JP2010109688A - 蓄積搬送通信システム、無線通信端末、ベースノード、リレー及び仮想セグメント接続網 - Google Patents

Abstract

【課題】セグメント分割を可能とする蓄積搬送通信技術を提供することを目的とする。
【解決手段】経路上を移動する移動体に搭載されたリレーＲと、移動経路３を含めた閉域である移動仮想セグメント２内に配置され、リレーＲとの間で無線通信可能なベースノードＢＮと、ベースノードＢＮとインターネット６とを接続する通信回線を備える移動仮想網５と、移動仮想セグメント２内に配置され、リレーＲとの間で無線通信可能なレギュラーノードＮと、を備える蓄積搬送通信システム１であって、レギュラーノードＮが端末バッファ３４を備え、リレーＲがリレーバッファ４２を備え、ベースノードＢＮがベースノードバッファ２２を備える。
【選択図】図８

Description

本発明は、トランスポート層とアプリケーション層との間に位置するバンドル層を用いる蓄積搬送通信技術に関し、特に、蓄積搬送通信技術において仮想セグメントを構成する技術に関する。

近年、携帯電話網や衛星通信網の普及により、ユビキタスな通信環境がより現実的なものとなりつつある。また、通信方式の革新により、バックボーンネットワークや無線アクセス網の大容量化、高速化が著しい。その一方で、通信データ量がネットワークの高速化に伴い大容量化し、従来の通信インフラでは対応しきれない状況が発生するようになってきた。例えば、利用できる通信インフラの差により、デジタルデバイドがますます加速している。ＤＶＤ１枚分のデータを、わずか数分でダウンロードできる環境がある一方で、パーソナルコンピュータのセキュリティー対策に必須なウィルスソフトのパターン又はオペレーティングシステムの更新もままならない環境が存在する。

現状の通信インフラが抱える問題点として、例えば、以下のようなものがあげられる。
（１）インターネットのコンテンツのリッチ化により、従来では、通信モデムさえあれば、殆どの家庭で利用できていた電話回線によるインターネットのサービスの利用が、実用的でなくなった。
（２）ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）網及び光ファイバ網は、導入条件が厳しく、一部の地域でしか恩恵を受けられない。
（３）携帯電話は、ＷＥＢ閲覧程度には十分な速度を備えているが、映像、音楽といったリッチコンテンツの通信には通信速度が不足しており、通信料金も高額である。
（４）無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を利用するホットスポットは、空港や駅の周辺に集中しており、他の場所では利用することが難しい。
（５）衛星通信は、デジタルデバイドの解消手段として期待されているが、周波数リソース（周波数帯域）が限られているため、安価にブロードバンド環境を提供するのは難しい。

このように、シームレスなブロードバンド環境の整備には、多大な費用と年月が必要であり、シームレスなブロードバンド通信環境の実現は困難である。また、最近の無線通信の技術動向は、短距離で超高速の通信特性を持つものと、長距離で比較的高速な通信特性を持つものとに、２極化が進んでいる。

Ｗｉ−ＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）等の長距離で比較的高速な技術は、映像データの高解像度化が進展しており、毎秒数１０Ｍｂｉｔ程度の転送速度では、実用的な通信時間を満たせなくなる可能性が高い。

一方、カーナビ、携帯電話、ゲーム機、ノートＰＣ等のモバイル機器には、通信インフラを利用しない、機器間でのアドホック通信機能を持つものがある。また、ＲＦＩＤや電子マネー等の極短距離の無線通信を行うデバイスの利用も、盛んである。これらの無線通信機器は、短距離で超高速の通信特性を持つ無線技術の適用先として着目されている。

ここで、音声通話やチャットといったリアルタイムな通信アプリケーションは、比較的低速な通信環境でも、実用に耐える。一方、映像、音楽といったコンテンツを機器間で交換する需要は多く、高速な通信環境を必要とするが、必ずしもリアルタイムであることを必要としていない。そこで、音楽や映像データをＵＳＢ接続やメモリーストレージを直接交換する代わりに、数ｃｍから数１０ｍ程度の近距離の無線通信により超高速に交換するための、通信方式も近年研究されている。

アドホックネットワークは、例えば、ＭＡＮＥＴと呼ばれる研究グループで様々なルーティング方法が研究されている。アドホックネットワークは、通信インフラ無しに、動的にネットワークを構成できるが、通信相手が通信範囲にいる必要があり、オフイスの会議室での利用といった局所的な利用が主で、常に移動する人や自動車等をターゲットにしてのサービス展開は、通信状況が安定しないことから適用が難しかった。

通信インフラの構築が困難な、僻地、戦場、宇宙空間、海中等の特殊な環境での通信手段を研究するＤＴＮ（Ｄｅｌａｙ Ｔｏｌｅｒａｎｔ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ）と呼ばれる研究分野がある。ＤＴＮでは、移動機器がまばらにしか存在しない状況でも、通信を可能にする技術として、アドホック通信をベースとした通信技術(Ｅｐｉｄｅｍｉｃ Ｒｏｕｔｉｎｇ)が研究されている（例えば、非特許文献１参照）。

蓄積搬送通信は、メールやフィールドに散布された自律型のセンサからデータを収集する等の非同期型のアプリケーションのデータを送受信するために開発された方法である。通信端末は、通信リンクが確立していない状態でも、通信データを保持できるようにトランスポート層の上位にバンドル層と呼ばれるレイヤを持っている。バンドル層は、通信データをバッファに保持し、トランスポート層の通信リンクの確立状況により、バッファに保持しているデータをメッセージとして、通信相手のバンドル層に通信データを転送する。この蓄積搬送通信では、個々の通信端末は、ランダムに移動し、それぞれの通信端末が互いの無線範囲に入ると、メッセージを互いの通信相手に複写する。このようにメッセージの複製をネットワークに広めていくことで、最終的に所望する通信相手に通信データを届けるため、感染型ルーティングとも呼ばれる。

アドホック通信をベースとしたネットワークでは、通信性能は、モバイル機器同士の通信機会の回数に大きく依存する。そのため、近年では、アドホックネットワークに特殊な装置を導入することで、通信機会を向上させる様々な試みが行われている。

例えば、Ｄａｔａ Ｍｕｌｅｓという技術が提案されている。Ｄａｔａ Ｍｕｌｅｓでは、低能力のセンサがフィールドに散布されており、ｍｕｌｅと呼ぶ移動体がランダムにフィールドを移動し、フィールドの任意の場所に設置したアクセスポイントを介して、バックボーンのネットワークに接続しているデータシンク（センサの情報を収集するサーバ）にセンサ情報を回送する（例えば、非特許文献２参照）。

また、例えば、Ｔｈｒｏｗ Ｂｏｘという技術が提案されている。Ｔｈｒｏｗ Ｂｏｘでは、Ｔｈｒｏｗ Ｂｏｘと呼ばれるデータの集積場所を、フィールドに配置することで、モバイル機器がＴｈｒｏｗ Ｂｏｘから自分宛のデータを受信し、蓄積搬送通信を効率的に行うことができる（例えば、非特許文献３参照）。

また、例えば、Ｍｅｓｓａｇｅ Ｆｅｒｒｙという技術が提案されている。Ｍｅｓｓａｇｅ Ｆｅｒｒｙでは、フィールドに散らばった固定の通信ノード間に移動ノードを巡回させることで通信データの収集と配信を行うことができる（例えば、非特許文献４参照）。

Ａ．Ｖａｈｄａｔ ａｎｄ Ｄ．Ｂｅｃｋｅｒ：Ｅｐｉｄｅｍｉｃ ｒｏｕｔｉｎｇ ｆｏｒ ｐａｒｔｉａｌｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ａｄ ｈｏｃ ｎｅｔｗｏｒｋｓ：Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔ ＣＳ−２０００−０６ Ｗ．Ｚｈａｏ，Ｙ．Ｃｈｅｎ，Ｍ．Ａｍｍａｒ，Ｍ．Ｃｏｒｎｅｒ，Ｂ．Ｌｅｖｉｎｅ ａｎｄ Ｅ． Ｚｅｇｕｒａ：Ｃａｐａｃｉｔｙ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｕｓｉｎｇ ｔｈｒｏｗｂｏｘｅｓ ｉｎ ｍｏｂｉｌｅ ｔｏｌｅｒａｎｔ ｎｅｔｗｏｒｋ：ＳＣＳ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｐｏｒｔ ＧＩＴ−ＣＳＳ−０６−０４ Ｒ．Ｓｈａｈ，Ｓ．Ｒｏｙ，Ｓ．Ｊａｉｎ ａｎｄ Ｗ．Ｂｒｕｎｅｔｔｅ：Ｄａｔａ ＭＵＬＥｓ:Ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ ａ Ｔｈｒｅｅ−Ｔｉｅｒ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｆｏｒ Ｓｐａｒｓｅ Ｓｅｎｓｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ：Ｉｎ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｉｒｓｔ ＩＥＥＥ,２００３ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｐｐ．３０−４１ Ｗ．Ｚｈａｏ ａｎｄ Ｍ．Ａｍｍａｒ：Ｍｅｓｓａｇｅ Ｆｅｒｒｙｉｎｇ:Ｐｒｏａｃｔｉｖｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ ｉｎ Ｈｉｇｈｌｙ−ｐａｒｔｉｔｉｏｎｅｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｄ Ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ：Ｉｎ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｎｉｎｔｈ ＩＥＥＥ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｆｕｔｕｒｅ Ｔｒｅｎｄｓ ｐｐ.３０８−３１４

前記したような蓄積搬送通信技術を用いれば、ネットワークをより有効に活用できるようになると考えられる。しかし、蓄積搬送通信技術では、サービスを運用するエリアが広範囲になると、通信時間や通信帯域等のリソースが増加するという問題がある。そのため、蓄積搬送通信技術では、セグメントを分割する必要があるが、セグメント分割の方法やセグメント分割した場合の通信方法が提案されていない。特に、デジタルデバイドの解消や、様々なサービスへの応用を視野にいれた場合、蓄積搬送通信技術を取り入れた新たな通信インフラにおいて、セグメント分割が必須となる。

そこで、本発明は、セグメント分割を可能とする蓄積搬送通信技術を提供することを目的とする。

前記した課題を解決するため、請求項１に係る蓄積搬送通信システムは、経路上を移動する移動体に搭載されたリレーと、前記経路を含めた閉域である仮想セグメント内に配置され、前記リレーとの間で無線通信可能なベースノードと、前記ベースノードと外部のネットワークとを接続する通信回線を備える仮想セグメント接続網と、前記仮想セグメント内に配置され、前記リレーとの間で無線通信可能な無線通信端末と、を備える蓄積搬送通信システムであって、前記無線通信端末は、当該無線通信端末が所定の宛先へ送信する送信データを一時的に格納する端末バッファと、当該無線通信端末の無線通信可能範囲内の前記リレーへ前記端末バッファに格納した送信データを送信すると共に、当該リレーから当該無線通信端末を宛先とする受信データを受信する無線端末制御手段と、を備え、前記リレーは、当該リレーが属する前記仮想セグメント内の無線通信端末を宛先とする受信データと、当該無線通信端末が送信する送信データとを一時的に格納するリレーバッファと、当該リレーの無線通信可能範囲内に位置する前記無線通信端末からの前記送信データを受信して前記リレーバッファに格納すると共に前記リレーバッファに格納した受信データを当該無線通信端末に送信し、当該リレーの無線通信可能範囲内に位置する前記ベースノードから前記受信データを受信して前記リレーバッファに格納すると共に前記リレーバッファに格納した送信データを当該ベースノードに送信するリレー制御手段と、を備え、前記ベースノードは、当該ベースノードが形成する前記仮想セグメント内に位置する前記無線通信端末を宛先とする受信データと、当該無線通信端末が送信する送信データとを一時的に格納するベースノードバッファと、当該ベースノードの無線通信可能範囲内の前記リレーに対して当該リレーが属する仮想セグメントを示す識別情報が設定されているか否かを問い合わせ、当該リレーに前記識別情報が設定されていないときは、前記識別情報を当該リレーに設定させると共に前記ベースノードバッファに格納した受信データを当該リレーに送信し、前記リレーに前記識別情報が設定されているときは、当該リレーから前記送信データを受信して前記ベースノードバッファに格納すると共に設定された前記識別情報を当該リレーに削除させるリレー管理手段と、前記仮想セグメント接続網を介して、他のベースノード又は前記外部のネットワークを介して前記宛先に前記送信データを送信すると共に、前記他のベースノード又は前記外部のネットワークから前記受信データを受信する仮想セグメント接続手段と、を備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、蓄積搬送通信システムは、ベースノードによって、仮想セグメントに入ってくるリレーに、識別情報を設定させる。また、蓄積搬送通信システムは、無線通信端末によって、送信データを一時的に端末バッファに格納し、無線通信可能範囲内に移動してきたリレーへこの送信データを送信する。そして、蓄積搬送通信システムは、リレーによって、この送信データを一時的にリレーバッファに格納し、リレーバッファに格納した送信データを無線通信可能範囲内に位置するベースノードに送信する。さらに、蓄積搬送通信システムは、ベースノードによって、この送信データを送信し、仮想セグメントから出て行くリレーに、識別情報を削除させる。これによって、蓄積搬送通信システムは、例えば、ＡＤＳＬ網や光ファイバ網に接続していない無線通信端末からの送信データを、リレー及びベースノードを介して送信できる。

また、このとき、蓄積搬送通信システムは、ベースノードによって、このベースノードが形成する仮想セグメント内に位置する無線通信端末を宛先とする受信データを一時的にベースノードバッファに格納し、仮想セグメントに入ってくるリレーにこの受信データを送信する。そして、蓄積搬送通信システムは、リレーによって、この受信データを一時的にリレーバッファに格納し、この受信データを無線通信可能範囲内に位置する無線通信端末に送信する。これによって、蓄積搬送通信システムは、例えば、ＡＤＳＬ網や光ファイバ網に接続していない無線通信端末を宛先とする受信データを、リレー及びベースノードを介して受信できる。

なお、ここで、送信データとは、途中の経路に関係なく、無線通信端末が所定の宛先に送信したデータである。また、受信データとは、途中の経路に関係なく、無線通信端末を宛先とするデータである。

請求項２に係る蓄積搬送通信システムは、請求項１に係る蓄積搬送通信システムにおいて、前記ベースノードは、前記リレー管理手段が、前記ベースノードバッファに格納した受信データ毎に、当該ベースノードが形成する仮想セグメント内に何れかの前記リレーが移動してくる平均待ち時間と予め設定した時間とを加算したタイマを算出し、当該タイマを前記ベースノードバッファに格納すると共に、更新された前記タイマが予め設定された基準値を経過したとき、前記受信データを前記リレーに再送信し、前記ベースノードバッファに格納したタイマを予め設定された監視時間毎に更新するタイマ更新手段、をさらに備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、蓄積搬送通信システムは、平均待ち時間に基づいたタイマを算出しているので、ベースノードが受信データを再送信するときに、ベースノードの無線通信可能範囲内にリレーが移動してきている可能性が高くなる。

請求項３に係る蓄積搬送通信システムは、請求項１又は請求項２に係る蓄積搬送通信システムにおいて、前記無線通信端末は、前記無線端末制御手段が、前記端末バッファに格納した送信データ毎に、当該無線通信端末が属する仮想セグメント内に何れかの前記リレーが移動してくる平均待ち時間と予め設定した時間とを加算したタイマを算出して、当該タイマを前記端末バッファに格納すると共に、更新された前記タイマが予め設定された基準値を経過したとき、前記送信データを前記リレーに再送信し、予め設定された監視時間毎に、前記端末バッファに格納したタイマを予め設定された監視時間毎に更新するタイマ更新手段、をさらに備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、蓄積搬送通信システムは、平均待ち時間に基づいたタイマを算出しているので、無線通信端末が送信データを再送信するときに、無線通信端末の無線通信可能範囲内にリレーが移動してきている可能性が高くなる。

請求項４に係る蓄積搬送通信システムは、請求項１から請求項３の何れか一項に係る蓄積搬送通信システムにおいて、前記無線通信端末は、前記無線通信端末と前記仮想セグメント接続網とを接続するアクセス網を介して、当該仮想セグメント接続網に前記送信データを送信すると共に当該仮想セグメント接続網から前記受信データを受信する仮想セグメント接続手段と、大きな容量の前記受信データ及び前記送信データと当該大きな容量より小さい容量の前記受信データ及び前記送信データとを区分けする予め設定された規則に従って、前記無線端末制御手段によって前記大きな容量の受信データを受信すると共に前記大きな容量の送信データを送信し、前記仮想セグメント接続手段によって前記小さな容量の受信データを受信すると共に前記小さな容量の送信データを送信するアプリケーションプロキシ手段と、をさらに備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、蓄積搬送通信システムは、アクセス網を介して、小さな容量のデータを送受信し、仮想セグメントを介して、大きな容量のデータを送受信する。

請求項５に係る無線通信端末は、請求項１から請求項４の何れか一項に記載の蓄積搬送通信システムにおいて、前記仮想セグメント接続網は、大きな容量の前記受信データ及び前記送信データと当該大きな容量より小さい容量の前記受信データ及び前記送信データとを区分けする予め設定された規則に従って、前記無線通信端末と前記仮想セグメント接続網とを接続するアクセス網を介して前記無線通信端末に前記小さな容量の受信データを送信すると共に前記無線通信端末から前記小さな容量の送信データを受信し、前記ベースノードに前記大きな容量の受信データを送信すると共に前記ベースノードから前記大きな容量の送信データを受信するアプリケーションプロキシ手段、をさらに備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、蓄積搬送通信システムは、アクセス網を介して、小さな容量のデータを送受信し、仮想セグメントを介して、大きな容量のデータを送受信する。

請求項６に係る蓄積搬送通信システムは、請求項１から請求項５の何れか一項に記載の蓄積搬送通信システムにおいて、前記仮想セグメント接続網は、前記無線通信端末と前記ベースノードと前記仮想セグメントとの対応関係を含むマッピング情報を記憶するマッピング情報記憶手段と、前記マッピング情報記憶手段が記憶するマッピング情報を参照して、前記受信データの宛先となる前記無線通信端末が属する前記仮想セグメントを形成する前記ベースノードに、送信に失敗した前記受信データを再送信するルートノードと、をさらに備えることを特徴とする。

かかる構成によれば、蓄積搬送通信システムは、リレーが仮想セグメント内に移動してきていないときにリレーに受信データを送信して失敗したときでも、リレーが仮想セグメント内に移動したときにリレーに受信データを再送信できる。

また、前記した課題を解決するため、請求項７に係る無線通信端末は、経路上を移動する移動体に搭載されたリレーと、前記経路を含めた閉領である仮想セグメント内に配置され、前記リレーとの間で無線通信可能なベースノードと、前記ベースノードと外部のネットワークとを接続する通信回線を備える仮想セグメント接続網と、前記仮想セグメント内に配置され、前記リレーとの間で無線通信可能な無線通信端末と、を備える蓄積搬送通信システムに用いる無線通信端末であって、当該無線通信端末が送信する送信データを一時的に格納する端末バッファと、当該無線通信端末の無線通信可能範囲内の前記リレーへ前記端末バッファに格納した送信データを送信すると共に、当該リレーから当該無線通信端末を宛先とする受信データを受信する無線端末制御手段と、を備えることを特徴とする。

また、前記した課題を解決するため、請求項８に係るリレーは、経路上を移動する移動体に搭載されたリレーと、前記経路を含めた閉域である仮想セグメント内に配置され、前記リレーとの間で無線通信可能なベースノードと、前記ベースノードと外部のネットワークとを接続する通信回線を備える仮想セグメント接続網と、前記仮想セグメント内に配置され、前記リレーとの間で無線通信可能な無線通信端末と、を備える蓄積搬送通信システムに用いるリレーであって、当該リレーが属する仮想セグメント内の無線通信端末を宛先とする受信データと当該無線通信端末が送信する送信データとを一時的に格納するリレーバッファと、当該リレーの無線通信可能範囲内に位置する前記無線通信端末からの前記送信データを受信して前記リレーバッファに格納すると共に前記リレーバッファに格納した受信データを当該無線通信端末に送信し、当該リレーの無線通信可能範囲内に位置する前記ベースノードから前記受信データを受信して前記リレーバッファに格納すると共に前記リレーバッファに格納した送信データを当該ベースノードに送信するリレー制御手段と、を備え、前記リレー制御手段は、当該リレーが属する仮想セグメントを示す識別情報を設定する要求を前記ベースノードから受信したときに当該識別情報を設定すると共に、前記識別情報を削除する要求を前記ベースノードから受信したときに前記識別情報を削除することを特徴とする。

また、前記した課題を解決するため、請求項９に係るベースノードは、経路上を移動する移動体に搭載されたリレーと、前記経路を含めた閉域である仮想セグメント内に配置され、前記リレーとの間で無線通信可能なベースノードと、前記ベースノードと外部のネットワークとを接続する通信回線を備える仮想セグメント接続網と、前記仮想セグメント内に配置され、前記リレーとの間で無線通信可能な無線通信端末と、を備える蓄積搬送通信システムに用いるベースノードであって、当該ベースノードが形成する前記仮想セグメント内に位置する前記無線通信端末を宛先とする受信データと、当該無線通信端末が送信する送信データとを一時的に格納するベースノードバッファと、当該ベースノードの無線通信可能範囲内の前記リレーに対して当該リレーが属する仮想セグメントを示す識別情報が設定されているか否かを問い合わせ、当該リレーに前記識別情報が設定されていないときは、前記識別情報を当該リレーに設定させると共に前記ベースノードバッファに格納した受信データを当該リレーに送信し、前記リレーに前記識別情報が設定されているときは、当該リレーから前記送信データを受信して前記ベースノードバッファに格納すると共に設定された前記識別情報を当該リレーに削除させるリレー管理手段と、前記仮想セグメント接続網を介して、他のベースノード又は前記外部のネットワークに前記送信データを送信すると共に、前記他のベースノード又は前記外部のネットワークから前記受信データを受信する仮想セグメント接続手段と、を備えることを特徴とする。

また、前記した課題を解決するため、請求項１０に係る仮想セグメント接続網は、経路上を移動する移動体に搭載されたリレーと、前記経路を含めた閉域である仮想セグメント内に配置され、前記リレーとの間で無線通信可能なベースノードと、前記ベースノードと外部のネットワークとを接続する通信回線を備える仮想セグメント接続網と、前記仮想セグメント内に配置され、前記リレーとの間で無線通信可能な無線通信端末と、を備える蓄積搬送通信システムに用いる仮想セグメント接続網であって、大きな容量の前記受信データ及び前記送信データと、当該大きな容量より小さい容量の前記受信データ及び前記送信データとを区分けする予め設定された規則に従って、前記無線通信端末に接続するアクセス網を介して、前記無線通信端末に前記小さな容量の受信データを送信すると共に前記無線通信端末から前記小さな容量の送信データを受信するアプリケーションプロキシ手段と、前記無線通信端末と前記ベースノードと前記仮想セグメントとの対応関係を含むマッピング情報を記憶するマッピング情報記憶手段と、前記マッピング情報記憶手段が記憶するマッピング情報を参照して、前記受信データの宛先となる前記無線通信端末が属する前記仮想セグメントを形成する前記ベースノードに、送信に失敗した前記受信データを再送信するルートノードと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、以下のような優れた効果を奏する。
請求項１，７〜１０に係る発明によれば、無線通信端末からの送信データをリレー及びベースノードを介して送信できると共に、無線通信端末を宛先とする受信データをリレー及びベースノードを介して受信できるため、セグメント分割を可能とする。

請求項２に係る発明によれば、平均待ち時間に基づいたタイマを用いてベースノードが受信データを再送信しているため、ベースノードの無線通信可能範囲内にリレーが移動してきている可能性が高くなるため、ベースノードが受信データの再送信を失敗する事態を低減でき、蓄積搬送通信システムのデータ送受信の信頼性が高くなる。

請求項３に係る発明によれば、平均待ち時間に基づいたタイマを用いて無線通信端末が送信データを再送信しているため、無線通信端末の無線通信可能範囲内にリレーが移動してきている可能性が高くなるため、無線通信端末が送信データの再送信を失敗する事態を低減でき、蓄積搬送通信システムのデータ送受信の信頼性が高くなる。

請求項４に係る発明によれば、アクセス網を介して、小さな容量のデータを送受信し、仮想セグメントを介して、大きな容量のデータを送受信するため、蓄積搬送通信システムが効率良くデータ送受信を行うことができる。

請求項５に係る発明によれば、アクセス網を介して、小さな容量のデータを送受信し、仮想セグメントを介して、大きな容量のデータを送受信するため、蓄積搬送通信システムが効率良くデータ送受信を行うことができる。

請求項６に係る発明によれば、リレーが仮想セグメント内に移動したときにリレーに受信データを再送信できるため、蓄積搬送通信システムが効率良くデータ送受信を行うことができる。

以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する手段及び同一の部材には同一の符号を付し、説明を省略した。

（第１実施形態）
［蓄積搬送通信システムの概略］
図１は、本発明の第１実施形態に係る蓄積搬送通信システムの概念図である。図１に示すように、蓄積搬送通信システム１は、移動仮想セグメント（仮想セグメント）２と、移動仮想網（仮想セグメント接続網）５と、レギュラーノード（無線通信端末）Ｎと、リレーＲとを備える。

移動仮想セグメント２は、１以上のベースノードＢＮを、移動経路３を含めた閉域となるように配置して形成したものである。ここで、移動経路３を含めた閉域とは、ある移動仮想セグメント２において、移動経路３の全ての出入り口となる位置にベースノードＢＮが配置されていることを言う。言い換えると、移動経路３上を移動するリレーＲがある移動仮想セグメント２に出入りする際、ベースノードＢＮの近傍を通過するように、ベースノードＢＮを配置することである。図１の左上の移動仮想セグメント２では、直線状の移動経路３の任意位置に２個のベースノードＢＮを配置している。また、図１の右上の移動仮想セグメント２では、移動経路３の唯一の出入り口となる位置に、１個のベースノードＢＮを配置している。また、図１の右下の移動仮想セグメント２では、分岐する移動経路３の３箇所の出入り口となる位置に、それぞれ３個のベースノードＢＮを配置している。さらに、図１の左下の移動仮想セグメント２では、交差する移動経路３の４箇所の出入り口となる位置に、それぞれ４個のベースノードＢＮを配置している。なお、移動仮想セグメント２が、請求項に記載の仮想セグメントに相当する。

ベースノードＢＮは、移動仮想セグメント２内に配置され、リレーＲとの間で無線通信可能であると共に、移動仮想網５との間でも通信回線を介して接続するものである。ベースノードＢＮは、例えば、一般的なネットワークにおけるルータやゲートウェイに相当する。また、ある移動仮想セグメント２が２個以上のベースノードＢＮで形成される場合、同一の移動仮想セグメント２を形成するベースノードＢＮは、互いに接続しても良い。

リレーＲは、移動経路３上を移動する自動車、オートバイ、自転車、列車、船舶等の移動体に搭載され、ベースノードＢＮ及びレギュラーノードＮと無線通信可能なものである。また、リレーＲは、人が携帯する無線通信デバイスとしても良い。

レギュラーノードＮは、リレーＲとの間で無線通信可能な、例えば、無線通信手段を備えるパソコン又は携帯端末装置（ＰＤＡ）である。ここで、レギュラーノードＮは、何れかの移動仮想セグメント２内に配置される。また、１個の移動仮想セグメント２に２個以上のレギュラーノードＮを配置しても良い。なお、レギュラーノードＮが、請求項に記載の無線通信端末に相当する。

移動経路３は、移動体が自動車、オートバイ、自転車又は人の場合、これらが移動可能な道路である。また、移動経路３は、移動体が列車の場合、鉄道網としても良い。さらに、移動経路３は、移動体が船舶の場合、水路や運河であっても良い。なお、移動経路３が請求項に記載の経路に相当する。

移動仮想網５は、例えば、常時接続可能な通信回線を備え、移動仮想セグメント２同士を接続するものである。また、移動仮想網５は、移動仮想セグメント２とインターネット等の外部のネットワーク（不図示）を接続しても良い。なお、移動仮想網５が、請求項に記載の仮想セグメント接続網に相当する。

図２は、図１の移動仮想セグメント２を詳細に説明する図である。図２には、リレーＲ１〜Ｒ５の移動に伴う無線通信可能範囲の軌跡を破線で図示した。前記したように、リレーＲ１〜Ｒ５は、ベースノードＢＮ１からベースノードＢＮ２までを結ぶ移動経路３上を移動する。ある時刻において、リレーＲ１〜Ｒ５の無線通信可能範囲は、スポット的である。しかし、図２に示すように、リレーＲ１，Ｒ２，Ｒ４，Ｒ５の無線通信可能範囲の軌跡をみると、移動経路３に沿って無線通信可能エリアを形成していることがわかる。

以下、図３から図７を参照して、本発明において、移動仮想セグメント２内に位置するレギュラーノードＮ１が送信データを送信すると共に、このレギュラーノードＮ１を宛先とする受信データを受信する例を説明する。なお、図３から図７では、ベースノードＢＮ、レギュラーノードＮ及びリレーＲの無線通信可能範囲を破線で図示した。

図３は、移動仮想セグメント２の入り口に位置するベースノードＢＮ１の無線通信可能範囲内にリレーＲ１が移動してきたときの動作を説明する図である。図３に示すように、ベースノードＢＮ１は、無線通信可能範囲内のリレーＲ１に対して、リレーＲ１が属する移動仮想セグメント２を示す識別情報が設定されているか否かを問い合わせる。ここで、移動仮想セグメント２の外を移動してきたリレーＲ１には識別情報が設定されていないため、ベースノードＢＮ１は、識別情報をリレーＲ１に設定させる。

また、ベースノードＢＮ１は、レギュラーノードＮ１を宛先とする受信データをベースノードバッファ（不図示）に格納している場合、この受信データをリレーＲ１に送信する。そして、リレーＲ１は、この受信データをリレーバッファ（不図示）に格納する。

図４は、移動仮想セグメント２内に位置するレギュラーノードＮ１の無線通信可能範囲内にリレーＲ１が移動してきたときの動作を説明する図である。図４に示すように、リレーＲ１は、リレーバッファに格納したレギュラーノードＮ１を宛先とする受信データを、無線通信可能範囲内のレギュラーノードＮ１に送信する。また、レギュラーノードＮ１は、端末バッファに格納した送信データをリレーＲ１に送信する。そして、リレーＲ１は、この送信データをリレーバッファに格納する。ここで、レギュラーノードＮ１は、ベースノードＢＮが送信データを受信したことを示すノード送信メッセージを受信するまで、送信データを端末バッファに格納しておいても良い。なお、ノード送信メッセージの詳細は、後記する。

図５及び図６は、移動仮想セグメント２の出口に位置するベースノードＢＮ２の無線通信可能範囲内にリレーＲ１が移動してきたときの動作を説明する図である。図５に示すように、リレーＲ１は、リレーバッファに格納した送信データを、無線通信可能範囲内のベースノードＢＮ２に送信する。そして、ベースノードＢＮ２は、この送信データをベースノードバッファに格納し、送信データの宛先に応じて移動仮想網５に送信する。

また、図６に示すように、ベースノードＢＮ２は、リレーＲ１に対して、リレーＲ１が属する仮想セグメントを示す識別情報が設定されているか否かを問い合わせる。この場合、リレーＲ１には識別情報が既に設定されているため、この識別情報をリレーＲ１に削除させる。

図７は、ベースノードＢＮ１の無線通信可能範囲内に他のリレーＲ２が移動してきたときの動作を説明する図である。このとき、ベースノードＢＮ２は、最終的にレギュラーノードＮ１に送信するノード送信メッセージを、移動仮想網５を介して、ベースノードＢＮ１に予め送信しておく。また、ベースノードＢＮ１は、前記したリレーＲ１と同様の手順にて、別のリレーＲ２に対して識別情報を設定させる。そして、ベースノードＢＮ１は、ノード送信メッセージをリレーＲ２に送信する。その後、リレーＲ２は、レギュラーノードＮ１の無線通信可能範囲内に移動したときに（不図示）、ノード送信メッセージをレギュラーノードＮ１に送信する。また、レギュラーノードＮ１は、ノード送信メッセージをリレーＲ２より受信したときに、端末バッファに格納した送信データを削除しても良い。このような手順にて、蓄積搬送通信システム１は、移動仮想セグメント２内に位置するレギュラーノードＮ１が送信データを送信すると共に、受信データを受信できる。

［蓄積搬送通信システムの詳細］
＜移動仮想網の構成＞
以下、図８を参照して、図１の蓄積搬送通信システムの詳細を説明する。図８は、図１の蓄積搬送通信システムのブロック図である。図８に示すように、移動仮想網５は、アドレス解決手段（マッピング情報記憶手段）１１と、ルートノード１２と、バックボーンネットワーク（通信回線）１３と、ＡＰＬプロキシ手段（アプリケーションプロキシ手段）１４とを備える。

アドレス解決手段１１は、レギュラーノードＮとベースノードＢＮと移動仮想セグメント２との対応関係を含むマッピング情報を記憶するものであり、例えば、このマッピング情報を格納するデータベースサーバである。ここで、アドレス解決手段１１は、リレーＲの識別情報とこの移動仮想セグメント２との対応関係を含むマッピング情報の登録を要求するセグメント登録メッセージに応じて、マッピング情報を登録する。なお、アドレス解決手段１１が請求項に記載のマッピング情報記憶手段に相当する。

蓄積搬送通信システム１では、例えば、送信データ、受信データ、セグメント登録メッセージ、ノード送信メッセージ、後記するリレー任命メッセージ、後記するリレー解任メッセージ、及び、後記するノード受信メッセージをメッセージとして扱う。ここで、メッセージは、図９に示すように、メッセージＩＤと、メッセージ本体と、ステータスと、後記するタイマと、メッセージ種別とを含む。メッセージＩＤは、メッセージを一意に識別するものである。メッセージ本体は、メッセージの内容となるものであり、例えば、送信データ及び受信データの場合はこれらのデータとなる。ステータスは、メッセージの送信済み、未送信又は再送を区別するものである。メッセージ種別は、そのメッセージが、送信データ、受信データ、セグメント登録メッセージ、ノード送信メッセージ、リレー任命メッセージ、リレー解任メッセージ又はノード受信メッセージの何れであるかを区別するものである。

図８のルートノード１２は、アドレス解決手段１１が記憶するマッピング情報を参照して、受信データの宛先となるレギュラーノードＮが属する移動仮想セグメント２を形成するベースノードＢＮに、送信に失敗した受信データを再送信するものである。例えば、ルートノード１２は、ルートノードバッファ１２ａと、監視手段１２ｂとを備える。ここで、ルートノードバッファ１２ａは、送信に失敗した受信データを格納するバッファである。また、監視手段１２ｂは、送信に失敗した受信データについて、定期的にアドレス解決手段１１にクエリし、アドレスが解決できた場合に、移動仮想セグメント２のベースノードＢＮに受信データを送信するものである。例えば、リレーＲが移動仮想セグメント２以外の移動経路３を移動している場合、又は、レギュラーノードＮが後記する受信要求メッセージを送信していない場合、アドレスが解決できずに受信データの送信を失敗することがある。

バックボーンネットワーク１３は、ベースノードＢＮを相互に接続する通信回線である。バックボーンネットワーク１３としては、例えば、有線の高速ネットワーク、インフラ設置が困難な環境では、Ｗｉ−ＭＡＸ等の長距離無線ネットワークである。また、バックボーンネットワーク１３は、インターネット等の外部のネットワークと接続可能としても良い。さらに、バックボーンネットワーク１３は、レギュラーノードＮが接続する電話回線等の狭帯域のアクセス網４に接続可能としても良い。なお、バックボーンネットワーク１３が、請求項に記載の通信回線に相当する。

ＡＰＬプロキシ手段１４は、後記する規則に従って、アクセス網４を介して、レギュラーノードＮに小さな容量の受信データを送信すると共にレギュラーノードＮから小さな容量の送信データを受信するものである。また、ＡＰＬプロキシ手段１４は、この規則に従って、ベースノードＢＮに大きな容量の受信データを送信すると共にベースノードＢＮから大きな容量の送信データを受信する。つまり、ＡＰＬプロキシ手段１４は、後記するレギュラーノードＮのＡＰＬプロキシ手段３３と対になり、リアルタイムな通信環境である外部のネットワークと、遅延の大きい通信環境である移動仮想セグメント２とのギャップを少なくする機能である。なお、ＡＰＬプロキシ手段１４は、請求項に記載のアプリケーションプロキシ手段に相当し、その具体例は後記する。

＜ベースノードの構成＞
図８に示すように、ベースノードＢＮは、通常回線通信手段（仮想セグメント接続手段）２１と、ベースノードバッファ２２と、リレー管理手段２３と、タイマ更新手段２４と、セグメント情報通知手段２５とを備える。

通常回線通信手段２１は、移動仮想網５を介して、同一の移動仮想セグメント２内又は他の移動仮想セグメント２内のベースノードＢＮ、及び、外部のネットワークに送信データを送信するものである。また、通常回線通信手段２１は、移動仮想網５を介して、同一の移動仮想セグメント２内又は他の移動仮想セグメント２内のベースノードＢＮ、及び、外部のネットワークから受信データを受信する。つまり、通常回線通信手段２１は、他のベースノードＢＮ及び外部のネットワークのインタフェースである。なお、通常回線通信手段２１が、請求項に記載の仮想セグメント接続手段に相当する。

ベースノードバッファ２２は、ベースノードＢＮが形成する移動仮想セグメント２内に位置するレギュラーノードＮを宛先とする受信データと、レギュラーノードＮが送信する送信データとを一時的に格納するものである。ベースノードバッファ２２は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）又はＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶手段である。

リレー管理手段２３は、リレーＲと通信可能な無線インタフェースを有すると共に、この無線インタフェースのリンクアップを監視している。この無線インタフェースとしては、例えば、ＩＥＥＥ（Ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ又はＩＥＥＥ８０２．１５．１がある。

そして、リレー管理手段２３は、無線インタフェースがリンクアップすると、ベースノードＢＮの無線通信可能範囲内のリレーＲに対してリレーＲが属する移動仮想セグメントを示す識別情報が設定されているか否かを問い合わせるものである。一方、無線インタフェースがリンクダウンしている場合、リレー管理手段２３は、リンクアップするまで無線インタフェースを監視する。ここで、ベースノードＢＮには、ベースノードＢＮとリレーＲとの無線リンク確立のために必要となるＳＳＩＤ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ ＩＤ）及びＷＥＰ（Ｗｉｒｅｄ Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｐｒｉｖａｃｙ）等のセキュリティー情報が予め登録されている。なお、リレーＲのＩＰアドレスは、ベースノードＢＮにリレーＲがインフラモードで通信を行うことで、ＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）によって自動的に決定される。

また、リレー管理手段２３は、リレーＲに識別情報が設定されていないときは、リレーＲに、識別情報の設定を要求するリレー任命メッセージを生成して送信すると共に、ベースノードバッファ２２に格納した受信データをリレーＲに送信する。ここで、識別情報を設定とは、例えば、ＥＩＤ、セキュリティー情報、ＩＰアドレス、及び、レギュラーノードＮと通信を行うためのルーティング情報をリレーＲに設定させることである。

ここで、リレー管理手段２３は、移動仮想セグメント２のレギュラーノードＮを宛先とする受信データがベースノードバッファ２２に格納されており、かつ、ステータスが、未送信又は再送となっている場合、受信データをリレーＲに送信する。そして、リレー管理手段２３は、このステータスを送信済みとする。そして、リレー管理手段２３は、リレーＲに送信した受信データのリストを作成して同一の移動仮想セグメント２内の他のベースノードＢＮへこのリストを送信する。さらに、リレー管理手段２３は、移動仮想網５のアドレス解決手段１１に、リレーＲの識別情報とこの移動仮想セグメント２との対応関係を含むマッピング情報の登録を要求するセグメント登録メッセージを生成して送信する。

一方、リレー管理手段２３は、リレーＲに識別情報が設定されているときは、リレーＲから送信データを受信してベースノードバッファ２２に格納すると共に、リレーＲに、設定された識別情報の削除を要求するリレー解任メッセージを生成して送信する。ここで、識別情報の削除とは、リレーＲに設定された、例えば、ＥＩＤ、セキュリティー情報、ＩＰアドレス、及び、レギュラーノードＮと通信を行うためのルーティング情報をリレーＲ１に削除させることである。このとき、リレー管理手段２３は、レギュラーノードＮ１を宛先とするノード送信メッセージを生成してリレーＲに送信する。このノード送信メッセージは、ベースノードＢＮのＥＩＤとレギュラーノードＮが送信したメッセージＩＤとを含む。

また、リレー管理手段２３が、ベースノードバッファ２２に格納した受信データ毎に、ベースノードＢＮが形成する移動仮想セグメント２内に何れかのリレーＲが移動してくる平均待ち時間と予め設定した時間とを加算したタイマを算出し、タイマをベースノードバッファ２２に格納する。そして、リレー管理手段２３は、更新されたタイマが予め設定された基準値（例えば、０）を経過したときに、受信データをリレーＲに再送信する。ここで、リレー管理手段２３は、平均待ち時間を、リレーＲが移動仮想セグメント２に現れる時間間隔を平均して算出できる。そして、リレー管理手段２３は、マージンとして、予め設定した時間（例えば、１０秒）を平均待ち時間に加算してタイマを算出する。なお、この予め設定した時間をゼロに設定しても良いことは言うまでもない。

リレー管理手段２３は、例えば、ＩＲＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ）のＲＦＣ（Ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｏｒ Ｃｏｍｍｅｎｔｓ）４８３８の参照実装であるＤＴＮ２に、前記したリレー管理手段２３としてのアプリケーションを組み込むことで実現できる。

タイマ更新手段２４は、リレー管理手段２３が算出してベースノードバッファ２２に格納したタイマを、予め設定された監視時間（たとえば、１分）毎に更新するものである。つまり、タイマ更新手段２４は、図９のメッセージに含まれるタイマを、例えば、１０秒から０秒までカウントダウンするように更新する。なお、タイマ更新手段２４は、このタイマを、例えば、０秒から６０秒までカウントアップするように更新しても良い。この場合、リレー管理手段２３は、例えば、基準値が６０秒で予め設定され、タイマが６０秒を経過したときに受信データをリレーＲに再送信しても良い。

セグメント情報通知手段２５は、識別情報が設定されたリレーＲがベースノードＢＮを通過せずに、他の移動仮想セグメント２に移動した場合、リレーＲが属する移動仮想セグメント２の情報（例えば、リージョン情報）を通知するものである。

なお、蓄積搬送通信システム１では、リレーＲ、ベースノードＢＮ又はレギュラーノードＮを一意に識別するＥＩＤを用いている。このＥＩＤは、例えば、移動仮想網５内でのリレーＲ、ベースノードＢＮ又はレギュラーノードＮのグローバル識別子と、移動仮想セグメントの識別子とを含む。例えば、リレーＲのＥＩＤは、「ｄｔｎ：／／Ｒ１．ｍｖｎ，ｍｖｓ１」といった情報であり、「Ｒ１．ｍｖｎ」の部分がリレーＲの識別子であり、「ｍｖｓ１」の部分が、移動仮想セグメント２の識別子（リージョン情報）である。つまり、リレー管理手段２３は、リレーＲにリージョン情報を識別情報として問い合わせを行う。

＜ベースノードの動作：全体動作＞
以下、図１０を参照して、ベースノードの全体動作を説明する（適宜図８参照）。図１０は、図８のベースノードの全体動作を示すフローチャートである。まず、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、無線インタフェースがリンクアップしているか否かを監視する（ステップＳ１）。ここで、無線インタフェースがリンクアップしていない場合（ステップＳ１でＮｏ）、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、無線インタフェースの監視を続行する。

無線インタフェースがリンクアップした場合（ステップＳ１でＹｅｓ）、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、このベースノードＢＮ自身の識別子となるＥＩＤ（例えば、「ｄｔｎ：／／ＢＮ１．ｍｖｓ１，ｍｖｎ」）を、無線リンクを確立したリレーＲに送信する（ステップＳ２）。

ステップＳ２の処理に続いて、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、リレーＲに識別情報が設定されているか否かを問い合わせる（ステップＳ３）。リレーＲに識別情報が設定されていない場合（ステップＳ３でＮｏ）、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、リレー任命メッセージを生成してリレーＲに送信する（ステップＳ４）。

ステップＳ４の処理に続いて、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、移動仮想セグメント２内のレギュラーノードＮを宛先とする受信データがベースノードバッファ２２に格納されている場合、この受信データをメッセージとしてリレーＲに送信し、受信データのリストを生成する（ステップＳ５）。また、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、移動仮想網５のアドレス解決手段１１に、セグメント登録メッセージを生成して送信する（ステップＳ６）。

リレーＲに識別情報が設定されている場合（ステップＳ３でＹｅｓ）、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、リレーＲからメッセージを受信する（ステップＳ７）。また、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、ステップＳ５で生成したリストと送信データとを比較し、送信データが削除されていれば、この送信データをベースノードＢＮのベースノードバッファ２２から削除する。

ステップＳ７の処理に続いて、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、受信処理を行う（ステップＳ８）。なお、ステップＳ８の詳細は、後記する。また、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、リレー解任メッセージを生成してリレーＲに送信する（ステップＳ９）。

＜ベースノードの動作：受信処理＞
以下、図１１を参照して、ベースノードの受信処理の動作を説明する（適宜図８参照）。図１１は、図１０の受信処理（ステップＳ８）の詳細を示すフローチャートである。まず、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、受信したメッセージの種別を判定する（ステップＳ１１）。

メッセージの種別がセグメント登録メッセージの場合（ステップＳ１１でセグメント登録）、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、セグメント登録メッセージを生成して送信する（ステップＳ１２）。

メッセージの種別がノード受信メッセージの場合（ステップＳ１１でノード受信メッセージ）、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、このノード受信メッセージで指定されたメッセージをベースノードバッファ２２から検索して削除する（ステップＳ１３）。

メッセージの種別がセグメント登録メッセージ又はノード受信メッセージの何れでもない場合、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、アドレス解決手段１１に対して、メッセージの宛先が同一の移動仮想セグメント２であるかをクエリする（ステップＳ１４）。その結果、同一の移動仮想セグメント２の場合（ステップＳ１４でＹｅｓ）、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、メッセージをベースノードバッファ２２に格納する（ステップＳ１５）。このとき、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、ステータスを未送信とし、前記したタイマを設定する。また、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、このメッセージをルートノード１２に送信する（ステップＳ１６）。

一方、同一の移動仮想セグメント２でない場合（ステップＳ１４でＮｏ）、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、ノード送信メッセージを生成する（ステップＳ１７）。このとき、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、ステータスを未送信とし、送信データと同様にタイマを設定する。

＜ベースノードの動作：タイマの更新と再送処理＞
以下、図１２を参照して、タイマの更新と再送処理の動作を説明する（適宜図８参照）。図１２は、図８のベースノードによるタイマの更新と再送処理の詳細を示すフローチャートである。

まず、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、ベースノードバッファ２２に格納したメッセージのタイマが基準値を経過しているか否かを判定する（ステップＳ２１）。タイマが基準値を経過している場合（ステップＳ２１でＹｅｓ）、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、ステータスを判定する（ステップＳ２２）。一方、タイマが基準値を経過していない場合、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、ステップＳ２５の処理に進む。

ステップＳ２２でステータスが送信済みの場合、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、ステータスを再送に更新する（ステップＳ２３）。一方、ステップＳ２２でステータスが未送信又は再送の場合、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、ステップＳ２４の処理に進む。

ステップＳ２２又はステップＳ２３の処理に続いて、ベースノードＢＮは、タイマ更新手段２４によって、ベースノードバッファ２２に格納したメッセージのタイマを更新する（ステップＳ２４）。また、ベースノードＢＮは、リレー管理手段２３によって、ベースノードバッファ２２の全てのメッセージについて、タイマの更新と再送処理が終了したか否かを判定し（ステップＳ２５）、終了していない場合にはステップＳ１の処理に戻る（ステップＳ２５でＮｏ）。一方、終了した場合（ステップＳ２５でＹｅｓ）、ベースノードＢＮは、タイマの更新と再送処理とを終了する。

＜レギュラーノードの構成＞
以下、図８に戻り、レギュラーノードの構成について説明する。図８に示すように、レギュラーノードＮは、アプリケーション３１と、通常回線通信手段（仮想セグメント接続手段）３２と、ＡＰＬプロキシ手段（アプリケーションプロキシ手段）３３と、端末バッファ３４と、レギュラーノード制御手段（無線端末制御手段）３５と、タイマ更新手段３６とを備える。

アプリケーション３１は、ユーザがネットワークを利用して何らかの動作行う、例えば、メーラ、監視サービス等のアプリケーションソフトウェアである。
また、通常回線通信手段３２と、アクセス網４を介して、移動仮想網５に接続するインタフェースである。なお、通常回線通信手段３２が、請求項に記載の仮想セグメント接続手段に相当する。

ＡＰＬプロキシ手段３３は、後記する規則に従って、レギュラーノード制御手段３５によって大きな容量の受信データを受信すると共に、大きな容量の送信データを送信するものである。また、ＡＰＬプロキシ手段３３は、この規則に従って、通常回線通信手段３２によって小さな容量の受信データを受信すると共に、小さな容量の送信データを送信する。ここでは、ＡＰＬプロキシ手段３３は、ユーザがアプリケーション３１を利用して生成した送信データを、通常回線通信手段３２又はレギュラーノード制御手段３５に出力する。なお、ＡＰＬプロキシ手段３３が、請求項に記載のアプリケーションプロキシ手段に相当し、その具体例を後記する。

端末バッファ３４は、受信データ及び送信データを格納するＲＡＭ、ＨＤＤ等の記憶手段である。ここで、端末バッファ３４は、受信データ及び送信データをメッセージとして格納する。

レギュラーノード制御手段３５は、レギュラーノードＮの無線通信可能範囲内のリレーＲへ端末バッファ３４に格納した送信データを送信すると共に、リレーＲからレギュラーノードＮを宛先とする受信データを受信するものである。このとき、レギュラーノード制御手段３５は、このレギュラーノードＮを宛先とする受信データを要求する受信要求メッセージを生成してリレーＲに送信する。

また、レギュラーノード制御手段３５は、ベースノードＢＮを宛先とし、レギュラーノードＮが受信データを受信したことを示すノード受信メッセージを生成してリレーＲに送信する。このノード受信メッセージは、レギュラーノードＮのＥＩＤとレギュラーノードＮが受信したメッセージＩＤとを含む。つまり、レギュラーノード制御手段３５は、レギュラーノードＮが移動仮想セグメント２のクライアントとして動作するために必要な機能を提供する。

また、レギュラーノード制御手段３５は、リレーＲと通信可能な無線インタフェースを有すると共に、この無線インタフェースのリンクアップを監視している。ここで、レギュラーノードＮには、レギュラーノードＮとリレーＲとの無線リンク確立のために必要となるＳＳＩＤ及びＷＥＰ等のセキュリティー情報が予め登録されている。

また、レギュラーノード制御手段３５は、ベースノードＢＮのリレー管理手段２３と同様に、平均待ち時間と予め設定した時間とを加算したタイマを算出し、端末バッファ３４に格納する。そして、レギュラーノード制御手段３５は、タイマが基準値を経過したときに、送信データをリレーＲに再送信する。なお、レギュラーノード制御手段３５が請求項に記載の無線端末制御手段に相当する。

タイマ更新手段３６は、ベースノードＢＮのタイマ更新手段２４と同様に、レギュラーノード制御手段３５が算出して端末バッファ３４に格納したタイマを、監視時間毎に更新するものである。

＜レギュラーノードの動作：メッセージ送信＞
以下、図１３を参照して、図８のレギュラーノードがメッセージを送信する動作について、説明する（適宜図８参照）。図１３は、図８のレギュラーノードがメッセージを送信する動作を示すフローチャートである。まず、レギュラーノードＮは、ＡＰＬプロキシ手段３３によって、レギュラーノード制御手段３５に送信要求を出力する（ステップＳ３１）。

ステップＳ３１の処理に続いて、レギュラーノードＮは、レギュラーノード制御手段３５によって、送信要求に含まれるメッセージを端末バッファ３４に格納する（ステップＳ３２）。このとき、レギュラーノードＮは、レギュラーノード制御手段３５によって、ステータスを未送信とし、タイマを設定する。

ステップＳ３２の処理に続いて、レギュラーノードＮは、レギュラーノード制御手段３５によって、無線インタフェースがリンクアップしているか否かを監視する（ステップＳ３３）。ここで、無線インタフェースがリンクアップしていない場合（ステップＳ３３でＮｏ）、レギュラーノードＮは、レギュラーノード制御手段３５によって、無線インタフェースの監視を続行する。

無線インタフェースがリンクアップした場合（ステップＳ３３でＹｅｓ）、レギュラーノードＮは、レギュラーノード制御手段３５によって、このレギュラーノード自身の識別子となるＥＩＤを無線リンクが確立したリレーＲに送信する（ステップＳ３４）。

ステップＳ３４の処理に続いて、レギュラーノードＮは、レギュラーノード制御手段３５によって、端末バッファ３４に格納されており、ステータスが未送信又は送信となってメッセージがあれば、このメッセージをリレーＲに送信し、ステータスを送信済みに更新する（ステップＳ３５）。

＜レギュラーノードの動作：メッセージ受信＞
以下、図１４を参照して、図８のレギュラーノードがメッセージを受信する動作について、説明する（適宜図８参照）。図１４は、図８のレギュラーノードがメッセージを受信する動作を示すフローチャートである。まず、レギュラーノードＮは、ＡＰＬプロキシ手段３３によって、レギュラーノード制御手段３５に受信要求を出力する（ステップＳ４１）。これに応じて、レギュラーノードＮは、レギュラーノード制御手段３５によって、リレーＲに受信要求メッセージを生成して送信する。

ステップＳ４１の処理に続いて、レギュラーノードＮは、レギュラーノード制御手段３５によって、リレーＲからメッセージを受信したか否かを判定する（ステップＳ４２）。ここで、リレーＲからメッセージを受信していない場合（ステップＳ４２でＮｏ）、レギュラーノードＮは、レギュラーノード制御手段３５によって、リレーＲからメッセージを受信するまで待ち処理を行う。

リレーＲからメッセージを受信した場合（ステップＳ４２でＹｅｓ）、レギュラーノードＮは、レギュラーノード制御手段３５によって、受信したメッセージの種別がノード送信メッセージであるか否かを判定する（ステップＳ４３）。

メッセージの種別がノード送信メッセージ以外の場合（ステップＳ４３でその他）、レギュラーノードＮは、レギュラーノード制御手段３５によって、受信したメッセージをアプリケーション３１に出力する（ステップＳ４４）。また、レギュラーノードＮは、レギュラーノード制御手段３５によって、ノード受信メッセージを生成して、リレーＲに送信する（ステップＳ４５）。

一方、メッセージの種別がノード送信メッセージの場合（ステップＳ４３でノード送信メッセージ）、レギュラーノードＮは、レギュラーノード制御手段３５によって、ノード送信メッセージで指定されるメッセージを端末バッファ３４から削除する（ステップＳ４６）。

＜リレーの構成＞
以下、図８に戻り、リレーの構成について説明する。図８に示すように、リレーＲは、リレー制御手段４１と、リレーバッファ４２とを備える。

リレー制御手段４１は、リレーＲの無線通信可能範囲内に位置するレギュラーノードＮからの送信データを受信してリレーバッファ４２に格納すると共にリレーバッファ４２に格納した受信データをレギュラーノードＮに送信するものである。また、リレー制御手段４１は、リレーＲの無線通信可能範囲内に位置するベースノードＢＮから受信データを受信してリレーバッファ４２に格納すると共にリレーバッファ４２に格納した送信データをベースノードＢＮに送信する。

また、リレー制御手段４１は、レギュラーノードＮ及びベースノードＢＮと通信可能な無線インタフェースを有すると共に、この無線インタフェースのリンクアップを監視している。ここで、リレーＲには、レギュラーノードＮとリレーＲとの無線リンク確立及びベースノードＢＮとリレーＲとの無線リンク確立のために必要となるＳＳＩＤ及びＷＥＰ等のセキュリティー情報が予め登録されている。

なお、リレーＲは、移動体がレギュラーノードＮとの無線通信可能範囲内まで意図的に移動するように制御する移動体制御手段（不図示）を備えても良い。移動体制御手段は、例えば、移動体がロボットのような自律走行機械の場合、レギュラーノードＮの位置（座標）に向けて、移動するように機械を制御する。また、移動体制御手段は、移動体が自動車等の人が運転する乗り物の場合、レギュラーノードＮへの経路を提示するナビゲーションシステムとしても良い。

以下、図１５を参照して、図８のリレーの動作について、説明する（適宜図８参照）。図１５は、図８のリレーの動作を示すフローチャートである。まず、リレーＲは、リレー制御手段４１によって、無線インタフェースがリンクアップしているか否かを監視する（ステップＳ５１）。ここで、無線インタフェースがリンクアップしていない場合（ステップＳ５１でＮｏ）、リレーＲは、リレー制御手段４１によって、無線インタフェースの監視を続行する。

無線インタフェースがリンクアップした場合（ステップＳ５１でＹｅｓ）、リレーＲは、リレー制御手段４１によって、このリレー自身の識別子となるＥＩＤを無線リンクが確立したレギュラーノードＮ又はベースノードＢＮに送信する（ステップＳ５２）。

ステップＳ５２の処理に続いて、リレーＲは、リレー制御手段４１によって、レギュラーノードＮ又はベースノードＢＮからメッセージを受信したか否かを判定する（ステップＳ５３）。ここで、レギュラーノードＮ又はベースノードＢＮからメッセージを受信していない場合（ステップＳ５３でＮｏ）、リレーＲは、リレー制御手段４１によって、レギュラーノードＮ又はベースノードＢＮからメッセージを受信するまで待ち処理を行う。

ステップＳ５３の処理に続いて、リレーＲは、リレー制御手段４１によって、受信したメッセージの種別を判定する（ステップＳ５４）。メッセージの種別が通常メッセージの場合（ステップＳ５４で通常メッセージ）、リレーＲは、リレー制御手段４１によって、リレーバッファ４２に受信したメッセージを格納する（ステップＳ５５）。なお、通常メッセージとは、メッセージ種別が送信データ又は受信データを示すことである。

メッセージの種別が受信要求メッセージの場合（ステップＳ５４で受信要求）、リレーＲは、リレー制御手段４１によって、受信要求メッセージに含まれる送信元のＥＩＤを抽出し、リレーバッファ４２を検索して、送信元のＥＩＤを宛先とするメッセージがリレーバッファ４２に格納されているか否か判定する（ステップＳ５６）。

メッセージがリレーバッファ４２に格納されている場合（ステップＳ５６でＹｅｓ）、リレーＲは、リレー制御手段４１によって、このメッセージを受信要求メッセージの送信元に送信する（ステップＳ５７）。一方、メッセージがリレーバッファ４２に格納されていない場合（ステップＳ５６でＮｏ）、リレーＲは、リレー制御手段４１によって、受信要求メッセージをリレーバッファ４２に格納する（ステップＳ５８）。

メッセージの種別がリレー任命メッセージの場合（ステップＳ５４でリレーを任命）、リレーＲは、リレー制御手段４１によって、リレー任命メッセージに含まれる識別情報を設定する（ステップＳ５９）。

メッセージの種別がリレー解任メッセージの場合（ステップＳ５４でリレーを解任）、リレーＲは、リレー制御手段４１によって、リレーバッファ４２に格納したメッセージを削除する（ステップＳ６０）。また、リレーＲは、リレー制御手段４１によって、設定した識別情報を削除し、セキュリティー情報を初期設定に戻す（ステップＳ６１）。

＜蓄積搬送通信システムのその他構成＞
アクセス網４は、移動仮想網５とレギュラーノードＮとを接続する通信網であり、例えば、携帯電話網である。
アプリケーションサーバ７は、レギュラーノードＮからの要求に応じて処理を行う一般的なアプリケーションサーバであり、例えば、メールサーバ、ファイルサーバ、ＷＥＢサーバである。

以下、図１６及び図１７を参照して、本発明の実施例１として、携帯電話のメールを用いて、公園に面した道路を走る自動車からメールに添付された添付ファイルを受信する例について説明する。図１６は、本発明の実施例１に係る蓄積搬送通信システムを説明する図である。また、図１７は、本発明の実施例１に係る蓄積搬送通信システムの動作を示すシーケンス図である。

公園にいるユーザは、パーソナルコンピュータＰＣに携帯電話Ｃを接続し、パーソナルコンピュータＰＣのメーラ（不図示）を起動する。この場合、パーソナルコンピュータＰＣと携帯電話ＣとがレギュラーノードＮに相当し、メーラが図８のアプリケーション３１に相当する。また、パーソナルコンピュータＰＣがＡＰＬプロキシ手段（不図示）を備える。さらに、公園のそばの道路を移動経路３とし、この道路のそばに１個のベースノードを配置して、この公園を含むような移動仮想セグメント２が形成されている。

まず、メーラを起動すると、レギュラーノードＮのＡＰＬプロキシ手段が、メーラに対する仮想のメールサーバとして動作し、移動仮想網５のＡＰＬプロキシサーバ１４に対してメールの受信要求を送信する（１．メール要求）。なお、このメール要求には、例えば、ＧＰＳ又は携帯電話キャリアから得られた位置情報を含めておく。

ＡＰＬプロキシサーバ１４は、ユーザが利用しているメールサーバ（アプリケーションサーバ）７のクライアントとして、インターネット６を介して、メールサーバ７にメール要求を送信する（２．メール要求）。

メールサーバ７は、インターネット６を介して、ユーザ宛のメールをＡＰＬプロキシサーバ１４に送信する（３．メール送信）。なお、メールサーバ７が、図８のアプリケーションサーバ７に相当する。

ＡＰＬプロキシサーバ１４は、メールサーバ７からのメールに添付ファイルが添付されている場合、この添付ファイルを削除し、後でメールを再構築するための添付ファイルのタグ情報をメールに組み込む。そして、ＡＰＬプロキシサーバ１４は、添付ファイルを取り除いてタグを組み込んだメール本文を、携帯電話網（アクセス網）４を介して、レギュラーノードＮのＡＰＬプロキシ手段に送信する（４．メール本文送信）。

また、ＡＰＬプロキシサーバ１４は、メール要求に含まれていた位置情報を位置情報管理サーバ１１に送信し、位置情報管理サーバ（アドレス解決手段）１１にベースノードＢＮのアドレスをクエリする（５．ベースノードクエリ）。

位置情報管理サーバ１１は、位置情報に対応する移動仮想セグメント２を抽出し、移動仮想セグメント２を形成するベースノードＢＮのリストをＡＰＬプロキシサーバ１４に通知する（６．ベースノード通知）。ここで、位置情報管理サーバ１１は、例えば、ＧＰＳ又は携帯電話キャリアから得られた位置情報と移動仮想セグメントとの対応関係を含むマッピング情報を記憶している。

ＡＰＬプロキシサーバ１４は、リストに含まれるベースノードに対し、添付ファイルを含むメッセージを送信する（７．添付ファイル送信）。また、ベースノードＢＮは、メッセージを受信し、ベースノードＢＮの無線通信可能範囲内にリレーＲが通過すると、前記したようにリレーに識別情報を設定させ、添付ファイルが含まれたメッセージをリレーＲに送信する（８．添付ファイル送信）。

リレーＲが近くを通過すると、レギュラーノードＮは、無線リンクを確立し、リレーＲに対して受信要求メッセージを生成して送信する。これに応じて、リレーＲは、添付ファイルを含むメッセージをレギュラーノードＮに送信する（９．添付ファイル送信）。そして、レギュラーノードＮのＡＰＬプロキシ手段は、先に受信したメール本文と、今受信した添付ファイルとをタグ情報を元に再び組み合わせて、メーラにメールを送信する。ここで、例えば、大きな容量の受信データ及び送信データと大きな容量より小さい容量の受信データ及び送信データとを区分けする規則とは、メールの添付ファイルを大きな容量のデータとし、メール本文を小さな容量のデータとして扱う規則のことである。

このように、本発明の第２実施形態に係る蓄積搬送通信システムでは、容量の小さい受信データ（メール本文）を、携帯電話網（アクセス網）を介して送信すると共に、容量の大きい受信ファイル（添付ファイル）を、移動仮想セグメント２を介して送信する。

なお、狭帯域の電話回線しか持たない田舎の住宅で、インターネットのＷＥＢ閲覧を行う場合にも、第２実施形態と同様の方法でこれを可能とする。この場合、この規則は、例えば、ＨＴＭＬ（ＨｙｐｅｒＴｅｘｔ Ｍａｒｋｕｐ Ｌａｎｇｕａｇｅ）本文を小さな容量の受信データ及び送信データとして扱い、ＨＴＭＬに含まれる（ＨＴＭＬでリンクされた）静止画、動画等のコンテンツを大きな容量の受信データ及び送信データとして扱うものとなる。

従来、携帯電話やＰＨＳでメールを受信する場合、メールに大容量の添付ファイルが添付されているため、長時間にわたって他のメールを送受信できない場合がある。このような場合、添付ファイルを受信しないように設定することで、こういった事態になることを防いでいるが、添付ファイルを受信したい場合もある。ここで、ホットスポット等のブロードバンド環境に接続すれば添付ファイルを受信できるが、ホットスポットは、場所が限定的であり、例えば、公園や普通の飲食店などでは利用できない。また、出張先のオフイスでは、ブロードバンド環境が目の前にあったとしても、自由に利用することはできない。しかし、本発明の第２実施形態に係る蓄積搬送通信システムでは、このような環境においても、添付ファイルを受信することを可能とする。

以下、図１８及び図１９を参照して、本発明の実施例２として、通信回線が敷設されていない場所で、一時的にネットワークを利用する例で説明する。図１８は、本発明の実施例２に係る蓄積搬送通信システムを説明する図である。また、図１９は、本発明の実施例２に係る蓄積搬送通信システムの動作を示すシーケンス図である。

ユーザは、別荘Ｈの屋内監視用に、監視カメラＤと、センサＳと、無線ＬＡＮカード（不図示）を備えたパーソナルコンピュータＰＣとを別荘に持ち込んで、これらを予め設置しておく。この場合、監視カメラＤとセンサＳとパーソナルコンピュータＰＣとがレギュラーノードＮに相当する。また、別荘Ｈのそばの道路を移動経路３とし、この道路のそばに２個のベースノードＢＮ１，ＢＮ２を配置して、別荘Ｈを含むような移動仮想セグメント２ａが形成されている。そして、この道路をリレーＲ１が移動している。

また、この別荘Ｈから離れた場所に、２個のベースノードＢＮ３，ＢＮ４を配置して、移動仮想セグメント２ｂが形成されている。そして、この道路をリレーＲ２が移動している。このリレーＲ２は、例えば、ユーザが乗る自動車に搭載されたナビゲーションシステムであり、リレーとレギュラーノードとの機能を両方備えている。

ユーザは、リレーＲ２に、監視カメラの映像の確認要求を送信する。そして、リレーＲ２は、移動仮想セグメント２ｂのベースノードＢＮ３の無線通信可能範囲内に移動したときに、識別情報が設定され、レギュラーノードとして確認要求をメッセージ（送信データ）として送信する（１．確認要求）。

ベースノードＢＮ３は、リレーＲ２のＥＩＤと移動仮想セグメント２ｂとの対応関係を含むマッピング情報を位置情報管理サーバ１１に登録する（２．マッピング情報登録）。また、ベースノードＢＮ３は、リレーＲ２より受信した確認要求に含まれる宛先となるＥＩＤを抽出し、位置情報管理サーバ１１へクエリする（３．ベースノードクエリ）。

位置情報管理サーバ１１は、別荘Ｈに持ち込まれたレギュラーノードＮが移動仮想セグメント２ａに属することを、マッピング情報を検索して特定する。そして、位置情報管理サーバ１１は、移動仮想セグメント２のベースノードがＢＮ１，ＢＮ２であることをクエリの結果としてベースノードＢＮ３へ通知する（４．ベースノード通知）。なお、このレギュラーノードＮのマッピング情報の登録は、レギュラーノードＮが、移動仮想セグメント２ａにいる間に別途行われていたものとする。

ベースノードＢＮ３は、バックボーンネットワーク１３を介して、確認要求をメッセージとして、ベースノードＢＮ１，ＢＮ２に送信する（５．確認要求）。ベースノードＢＮ１の無線通信可能範囲内に別のリレーＲ１が移動してくると、ベースノードＢＮ１は、このリレーＲ１を移動仮想セグメント２ａの識別情報を設定し、確認要求をメッセージとしてリレーＲ１に送信する（６．確認要求）。また、リレーＲ１は、別荘の近くを通ると、レギュラーノードＮへ確認要求をメッセージとして送信する（７．確認要求）。

レギュラーノードＮは、確認要求をメッセージとして受信し、メッセージをパーソナルコンピュータＰＣに導入された監視アプリケーション（不図示）に通知する。監視アプリケーションは、センサＳや監視カメラＤを用いて別荘内の情報を収集し、この情報を含む確認応答をメッセージ（受信データ）としてリレーＲ１に送信する（８．確認応答）。

リレーＲ１は、ベースノードＢＮ２の無線通信可能範囲内に移動すると、確認応答をメッセージとしてベースノードＢＮ２に送信する（８．確認応答）。ベースノードＢＮ２は、確認応答の宛先であるリレーＲ２のＥＩＤで、位置情報管理サーバ１１へクエリする（１０．ベースノードクエリ）。

位置情報管理サーバ１１は、先に登録されたマッピング情報から、リレーＲ２の現在位置が移動仮想セグメント２ｂであることを検索し、移動仮想セグメント２ｂのベースノードであるＢＮ３，ＢＮ４のＥＩＤのリストをベースノードＢＮ２に通知する（１１．ベースノード通知）。

ベースノードＢＮ２は、確認応答をメッセージとしてベースノードＢＮ３、ＢＮ４へ送信する（１２．確認応答）。リレーＲ２は、確認要求を受信したベースノードＢＮ３、移動仮想セグメント２ｂの出口となるベースノードＢＮ４から、確認応答をメッセージとして受信する（１３．確認応答）。また、リレーＲ２は、移動仮想セグメント２ｂ内の任意の場所で停止している場合も、他のベースノードＢＮを介して確認応答を受信できる。

例えば、ユーザが外出した際、家の火の元の確認が気になることがある。最近では、家に敷設されたブロードバンド回線と携帯電話により家の中の様子を監視したりすることも可能になっているが、このようなことができる環境は、非常にまれである。しかし、第３実施形態では、電話回線が引かれていない別荘Ｈで、例えば、火元を確認することを可能とする。なお、駐車場に停車している車両の搭載機器のソフトウェア更新や、娯楽用のコンテンツを駐車中に自動ダウンロードするようなことも、第３実施形態と同様の方法でこれを可能とする。

なお、長距離無線の常設回線を有し、移動能力を持つベースノードＢＮを配置することで、任意の場所に、容易に移動仮想セグメント２を形成することができる。これは、特定のエリアの情報を一時的に収集したい場合、特に、有効である。

＜本発明の蓄積搬送通信システムでの平均遅延時間＞
以下、本発明の蓄積搬送通信システムでの平均遅延時間について説明する（適宜図２，図８参照）。例えば、図２において、リレーＲ１がベースノードＢＮ１からベースノードＢＮ２までの間を移動し、レギュラーノードＮ１が移動仮想網５を介して、インターネット６と通信することを想定して説明する。この場合、本発明の蓄積搬送通信システムでの平均遅延時間ｄは、下記式（１）で算出できる。
ｄ＝ｗ＋ｔ・・・式（１）

ここで、平均待ち時間ｗは、リレーＲ１が移動仮想セグメント２に現れる間隔の平均で求められる。また、発生間隔ｆ（ｔ）は、指数分布に従うので、下記式（２）で算出できる。従って、平均待ち時間ｗは、１／λとなる。
ｆ（ｔ）＝λｅ^-λｔ・・・式（２）

伝播遅延時間ｔは、移動仮想セグメント２内のベースノードＢＮ１からベースノードＢＮ２までのリレーの移動時間と、ベースノードＢＮ２からインターネット６への通信時間との和で算出できる。このとき、ベースノードＢＮ２からインターネット６への通信時間は、リレーＲ１の移動時間に比べて非常に小さいため、ゼロとみなすことができる。従って、前記した式（１）は、下記式（３）で近似できる。なお、Ｄ１は、ベースノードＢＮ１からベースノードＢＮ２までの距離である。
ｄ＝１／λ＋Ｄ１／ｖ・・・式（３）

ここで、通信時間を、本発明の蓄積搬送通信システムで通信する場合と、従来の狭帯域の通信デバイスで通信する場合とで比較する。現状、モバイル環境で最も利用されているのは、ＰＨＳの通信カードによるデータ転送である。ＰＨＳの通信速度は、６４Ｋｂｐｓであるので、１００Ｍバイトのファイル転送には、約３．５時間が必要である。

一方、本発明の蓄積搬送通信システムでは、前記した式より、リレーの平均速度ｖ＝１０ｍ／秒、λ＝１０ユニット／時、通信範囲２００ｍ、通信速度１０Ｍｂｐｓ、Ｄ１＝５ｋｍとして計算すると、ｄ＝８６０秒、１回の接触（コンタクト）でリレーＲとレギュラーノードＮとが通信できる帯域は、２５Ｍバイトであるので、４回のコンタクトが必要である。従って、通信時間の合計は、３４４０秒、約５４分となる。つまり、本発明の蓄積搬送通信システムで通信する場合と従来の狭帯域の通信デバイスとを比較すると、通信時間は、１／３以下に抑えることができる。

数ｋｍ四方のエリアで、１時間に１０ユニット程度のトラフィックが発生する程度の条件であれば、多くの通信環境に対して期待できる。このため、本発明の蓄積搬送通信システムでは、ブロードバンド環境のない場所でも、例えば、数百Ｍピクセルのデジカメの写真を実用的な時間で転送できるようになる。また、本発明の蓄積搬送通信システムでは、トラフィック量の極端に少ない環境でも、移動仮想セグメント２内にリレーを定期的に巡回させることで、数時間おきに大容量のコンテンツの配信を行うこともできる。

本発明の第１実施形態に係る蓄積搬送通信システムの概念図である。 図１の移動仮想セグメント２を詳細に説明する図である。 移動仮想セグメント２の入り口に位置するベースノードＢＮ１の無線通信可能範囲内にリレーＲ１が移動してきたときの動作を説明する図である。 移動仮想セグメント２内に位置するレギュラーノードＮ１の無線通信可能範囲内にリレーＲ１が移動してきたときの動作を説明する図である。 移動仮想セグメント２の出口に位置するベースノードＢＮ２の無線通信可能範囲内にリレーＲ１が移動してきたときの動作を説明する図である。 移動仮想セグメント２の出口に位置するベースノードＢＮ２の無線通信可能範囲内にリレーＲ１が移動してきたときの動作を説明する図である。 ベースノードＢＮ１の無線通信可能範囲内に他のリレーＲ２が移動してきたときの動作を説明する図である。 図１の蓄積搬送通信システムのブロック図である。 本発明におけるメッセージのデータ構造を示す図である。 図８のベースノードの全体動作を示すフローチャートである。 図１０の受信処理の詳細を示すフローチャートである。 図８のベースノードによるタイマの更新と再送処理の詳細を示すフローチャートである。 図８のレギュラーノードがメッセージを送信する動作を示すフローチャートである。 図８のレギュラーノードがメッセージを受信する動作を示すフローチャートである。 図８のリレーの動作を示すフローチャートである。 本発明の実施例１に係る蓄積搬送通信システムを説明する図である。 本発明の実施例１に係る蓄積搬送通信システムの動作を示すシーケンス図である。 本発明の実施例２に係る蓄積搬送通信システムを説明する図である。 本発明の実施例２に係る蓄積搬送通信システムの動作を示すシーケンス図である。

符号の説明

１ 蓄積搬送通信システム
３ 移動経路（経路）
５ 移動仮想網（仮想セグメント接続網）
１１ アドレス解決手段（マッピング情報記憶手段）、位置情報管理手段
１２ ルートノード
１３ バックボーンネットワーク（通信回線）
１４ ＡＰＬプロキシ手段（アプリケーションプロキシ手段）
２１ 通常回線通信手段（仮想セグメント接続手段）
２２ ベースノードバッファ
２３ リレー管理手段
２４ タイマ更新手段
２５ セグメント情報通知手段
３１ アプリケーション
３２ 通常回線通信手段（仮想セグメント接続手段）
３３ ＡＰＬプロキシ手段（アプリケーションプロキシ手段）
３４ 端末バッファ
３５ レギュラーノード制御手段（無線端末制御手段）
３６ タイマ更新手段
４１ リレー制御手段
４２ リレーバッファ
ＢＮ ベースノード
Ｎ レギュラーノード（無線通信端末）
Ｒ リレー

Claims (10)

1. 経路上を移動する移動体に搭載されたリレーと、前記経路を含めた閉域である仮想セグメント内に配置され、前記リレーとの間で無線通信可能なベースノードと、前記ベースノードと外部のネットワークとを接続する通信回線を備える仮想セグメント接続網と、前記仮想セグメント内に配置され、前記リレーとの間で無線通信可能な無線通信端末と、を備える蓄積搬送通信システムであって、
   前記無線通信端末は、
   当該無線通信端末が所定の宛先へ送信する送信データを一時的に格納する端末バッファと、
   当該無線通信端末の無線通信可能範囲内の前記リレーへ前記端末バッファに格納した送信データを送信すると共に、当該リレーから当該無線通信端末を宛先とする受信データを受信する無線端末制御手段と、を備え、
   前記リレーは、
   当該リレーが属する前記仮想セグメント内の無線通信端末を宛先とする受信データと、当該無線通信端末が送信する送信データとを一時的に格納するリレーバッファと、
   当該リレーの無線通信可能範囲内に位置する前記無線通信端末からの前記送信データを受信して前記リレーバッファに格納すると共に前記リレーバッファに格納した受信データを当該無線通信端末に送信し、当該リレーの無線通信可能範囲内に位置する前記ベースノードから前記受信データを受信して前記リレーバッファに格納すると共に前記リレーバッファに格納した送信データを当該ベースノードに送信するリレー制御手段と、を備え、
   前記ベースノードは、
   当該ベースノードが形成する前記仮想セグメント内に位置する前記無線通信端末を宛先とする受信データと、当該無線通信端末が送信する送信データとを一時的に格納するベースノードバッファと、
   当該ベースノードの無線通信可能範囲内の前記リレーに対して当該リレーが属する仮想セグメントを示す識別情報が設定されているか否かを問い合わせ、当該リレーに前記識別情報が設定されていないときは、前記識別情報を当該リレーに設定させると共に前記ベースノードバッファに格納した受信データを当該リレーに送信し、前記リレーに前記識別情報が設定されているときは、当該リレーから前記送信データを受信して前記ベースノードバッファに格納すると共に設定された前記識別情報を当該リレーに削除させるリレー管理手段と、
   前記仮想セグメント接続網を介して、他のベースノード又は前記外部のネットワークを介して前記宛先に前記送信データを送信すると共に、前記他のベースノード又は前記外部のネットワークから前記受信データを受信する仮想セグメント接続手段と、を備えることを特徴とする蓄積搬送通信システム。
2. 前記ベースノードは、
   前記リレー管理手段が、前記ベースノードバッファに格納した受信データ毎に、当該ベースノードが形成する仮想セグメント内に何れかの前記リレーが移動してくる平均待ち時間と予め設定した時間とを加算したタイマを算出し、当該タイマを前記ベースノードバッファに格納すると共に、更新された前記タイマが予め設定された基準値を経過したとき、前記受信データを前記リレーに再送信し、
   前記ベースノードバッファに格納したタイマを予め設定された監視時間毎に更新するタイマ更新手段、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の蓄積搬送通信システム。
3. 前記無線通信端末は、
   前記無線端末制御手段が、前記端末バッファに格納した送信データ毎に、当該無線通信端末が属する仮想セグメント内に何れかの前記リレーが移動してくる平均待ち時間と予め設定した時間とを加算したタイマを算出して、当該タイマを前記端末バッファに格納すると共に、更新された前記タイマが予め設定された基準値を経過したとき、前記送信データを前記リレーに再送信し、
   予め設定された監視時間毎に、前記端末バッファに格納したタイマを予め設定された監視時間毎に更新するタイマ更新手段、をさらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の蓄積搬送通信システム。
4. 前記無線通信端末は、
   前記無線通信端末と前記仮想セグメント接続網とを接続するアクセス網を介して、当該仮想セグメント接続網に前記送信データを送信すると共に当該仮想セグメント接続網から前記受信データを受信する仮想セグメント接続手段と、
   大きな容量の前記受信データ及び前記送信データと当該大きな容量より小さい容量の前記受信データ及び前記送信データとを区分けする予め設定された規則に従って、前記無線端末制御手段によって前記大きな容量の受信データを受信すると共に前記大きな容量の送信データを送信し、前記仮想セグメント接続手段によって前記小さな容量の受信データを受信すると共に前記小さな容量の送信データを送信するアプリケーションプロキシ手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の蓄積搬送通信システム。
5. 前記仮想セグメント接続網は、
   大きな容量の前記受信データ及び前記送信データと当該大きな容量より小さい容量の前記受信データ及び前記送信データとを区分けする予め設定された規則に従って、前記無線通信端末と前記仮想セグメント接続網とを接続するアクセス網を介して前記無線通信端末に前記小さな容量の受信データを送信すると共に前記無線通信端末から前記小さな容量の送信データを受信し、前記ベースノードに前記大きな容量の受信データを送信すると共に前記ベースノードから前記大きな容量の送信データを受信するアプリケーションプロキシ手段、をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の蓄積搬送通信システム。
6. 前記仮想セグメント接続網は、
   前記無線通信端末と前記ベースノードと前記仮想セグメントとの対応関係を含むマッピング情報を記憶するマッピング情報記憶手段と、
   前記マッピング情報記憶手段が記憶するマッピング情報を参照して、前記受信データの宛先となる前記無線通信端末が属する前記仮想セグメントを形成する前記ベースノードに、送信に失敗した前記受信データを再送信するルートノードと、をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の蓄積搬送通信システム。
7. 経路上を移動する移動体に搭載されたリレーと、前記経路を含めた閉領である仮想セグメント内に配置され、前記リレーとの間で無線通信可能なベースノードと、前記ベースノードと外部のネットワークとを接続する通信回線を備える仮想セグメント接続網と、前記仮想セグメント内に配置され、前記リレーとの間で無線通信可能な無線通信端末と、を備える蓄積搬送通信システムに用いる無線通信端末であって、
   当該無線通信端末が送信する送信データを一時的に格納する端末バッファと、
   当該無線通信端末の無線通信可能範囲内の前記リレーへ前記端末バッファに格納した送信データを送信すると共に、当該リレーから当該無線通信端末を宛先とする受信データを受信する無線端末制御手段と、を備えることを特徴とする無線通信端末。
8. 経路上を移動する移動体に搭載されたリレーと、前記経路を含めた閉域である仮想セグメント内に配置され、前記リレーとの間で無線通信可能なベースノードと、前記ベースノードと外部のネットワークとを接続する通信回線を備える仮想セグメント接続網と、前記仮想セグメント内に配置され、前記リレーとの間で無線通信可能な無線通信端末と、を備える蓄積搬送通信システムに用いるリレーであって、
   当該リレーが属する仮想セグメント内の無線通信端末を宛先とする受信データと当該無線通信端末が送信する送信データとを一時的に格納するリレーバッファと、
   当該リレーの無線通信可能範囲内に位置する前記無線通信端末からの前記送信データを受信して前記リレーバッファに格納すると共に前記リレーバッファに格納した受信データを当該無線通信端末に送信し、当該リレーの無線通信可能範囲内に位置する前記ベースノードから前記受信データを受信して前記リレーバッファに格納すると共に前記リレーバッファに格納した送信データを当該ベースノードに送信するリレー制御手段と、を備え、
   前記リレー制御手段は、当該リレーが属する仮想セグメントを示す識別情報を設定する要求を前記ベースノードから受信したときに当該識別情報を設定すると共に、前記識別情報を削除する要求を前記ベースノードから受信したときに前記識別情報を削除することを特徴とするリレー。
9. 経路上を移動する移動体に搭載されたリレーと、前記経路を含めた閉域である仮想セグメント内に配置され、前記リレーとの間で無線通信可能なベースノードと、前記ベースノードと外部のネットワークとを接続する通信回線を備える仮想セグメント接続網と、前記仮想セグメント内に配置され、前記リレーとの間で無線通信可能な無線通信端末と、を備える蓄積搬送通信システムに用いるベースノードであって、
   当該ベースノードが形成する前記仮想セグメント内に位置する前記無線通信端末を宛先とする受信データと、当該無線通信端末が送信する送信データとを一時的に格納するベースノードバッファと、
   当該ベースノードの無線通信可能範囲内の前記リレーに対して当該リレーが属する仮想セグメントを示す識別情報が設定されているか否かを問い合わせ、当該リレーに前記識別情報が設定されていないときは、前記識別情報を当該リレーに設定させると共に前記ベースノードバッファに格納した受信データを当該リレーに送信し、前記リレーに前記識別情報が設定されているときは、当該リレーから前記送信データを受信して前記ベースノードバッファに格納すると共に設定された前記識別情報を当該リレーに削除させるリレー管理手段と、
   前記仮想セグメント接続網を介して、他のベースノード又は前記外部のネットワークに前記送信データを送信すると共に、前記他のベースノード又は前記外部のネットワークから前記受信データを受信する仮想セグメント接続手段と、を備えることを特徴とするベースノード。
10. 経路上を移動する移動体に搭載されたリレーと、前記経路を含めた閉域である仮想セグメント内に配置され、前記リレーとの間で無線通信可能なベースノードと、前記ベースノードと外部のネットワークとを接続する通信回線を備える仮想セグメント接続網と、前記仮想セグメント内に配置され、前記リレーとの間で無線通信可能な無線通信端末と、を備える蓄積搬送通信システムに用いる仮想セグメント接続網であって、
    大きな容量の前記受信データ及び前記送信データと、当該大きな容量より小さい容量の前記受信データ及び前記送信データとを区分けする予め設定された規則に従って、前記無線通信端末に接続するアクセス網を介して、前記無線通信端末に前記小さな容量の受信データを送信すると共に前記無線通信端末から前記小さな容量の送信データを受信するアプリケーションプロキシ手段と、
    前記無線通信端末と前記ベースノードと前記仮想セグメントとの対応関係を含むマッピング情報を記憶するマッピング情報記憶手段と、
    前記マッピング情報記憶手段が記憶するマッピング情報を参照して、前記受信データの宛先となる前記無線通信端末が属する前記仮想セグメントを形成する前記ベースノードに、送信に失敗した前記受信データを再送信するルートノードと、を備えることを特徴とする仮想セグメント接続網。

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