JP3204235B2 - 切断時間を考慮した無線データ通信システムとその方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線伝送路を利用
したデータ通信において、無線回線が切断し、データ通
信が途絶える状況においても、データ通信が途絶える時
間を予め取得することにより、センタ側のデータ通信処
理を継続可能とする無線データ通信システムに関する。
具体的には地下鉄などのような状況における無線データ
通信システム、すなわち無線データ通信可能区間（駅な
ど）と無線データ通信不可能な区間（トンネルなど）と
を交互に移動し、無線データ通信の不可能な区間を移動
する時間を前もってある程度の精度で予測できるような
状況における無線データ通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の無線データ通信方式を図２を参照
して説明する。図２において、モバイルゲートウェイ２
０２はアプリケーションサーバ２０１とのデータ通信内
容を通信速度を変えずに格納する。ネットワーク２０３
は既存の無線通信ネットワーク（例.PIAFS：PHS Intern
et Access Forum Standardなど）を利用する。アプリケ
ーションサーバ２０１と無線通信端末２０４との間では
予め決められた通信手順を用いてデータ通信する。従来
考案されていたモバイルゲートウェイ２０２は、アプリ
ケーションサーバ２０１との通信速度を特に考慮せず
に、データ通信内容を格納していた。このモバイルゲー
トウェイ２０２は無線通信端末２０４との通信が途絶え
ると、データ通信内容を格納し、無線通信端末２０４と
の通信が再開すると単に格納していたデータ通信内容を
無線通信端末２０４へ送信する機能を持っていた。これ
により、無線通信端末２０４の切断による通信手順の二
重化（アプリケーション間の通信のやり直し）を防ぐ効
果があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
無線データ通信方式においては、次のような課題があ
る。第１の課題は、無線通信端末２０４がある時間通信
不可能となる場合にモバイルゲートウェイ２０２は通信
不可能となる時間を知らないため、モバイルゲートウェ
イ２０２はアプリケーションサーバ２０１との通信速度
を変えることができないということである。第２の課題
は、無線通信端末２０４がある時間通信不可能となる場
合にアプリケーションサーバ２０１からの通信内容を、
通信速度を変えずにモバイルゲートウェイ２０２に格納
するため、アプリケーション毎に決められた時間が経過
すると、アプリケーションサーバ２０１は一連の通信を
継続できないということである。第１の課題および第２
の課題を抱えた従来のモバイルゲートウェイ２０２を備
えた無線データ通信システムは以下の場合に、伝達効率
の低下およびアプリケーションサーバ２０１の負荷増大
になる。具体例としては図１２で示すように、無線デー
タ通信中に無線通信端末１２０７のトンネル通過などに
より通信不可能な区間がある場合が考えられる。通信不
可能な区間を通過中にかかる時間を通信不可能な時間と
する。従来はこの通信不可能な時間はセンタ側で関知し
ておらず、アプリケーションサーバはアプリケーション
に固有のタイマにより、通信を中断し、通信再開不可能
な状態になっていた。このため、該無線通信端末１２０
７がトンネル通過後に通信可能な状態になったときに、
以前の通信を継続できない状態となり、通信およびアプ
リケーションを再び初期状態から動作させる必要があっ
た。このような状況は特に、通信可能区間と通信不可能
な区間が短時間の内に交互に繰り返される地下鉄での移
動において、頻繁に見られる問題点であった。しかし地
下鉄での移動に関しては、その移動時間は自家用車や徒
歩に比べて一定であり、トンネル進入からトンネルを出
るまでの時間が予想しやすい。このことを利用して、図
１２に示すように、電車がトンネルを通過するまでの時
間（これから進入するトンネルを抜けて、再び通信でき
るまでの時間）を、微弱な電波により送出する時間通知
装置１２０５をトンネルの入り口付近に設置し、この時
間情報を受けた無線通信端末１２０７は無線データ通信
中のセンタ１２０１内にあるモバイルゲートウェイへ時
間情報を送る。モバイルゲートウェイは時間情報を基に
アプリケーションサーバとの通信時間を調整（遅く）し
て、従来の方式で起こっていたようなアプリケーション
サーバが通信再開不可能な状態にならなくすることがで
きる。本発明の目的はモバイルゲートウェイ２０２が、
無線通信端末２０４が通信不可能となる時間分経過した
後に、無線通信端末２０４が再接続することを期待し
て、アプリケーションサーバ２０１との通信を継続する
無線データ通信システムを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、無線伝送路を
利用したデータ通信において、無線回線が切断し、デー
タ通信が途絶える状況においても、データ通信が途絶え
る時間を予め取得することにより、センタ側のデータ通
信処理を継続させるようにしたことを特徴としている。
本発明は具体的には地下鉄などの、無線データ通信可能
区間（駅など）と無線データ通信不可能な区間（トンネ
ルなど）とを交互に移動し、無線データ通信の不可能な
区間を移動する時間を前もってある程度の精度で予測で
きるような状況において有効に作用する。以上のような
状況において、トンネルなどの直前にそのトンネルを通
過するために必要な時間を発信する機器をおき、この時
間に合わせて本発明のモバイルゲートウェイが通信速度
を落とした上で無線通信端末（クライアント機）の代理
を行い、センタ側のアプリケーションサーバが通信タイ
ムアウトすることなく、連続してアプリケーションサー
バとクライアントアプリケーションとの間の通信を行う
ことを本発明の特徴とする。請求項１に記載の発明は、
無線回線通信路を利用し、センタに設置されたアプリケ
ーションサーバと、移動しながらデータ通信を行う無線
データ通信端末とを有する無線データ通信システムにお
いて、前もって予測可能な無線回線の切断時間情報を電
波で発信する手段と、前記無線回線が切断されている
間、アプリケーションサーバへ応答し、処理した通信を
記憶装置に蓄えて、前記無線データ通信端末の通信処理
を代行する手段と、前記無線回線の切断時間情報分の切
断時間経過後に、前記記憶装置に蓄えられている前記代
行して処理した通信を前記無線データ通信端末へ送出す
る手段とが具備されていることを特徴としている。請求
項２に記載の発明は、請求項１に記載の無線データ通信
システムにおいて、前記の無線データ通信端末の通信処
理を代行する手段は、通信処理を代行する際に、通信の
応答間隔を遅らせることにより、前記アプリケーション
サーバとの通信速度を低下させる手段を具備することを
特徴としている。請求項３に記載の発明は、請求項１に
記載の無線データ通信システムにおいて、前記の無線デ
ータ通信端末の通信処理を代行する手段は、アプリケー
ションサーバとの通信速度を低下させている時間を、前
記無線回線の切断時間情報を基に算出し、前記記憶装置
内の通信処理の記録がすべて無線データ通信端末へ送出
されたことを判断する手段を具備することを特徴として
いる。請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の無線
データ通信システムにおいて、前記無線データ通信端末
の通信処理を代行する手段は、前記記憶装置に格納され
た通信処理の残りを常に監視して、この通信処理の残り
が無くなったことを検知することにより、前記記憶装置
内の通信処理の記録がすべて上記無線データ通信端末へ
送出されたことを判断する手段を具備することを特徴と
している。請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求
項４記載の無線データ通信システムにおいて、前記の無
線データ通信端末の通信処理を代行する手段は、モバイ
ルゲートウェイであることを特徴としている。請求項６
に記載の発明は、請求項１に記載の無線データ通信シス
テムにおいて、前記無線データ通信端末は、前記無線回
線の切断時間情報を電波で発信する手段から該切断時間
情報を受信すると、アプリケーションサーバとのデータ
通信を中断し、前記無線データ通信端末の通信処理を代
行する手段へ前記切断時間情報を通知する手段を具備す
ることを特徴としている。請求項７に記載の発明は、請
求項１に記載の無線データ通信システムにおいて、前記
無線データ通信端末はタイマを具備し、前記無線回線の
切断時間情報を電波で発信する手段から該切断時間情報
を受信し、この受信した切断時間情報の切断時間の経過
が前記タイマにより通知されると、無線回線の接続を行
うことを特徴としている。請求項８に記載の発明は、請
求項１に記載の無線データ通信システムにおいて、前記
無線データ通信端末には電波監視部を具備し、該電波監
視部により基地局からの電波強度を監視し、回線を接続
し通信を再開することを特徴としている。請求項９に記
載の発明は、請求項１に記載の無線データ通信システム
において、前記の予測可能な無線回線の切断時間情報を
電波で発信する手段は、前記無線データ通信端末の通信
処理を代行する手段と有線で接続されており、前記無線
データ通信端末が利用している無線回線に程なく発生す
る切断と、該無線回線の切断時間と、該無線データ通信
端末固有の識別子とを、前記無線データ通信端末の通信
処理を代行する手段へ通知する手段を具備することを特
徴としている。請求項１０に記載の発明は、請求項９に
記載の無線データ通信システムにおいて、前記予測可能
な無線回線の切断時間情報を電波で発信する手段から該
切断時間情報を受信した前記無線データ通信端末は、上
記の予測可能な無線回線の切断時間情報を電波で発信す
る手段へ該無線データ通信端末固有の識別子を発信して
応答する手段を具備することを特徴としている。請求項
１１に記載の発明は、請求項１に記載の無線データ通信
システムにおいて、前記無線データ通信端末の通信処理
を代行する手段は、予めアプリケーションの種類毎に別
々の通信の応答方法を持ち、前記アプリケーションサー
バと前記無線データ通信端末との通信内容を監視し、通
信中のアプリケーションの種類を認識することにより、
無線回線の切断時に前記アプリケーションの種類毎に設
定された通信の応答方法を参照して、無線データ通信端
末の代わりにアプリケーションサーバと通信することを
特徴としている。請求項１２に記載の発明は、請求項１
に記載の無線データ通信システムにおいて、前記予測可
能な無線回線の切断時間情報を電波で発信する手段の代
わりに、前記無線データ通信端末の位置を検出できる手
段を無線データ通信端末内に具備し、さらにこの無線デ
ータ通信端末の位置情報から前記予測可能な無線回線の
切断時間情報を参照できるテーブルを具備することを特
徴としている。請求項１３に記載の発明は、センタに設
置されたアプリケーションサーバと、移動しながらデー
タ通信を行う無線データ通信端末と、上記アプリケーシ
ョンサーバと無線データ通信端末との間の中継装置とし
てセンタに設置されたモバイルゲートウェイと、一定周
期で時間情報Ｔを発信している時間通知装置と、を有す
る無線データ通信システムの通信方法において、上記セ
ンタ側のアプリケーションサーバと上記無線データ通信
端末との間で滞り無く通信が行われている過程と、上記
の無線データ通信端末が上記の時間通知装置に接近し
て、時間情報Ｔを受信する過程と、上記無線データ通信
端末は時間情報Ｔを受け取ると、前記滞り無く行われて
いた通信より優先してこの時間情報Ｔをセンタ側へ送出
する過程と、上記の時間情報受信後、回線切断が起こ
り、回線切断以後ある特定時間、電波の受信が中断され
る過程と、上記の回線切断により電波の受信が中断され
ている間、無線データ通信端末は通信の途中の状態を保
持する過程と、前記センタ側へ送出された時間情報Ｔ
を、モバイルゲートウェイ内へ受信する過程と、上記時
間情報Ｔを受信したモバイルゲートウェイの指示によ
り、アプリケーションサーバの通信速度を低下させ、モ
バイルゲートウェイ内のバッファにデータを貯める過程
と、Ｔ時間経過後、無線データ通信端末はモバイルゲー
トウェイと再び通信を開始し、上記バッファに貯められ
たデータを順次無線データ通信端末へ送出する過程と、
上記バッファに貯められたデータが次第に減少し、残量
は０となるとき、アプリケーションサーバの通信速度を
元の速度に戻す過程と、を有することを特徴としてい
る。

【０００５】

【発明の実施の形態】図１を参照すると、本発明の一実
施例としての無線データ転送システムが示されている。
図１において、時間通知装置１０５は時間情報を微弱な
電波を利用して送出することのできる無線機を具備し、
予め内部に格納された時間情報を一定間隔で送出する。
無線通信端末１０４は情報処理部と無線部とタイマを具
備し（図３参照）、情報処理部で扱ったデータを無線部
を介して、無線伝送路に載せてアプリケーションサーバ
１０１へ送ることができる。また逆にアプリケーション
サーバ１０１から無線伝送路に載せて送られてきたデー
タを、無線部を介して情報処理部で扱うこともできる。
さらに無線通信端末１０４は、上記のようなデータ通信
中においても、時間通知装置１０５からの時間情報を受
信した時には、この時間情報を前記データ通信と同様に
送信することもできる。ネットワーク１０３は既存の無
線通信用ネットワークを用いる。またダイアルアップル
ータ（図３参照）も既存のものを利用できる。ここでは
単に無線伝送路としてネットワーク１０３およびダイア
ルアップルータを用いている。ダイアルアップルータは
ネットワーク回線を経由して、LAN（Local Area Networ
k：構内ネットワーク）に接続するために必要な信号変
換を行う。本発明のようにデジタルデータを無線伝送路
を利用して通信する場合には、前記PIAFS（PHS Intern
et Access Forum Standard）を用いることもある。
ネットワーク１０３には無線通信端末１０４とセンタと
の間を接続するための交換機や、無線通信端末１０４と
の間を無線で通信するための基地局が含まれるが、既に
周知のことであるので、ここでは省略する。モバイルゲ
ートウェイ１０２は、データ入出力部Aおよびデータ入
出力部Bと、ヘッダ監視部と、バッファと、入出力制御
部と、タイマを具備し（図３参照）、通常アプリケーシ
ョンサーバ１０１と無線通信端末１０４とのデータ通信
を中継している。モバイルゲートウェイ１０２は無線通
信端末１０４から前記時間情報を受け取ると、アプリケ
ーションサーバ１０１との通信速度を低下させる。その
後前記時間情報分の時間が経過した後、モバイルゲート
ウェイ１０２はバッファ内に貯まったデータを無線通信
端末に送り出して、アプリケーションサーバ１０１との
通信速度を元に戻す。図３を参照すると、図１に示す無
線データ通信システムの詳細な構成が示されている。モ
バイルゲートウェイ３０３には無線通信端末３１５との
データ入出力処理を行うために、ネットワーク側に配置
されたデータ入出力部A ３０４と、アプリケーション
サーバ３０１とのデータ入出力処理を行うために、LAN
３１９側に配置されたデータ入出力部B ３０５とが設
置されている。該データ入出力部A ３０４とデータ入
出力部B ３０５のそれぞれの通信速度に差が生じたと
きに、この差を緩衝するための記憶領域であるバッファ
３０７が設置されている。通常は無線通信端末３１５か
ら受け取ったデータをそのままバッファ３０７へ書き込
み、このデータの中に、前記時間情報Ｔが含まれている
ことを監視し、前記時間情報Ｔが含まれていたときに、
前記時間情報Ｔを入出力制御部３０６へ渡すヘッダ監視
部３０８が設置されている。さらにデータ入出力部B
３０５の通信速度の加減を制御するための入出力制御部
３０６と、該入出力制御部３０６が設定した時間Ｓが経
過したことを、入出力制御部３０６へ通知するためのタ
イマ３０９とを最低限具備している。入出力制御部３０
６は前記ヘッダ監視部３０８より前記時間情報Ｔを受け
取ると、動作を開始する。入出力制御部３０６は、時間
情報Ｔを受け取った時刻を、無線通信端末３１５とネッ
トワーク３１１との間の通信が切断した時刻として記憶
する。また、入出力制御部３０６は前記データ入出力部
B３０５に対して通信速度を指示する信号を送る。ま
た、入出力制御部３０６はヘッダ監視部３０８から時間
情報Ｔを受け取った時刻から、時間情報に示された時間
＋Ｓ時間後に前記データ入出力部B３０５に対して通信
速度を指示する信号を送る。データ入出力部B３０５
は、LAN３１９等のネットワークを利用してアプリケー
ションサーバ３０１／３０２と通信をする。データ入出
力部B３０５は、アプリケーションサーバ３０１との通
信はパケット単位で行い、アプリケーションサーバ３０
１から受け取ったパケットはバッファ３０７に格納し、
バッファ３０７内にアプリケーションサーバ３０１へ渡
すパケットがあれば、このパケットをアプリケーション
サーバ３０１へ送出する。データ入出力部B ３０５は
入出力制御部３０６から通信速度を指示する信号を受け
取ると、この信号に従いアプリケーションサーバ３０１
との通信速度を変更する。通信速度の変更はデータパケ
ット単位で行い、パケットの受取完了通知パケット（ac
kパケット）の送出間隔を遅延させることにより、通信
速度を低下させる。また、データ入出力部B３０５は通
信速度の変更を指示する信号が、通信速度を戻すもので
あれば、前記ackパケットの送出間隔を遅延の無いよう
に送出する。データ入出力部A３０４は、ダイアルアッ
プルータ３１０などを経由して接続する無線公衆回線網
（ネットワーク）３１１に繋がる無線通信端末３１５と
通信する。データ入出力部A３０４は、無線通信端末３
１５との通信はパケット単位で行い、無線通信端末３１
５から受け取ったパケットはバッファ３０７に格納し、
バッファ３０７内に無線通信端末３１５へ渡すパケット
があれば、このパケットを無線通信端末３１５へ送出す
る。また、データ通信中に無線公衆回線網の無線区間が
切断した場合、データ入出力部A３０４は直ちに無線通
信端末３１５との通信を終了する。Ｓ時間について説明
する。前記入出力制御部３０６が前記ヘッダ監視部３０
８より前記時間情報を受け取った時刻から、該入出力制
御部３０６がデータ入出力部B３０５に対して、通信速
度を戻す内容を含んだ通信速度の変更を指示する信号を
送出するまでの時刻までをＳ時間とする。つまり、該入
出力制御部３０６は時間情報を受け取ってからＳ時間後
に、データ入出力部B３０５へ通信速度を戻す内容を含
んだ通信速度の変更を指示する信号を送出する。図４を
参照すると、Ｓ時間は以下のように定義されていること
がわかる。前記ヘッダ監視部３０８より入出力制御部３
０６へ渡される時間情報をＴとする。この時間情報Ｔは
データ入出力部A３０４と無線通信端末３１５との間の
通信が一時的に途絶えるときの、通信が途絶えている時
間と同じであると本実施例では仮定する。該データ入出
力部A３０４と該無線通信端末３１５との間の通信速度
をｖ１、該データ入出力部A３０４と該無線通信端末３
１５との間で滞り無く通信しているときの、データ入出
力部B３０５とアプリケーションサーバ３０１との間の
通信速度も同じくｖ１とする。また、該データ入出力部
A３０４と該無線通信端末３１５との間の通信が一時的
に途絶えたときの、該データ入出力部B３０５と該アプ
リケーションサーバ３０１との間の通信速度をｖ２とす
る。以上のような条件の時、ｖ１×（Ｓ−Ｔ）＝Ｓ×ｖ
２なので、 Ｓ＝Ｔ×ｖ１／（ｖ１−ｖ２）時間とな
る。予めｖ１、ｖ２を定数であったとすると、ＳはＴの
一次式で表せる。なお、ｖ１および、ｖ２はアプリケー
ションサーバ３０１／３０２およびアプリケーションの
種類によって決定される定数であり、予め入出力制御部
３０６はこの値を、アプリケーションサーバ３０１／３
０２およびアプリケーションの種類毎に、テーブル情報
として持っているものとする。このテーブルをｖ２のテ
ーブルと呼ぶ。前記パケットは、連続する一連の通信デ
ータを時間方向に並べたものであり、任意の量のデータ
と、このデータに関する情報やデータの送り先と、送り
もとの情報（アドレス）を含むヘッダからできている。
前記モバイルゲートウェイ３０３は通信の最小単位をパ
ケットとして動作している。時間通知装置３１４は図１
２のように設置されることを想定している。図１２にお
いて、時間通知装置１２０５は微弱な電波に、その先の
通信不可能な区間１２０９を通過するのに要する時間情
報Ｔを発信し続けている。通信不可能な区間１２０９と
は、基地局A１２０３との通信が途絶え、基地局B１２０
４との通信が可能になるまでの区間を意味する。微弱な
電波の発信には特定省電力型の無線機を用いて、５メー
トル程度の範囲で電波が届く無線機を持っている。この
ため、無線通信端末１２０７が時間通知装置１２０５の
近くを通ったときだけに、該無線通信端末１２０７は該
時間通知装置１２０５からの時間情報Ｔを受け取ること
ができる。無線通信端末３１５は、情報処理部３１６と
無線部３１７とタイマ３１８とを具備し、通常無線公衆
回線３１１を利用しセンタ側のアプリケーションサーバ
３０１／３０２と任意のデータ通信を行っているが、時
間通知装置３１４から時間情報Ｔを受け取ると、アプリ
ケーションサーバ３０１とのデータ通信を中断し、時間
情報Ｔをセンタ側へ送出する。ヘッダ監視部３０８は、
通常無線通信端末３１５とアプリケーションサーバ３０
１とのデータ通信を通過させているが、無線通信端末３
１５より時間情報Ｔを含むパケットが通過することを監
視し、パケットより時間情報Ｔを切り出して前記入出力
制御部３０６へこの時間情報Ｔを渡す。以上詳細に実施
形態の構成を述べたが、図３のダイアルアップルータ３
１０、ネットワーク（無線公衆回線網）３１１、基地局
３１２／３１３、アプリケーションサーバ３０１／３０
２は、当業者にとってよく知られており、従来の物を適
用でき、また本発明とは直接関係しないので、その詳細
な構成は省略する。また、アプリケーションサーバにつ
いては、単体で設置される他、複数であってもよい。

【０００６】次に図３の無線データ通信システムの動作
を図４に示すタイムチャートを使用して説明する。また
図３の無線データ通信システムは図１２に示すような状
況において設置されているものとする。なお図１２は地
下鉄の駅などの状況を示し、駅においては無線データ通
信が行われ、トンネルに進入してまもなく無線データ通
信が不可能になることを表している。また図１２におい
て、時間通知装置１２０５はトンネル１２０８入り口付
近に設置され、移動体（電車などの乗り物）１２０６上
にある無線通信端末１２０７は、トンネル１２０８に進
入する直前でのみ時間通知装置１２０５からの時間情報
を受信できることを示している。図４において、時間通
知装置３１４は一定周期で時間情報Ｔを発信している
（ステップＳ４０１）。この時、一定周期とは１秒間隔
とし、時間情報Ｔの値は１５秒とする。前述したように
無線通信端末３１５は移動している地下鉄の車両上で、
利用者によりデータ通信を指示されているものとし、こ
のため、無線通信端末３１５は駅などで停車している間
に、センタ側のアプリケーションサーバＡ３０１と滞り
無く通信しているものとする（ステップＳ４０３）。こ
の時のデータ通信速度ｖ１を２９。２ｋｂｐｓ（キロビ
ット毎秒）であるとする。またこの時のアプリケーショ
ンサーバＡ３０１はｆｔｐ（file transfer protocol：
ファイル転送用のアプリケーション）であるとし、連続
したデータをアプリケーションサーバ３０１から無線通
信端末３１５へ連続して転送しているものとする。前述
したように、移動している車両上で無線通信端末３１５
が通信している（ステップＳ４０３）とき、次第に該無
線通信端末３１５は通信不可能な区間（トンネル）に近
づく。トンネル入り口付近において、無線通信端末３１
５は前記時間通知装置３１４より時間情報Ｔを受け取る
（ステップＳ４０４）。無線通信端末３１５は時間情報
Ｔを受け取ると、ｆｔｐ通信より優先してこの時間情報
Ｔをセンタ側へ送出する（ステップＳ４０５）。この後
まもなく車両の移動により、無線通信端末３１５と基地
局A３１２との間の電波が届かなくなり、回線切断が起
こる（ステップＳ４０６）。回線切断以後は車両がトン
ネルを抜けて次の基地局B３１３からの電波を受信する
まで中断される。この間、無線通信端末３１５はｆｔｐ
通信の途中の状態を保持する。通常モバイルゲートウェ
イ３０３は無線通信端末３１５とアプリケーションサー
バＡ３０１が滞り無くｆｔｐ通信をしている場合、この
通信を単に中継しているに過ぎない。単に中継とは、本
実施例においては、アプリケーションサーバＡ３０１か
らのデータを無線通信端末３１５に成り代わり受信し、
受信した内容をモバイルゲートウェイ３０３内に具備す
るバッファ３０７に記録する動作と、このバッファの内
容を読み出し、無線通信端末３１５へ向けてアプリケー
ションサーバ３０１に成り代わり送信する動作を指す。
このときモバイルゲートウェイ３０３においては、デー
タ入出力部A３０４はネットワーク３１１の許容する通
信速度ｖ１で通信をおこなう。本実施例においては前述
の通りｖ１を２９。２ｋｂｐｓとする。また、モバイル
ゲートウェイ３０３はバッファ３０７を持つため、デー
タ入出力部B３０５とアプリケーションサーバ３０１と
の間の通信速度は特に気にしないが、ここでは説明のた
め、ｖ１と同じであることとする。通常、モバイルゲー
トウェイ３０３で通信の中継を行わない場合、LAN３１
９の通信許容速度が無線ネットワーク３１１の通信速度
より十分速いことが多く、このとき、LAN３１９での通
信速度はより遅い無線ネットワーク３１１の通信速度に
依存することが多い。つまりｖ１である。さて、無線通
信端末３１５がセンタ側へ向けて時間情報Ｔを送出する
と、この時間情報Ｔはネットワーク３１１を経由してモ
バイルゲートウェイ３０３へ到着する(ステップＳ４０
５)。モバイルゲートウェイ３０３内のデータ入出力部A
３０４はこの時間情報Ｔを通常のデータ通信パケットと
同様にモバイルゲートウェイ３０３内へ受信する。ヘッ
ダ監視部３０８は、通常無線通信端末３１５からアプリ
ケーションサーバ３０１へのデータ通信パケットを、そ
のままバッファ３０７に書き込んでいる。このヘッダ監
視部３０８は常に通過するパケットのヘッダを監視して
いるが、時間情報Ｔを含んだパケットのヘッダ（ヘッダ
には該パケットが時間情報Ｔを含んでいることを識別す
るための識別子が記述されている）を検出すると、パケ
ットを分解し、この中から時間情報Ｔを取り出す。次に
ヘッダ監視部３０８はこの時間情報Ｔを入出力制御部３
０６へ送る。入出力制御部３０６は通常のデータ通信に
おいては特に動作しない（ステップＳ４０３）。入出力
制御部３０６はヘッダ監視部３０８からの時間情報Ｔを
受け取ることにより動作を開始する。入出力制御部３０
６は時間情報Ｔを受け取ると、データ入出力部B３０５
に対し、アプリケーションサーバ３０１との通信速度を
下げるように指示する（ステップＳ４０７）。この時に
指示する速度をｖ２とし、本実施例においては１０ｋｂ
ｐｓとする。ｖ２はアプリケーションサーバＡ３０１上
の通信アプリケーションの種類によって決定される。こ
の値は可能な限り遅くするが、通信アプリケーション
（ここではｆｔｐ）が通信を中断しない程度に設定する
ことが望ましい。また、入出力制御部３０６は、アプリ
ケーションサーバ３０１／３０２または、利用している
アプリケーションの種類に応じて、または、ＴおよびＳ
の値に応じて、データ入出力部B３０５の通信速度をｖ
２にするのではなく、アプリケーションサーバ３０１／
３０２との通信そのものを中断することも考えられる。
この場合、入出力制御部３０６は後述するデータ入出力
部B３０５の通信速度をｖ２からｖ１に戻す動作も行わ
ない。通信は通信開始（ステップＳ４０１）からのやり
直しとなる。通信速度をｖ２にするか、中断するかの判
断は、前記入出力制御部３０６の持つｖ２のテーブルに
併せて記述されている。一般的な通信アプリケーション
は、通信する相手（ここでは無線通信端末３１５上のｆ
ｔｐプログラム）からの応答が一定時間途絶えると、通
信する相手に何らかの異常が生じたと判断して、通信を
中断してしまうよう作られている。このことは、通信す
る相手がそれ以上通信できない状態において、アプリケ
ーションサーバ３０１が余分なマシン資源を消費しない
よう配慮されたためである。ただし、この仕組みはLAN
などの有線を利用したネットワークを前提に考えられた
ものであり、本実施例のような無線回線を含む経路を利
用する通信環境に関しては配慮されていない。次に入出
力制御部３０６はタイマ３０９に時間Ｓを設定する。時
間Ｓは前述したようにｖ１、ｖ２、Ｔからなる式で表す
ことができ、Ｓ＝Ｔ・ｖ１／（ｖ１−ｖ２）であった。
ここで、ｖ１＝２９．２ｋｂｐｓ、ｖ２＝１０．０ｋｂ
ｐｓ、Ｔ＝１５秒であったので、Ｓ≒３０．８秒とな
る。仮にタイマ３０９は精度１秒で動作するならば、入
出力制御部３０６はタイマ３０９にＳ＝３１秒を設定す
る。 タイマ３０９はＳ時間を設定されることにより動
作し、Ｓ時間後に入出力制御部３０６へ通知を行う。入
出力制御部３０６はこの通知により、Ｓ時間経過したこ
とを認識する。さて、前記無線通信端末３１５と移動車
両はＴ時間後にトンネルを抜け、再び通信可能な区間へ
進入する。この時、無線通信端末３１５内のタイマ３１
８はＴ時間経過したことを無線部３１７に通知し、この
通知を合図に自動で回線接続（ステップＳ４０８）およ
び通信再開することにより、再び無線通信端末はモバイ
ルゲートウェイ３０３と通信を開始する（ステップＳ４
０９）。タイマ３１８を利用する代わりに利用者による
操作により、無線通信端末３１５は回線接続（ステップ
Ｓ４０８）および通信再開（ステップＳ４０９）を行っ
ても良い。このときモバイルゲートウェイ３０３のデー
タ入出力部A３０４は通信速度ｖ１で通信しているもの
とする。上記のようにして、Ｔ時間内にデータ入出力部
B３０５によってバッファ３０７に貯められたデータの
内容は順次データ入出力部A３０４により無線通信端末
３１５へ送られる。このとき、未だデータ入出力部B３
０５とアプリケーションサーバＡ３０１との通信速度は
ｖ２のままであるため、バッファに貯まったデータはし
だいに減少していく。ここで、理想的な通信状態である
なら、通信速度をｖ２にしてからＳ時間後にバッファの
残量は０となるはずである（ステップＳ４１０）。実用
上では通信速度は固定ではないため、多少の時間的誤差
は生じることもある。さて、タイマ３０９よりＳ時間経
過したことを通知された入出力制御部３０６はデータ入
出力部B３０５に対し、通信速度をｖ１に戻すように指
示する。これにより、データ入出力部A３０５およびデ
ータ入出力部B３０４はともに速度ｖ１で通信を行い、
通常のデータ通信に戻る。図３の本実施例においてはこ
の後ｆｔｐ通信は完了し（ステップＳ４１１）、通信を
終了している（ステップＳ４１２）。通信が完了する前
に再び車両が次のトンネルに進入すると、再び無線通信
端末３１５は次の時間通知装置３１４より時間情報Ｔ
（この値Ｔは次のトンネルを通過する為に要する時間で
あり、先に述べたＴの値１５秒ではない）を通知され、
上記の動作（ステップＳ４０４〜ステップＳ４１０）を
繰り返すことになる。また、時間通知装置３１４は、一
定の時刻になると内部に持つ予め用意されたテーブルな
どを参照して、時間情報Ｔを更新する（ステップＳ４１
３）ことができる。これは、移動車両のトンネル通過時
間が時間帯によって変化することに対応するための手段
である。

【０００７】本発明の第２の実施例の構成を図５に示
す。その基本的構成は前記の通りであるが、時間通知装
置の時間情報通知方法についてさらに工夫している。図
５の無線データ通信システムにおいて、時間通知装置５
１３は直接入出力制御部５０６と繋がっており、時間通
知装置５１３付近を通過した無線通信端末５１４の識別
子と、その無線通信端末５１４が通信不可能な区間を通
過する時間とを入出力制御部５０６へ知らせる。時間通
知装置５１３から時間情報Ｔを受け取るタイミングで、
無線通信端末５１４は時間通知装置５１３に無線通信端
末に一意に割り振られた識別子を返す。このため、第１
の実施例におけるモバイルゲートウェイ３０３内のヘッ
ダ監視部３０８が不要になり、また、時間通知装置３１
４から時間情報Ｔを受信した無線通信端末３１５は、こ
の時間情報Ｔをセンタ側へ送出することなく、入出力制
御部３０６はデータ入出力部Ｂ３０５の通信速度を変更
することができる第１の実施例の機能を持つ無線データ
通信システムが実現できる。本発明の他の実施例の構成
を図６、７、８に示す。その基本的構成は前記の通りで
あるが、モバイルゲートウェイについてさらに工夫して
いる。第３の実施例の図６はタイマ３０９の代わりにバ
ッファ監視部６０４を具備するモバイルゲートウェイで
あり、バッファ監視部６０４はバッファ６０２を常に監
視している。これにより、一旦データ入出力部Ｂ６０１
の通信速度を低下させた後に、再び無線通信回線が繋が
り、データ入出力部Ａ６０６がデータ通信を再開してい
る最中に、バッファ６０２に格納されたデータの残量が
０になったことを検出し、０になった時点で入出力制御
部６０３へ通知することによって、第１の実施例と同じ
機能を実現することができる。第４の実施例の図７はデ
ータ監視部７０２を具備するモバイルゲートウェイであ
り、データ監視部７０２は常に通信中のデータ通信の内
容を監視し、このデータの内容からデータ通信の種別お
よび状況を認識し、入出力制御部７０３へ最適なｖ２を
通知する。このことにより、入出力制御部７０３は通信
中のアプリケーションサーバ３０１／３０２および、利
用中のアプリケーションの種類を知ることができ、第１
の実施例のｖ２のテーブルを参照するためのキー項目を
得ることができる。第５の実施例として、図８を用いて
モバイルゲートウェイの変形例を示す。図８はタイマの
代わりにバッファ監視部８０６を具備し、さらにデータ
監視部を持ち合わせるモバイルゲートウェイであり、第
３の実施例と第４の実施例の機能を同時に併せ持つ第１
の実施例を実現できる。本発明の他の実施例の構成を図
９、１０、１１に示す。その基本的構成は前記の通りで
あるが、無線通信端末についてさらに工夫している。第
６の実施例の図９は無線通信端末の変形例を示す。電波
監視部９０３が基地局Ｂ５１２からの電波の強度を監視
し、回線接続するために十分な電波の強度が得られたこ
とを無線部９０１に通知を行い、無線部９０１は回線接
続を再開する。この事により、タイマを用いて回線接続
を行っていた第１の実施例よりも、電波の状況に最適な
回線接続を行う無線通信端末を実現する。第７の実施例
の図１０は無線通信端末の変形例を示す。タイマ１００
３に時間Ｔを設定し、Ｔ時間後に無線部１００１と情報
処理部１００２に通知を行い、無線部１００１は回線接
続し、情報処理部１００２がデータ通信を再開する無線
通信端末を実現する。第８の実施例の図１１は無線通信
端末の変形例を示す。電波監視部１１０３が基地局Ｂ５
１２からの電波の強度を監視し、回線接続するために十
分な電波の強度が得られたことを無線部１１０１と情報
処理部１１０２に通知を行い、無線部１１０１は回線接
続し、情報処理部１１０２がデータ通信を再開する無線
通信端末を実現する。第９の実施例の図１３のような無
線データ通信システムを考案する。図１３の無線データ
通信システムにおいて、無線通信端末１３１５は該無線
通信端末の地理上の位置情報を検出する手段を具備して
いる。位置情報を検出するためには、これまで多くの手
段が提案されていて、人工衛星を利用する方法や、ジャ
イロを用いる方法や、通信中の基地局固有の識別子を用
いる方法などがある。本実施例では、位置情報を検出す
る手段の具体的な方法は問わない。また、図１３の無線
データ通信システムにおいて、モバイルゲートウェイ１
３０３は前記地理上の位置情報に基づき、前もって予測
できる回線切断の切断時間情報を参照できるテーブル１
３２０（これを切断テーブルと呼ぶ）を持つ。該テーブ
ル１３２０は入出力制御部１３０６から参照される。ま
た、ヘッダ監視部１３０８は位置情報が通信データとし
て通過するとき、この中から位置情報を取りだし入出力
制御部１３０６へ通知する。前記無線通信端末１３１５
はデータ通信中であれば、常に一定の間隔（例えば５秒
間隔）で該無線通信端末１３１５の位置情報を検出し、
この位置情報をデータ通信の合間にセンタ側へ送出す
る。モバイルゲートウェイ内のヘッダ監視部１３０８は
この位置情報を検知すると、入出力制御部１３０６へ渡
し、入出力制御部１３０６はこの位置情報を基に切断時
間テーブル１３２０を参照して、該無線通信端末１３１
５が切断する状況にあるかどうかを調べる。以上の動作
を繰り返しながら、入出力制御部１３０６が該無線通信
端末１３１５が回線切断するような状況になったら、切
断時間テーブルから得られる時間情報Ｔを参照し、第１
の実施例と同様にデータ入力部B１３０５へ通信速度の
低下を指示する信号を送り、該無線通信端末１３１５と
アプリケーションサーバA１３０１との通信速度をｖ２
へ低下させる。その後の動作および時間Ｓの算出方法な
どは、第１の実施例と同じである。

【０００８】

【効果の説明】以上説明したように、本発明において
は、以下に記載するような効果を奏する。第１の効果は
無線通信端末が移動中にある時間通信不可能となる場合
において、無線通信端末が通信不可能な時間を切断前に
センタ側へ通知しているので、センタ側で通信を中継す
るモバイルゲートウェイがアプリケーションサーバとの
通信速度を、通信不可能な時間に合わせて調整できるこ
とである。第２の効果は無線通信端末が移動中にある時
間通信不可能となる場合において、センタ側で通信を中
継するモバイルゲートウェイがアプリケーションサーバ
との通信速度を、通信不可能な時間に合わせて調整して
いるので、アプリケーションサーバは無線通信端末が通
信不可能な状態であることを意識せずに、継続して通信
できることである。第３の効果は無線通信端末が移動中
にある時間通信不可能となる場合において、 無線通信
端末は通信不可能な時間を切断前に認識しているので、
無線通信端末が通信可能な場所に移動する時刻を見計ら
って通信処理を開始できることである。第４の効果は無
線通信端末が移動中にある時間通信不可能となる場合に
おいて、 無線通信端末が通信可能な場所に移動する時
刻を見計らって通信処理を開始するので、無線通信端末
は電波状態の調査などの、通信可能な状態を常時監視す
る必要が無くなることである。第５の効果は無線通信端
末が移動中にある時間通信不可能となる場合において、
無線通信端末が通信可能な場所に移動する時刻を見計ら
って通信処理を開始するので、2)無線通信端末は通信不
可能な状態には消費電力を節約できることである。第６
の効果は無線通信端末が移動中にある時間通信不可能と
なる場合において、モバイルゲートウェイは通信速度を
下げてアプリケーションサーバと通信を継続するので、
アプリケーションサーバは通信相手が無応答になったと
きに行う確認のための通信を行うことが無いため、セン
タ側ネットワークの通信トラフィックを余分に増加する
ことを抑制できることである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の無線データ通信システムの基本的構
成図。

【図２】 従来の無線データ通信システムの基本的構成
図。

【図３】 本発明の無線データ通信システムの詳細な構
成図。

【図４】 本発明の無線データ通信システムの動作を説
明する基本シーケンス図。

【図５】 本発明の無線データ通信システムの他の実施
例の構成図。

【図６】 本発明のモバイルゲートウェイの他の実施例
の構成図。

【図７】 本発明のモバイルゲートウェイの他の実施例
の構成図。

【図８】 本発明のモバイルゲートウェイの他の実施例
の構成図。

【図９】 本発明の無線通信端末の他の実施例の構成
図。

【図１０】 本発明の無線通信端末の他の実施例の構成
図。

【図１１】 本発明の無線通信端末の他の実施例の構成
図。

【図１２】 本発明の無線データ通信システムの設置例
を示す図。

【図１３】 本発明の無線データ通信システムの他の実
施例の構成図。

【符号の説明】

１０１…アプリケーションサーバ １０２…モバイ
ルゲートウェイ １０３…ネットワーク １０４…無線通
信端末 １０５…時間通知装置 ２０１…アプリケーションサーバ ２０２…モバイ
ルゲートウェイ ２０３…ネットワーク ２０４…無線通
信端末 ３０１、３０２…アプリケーションサーバ ３０３…モバイルゲートウェイ ３０４、 ３０５…データ入出力部 ３０６…入出
力制御部 ３０７…バッファ ３０８…ヘッダ
監視部 ３０９…タイマ ３１０…ダイア
ルアップルーター ３１１…ネットワーク ３１２、 ３１３…基地局 ３１４…時間
通知装置 ３１５…無線通信端末 ３１６…情報処
理部 ３１７…無線部 ３１８…タイマ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04L 12/28 H04L 12/66 H04L 13/00 H04Q 7/38

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無線回線通信路を利用し、センタに設置
   されたアプリケーションサーバと、移動しながらデータ
   通信を行う無線データ通信端末とを有する無線データ通
   信システムにおいて、 前もって予測可能な無線回線の切断時間情報を電波で発
   信する手段と、 前記無線回線が切断されている間、アプリケーションサ
   ーバへ応答し、処理した通信を記憶装置に蓄えて、前記
   無線データ通信端末の通信処理を代行する手段と、 前記無線回線の切断時間情報分の切断時間経過後に、前
   記記憶装置に蓄えられている前記代行して処理した通信
   を前記無線データ通信端末へ送出する手段と、が具備さ
   れている無線データ通信システム。
2. 【請求項２】 前記の無線データ通信端末の通信処理を
   代行する手段は、通信処理を代行する際に、通信の応答
   間隔を遅らせることにより、前記アプリケーションサー
   バとの通信速度を低下させる手段を具備した請求項１に
   記載の無線データ通信システム。
3. 【請求項３】 前記の無線データ通信端末の通信処理を
   代行する手段は、アプリケーションサーバとの通信速度
   を低下させている時間を、前記無線回線の切断時間情報
   を基に算出し、前記記憶装置内の通信処理の記録がすべ
   て無線データ通信端末へ送出されたことを判断する手段
   を具備した請求項１に記載の無線データ通信システム。
4. 【請求項４】 前記無線データ通信端末の通信処理を代
   行する手段は、前記記憶装置に格納された通信処理の残
   りを常に監視して、この通信処理の残りが無くなったこ
   とを検知することにより、前記記憶装置内の通信処理の
   記録がすべて上記無線データ通信端末へ送出されたこと
   を判断する手段を具備した請求項１に記載の無線データ
   通信システム。
5. 【請求項５】 前記の無線データ通信端末の通信処理を
   代行する手段は、モバイルゲートウェイである請求項１
   乃至請求項４記載の無線データ通信システム。
6. 【請求項６】 前記無線データ通信端末は、前記無線回
   線の切断時間情報を電波で発信する手段から該切断時間
   情報を受信すると、アプリケーションサーバとのデータ
   通信を中断し、前記無線データ通信端末の通信処理を代
   行する手段へ前記切断時間情報を通知する手段を具備し
   た請求項１に記載の無線データ通信システム。
7. 【請求項７】 前記無線データ通信端末はタイマを具備
   し、前記無線回線の切断時間情報を電波で発信する手段
   から該切断時間情報を受信し、この受信した切断時間情
   報の切断時間の経過が前記タイマにより通知されると、
   無線回線の接続を行う請求項１に記載の無線データ通信
   システム。
8. 【請求項８】 前記無線データ通信端末には電波監視部
   を具備し、該電波監視部により基地局からの電波強度を
   監視し、回線を接続し通信を再開する請求項１に記載の
   無線データ通信システム。
9. 【請求項９】 前記の予測可能な無線回線の切断時間情
   報を電波で発信する手段は、前記無線データ通信端末の
   通信処理を代行する手段と有線で接続されており、前記
   無線データ通信端末が利用している無線回線に程なく発
   生する切断と、該無線回線の切断時間と、該無線データ
   通信端末固有の識別子とを、前記無線データ通信端末の
   通信処理を代行する手段へ通知する手段を具備した請求
   項１記載の無線データ通信システム。
10. 【請求項１０】 前記予測可能な無線回線の切断時間情
    報を電波で発信する手段から該切断時間情報を受信した
    前記無線データ通信端末は、上記の予測可能な無線回線
    の切断時間情報を電波で発信する手段へ該無線データ通
    信端末固有の識別子を発信して応答する手段を具備した
    請求項９に記載の無線データ通信システム。
11. 【請求項１１】 前記無線データ通信端末の通信処理を
    代行する手段は、予めアプリケーションの種類毎に別々
    の通信の応答方法を持ち、前記アプリケーションサーバ
    と前記無線データ通信端末との通信内容を監視し、通信
    中のアプリケーションの種類を認識することにより、無
    線回線の切断時に前記アプリケーションの種類毎に設定
    された通信の応答方法を参照して、無線データ通信端末
    の代わりにアプリケーションサーバと通信する請求項１
    に記載の無線データ通信システム。
12. 【請求項１２】 前記予測可能な無線回線の切断時間情
    報を電波で発信する手段の代わりに、前記無線データ通
    信端末の位置を検出できる手段を無線データ通信端末内
    に具備し、さらにこの無線データ通信端末の位置情報か
    ら前記予測可能な無線回線の切断時間情報を参照できる
    テーブルを具備する請求項１に記載の無線データ通信シ
    ステム。
13. 【請求項１３】 センタに設置されたアプリケーション
    サーバと、移動しながらデータ通信を行う無線データ通
    信端末と、上記アプリケーションサーバと無線データ通
    信端末との間の中継装置としてセンタに設置されたモバ
    イルゲートウェイと、一定周期で時間情報Ｔを発信して
    いる時間通知装置と、を有する無線データ通信システム
    の通信方法において、 上記センタ側のアプリケーションサーバと上記無線デー
    タ通信端末との間で滞り無く通信が行われている過程
    と、 上記の無線データ通信端末が上記の時間通知装置に接近
    して、時間情報Ｔを受信する過程と、 上記無線データ通信端末は時間情報Ｔを受け取ると、前
    記滞り無く行われていた通信より優先してこの時間情報
    Ｔをセンタ側へ送出する過程と、 上記の時間情報受信後、回線切断が起こり、回線切断以
    後ある特定時間、電波の受信が中断される過程と、 上記の回線切断により電波の受信が中断されている間、
    無線データ通信端末は通信の途中の状態を保持する過程
    と、 前記センタ側へ送出された時間情報Ｔを、モバイルゲー
    トウェイ内へ受信する過程と、 上記時間情報Ｔを受信したモバイルゲートウェイの指示
    により、アプリケーションサーバの通信速度を低下さ
    せ、モバイルゲートウェイ内のバッファにデータを貯め
    る過程と、 Ｔ時間経過後、無線データ通信端末はモバイルゲートウ
    ェイと再び通信を開始し、上記バッファに貯められたデ
    ータを順次無線データ通信端末へ送出する過程と、 上記バッファに貯められたデータが次第に減少し、残量
    は０となるとき、アプリケーションサーバの通信速度を
    元の速度に戻す過程と、 を有することを特徴とする無線データ通信方法。