以下、図面を適宜参照して、本開示の実施の形態について、詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
本開示における無線センサネットワークシステムは、工場及び製造現場において、例えば、製造ライン、製造装置の内外、または、製造ライン(又は製造装置)の周辺に設置した各種センサを、センサに備えた無線機を介して、コントローラであるサーバに集約する、といったユースケースに適用される。
無線センサネットワークシステムには、コントローラと、複数のセンサから構成される。各センサは、無線機を有する。以下、無線機を有するセンサは、無線センサと記載される場合がある。本開示における無線センサネットワークシステムでは、なりすましといった異常な状態にある無線センサを検出するものである。
本開示では、或る無線センサ(無線センサ#X)が、他の無線センサ(例えば、無線センサ#Y)によって送信された信号(パケット)を容易に受信できることを利用し、異常な状態にある無線センサを検出する。
例えば、コントローラと無線センサとの間の受信電波強度の代わりに、或る無線センサ(無線センサ#A)が他の無線センサ(無線センサ#B)から受信した信号の受信電波強度情報をマトリクスのデータと捉え、受信電波強度のマトリクスの変化から異常な状態にある無線センサを検出する。
(実施の形態1)
本開示の実施の形態1について、図面を参照して詳細に説明する。
<システム構成の説明>
図1は、本実施の形態1に係る無線センサネットワークシステム10の一例を示すシステム構成図である。
無線センサネットワークシステム10は、コントローラ20と、無線センサ30、31、32とを含む。コントローラ20と、無線センサ30、31、32とは、無線センサネットワークシステム10に属する無線装置の一例である。
コントローラ20は、無線センサ30、31及び32と無線接続する。コントローラ20と、無線センサ30、31及び32とは、点線で囲まれた建物Rの中に設置される。ここで、コントローラ20と、無線センサ30、31、及び32とが通信を行う通信エリアと建物Rの範囲とは、一致しなくてよい。例えば、通信エリアは、建物Rのエリアより広くてもよいし、建物Rのエリアより狭くてもよい。
各無線センサには、無線センサを識別するための固有な識別情報(例えば、識別子(ID)、又は、MACアドレス)が割り当てられる。正規の無線センサの中には、同じIDを持つ複数の無線センサは、存在しない。なお、固有なIDは、割り当てられてもよいし、あるいは、無線センサが、有してもよい。
本実施の形態において、コントローラ20と、無線センサ30、31及び32との通信エリア内に無線センサ40が含まれる。
無線センサ40は、無線センサ30になりすました無線センサであり、無線センサ30と同じIDを持つ不正な無線センサである。なお、以下では、なりすましを行う無線装置が、「無線センサ」である例を示すが、なりすましを行う無線装置は、「無線センサ」に限らない。また、「無線装置」は、例えば、「無線通信装置」、「無線端末」、「無線通信端末」、「無線デバイス」、「無線通信デバイス」であってもよい。
無線センサ40は、無線センサ30と同じIDを持つ。そして、無線センサ40は、例えば、無線センサ30になりすますために、送信するパケットの送信元に無線センサ30のIDを設定し、送信元が無線センサ30に設定されたパケットを送信する。そのため、無線センサ40によって送信されたパケットを受信した無線センサ31、32、及び、コントローラ20は、無線センサ40によって送信されたパケットを、無線センサ30によって送信されたパケットである、と解釈(判断)してしまう。
本実施の形態1における無線センサネットワークシステム10は、無線センサ30になりすました無線センサ40が存在しているか否かを判断(検出)する。なお、無線センサ30になりすました無線センサ40が存在するという判断は、無線センサ30が異常な状態であるという判断に相当してよい。別言すると、例えば、無線センサ30が異常な状態であることは、無線センサ30自体が異常な状態である場合と、無線センサ30が正常な状態であるが、無線センサ30になりすました無線センサが存在する場合とを含む。
ここで、本実施の形態1では、無線センサ30、31、32、40のIDが、それぞれ、B、A、C、βであるとする。例えば、無線センサ30は、無線センサBと記載される場合がある。つまり、本実施の形態1では、無線センサβが、無線センサBになりすました無線センサである。
<コントローラの構成例>
コントローラ20は、無線センサ30、31及び32を設置した際に収集した初期段階の端末間RSSI(Received Signal Strength Indicator)と、設置した後の或る時点で収集した端末間RSSIとに基づいて、各無線センサが異常状態にあるか否かを判断する。
ここで、端末間RSSIは、無線センサが、他の無線センサからパケットを受信した場合に測定した、2つの無線センサの間の距離等に応じた受信強度を示す。また、初期段階のRSSIとは、無線センサ30、31及び32を設置した初期の段階の端末間RSSIである。別言すると、初期段階のRSSIは、不正な無線センサが存在していない段階で測定された基準となる端末間RSSIであってよい。また、ここで、無線センサの異常状態とは、例えば、無線センサが正規の無線センサではない状態に相当する。なお、以下では、「無線センサ」と「端末」とは、相互に読み替えられてもよい。また、端末間RSSIは、2つの無線センサの間のRSSIと、無線センサとコントローラ20との間のRSSIとを含んでよい。
図2は、本実施の形態1に係るコントローラ20の構成の一例を示すブロック図である。
コントローラ20は、無線部201と、端末間RSSI収集部202と、異常状態判断部203と、記憶部204とを有する。
無線部201は、アンテナを介して無線センサと無線通信を行う。無線部201は、例えば、スター型のネットワークを管理するアクセスポイントの機能を有する。
なお、無線部201の通信方式には、無線LAN(Local Area Network)、Bluetooth(登録商標)が用いられてもよい。あるいは、無線部201の通信方式には、ミリ波帯を用いたWiGigが適用されてもよいし、特定小電力無線が適用されてもよい。あるいは、無線部201の通信方式には、Sigfox、Lora及びNB-IoT(Narrow Band - Internet of Things)のようなLPWA(Low Power Wide Area)が適用されてもよい。
端末間RSSI収集部202は、各無線センサに端末間RSSIの測定を指示する。そして、端末間RSSI収集部202は、各無線センサが測定した端末間RSSIを収集する。
なお、RSSIを例に説明しているが、RSSIに限らず、信号の受信に関する受信情報、受信品質情報、受信信号強度情報といった他の情報であってもよい。例えば、SINR(Signal to Interference and Noise power Ratio)、SNR((Signal to Noise Ratio))などがあげられる。
異常状態判断部203は、設置時に取得した初期段階の端末間RSSIと設置後に取得した端末間RSSIとに基づいて、異常状態にある無線センサを検出する。
記憶部204には、無線センサ30、31、32から収集した端末間RSSIが記憶される。
<無線センサの構成例>
無線センサ30は、無線センサ30以外の無線センサ31、32によって送信されたパケットを受信し、受信したパケットに基づいて、端末間RSSIを測定する。無線センサ30は、測定した端末間RSSIを送信元の情報と関連付けて保存し、保存した端末間RSSIをコントローラ20に送信する。無線センサ30は、無線センサ30になりすました無線センサによって送信されたパケットを受信した場合、自己端末検出を示すパケットをコントローラ20に送信する。
図3は、本実施の形態1に係る無線センサ30、31、32の構成の一例を示すブロック図である。以下では、図3に示す構成が、無線センサ30の構成である例を説明する。
無線センサ30は、無線部301と、RSSI測定部302と、センサ部303と、自己端末検出部304と、を有する。
無線部301は、アンテナを介して、コントローラ20と無線通信を行う。無線部301は、例えば、スター型のネットワークにおけるステーションの機能を有する。
RSSI測定部302は、パケットを受信した場合に、受信したパケットのRSSIを測定する。
センサ部303は、例えば、光電センサを備え、検出したセンサ値をコントローラ20に送信する。
センサには、例えば、ファイバセンサ、変位センサ、画像センサ、近接センサ、マイクロフォトセンサ、ロータリーエンコーダー、振動センサ、接触センサ、傾斜センサ、人感センサ、照度センサ、タッチセンサなどが用いられてもよいし、複数のセンサが組み合わせられてもよい。また、無線センサネットワークシステム10には、互いに異なる複数のセンサが含まれてよい。例えば、無線センサ30と、無線センサ31と、無線センサ32とは、互いの異なるセンサを有してもよい。
自己端末検出部304は、受信したパケットの送信元を示すIDが無線センサ30のIDと同じか否かを検出する。なお、本実施の形態における無線センサネットワークシステムでは、無線方式として半二重通信を例に説明する。半二重通信において同一の無線センサが送信と受信を同時に行うことがないため、例えば、無線センサ30は、無線センサ30のIDを有するパケット(パケットの送信元に、無線センサ30のIDが設定されたパケット)を受信することがないことを利用している。なお、無線方式は、全二重通信を用いてもよい。全二重通信では、同一の無線センサが送信と受信を同時に行う可能性はあるが、例えば、無線センサ30は、無線センサ30がパケットを送信した送信時間を把握できる。そのため、全二重通信では、無線センサ30が、この送信時間と異なる時間に無線センサ30のIDを有するパケットを受信することがないことを利用できる。
また、自己端末検出部304は、所定の時間内に受信した複数のパケットにおいて、送信元を示すIDが同一のパケットを所定回数(例えば、2回)以上検出したか否かを検出する。
自己端末検出部304は、上記の検出結果を示す自己端末検出情報をコントローラ20に送信する。
<無線センサネットワークシステムの動作フロー>
図4は、本実施の形態1に係る無線センサネットワークシステム10の動作の一例を示すフローチャートである。このフローは、例えば、無線センサネットワークシステム10が設置された段階で開始される。あるいは、このフローは、無線センサネットワークシステムに新たな無線センサが追加された場合、無線センサの位置が移動した場合、及び/又は、システムの定期的なメンテナンスの後に開始されてよい。
ステップS31において、コントローラ20は、無線センサ30、31及び32を設置した初期状態(第1の受信期間の一例)の端末間RSSIを収集するために、無線センサ30、31、32に端末間RSSIの測定を指示する。ステップS31において、端末間RSSIの測定指示を受信した無線センサ30、31、32は、他の無線センサからのパケットを受信した場合に、受信したパケットに基づく端末間RSSIを測定し、測定した端末間RSSIをコントローラ20に送信する。
一例として、コントローラ20は、端末間RSSIの測定を指示するパケットを無線センサ30、31、32に、順に、送信する。無線センサ30、31、32は、コントローラ20から受信した端末間RSSIの測定を指示するパケットに応答し、既に測定した端末間RSSIを示す情報を含むパケットをコントローラ20に送信する。無線センサ30、31、32は、それぞれ、他の無線センサがコントローラ20宛に送信するパケット(例えば、端末間RSSIを示す情報を含むパケット)を受信したときに、RSSIを測定し、測定したRSSIを端末間RSSIとして保存する。コントローラ20は、管理する無線ネットワーク内に存在する無線センサのそれぞれからの端末間RSSIを収集するまで、端末間RSSIの測定を指示するパケットを送信する。
コントローラ20は、無線センサ30、31、32から収集した端末間RSSI(以下、「第1の端末間RSSI」と記載される場合がある)を保存する。そして、ステップS32の処理が実行される。
ステップS32において、コントローラ20は、異常な状態にある無線センサの判断タイミングが否かを判断する。例えば、判断タイミングは、周期的に設定されてもよい。この場合、コントローラ20は、設定された周期に基づいて、判断タイミングか否かを判断してよい。
判断タイミングではない場合(ステップS32にて「NO」)、判断タイミングに到達するまで、ステップS32に処理が実行される。判断タイミングである場合(ステップS32にて「YES」)、ステップS33の処理が実行される。
ステップS33において、コントローラ20は、運用時(第2の受信期間の一例)において、ステップS31と同様に、無線センサ30、31及び32から、端末間RSSIを収集する。コントローラ20は、無線センサ30、31及び32から収集した端末間RSSI(以下、「第2の端末間RSSI」と記載される場合がある)を保存する。なお、無線センサがRSSIを測定するために用いるパケットは、ステップS31に示したように、既に測定した端末間RSSIを示す情報を含まなくてもよい。例えば、無線センサは、他の無線センサが送信し、センサデータといった他の情報を含むパケットを受信して、RSSIを測定してもよい。例えば、無線センサ30、31、32は、無線センサ30になりすました無線センサ40がコントローラ20へ送信するパケット(センサデータといった他の情報を含むパケット)を受信して、無線センサ40と自身との間の端末間RSSIを測定する。そして、ステップS34の処理が実行される。
なお、無線センサ30は、無線センサ30になりすました無線センサ40が送信した信号を受信した場合、自己端末検出情報を含むパケットをコントローラ20に送信してもよい。
ステップS34において、コントローラ20は、無線センサ30、31及び32から収集した第1の端末間RSSI及び第2の端末間RSSIと、自己端末検出情報とに基づいて、異常な状態にある無線センサが存在するか否かの判断を行う。なお、ステップS34の処理については、後述する。そして、ステップS35の処理が実行される。
ステップS34において、コントローラ20は、異常な状態にある無線センサの判断を終了するか否かを判断する。例えば、コントローラ20は、無線センサネットワークシステム10のメンテナンス(異常な状態にある無線センサの補修等)が実施される場合、無線センサネットワークシステム10が停止する、スリープ状態に入る場合、あるいは、初期状態の端末間RSSI収集(例えば、S31)をやり直す場合、等に、異常な状態にある無線センサの判断を終了してよい。
異常な状態にある無線センサの判断を終了しない場合(S35にて「NO」)、ステップS32の処理が実行される。異常な状態にある無線センサの判断を終了する場合(S35にて「YES」)、図4のフローは終了する。
<異常端末を判断するフロー>
次に、図5を用いて、図4のステップS34に示した異常な状態の無線センサの判断の例を説明する。図5は、本実施の形態1に係る異常端末を判断する動作の一例を示すフローチャートである。
ステップS41において、コントローラ20は、無線センサ30、31及び32から取得した第1の端末間RSSI及び第2の端末間RSSIを比較する。そして、コントローラ20は、第1の端末間RSSIと第2の端末間RSSIとの間で、端末間RSSIの差が閾値より大きいか否かを判断する。例えば、端末間RSSIの差は、絶対値であってもよい。また、閾値は、0以上の値であってよい。
端末間RSSIの差が閾値より大きい場合(ステップS41にてYES)、コントローラ20は、異常な状態にある無線センサ(端末)が存在する、と判断する(ステップS43)。
端末間RSSIの差が閾値より大きくない場合(ステップS41にてNO)、ステップS42の処理が実行される。
ここで、例示的に、無線センサ30になりすました無線センサ40が、無線センサ30、31及び32が設置された場所と異なる場所からコントローラ20に対して不正なアクセスをする。
無線センサ40は、例えば、無線センサ30になりすましているため、コントローラ20は、無線センサ40によって送信されたパケットを受信した場合に、受信したパケットが無線センサ30によって送信されたパケットである、と誤って認識してしまうおそれがある。また、無線センサ40によって送信されたパケットをコントローラ20が受信した場合に、コントローラ20によって測定されるRSSIは、周辺の電波環境の変動によって変化する可能性がある。そのため、コントローラ20によって測定されたRSSIに基づいて、無線センサ30になりすました無線センサが存在するか否かを判断することが困難である。
そのため、コントローラ20は、各無線センサが測定した端末間RSSIの変化から、無線センサ30になりすました無線センサ40を抽出する。
ステップS42において、コントローラ20は、無線センサ30、31及び32が、受信したパケットにおいて自無線センサのID(自己ID)を検出したか否か、及び/又は、受信した複数のパケットにおいて、同一のIDを複数回検出したか否かを判断する。この判断は、例えば、自己端末検出情報に基づいてよい。このため、自無線センサのID(自己ID)について確認しない場合は、無線センサ30、31及び32は、自己端末検出部304を含まなくてもよい。
例えば、無線センサ30になりすました無線センサ40が存在した場合、無線センサ40は無線センサ30のIDと同じIDを送信元に設定したパケットを送信する。無線センサ30は、受信したパケットの送信元のIDが無線センサ30のIDと同じであることを認識し、無線センサ30が受信するはずがない無線センサ30のIDを送信元に設定したパケットを受信した、と判断する。コントローラ20は、この判断結果を示す自己端末検出情報を受信した場合、無線センサ30、31及び32が、受信したパケットにおいて自無線センサのID(自己ID)を検出した、と判断する。
また、例えば、無線センサ30になりすました無線センサ40が存在した場合、無線センサ40は無線センサ30のIDと同じIDを送信元に設定したパケットを送信する。例えば、無線センサ31、32は、所定時間内に、無線センサ30が送信したパケットと、無線センサ30になりすました無線センサ40が送信したパケットとを受信した場合、これら2つのパケットの送信元のIDは、どちらも無線センサ30のIDである、と判断する。コントローラ20は、この判断結果を示す自己端末検出情報を受信した場合、無線センサ30、31及び32が、受信したパケットにおいて同一のIDを複数回検出した、と判断する。
コントローラ20は、自己端末検出情報を用いることで、なりすましによる異常な状態にある無線センサを検出することが可能となる。
無線センサ30になりすました無線センサ40が、無線センサ30の近接に設置された場合、例えば、無線センサ31が測定する、無線センサ31と無線センサ30との間の端末間RSSIと、無線センサ31と無線センサ40との間の端末間RSSIとの間の変化量は無い、もしくは、非常に小さい可能性がある。コントローラ20は、無線センサ30、31及び32から収集した自己端末検出情報を用いることで、なりすましによる異常な状態にある無線センサを検出することが可能になる。
例えば、コントローラ20は、自己端末検出情報が通知された場合(ステップS42にて「YES」)、ステップS43にて、異常な状態にある無線センサが存在する、と判断する。例えば、上記の例のように、無線センサ30が自己端末検出情報を通知した場合、コントローラ20は、無線センサ30になりすました無線センサが存在する、と判断する。
コントローラ20は、自己端末検出情報が通知されない場合(ステップS42にて「NO」)、正常な状態にある無線センサとして判断し、処理を終了する。
<なりすまし無線センサが相対的に遠方にある場合の例>
以下では、無線センサ30になりすました無線センサ40が、無線センサ30の遠方に存在する場合の無線センサ40を検出する方法を図6A,図6B及び図7A,図7Bを用いて説明する。
図6Aは、本実施の形態1に係る無線センサを設置した配置の一例を示す図である。なお、図6Aは、図1に示した例と同様であるので、説明を省略する。図6Aには、例えば、無線センサネットワークシステム10を設置した直後の配置が示される。
図6Bは、本実施の形態1に係るなりすました無線センサ40が建物R外に存在する場合の配置の一例を示す図である。なお、図6Bにおいて、図6A及び図1と同様の構成については、同一の符番を付し、説明を省略する場合がある。
無線センサ40は、無線センサ30になりました無線センサであり、無線センサ30と同じIDを有する。無線センサ40は、コントローラ20と、無線センサ30、31及び32とが設置されている建物Rの外に存在する。無線センサ40は、建物Rの外から、コントローラ20にパケットを送信する。
無線センサ40が無線センサ30になりすます方法として、例えば、無線センサ40が無線センサ30の送信するパケットをスニッフィングして無線センサ30の動作を学習することが考えられる。
まず、コントローラ20は、無線接続されている無線センサ30、31及び32から端末間RSSIを取集する。無線センサ30、31及び32は、それぞれ、他の無線センサからパケットを受信した場合に、端末間RSSIを測定し、受信したパケットに含まれる送信元のIDと関連付けて端末間RSSIを保存する。無線センサが端末間RSSIを測定する方法は、特に限定されない。例えば、無線センサが、端末間RSSIを測定するための専用パケットを送信及び受信して、端末間RSSIを測定してもよい。あるいは、無線センサが、コントローラとのネゴシエーションをするためのパケットを他の無線センサが受信することによって、他の無線センサが端末間RSSIを測定してもよい。
次に、図6Aの状態でコントローラ20が各無線センサから収集して保存した端末間RSSIマトリクスについて説明する。
図7Aは、図6Aの例において収集した端末間RSSIマトリクスの一例を示す図である。
図7Aにおいて、各行は、パケットを受信し、受信したパケットから端末間RSSIを測定した無線センサのIDを示し、各列は、端末間RSSIの測定に用いられたパケットの送信元に設定されたIDを示している。
例えば、IDが「A」の行には、無線センサ31によって測定された端末間RSSIが示される。そして、無線センサ31が測定した端末間RSSIは、無線センサ30が送信元の場合-40dBm、無線センサ32が送信元の場合-70dBm、コントローラ20が送信元の場合-30dBmである。IDが「B」の行には、無線センサ30によって測定された端末間RSSIが示され、IDが「C」の行には、無線センサ32に測定された端末間RSSIが示される。そして、「コントローラ」の行には、コントローラ20によって測定された端末間RSSIが示される。
コントローラ20は、各無線センサから収集した端末間RSSIを保存し、これを端末間RSSIマトリクスと呼び、設置時に収集した初期段階の端末間RSSIマトリクスを第1の端末間RSSIマトリクスと呼ぶ。なお、この端末間RSSIマトリクスをフィンガープリントと読み替えてもよい。
次に、無線センサ30になりすました無線センサ40が不正にアクセスした場合について説明する。
図7Bは、図6Bの例において収集した端末間RSSIマトリクスの一例を示す図である。
無線センサ30になりすました無線センサ40が不正にアクセスし、無線センサ30のIDを有するパケットを送信する場合、無線センサ30、31及び32は、送信元に無線センサ30のIDが設定されたパケットを受信する。
無線センサ40が存在する位置は、無線センサ30が存在する位置から距離が離れている。そのため、無線センサ40によって送信されたパケットを無線センサ31が受信して測定した端末間RSSIは、無線センサ30によって送信されたパケットを無線センサ31が受信して測定した端末間RSSIから変化する可能性が高い。無線センサ32及びコントローラ20においても、無線センサ31と同様に、端末間RSSIが変化する可能性が高い。
図7Bでは、説明のために、無線センサ30(IDが「B」)と無線センサ40(IDが「β」)が送信した時の端末間RSSIを分けて示している。
IDが「A」の行には、無線センサ31によって測定された端末間RSSIが示される。無線センサ31が測定した端末間RSSIは、無線センサ30が送信元の場合-40dBm又は-90dBm、無線センサ32が送信元の場合-70dBm、コントローラ20が送信元の場合-30dBmである。ここで、無線センサ31は、無線センサ30になりすました無線センサ40によって送信されたパケットを受信して、端末間RSSIを測定した場合、測定した端末間RSSIを、無線センサ30が送信元の場合の端末間RSSIと判断する。そのため、無線センサ30が送信元の場合、-40dBm又は-90dBmという2つの値が示される。
IDが「B」の行には、無線センサ30によって測定された端末間RSSIが示される。ここで、無線センサ30は、本来受信するはずがない無線センサ30と同じIDを有するパケットを受信するため、自己端末検出情報をそのとき測定した端末間RSSIとともに保存する。
IDが「C」の行、及び、IDが「コントローラ」の行については、IDが「A」の行と同様に、無線センサ31及び32は、無線センサ30が送信したパケットと、無線センサ30になりしました無線センサ40が送信したパケットとを受信し、2つそれぞれのパケットから端末間RSSIを測定する。これら2つのパケットの送信元はいずれも無線センサ30に設定されているため、これら2つの端末間RSSIは、何れも無線センサ30との間の端末間RSSIである、と判断される。
コントローラ20は、無線センサ30、31及び32から端末間RSSIを収集する。初期段階の所定の時間に収集した端末間RSSIは、第2の端末間RSSIマトリクスと称される。
コントローラ20は、無線センサから収集した第1及び第2の端末間RSSIマトリクスを比較することで、なりすましによる異常な状態にある無線センサを検出する。
図7Aと図7Bを比較した場合、コントローラ20は、コントローラ20で測定したRSSI以外にも、他の無線センサで測定した端末間RSSIにも変化が大きいため、無線センサ30が異常な状態であると判断する。
端末間RSSIは、設置環境によって変動するため、コントローラ20で測定した端末間RSSIでは、電波伝搬変動に伴うRSSIの変化であるか、無線センサの位置が異なることによるRSSIの変化であるか判断することはできない。端末間RSSIマトリクスの変化を用いることで、電波伝搬変動による変化を低減することが可能になり、コントローラ20において測定した端末間RSSIで異常な状態にある無線センサを検出することが可能になる。
コントローラ20は、無線センサネットワークシステム10に異常な状態にある無線センサを検出した場合、アラートを通知してもよいし、システムの状態を表示するモニタに表示させてもよい。
<なりすまし無線センサが相対的に近傍にある場合の例>
無線センサ30になりすました無線センサ40が、無線センサ30の近傍にある場合について、以下図面を用いて説明する。
図8は、本実施の形態1に係る無線センサ40が無線センサ30の近傍に設置された場合のシステム構成の一例を示した図である。
図1で示した例との違いは、無線センサ30になりすました無線センサ40が、図1では、建物Rの外に存在していたのに対し、図8では、建物R内の無線センサ30の近傍に設置されている点である。
図9Aは、本実施の形態1に係る無線センサを設置した配置の第2の例を示す図である。なお、図9Aは、図1に示した例と同様であるので、説明を省略する。
図9Bは、本実施の形態1に係るなりすました無線センサ40が無線センサ30の近傍に存在する場合の配置の一例を示す図である。
図9Bに示す無線センサ40は、図7Bに示した無線センサ40と同様に、無線センサ30になりました無線センサであり、無線センサ30と同じIDを有する。図9Bに示す無線センサ40は、図7Bに示した無線センサ40と異なり、コントローラ20と、無線センサ30、31及び32とが設置されている建物Rの中に存在し、かつ、無線センサ30の近傍に存在する。無線センサ40は、無線センサ30のそばから、コントローラ20にパケットを送信する。
図10Aは、図9Aの例において収集した端末間RSSIマトリクスの一例を示す図である。上述の通り、図9Aは、図1及び図6Aと同様であり、図10Aは、図7Aに示した端末間RSSIマトリクスと同様であるので、説明は省略する。
図10Bは、図9Bの例において収集した端末間RSSIマトリクスの一例を示す図である
無線センサ30になりすました無線センサ40が無線センサ30の近傍に存在する場合、例えば、無線センサ40によって送信されたパケットを無線センサ31が受信して測定した端末間RSSIは、無線センサ30によって送信されたパケットを無線センサ31が受信して測定した端末間RSSIとの差が無い、あるいは、差が小さい可能性が高い。無線センサ32及びコントローラ20も、無線センサ31と同様に、無線センサ30に関する端末間RSSIの差が無い、あるいは、差が小さい可能性が高い。
このような場合であっても、無線センサ30は、無線センサ40によって送信されたパケットを受信し、受信したパケットの送信元が無線センサ30のIDであるある、と判断する。したがって、無線センサ30は、自己端末検出情報を含むパケットをコントローラ20に送信する。
無線センサ30の近傍に無線センサ30になりすました無線センサ40が存在する場合であっても、コントローラ20は、端末間RSSIマトリクスの変化に加えて、無線センサ30から受信した自己端末検出情報に基づいて、無線センサ30が異常な状態にあると判断する(例えば、図5のステップS42)。
以上、本実施の形態1では、コントローラ20と、コントローラ20と無線接続する複数の無線センサとが属する無線ネットワークシステムを示す。そして、例えば、無線センサ30は、或る第1の受信期間(例えば、システムの設置時の初期状態)にて送信元の無線装置を示す第1の識別情報(例えば、ID)を含む第1の信号(例えば、パケット)を受信し、第1の受信期間と異なる第2の受信期間(例えば、運用時)にて送信元の無線装置を示す第2の識別情報を含む第2の信号を受信する。無線センサ30は、第1の信号の受信に関する第1の受信情報(例えば、RSSI)を測定し、第2の信号の受信に関する第2の受信情報を測定する。無線センサ30は、第1の受信情報と第1の識別情報とを含む第1の測定情報と、第2の受信情報と第2の識別情報とを含む第2の測定情報とを、コントローラ20へ送信する。コントローラ20は、無線センサ30を含む複数の無線センサのそれぞれから、第1の測定情報と第2の測定情報とを受信し、第1の識別情報と第2の識別情報とが同一である場合、第1の受信情報と第2の受信情報とを比較し、異常な状態の無線装置が存在するか否かを判断する。
この構成により、或る無線センサ#Xになりすました無線センサ#Yが存在した場合に、無線センサ#Xと無線センサ#Yとを含む複数の無線センサ間の受信情報(例えば、端末間RSSI)の変動を検出することによって、なりすました無線センサ#Yの存在の有無を判断する。
例えば、コントローラ20が、複数のセンサのそれぞれから、初期段階にて測定された端末間RSSIの測定結果を示す測定情報と、初期段階よりも後に測定された端末間RSSIの測定結果を示す測定情報と受信する。そして、コントローラ20は、初期段階にて測定された端末間RSSIのマトリクス(第1の端末間RSSIマトリクス)と、初期段階よりも後に測定された端末間RSSIのマトリクス(第2の端末間マトリクス)とを比較して、端末間RSSIの変化の大きさに基づいて、異常な状態の無線センサが存在するか否かを判断する。この構成により、複数の無線センサの測定結果を統合して判断できるので、なりすまし等の異常な状態の無線端末の存在を判断できる。
(実施の形態2)
本開示の実施の形態2について、図面を参照して詳細に説明する。
実施の形態1では、コントローラが無線センサのそれぞれから端末間RSSIを収集し、収集した端末間RSSIのマトリクスに基づいて異常な状態にある無線センサが存在するか否か検出する例を示した。
本実施の形態2では、各無線センサにおいて異常な状態か否かを判断し、判断した結果をコントローラが収集し、異常な状態にある無線センサの特定を行う。
<システム構成の説明>
図11は、本実施の形態2に係る無線センサネットワークシステム50のシステム構成の一例を示す図である。
無線センサネットワークシステム50は、コントローラ60と、無線センサ70、71,72とを含む。コントローラ60と、無線センサ70、71、72とは、無線センサネットワークシステム50に属する無線装置の一例である。
コントローラ60は、無線センサ70、71及び72と無線接続する。コントローラ60、無線センサ70、71及び72は、点線で囲まれた建物Rの中に設置される。ここで、コントローラ60と、無線センサ70、71及び72との通信エリアと建物Rは一致しなくてよい。
本実施の形態2において、コントローラ60と、無線センサ70、71及び72との通信エリア内に無線センサ40が含まれる。
無線センサ40は、無線センサ70になりすました無線センサであり、無線センサ70と同じIDを持つ不正な無線センサである。
ここで、本実施の形態2では、無線センサ70、71、72、40のIDが、それぞれ、B、A、C、βであるとする。例えば、無線センサ70は、無線センサBと記載される場合がある。つまり、本実施の形態2では、無線センサβが、無線センサBになりすました無線センサである。
<コントローラの構成例>
図12は、本実施の形態2に係るコントローラ60の構成の一例を示すブロック図である。
コントローラ60は、無線部601と、異常状態判断部(第1状態判断部)602と、記憶部603と、を有する。
無線部601は、図2に示した無線部201と同様の構成であるため、説明を省略する。
異常状態判断部602は、各無線センサが判断した結果に基づいて、異常な状態にある無線センサが存在するか否かを判断する。
記憶部603は、各無線センサによって判断された判断結果を記録する。
<無線センサの構成例>
図13は、本実施の形態2に係る無線センサ70、71、72の構成の一例を示すブロック図である。以下では、図13に示す構成は、無線センサ70の構成である例を説明する。
無線センサ70は、無線部701と、RSSI測定部702と、センサ部703と、自己端末検出部704と、判断対象選定部705と、異常端末判断部(第2状態判断部)706と、RSSI記憶部707と、を有する。
無線部701、RSSI測定部702、センサ部703、及び、自己端末検出部704は、それぞれ、図3に示した無線部301、RSSI測定部302、センサ部303、及び、自己端末検出部304と同様の構成であるため、説明を省略する。
判断対象選定部705は、無線センサ70が判断する無線センサを選定する。例えば、判断対象選定部705は、無線センサネットワークシステム50に含まれ、コントローラ60と無線接続する無線センサ71、無線センサ72の中から、1つを選定する。
異常端末判断部706は、測定した第1及び第2の端末間RSSIに基づいて、判断対象選定部705によって選定された無線センサが異常な状態にあるか否か判断する。
RSSI記憶部707は、RSSI測定部702によって測定された端末間RSSIを記憶する。なお、実施の形態1では、コントローラ20が無線センサそれぞれの端末間RSSIを記憶する例を示したが、本実施の形態2では、無線センサ70が、無線センサ70によって測定された端末間RSSIを記憶する。無線センサ70と同様に、無線センサ71が、無線センサ71によって測定された端末間RSSIを記憶し、無線センサ72が、無線センサ72によって測定された端末間RSSIを記憶し、コントローラ60が、コントローラ60によって測定された端末間RSSIを記憶する。
<端末間RSSIの例>
本実施の形態2における無線センサ70、71及び72がそれぞれ測定した端末間RSSIは、実施の形態1における無線センサ30、31及び32がそれぞれ測定した端末間RSSIと同様であるとする。ただし、本実施の形態2では、端末間RSSIをコントローラに集約しない。無線センサのそれぞれは、測定した端末間RSSIを記録し、他の無線センサが測定した端末間RSSIは知らない。
以下、本実施の形態2における端末間RSSIを説明する。図14Aは、図6Aにおいて、無線センサ71に記録される端末間RSSIマトリクスの例を示す図である。図14Bは、図6Bにおいて、無線センサ71に記録される端末間RSSIマトリクスの例を示す図である。図14Cは、図14Aと図14Bとに基づく無線センサの判断結果の一例を示す図である。
図14Aに示す端末間RSSIマトリクスは、図7Aに示したIDが「A」の行と同様である。図14Bに示す端末間RSSIマトリクスは、図7Bに示したIDが「A」の行において、無線センサ70のIDがβの場合と同様である。
無線センサ71は、図14Aに示す第1の端末間RSSIマトリクスと図14Bn示す第2の端末間RSSIマトリクスを比較し、変化があった無線センサ70が異常な状態にある無線センサの候補である、と判断する。無線センサ71は、判断結果を示す情報をコントローラ60に送信する。
無線センサ71によって送信される、判断結果を示す情報を含むパケットには、異常な状態にあると判断した無線センサの候補の情報と、異常な状態にあると判断しない無線センサの情報とが含まれてもよい。
無線センサ71は、例えば、図14Cに示すように、判断結果に基づいて、異常な状態にある無線センサの候補を示す値を「1」に設定し、異常な状態であると判断しない無線センサを示す値を「0」に設定し、それぞれの値を含むビットマップを作成し、判断結果を示すビットマップをコントローラ60に送信する。
なお、図示は省略するが、無線センサ72及びコントローラ60においても、無線センサ71と同様に、端末間RSSIマトリクスを比較し、変化があった無線センサ70が異常な状態にある無線センサの候補である、と判断する。
図15Aは、図6Aにおいて、無線センサ70に記録される端末間RSSIマトリクスの例を示す図である。図15Bは、図6Bにおいて、無線センサ70に記録される端末間RSSIマトリクスの例を示す図である。図15Cは、図15Aと図15Bとに基づく無線センサ70の判断結果の一例を示す図である。
無線センサ70は、図15Bに示すように、無線センサ70が受信するはずがない無線センサ70のIDと同じIDが送信元に設定されたパケットを受信する。このパケットは、無線センサ70になりすました無線センサ40によって送信される。そのため、無線センサ70は、自己端末検出情報(例えば、図15Cにて強調で示したセルを含む情報)をコントローラ60に送信する。
コントローラ60は、各無線センサの判断結果を集約する。
図16は、本実施の形態2におけるコントローラ60が集約した判断結果の例を示す図である。図16の場合、無線センサ70、71及び72のそれぞれから受信した判断結果が、無線センサ70が異常な状態にある無線センサの候補であることを示すため、コントローラ60は、無線センサ70が異常な状態にある無線センサである、と判断する。
なお、コントローラ60は、異常な状態の無線センサであるか否か判断する方法として、無線センサが判断した自己端末検出情報を組み合わせてもよい。
上記の例では、コントローラ60は、無線センサ70、71及び72のそれぞれから受信した判断結果における異常な状態にある無線センサの候補に対して、判断を行い、異常な状態にある無線センサを特定した。無線センサのそれぞれの判断結果において、異常な状態にある無線センサの候補が互いに同一である、とは限らない。その場合、自己端末検出情報を用いることによって、コントローラ60は、異常な状態である無線センサを判断できる。
判断方法として、コントローラ60は、無線センサ70、71、72から受信した判断結果に基づいて、無線センサ70、71、72のうち少なくとも1台以上の無線センサが異常な状態にあると判断した無線センサを、異常な状態にある無線センサである、と判断してもよい。しかしながら、無線センサは、端末間RSSIに基づいて異常な状態にあるか判断しているため、電波伝搬変動によって判断結果は、無線センサ毎に異なる可能性がある。
そのため、コントローラ60は、無線センサ70、71、72のうち2台以上の無線センサが異常な状態にあると判断した無線センサを、異常な状態にある無線センサである、と判断してもよい。また、コントローラ60は、無線センサ70、71、72のうち過半数の無線センサが異常な状態にあると判断した無線センサを、異常な状態にある無線センサである、と判断してもよい。
また、各無線センサは、異常な状態である無線センサの候補であるか否かを示す情報を「1」又は「0」の2値を用いて通知しているが、通知する情報において重みをつけてもよい。
例えば、各無線センサは、端末間RSSIの時間変動に応じて、重みをつけてもよい。例えば、本実施の形態2において、無線センサ71と無線センサ70との間の端末間RSSIの時間変動の大きさが、無線センサ72と無線センサ70との間の端末間RSSIの時間変動の大きさよりも小さい場合を例に挙げる。この例の場合、コントローラ60が、無線センサ70が異常な状態であるか否かを判断する処理において、無線センサ71の端末間RSSIに基づく判断結果は、無線センサ72の端末間RSSIに基づく判断結果よりも信頼度が高い。そのため、端末間RSSIの時間変動が大きいほど、重み付けを小さくしてもよい。
例えば、各無線センサが測定した端末間RSSIの変動が閾値を超える場合には(変動が大きい場合)、「0.5」にするなどしてもよい。また、無線センサ毎に重みをつけるのではなく、重み係数をコントローラ60に保持させてもよい。例えば、予め無線センサで重み係数を決定し、決定した重み係数をコントローラ60に通知してもよい。予め重み係数をコントローラ60に通知することで、各無線センサが通知する情報量を削減することができる。とりわけ無線センサネットワークシステムにおいては、無線センサが送信する情報は、備え付けたセンサ情報であるため、送信する情報は少ないほうが望ましいためである。
以上、各無線センサが、自無線センサ以外の無線センサのそれぞれが異常な状態にある無線センサが存在するか否かの判断を行う場合を説明した。
無線センサネットワークシステムに含まれ、コントローラに接続する無線センサの台数が増加した場合、各無線センサからコントローラへ送信される判断結果を示す情報の情報量が、増大してしまう。そこで、予め各無線センサが判断する対象を決定し、判断する無線センサの台数を削減してもよい。
例えば、無線センサが測定した端末間RSSIを用いて、通信品質が良い無線センサのみを判断の対象とする。
図7Aを例に説明する。図7Aにおいて、-60dBmを閾値に設定し、無線センサが測定したRSSIのうち、-60dBm以上の無線センサのみを判断の対象とする。この場合、無線センサが判断する対象が、図17に示される。
図17は、本実施の形態2に係る無線センサの判断対象の一例を示す図である。
図17の「無線センサ71」の行に示すように、無線センサ71は、無線センサ70が送信したパケットの端末間RSSIが-40dBmのため、無線センサ70が判断対象である、と決定する。一方、無線センサ71は、無線センサ72が送信したパケットの端末間RSSIが-70dBmであり、設定した閾値よりも小さいため、無線センサ72が判断の対象外である、と決定する。
このように、無線センサ71は、判断対象である無線センサ70が異常な状態であるか否かを判断し、判断対象外である無線センサ72が異常な状態であるか否かを判断しないことになるため、無線センサ71の判断結果を通知するためのフィールド(後述する判断結果通知部P82)のサイズ(例えば、ビット長)は、自己端末検出情報を通知するフィールドを加えた2ビットでよい。
同様に、無線センサ70は、無線センサ71と無線センサ72に加え、自己端末検出情報を通知するフィールドを含む3ビットで通知する。無線センサ72は、無線センサ70と、自己端末検出情報を通知するフィールドを含む2ビットで通知する。
図18は、本実施の形態2に係る無線センサが判断結果を通知する判断結果通知パケットP80のパケットフォーマットの一例を示す図である。
判断結果通知パケットP80は、ヘッダ部P81と、判断結果通知部P82と、データ部P83と、を有する。
ヘッダ部P81は、判断結果通知パケットを示す識別情報(例えば、フレーム種別)、送信元の無線装置(例えば、無線センサ又はコントローラ)を示す識別情報(例えば、MACアドレス、デバイスID)、送信先の無線装置(例えば、無線センサ又はコントローラ)を示す識別情報(例えば、MACアドレス、デバイスID)の何れか、または全てを含む。
判断結果通知部P82は、判断結果通知パケットP80を送信する無線センサが判断した異常な状態にあると判断された無線センサの情報を含む。
データ部P83は、判断結果通知パケットP80を送信する無線センサが有するセンサ部で取得した情報を含む。なお、判断結果通知パケットP80は、データ部P83を含まなくてもよい。
なお、判断結果通知パケットP80には、図示されていないが、誤り判断部や誤り訂正部を付加してもよい。
図19は、本実施の形態2に係る無線センサ70が送信する判断結果通知パケットP80の判断結果通知部P82のフィールド構成の一例を示した図である。
判断結果通知部P82は、判断結果フィールドP821と、判断結果フィールドP822と、自己端末検出フィールドP823と、を有する。
図17の2行目で示したように、無線センサ70は、無線センサ71と無線センサ72と、自己端末検出情報をコントローラに送信する。
判断結果フィールドP821は、無線センサ71の判断結果を示す。例えば、無線センサ70は、無線センサ71が異常な端末である、と判断する場合、判断結果フィールドP821に「1」を設定し、無線センサ71が異常な端末である、と判断しない場合、判断結果フィールドP821に「0」を設定する。
判断結果フィールドP821と同様に、判断結果フィールドP822は、無線センサ72の判断結果を示す。
自己端末検出フィールドP823は、無線センサ70が、無線センサ70のIDを有するパケットを受信したことを示す。例えば、無線センサ70が、無線センサ70のIDを有するパケットを受信した場合、自己端末検出フィールドP823に「1」を設定し、無線センサ70のIDを有するパケットを受信しない場合、自己端末検出フィールドP823に「0」を設定する。
以上、本実施の形態2では、コントローラ60と、コントローラ60と無線接続する複数の無線センサ(例えば、無線センサ70、71、72)とが属する無線ネットワークシステムを示す。そして、例えば、無線センサ70は、第1の受信期間(例えば、システムの設置時)にて送信元の無線装置を示す第1の識別情報(例えば、ID)を含む第1の信号(例えば、パケット)を受信し、第1の受信期間と異なる第2の受信期間(例えば、運用時)にて送信元の無線装置を示す第2の識別情報を含む第2の信号を受信する。無線センサ70は、第1の信号の受信に関する第1の受信情報(例えば、RSSI)を測定し、第2の信号の受信に関する第2の受信情報を測定する。無線センサ70は、第1の識別情報と第2の識別情報とが同一である場合、第1の受信情報と第2の受信情報とを比較し、異常な状態の無線装置が存在するか否かを判断し、判断結果をコントローラ60へ送信する。コントローラ60は、無線センサ70を含む複数の無線センサのそれぞれから、判断結果を受信し、判断結果に基づいて、異常な状態の無線装置が存在するか否かを判断する。
この構成により、或る無線センサ#Xになりすました無線センサ#Yが存在した場合に、無線センサ#Xと無線センサ#Yとを含む複数の無線センサ間の端末間RSSIの変動を検出することによって、なりすました無線センサ#Yの存在の有無を判断する。
例えば、コントローラ60は、複数の無線センサのそれぞれから、比較結果を受信する。受信する比較結果は、例えば、無線センサのそれぞれが、初期段階において測定した端末間RSSIの測定結果と、初期段階よりも後に測定した端末間RSSIの測定結果とを比較して得られる結果である。コントローラ60は、比較結果に基づいて、異常な状態の無線センサが存在するか否かを判断する。この構成により、なりすまし等の異常な状態の無線端末の存在を判断できる。
また、本実施の形態2では、無線センサのそれぞれが、測定した端末間RSSIに基づいて、1次的な判断を行い、判断結果をコントローラに送信する例を示した。この構成により、無線センサが送信する情報のオーバヘッドを削減できる。
なお、本実施の形態1及び2では、第1の端末間RSSIを測定するタイミングを無線センサの設置時の初期段階を例に説明したが、必ずしも設置時の初期段階に限定されない。例えば、無線センサネットワークシステム内に新たな無線センサを追加した場合や、定期メンテナンスの時に測定してもよい。
また、無線方式として、シングルチャネルを用いる無線通信方式を例に説明したが、周波数ホッピングを用いる無線通信方式の場合でもよい。この場合は、ホッピングする複数の周波数チャネルで測定した端末間RSSIに基づいて異常な状態にあるか判断してもよい。
また、上記の各実施の形態では、無線ネットワークトポロジとして、スター型を例に説明したが、メッシュ型のネットワークや、リング型のネットワークでもよい。また、上記の各実施の形態では、無線センサネットワークシステムが、1つのコントローラと、3つの無線センサとを有する例を示したが、本開示はこれに限定されない。例えば、無線センサネットワークシステムが、2つ以上のコントローラを有してもよいし、2つ以下、又は、4つ以上の無線センサを有してもよい。あるいは、無線センサネットワークシステムが、コントローラ及び無線センサと異なる無線装置を含んでもよい。
また、上記の各実施の形態では、無線センサが、他の無線センサ及びコントローラのそれぞれからパケットを受信し、端末間RSSIを測定する例を示したが、本開示はこれに限定されない。無線センサが、他の無線センサ及びコントローラの一部からパケットを受信しないため、端末間RSSIを測定しなくてもよい。例えば、無線センサ#Xは、無線センサ#Xの通信エリアの外に存在する他の無線センサ#Y又はコントローラから、パケットを受信せず、端末間RSSIを測定しなくてもよい。この場合、端末間RSSIマトリクスの一部の要素が「空」であってもよい。
また、上記の各実施の形態は、無線センサネットワークシステムを例に挙げたが本開示はこれに限定されない。本開示は、無線センサネットワークと異なる無線ネットワークに適用されてもよい。
なお、無線センサの異常な状態の例として、なりすましを例に説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、無線センサの異常な状態は、コントローラに事前に登録されていないIDを有する無線センサによる不正アクセスでもよいし、無線センサが故障したことによる異常な状態(無線機の送信電力の低下、受信能力の低下)であってもよい。上記の各実施の形態では、これらの異常な状態についても、なりすましの例と同様に、検出することも可能である。
なお、上述の実施の形態では、端末間RSSIマトリクスの差を用いて、無線センサが異常な状態か否かを判断しているが、初期時(例えば、設置時)に取得する端末間RSSIマトリクス(例えば、上述した第1の端末間RSSIマトリクス)を、初期時に複数回取得し、取得した端末間RSSIマトリクスを教師データとして学習させてもよい。コントローラは、初期時に取得し学習した教師データと、取得した端末間RSSIから異常な端末か判断してもよい。
上述の実施の形態においては、各構成要素に用いる「・・・部」という表記は、「・・・回路(circuitry)」、「・・・アッセンブリ」「・・・デバイス」、「・・・ユニット」、又は、「・・・モジュール」といった他の表記に置換されてもよい。
以上、図面を参照しながら実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかである。そのような変更例または修正例についても、本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、実施の形態における各構成要素は任意に組み合わされてよい。
本開示はソフトウェア、ハードウェア、又は、ハードウェアと連携したソフトウェアで実現することが可能である。上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、部分的に又は全体的に、集積回路であるLSIとして実現され、上記実施の形態で説明した各プロセスは、部分的に又は全体的に、一つのLSI又はLSIの組み合わせによって制御されてもよい。LSIは個々のチップから構成されてもよいし、機能ブロックの一部または全てを含むように一つのチップから構成されてもよい。LSIはデータの入力と出力を備えてもよい。LSIは、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。
集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路、汎用プロセッサ又は専用プロセッサで実現してもよい。また、LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。本開示は、デジタル処理又はアナログ処理として実現されてもよい。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
本開示は、通信機能を持つあらゆる種類の装置、デバイス、システム(通信装置と総称)において実施可能である。通信装置は無線送受信機(トランシーバー)と処理/制御回路を含んでもよい。無線送受信機は受信部と送信部、またはそれらを機能として、含んでもよい。無線送受信機(送信部、受信部)は、RF(Radio Frequency)モジュールと1または複数のアンテナを含んでもよい。RFモジュールは、増幅器、RF変調器/復調器、またはそれらに類するものを含んでもよい。通信装置の、非限定的な例としては、電話機(携帯電話、スマートフォン等)、タブレット、パーソナル・コンピューター(PC)(ラップトップ、デスクトップ、ノートブック等)、カメラ(デジタル・スチル/ビデオ・カメラ等)、デジタル・プレーヤー(デジタル・オーディオ/ビデオ・プレーヤー等)、着用可能なデバイス(ウェアラブル・カメラ、スマートウオッチ、トラッキングデバイス等)、ゲーム・コンソール、デジタル・ブック・リーダー、テレヘルス・テレメディシン(遠隔ヘルスケア・メディシン処方)デバイス、通信機能付きの乗り物又は移動輸送機関(自動車、飛行機、船等)、及び上述の各種装置の組み合わせがあげられる。
通信装置は、持ち運び可能又は移動可能なものに限定されず、持ち運びできない又は固定されている、あらゆる種類の装置、デバイス、システム、例えば、スマート・ホーム・デバイス(家電機器、照明機器、スマートメーター又は計測機器、コントロール・パネル等)、自動販売機、その他IoT(Internet of Things)ネットワーク上に存在し得るあらゆる「モノ(Things)」をも含む。
通信には、セルラーシステム、無線LANシステム、通信衛星システム等によるデータ通信に加え、これらの組み合わせによるデータ通信も含まれる。
また、通信装置には、本開示に記載される通信機能を実行する通信デバイスに接続又は連結される、コントローラやセンサ等のデバイスも含まれる。例えば、通信装置の通信機能を実行する通信デバイスが使用する制御信号やデータ信号を生成するような、コントローラやセンサが含まれる。
また、通信装置には、上記の非限定的な各種装置と通信を行う、あるいはこれら各種装置を制御する、インフラストラクチャ設備、例えば、基地局、アクセスポイント、その他あらゆる装置、デバイス、システムが含まれる。
(本開示のまとめ)
本開示の一実施例に係る無線ネットワークシステムは、中央制御を行う第1の無線装置と、前記第1の無線装置と無線接続する複数の第2の無線装置とが属する無線ネットワークシステムであって、前記複数の第2の無線装置のそれぞれは、第1の受信期間にて送信元の無線装置を示す第1の識別情報を含む第1の信号を受信し、前記第1の受信期間と異なる第2の受信期間にて送信元の無線装置を示す第2の識別情報を含む第2の信号を受信する第2の受信回路と、前記第1の信号の受信に関する第1の受信情報を測定し、前記第2の信号の受信に関する第2の受信情報を測定する測定回路と、前記第1の受信情報と前記第1の識別情報とを含む第1の測定情報と、前記第2の受信情報と前記第2の識別情報とを含む第2の測定情報と、を前記第1の無線装置へ送信する第2の送信回路と、を備え、前記第1の無線装置は、前記複数の第2の無線装置のそれぞれから前記第1の測定情報と前記第2の測定情報とを受信する第1の受信回路と、前記受信した第1の測定情報に含まれる前記第1の識別情報と前記受信した第2の測定情報に含まれる前記第2の識別情報とが同一である場合、前記受信した第1の測定情報に含まれる前記第1の受信情報と前記受信した第2の測定情報に含まれる前記第2の受信情報とを比較し、異常な状態の無線装置が存在するか否かを判断する状態判断回路と、を備える。
本開示の一実施例に係る無線ネットワークシステムにおいて、前記状態判断回路は、前記受信した第1の測定情報に含まれる前記第1の受信情報と前記受信した第2の測定情報に含まれる前記第2の受信情報との差が閾値以上の場合、前記異常な状態の無線装置が存在する、と判断する。
本開示の一実施例に係る無線ネットワークシステムにおいて、前記第2の無線装置は、前記第1の識別情報及び前記第2の識別情報のいずれかが、前記第2の無線装置の識別情報を含むか否かを検出する検出回路をさらに含み、前記第2の送信回路は、前記検出回路の検出結果を前記第1の無線装置に送信し、前記第1の無線装置は、前記第1の受信回路が前記検出結果を受信し、前記状態判断回路は、前記検出結果が、前記第2の無線装置を示す識別情報を含むことを示す場合、前記第2の信号の送信元が異常な状態の無線装置であると判断する。
本開示の一実施例に係る無線装置は、無線ネットワークに属する第1の無線装置であって、前記第1の無線装置は、第1の測定情報及び第2の測定情報を前記第1の無線装置に接続された複数の第2の無線装置のそれぞれから受信する受信回路であって、前記第1の測定情報は、第1の受信期間にて受信した第1の信号の受信に関する第1の受信情報と前記第1の信号に含まれる送信元の無線装置を示す第1の識別情報とを含み、前記第2の測定情報は、前記第1の受信期間と異なる第2の受信期間にて受信した第2の信号の受信に関する第2の受信情報と前記第2の信号に含まれる送信元の無線装置を示す第2の識別情報とを含む、受信回路と、前記第1の識別情報と前記第2の識別情報とが同一である場合、前記第1の受信情報と前記第2の受信情報とを比較し、異常な状態の無線装置が存在するか否かを判断する第1状態判断回路と、を備える。
本開示の一実施例に係る無線ネットワークシステムは、中央制御を行う第1の無線装置と、前記第1の無線装置と無線接続する複数の第2の無線装置とが属する無線ネットワークシステムであって、前記複数の第2の無線装置のそれぞれは、第1の受信期間にて送信元の無線装置を示す第1の識別情報を含む第1の信号を受信し、前記第1の受信期間と異なる第2の受信期間にて送信元の無線装置を示す第2の識別情報を含む第2の信号を受信する第2の受信回路と、前記第1の信号の受信に関する第1の受信情報を測定し、前記第2の信号の受信に関する第2の受信情報を測定する測定回路と、前記第1の識別情報と前記第2の識別情報とが同一である場合、前記第1の受信情報と前記第2の受信情報とを比較し、異常な状態の無線装置が存在するか否かを判断する第2状態判断回路と、前記第2状態判断回路における判断結果を前記第1の無線装置へ送信する第2の送信回路と、を備え、前記第1の無線装置は、前記複数の第2の無線装置のそれぞれから前記判断結果を受信する第1の受信回路と、前記複数の第2の無線装置のそれぞれに対応する前記判断結果に基づいて、異常な状態の無線装置が存在するか否かを判断する第1状態判断回路と、を備える。
本開示の一実施例に係る無線ネットワークシステムにおいて、前記第2状態判断回路は、前記受信した第1の測定情報に含まれる前記第1の受信情報と前記受信した第2の測定情報に含まれる前記第2の受信情報との差が閾値以上の場合、前記異常な状態の無線装置が存在すると判断する。
本開示の一実施例に係る無線ネットワークシステムにおいて、前記第2の無線装置は、前記第1の識別情報及び前記第2の識別情報のいずれかが、前記第2の無線装置の識別情報を含むか否かを検出する検出回路をさらに含み、前記第2状態判断回路は、前記検出回路における検出結果が、前記第2の無線装置を示す識別情報を含むことを示す場合、前記第2の信号の送信元が前記異常な状態の無線装置であると判断する。
本開示の一実施例に係る無線装置は、無線ネットワークに属する第1の無線装置であって、前記第1の無線装置は、前記無線ネットワークに属する複数の第2の無線装置のそれぞれから、異常な状態の無線装置が存在するか否かを示す判断結果を受信する受信回路であって、前記判断結果は、前記複数の第2の無線装置のそれぞれが、第1の受信期間にて送信元の無線装置を示す第1の識別情報を含む第1の信号を受信し、前記第1の受信期間と異なる第2の受信期間にて送信元の無線装置を示す第2の識別情報を含む第2の信号を受信し、前記第1の信号の受信に関する第1の受信情報を測定し、前記第2の信号の受信に関する第2の受信情報を測定し、前記第1の識別情報と前記第2の識別情報とが同一である場合、前記第1の受信情報と前記第2の受信情報とを比較し、異常な状態の無線装置が存在するか否かを判断して得られる、受信回路と、前記複数の第2の無線装置のそれぞれに対応する前記判断結果に基づいて、異常な状態の無線装置が存在するか否かを判断する第1状態判断回路と、を備える。