JP7114952B2 - Communication system and method of controlling communication system - Google Patents
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Description
本発明は、通信システム、及び通信システムの制御方法に関する。 The present invention relates to a communication system and a method of controlling a communication system.
電波の直進性が高く、通信範囲が比較的狭いミリ波(60GHz)帯を用いて高速にデータ伝送を行う無線通信の規格としてIEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11adが知られている。 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11ad is known as a standard for wireless communication that performs high-speed data transmission using the millimeter wave (60 GHz) band, which has high straightness of radio waves and a relatively narrow communication range. .
また、複数のクラスタに分割されたマルチホップネットワークにおいて、各クラスタのクラスタヘッドの候補を、クラスタヘッドの候補間の距離に基づいて変更することにより、クラスタサイズの差を少なくする技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
Also, in a multi-hop network divided into a plurality of clusters, a technique is known for reducing the difference in cluster size by changing the cluster head candidates of each cluster based on the distance between the cluster head candidates. (See
ミリ波無線通信でサブネットワークを形成する複数の中継端末と、ミリ波無線通信でサブネットワークに接続する接続端末とを用いて、データをマルチホップ通信する通信システムが考えられる。このような通信システムでは、指向性の強い電波を用いて端末間の通信を行うため、各サブネットワークに接続可能な端末の数が制限され、各サブネットワークに接続されている端末の数に偏りがあると、通信システムの接続性や利便性が低下してしまう場合がある。 A communication system that performs multi-hop communication of data using a plurality of relay terminals that form a subnetwork by millimeter wave wireless communication and a connection terminal that connects to the subnetwork by millimeter wave wireless communication is conceivable. In such a communication system, since radio waves with strong directivity are used for communication between terminals, the number of terminals that can be connected to each subnetwork is limited, and the number of terminals connected to each subnetwork is uneven. If there is, the connectivity and convenience of the communication system may decrease.
また、このような通信システムでは、中継端末と接続端末とで端末の構成が異なるため、例えば、特許文献1に開示された技術をそのまま適用することはできない。
In addition, in such a communication system, since the relay terminal and the connection terminal have different terminal configurations, for example, the technique disclosed in
本発明の実施の形態は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、指向性を有する電波でサブネットワークを形成する中継装置と、サブネットワークに接続する接続端末とを用いてデータをマルチホップ通信する通信システムの接続性や利便性を向上させる。 Embodiments of the present invention have been made in view of the above problems, and data are transmitted using a relay device that forms a subnetwork with radio waves having directivity and a connection terminal that is connected to the subnetwork. Improve the connectivity and convenience of multi-hop communication systems.
上記課題を解決するため、本発明の一実施形態に係る通信システムは、複数の中継端末と、複数の接続端末と、通信管理装置とを含む通信システムであって、前記中継端末は、
第1の無線通信のアクセスポイントとして機能し、前記第1の無線通信のサブネットワークを形成する第1の通信部と、前記第1の無線通信のステーションとして機能し、他の中継端末が形成する前記サブネットワークに接続する第2の通信部と、前記通信管理装置と第2の無線通信を行う第3の通信部と、前記第2の無線通信で前記通信管理装置から通知される、前記第1の無線通信の通信経路に関する指示に基づいて、前記第1の通信部、及び前記第2の通信部のうち、一方の通信部で受信したデータを、他方の通信部で他の中継端末、又は前記エッジノードに転送するデータ転送部と、前記第1の通信部が形成する前記サブネットワークに接続する前記接続端末を管理する接続端末管理部と、を有し、前記接続端末は、前記第1の無線通信のステーションとして機能し、前記サブネットワークに接続する第4の通信部を有し、前記通信管理装置は、前記中継端末と前記第2の無線通信を行う第5の通信部と、前記第2の無線通信を用いて、前記複数の中継端末から、各中継端末に接続している前記接続端末の数を取得する情報取得部と、前記情報取得部が取得した前記接続端末の数の最大値と最小値との差が閾値以上である場合、前記第2の無線通信を用いて、前記接続端末の数が最大の前記中継端末に対して、当該中継端末に接続する前記接続端末の数を減少させる処理の実行を指示する制御情報を送信する中継端末管理部と、を有する。
In order to solve the above problems, a communication system according to an embodiment of the present invention is a communication system including a plurality of relay terminals, a plurality of connection terminals, and a communication management device , wherein the relay terminals are:
A first communication unit that functions as an access point for the first wireless communication and forms a subnetwork for the first wireless communication, and another relay terminal that functions as a station for the first wireless communication and forms a relay terminal. a second communication unit that connects to the subnetwork; a third communication unit that performs second wireless communication with the communication management device; data received by one of the first communication unit and the second communication unit based on an instruction relating to a communication path for wireless communication, and transmitting data received by the other communication unit to another relay terminal; or a data transfer unit that transfers data to the edge node; and a connection terminal management unit that manages the connection terminal connected to the subnetwork formed by the first communication unit; a fourth communication unit that functions as one wireless communication station and is connected to the subnetwork; the communication management device includes a fifth communication unit that performs the second wireless communication with the relay terminal; an information acquiring unit for acquiring the number of the connected terminals connected to each relay terminal from the plurality of relay terminals using the second wireless communication; and the number of the connected terminals acquired by the information acquiring unit. is equal to or greater than a threshold, the connection terminal connected to the relay terminal having the largest number of connection terminals is determined using the second wireless communication. and a relay terminal management unit that transmits control information for instructing execution of processing for reducing the number of terminals.
本発明の一実施形態によれば、指向性を有する電波でサブネットワークを形成する中継装置と、サブネットワークに接続する接続端末とを用いてデータをマルチホップ通信する通信システムの接続性や利便性を向上させることができる。 According to one embodiment of the present invention, the connectivity and convenience of a communication system that performs multi-hop communication of data using a relay device that forms a subnetwork with radio waves having directivity and a connection terminal that connects to the subnetwork. can be improved.
以下に、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
<ミリ波無線通信システムの概要>
本発明の実施形態について説明する前に、本発明の各実施形態に関連するミリ波無線通信システムの概要について説明する。
<Overview of millimeter-wave wireless communication system>
Before describing embodiments of the present invention, an outline of a millimeter wave wireless communication system related to each embodiment of the present invention will be described.
ミリ波無線通信システムは、電波の直進性が高く、通信範囲が比較的狭いミリ波(60GHz)帯を用いて高速にデータ伝送を行う無線通信システムである。ここでは、ミリ波無線通信システムが、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11adに準拠する無線通信システムであるものとして以下の説明を行う。なお、IEEE802.11adは、本実施形態に係るミリ波無線通信システムの一例である。 A millimeter-wave wireless communication system is a wireless communication system that performs high-speed data transmission using a millimeter-wave (60 GHz) band, in which radio waves are highly rectilinear and have a relatively narrow communication range. Here, the following description will be given assuming that the millimeter wave wireless communication system is a wireless communication system conforming to IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11ad. Note that IEEE802.11ad is an example of a millimeter-wave wireless communication system according to this embodiment.
(ネットワーク構成)
IEEE802.11adに準拠するミリ波無線通信システムは、電波の直進性が高く、通信範囲が比較的狭いミリ波(60GHz)帯を使用して通信を行い、チャネル当たり2.16GHzの広帯域を利用することにより、高速なデータ通信を実現する。
(network configuration)
A millimeter-wave wireless communication system that conforms to IEEE802.11ad communicates using the millimeter-wave (60 GHz) band, which has a relatively narrow communication range with high straightness of radio waves, and uses a wide band of 2.16 GHz per channel. This enables high-speed data communication.
また、ミリ波帯では、電波の伝搬損失が大きくなるので、ミリ波無線通信システムでは、アンテナ利得を大きくするため、電波のビーム方向を絞って電波の送受信を行うビームフォーミング技術が用いられる。そのため、ミリ波無線通信システムの通信部は、基本的に、複数の通信装置と同時に通信することは困難である。 In addition, since the propagation loss of radio waves increases in the millimeter wave band, in order to increase the antenna gain in the millimeter wave wireless communication system, a beamforming technique is used in which radio waves are transmitted and received by narrowing the beam direction of the radio waves. Therefore, it is basically difficult for the communication unit of the millimeter wave wireless communication system to communicate with a plurality of communication devices at the same time.
そのため、ミリ波無線通信システムでは、無線多重方式として、従来の無線LAN(Local Area Network)システムで用いられているCSMA/CA方式に代えて、TDMA(Time Division Multiple Access)方式の通信プロトコルが用いられる。 Therefore, in the millimeter-wave wireless communication system, a communication protocol of the TDMA (Time Division Multiple Access) method is used as the wireless multiplexing method instead of the CSMA/CA method used in the conventional wireless LAN (Local Area Network) system. be done.
ミリ波無線通信システムでは、AP(Access Point)と呼ばれるコーディネータ装置が、BSS(Basic Service Set)と呼ばれるネットワークセルを形成し、TDMAプロトコルにおけるタイムスロットの管理を行う。 In a millimeter wave wireless communication system, a coordinator device called AP (Access Point) forms a network cell called BSS (Basic Service Set) and manages time slots in the TDMA protocol.
図1、2は、一実施形態に係るミリ波無線通信システムについて説明するための図である。図1(a)は、ミリ波無線通信システムのネットワークセルであるBSS100を形成するAP110と、STA(Station)120とが、ミリ波無線通信130で通信を行う1対1のネットワーク構成の例を示している。図1(a)の例では、AP110が、TDMAプロトコルにおけるタイムスロットの管理を行い、例えば、所定の時間間隔でビーコンフレームを送信する。
1 and 2 are diagrams for explaining a millimeter wave wireless communication system according to an embodiment. FIG. 1(a) shows an example of a one-to-one network configuration in which an AP 110 forming a
図1(b)は、BSS100を形成するAP110と、複数のSTA120-1~120-3とが、ミリ波無線通信130で通信を行うスター型のネットワーク構成の例を示している。図1(b)の例においても、AP110が、TDMAプロトコルにおけるタイムスロットの管理を行い、例えば、所定の時間間隔でビーコンフレームを送信する。
FIG. 1(b) shows an example of a star-shaped network configuration in which an AP 110 forming a
IEEE802.11adでは、図1(a)、(b)に示すネットワーク構成に加えて、図2(a)に示すように、PCPと呼ばれるコーディネータ装置によって形成されるPBSS(Personal Basic Service Set)200と呼ばれるネットワーク構成が定義されている。PBSS200では、STA120-1~120-3は、PCP201を介して、他のSTAと通信することもできるし、PCP201を介さずに、他のSTAと通信することもできる。 In IEEE802.11ad, in addition to the network configurations shown in FIGS. 1A and 1B, a PBSS (Personal Basic Service Set) 200 formed by a coordinator device called PCP and A network configuration called In PBSS200, STAs 120-1 to 120-3 can communicate with other STAs via PCP201, and can communicate with other STAs without PCP201.
(タイムスロットの構成)
図2(b)は、一実施形態に係るタイムスロットの例を示す図である。図2(b)は、AP110が管理するTDMAプロトコルにおけるタイムスロットの割り当てを示している。AP110が管理するTDMAプロトコルのタイムスロットは、図2(b)に示すように、BHI(Beacon Header Interval)と、DTI(Data Transfer Interval)とを含む。
(Time slot configuration)
FIG. 2(b) is a diagram illustrating an example of time slots according to one embodiment. FIG. 2(b) shows allocation of time slots in the TDMA protocol managed by AP 110. FIG. The time slot of the TDMA protocol managed by the AP 110 includes BHI (Beacon Header Interval) and DTI (Data Transfer Interval), as shown in FIG. 2(b).
BHIは、BTI(Beacon Transmission Interval)、A-BFT(Association Beamforming Training)、及びATI(Announcement Transmission Interval)を含む。 BHI includes BTI (Beacon Transmission Interval), A-BFT (Association Beamforming Training), and ATI (Announcement Transmission Interval).
BTIは、AP110がビーコンフレームを送信する期間である。A-BFTは、ビームフォーミングのトレーニング期間である。ATIは、AP110と、STA120-1~120-3との間で、管理情報、制御情報等を送受信するための期間である。 BTI is the period during which AP 110 transmits a beacon frame. A-BFT is the beamforming training period. ATI is a period for transmitting and receiving management information, control information, etc. between AP 110 and STAs 120-1 to 120-3.
DTIは、CBAP(Contention Based Access Period)、及びSP(Service Period)を含む。 DTI includes CBAP (Contention Based Access Period) and SP (Service Period).
CBAPは、AP110と複数のSTA120とが競合して通信を行うために割り当てられる競合期間である。SPは、AP110と1つのSTA120との間で通信するために割り当てられる専用期間である。
CBAP is a contention period allocated for the AP 110 and a plurality of
AP110は、BTIにおいて、AP110が形成する複数のビームパターンであるアンテナセクタの数だけ、ビーコンフレームを送信する。一方、STA120-1~120-3は、無指向アンテナもしくは準無指向アンテナに設定してAPから送信される全てのビーコンフレームを受信し、最も受信品質の良いアンテナセクタを示す情報を、AP110にフィードバックする。これにより、AP110は、各STA120-1~120-3に対して、アンテナセクタを利用して、通信すれば良いかを把握することができる。
The AP 110 transmits as many beacon frames as the number of antenna sectors, which are multiple beam patterns formed by the AP 110, in the BTI. On the other hand, STAs 120-1 to 120-3 receive all beacon frames transmitted from the AP by setting omnidirectional antennas or semi-omnidirectional antennas, and send information indicating the antenna sector with the best reception quality to
(ビームフォーミング)
ここでは、ビームフォーミング技術の一例として、SLS(Sector Level Sweep)について、概要のみ説明する。
(beam forming)
Here, as an example of beamforming technology, SLS (Sector Level Sweep) will be described only in outline.
SLSにはTXSS(Tx Sector Sweep)とRXSS(Rx Sector Sweep)との2種類がある。TXSSは、送信時に利用するアンテナセクタを決定するためのビームフォーミングトレーニングであり、RXSSは受信時に利用するアンテナセクタを決定するためのビームフォーミングトレーニングである。 There are two types of SLS: TXSS (Tx Sector Sweep) and RXSS (Rx Sector Sweep). TXSS is beamforming training for determining an antenna sector to be used for transmission, and RXSS is beamforming training for determining an antenna sector to be used for reception.
図3は、一実施形態に係るビームフォーミングの例について説明するための図である。図3の例では、説明を容易にするため、AP110が形成する複数のビームパターンであるアンテナセクタのうち、セクタ1~4の4つのアンテナセクタのみを示している。
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of beamforming according to an embodiment. In the example of FIG. 3, only four antenna sectors,
TXSSにおいて、AP110は、アンテナ301から複数のビームパターン303の各セクタ(セクタ1~4)を切り替えて、順次に所定のパケットを送信することにより、BSS300を形成している。一方、STA120は、アンテナ302を、無指向アンテナもしくは準無指向アンテナに設定して、AP110から送信されるパケットを受信し、最も受信品質の良いアンテナセクタを示す情報を、AP110にフィードバックする。
In TXSS,
RXSSでは、上記TXSSと逆方向のビームフォーミングトレーニングシーケンスが実行され、TXSS、及びRXSSが完了すると、AP110とSTA120との間で、ミリ波無線通信による電波の送受信ができるようになる。
In RXSS, a beamforming training sequence in the opposite direction to TXSS is executed, and when TXSS and RXSS are completed, radio waves can be transmitted and received between
<システム構成>
続いて、本実施形態に係る通信システムの構成について説明する。
<System configuration>
Next, the configuration of the communication system according to this embodiment will be described.
図4は、一実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。通信システム400は、例えば、複数のホッピングノード401-1~401-5、1つ以上のエッジノード402-1~402-7、及び通信管理装置403を含む。なお、以下の説明の中で複数のホッピングノード401-1~401-5のうち、任意のホッピングノードを示す場合、「ホッピングノード401」を用いる。また、1つ以上のエッジノード402-1~402-7のうち、任意のエッジノードを示す場合、「エッジノード402」を用いる。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a communication system according to one embodiment. The
ホッピングノード(中継端末)401は、ミリ波無線通信のAPとして機能する第1の通信部、ミリ波無線通信のSTAとして機能する第2の通信部、及び無線LAN通信を行う第3の通信部とを備える通信装置である。なお、ミリ波無線通信は、指向性を有する電波を用いてマルチホップ通信を行う第1の無線通信の一例である。また、無線LAN通信は、第1の無線通信より通信範囲が広い第2の無線通信の一例である。 A hopping node (relay terminal) 401 includes a first communication unit that functions as an AP for millimeter wave wireless communication, a second communication unit that functions as an STA for millimeter wave wireless communication, and a third communication unit that performs wireless LAN communication. and a communication device. Note that millimeter wave wireless communication is an example of first wireless communication that performs multi-hop communication using radio waves having directivity. Also, wireless LAN communication is an example of second wireless communication having a wider communication range than first wireless communication.
複数のホッピングノード401-1~401-5は、第1の通信部を用いて、ミリ波無線通信で互いに異なるサブネットワーク(BSS)を形成する。例えば、図4において、ホッピングノード401-1は、サブネットワーク406-1を形成し、ホッピングノード401-2は、サブネットワーク406-2を形成している。また、ホッピングノード401-3は、サブネットワーク406-3を形成しており、他のホッピングノードも、同様にサブネットワークを形成しているものとする。 A plurality of hopping nodes 401-1 to 401-5 form different sub-networks (BSS) in millimeter wave wireless communication using the first communication unit. For example, in FIG. 4, hopping node 401-1 forms subnetwork 406-1 and hopping node 401-2 forms subnetwork 406-2. Hopping node 401-3 forms subnetwork 406-3, and other hopping nodes similarly form subnetwork.
また、ホッピングノード401は、第2の通信部を用いて、他のホッピングノードが形成するサブネットワークに接続することができる。図4の例では、ホッピングノード401-2は、第2の通信部(STA)を用いて、ホッピングノード401-1の第1の通信部(AP)が形成するサブネットワーク406-1に、ミリ波無線通信で接続することができる。また、ホッピングノード401-1は、第2の通信部(STA)により、ホッピングノード401-3の第1の通信部(AP)が形成するサブネットワーク406-3に、ミリ波無線通信で接続することができる。同様にして、ホッピングノード401-3は、第2の通信部(STA)により、ホッピングノード401-4の第1の通信部(AP)が形成するサブネットワークに、ミリ波無線通信で接続することができる。
Also, the hopping
さらに、複数のホッピングノード401-1~401-5は、通信管理装置403と同じ無線LANネットワーク407に含まれ、第3の通信部を用いて、通信管理装置403と無線LAN通信を行うことができる。なお、無線LAN通信のアクセスポイントは、通信管理装置403であっても良いし、別のアクセスポイントを利用するものであっても良い。ここでは、無線LAN通信のアクセスポイントが、通信管理装置403であるものとして、以下の説明を行う。
Furthermore, the plurality of hopping nodes 401-1 to 401-5 are included in the same
エッジノード(接続端末)402は、ミリ波無線通信のSTAとして機能する第4の通信部を備え、エッジノード402が形成する複数のサブネットワークのうち、1つのサブネットワークに接続する通信装置である。図4の例では、エッジノード402-1~402-3は、第4の通信部(STA)を用いて、ホッピングノード401-1の第1の通信部(AP)が形成するサブネットワーク406-1に接続している。
An edge node (connection terminal) 402 is a communication device that includes a fourth communication unit that functions as an STA for millimeter-wave wireless communication, and connects to one subnetwork among a plurality of subnetwork formed by the
また、必須ではないが、エッジノード402は、無線LAN通信を行う通信部をさらに有していても良い。例えば、図4の破線404は、無線LAN通信による装置間の接続関係を示しており、エッジノード402-6は、無線LAN通信により、通信管理装置403と通信可能であることが示されている。同様に、複数のホッピングノード401-1~401-5は、無線LAN通信により、通信管理装置403と通信可能であることが示されている。
Also, although not essential, the
上記の構成において、各ホッピングノード401は、第2の通信部(STA)を用いて、ミリ波無線通信で周辺の通信装置の情報を収集し、収集した情報を、無線LAN通信で通信管理装置403に送信する。
In the above configuration, each hopping
通信管理装置(通信管理端末)403は、各ホッピングノード401から、無線LAN通信で受信した情報を用いて、例えば、図4に実線405で示すような、ミリ波無線通信による装置間の接続関係を管理する。また、通信管理装置403は、ミリ波無線通信によるマルチホップ通信が行われるとき、装置間の接続関係に基づいてデータの通信経路を決定し、通信経路にあるホッピングノード401に、通信経路に関する指示を無線LAN通信で送信する。
A communication management device (communication management terminal) 403 uses information received from each hopping
ホッピングノード401は、通信管理装置403から無線LAN通信で通知された通信経路に関する指示に基づいて、ミリ波無線通信で受信したコンテンツデータを、ミリ波無線通信を用いて他の通信装置に転送する。
The hopping
このように、本実施形態では、ホッピングノード401が2つのミリ波通信部を有し、2つのミリ波通信部を用いてコンテンツデータを転送するので、データ転送の遅延時間を低減させることができる。
As described above, in the present embodiment, the hopping
<ハードウェア構成>
(ホッピングノードのハードウェア構成)
図5(a)は、ホッピングノード401のハードウェア構成の例を示している。ホッピングノード401は、例えば、CPU(Central Processing Unit)511、RAM(Read Only Memory)512、ROM(Read Only Memory)513、ストレージ部514、無線LAN通信装置515、ミリ波無線通信装置516-1、516-2、ランプ517、及びバス518等を有する。
<Hardware configuration>
(Hardware configuration of hopping node)
FIG. 5A shows an example of the hardware configuration of the hopping
CPU511は、ROM513やストレージ部514等に格納されたプログラムやデータをRAM512上に読み出し、処理を実行することで、ホッピングノード401の各機能を実現する演算装置である。RAM512は、CPU511のワークエリア等として用いられる揮発性のメモリである。ROM513は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性のメモリである。
The
ストレージ部514は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Drive)、又はフラッシュROM等のストレージデバイスであり、OS(Operating System)、アプリケーションプログラム、及び各種データ等を記憶する。
The
無線LAN通信装置515は、例えば、IEEE802.11a/b/g/n/ac等の規格に準拠した無線LAN通信を行うための無線通信デバイスであり、例えば、アンテナ、無線部、MAC(Media Access Control)部、及び通信制御部等を含む。
The wireless
ミリ波無線通信装置516-1、516-2は、例えば、IEEE802.11ad等規格に準拠したミリ波無線通信を行うための無線通信デバイスであり、例えば、アンテナ、無線部、MAC部、及び通信制御部等を含む。 The millimeter wave wireless communication devices 516-1 and 516-2 are, for example, wireless communication devices for performing millimeter wave wireless communication conforming to standards such as IEEE802.11ad. Including the control unit, etc.
ランプ517は、例えば、ホッピングノード401の動作状態等を、色の変化や、点灯/点滅等により表示するための発光素子である。バス518は、上記各構成要素に接続され、アドレス信号、データ信号、及び各種制御信号等を伝送する。
The
(エッジノードのハードウェア構成)
図5(b)は、エッジノード402のハードウェア構成の例を示している。エッジノード402は、例えば、CPU521、RAM522、ROM523、ストレージ部524、無線LAN通信装置525、ミリ波無線通信装置526、表示装置527、入力装置528、及びバス529等を有する。このうち、CPU521、RAM522、ROM523、ストレージ部524、無線LAN通信装置525、ミリ波無線通信装置526、バス529等の構成は、ホッピングノード401で説明した各部の構成と同様なので、ここでは説明を省略する。
(Hardware configuration of edge node)
FIG. 5B shows an example of the hardware configuration of the
表示装置527は、表示画面を表示する、例えば、液晶ディスプレイ等の表示デバイスである。入力装置528は、ユーザの入力操作を受付する、例えば、タッチパネルやキーボード等の入力デバイスである。
The
なお、図5に示すエッジノード402の構成は一例であり、エッジノード402は、無線LAN通信装置525を有していなくても良い。
Note that the configuration of the
(通信管理装置のハードウェア構成)
図6は、一実施形態に係る通信管理装置のハードウェア構成の例を示す図である。通信管理装置403は、例えば、CPU601、RAM602、フラッシュROM603、無線LAN通信装置604、及びバス605等を有する。
(Hardware configuration of communication management device)
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a communication management device according to one embodiment; The
CPU601は、フラッシュROM603等に格納されたプログラムを実行することにより、通信管理装置403が有する各機能を実現する演算装置である。RAM602は、CPU511のワークエリア等として用いられる揮発性のメモリである。フラッシュROM603は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる、書き換え可能な不揮発性のメモリである。
The
無線LAN通信装置604は、無線LAN通信を行うための無線通信デバイスである。バス605は、上記各構成要素に接続され、アドレス信号、データ信号、及び各種制御信号等を伝送する。
A wireless
<機能構成>
続いて、各装置の機能構成について説明する。
<Function configuration>
Next, the functional configuration of each device will be described.
(ホッピングノードの機能構成)
図7は、一実施形態に係るホッピングノードの機能構成の例を示す図である。ホッピングノード(中継端末)401は、無線LAN通信部701、ミリ波無線通信部(AP)702、ミリ波無線通信部(STA)703、記憶部704等を有する。また、ホッピングノード401は、通信リンク状態測定部711、情報収集部712、データ転送部713、切断判定部714、エッジノード管理部715、情報転送部716、及び通信管理部717等を有する。さらに、ホッピングノード401は、情報送信部721、情報受信部722、登録要求部723等を有する。
(Functional configuration of hopping node)
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of a hopping node according to one embodiment; A hopping node (relay terminal) 401 has a wireless
無線LAN通信部(第3の通信部)701は、例えば、図5(a)の無線LAN通信装置515、及び図5(a)のCPU511で実行されるプログラム等によって実現される。無線LAN通信部701は、ホッピングノード401を無線LANネットワーク407に接続し、通信管理装置403と無線LAN通信を行う。
The wireless LAN communication unit (third communication unit) 701 is implemented by, for example, a program or the like executed by the wireless
ミリ波無線通信部(AP)702は、例えば、図5(a)のミリ波無線通信装置516-1、及び図5(a)のCPU511で実行されるプログラム等によって実現される。ミリ波無線通信部(AP)702は、ミリ波無線通信のAP(アクセスポイント)として機能し、ミリ波無線通信のサブネットワーク(BSS)を形成する。また、ミリ波無線通信部(AP)702は、形成したサブネットワークに接続するミリ波無線通信のSTAと、ミリ波無線通信でデータの送受信を行う。なお、ミリ波無線通信部(AP)702は第1の通信部の一例である。
The millimeter wave wireless communication unit (AP) 702 is implemented by, for example, programs executed by the millimeter wave wireless communication device 516-1 in FIG. 5A and the
ミリ波無線通信部(STA)703は、例えば、図5(a)のミリ波無線通信装置516-2、及び図5(a)のCPU511で実行されるプログラム等によって実現される。ミリ波無線通信部(STA)703は、ミリ波無線通信のSTA(ステーション)として機能し、他のホッピングノードが形成するミリ波無線通信のサブネットワークに接続する。また、ミリ波無線通信部(STA)703は、サブネットワークを形成する他のホッピングノードと、ミリ波無線通信でデータの送受信を行う。なお、ミリ波無線通信部(STA)703は第2の通信部の一例である。
The millimeter wave wireless communication unit (STA) 703 is implemented by, for example, programs executed by the millimeter wave wireless communication device 516-2 in FIG. 5(a) and the
記憶部704は、例えば、図5(a)のRAM512、ストレージ部514、及び図5(a)のCPU511で実行されるプログラム等によって実現され、例えば、ミリ波無線通信で受信したデータを一時的に記憶するバッファとして機能する。また、記憶部704は、通信管理装置403から通知されるアクセスポイント情報や、ミリ波無線通信部(AP)702が形成するサブネットワークに接続するエッジノード402の情報等、様々な情報を記憶する。
The
通信リンク状態測定部711は、例えば、図5(a)のCPU511で実行されるプログラムによって実現される。通信リンク状態測定部711は、ミリ波無線通信の通信リンク状態を測定する。通信リンク状態には、例えば、受信信号強度、通信スループット、パケットロス率、SQ(Signal Quality)値等の情報が含まれる。なお、以下の説明の中で、通信リンク状態を「通信品質」と呼ぶ場合がある。
The communication link
情報収集部712は、例えば、図5(a)のCPU511で実行されるプログラムによって実現され、ミリ波無線通信で周辺の他の通信装置(ホッピングノード401、エッジノード402)をスキャン(検索)して情報を収集する。
The
例えば、情報収集部712は、通信リンク状態測定部711を用いて、ホッピングノード401の周辺にある他のホッピングノードの識別情報(ホッピングノード番号等)、及び通信リンク状態等の情報を取得する。また、情報収集部712は、通信リンク状態測定部711を用いて、ホッピングノード401の周辺にあるエッジノードの識別情報(エッジノード番号等)、及び通信リンク状態等の情報を取得する。
For example, the
なお、情報収集部712が収集した情報は、例えば、情報送信部721により、無線LAN通信で通信管理装置403に送信される。
The information collected by the
データ転送部713は、例えば、図5(a)のCPU511で実行されるプログラム等によって実現される。データ転送部713は、無線LAN通信で通信管理装置403から通知される通信経路に関する指示に基づいて、ミリ波無線通信(第1の無線通信)で受信したコンテンツデータを、ミリ波無線通信で他の通信装置に転送する。
The
好ましくは、データ転送部713は、ミリ波無線通信部(STA)703でコンテンツデータを受信した場合、ミリ波無線通信部(AP)702を用いて、受信したコンテンツデータを他の通信装置(ホッピングノード401、エッジノード402)に転送する。
Preferably, when the millimeter wave wireless communication unit (STA) 703 receives content data, the
また、データ転送部713は、ミリ波無線通信部(AP)702でコンテンツデータを受信した場合、ミリ波無線通信部(STA)703又はミリ波無線通信部(AP)702を用いて、受信したコンテンツデータを他の通信装置に転送する。
Further, when the millimeter wave wireless communication unit (AP) 702 receives the content data, the
切断判定部714は、例えば、図5(a)のCPU511で実行されるプログラムによって実現され、通信リンク状態測定部711が測定する通信リンク状態に基づいて、ミリ波無線通信の切断を判定する。
The
エッジノード管理部(接続端末管理部)715は、例えば、図5(a)のCPU511で実行されるプログラムによって実現され、ミリ波無線通信部(AP)702が形成するサブネットワークに接続するエッジノード402の管理を行う。例えば、エッジノード管理部715は、ミリ波無線通信部(AP)702が形成するサブネットワークに接続したエッジノード402を、ホッピングノード401に登録し、登録したエッジノード402にIPアドレス等を通知する。
An edge node management unit (connection terminal management unit) 715 is implemented by, for example, a program executed by the
また、エッジノード管理部715は、通信管理装置403から送信される制御情報の受信に応じて、ホッピングノード401に接続する1つ以上のエッジノードに対して、他のホッピングノード401への接続先の変更を指示する指示情報を送信する。
Further, the edge
なお、通信管理装置403から送信される制御情報には、ホッピングノード401に接続するエッジノードの数を減少させる処理(調整)の実行の指示、減少させるホッピングノード401の数、再接続するホッピングノード401の優先度、等の情報が含まれる。
Note that the control information transmitted from the
また、エッジノード管理部715が、エッジノード402に送信する指示情報には、例えば、再接続先するホッピングノード401の優先度の情報等が含まれる。
The instruction information that the edge
情報転送部716は、例えば、図5(a)のCPU511で実行されるプログラムによって実現され、エッジノード402と、通信管理装置403との間で送受信される情報の中継を行う。例えば、情報転送部716は、エッジノード402からの要求に応じて、ミリ波無線通信でエッジノード402から受信した情報を、無線LAN通信で通信管理装置403に転送する。また、情報転送部716は、通信管理装置403からの要求に応じて、無線LAN通信で通信管理装置403から受信した情報を、ミリ波無線通信でエッジノード402に転送する。
The
通信管理部717は、例えば、図5(a)のCPU511で実行されるプログラムによって実現され、図9で後述する通信管理装置403の機能を、ホッピングノード401で実現する。ホッピングノード401は、例えば、起動時等に周辺に利用可能な通信管理装置403の有無を確認し、利用可能な通信管理装置403がない場合、通信管理部717により、通信管理装置403の機能を実行することができる。
The
情報送信部721は、例えば、図5(a)のCPU511で実行されるプログラムによって実現され、無線LAN通信部701を用いて、情報を通信管理装置403に送信する。例えば、情報送信部721は、情報収集部712が収集した周辺の通信装置の情報や、ミリ波無線通信が切断したことを示す切断通知等を、無線LAN通信で通信管理装置403に送信する。
The
情報受信部722は、例えば、図5(a)のCPU511で実行されるプログラムによって実現され、無線LAN通信部701を用いて、通信管理装置403から送信される情報を受信する。例えば、情報受信部722は、無線LAN通信で通信管理装置403から通知される、通信経路に関する指示等の制御情報を受信する。
The
登録要求部723は、例えば、図5(a)のCPU511で実行されるプログラムによって実現される。登録要求部723は、例えば、起動時等に、情報収集部712が収集した周辺の通信装置の情報を含む通信システム400への登録要求を、無線LAN通信で送信する。
The
(エッジノードの機能構成)
図8は、一実施形態に係るエッジノードの機能構成の例を示す図である。エッジノード(接続端末)402は、ミリ波無線通信部(STA)801、データ送信部802、データ受信部803、表示制御部804、操作受付部805、記憶部806、及び通信リンク状態測定部807等を有する。
(Functional configuration of edge node)
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of an edge node according to one embodiment; An edge node (connection terminal) 402 includes a millimeter wave wireless communication unit (STA) 801, a
好ましくは、エッジノード402は、無線LAN通信部811、情報送信部812、及び情報受信部813等を有する。
Preferably, the
ミリ波無線通信部(STA)801は、例えば、図5(b)のミリ波無線通信装置526、及び図5(b)のCPU521で実行されるプログラム等によって実現され、ミリ波無線通信のSTAとして、ミリ波無線通信のサブネットワークに接続する。なお、ミリ波無線通信部(STA)801は、ミリ波無線通信(第1の無線通信)を行う第4の通信部の一例である。
A millimeter wave wireless communication unit (STA) 801 is implemented by, for example, a program or the like executed by the millimeter wave
データ送信部802は、例えば、図5(b)のCPU521で実行されるプログラムによって実現され、映像データ、音声データ、ファイル等のコンテンツデータを、ミリ波無線通信部(STA)801を用いて、ミリ波無線通信で送信する。
The
データ受信部803は、例えば、図5(b)のCPU521で実行されるプログラムによって実現され、ミリ波無線通信部(STA)801を用いて、ミリ波無線通信でコンテンツデータを受信する。
The
表示制御部804は、例えば、図5(b)のCPU521で実行されるプログラムによって実現され、図5(b)の表示装置527に、操作画面や、データ受信部803
が受信した映像データ等を表示させる。
The
display the received video data.
操作受付部805は、例えば、図5(b)のCPU521で実行されるプログラムによって実現され、図5(b)の入力装置528等に対するユーザの入力操作等を受付する。
The
記憶部806は、例えば、データ受信部803が受信した、映像データ、音声データ、ファイル等のコンテンツデータを記憶する。
The
通信リンク状態測定部807は、例えば、図5(b)のCPU521で実行されるプログラム、又はミリ波無線通信部(STA)801等によって実現される。通信リンク状態測定部807は、ミリ波無線通信の受信信号強度、通信スループット、パケットロス率、SQ(Signal Quality)値等の通信リンク状態(通信品質)を測定する。
The communication link state measuring unit 807 is realized by, for example, a program executed by the
無線LAN通信部811は、例えば、図5(b)の無線LAN通信装置525、及び図5(b)のCPU521で実行されるプログラム等によって実現され、無線LAN通信で通信管理装置403等と通信を行う。
The wireless LAN communication unit 811 is realized by, for example, a program or the like executed by the wireless
情報送信部812は、例えば、図5(b)のCPU521で実行されるプログラムによって実現され、無線LAN通信部811を用いて、無線LAN通信で情報を通信管理装置403等に送信する。例えば、エッジノード402は、マルチホップ通信によるデータの送信を要求する要求情報等を、情報送信部812を用いて、通信管理装置403に送信する。
The
情報受信部813は、例えば、図5(b)のCPU521で実行されるプログラムによって実現され、無線LAN通信部811を用いて、無線LAN通信で通信管理装置403から通知される制御情報等を受信する。
The
(通信管理装置の機能構成)
通信管理装置403は、無線LAN通信部901、情報取得部902、通信経路決定部903、制御情報送信部904、ホッピングノード管理部905、エッジノード管理部906、記憶部907、及び優先度決定部908等を有する。
(Functional configuration of communication management device)
The
通信管理装置403のCPU601は、所定のプログラムを実行することにより、上記の各機能構成を実現する制御部として機能する。また、通信管理装置403は、端末管理装置の一例である。
The
無線LAN通信部(第5の通信部)901は、例えば、図6の無線LAN通信装置604、及び図6(b)のCPU601で実行されるプログラム等によって実現され、無線LAN通信で、ホッピングノード401、エッジノード402等と通信を行う。
A wireless LAN communication unit (fifth communication unit) 901 is realized, for example, by a program or the like executed by the wireless
情報取得部902は、例えば、図6(b)のCPU601で実行されるプログラムによって実現され、無線LAN通信で、複数のホッピングノード401から、情報を取得する。例えば、情報取得部902は、無線LAN通信で、情報の取得を要求するスキャン要求を各ホッピングノード401に送信し、各ホッピングノード401から送信される周辺の通信装置の情報を取得する。なお、周辺の通信装置の情報には、例えば、各ホッピングノード401に接続しているエッジノード402の数等の情報が含まれる。
The
通信経路決定部903は、例えば、図6(b)のCPU601で実行されるプログラムによって実現され、無線LAN通信で情報取得部902が取得した情報に基づいて、マルチホップ通信でコンテンツデータを転送する通信経路を管理する。
The communication
例えば、通信経路決定部903は、情報取得部902が取得した情報を用いて、図4に実線405で示すような、ミリ波無線通信による装置間の接続関係を特定(又は決定)し、特定した接続関係に基づいて、マルチホップ通信の通信経路を決定する。
For example, the communication
制御情報送信部904は、例えば、図6(b)のCPU601で実行されるプログラムによって実現され、無線LAN通信で、ホッピングノード401等に制御情報を送信する。
The control
ホッピングノード管理部(中継端末管理部)905は、例えば、図6(b)のCPU601で実行されるプログラムによって実現され、情報取得部902が取得した情報に基づいて、通信システム400に登録されているホッピングノード401、及びその情報を管理する。
A hopping node management unit (relay terminal management unit) 905 is implemented by, for example, a program executed by the
エッジノード管理部906は、例えば、図6(b)のCPU601で実行されるプログラムによって実現され、情報取得部902が取得した情報に基づいて、通信システム400に含まれるエッジノード402、及びその情報を管理する。
The edge
記憶部907は、例えば、図6(b)のCPU601で実行されるプログラム、及びフラッシュROM603、RAM602等によって実現される。記憶部907は、例えば、通信経路決定部903が管理する通信経路や、情報取得部902が取得した情報等の様々な情報を記憶する。
The
優先度決定部908は、例えば、図6(b)のCPU601で実行されるプログラムによって実現され、各ホッピングノード401に接続しているエッジノード402の数に基づいて、各ホッピングノード401の接続先としての優先度を決定する。例えば、エッジノード402は、通信管理装置403、又はホッピングノード401から、ホッピングノード401の優先度が通知された場合、より優先度が高いホッピングノード401に優先的に接続する。
The
<処理の流れ>
続いて、本実施形態に係る通信システム400の制御方法の流れについて説明する。
<Process flow>
Next, the flow of the control method for the
(ホッピングノードの登録処理)
図10は、一実施形態に係るホッピングノードの登録処理の例を示すシーケンス図である。この処理は、ホッピングノード401が起動したときに、通信管理装置403にホッピングノード401を登録する処理の一例を示している。なお、以下のシーケンス図において、破線の矢印は無線LAN通信による通信を表すものとする。
(Hopping node registration process)
FIG. 10 is a sequence diagram illustrating an example of hopping node registration processing according to an embodiment. This processing shows an example of processing for registering the hopping
ステップS1001において、ホッピングノード401が、例えば、電源の投入や、利用者による起動操作等により起動すると、ステップS1002以降の処理が実行される。
In step S1001, when the hopping
ステップS1002において、ホッピングノード401は、無線LAN通信で通信管理装置403に接続する。例えば、ホッピングノード401の無線LAN通信部701は、ブロードキャスト(又はマルチキャスト)で通信管理装置403を検索し、検索された通信管理装置403に無線LAN通信で接続を要求する。
In step S1002, the hopping
ステップS1003、S1004において、ホッピングノード401は、通信管理装置403からの応答を受付すると、ミリ波無線通信で他の通信装置をスキャン(検索)する。例えば、ホッピングノード401の情報収集部712は、ミリ波無線通信部(STA)703、及び通信リンク状態測定部711を用いて、接続可能な他のホッピングノード401の情報を収集する。
In steps S1003 and S1004, when the hopping
ステップS1005において、ホッピングノード401は、無線LAN通信で、通信管理装置403に通信システム400への登録を要求する登録要求を送信する。例えば、ホッピングノード401の情報送信部721は、情報収集部712が収集した他のホッピングノード401の情報(例えば、識別情報、受信信号強度等)を含む登録要求を、無線LAN通信部701を用いて通信管理装置403に送信する。
In step S1005, the hopping
ステップS1006において、通信管理装置403は、ホッピングノード401から登録要求を受付すると、ホッピングノード401を通信システム400に登録する。例えば、通信管理装置403のホッピングノード管理部905は、ホッピングノード401から受信した登録要求に含まれる他のホッピングノードの情報を記憶部907に記憶する。また、ホッピングノード管理部905は、ホッピングノード401に通知するアクセスポイント情報を決定する。このアクセスポイント情報には、例えば、ホッピングノード401のミリ波無線通信部(AP)702が使用する、SSID(Service Set Identifier)、暗号鍵、通信チャネル、IPアドレス等の情報が含まれる。なお、SSID、IPアドレス等は、ミリ波無線通信のサブネットワークを識別する識別情報の一例である。
In step S<b>1006 , upon receiving the registration request from the hopping
ステップS1007において、通信管理装置403は、無線LAN通信で、登録番号、及びアクセスポイント情報を含む登録完了通知をホッピングノード401に送信する。例えば、通信管理装置403の制御情報送信部904は、ホッピングノード管理部905が決定したアクセスポイント情報と、登録時に生成された登録番号とを含む登録完了通知を、無線LAN通信部901を用いて、要求元のホッピングノード401に送信する。
In step S1007, the
ステップS1008において、ホッピングノード401は、通信管理装置403から通知されたアクセスポイント情報を用いて、ミリ波無線通信のAP(アクセスポイント)とDHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)サーバとを起動する。例えば、ホッピングノード401のミリ波無線通信部(AP)702は、通知されたアクセスポイント情報に含まれるSSID、暗号鍵、通信チャネル、IPアドレス等を用いて、ミリ波無線通信のサブネットワーク(BSS)を形成する。
In step S<b>1008 , the hopping
上記の処理により、ホッピングノード401は、ミリ波無線通信のサブネットワークを形成し、通信管理装置403は、ホッピングノード401の情報を記憶部907に記憶する。
By the above processing, the hopping
このように、通信管理装置403が、ホッピングノード401が形成するサブネットワークのSSIDを指定することにより、ホッピングノード401のSSIDを用いて、通信システム400に登録済であるか否かを判断することができるようになる。
In this way, by designating the SSID of the subnetwork formed by hopping
(エッジノードの登録処理)
図11は、一実施形態に係るエッジノードの登録処理の例を示すシーケンス図である。この処理は、通信管理装置403が、エッジノード402を通信システム400に登録する処理の一例を示している。
(edge node registration process)
FIG. 11 is a sequence diagram illustrating an example of edge node registration processing according to an embodiment. This processing shows an example of processing for the
ステップS1101において、無線LAN通信部811を有するエッジノードA402aが、例えば、利用者の操作等により起動するものとする。
In step S1101, it is assumed that the
ステップS1102において、エッジノードA402aは、ミリ波無線通信部(STA)801を用いて、ホッピングノード401に、ミリ波無線通信で接続する。
In step S1102, the
ステップS1103において、ホッピングノード401のミリ波無線通信部(AP)702は、エッジノードA402aの接続を許可し、IPアドレスをエッジノードA402aに通知する。
In step S1103, the millimeter wave wireless communication unit (AP) 702 of the hopping
ステップS1104において、エッジノードA402aは、ホッピングノード401から通知されたIPアドレスを含む登録要求を、無線LAN通信で通信管理装置403に送信する。
In step S1104, the
ステップS1105において、通信管理装置403は、エッジノードA402aから登録要求を受信すると、エッジノードA402aを通信システム400に登録する。例えば、通信管理装置403のエッジノード管理部906は、エッジノードA402a受信した登録要求に含まれるIPアドレスを、エッジノードA402aの識別情報と対応づけて記憶部907に記憶する。
In step S1105, the
上記の処理により、エッジノードA402aが、通信システム400に登録される。なお、エッジノード402が、無線LAN通信部811を有していない場合、例えば、ステップS1111以降の処理により、エッジノードの登録処理が行われる。
ステップS1111において、無線LAN通信部811を有していないエッジノードB402bが、例えば、利用者の操作等により起動するものとする。
In step S1111, the
ステップS1112において、エッジノードB402bは、ミリ波無線通信部(STA)801を用いて、ホッピングノード401に、ミリ波無線通信で接続する。
In step S1112, the
ステップS1113において、ホッピングノード401のミリ波無線通信部(AP)702は、エッジノードB402bの接続を許可し、IPアドレスをエッジノードB402bに通知する。
In step S1113, the millimeter wave wireless communication unit (AP) 702 of the hopping
ステップS1114において、エッジノードB402bは、ホッピングノード401から通知されたIPアドレスを含む登録要求を、ミリ波無線通信でホッピングノード401に送信する。
In step S1114, the
ステップS1115において、ホッピングノード401の情報転送部716は、エッジノードB402bから通信管理装置403宛てに送信された登録要求を受信すると、受信した登録要求を、無線LAN通信で通信管理装置403に転送する。
In step S1115, upon receiving the registration request sent from the
ステップS1116において、通信管理装置403は、ホッピングノード401を介して、エッジノードB402bから登録要求を受信すると、エッジノードB402bを通信システム400に登録する。
In step S<b>1116 , upon receiving the registration request from the
このように、エッジノード402は、ホッピングノード401を介して、通信管理装置403と通信を行うものであっても良い。
Thus, the
(ホッピングノードの起動時の処理)
ホッピングノード401は、起動時に周辺に通信管理装置403がない場合、通信管理装置403の機能を実行することができる。
(Processing when starting a hopping node)
The hopping
図12は、一実施形態に係るホッピングノードの起動時の処理の例を示すフローチャートである。ホッピングノード401は、例えば、起動時等に、図12に示す処理を実行する。
FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of processing when a hopping node is activated according to one embodiment. The hopping
ステップS1201において、ホッピングノード401は、無線LAN通信で通信管理装置403をスキャンする。
In step S1201, the hopping
ステップS1202において、ホッピングノード401は、無線LAN通信によるスキャンで、通信管理装置403が見つかったか否か(通信管理装置403があるか否か)に応じて処理を分岐させる。
In step S1202, the hopping
通信管理装置403がある場合、ホッピングノード401は、処理をステップS1207に移行させる。一方、通信管理装置403がない場合、ホッピングノード401は、処理をステップS1203に移行させる。
If the
ステップS1203に移行すると、ホッピングノード401は、通信管理部717を起動させて、ホッピングノード401に通信管理装置403の機能を実行させる。これにより、通信管理部717は、例えば、図9に示す通信管理装置403に含まれる情報取得部902、通信経路決定部903、制御情報送信部904、ホッピングノード管理部905、エッジノード管理部906、優先度決定部908等の機能を実行する。
After shifting to step S<b>1203 , the hopping
ステップS1204において、ホッピングノード401は、ミリ波無線通信で他の通信装置をスキャンする。例えば、ホッピングノード401の情報収集部712は、ミリ波無線通信部(STA)703、及び通信リンク状態測定部711を用いて、周辺にある接続可能な他のホッピングノード401の情報を収集する。
In step S1204, the hopping
ステップS1205において、ホッピングノード401の登録要求部723は、通信管理装置として機能している通信管理部717に、ホッピングノード401の登録を要求する。
In step S1205, the
ステップS1206において、登録要求部723は、通信管理部717から登録完了通知を受付すると、処理をステップS1210に移行させる。
In step S1206,
一方、ステップS1202からステップS1207に移行すると、ホッピングノード401は、ミリ波無線通信で他の通信装置をスキャンする。
On the other hand, when moving from step S1202 to step S1207, the hopping
ステップS1208において、登録要求部723は、無線LAN通信で、通信管理装置403に、ホッピングノード401の登録を要求する。
In step S1208, the
ステップS1209において、登録要求部723は、所定の時間内に通信管理装置403から登録完了通知を受信したか否かを判断する。
In step S1209, the
所定の時間内に通信管理装置403から登録完了通知を受信できなかった場合、登録要求部723は、処理をステップS2201に戻して、同様の処理を再び実行する。一方、所定の時間内に通信管理装置403から登録完了通知を受信した場合、登録要求部723は、処理をステップS1210に移行させる。
If the registration completion notification is not received from the
ステップS1210において、ホッピングノード401のミリ波無線通信部(AP)702は、通信管理装置403から受信した登録完了通知に含まれるアクセスポイント情報を用いて、ミリ波無線通信のアクセスポイントを起動させる。
In step S1210, the millimeter wave wireless communication unit (AP) 702 of the hopping
このように、ホッピングノード401は、周辺に通信管理装置403がない場合、通信管理装置403の機能、及びホッピングノード401の機能を実行することができる。
In this way, the hopping
<エッジノードの接続先の変更処理>
続いて、各ホッピングノード401に接続するエッジノード402の数に偏りがある場合に、エッジノード402の接続先のホッピングノード401を変更する処理の例について説明する。
<Change processing of connection destination of edge node>
Next, an example of processing for changing the hopping
[第1の実施形態]
ホッピングノード401が形成するミリ波無線通信のアクセスポイント(サブネットワーク)は、一般的な無線LAN等のアクセスポイントよりも、接続可能な端末の数が少ない。従って、ホッピングノード401が形成するアクセスポイントに接続するエッジノード402の数が増えると、アクセスポイントに接続可能な他のホッピングノード401の数が減り、通信経路の自由度が低下する場合がある。
[First Embodiment]
An access point (subnetwork) for millimeter wave wireless communication formed by the hopping
また、ホッピングノード401が形成するアクセスポイントに接続するエッジノード402の数が増えると、新たに起動したエッジノード402が、ホッピングノード401が形成するアクセスポイントに接続できなくなる場合もある。
Moreover, when the number of
このように、各ホッピングノード401が形成するサブネットワークに接続されているエッジノード402の数に偏りがあると、通信システムの接続性や利便性が低下してしまう場合がある。
In this way, if the number of
本実施形態では、各ホッピングノード401が形成するサブネットワークに接続されているエッジノード402の数に偏りを解消させて、通信システム400の接続性や利便性を向上させる通信システム400の制御方法について説明する。
In the present embodiment, a control method for the
(エッジノードの数の取得処理)
図13は、第1の実施形態に係るエッジノードの数の取得処理の例を示すシーケンス図である。この処理は、通信管理装置403によって、例えば、或る時刻、もしくは所定の時間間隔、所定のイベント等に応じて実行される。
(Acquisition processing of the number of edge nodes)
FIG. 13 is a sequence diagram illustrating an example of processing for acquiring the number of edge nodes according to the first embodiment. This process is executed by the
なお、ここでは、一例として、通信システム400は、図4に示すようなネットワーク構成であるものとして、以下の説明を行う。
Here, as an example, the
ステップS1301において、通信管理装置403の情報取得部902は、無線LAN通信でホッピングノード401-1に、接続しているエッジノード402の数の取得を要求する。
In step S1301, the
ステップS1302において、ホッピングノード401-1のエッジノード管理部715は、ホッピングノード401-1のミリ波無線通信部(AP)702が形成するサブネットワークに接続しているエッジノード402の数を取得する。
In step S1302, the edge
ステップS1303において、ホッピングノード401-1の情報送信部721は、取得したエッジノードの数を、無線LAN通信で通信管理装置403に送信する。
In step S1303, the
上記の処理により、通信管理装置403の情報取得部902は、ホッピングノード401-1に接続しているエッジノードの数を取得することができる。
Through the above processing, the
同様にして、通信管理装置403の情報取得部902は、ステップS1304~S1315において、通信システム400に登録されている他のホッピングノード401-2~401-5の各々から、各ホッピングノード401に接続しているエッジノード402の数を取得する。また、情報取得部902は、ホッピングノード401-1~401-5から取得したエッジノード数の情報を記憶部907に記憶する。
Similarly, the
図14(a)は、上記の処理により、情報取得部902が取得し、記憶部907に記憶したエッジノード数の情報の一例のイメージを示している。図14(a)の例では、エッジノード数の情報には、ホッピングノード401ごとに、「IPアドレス」、「MACアドレス」、及び「エッジノードの数」等の情報が記憶されている。
FIG. 14A shows an image of an example of edge node number information acquired by the
「IPアドレス」は、ホッピングノード401のIPアドレスであり、「MACアドレス」は、ホッピングノード401のMACアドレスである。なお、IPアドレス及びMACアドレスは、ホッピングノード401を識別する識別情報の一例である。
“IP address” is the IP address of hopping
「エッジノードの数」は、ホッピングノード401が形成するサブネットワークに接続しているエッジノードの数を示す情報である。
“Number of edge nodes” is information indicating the number of edge nodes connected to the subnetwork formed by the hopping
図13のステップS1316において、通信管理装置403のエッジノード管理部906は、例えば、図14(a)に示すようなエッジノード数の情報を用いて、エッジノードの数の最大値と最小値との差を、予め定められた第1の閾値と比較する。また、エッジノード管理部906は、エッジノードの数の最大値と最小値との差が第1の閾値を超えた場合、例えば、図14に示すようなエッジノードの選択処理を開始させる。
In step S1316 of FIG. 13, the edge
例えば、図14(a)において、エッジノードの数の最大値は「3」、最小値は「0」なので、エッジノードの数の最大値と最小値との差は「3」となる。また、エッジノード管理部906は、エッジノードの数の最大値と最小値との差「3」が、第1の閾値(例えば「2」)を超えた場合、図14に示すエッジノードの選択処理を開始させる。
For example, in FIG. 14A, the maximum number of edge nodes is "3" and the minimum number is "0", so the difference between the maximum and minimum numbers of edge nodes is "3". Further, when the difference "3" between the maximum value and the minimum value of the number of edge nodes exceeds a first threshold value (for example, "2"), the edge
なお、エッジノードの数の最大値と最小値との差「3」が、第1の閾値(例えば「2」)を超えない場合、エッジノード管理部906は処理を終了させる。
If the difference "3" between the maximum and minimum numbers of edge nodes does not exceed a first threshold value (for example, "2"), the edge
(エッジノードの選択処理)
図15は、第1の実施形態に係るエッジノードの選択処理の例を示すシーケンス図である。この処理は、例えば、図13のステップS1316において、エッジノードの数の最大値と最小値との差が、第1の閾値を超えたと判断された場合等に実行される。
(Selection processing of edge nodes)
FIG. 15 is a sequence diagram illustrating an example of edge node selection processing according to the first embodiment. This process is executed, for example, when it is determined in step S1316 in FIG. 13 that the difference between the maximum and minimum numbers of edge nodes exceeds the first threshold.
ステップS1501において、通信管理装置403の優先度決定部908は、例えば、図14(a)に示すようなエッジノード数の情報に基づいて、各ホッピングノード401の接続優先度を決定する。
In step S1501, the
例えば、優先度決定部908は、図14(a)に示すエッジノード数の情報において、「エッジノードの数」が最大のホッピングノード401-1とは異なるホッピングノード401-2~401-5の接続優先度を決定する。 For example, in the information on the number of edge nodes shown in FIG. Determine connection priority.
ここでは、「エッジノードの数」が少ないホッピングノード401に、優先的にエッジノード402を接続させたいので、「エッジノードの数」が少ないホッピングノード401の優先度が高くなるように接続優先度を決定する。
Here, the hopping
例えば、図14(a)において、優先度決定部908は、「エッジノードの数」が最も少ないホッピングノード401-3の接続優先度を、最も高く設定する(例えば「1」)。また、優先度決定部908は、ホッピングノード401-3の次に「エッジノードの数」が少ないホッピングノード401-2、401-5の接続優先度を、ホッピングノード401-3の接続優先度より低く設定する(例えば「2」)。さらに、優先度決定部908は、ホッピングノード401-2、401-5より「エッジノードの数」が少ないホッピングノード401-4の接続優先度を、ホッピングノード401-2、401-5の接続優先度より低く)設定する(例えば「3」)。
For example, in FIG. 14A, the
ステップS1502において、通信管理装置403のエッジノード管理部906は、制御情報送信部904を用いて、「エッジノードの数」が最大のホッピングノード401-1に、接続するエッジノード402の数の削減を要求する削減要求(制御情報)を送信する。この削減要求には、例えば、図14(b)に示すような優先度情報、及び削減するエッジノード402の端末数を指示する情報等が含まれる。
In step S1502, the edge
図14(b)は、通信管理装置403が送信する優先度情報の一例のイメージを示している。この優先度情報は、例えば、優先度決定部908又はエッジノード管理部906等によって作成され、ホッピングノード1401ごとに、「SSID」、「接続優先度」等の情報が記憶されている。
FIG. 14(b) shows an image of an example of priority information transmitted by the
「SSID」は、ミリ波無線通信のサブネットワークを識別する識別情報の一例である。「接続優先度」は、優先度決定部908が決定した接続優先度であり、エッジノード402は、「接続優先度」の値がより小さい(優先度がより高い)ホッピングノード401に、優先的に接続する。
“SSID” is an example of identification information that identifies a millimeter-wave wireless communication subnetwork. The “connection priority” is the connection priority determined by the
なお、「SSID」は、例えば、図14(b)に示すように、共通の文字列(例えば、「Milli-Wave-BSS」)と、ホッピングノードごとに異なるインデックス番号(又は文字列)を含む。 The "SSID" includes, for example, a common character string (eg, "Milli-Wave-BSS") and an index number (or character string) that differs for each hopping node, as shown in FIG. 14(b). .
OSによっては、BSSIDを用いて、接続するホッピングノード401を選択することができないため、ホッピングノード401のSSIDを共通にしてしまうと、接続先のホッピングノード401を選択することができない場合がある。一方、各ホッピングノード401のSSIDが全く異なると外部のネットワークに接続してしまう可能性があるため、本実施形態では、SSIDに共通の文字列を設けて、その文字列の一致により接続先のホッピングノード401を選択する。
Depending on the OS, the hopping
ステップS1503において、ホッピングノード401-1の情報収集部712は、ホッピングノード401-1に接続しているエッジノード402-1に、ミリ波無線通信で、通信品質(例えば、SQ値)の取得を要求する取得要求を送信する。なお、SQ値は、ミリ波無線通信の通信品質を示す情報の一例であり、例えば、通信スループット、受信信号強度、ビットエラー率、パケットエラー率等、他の通信品質を示す情報を用いるものであっても良い。
In step S1503, the
ステップS1504において、エッジノード402-1の通信リンク状態測定部807は、ミリ波無線通信の通信品質を測定する。 In step S1504, the communication link state measuring unit 807 of the edge node 402-1 measures the communication quality of millimeter wave wireless communication.
ステップS1505において、エッジノード402-1のデータ送信部802は、測定されたミリ波無線通信の通信品質を示す情報を、ミリ波無線通信でホッピングノード401-1に送信する。
In step S1505, the
上記の処理により、ホッピングノード401-1の情報収集部712は、ホッピングノード401-1に接続しているエッジノード402-1との間におけるミリ波無線通信の通信品質を示す情報を取得することができる。
Through the above processing, the
同様にして、ホッピングノード401-1の情報収集部712は、ステップS1506~S1511において、ホッピングノード401-1に接続している他のエッジノード402-2、402-3の各々から、ミリ波無線通信の通信品質を示す情報を収集する。
Similarly, in steps S1506 to S1511, the
好ましくは、情報収集部712は、収集した情報を用いて、例えば、図14(c)に示すような通信品質情報を作成する。図14(c)の例では、通信品質情報には、ホッピングノード401-1に接続しているエッジノード402ごとに、「IPアドレス」、「MACアドレス」、及び「SQ値」の情報が記憶されている。
Preferably, the
「IPアドレス」、及び「MACアドレス」は、エッジノード402を識別する識別情報の一例である。「SQ値」は、ミリ波無線通信の通信品質を示す情報の一例であり、値が大きい程、通信品質が良いことを示している。
“IP address” and “MAC address” are examples of identification information for identifying the
ステップS1512において、ホッピングノード401-1のエッジノード管理部715は、ホッピングノード401-1に接続しているエッジノード402-1~402-3のうち、他のエッジノードより通信品質が悪いエッジノード402を選択する。
In step S1512, the edge
このとき、選択するエッジノード402の数は、ステップS1502で受信した削減要求に含まれる「削減するエッジノード402の端末数」に従う。ここでは、選択するエッジノード402の数が「1」であるものとして、以下の説明を行う。
At this time, the number of
図14(c)の例では、SQ値の値が最も小さいエッジノード402-3が、エッジノード管理部715によって選択される。
In the example of FIG. 14(c), the
ステップS1513において、ホッピングノード401-1のエッジノード管理部715は、ステップS1512で選択されたエッジノード402-3に、他のホッピングノード401への接続先の変更を指示する指示情報を送信する。この指示情報には、例えば、図14(b)に示すような優先度情報が含まれる。
In step S1513, the edge
ステップS1514において、指示情報を受信したエッジノード402-3のミリ波無線通信部(STA)801は、ホッピングノード401-1に接続していたミリ波無線通信を切断する。 In step S1514, the millimeter wave wireless communication unit (STA) 801 of the edge node 402-3 that has received the instruction information disconnects the millimeter wave wireless communication connected to the hopping node 401-1.
好ましくは、エッジノード402-3は、ホッピングノード401-1とのミリ波無線通信を切断したとき、例えば、TCP(Transmission Control Protocol)通信の接続を維持せずに切断する。すなわち、エッジノード402-3は、TCPのキープアライブ機能を利用しない。また、エッジノード402-4は、他のホッピングノード401にミリ波無線通信で接続したとき、TCP通信にて接続する。
Preferably, when the edge node 402-3 cuts off the millimeter wave wireless communication with the hopping node 401-1, for example, it cuts off without maintaining the TCP (Transmission Control Protocol) communication connection. That is, the edge node 402-3 does not use the TCP keep-alive function. Also, when the edge node 402-4 is connected to another hopping
ステップS1515において、エッジノード402-3のミリ波無線通信部(STA)801は、ミリ波無線通信で接続可能な他のホッピングノードをスキャンする。 In step S1515, the millimeter wave radio communication unit (STA) 801 of the edge node 402-3 scans for other hopping nodes connectable by millimeter wave radio communication.
図14(d)は、エッジノード402-3によるスキャン結果の一例のイメージを示している。図14(d)の例では、スキャン結果には、エッジノード402-3から接続可能な各サブネットワークを識別するSSIDと、各サブネットワークから受信した電波の受信信号強度の情報が含まれる。 FIG. 14(d) shows an image of an example of the scanning result by the edge node 402-3. In the example of FIG. 14(d), the scan result includes the SSID for identifying each subnetwork connectable from the edge node 402-3, and the received signal strength information of the radio wave received from each subnetwork.
ステップS1516において、エッジノード402-3は、例えば、図14(b)に示すような優先度情報と、図14(d)に示すようなスキャン結果とを用いて、接続先のホッピングノード401を選択する。
In step S1516, the edge node 402-3 selects the
例えば、エッジノード402-3は、接続先の候補となるホッピングノード401-2~401-5のうち、接続優先度が高いホッピングノード401から順に、受信信号強度の値が第2の閾値以上であるか否かを判断する。また、エッジノード402-3は、ホッピングノード401の受信信号強度の値が第2の閾値以上である場合、そのホッピングノード401を、接続先のホッピングノードとして選択する。
For example, the edge node 402-3 selects the hopping nodes 401-2 to 401-5, which are connection destination candidates, in order from the hopping
例えば、第2の閾値が「-60dBm」であるものとする。この場合、エッジノード402-3は、図14(b)において、接続優先度が「1」のホッピングノード401-3の受信信号強度が、「-60dBm」以上であるか否かを判断する。 For example, assume that the second threshold is "-60 dBm". In this case, the edge node 402-3 determines whether or not the received signal strength of the hopping node 401-3 whose connection priority is "1" in FIG. 14(b) is "-60 dBm" or more.
図14(b)、(d)の例では、ホッピングノード401-3の受信信号強度は、「-55dBm」であり、第2の閾値より大きいので、エッジノード402-3は、ホッピングノード401-3を接続先のホッピングノード401として選択する。
In the examples of FIGS. 14(b) and 14(d), the received signal strength of hopping node 401-3 is "-55 dBm", which is greater than the second threshold. 3 is selected as the hopping
ここで、例えば、ホッピングノード401-3の受信信号強度が第2の閾値未満である場合には、エッジノード402-3は、接続優先度が「2」のホッピングノード401-2、401-5の受信信号強度が、第2の閾値以上であるか否かを判断する。この場合、ホッピングノード401-2の受信信号強度が「-70dBm」、ホッピングノード401-5の受信信号強度が「-58dBm」なので、ホッピングノード401-5が接続先のホッピングノード401として選択される。
Here, for example, when the received signal strength of the hopping node 401-3 is less than the second threshold, the edge node 402-3 connects the hopping nodes 401-2 and 401-5 with the connection priority of "2". is greater than or equal to the second threshold. In this case, since the received signal strength of hopping node 401-2 is "-70 dBm" and the received signal strength of hopping node 401-5 is "-58 dBm", hopping node 401-5 is selected as connection
ここでは、エッジノード402-3が、接続先のホッピングノード401として、ホッピングノード401-3を選択したものとして、以下の説明を行う。
Here, the following description is given assuming that the edge node 402-3 has selected the hopping node 401-3 as the hopping
エッジノード402-3は、選択したホッピングノード401-3に対して、例えば、図16に示すようなエッジノードの接続処理を実行する。 The edge node 402-3 performs edge node connection processing as shown in FIG. 16, for example, on the selected hopping node 401-3.
(エッジノードの接続処理)
図16は、第1の実施形態に係るエッジノードの接続処理の例を示すシーケンス図である。
(Edge node connection processing)
FIG. 16 is a sequence diagram illustrating an example of edge node connection processing according to the first embodiment.
ステップS1601において、エッジノード402-3のミリ波無線通信部(STA)801は、図15のステップS1516で選択されたホッピングノード401-3に、ミリ波無線通信で接続する。 In step S1601, the millimeter wave wireless communication unit (STA) 801 of the edge node 402-3 connects to the hopping node 401-3 selected in step S1516 of FIG. 15 by millimeter wave wireless communication.
ステップS1602において、ホッピングノード401-3のミリ波無線通信部(AP)702は、エッジノード402-3の接続を許可し、IPアドレスをエッジノード402-3に通知する。 In step S1602, the millimeter wave wireless communication unit (AP) 702 of the hopping node 401-3 permits the connection of the edge node 402-3 and notifies the edge node 402-3 of the IP address.
ステップS1603において、エッジノード402-3は、ホッピングノード401-3から通知されたIPアドレスを含む登録要求を、ミリ波無線通信でホッピングノード401-3に送信する。 In step S1603, the edge node 402-3 transmits a registration request including the IP address notified from the hopping node 401-3 to the hopping node 401-3 by millimeter wave wireless communication.
ステップS1604において、ホッピングノード401-3の情報転送部716は、エッジノード402-3から受信した登録要求を、無線LAN通信で通信管理装置403に転送する。
In step S1604, the
ステップS1605において、通信管理装置403は、ホッピングノード401-3を介して、エッジノード402-3から登録要求を受信すると、エッジノード402-3を通信システム400に登録する。
In step S1605, upon receiving the registration request from the edge node 402-3 via the hopping node 401-3, the
上記の処理により、例えば、図4に示すようなネットワーク構成が、図17に示すようなネットワーク構成に変更される。 By the above processing, for example, the network configuration as shown in FIG. 4 is changed to the network configuration as shown in FIG.
図17は、第1の実施形態に係る接続先の変更後のネットワーク構成の例を示す図である。図17の例では、図4において、ホッピングノード401-1に接続していたエッジノード402-3の接続先が、ホッピングノード401-3に変更されている。これにより、各ホッピングノード401-1~401-5に接続しているエッジノード402の数が1又は2となり、各ホッピングノード401-1~401-5に接続するエッジノード402の数の偏りが改善されていることが判る。
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a network configuration after changing a connection destination according to the first embodiment; In the example of FIG. 17, the connection destination of the edge node 402-3 that was connected to the hopping node 401-1 in FIG. 4 is changed to the hopping node 401-3. As a result, the number of
以上、本実施形態によれば、指向性を有する電波でサブネットワークを形成するホッピングノード401と、サブネットワークに接続するエッジノード402とを用いてマルチホップ通信を行う通信システム400の接続性や利便性を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the connectivity and convenience of the
[第2の実施形態]
第1の実施形態では、通信管理装置403からの制御に基づいて、エッジノード402の接続先のホッピングノード401を変更する場合の処理の例について説明した。第2の実施形態では、エッジノード402が、例えば、ホッピングノード401のミリ波無線通信の通信品質が低下したときに、自律的に接続先のホッピングノード401を変更する場合の処理の例について説明する。
[Second embodiment]
In the first embodiment, an example of processing when changing the hopping
なお、ホッピングノード401、エッジノード402、及び通信管理装置403の機能構成は、図7~8に示す第1の実施形態に係る各装置の機能構成と同様で良い。
Note that the functional configurations of the hopping
(接続先の変更処理)
図18は、第2の実施形態に係る接続先の変更処理の例を示すシーケンス図である。
(connection destination change processing)
FIG. 18 is a sequence diagram illustrating an example of connection destination change processing according to the second embodiment.
ステップS1801において、エッジノード402は、例えば、ホッピングノード401-1とミリ波無線通信で通信中であるものとする。なお、エッジノード402は、ホッピングノード401-1と通信中、ミリ波無線通信の通信品質(例えば、通信スループット)を継続的に測定し、例えば、図14(e)に示すような通信品質の測定結果を管理しているものとする。
In step S1801, it is assumed that the
ステップS1802において、エッジノード402は、ホッピングノード401-1とのミリ波無線通信中に、通信品質の劣化を検知すると、ステップS1803以降の処理を開始させる。
In step S1802, when
例えば、エッジノード402は、
1)受信信号強度が連続して所定の回数以上、受信信号強度の閾値未満となった場合
2)通信スループットが、通信スループットの閾値未満となった場合
3)ビットエラー率が、ビットエラー率の閾値を超えた場合
4)パケットエラー率が、パケットエラー率の閾値を超えた場合
のいずれかの条件を満たす場合、通信品質が劣化したと判断する。
For example,
1) When the received signal strength is less than the threshold of the received signal strength for more than a predetermined number of times in succession 2) When the communication throughput is less than the threshold of the communication throughput 3) The bit error rate is less than the bit error rate 4) If the packet error rate exceeds the threshold of the packet error rate, it is determined that the communication quality has deteriorated if any of the conditions are met.
ステップS1803において、エッジノード402は、ホッピングノード401-1とのミリ波無線通信を切断する。
In step S1803, the
ステップS1804において、エッジノード402は、ミリ波無線通信で接続可能な他のホッピングノード401をスキャンする。これにより、エッジノード402は、例えば、図14(d)に示すようなスキャン結果を取得する。
In step S1804, the
ステップS1805において、エッジノード402は、スキャン結果を用いて、接続先のホッピングノード401を選択する。例えば、エッジノード402は、図14(d)に示すようなスキャン結果から、受信信号強度の値が最も大きいSSID「Milli-Wave-BSS3」(ホッピングノード401-3)を選択する。
In step S1805, the
ステップS1806において、エッジノード402は、選択されたSSID「Milli-Wave-BSS3」を用いてサブネットワークを形成しているホッピングノード401-3に、ミリ波無線通信で接続する。
In step S1806, the
ステップS1807において、ホッピングノード401-3のミリ波無線通信部(AP)702は、エッジノード402の接続を許可し、IPアドレスをエッジノード402に通知する。
In step S1807, the millimeter wave wireless communication unit (AP) 702 of the hopping node 401-3 permits the connection of the
ステップS1808において、エッジノード402は、ホッピングノード401-3から通知されたIPアドレスを含む登録要求を、ミリ波無線通信でホッピングノード401-3に送信する。
In step S1808, the
ステップS1809において、ホッピングノード401-3の情報転送部716は、エッジノード402から受信した登録要求を、無線LAN通信で通信管理装置403に転送する。
In step S1809, the
ステップS1810において、通信管理装置403は、ホッピングノード401-3を介して、エッジノード402から登録要求を受信すると、エッジノード402を通信システム400に登録する。
In step S1810, the
このように、エッジノード402は、通信管理装置403、又はホッピングノード401-1からの接続先の変更指示がない場合であっても、自律的に接続先のホッピングノード401を変更することができる。
In this way, the
なお、図18に示す処理により、例えば、図4に示すネットワーク構成のように、エッジノード402の数に偏りが生じた場合は、第1の実施形態で説明した接続先の変更処理が実行される。
18, for example, if the number of
そのため、エッジノード402は、例えば、図15のステップS1513に示す接続先の変更指示をホッピングノード401から受信した場合、当該ホッピングノード401の接続優先度を下げるものであっても良い。これにより、例えば、図18のステップ1805において、エッジノード402が接続先のホッピングノード401を選択するときに、接続先の変更指示を送信したホッピングノード401に再び接続することを低減させることができる。
Therefore, the
400 通信システム
401 ホッピングノード(中継端末)
402 エッジノード(接続端末)
403 通信管理装置(通信管理端末、端末管理装置)
601 CPU(制御部)
701 無線LAN通信部(第3の通信部)
702 ミリ波無線通信部(AP)(第1の通信部)
703 ミリ波無線通信部(STA)(第2の通信部)
711 通信リンク状態測定部(測定部)
715 エッジノード管理部(接続端末管理部)
902 情報取得部
905 ホッピングノード管理部(中継端末管理部)
908 優先度決定部
400
402 edge node (connection terminal)
403 communication management device (communication management terminal, terminal management device)
601 CPU (control unit)
701 wireless LAN communication unit (third communication unit)
702 millimeter wave wireless communication unit (AP) (first communication unit)
703 millimeter wave wireless communication unit (STA) (second communication unit)
711 communication link state measuring unit (measuring unit)
715 Edge node management unit (connection terminal management unit)
902
908 Priority determination unit
Claims (9)
前記中継端末は、
第1の無線通信のアクセスポイントとして機能し、前記第1の無線通信のサブネットワークを形成する第1の通信部と、
前記第1の無線通信のステーションとして機能し、他の中継端末が形成する前記サブネットワークに接続する第2の通信部と、
前記通信管理装置と第2の無線通信を行う第3の通信部と、
前記第2の無線通信で前記通信管理装置から通知される、前記第1の無線通信の通信経路に関する指示に基づいて、前記第1の通信部、及び前記第2の通信部のうち、一方の通信部で受信したデータを、他方の通信部で他の中継端末、又は前記接続端末に転送するデータ転送部と、
前記第1の通信部が形成する前記サブネットワークに接続する前記接続端末を管理する接続端末管理部と、
を有し、
前記接続端末は、
前記第1の無線通信のステーションとして機能し、前記サブネットワークに接続する第4の通信部を有し、
前記通信管理装置は、
前記中継端末と前記第2の無線通信を行う第5の通信部と、
前記第2の無線通信を用いて、前記複数の中継端末から、各中継端末に接続している前記接続端末の数を取得する情報取得部と、
前記情報取得部が取得した前記接続端末の数の最大値と最小値との差が閾値以上である場合、前記第2の無線通信を用いて、前記接続端末の数が最大の前記中継端末に対して、当該中継端末に接続する前記接続端末の数を減少させる処理の実行を指示する制御情報を送信する中継端末管理部と、
を有する、通信システム。 A communication system including a plurality of relay terminals, a plurality of connection terminals, and a communication management device ,
The relay terminal is
a first communication unit that functions as an access point for the first wireless communication and forms a subnetwork for the first wireless communication;
a second communication unit that functions as a station for the first wireless communication and connects to the subnetwork formed by other relay terminals;
a third communication unit that performs second wireless communication with the communication management device;
One of the first communication unit and the second communication unit based on the instruction regarding the communication path of the first wireless communication, which is notified from the communication management device in the second wireless communication a data transfer unit that transfers data received by the communication unit to another relay terminal or the connection terminal by the other communication unit;
a connection terminal management unit that manages the connection terminal connected to the subnetwork formed by the first communication unit;
has
The connection terminal is
Having a fourth communication unit that functions as a station for the first wireless communication and connects to the subnetwork,
The communication management device
a fifth communication unit that performs the second wireless communication with the relay terminal;
an information acquisition unit that acquires , from the plurality of relay terminals, the number of the connected terminals connected to each relay terminal using the second wireless communication ;
When the difference between the maximum number and the minimum number of connected terminals acquired by the information acquisition unit is equal to or greater than a threshold, the relay terminal having the largest number of connected terminals is selected using the second wireless communication. a relay terminal management unit that transmits control information instructing execution of processing for reducing the number of connection terminals connected to the relay terminal;
A communication system having
前記中継端末の前記接続端末管理部は、前記制御情報の受信に応じて、当該中継端末に接続する前記接続端末のうち、前記測定部が測定した前記通信品質が他の接続端末より悪い接続端末に対して、他の中継端末への接続先の変更を指示する指示情報を送信する、請求項1に記載の通信システム。 The relay terminal has a measurement unit that measures the communication quality of the first wireless communication with the connection terminal connected to the relay terminal,
The connection terminal management unit of the relay terminal, in response to the reception of the control information, selects a connection terminal whose communication quality measured by the measurement unit is worse than that of other connection terminals among the connection terminals connected to the relay terminal. 2. The communication system according to claim 1 , wherein instruction information for instructing a change of a connection destination to another relay terminal is transmitted to the connected terminal.
前記制御情報及び前記指示情報は、前記優先度決定部が決定した前記接続優先度の情報を含む、請求項2乃至4のいずれか一項に記載の通信システム。 Based on the number of connection terminals connected to each of the plurality of relay terminals, the communication management device determines that the number of connection terminals is different from the relay terminal having the largest number of connection terminals among the plurality of relay terminals. has a priority determination unit that determines the connection priority of the relay terminal of
The communication system according to any one of claims 2 to 4, wherein said control information and said instruction information include information on said connection priority determined by said priority determination unit.
前記中継端末が、
第1の無線通信のアクセスポイントとして機能し、前記第1の無線通信のサブネットワークを形成する第1の通信処理と、
前記第1の無線通信のステーションとして機能し、他の中継端末が形成する前記サブネットワークに接続する第2の通信処理と、
前記通信管理装置と第2の無線通信を行う第3の通信処理と、
前記第2の無線通信で前記通信管理装置から通知される、前記第1の無線通信の通信経路に関する指示に基づいて、前記第1の通信処理、及び前記第2の通信処理のうち、一方の通信処理で受信したデータを、他方の通信処理で他の中継端末、又は前記接続端末に転送するデータ転送処理と、
前記第1の通信処理が形成する前記サブネットワークに接続する前記接続端末を管理する接続端末管理処理と、
を実行し、
前記接続端末が、
前記第1の無線通信のステーションとして機能し、前記サブネットワークに接続する第4の通信処理を実行し、
前記通信管理装置が、
前記中継端末と前記第2の無線通信を行う第5の通信処理と、
前記第2の無線通信を用いて、前記複数の中継端末から、各中継端末に接続している前記接続端末の数を取得する情報取得処理と、
前記情報取得処理で取得した前記接続端末の数の最大値と最小値との差が閾値以上である場合、前記第2の無線通信を用いて、前記接続端末の数が最大の前記中継端末に対して、当該中継端末に接続する前記接続端末の数を減少させる処理の実行を指示する制御情報を送信する中継端末管理処理と、
を実行する、通信システムの制御方法。 A control method for a communication system including a plurality of relay terminals, a plurality of connection terminals, and a communication management device ,
The relay terminal
a first communication process that functions as an access point for a first wireless communication and forms a sub-network for the first wireless communication;
a second communication process that functions as a station for the first wireless communication and connects to the subnetwork formed by other relay terminals;
a third communication process for performing a second wireless communication with the communication management device;
one of the first communication process and the second communication process based on the instruction regarding the communication path of the first wireless communication, which is notified from the communication management device in the second wireless communication; Data transfer processing for transferring data received in communication processing to another relay terminal or the connection terminal in the other communication processing;
a connection terminal management process for managing the connection terminal connected to the subnetwork formed by the first communication process;
and run
The connection terminal
functioning as a station for the first wireless communication and executing a fourth communication process for connecting to the subnetwork;
The communication management device
a fifth communication process for performing the second wireless communication with the relay terminal;
an information acquisition process for acquiring , from the plurality of relay terminals, the number of the connected terminals connected to each relay terminal using the second wireless communication ;
If the difference between the maximum number and the minimum number of connected terminals acquired in the information acquisition process is equal to or greater than a threshold, the relay terminal having the largest number of connected terminals is selected using the second wireless communication. On the other hand, a relay terminal management process for transmitting control information instructing execution of a process for reducing the number of connection terminals connected to the relay terminal;
A method of controlling a communication system that performs
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