JP2015156724A - 通信方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】現在接続されている基地局からの信号の欠落等に起因して、現在の基地局から経路に沿う別の基地局へ通信制御手段が切り替えを要する場合に生じる問題を軽減すること。
【解決手段】乗物（1）とのデータ通信を行う方法が提供される。本方法は、乗物に関連付けられている装置（2）からの第1のデータパケットを中継装置（12、13、16、17）により受信するステップを含み、その第1のデータパケットは乗物を指定する第1の識別子を含み、本方法は、第1の識別子が中継装置を示すように修正するステップと、修正された第1のデータパケットを中継装置から別の装置（4）へ転送するステップとを有する。乗物に関連付けられている装置と別の装置との間で通信セッションが確立され、そのセッション識別子は通信セッションに関連付けられ、第1のデータパケットはセッション識別子を含み、修正されたデータパケットはセッション識別子を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は乗物のような移動体とデータ通信を行う方法等に関連する。
現代社会においてコンピュータはありふれたものとなっている。多くのコンピュータはインターネットとして知られているワールドワイドネットワークに接続され、インターネットはコンピュータが互いにデータをやり取りできるようにする。特に、ユーザは、コンピュータ装置を使って大量のデータを提供するワールドワイドウェブにアクセスし、ユーザのコンピュータにデータをダウンロードすることができる。
コンピュータの携帯性や、移動電話やパームトップコンピュータのような移動装置の高性能化等により、移動中であってもインターネット接続を求める需要が増えつつある。そのような要請に応じる1つの方法は、例えば移動電話網を利用する装置のように内蔵された長距離通信機能を有する装置に基づくものである。そのような手段は有効ではあるが、通常、それらは帯域幅が狭いことや地理的なカバレッジが不十分であること等に起因する問題がある。帯域幅が狭いという問題は、ユーザが大量のデータを含むコンテンツ（例えば、ビデオコンテンツ）にアクセスしようとする場合に特に深刻になる。地理的カバレッジが不十分であるという問題は、ユーザが移動している最中に、信号が欠落し、行っているデータ通信が中断されてしまう場合に特に深刻になる。
移動装置へインターネット接続を提供する別の方法は、アクセスポイントを利用することである。そのようなアクセスポイントは、例えば図書館やカフェ（飲食店等）のような公の建物の中に設けられ、アクセスポイントの所定の通信範囲内に在圏する移動コンピュータ装置によってアクセス可能である。移動コンピュータ装置をそのようなアクセスポイントに接続可能にするために使用される一般的な技術は、IEEE802．11標準仕様により規定されており、通常、WiFiと言及される。このようにしてアクセスポイントを利用することは、より広い帯域幅の接続を確立できるようにする点で有理である。
移動装置を移動電話網に接続することに基づくシステムの制約については、電車やバスのような公の交通手段に無線アクセスポイントを設け、そのような乗物で移動する乗客が使用する移動コンピュータ装置にインターネット接続を提供できるようにすることが考えられる。
乗物に対してインターネット接続を提供することは、トンネルや切れ目（cutting）により、乗物が進行する経路に特化して対処することができる。乗物は移動コンピュータ装置よりも強い電力を利用でき、これは、乗物に設けられたシステムは、概して、移動電話のような携帯用のユーザ装置に通常設けられているものよりも、大型で高利得のアンテナを使用できることを意味する。さらに、乗物に設けられている装置の信号処理の場合、より大型でより優れた処理装置を使用できる余地があるので、より優れた演算が可能になる。
様々な種類の通信リンクを単独に又は組み合わせて利用することで、乗物が移動する場所に相応しいデータ通信を乗物との間で行うことができる。さらに、乗物の経路が既知であった場合、その通信リンクは、移動電話網を用いて個々のユーザが直接的に通信を行う場合よりも、広い帯域幅、短い遅延時間及び少ない接続損失とともに高度なサービスを提供できるように管理することができる。したがって、無線アクセスポイントを搭載することは、乗物にとって極めて有益である。しかしながらそのように設けることについては問題がある。
国際公開第２００６／１１８１８８号 国際公開第２００６／０７３０８４号 国際公開第２００８／０９９４４６号
OTT J et al., Adisconnection-tolerant transport for drive-thru internet environments, INFOCOM2005.24th Annual Joint Conference of the IEEE Computer and CommunicationsSocieties. Proceedings IEEE, 17 March 2005, Vol. 3, pp.1849-1962
既知の経路に沿って（例えば列車の線路に沿って）多数の基地局を設けることが知られている。さらに、例えば地上のケーブルのような適切な接続を介して、基地局の各々とホームサーバとを接続することも知られている。ホームサーバは、標準的な手段により（例えば、ケーブルを介して又はディジタル加入者回線（DSL）を介して）インターネットに接続されてもよい。通信制御手段が乗物に設けられる。乗物が経路に沿って移動する際、通信制御手段は特定の基地局に無線で接続する。このようにして、通信制御手段は、ホームサーバを介して、ネットワーク内の基地局及び任意の中継装置を経由してインターネットに接続できる。通信制御手段は、インターネット接続を乗物内の複数の装置に分配し、ユーザが乗物に登場している場合でもインターネットに接続できるようにする。
例えば現在接続されている基地局からの信号の欠落等に起因して、現在の基地局から経路に沿う別の基地局へ、通信制御手段が切り替えを要する場合に問題が生じる。通信制御手段へデータパケットを仕向けるために、ホームサーバ（又はホームサーバに接続されたルータ）は、ホームサーバから通信制御手段への経路をネットワークを通じて更新し続ける必要がある。これは、例えばルーティングインフォメーションプロトコル（RIP）又はオープンショーティストパスファースト（OSPF）プロトコルのような動的なルーティングプロトコルを用いることで達成される。そのようなプロトコルにより、通信制御手段から始まって最終的にはホームサーバに至るネットワークに関する変更が広まる。こうした情報の拡散は遅延を引き起こし、特に、中継ルータが適切な方法で時間どおりに応答することを保証できなくなってしまう。そのような遅延はデータパケットの欠落にもなり得る。
本願実施例の課題は、上記の問題の少なくとも一部を解決又は軽減することである。
一実施例による方法は、
乗物との間でデータ通信を行う方法であって、
第１の時点において第１の基地局との接続を確立し、前記乗物から前記第１の基地局へデータパケットを送信するステップと、
第２の時点において第２の基地局との接続を確立し、前記第２の時点より後に、前記乗物から前記第２の基地局へデータパケットを送信するステップと
前記第１の時点及び前記第２の時点の後に、前記第１の基地局からデータパケットを受信するステップと
を有する方法である。
コンピュータ装置の通信網を示す概略図。 図1に示すネットワークの要素を詳細に示す概略図。 図2に示すネットワークにおけるデータパケットの処理の様子を示すタイミング図。
本発明の第1形態によれば、乗物との間でデータ通信を行う方法が提供され、本方法は、乗物（vehicle）を指定する第1の識別子を有する第1のデータパケットを、中継装置が、乗物に関連する装置から受信するステップと、該第1の識別子が中継装置を示すように修正するステップと、修正された第1のデータパケットを中継装置から別の装置へ転送するステップとを有する。
乗物に関連する装置に至るまでの通信経路は乗物の移動に起因して変化するが、乗物に関連する装置が接続可能な中継装置に至る通信経路は、変化しないかもしれない。乗物に関連する装置から送信されたデータパケットの識別子を、中継装置を示すように修正することで、その修正されたデータパケットを受信した装置は、乗物に関連するその装置に意図されているデータパケットが仕向けられるべき中継装置を判別できる。このようにして、乗物に関連する装置へデータパケットを送信しようとしているネットワーク内の装置は、中継装置に至る一定の通信経路を知ることしか必要とされず、乗物に関連する装置に至る動的な経路を知ることは必須でない。これは、データパケットの欠落を招く時間のかかる動的な経路の更新の必要性を排除する。
本方法は、乗物に関連する装置と別の装置との間の通信セッションを確立し、その通信セッションにセッション識別子を関連付けるステップをさらに有してもよい。そのような通信セッションは、例えば、暗号化IPカプセル化（CIPE）通信セッションでもよい。通信セッションは、乗物に関連する装置と別の装置との間で仮想プライベートネットワーク（VPN）を形成してもよい。データパケット及び修正されたデータパケットはセッション識別子を含んでもよい。
乗物に関連する装置と中継装置との間で無線接続が確立されてもよい。中継装置と別の装置との間で有線接続が確立されてもよい。
別の装置にインターネットへの接続が提供され、乗物に関連する装置にインターネット接続を提供できるようにしてもよい。
第1の識別子はIPアドレスでもよい。第1の識別子を変更する際、ネットワークアドレス変換（NAT）を利用して、乗物のIPアドレスから中継装置のIPアドレスへ第1の識別子を修正してもよい。
本方法は、中継装置に関連する第2の識別子を含む第2のデータパケットを、セッション識別子を有する中継装置が受信するステップと、第2の識別子を乗物に関する装置を示すように修正するステップと、第2のデータパケットを乗物に関連する装置に転送するステップとをさらに有する。第2のデータパケットは別の装置において生じる。
第2の識別子は宛先又は目的地でもよい。第2の識別子はIPアドレスでもよい。第2の識別子の修正は、第2のデータパケットに含まれているセッション識別子に基づいていてもよい。すなわち、第2の識別子を乗物に関する装置を示すように修正するステップにおいて、第2のデータパケットに含まれているセッション識別子に基づいて、乗物に関連する装置の識別子を決定してもよい。
乗物に関連する装置と乗物に乗っている複数のユーザ装置との間に、複数の無線接続が提供されてもよい。すなわち、乗物に関連する装置は、乗物に搭載されているアクセスポイントとして機能してもよい。
本発明の第2形態によれば、乗物との間でデータ通信を提供する装置が提供される。本装置は、乗物を指定する第1の識別子を含む第1のデータパケットを、乗物に関連する装置から中継装置により受信する手段と、中継装置を指定するように第1の識別子を修正する手段と、修正された第1のデータパケットを中継装置から別の装置へ転送する手段とを有する。
本発明の第3形態によれば、移動装置と通信する方法が提供される。本方法は、中継装置の識別子を含む、移動装置において生じたデータを受信するステップと、中継装置の識別子を移動装置に関連付けるデータを保存するステップと、保存したデータに基づいてデータを移動装置に送信するステップとを有する。
すなわち、移動装置において生じたデータ（例えば、移動装置から送信されるデータパケット）は、中継装置を指定するデータを保存するために使用され、そのデータは、データを移動装置に送信するのに使用することもできる。例えば、保存されたデータは、移送装置へ送信されるべきデータが中継装置へ送信されるように、使用されることが可能である。
本方法は、移動装置に送信されるべき別のデータを受信し、保存されているデータに基づいて、別のデータを転送するステップ（例えば、別のデータを中継装置に送信するステップ）をさらに有する。
移動装置において生じたデータを受信するステップにおいて、中継装置から少なくとも1つのデータパケットを受信してもよい。中継装置の識別子は少なくとも1つのデータパケットのソースとして指定されてもよい。移動装置において生じたデータは、移動装置を識別するデータをさらに含んでいてもよい。移動装置を識別するデータは、セッション識別子でもよい。
移動装置において生じるデータは、第1の時点で受信され、上記の方法は、移動装置において生じた別のデータを第2の時点で受信するステップをさらに有し、そのデータは第2の中継装置の識別子を含み、第2の時点は第1の時点より後である。保存されているデータは、第2の中継装置の識別子を移動装置に関連付けるように更新されてもよい。
このように、移動装置に関連する中継装置は、移動装置から最近受信したデータに基づいて決定されてもよい。例えば、データを最近受信した際の送信元の中継装置が、移動装置に関連付けられてもよい。中継装置は、受信したデータパケットのソースとして確認される。
第2の中継装置の識別子はIPアドレスでもよい。移動装置から生じた別のデータは、別の中継装置から受信されてもよい。
上記の又はそれぞれの中継装置は無線基地局でもよい。上記の又はそれぞれの無線基地局と移動装置との間に無線接続が確立されてもよい。
移動装置は乗物に関連付けられてもよい。乗物に関連する移動装置と乗物に乗っている複数のユーザ装置との間に無線接続が提供されてもよい。すなわち、移動装置は、乗物に乗っている複数の装置へデータ接続を提供するように形成された無線アクセスポイントでもよい。
本発明の第4形態によれば、乗物との間でデータ通信を行う方法が提供され、本方法は、第1の時点において第1の基地局との接続を確立するステップと、乗物から第1の基地局へデータパケットを送信するステップと、第2の時点において第2の基地局との接続を確立するステップと、第2の時点より後に、乗物から第2の基地局へデータパケットを送信するステップとを有し、乗物は、第1の時点及び第2の時点の後に、第1の基地局からデータパケットを受信する。
すなわち、例えば乗物が第2の基地局から、より強い信号を受信する領域に入ったことに起因して、乗物が第2の基地局と接続する場合、乗物は第1の基地局からデータパケットを依然として受信する。このようにして、乗物が第2の基地局に接続した後であってデータパケットの送信を開始した後に、乗物に送信されたデータパケットは、乗物により受信され、これにより、第2の時点以降に乗物が第2の基地局との間でのみデータパケットを送受信する場合に生じるおそれがあるパケットの欠落又は損失を軽減できる。
接続は無線接続でもよい。
データパケットは、第2の時点以降、第2の基地局からも受信される。
本方法は、第2の時点より遅い第3の時点において、第1の基地局との接続を切断するステップを有する。そのような切断は、第1の基地局との接続がもはや可能でない又は必要ない場合に、乗物の移動により引き起こされる。したがって、第2の時点と第3の時点との間の期間において、第1の基地局及び第2の基地局からデータパケットが受信され、第3の時点以降、第1の基地局からデータパケットは受信されない。
第1の基地局及び第2の基地局はそれぞれ別の装置と通信し、乗物とその別の装置との間に通信セッションが確立されてもよい。乗物から第1及び第2の基地局各々へ送信されるデータパケットは通信セッションの一部でもよく、第1及び第2の基地局各々から乗物が受信するデータパケットは通信セッションの一部でもよい。
本発明の実施形態は適切なハードウェア及び／又はソフトウェアによる任意の形式で実現可能であることが、理解されるであろう。例えば、本発明を使用するように形成される装置は、適切なハードウェア手段を用いて形成されてもよい。あるいは、本発明の実施例を使用するようにプログラム可能な装置がプログラムされてもよい。したがって、本発明は本発明の実施形態を使用する適切なコンピュータプログラムにより実現されてもよい。そのようなコンピュータプログラムは適切な媒体により持ち運ばれてもよく、そのような媒体は、有形の搬送媒体（例えば、ハードディスク、CD−ROM等）や通信信号のような有体でない媒体を含む。
以下、本発明の実施例を添付図面を参照しながら説明する。
図1は、列車1とのデータ通信を行うために使用されるネットワークを示す。列車には通信制御ユニット（CCU）2が備わっており、通信制御ユニットは、ネットワーク3に接続される基地局A、Bに接続する。CCU2及び基地局A、Bの双方に無線通信インタフェースが備わっており、CCU2及び基地局A、Bの間で無線接続を確立できるようにする。ホームエージェント4もネットワーク3に接続されている。CCU2及びホームエージェント4の間で仮想プライベートネットワーク（PVN）が確立され、CCU2及びホームエージェント4の間でデータパケットが安全に送受信できるようにする。
ホームエージェント4はインターネット5に接続される。ホストコンピュータ6もインターネット5に接続される。CCU2がVPNを通じてホームエージェント4に接続されているということは、インターネット5に接続されるコンピュータ（例えば、ホスト6）から見た場合、全てのトラフィックがホームエージェント4から出ているように見えることを意味し、インターネット5に接続されるコンピュータは、ホームエージェント4とCCU2との間の通信の詳細を考慮しなくてよい。むしろインターネット5に接続されるコンピュータは、データパケットをホームエージェント4に単に配信することができ、ホームエージェント4は受信したデータパケットを処理し、そのようなデータパケットがCCU2に適切に転送されるのを保証することができる。
CCU2は列車に搭載されて無線ネットワーク接続を提供する。したがって、列車1に登場している乗客は、移動コンピュータ装置（例えば、ラップトップ、パームトップコンピュータ等）を用いてCCU2に接続することで、インターネット5にアクセスできる。移動コンピュータ間の接続は、適切な如何なる形式でなされてもよいが、例えばIEEE802．11標準仕様にしたがってなされてもよい。
ホームエージェント4及びCCU2間の接続の詳細は、インターネット5に接続されるコンピュータにとって考慮される必要はないが、ホームエージェント4は、CCU2との間で送受信するデータパケットを適切にルーティングできることを要する点に、留意すべきである。
列車1が移動すると、異なる基地局に接続する。各々の基地局は各自がデータを送受信できる有限の範囲を有し、列車の移動中に、列車が1つより多い数の基地局と通信できる期間が存在するように、複数の有限の期間が重複していることが好ましい。一例として、第1の時点においてCCU2は基地局Aに接続されているが、列車が矢印Xの方向に移動すると、その後、CCU2は基地局Bに接続される。したがって、CCU2が異なる時間に異なる基地局に接続される場合、ホームエージェント4は、CCU2の位置を検出する手段（測位手段）を要する。
経路又はルートを判別する従来の方法の1つは、ルータ情報プロトコル（Router Information Protocol：RIP）を利用するものである。このプロトコルは、ネットワークにおいてCCU2からホームエージェント4に至る経路の変化を広めるのに使用可能である。経路の変化の拡散又は通知は、CCU2が接続される基地局が変化した場合に行われる。しかしながら、そのような通知法は或る低度の時間を要し、何らかのデータパケットが不適切にルーティングされてしまうおそれがあることが、理解されるであろう。さらに、そのようなシステムの場合、CCUは特定の場所において一度に一つの基地局としか接続されない。そのようなシステムは、スケーラビリティ（scalability）の観点から問題がある。同様な問題は、オープンショーティストパスファーストプロトコル（OSPF）のような他の動的なルーティングプロトコルの場合にも存在する。
図2は図1に示すネットワークにおいていくつかの要素を詳細に描いた図を示す。特に、CCU2は2つの無線ブリッジ7、8に接続されたルータ9を有することが分かる。無線ブリッジ7は第1の周波数でデータを送受信するように構成され、無線ブリッジ8は第2の周波数でデータを送受信するように構成されている。
基地局Aにも同様に2つの無線ブリッジ10、11が設けられ、無線ブリッジ10は第1の周波数でデータを送受信するように構成され、無線ブリッジ11は第2の周波数でデータを送受信するように構成されている。基地局Aは2つのネットワーク変換（NAT）装置12、13をさらに有し、NAT装置12は無線ブリッジ10に接続され、NAT装置13は無線ブリッジ11に接続されている。
基地局Bは基地局Aと同様に構成されている。特に、基地局Bは異なる周波数でデータをそれぞれ送受信する2つの無線ブリッジ14、15を有し、無線ブリッジ14、15の各々にNAT装置16、17がそれぞれ接続されている。NAT装置12、13、16、17は、例えば、台湾国台北市DリンクコーポレーションのDI−604のようなNAT可能なネットワークスイッチでもよい。
NAT装置12、13、16、17は、各自の無線ブリッジからのデータパケットをそれぞれ受信し、そのようなデータパケットをネットワーク3を介して送出する。良く知られているように、データパケットはしばしばヘッダを含み、ヘッダは、データパケットのソースを示す第1のフィールドと、データパケットの宛先又は目的地を示す第2のフィールドとを有する。通常、CCU2により生成されるデータパケットは、そのヘッダの中に、CCU2のアドレスをソースアドレスとして示すデータを含んでいる。
目下の例の場合、NAT装置が受信するデータパケットは、インターネットプトコル（IP）データパケットであり、ある装置のIPアドレスを示すフィールドを含み、その装置からデータパケットが生じる（すなわち、CCU2）。NAT装置は、データパケットがネットワーク3を通じて転送される前に、データパケット内のソースアドレスを修正することで、受信したデータパケットを修正する。その結果、（データパケットのソースアドレスに基づいて）ホームエージェント4は、CCUからではなく、何れかのNAT装置から生じたように見えるデータパケットを受信する。
このようにしてNAT装置が使用される場合、ホームエージェント4そして実際にはネットワーク3に接続される他の任意の装置は、CCUが異なる基地局に接続する場合に、データパケットがしたがう経路を修正する処理を一切行う必要がない。むしろ、後述するように、CCUからのデータパケットが受信され、及びCCU宛のデータパケットを関連するNAT装置へ転送する場合に、ホームエージェント4は、特定のCCUに関連するNAT装置を示すデータを単に保存する。上記の方法のようにしてNAT装置を使用することは、CCU2が、基地局Aに接続されている状態から基地局Bに接続されている状態に移動する場合、CCU2からのパケットが生じているように見えるIPアドレスは変わることを意味することが、理解されるであろう。より具体的には、そのようなデータが当初はNAT装置12、13の何れかから生じているように見え、NAT装置12、13の何れかのIPアドレスを含んでいるが、CCU2が基地局Bに接続されると、CCU2から生じるデータパケットはNAT装置16、17の何れかのIPアドレスを含むことになる。CCU2から生じるデータパケットに関連するIPアドレスのそのような変更は、CCU2を正確に特定し、データパケットが適切なセッションの一部として処理されることを保証するホームエージェント4の観点からは、問題を生じる。
上述したように、CCU2及びホームエージェント4の間にはVPNが確立されている。CCU2及びホームエージェント4の間のセッションに固有のセッション識別子を関連付け、セッション識別子がIPアドレスの変更によらず同じままであるようにすることで、データパケットを適切に処理できることが分かる。本発明の一実施例において、これは、セッション各々に固有のポート番号を割り当てるCIPE（Cripto IP Encapsulation）プロトコルを用いて実行される。ポート番号はIPアドレスの変更によらず同じままである。したがって、ポート番号は、図2のネットワークにおいてデータパケットが適切にルーティングできるようにする。
図3はCCU2及びホームエージェント4の間におけるデータパケットの転送の様子を概略的に示す。
時刻T0において、CCU2は基地局Aに接続している。これは、CCU2の無線ブリッジ7と基地局Aの無線ブリッジ10との間、又はCCU2の無線ブリッジ8と基地局Aの無線ブリッジ11との間に接続が確立されていることを意味する。
時刻T1において、基地局Aがデータパケットt1、t2、t2をCCU2から受信する。これらのデータパケットは、基地局Aからホームエージェント4へネットワーク3を介して転送され、時刻T2においてホームエージェント4において受信される。ホームエージェント4は、基地局AのNAT装置12、13の何れかからデータパケットt1、t2、t3を受信する。ホームエージェント4は、（受信したデータパケット内に含まれているセッション識別子を用いて）データパケットがCCU2に関連していること、及びIPアドレスがNAT装置12、13のうちの何れかであること（データパケットはそのIPアドレスから受信されている）の双方を確認する。ホームエージェント4は、ホームエージェント4から送信される任意のデータパケット（確認したセッション識別子に関連付けられるもの）が、データパケットt1、t2、t3を送信したIPアドレス（すなわち、NAT装置12、13のうちの何れかに関連するIPアドレス）に送信されるべきことを示すデータを保存又は格納する。
ホームエージェント4が受信すると、データパケットt1、t2、t3はインターネット5を介してホスト6に転送される。データパケットt1、t2、t3は時刻T3においてホスト6により受信される。
時刻T4において、基地局Aがデータパケットt4、t5をCCU2から受信する。データパケットt4、t5はホームエージェント4に転送され、それらは時刻T5においてホームエージェント4により受信される。ホームエージェント4は、データパケットt4、t5に含まれているセッション識別子に基づいて、データパケットがCCU2から生じていることを確認し、かつデータパケットを送信したNAT装置のIPアドレスを確認する。データパケットt4、t5がホームエージェント4において基地局Aから受信される場合、ホームエージェント4は保存されているデータを一切更新する必要はない。なぜなら、ホームエージェント4は、基地局AのNAT装置12、13の何れかに関連するIPアドレスを、適切なセッション識別子に関連付けるデータを既に保存しているからである。
データパケットt4、t5はホームエージェント4からホスト6へ転送され、それらは時刻T6においてホスト6により受信される。
時刻T7において、CCU2は基地局Bに接続される。これは、列車1が矢印Xの方向に移動したことで、ネットワーク3に対して基地局Aよりも基地局Bを用いた方がより良い接続を実現できることに起因して行われる。
時刻T8において、データパケットt1、t2、t3に応じて、ホスト6が生成したデータパケットr1、r2、r3がホームエージェント4において受信される。ホームエージェント4は、データパケットr1、r2、r3に含まれているセッション識別子に基づいて、データパケットr1、r2、r3がCCU2宛であることを確認する。ホームエージェント4は、CCU2宛のデータパケットが、基地局Aに関連するNAT装置12、13の何れかに転送されるべきことも確認する。この確認又は判断は、最も直近のデータパケットがホームエージェント4により受信された時点で格納されたデータに基づいており、その格納されたデータはCCU2に現在関連付けられているIPアドレスを含み、IPアドレスは基地局AのNAT装置12、13の何れかに関連している。
時刻T7においてCCU2は基地局Bに接続しているが、時刻T8においてデータパケットr1、r2、r3は基地局Aに送信されていることが分かる。その理由は、ホームエージェント4がIPアドレスにデータパケットをIPアドレスに送信し、そのIPアドレスから関連するセッションのデータパケットが最近受信されているからである。したがって、基地局BのNAT装置16、17の何れかのIPアドレスをソースとして指定するデータパケットが、CCU2から未だ受信されていない場合、現在CCU2は基地局Bに接続されているが、データパケットr1、r2、r3は依然として基地局Aに送信されることになる。CCU2は基地局Aとの接続が失われる前に、事前に基地局Bとの接続を確立するので、データパケットr1、r2、r3はCCU2により依然として適切に受信される。したがって、異なる基地局との接続が確立した場合であっても、それ以前にCCUが接続されていた基地局との接続は切断されない。
時刻T9において、基地局BがCCU2からデータパケットt6、t7を受信する。基地局Bはデータパケットをホームエージェント4に転送する。それを行う前に、データパケットt6、t7は、それらがCCU2ではなく、NAT装置16、17の何れかに関連するソースIPアドレスを有するように、何れかのNAT装置16、17において処理される。時刻T10において、データパケットt6、t7はホームエージェント4により受信される。
ホームエージェント4がデータパケットt6、t7を受信すると、データパケットt6、t7はCCU2に関連することがセッション識別子により確認される。さらに、パケットは基地局Bに関するNAT装置16、17の何れかにより受信されたものであることも確認される。したがって、ホームエージェント4は、CCU2を含むセッションに関するIPアドレスが、基地局AのNAT装置12、13の何れかのIPアドレスではなく、基地局BのNAT装置16、17の何れかのものであるように、保存しているデータを修正する。
時刻T11において、ホームエージェント4がホスト6からデータパケットr4、r5を受信する。これらのデータパケットはデータパケットt4、t5に応じて生成されたものである。ホームエージェント4は、セッション識別子に基づいて、データパケットr4、r5はホームエージェント4及びCCU2の間に確立されたセッションに関するものであることを確認する。そのセッションに関するデータパケットが基地局Bを介して受信した最新のものであった場合（時刻T10におけるものであった場合）、ホームエージェント4により保存又は格納されるデータは、CCU2宛のデータパケットは、基地局BのNAT装置16、17の何れかに送信されるべきであり、かつそれに応じて適切に送信されるべきことを示す。したがって、データパケットr4、r5は基地局Aを介して受信したデータパケットt4、t5に応じるものであるが、基地局Bが関連するセッションのデータパケットを最近送信したものである場合、データパケットr4、r5は基地局Bに送信されることが、分かる。
図2を参照するに、列車に搭載されている無線ブリッジ7、8はルータ9に接続されているように示されている。無線ブリッジはレイヤ2の装置である。CCU及び基地局の間のブリッジループで生じるブロードキャストストリーム（broadcast storm）のような問題に対処するため、ブリッジの各々はレイヤ3の装置によって互いのブリッジから分離され、レイヤ2のブリッジ各々が個々のIPアドレスを介してのみアクセス可能であるようにする。レイヤ2装置の分離は、ポートベースの仮想LAN（port based virtual LAN）を用いるような適切な任意の手段により、あるいは個々の物理イーサネット（登録商標）ポートを通じて各ブリッジを接続することで、達成可能である。付加的に又は代替的に、ブリッジループは、レイヤ2装置のポート間に適切なフィルタを設けることで抑制されてもよい。
さらに、無線ブリッジ7、8の各々は異なる周波数で動作し、基地局A、Bの各々は各自の周波数で動作する無線ブリッジを含んでいる。そのような構成は、CCU及び基地局の間で伝送されるデータパケットが、適切な無線パス又は無線経路に沿うことを保証できる点で好ましい。さらに、データパケットの流れを制御するために（仕向けるために）スイッチが使用される場合、有利なことに、管理されたスイッチを利用して、レイヤ2トラフィックを介するさらなる制御を可能にしてもよい。
基地局A、BはCCU2に無線通信の機能を提供する。本発明の実施例において、多種多様な基地局が使用可能である。無線アドレス変換機能を備えていない任意の基地局に、そのような機能を提供する関連する装置が設けられてもよい。上記の説明から、ネットワークアドレス変換機能を提供する各々の装置は、各自固有のIPアドレスを有することが分かる。
異なる列車のCCUは異なるIPアドレスを有し、CCUに関連付けられている無線ブリッジ各々は異なるアドレスを有する。しかしながら、CCUに関連付けられる無線ブリッジのアドレスは、複数のCCUの間で固有でなくてもよい。
上記の説明ではネットワーク3及びネットワーク5を別個のネットワークとして取り扱っていたが、実施例によっては、基地局A、Bはインターネット5を通じてホームエージェント4に接続してもよいことが、理解されるであろう。
上記の説明では、CCU2は基地局A、Bに関連していた。これらの基地局は、有利なことに、列車が移動する線路に沿っている。本発明の代替実施例では、CCU2は、個々の移動通信ネットワークに関する基地局と通信し、CCU2は列車が移動する際に異なる移動通信ネットワークに接続してもよい。同様に、CCU2は衛星ネットワークに接続するように構成されてもよい。
上記の説明によれば、CCU2は列車1において無線ネットワーク接続を提供し、列車に登場している乗客は移動コンピュータ装置を用いてCCU2に接続していた。本発明の一実施例では、CCU2は列車において無線ネットワーク接続を提供するように形成されいなくてもよいことが、理解されるであろう。そのような例は、テレメトリ（telemetry）や閉会路テレビ（closed circuit television）に有用である。
上記の説明ではCCUが列車に関連付けられていた。本願により開示される方法は列車の例に限定されず、移動する人物又は対象物とデータ通信を行う任意の状況に広く適用可能であることが、理解されるであろう。特に、開示される方法は他の乗物（例えば、バスや車両）との間におけるデータ通信に使用可能である。
以下、実施の形態により教示される手段を例示的に列挙する。
[付記1］
乗物との間でデータ通信を行う方法であって、
前記乗物を指定する第1の識別子を有する第1のデータパケットを、中継装置が、前記乗物に関連する装置から受信するステップと、
前記中継装置を示すように前記第1の識別子を修正するステップと、
修正された前記第1のデータパケットを前記中継装置から別の装置へ転送するステップと
を有し、前記乗物に関連する前記装置と前記別の装置との間で通信セッションが確立され、前記通信セッションにセッション識別子が関連付けられ、前記第1のデータパケットは前記セッション識別子を含み、前記修正された前記第1のデータパケットは前記セッション識別子を含む、方法。
[付記2］
前記通信セッションは、暗号化IPカプセル化（CIPE）通信セッションによるものである、付記1記載の方法。
[付記3］
前記乗物に関連する前記装置及び前記中継装置の間に無線接続を確立するステップをさらに有する付記1又は2に記載の方法。
[付記4］
前記中継装置及び前記別の装置の間に有線接続を確立するステップをさらに有する付記1−3の何れか1項に記載の方法。
[付記5］
前記別の装置がインターネットに接続される、付記1−4の何れか1項に記載の方法。
[付記6］
前記第1の識別子がIPアドレスである、付記1−5の何れか1項に記載の方法。
[付記7］
前記第1の識別子を修正する際、ネットワークアドレス変換（NAT）を利用して、前記乗物のIPアドレスから前記中継装置のIPアドレスへ前記第1の識別子を修正する、付記1−6の何れか1項に記載の方法。
[付記8］
前記中継装置に関連する第2の識別子を有しかつセッション識別子を有する第2のデータパケットを、中継装置が受信するステップと、
前記乗物に関する装置を示すように前記第2の識別子を修正するステップと、
前記第2のデータパケットを前記乗物に関連する装置に転送するステップと
をさらに有する付記1−7の何れか1項に記載の方法。
[付記9］
前記第2の識別子は宛先を示す、付記8記載の方法。
[付記10］
前記第2の識別子がIPアドレスである、付記8又は9に記載の方法。
[付記11］
前記第2の識別子を修正する際、前記セッション識別子に基づいて修正する、付記8−10の何れか1項に記載の方法。
[付記12］
前記乗物に関連する前記装置と前記乗物に乗っている複数のユーザ装置との間に無線接続を提供するステップをさらに有する、付記1−11の何れか1項に記載の方法。
[付記13］
付記1−12の何れか1項に記載の方法をコンピュータに実行させるコンピュータが読取可能な命令を有するコンピュータプログラム。
[付記14］
付記13に記載のコンピュータプログラムを運ぶためのコンピュータ読取可能な媒体。
[付記15］
乗物との間でデータ通信を行う装置であって、
プロセッサにより読取可能な命令を格納するメモリと、
前記メモリに格納されている命令を読み取って実行するプロセッサと
を有し、前記命令は、付記1−12の何れか1項に記載の方法を前記プロセッサに実行させる命令である、装置。
[付記16］
乗物との間でデータ通信を提供する装置であって、
前記乗物を指定する第1の識別子を含む第1のデータパケットを、前記乗物に関連する装置から中継装置により受信する手段と、
前記中継装置を指定するように前記第1の識別子を修正する手段と、
修正された前記第1のデータパケットを前記中継装置から別の装置へ転送する手段と、
前記乗物に関連する前記装置及び前記別の装置の間で通信セッションを確立し、前記通信セッションにセッション識別子を関連付ける手段と
を有し、前記第1のデータパケットは前記セッション識別子を有し、前記修正された前記第1のデータパケットは前記セッション識別子を有する、装置。
[付記17］
移動装置と通信する方法であって、
中継装置の識別子を含む、移動装置において生じたデータを受信するステップと、
前記中継装置の識別子を前記移動装置に関連付けるデータを保存するステップと、
保存した前記データに基づいて別のデータを前記移動装置に送信するステップと
を有する方法。
[付記18］
前記別のデータを受信し、保存している前記データに基づいて前記別のデータを転送するステップをさらに有する、付記17記載の方法。
[付記19］
前記移動装置において生じたデータを受信するステップにおいて、前記中継装置から少なくとも1つのデータパケットを受信する、付記17記載の方法。
[付記20］
前記中継装置の識別子が少なくとも1つのデータパケットのソースとして指定される、付記18記載の方法。
[付記21］
前記移動装置において生じた前記データは、前記移動装置を識別するデータを含んでいる、付記17−20の何れか1項に記載の方法。
[付記22］
前記移動装置を識別する前記データが、前記移動装置に関する通信セッションのセッション識別子である、付記20記載の方法。
[付記23］
第1の移動装置において生じたデータが第1の時刻に受信される、付記17−21の何れか1項に記載の方法であって、
第2の時刻において前記移動装置が別のデータを受信するステップであって、前記データは第2の中継装置の識別子を含み、前記第2の時刻は前記第1の時刻より後である、ステップと、
前記第2の中継装置の前記識別子を前記移動装置に関連付けるように、保存している前記データを更新するステップと
を有する方法。
[付記24］
前記第2の中継装置の前記識別子がIPアドレスである、付記23記載の方法。
[付記25］
前記移動装置において生じた前記別のデータが、別の中継装置から受信されたものである、付記22又は23に記載の方法。
[付記26］
前記又は各々の中継装置が無線基地局であり、前記又は各々の中継装置と前記移動装置との間に無線接続が確立される、付記17−24の何れか1項に記載の方法。
[付記27］
前記移動装置が乗物に関連付けられている、付記17−25の何れか1項に記載の方法。
[付記28］
前記乗物に関連する前記移動装置と前記乗物に乗っている複数のユーザ装置との間に無線接続を提供するステップをさらに有する、付記26記載の方法。
[付記29］
付記17−28の何れか1項に記載の方法をコンピュータに実行させるコンピュータが読取可能な命令を有するコンピュータプログラム。
[付記30］
付記29に記載のコンピュータプログラムを運ぶためのコンピュータ読取可能な媒体。
[付記31］
移動装置との間で通信を行う装置であって、
プロセッサにより読取可能な命令を格納するメモリと、
前記メモリに格納されている命令を読み取って実行するプロセッサと
を有し、前記命令は、付記17−28の何れか1項に記載の方法を前記プロセッサに実行させる命令である、装置。
[付記32］
乗物との間でデータ通信を行う方法であって、
第1の時点において第1の基地局との接続を確立し、前記乗物から前記第1の基地局へデータパケットを送信するステップと、
第2の時点において第2の基地局との接続を確立し、前記第2の時点より後に、前記乗物から前記第2の基地局へデータパケットを送信するステップと
前記第1の時点及び前記第2の時点の後に、前記第1の基地局からデータパケットを受信するステップと
を有する方法。
[付記33］
前記第1の基地局との前記接続が無線接続であり、前記第2の基地局との前記接続も無線接続である、付記32記載の方法。
[付記34］
前記第2の時点より後に、前記第2の基地局からデータパケットを受信するステップをさらに有する、付記32又は33に記載の方法。
[付記35］
当該方法が、前記第2の時点と前記第2の時点より遅い第3の時点との間の期間において、前記第1の基地局及び前記第2の基地局からデータパケットが受信されるように、かつ前記第3の時点以降、前記第1の基地局からデータパケットは受信されないように、前記第3の時点において、前記第1の基地局との接続を切断するステップをさらに有する、付記34記載の方法。
[付記36］
前記第1の基地局及び前記第2の基地局が別の装置とそれぞれ通信し、前記乗物と前記別の装置との間に通信セッションが確立される、付記32−36の何れか1項に記載の方法。
[付記37］
前記乗物から前記第1及び第2の基地局各々へ送信されるデータパケットが、前記通信セッションの一部であり、前記第1及び第2の基地局各々から前記乗物が受信するデータパケットが、通信セッションの一部である、付記36記載の方法。
[付記38］
付記32−37の何れか1項に記載の方法をコンピュータに実行させるコンピュータが読取可能な命令を有するコンピュータプログラム。
[付記39］
付記38に記載のコンピュータプログラムを運ぶためのコンピュータ読取可能な媒体。

Claims (1)

  1. 乗物との間でデータ通信を行う方法であって、
    第１の時点において第１の基地局との接続を確立し、前記乗物から前記第１の基地局へデータパケットを送信するステップと、
    第２の時点において第２の基地局との接続を確立し、前記第２の時点より後に、前記乗物から前記第２の基地局へデータパケットを送信するステップと
    前記第１の時点及び前記第２の時点の後に、前記第１の基地局からデータパケットを受信するステップと
    を有する方法。
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