JP2004112380A

JP2004112380A - Mobile packet communication system

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Publication number: JP2004112380A
Application number: JP2002272571A
Authority: JP
Inventors: Yoshihito Oyama; 大山　義仁
Original assignee: Japan Telecom Co Ltd
Current assignee: SoftBank Corp
Priority date: 2002-09-19
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-09-19
Also published as: JP4072031B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mobile packet communication system whereby a user can make data packet communication with a large capacity while riding on a vehicle moving at a high speed. SOLUTION: An in-vehicle communication means 10 having a DHCP function is installed in a train vehicle and on-path communication means 21, 22, 23 are installed to stations P1 to P3 on a track L and connected to the Internet 40 via a proxy server apparatus 30 having a NAT function. When a terminal T in the vehicle A wirelessly transmits a data packet to an external server apparatus 51, the in-vehicle communication means 10 temporarily stores the packet, wirelessly transmits the packet to the on-path communication means 22 when the vehicle arrives in the station P2 to transmit the packet to the server apparatus 51 via the proxy server apparatus 30. When a reply packet from the server apparatus 51 reaches the proxy server apparatus 30, the proxy server apparatus 30 multicasts the reply packet to transmit it to all of the on-path communication means 21, 22, 23. The in-vehicle communication means 10 receives the packet when reaching any of the stations P1 to P3 and transmits the packet to the terminal T. COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体パケット通信システムに関し、特に、列車や自動車など、高速移動中の車両内に存在する端末装置と外部のサーバ装置との間でパケット通信を行うためのシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話、ＰＤＡ装置、ノート型パソコンなど、移動体通信の端末装置として機能する様々な電子機器が普及し始めており、インターネットの普及と相まって、外部のサーバ装置との間でパケット通信が盛んに行われている。また、街頭では、様々な施設に無線ＬＡＮの設置が試みられており、移動体通信用の端末装置をＴＣＰ／ＩＰのプロトコルでインターネットへ接続する環境も構築されつつある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
現在普及している携帯電話は、列車や自動車などに乗車して移動中の状態であっても、ローミングなどの技術を用いることにより通信が可能である。したがって、移動中の車両においても、携帯電話などの端末装置によって会話を行ったり、外部のサーバ装置などに接続してデータパケットをやりとりしたりすることは可能である。しかしながら、現在、高速移動中の端末装置に対するパケット通信の通信速度は著しく低く制限されており、大量のデータのやりとりを行うには不適当である。これは、高速移動中の端末装置に対する無線による通信速度を向上させることが、現時点では、技術的に非常に困難であることに起因している。このため、車両に乗車している間に、画像データなどの大容量データが添付された電子メールを受信したり、外部のサーバ装置から大容量のデータをダウンロードしたりするには、極めて長い時間が必要になり、実用上、大容量データパケットの通信は、高速移動中の車両からはできなかった。
【０００４】
そこで本発明は、高速移動中の車両に搭乗していながら、大容量のデータパケット通信が可能になる移動体パケット通信システムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）　　本発明の第１の態様は、車両とともに移動中の端末装置と外部のサーバ装置との間でパケット通信を行うための移動体パケット通信システムにおいて、
車両内に設置された車両内通信手段と、
車両が停車するか、または、通常の運行速度よりも低い速度で通過することが予定されている運行経路上の複数の通信ポイントにそれぞれ設置された複数の経路上通信手段と、
これら経路上通信手段に対して接続され、外部のサーバ装置との間でネットワークを介してデータパケットのやりとりを行う機能をもった代理サーバ装置と、
を設け、
車両内通信手段は、車両内に存在する端末装置との間で無線によりデータパケットの送受信を行う車内通信機能と、車両が通信ポイント付近に停車している状態、もしくは、車両が通信ポイント付近を通常の運行速度よりも低い速度で通過している状態において、当該通信ポイントに設置された経路上通信手段との間で無線によりデータパケットの送受信を行う車外通信機能と、を有し、車内通信機能により端末装置からデータパケットを受信した場合に、このデータパケットを車外通信機能が実行可能になるまで一時的に保管し、車外通信機能が実行可能になったときに、一時的に保管していたデータパケットを経路上通信手段へと送信する処理を実行し、経路上通信手段からデータパケットを受信した場合に、このデータパケットを車内通信機能により宛先となる端末装置へ送信する処理を実行するようにし、
経路上通信手段は、車両内通信手段からデータパケットを受信した場合に、このデータパケットを代理サーバ装置へと送信する処理を実行し、代理サーバ装置から所定の端末装置宛のデータパケットを受信した場合に、このデータパケットを、自己が設置された通信ポイント付近に到来した車両内に設置された車両内通信手段へと送信する処理を実行するようにし、
代理サーバ装置は、経路上通信手段から受信したデータパケットをネットワークを介して外部のサーバ装置へと送信する処理を実行するとともに、外部のサーバ装置からネットワークを介して受信したデータパケットを、複数の通信ポイントにそれぞれ設置された複数の経路上通信手段へと送信する処理を実行するようにしたものである。
【０００７】
（２）　　本発明の第２の態様は、上述の第１の態様に係る移動体パケット通信システムにおいて、
所定の路線に沿って走行する列車の車両内に車両内通信手段を設置し、この路線上の駅に通信ポイントを定義して経路上通信手段を設置するようにしたものである。
【０００８】
（３）　　本発明の第３の態様は、上述の第１の態様に係る移動体パケット通信システムにおいて、
所定の道路上を走行する自動車の車両内に車両内通信手段を設置し、この道路上の交差点、料金所、もしくはパーキングエリアに通信ポイントを定義して経路上通信手段を設置するようにしたものである。
【０００９】
（４）　　本発明の第４の態様は、上述の第１〜第３の態様に係る移動体パケット通信システムにおいて、
車両内通信手段にＤＨＣＰの機能をもたせ、この機能により車両内に存在する端末装置に対してプライベートＩＰアドレスを付与し、代理サーバ装置にＮＡＴの機能をもたせ、この機能によりプライベートＩＰアドレスとグローバルＩＰアドレスとの変換を行わせ、システム内部ではプライベートＩＰアドレスを用いたパケット通信が行われ、外部のサーバ装置との間ではグローバルＩＰアドレスを用いたパケット通信が行われるようにしたものである。
【００１０】
（５）　　本発明の第５の態様は、上述の第１〜第４の態様に係る移動体パケット通信システムにおいて、
車両内通信手段に、車両内に存在する端末装置から受信したデータパケットに対してデータ圧縮を行う機能をもたせ、代理サーバ装置に、圧縮されたデータパケットを伸張する機能をもたせ、車両内通信手段から代理サーバ装置へと転送されるデータパケットが圧縮された状態になるようにし、
代理サーバ装置に、外部のサーバ装置から受信したデータパケットに対してデータ圧縮を行う機能をもたせ、車両内通信手段に、圧縮されたデータパケットを伸張する機能をもたせ、代理サーバ装置から車両内通信手段へと転送されるデータパケットが圧縮された状態になるようにしたものである。
【００１１】
（６）　　本発明の第６の態様は、上述の第１〜第５の態様に係る移動体パケット通信システムにおいて、
代理サーバ装置が、外部のサーバ装置からネットワークを介して受信したデータパケットを、当該データパケットの宛先となる端末装置が存在する車両が所定時間内に到来する可能性のある所定の地理的範囲内の複数の通信ポイントにそれぞれ設置された経路上通信手段へと送信する処理を実行するようにしたものである。
【００１２】
（７）　　本発明の第７の態様は、上述の第１〜第６の態様に係る移動体パケット通信システムにおいて、
代理サーバ装置が、個々の車両宛のデータパケットごとに、それぞれ別個のパケット群を構成し、構成した各パケット群のそれぞれを複数の経路上通信手段へと送信する処理を行い、
車両内通信手段が、所定の経路上通信手段から自己車両宛のパケット群を受信したときに、当該パケット群の受領を確認する受領確認情報を、パケット群を受信した所定の経路上通信手段に対して送信する処理を行い、
各経路上通信手段が、代理サーバ装置から受信したデータパケットを、それぞれの通信ポイント付近に車両が到来するたびに、到来した車両内に設置された車両内通信手段へと繰り返し送信する処理を実行し、かつ、いずれか１つの経路上通信手段が特定のパケット群についての受領確認情報を受信した場合に、この特定のパケット群と同一のパケット群を廃棄する処理を実行するようにしたものである。
【００１３】
（８）　　本発明の第８の態様は、上述の第１〜第６の態様に係る移動体パケット通信システムにおいて、
各経路上通信手段が、代理サーバ装置から受信したデータパケットを、それぞれの通信ポイント付近に車両が到来するたびに、到来した車両内に設置された車両内通信手段へと繰り返し送信する処理を実行し、かつ、代理サーバ装置から受信した後に所定の時間が経過したデータパケットについては、これを廃棄する処理を実行するようにしたものである。
【００１４】
（９）　　本発明の第９の態様は、上述の第１〜第６の態様に係る移動体パケット通信システムにおいて、
各経路上通信手段が、代理サーバ装置から受信したデータパケットを、それぞれの通信ポイント付近に車両が到来するたびに、到来した車両内に設置された車両内通信手段へと繰り返し送信する処理を実行し、かつ、送信繰り返し回数が所定回数に達したデータパケットについては、これを廃棄する処理を実行するようにしたものである。
【００１５】
（１０）　本発明の第１０の態様は、上述の第１〜第６の態様に係る移動体パケット通信システムにおいて、
各経路上通信手段が、それぞれの通信ポイント付近に車両が到来するたびに、到来した車両を特定する処理を実行し、代理サーバ装置から受信したデータパケットのうち、特定された車両宛のデータパケットのみを選択し、この選択したデータパケットを到来した車両内に設置された車両内通信手段へと送信した後にこれを廃棄する処理を実行し、かつ、他の経路上通信手段によって車両への送信が完了したパケットと同一のパケットについては、これを廃棄する処理を実行するようにしたものである。
【００１６】
（１１）　本発明の第１１の態様は、上述の第１〜第１０の態様に係る移動体パケット通信システムにおいて、
端末装置から外部のサーバ装置に対して、所定時間内の返信を要求するデータパケットの送信が行われたときに、車両内通信手段が、外部のサーバ装置に代わって返信を行う代理返信機能を有するようにしたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。
【００１８】
＜＜＜　§１．　基本的な実施形態　＞＞＞
図１は、本発明の一実施形態に係る移動体パケット通信システム１００の基本構成を示すブロック図である。この移動体パケット通信システム１００は、図に一点鎖線で囲って示した各構成要素によって構成され、図示のとおり、車両内通信手段１０と、経路上通信手段２１，２２，２３と、代理サーバ装置３０と、によって構成されている。この移動体パケット通信システム１００の役割は、所定の運行経路Ｌに沿って車両Ａとともに移動中の端末装置Ｔと、インターネット４０を介して接続されている外部のサーバ装置５１〜５５との間でパケット通信を行うことである。なお、図１において、運行経路Ｌ、車両Ａ、端末装置Ｔ自身は、この移動体パケット通信システム１００の構成要素ではないが、説明の便宜上、一点鎖線で囲った内部の構成要素として図示してある。
【００１９】
ここで車両Ａは、所定の運行経路Ｌに沿って移動するものであれば、どのようなものであってもかまわないが、実用上は、所定の路線に沿って走行する列車の車両か、あるいは、所定の道路上を走行する自動車の車両ということになろう。また、端末装置Ｔは、このような列車の車両や自動車の車両に搭乗した者が所持している携帯電話、ＰＤＡ装置、ノート型パソコンなどの移動式端末装置ということになる。なお、図１では、１両の車両Ａ内に１台の端末装置Ｔが描かれているだけであるが、列車の場合、車両Ａは複数両が連結されているのが一般的であり、また、多数の乗客がそれぞれ端末装置Ｔを所持しながら搭乗していることになる。
【００２０】
車両Ａ内には、車両内通信手段１０が設置されている。また、運行経路Ｌ上の所定箇所には、複数の通信ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３が定義され、各通信ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３には、それぞれ経路上通信手段２１，２２，２３が設置されている。ここで、各通信ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、車両Ａが停車するか、または、通常の運行速度よりも低い速度で通過することが予定されている運行経路Ｌ上の所定箇所に定義される。これは、車両Ａに設置された車両内通信手段１０と、各経路上通信手段２１，２２，２３との間で、十分な通信速度をもってパケット通信が可能になるようにするための配慮である。
【００２１】
既に述べたとおり、現在、高速移動中の端末装置に対するパケット通信の通信速度は、技術的に著しく低く制限されており、大量のデータのやりとりを行うには不適当である。すなわち、列車や自動車が通常の運行速度で運行経路Ｌ上を走行している状態では、車両内通信手段１０と経路上通信手段２１，２２，２３との両者間において、十分な通信速度を確保することができない。そこで、本発明では、両者間のパケット通信を、車両Ａが停車している状態か、あるいは、通常の運行速度よりも低い速度（技術的に必要な通信速度が確保できる速度）で走行している状態で行うこととした。
【００２２】
車両Ａが所定の路線に沿って走行する列車の車両である場合には、運行経路Ｌは、この列車の路線ということになるので、通信ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、この路線上の所定の駅（すべての駅でもよいし、一部の駅でもよい）に定義し、経路上通信手段２１，２２，２３は、これらの駅に設置すればよい。そうすれば、列車がこれらの駅に停車した時点で、車両内通信手段１０と経路上通信手段２１，２２，２３との間で、十分な通信速度をもった通信が可能になる。もちろん、普通列車、急行列車、特急列車など、列車ごとに停車駅が異なる場合には、普通列車については、すべての通信ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３が本来の通信ポイントとして機能するが、急行列車については、通信ポイントＰ２だけが本来の通信ポイントとして機能する、というような運用になってもかまわない。また、運行経路Ｌ上で列車が必ず徐行することになっている地点があり、この徐行速度であれば、十分な通信速度を確保できるのであれば、そのような徐行地点を通信ポイントとして定義して、経路上通信手段の設置を行うようにしてもよい。
【００２３】
一方、車両Ａが所定の道路上を走行する自動車の車両である場合には、運行経路Ｌは、この自動車が走行予定の道路ということになるので、通信ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、この道路上の交差点、料金所、もしくはパーキングエリアに定義し、経路上通信手段２１，２２，２３は、これらいずれかの通信ポイントに設置すればよい。これらの通信ポイントでは、車両Ａが停車するか、あるいは、通常の運行速度よりも低い速度で走行することが予定されており、十分な通信速度をもった通信が可能になる。もちろん、交差点の場合は、赤信号であれば停車するが、青信号であれば通常の運行速度で通過する、というような運行が行われることになるが、本発明では、通信ポイントは、車両が必ず停車するか通信可能な低い速度で通過する地点に設定する必要はなく、ある条件の下で、車両が停車するか通信可能な低い速度で通過することが予定されている地点に設定すればよい。別言すれば、本発明において設定された複数の通信ポイントでは、車両内通信手段１０と経路上通信手段２１，２２，２３との間の通信が可能であることが必ずしも保証されている必要はない。
【００２４】
道路上を走行する自動車の車両について本発明を適用する場合の最も実用的なケースは、高速道路上を運行する長距離路線バスである。このようなバスでは、運行路線や停車予定となる料金所やパーキングエリアなどが予め定まっているので、確実に通信可能となる通信ポイントを設定することが容易である。ただ、本発明の適用は、必ずしもこのような路線バスに限定されるものではない。たとえば、いわゆるマイカーのような一般自動車に適用するのであれば、主要な幹線道路などを運行路線Ｌとして定義し、この幹線道路上の交差点などに通信ポイントを設定すればよい。本発明における運行路線Ｌは、必ずしも１本の一次元的な路線である必要はなく、二次元的な広がりをもった道路網であってもよく、車両の運行経路は、この道路網内の任意の経路であってかまわない。
【００２５】
このように、本発明は、自動車を車両とした場合にも適用可能であるが、ここでは、説明の便宜上、列車の車両に適用し、各通信ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３を、この列車の運行路線上の駅に設定した具体的な実施形態を述べることにする。したがって、図１に示す各経路上通信手段２１，２２，２３は、それぞれ各駅の構内に設けられている。また、ここに示す実施形態では、便宜上、運行路線Ｌ上の３ケ所に通信ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３が設定された例を述べるが、もちろん、実際には、より多数の通信ポイントが設定され、より多数の経路上通信手段がそれぞれ設置されることになる。
【００２６】
代理サーバ装置３０は、各経路上通信手段２１，２２，２３に対して接続され、また、インターネット４０を介して、外部のサーバ装置５１〜５５との間でデータパケットのやりとりを行う機能をもった装置である。代理サーバ装置３０と経路上通信手段２１，２２，２３との間の接続は、この例では、すべて有線によって行っているが、どのような方法で接続してもかまわない。また、代理サーバ装置３０をインターネット４０へ接続する具体的な手段も任意のものでかまわない。代理サーバ装置３０は、要するに、インターネット４０に対して、種々のプロトコルでアクセス可能ないわゆる「プロキシサーバ」として機能する。また、図１に示す外部のサーバ装置５１〜５５（実際には、インターネット４０には、膨大な数のサーバ装置が接続されているが、ここでは説明の便宜上、５台のみを示す）は、インターネット４０に接続された一般的なメールサーバやファイルサーバなどのサーバ装置であり、ここに示す移動体パケット通信システムの目的は、車両Ａ内の端末装置Ｔとこれら外部のサーバ装置５１〜５５との間でパケット通信を行うことにある。
【００２７】
結局、この移動体パケット通信システムを構築するには、各車両Ａ内に設置した車両内通信手段１０と、個々の通信ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３に設置した経路上通信手段２１，２２，２３と、これらに接続された代理サーバ装置３０と、を用意すればよい。なお、代理サーバ装置３０は、必ずしも１台のサーバ装置にする必要はなく、たとえば、関東地区、関西地区など、個々の地区を担当する複数の代理サーバ装置を設けるようにしてもかまわない。
【００２８】
続いて、上述した各構成要素の具体的な機能について説明する。まず、車両内通信手段１０は、上述したように、各車両Ａに設置される通信手段であるが、２つの通信機能を有している。第１の通信機能は、車両内に存在する端末装置Ｔとの間で無線によりデータパケットの送受信を行う車内通信機能である。このような機能をもった通信手段は、既に、無線ＬＡＮ装置として広く利用されている。この車内通信機能により、車両Ａの乗客が所持する携帯電話などの端末装置Ｔと、無線によりデータパケットの交換が行われる。両者間の無線通信のプロトコルは、パケット通信が可能なプロトコルであればどのようなものでもかまわないが、実用上は、ＩＰアドレスを用いた汎用プロトコルを用いるのが好ましい。乗客は、このような汎用プロトコルに対応した一般的な端末装置Ｔを用意すれば、このシステムの利用が可能になる。
【００２９】
この車内通信機能は、後述する車外通信機能とは異なり、常に実行可能な状態となっている。これは、端末装置Ｔが車両Ａとともに移動するので、常に車両内通信手段１０と通信可能な環境におかれているためである。なお、複数車両編成の列車の場合、１台の車両に車両内通信手段１０を設けただけでは、全車両の乗客が保持する端末装置Ｔと無線通信することが困難な場合もあるが、その場合には、たとえば、１両おきに別個独立した車両内通信手段１０を設けるなどの措置を講じればよい。
【００３０】
車両内通信手段１０の第２の通信機能は、各通信ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３に設置された経路上通信手段２１，２２，２３との間で、無線によりデータパケットの送受信を行う車外通信機能である。もっとも、この車外通信機能は、常に実行可能な状態となっているわけではなく、前述したとおり、車両Ａが特定の通信ポイント付近に停車している状態、もしくは、車両Ａが特定の通信ポイント付近を通常の運行速度よりも低い速度で通過している状態において、当該特定の通信ポイントに設置された経路上通信手段との間でのみ実行可能になる。たとえば、図示の状態では、車両Ａは、通信ポイントＰ１とＰ２の間を通常の運行速度で走行中であるので、現時点では車外通信機能は実行できないが、通信ポイントＰ２が設定された駅に到着し、この駅で停車している間は、通信ポイントＰ２に設置されている経路上通信手段２２との間で車外通信機能が実行可能となり、データパケットの送受を行うことができる。
【００３１】
このように、車内通信機能は、常に実行可能な状態となっているにもかかわらず、車外通信機能は、いずれかの通信ポイントの近傍でなければ実行可能にならない。したがって、車内と車外との通信を仲介する役割を果たす車両内通信手段１０および経路上通信手段２１，２２，２３には、いわゆるバッファ機能をもたせておく必要がある。
【００３２】
たとえば、車両Ａの乗客が、端末装置Ｔから外部のサーバ装置５１に対してデータパケットを送信する操作を行ったとすると、このデータパケットは、図示の例の場合、端末装置Ｔ→車両内通信手段１０→経路上通信手段２２→代理サーバ装置３０→インターネット４０→外部のサーバ装置５１という伝送経路で送信されることになるが、ここで、車両内通信手段１０→経路上通信手段２２なる部分は、車両Ａが通信ポイントＰ２（駅）に到着した時点で初めて実行可能になる。したがって、通信ポイントＰ２に到着するまでの間に、端末装置Ｔから受信したデータパケットは、車両内通信手段１０内に一時的に保管しておく必要がある。このため、車両内通信手段１０は、車内通信機能により端末装置Ｔからデータパケットを受信した場合に、このデータパケットを車外通信機能が実行可能になるまで一時的に保管し、車外通信機能が実行可能になったときに、一時的に保管していたデータパケットを経路上通信手段へと送信する処理を実行する。
【００３３】
一方、上述のようにして、端末装置Ｔから外部のサーバ装置５１に対して送信されたデータパケットに対する応答として、外部のサーバ装置５１から端末装置Ｔ宛に所定のデータパケットが送信された場合、このデータパケットは、外部のサーバ装置５１→インターネット４０→代理サーバ装置３０→経路上通信手段２３（たとえば、この時点で、車両Ａが通信ポイントＰ２からＰ３へと向かっている場合）→車両内通信手段１０→端末装置Ｔという伝送経路で送信されることになるが、ここで、経路上通信手段２３→車両内通信手段１０なる部分は、車両Ａが通信ポイントＰ３（駅）に到着した時点で初めて実行可能になる。したがって、通信ポイントＰ３に到着するまでの間に、経路上通信手段２３は、端末装置Ｔ宛のデータパケットを、一時的に保管しておく必要がある。経路上通信手段２３は、車両Ａが通信ポイントＰ３に到着したら、保管していたデータパケットを車両内通信手段１０へと送信する。車両内通信手段１０は、車外通信機能により、このデータパケットを受信し、このデータパケットを車内通信機能により宛先となる端末装置Ｔへ送信する処理を実行する。
【００３４】
経路上通信手段２１，２２，２３の役割は、車両内通信手段１０と代理サーバ装置３０とを仲介することにある。すなわち、経路上通信手段２１，２２，２３は、それぞれ通信ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３（駅）に停車中の車両Ａ内の車両内通信手段１０からデータパケットを受信した場合、このデータパケットを代理サーバ装置３０へと送信する処理を実行し、逆に、代理サーバ装置３０から所定の端末装置宛のデータパケットを受信した場合に、このデータパケットを、それぞれ通信ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３付近に到来した車両Ａ内に設置された車両内通信手段１０へと送信する処理を実行する。車両Ａが通信ポイントに到来するまでは、データパケットを保管することになる。
【００３５】
一方、代理サーバ装置３０は、インターネット４０に対して、個々の端末装置Ｔの代理としてアクセスを行う役割を果たす。具体的には、経路上通信手段２１，２２，２３からデータパケットを受信した場合には、これをインターネット４０を介して外部のサーバ装置５１〜５５へと送信する処理を実行し、逆に、外部のサーバ装置５１〜５５からインターネット４０を介してデータパケットを受信した場合には、これを経路上通信手段２１，２２，２３へと送信する処理を実行する。
【００３６】
ここで留意すべき点は、経路上通信手段２１，２２，２３側から送られてきたデータパケットをインターネット４０へと流す場合には、１つのデータパケットをそのまま１つのデータパケットとして流す処理を行うが、逆に、インターネット４０側から送られてきたデータパケットを経路上通信手段２１，２２，２３側へと流す場合には、データパケットの複製を作成し、１つのデータパケットを複数のデータパケットとして、複数の通信ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３にそれぞれ設置された複数の経路上通信手段２１，２２，２３へと送信する処理を実行する点である。別言すれば、代理サーバ装置３０は、インターネット４０側から送信されてきたデータパケットを、すべての経路上通信手段２１，２２，２３に対してマルチキャストすることになる。
【００３７】
このようなマルチキャストが必要になる理由は、インターネット４０側から特定の端末装置Ｔ宛のデータパケットが代理サーバ装置３０へと送信されてきた時点では、宛先となる端末装置Ｔを載せている車両Ａが現在どこを走行中であり、次にどの通信ポイントでこのデータパケットを受信可能であるか、を正確に認識することが困難であるためである。もちろん、車両Ａが列車の場合、時刻表などを参照することにより、ある程度の精度で、どの経路上通信手段経由でデータパケットを引き渡せばよいかを予想することは可能であるが、現実的には、列車が必ずしも時刻表どおりの運行を行う保証はない。また、車両Ａが自動車の場合は、運行状況は著しく変動するため、車両の位置を認識することは極めて困難である。そこで、本発明では、位置が不確定である車両Ａ内の端末装置Ｔ宛にデータパケットを送信する際に、マルチキャストを行い、いずれの経路上通信手段２１，２２，２３からでもデータパケットの引き渡しを行えるようにしている。
【００３８】
なお、ここに示す実施形態では、運行経路Ｌ上のすべての経路上通信手段２１，２２，２３に対してマルチキャストを行う例を示すが、本発明を実施する上では、必ずしもすべての経路上通信手段に対してマルチキャストを行う必要はなく、インターネット４０を介して代理サーバ装置３０が受信したデータパケットは、当該データパケットの宛先となる端末装置が存在する車両が所定時間内に到来する可能性のある所定の地理的範囲内の複数の通信ポイントにそれぞれ設置された経路上通信手段へと送信する処理を実行するようにしてもかまわない。たとえば、列車の場合、上述したように、時刻表によって個々の車両の運行状況がある程度把握できるのであれば、特定の列車内の端末装置宛のデータパケットについては、当該列車が、たとえば３０分以内に到来する可能性のある所定の地理的範囲に存在する通信ポイントを調べ、このような一部の通信ポイントに設置された経路上通信手段に限って、データパケットのマルチキャストを行うようにしてもよい。また、自動車の場合であっても、たとえば、１時間前に東京の通信ポイントからデータパケットの送信があった車両であれば、現時点でも関東地区に存在することは物理的に明らかなので、マルチキャストの対象を関東地区の通信ポイントに限定してもかまわない。
【００３９】
＜＜＜　§２．　通信形態に関する工夫　＞＞＞
以上、§１では、本発明の基本的な実施形態を述べたが、ここでは、本発明を実施する上で有用な通信形態に関するいくつかの工夫を述べておく。
【００４０】
図１に示す移動体パケット通信システム１００の目的は、車両Ａ内の端末装置Ｔと、外部のサーバ装置５１〜５５との間でパケット通信を行うことにある。ここで、端末装置Ｔは、車両Ａの乗客が所持する携帯電話などの汎用端末装置であるため、端末装置Ｔと車両内通信手段１０との間の通信は、ＩＰアドレスを利用した汎用プロトコルで行うのが好ましい。また、代理サーバ装置３０がインターネット４０を介して外部のサーバ装置５１〜５５と通信を行う場合にも、ＩＰアドレスを利用した汎用プロトコルが必要になる。ただ、車両内通信手段１０と経路上通信手段２１，２２，２３との間の通信や、経路上通信手段２１，２２，２３と代理サーバ装置３０との間の通信は、必ずしも汎用プロトコルで行う必要はなく、この移動体パケット通信システムによるサービスを提供する業者に固有の特殊プロトコルであってもかまわず、むしろ固有の特殊プロトコルを利用した方が効率的になる場合も少なくない。
【００４１】
このような観点から、ここで述べる実施形態では、次のような工夫を施している。まず、車両内通信手段１０には、ＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｈｏｓｔ　Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の機能をもたせ、この機能により車両Ａ内に存在する各端末装置Ｔに対してプライベートＩＰアドレスを付与できるようにしてある。一方、代理サーバ装置３０には、ＮＡＴ（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ａｄｄｒｅｓｓ　Ｔｒａｎｓｌａｔｏｒ）の機能をもたせ、この機能によりプライベートＩＰアドレスとグローバルＩＰアドレスとの変換を行わせ、システム１００の内部ではプライベートＩＰアドレスを用いたパケット通信が行われ、外部のサーバ装置５１〜５５との間ではグローバルＩＰアドレスを用いたパケット通信が行われるようにしている。
【００４２】
また、上述したように、車両内通信手段１０、経路上通信手段２１，２２，２３、代理サーバ装置３０の範囲内の通信プロトコルは、固有の特殊プロトコルを採用することが可能であるので、ここに述べる実施形態では、この範囲内の通信については、データ圧縮を行う運用を行っている。すなわち、車両内通信手段１０には、車両Ａ内に存在する端末装置Ｔから受信したデータパケットに対してデータ圧縮を行う機能をもたせ、代理サーバ装置３０には、圧縮されたデータパケットを伸張する機能をもたせており、車両内通信手段１０から代理サーバ装置３０へと転送されるデータパケットが圧縮された状態になるようにしている。同様に、代理サーバ装置３０には、外部のサーバ装置５１〜５５から受信したデータパケットに対してデータ圧縮を行う機能をもたせ、車両内通信手段１０には、圧縮されたデータパケットを伸張する機能をもたせており、代理サーバ装置３０から車両内通信手段１０へと転送されるデータパケットが圧縮された状態になるようにしている。
【００４３】
車両内通信手段１０と経路上通信手段２１，２２，２３との間の通信は、常に実行可能となっているわけではなく、既に述べたとおり、車両Ａが通信ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３において車外通信機能を実行可能になっている状態（たとえば、駅に停車している状態や、交差点に信号待ちで停車している状態など）に限定される。このため、車両内通信手段１０と経路上通信手段２１，２２，２３との間でのデータパケットの送受処理は、比較的短時間に完了する必要がある。データパケットに対してデータ圧縮を行っておくことは、この送受処理時間を短縮する上で効果的である。
【００４４】
図２は、上述したプライベートＩＰアドレスとグローバルＩＰアドレスとの変換処理と、データパケットの圧縮／伸張処理と、を組み込んだ実施形態を説明するブロック図である。ここでは、同一の車両Ａに乗車している５人の乗客が、それぞれ端末装置Ｔ１〜Ｔ５を用いて、本発明に係る移動体パケット通信システムを利用している状態が示されている。この場合、まず、車両内通信手段１０のＤＨＣＰ機能により、端末装置Ｔ１〜Ｔ５のそれぞれに対して、所定のプライベートＩＰアドレスが付与される。図示の例では、各端末装置Ｔ１〜Ｔ５に対して、それぞれ「１０．０．１．１」〜「１０．０．１．５」なるプライベートＩＰアドレスが付与されている。一方、外部のサーバ装置５１〜５５に対しては、それぞれ「１．１．１．１」〜「５．５．５．５」なるグローバルＩＰアドレスが付与されている。また、代理サーバ装置３０には、「１．０．０．９９」なるグローバルＩＰアドレスが付与されている。
【００４５】
この例では、移動体パケット通信システム１００の内部の通信は、プライベートＩＰアドレスを用いて行うことができるが、インターネット４０に対するアクセスを行う際には、グローバルＩＰアドレスを用いる必要がある。そこで、代理サーバ装置３０のＮＡＴ機能により、プライベートＩＰアドレスとグローバルＩＰアドレスとの変換を行い、各端末装置Ｔ１〜Ｔ５から、外部のサーバ装置５１〜５５宛に送られるデータパケットの送信元アドレスは、代理サーバ装置３０において、すべて「１．０．０．９９」なる共通のグローバルＩＰアドレスに変換される。したがって、外部のサーバ装置５１〜５５は、各端末装置Ｔ１〜Ｔ５から送信されてきたデータパケットに対する応答を、すべて「１．０．０．９９」なるグローバルＩＰアドレスをもった代理サーバ装置３０宛に送ることになる。代理サーバ装置３０は、こうして送られてきたデータパケットが、どのプライベートＩＰアドレス宛のものであるかをポート番号を利用して認識することになる。このような認識方法も含めたＮＡＴ処理機能は既に公知の技術であるため、ここでは詳しい説明は省略する。
【００４６】
また、移動体パケット通信システム１００の内部では、データパケットは圧縮された状態で伝送される。たとえば、端末装置Ｔ１から外部のサーバ装置５１宛にデータパケットが送信された場合を考えよう。この場合、まず、車両内通信手段１０がこのデータパケットを受け取るが、この時点で、車両Ａが通信ポイントに到達していなかったとすると、前述したように、このデータパケットは車両内通信手段１０内に一時的に保管されることになる。もちろん、他の端末装置Ｔ２〜Ｔ５からもデータパケットが送信されていれば、これらのデータパケットがまとめて一時保管されることになる。このとき、車両内通信手段１０は、一時保管したデータパケットに対して所定のアルゴリズムに基づくデータ圧縮を行う。後に§３で述べる具体例のように、このデータ圧縮は、複数のデータパケットに対してまとめて行うようにするのが効率的である。車両Ａが通信ポイントに到着し、車外通信機能が実行可能になった時点で、圧縮されたデータパケットは、経路上通信手段２ｘ（２１，２２，２３のいずれか）へと送信される。前述したように、圧縮された状態でのデータパケットの送信は、通信時間の短縮に役立つことになる。経路上通信手段２ｘは、受信したデータパケットを圧縮状態のまま代理サーバ装置３０へと伝送する。この圧縮されたデータパケットは、代理サーバ装置３０において伸張された後、ＮＡＴ機能によるアドレス変換を受け、インターネット４０を介して外部のサーバ装置５１へと送信されることになる。
【００４７】
こうして送信されたデータパケットに応答して、外部のサーバ装置５１から端末装置Ｔ１宛にデータパケットが送信されると、まず、代理サーバ装置３０がこれを受信し、ＮＡＴ機能により、端末装置Ｔ１のプライベートＩＰアドレス宛のデータパケットにアドレス変換される。そして、この代理サーバ装置３０において、当該データパケットは所定のアルゴリズムに基づいてデータ圧縮された後、複数の経路上通信手段２１，２２，２３宛にマルチキャストされる。各経路上通信手段２１，２２，２３は、こうしてマルチキャストされたデータパケットを、圧縮された状態のまま保持し、通信ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３に車両Ａが到来したら、車両内通信手段１０に対して圧縮状態のまま送信する。車両内通信手段１０は、受信したデータパケットを伸張した後、これを宛先となる端末装置Ｔ１へと送信する。
【００４８】
なお、代理サーバ装置３０における圧縮処理をより効率化するためには、代理サーバ装置３０にバッチ処理を実行させるようにすればよい。たとえば、インターネット４０側から代理サーバ装置３０にデータパケットが届いたら、しばらくの間、これらデータパケットを蓄積しておくようにし、個々の車両宛のデータパケットごとに、それぞれ別個のパケット群を構成し、構成した各パケット群ごとにそれぞれまとめてデータ圧縮し、経路上通信手段２１，２２，２３へとマルチキャストすればよい。たとえば、図２に示す例において、同一の車両Ａ内に存在する５つの端末装置Ｔ１〜Ｔ５宛のデータパケットが代理サーバ装置３０に届いた場合、この５つのデータパケットを、車両Ａ宛のデータパケット群としてひとまとめにし、このひとまとめのデータパケット群全体に対してデータ圧縮を行うようにする。そうすれば、このデータパケット群は、圧縮状態のまま車両Ａ内の車両内通信手段１０へと届けられた上で伸張が行われ、各端末装置Ｔ１〜Ｔ５宛のデータパケットに復元されることになる。
【００４９】
続いて、各経路上通信手段２１，２２，２３にマルチキャストされたデータパケットの取り扱いについて検討してみよう。たとえば、図１に示す例において、車両Ａ内の端末装置Ｔ宛のデータパケットは、前述したように、各経路上通信手段２１，２２，２３のそれぞれに送信（マルチキャスト）されることになる。ここで、実用上は、上述したように、代理サーバ装置３０において、個々の車両宛のデータパケットごとに、それぞれ別個のパケット群を構成して圧縮するのが好ましく、その場合は、各経路上通信手段２１，２２，２３のそれぞれには、たとえば車両Ａ宛のデータパケットをひとまとめにしたデータパケット群が送信されることになる。もちろん、運行経路Ｌ上を運行している車両は、車両Ａだけではなく、たとえば、車両Ｂ、車両Ｃといった他の車両も多数運行している。したがって、各経路上通信手段２１，２２，２３には、車両Ａ宛のデータパケット群、車両Ｂ宛のデータパケット群、車両Ｃ宛のデータパケット群、というように、多数のデータパケット群が集まることになる。
【００５０】
ここで、どの車両が、どの通信ポイントを通過するか、という事項は、必ずしも正確に予測できる事項ではないので、本実施形態では、各経路上通信手段２１，２２，２３は、何らかの車両が通信ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３に到来した場合に、保管しているすべてのデータパケット群を到来した車両内の車両内通信手段１０に対して送信する処理を行うようにしている。また、１回の送信で確実に目的の車両にデータパケットが引き渡せる保証はないので、各経路上通信手段２１，２２，２３は、それぞれ各通信ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３に車両が到来するたびに、代理サーバ装置３０から受信したデータパケットを、到来した車両に向けて（車両内に設置された車両内通信手段１０へ向けて）繰り返し送信する処理を実行するようにしている。
【００５１】
たとえば、図１に示す例において、通信ポイントＰ１からＰ２に向かって、車両ＡおよびＢが走行中の場合に、各経路上通信手段２１，２２，２３に車両Ｂ宛のデータパケット群と車両Ｃ宛のデータパケット群とが保管されていたとしよう。この場合、先行する車両Ａが通信ポイントＰ２（駅）に到着した時点で、経路上通信手段２２から車両Ａに対して、車両Ｂ宛のデータパケット群と車両Ｃ宛のデータパケット群とが送信されることになるが、これを受信した車両Ａの車両内通信手段１０は、いずれのデータパケット群も自己宛のものではないので、そのまま廃棄する処理を行う。続いて、後続の車両Ｂが通信ポイントＰ２（駅）に到着した時点で、同様に、経路上通信手段２２から車両Ｂに対して、車両Ｂ宛のデータパケット群と車両Ｃ宛のデータパケット群とが送信されることになる。これを受信した車両Ｂの車両内通信手段１０は、車両Ｂ宛のデータパケット群は自己宛のものであるため、そこに含まれている各データパケットを車両Ｂ内の各端末装置へと送信し、車両Ｃ宛のデータパケット群を廃棄する処理を行う。
【００５２】
このように、各経路上通信手段２１，２２，２３は、新たな車両がそれぞれ通信ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３に到来するたびに、保管しているデータパケット群を繰り返し送信する処理を行うことになるが、代理サーバ装置３０からは順次新しいデータパケット群が送られてくるため、各経路上通信手段２１，２２，２３に保管されるデータパケット群は増加の一途を辿ることになる。そこで、実用上は、正しい宛先となる車両に引き渡しが完了したデータパケット群については、これを廃棄してゆく処理を行う必要がある。このような経路上通信手段２１，２２，２３におけるデータパケットの廃棄処理は、たとえば、次のようないくつかの方法により実施可能である。
【００５３】
まず、第１の方法は、車両内通信手段１０に、所定の経路上通信手段から自己車両宛のパケット群を受信したときに、当該パケット群の受領を確認する受領確認情報を当該所定の経路上通信手段に対して送信する処理を行う機能をもたせておき、各経路上通信手段には、いずれか１つの経路上通信手段が特定のパケット群についての受領確認情報を受信した場合に、この特定のパケット群と同一のパケット群を廃棄する処理を実行する機能をもたせておく方法である。この方法では、たとえば、図１に示す車両Ａ宛のデータパケット群は、３つの経路上通信手段２１，２２，２３にそれぞれブロードキャストされることになるが、車両Ａが通信ポイントＰ２に到来し、この車両Ａ宛のデータパケット群が車両Ａ内の車両内通信手段１０によって受信されると、この車両Ａ内の車両内通信手段１０から経路上通信手段２２に対して、受領確認情報が送信されることになる。経路上通信手段２２は、この受領確認情報の送信を受けて、車両Ａ宛の当該データパケット群の引き渡しが完了した旨を認識し、保管していた当該データパケット群を廃棄する処理を行う。同時に、経路上通信手段２２から、他の経路上通信手段２１，２３に対して、同一のデータパケット群を廃棄すべき旨の指示が送信されるようにし、経路上通信手段２１，２３においても、同一のデータパケット群の廃棄が行われる。かくして、目的の車両への送信が完了したデータパケットは、各経路上通信手段２１，２２，２３から順次廃棄されてゆくことになる。
【００５４】
第２の方法は、個々の車両からの受領確認情報の送信を省略することができる方法である。この方法では、各経路上通信手段２１，２２，２３が、それぞれの通信ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３付近に車両が到来するたびに、保管しているデータパケットを、到来した車両内に設置された車両内通信手段１０へと毎回送信する処理を実行する点に変わりはないが、保管しているデータパケットのうち、代理サーバ装置３０から受信した後に所定の時間が経過したデータパケットについては、これを廃棄する処理を実行するようにする。ここで、所定の時間としては、各車両の運行状況を考慮した上で、いずれの車両に対しても、いずれかの経路上通信手段から、目的のデータパケットの送信が完了するであろうと予測される所定の時間を設定すればよい。
【００５５】
第３の方法も、個々の車両からの受領確認情報の送信を省略することができる方法である。この方法においても、各経路上通信手段２１，２２，２３が、それぞれの通信ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３付近に車両が到来するたびに、保管しているデータパケットを、到来した車両内に設置された車両内通信手段１０へと毎回送信する処理を実行する点に変わりはないが、保管しているデータパケットのうち、送信繰り返し回数が所定回数に達したデータパケットについては、これを廃棄する処理を実行するようにする。たとえば、到来した車両に対する送信を３回繰り返したデータパケットについては廃棄するような設定を行っておけば、代理サーバ装置３０からの受信後に、到来した３台の車両に対する送信が行われると廃棄されることになる。廃棄までの送信繰り返し回数は、やはり各車両の運行状況を考慮した上で、いずれの車両に対しても、いずれかの経路上通信手段から、目的のデータパケットの送信が完了するであろうと予測される回数を設定すればよい。
【００５６】
以上述べた方法は、いずれも経路上通信手段２１，２２，２３にその時点で保管されているすべてのデータパケットを、到来した車両に対して無条件で送信する方法であるが、各経路上通信手段２１，２２，２３に、それぞれの通信ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３付近に車両が到来するたびに、到来した車両を特定する処理を実行し、代理サーバ装置３０から受信したデータパケットのうち、特定された車両宛のデータパケットのみを選択し、この選択したデータパケットを到来した車両内に設置された車両内通信手段へと送信した後にこれを廃棄する処理を実行し、かつ、他の経路上通信手段によって車両への送信が完了したパケットと同一のパケットについては、これを廃棄する処理を実行する方法を採れば、より効率的な送信が可能になる。この方法によれば、各経路上通信手段２１，２２，２３に保管されているデータパケット群のうち、たとえば、車両Ａ宛のデータパケット群は、車両Ａに対してのみ送信され、車両Ｂ宛のデータパケット群は、車両Ｂに対してのみ送信されることになる。この方法を採る場合には、通信ポイントに車両が到来したら、まず、経路上通信手段と車両内通信手段との間で交信を行い、到来した車両を特定する処理を行い、更に、特定された車両宛のデータパケットのみを選択する処理が必要になるが、無駄なデータパケットの送信を抑制するメリットが得られる。
【００５７】
なお、本発明に係る移動体パケット通信システムを利用して、高速移動中の車両内から、端末装置Ｔを用いて外部のサーバ装置へとデータパケットを送信し、当該外部のサーバ装置からの応答をデータパケットとして受信するようなアクセスを行う場合、通常のアクセスに比べて長時間を要することも少なくない。
【００５８】
たとえば、外部のサーバ装置５１がメールサーバであり、端末装置Ｔから、このメールサーバにアクセスして、自己宛の電子メールを受信するような場合を考えてみよう。この場合、一般的なメール受信プロトコル「ＰＯＰ３」によれば、端末装置Ｔからメールサーバ５１宛に、「ＰＯＰＧＥＴ」なる命令をアカウント名やパスワードとともに送信することになる。メールサーバ５１は、これを受けて、当該アカウント宛のメールの内容を返信する処理を行う。ここで、端末装置Ｔから「ＰＯＰＧＥＴ」命令を送信した後、メールサーバ５１からメールの内容が返信されてくるまでの時間は、通常、数秒程度であり、端末装置Ｔに組み込まれている一般的な電子メールアプリケーションは、メール内容の返信が長時間得られなかった場合には、いわゆる「タイムアウト」と判断し、「メールの受信に失敗しました」などのメッセージを表示してエラー処理を行うようにプログラムされている。
【００５９】
また、外部のサーバ装置５３がファイルサーバであり、端末装置Ｔから、このファイルサーバにアクセスして、何らかのファイルをダウンロードする場合は、「ＦＴＰ」なるプロトコルを用いて、端末装置Ｔからファイルサーバ５３に対して所定のファイルのダウンロード命令を与え、目的のファイルを送信してもらうことになる。この場合も、端末装置Ｔからダウンロード命令を送信した後、ファイルサーバ５３からの返信が長時間得られなかった場合には、一般的なファイル転送用アプリケーションは、いわゆる「タイムアウト」と判断し、「ファイルのダウンロードに失敗しました」などのメッセージを表示してエラー処理を行うようにプログラムされている。
【００６０】
ところが、本発明に係る移動体パケット通信システムでは、車内の端末装置Ｔから外部のサーバ装置５１〜５５へ向けたデータパケットや、逆に、外部のサーバ装置５１〜５５から車内の端末装置Ｔに向けたデータパケットは、直ちに伝送されるわけではなく、車両が所定の通信ポイントへ到達するまで、車両内通信手段１０側や、経路上通信手段２１，２２，２３側に保管された状態になる。このため、端末装置Ｔに組み込まれている一般的な汎用アプリケーションソフトウエアを用いてデータパケットの送受信を行った場合、いわゆる「タイムアウト」との判断がなされてエラーが生じる可能性が高い。そこで、実用上は、本発明に係るシステムを利用した通信を行う際には、「タイムアウト」と判断すべき時間を長めに設定した専用のアプリケーションソフトウエアを用いるようにするのが好ましい。
【００６１】
あるいは、端末装置Ｔから外部のサーバ装置５１〜５５に対して、所定時間内の返信を要求するデータパケットの送信（別言すれば、「タイムアウト」との判断により、エラー処理が実行されるようなアプリケーションを用いたデータパケットの送信）が行われたときに、車両内通信手段１０が、外部のサーバ装置５１〜５５に代わって返信を行う代理返信機能を実行するような構成にしておくこともできる。このような代理返信機能を設けておけば、端末装置Ｔから外部のサーバ装置５１〜５５に対して、汎用のアプリケーションを用いたアクセスが行われた場合でも、「タイムアウト」によるエラー発生を防ぐことができる。
【００６２】
たとえば、端末装置Ｔからメールサーバ５１宛に「ＰＯＰＧＥＴ」なる電子メールの受信命令が送信された場合、とりあえず、車両内通信手段１０の代理返信機能によって、この命令に対する疑似的な返信を端末装置Ｔ宛に返すようにする。具体的には、たとえば、「Ｎｏ　Ｍａｉｌ」なる擬似的な返信を返せばよい。端末装置Ｔ内の電子メールアプリケーションは、このような返信を、メールサーバ５１からの返信であるものとして取り扱い、たとえば、「現在、受信すべき電子メールは１つもありません。」のようなメッセージを表示するような処理を実行することになる。もちろん、この時点では、「ＰＯＰＧＥＴ」なる電子メールの受信命令は、まだ、同じ車両内の車両内通信手段１０に一時的に保管された状態となっており、メールサーバ５１には届いていない。
【００６３】
やがて、この車両がいずれかの通信ポイント（駅）へ到着すると、「ＰＯＰＧＥＴ」なる電子メールの受信命令は、経路上通信手段を介してメールサーバ５１へと送信され、やがて、これに対するメールサーバ５１からの正規の返信が戻ってくることになる。この返信は、早ければ、この車両が同じ駅に停車している最中に、車両内通信手段１０まで戻ってくるかもしれない。この車両がこの駅を発車した後に返信が戻ってきた場合には、当該返信は、その次の駅において、車両内通信手段１０まで届くことになる。いずれにせよ、メールサーバ５１からの正規の返信が、車両内通信手段１０へと届くことになる。こうして、車両内通信手段１０に正規の返信が届いた場合、車両内通信手段１０はその時点では、まだ端末装置Ｔに対して、当該正規の返信を送信せずに保管したままにする。これは、端末装置Ｔからの電子メールの受信命令に対しては、既に、「Ｎｏ　Ｍａｉｌ」なる擬似的な返信を送信してしまっており、端末装置Ｔ側の電子メールアプリケーションによる処理が完了してしまっているからである。ただし、後に、同じ端末装置Ｔの同じ電子メールアプリケーションから、再び、メールサーバ５１宛の「ＰＯＰＧＥＴ」なる電子メールの受信命令が送信された場合には、車両内通信手段１０は、当該命令を外部へと送信することなしに、既にメールサーバ５１からの正規の返信として得られているメールの内容を、そのまま端末装置Ｔへと送信する処理を実施するようにすればよい。
【００６４】
このように、端末装置Ｔから返信要求をともなう何らかの命令が送信された場合に、車両内通信手段１０側に、あたかも外部のサーバ装置からの返信であるかのように、所定の返信内容を端末装置Ｔへと送信する代理返信機能を設けておけば、端末装置Ｔ側のアプリケーションに「タイムアウト」のエラーを発生させることなしに、適切な処理を実行させることが可能になる。
【００６５】
＜＜＜　§３．　具体的な通信手順　＞＞＞
最後に本発明に係る移動体パケット通信システムを用いたデータパケットの具体的な通信手順の一例を示しておく。いま、車両Ａ内に乗車している５人の乗客が、図２に示すようにそれぞれ端末装置Ｔ１〜Ｔ５を用いて、外部のサーバ装置５１〜５５へ、電子メールの受信命令もしくはファイルのダウンロード命令を送信したいと考えたとしよう。前述したように、各端末装置Ｔ１〜Ｔ５には、車両内通信手段１０のＤＨＣＰ機能により、それぞれ図２に示すようなプライベートＩＰアドレスが付与される。ここでは、各端末装置Ｔ１〜Ｔ５のアプリケーションソフトウエアによって、それぞれ図３に示すような５つのデータパケットＤＰ１０〜ＤＰ５０が作成されたものとしよう。この図３において、一重枠で示すデータパケットＤＰ１０，ＤＰ２０，ＤＰ５０は、いずれも電子メールの受信命令を含むデータパケットであり、二重枠で示すデータパケットＤＰ３０，ＤＰ４０は、いずれもファイルのダウンロード命令を含むデータパケットである。
【００６６】
たとえば、図３に示すデータパケットＤＰ１０の１行目の「Ｄｓｔ　Ａｄｄｒ：　１．１．１．１」なるデータは、送信先のＩＰアドレスが「１．１．１．１」（図２に示すように、メールサーバ５１のグローバルＩＰアドレス）であることを示し、２行目の「Ｓｒｃ　Ａｄｄｒ：　１０．０．１．１」なるデータは、送信元のＩＰアドレスが「１０．０．１．１」（図２に示すように、端末装置Ｔ１のプライベートＩＰアドレス）であることを示し、３行目の「Ｄｓｔ　Ｐｏｒｔ＃：　１１０」なるデータは、送信先となる外部のサーバ装置５１のポート番号が「１１０」（電子メール用アプリケーションを特定する番号）であることを示し、４〜５行目の「データ：ＰＯＰＧＥＴ　ＡＣＣ１／ＰＡＳＳ１」は、送信対象となるデータの内容が、「ＰＯＰＧＥＴ」なる命令（電子メール用アプリケーションに対して、電子メールの受信を要求する命令）と、アカウント名「ＡＣＣ１」およびパスワード「ＰＡＳＳ１」であることを示す。データパケットＤＰ２０（メールサーバ５２宛）やデータパケットＤＰ５０（メールサーバ５５宛）の内容もほぼ同様である。
【００６７】
一方、図３に示すデータパケットＤＰ３０の１行目の「Ｄｓｔ　Ａｄｄｒ：　３．３．３．３」なるデータは、送信先のＩＰアドレスが「３．３．３．３」（図２に示すように、ファイルサーバ５３のグローバルＩＰアドレス）であることを示し、２行目の「Ｓｒｃ　Ａｄｄｒ：　１０．０．１．３」なるデータは、送信元のＩＰアドレスが「１０．０．１．３」（図２に示すように、端末装置Ｔ３のプライベートＩＰアドレス）であることを示し、３行目の「Ｄｓｔ　Ｐｏｒｔ＃：　２３」なるデータは、送信先となる外部のサーバ装置５３のポート番号が「２３」（ファイルのダウンロード用アプリケーションを特定する番号）であることを示し、４〜５行目の「データ：ＡＣＣ３／ＰＡＳＳ３　ＦＴＰ＿Ｃｏｍｍａｎｄ」は、送信対象となるデータの内容が、「ＦＴＰ＿Ｃｏｍｍａｎｄ」なる命令（ファイルのダウンロード用アプリケーションに対して、ダウンロードを要求する命令）と、アカウント名「ＡＣＣ３」およびパスワード「ＰＡＳＳ３」であることを示す。データパケットＤＰ４０（メールサーバ５４宛）の内容もほぼ同様である。なお、この図３は、便宜上、本発明に係るシステムの通信手順の説明に必要なデータを示すものであり、実際に送信されるデータパケットの内容をそのまま示すものではない。
【００６８】
さて、各端末装置Ｔ１〜Ｔ５から、図３に示すようなデータパケットＤＰ１０〜ＤＰ５０が送信されると、車両内通信手段１０は、これらのデータパケットを一時的に保管することになる。このとき、車両内通信手段１０内では、これら各データパケットの内容に基づいて、図４に示すような対応表ＴＢ１を作成するとともに、図５に示すような圧縮データＤＡＴＡ１およびＤＡＴＡ２を作成する処理が実行される。ここで、図４に示す対応表ＴＢ１は、後にデータの伸張処理を行うときに必要なデータをテーブルにしたものであり、図３に示す各データパケットＤＰ１０〜ＤＰ５０にそれぞれシリアル番号（図示の例では、Ｓｅｑ＃：１２３４５〜Ｓｅｑ＃：１２３４９）を付与し、送信先のグローバルＩＰアドレス「Ｄｓｔ：」と、送信元のプライベートＩＰアドレス「Ｓｒｃ：」と、送信先のポート番号「Ｄｓｔ　Ｐｏｒｔ＃」とを抜き出し、更に、返信が得られるまでのタイムアウト時間「ＴＴＬ：」を設定したものである。
【００６９】
一方、図５に一重枠で示す圧縮データＤＡＴＡ１は、電子メールの受信命令を含むデータパケットＤＰ１０，ＤＰ２０，ＤＰ５０の内容をまとめたものであり、二重枠で示す圧縮データＤＡＴＡ２は、ファイルのダウンロード命令を含むデータパケットＤＰ３０，ＤＰ４０の内容をまとめたものである。ＤＡＴＡ１の上欄１行目の「車両ＩＤ：Ａ」なるデータは、この圧縮データが車両Ａから送信されるデータパケット群であることを示し、２行目の「Ｓｅｑｕｅｎｃｅ＃：０００１」なるデータは、この圧縮データのシリアル番号が「０００１」であることを示し、３行目の「Ｄｓｔ　Ｐｏｒｔ＃：　１１０」なるデータは、この圧縮データの送信先のポート番号が「１１０」であることを示している。また、ＤＡＴＡ１の下欄１行目の「Ｓｅｑ＃：　１２３４５」なるデータは、以下のデータが対応表ＴＢ１における「Ｓｅｑ＃：　１２３４５」に対応したデータ、すなわち、データパケットＤＰ１０内のデータであることを示す指標であり、２行目および３行目の「Ｄｓｔ：　１．１．１．１」および「ＡＣＣ１／ＰＡＳＳ１」なるデータは、このデータパケットＤＰ１０内の「Ｄｓｔ　Ａｄｄｒ：　１．１．１．１」および「ＡＣＣ１／ＰＡＳＳ１」を抜き出したものである。
【００７０】
なお、ここに示す例では、データパケットＤＰ１０内の「ＰＯＰＧＥＴ」なる命令は、圧縮データＤＡＴＡ１内では省略している。これは、「Ｄｓｔ　Ｐｏｒｔ＃：　１１０」なるポート番号に関連したデータ（電子メール用アプリケーションに対する命令であることを示すデータ）には、必ず「ＰＯＰＧＥＴ」なる命令が伴うことになっているため、圧縮データＤＡＴＡ１内にわざわざ「ＰＯＰＧＥＴ」なる命令を入れておく必要がないためである。同様に、ＤＡＴＡ１の下欄４〜６行目には、データパケットＤＰ２０内の必要なデータが抜き出され、下欄７〜９行目には、データパケットＤＰ５０内の必要なデータが抜き出されている。
【００７１】
また、図５に二重枠で示す圧縮データＤＡＴＡ２の上欄１行目の「車両ＩＤ：Ａ」なるデータは、この圧縮データが車両Ａから送信されるデータパケット群であることを示し、２行目の「Ｓｅｑｕｅｎｃｅ＃：０００２」なるデータは、この圧縮データのシリアル番号が「０００２」であることを示し、３行目の「Ｄｓｔ　Ｐｏｒｔ＃：　２３」なるデータは、この圧縮データの送信先のポート番号が「２３」であることを示している。また、ＤＡＴＡ２の下欄１行目の「Ｓｅｑ＃：　１２３４７」なるデータは、以下のデータが対応表ＴＢ１における「Ｓｅｑ＃：　１２３４７」に対応したデータ、すなわち、データパケットＤＰ３０内のデータであることを示す指標であり、２行目〜４行目の「Ｄｓｔ：　３．３．３．３」，「ＡＣＣ３／ＰＡＳＳ３」，「ＦＴＰ＿Ｃｏｍｍａｎｄ」なるデータは、このデータパケットＤＰ３０内の「Ｄｓｔ　Ａｄｄｒ：　３．３．３．３」，「ＡＣＣ３／ＰＡＳＳ３」，「ＦＴＰ＿Ｃｏｍｍａｎｄ」を抜き出したものである。同様に、ＤＡＴＡ２の下欄５〜８行目には、データパケットＤＰ４０内の必要なデータが抜き出されている。
【００７２】
結局、図５に示す圧縮データＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２は、図３に示すデータパケットＤＰ１０〜ＤＰ５０内の必要なデータのみを抜き出したものになっており、データパケットＤＰ１０〜ＤＰ５０をそのまま送信する代わりに、圧縮データＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２を送信すれば、送信容量を低減させることができる。
【００７３】
この図５に示す圧縮データＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２は、車両が通信ポイントＰ１、Ｐ２またはＰ３に到着した時点で経路上通信手段２１、２２または２３へと送信され、代理サーバ装置３０へと伝送される。このような圧縮データＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２を受信した代理サーバ装置３０内では、これら各圧縮データＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２の内容に基づいて、図６に示すような対応表ＴＢ２を作成するとともに、伸張処理により、図７に示すようなデータパケットＤＰ１１〜ＤＰ５１を作成する処理が実行される。ここで、図６に示す対応表ＴＢ２は、ＮＡＴ処理に必要なデータをテーブルにしたものであり、図５に示す各情報に、送信元のポート番号を付加することにより得られるものである。たとえば、この図６の対応表ＴＢ２の左欄１行目の「Ｓｒｃ　Ｐｏｒｔ＃：　ｘｘ１」は、以下のデータが、「ｘｘ１」なる送信元ポート番号に関連するデータであることを示しており、２行目の「車両ＩＤ：　Ａ」なるデータは、車両Ａから送信されるデータパケットに関するデータであることを示し、３〜４行目の「Ｓｅｑｕｅｎｃｅ＃：０００１」および「Ｓｅｑ＃：　１２３４５」なるデータは、関連するシリアル番号を示し、５行目の「Ｄｓｔ：　１．１．１．１」なるデータは、送信先のグローバルＩＰアドレスが「１．１．１．１」であることを示している。以下、同様である。
【００７４】
一方、図７に示すデータパケットＤＰ１１〜ＤＰ５１は、図５に示す圧縮データＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２および図６に示す対応表ＴＢ２のポート番号に基づいて作成することができる。この図７に示す伸張処理後のデータパケットＤＰ１１〜ＤＰ５１の内容は、図３に示す圧縮処理前のデータパケットＤＰ１０〜ＤＰ５０の内容とほぼ同様であるが、送信元のアドレスが、プライベートＩＰアドレスからグローバルＩＰアドレスに変更されている点と、送信元のポート番号が付加されている点が異なっている。これは、代理サーバ装置３０におけるＮＡＴ処理の結果である。たとえば、図３のデータパケットＤＰ１０では、送信元のアドレスとして「Ｓｒｃ　Ａｄｄｒ：　１０．０．１．１」なるプライベートＩＰアドレスが記載されていたが、図７のデータパケットＤＰ１１では、送信元のアドレスとして「Ｓｒｃ　Ａｄｄｒ：　１．０．０．９９」なるグローバルＩＰアドレス（代理サーバ装置３０自身のアドレス）が記載されている。このように、代理サーバ装置３０のＮＡＴ機能により、データパケットＤＰ１１〜ＤＰ５１の送信元のアドレスは、すべて「Ａｄｄｒ：　１．０．０．９９」なる代理サーバ装置３０自身のグローバルＩＰアドレスに変更されることになる。なお、この図７においても、一重枠のデータパケットＤＰ１１，ＤＰ２１，ＤＰ５１は、メールサーバに宛てた電子メールの受信命令を含むデータパケットであり、二重枠のデータパケットＤＰ３１，ＤＰ４１は、ファイルサーバに宛てたダウンロード命令を含むデータパケットである。
【００７５】
このように、代理サーバ装置３０のＮＡＴ機能により、端末装置Ｔ１〜Ｔ５のアドレスはすべて「Ａｄｄｒ：　１．０．０．９９」なる代理サーバ装置３０自身のアドレスに変更されてしまう。そこで、送信元のポート番号を利用して、送信元の端末装置Ｔ１〜Ｔ５を識別する必要がある。図７に示すデータパケットＤＰ１１〜ＤＰ５１の４行目に記載された「Ｓｒｃ　Ｐｏｒｔ＃：ｘｘ１〜ｘｘ５」は、このようなポート番号を示すものである。
【００７６】
かくして、外部のサーバ装置５１〜５５には、それぞれ図７に示すようなデータパケットＤＰ１１〜ＤＰ５１が届けられることになる。これに応じて、外部のサーバ装置５１〜５５からは、図８に示すようなデータパケットＤＰ１２〜ＤＰ５２が返信される。ここで、一重枠のデータパケットＤＰ１２，ＤＰ２２，ＤＰ５２は、各メールサーバからのメールの内容を示すデータを含んだ返信であり、二重枠のデータパケットＤＰ３２，ＤＰ４２は、ファイルサーバからのダウンロード対象ファイルの内容を示すデータを含んだ返信である。たとえば、データパケットＤＰ１２の１行目の「Ｄｓｔ　Ａｄｄｒ：　１．０．０．９９」なるデータは、送信先のＩＰアドレスが「１．０．０．９９」（代理サーバ装置３０のグローバルＩＰアドレス）であることを示し、２行目の「Ｓｒｃ　Ａｄｄｒ：　１．１．１．１」なるデータは、送信元のＩＰアドレスが「１．１．１．１」（外部のサーバ装置５１のグローバルＩＰアドレス）であることを示している。これは、図７に示すデータパケットＤＰ１１の送信先と送信元のアドレスを入れ替えたものに他ならない。また、３行目の「Ｄｓｔ　Ｐｏｒｔ＃：　ｘｘ１」なるデータは、送信先となる代理サーバ装置３０のポート番号が「ｘｘ１」であることを示し、４行目の「Ｓｒｃ　Ｐｏｒｔ＃：　１１０」なるデータは、送信元となる外部のサーバ装置５１のポート番号が「１１０」であることを示している。これは、図７に示すデータパケットＤＰ１１の送信先と送信元のポート番号を入れ替えたものに他ならない。更に、５行目の「データ：（メールの内容１）」なるデータは、返信対象となる電子メールの内容を示すデータである。他のデータパケットＤＰ２２〜ＤＰ５２の構成もほぼ同様である。
【００７７】
さて、図８に示すデータパケットＤＰ１２〜ＤＰ５２を受け取った代理サーバ装置３０は、その中の「Ｄｓｔ　Ｐｏｒｔ＃：」の部分と、図６に示す対応表ＴＢ２中の「Ｓｒｃ　Ｐｏｒｔ＃：」の部分とを対応させることにより、これらが同一の車両Ａ宛のデータパケットであることを認識することができる。もちろん、データパケットＤＰ１２〜ＤＰ５２は、通常、代理サーバ装置３０に対して互いに時間差をもって到着することになるので、代理サーバ装置３０は、到着するデータパケットを一時的に蓄積しておき、ある程度集まった時点で、同一車両宛のデータパケットを集めたデータパケット群を作成し、このデータパケット群をまとめて圧縮する処理を行う。たとえば、図８に示すデータパケットＤＰ１２〜ＤＰ５２がすべて集まったとすると、代理サーバ装置３０は、図６の対応表ＴＢ２を参照しながら、図９に示すような圧縮データＤＡＴＡ３およびＤＡＴＡ４を作成する。
【００７８】
図９に一重枠で示す圧縮データＤＡＴＡ３は、電子メールの受信命令に対する返信情報を含むデータパケットＤＰ１２，ＤＰ２２，ＤＰ５２の内容をまとめたものであり、二重枠で示す圧縮データＤＡＴＡ４は、ファイルのダウンロード命令に対する返信情報を含むデータパケットＤＰ３２，ＤＰ４２の内容をまとめたものである。ＤＡＴＡ３の上欄１行目の「車両ＩＤ：Ａ」なるデータは、この圧縮データが車両Ａ宛のデータパケット群であることを示し、２行目の「Ｓｅｑｕｅｎｃｅ＃：０００１」なるデータは、この圧縮データのシリアル番号が「０００１」であることを示している。これらのデータは、図６の対応表ＴＢ２を参照することにより得ることができる。また、３行目の「Ｓｒｃ　Ｐｏｒｔ＃：　１１０」なるデータは、この圧縮データの送信元のポート番号が「１１０」であることを示しており、データパケットＤＰ１２，ＤＰ２２，ＤＰ５２内の「Ｓｒｃ　Ｐｏｒｔ＃」の情報から得ることができる。ＤＡＴＡ３の下欄１行目の「Ｓｅｑ＃：　１２３４５」なるデータおよび２行目の「（メールの内容１）」なるデータは、シリアル番号「１２３４５」の返信データが「（メールの内容１）」であることを示す情報であり、以下、シリアル番号「１２３４６」、「１２３４９」についての同様の情報が続くことになる。これらの情報は、図６の対応表ＴＢ２の内容とデータパケットＤＰ１２，ＤＰ２２，ＤＰ５２の内容に基づいて得ることができる。一方、図９に二重枠で示す圧縮データＤＡＴＡ４の構造もほぼ同様である。
【００７９】
こうして、代理サーバ装置３０において作成された圧縮データＤＡＴＡ３、ＤＡＴＡ４は、マルチキャストにより、経路上通信手段２１，２２，２３へと送信され、通信ポイントＰ１，Ｐ２，Ｐ３に到来した車両に圧縮状態のまま送信されることになる。これら圧縮データＤＡＴＡ３、ＤＡＴＡ４を受信した車両内の車両内通信手段１０は、「車両ＩＤ」の部分を確認し、それが自己宛のデータパケットであるかを認識する。自己宛でなかった場合には、これをそのまま廃棄することになる。自己宛であった場合、すなわち、図９に示す圧縮データＤＡＴＡ３、ＤＡＴＡ４を車両Ａが受信した場合は、データパケットの送信時に作成しておいた図４に示す対応表ＴＢ１を参照することにより、これらを伸張する処理を行う。
【００８０】
たとえば、圧縮データＤＡＴＡ３には、シリアル番号「１２３４５」の返信データが「（メールの内容１）」であることを示す情報が含まれているが、対応表ＴＢ１には、シリアル番号「１２３４５」について、送信先アドレス「Ｄｓｔ：　１．１．１．１」、送信元アドレス「Ｓｒｃ：　１０．０．１．１」が記載されているので、これらのアドレスの送受信を入れ替えることにより、図１０に示すようなデータパケットＤＰ１３を生成することができる。同様の伸張処理により、結局、図１０に示すデータパケットＤＰ１３〜ＤＰ５３が生成され、これらが端末装置Ｔ１〜Ｔ５へと送信されることになる。かくして、各端末装置Ｔ１〜Ｔ５から外部のサーバ装置５１〜５５へと送信されたデータパケットに対して、それぞれ返信となるデータパケットが届くことになる。
【００８１】
以上、本発明を図示する実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、この他にも種々の形態で実施可能である。特に、図３〜図１０に示した実施形態は、あくまでも具体的な実施例の一形態を示すものであり、実際の圧縮方法やデータフォーマットなどは、任意のものを採用してかまわない。
【００８２】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明に係る移動体パケット通信システムによれば、高速移動中の車両に搭乗していながら、大容量のデータパケット通信が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る移動体パケット通信システム１００の基本構成を示すブロック図である。
【図２】プライベートＩＰアドレスとグローバルＩＰアドレスとの変換処理およびデータパケットの圧縮／伸張処理を組み込んだ本発明の実施形態を説明するブロック図である。
【図３】図２に示す端末装置Ｔ１〜Ｔ５で作成されたデータパケットＤＰ１０〜ＤＰ５０の一例を示す図である。
【図４】車両内通信手段１０において、図３に示すデータパケットＤＰ１０〜ＤＰ５０に基づいて作成された対応表ＴＢ１を示す図である。
【図５】車両内通信手段１０において、図３に示すデータパケットＤＰ１０〜ＤＰ５０の情報をデータ圧縮することにより作成された圧縮データＤＡＴＡ１およびＤＡＴＡ２の内容を示す図である。
【図６】代理サーバ装置３０において、図５に示す圧縮データＤＡＴＡ１およびＤＡＴＡ２に基づいて作成された対応表ＴＢ２を示す図である。
【図７】代理サーバ装置３０において、図５に示す圧縮データＤＡＴＡ１およびＤＡＴＡ２を伸張することにより得られるデータパケットＤＰ１１〜ＤＰ５１を示す図である。
【図８】図７に示すデータパケットＤＰ１１〜ＤＰ５１を受信した外部のサーバ装置５１〜５５が、それぞれ返信情報として送信するデータパケットＤＰ１２〜ＤＰ５２を示す図である。
【図９】代理サーバ装置３０において、図８に示すデータパケットＤＰ１２〜ＤＰ５２の情報をデータ圧縮することにより作成された圧縮データＤＡＴＡ３およびＤＡＴＡ４の内容を示す図である。
【図１０】車両内通信手段１０において、図９に示す圧縮データＤＡＴＡ３およびＤＡＴＡ４を伸張することにより得られるデータパケットＤＰ１３〜ＤＰ５３を示す図である。
【符号の説明】
１０…車両内通信手段
２１，２２，２３，２ｘ…経路上通信手段
３０…代理サーバ装置
４０…インターネット
５１〜５５…外部のサーバ装置
１００…移動体パケット通信システム
Ａ…車両
ＤＡＴＡ１〜ＤＡＴＡ４…圧縮データ
ＤＰ１０〜ＤＰ５０，ＤＰ１１〜ＤＰ５１，ＤＰ１２〜ＤＰ５２，ＤＰ１３〜ＤＰ５３…データパケット
Ｌ…運行経路
Ｐ１〜Ｐ３…通信ポイント
Ｔ，Ｔ１〜Ｔ５…端末装置
ＴＢ１，ＴＢ２…対応表[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mobile packet communication system, and more particularly, to a system for performing packet communication between a terminal device existing in a high-speed moving vehicle such as a train or an automobile and an external server device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, various electronic devices functioning as mobile communication terminal devices, such as mobile phones, PDAs, and notebook personal computers, have begun to spread. In conjunction with the spread of the Internet, packet communication with external server devices has become popular. Has been done. On the streets, wireless LANs have been installed in various facilities, and an environment for connecting mobile communication terminal devices to the Internet using the TCP / IP protocol is being constructed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Mobile phones that are currently in widespread use can communicate by using techniques such as roaming even when they are moving on a train or car. Therefore, even in a moving vehicle, it is possible to have a conversation with a terminal device such as a mobile phone or to exchange data packets by connecting to an external server device or the like. However, at present, the communication speed of packet communication with a terminal device moving at high speed is extremely low and is limited, and is not suitable for exchanging a large amount of data. This is due to the fact that it is technically very difficult at present to improve the wireless communication speed for a terminal device moving at high speed. For this reason, it takes an extremely long time to receive an e-mail attached with large-capacity data such as image data or to download large-capacity data from an external server device while in a vehicle. In practice, communication of large-capacity data packets cannot be performed from a vehicle moving at high speed.
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to provide a mobile packet communication system that enables large-capacity data packet communication while riding in a vehicle moving at high speed.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
[0006]
(1) A first aspect of the present invention is a mobile packet communication system for performing packet communication between a terminal device moving with a vehicle and an external server device.
An in-vehicle communication means installed in the vehicle,
A plurality of on-path communication means respectively installed at a plurality of communication points on an operation route where the vehicle stops or is expected to pass at a speed lower than the normal operation speed,
A proxy server device connected to these communication means on the route and having a function of exchanging data packets with an external server device via a network;
And
The in-vehicle communication means includes an in-vehicle communication function of wirelessly transmitting and receiving data packets to and from a terminal device existing in the vehicle, and a state in which the vehicle is stopped near a communication point, or a state in which the vehicle is near a communication point. An external communication function of wirelessly transmitting and receiving data packets to and from a communication means on a route installed at the communication point when the vehicle is passing at a speed lower than the normal operating speed, When the data packet is received from the terminal device by the function, the data packet is temporarily stored until the external communication function becomes executable, and is temporarily stored when the external communication function becomes executable. Transmitting the data packet to the communication means on the route, and when the data packet is received from the communication means on the route, the data packet is transmitted to the inside of the vehicle. So as to perform a process of transmitting to the destination terminal by Shin function,
When receiving the data packet from the in-vehicle communication unit, the on-route communication unit executes a process of transmitting the data packet to the proxy server device, and receives a data packet addressed to a predetermined terminal device from the proxy server device. In such a case, the data packet is to be transmitted to the communication means in the vehicle installed in the vehicle arriving near the communication point where the self is installed,
The proxy server device executes a process of transmitting the data packet received from the communication means on the route to the external server device via the network, and converts the data packet received from the external server device via the network into a plurality of data packets. The processing for transmitting to a plurality of communication means on a plurality of routes respectively installed at communication points is executed.
[0007]
(2) A second aspect of the present invention provides the mobile packet communication system according to the first aspect,
In-vehicle communication means is installed in a train of a train running along a predetermined route, and communication points are defined at stations on the route to install on-route communication means.
[0008]
(3) A third aspect of the present invention provides the mobile packet communication system according to the first aspect,
In-vehicle communication means installed in a vehicle of an automobile traveling on a predetermined road, and communication points are defined at intersections, toll booths, or parking areas on the road and communication means are installed on the route. It is.
[0009]
(4) A fourth aspect of the present invention provides the mobile packet communication system according to the first to third aspects described above,
The in-vehicle communication means is provided with a DHCP function, the function assigns a private IP address to a terminal device existing in the vehicle, and the proxy server device is provided with a NAT function. With this function, the private IP address and the global IP address are assigned. Address conversion is performed so that packet communication using a private IP address is performed inside the system, and packet communication using a global IP address is performed with an external server device.
[0010]
(5) A fifth aspect of the present invention provides the mobile packet communication system according to the first to fourth aspects described above,
The in-vehicle communication means has a function of compressing data packets received from a terminal device existing in the vehicle, and the proxy server device has a function of expanding the compressed data packets. To make the data packets transferred from the server to the proxy server device in a compressed state,
The proxy server device has a function of compressing data packets received from an external server device, and the in-vehicle communication means has a function of decompressing the compressed data packet. The data packet transferred to the means is in a compressed state.
[0011]
(6) A sixth aspect of the present invention provides the mobile packet communication system according to the first to fifth aspects described above,
The proxy server device transmits the data packet received from the external server device via the network within a predetermined geographical area in which the vehicle in which the terminal device that is the destination of the data packet exists may arrive within a predetermined time. The processing for transmitting to the communication means on the routes respectively set at the plurality of communication points is executed.
[0012]
(7) A seventh aspect of the present invention provides the mobile packet communication system according to the first to sixth aspects described above,
The proxy server device configures a separate packet group for each data packet addressed to each vehicle, and performs a process of transmitting each of the configured packet groups to a plurality of on-path communication means,
When the in-vehicle communication unit receives a packet group addressed to the own vehicle from the communication unit on the predetermined route, the reception confirmation information for confirming reception of the packet group is transmitted to the communication unit on the predetermined route that has received the packet group. Process to send to
Each route communication means executes a process of repeatedly transmitting the data packet received from the proxy server device to the in-vehicle communication means installed in the arriving vehicle every time the vehicle arrives near each communication point. And when any one of the communication means on the path receives the acknowledgment information for the specific packet group, a process of discarding the same packet group as the specific packet group is executed. is there.
[0013]
(8) An eighth aspect of the present invention provides the mobile packet communication system according to the first to sixth aspects described above,
Each route communication means executes a process of repeatedly transmitting the data packet received from the proxy server device to the in-vehicle communication means installed in the arriving vehicle every time the vehicle arrives near each communication point. In addition, for a data packet for which a predetermined time has elapsed after receiving from the proxy server device, a process of discarding the data packet is executed.
[0014]
(9) A ninth aspect of the present invention is a mobile packet communication system according to the first to sixth aspects described above,
Each route communication means executes a process of repeatedly transmitting the data packet received from the proxy server device to the in-vehicle communication means installed in the arriving vehicle every time the vehicle arrives near each communication point. For a data packet whose transmission repetition number has reached a predetermined number, a process of discarding the data packet is executed.
[0015]
(10) A tenth aspect of the present invention is the mobile packet communication system according to the first to sixth aspects described above,
Each time a vehicle arrives near each communication point, the on-path communication means executes a process of identifying the vehicle that has arrived, and among the data packets received from the proxy server device, a data packet addressed to the identified vehicle Only the selected data packet is transmitted to the in-vehicle communication means installed in the arriving vehicle, and the selected data packet is discarded, and then transmitted to the vehicle by another on-route communication means. The processing for discarding the same packet as the packet for which is completed is executed.
[0016]
(11) An eleventh aspect of the present invention provides the mobile packet communication system according to the first to tenth aspects,
When a data packet requesting a reply within a predetermined time is transmitted from the terminal device to the external server device, the in-vehicle communication means has a proxy reply function for replying on behalf of the external server device. It is to have.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on an illustrated embodiment.
[0018]
<<<< §1. Basic embodiment >>>>>
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a mobile packet communication system 100 according to one embodiment of the present invention. This mobile packet communication system 100 is composed of the components shown by dashed-dotted lines in the figure, and as shown, the in-vehicle communication means 10, the on-route communication means 21, 22, 23, and the proxy server device. 30. The role of the mobile packet communication system 100 is between the terminal device T moving along with the vehicle A along the predetermined operation route L and the external server devices 51 to 55 connected via the Internet 40. To perform packet communication. In FIG. 1, the operation route L, the vehicle A, and the terminal device T are not components of the mobile packet communication system 100, but are illustrated as internal components surrounded by a dashed line for convenience of explanation. is there.
[0019]
Here, the vehicle A may be any vehicle as long as it travels along the predetermined operation route L. However, in practice, the vehicle A is a train vehicle traveling along a predetermined route, Alternatively, the vehicle may be an automobile running on a predetermined road. In addition, the terminal device T is a mobile terminal device such as a mobile phone, a PDA device, and a notebook computer which is carried by a person who has boarded such a train or a car. In FIG. 1, only one terminal device T is depicted in one vehicle A. However, in the case of a train, a plurality of vehicles A are generally connected, In addition, a large number of passengers are boarding, each carrying the terminal device T.
[0020]
In the vehicle A, an in-vehicle communication means 10 is installed. A plurality of communication points P1, P2, and P3 are defined at predetermined locations on the operation route L, and on-route communication means 21, 22, and 23 are installed at each of the communication points P1, P2, and P3. I have. Here, each of the communication points P1, P2, and P3 is defined at a predetermined location on the operation route L where the vehicle A stops or is expected to pass at a speed lower than the normal operation speed. . This is a consideration for enabling packet communication with a sufficient communication speed between the in-vehicle communication means 10 installed in the vehicle A and the on-path communication means 21, 22, 23. .
[0021]
As described above, the communication speed of packet communication with a terminal device that is moving at a high speed at present is technically extremely low and is not suitable for exchanging a large amount of data. That is, in a state where the train or the car is running on the operation route L at the normal operation speed, a sufficient communication speed is secured between both the in-vehicle communication means 10 and the on-route communication means 21, 22, 23. Can not do it. Thus, in the present invention, the packet communication between the two is performed while the vehicle A is stopped or at a speed lower than the normal operation speed (a speed at which a technically necessary communication speed can be secured). It was decided to do it in the state where it was.
[0022]
When the vehicle A is a vehicle of a train running along a predetermined route, the operation route L is the route of this train, and therefore, the communication points P1, P2, and P3 are located on a predetermined route on this route. Stations (all stations or some stations) may be defined, and the on-route communication means 21, 22, and 23 may be installed at these stations. Then, when the train stops at these stations, communication with a sufficient communication speed between the in-vehicle communication means 10 and the on-route communication means 21, 22, 23 becomes possible. Of course, when the stop station is different for each train, such as a regular train, an express train, and an express train, all the communication points P1, P2, and P3 function as the original communication points for the ordinary train. The operation may be such that only the communication point P2 functions as the original communication point. In addition, there is a point on the operation route L where the train always travels slowly, and if the speed is this slow, if the sufficient communication speed can be secured, such a slow point is defined as a communication point. Then, the communication means may be installed on the route.
[0023]
On the other hand, when the vehicle A is a vehicle of an automobile traveling on a predetermined road, the operation route L is a road on which the automobile is to travel, and therefore, the communication points P1, P2, and P3 are located on this road. It is defined as the upper intersection, tollgate, or parking area, and the on-route communication means 21, 22, 23 may be installed at any of these communication points. At these communication points, the vehicle A is scheduled to stop or run at a lower speed than the normal operation speed, and communication with a sufficient communication speed becomes possible. Of course, in the case of an intersection, an operation such as stopping at a red light, but passing at a normal operation speed at a green light is performed, but in the present invention, the communication point is that the vehicle is It is not necessary to set a point where vehicles must stop or pass at a low speed at which communication is possible, and under certain conditions, set at a point where vehicles are expected to stop or pass at a low speed at which communication is possible Good. In other words, at a plurality of communication points set in the present invention, it is not always necessary to ensure that communication between the in-vehicle communication means 10 and the on-route communication means 21, 22, 23 is possible. Absent.
[0024]
The most practical case in which the present invention is applied to a motor vehicle running on a road is a long-distance route bus operating on a highway. In such a bus, an operation route line, a toll booth to be stopped, a parking area, and the like are predetermined, so that it is easy to set a communication point at which reliable communication is possible. However, application of the present invention is not necessarily limited to such a route bus. For example, if the present invention is applied to a general car such as a so-called private car, a main arterial road or the like may be defined as an operation route L, and a communication point may be set at an intersection or the like on the arterial road. The operation route L in the present invention does not necessarily have to be a single one-dimensional route, but may be a road network having a two-dimensional spread. It can be any route.
[0025]
As described above, the present invention can be applied to a case where an automobile is used as a vehicle. However, here, for convenience of explanation, the present invention is applied to a vehicle of a train, and each communication point P1, P2, P3 is operated by the operation of this train. A specific embodiment set to a station on a route will be described. Therefore, the on-path communication means 21, 22, and 23 shown in FIG. 1 are provided in the premises of each station. Further, in the embodiment shown here, for the sake of convenience, an example in which communication points P1, P2, and P3 are set at three locations on the operation route L will be described. However, of course, actually, a larger number of communication points are set, More on-path communication means will be installed respectively.
[0026]
The proxy server device 30 is connected to the communication means 21, 22, 23 on each path, and has a function of exchanging data packets with external server devices 51 to 55 via the Internet 40. Device. In this example, the connection between the proxy server device 30 and the on-path communication means 21, 22, 23 is all made by wire, but may be made by any method. Further, any specific means for connecting the proxy server device 30 to the Internet 40 may be used. In short, the proxy server device 30 functions as a so-called “proxy server” that can access the Internet 40 by various protocols. Also, the external server devices 51 to 55 (actually, a huge number of server devices are connected to the Internet 40, but only five devices are shown here for convenience of explanation) shown in FIG. It is a server device such as a general mail server or a file server connected to the Internet 40. The purpose of the mobile packet communication system shown here is that the terminal device T in the vehicle A and the external server devices 51 to 55 To perform packet communication between
[0027]
After all, in order to construct this mobile packet communication system, the in-vehicle communication means 10 installed in each vehicle A and the on-path communication means 21, 22, 23 installed in the individual communication points P1, P2, P3. And the proxy server device 30 connected to them. It should be noted that the proxy server device 30 does not necessarily have to be a single server device, and a plurality of proxy server devices that are in charge of individual districts, such as the Kanto district and the Kansai district, may be provided.
[0028]
Next, specific functions of the above-described components will be described. First, the in-vehicle communication means 10 is a communication means installed in each vehicle A as described above, but has two communication functions. The first communication function is an in-vehicle communication function for wirelessly transmitting and receiving data packets to and from the terminal device T existing in the vehicle. Communication means having such a function has already been widely used as a wireless LAN device. With this in-vehicle communication function, data packets are exchanged wirelessly with a terminal device T such as a mobile phone carried by a passenger of the vehicle A. The protocol of wireless communication between the two may be any protocol as long as packet communication is possible, but in practice, a general-purpose protocol using an IP address is preferably used. If a passenger prepares a general terminal device T corresponding to such a general-purpose protocol, the passenger can use this system.
[0029]
This in-vehicle communication function is always executable, unlike the out-of-vehicle communication function described later. This is because the terminal device T moves together with the vehicle A, so that the terminal device T is always in an environment where it can communicate with the in-vehicle communication means 10. In the case of a train having a plurality of rolling stocks, it may be difficult to perform wireless communication with the terminal device T held by the passengers of all vehicles by simply providing the in-vehicle communication means 10 in one vehicle. In this case, for example, measures such as providing a separate and independent in-vehicle communication means 10 for every other vehicle may be taken.
[0030]
The second communication function of the in-vehicle communication means 10 is an out-of-vehicle communication function of wirelessly transmitting and receiving data packets to and from the on-path communication means 21, 22, and 23 installed at the communication points P1, P2, and P3. It is. However, this outside-vehicle communication function is not always in an executable state. As described above, the vehicle A is stopped near a specific communication point, or the vehicle A is near a specific communication point. Can be executed only with the communication means on the route installed at the specific communication point while the vehicle is passing through at a speed lower than the normal operation speed. For example, in the state shown in the figure, since the vehicle A is traveling between the communication points P1 and P2 at the normal operating speed, the vehicle outside communication function cannot be executed at the present time, but arrives at the station where the communication point P2 is set. While the vehicle is stopped at this station, the outside-vehicle communication function can be executed with the on-route communication means 22 installed at the communication point P2, and data packets can be transmitted and received.
[0031]
In this way, the in-vehicle communication function is always executable, but the out-of-vehicle communication function is not executable unless it is near any communication point. Therefore, the in-vehicle communication means 10 and the on-path communication means 21, 22, and 23 which play a role of mediating communication between the inside and outside of the vehicle need to have a so-called buffer function.
[0032]
For example, if the passenger of the vehicle A performs an operation of transmitting a data packet from the terminal device T to the external server device 51, the data packet is transmitted from the terminal device T to the communication means in the vehicle in the illustrated example. 10 → on-route communication means 22 → proxy server device 30 → internet 40 → external server device 51, which is transmitted on the transmission route. , Can be executed only when the vehicle A arrives at the communication point P2 (station). Therefore, the data packet received from the terminal device T before reaching the communication point P2 needs to be temporarily stored in the in-vehicle communication means 10. Therefore, when a data packet is received from the terminal device T by the in-vehicle communication function, the in-vehicle communication means 10 temporarily stores the data packet until the out-of-vehicle communication function becomes executable, and the in-vehicle communication function is executed. When it becomes possible, a process of transmitting the temporarily stored data packet to the communication means on the path is executed.
[0033]
On the other hand, as described above, when a predetermined data packet is transmitted from the external server device 51 to the terminal device T in response to the data packet transmitted from the terminal device T to the external server device 51, This data packet is transmitted from the external server device 51, the Internet 40, the proxy server device 30, the on-route communication means 23 (for example, when the vehicle A is heading from the communication point P2 to the communication point P3 at this time), and the communication within the vehicle. The transmission is performed through the transmission path of the means 10 → the terminal device T. Here, the part of the communication means 23 → the communication means 10 in the vehicle is connected when the vehicle A arrives at the communication point P3 (station). It becomes executable for the first time. Therefore, it is necessary for the on-path communication unit 23 to temporarily store the data packet addressed to the terminal device T before the arrival at the communication point P3. When the vehicle A arrives at the communication point P3, the on-route communication unit 23 transmits the stored data packet to the in-vehicle communication unit 10. The in-vehicle communication means 10 executes a process of receiving the data packet by the out-of-vehicle communication function and transmitting the data packet to the destination terminal device T by the in-vehicle communication function.
[0034]
The role of the on-route communication means 21, 22, 23 is to mediate between the in-vehicle communication means 10 and the proxy server device 30. That is, when receiving the data packet from the in-vehicle communication means 10 in the vehicle A stopped at the communication points P1, P2, and P3 (station), the on-route communication means 21, 22, and 23 respectively represent the data packet as a proxy. When a data packet addressed to a predetermined terminal device is received from the proxy server device 30, the data packet arrives near the communication points P 1, P 2, and P 3. A process for transmitting to the in-vehicle communication means 10 installed in the vehicle A is performed. Until the vehicle A arrives at the communication point, data packets are stored.
[0035]
On the other hand, the proxy server device 30 plays a role of accessing the Internet 40 as a proxy for each terminal device T. Specifically, when a data packet is received from the on-route communication means 21, 22, 23, a process of transmitting the data packet to the external server devices 51 to 55 via the Internet 40 is executed. When a data packet is received from the external server devices 51 to 55 via the Internet 40, a process of transmitting the data packet to the on-route communication means 21, 22, 23 is executed.
[0036]
Here, it should be noted that when a data packet sent from the communication means 21, 22, 23 on the route is sent to the Internet 40, a process of sending one data packet as it is as one data packet is performed. On the contrary, when the data packet sent from the Internet 40 is sent to the communication means 21, 22, 23 on the route, a duplicate of the data packet is created, and one data packet is divided into a plurality of data packets. The point is that a process of transmitting data to a plurality of on-path communication means 21, 22, and 23 installed at a plurality of communication points P1, P2, and P3 is executed. In other words, the proxy server device 30 multicasts the data packet transmitted from the Internet 40 to all the communication units 21, 22, and 23 on the route.
[0037]
The reason why such a multicast is required is that when a data packet addressed to a specific terminal device T is transmitted from the Internet 40 to the proxy server device 30, the vehicle A carrying the destination terminal device T This is because it is difficult to accurately recognize where the vehicle is currently traveling and at which communication point the data packet can be received next. Of course, when the vehicle A is a train, by referring to a timetable or the like, it is possible to predict on which route the data packet should be delivered via communication means with a certain degree of accuracy. Does not guarantee that trains will operate according to the timetable. Further, when the vehicle A is an automobile, the operation status fluctuates significantly, and it is extremely difficult to recognize the position of the vehicle. Therefore, in the present invention, when a data packet is transmitted to the terminal device T in the vehicle A whose position is uncertain, multicasting is performed, and the data packet is delivered from any of the communication means 21, 22, 23 on the route. Can be done.
[0038]
In the embodiment shown here, an example is shown in which multicasting is performed for all on-route communication means 21, 22, 23 on the operation route L. However, in implementing the present invention, all on-route communication means are not necessarily required. There is no need to perform multicast to the means, and the data packet received by the proxy server device 30 via the Internet 40 may be a possibility that the vehicle in which the terminal device that is the destination of the data packet exists will arrive within a predetermined time. A process of transmitting to a communication unit on a route installed at each of a plurality of communication points within a certain geographical range may be executed. For example, in the case of a train, as described above, if the operation status of each vehicle can be grasped to some extent from the timetable, the data packet addressed to the terminal device in a specific train is, for example, within 30 minutes. A communication point existing in a predetermined geographical area which may arrive at the communication point is examined, and only the communication means on the route installed in such a part of the communication points may perform the multicasting of the data packet. Good. Even in the case of a car, for example, if a vehicle has transmitted a data packet from a communication point in Tokyo one hour ago, it is physically clear that it is still in the Kanto area at this time, The target may be limited to communication points in the Kanto area.
[0039]
<<<< §2. Device for communication form >>>>>
As described above, in §1, the basic embodiment of the present invention has been described, but here, some ideas regarding a communication form useful for practicing the present invention will be described.
[0040]
The purpose of mobile packet communication system 100 shown in FIG. 1 is to perform packet communication between terminal device T in vehicle A and external server devices 51-55. Here, since the terminal device T is a general-purpose terminal device such as a mobile phone possessed by the passenger of the vehicle A, the communication between the terminal device T and the in-vehicle communication means 10 is a general-purpose protocol using an IP address. It is preferred to do so. Also, when the proxy server device 30 communicates with the external server devices 51 to 55 via the Internet 40, a general-purpose protocol using an IP address is required. However, the communication between the in-vehicle communication means 10 and the on-route communication means 21, 22, 23, and the communication between the on-route communication means 21, 22, 23 and the proxy server device 30 are not necessarily performed by a general-purpose protocol. There is no necessity, and a special protocol specific to a provider of a service provided by the mobile packet communication system may be used. In many cases, it is more efficient to use the specific protocol.
[0041]
From such a viewpoint, the embodiment described here makes the following contrivance. First, the in-vehicle communication means 10 has a function of Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP), and a private IP address can be assigned to each terminal device T existing in the vehicle A by this function. On the other hand, the proxy server device 30 is provided with a NAT (Network Address Translator) function, which is used to convert between a private IP address and a global IP address. In the system 100, packet communication using the private IP address is performed. Is performed, and packet communication using a global IP address is performed with the external server devices 51 to 55.
[0042]
Further, as described above, the communication protocol within the range of the in-vehicle communication means 10, the on-route communication means 21, 22, 23, and the proxy server device 30 can adopt a unique special protocol. In the embodiment described above, data compression is performed for communications within this range. That is, the in-vehicle communication means 10 has a function of compressing data packets received from the terminal device T existing in the vehicle A, and the proxy server device 30 expands the compressed data packets. A function is provided so that data packets transferred from the in-vehicle communication means 10 to the proxy server device 30 are in a compressed state. Similarly, the proxy server device 30 has a function of compressing data packets received from the external server devices 51 to 55, and the in-vehicle communication means 10 has a function of expanding the compressed data packets. The data packet transferred from the proxy server device 30 to the in-vehicle communication means 10 is in a compressed state.
[0043]
Communication between the in-vehicle communication means 10 and the on-route communication means 21, 22, and 23 is not always executable, and as described above, the vehicle A is located outside the vehicle at the communication points P1, P2, and P3. The state is limited to a state where the communication function can be executed (for example, a state where the vehicle is stopped at a station or a state where the vehicle is stopped at an intersection at a traffic light). Therefore, the process of transmitting and receiving data packets between the in-vehicle communication means 10 and the on-route communication means 21, 22, 23 needs to be completed in a relatively short time. Performing data compression on the data packet is effective in reducing the transmission / reception processing time.
[0044]
FIG. 2 is a block diagram illustrating an embodiment incorporating the above-described conversion processing between a private IP address and a global IP address and compression / expansion processing of a data packet. Here, a state is shown in which five passengers in the same vehicle A use the mobile packet communication system according to the present invention using the terminal devices T1 to T5, respectively. In this case, first, a predetermined private IP address is assigned to each of the terminal devices T1 to T5 by the DHCP function of the in-vehicle communication unit 10. In the illustrated example, private IP addresses “10.0.1.1” to “10.0.1.5” are assigned to the terminal devices T1 to T5, respectively. On the other hand, global IP addresses “1.1.1.1” to “5.5.5.5” are assigned to the external server devices 51 to 55, respectively. The proxy server device 30 is assigned a global IP address “1.0.0.99”.
[0045]
In this example, communication inside the mobile packet communication system 100 can be performed using a private IP address, but when accessing the Internet 40, it is necessary to use a global IP address. Therefore, the NAT function of the proxy server device 30 converts between the private IP address and the global IP address, and the source address of the data packet sent from each of the terminal devices T1 to T5 to the external server devices 51 to 55 is In the proxy server device 30, all are converted to a common global IP address of “1.0.0.99”. Therefore, the external server devices 51 to 55 send responses to the data packets transmitted from the terminal devices T1 to T5 to the proxy server device 30 having a global IP address of “1.0.0.99”. Will be sent to The proxy server device 30 uses the port number to recognize to which private IP address the data packet sent in this way is addressed. Since the NAT processing function including such a recognition method is a known technique, a detailed description thereof will be omitted.
[0046]
Further, inside the mobile packet communication system 100, the data packet is transmitted in a compressed state. For example, let us consider a case where a data packet is transmitted from the terminal device T1 to the external server device 51. In this case, first, the in-vehicle communication means 10 receives this data packet. At this point, if the vehicle A has not reached the communication point, as described above, this data packet is transmitted to the in-vehicle communication means 10. Will be stored temporarily. Of course, if data packets are also transmitted from the other terminal devices T2 to T5, these data packets are temporarily stored collectively. At this time, the in-vehicle communication unit 10 performs data compression on the temporarily stored data packet based on a predetermined algorithm. As in the specific example described later in Section 3, it is efficient to perform this data compression on a plurality of data packets collectively. When the vehicle A arrives at the communication point and the outside-vehicle communication function becomes executable, the compressed data packet is transmitted to the on-route communication means 2x (one of 21, 22, and 23). As described above, transmission of data packets in a compressed state will help reduce communication time. The on-path communication unit 2x transmits the received data packet to the proxy server device 30 in a compressed state. After the compressed data packet is decompressed in the proxy server device 30, it undergoes address conversion by the NAT function, and is transmitted to the external server device 51 via the Internet 40.
[0047]
When a data packet is transmitted from the external server device 51 to the terminal device T1 in response to the data packet transmitted in this manner, first, the proxy server device 30 receives the data packet, and the NAT function of the terminal device T1 is used. The address is converted into a data packet addressed to the private IP address. Then, in the proxy server device 30, the data packet is subjected to data compression based on a predetermined algorithm, and then is multicast to a plurality of communication units 21, 22, and 23 on the route. Each of the on-path communication means 21, 22, and 23 holds the data packet thus multicast in a compressed state. When the vehicle A arrives at the communication points P1, P2, and P3, the communication means 10 communicates with the in-vehicle communication means 10. And send it in compressed state. After decompressing the received data packet, the in-vehicle communication unit 10 transmits the decompressed data packet to the destination terminal device T1.
[0048]
In order to make the compression processing in the proxy server device 30 more efficient, the proxy server device 30 may be made to execute batch processing. For example, when data packets arrive from the Internet 40 to the proxy server device 30, these data packets are stored for a while, and a separate packet group is formed for each data packet addressed to each vehicle. What is necessary is to collectively compress the data for each of the configured packet groups and multicast the data to the communication means 21, 22, 23 on the path. For example, in the example shown in FIG. 2, when data packets addressed to five terminal devices T 1 to T 5 existing in the same vehicle A reach the proxy server device 30, the five data packets are transferred to the data addressed to the vehicle A. Packets are grouped together, and data compression is performed on the entire group of data packets. Then, this data packet group is delivered to the in-vehicle communication means 10 in the vehicle A in a compressed state, and then expanded to be restored to data packets addressed to each of the terminal devices T1 to T5. become.
[0049]
Next, the handling of the data packet multicasted to the communication means 21, 22, 23 on each route will be examined. For example, in the example shown in FIG. 1, a data packet addressed to the terminal device T in the vehicle A is transmitted (multicast) to each of the on-path communication means 21, 22, 23 as described above. Here, in practice, as described above, it is preferable that the proxy server device 30 configures a separate packet group for each data packet addressed to each vehicle and compresses the data packet. To each of the communication means 21, 22, 23, for example, a data packet group in which data packets addressed to the vehicle A are bundled is transmitted. Of course, the vehicles operating on the operation route L are not only the vehicle A, but also many other vehicles such as the vehicle B and the vehicle C, for example. Therefore, a large number of data packet groups such as a data packet group addressed to the vehicle A, a data packet group addressed to the vehicle B, a data packet group addressed to the vehicle C, and the like are collected in the on-path communication means 21, 22, 23. Will be.
[0050]
Here, since it is not always possible to predict exactly which vehicle passes through which communication point, in the present embodiment, each of the on-path communication means 21, 22, 23 communicates with any vehicle. When the points P1, P2, and P3 arrive, a process of transmitting all stored data packet groups to the in-vehicle communication means 10 in the arriving vehicle is performed. In addition, since there is no guarantee that a data packet can be delivered to a target vehicle by one transmission, the on-path communication means 21, 22, and 23 transmit each time the vehicle arrives at each of the communication points P1, P2, and P3. Then, a process of repeatedly transmitting the data packet received from the proxy server device 30 to the arriving vehicle (to the in-vehicle communication means 10 installed in the vehicle) is executed.
[0051]
For example, in the example shown in FIG. 1, when vehicles A and B are traveling from communication point P1 to P2, a data packet group addressed to vehicle B and vehicle C Suppose that a group of data packets addressed to are stored. In this case, when the preceding vehicle A arrives at the communication point P2 (station), the data packet group addressed to the vehicle B and the data packet group addressed to the vehicle C are transmitted from the on-route communication means 22 to the vehicle A. However, the in-vehicle communication means 10 of the vehicle A that has received this does not perform any processing because the data packet group is not addressed to itself. Subsequently, when the following vehicle B arrives at the communication point P2 (station), the data packet group addressed to the vehicle B and the data packet group addressed to the vehicle C are similarly sent from the on-route communication means 22 to the vehicle B. Is transmitted. Upon receiving this, the in-vehicle communication means 10 of the vehicle B transmits the data packets contained therein to the terminal devices in the vehicle B because the data packet group addressed to the vehicle B is addressed to itself. Then, a process of discarding the data packet group addressed to the vehicle C is performed.
[0052]
In this way, each of the on-path communication means 21, 22, and 23 performs the process of repeatedly transmitting the stored data packet group each time a new vehicle arrives at each of the communication points P1, P2, and P3. However, since a new data packet group is sequentially sent from the proxy server device 30, the number of data packet groups stored in the communication units 21, 22, and 23 on each path is steadily increasing. Therefore, in practice, it is necessary to perform a process of discarding a data packet group that has been delivered to a vehicle that is a correct destination. Such a discarding process of the data packet in the on-path communication means 21, 22, 23 can be performed by, for example, the following several methods.
[0053]
First, the first method is that, when receiving a group of packets addressed to the own vehicle from the communication means on a predetermined route, the in-vehicle communication means 10 transmits reception confirmation information for confirming reception of the packet group to the predetermined route. A function of performing a process of transmitting to the upper communication means is provided, and each of the communication means on the path receives the reception confirmation information for a specific packet group when any one of the communication means on the path receives the reception confirmation information. This is a method in which a function of executing a process of discarding the same packet group as a specific packet group is provided. In this method, for example, the data packet group addressed to the vehicle A shown in FIG. 1 is broadcast to the communication means 21, 22, and 23 on three routes, respectively, but the vehicle A arrives at the communication point P2, When the data packet group addressed to the vehicle A is received by the in-vehicle communication means 10 in the vehicle A, the receipt confirmation information is transmitted from the in-vehicle communication means 10 in the vehicle A to the on-route communication means 22. Will be. In response to the transmission of the acknowledgment information, the on-route communication unit 22 recognizes that the delivery of the data packet group to the vehicle A is completed, and performs a process of discarding the stored data packet group. At the same time, an instruction to discard the same data packet group is transmitted from the on-path communication means 22 to the other on-path communication means 21 and 23. , The same data packet group is discarded. Thus, the data packets that have been transmitted to the target vehicle are sequentially discarded from the communication means 21, 22, 23 on each route.
[0054]
The second method is a method that can omit transmission of reception confirmation information from each vehicle. In this method, each on-path communication means 21, 22, 23 installs a stored data packet in the arriving vehicle each time the vehicle arrives near each of the communication points P1, P2, P3. There is no change in that the process of transmitting the data packet to the in-vehicle communication means 10 is executed every time. To perform the process of discarding. Here, as the predetermined time, it is predicted that the transmission of the target data packet will be completed from any of the communication means on any route to any of the vehicles in consideration of the operation status of each vehicle. A predetermined time may be set.
[0055]
The third method is also a method that can omit transmission of reception confirmation information from each vehicle. Also in this method, each on-path communication means 21, 22, 23 installs the stored data packet in the arriving vehicle each time the vehicle arrives near each of the communication points P1, P2, P3. There is no change in the point that the process of transmitting the data packet to the in-vehicle communication means 10 is executed every time. To run. For example, if a setting is made to discard a data packet that has been repeatedly transmitted three times to an arriving vehicle, the data packet is discarded when transmission to the three arriving vehicles is performed after reception from the proxy server device 30. Will be. The number of transmission repetitions up to discard is also predicted, taking into account the operation status of each vehicle, and it is expected that the transmission of the target data packet will be completed from any communication means on any route to any vehicle. The number of times to be performed may be set.
[0056]
Each of the above-mentioned methods is a method of unconditionally transmitting all data packets stored at that time in the on-path communication means 21, 22, 23 to the arriving vehicle. Each time a vehicle arrives near each of the communication points P1, P2, and P3, the communication means 21, 22, and 23 execute a process of identifying the vehicle that arrives, and among the data packets received from the proxy server device 30, A process of selecting only the data packet addressed to the specified vehicle, transmitting the selected data packet to the in-vehicle communication means installed in the arriving vehicle, and then discarding the selected data packet, and executing another route For the same packet as the packet whose transmission to the vehicle has been completed by the upper communication means, more efficient transmission becomes possible by adopting a method of executing a process of discarding this packet. According to this method, of the data packet groups stored in the on-path communication means 21, 22, 23, for example, the data packet group addressed to the vehicle A is transmitted only to the vehicle A and transmitted to the vehicle B. Is transmitted only to the vehicle B. In the case of employing this method, when a vehicle arrives at a communication point, first, communication is performed between the on-route communication means and the in-vehicle communication means, a process of specifying the arriving vehicle is performed, and further, the specified vehicle is determined. Although it is necessary to perform a process of selecting only data packets addressed to the vehicle, there is an advantage of suppressing unnecessary transmission of data packets.
[0057]
In addition, using the mobile packet communication system according to the present invention, a data packet is transmitted from a vehicle moving at high speed to an external server device using the terminal device T, and a response from the external server device is transmitted. In the case of performing an access in which is received as a data packet, it often takes a longer time than a normal access.
[0058]
For example, let us consider a case where the external server device 51 is a mail server and the terminal device T accesses this mail server and receives an electronic mail addressed to itself. In this case, according to the general mail receiving protocol “POP3”, a command “POPGET” is transmitted from the terminal device T to the mail server 51 together with the account name and the password. In response to this, the mail server 51 performs a process of returning the contents of the mail addressed to the account. Here, the time from the transmission of the “POPGET” command from the terminal device T to the return of the contents of the mail from the mail server 51 is usually about several seconds, and the general time incorporated in the terminal device T If the e-mail application does not receive a reply to the contents of the e-mail for a long time, it will judge it as a so-called "time-out" and display a message such as "E-mail reception failed" and perform error processing. Is programmed to
[0059]
Further, when the external server device 53 is a file server and the terminal device T accesses this file server and downloads any file, the terminal device T transmits the file server 53 using the protocol “FTP”. Is given a download command of a predetermined file, and the target file is transmitted. Also in this case, if a reply from the file server 53 has not been obtained for a long time after transmitting the download command from the terminal device T, a general file transfer application determines that a so-called “timeout” has occurred, and “ The program is programmed to display a message such as "File download failed."
[0060]
However, in the mobile packet communication system according to the present invention, the data packet from the terminal device T in the vehicle to the external server devices 51 to 55 or, conversely, the data packet from the external server device 51 to 55 to the terminal device T in the vehicle. The intended data packet is not transmitted immediately, but remains in the in-vehicle communication means 10 and the on-route communication means 21, 22, 23 until the vehicle reaches a predetermined communication point. . For this reason, when data packets are transmitted / received using general-purpose application software incorporated in the terminal device T, it is highly likely that an error occurs due to a so-called “timeout” determination. Therefore, in practice, when performing communication using the system according to the present invention, it is preferable to use dedicated application software in which the time to be determined as “timeout” is set longer.
[0061]
Alternatively, transmission of a data packet requesting a reply within a predetermined period of time from the terminal device T to the external server devices 51 to 55 (in other words, error processing is executed by determining that a “timeout” has occurred). In-vehicle communication means 10 executes a proxy reply function for sending a reply on behalf of external server devices 51 to 55 when a data packet is transmitted using an appropriate application). You can also. By providing such a proxy reply function, even if an access is made from the terminal device T to the external server devices 51 to 55 using a general-purpose application, occurrence of an error due to “timeout” is prevented. Can be.
[0062]
For example, when an instruction to receive an e-mail “POPGET” is transmitted from the terminal device T to the mail server 51, the proxy response function of the in-vehicle communication means 10 sends a pseudo reply to the instruction to the terminal device T for the time being. Return it to Specifically, for example, a pseudo reply “No Mail” may be returned. The e-mail application in the terminal device T treats such a reply as a reply from the mail server 51, and displays a message such as, for example, "There is currently no e-mail to be received." Will be executed. Of course, at this time, the instruction to receive the e-mail “POPGET” has been temporarily stored in the in-vehicle communication means 10 in the same vehicle, and has not yet reached the mail server 51.
[0063]
When the vehicle arrives at one of the communication points (stations), a command to receive an e-mail “POPGET” is transmitted to the mail server 51 via the communication means on the route, and the mail server 51 corresponding to the command is transmitted. Will return a regular reply from. This reply may return to the in-vehicle communication means 10 as soon as the vehicle is stopped at the same station. If a reply is returned after this vehicle leaves this station, the reply reaches the in-vehicle communication means 10 at the next station. In any case, a regular reply from the mail server 51 reaches the in-vehicle communication unit 10. In this manner, when the formal reply arrives at the in-vehicle communication means 10, the in-vehicle communication means 10 keeps the formal reply to the terminal device T at that time without transmitting the formal reply. This is because, in response to the e-mail receiving instruction from the terminal device T, the pseudo reply “No Mail” has already been transmitted, and the processing by the e-mail application on the terminal device T side has been completed. It is because it has. However, if an instruction to receive an e-mail “POPGET” addressed to the mail server 51 is transmitted again from the same e-mail application of the same terminal device T, the in-vehicle communication unit 10 transmits the instruction to the outside. The process of transmitting the contents of the mail already obtained as a legitimate reply from the mail server 51 to the terminal device T without transmitting the mail to the terminal device T may be performed.
[0064]
In this way, when any command accompanied by a reply request is transmitted from the terminal device T, a predetermined reply content is transmitted to the in-vehicle communication means 10 as if the reply was from an external server device. If a proxy reply function for transmitting to the device T is provided, an appropriate process can be executed without causing a “timeout” error in the application on the terminal device T side.
[0065]
<<<< §3. Specific communication procedure >>>>>
Finally, an example of a specific communication procedure of a data packet using the mobile packet communication system according to the present invention will be described. Now, as shown in FIG. 2, five passengers in the vehicle A use the terminal devices T1 to T5, respectively, to receive an e-mail reception command or download a file to the external server devices 51 to 55. Suppose you want to send an order. As described above, each terminal device T1 to T5 is assigned a private IP address as shown in FIG. 2 by the DHCP function of the in-vehicle communication means 10. Here, it is assumed that five data packets DP10 to DP50 as shown in FIG. 3 are respectively created by application software of the terminal devices T1 to T5. In FIG. 3, data packets DP10, DP20, and DP50 indicated by single frames are all data packets including an e-mail reception instruction, and data packets DP30 and DP40 indicated by double frames are all file download instructions. Data packet.
[0066]
For example, the data “Dst Addr: 1.1.1.1” in the first row of the data packet DP10 shown in FIG. 3 has a destination IP address of “1.1.1.1” (see FIG. 2). Thus, the data “Src Addr: 10.0.1.1” in the second line indicates that the source IP address is “10.0.1. 1 (the private IP address of the terminal device T1 as shown in FIG. 2), and the data “Dst Port #: 110” in the third line is the port of the external server device 51 as the transmission destination. It indicates that the number is “110” (the number specifying the e-mail application), and “Data: POPGET ACC1 / PASS1” in the fourth to fifth lines indicates that the content of the data to be transmitted is “P OPGET ”(command for requesting the e-mail application to receive an e-mail), an account name“ ACC1 ”and a password“ PASS1 ”. The contents of the data packet DP20 (to the mail server 52) and the data packet DP50 (to the mail server 55) are almost the same.
[0067]
On the other hand, in the data “Dst Addr: 3.3.3.3” in the first row of the data packet DP30 shown in FIG. 3, the destination IP address is “3.3.3.3” (see FIG. 2). Thus, the data “Src Addr: 10.0.1.3” in the second line indicates that the source IP address is “10.0.1. 3 ”(the private IP address of the terminal device T3 as shown in FIG. 2), and the data“ Dst Port #: 23 ”in the third line is the port of the external server device 53 that is the transmission destination. It indicates that the number is “23” (a number specifying the file download application), and “Data: ACC3 / PASS3 FTP_Command” in the fourth to fifth lines is the data to be transmitted. The contents of the data are an instruction “FTP_Command” (an instruction to request a file download application to download), an account name “ACC3” and a password “PASS3”. The contents of the data packet DP40 (to the mail server 54) are almost the same. FIG. 3 shows, for convenience, data necessary for explaining the communication procedure of the system according to the present invention, and does not show the contents of the data packet actually transmitted as it is.
[0068]
Now, when data packets DP10 to DP50 as shown in FIG. 3 are transmitted from the terminal devices T1 to T5, the in-vehicle communication means 10 temporarily stores these data packets. At this time, the in-vehicle communication means 10 creates a correspondence table TB1 as shown in FIG. 4 based on the contents of each data packet, and also creates compressed data DATA1 and DATA2 as shown in FIG. Is executed. Here, the correspondence table TB1 shown in FIG. 4 is a table in which data necessary for performing data decompression processing later is made into a table, and the data packets DP10 to DP50 shown in FIG. Seq #: 12345 to Seq #: 12349), the destination global IP address “Dst:”, the source private IP address “Src:”, and the destination port number “Dst Port #” And a timeout time “TTL:” until a reply is obtained is set.
[0069]
On the other hand, compressed data DATA1 indicated by a single frame in FIG. 5 is a summary of the contents of data packets DP10, DP20, and DP50 including an e-mail reception instruction, and compressed data DATA2 indicated by a double frame is a file download. It is a summary of the contents of data packets DP30 and DP40 containing instructions. The data “vehicle ID: A” in the first row of DATA1 indicates that this compressed data is a data packet group transmitted from the vehicle A, and the data “Sequence #: 0001” in the second row is And that the serial number of this compressed data is “0001”, and the data “Dst Port #: 110” in the third line indicates that the port number of the transmission destination of this compressed data is “110”. ing. Further, the data “Seq #: 12345” in the first row of the lower column of DATA1 is that the following data is data corresponding to “Seq #: 12345” in the correspondence table TB1, that is, data in the data packet DP10. The data “Dst: 1.1.1.1” and “ACC1 / PASS1” in the second and third rows are “Dst Addr: 1.1.1” in the data packet DP10. .1 ”and“ ACC1 / PASS1 ”.
[0070]
In the example shown here, the instruction “POPGET” in the data packet DP10 is omitted in the compressed data DATA1. This is because data related to the port number “Dst Port #: 110” (data indicating that this is a command for an e-mail application) is always accompanied by a command “POPGET”. This is because there is no need to put an instruction "POPGET" in the data DATA1. Similarly, necessary data in the data packet DP20 is extracted in the lower columns 4 to 6 of DATA1, and necessary data in the data packet DP50 is extracted in the lower columns 7 to 9. ing.
[0071]
Also, the data “vehicle ID: A” in the first row of the upper column of the compressed data DATA2 indicated by the double frame in FIG. 5 indicates that the compressed data is a data packet group transmitted from the vehicle A. The data “Sequence #: 0002” in the line indicates that the serial number of the compressed data is “0002”, and the data “Dst Port #: 23” in the third line indicates the destination of the compressed data. Is "23". The data “Seq #: 12347” in the first row of the lower column of DATA2 indicates that the following data is data corresponding to “Seq #: 12347” in the correspondence table TB1, that is, data in the data packet DP30. The data “Dst: 3.3.3.3”, “ACC3 / PASS3”, and “FTP_Command” in the second to fourth lines are “Dst Addr: 3” in the data packet DP30. 3.3.3.3 "," ACC3 / PASS3 ", and" FTP_Command ". Similarly, necessary data in the data packet DP40 is extracted in the lower columns 5 to 8 of DATA2.
[0072]
As a result, the compressed data DATA1 and DATA2 shown in FIG. 5 are obtained by extracting only necessary data from the data packets DP10 to DP50 shown in FIG. 3, and instead of transmitting the data packets DP10 to DP50 as they are, the compressed data DATA1 and DATA2 are compressed. If the data DATA1 and DATA2 are transmitted, the transmission capacity can be reduced.
[0073]
When the vehicle arrives at the communication point P1, P2 or P3, the compressed data DATA1 and DATA2 shown in FIG. 5 are transmitted to the on-route communication means 21, 22 or 23 and transmitted to the proxy server device 30. In the proxy server device 30 that has received such compressed data DATA1 and DATA2, a correspondence table TB2 as shown in FIG. 6 is created based on the contents of each of the compressed data DATA1 and DATA2, and decompression processing is performed. A process for creating data packets DP11 to DP51 as shown in FIG. 7 is executed. Here, the correspondence table TB2 shown in FIG. 6 is a table in which data necessary for the NAT processing is obtained, and is obtained by adding a port number of a transmission source to each information shown in FIG. For example, “Src Port #: xx1” in the first column of the left column of the correspondence table TB2 in FIG. 6 indicates that the following data is data related to the source port number “xx1”. The data “vehicle ID: A” in the second row indicates that it is data relating to a data packet transmitted from the vehicle A, and is “Sequence #: 0001” and “Seq #: 12345” in the third and fourth rows. The data indicates the relevant serial number, and the data “Dst: 1.1.1.1” on the fifth line indicates that the global IP address of the transmission destination is “1.1.1.1”. ing. Hereinafter, the same applies.
[0074]
On the other hand, the data packets DP11 to DP51 shown in FIG. 7 can be created based on the compressed data DATA1 and DATA2 shown in FIG. 5 and the port numbers of the correspondence table TB2 shown in FIG. The contents of the data packets DP11 to DP51 after the decompression processing shown in FIG. 7 are almost the same as the contents of the data packets DP10 to DP50 before the compression processing shown in FIG. 3, except that the source address is changed from the private IP address. The difference is that the IP address has been changed to a global IP address and the port number of the transmission source has been added. This is a result of the NAT processing in the proxy server device 30. For example, in the data packet DP10 of FIG. 3, the private IP address “Src Addr: 10.0.1.1” is described as the source address, but in the data packet DP11 of FIG. Is described as the global IP address (the address of the proxy server device 30 itself) of “Src Addr: 1.0.0.99”. As described above, by the NAT function of the proxy server device 30, the source addresses of the data packets DP11 to DP51 are all changed to the global IP address of the proxy server device 30 itself of “Addr: 1.0.0.99”. Will be. In FIG. 7 as well, single-frame data packets DP11, DP21, and DP51 are data packets including an instruction to receive an e-mail addressed to a mail server, and double-frame data packets DP31 and DP41 are file servers. Is a data packet including a download instruction addressed to.
[0075]
As described above, the NAT function of the proxy server device 30 changes all the addresses of the terminal devices T1 to T5 to the address of the proxy server device 30 itself such as “Addr: 1.0.0.99”. Therefore, it is necessary to identify the source terminal devices T1 to T5 using the source port number. “Src Port #: xx1 to xx5” described in the fourth row of the data packets DP11 to DP51 illustrated in FIG. 7 indicates such a port number.
[0076]
Thus, the data packets DP11 to DP51 as shown in FIG. 7 are delivered to the external server devices 51 to 55, respectively. In response, data packets DP12 to DP52 as shown in FIG. 8 are returned from external server devices 51 to 55. Here, the single-frame data packets DP12, DP22, and DP52 are replies including data indicating the contents of the mail from each mail server, and the double-frame data packets DP32 and DP42 are objects to be downloaded from the file server. The reply includes data indicating the contents of the file. For example, the data “Dst Addr: 1.0.0.99” in the first line of the data packet DP12 has a destination IP address “1.0.0.99” (the global IP address of the proxy server device 30). ), The data “Src Addr: 1.1.1.1” in the second line indicates that the source IP address is “1.1.1.1” (the global IP address of the external server device 51). IP address). This is nothing but the exchange of the destination and source addresses of the data packet DP11 shown in FIG. The data “Dst Port #: xx1” on the third line indicates that the port number of the proxy server device 30 that is the transmission destination is “xx1”, and the data “Src Port #: 110” on the fourth line. The data indicates that the port number of the external server device 51 as the transmission source is “110”. This is nothing but the exchange of the port numbers of the transmission destination and the transmission source of the data packet DP11 shown in FIG. Further, the data “Data: (contents of mail 1)” in the fifth line is data indicating the contents of the electronic mail to be returned. The configurations of the other data packets DP22 to DP52 are almost the same.
[0077]
By the way, the proxy server device 30 which has received the data packets DP12 to DP52 shown in FIG. 8 includes the “Dst Port #:” part therein and the “Src Port #:” part in the correspondence table TB2 shown in FIG. Can be recognized as data packets addressed to the same vehicle A. Of course, the data packets DP12 to DP52 normally arrive at the proxy server device 30 with a time difference from each other, so the proxy server device 30 temporarily stores the arriving data packets and gathers to some extent. At this point, a data packet group in which data packets addressed to the same vehicle are collected is created, and a process of compressing the data packet group is performed. For example, if all the data packets DP12 to DP52 shown in FIG. 8 are collected, the proxy server device 30 creates the compressed data DATA3 and DATA4 as shown in FIG. 9 while referring to the correspondence table TB2 in FIG.
[0078]
Compressed data DATA3 indicated by a single frame in FIG. 9 summarizes the contents of data packets DP12, DP22, and DP52 including reply information in response to an e-mail reception command. Compressed data DATA4 indicated by a double frame is It is a summary of the contents of data packets DP32 and DP42 including reply information to the download command. The data “vehicle ID: A” in the first row of DATA3 indicates that this compressed data is a data packet group addressed to the vehicle A, and the data “Sequence #: 0001” in the second row is This indicates that the serial number of the compressed data is “0001”. These data can be obtained by referring to the correspondence table TB2 in FIG. Further, the data “Src Port #: 110” in the third line indicates that the port number of the transmission source of the compressed data is “110”, and the “Src Port #” in the data packets DP12, DP22, and DP52. # "Can be obtained from the information. The data “Seq #: 12345” on the first line in the lower column of DATA3 and the data “(mail content 1)” on the second line have the reply data of serial number “12345” as “(mail content 1)”. , And similar information about serial numbers “12346” and “12349” follows. These pieces of information can be obtained based on the contents of the correspondence table TB2 of FIG. 6 and the contents of the data packets DP12, DP22, and DP52. On the other hand, the structure of the compressed data DATA4 indicated by a double frame in FIG. 9 is almost the same.
[0079]
In this way, the compressed data DATA3 and DATA4 created in the proxy server device 30 are transmitted by multicast to the communication means 21, 22, and 23 on the route, and the compressed data DATA3 and DATA4 remain in a compressed state for the vehicles arriving at the communication points P1, P2 and P3. Will be sent. The in-vehicle communication means 10 in the vehicle receiving the compressed data DATA3 and DATA4 confirms the "vehicle ID" portion and recognizes whether or not the data packet is addressed to itself. If it is not addressed to itself, it will be discarded as it is. If it is addressed to itself, that is, if the vehicle A receives the compressed data DATA3 and DATA4 shown in FIG. 9, by referring to the correspondence table TB1 shown in FIG. 4 created when transmitting the data packet, A process for expanding these is performed.
[0080]
For example, the compressed data DATA3 includes information indicating that the reply data of the serial number “12345” is “(content of mail 1)”, but the correspondence table TB1 indicates that the serial number “12345” , The transmission destination address “Dst: 1.1.1.1” and the transmission source address “Src: 10.0.1.1” are described. The data packet DP13 as shown can be generated. By similar decompression processing, data packets DP13 to DP53 shown in FIG. 10 are eventually generated and transmitted to the terminal devices T1 to T5. In this way, data packets that are sent back from the terminal devices T1 to T5 to the external server devices 51 to 55 respectively arrive.
[0081]
As described above, the present invention has been described based on the illustrated embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and can be implemented in various other forms. In particular, the embodiment shown in FIGS. 3 to 10 is merely an example of a specific example, and any actual compression method and data format may be adopted.
[0082]
【The invention's effect】
As described above, according to the mobile packet communication system according to the present invention, large-capacity data packet communication can be performed while riding in a vehicle moving at high speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a mobile packet communication system 100 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an embodiment of the present invention incorporating a process of converting a private IP address to a global IP address and a process of compressing / expanding a data packet.
FIG. 3 is a diagram showing an example of data packets DP10 to DP50 created by terminal devices T1 to T5 shown in FIG.
4 is a diagram showing a correspondence table TB1 created by the in-vehicle communication means 10 based on the data packets DP10 to DP50 shown in FIG.
5 is a diagram showing the contents of compressed data DATA1 and DATA2 created by data compression of the information of the data packets DP10 to DP50 shown in FIG. 3 in the in-vehicle communication means 10;
FIG. 6 is a diagram showing a correspondence table TB2 created based on the compressed data DATA1 and DATA2 shown in FIG. 5 in the proxy server device 30.
7 is a diagram showing data packets DP11 to DP51 obtained by expanding the compressed data DATA1 and DATA2 shown in FIG. 5 in the proxy server device 30.
8 is a diagram showing data packets DP12 to DP52 transmitted as reply information by external server devices 51 to 55 which have received data packets DP11 to DP51 shown in FIG. 7, respectively.
9 is a diagram showing the contents of compressed data DATA3 and DATA4 created by compressing information of the data packets DP12 to DP52 shown in FIG. 8 in the proxy server device 30.
10 is a diagram showing data packets DP13 to DP53 obtained by expanding the compressed data DATA3 and DATA4 shown in FIG. 9 in the in-vehicle communication means 10.
[Explanation of symbols]
10 ... in-vehicle communication means
21, 22, 23, 2x ... on-path communication means
30. Proxy server device
40 ... Internet
51 to 55: external server device
100: Mobile packet communication system
A: Vehicle
DATA1 to DATA4 ... Compressed data
DP10 to DP50, DP11 to DP51, DP12 to DP52, DP13 to DP53 ... data packets
L: Operation route
P1 to P3: Communication points
T, T1 to T5 ... terminal device
TB1, TB2 ... Correspondence table

Claims

A system for performing packet communication between a terminal device moving with a vehicle and an external server device,
An in-vehicle communication means installed in the vehicle,
A plurality of on-path communication means respectively installed at a plurality of communication points on an operation route where the vehicle stops or is expected to pass at a speed lower than the normal operation speed,
A proxy server device connected to the communication means on the path and having a function of exchanging data packets with an external server device via a network;
With
The in-vehicle communication means includes an in-vehicle communication function of wirelessly transmitting and receiving data packets to and from a terminal device existing in the vehicle, and a state in which the vehicle is stopped near a communication point, or a state in which the vehicle is near a communication point. An external communication function of wirelessly transmitting and receiving data packets to and from a communication means on a route installed at the communication point in a state where the vehicle is passing at a speed lower than the normal operation speed. When a data packet is received from the terminal device by the in-vehicle communication function, the data packet is temporarily stored until the out-of-vehicle communication function becomes executable, and temporarily stored when the out-of-vehicle communication function becomes executable. Executes a process of transmitting the data packet stored in the path to the communication means on the path, and when the data packet is received from the communication means on the path, this data A packet by said vehicle communication function to execute the process of transmitting to the destination terminal device,
The on-path communication means, when receiving a data packet from the in-vehicle communication means, executes a process of transmitting the data packet to the proxy server device, and performs data transmission from the proxy server device to a predetermined terminal device. When receiving the packet, execute a process of transmitting the data packet to the in-vehicle communication means installed in the vehicle arriving near the communication point where the self is installed,
The proxy server device executes a process of transmitting a data packet received from the on-path communication unit to an external server device via a network, and executes a data packet received from the external server device via the network, A mobile packet communication system for executing a process of transmitting data to a plurality of communication means on a plurality of routes installed at a plurality of communication points.

The mobile packet communication system according to claim 1,
A mobile packet communication system characterized in that an in-vehicle communication means is installed in a train of a train running along a predetermined route, a communication point is defined at a station on the route and the on-route communication means is installed. .

The mobile packet communication system according to claim 1,
In-vehicle communication means is installed in a vehicle of an automobile running on a predetermined road, and communication points are defined on a route by defining communication points at intersections, tollgates, or parking areas on the road. Mobile packet communication system.

The mobile packet communication system according to any one of claims 1 to 3,
The in-vehicle communication means has a DHCP function, a private IP address is given to a terminal device existing in the vehicle by this function, and a NAT function is given to the proxy server device. The private IP address and the global IP address are provided by this function. Address conversion, packet communication using a private IP address is performed inside the system, and packet communication using a global IP address is performed with an external server device. Mobile packet communication system.

The mobile packet communication system according to any one of claims 1 to 4,
The in-vehicle communication means has a function of compressing data packets received from a terminal device existing in the vehicle, and the proxy server device has a function of expanding the compressed data packets. To make the data packets transferred from the server to the proxy server device in a compressed state,
The proxy server device has a function of compressing data packets received from an external server device, and the in-vehicle communication means has a function of decompressing the compressed data packet. Mobile packet communication system characterized in that data packets transferred to the means are in a compressed state.

The mobile packet communication system according to any one of claims 1 to 5,
The proxy server device transmits the data packet received from the external server device via the network within a predetermined geographical area where the vehicle in which the terminal device that is the destination of the data packet exists may arrive within a predetermined time. A mobile packet communication system for performing a process of transmitting to a communication means on a route installed at each of the plurality of communication points.

The mobile packet communication system according to any one of claims 1 to 6,
The proxy server device configures a separate packet group for each data packet addressed to each vehicle, and performs a process of transmitting each of the configured packet groups to a plurality of on-path communication means,
A process in which, when the in-vehicle communication unit receives a packet group addressed to the own vehicle from the communication unit on the predetermined route, reception confirmation information for confirming reception of the packet group to the communication unit on the predetermined route; Do
Each route communication means executes a process of repeatedly transmitting the data packet received from the proxy server device to the in-vehicle communication means installed in the arriving vehicle every time a vehicle arrives near each communication point. And when any one of the communication units on the path receives the acknowledgment information for the specific packet group, the communication unit executes a process of discarding the same packet group as the specific packet group. Mobile packet communication system.

The mobile packet communication system according to any one of claims 1 to 6,
Each route communication means executes a process of repeatedly transmitting the data packet received from the proxy server device to the in-vehicle communication means installed in the arriving vehicle every time a vehicle arrives near each communication point. A mobile packet communication system for performing a process of discarding a data packet for which a predetermined time has elapsed after receiving from the proxy server device.

The mobile packet communication system according to any one of claims 1 to 6,
Each route communication means executes a process of repeatedly transmitting the data packet received from the proxy server device to the in-vehicle communication means installed in the arriving vehicle every time a vehicle arrives near each communication point. A mobile packet communication system characterized by executing a process of discarding a data packet whose number of transmission repetitions has reached a predetermined number.

The mobile packet communication system according to any one of claims 1 to 6,
Each time the communication means on the route executes a process of identifying the arriving vehicle each time a vehicle arrives near each communication point, the data packets addressed to the identified vehicle among the data packets received from the proxy server device Only the selected data packet is transmitted to the in-vehicle communication means installed in the arriving vehicle, and then the discarded data packet is executed. A mobile packet communication system characterized by executing a process of discarding a packet identical to a packet for which a packet has been completed.

The mobile packet communication system according to any one of claims 1 to 10,
When a data packet requesting a reply within a predetermined time is transmitted from the terminal device to the external server device, the in-vehicle communication means has a proxy reply function of making a reply on behalf of the external server device. A mobile packet communication system comprising: