JP2013207523A - 無線lan通信装置、無線lanステーション、無線lanアクセスポイント、通信方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】無線LANチップのみを利用して、2.4GHz帯を利用する無線LANシステムに干渉を与えるシステムを検知する。
【解決手段】本発明の無線LAN通信装置は、無線LAN(Local Area Network)の無線信号と干渉する非無線LANの無線信号を検出する無線LAN通信装置1であって、無線LANの無線信号を送信または受信する無線LANモジュール3と、無線LANによる通信を確立するための情報または無線LANの通信状態を示す情報を蓄積する観測データ蓄積部4と、前記蓄積された情報を用いて非無線LANの無線信号の存在を判定する非無線LAN干渉判定部5と、を備える。
【選択図】図1
【解決手段】本発明の無線LAN通信装置は、無線LAN(Local Area Network)の無線信号と干渉する非無線LANの無線信号を検出する無線LAN通信装置1であって、無線LANの無線信号を送信または受信する無線LANモジュール3と、無線LANによる通信を確立するための情報または無線LANの通信状態を示す情報を蓄積する観測データ蓄積部4と、前記蓄積された情報を用いて非無線LANの無線信号の存在を判定する非無線LAN干渉判定部5と、を備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、無線LAN(Local Area Network)システムにおける干渉を検出する技術に関する。
ISM(Industry-Science-Medical)バンドでのCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)を利用してリソースを共有する無線LANシステムでは、無線LANデバイス間での干渉に加えて、同一帯域を使用する異なるシステムの干渉を受け、無線品質が変動する。無線LANの品質に影響を与えるものが同一システムの送受信する電波のみであるならば、従来あるような無線LAN専用の測定器によって品質測定が可能である。
しかし、非無線LANシステム、例えば、電子レンジから漏洩する電波による干渉は、無線LANパケットのみを測定対象とする無線LAN専用の測定器では検知することができない。これを検知するためには、従来技術においては、スペクトラムアナライザ等を使用する必要がある。また、スペクトラムアナライザによる非無線LANシステム検知機能を既存の無線LANデバイスに実装するためには、部品の追加などのハードウェア改修が必須となる。
特許文献1記載の技術を用いることによって、無線LANに限った品質測定が可能である。しかし、2.4GHz帯を利用する無線LANシステムのスループットは、同一の帯域を利用する他の無線システムによって変動する。言い換えると、無線LANシステムの品質には無線LANシステムおよび非無線LANシステムが影響を与えるが、特許文献1記載の技術では無線LANシステム以外のシステムの影響を検知することができない。
無線LANシステム以外の干渉を検知するために、従来利用されるスペクトラムアナライザは、コスト面や実装面積の問題から一般ユーザが使用する移動端末に実装することは非現実的である。また、コスト面や実装面積を考慮しない場合においても、既存の無線LAN端末に非無線LAN検知機能を実装するためには、スペクトラムアナライザの実装というハードウェア改修が必須となり、既存の無線LAN端末への実装は困難である。
特許文献2ではCSMA/CAにより帯域共有を行なう無線LANシステムにおける、他システム干渉技術について述べられている。しかし、特許文献2で述べられている技術では、干渉検知のために、電波の送信が必要となる。
また、他の端末が送信した信号を検知していた場合であっても電波を送信し、干渉検知を行なう方式が提案されている。この方式は干渉検知のためだけに無線リソースが消費され、また、周辺の端末の電波送信を検知している場合においても、干渉検知のために電波を送信することから周辺の無線システムの通信を妨害することになる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、無線LANチップのみを利用して、2.4GHz帯を利用する無線LANシステムに干渉を与えるシステムを検知することができる無線LAN通信装置、無線LANステーション、無線LANアクセスポイント、通信方法およびプログラムを提供することを目的とする。
(1)上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の無線LAN通信装置は、無線LAN(Local Area Network)の無線信号と干渉する非無線LANの無線信号を検出する無線LAN通信装置であって、無線LANの無線信号を送信または受信する無線LANモジュールと、無線LANによる通信を確立するための情報または無線LANの通信状態を示す情報を蓄積する蓄積部と、前記蓄積された情報を用いて非無線LANの無線信号の存在を判定する非無線LAN干渉判定部と、を備えることを特徴とする。
このように、無線LANによる通信を確立するための情報または無線LANの通信状態を示す情報を用いて非無線LANの無線信号の存在を判定するので、無線LANチップのみを利用して、2.4GHz帯を利用する無線LANシステムに干渉を与えるシステムの検知が可能となる。また、本発明は、無線LANモジュールで取得可能な値のみを用いて無線LAN以外の端末からの干渉を検知するため、例えば、スペクトラムアナライザの機能を有する部品を利用する必要がない。その結果、従来スペクトラムアナライザのコストや実装面積増大の問題から、非無線LANシステムの干渉を検知する機能を実装できなかった端末において、当該の機能の実装が可能になる。また、既存の無線LAN端末にソフトウェアの改修のみによって非無線LAN検知機能を実装可能となる。さらに、本発明の機能は周辺の無線LANシステムの信号をキャプチャすることによって実現可能であるため、電波を送信することがない。このため、干渉検知のためだけに無線リソースを消費することなく、また、周辺の無線システムの通信を妨害することがないといった優れた効果を奏する。
(2)また、本発明の無線LAN通信装置において、前記非無線LAN干渉判定部は、再送パケットの比率を示す情報、FCS(Frame Check Sequence)エラーのパケット比率を示す情報、データレートを示す情報、前記無線LANモジュールで送受信される無線LANパケット数を示す情報、およびビーコンの受信間隔を示す情報を用いて非無線LANの無線信号の存在を判定することを特徴とする。
この構成により、無線LANチップのみを利用して、2.4GHz帯を利用する無線LANシステムに干渉を与えるシステムの検知が可能となる。
(3)また、本発明の無線LAN通信装置において、前記非無線LAN干渉判定部は、前記各情報と、予め定義された論理式または加重平均算出式とを用いて算出した値に基づいて、前記非無線LANの無線信号の存在を判定することを特徴とする。
この構成により、無線LANチップのみを利用して、2.4GHz帯を利用する無線LANシステムに干渉を与えるシステムの検知が可能となる。
(4)また、本発明の無線LAN通信装置は、前記判定の結果、前記非無線LANの無線信号が存在しないチャネルまたは前記非無線LANの無線信号による干渉量が一定の閾値以下であるチャネルを選択して通信を行なうことを特徴とする。
この構成により、干渉の影響を受けずに無線LANによる通信を実行することが可能となる。
(5)また、本発明の無線LAN通信装置は、セルラシステムの無線信号を送信および受信するセルラモジュールを更に備え、前記判定の結果、前記非無線LANの無線信号による干渉量が一定の閾値を超える場合は、前記無線LANモジュールから前記セルラモジュールに切り替えて通信を継続することを特徴とする。
この構成により、マルチモード端末を構成することが可能となる。また、無線LANの無線環境に応じてセルラモジュールを使用するため、通信が途切れることを回避して、品質の高い通信を継続することが可能となる。
(6)また、本発明の無線LANステーションは、上記(1)から(5)のいずれかに記載の無線LAN通信装置を備えることを特徴とする。
このように、無線LANによる通信を確立するための情報または無線LANの通信状態を示す情報を用いて非無線LANの無線信号の存在を判定するので、無線LANチップのみを利用して、2.4GHz帯を利用する無線LANシステムに干渉を与えるシステムの検知が可能となる。また、本発明は、無線LANモジュールで取得可能な値のみを用いて無線LAN以外の端末からの干渉を検知するため、例えば、スペクトラムアナライザの機能を有する部品を利用する必要がない。その結果、従来スペクトラムアナライザのコストや実装面積増大の問題から、非無線LANシステムの干渉を検知する機能を実装できなかった端末において、当該の機能の実装が可能になる。また、既存の無線LAN端末にソフトウェアの改修のみによって非無線LAN検知機能を実装可能となる。さらに、本発明の機能は周辺の無線LANシステムの信号をキャプチャすることによって実現可能であるため、電波を送信することがない。このため、干渉検知のためだけに無線リソースを消費することなく、また、周辺の無線システムの通信を妨害することがないといった優れた効果を奏する。
(7)また、本発明の無線LANアクセスポイントは、上記(1)から(5)のいずれかに記載の無線LAN通信装置を備えることを特徴とする。
このように、無線LANによる通信を確立するための情報または無線LANの通信状態を示す情報を用いて非無線LANの無線信号の存在を判定するので、無線LANチップのみを利用して、2.4GHz帯を利用する無線LANシステムに干渉を与えるシステムの検知が可能となる。また、本発明は、無線LANモジュールで取得可能な値のみを用いて無線LAN以外の端末からの干渉を検知するため、例えば、スペクトラムアナライザの機能を有する部品を利用する必要がない。その結果、従来スペクトラムアナライザのコストや実装面積増大の問題から、非無線LANシステムの干渉を検知する機能を実装できなかった端末において、当該の機能の実装が可能になる。また、既存の無線LAN端末にソフトウェアの改修のみによって非無線LAN検知機能を実装可能となる。さらに、本発明の機能は周辺の無線LANシステムの信号をキャプチャすることによって実現可能であるため、電波を送信することがない。このため、干渉検知のためだけに無線リソースを消費することなく、また、周辺の無線システムの通信を妨害することがないといった優れた効果を奏する。
(8)また、本発明の通信方法は、無線LAN(Local Area Network)の無線信号と干渉する非無線LANの無線信号を検出して無線通信を行なう通信方法であって、無線LANの無線信号を送信または受信するステップと、無線LANによる通信を確立するための情報または無線LANの通信状態を示す情報を蓄積するステップと、前記蓄積された情報を用いて非無線LANの無線信号の存在を判定するステップと、を少なくとも含むことを特徴とする。
このように、無線LANによる通信を確立するための情報または無線LANの通信状態を示す情報を用いて非無線LANの無線信号の存在を判定するので、無線LANチップのみを利用して、2.4GHz帯を利用する無線LANシステムに干渉を与えるシステムの検知が可能となる。また、本発明は、無線LANモジュールで取得可能な値のみを用いて無線LAN以外の端末からの干渉を検知するため、例えば、スペクトラムアナライザの機能を有する部品を利用する必要がない。その結果、従来スペクトラムアナライザのコストや実装面積増大の問題から、非無線LANシステムの干渉を検知する機能を実装できなかった端末において、当該の機能の実装が可能になる。また、既存の無線LAN端末にソフトウェアの改修のみによって非無線LAN検知機能を実装可能となる。さらに、本発明の機能は周辺の無線LANシステムの信号をキャプチャすることによって実現可能であるため、電波を送信することがない。このため、干渉検知のためだけに無線リソースを消費することなく、また、周辺の無線システムの通信を妨害することがないといった優れた効果を奏する。
(9)また、本発明のプログラムは、無線LAN(Local Area Network)の無線信号と干渉する非無線LANの無線信号を検出して無線通信を行なう無線LAN通信装置のプログラムであって、無線LANの無線信号を送信または受信する処理と、無線LANによる通信を確立するための情報または無線LANの通信状態を示す情報を蓄積する処理と、前記蓄積された情報を用いて非無線LANの無線信号の存在を判定する処理と、の一連の処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
このように、無線LANによる通信を確立するための情報または無線LANの通信状態を示す情報を用いて非無線LANの無線信号の存在を判定するので、無線LANチップのみを利用して、2.4GHz帯を利用する無線LANシステムに干渉を与えるシステムの検知が可能となる。また、本発明は、無線LANモジュールで取得可能な値のみを用いて無線LAN以外の端末からの干渉を検知するため、例えば、スペクトラムアナライザの機能を有する部品を利用する必要がない。その結果、従来スペクトラムアナライザのコストや実装面積増大の問題から、非無線LANシステムの干渉を検知する機能を実装できなかった端末において、当該の機能の実装が可能になる。また、既存の無線LAN端末にソフトウェアの改修のみによって非無線LAN検知機能を実装可能となる。さらに、本発明の機能は周辺の無線LANシステムの信号をキャプチャすることによって実現可能であるため、電波を送信することがない。このため、干渉検知のためだけに無線リソースを消費することなく、また、周辺の無線システムの通信を妨害することがないといった優れた効果を奏する。
本発明によれば、無線LANチップのみを利用して、2.4GHz帯を利用する無線LANシステムに干渉を与えるシステムの検知が可能となる。また、本発明は、無線LANモジュールで取得可能な値のみを用いて無線LAN以外の端末からの干渉を検知するため、スペクトラムアナライザの機能を有する部品を利用する必要がない。その結果、従来スペクトラムアナライザのコストや実装面積増大の問題から、非無線LANシステムの干渉を検知する機能を実装できなかった端末において、当該の機能の実装が可能になる。また、既存の無線LAN端末にソフトウェアの改修のみによって非無線LAN検知機能を実装可能となる。さらに、本発明の機能は周辺の無線LANシステムの信号をキャプチャすることによって実現可能であるため、電波を送信することがない。このため、干渉検知のためだけに無線リソースを消費することなく、また、周辺の無線システムの通信を妨害することがないといった優れた効果を奏する。
本実施形態は、CSMA/CAにより、複数デバイスで帯域を共有する無線LANシステムにおいて、無線LANチップのみで取得可能な値を用いて、同一帯域を使用する他のシステムの干渉を検知する。すなわち、2.4GHz帯において、無線LANシステムと干渉する無線LAN以外の無線システムや、例えば、電子レンジ、無線監視カメラ、Bluetooth(登録商標)等の電子機器を、無線LANモジュールで取得可能な値のみを利用して検知する。
図1は、本実施形態に係る非無線LAN検知端末の概略構成を示す図である。この非無線LAN検知端末1は、非無線LAN検知を無線LANチップのみで行なうための構成を採る。すなわち、アンテナ2と、無線LANモジュール3と、観測データ蓄積部4と、非無線LAN干渉判定部5とを備える。また、非無線LAN検知端末1は、判定結果表示部6を備えている。
図2は、この非無線LAN検知端末1の動作を示すシーケンスチャートである。無線LANモジュール3が、キャプチャ情報を獲得すると、観測データ蓄積部4は、キャプチャ情報を蓄積する。非無線LAN判定部5は、観測データ蓄積部4に対してキャプチャ情報の要求を行なうと、観測データ蓄積部4は、キャプチャ情報を非無線LAN干渉判定部5にキャプチャ情報を出力する。非無線LAN干渉判定部5は、非無線LANの干渉の有無をチャネルごとに判定し、その判定結果を判定結果表示部6に表示する。
図3は、本実施形態に係る非無線LAN干渉回避ステーションの概略構成を示す図である。この非無線LAN干渉回避ステーション10は、アンテナ20と、無線LANモジュール30と、観測データ蓄積部40と、非無線LAN干渉判定部50と、チャネル品質評価部60と、を備えている。この非無線LAN干渉回避ステーション10において、非無線LAN検知機能によって非無線LANシステムからの干渉が発生している無線LANチャネルを識別することによって、非無線LAN干渉の影響がないチャネルを使用している無線LANアクセスポイントに接続することができる。
図4は、非無線LAN干渉回避ステーションの動作を示すシーケンスチャートである。無線LANモジュール30が、キャプチャ情報を取得し、観測データ蓄積部40がキャプチャ情報を蓄積する。非無線LAN干渉判定部50がキャプチャ情報の要求を観測データ蓄積部40に対して行なうと、観測データ蓄積部40は、キャプチャ情報を非無線LAN干渉判定部にキャプチャ情報を出力する。非無線LAN干渉判定部50が非無線LANの無線信号の存在の有無を判定し、判定結果をチャネル品質評価部60に出力する。チャネル品質評価部60は、チャネル品質に基づいて、接続すべき無線LANのアクセスポイントを示す情報を無線LANモジュール30に出力する。無線LANモジュール30は、接続すべき無線LANアクセスポイントに接続する。
すなわち、無線LANモジュールにおる品質測定において、無線LANパケットを測定対象とすることなく、非無線LAN干渉の検知に必要な機能に限定して観測を行なうことによって処理負荷を減らすことが可能である。また、自ノード宛の無線LANパケットのみから判定を行なうことによって、無線LANステーションとしての通常のデータ通信と非無線LANセンシングを同時実行可能となる。
無線LANステーションにおいて、接続するアクセスポイント(AP)を選択する際に、周辺で送受信される無線LANパケットのみから無線LAN品質を推定する技術を用いて無線LANアクセスポイント毎のスループットを推定することができる。その後、本発明の非無線LAN干渉検知機能による非無線LAN結果をあわせて考慮することにより、高いスループットが期待でき、かつ、他のシステムからの干渉がないと推定される、高い無線通信品質が期待できるチャネルを使用するAPを識別することができる。
なお、無線LANモジュール以外に、セルラモジュールを備えるモバイル端末においては、特許文献2による無線LANスループット推定および、本発明の非無線LANセンシングの結果、セルラ網に期待できる無線品質より高い品質が無線LANシステムに期待できない場合には、セルラ網を選択し高い無線品質で通信することができる。
また、無線LANアクセスポイントにおいて、非無線LAN干渉機能によって干渉が存在するチャネルを識別することにより、非無線LANからの干渉を受けないチャネルを利用するよう自動設定する機能を備えることが可能である。自ノード宛のパケットからのみセンシングを行なってもよいし、通信用の無線LANモジュールに加えてセンシング用の無線LANモジュールを追加で備え、センシング用のモジュールはパケットキャプチャ専用として用いてもよい。また、通信用のモードとセンシング用のモードを切り替えることにより、無線LANモジュール1つのみで、詳細なセンシングと通信を両立してもよい。
以上のような本実施形態に係る無線LAN通信装置は、無線LANのチップのみで取得可能な以下の値の変化から非無線LANシステムの干渉を検知する。
・再送パケットの比率
・FCSエラーのパケット比率
・データレート
・送受信される無線LANパケット数
・beacon受信間隔
・再送パケットの比率
・FCSエラーのパケット比率
・データレート
・送受信される無線LANパケット数
・beacon受信間隔
各パラメータの値の取得は、無線LANチップを通信モードとは異なるパケットキャプチャのためのモードに変更し、無線区間のパケットをキャプチャしレイヤ2(MAC層)までの情報を取得することによって行なう。そして、各パラメータに着目し、独立に無線LANシステム以外の干渉の有無を推定する。各パラメータにおいて得られた結果を用いて、総合的に判断することによって非無線LANからの干渉が無線LANに影響を与えているか、否かを判定する。
(1)再送パケット比率を用いる場合の判定方法
以下の数式を用いて、値を計算する。事前に設定した閾値を以下の値が超える場合には、非無線LAN干渉がある、と判定する。
以下の数式を用いて、値を計算する。事前に設定した閾値を以下の値が超える場合には、非無線LAN干渉がある、と判定する。
再送パケットであるか否かについては、無線LANフレームに含まれる、再送パケットか否かを表す、リトライフラグ部の値によって判定する。あるチャネルにおいて、センシング間隔Tだけパケットキャプチャするごとに、再送パケット比率の値が1つ得られる。
これを再送パケット比率の瞬時値となる。図5は、センシング間隔と瞬時値を示す図である。図5に示すように、最新の値がakであるとすると、センシング間隔Tごとに瞬時値が得られる。他の無線LANモジュールから得られる要素に着目したときの判定においても、センシング間隔Tと瞬時値の関係は同様である。
判定においては、過去、複数個の瞬時値を用いる。例えば、K個の瞬時値を用いて判定する。Kの値は事前に定めておく。このK個の瞬時値を前半部と後半部の2つに分類する。分割する位置は、判定に用いる瞬時値の個数K個と同様に事前に指定しておく。前半部の統計量と、後半部の統計量を比較することで判定を行なう。統計量とは、例えば平均値や中央値である。
前半部と後半部の統計量が以下の不等式を満たすとき、非無線LANによる干渉によって無線LANシステムが送受信する信号の再送パケットが増加したとみなし、非無線LAN干渉が存在すると判定する。
(2)FCSエラーのパケットを用いる場合の判定方法
以下の数式を用いて、値を計算する。事前に設定した閾値を以下の値が超える場合には、非無線LAN干渉がある、と判定する。
以下の数式を用いて、値を計算する。事前に設定した閾値を以下の値が超える場合には、非無線LAN干渉がある、と判定する。
FCSエラーのパケットについては、パケットをキャプチャするモードに設定された無線LANチップから取得可能である。あるチャネルにおいて、一定時間パケットキャプチャするごとに、FCSエラーパケット比率の値が1つ得られる。これを瞬時値とする。判定においては過去、複数個の瞬時値を用いる。例えば、K個の瞬時値を用いて判定するとする。Kの値は、事前に定めておく。このK個の瞬時値を前半部と後半部の2つに分類する。分割する位置は判定に用いる瞬時値の個数K個と同様に事前に指定しておく。前半部の統計量と、後半部の統計量を比較することで判定を行なう。統計量とは、例えば平均値や中央値である。前半部と後半部の統計量が以下の不等式を満たすとき、非無線LANによる干渉によって無線LANシステムが送受信するパケットにエラーとなったものが増加したとみなし、非無線LAN干渉が存在すると判定する。
(3)データレートを用いる場合の判定方法
以下の数式を用いて、値を計算する。パケットキャプチャ時に、パケット毎に得られるデータレートの統計量を記録する。例えば平均値や中央値である。あるチャネルにおいて、一定時間パケットキャプチャするごとに、データレートの統計量が1つ得られる。これを瞬時値とする。判定においては過去、複数個の瞬時値を用いる。例えば、K個の瞬時値を用いて判定するとする。Kについては、事前に定めておく。このK個の瞬時値を前半部と後半部の2つに分類する。分割する位置は判定に用いる瞬時値の個数K個と同様に事前に指定しておく。前半部の統計量と、後半部の統計量を比較することで判定を行なう。統計量とは、例えば平均値や中央値である。
以下の不等式が満たされるとき、非無線LANの干渉によって、データレートが低下したと見なし、非無線LAN干渉が生じていると判定する。閾値は事前に定めておく。
以下の数式を用いて、値を計算する。パケットキャプチャ時に、パケット毎に得られるデータレートの統計量を記録する。例えば平均値や中央値である。あるチャネルにおいて、一定時間パケットキャプチャするごとに、データレートの統計量が1つ得られる。これを瞬時値とする。判定においては過去、複数個の瞬時値を用いる。例えば、K個の瞬時値を用いて判定するとする。Kについては、事前に定めておく。このK個の瞬時値を前半部と後半部の2つに分類する。分割する位置は判定に用いる瞬時値の個数K個と同様に事前に指定しておく。前半部の統計量と、後半部の統計量を比較することで判定を行なう。統計量とは、例えば平均値や中央値である。
以下の不等式が満たされるとき、非無線LANの干渉によって、データレートが低下したと見なし、非無線LAN干渉が生じていると判定する。閾値は事前に定めておく。
(4)送受信される無線LANパケット数を用いる場合の判定方法
以下の数式を用いて、値を計算する。パケットキャプチャ時に、パケット毎に得られる無線LANパケット数を記録する。例えば平均値や中央値である。あるチャネルにおいて、一定時間パケットキャプチャするごとに、無線LANパケット数のデータが1つ得られる。これを瞬時値とする。判定においては過去、複数個の瞬時値を用いる。例えば、K個の瞬時値を用いて判定するとする。Kの値は、事前に定めておく。このK個の瞬時値を前半部と後半部の2つに分類する。分割する位置は判定に用いる瞬時値の個数K個と同様に事前に指定しておく。前半部の統計量と、後半部の統計量を比較することで判定を行なう。統計量とは、例えば平均値や中央値である。以下の不等式が満たされるとき、非無線LANの干渉によって無線LANシステムがパケットを送受信可能な時間が減少したと見なして、非無線LAN干渉が存在すると判定する。
以下の数式を用いて、値を計算する。パケットキャプチャ時に、パケット毎に得られる無線LANパケット数を記録する。例えば平均値や中央値である。あるチャネルにおいて、一定時間パケットキャプチャするごとに、無線LANパケット数のデータが1つ得られる。これを瞬時値とする。判定においては過去、複数個の瞬時値を用いる。例えば、K個の瞬時値を用いて判定するとする。Kの値は、事前に定めておく。このK個の瞬時値を前半部と後半部の2つに分類する。分割する位置は判定に用いる瞬時値の個数K個と同様に事前に指定しておく。前半部の統計量と、後半部の統計量を比較することで判定を行なう。統計量とは、例えば平均値や中央値である。以下の不等式が満たされるとき、非無線LANの干渉によって無線LANシステムがパケットを送受信可能な時間が減少したと見なして、非無線LAN干渉が存在すると判定する。
(5)beacon受信間隔を用いる場合の判定方法
以下の数式を用いて、値を計算する。パケットキャプチャ時に周辺にある無線LANのアクセスポイント(AP)のうち、例えば、受信信号強度が最大のAPに着目してそのAPのbeacon受信間隔を観測する。着目するAPの選定基準については、例えば、APに接続する無線LAN端末(STA)の数が最小であるAP、というようにRSSI以外の基準でもよい。判定は、過去K個分のbeacon受信間隔のデータを用いて行なう。Kの値は事前に定めておく。K個分のbeacon受信間隔のデータのうち、s以上t以下の個数をa個とする。sとtの値は事前に定める。aの値が以下の不等式を満たすとき、一定間隔毎に送信されるよう定められている無線LAN APのbeacon信号がCSMA/CAの機能により非無線LANによる干渉を避けて送信されているとして、非無線LANの干渉が存在すると判定する。
以下の数式を用いて、値を計算する。パケットキャプチャ時に周辺にある無線LANのアクセスポイント(AP)のうち、例えば、受信信号強度が最大のAPに着目してそのAPのbeacon受信間隔を観測する。着目するAPの選定基準については、例えば、APに接続する無線LAN端末(STA)の数が最小であるAP、というようにRSSI以外の基準でもよい。判定は、過去K個分のbeacon受信間隔のデータを用いて行なう。Kの値は事前に定めておく。K個分のbeacon受信間隔のデータのうち、s以上t以下の個数をa個とする。sとtの値は事前に定める。aの値が以下の不等式を満たすとき、一定間隔毎に送信されるよう定められている無線LAN APのbeacon信号がCSMA/CAの機能により非無線LANによる干渉を避けて送信されているとして、非無線LANの干渉が存在すると判定する。
(6)総合判断の方法
各パラメータに対して独立に得られた、干渉有無の判定結果を総合して、干渉の有無を判定する。判定においては以下の2通りの式のうち、どちらかを用いる。
(A)論理式(ブール代数)
(B)加重平均
各パラメータに対して独立に得られた、干渉有無の判定結果を総合して、干渉の有無を判定する。判定においては以下の2通りの式のうち、どちらかを用いる。
(A)論理式(ブール代数)
(B)加重平均
上記、2通りの数式の要素となるのは、
・再送パケットの比率
・FCSエラーのパケット比率
・データレート
・送受信される無線LANパケット数
・beacon受信間隔
の5つの要素から独立に得られた判定結果である。判定結果は、0か1の数値で得られる。0が干渉なし、1が干渉あり、と判定されたことを示す。なお、これらは例示であり、本発明は5つの要素に限定されるわけではない。
・再送パケットの比率
・FCSエラーのパケット比率
・データレート
・送受信される無線LANパケット数
・beacon受信間隔
の5つの要素から独立に得られた判定結果である。判定結果は、0か1の数値で得られる。0が干渉なし、1が干渉あり、と判定されたことを示す。なお、これらは例示であり、本発明は5つの要素に限定されるわけではない。
以下、上記(A)および(B)の判定方法を示す。上記5つの要素を、それぞれ、
・retry
・FCS
・DataRate
・PacketNum
・beaconInterval
で結果の数値を表すとする。
・retry
・FCS
・DataRate
・PacketNum
・beaconInterval
で結果の数値を表すとする。
(A)論理式(ブール代数)
論理式における判定例を以下に示す。判定のための論理式をあらかじめ定義する。例えば
{(retry)∧(FCS)}∨{(DataRate) ∧(PacketNum)} ∨(beaconInterval)
とする。
retry=1、
FCS=0、
DataRate=0、
PacketNum=1、
beaconInterval=1であれば、
(1∧0) ∨(0∧1) ∨1=1
となり、非無線LANによる干渉が存在すると判定する。論理式においては、すべての要素を式に含める必要はない。
論理式における判定例を以下に示す。判定のための論理式をあらかじめ定義する。例えば
{(retry)∧(FCS)}∨{(DataRate) ∧(PacketNum)} ∨(beaconInterval)
とする。
retry=1、
FCS=0、
DataRate=0、
PacketNum=1、
beaconInterval=1であれば、
(1∧0) ∨(0∧1) ∨1=1
となり、非無線LANによる干渉が存在すると判定する。論理式においては、すべての要素を式に含める必要はない。
(B)加重平均
加重平均を用いる場合の判定例を以下に示す。まず、判定に用いる加重平均を求める式を以下の式のように定義する。
加重平均を用いる場合の判定例を以下に示す。まず、判定に用いる加重平均を求める式を以下の式のように定義する。
最小値=0、最大値=1である。重みをゼロとすることにより、ある要素を考慮しない設定とすることが可能である。上記の加重平均値を求める式における重みとともに、判定のための閾値を事前に設定しておく。加重平均値が閾値を超えるとき、非無線LANの干渉が存在すると判定する。以下、判定例を示す。
これにより、加重平均の値が平均値を超えていることがわかる。よって、非無線LAN干渉が存在すると判定する。
1 非無線LAN検知端末
3 無線LANモジュール
4 観測データ蓄積部
5 非無線LAN干渉判定部
6 判定結果表示部
10 非無線LAN干渉回避ステーション
20 アンテナ
30 無線LANモジュール
40 観測データ蓄積部
50 非無線LAN干渉判定部
60 チャネル品質評価部
3 無線LANモジュール
4 観測データ蓄積部
5 非無線LAN干渉判定部
6 判定結果表示部
10 非無線LAN干渉回避ステーション
20 アンテナ
30 無線LANモジュール
40 観測データ蓄積部
50 非無線LAN干渉判定部
60 チャネル品質評価部
Claims (9)
- 無線LAN(Local Area Network)の無線信号と干渉する非無線LANの無線信号を検出する無線LAN通信装置であって、
無線LANの無線信号を送信または受信する無線LANモジュールと、
無線LANによる通信を確立するための情報または無線LANの通信状態を示す情報を蓄積する蓄積部と、
前記蓄積された情報を用いて非無線LANの無線信号の存在を判定する非無線LAN干渉判定部と、を備えることを特徴とする無線LAN通信装置。 - 前記非無線LAN干渉判定部は、再送パケットの比率を示す情報、FCS(Frame Check Sequence)エラーのパケット比率を示す情報、データレートを示す情報、前記無線LANモジュールで送受信される無線LANパケット数を示す情報、およびビーコンの受信間隔を示す情報を用いて非無線LANの無線信号の存在を判定することを特徴とする請求項1記載の無線LAN通信装置。
- 前記非無線LAN干渉判定部は、前記各情報と、予め定義された論理式または加重平均算出式とを用いて算出した値に基づいて、前記非無線LANの無線信号の存在を判定することを特徴とする請求項2記載の無線LAN通信装置。
- 前記判定の結果、前記非無線LANの無線信号が存在しないチャネルまたは前記非無線LANの無線信号による干渉量が一定の閾値以下であるチャネルを選択して通信を行なうことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の無線LAN通信装置。
- セルラシステムの無線信号を送信および受信するセルラモジュールを更に備え、
前記判定の結果、前記非無線LANの無線信号による干渉量が一定の閾値を超える場合は、前記無線LANモジュールから前記セルラモジュールに切り替えて通信を継続することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の無線LAN通信装置。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載の無線LAN通信装置を備えることを特徴とする無線LANステーション。
- 請求項1から請求項5のいずれかに記載の無線LAN通信装置を備えることを特徴とする無線LANアクセスポイント。
- 無線LAN(Local Area Network)の無線信号と干渉する非無線LANの無線信号を検出して無線通信を行なう通信方法であって、
無線LANの無線信号を送信または受信するステップと、
無線LANによる通信を確立するための情報または無線LANの通信状態を示す情報を蓄積するステップと、
前記蓄積された情報を用いて非無線LANの無線信号の存在を判定するステップと、を少なくとも含むことを特徴とする通信方法。 - 無線LAN(Local Area Network)の無線信号と干渉する非無線LANの無線信号を検出して無線通信を行なう無線LAN通信装置のプログラムであって、
無線LANの無線信号を送信または受信する処理と、
無線LANによる通信を確立するための情報または無線LANの通信状態を示す情報を蓄積する処理と、
前記蓄積された情報を用いて非無線LANの無線信号の存在を判定する処理と、の一連の処理をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012073955A JP2013207523A (ja) | 2012-03-28 | 2012-03-28 | 無線lan通信装置、無線lanステーション、無線lanアクセスポイント、通信方法およびプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2012073955A Pending JP2013207523A (ja) | 2012-03-28 | 2012-03-28 | 無線lan通信装置、無線lanステーション、無線lanアクセスポイント、通信方法およびプログラム |
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JP7505333B2 (ja) | 2020-08-28 | 2024-06-25 | 日本電気株式会社 | 分析装置、モニタ装置、分析システム、干渉判定方法、及びプログラム |
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2012
- 2012-03-28 JP JP2012073955A patent/JP2013207523A/ja active Pending
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