局が同期して通信が実行される通信回線の
解析を行うための回線トレース方法に関し、無線による
通信を行う伝送路においても回線トレースが行える回線
トレース方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 通信に用いられる高精度の相対時間と受
信装置が持つ絶対時間とを各トレースデータに付与して
収集し、絶対時間及び相対時間に応じてトレースデータ
を配列することにより、通信の状態を把握できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回線トレース方法に
係り、特に、全局が同期して通信が実行される通信回線
の解析を行うための回線トレース方法に関する。近年、
ＬＡＮ（Local Area Network）通信等の発展に伴って、
伝送路及び通信装置間の障害を解析し適切な対応を行う
必要が生じている。

【０００２】伝送路及び通信装置間の障害を解析する方
法として、回線トレース方法が有効とされている。特
に、ＬＡＮ等のように複数の端末で同一の伝送路を共有
し、端末からは自端末に関するデータ以外のデータの影
響が見えない場合には特に有効となる。

【０００３】

【従来の技術】従来、通信路における障害の切り分けの
手段としては回線アナライザと称するものが実用化され
ている。この回線アナライザはシリアル伝送されるネッ
トワーク上のデータのビット同期及び開始デミタリを検
出して、以後指定のプロトコルに従って解析するもので
ある。

【０００４】回線アナライザとしてはＲＳ２３２Ｃの物
理レベル、ＩＳＤＮ回線、イーサーネット等のＬＡＮに
対してそれぞれ物理レベルとプロトコルに対応した解析
手段が提供されている。ＲＳ２３２Ｃの物理レベル、Ｉ
ＳＤＮ回線、イーサーネット等のＬＡＮに対してそれぞ
れ物理レベルとプロトコルは比較的安定なものであり、
ハードウェア、ファームウェア等によって解析が一意的
に実行できるので、例外的な事象を容易に抽出できてい
た。

【０００５】一方、近年になって無線ＬＡＮ等が実用化
されている。無線ＬＡＮでは秘匿性等からスペクトラム
拡散通信を用いものが一般的である。スペクトラム拡散
通信は信号を広い周波数帯域の電波として拡散すること
で外部からの妨害の除去や通信の秘匿性を持たせてい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、無線ＬＡＮ
等のスペクトラム拡散通信を用いた伝送路を持つもので
は電波を用いるため通信が人工による外部雑音により元
来安定しない上に、拡散した周波数帯域により事象を明
確にすることができなず、さらに、同種のシステムが近
接して設置されるいる場合には、相互干渉が生じるた
め、回線トレースが困難である。

【０００７】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、無線による通信を行う伝送路においても回線トレー
スが行える回線トレース方法を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１は、通
信に関わる局間が同期した状態で通信が行われる通信シ
ステムであって、各局で通信の制御に用いる短周期の相
対時間タイマと、絶対時間を計時する絶対時間タイマと
を有し、各局から送信されるデータを受信して、該デー
タに前記相対時間タイマで計時された計時結果と前記絶
対時間タイマで計時された計時結果とを付与して収集す
ることを特徴とする。

【０００９】請求項１によれば、データに相対時間タイ
マで計時された計時結果と絶対時間タイマで計時された
計時結果とを付与して収集することにより、データに関
する長い時間及び正確な時間の両方の時間情報を得るこ
とができるため、データの時系列による発生状況を長期
にわたって正確に知り得る。

【００１０】請求項２は、複数のデータをそれぞれ受信
し、受信した複数のデータそれぞれに前記相対時間タイ
マで計時された計時結果と前記絶対時間タイマで計時さ
れた計時結果とを付与して格納することを特徴とする。
請求項２によれば、複数のデータを同時に受信して相対
時間及び絶対時間の情報を付与できるため、干渉などの
状況を把握でき、周辺の通信の全体像を認識できる。

【００１１】請求項３は、前記通信システムは、周波数
ホッピング方式でデータの通信を行うシステムであっ
て、特定の局の周波数遷移パターンの遷移に追従してデ
ータを収集するモードを有することを特徴とする。

【００１２】請求項３によれば、周波数ホッピング方式
のデータ通信で、特定の局の周波数遷移パターンの遷移
に追従してデータを収集するモードにより特定の基地局
に属する局との通信の解析が可能となる。請求項４は、
前記通信システムは、周波数ホッピング方式でデータの
通信を行うシステムであって、所定の周波数遷移パター
ンでデータを収集するモードとを有することを特徴とす
る。

【００１３】請求項４によれば、所定の周波数遷移パタ
ーンでデータを収集するモードにより、複数の基地局に
よる干渉などの状況の解析が行える。請求項５は、複数
のデータをそれぞれ受信し、前記データに付与された前
記相対時間タイマで計時された計時結果及び前記絶対時
間タイマで計時された計時結果に応じて前記複数の収集
データを補完して、解析データを作成することを特徴と
する。

【００１４】請求項５によれば、複数のデータをそれぞ
れ受信することにより、異なるデータを同時に受信し、
相対時間及び絶対時間を付与することにより、後に複数
のデータを相対時間及び絶対時間に応じて補完して一連
の解析データとすることにより通信の全体像を把握でき
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】実施例では周波数ホッピング方式
を用いた無線ＬＡＮにおける回線トレースを行うための
回線トレース装置について説明する。図１に本発明の一
実施例のブロック構成図を示す。

【００１６】本実施例の回線トレース装置１は、アンテ
ナ２によりデータを受信し、無線モデム３に供給する。
無線モデム３は、受信した信号を復調して元のデータを
復元する。このとき、無線モデム３の受信周波数は周波
数制御部４から供給される周波数制御信号に応じて切り
替わり、周波数ホッピング方式の信号の受信が可能と
る。

【００１７】周波数ホッピング方式は使用できる周波数
帯域を複数の群に分割して持ち、送信時に一定時間毎に
複数の周波数帯域の群を順次切り替えて送信を行う。複
数の周波数帯域の群を切り替えることにより送信する信
号のエネルギーは広い周波数帯に分散され、かつ、特定
の周波数で妨害となる信号があっても通信の可用性が高
くなる特徴を持っている。

【００１８】また、無線ＬＡＮでは可変長フレームと呼
ばれるデータパケットの単位で行われ、通信に関わる全
局が同一の周波数に位置するようにシステム同期が取ら
れている。システム同期は、基地局の一定時間周期で伝
送路上にビーコンと称するフレームを送出する。ビーコ
ンには周波数の遷移パターン情報と高い精度の相対時間
情報が含まれていて、各局はビーコンに含まれている相
対時間情報から自局の時間を補正し、基地局と同期を取
り、遷移パターン情報により周波数遷移を行っている。

【００１９】図２に本発明の一実施例の受信フレームの
データ構成図を示す。各局での受信フレームは上記のビ
ーコンの他、送信権獲得のためのＲＴＳフレーム、その
承認であるＣＴＳフレーム、データフレーム、データフ
レームの確認信号であるＡＣＫフレームより構成され
る。

【００２０】データフレームはさらにビット同期用信号
のプリアンブル、キャラクタ同期用パターンのユニーク
ワード、データ長情報、制御データ、データ本体、チェ
ックビットより構成される。制御データは、チェック符
号、フレームタイプ、受信アドレス、送信アドレス等よ
りなる。

【００２１】ここで再び図１に戻って説明を続ける。無
線モデム３で復元された受信フレームは受信制御部５に
供給される。受信制御部５は無線モデム３からビット単
位で受信データを受け取り、受信フレームの解読を行
う。

【００２２】受信制御部５で解読された受信データはメ
モリ６に供給される。メモリ６は受信データの他、受信
制御部５の動作を指定する受信制御語及び制御プログラ
ムが格納されている。メモリ６に格納された受信データ
はマイクロプロセッサ７により処理され、上位装置８に
供給され結果が表示される。マイクロプロセッサ７は受
信データの処理の他に周波数制御部５の制御、受信制御
部４の動作制御、タイマの補正等を実行する。

【００２３】図３に本発明の一実施例の受信制御部のブ
ロック構成図を示す。受信制御部５では、供給された受
信データは、まず、同期検出・キャラクタ組立回路９に
供給される。同期検出・キャラクタ組立回路９は供給さ
れた受信データから同期検出を行うと共にキャラクタの
組立を行う。

【００２４】同期検出・キャラクタ組立回路９でキャラ
クタに組み立てられた受信データは、データ長カウンタ
１０及びデータ転送回路１１に供給される。データ長カ
ウンタ１０では供給された受信データのデータ長をカウ
ントする。データ長カウンタ１０には最大受信長レジス
タ１２に指定された最大受信長情報が供給されていて、
データ長カウンタ１０のカウント値が最大受信長情報と
なるまでカウントし、受信データ長が最大受信長情報と
一致した時点で受信データをメモリ６に格納する指示を
行う。

【００２５】データ転送回路１１は、受信データをデー
タ本体と受信制御語とに分割してメモリ６に供給する。
このとき、データ転送回路１１では通信用タイマ１３か
ら通信時の相対時間が供給され、通信用タイマ１３から
供給された相対時間を受信制御語に付与してメモリ６に
転送する。通信用タイマ１３は、請求項中の相対時間タ
イマに相当し、通信の相対時間の測定に用いられる。

【００２６】データ転送回路１１から転送されるデータ
本体は、メモリ６の受信データアドレスレジスタ１４に
格納された受信データアドレスに転送され、格納され
る。データ転送回路１１から転送される受信制御語は、
受信データアドレスとともに、メモリ６の受信制御語ア
ドレスレジスタ１５に格納された受信制御語アドレスに
格納される。

【００２７】図４に本発明の一実施例のメモリのデータ
構成図を示す。メモリ６にはデータ本体を格納するデー
タブロック領域６ａ、受信制御語及びデータ本体が格納
された受信データを格納した受信データアドレスを格納
する受信制御語領域６ｂが設けられている。

【００２８】メモリ６に格納された受信データ及び受信
データアドレス、相対時間、受信ステータスは、マイク
ロプロセッサ７によりマイクロプロセッサ７内で計数さ
れている絶対時間を付与されて出力される。図５に本発
明の一実施例の出力データのデータ構成図を示す。

【００２９】マイクロプロセッサ７では、メモリ６に格
納された受信データ及び受信データアドレス、相対時
間、受信ステータスから図５に示すように受信ステータ
ス、相対時間、絶対時間、データ通番、データ本体を合
成したデータを生成し、上位装置８に供給する。

【００３０】また、本実施例の回線トレース装置１では
解析したい内容に応じて複数の受信モードが設定されて
いる。第１のモードは、特定の基地局のホッピング周波
数に追従するモードである。第１のモードは、特定の基
地局の識別信号を認識し、その局のホッピングパターン
に受信周波数帯域を追従させる方式であり、当該基地局
に属する局の通信だけを解析するのに有効となる。な
お、第１のモードを用いるときには回線トレース装置１
は基地局に近接して設置し、確実に同期が取れるように
することが効果的となる。

【００３１】第２のモードは、特定周波数帯域に留まる
モードである。第２のモードは、受信周波数帯域を一定
に保持し、複数の基地局がある場合などの干渉の状況な
どを解析するのに有効なモードである。なお、複数の周
波数帯域それぞれで受信を行うことにより周辺地域にお
ける通信の全体像を把握できるようになる。

【００３２】第３のモードは、周波数帯域をランダムに
切り替えて受信するモードである。第３のモードは、特
定地域における伝搬状況を把握するのに有効となる。上
記第１〜第３のモードはマイクロプロセッサ７に対して
ユーザが指示を行うことにより、マイクロプロセッサ７
が周波数制御部４に対して設定されたモードに対応した
切換指示を行い、周波数制御部４が無線モデム３に受信
周波数帯域の切り替えを行うことにより切り替えられ
る。

【００３３】次に、本実施例の動作について説明する。
まず、マイクロプロセッサ７の動作について説明する。
図６に本発明の一実施例のマイクロプロセッサの動作フ
ローチャートを示す。マイクロプロセッサ７では、ま
ず、マイクロプロセッサ７の制御によってメモリ６上に
受信制御語領域６ｂとそれに対応する受信データブロッ
ク領域６ａが作成される（ステップＳ１−１）。このと
き、受信制御語領域６ｂは１つの受信データブロックに
対して複数個（３個）の記憶領域Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３がチ
ェインされた形で設定され、以降はマイクロプロセッサ
７からの指示によらず、設定された受信制御語毎に順次
自動的に設定される。

【００３４】次に、マイクロプロセッサ７は、作成した
受信データブロック領域６ａの１つのデータブロックに
格納できる最大データ長を最大受信長レジスタ１２に設
定する（ステップＳ１−２）。ステップＳ１−２で、最
大データ長を設定することによりデータ長カウンタ１０
のカウント値が最大データ長より大きくなると、受信デ
ータのメモリ６への格納が中止され、データブロックの
データが破壊されることを防ぐことができる。

【００３５】次に、マイクロプロセッサ７は、受信デー
タブロック領域６ａの先頭の受信データブロックＡ１の
先頭アドレスを受信データアドレスレジスタ１４に設定
する（ステップＳ１−３）。また、マイクロプロセッサ
７は、受信制御語アドレスレジスタ１５に受信制御語格
納領域６ｂの先頭アドレスを設定する（ステップＳ１−
４）。

【００３６】マイクロプロセッサ７により受信制御語ア
ドレスレジスタ１５の先頭番アドレスが指示されると、
受信制御部５の動作が開始する（ステップＳ１−５）。
図７に本発明の一実施例の受信制御部の動作フローチャ
ートを示す。受信制御部５では、マイクロプロセッサ７
により受信制御語アドレスレジスタ１５の先頭アドレス
が指示されると、まず、受信制御語アドレスレジスタ１
５に指示されたアドレスによりメモリ６の受信制御語格
納領域６ｂの受信データ開始アドレス領域Ｂ１を読み出
す（ステップＳ２−１、Ｓ２−２）。

【００３７】次に、メモリ６の受信制御語領域６ｂの受
信データ開始アドレス格納領域Ｂ１に格納された受信デ
ータ格納アドレスを受信データアドレスレジスタ１４に
格納に格納する（ステップＳ２−３）。受信したビット
列から同期キャラクタ（ユニークワード）が検出される
と、同期検出・キャラクタ組立回路９では受信データの
先頭に位置するデータ長データをデータ本体とは分離し
てデータ長カウンタ１０に供給するとともに、キャラク
タから８ビット区切りのデータとして受信データがデー
タ転送回路１１に格納する（ステップＳ２−４、Ｓ２−
５）。ステップＳ２−５ではデータ転送回路１１に格納
された受信データは、例えば、２バイト単位でメモリ６
の受信データアドレスレジスタ１４に格納された受信デ
ータアドレスに転送し、格納する。

【００３８】なお、データ長カウンタ１０では、最大受
信長レジスタ１２に格納された最大受信長と出力カウン
ト値の最大値として供給されたデータ長データを内部に
設定する。データ長カウンタ１０は、同期検出・キャラ
クタ組立回路９にデータが１バイト供給される毎に内部
に設定したデータ長データを１デクリメントし、データ
が同期検出・キャラクタ組立回路９からデータ転送回路
１１に１バイト転送される毎にデータ長データを１イン
クリメントする（ステップＳ２−６、Ｓ２−７、Ｓ２−
８、Ｓ２−９、Ｓ２−１０）。

【００３９】また、同期検出・キャラクタ組立回路９で
は指定数のデータが受信されるとチェックビットを照合
し、伝送エラーの有無を判断する。１フレームの受信が
完了すると、受信データをメモリ６の受信データブロッ
ク領域６ａの受信データブロックＡ１に格納する（ステ
ップＳ２−１１、Ｓ２−１２）。

【００４０】次に、受信データアドレスレジスタ１５の
受信データアドレスが１フレーム分インクリメントさ
れ、次の受信データブロックＡ２が設定されると共に、
受信制御語アドレスレジスタ１５の受信制御語アドレス
が１インクリメントされる（ステップＳ２−１３）。

【００４１】次に、チェックの照合結果や信号強度等の
受信時の状況がデータ転送回路１１を経由してメモリ６
の受信制御語格納領域６ｂの受信ステータス格納領域Ｂ
２に格納され、受信制御語アドレスレジスタ１５の受信
制御語アドレスが１インクリメントされる（ステップＳ
２−１４）。

【００４２】ステップＳ２−１４の処理が終了すると、
メモリ６の受信制御語格納領域６ｂの相対時間格納領域
Ｂ３に通信タイマ１３で計時されている相対時間が格納
され受信制御語アドレスレジスタ１５の受信制御語アド
レスが１インクリメントされる（ステップＳ２−１
５）。

【００４３】受信制御部５はマイクロプロセッサ７にフ
レーム受信完了を割り込みで通知するとともに、受信制
御語アドレスレジスタ１５に格納された受信制御語アド
レスを１インクリメントして、ステップＳ２−４に戻っ
て、次の受信制御語の読み出し受信動作を継続する（ス
テップＳ２−１６）。

【００４４】一方、マイクロプロセッサ７の制御プログ
ラムは、受信制御部５からフレーム受信完了の割り込み
通知を受信すると、メモリ６の受信データブロック領域
６ａ及び受信制御語格納領域６ｂに格納された受信デー
タ及び受信ステータス、相対時間を読み出して、読み出
したデータにマイクロプロセッサ７の内部で計数されて
いる絶対時間などの付加情報を付加して図５に示すよう
なデータ構成として、上位装置８に供給する。

【００４５】上位装置８は、図５に示すようなデータ構
成の相対時間、及び、絶対時間を含んだ情報を得て、こ
れらを時系列的に配列して、表示装置などに表示させ
る。なお、本実施例では一つの回線トレース装置１でデ
ータを収集しているが、周囲に複数の回線トレース装置
を設置し、これらを一つの上位装置に接続し、上位装置
で複数の回線トレース装置からのトレースデータを収集
し、各回線トレース装置で収集されたトレースデータを
絶対時間、相対時間及びデータ内容に応じて受信データ
と伝搬状態を補完した解析が可能となる。

【００４６】図８に本発明の一実施例の回線トレース装
置を用いた適応例のブロック構成図を示す。局２１の周
囲に複数の回線トレース装置１−１〜１−Ｎを設置し、
複数の回線トレース装置１−１〜１−Ｎを上位装置２２
に接続した構成とされている。複数の回線トレース装置
１−１〜１−Ｎは上位装置２２に各回線トレース装置１
−１〜１−Ｎで収集されたデータを供給する。上位装置
２２では複数の回線トレース装置１−１〜１−Ｎで収集
されたデータの絶対時間、相対時間、受信データの内容
から収集データを互いに補完しあって、一連の通信の状
態を得る。

【００４７】なお、図９では回線トレース装置１−１〜
１−Ｎを上位装置２２に接続して、上位装置２２で補完
を行う構成としたが、これに限ることはなく、例えば、
回線トレース装置１−１〜１−Ｎそれぞれでデータを収
集し、記憶しておき後で回線トレース装置１−１〜１−
Ｎにより収集、記憶したトレースデータを上位装置にに
読み込ませ、収集されたデータの絶対時間、相対時間、
受信データの内容から収集データの補完を行うようにし
ても良い。

【００４８】

【発明の効果】上述の如く、本発明の請求項１によれ
ば、データに相対時間タイマで計時された計時結果と絶
対時間タイマで計時された計時結果とを付与して収集す
ることにより、データに関する長い時間及び正確な時間
の両方の時間情報を得ることができるため、データの時
系列による発生状況を長期にわたって正確に知り得る等
の特長を有する。

【００４９】請求項２によれば、複数のデータを同時に
受信して相対時間及び絶対時間の情報を付与できるた
め、干渉などの状況を把握でき、周辺の通信の全体像を
認識できる等の特長を有する。請求項３によれば、周波
数ホッピング方式のデータ通信で、特定の局の周波数遷
移パターンの遷移に追従してデータを収集するモードに
より特定の基地局に属する局との通信の解析が可能とな
る等の特長を有する。

【００５０】請求項４によれば、所定の周波数遷移パタ
ーンでデータを収集するモードにより、複数の基地局に
よる干渉などの状況の解析が行える等の特長を有する。
請求項５によれば、複数のデータをそれぞれ受信するこ
とにより、異なるデータを同時に受信し、相対時間及び
絶対時間を付与することにより、後に複数のデータを相
対時間及び絶対時間に応じて補完して一連の解析データ
とすることにより通信の全体像を把握できる等の特長を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のブロック構成図である。

【図２】本発明の一実施例の受信データのデータ構成図
である。

【図３】本発明の一実施例の受信制御部のブロック構成
図である。

【図４】本発明の一実施例のメモリのデータ構成図であ
る。

【図５】本発明の一実施例の収集データのデータ構成図
である。

【図６】本発明の一実施例のマイクロプロセッサの動作
フローチャートである。

【図７】本発明の一実施例の受信制御部の動作フローチ
ャートである。

【図８】本発明の一実施例の回線トレース装置を用いた
適応例のブロック構成図である。

【符号の説明】

１ 回線トレース装置 ２ アンテナ ３ 無線モデム ４ 周波数制御回路 ５ 受信制御回路 ６ メモリ ７ マイクロプロセッサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 曽根田 武 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 原 隆則 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信に関わる局間が同期した状態で通信
   が行われる通信システムであって、 各局で通信の制御に用いる短周期の相対時間タイマと、 絶対時間を計時する絶対時間タイマとを有し、 各局から送信されるデータを受信して、該データに前記
   相対時間タイマで計時された計時結果と前記絶対時間タ
   イマで計時された計時結果とを付与して収集することを
   特徴とする回線トレース方法。
2. 【請求項２】 複数のデータをそれぞれ受信し、受信し
   た複数のデータそれぞれに前記相対時間タイマで計時さ
   れた計時結果と前記絶対時間タイマで計時された計時結
   果とを付与して収集することを特徴とする請求項１記載
   の回線トレース方法。
3. 【請求項３】 前記通信システムは、周波数ホッピング
   方式でデータの通信を行うシステムであって、 特定の局の周波数遷移パターンの遷移に追従してデータ
   を収集するモードを有することを特徴とする請求項１又
   は２記載の回線トレース方法。
4. 【請求項４】 前記通信システムは、周波数ホッピング
   方式でデータの通信を行うシステムであって、 所定の周波数遷移パターンでデータを収集するモードと
   を有することを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項
   記載の回線トレース方法。
5. 【請求項５】 複数のデータをそれぞれ受信し、 前記データに付与された前記相対時間タイマで計時され
   た計時結果及び前記絶対時間タイマで計時された計時結
   果に応じて前記複数の収集データを補完して、解析デー
   タを作成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
   か一項記載の回線トレース方法。