专利名称：无线局域网系统的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及无线局域网(LAN)系统。更详细地，本发明涉及家 庭、办公室等那样相对较小的空间中的LAN系统。
背景技术：
近年来，遵照IEEE 802.11a/g/b标准的无线LAN正在向家庭普及。 更高速的无线标准也处于筹划制定阶段。在业界，有这样的动向借助于 使用了高速的无线LAN的AV流的传送、利用了无线的操作的优点的家 庭安全传感器(玻璃击破检测)等等，将无线LAN定位为家庭内的基础 设施。
另一方面，由于作为电波的特质，无线LAN容易受到因遮蔽物、电 磁波所产生的噪声等的影响。尤其，用于高速无线LAN的毫米波、UWB 等容易受到障碍物等的影响。为了使高速无线LAN普及为家庭内的基础 设施，需要对于这些障碍的对策。
无线LAN以专设(ad hoc )的连接(并非始终通信，而是动态地进行 到网络的连接)为前提。因此，不会将无线的断连视为异常。在IEEE 802.15.3等标准中，也未考虑将无线的断连作为异常来对待这样的机制。 此外，也不具备在无线网络层中通知通信断连的机制。尤其是当在有线部
分中进行隧道传输(卜乂卑i;yy)(将IP包或以太网帧封装化)这样的
网络的情况下，从以太网(Ethernet)'侧的装置，会视为原因不明的通信 故障。
该高速无线LAN的开发仍处于向实用化的实验阶段。现行的对策的 主流是如"使用波导管，从视野清晰的位置发送电波"或者"适宜调整输出"这样，从以不引起电波干扰的方式进行研究的观点出发的回避措施。
作为以往技术，在日本的公开专利公报2004-282758中，公开了这样 的方法在由一个控制器所控制的无线网络中，在该控制器发生故障(或 停止)的情况下，将网络的控制切换至替代的控制器，而维持无线网络。 然而，该方法无法避免因遮蔽物、电磁波所引起的噪声等的影响而变得无 法进行无线通信的情况。
[专利文件1日本的公开专利公报2004-282758。
发明内容
本发明的目的在于，在无线LAN系统中，在发生无线故障的情况下， 自动地保持通信状态(服务)。
本发明的目的在于，在无线LAN系统中，避免因遮蔽物、电磁波所 引起的噪声等的影响而变得无法进行无线通信的情况。此外，本申请的所 谓"变得无法进行无线通信"，不仅包含完全无法进行通信的情况，而且 还包含无法稳定地进行通信的情况(频繁地或断续地中断通信的情况等)。
根据本发明，提供一种无线LAN系统，包括中继器，其能够与外 部系统进行通信；主设备，其能够与中继器进行通信；以及多个从设备， 其是能够与主设备进行无线通信的多个从设备，并且其包括第一组和第二 组，该第一组包含替代从设备，该替代从设备具有在从设备的一部分不能 够接收到来自主设备的同步信号时，将从主设备接收的信息信号传送至前 述一部分从设备的功能，该第二组包含非替代从设备，该非替代从设备不 具有向前述一部分从设备的发送功能。
根据本发明，提供一种在包括主设备和多个从设备的无线LAN系统 中，主设备与多个从设备之间的无线通信方法，包括从主设备向多个从 设备发送第一同步信号的步骤；从接收到了第 一同步信号的从设备向主设 备发送第 一接收信号的步骤；从多个从设备中的特定的从设备向其他从设 备发送第二同步信号的步骤；从接收到了第二同步信号的从设备向前述特 定的从设备发送第二接收信号的步骤；从主设备向前述特定的从设备发送信息信号的步骤；以及从前述特定的从设备向接收到了前述第二同步信号 的从设备中未发送第 一接收信号的从设备发送信息信号的步骤。
根据本发明，在无线LAN系统中，即使在由于障碍物、噪音等所引 起的无线故障，变成无法进行主设备与一部分从设备的通信的情况下，也 能够自动地确保主设备与该一部分从设备的替代通信路径。
根据本发明，在无线LAN系统中，在由于障碍物、噪音等所引起的 无线故障，变成无法进行主设备与一部分从设备的通信的情况下，从设备 中的特定的从设备能够自动地成为主设备的替代(中继)，从而维持主设 备与该 一部分从设备的通信。
根据本发明，在无线LAN系统中，在因障碍物、噪音等引起的无线 故障解除了的情况下，能够自动地从替代的通信路径恢复到该故障发生前 的通信路径。
根据本发明，在无线LAN系统中，不管因障碍物、噪音等引起的无 线故障是否发生，都能够维持主设备与从设备的通信状态(服务)。
图1是表示本发明的使用了通常的PICONET的LAN包通信系统的 基本结构的图2是表示本发明的系统结构的图3是表示本发明的系统结构(故障发生前)的图4是表示本发明的系统结构(故障发生之后)的图5是表示本发明的系统结构(故障发生后确保替代路径的状态)的
图6是表示PNC所具有的切换表及连接表的图； 图7是表示图2的DEV-B (#5)被登记为IP#5的情况下的表的图； 图8是表示图2的DEV-B (#4)被登记为IP#4的情况下的表的图； 图9是表示在图8的#4被识别出之后，进而#3、 #6的DEV-B被连接 的状态的图；图10是表示DEV-B的(#3、 #4 )与PNC的连接被断开的状态的图11是表示DEV-B (#3)与PNC的连接由经由DEV-A (#1)的替 代路径所确保的状态的图；以及
图12是表示故障被排除从而原始的DEV-B (#3 )与PNC的连接恢复 的状态的图。
符号说明
10、 100 PNC; 20 DEV; 30无线路径；110、 112、 114 DEV-A (替 代PNC) ; 120、 122、 124 DEV國B; 200障碍物。
具体实施例方式
以下，参照
本发明。以下的说明是以利用IEEE 802.15.3标 准的PICONET为前提的。然而，本发明并不限定于该前提，而当然也可 以利用其它标准、方式等。
在本发明的一实施例中，假定一种在IEEE 802.15.3的PICONET上 传送接收LAN包的系统。所谓PICONET,是指基于由IEEE 802.15.3定 义的无线的通信子网。在本实施例中，公开以下的内容(A、 B)。此外， 后文中出现的子PICONET,是指由IEEE 802.15.3定义的网络的最小单 位。
A. 在发生故障(无线断连)时动态地确保使用了子PICONET的另一 路径的系统
(a-1)用于在故障(无线断连)时确保另一路径的系统结构 (a-2)系统内的各装置检测故障(无线断连)发生的方法 (a-3 )选择另 一路径的方法 (a-4)检测故障恢复、返回至原始路径的方法
B. 在无线层识别特定装置间的无线部分的故障发生并且告警所通知的 故障的方法
图1示出了本发明的使用了 PICONET的LAN包通信系统的基本结 构。在此结构中，控制PICONET的PNC ( PICONET COORDINATOR,PICONET协调器)IO与多个DEV (DEVice，装置)20由无线连接，并 且对LAN包进行隧道传输(或者，进行协议变换)。PNC 10经由中继器 (未示出)连接至外部系统。在光通信(FTTH)中，中继器含有将光转 换为电信号(毫米波等)的转换器。PNC IO与各DEV 20之间的线段30 表示无线通信路径的存在。该线段30的含义在其它图中也是同样的。 IP#1 ~ IP#4表示分配给各DEV的LAN设备(PC、各种家电设备等)。 同时，IP弁n还表示与各设备对应的以太网(Ethernet)的MAC地址或IP 包的IP地址。该lP弁n的含义在其他图中也是同样的。
在IEEE 802.15.3中，定义为PICONET内的装置可互相通信。在将 因特网连接引入家庭的通信中，由于以下原因，DEV之间的通信也使用 DEV— PNC—DEV这样的路径
(a) 至因特网的出入口是一个位置，汇集至PNC;
(b) DEV未必设置在可通信的位置。
虽然至PICONET的连接是专设的，但是LAN包的路径是由DEV与PNC 的组合构成的。为了扩展无线的触及范围，在IEEE 802.15.3中也定义了 使用子PICONET的情况。
A.在故障(无线断连)发生时动态地确保另一路径的系统 (a-1)用于在故障(无线断连)时确保另一路径的系统结构
图2是用于在故障(无线断连)时确保另 一路径的本发明的系统结构。 PNC100是一个。DEV包括两种类型DEV-A及DEV-B。 DEV-AllO具 备成为子PICONET的PNC的功能。DEV-B 120则不具备成为PNC的功 能。
参照图3至图5，以下示出故障(无线断连)时的处理流程。
(1) 在图3中，通常，在PNC 100所管理的一个PICONET中，PNC 100、 DEV-A及DEV-B进行无线通信。也就是说，对于LAN设备(IP#n )， 进行LAN包通信。在图3中，例如PNC 100与DEV-B 122的IP#3进行通信。
(2) 在图4中，当放置障碍物等200时，DEV-B会变成无法与PNC100进行通信。在图4中，有两个DEV國B 122( IP#3 )及DEV-B 124( IP#4 )， 无法与PNC 100通信。
(3) 在图5中，检测到故障(无线断连)的DEV-A112作为替代PNC 工作，并且构成子PICONET。在图5中，无法进行与PNC 100的通信的 DEV画B 122 (IP#3)及DEV-B 124 (IP#4 )，将连接切换至DEV画A 112
(PNC ) 。 LAN包由PNC 100画DEV-A 112画DEVB 122/124的替^路径 传送。
(4) 在没有故障时，返回至图3的原始路径。
图2至图5中所例示的本发明的系统的工作的特征是以下两项。 (l)在以往的对于网络故障选择替代路径的方法中，进行基于路由协 议的复杂的路径信息的交换。而在本发明中，则仅组播通知对方自身的存 在的包而进行向替代路径的切换。本发明由于不同于路径信息交换的负荷 大并且在故障时发出路径请求的以往的方式，因此能够快速向替代路径的 切换。
(2 )在本发明中，通过将需要静态连接的装置和不需要静态连接的装 置(专设)区别对待，能够防止因启动不需要的替代路径而造成的系统负 荷的增加。
(a-2)系统内的各装置检测故障(无线断连)发生的方法 PNC周期性地发送信标(同步信号)，向各DEV知会其自身的存在。 信标的发送基于IEEE 802.15.3进行。DEV-A周期性地传送"静态连接 INFO"包。PNC，为了管理与各DEV的连接关系，具备图6的(a)切 换表及(b)连接表。在图6的(b)连接表中，#1及#2被记录为类型A 的DEV (DEV-A) 。 (b)连接表的"静态"，表示静态连接。其相邻的 (#2 )及(#1)，表示在从各DEV-A ( #1)可见(可通信)DEV-A ( #2 ) 时，其反之也成立。当在一定时间内未接收到"静态连接INFO"包的情 况下，PNC判断为DEV-A不可见。
在类型B的DEV中，需要静态的连接的DEV-B周期性地发送 (multicast,组播)"静态连接INFO"包。"静态连接INFO"包与在DEV-A的存在确认中使用的包相同。在图7中，示出图2的DEV-B(弁5) ^皮登记为IP#5的情况下的表。在图7的(b)连接表中，示出了#5的DEV-B 为静态并且可连接至DEV-A的#1及#2。
不需要静态的连接的DEV-B、即专设连接的DEV-B，不发送"静态 连接INFO"包。该DEV-B进行如IEEE 802.13.5中所定义的那样的工作。 在图8中，示出图2的DEV-B ( #4 )被登记为IP#4的情况下的表。在图 8的(b)连接表中，记录了#4的DEV-B是专设的这样的内容。这样，通 过使用连接表，即使在静态及专设的装置混合存在的情况下，也可适当地 进行管理。
(a-3)选择另一路径的方法
另一路径的选择，使用PNC/DEV-A所管理的切换表按以下方式进行。 (1)在图9中，在通常的状态下，根据PNC 100的(b )切换表，以 无线部分的协议对LAN包进行封装化(encapsulation )并进4亍隧道传输。 图9的状态，是这样的状态在图8的糾被识别出之后，进而#3、 #6的 DEV-B被连接。
(2 )在图10及图11中，例如设定DEV-B的(#3、 #4 )与PNC 100
的连接被切断。
2-1 )不需要静态连接的#4的DEV-B 124按照IEEE 802.15.3的定义
解除连接。
2-2 )需要静态连接的弁3的DEV-B 122连接至DEV-A 112，DEV-A 112 是替代的PICONET (#1所管理的子PICONET )。
2-3 ) DEV-A ( #1) 112将IP#3登记到#1内的(a )切换表中。
2-4 ) DEV-A (#1) 112向PNC ( #0 ) 100通知连接#3作为替代路 径(该通知在洲中的处理异步)。
2-5 )检测到#3、 #4的断连的PNC 100从(b)切换表(图10 )中删 除#3、 #4的信息。
2-6 )当目的地为#3的LAN包抵达时，PNC 100以广播向PICONET 全体发送。2-7 ) DEV-A ( #1)接收LAN包，并且向处于#1的切换表内的#3发 送LAN包。
2画8 ) DEV-B (#3 )用替代路径#0 — #1 — #3发送接收LAN包。 (3)当前述2-4)的在#1中所进行的处理结束时，在PNC (#0) 100 的(b )切换表(图11 )中登记这样的信息送至#3的数据是经由#1( DEV#1) 传送的。此后，当目的地为#3的LAN包抵达时，PNC 100以单播向DEV-A (#1)发送该LAN包。
(a-4)检测故障恢复、返回至原始路径的方法 在图12中，使用了替代路径的DEV-B (#3) 122监视来自PNC 100 的信标恢复的情况。在因障碍物的移除而信标恢复时，恢复至PNC100的 连接。PNC 100、 DEV-A (#1) 122的切换表，恢复为通常时的内容，用 原始路径进行LAN包的发送接收。
作为在无线层中识别无线部分的故障发生、告警所通知的故障的方 法，首先，用连接表管理各DEV的连接请求是静态还是专设。当出现异 于通常的情况时，PNC或DEV发出通知(notification)。该通知用邮件、 声音、电话等进行。处于通知的状态中这样的情况，在连接表中进行记录、 管理。
本发明的PNC，例如作为PC基础的专用设备，利用在其上运行的SW 来进行工作。本发明的DEV-A，例如在房间内，以从多个DEV-B及PNC 可见(可无线通信)的方式设置。DEV-A被提供为箱型的装置，其具有例 如以太网/毫米波接口。该装置可内置用于实现本发明的方法的组入软件 (SW)。装置在某种组入OS下工作，其作为使装置所具有的以太网/毫 米波接口的硬件(HW)工作的驱动器发挥作用。
本发明的DEV-B,当在例如个人计算机(PC)中作为终端的情况下， 利用毫米波无线LAN卡所附带的软件工作。或者，DEV-B，在作为外部 装置的情况下(无法如PC那样扩充卡的LAN应对安全设备、家电的情况 下)，利用在DEV-A同样的箱型装置中工作的组入SW工作。
关于本发明，引用附图进行了说明。然而，本发明并不限于前述实施例。本领域技术人员可明了，在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行 任何的变形。
权利要求
1.一种无线局域网(LAN)系统，包括中继器，其能够与外部系统进行通信；主设备，其能够与中继器进行通信；以及多个从设备，其是能够与主设备进行无线通信的多个从设备，并且其包括第一组和第二组，该第一组包含替代从设备，该替代从设备具有在从设备的一部分不能够接收到来自主设备的同步信号时，将从主设备接收的信息信号传送至前述一部分从设备的功能，该第二组包含非替代从设备，该非替代从设备不具有向前述一部分从设备的发送功能。
2. 如权利要求1所述的无线LAN系统，包含专设的从设备，作为前述从设备的第二组的一部分。
3. 如权利要求1所述的无线LAN系统，其中前述第一组的从设备能够发送同步信号，并且对于能够接收该同步信号的前述非替代从设备，能够发送从前述主设备接收的信息信号。
4. 如权利要求1所述的无线LAN系统，其中前述中继器籍由光与前述外部系统进行通信，并且籍由毫米波与前述主设备及从设备进行通信。
5. 如权利要求1 4的任意一项所述的无线LAN系统，其中前述主设备具有第一表，该第一表包含能够通信的从设备的列表。
6. 如权利要求5所述的无线LAN系统，其中前述第一组的从设备具有第二表，该第二表包含能够通信的前述第二组的从设备的列表。
7. 如权利要求1所述的无线LAN系统，其中由于前述主设备与前述从设备的一部分之间的障碍物的存在，该从设备的一部分不能够接收来自前述主设备的同步信号。
8. —种无线通信方法，其是在包括主设备和多个从设备的无线局域网(LAN)系统中，主设备与多个从设备之间的无线通信方法，包括从主设备向多个从设备发送第一同步信号的步骤；从接收到了第 一 同步信号的从设备向主设备发送第 一接收信号的步从多个从设备中的特定的从设备向其他从设备发送第二同步信号的 步骤；从接收到了第二同步信号的从设备向前述特定的从设备发送第二接 收信号的步骤；从主设备向前述特定的从设备发送信息信号的步骤；以及 从前述特定的从设备向接收到了前述第二同步信号的从设备中未发 送第 一接收信号的从设备发送信息信号的步骤。
9. 一种无线通信方法，其是在包括主设备和多个从设备的无线局域网 (LAN)系统中，用于在主设备与多个从设备之间进行无线通信的方法， 包括主设备执行以下步骤向多个从设备发送第 一 同步信号的步骤；从接收到了第 一 同步信号的从设备接收第 一接收信号的步骤；检测未发送第 一接收信号的从设备的步骤；对多个从设备中的特定的从设备，发送指示信号的步骤，该指示信号 提示该特定的从设备发送第二同步信号；从前述特定的从设备接收第二接收信号的步骤，该第二接收信号表示 未发送前述第一接收信号的从设备接收到了第二同步信号的情况；以及向前述特定的从设备发送信息信号的步骤，该信息信号是接收到了第 二同步信号并且未发送前述第一接收信号的从设备所用的信息信号。
10. —种无线通信方法，其是在包括主设备和多个从设备的无线局域 网(LAN)系统中，用于在主设备与多个从设备之间进行无线通信的方法， 包括多个从设备的一部分从设备执行以下步骤 发送第一同步信号的步骤；从接收到了第 一 同步信号的从设备接收第 一接收信号的步骤； 向主设备发送表示前述从设备接收到了第一同步信号的情况的信号 的步骤；以及从主设备接收信息信号的步骤，该信息信号是接收到了第一同步信号 的前述从设备所用的信息信号。
全文摘要
本发明提供一种无线局域网系统。在该无线LAN系统中，避免因遮蔽物、电磁波所引起的噪音等的影响而变得无法进行无线通信的情况。该无线LAN系统，包括中继器，其能够与外部系统进行通信；主设备(100)，其能够与中继器进行通信；以及多个从设备，其是能够与主设备进行无线通信的多个从设备，并且其包括第一组和第二组，该第一组包含替代从设备(112)，该替代从设备(112)具有在从设备的一部分不能够接收到来自主设备的同步信号时，将从主设备接收的信息信号传送至前述一部分从设备的功能，该第二组包含非替代从设备(122、124)，该非替代从设备(122、124)不具有向前述一部分从设备的发送功能。
文档编号H04W24/04GK101682930SQ200880014668
公开日2010年3月24日 申请日期2008年4月17日 优先权日2007年5月8日
发明者久保宏昭, 冈田雅州, 山藤和人, 樱木武人 申请人:国际商业机器公司