WO2013157460A1 - 管理装置及び通信システム - Google Patents

管理装置及び通信システム Download PDF

Info

Publication number
WO2013157460A1
WO2013157460A1 PCT/JP2013/060824 JP2013060824W WO2013157460A1 WO 2013157460 A1 WO2013157460 A1 WO 2013157460A1 JP 2013060824 W JP2013060824 W JP 2013060824W WO 2013157460 A1 WO2013157460 A1 WO 2013157460A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
communication
wireless
wireless communication
attribute information
wireless device
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/060824
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和紀 宮澤
征世 秋定
康樹 櫻井
Original Assignee
横河電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 横河電機株式会社 filed Critical 横河電機株式会社
Priority to US14/388,629 priority Critical patent/US9560637B2/en
Priority to CN201380004408.XA priority patent/CN104041176B/zh
Priority to EP13778728.9A priority patent/EP2840864B1/en
Publication of WO2013157460A1 publication Critical patent/WO2013157460A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/20—Control channels or signalling for resource management
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J3/00—Time-division multiplex systems
    • H04J3/16—Time-division multiplex systems in which the time allocation to individual channels within a transmission cycle is variable, e.g. to accommodate varying complexity of signals, to vary number of channels transmitted
    • H04J3/1694—Allocation of channels in TDM/TDMA networks, e.g. distributed multiplexers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/16—Central resource management; Negotiation of resources or communication parameters, e.g. negotiating bandwidth or QoS [Quality of Service]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices
    • H04W88/10—Access point devices adapted for operation in multiple networks, e.g. multi-mode access points
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/50—Service provisioning or reconfiguring

Definitions

  • the present invention relates to a management apparatus and a communication system.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2012-094948 filed on April 18, 2012, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • field devices measuring instruments, operating devices
  • control devices for controlling these devices
  • DCS distributed control system
  • Most of the communication systems that form the basis of such a distributed control system perform communication by wire, but in recent years, wireless communication that conforms to industrial wireless communication standards such as ISA100.11a and WirelessHART (registered trademark). Something that communicates has also been realized.
  • ISA100.11a is a wireless communication standard for industrial automation formulated by the International Society for Measurement and Control (ISA).
  • the above-mentioned WirelessHART registered trademark
  • HART Highway Addressable Remote Transducer
  • Communication systems compliant with these wireless communication standards use a TDMA (Time Division Multiple Access) method as a media access method, and a management device called a system manager (or network manager) is provided to provide a TDMA method. It manages communication resources (channels, time slots, etc.).
  • the single hop connection is a connection form in which a wireless device (for example, a field device capable of wireless communication) and a wireless relay device (for example, a backbone router or a wireless access point device) are directly connected, and is a multi-hop connection.
  • a connection is a connection form in which a wireless device is connected to a wireless relay device via another wireless device.
  • connection information (information for connecting a new wireless device to a wireless network) managed by the management apparatus as an advertisement from the advertisement router, so that a new wireless connection is made to the wireless network. It also has a feature that devices can be easily connected.
  • Non-Patent Document 1 below discloses a communication resource management method in ISA100.11a.
  • ISA100.11a and WirelessHART registered trademark
  • a communication system conforming to each of them is constructed independently.
  • the management device provided in each communication system manages communication resources without considering wireless networks realized in other communication systems. Therefore, for example, in a plant, a communication system compliant with ISA100.11a (hereinafter referred to as a first communication system) and a communication system compliant with WirelessHART (registered trademark) (hereinafter referred to as a second communication system) will coexist.
  • a restriction that each communication system must be individually constructed in a spatially separated state by preparing wireless devices, wireless relay devices, backbone routers, etc. used in each communication system. is there.
  • the communication protocol used in the first communication system and the communication protocol used in the second communication system can be handled by the wireless device by using the dual stack technology, the above-mentioned restrictions are eliminated. It is possible that in the first and second communication systems, since it is necessary to complete various processes such as transmission / reception processes in the time slot managed by the management apparatus, the packet frame is designed to shorten the frame length as much as possible. Yes. For this reason, it is difficult to newly provide a field for storing information for identifying a communication protocol for a packet frame. In addition, brute force communication protocols are impractical from the viewpoint of completing processing within a time slot. For this reason, it is difficult to eliminate the above restrictions.
  • the frequency band or channel used in the first and second communication systems is specified and separated, it is not necessary to spatially separate the first and second communication systems, and the above restrictions are eliminated. Conceivable. However, if a channel to be used in each communication system is specified, the channel is occupied even when the channel is not actually used, so that the communication resource usage efficiency is poor. In addition, when such channel designation is performed, it is difficult to avoid this when communication quality deteriorates due to a change in surrounding conditions. In order to increase the use efficiency of communication resources, it is conceivable that humans manually manage communication resources. However, when the scale of a communication system becomes large, the management becomes extremely complicated, which is realistic. Is not.
  • the present invention provides a management device that enables wireless communication via a wireless network even when wireless communication devices of different specifications are mixed in the wireless network, and a communication system including the management device.
  • a management device that manages a wireless network formed by a plurality of wireless communication devices capable of wireless communication using the TDMA system, defines a channel and a time slot used in the wireless communication using the TDMA system, and specifies a communication direction
  • an extended link management unit that manages an extended link in which attribute information characterizing wireless communication performed by the wireless communication device using the link is set may be provided.
  • the attribute information is connected to a communication protocol, frequency band, antenna, modulation scheme, encryption algorithm, and encryption key used in the wireless communication, information indicating a transmission speed in the wireless communication, and the wireless network. It may include at least one piece of information indicating another wireless network.
  • the extended link management unit includes a first database that stores information necessary for setting attribute information for the wireless communication device forming the wireless network, and attribute information currently set for the wireless communication device. May be stored, and new attribute information may be set for the wireless communication device with reference to the first and second databases.
  • the extended link management unit may set new attribute information for other wireless communication devices that communicate with the wireless communication device with reference to the first and second databases.
  • a management apparatus that manages the wireless network and the attribute information included in the extended link managed by the management apparatus are set, and the set attribute information
  • an extended link management unit that manages an extended link in which attribute information that characterizes wireless communication performed by the wireless communication device using the link is set may be provided.
  • the communication system may further include a wireless communication device that advertises information necessary for allowing a wireless communication device that has not entered the wireless network to enter the wireless network using a different communication protocol.
  • the attribute information is connected to a communication protocol, frequency band, antenna, modulation scheme, encryption algorithm, and encryption key used in the wireless communication, information indicating a transmission speed in the wireless communication, and the wireless network. It may include at least one piece of information indicating another wireless network.
  • the extended link management unit includes a first database that stores information necessary for setting attribute information for the wireless communication device forming the wireless network, and attribute information currently set for the wireless communication device. May be stored, and new attribute information may be set for the wireless communication device with reference to the first and second databases. The extended link management unit may set new attribute information for other wireless communication devices that communicate with the wireless communication device with reference to the first and second databases.
  • a management method for managing a wireless network formed by a plurality of wireless communication devices capable of wireless communication by the TDMA method is a link that specifies a channel and a time slot used in the wireless communication by the TDMA method and specifies a communication direction
  • it may include a step of managing an extended link in which attribute information characterizing wireless communication performed by the wireless communication device is set using the link.
  • the attribute information is connected to a communication protocol, frequency band, antenna, modulation scheme, encryption algorithm, and encryption key used in the wireless communication, information indicating a transmission speed in the wireless communication, and the wireless network. It may include at least one piece of information indicating another wireless network.
  • FIG. 1 is a diagram showing the basic concept of the present invention.
  • the present invention extends the conventional link NL used in wireless communication by the TDMA method, and extends the attribute information (hereinafter referred to as communication property) CP characterizing the wireless communication to the link NL.
  • communication property attribute information
  • the link EL wireless communication via a wireless network is possible even if wireless communication devices having different specifications are mixed in the wireless network.
  • the above-described conventional link NL specifies the channel CH and the time slot TS and specifies the communication direction (TX / RX).
  • the communication property CP includes information indicating a communication protocol, a frequency band, an antenna, a modulation scheme, an encryption algorithm, and an encryption key used in wireless communication, in addition to the communication direction (TX / RX) specified by the link NL.
  • Information indicating a transmission rate in wireless communication and at least one of information indicating a subnet connected to the wireless network can be included.
  • a communication system including a management device M that manages an extended link EL, a wireless communication device D1 that can be used while switching three communication protocols, and a wireless communication device D2 that can use only one communication protocol.
  • a communication protocol (“communication protocol A”) compliant with ISA100.11a 2009 can be used.
  • a communication protocol (“communication protocol B ”) compliant with, for example, ISA100.11a 2011 can be used.
  • (“Communication protocol C”) is available.
  • the extension link EL1 managed by the management apparatus M includes information indicating “communication protocol A” as the communication property CP1, and the extension link EL2 includes information indicating “communication protocol C” as the communication property CP2.
  • the management apparatus M performs processing for setting the expansion links EL1 and EL2 to the wireless communication device D1
  • the wireless communication device D1 wirelessly uses “communication protocol A” in the channel and time slot defined by the expansion link EL1. Communication is possible, and wireless communication using the “communication protocol C” is enabled in the channel and time slot defined by the extension link EL2.
  • the wireless communication device D1 can perform communication using a different communication protocol for each time slot, or can perform communication using a different antenna for each time slot. Become.
  • the wireless communication device D2 can use only one communication protocol (“communication protocol A”), and information that can be specified by the link NL is limited to the communication direction. For this reason, the management apparatus M performs processing for setting the conventional link NL (in other words, the extended link EL in which only the communication direction is set as the communication property CP) in the wireless communication device D2, while in the wireless communication device D1.
  • the extended link EL1 corresponding to the link NL1 constituting the communication property CP1
  • wireless communication between the wireless communication devices D1 and D2 becomes possible via the wireless network N.
  • an extended link management unit manages an extended link in which attribute information characterizing wireless communication performed using the link is set for a link used in wireless communication using the TDMA scheme. Since wireless communication of the wireless communication device is performed under this management, wireless communication via the wireless network is possible even if wireless communication devices of different specifications are mixed in the wireless network.
  • 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a communication system according to a first embodiment of the present invention. It is a block diagram which shows the principal part structure of the wireless device in 1st Embodiment of this invention. It is a block diagram which shows the principal part structure of the wireless device in 1st Embodiment of this invention. It is a block diagram which shows the principal part structure of the wireless device in 1st Embodiment of this invention. It is a block diagram which shows the principal part structure of the coordinator in 1st Embodiment of this invention. It is a figure which shows an example of the database used in 1st Embodiment of this invention. It is a figure which shows an example of the database used in 1st Embodiment of this invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an overall configuration of the communication system according to the first embodiment of the present invention.
  • the communication system 1 of this embodiment includes wireless devices 11a to 11e (wireless communication devices), wireless devices 12a to 12e (wireless communication devices), convertible wireless devices 13a to 13c (wireless communication devices), a backbone. It includes routers (BBR) 20a and 20b, a coordinator 30 (management device), a time server 40, and a gateway device (GW) 50, and TDMA (Time Division Multiple Access) via wireless networks N1 and N2 ) Wireless communication is possible.
  • BBR routers
  • GW gateway device
  • TDMA Time Division Multiple Access
  • a wireless network N1 is formed by the wireless devices 11a to 11d, the wireless device 12a, the convertible wireless devices 13a and 13b, and the backbone router 20a, and the wireless device 11e, the wireless devices 12b to 12e, and the convertible wireless device.
  • a wireless network N2 is formed by the device 13c and the backbone router 20b. Note that the number of wireless devices and convertible wireless devices forming the wireless networks N1 and N2 is arbitrary.
  • the wireless devices 11a to 11e, the wireless devices 12a to 12e, and the convertible wireless devices 13a to 13c are, for example, sensor devices such as a flow meter and a temperature sensor, valve devices such as a flow control valve and an on-off valve, and actuator devices such as a fan and a motor. These are field devices installed in other plants and factories, and can perform wireless communication by the TDMA method.
  • the wireless devices 11a to 11e can perform wireless communication in conformity with ISA100.11a
  • the wireless devices 12a to 12e can perform wireless communication in conformity with WirelessHART (registered trademark).
  • it is assumed that the convertible wireless devices 13a to 13c are capable of both wireless communication complying with ISA100.11a and wireless communication complying with WirelessHART (registered trademark).
  • wireless devices 11a to 11e capable of wireless communication conforming to ISA100.11a are illustrated by white circles, and wireless devices capable of wireless communication conforming to WirelessHART (registered trademark) are illustrated.
  • Devices 12a to 12e are illustrated by black circles.
  • the convertible wireless devices 13a to 13c capable of both the wireless communication conforming to ISA100.11a and the wireless communication conforming to WirelessHART are circles in which the left half is white and the right half is black. (Black and white circles)
  • Backbone routers 20a and 20b connect wireless networks N1 and N2 to backbone network N3 to which coordinator 30, time server 40, and gateway 50 are connected, and transmit and receive between wireless networks N1 and N2 and backbone network N3. It is a device that relays data to be transmitted.
  • These backbone routers 20a and 20b are capable of both wireless communication compliant with ISA100.11a and wireless communication compliant with WirelessHART (registered trademark), similar to the convertible wireless devices 13a to 13c. Therefore, in FIG. 2, for easy understanding, the backbone routers 20 a and 20 b are illustrated as square blocks (monochrome blocks) in which the left half is white and the right half is black.
  • the wireless device illustrated by a white circle can wirelessly communicate with another wireless device illustrated by a white circle, a convertible wireless device illustrated by a black and white circle, or a backbone router illustrated by a black and white box.
  • a wireless device illustrated by a black circle can wirelessly communicate with another wireless device illustrated by a black circle, a convertible wireless device illustrated by a black and white circle, or a backbone router illustrated by a black and white box.
  • the convertible wireless device illustrated by a black and white circle includes a wireless device illustrated by a white circle, a wireless device illustrated by a black circle, another convertible wireless device illustrated by a black and white circle, and a backbone router illustrated by a black and white box.
  • Wireless communication is possible.
  • the convertible wireless devices 13a to 13c and the backbone routers 20a and 20b capable of wireless communication complying with a plurality of wireless standards, wireless devices 11a to 11e that perform wireless communication complying with different wireless standards.
  • the coordinator 30 corresponds to the management apparatus M in FIG. 1 and manages the wireless networks N1 and N2. Specifically, the coordinator 30 grasps all wireless communications performed through the wireless networks N1 and N2, and assigns links to the wireless devices forming the wireless networks N1 and N2, thereby performing the wireless network N1. , N2 to manage communication paths, communication timings, communication partners, and the like of wireless communication.
  • the link defines a channel and a time slot used in wireless communication by the TDMA system and specifies a communication direction (see link NL in FIG. 1).
  • the coordinator 30 manages an extended link in which a communication property that is an attribute characterizing wireless communication performed via the wireless networks N1 and N2 is set for the above link (the extended link EL in FIG. 1). reference).
  • the communication property indicates the communication protocol used in wireless communication, the frequency band, the antenna, the modulation method, the encryption algorithm, the information indicating the encryption key, the transmission speed in wireless communication. It is possible to include at least one of information indicating and information indicating a subnet connected to the wireless network (see the communication property CP in FIG. 1).
  • a single-hop connection is a connection form in which a wireless device or a convertible wireless device and a backbone router are directly connected
  • a multi-hop connection is a wireless device or a convertible wireless device that is connected to another wireless device or other wireless device. It is a connection form connected to a radio relay apparatus via a convertible radio device.
  • the coordinator 30 manages communication properties so that the communication properties of adjacent wireless devices or convertible wireless devices on the communication paths in the wireless networks N1 and N2 are aligned.
  • the time server 40 is a server provided to synchronize the time of the backbone routers 20a and 20b, the coordinator 30, and the gateway 50 connected to the backbone network N3.
  • the gateway 50 is provided for connecting the backbone network N3 and another network (not shown).
  • the gateway 50 is also a management target of the coordinator 30, and communication resources such as communication paths between the wireless devices forming the wireless networks N 1 and N 2 and the backbone router are managed by the coordinator 30.
  • FIGS. 3A and 3B are block diagrams illustrating the main configuration of the wireless device according to the first embodiment of the present invention.
  • 3A is a block diagram of the wireless devices 11 and 12
  • FIG. 3B is a block diagram of the convertible wireless device 13.
  • the wireless devices 11a to 11e the wireless devices 12a to 12e, and the convertible wireless devices 13a to 13c, these are referred to as the wireless device 11, the wireless device 12, and the convertible wireless device 13.
  • the wireless devices 11 and 12 include a wireless communication interface unit 61 and a protocol processing unit 62.
  • the wireless communication interface unit 61 transmits the signal processed by the protocol processing unit 62 as a wireless signal, receives a wireless signal transmitted from the outside, and outputs the received signal to the protocol processing unit 62.
  • the protocol processing unit 62 performs protocol processing according to a predetermined wireless communication standard. Specifically, the protocol processing unit 62 provided in the wireless device 11 performs protocol processing according to ISA100.11a, and the protocol processing unit 62 provided in the wireless device 12 performs protocol processing according to WirelessHART (registered trademark). Do.
  • the convertible wireless device 13 includes a wireless communication interface unit 61, protocol processing units 62a and 62b, an extended link protocol processing unit 63, and an extended link processing unit 64.
  • the wireless communication interface unit 61 and the protocol processing units 62a and 62b are the same as the wireless communication interface unit 61 and the protocol processing unit 62 provided in the wireless devices 11 and 12, respectively.
  • the protocol processing units 62a and 62b perform protocol processing according to different communication protocols.
  • the protocol processing unit 62a performs protocol processing according to ISA100.11a
  • the protocol processing unit 62b performs protocol processing according to WirelessHART (registered trademark).
  • 3A and 3B two protocol processing units 62a and 62b are illustrated, but the same number of protocol processing units as the number of communication protocols that can be used in the convertible wireless device 13 are provided.
  • the extended link protocol processing unit 63 transmits and receives communication properties. Specifically, the extended link protocol processing unit 63 receives the communication property included in the extended link from the protocol processing units 62a and 62b, and sets the attribute according to the received communication property. Further, the extension link received from the protocol processing units 62 a and 62 b is output to the extension link processing unit 64. The extended link processing unit 64 performs processing according to the link obtained by the processing of the protocol processing units 62 a and 62 b and the communication property obtained from the extended link protocol processing unit 63. For example, a communication protocol used in wireless communication, a process of switching an antenna, and the like are performed.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the main configuration of the coordinator in the first embodiment of the present invention.
  • the coordinator 30 includes a backbone interface unit 31, virtual interface units 32 a and 32 b, protocol processing units 33 a and 33 b, and an extended link management unit 34.
  • the backbone interface unit 31 transmits signals from the virtual interface units 32a and 32b to the backbone network N3, receives signals transmitted from the backbone network N3, and outputs the received signals to the virtual interface units 32a and 32b. .
  • the virtual interface units 32a and 32b are for identifying a communication protocol, and are provided between the backbone interface unit 31 and the protocol processing units 33a and 33b.
  • the protocol processing units 33a and 33b perform protocol processing according to a predetermined wireless communication standard. Specifically, the protocol processing unit 33a performs protocol processing according to ISA100.11a, and the protocol processing unit 33b performs protocol processing according to WirelessHART (registered trademark).
  • ISA100.11a ISA100.11a
  • WirelessHART registered trademark
  • FIG. 4 two protocol processing units 33 a and 33 b are illustrated, but the same number of protocol processing units as the number of communication protocols that can be used by the coordinator 30 are provided.
  • the extension link management unit 34 includes a template database DB1 (first database) and a communication property database DB2 (second database).
  • the extension link management unit 34 manages extension links while referring to these databases, and also includes wireless networks N1, N2.
  • the template database DB1 is a database that stores information (template) necessary for setting communication properties for wireless devices, backbone routers, and the like that form the wireless networks N1 and N2.
  • the communication property database DB2 is a database that stores communication properties that are currently set for the wireless devices, backbone routers, and the like that form the wireless networks N1 and N2.
  • FIG. 5A and 5B are diagrams showing an example of a database used in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5A is a diagram illustrating an example of the template database DB1
  • FIG. 5B is a diagram illustrating an example of the communication property database DB2.
  • the template database DB1 stores a template including, for example, the following information.
  • Device identifier -Available communication protocols (Support protocols) -Time slot occupancy time required for wireless communication (Occupy Timeslot) ⁇ Time required for switching communication protocol (Protocol Switching margin) ⁇ Number of subnets that can be used simultaneously -Wireless communication interface specifications (Wireless I / F) ⁇ Number of Wireless I / F -Default communication property (Default Property)
  • the communication property database DB2 stores, for example, communication properties including the following information for each wireless device and backbone router that form the wireless networks N1 and N2.
  • ⁇ Device identifier (Owner Device ID) ⁇ Peer Device ID ⁇ Communication direction (Direction) ⁇ Communication protocol (Protocol) ⁇ Timeslot start time ⁇ Time slot interval (Cycle) -Time slot period (Duration) ⁇ Channel -Communication property group identifier (Property Group)
  • the information shown in FIGS. 5A and 5B is merely an example, and other information may be used.
  • information for specifying an antenna used for wireless communication may be used.
  • the communication property group identifier is an identifier used for the purpose of associating a plurality of communication properties. For example, it is used when two communication properties are related in two-way communication, or when communication properties are assigned along a communication path. By managing a plurality of communication properties as the same group using this group identifier, management of communication properties can be facilitated.
  • the convertible wireless device 13a requests the coordinator 30 to allocate communication resources in order to newly start wireless communication compliant with WirelessHART (registered trademark), and the coordinator 30 A case where communication properties are assigned to the convertible wireless device 13a will be described as an example.
  • the convertible wireless device 13a is assumed to be in a state in which wireless communication based on the ISA100.11a can be performed with the wireless device 11d and the backbone router 20a.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an operation at the time of communication property setting in the first embodiment of the present invention.
  • steps S0 to S2 shown in FIG. 6 steps S0 and S2 are processes performed by the convertible wireless device 13a when setting communication properties
  • step S1 is a process performed by the coordinator 30 when setting the communication properties. It is.
  • a request for assigning communication resources necessary for performing new wireless communication conforming to WirelessHART is transmitted from the convertible wireless device 13a to the coordinator 30 (step S0).
  • the assignment request transmission process is performed by the protocol processing unit 62a (see FIG. 3B) that performs the protocol process according to ISA100.11a.
  • the communication resource assignment request transmitted from the convertible wireless device 13a is received by the backbone interface unit 31 of the coordinator 30 via the wireless network N1, the backbone router 20a, and the backbone network N3 in this order (step S11).
  • the communication resource allocation request received by the backbone interface unit 31 is output to the virtual interface units 32a and 32b, and the communication protocol used for transmission of the communication resource allocation request is identified, and according to the identification result.
  • Protocol processing is performed by the protocol processing units 33a and 33b (step S12).
  • the virtual interface unit 32a identifies that the communication protocol used to transmit the communication resource allocation request is ISA100.11a, and the protocol processing unit 33a performs protocol processing according to ISA100.11a.
  • a link allocation request is output from the protocol processing unit 33 a to the extended link management unit 34.
  • the extended link management unit 34 searches the template database DB1 and performs a process of acquiring information related to a communication protocol used in new wireless communication (step S13). Specifically, the extended link management unit 34 searches the template database DB1 using the device identifier of the convertible wireless device 13a that has requested communication resource allocation and information indicating the communication protocol used in the new wireless communication as keys. Information such as the time slot occupation time (Occupy Timeslot) necessary for wireless communication and the time required for switching the communication protocol (Protocol Switching margin) is acquired (see FIG. 5A).
  • the extended link management unit 34 searches the communication property database DB2, and performs a process of acquiring the link and communication property set in the convertible wireless device 13a (step S14). Specifically, the extended link management unit 34 searches the communication property database DB2 using the device identifier of the convertible wireless device 13a that has made the communication resource allocation request as a key, and acquires the link and the communication property.
  • the extended link management unit 34 acquires the device identifier of the communication partner (the wireless device 11d, the convertible wireless device 13b, and the backbone router 20a) of the convertible wireless device 13a from the communication property acquired in the process of step S14. Then, the communication property database DB2 is searched again using these device identifiers as keys, and a process of acquiring the link and communication property set for the communication partner of the convertible wireless device 13a is performed (step S15). This processing is performed in order to assign a new link and communication property without affecting existing communication.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a communication resource map created in the first embodiment of the present invention. Note that the communication property CP10 in FIG. 7 is the communication property acquired in step S14, and the communication property CP11 is the communication property acquired in step S15.
  • the extended link management unit 34 obtains a link that can be assigned in consideration of the information related to the communication protocol acquired in step S13, and creates an extended link in which a new communication property is set (step S16). Specifically, the extended link management unit 34 takes into account the information indicating the time slot occupation time (Occupy Timeslot) necessary for wireless communication and the time required for switching the communication protocol (Protocol Switching margin) acquired in step S13. Channel and time slot that can be allocated. Then, a communication property (communication property CP12 in FIG. 7) for enabling wireless communication conforming to WirelessHART (registered trademark) is assigned to these channels and time slots.
  • a communication property communication property CP12 in FIG. 7 for enabling wireless communication conforming to WirelessHART (registered trademark) is assigned to these channels and time slots.
  • the extended link created by the extended link management unit 34 is output to the protocol processing unit 33a and transmitted to the backbone network N3 by the processing of the protocol processing unit 33a (step S17).
  • the extended link assignment message transmitted to the backbone network N3 is received by the wireless communication interface unit 61 of the convertible wireless device 13a via the backbone router 20a and the wireless network N1 in order (step S21).
  • the extended link assignment message received by the wireless communication interface unit 61 is output to the protocol processing unit 62a, and the link included in the extended link is processed (step S22).
  • the communication property (communication property CP12 in FIG. 7) included in the extended link is not necessarily processed by the protocol processing unit 62a, and is output from the protocol processing unit 62a to the extended link protocol processing unit 63.
  • the extended link protocol processing unit 63 performs processing for setting attributes defined by the communication properties included in the extended link (step S23).
  • the communication property included in the extended link is output from the extended link protocol processing unit 63 to the extended link processing unit 64.
  • the extended link processing unit 64 can switch the communication protocol for each time slot based on the link processed in step S22 and the communication property obtained after the processing in step S23 (step S24).
  • the convertible wireless device 13a becomes ready for new wireless communication based on WirelessHART (registered trademark) in addition to wireless communication based on ISA100.11a.
  • WirelessHART registered trademark
  • the coordinator 30 performs the same processing as the processing after step S13 shown in FIG. 6 to set the communication partner of the convertible wireless device 13a.
  • the extended link management unit 34 of the coordinator 30 searches the template database DB1 in the same manner as step S13 in FIG. 6, and performs processing for acquiring information related to the communication protocol for the convertible wireless device 13b.
  • the extended link management unit 34 searches the communication property database DB2 and performs processing for acquiring the link and communication property set in the convertible wireless device 13b.
  • the extended link management unit 34 acquires the device identifiers of the communication counterparts (the wireless device 12a and the convertible wireless device 13a) of the convertible wireless device 13b, similarly to step S15 in FIG. Then, the communication property database DB2 is searched again, and the process of acquiring the link and communication property that has been set as the communication partner of the convertible wireless device 13b is performed.
  • the extended link management unit 34 creates a communication resource map similar to that shown in FIG. 7 as in step S16 in FIG. 6, and stores information related to the communication protocol for the convertible wireless device 13b. Considering the link that can be assigned in consideration, create an extended link with new communication properties.
  • the extended link created by the above process is transmitted to the convertible device 13b, and the process of setting the extended link to the convertible device 13b is performed as in steps S17 to S24 in FIG.
  • the convertible wireless device 13a makes a wireless resource compliant with ISA100.11a and WirelessHART (registered trademark) and makes a communication resource allocation request to the coordinator 30, the allocation of the communication resource of ISA100.11a
  • the request is performed by the protocol processing unit 62a (see FIG. 3B) that performs protocol processing according to ISA100.11a
  • the wireless HART (registered trademark) communication resource allocation request performs protocol processing according to Wireless HART (registered trademark). This can be done by the protocol processing unit 62b (see FIG. 3B).
  • the extended link management unit 34 can use only one communication protocol for the wireless device 11d. Recognize that it is a normal wireless device. For this reason, the extended link management unit 34 performs link allocation in step S16 in FIG. 6 taking into account that the wireless device 11d is a normal wireless device. Since the wireless device 11d is a normal wireless device, the process of step S23 in FIG. 6 is omitted.
  • the communication system 1 of the present embodiment includes wireless devices 11a to 11e that use a communication protocol (“communication protocol A”) compliant with ISA100.11a, and communication compliant with WirelessHART (registered trademark).
  • Wireless networks N1 and N2 in which wireless devices 12a to 12e using a protocol (“communication protocol C”) are mixed are formed.
  • an advertisement router capable of providing both advertisements for the wireless devices 11a to 11e and advertisements for the wireless devices 12a to 12e is provided, and any of the wireless devices 11a to 11e and the wireless devices 12a to 12e is provided. Connection to the wireless networks N1 and N2 is possible.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a procedure for joining a wireless network in the first embodiment of the present invention.
  • illustration of the wireless network N1, the time server 40, and the gateway 50 in FIG. 2 is omitted for the sake of simplicity.
  • FIG. 8 illustrates only the wireless device 11e, the wireless device 12b, and the convertible wireless device 13c among the wireless devices forming the wireless network N2 in FIG.
  • the wireless device 11e and the wireless device 12b are wireless devices trying to connect (join) to the wireless network N2, and the convertible wireless device 13c connects the wireless device 11e and the wireless device 12b to the wireless network N2. It is assumed that it has a function of an advertisement router that provides the above information as an advertisement. Since the wireless device 11e uses the “communication protocol A” and the wireless device 12b uses the “communication protocol C”, the convertible wireless device 13c follows the extension link set by the coordinator 30 according to the “communication protocol”. An advertisement A1 for “A” and an advertisement A2 for “communication protocol C” are provided.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining an extension link for advertisement in the first embodiment of the present invention.
  • a communication property CP13 in FIG. 9 is an extended property set in the extended link for the advertisement A1, and information indicating “communication protocol A” is set therein.
  • the communication property CP14 in FIG. 9 is an extended property set in the extended link for the advertisement A2, and information indicating “communication protocol C” is set.
  • advertisements A1 and A2 are alternately provided using different channels.
  • the wireless device 11e cannot receive the advertisement “A2” for the “communication protocol C” provided from the convertible wireless device 13c. Only the advertisement A1 is received.
  • the wireless device 12b cannot receive the advertisement A1 for the “communication protocol A” provided from the convertible wireless device 13c. Only the advertisement A2 for “C” is received.
  • the advertisements A1 and A2 provided from the convertible wireless device 13c include information specifying links used for transmitting the participation requests J1 and J2 from the wireless device 11e and the wireless device 12b, respectively. Therefore, the wireless device 11e and the wireless device 12b that have received the advertisements A1 and A2 send participation requests J1 and J2 to the convertible wireless device 13c using the link specified by the information included in the received advertisements A1 and A2. Each will be sent. Note that the link used to transmit the participation requests J1 and J2 is set by the coordinator 30 separately from the extended links used to provide the advertisements A1 and A2.
  • the advertisements A1 and A2 provided from the convertible wireless device 13c it is also possible to limit the wireless devices participating in the wireless network N2. For example, if only the advertisement A1 for the “communication protocol A” is provided from the convertible wireless device 13c, only the wireless device that can use the “communication protocol A” can be allowed to participate, and only the advertisement A2 for the “communication protocol C”. Can provide only wireless devices that can use the “communication protocol C”.
  • the coordinator 30 manages the extended link to which information indicating the communication protocol is added to the conventional link used in the wireless communication by the TDMA method, and the communication protocol included in the extended link is changed.
  • the information shown is set in the convertible wireless devices 13a to 13c that can use a plurality of communication protocols. Therefore, if management is performed so that the communication protocol is consistent with the communication partner, wireless communication via the wireless networks N1 and N2 even if wireless devices using different communication protocols are mixed in the wireless networks N1 and N2. Is possible.
  • FIG. 10 is a diagram showing a main configuration of a communication system according to the second embodiment of the present invention.
  • the communication system 2 of this embodiment includes wireless devices 11f and 11g, a convertible wireless device 13d, a backbone router 20c, and a coordinator 30, and an antenna provided in the convertible wireless device 13d using an extension link. Switching between AT1 and AT2 is possible.
  • the template database DB1 and the communication property database DB2 used in the coordinator 30 include information for specifying the antennas AT1 and AT2, and the antennas AT1 and AT2 can be switched by using this information.
  • the wireless devices 11f and 11g, the convertible wireless device 13d, and the backbone router 20c are the same as the wireless devices 11a to 11e, the convertible wireless devices 13a to 13c, and the backbone routers 20a and 20b shown in FIG.
  • the convertible radio device 13d is different from the convertible radio devices 13a to 13c in that the convertible radio device 13d includes two antennas AT1 and AT2 that can be switched and have different gains.
  • a range in which a radio wave transmitted from the antenna AT1 reaches is illustrated as a radio wave arrival range R1
  • a range in which a radio wave transmitted from the antenna AT2 reaches is illustrated as a radio wave arrival range R2. Since the antenna AT1 has a smaller gain than the antenna AT2, the radio wave reachable range R1 is narrower than the radio wave reachable range R2.
  • the coordinator 30 is the same as the coordinator 30 shown in FIG. However, the coordinator 30 shown in FIG. 2 manages the extended link including the communication protocol in the communication property, whereas the coordinator 30 shown in FIG. 10 specifies one of the antennas AT1 and AT2 in the communication property. It differs in that it manages the extended links that contain information.
  • the convertible radio device 13d performs radio communication with the radio device 11f installed in the vicinity
  • the antenna AT1 having a small gain is used
  • the convertible radio device 13d performs radio communication with the radio device 11g installed at a separated position.
  • the antenna AT2 having a large gain is used.
  • the wireless device 11f installed in the radio wave reachable range R1 is also installed in the radio wave reachable range R2.
  • both the advertisement transmitted from the antenna AT1 and the advertisement transmitted from the antenna AT2 are received by the wireless device 11f.
  • the case where the wireless device 11f makes a request for participation in the wireless network N4 by an advertisement transmitted from the antenna AT2 can be considered.
  • the antenna is switched, wireless communication is performed with the wireless device 11f using the antenna AT1, and the link and communication properties are reset. good.
  • FIG. 11 is a diagram showing a main configuration of a communication system according to the third embodiment of the present invention.
  • the communication system 3 of this embodiment includes wireless devices 11a to 11d, a wireless device 12f, a convertible wireless device 14, a backbone router 20a, a coordinator 30, a time server 40, and a gateway 50.
  • a plurality of wireless subnets N11 and N12 can be connected using a link.
  • the wireless subnet N11 is an original wireless network formed by the wireless devices 11a to 11d, the convertible wireless device 14, and the backbone router 20a.
  • the wireless subnet N12 performs OTA (Over The Air) provisioning for the wireless device 12f.
  • 2 is a preliminary wireless network formed by the convertible wireless device 14 and the wireless device 12f.
  • provisioning refers to processing for presetting information required when the wireless device 12f participates in the wireless subnet N11.
  • OTA provisioning described above refers to the wireless subnet N11 that the wireless device 12f intends to participate in. This is a method of provisioning via
  • the reason why the wireless subnet N11, which is the original network, and the spare wireless subnet N12 for OTA provisioning are separated is to maintain security. That is, at the stage of OTA provisioning, the wireless device 12f is not authenticated, and the encryption key K11 used in the wireless subnet N11 cannot be assigned to the wireless device 12f. For this reason, the wireless subnet N12 separated from the wireless subnet N11 is provided, and the security is maintained by giving the encryption key K12 different from the encryption key K11.
  • the encryption key K21 shown in FIG. 11 is an encryption key used for communication between the coordinator 30 and the wireless device 11d
  • the encryption key K22 is an encryption key used for communication between the coordinator 30 and the wireless device 12f. .
  • the convertible wireless device 14 is capable of wireless communication via the wireless subnet N11 and wireless communication via the wireless subnet N12, and connects to the wireless subnets N11 and N12 and performs provisioning support for OTA provisioning for the wireless device 12f. It has a router function.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a main configuration of a convertible wireless device according to the third embodiment of the present invention.
  • the convertible wireless device 13 shown in FIG. 3B has a configuration in which the protocol processing unit 62 of the wireless devices 11 and 12 shown in FIG. 3A is expanded and protocol processing units 62a and 62b are added. As shown in FIG. 12, it is the structure which added the subnet process parts 65a and 65b.
  • the subnet processing unit 65a performs processing necessary for performing wireless communication via the wireless subnet N11
  • the subnet processing unit 65b performs processing necessary for performing wireless communication via the wireless subnet N12.
  • the coordinator 30 manages an extended link including a subnet ID (an identifier uniquely assigned to each of the wireless subnets N11 and N12) in the communication property.
  • a subnet ID an identifier uniquely assigned to each of the wireless subnets N11 and N12
  • the coordinator 30 manages an extended link including a subnet ID (an identifier uniquely assigned to each of the wireless subnets N11 and N12) in the communication property.
  • the coordinator 30 needs to assign an extended link so that channels and time slots do not collide (overlap) in the wireless subnets N11 and N12.
  • information assigned to the wireless subnets N11 and N12 is registered in the communication property database DB2, and managed as communication properties CP21, CP22, and CP31 to CP33 as shown in FIG. 13 for the link of the convertible wireless device 14.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining an extended link for wireless subnet connection in the third embodiment of the present invention. By performing such management, it is possible to prevent duplicate assignment (collision) of channels and time slots in the wireless subnets N11 and N12.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of a communication property database used in the fourth embodiment of the present invention.
  • the property database DB2 used in this embodiment is obtained by adding information (MAC) indicating a MAC (Media Access Control) layer to the property database DB2 shown in FIG. 5B.
  • Information indicating the MAC layer is added not only to the property database DB2 but also to the template database DB1.
  • the template database DB1 and the communication property database DB2 to which information indicating the MAC layer is added are managed by the coordinator 30, thereby enabling switching of the MAC layer used in the convertible wireless device.
  • a MAC layer conforming to IEEE802.15.4 and a MAC layer conforming to IEEE802.15.4e are provided in a convertible wireless device, and either one of these is included in the template database DB1 and the communication property database DB2 managed by the coordinator 30.
  • the above MAC layer can be switched by storing information indicating “15.4” or “15.4e” shown in FIG.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of a communication property database used in the fifth embodiment of the present invention.
  • the property database DB2 used in this embodiment is obtained by adding information (Freq) indicating a frequency band to the property database DB2 shown in FIG. 5B.
  • information indicating the frequency band is added not only to the property database DB2 but also to the template database DB1.
  • the coordinator 30 manages the template database DB1 and the communication property database DB2 to which information indicating the frequency band is added, so that the frequency band used by the convertible wireless device can be properly used.
  • the wireless communication interface unit 61 physical layer shown in FIG. 3B
  • one using a frequency band near 2.4 GHz IMS band: IndustryInScience Medical band
  • one using a frequency band around 1 GHz Sub 1 GHz
  • the coordinator 30 stores information (“2.4 GHz” or “915 MHz” shown in FIG. 14) indicating either one of them in the template database DB1 and the communication property database DB2 managed by the coordinator 30, the above frequency band Can be used properly.
  • FIG. 16 is a block diagram showing a main configuration of a convertible wireless device according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the convertible wireless device 15 in this embodiment has a configuration in which a transmission rate adjustment unit 66 is added to the convertible wireless device 13 shown in FIG. 3B, and the transmission rate is adjusted under the control of the coordinator 30.
  • the information indicating the transmission speed of the convertible wireless device 15 is stored in the template database DB1 and the property database DB2, and the coordinator 30 adjusts the transmission speed of the convertible wireless device 15 based on the information stored in these databases. To do.
  • the transmission rate adjusting unit 66 monitors the communication quality of the wireless communication performed via the wireless communication interface unit 61 and outputs the monitoring result to the extended link processing unit 64. For example, it is monitored whether or not a bandwidth shortage occurs based on the amount and frequency of transmitted data, and information indicating that the bandwidth is insufficient when the bandwidth shortage occurs The data is output to the processing unit 64.
  • the extended link processing unit 64 requests the coordinator 30 to change the existing communication resource in accordance with the monitoring result of the transmission rate adjusting unit 66.
  • FIG. 17A and FIG. 17B are diagrams for explaining an extended link assigned in the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17A is a diagram illustrating an expansion link assignment state in an initial state
  • FIG. 17B is a diagram illustrating an expansion link assignment state after the assignment is changed.
  • the initial state it is assumed that three extended links to which the same communication property CP41 is assigned and one extended link to which the communication property CP42 is assigned are set.
  • the convertible wireless device that performs communication using the extended link to which the communication property CP41 is assigned has a bandwidth three times that of the convertible wireless device that performs communication using the extended link to which the communication property CP42 is assigned. Have
  • the transmission rate adjustment unit 66 provided in the convertible wireless device 15 constantly monitors the communication quality. For example, it is monitored whether or not a shortage of bandwidth has occurred based on the amount and frequency of data transmitted. When bandwidth shortage occurs, information indicating that fact is output to the extended link processing unit 64, and a signal requesting the coordinator 30 from the convertible wireless device 15 to add a link associated with the communication property CP42. Is sent. This request does not request a new allocation of communication resources, but requests a change of existing communication resources.
  • the coordinator 30 Upon receiving the request from the convertible wireless device 15, the coordinator 30 processes this request with the extended link management unit 34 (see FIG. 4), and adds the number of extended links to which the communication property CP42 is assigned as shown in FIG. 17B. To do. Information indicating the extended link thus changed is transmitted from the coordinator 30 to the convertible wireless device 15 and processed by the extended link protocol processing unit 63. When this processing content is reflected in the extended link processing unit 64, communication is performed using the updated extended link (two extended links to which the communication property CP42 is assigned).
  • the extended link can be opened to narrow the bandwidth.
  • information indicating the modulation method is stored in the template database DB1 and the property database DB2.
  • information indicating the occupied bandwidth for each modulation method is stored in the template database DB1, and the extended link management unit 34 of the coordinator 30 performs processing with reference to this information. Just do it.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining switching of the modulation method in the sixth embodiment of the present invention.
  • a modulation scheme defined by Wi-Fi registered trademark
  • a modulation scheme defined by IEEE 802.15.4 is used in one extended link to which the communication property CP42 is assigned.
  • IEEE 802.15.4 a modulation scheme defined by IEEE 802.15.4
  • the MTU value (Maximum Transmission Unit value: maximum value of data that can be transmitted in one transfer) may differ depending on the communication media.
  • the MTU value set in the wireless device that is the data transmission source is the MTU value set in the convertible wireless device 15. Is a bigger case. In such a case, it is desirable that the transmission rate adjustment unit 66 detects the size of the packet and changes the MTU value according to the detected size of the packet.
  • the convertible wireless device 15 directly notifies the transmission source wireless device that the packet size has exceeded, or the convertible wireless device 15 sends the packet size to the coordinator 30. There is a method in which the coordinator 30 sets the MTU value for the transmission source wireless device.
  • FIG. 19 is a block diagram showing a main configuration of a convertible wireless device according to the seventh embodiment of the present invention.
  • the convertible wireless device 16 according to the present embodiment adds a protocol analysis unit 67 to the convertible wireless device 13 shown in FIG. 3B, and uses the same advertising router as the convertible wireless device 13 c shown in FIG. 8. It is the structure which has a function.
  • the convertible wireless device 16 having such a configuration enables analysis of a communication protocol used in a wireless device requested to participate.
  • the convertible wireless device 13c having the function of the advertisement router is compliant with the advertisement A1 for the communication protocol (“communication protocol A”) compliant with ISA100.11a and the WirelessHART (registered trademark). It was possible to provide an advertisement A2 for a communication protocol (“communication protocol C”). Usually, since advertisements have different frame formats for each communication protocol, the wireless device cannot receive advertisements for communication protocols different from the communication protocol used by itself. Therefore, the coordinator 30 and the convertible wireless device 13c can grasp the communication protocol used by the wireless device by referring to the link used by the wireless device to transmit the participation requests J1 and J2.
  • the wireless device may advertise for the communication protocol that it uses. And advertisements for communication protocols with different versions can be received. Such a wireless device can make a participation request using any advertisement, so simply referencing the link used to send the participation request can determine the communication protocol used by the wireless device. I can't do it. In the present embodiment, even in such a case, it is possible to analyze the communication protocol used in the wireless device requested to participate by using the convertible wireless device 16 including the protocol analyzing unit 67.
  • FIG. 20 is a flowchart showing the operation of the convertible wireless device according to the seventh embodiment of the present invention. Note that the processing of the flowchart shown in FIG. 20 is started when a packet is input to the convertible wireless device 16.
  • a packet reception process is first performed in the wireless communication interface unit 61 of the convertible wireless device 16 (step S31).
  • the extended link processing unit 64 determines whether or not the extended link used for transmission of the packet for which the reception process has been performed is a participation request link (an extended link used for transmission / reception of the participation request) (step). S32).
  • step S33 the communication protocol used for packet transmission / reception is analyzed by the protocol analysis unit 67 (step S33), and the communication is performed. It is determined whether or not the protocol is “communication protocol A” (step S34).
  • the protocol analysis unit 67 determines that the communication protocol is A (when the determination result of step S34 is “YES”), the packet received by the convertible wireless device 16 is processed by the protocol processing unit 62a. (Step S35).
  • the protocol analysis unit 67 performs the communication. It is determined whether or not the protocol is “communication protocol C” (step S36). When the protocol analysis unit 67 determines that the communication protocol is C (when the determination result of step S36 is “YES”), the packet received by the convertible wireless device 16 is processed by the protocol processing unit 62b. (Step S37). When it is determined that the communication protocol used for packet transmission / reception is not “communication protocol C” (when the determination result in step S36 is “NO”), the protocol analysis unit 67 performs error processing or packet processing. Is performed (step S38).
  • step S32 determines whether the link is not a participation request link (if the determination result in step S32 is “NO”)
  • the extended link processing unit 64 sets the extended link used for packet transmission.
  • the communication protocol designated by the designated communication property is acquired, and it is determined whether or not this communication protocol is “communication protocol A” (step S39).
  • this communication protocol is “communication protocol A” (when it is determined that the communication protocol is A (when the determination result of step S39 is “YES”)
  • the packet received by the convertible wireless device 16 is processed by the protocol processing unit 62a (step S35).
  • step S40 when it is determined that the communication protocol is not “communication protocol A” (when the determination result in step S39 is “NO”), in the extended link processing unit 64, is the communication protocol “communication protocol C”? It is determined whether or not (step S40). When it is determined that the communication protocol C is determined (when the determination result of step S40 is “YES”), the packet received by the convertible wireless device 16 is processed by the protocol processing unit 62b (step S37). . If it is determined that the communication protocol is not "communication protocol C" in step S40 (if the determination result is "NO”), the protocol analysis unit 67 performs error processing or packet discard processing (step S38). ).
  • the convertible wireless device 16 since the convertible wireless device 16 including the protocol analysis unit 67 is used in the present embodiment, the convertible wireless device 16 uses a communication protocol compatible with each advertisement, although the communication protocol is different. Even if the advertisement is provided, the communication protocol used by the wireless device requested to participate can be analyzed. Thereby, a packet transmitted from a wireless device requested to participate can be appropriately processed, and occurrence of a malfunction caused by a difference in communication protocol version can be prevented.
  • FIG. 21 is a diagram showing an example of a communication property database used in the eighth embodiment of the present invention.
  • the property database DB2 used in the present embodiment is obtained by adding information (DL Key) indicating an encryption key to the property database DB2 shown in FIG. 5B.
  • the encryption key is an encryption key used in the data link layer (Data Link Layer) of the OSI reference model.
  • the coordinator 30 manages the template database DB1 to which the number of encryption keys that can be used simultaneously is added and the communication property database DB2 to which the encryption key is set, so that the encryption key for each link is managed. Switching is possible. As a result, even within the same wireless subnet, different encryption keys can be used in units of wireless communication.
  • the example in which the number of encryption keys and the encryption key are added to the template database DB1 and the communication property database DB2 has been described, but in addition to them, the encryption algorithm supported by the wireless device and the actual use Each encryption algorithm may be added.
  • the wireless subnet N11 that is the original network and the preliminary wireless subnet N12 for OTA provisioning are separated, These were connected by the convertible wireless device 14.
  • OTA provisioning can be realized without using the preliminary wireless subnet N12. Can do.
  • FIG. 22 is a diagram showing a communication system to which the eighth embodiment of the present invention is applied.
  • a communication system 4 shown in FIG. 22 includes a convertible wireless device 17 instead of the convertible wireless device 14 of the communication system 3 shown in FIG. 11, and uses two encryption keys K11 and K12 for communication performed in the wireless subnet N11. Yes.
  • the encryption key K11 is used for communication performed between the wireless devices 11a to 11d forming the wireless subnet N11, the convertible wireless device 17, and the backbone router 20a, and the encryption key K12 is used for the convertible wireless device 17 and the OTA. It is used for communication performed with the wireless device 12f to be provisioned. As described above, by using the two encryption keys K11 and K12 in the wireless subnet N11, OTA provisioning can be realized while maintaining security without using the preliminary wireless subnet N12.
  • a convertible wireless device includes a protocol processing unit that performs processing of an existing communication protocol and an extended link protocol processing unit that performs setting of an extended link on the existing communication protocol. did.
  • a dedicated processing unit for setting attributes for the extended link may be prepared and switched.
  • a communication system that performs wireless communication in conformity with ISA100.11a and WirelessHART (registered trademark) has been described as an example.
  • the present invention is not limited to these wireless communication standards, It can be applied to any wireless communication standard.
  • the example in which the backbone routers 20a to 20c, the coordinator 30, the time server 40, and the gateway 50 are realized as separate devices has been described. However, any two or more of these devices can be realized as one device. Furthermore, in the above embodiment, the case where the wireless devices 11a to 11e, the wireless devices 12a to 12e, the convertible wireless devices 13a to 13c, and the like are field devices has been described as an example, but these are limited to field devices. It is not a thing.
  • the present invention can be widely applied to a management apparatus and a communication system including the management apparatus, and enables wireless communication via a wireless network even if wireless communication apparatuses having different specifications are mixed in the wireless network.

Abstract

　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ることを特徴とする管理装置。

Description

管理装置及び通信システム
　本発明は、管理装置及び通信システムに関する。
　本願は、２０１２年４月１８日に出願された日本国特許出願第２０１２－０９４９４８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来から、プラントや工場等においては、高度な自動操業を実現すべく、フィールド機器と呼ばれる現場機器（測定器、操作器）と、これらの制御を行う制御装置とが通信手段を介して接続された分散制御システム（ＤＣＳ：Distributed Control System）が構築されている。このような分散制御システムの基礎をなす通信システムは、有線によって通信を行うものが殆どであったが、近年においてはＩＳＡ１００．１１ａやＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）等の産業用無線通信規格に準拠した無線通信を行うものも実現されている。
　上記のＩＳＡ１００．１１ａは、国際計測制御学会（ＩＳＡ：International Societyof Automation）で策定されたインダストリアル・オートメーション用無線通信規格である。これに対し、上記のＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）は、米国のＨＡＲＴ（Highway Addressable Remote Transducer）通信協会によって提唱された無線通信規格である。これらの無線通信規格に準拠した通信システムは、メディアアクセス方式としてＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多元接続）方式を用い、システムマネージャ（或いは、ネットワークマネージャ）と呼ばれる管理装置を設けてＴＤＭＡ方式における通信リソース（チャネルやタイムスロット等）の管理を行っている。
　この通信システムは、上記の管理装置によって通信リソースが管理されることにより、シングルホップ接続に加えてマルチホップ接続が可能であるという特徴を有する。ここで、シングルホップ接続とは、無線デバイス（例えば、無線通信が可能なフィールド機器）と無線中継装置（例えば、バックボーンルータや無線アクセスポイント装置）とが直接接続される接続形態であり、マルチホップ接続とは、無線デバイスが他の無線デバイスを介して無線中継装置に接続される接続形態である。
　また、上記の通信システムは、管理装置で管理される接続情報（新たな無線デバイスを無線ネットワークに接続させるための情報）を広告ルータから広告として提供することにより、無線ネットワークに対して新たな無線デバイスを容易に接続することができるという特徴も有する。尚、以下の非特許文献１には、上記のＩＳＡ１００．１１ａにおける通信リソースの管理方法が開示されている。
　ところで、上述したＩＳＡ１００．１１ａ及びＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）は多くの共通点を有するにも拘わらず、各々に準拠した通信システムは別個独立に構築されるのが現状である。その理由は、各々の通信システムに設けられる管理装置が、他の通信システムで実現されている無線ネットワークを全く考慮せずに通信リソースの管理を行うからである。このため、例えばプラントにおいて、ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した通信システム（以下、第１通信システムという）と、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）に準拠した通信システム（以下、第２通信システムという）とを併存させようとすると、各々の通信システムで用いられる無線デバイス、無線中継装置、及びバックボーンルータ等をそれぞれ用意し、空間的に分離された状態で各々の通信システムを個別に構築せざるを得ないという制約がある。
　上記の制約があると、第１，第２通信システム毎に無線デバイス、無線中継装置、及びバックボーンルータ等をそれぞれ用意する必要があることからコストの面での問題が生ずる。また、例えば第２通信システムが構築されている状況下において、第１通信システムで用いられる通信プロトコルの取り扱いのみが可能な特殊な無線デバイスを用いる必要がある場合には、その無線デバイスを用いるためだけに第１通信システムを新たに構築しなければならず、多大なコストが必要になる。また、例えば第２通信システムを、第１通信システムに移行したい場合には、コストの面から徐々に移行するのが望ましいが、上記の制約があるために一度に移行をしなければならならず、一度に多大なコストが必要になってしまう。
　ここで、デュアルスタック技術を用いて第１通信システムで用いられる通信プロトコルと第２通信システムで用いられる通信プロトコルとの双方を無線デバイスで取り扱うことができるようにすれば上記の制約を解消することができるとも考えられる。しかしながら、第１，第２通信システムでは、管理装置で管理されるタイムスロット内で送受信処理等の各種処理を完結させる必要があることから、パケットフレームはフレーム長を極力短くなるように設計されている。このため、パケットフレームに対して通信プロトコルを識別するための情報を格納するフィールドを新たに設けることは難しい。また、可能性のある通信プロトコルを総当たりすることはタイムスロット内で処理を完了するという観点から非現実的である。このため、上記の制約を解消することは困難である。
　また、上述の第１，第２通信システムで用いられる周波数帯域又はチャネルを指定して分離すれば、第１，第２通信システムを空間的に分離させる必要が無くなり上記の制約は解消されるとも考えられる。しかしながら、各々の通信システムで用いられるチャネルを指定してしまうと、実際にチャネルが使用されていない間もチャネルが占有された状態になるため、通信リソースの使用効率が悪い。また、このようなチャネルの指定を行うと、周囲の状況の変化によって通信品質が悪化した場合に、これを回避しにくくなる。尚、通信リソースの使用効率を高めるべく、通信リソースの管理を人間が手動で行うことも考えられるが、通信システムの規模が大きくなってしまった場合には、管理が極めて複雑化するため現実的ではなくなる。
　本発明は、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管理装置、及び当該管理装置を備える通信システムを提供する。
　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無線ネットワークの管理を行う管理装置は、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もよい。
　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つを含んでもよい。
　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してもよい。
　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と通信を行う他の無線通信機器についても新たな属性情報を設定してもよい。
　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は、前記無線ネットワークの管理を行う管理装置と、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、前記管理装置は、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もよい。
　前記通信システムは、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をさらに備えてもよい。
　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つを含んでもよい。
　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してもよい。
　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と通信を行う他の無線通信機器についても新たな属性情報を設定してもよい。
　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無線ネットワークの管理を行う管理方法は、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設定した拡張リンクを管理するステップ、を含んでもよい。
　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つを含んでもよい。
　（本発明の基本的な概念）
　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。
　ここで、上記の従来のリンクＮＬは、チャネルＣＨ及びタイムスロットＴＳを規定するとともに通信方向（ＴＸ／ＲＸ）を特定したものである。上記の通信プロパティＣＰは、リンクＮＬで特定される通信方向（ＴＸ／ＲＸ）に加えて、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、無線通信における伝送速度を示す情報、並びに無線ネットワークに接続されるサブネットを示す情報の少なくとも１つを含めることができる。
　いま、拡張リンクＥＬの管理を行う管理装置Ｍ、３つの通信プロトコルを切り替えながら利用可能な無線通信機器Ｄ１、及び１つの通信プロトコルのみが利用可能な無線通信機器Ｄ２からなる通信システムを考える。尚、無線通信機器Ｄ１，Ｄ２の「第１上位層」では、例えばＩＳＡ１００．１１ａ ２００９に準拠した通信プロトコル（「通信プロトコルＡ」）が利用可能であり、無線通信機器Ｄ１の「第２上位層」では、例えばＩＳＡ１００．１１ａ ２０１１に準拠した通信プロトコル（「通信プロトコルＢ」）が利用可能であり、無線通信機器Ｄ１の「第３上位層」では、例えば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」）が利用可能であるとする。
　ここで、管理装置Ｍが管理する拡張リンクＥＬ１には通信プロパティＣＰ１として「通信プロトコルＡ」を示す情報が含まれており、拡張リンクＥＬ２には通信プロパティＣＰ２として「通信プロトコルＣ」を示す情報が含まれているとする。管理装置Ｍが、拡張リンクＥＬ１，ＥＬ２を無線通信機器Ｄ１に設定する処理を行うと、無線通信機器Ｄ１は、拡張リンクＥＬ１で規定されるチャネル及びタイムスロットで「通信プロトコルＡ」を用いた無線通信が可能になり、拡張リンクＥＬ２で規定されるチャネル及びタイムスロットで「通信プロトコルＣ」を用いた無線通信が可能になる。このように、拡張リンクを用いることで、無線通信機器Ｄ１は、タイムスロット毎に異なる通信プロトコルを用いて通信を行ったり、タイムスロット毎に異なるアンテナを用いて通信を行ったりすることが可能になる。
　尚、無線通信機器Ｄ２は、１つの通信プロトコル（「通信プロトコルＡ」）のみが利用可能であり、リンクＮＬで特定することができる情報も通信方向に限られる。このため、管理装置Ｍは、従来のリンクＮＬ（言い換えると、通信プロパティＣＰとして通信方向のみが設定された拡張リンクＥＬ）を無線通信機器Ｄ２に設定する処理を行う一方で、無線通信機器Ｄ１には通信プロパティＣＰ１を構成するリンクＮＬ１に対応する拡張リンクＥＬ１を設定することで、無線ネットワークＮを介して無線通信機器Ｄ１，Ｄ２間の無線通信が可能になる。
　本発明の一実施形態によれば、拡張リンク管理部が、ＴＤＭＡ方式による無線通信で用いられるリンクに対し、そのリンクを用いて行われる無線通信を特徴づける属性情報を設定した拡張リンクの管理を行っており、この管理の下で無線通信装置の無線通信が行われるため、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が可能である。
本発明の基本的な概念を示す図である。 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。 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る。 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る。 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。 本発明の第１実施形態において用いられるデータベースの一例を示す図である。 本発明の第１実施形態において用いられるデータベースの一例を示す図である。 本発明の第１実施形態における通信プロパティ設定時の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態において作成される通信リソースマップの一例を示す図である。 本発明の第１実施形態における無線ネットワークへの参加手続を説明するための図である。 本発明の第１実施形態における広告用の拡張リンクを説明するための図である。 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。 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。 本発明の第３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。 本発明の第３実施形態における無線サブネット接続用の拡張リンクを説明するための図である。 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。 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。 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。 本発明の第６実施形態において割り当てられる拡張リンクを説明するための図である。 本発明の第６実施形態において割り当てられる拡張リンクを説明するための図である。 本発明の第６実施形態における変調方式の切り替えを説明するための図である。 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。 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動作を示すフローチャートである。 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。 本発明の第８実施形態を応用した通信システムを示す図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態による管理装置及び通信システムについて詳細に説明する。
　（第１実施形態）
　（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２に示す例では、無線デバイス１１ａ～１１ｄ、無線デバイス１２ａ、コンバーチブル無線デバイス１３ａ，１３ｂ、及びバックボーンルータ２０ａによって無線ネットワークＮ１が形成されており、無線デバイス１１ｅ、無線デバイス１２ｂ～１２ｅ、コンバーチブル無線デバイス１３ｃ、及びバックボーンルータ２０ｂによって無線ネットワークＮ２が形成されている。尚、無線ネットワークＮ１，Ｎ２を形成する無線デバイス及びコンバーチブル無線デバイスの数は任意である。
　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は、例えば流量計や温度センサ等のセンサ機器、流量制御弁や開閉弁等のバルブ機器、ファンやモータ等のアクチュエータ機器、その他のプラントや工場に設置されるフィールド機器であり、ＴＤＭＡ方式による無線通信が可能である。ここで、無線デバイス１１ａ～１１ｅは、ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信が可能であり、無線デバイス１２ａ～１２ｅは、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）に準拠した無線通信が可能である。また、コンバーチブル無線デバイス１３ａ～１３ｃは、ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信とＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）に準拠した無線通信との双方が可能であるとする。
　尚、図２では、理解を容易にするために、ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信が可能な無線デバイス１１ａ～１１ｅを白丸で図示し、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）に準拠した無線通信が可能な無線デバイス１２ａ～１２ｅを黒丸で図示している。また、ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信とＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）に準拠した無線通信との双方が可能なコンバーチブル無線デバイス１３ａ～１３ｃを左半分が白とされ右半分が黒とされた丸印（白黒丸）で図示している。
　バックボーンルータ２０ａ，２０ｂは、無線ネットワークＮ１，Ｎ２と、コーディネータ３０、タイムサーバ４０、及びゲートウェイ５０が接続されるバックボーンネットワークＮ３とを接続し、無線ネットワークＮ１，Ｎ２とバックボーンネットワークＮ３との間で送受信されるデータの中継を行う装置である。これらバックボーンルータ２０ａ，２０ｂは、コンバーチブル無線デバイス１３ａ～１３ｃ同様に、ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信とＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）に準拠した無線通信との双方が可能である。このため、図２では、理解を容易にするために、バックボーンルータ２０ａ，２０ｂを、左半分が白とされ右半分が黒とされた四角のブロック（白黒ブロック）で図示している。
　図２において、白丸で図示された無線デバイスは、白丸で図示された他の無線デバイス、白黒丸で図示されたコンバーチブル無線デバイス、又は白黒ボックスで図示されたバックボーンルータと無線通信が可能である。黒丸で図示された無線デバイスは、黒丸で図示された他の無線デバイス、白黒丸で図示されたコンバーチブル無線デバイス、又は白黒ボックスで図示されたバックボーンルータと無線通信が可能である。
　また、白黒丸で図示されたコンバーチブル無線デバイスは、白丸で図示された無線デバイス、黒丸で図示された無線デバイス、白黒丸で図示された他のコンバーチブル無線デバイス、及び白黒ボックスで図示されたバックボーンルータと無線通信が可能である。このように、複数の無線規格に準拠した無線通信が可能なコンバーチブル無線デバイス１３ａ～１３ｃ及びバックボーンルータ２０ａ，２０ｂを配置することで、互いに異なる無線規格に準拠した無線通信を行う無線デバイス１１ａ～１１ｅと無線デバイス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。
　コーディネータ３０は、図１中の管理装置Ｍに相当するものであり、無線ネットワークＮ１，Ｎ２の管理を行う。具体的に、コーディネータ３０は、無線ネットワークＮ１，Ｎ２を介して行われる全ての無線通信を把握し、無線ネットワークＮ１，Ｎ２を形成する無線デバイスに対してリンクの割り当てを行うことによって、無線ネットワークＮ１，Ｎ２を介して行われる無線通信の通信経路、通信タイミング、及び通信相手等の管理を行う。ここで、リンクとは、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したものである（図１中のリンクＮＬ参照）。
　また、コーディネータ３０は、上記のリンクに対して、無線ネットワークＮ１，Ｎ２を介して行われる無線通信を特徴づける属性である通信プロパティを設定した拡張リンクの管理を行う（図１中の拡張リンクＥＬ参照）。ここで、通信プロパティは、リンクで特定される通信方向に加えて、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、無線通信における伝送速度を示す情報、並びに無線ネットワークに接続されるサブネットを示す情報の少なくとも１つを含めることができる（図１中の通信プロパティＣＰ参照）。
　本実施形態においては、図２に示す通り、シングルホップ接続に加えてマルチホップ接続が可能である。ここで、シングルホップ接続とは、無線デバイス又はコンバーチブル無線デバイスとバックボーンルータとが直接接続される接続形態であり、マルチホップ接続とは、無線デバイス又はコンバーチブル無線デバイスが、他の無線デバイス又は他のコンバーチブル無線デバイスを介して無線中継装置に接続される接続形態である。コーディネータ３０は、無線ネットワークＮ１，Ｎ２内の通信経路上において隣接する無線デバイス又はコンバーチブル無線デバイスの通信プロパティが揃うように通信プロパティの管理を行う。
　タイムサーバ４０は、バックボーンネットワークＮ３に接続されたバックボーンルータ２０ａ，２０ｂ、コーディネータ３０、及びゲートウェイ５０の時刻を同期させるために設けられるサーバである。ゲートウェイ５０は、バックボーンネットワークＮ３と他のネットワーク（図示省略）とを接続するために設けられる。尚、ゲートウェイ５０もコーディネータ３０の管理対象であり、無線ネットワークＮ１，Ｎ２を形成する無線デバイスやバックボーンルータ等との間の通信経路等の通信リソースはコーディネータ３０によって管理される。
　（無線デバイス及びコンバーチブル無線デバイスの構成）
　図３Ａ、図３Ｂ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る。図３Ａは無線デバイス１１，１２のブロック図であり、図３Ｂ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３Ａに示す通り、無線デバイス１１，１２は、無線通信インターフェイス部６１及びプロトコル処理部６２を備える。無線通信インターフェイス部６１は、プロトコル処理部６２で処理された信号を無線信号として送信するとともに、外部から送信されてきた無線信号を受信し、その受信信号をプロトコル処理部６２に出力する。プロトコル処理部６２は、予め定められた無線通信規格に応じたプロトコル処理を行う。具体的に、無線デバイス１１に設けられるプロトコル処理部６２は、ＩＳＡ１００．１１ａに応じたプロトコル処理を行い、無線デバイス１２に設けられるプロトコル処理部６２は、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）に応じたプロトコル処理を行う。
　図３Ｂに示す通り、コンバーチブル無線デバイス１３は、無線通信インターフェイス部６１、プロトコル処理部６２ａ，６２ｂ、拡張リンクプロトコル処理部６３、及び拡張リンク処理部６４を備える。無線通信インターフェイス部６１及びプロトコル処理部６２ａ，６２ｂは、無線デバイス１１，１２に設けられる無線通信インターフェイス部６１及びプロトコル処理部６２とそれぞれ同様のものである。但し、プロトコル処理部６２ａ，６２ｂは互いに異なる通信プロトコルに応じたプロトコル処理を行う。
　例えば、プロトコル処理部６２ａは、ＩＳＡ１００．１１ａに応じたプロトコル処理を行い、プロトコル処理部６２ｂは、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）に応じたプロトコル処理を行う。尚、図３Ａ、図３Ｂでは、２つのプロトコル処理部６２ａ，６２ｂを図示しているが、プロトコル処理部は、コンバーチブル無線デバイス１３で利用可能な通信プロトコルの数と同数だけ設けられる。
　拡張リンクプロトコル処理部６３は、通信プロパティの送受信を行う。具体的に、拡張リンクプロトコル処理部６３は、プロトコル処理部６２ａ，６２ｂから拡張リンクに含まれる通信プロパティを受信し、受信した通信プロパティに応じた属性の設定を行う。また、プロトコル処理部６２ａ，６２ｂから受信した拡張リンクを拡張リンク処理部６４に出力する。拡張リンク処理部６４は、プロトコル処理部６２ａ，６２ｂの処理によって得られるリンクと、拡張リンクプロトコル処理部６３から得られる通信プロパティとに応じた処理を行う。例えば、無線通信で使用する通信プロトコルやアンテナを切り替える処理等を行う。
　（コーディネータの構成）
　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。
　仮想インターフェイス部３２ａ，３２ｂは、通信プロトコルの識別を行うものであり、バックボーンインターフェイス部３１とプロトコル処理部３３ａ，３３ｂとの間に介在して設けられる。プロトコル処理部３３ａ，３３ｂは、予め定められた無線通信規格に応じたプロトコル処理を行う。具体的に、プロトコル処理部３３ａは、ＩＳＡ１００．１１ａに応じたプロトコル処理を行い、プロトコル処理部３３ｂは、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）に応じたプロトコル処理を行う。尚、図４では、２つのプロトコル処理部３３ａ，３３ｂを図示しているが、プロトコル処理部は、コーディネータ３０で利用可能な通信プロトコルの数と同数だけ設けられる。
　拡張リンク管理部３４は、テンプレートデータベースＤＢ１（第１データベース）及び通信プロパティデータベースＤＢ２（第２データベース）を備えており、これらのデータベースを参照しつつ拡張リンクの管理を行うとともに、無線ネットワークＮ１，Ｎ２を形成する無線デバイスやバックボーンルータ等に対する通信プロパティの設定を行う。テンプレートデータベースＤＢ１は、無線ネットワークＮ１，Ｎ２を形成する無線デバイスやバックボーンルータ等に対して通信プロパティを設定する際に必要となる情報（テンプレート）が格納されるデータベースである。これに対し、通信プロパティデータベースＤＢ２は、無線ネットワークＮ１，Ｎ２を形成する無線デバイスやバックボーンルータ等に対して現に設定している通信プロパティが格納されるデータベースである。
　図５Ａ、図５Ｂは、本発明の第１実施形態において用いられるデータベースの一例を示す図である。図５ＡはテンプレートデータベースＤＢ１の一例を示す図であり、図５Ｂは通信プロパティデータベースＤＢ２の一例を示す図である。図５Ａに示す通り、テンプレートデータベースＤＢ１は、例えば以下に示す情報からなるテンプレートを格納している。
　　・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）
　また、図５Ｂに示す通り、通信プロパティデータベースＤＢ２は、無線ネットワークＮ１，Ｎ２を形成する無線デバイスやバックボーンルータ毎に、例えば以下に示情報からなる通信プロパティを格納している。
　　・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）
　図５Ａ、図５Ｂに示す情報はあくまでも一例であり、他の情報を用いても良い。例えば、無線デバイスが複数のアンテナを備える場合には、無線通信に用いるアンテナを特定する情報を用いても良い。尚、上記通信プロパティのグループ識別子は、複数の通信プロパティを関連づける目的で使用される識別子である。例えば、双方向通信で２つの通信プロパティが関連する場合、或いは通信経路に沿って通信プロパティを割り当てる場合等に使用される。このグループ識別子を用いて複数の通信プロパティを同じグループとして取り扱うことで、通信プロパティの管理を容易にすることができる。
　（通信プロパティ設定時の動作）
　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６は、本発明の第１実施形態における通信プロパティ設定時の動作を示すフローチャートである。尚、図６中に示すステップＳ０～Ｓ２のうち、ステップＳ０，Ｓ２は、通信プロパティ設定時にコンバーチブル無線デバイス１３ａで行われる処理であり、ステップＳ１は、同通信プロパティ設定時にコーディネータ３０で行われる処理である。
　まず、コンバーチブル無線デバイス１３ａからコーディネータ３０に対し、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）に準拠した新たな無線通信を行うために必要な通信リソースの割り当て要求が送信される（ステップＳ０）。尚、この割り当て要求の送信処理は、ＩＳＡ１００．１１ａに応じたプロトコル処理を行うプロトコル処理部６２ａ（図３Ｂ参照）で行われる。コンバーチブル無線デバイス１３ａから送信された通信リソースの割り当て要求は、無線ネットワークＮ１、バックボーンルータ２０ａ、及びバックボーンネットワークＮ３を順に介してコーディネータ３０のバックボーンインターフェイス部３１で受信される（ステップＳ１１）。
　バックボーンインターフェイス部３１で受信された通信リソースの割り当て要求は、仮想インターフェイス部３２ａ，３２ｂに出力され、通信リソースの割り当て要求の送信に用いられた通信プロトコルが識別されるとともに、その識別結果に応じたプロトコル処理がプロトコル処理部３３ａ，３３ｂで行われる（ステップＳ１２）。ここでは、通信リソースの割り当て要求の送信に用いられた通信プロトコルがＩＳＡ１００．１１ａであると仮想インターフェイス部３２ａで識別され、ＩＳＡ１００．１１ａに応じたプロトコル処理がプロトコル処理部３３ａで行われる。このプロトコル処理で新たなリンクを割り当てる必要が生じた場合には、プロトコル処理部３３ａから拡張リンク管理部３４に対してリンクの割り当て要求が出力される。
　リンクの割り当て要求が入力されると、拡張リンク管理部３４は、テンプレートデータベースＤＢ１を検索し、新たな無線通信で用いられる通信プロトコルに関する情報を取得する処理を行う（ステップＳ１３）。具体的に、拡張リンク管理部３４は、通信リソースの割り当て要求を行ったコンバーチブル無線デバイス１３ａの機器識別子と、新たな無線通信で用いられる通信プロトコルを示す情報とをキーとしてテンプレートデータベースＤＢ１を検索し、無線通信に必要なタイムスロットの占有時間（Occupy Timeslot）や通信プロトコルの切り替えに要する時間（Protocol Switching margin）等の情報を取得する（図５Ａ参照）。
　通信プロトコルに関する情報を取得すると、拡張リンク管理部３４は、通信プロパティデータベースＤＢ２を検索し、コンバーチブル無線デバイス１３ａに設定済みのリンク及び通信プロパティを取得する処理を行う（ステップＳ１４）。具体的に、拡張リンク管理部３４は、通信リソースの割り当て要求を行ったコンバーチブル無線デバイス１３ａの機器識別子をキーとして通信プロパティデータベースＤＢ２を検索して、上記のリンク及び通信プロパティを取得する。
　次いで、拡張リンク管理部３４は、ステップＳ１４の処理で取得した通信プロパティからコンバーチブル無線デバイス１３ａの通信相手（無線デバイス１１ｄ、コンバーチブル無線デバイス１３ｂ、及びバックボーンルータ２０ａ）の機器識別子を取得する。そして、これらの機器識別子をキーとして通信プロパティデータベースＤＢ２を再度検索し、コンバーチブル無線デバイス１３ａの通信相手に設定済みのリンク及び通信プロパティを取得する処理を行う（ステップＳ１５）。かかる処理を行うのは、既存の通信に影響を及ぼすことなく、新たなリンク及び通信プロパティを割り当てるためである。
　以上の処理が終了すると、拡張リンク管理部３４は、ステップＳ１４，Ｓ１５で取得したリンク及び通信プロパティから、図７に示すチャネル、タイムスロット、及び通信プロパティの割り当て状況を示す通信リソースマップを作成する。図７は、本発明の第１実施形態において作成される通信リソースマップの一例を示す図である。尚、図７中の通信プロパティＣＰ１０は、ステップＳ１４で取得された通信プロパティであり、通信プロパティＣＰ１１はステップＳ１５で取得された通信プロパティである。
　続いて、拡張リンク管理部３４は、ステップＳ１３で取得した通信プロトコルに関する情報を勘案して割り当て可能なリンクを求め、新たな通信プロパティを設定した拡張リンクを作成する（ステップＳ１６）。具体的に、拡張リンク管理部３４は、ステップＳ１３で取得した無線通信に必要なタイムスロットの占有時間（Occupy Timeslot）や通信プロトコルの切り替えに要する時間（Protocol Switching margin）等を示す情報を勘案して割り当て可能なチャネル及びタイムスロットを求める。そして、それらのチャネル及びタイムスロットに対し、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）に準拠した無線通信を可能とするための通信プロパティ（図７中の通信プロパティＣＰ１２）を割り当てる。
　以上の処理が終了すると、拡張リンク管理部３４で作成された拡張リンクは、プロトコル処理部３３ａに出力され、プロトコル処理部３３ａの処理によってバックボーンネットワークＮ３に送信される（ステップＳ１７）。バックボーンネットワークＮ３に送信された拡張リンク割り当てメッセージは、バックボーンルータ２０ａ及び無線ネットワークＮ１を順に介してコンバーチブル無線デバイス１３ａの無線通信インターフェイス部６１で受信される（ステップＳ２１）。
　無線通信インターフェイス部６１で受信された拡張リンク割り当てメッセージはプロトコル処理部６２ａに出力され、拡張リンクに含まれるリンクの処理が行われる（ステップＳ２２）。これに対し、拡張リンクに含まれる通信プロパティ（図７中の通信プロパティＣＰ１２）は、プロトコル処理部６２ａで全てを処理できるとは限らないため、プロトコル処理部６２ａから拡張リンクプロトコル処理部６３に出力されて処理される。具体的には、拡張リンクプロトコル処理部６３において、拡張リンクに含まれる通信プロパティで規定される属性を設定する処理が行われる（ステップＳ２３）。
　続いて、拡張リンクプロトコル処理部６３から拡張リンク処理部６４に対して拡張リンクに含まれる通信プロパティが出力される。すると、拡張リンク処理部６４は、ステップＳ２２で処理されたリンクとステップＳ２３の処理後に得た通信プロパティとに基づいて、タイムスロット毎に通信プロトコルを切り替えることが可能になる（ステップＳ２４）。
　以上説明した処理によって、コンバーチブル無線デバイス１３ａは、ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信に加えて、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）に準拠した新たな無線通信が可能な状態になる。しかしながら、コンバーチブル無線デバイス１３ａが実際に無線通信を行うためには、コンバーチブル無線デバイス１３ａの通信相手（例えば、無線デバイス１１ｄやコンバーチブル無線デバイス１３ｂ）に対する設定も必要になる。このため、コーディネータ３０は、図６に示すステップＳ１３以降の処理と同様の処理を行ってコンバーチブル無線デバイス１３ａの通信相手に対する設定を行う。
　具体的に、コンバーチブル無線デバイス１３ａの通信相手であるコンバーチブル無線デバイス１３ｂについては以下の処理が行われる。まず、コーディネータ３０の拡張リンク管理部３４が、図６中のステップＳ１３と同様に、テンプレートデータベースＤＢ１を検索し、コンバーチブル無線デバイス１３ｂについての通信プロトコルに関する情報を取得する処理を行う。次に、拡張リンク管理部３４が、図６中のステップＳ１４と同様に、通信プロパティデータベースＤＢ２を検索し、コンバーチブル無線デバイス１３ｂに設定済みのリンク及び通信プロパティを取得する処理を行う。
　次いで、拡張リンク管理部３４が、図６中のステップＳ１５と同様に、コンバーチブル無線デバイス１３ｂの通信相手（無線デバイス１２ａ及びコンバーチブル無線デバイス１３ａ）の機器識別子を取得する。そして、通信プロパティデータベースＤＢ２を再度検索し、コンバーチブル無線デバイス１３ｂの通信相手に設定済みのリンク及び通信プロパティを取得する処理を行う。
　以上の処理が終了すると、拡張リンク管理部３４が、図６中のステップＳ１６と同様に、図７に示す通信リソースマップと同様のものを作成し、コンバーチブル無線デバイス１３ｂについての通信プロトコルに関する情報を勘案して割り当て可能なリンクを求め、新たな通信プロパティを設定した拡張リンクを作成する。以上の処理によって作成された拡張リンクはコンバーチブルデバイス１３ｂに送信され、図６中のステップＳ１７～Ｓ２４と同様に、拡張リンクをコンバーチブルデバイス１３ｂに設定する処理が行われる。
　以降、コンバーチブル無線デバイス１３ａが、ＩＳＡ１００．１１ａ及びＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）に準拠した無線通信が可能な状態において、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う場合、ＩＳＡ１００．１１ａの通信リソースの割り当て要求は、ＩＳＡ１００．１１ａに応じたプロトコル処理を行うプロトコル処理部６２ａ（図３Ｂ参照）で行い、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）の通信リソースの割り当て要求は、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）に応じたプロトコル処理を行うプロトコル処理部６２ｂ（図３Ｂ参照）で行うことができる。
　コンバーチブル無線デバイス１３ａの通信相手が無線デバイス１１ｄの場合においても、基本的にはコンバーチブル無線デバイス１３ｂについて行われる処理と同様の処理が行われる。但し、図６中のステップＳ１３において、テンプレートデータベースＤＢ１を検索して無線デバイス１１ｄについての通信プロトコルに関する情報を取得すると、拡張リンク管理部３４は、無線デバイス１１ｄが１つの通信プロトコルのみが利用可能な通常の無線デバイスであると認識する。このため、拡張リンク管理部３４は、図６中のステップＳ１６において、無線デバイス１１ｄが通常の無線デバイスであることを勘案してリンクの割り当てを行う。尚、無線デバイス１１ｄが通常の無線デバイスであるため、図６中のステップＳ２３の処理は省略される。
　（無線ネットワークへの参加手続）
　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８は、本発明の第１実施形態における無線ネットワークへの参加手続を説明するための図である。尚、図８においては、説明を簡単にするために、図２中の無線ネットワークＮ１、タイムサーバ４０、及びゲートウェイ５０の図示を省略している。また、図８においては、図２中の無線ネットワークＮ２を形成する無線デバイスのうち、無線デバイス１１ｅ、無線デバイス１２ｂ、コンバーチブル無線デバイス１３ｃのみを図示している。
　ここで、無線デバイス１１ｅ及び無線デバイス１２ｂは、無線ネットワークＮ２に接続（参加）しようとしている無線デバイスであり、コンバーチブル無線デバイス１３ｃは、これら無線デバイス１１ｅ及び無線デバイス１２ｂを無線ネットワークＮ２に接続させるための情報を広告として提供する広告ルータの機能を備えるとする。無線デバイス１１ｅは「通信プロトコルＡ」を利用しており、無線デバイス１２ｂは「通信プロトコルＣ」を利用しているため、コンバーチブル無線デバイス１３ｃは、コーディネータ３０によって設定された拡張リンクに従って、「通信プロトコルＡ」用の広告Ａ１と「通信プロトコルＣ」用の広告Ａ２とを提供する。
　図９は、本発明の第１実施形態における広告用の拡張リンクを説明するための図である。図９中の通信プロパティＣＰ１３は、広告Ａ１についての拡張リンクに設定された拡張プロパティであり、「通信プロトコルＡ」を示す情報が設定されている。これに対し、図９中の通信プロパティＣＰ１４は、広告Ａ２についての拡張リンクに設定された拡張プロパティであり、「通信プロトコルＣ」を示す情報が設定されている。図９に示す例では、広告Ａ１，Ａ２は異なるチャネルを用いて交互に提供されることが分かる。
　無線デバイス１１ｅは、「通信プロトコルＡ」のみが利用可能であるため、コンバーチブル無線デバイス１３ｃから提供される「通信プロトコルＣ」用の広告Ａ２を受信することはできず、「通信プロトコルＡ」用の広告Ａ１のみを受信する。これに対し、無線デバイス１２ｂは、「通信プロトコルＣ」のみが利用可能であるため、コンバーチブル無線デバイス１３ｃから提供される「通信プロトコルＡ」用の広告Ａ１を受信することはできず、「通信プロトコルＣ」用の広告Ａ２のみを受信する。
　ここで、コンバーチブル無線デバイス１３ｃから提供される広告Ａ１，Ａ２には、無線デバイス１１ｅ及び無線デバイス１２ｂからの参加要請Ｊ１，Ｊ２をそれぞれ送信するために用いるリンクを指定する情報が含まれている。このため、広告Ａ１，Ａ２を受信した無線デバイス１１ｅ及び無線デバイス１２ｂは、受信した広告Ａ１，Ａ２に含まれる情報で指定されるリンクを用いてコンバーチブル無線デバイス１３ｃに対して参加要請Ｊ１，Ｊ２をそれぞれ送信することになる。尚、参加要請Ｊ１，Ｊ２の送信に用いられるリンクは、コーディネータ３０によって、広告Ａ１，Ａ２の提供に用いられる拡張リンクとは別個に設定される。
　尚、コンバーチブル無線デバイス１３ｃから提供される広告Ａ１，Ａ２を限定することで、無線ネットワークＮ２に参加する無線デバイスを限定することも可能である。例えば、コンバーチブル無線デバイス１３ｃから「通信プロトコルＡ」用の広告Ａ１のみを提供すれば「通信プロトコルＡ」が利用可能な無線デバイスのみを参加させることができ、「通信プロトコルＣ」用の広告Ａ２のみを提供すれば「通信プロトコルＣ」が利用可能な無線デバイスのみを参加させることができる。
　以上の通り、本実施形態では、ＴＤＭＡ方式による無線通信で用いられる従来のリンクに対して通信プロトコルを示す情報が加えられた拡張リンクをコーディネータ３０で管理するとともに、拡張リンクに含まれる通信プロトコルを示す情報を、複数の通信プロトコルを利用可能なコンバーチブル無線デバイス１３ａ～１３ｃに設定している。このため、通信相手との間で通信プロトコルが整合するように管理すれば、異なる通信プロトコルを利用する無線デバイスが無線ネットワークＮ１，Ｎ２に混在していても無線ネットワークＮ１，Ｎ２を介した無線通信が可能である。
　（第２実施形態）
　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。
　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は、図２に示す無線デバイス１１ａ～１１ｅ、コンバーチブル無線デバイス１３ａ～１３ｃ、バックボーンルータ２０ａ，２０ｂとそれぞれ同様のものである。但し、コンバーチブル無線デバイス１３ｄは、切り替えが可能であってゲインの異なる２本のアンテナＡＴ１，ＡＴ２を備えている点がコンバーチブル無線デバイス１３ａ～１３ｃとは相違する。尚、図１０では、アンテナＡＴ１から送信される電波が届く範囲を電波到達範囲Ｒ１として図示し、アンテナＡＴ２から送信される電波が届く範囲を電波到達範囲Ｒ２として図示している。アンテナＡＴ１はアンテナＡＴ２よりもゲインが小さいため、電波到達範囲Ｒ１は、電波到達範囲Ｒ２よりも狭い。
　コーディネータ３０は、図２に示すコーディネータ３０と同様のものである。但し、図２に示すコーディネータ３０は、通信プロパティに通信プロトコルを含む拡張リンクを管理していたのに対し、図１０に示すコーディネータ３０は、通信プロパティにアンテナＡＴ１，ＡＴ２の何れか一方を特定する情報を含む拡張リンクを管理する点において相違する。
　このようなアンテナＡＴ１，ＡＴ２を特定する情報が加えられた拡張リンクが管理されることによって、アンテナＡＴ１，ＡＴ２の切り替えを行うことが可能になる。例えば、コンバーチブル無線デバイス１３ｄが近隣に設置された無線デバイス１１ｆと無線通信を行う場合にはゲインの小さいアンテナＡＴ１を用い、コンバーチブル無線デバイス１３ｄが離間した位置に設置された無線デバイス１１ｇと無線通信を行う場合にはゲインの大きなアンテナＡＴ２を用いるといった具合である。
　ここで、電波到達範囲Ｒ１内に設置された無線デバイス１１ｆは、電波到達範囲Ｒ２内にも設置されていることになる。このため、コンバーチブル無線デバイス１３ｄが広告ルータの機能を備える場合には、アンテナＡＴ１から送信される広告とアンテナＡＴ２から送信される広告との双方が無線デバイス１１ｆで受信されることになる。すると、無線デバイス１１ｆは、アンテナＡＴ２から送信される広告によって無線ネットワークＮ４への参加要請を行う場合が考えられる。このような場合には、無線デバイス１１ｆを無線ネットワークＮ４に参加させた後に、アンテナの切り替えを行ってアンテナＡＴ１を用いて無線デバイス１１ｆと無線通信を行ってリンクや通信プロパティの再設定を行えば良い。
　（第３実施形態）
　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。
　無線サブネットＮ１１は、無線デバイス１１ａ～１１ｄ、コンバーチブル無線デバイス１４、及びバックボーンルータ２０ａで形成される本来の無線ネットワークであり、無線サブネットＮ１２は、無線デバイス１２ｆに対するＯＴＡ（Over The Air）プロビジョニングを行うためにコンバーチブル無線デバイス１４及び無線デバイス１２ｆで形成される予備的な無線ネットワークである。ここで、プロビジョニングとは、無線デバイス１２ｆが無線サブネットＮ１１に参加するときに必要となる情報を予め設定する処理をいい、上記のＯＴＡプロビジョニングとは、無線デバイス１２ｆが参加しようとしている無線サブネットＮ１１を経由してプロビジョニングを行う手法である。
　このように、本来のネットワークである無線サブネットＮ１１とＯＴＡプロビジョニング用の予備的な無線サブネットＮ１２とを分離するのは、セキュリティを維持するためである。つまり、ＯＴＡプロビジョニングの段階では、無線デバイス１２ｆの認証が行われておらず、無線サブネットＮ１１で用いられている暗号鍵Ｋ１１を無線デバイス１２ｆに付与することはできない。このため、無線サブネットＮ１１から分離された無線サブネットＮ１２を設け、暗号鍵Ｋ１１とは異なる暗号鍵Ｋ１２を付与することでセキュリティを維持している。尚、図１１中に示す暗号鍵Ｋ２１は、コーディネータ３０と無線デバイス１１ｄとの通信に用いられる暗号鍵であり、暗号鍵Ｋ２２は、コーディネータ３０と無線デバイス１２ｆとの通信に用いられる暗号鍵である。
　コンバーチブル無線デバイス１４は、無線サブネットＮ１１を介した無線通信と、無線サブネットＮ１２を介した無線通信とが可能であり、無線サブネットＮ１１，Ｎ１２を接続するとともに、無線デバイス１２ｆに対するＯＴＡプロビジョニングを行うプロビジョニング対応ルータの機能を備える。図１２は、本発明の第３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３Ｂに示すコンバーチブル無線デバイス１３が、図３Ａに示す無線デバイス１１，１２のプロトコル処理部６２を拡張してプロトコル処理部６２ａ，６２ｂを加えた構成であるのに対し、コンバーチブル無線デバイス１４は、図１２に示す通り、サブネット処理部６５ａ，６５ｂを加えた構成である。サブネット処理部６５ａは無線サブネットＮ１１を介した無線通信を行うために必要な処理を行い、サブネット処理部６５ｂは無線サブネットＮ１２を介した無線通信を行うために必要な処理を行う。
　コーディネータ３０は、通信プロパティにサブネットＩＤ（無線サブネットＮ１１，Ｎ１２の各々に一意に割り当てられている識別子）を含む拡張リンクを管理する。このようなサブネットＩＤを加えた拡張リンクを管理することによって、無線サブネットＮ１１を介した無線通信と無線サブネットＮ１２を介した無線通信とを切り替えることが可能になり、これにより無線サブネットＮ１１，Ｎ１２が接続される。
　ここで、コーディネータ３０は、無線サブネットＮ１１，Ｎ１２でチャネルやタイムスロットが衝突（重複）しないように、拡張リンクの割り当てを行う必要がある。具体的には、無線サブネットＮ１１，Ｎ１２に割り当てた情報を通信プロパティデータベースＤＢ２に登録し、コンバーチブル無線デバイス１４のリンクに対して図１３に示す通り通信プロパティＣＰ２１，ＣＰ２２，ＣＰ３１～ＣＰ３３として管理する。図１３は、本発明の第３実施形態における無線サブネット接続用の拡張リンクを説明するための図である。このような管理を行うことにより、無線サブネットＮ１１，Ｎ１２でチャネルやタイムスロットの重複した割り当て（衝突）が生ずるのを防止することができる。
　（第４実施形態）
　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５Ｂ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。
　本実施形態では、ＭＡＣ層を示す情報が追加された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をコーディネータ３０で管理することによって、コンバーチブル無線デバイスで用いられるＭＡＣ層の切り替えを可能としている。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４に準拠したＭＡＣ層とＩＥＥＥ８０２．１５．４ｅに準拠したＭＡＣ層とをコンバーチブル無線デバイスに設け、コーディネータ３０で管理す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にこれらの何れか一方を示す情報（図１４中に示す「１５．４」又は「１５．４ｅ」）を格納することによって上記のＭＡＣ層の切り替えが可能である。
　（第５実施形態）
　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５Ｂ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。
　本実施形態では、周波数帯域を示す情報が追加された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をコーディネータ３０で管理することによって、コンバーチブル無線デバイスが使用する周波数帯域の使い分けを可能としている。例えば、図３Ｂに示す無線通信インターフェイス部６１（物理層）として、２．４ＧＨｚ近辺の周波数帯域（ＩＭＳバンド：Industry Science Medical band）を用いるものと、１ＧＨｚ近辺の周波数帯域（Sub 1GHz）を用いるものとをコンバーチブル無線デバイスに設ける。そして、コーディネータ３０で管理す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にこれらの何れか一方を示す情報（図１４中に示す「２．４ＧＨｚ」又は「９１５ＭＨｚ」）を格納することによって、上記の周波数帯域の使い分けが可能である。
　（第６実施形態）
　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３Ｂ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。
　伝送速度調整部６６は、無線通信インターフェイス部６１を介して行われる無線通信の通信品質を監視し、その監視結果を拡張リンク処理部６４に出力する。例えば、伝送されるデータ量や頻度に基づいて帯域幅の不足が生じた否かを監視し、帯域幅の不足等が生じた場合には帯域幅が不足している旨を示す情報を拡張リンク処理部６４に出力する。尚、拡張リンク処理部６４は、伝送速度調整部６６の監視結果に応じて、コーディネータ３０に対して既存通信リソースの変更を要求する。
　図１７Ａ、図１７Ｂは、本発明の第６実施形態において割り当てられる拡張リンクを説明するための図である。図１７Ａは初期状態における拡張リンクの割り当て状況を示す図であり、図１７Ｂは割り当てが変更された後の拡張リンクの割り当て状況を示す図である。まず、初期状態においては、同一の通信プロパティＣＰ４１が割り当てられた３つの拡張リンクと、通信プロパティＣＰ４２が割り当てられた１つの拡張リンクとが設定されているとする。尚、通信プロパティＣＰ４１が割り当てられている拡張リンクを用いて通信を行うコンバーチブル無線デバイスは、通信プロパティＣＰ４２が割り当てられている拡張リンクを用いて通信を行うコンバーチブル無線デバイスに比べて３倍の帯域幅を有する。
　いま、コンバーチブル無線デバイス１５が、図１７Ａに示す通信プロパティＣＰ４２が割り当てられている拡張リンクを用いて通信を行っている場合を考える。かかる通信を行っている間、コンバーチブル無線デバイス１５に設けられた伝送速度調整部６６は、通信品質を常時監視している。例えば、伝送されるデータ量や頻度に基づいて、帯域幅の不足が生じたか否かを監視している。帯域幅の不足が生じた場合には、その旨を示す情報が拡張リンク処理部６４に出力され、コンバーチブル無線デバイス１５からコーディネータ３０に対し、通信プロパティＣＰ４２に紐付けしたリンクの追加を要求する信号が送信される。尚、この要求は、通信リソースの新規の割り当てを要求するものではなく、既存の通信リソースの変更を要求するものである。
　コンバーチブル無線デバイス１５からの要求を受信すると、コーディネータ３０は、この要求を拡張リンク管理部３４（図４参照）で処理し、図１７Ｂに示す通り、通信プロパティＣＰ４２が割り当てられる拡張リンクの数を追加する。このようにして変更された拡張リンクを示す情報は、コーディネータ３０からコンバーチブル無線デバイス１５へ送信され、拡張リンクプロトコル処理部６３で処理される。この処理内容が拡張リンク処理部６４に反映されると、更新された拡張リンク（通信プロパティＣＰ４２が割り当てられた２つの拡張リンク）を用いて通信が行われる。
　尚、以上の説明では、拡張リンクを追加して帯域幅を広げる例について説明したが、拡張リンクを開放して帯域幅を狭めることも可能である。また、帯域幅を増減させて伝送速度の調整を行う以外に変調方式の切り替えを行うことも可能である。変調方式の切り替えを行う場合には、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に変調方式を示す情報が格納される。更に、変調方式に応じて帯域幅が異なる場合には、変調方式毎の占有帯域幅を示す情報をテンプレートデータベースＤＢ１に格納し、コーディネータ３０の拡張リンク管理部３４がこの情報を参照して処理を行えば良い。
　図１８は、本発明の第６実施形態における変調方式の切り替えを説明するための図である。図１８に示す同一の通信プロパティＣＰ４１が割り当てられた３つの拡張リンクでは、例えばＷｉ－Ｆｉ（登録商標）で規定される変調方式が用いられ、通信プロパティＣＰ４２が割り当てられた１つの拡張リンクでは、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４で規定される変調方式が用いられる。本実施形態では、このように異なる変調方式を切り替えることが可能である。
　尚、通信メディアによってはＭＴＵ値（Maximum Transmission Unit値：一度の転送で送信できるデータの最大値）が異なる場合がある。例えば、コンバーチブル無線デバイス１５が通信経路上のルータデバイスとしてパケットを転送するものである場合に、データの送信元である無線デバイスで設定されたＭＴＵ値が、コンバーチブル無線デバイス１５に設定されたＭＴＵ値よりも大きな場合である。このような場合には、伝送速度調整部６６がパケットの大きさを検知し、検知したパケットの大きさに応じてＭＴＵ値を変更するのが望ましい。ＭＴＵ値を変更する方法としては、コンバーチブル無線デバイス１５が送信元の無線デバイスに対して直接パケットサイズが超過している旨を通知する方法や、コンバーチブル無線デバイス１５がコーディネータ３０に対してパケットサイズが超過している旨を通知し、コーディネータ３０が送信元の無線デバイスに対してＭＴＵ値を設定する方法が挙げられる。
　（第７実施形態）
　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３Ｂ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８を用いて説明した通り、広告ルータの機能を備えるコンバーチブル無線デバイス１３ｃは、ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した通信プロトコル（「通信プロトコルＡ」）用の広告Ａ１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」）用の広告Ａ２との提供が可能であった。通常、広告は、通信プロトコル毎にフレームフォーマットが異なるため、無線デバイスは自らが利用している通信プロトコルとは異なる通信プロトコル用の広告を受信することはできない。このため、コーディネータ３０及びコンバーチブル無線デバイス１３ｃは、無線デバイスが参加要請Ｊ１，Ｊ２を送信するために用いたリンクを参照すれば、無線デバイスが利用している通信プロトコルを把握することができた。
　しかしながら、異なる通信プロトコルであっても各々の広告に互換性がある場合（例えば、単にバージョンのみが異なる通信プロトコルである場合）には、無線デバイスは、自らが利用している通信プロトコル用の広告と、バージョンが異なる通信プロトコル用の広告との双方を受信することができる。このような無線デバイスは、何れの広告を用いても参加要請をすることができるため、参加要請を送信するために用いたリンクを参照しただけでは、無線デバイスが利用している通信プロトコルを把握することはできない。本実施形態では、このような場合であっても、プロトコル解析部６７を備えるコンバーチブル無線デバイス１６を用いて、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２０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動作を示すフローチャートである。尚、図２０に示すフローチャートの処理は、コンバーチブル無線デバイス１６にパケットが入力されることによって開始される。処理が開始されると、まずコンバーチブル無線デバイス１６の無線通信インターフェイス部６１でパケットの受信処理が行われる（ステップＳ３１）。次に、受信処理が行われたパケットの送信に用いられた拡張リンクが参加要請リンク（参加要請の送受信に用いられる拡張リンク）であるか否かが拡張リンク処理部６４で判断される（ステップＳ３２）。
　参加要請リンクであると判断された場合（ステップＳ３２の判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、パケットの送受信に用いられた通信プロトコルがプロトコル解析部６７で解析され（ステップＳ３３）、その通信プロトコルが「通信プロトコルＡ」であるか否かが判断される（ステップＳ３４）。「通信プロトコルＡ」であるとプロトコル解析部６７で判断された場合（ステップＳ３４の判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、コンバーチブル無線デバイス１６に受信されたパケットがプロトコル処理部６２ａで処理される（ステップＳ３５）。
　これに対し、パケットの送受信に用いられた通信プロトコルが「通信プロトコルＡ」ではないと判断された場合（ステップＳ３４の判断結果が「ＮＯ」の場合）には、プロトコル解析部６７において、その通信プロトコルが「通信プロトコルＣ」であるか否かが判断される（ステップＳ３６）。「通信プロトコルＣ」であるとプロトコル解析部６７で判断された場合（ステップＳ３６の判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、コンバーチブル無線デバイス１６に受信されたパケットがプロトコル処理部６２ｂで処理される（ステップＳ３７）。尚、パケットの送受信に用いられた通信プロトコルが「通信プロトコルＣ」ではないと判断された場合（ステップＳ３６の判断結果が「ＮＯ」の場合）には、プロトコル解析部６７において、エラー処理又はパケットを破棄する処理が行われる（ステップＳ３８）。
　他方、ステップＳ３２において、参加要請リンクではないと判断された場合（ステップＳ３２の判断結果が「ＮＯ」の場合）には、拡張リンク処理部６４において、パケットの送信に用いられた拡張リンクに設定された通信プロパティで指定されている通信プロトコルが取得され、この通信プロトコルが「通信プロトコルＡ」であるか否かが判断される（ステップＳ３９）。「通信プロトコルＡ」であると判断された場合（ステップＳ３９の判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、コンバーチブル無線デバイス１６に受信されたパケットがプロトコル処理部６２ａで処理される（ステップＳ３５）。
　これに対し、「通信プロトコルＡ」ではないと判断された場合（ステップＳ３９の判断結果が「ＮＯ」の場合）には、拡張リンク処理部６４において、通信プロトコルが「通信プロトコルＣ」であるか否かが判断される（ステップＳ４０）。「通信プロトコルＣ」であると判断された場合（ステップＳ４０の判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、コンバーチブル無線デバイス１６に受信されたパケットがプロトコル処理部６２ｂで処理される（ステップＳ３７）。尚、ステップＳ４０において「通信プロトコルＣ」ではないと判断された場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には、プロトコル解析部６７において、エラー処理又はパケットを破棄する処理が行われる（ステップＳ３８）。
　以上の通り、本実施形態では、プロトコル解析部６７を備えるコンバーチブル無線デバイス１６を用いているため、異なる通信プロトコルではあるが、各々の広告に互換性がある通信プロトコルを用いてコンバーチブル無線デバイス１６が広告を提供したとしても、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を解析することができる。これにより、参加要請のあった無線デバイスから送信されるパケットを適切に処理することができ、通信プロトコルのバージョンの相違に起因して生ずる不具合の発生を防止することができる。
　（第８実施形態）
　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５Ｂ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。
　図２１に示す例では、図２中のコンバーチブル無線デバイス１３ｃと、バックボーンルータ２０ｂ、無線デバイス１１ｅ、及び無線デバイス１２ｂとの間の通信に用いられる暗号鍵のみを図示している。具体的に、コンバーチブル無線デバイス１３ｃとバックボーンルータ２０ｂ及び無線デバイス１１ｅとの間の通信には「Key A」が用いられ、コンバーチブル無線デバイス１３ｃと無線デバイス１２ｂとの間の通信には「Key B」が用いられている。
　このように、本実施形態では、同時に使用可能な暗号鍵の数が追加されたテンプレートデータベースＤＢ１及び暗号鍵が設定された通信プロパティデータベースＤＢ２をコーディネータ３０で管理することによって、リンク毎の暗号鍵の切り替えを可能としている。これにより、同一の無線サブネット内であっても、無線通信を行う二者間を単位として異なる暗号鍵を用いることができる。尚、ここでは、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に暗号鍵の数と暗号鍵がそれぞれ追加される例について説明したが、それらに加えて更に無線デバイスがサポートしている暗号アルゴリズムと実際に使用している暗号アルゴリズムをそれぞれ追加しても良い。
　ここで、前述した第３実施形態では、図１１を用いて説明した通り、セキュリティを維持するために、本来のネットワークである無線サブネットＮ１１とＯＴＡプロビジョニング用の予備的な無線サブネットＮ１２と分離し、これらをコンバーチブル無線デバイス１４で接続していた。しかしながら、本実施形態では、上述した通り、同一の無線サブネットに属する通信相手毎に異なる暗号鍵を設定することが可能であるため、予備的な無線サブネットＮ１２を用いることなくＯＴＡプロビジョニングを実現することができる。
　図２２は、本発明の第８実施形態を応用した通信システムを示す図である。尚、図２２においては、図１１に示したブロックと同じブロックについては同一の符号を付してある。図２２に示す通信システム４は、図１１に示す通信システム３のコンバーチブル無線デバイス１４に代えてコンバーチブル無線デバイス１７を設け、無線サブネットＮ１１内で行われる通信に２つの暗号鍵Ｋ１１，Ｋ１２を用いている。
　ここで、暗号鍵Ｋ１１は、無線サブネットＮ１１を形成する無線デバイス１１ａ～１１ｄ、コンバーチブル無線デバイス１７、及びバックボーンルータ２０ａの間で行われる通信に用いられ、暗号鍵Ｋ１２は、コンバーチブル無線デバイス１７とＯＴＡプロビジョニングが行われる無線デバイス１２ｆとの間で行われる通信に用いられる。このように、無線サブネットＮ１１内で２つの暗号鍵Ｋ１１，Ｋ１２を用いることにより、予備的な無線サブネットＮ１２を用いることなく、セキュリティを維持しつつＯＴＡプロビジョニングを実現することができる。
　以上、本発明の実施形態による管理装置及び通信システムについて説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、既存の通信プロトコルの処理を行うプロトコル処理部と、既存の通信プロトコル上で拡張リンクの設定を行う拡張リンクプロトコル処理部とがコンバーチブル無線デバイスに設けられている例について説明した。しかしながら、拡張リンクに対する属性を設定する専用の処理部を用意し、これらを切り替えるようにしてもよい。また、上記実施形態では、ＩＳＡ１００．１１ａとＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）とに準拠した無線通信を行う通信システムを例に挙げて説明したが、本発明はこれらの無線通信規格に制限されることなく、任意の無線通信規格に適用することができる。
　また、上記実施形態では、バックボーンルータ２０ａ～２０ｃ、コーディネータ３０、タイムサーバ４０、及びゲートウェイ５０がそれぞれ別々の装置として実現されている例について説明した。しかしながら、これらのうちの任意の２つ以上の装置を１つの装置として実現することも可能である。更に、上記実施形態では、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等がフィールド機器である場合を例に挙げて説明したが、これらはフィールド機器に限定されるものではない。
　本発明は、管理装置、及び当該管理装置を備える通信システムに広く適用でき、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。
　１～４　　通信システム
　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 (15)

  1. 　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ることを特徴とする管理装置。
  2. 　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つを含むことを特徴とする請求項１記載の管理装置。
  3. 　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
    　ことを特徴とする請求項１記載の管理装置。
  4. 　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
    　ことを特徴とする請求項２記載の管理装置。
  5. 　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と通信を行う他の無線通信機器についても新たな属性情報を設定することを特徴とする請求項３記載の管理装置。
  6. 　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と通信を行う他の無線通信機器についても新たな属性情報を設定することを特徴とする請求項４記載の管理装置。
  7. 　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、
    　前記管理装置は、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ることを特徴とする通信システム。
  8. 　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さらに備えることを特徴とする請求項７記載の通信システム。
  9. 　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つを含むことを特徴とする請求項７記載の通信システム。
  10. 　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
    　ことを特徴とする請求項７記載の通信システム。
  11. 　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
    　ことを特徴とする請求項９記載の通信システム。
  12. 　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と通信を行う他の無線通信機器についても新たな属性情報を設定することを特徴とする請求項１０記載の通信システム。
  13. 　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と通信を行う他の無線通信機器についても新たな属性情報を設定することを特徴とする請求項１１記載の通信システム。
  14. 　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無線ネットワークの管理を行う管理方法であって、
    　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設定した拡張リンクを管理するステップ、
    を含むことを特徴とする管理方法。
  15. 　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つを含むことを特徴とする請求項１４記載の管理方法。
     
     
PCT/JP2013/060824 2012-04-18 2013-04-10 管理装置及び通信システム WO2013157460A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/388,629 US9560637B2 (en) 2012-04-18 2013-04-10 Management apparatus and communication system
CN201380004408.XA CN104041176B (zh) 2012-04-18 2013-04-10 管理装置以及通信系统
EP13778728.9A EP2840864B1 (en) 2012-04-18 2013-04-10 Management apparatus, method and communication system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-094948 2012-04-18
JP2012094948A JP5720617B2 (ja) 2012-04-18 2012-04-18 管理装置及び通信システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013157460A1 true WO2013157460A1 (ja) 2013-10-24

Family

ID=49383419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/060824 WO2013157460A1 (ja) 2012-04-18 2013-04-10 管理装置及び通信システム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9560637B2 (ja)
EP (1) EP2840864B1 (ja)
JP (1) JP5720617B2 (ja)
CN (1) CN104041176B (ja)
WO (1) WO2013157460A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150222699A1 (en) * 2014-02-04 2015-08-06 Dell Products L.P. Local connection and sharing system
JP2016100668A (ja) * 2014-11-19 2016-05-30 日本電信電話株式会社 制御方法、制御装置及び制御プログラム

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9544081B2 (en) * 2013-04-26 2017-01-10 Honeywell International Inc. Slot segregation for supporting multiple communication protocols in an industrial wireless network
JP6273155B2 (ja) * 2014-02-19 2018-01-31 横河電機株式会社 情報設定装置、情報設定方法、情報設定プログラム、記録媒体、及び無線通信システム
JP6398403B2 (ja) * 2014-07-14 2018-10-03 沖電気工業株式会社 ネットワーク共用システム、ネットワーク監視サーバ、情報処理方法、プログラム、通信端末および中継装置
JP6421110B2 (ja) * 2015-12-03 2018-11-07 日本電信電話株式会社 無線通信システムの制御装置とそのプロトコル切替制御方法およびプログラム
US11150632B2 (en) * 2018-03-16 2021-10-19 Yokogawa Electric Corporation System and method for field device management using class parameter set

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011515044A (ja) * 2008-02-26 2011-05-12 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 無線通信システムにおける制御情報割当方法及び装置
JP2012165463A (ja) * 2007-05-30 2012-08-30 Kyocera Corp パケットデータ通信用無線データ転送速度能力判定

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI112841B (fi) * 1999-06-01 2004-01-15 Nokia Corp Menetelmä ja järjestely yhteyden muodostamiseksi tukiaseman ja matkaviestimen välille sekä matkaviestin
US20070286102A1 (en) * 2004-03-05 2007-12-13 Isao Shimokawa Wireless Communication System Capable of Switching Protocol
US7817579B2 (en) * 2004-03-29 2010-10-19 Intel Corporation Access point having at least one or more configurable radios
US7974651B2 (en) * 2007-06-13 2011-07-05 Motorola Solutions, Inc. Automatically switching a TDMA radio affiliated with a FDMA site to a TDMA site
ES2617732T3 (es) * 2007-06-18 2017-06-19 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Transmisión de información de sistema
US8315263B2 (en) * 2008-06-18 2012-11-20 Fisher-Rosemount Systems, Inc. System and method for wireless process communication over distinct networks
US8401030B2 (en) * 2008-12-08 2013-03-19 Motorola Solutions, Inc. Allocation of channels in a dedicated frequency spectrum on a secondary basis
JP4894076B2 (ja) * 2009-11-10 2012-03-07 横河電機株式会社 中継装置及びこれを用いた無線制御ネットワーク管理システム
WO2013012851A1 (en) * 2011-07-20 2013-01-24 General Equipment And Manufacturing Company, Inc., D/B/A Topworx, Inc. Wireless monitoring and control of safety stations in a process plant

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012165463A (ja) * 2007-05-30 2012-08-30 Kyocera Corp パケットデータ通信用無線データ転送速度能力判定
JP2011515044A (ja) * 2008-02-26 2011-05-12 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 無線通信システムにおける制御情報割当方法及び装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"ISA-100.11a-2009 Wireless systems for industrial automation", PROCESS CONTROL AND RELATED APPLICATIONS, pages 249 - 314
See also references of EP2840864A4

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150222699A1 (en) * 2014-02-04 2015-08-06 Dell Products L.P. Local connection and sharing system
US10148749B2 (en) * 2014-02-04 2018-12-04 Dell Products L.P. Local connection and sharing system
JP2016100668A (ja) * 2014-11-19 2016-05-30 日本電信電話株式会社 制御方法、制御装置及び制御プログラム

Also Published As

Publication number Publication date
US9560637B2 (en) 2017-01-31
EP2840864A1 (en) 2015-02-25
CN104041176B (zh) 2018-06-01
EP2840864A4 (en) 2016-01-06
JP2013223184A (ja) 2013-10-28
CN104041176A (zh) 2014-09-10
EP2840864B1 (en) 2022-10-19
JP5720617B2 (ja) 2015-05-20
US20150055637A1 (en) 2015-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5720617B2 (ja) 管理装置及び通信システム
US11463988B2 (en) Uplink broadcast service in a wireless local area network (WLAN)
TWI660610B (zh) 無線通訊系統的資源分配方法及其設備和系統
US8885504B2 (en) Method, apparatus and system for bandwidth aggregation of mobile internet access node
US20120120934A1 (en) Method for tethering network connection, method for connecting to network, and wireless communication group applying the same
EP1863197B1 (en) Wireless communication apparatus and wireless communication method
US20140167979A1 (en) Smart meter system, management router, and meter
US7864809B2 (en) Method of transmitting and receiving data in network environment with wired and wireless networks bridged using relay portal
US9998879B2 (en) Apparatus, system and method of communicating traffic to a plurality of wireless devices
CN102612166B (zh) 一种数据处理方法、基站系统以及相关设备
Shojafar et al. Improving channel assignment in multi-radio wireless mesh networks with learning automata
CN105101405A (zh) 用于在无线通信系统内的装置位置的标识符
JP2006217584A (ja) 単一無線ネットワークインターフェースで複数の無線リンクを通じてデータを送受信する装置及び方法
US20070066308A1 (en) Method and apparatus for removing phantom children in an ad-hoc communication system
WO2008096909A1 (en) Method for routing a path setting in a wireless sensor network and apparatus for performing the same
WO2018228883A1 (en) System and method for relaying single-hop traffic over wireless multi-hop networks
CN103517462A (zh) 在家庭 moca 骨干网上的分布式无线扩展器
JP2022550033A (ja) Ｗｉ－ＦｉネットワークにおけるＯＦＤＭＡ最適化ステアリング
US20040105414A1 (en) Multi-hop wireless network data forwarding
US20120140629A1 (en) Routing method
Maiya et al. iMAC: improved Medium Access Control for multi‐channel multi‐hop wireless networks
CN115589624A (zh) 一种通信方法和装置
Barz et al. Improved community network node design using a DLEP based radio-to-router interface
WO2020182562A1 (en) Receiver-centric communication by combined network technologies for enhanced reliability
KR101111024B1 (ko) 자가 구성 무선 네트워크에서 데이터의 패킷 교환 전송을 위한 방법, 중계국 및 중앙 제어 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13778728

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2013778728

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14388629

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE