JP2005117342A - 無線移動通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の無線移動局と、道路沿線の無線基地局との間で、この局間でのみ使用可能なプロトコルを用いて通信を行う時、データ量が多いと通信を完了する前に車両が無線基地局の通信エリアを逸脱してしまい、送信が正常に終わらない。
【解決手段】 車両１０１に搭載され、移動局識別情報を出力する無線移動局１０と、この無線移動局１０へ応用サービスを提供する応用装置３０と、無線移動局１０との間で特定のプロトコルによる無線通信を行い、移動局識別情報を第２の通信網を介して応用装置３０へ送信する複数の無線基地局２０とを設ける。応用装置３０内には、移動局識別情報を出力した無線基地局２０へ、第２の通信網３１を介して応用サービスを転送する転送制御手段５０ｂを備える。車両１０１が移動して対応する基地局２０が変わっても、つねに応用サービスを新たな基地局へ転送することにより、通信を継続させる。
【選択図】図２

Description

この発明は移動体、特に道路上の車両に搭載された無線移動局と、地上、とくに道路に沿って配置された複数の無線基地局との間で無線データ通信を行う無線移動通信システムに関するものである。

道路に沿って走行する移動体、例えば自動車に搭載された無線移動局と最寄の地上局（以下基地局）を介して他の移動体または各種の情報を提供する応用装置などとの間で無線通信を行い、安全性の向上、快適性の向上のためのサービスを実現する移動体無線通信システム（路車間通信システムともいう）があり、例えば、高度道路交通システム（Intelligent Transport Systems）などが知られている。
理解を助けるため、以下の説明では例として道路沿線に無線基地局が適当な間隔で配置された道路を走行する自動車に用いるデータ送受信機（例えば携帯電話器も含む、以下通信装置という）を備えた無線移動局の場合について説明するが、この発明の移動体は自動車に限らず、また通信装置は携帯電話器に限るものでないことはいうまでもない。
理解を助けるため、具体的な事例を例示して説明する。例えば無線移動局に使用している通信装置を製造した通信会社（Ａ社）が設置した無線基地局の通信範囲を移動体が走行している間は、たいていの場合移動局と基地局とのアプリケーションに共通性があねので問題は生じないが、たとえば遠方へ遠出して、他の通信会社（Ｂ社）の基地局しかない範囲へ移動したとき、Ｂ社の基地局と、Ａ社移動局の使用する通信アプリケーションが同じ（データの取り扱いに関して互換性がある）でないときには通信ができず、サービスを受けることができなくなる。これは利用者にとってきわめて不便である。また、送受するデータの大きさも、地図情報や刻々と変化する渋滞情報、気象情報、映画／音楽／タウン情報などが送受される機会が多くなったことから、１つの無線基地局のエリア内を走行している間にデータの受信が完結しない例が生じるようになっている。このような場合にも全データの受信が完結できるようにするための工夫が以下に示すように提案されている。

非特許文献１（電子情報通信学会、ＩＴＳ研究会「ＤＳＲＣ網におけるＩＰハンドオーバ方式の評価）には、ネットワーク層のプロトコルとしてＩＰを利用し、Mobile IPやCellular IPなどのマクロ・マイクロモビリティ技術を利用することで、複数の基地局にまたがって通信を行うことを可能にする技術が開示されている。
しかし、ＩＰ等の既存のネットワーク型のプロトコルでは、移動体が通信エリアに進入するたびに、ネットワークを構成しなおす必要があるため、初期接続に時間を要するので高速に移動する移動体との通信に使用するには不便であるし、また、車載用の機器は多くがネットワーク化されておらず、ＩＰ等の既存のネットワーク型のプロトコルが必ずしも利用できるわけではないという問題があった。

また非特許文献２（Implementation and evaluation ofmobile network platform for highly reliable communications on smart gateway）には、不連続な狭域無線エリア間での通信の受け渡し(hand-over)を行うために、基地局管理装置を持たない自律分散型制御を行うものが開示されている。
しかし、自律分散型制御においては通信開始までの時間として１００ｍＳｅｃ程度が目標値であるため、エリア進入から通信開始までに時間がかかり、即時性のある通信は実現できないという問題があった。

また、特許文献１（特開２００１−１６１６０）では、基地局管理装置から複数の基地局に対して同報通信を行い、基地局の側で自己の通信エリア内に目標移動局が存在するか否かを判断し、目標移動局に対する転送判断を行うことで、複数の基地局にまたがって通信を行うことを可能にする技術が開示されている。
しかし、移動局への転送判断を通信基地局で行うとともに、路側のネットワークに同報通信を用いているため、不必要な通信が多量に発生するし、また、移動局側にパケット交換のための網通信手段を設けることを前提としているため移動局側の構成が複雑になるといった問題があった。

これらの問題を解決する一つの方法として、非ネットワーク型のプロトコルを利用する方法がある。非ネットワーク型のプロトコルでは、移動体が、ある通信エリアへ進入する時に、ネットワークを構成する必要がないので初期接続手順が短時間で終了する。したがって、狭域無線通信において走行中のサービス等即時性が必要なサービスを実施するのに適している。またend-to-endで1対1の通信を行うため路側のネットワーク内に無駄な通信を発生させることもないというメリットが知られている。

たとえば、非特許文献３（情報処理学会ITS研究会「DSRC(ARIBSTD-T75準拠)システムの実装及び評価」(２００２-ＩＴＳ-１０-１０)）では、ネットワーク通信部とは別にローカル通信部を設け、非ネットワーク型のプロトコルを用いて、ローカルアプリケーション間の通信を行うモデルが提案されている。
しかしながら、上記の非ネットワーク型のプロトコルを使用するアプリケーションでは、1つの基地局と移動局間で通信が完結し、複数の基地局とその不連続な通信エリアを移動す-る移動局に存在する異なるアプリケーション間では、通信を受け渡すことができないため、高速で移動する移動体との間では大容量のデータを送受信できない、すなわち、通信の持続性がないという問題が生じる。

一方、通信の接続性については、非特許文献４（規格ARIB-STD T-75）に記載のように、移動局と基地局間で保有する機能の交換を行うことにより、通信の接続性を確保するものが知られている。しかし、従来例では、単一アプリケーションだけにしか対応できず、基地局もしくは移動局と関連する装置間では保有する機能の交換がないため、接続性がそこなわれる可能性があるという問題がある。

さらに、非特許文献５（Evaluation Urgent MessageTransmission Performance of High Reliable Quality of service (QoS) Method forsmart Gateways）では、緊急情報の優先的伝送を実現するOSI Layer ２レベルの方式が示されている。しかし、この優先度制御では、移動体通信の特徴である移動局の移動を考慮していないし、また、対象が緊急情報とそれ以外の通信であり、実際にはアプリケーション毎の細かい優先度を考慮することが実用上出来ないという問題があった。
特開２００１−１６１６０ 電子情報通信学会、ＩＴＳ研究会「ＤＳＲＣ網におけるＩＰハンドオーバ方式の評価 Implementation and evaluation ofmobile network platform for highly reliable communications on smart gateway 情報処理学会ITS研究会「DSRC(ARIB STD-T75準拠)システムの実装及び評価」(２００２-ＩＴＳ-１０-１０) 規格ARIB-STD T-75 Evaluation Urgent MessageTransmission Performance of High Reliable Quality of service (QoS) Method forsmart Gateways

道路に沿って、ある間隔をおいて配置された無線基地局と、この無線基地局の通信エリアを順次移動しつつ通信する無線移動局との間の無線移動通信システムには非ネットワーク型のプロトコルを使用することが種々のメリットが得られるという観点から優れている。しかし、非ネットワーク型のプロトコルを使用する従来の無線移動通信システムでは、1つの基地局と移動局間で通信が完結しなければならず、道路に沿って配置された複数の基地局の各々に使用されているアプリケーションと、その不連続な通信エリア間を移動する移動局に用いられているアプリケーション間で通信を受け渡す（１つの通信を継続して実行する）ことができないという課題があり、そのため、送受信するデータが途中で任意に切断できない大容量のデータである場合には、通信の途中で移動体がエリアから逸脱してしまうため、送受信が完結せず、従って送受信ができないという課題があった。

この発明は、上記の課題を解消し、非ネットワーク型のプロトコルを使用するとともに、複数の基地局間でアプリケーション通信を受け渡し、連続的通信を行うことを可能にすることにより、高速移動する移動体に対しても、大容量のデータを送受信することができる無線移動通信システムを提供することを目的とする。
また、リクエスト・レスポンス型の通信のようにアプリケーションでの処理時間が長く、処理が終わらないうちに移動体が通信エリアを逸脱してしまう場合でも、次の通信エリアに進入したとき通信相手からのレスポンスを受け取ることができる無線移動通信システムを得ることを目的とする。

この発明の無線移動通信システムは、道路を走行する車両に搭載され予め定めた所定のプロトコルで、固有の移動局識別情報を無線出力するとともに、この移動局識別情報に対して送信された応用サービスを受信する無線移動局、
前記道路に沿って設置され、前記無線移動局との間で前記プロトコルによる無線通信を行って前記移動局識別情報を受信し、この移動局識別情報を第２の通信回線を介して出力する複数の無線基地局、
前記第２の通信回線を介して前記無線基地局と接続され、前記無線基地局の出力した前記移動局識別情報を受信するとともに、前記無線移動局へ提供するための前記応用サービスを保有する応用装置、
前記応用装置内に設置され、前記移動局識別情報を出力した前記無線基地局へ、前記第２の通信網を介して前記応用サービスを転送する転送制御手段を備えたものである。

この発明の無線移動通信システムによれば、複数の無線基地局のうち移動局識別情報を受けた無線基地局が無線移動局との通信を受け持ち、しかも識別情報によりもとの無線移動局であることがわかるので、移動体が走行して通信エリアが次々に移動しても、大容量のデータを継続して異なる基地局から順次、送受信することができる。また、リクエスト・レスポンス型の通信のように、アプリケーションでの処理時間が長い場合でも、他の通信エリアに移動してから通信相手からのレスポンスを受け取ることができる。
また、複数のアプリケーション実行中に、処理の優先度にもとづいて処理順を決定することによりアプリケーションを一時中断して緊急情報の割込を行うことが出来る。 また、アプリケーションが要求する通信品質を確保するために、アプリケーションが必要とする通信帯域を割り当てることができる。
さらに、実装機能の不一致による基地局/移動局への誤搭載、誤実行を未然に防止することができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の無線移動通信システムの構成を説明するための説明図、図２は図１の無線移動通信システムを構成する各装置の機能要素を説明するためのブロック図である。
ある道路１００の沿線に、複数の無線基地局（説明の都合上、図１では第１無線基地局２０，第２無線基地局２１のみ示す）が設置されている。第１、第２無線基地局２０，２１はＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）等の狭域無線通信を行う無線通信基地局であって、それぞれ半径数ｍから数１０ｍの通信エリア（第１通信エリア２０ａ，第２通信エリア２１ａ）を有する。これらの通信エリアは互いにつながっていなくてもよい。
この道路１００を走行する移動体１０１には、図２に示すように、狭域無線通信により第１、第２の無線基地局２０、２１と通信するための車載器（以下無線移動局１０という）が搭載されている。車載器には例えばＥＴＣ車載器などがある。無線移動局１０は通信を行うための複数（図では２種類）のローカルアプリケーション（第１ローカルアプリケーション４１０と第２ローカルアプリケーション４１１）、これら複数のローカルアプリケーションの動作をトランザクション処理（一連の作業を全体として一つの処理として管理する）を行うトランザクション管理部３１０、通信エリア内に存在する無線基地局２０または２１との通信を行うデータリンク部２１０、無線送受信を行う無線部１１０とを備え、第１通信エリア２０ａ内では第１無線基地局２０と、第２通信エリア２１ａ内では第２無線基地局２１と通信することができる。

図２において無線移動局１０ａと無線移動局１０ｂは、おなじ無線移動局１０の位置が異なるものを表しており、無線移動局１０ａは移動体１０１が第１無線基地局２０の第１通信エリア２０ａ内にあるものものを表わしている。無線移動局１０ｂは移動体１０１が第２無線基地局２１の第２通信エリア２１ａを移動（停車していてもよい）している状態を表わしている。
応用装置３０は道路１００の路側または（図示しない）道路の管理棟などに配置され、第１ローカルアプリケーション４３０、第２ローカルアプリケーション４３１を実行して、車両に各種のサービス（例えば高速道路の料金収受情報、渋滞情報、地震や災害に関する緊急通達情報など）を提供する装置であって、これら複数のローカルアプリケーションの動作をトランザクション処理するトランザクション管理部３３０、複数の無線基地局と第２の通信網（第２の通信回線ともいい、無線・有線を問わない）３１で接続され、それら無線基地局の中から通信するべき相手局を選択して通信を行う分離接続部５３０とを備えている。ローカルアプリケーションの数はもっと多い場合もあるが、ここでは説明の都合上２つだけ図示している。
応用装置３０上の第１ローカルアプリケーション４３０と無線移動局１０上の第１ローカルアプリケーション４１０とは、応用装置３０上のトランザクション管理部３３０と、無線移動局１０上のトランザクション管理部３１０間で規定されるプロトコル（非ネットワーク型のプロトコル）を利用して相互に通信を行う。
また、応用装置３０上の第２ローカルアプリケーション４３１と無線移動局１０上の第２ローカルアプリケーション４１１とは、応用装置３０上のトランザクション管理部３３０と無線移動局１０上のトランザクション管理部３１０間で規定されるプロトコル（非ネットワーク型のプロトコル）を利用して相互に通信を行う。
この非ネットワーク型プロトコルとは、ネットワーク層を持たないプロトコルであって、例えば規格ＡＲＩＢ−ＳＴＤ−Ｔ７５に規定されているようなものを示し、この発明では、所定のプロトコルという。

このとき、応用装置３０上のトランザクション管理部３３０は、分離接続部５３０を利用して第１または第２無線基地局２０または２１を経由して無線移動局１０に対するデータ伝送を行う。つまり、この分離接続部５３０は第１、第２無線基地局２０、２１と応用装置３０を接続するローカルネットワーク３１を用いて、トランザクション管理部３３０，３１０が規定するプロトコルをトンネリングする。また、応用装置３０上の分離接続部５３０は、移動局ＩＤ（後述）、無線移動局１０のリンクアドレスなどを含むマッピング情報を記憶する移動体位置管理テーブル５３０ａと、通信相手である無線移動局１０がどの通信エリアに存在するかを管理して、通信可能な無線基地局を選択してデータを転送する転送制御手段５３０ｂとを有することで、複数の無線基地局による無線移動局１０との連続通信を可能にする。

図２の無線移動局１０と第１無線基地局２０および応用装置３０間の通信について、
１）最初に移動体１０１が通信エリア２０ａに進入したときの初期接続時動作。
２）初期接続動作が完了したあとのデータの送受信。
３）移動体１０１が通信エリア２０ａを離脱し、他の通信エリア（例えば２１ａ）に進入した場合の通信の継続。
について順次説明する。

１）初期接続時の動作フローをシーケンス図３、およびフローチャート図４に示す。このシーケンス図３とフローチャート図４を用いて、実施の形態１の無線移動通信システムの初期接続時における典型的な動作を説明する。シーケンス図３において図の上方に記載のブロック内に記載した装置などの名称は、図の下方に記載した動作を示す矢印の発動もとと発動先とを示すものである。
ステップＳ１０１で、移動体１０１が第１無線基地局２０の第１通信エリア２０ａに進入する。
ステップＳ１０２で、移動体１０１に搭載された無線移動局１０と第１無線基地局２０との間で無線リンクが成立し、利用する狭域無線通信の初期接続シーケンスが実施される。
ステップＳ１０３で、無線移動局１０は自身を識別するための移動局ＩＤ（移動局識別情報ともいう）を第１無線基地局２０に対して送信する。ここで使用する移動局ＩＤとしては、例えばＡＲＩＢ−ＳＴＤ−ＴＲ１７で規定される車両識別情報等を用いてもよい。なお、ここで使用する移動局ＩＤは恒久的なものである必要はなく、複数の無線基地局の通信エリアを走行する間（一つのデータを送受信を完了するまでの間）だけ、同一であればよい。例えば、無線移動局内に設けた図示しない移動局識別情報変更手段によりあらかじめ定めた所定の時間経過ごとに、あるいは、車両のエンジンスタート毎に異なるＩＤを生成するなどして、個人のプライバシー情報を守ることができる。

ステップＳ１１１で、第１の無線基地局２０はステップＳ１０３において送信された移動局ＩＤを受信した後、この情報を応用装置３０上の分離接続部５３０に転送する。
分離接続部５３０は、移動局ＩＤを受信すると、ステップＳ１２１で、少なくとも移動局ＩＤ、無線移動局１０のリンクアドレス、このＩＤを送ってきた第１無線基地局２０のアドレスおよび通信状態「通信中」からなるマッピング情報を分離接続部５３０内に有する移動体位置管理テーブル５３０ａに登録する。
また、ステップＳ１２２で、トランザクション管理部３３０に対して移動体１０１の通信エリア内への進入を移動局ＩＤの通知とともに通知する。

ステップＳ１３１で、応用装置３０のトランザクション管理部３３０は、ステップＳ１２２において通知された移動体１０１の進入通知と、移動局ＩＤとを、応用装置３０内に有するローカルアプリケーション４３０、４３１に通知することにより、各アプリケーションにおいて初期接続手順が完了し、応用装置３０上の各ローカルアプリケーションと無線移動局１０ａ上のローカルアプリケーション４１０、４１１間でのデータ伝送が可能となる。
このように、本発明では、エリア進入の通知というローカルアプリケーションにとって必要不可欠な動作が、転送に必要なテーブルなどの生成をかねており、ネットワークへの参加に伴う追加のシーケンスが全く発生しない。これにより、初期接続を高速で処理可能としている。

２）次に、本発明におけるデータ転送時のシーケンス図を図５に、フローチャートを図６に示す。このシーケンス図とフローチャートを用いて、実施の形態１の場合のデータ送信時における典型的な動作を説明する。
ステップＳ２４１で、応用装置３０上のローカルアプリケーションがトランザクション管理部３３０に対して移動局ＩＤを宛先としてデータ送信を依頼する。これによりトランザクション管理部３３０はステップＳ２４２で、例えばヘッダの付加など、自身のプロトコル処理を実施した後、ステップＳ２４３で、分離接続部５３０に対してデータの転送を依頼する。

分離接続部５３０の転送制御手段５３０ｂはステップＳ２４４で、移動局ＩＤをキーとして、移動体位置管理テーブル５３０ａを参照し、転送先の第１無線基地局２０、無線移動局１０の通信リンクアドレスおよび無線移動局１０の通信状態を取得する。通信状態が通信中の場合は、決定した第１無線基地局２０に対してステップＳ２４５でデータ送信要求を行う。
第１無線通信基地局２０の分離接続部５２０がこの転送データを受信すると、ステップＳ２４６でデータリンク部２２０、無線部１２０を利用して、無線移動局１０のローカルアプリケーションへのデータ伝送を行う。
このデータを受信した無線移動局１０のトランザクション管理部３１０は、ステップＳ２４７で、例えばヘッダの解析など自身のプロトコル処理を実施し、ステップＳ２４８でローカルアプリケーションに対してデータ受信を通知する。そしてステップＳ２４９で応用装置３０上のトランザクション管理部３３０に対して到達確認を送信する。応用装置３０上のトランザクション管理部３３０は到達確認を受信するまでは、送信データを保管しておき、移動体１０１がデータ受信前に通信エリア２０ａを離脱してしまった場合の再送信に備える。これを転送完了確認手段という。

また、送信データサイズが大きい場合（ここでいう大きいの意味は、移動体が１つの通信エリア内にいる間に受信を完了できないほどと言う意味である）は、応用装置３０上のトランザクション管理部３３０が適切な（より小さい）サイズにデータを分割して送信を行う。このとき、無線移動局１０のトランザクション管理部３１０は分割されたデータの全てを受信した後にローカルアプリケーション４１０に対してデータ受信を通知し、応用装置３０上のトランザクション管理部３３０に対して受信完了を送信する。これにより、通信エリア２０ａを離脱したことにより、例えば送信データの後半部分のデータが未受信の場合でも、次に進入する通信エリアにて、残りの送信データを受信することを可能にし、複数の基地局にまたがって大きなサイズのデータを受信することを可能にする。

３）次に、移動体１０１が第１通信エリア２０ａを離脱した時、および第２の通信エリア２１ａへの進入時のシーケンス図を図７に、フローを図８に示す。この図を用いて、通信エリア離脱時および再接続時における典型的な動作を説明する。図７の上部は離脱時の動作に付いて示し、下部は再進入時の動作について示す。
ステップＳ３０１で、無線移動局１０が自身が通信エリア２０ａの外へ移動したことを検知すると、ステップＳ３０２で無線移動局１０内に設けたエリア離脱タイマーＴ１を起動する。離脱は無線リンクが成立しなくなることから判明する。
ステップＳ３１１で、第１無線基地局２０が、無線移動局１０が通信エリア２０ａの外へ移動したことを検知する。
ステップＳ３１２で通信エリア２０ａ外に移動した移動局のＩＤをエリア外移動通知として応用装置３０の分離接続部５３０に対して通知する。

ステップＳ３２１で、第１無線基地局２０から送信されたエリア外移動通知を受信した応用装置３０上の分離接続部５３０は、前述のステップＳ３１２で通知されたＩＤまたはリンクアドレスをキーとして、移動体位置管理テーブル５３０ａを検索し、対応するエントリーの通信情報を「通信中」から「中断中」に変更する。
ステップＳ３２２で、トランザクション管理部３３０に対して、移動体の通信エリアからの一時離脱を通知する。
ステップＳ３２３で、移動体エントリー削除タイマーＴ２を起動する。
応用装置３０のトランザクション管理部３３０は、ステップＳ３２２で通知された一時離脱通知を受けると、ステップＳ３３１で、メッセージの転送を一旦中断するとともに、これ以降にローカルアプリケーションから発行されるデータ転送要求を蓄積する（ステップＳ３４１，ステップＳ３３２）。

移動体１０１が次の無線通信基地局２１の通信エリア２１ａに進入するときは、次の２つの条件がある。
３Ａ） ステップＳ３２３で起動したタイマーＴ１およびタイマーＴ２がタイムアウトした後に進入する場合。
３Ｂ） タイマーＴ１のみがタイムアウトし、タイマーＴ２がタイムアウトする前に進入する場合。
３Ｃ） タイマーＴ１およびタイマーＴ２がタイムアウトする前に進入する場合。
なお、説明の都合上、（タイマーＴ１の時間）＜（タイマーＴ２の時間）として説明するが、逆であってもかまわない。
３Ａ）の場合、即ち、新しいエリアへ進入する前にタイマーＴ２がタイムアウトした場合は、移動体位置管理テーブル５２０ａから対応する移動局ＩＤのマッピング情報を削除し、トランザクション管理部３３０に対して、移動体１０１の通信エリアからの完全離脱（即ち、通信の再開の見込みがなく終了する）を通知する。トランザクション管理部３３０が完全離脱通知を受けとると、この通知で通知された移動局ＩＤに対する実行中のトランザクションを廃棄するとともに、実行中のローカルアプリケーションに対して、移動体の通信エリアからの離脱を通知する。
この後に新たなエリアへ進入したときは、説明するまでもなく、先の通信エリア２０ａへの進入とエリア番号、無線基地局番号が異なるだけで、同じ動作が行われるので詳細な説明は省略する。

３Ｂ）の場合について説明する。
新しいエリアへ進入する前に、タイマーＴ１がタイムアウトすると、実行中のローカルアプリケーションに対して通信エリアからの離脱を通知し、このアプリケーションの終了を行う。

３Ｃ）の場合
即ち、タイマーＴ１，Ｔ２がともにタイムアウトする前に、新しい通信エリアへ侵入した場合。まず、先に説明した初期接続時のステップＳ１０２，ステップＳ１０３，ステップＳ１１１と同様（無線基地局が第２無線基地局２１に変わる）に、ステップＳ３０４，ステップＳ３０５，ステップＳ３１３が実行され、無線移動局１０の通信エリア２１ａへの進入通知が、応用装置３０の分離接続部５３０に通知される。
また、同時に、ステップＳ３２４で、応用装置３０の分離接続部５３０はステップＳ３２３で起動されたタイマーＴ２を停止する。
さらに、ステップＳ３２５として、ステップＳ３１３で通知された移動体ＩＤをキーとして移動体位置管理テーブル５３０ａを検索し、該当するエントリーのリンクアドレス、第２無線基地局２１中のアドレスを更新すると共に、通信状態を「通信中」に変更する。
そして、ステップＳ３２６で無線移動局１０の通信エリア２１ａへの進入をトランザクション管理部３３０へ通知する。

無線移動局１０の通信エリア２１ａへの進入通知を受信した応用装置３０のトランザクション管理部３３０は、ステップＳ３３１で中断していたデータ転送を再開するとともに、中断中にトランザクション管理部３３０が蓄積しているデータ転送要求も再開する。
なお、応用装置３０から送信は行ったが、無線移動局１０まで到達していないメッセージについては、無線移動局１０の側から、未到着部分の再送信要求を行うことにより解決できる。
また、この中断中のメッセージの送信再開において、無線移動局１０がエリア進入通知に前回の通信エリアでのデータの受信状況を通知し（情報通知手段という）、応用装置３０のトランザクション管理部３３０が、この情報を利用して、送信を行うデータを決定する（送信内容決定手段という）ことにより、未到着部分の再送信のシーケンスが発生しなくなり、より効率的なデータ送信が可能となる。

実施の形態２．
各無線基地局では、無線移動局１０が通信エリアへ進入するとともに、複数のアプリケーションが通信を開始しようとする。この場合、優先度の高いアプリケーションまたは処理に時間を要するため早く処理を開始させたほうがベターであるアプリケーションなど、処理開始の優先度をアプリケーションごとに制御することが全体としての処理速度の向上のため要求される。本実施の形態ではこのような要求にこたえるようにした無線移動通信システムについて説明する。
図９は本発明の実施の形態２による移動無線通信システムの、応用装置３０内に設けられたトランザクション管理部３３０の構成を示す説明図である。図９に示す以外の部分については、図１、図２に示した構成と同じであるので説明を省略する。
トランザクション管理部３３０は、多重化／分割組立処理部３３３を備え、複数の相手局との送受信の多重化、複数のアプリケーションのトランザクションの同時並行処理、下位層のＭＴＵ(最大転送単位)より大きいメッセージを受信した場合の分割処理、通信相手局（基地局など）で分割されて送信されてきたメッセージを受信した後の組立処理を行っている。

トランザクション管理部３３０内に、受信バッファ３３１,送信バッファ３３２を備え、またこれらバッファの状態を管理するバッファ管理部３３４を設け、受信バッファ３３１内に蓄積された分割組立処理部３３３で処理する前のメッセージの処理順序と、処理後に下位層（分離接続部５３０）に送信する前のメッセージ送信順序を入れ替えることが可能となるように構成されている。
なお、メッセージの処理順を決定するための情報をアプリケーションから取得する方法には、あらかじめ各アプリケーションに優先度レベルを示す情報（優先度情報という）を入力しておき、送信時に優先度として指定させる方法のほか、送信先アプリケーションの識別子であるポート番号を利用する方法などがある。
また、受信側の処理においても、アプリケーションの送信元／送信先であるポート番号を使って同様の優先度付き受信機能を実現出来る。この処理はバッファ管理部３３４が行う。

以下、優先度又は品質を判定して処理順序を入れ替える動作について詳細に説明する。
トランザクション管理部３３０に、トランザクションサービスの機能(表)のうち、実際にトランザクション管理部３３０が具備する機能を管理する機能管理部３３６を設ける。機能管理部３３６はアプリケーションの起動時にトランザクション管理部のProfile(LPP_Profile)と、アプリケーションの実行に必要なトランザクション機能やアプリケーションが要求する通信品質(QoS:Quality of Service)や優先度を示すProfile (App_Profile)とを交換する。即ち、機能管理部３３６は、LPP_ProfileとApp_Profileとを比較して、アプリケーションが必要とする通信機能をトランザクション管理部３３０が具備する場合のみアプリケーションの実行を許可する。

優先度管理部３３５は、機能管理部３３６が交換（処理優先順序を入れ替えた）した複数のApp_Profileを参照し、複数のアプリケーションが要求する通信品質(ＱｏＳ)をアプリケーション間の相対評価に置き換え、下位層に送信する複数のアプリケーションのデータ通信量の比がQoSの比と一致するように、受信バッファ３３１内のメッセージ順序を入れ替える。その際、緊急優先度が高いアプリケーションのメッセージが存在した場合、優先的に多重化／分割組立処理部３３３に伝送すると共に、送信バッファ内に存在する優先度の高いメッセージを下位層に優先的に送信されるよう送信バッファ３３２内のメッセージ順序を入れ替える。

前述のように、第１、第２の無線基地局２０、２１では、無線移動局１０の通信エリアへの進入にともない、複数のアプリケーションが無線移動局１０の進入と同時に通信を開始しようとする。このとき優先度管理部３３６は受信バッファ３３１のメッセージのアプリケーションの優先度を比較し、優先度の高いものから順に、多重化／分割組立処理部３３３で処理されるように受信バッファ３３１内のメッセージ順序を入れ替える。
図９に示した構成によれば、複数のアプリケーション実行中に、緊急情報の割込を行ったり、アプリケーションが要求する通信品質を維持するために、必要とする通信帯域を割り当てたりすることができる。特に、狭域通信における移動局の通信エリア進入時に送信順序の優先度制御が可能となり、緊急情報をより早く移動局に通知することができる。また、アプリケーションが必要とする通信機能とトランザクション処理部が具備する機能の不一致による基地局／移動局への誤搭載、誤実行及びそれに伴う無駄な通信を未然に防止することができる。

この発明は、道路を走行する自動車の通信システムのみでなく、鉄道にも利用できる。また、有料道路の料金清算装置、交通情報その他の情報の伝達システムとして利用することができる。

本発明の無線移動通信システムの全体構成図である。 実施の形態１の無線移動通信システムの各装置の内部構成図である。 図２の各装置の初期接続動作を説明するシーケンス図である。 図３のシーケンス図を説明するフローチャートである。 図２の構成における応用サービスの出力動作を説明するシーケンス図である。 図５のシーケンス図を説明するフローチャートである。 図２の各装置の通信終了、再接続動作を説明するシーケンス図である。 図７のシーケンス図の通信終了動作を説明するフローチャートである。 図７のシーケンス図の再接続動作を説明するフローチャートである。 実施の形態２の無線移動通信システムの応用装置のトランザクション管理部の構成を示す構成図である。

符号の説明

１００ 道路、 １０１ 移動体、 ２０ 第１無線基地局、
２１ 第２無線基地局、 ２０ａ 第１通信エリア、 ２０ｂ 第２通信エリア、
３０ 応用装置、 ３１ 第２の通信網（第２の通信回線）、
４１０、４３０ 第１ローカルアプリケーション、
４１１、４３１ 第２ローカルアプリケーション、
３１０、３３０ トランザクション管理部、
２１０、２２０ データリンク部、
１１０、１２０ 無線部、 ５２０、５３０ 分離接続部、
５３０ａ 移動体位置管理テーブル、 ５３０ａ 転送制御手段。

Claims (8)

1. 道路を走行する車両に搭載され、予め定めた所定のプロトコルで固有の移動局識別情報を無線出力するとともに、この移動局識別情報に対応して送信された応用サービスを受信する無線移動局、
   前記道路に沿って設置され、前記無線移動局との間で前記プロトコルによる無線通信を行って前記移動局識別情報を受信し、この移動局識別情報を第２の通信回線を介して出力する複数の無線基地局、
   前記第２の通信回線を介して前記無線基地局と接続され、前記無線基地局の出力した前記移動局識別情報を受信するとともに、前記無線移動局へ提供するための前記応用サービスを保有する応用装置、
   前記応用装置内に設置され、前記移動局識別情報を出力した前記無線基地局へ、前記第２の通信網を介して前記応用サービスを転送する転送制御手段を備えたことを特徴とする無線移動通信システム。
2. 前記転送制御手段は、前記応用サービスの転送後に、前記無線移動局から受信終了の信号を受け取ることによって前記応用サービスの転送終了を確認する転送完了確認手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の無線移動通信システム。
3. 前記無線移動局は、あらかじめ定めた所定時間を超えるごとに、かつ、前記移動無線局と前記無線基地局との通信が継続しなくなったときに前記移動局識別情報を変更する移動局識別情報変更手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の無線移動通信システム。
4. 前記無線移動局は前記無線基地局の一つとの通信の終了後に、前記無線基地局の他の一つとの最初の接続を行う時、前回の通信で前記応用装置から受信した前記応用サービスの内容に関する情報を出力する情報通知手段を備え、
   前記応用装置は、前記情報にもとづいて送信すべき前記応用サービスの内容を決定する送信内容決定手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の無線移動通信システム。
5. 前記応用装置は、この応用装置が実行する複数のアプリケーションについてトランザクション処理を行うトランザクション管理部を備え、
   このトランザクション管理部内に設けられ、前記複数のアプリケーションのそれぞれが要求する通信品質または優先度を互いに交換する機能管理部、
   前記無線移動局との通信信号を一時記憶する送受信バッファ、
   前記通信品質または優先度に応じて、前記送受信バッファ内の前記通信信号の順序を決定する優先度管理部、
   前記優先度管理部の前記決定にもとづき、前期送受信バッファに記憶された前記通信信号の送受信の順番の変更を行うバッファ管理部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の無線移動通信システム。
6. 前記機能管理部は、前記それぞれのアプリケーションが要求する優先度を、それぞれのアプリケーションの送信先または送信元のポート番号にもとづいて判定することを特徴とする請求項5に記載の無線移動通信システム。
7. 前記機能管理部は、前記それぞれのアプリケーションが要求する優先度を、それぞれのアプリケーションにあらかじめ登録された優先度情報にもとづいて判定することを特徴とする請求項5に記載の無線移動通信システム。
8. 前記優先度管理部は、前記通信品質または前記優先度の交換を、前記アプリケーションの起動時に実行することを特徴とする請求項５に記載の無線移動通信システム。

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