JP3707954B2 - ネットワーク間接続装置及び通信システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信システムに関し、たとえば、インターネットなどの有線系のネットワークと、移動電話などの無線系ネットワークをゲートウェイ装置で接続することで構成される通信システムなどに適用し得るものである。
【０００３】
さらに、本発明は、かかる通信システムの構成要素としてのネットワーク間接続装置（例えばゲートウェイ装置）に関するものである。
【０００４】
【従来の技術】
文献１：Evolution of Wireless Data Services: IS-95 to cdma2000, IEEE Communication Magazine,October 1998, pp.140-149
従来、この種のゲートウェイ装置及び通信装置からなるシステムとしては、上記文献１のｐ．１４４のFigure１に示されるものがあった。
【０００５】
Figure１に示されたシステム構成では、システム構成の中央部に、ゲートウェイ装置の機能を持つＭＳＣ（Mobile Switching Center）が配置されている。
【０００６】
そしてＭＳＣの一方には、ＩＷＦ（Inter Working Function）が接続され、当該ＩＷＦにはさらにＰＤＮ（Public Data Network）が接続されている。
【０００７】
当該ＭＳＣの他方には、移動電話の基地局ＢＳ（Base Station）が接続され、この基地局ＢＳには、無線回線を介して移動局ＭＳ（Mobile Station）が接続されている。
【０００８】
ＭＳＣにはＲＬＰ（Radio Link protocol）が実装されており、上記文献１のｐ．１４４ １．２５（左欄、２５行）〜１．２８（左欄、２８行）に記載されているように、ＭＳＣとＭＳの間で再送プロトコル（ＡＲＱ：Automatic Repeat reQuest）を動作させることにより、信頼性のあるデータ伝送サービスを提供している。
【０００９】
再送プロトコルとは、伝送したデータが正しく相手先に届いたことを確認する受信確認が受信側から送信側に到着するまで、送信側は同じデータを繰り返し送る方式である。このようにすることにより、無線回線のような誤りの多い通信回線においても、やがては正確なデータ伝送が行われることが期待でき、品質の高いデータ伝送が可能となる。
【００１０】
また、上記文献１のｐ．１４５ Figure３には、無線回線に接続される通信装置の階層化プロトコル構成が示されている。インターネットで用いられるアプリケーションは、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）あるいはＵＤＰ（User Datagram Protocol）をトランスポート層のプロトコルとして利用する。
【００１１】
ＩＰ（Internet Protocol）パケットはトランスポートプロトコルとしてＴＣＰを用いているかＵＤＰを用いているかにかかわらず、ＰＰＰパケットとして０ＳＩ layer２の機能を利用して転送される。
【００１２】
０ＳＩ layer２は、上記文献１のｐ．１４６ １．１７〜１．２１に記述されているように、伝送路の品質が悪ければＡＲＱを動作させ、伝送路品質が十分高ければＡＲＱの動作をさせない。このようにして、従来の技術ではＴＣＰパケットの中継にもＵＤＰパケットの中継にも、同等の信頼性のあるデータ伝送プロトコルを適用していた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記システム構成では伝送路の状態が悪い場合には、ＴＣＰパケットもＵＤＰパケットも等しくＲＬＰにおける再送を受け、再送による遅延が発生する。
【００１４】
再送プロトコルによれば、やり取りされる情報系列の各部分は正確に伝送されるが、たとえば電話のように、エンドエンドのユーザが、受信した情報に応じて送信する情報を変更する手順を繰り返すことで成り立つ形式の通信では、各部分の正確さよりもリアルタイム性のほうが重要なことも少なくない。正確な情報を伝送するために頻繁に再送し、たびたび通信が途絶えて手順の進行が停止するような状況は、ユーザに耐え難い苦痛を与え、かえって通信の信頼性を低下させることも考えられる。求められる信頼性の中身はアプリケーションの種類に応じて変わってくるのが普通だからである。
【００１５】
トランスポートプロトコルに前記ＵＤＰを用いるアプリケーションは一般に、リアルタイム性を要求する。音声信号をインターネットで伝送するインターネット電話は、その代表例である。
【００１６】
特に、インターネット電話の少なくとも一方の通信端末が、前記通信装置ＭＳのように無線回線に接続されている場合、ＵＤＰパケットに対してもＲＬＰによる再送が頻発し、再送による遅延のため、たびたび通信が途絶える可能性が高い。
【００１７】
しかもＵＤＰでは、端末間の再送は行われないのであるから、通信経路上の前記無線回線以外の部分で伝送誤りが生じた場合、ＲＬＰによる再送をいくら繰り返しても端末に誤りのないパケットを届けることはできない。
【００１８】
したがって、トランスポートプロトコルが例えばＴＣＰであるか、ＵＤＰであるかによって、データリンクプロトコルを変更した方が矛盾や無駄のない通信を行うことができる。
【００１９】
この問題点をもっと広くとらえるなら、通信端末間のプロトコルであるトランスポートプロトコルに対応して、各通信端末とゲートウェイとのあいだのプロトコルであるデータリンクプロトコルを変更することができず、トランスポートプロトコルとデータリンクプロトコルとの関係が硬直的である点に問題の根元が存するものと考えられる。
【００２０】
当該硬直性のために、トランスポートプロトコルの意図した機能に反するような動作（例えば前記再送）を、データリンクプロトコルが実行してしまうことがある点が問題である。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明は、複数の通信装置間の通信経路が、第１の回線の区間とこの第１の回線の区間より伝送誤りが生じる蓋然性の高い第２の回線の区間によって構成されている場合、当該第１の回線と第２の回線のあいだに介在し、両回線間で通信の中継を行うネットワーク間接続装置において、前記複数の通信装置の内、前記第１の回線に接続された第１の通信装置から受信した通信パケットのトランスポート層通信プロトコルに応じて、データリンク層の中継プロトコルを選択する第１の中継プロトコル選択手段を備え、当該第１の中継プロトコル選択手段は、前記第１の通信装置から受信した通信パケットのトランスポート層通信プロトコルが再送機能を持つ第１の通信プロトコルである場合には、前記中継プロトコルとして再送機能を持つ第１の中継プロトコルを選択し、前記第１の通信装置から受信した通信パケットのトランスポート層通信プロトコルが再送機能を持たない第２の通信プロトコルである場合には、前記中継プロトコルとして再送機能を持たない又は再送回数が制限された第２の中継プロトコルを選択して、いずれか選択した中継プロトコルを用いて第２の回線に接続された第２の通信装置へ前記通信パケットを中継することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の通信システムは、第１の回線に接続された第１の通信装置と、伝送誤りの生じる蓋然性が前記第１の回線より高い第２の回線に接続された第２の通信装置と、本発明のネットワーク間接続装置とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（Ａ）実施形態
本発明にかかるネットワーク間接続装置及び通信システムを、トランスポート層のプロトコル（通信プロトコル）としてＴＣＰおよびＵＤＰを使用する通信システムに適用した場合を例に、実施形態について説明する。
【００２７】
（Ａ−１）実施形態の構成
本実施形態の通信システム４０の全体構成を図４に示す。図４は、通信装置４１には有線回線４４が接続され、当該有線回線４４に接続されているゲートウェイ装置４２には無線回線４５を介して通信装置４３が接続されている。具体的には、たとえば、有線回線４４はインターネット、通信装置４１はパソコン（パーソナルコンピュータ）、無線回線４５は携帯電話回線、通信装置４３は携帯電話機などであってよい。
【００２８】
ただし、当該パソコン４１はファイル転送機能に加えてインターネット電話などの機能を装備し、携帯電話機４３はインターネット電話機能に加えてファイル転送機能などを装備しているものとする。
【００２９】
前記ゲートウェイ装置４２の詳細構成例を図１に示す。
【００３０】
図１において、ゲートウェイ装置４２は、有線回線４４側の入出力端子１１と、有線回線側送受信インタフェース１２と、プロトコル判定部１３と、スイッチ１４と、下り回線側ＲＬＰ処理部１５と、無線回線側送受信インタフェース１６と、無線回線４５側の入出力端子１７と、上り回線側ＲＬＰ処理部１８とを備えている。
【００３１】
下り回線側ＲＬＰ処理部１５、上り回線側ＲＬＰ処理部１８などに関し、有線回線４４側から無線回線４５側に流れる情報パケットの方向を下り方向ＤＤ、逆を上り方向ＵＤと呼ぶ。以下においても同様である。
【００３２】
また、前記携帯電話機４３の詳細構成例は図２に示す。
【００３３】
図２において、携帯電話機４３は、無線回線４５に接続される入出力端子２１と、送受信インタフェース２２と、下り回線ＲＰＬ処理部２３と、ＴＣＰ処理部２４と、ＵＤＰ処理部２５と、アプリケーション処理部２６と、上り回線ＲＰＬ処理部２７とを備えている。
【００３４】
前記パソコン４１は、図３に示すような詳細構成を有する。
【００３５】
図３において、パソコン４１は、有線回線４４に接続される入出力端子３１と、送受信インタフェース３２と、ＴＣＰ処理部３３と、ＵＤＰ処理部３４と、アプリケーション処理部３５とを備えている。
【００３６】
前記携帯電話機４３と当該パソコン４１との構成上の対応関係は、アプリケーションに関しては、携帯電話機４３内のアプリケーション処理部２６とパソコン４１内のアプリケーション処理部３５とが対応し、ＴＣＰ通信はＴＣＰ処理部２４と３３とが対応し、ＵＤＰ通信はＵＤＰ処理部２５と３４とが対応し、下りＲＬＰは下り回線ＲＬＰ処理部１５と２３とが対応し、上りＲＬＰは上り回線ＲＬＰ処理部１８と２７とが対応して、各部で各プロトコル処理が終端される。
【００３７】
ここでＲＬＰは、トランスポートプロトコルの下位層にあたるデータリンク層のプロトコル（中継プロトコル）である。
【００３８】
なお、上記下り回線ＲＬＰ処理部１５、および上り回線ＲＬＰ処理部２７の内部、ないしその周辺には、ゲートウェイ装置４２と通信装置４３のあいだでＲＬＰによる再送を行うためにデータを一時的に蓄積しておく再送バッファメモリ（図示せず）を備える必要がある。
【００３９】
また、ＴＣＰ処理部３３，２４の内部、ないしその周辺には、通信装置４１と通信装置４３のあいだでＴＣＰによる再送を行うためにデータを一時的に蓄積しておく再送バッファメモリ（図示せず）を備える必要がある。
【００４０】
以下、上記のような構成を有する本実施形態の動作について説明する。
【００４１】
（Ａ−２）実施形態の動作
まず、ＵＤＰパケットＰＣ２（図６参照）を用いた情報伝送について説明する。これは、たとえば、携帯電話機４３を用いて行うインターネット電話などに該当し得る。
【００４２】
下り方向ＤＤの場合、パソコン４１のアプリケーション処理部３５から、ゲートウェイ装置４２を通って携帯電話機４３のアプリケーション処理部２６までＵＤＰパケットＰＣ２中のアプリケーションデータＡＤ２を伝送する。
【００４３】
パソコン４１のアプリケーション処理部３５は、アプリケーションの種類によりパケット（アプリケーションデータ）をＴＣＰ処理部３３あるいはＵＤＰ処理部３４へ出力する。
【００４４】
すなわちパケット送出にあたって、このアプリケーション処理部３５は、当該アプリケーションの種類が、リアルタイム性は必要ないが、誤りのないデータ転送が必要なファイル転送などのアプリケーションである場合は、アプリケーションデータ（ＡＤ２）をＴＣＰ処理部３３に出力し、リアルタイム性が重要な前記インターネット電話などのアプリケーションである場合は、アプリケーションデータ（ＡＤ１）をＵＤＰ処理部３４に出力する。
【００４５】
このような、アプリケーションの種類と出力先の対応関係、すなわちアプリケーションの種類とトランスポート層のプロトコルの対応関係は、あらかじめ設定しておくようにするとよい。
【００４６】
いま、当該アプリケーションは、たとえばインターネット電話のようにリアルタイム性が重視されるリアルタイムアプリケーションであるので、トランスポートプロトコルはＵＤＰであり、アプリケーションデータＡＤ２はＵＤＰ処理部３４に出力される。
【００４７】
したがって、当該アプリケーションに対応するリアルタイムパケットはＵＤＰ処理部３４で組み立てられる。ＵＤＰ処理部３４で組み立てられたＵＤＰパケットＰＣ２は送受信インタフェース３２へ出力され、入出力端子３１から有線回線４４へ送出される。
【００４８】
当該ＵＤＰパケットＰＣ２の構成は、図６に示すように、ＩＰ（インターネットプロトコル）が付加するＩＰヘッダ、ＵＤＰ（ユーザデータグラムプロトコル）が付加するＵＤＰヘッダ、上位層のアプリケーション（アプリケーション処理部３５）が生成したアプリケーションデータＡＤ２を備えている。
【００４９】
一方、もしも当該アプリケーションが、たとえばファイル転送アプリケーションのように、リアルタイム性よりも情報系列の各部の正確さを重視するアプリケーションである場合は、出力パケットは、ＴＣＰ処理部３３で組み立てられ、図５に示すＴＣＰパケットＰＣ１のような構造を持つことになる。ＴＣＰパケットＰＣ１の構成は、図６のＵＤＰパケットＰＣ１に比べて前記ＵＤＰヘッダの部分が、ＴＣＰ（トランスミッションコトロールプロトコル）の付加するＴＣＰヘッダで置換された点が相違する。
【００５０】
パソコン４１の入出力端子３１から送出された後、インターネット４４を介してゲートウェイ装置４２に到着した前記ＵＤＰパケットＰＣ２はゲートウェイ装置４２の入出力端子１１、送受信インタフェース１２を介して、プロトコル判定部１３とスイッチ１４に供給される。
【００５１】
プロトコル判定部１３では、入力された当該パケットがＴＣＰパケットかＵＤＰパケットかを判定するが、この判定は、当該パケットのＩＰヘッダ中のプロトコルタイプＰＴを調べることによって行われる。
【００５２】
ＩＰヘッダの構造を示した図７において、Ｌ１〜Ｌ６の６行からなるＩＰヘッダの１行は４バイト（３２ビット）より構成されている。ＩＰヘッダの最初（Ｌ１の左端）から数えて１０バイト目（Ｌ３の２バイト目）にプロトコルタイプＰＴを表示する１バイトからなるフィールドがある。このフィールドには、上位プロトコル（トランスポート層のプロトコル）がＴＣＰであるかＵＤＰであるかがコードにより表示されている。
【００５３】
ここでは当該パケットは、ＵＤＰパケットＰＣ２であるので、プロトコルタイプＰＴはＵＤＰを表示している。
【００５４】
したがって、判定の結果としてプロトコル判定部１３から出力される判定信号ＪＳは、当該パケットがＵＤＰパケットであることに対応して送受信インタフェース１６側の接点１４Ａに、スイッチ１４を切替える。
【００５５】
もし、当該入力パケットがＴＣＰパケットＰＣ１で、ＩＰヘッダのプロトコルタイプＰＴがＴＣＰを表示する場合には、後述するように、判定信号ＪＳは、スイッチ１４を下り回線ＲＬＰ処理部１５側の接点１４Ｂに切り替えることになる。
【００５６】
前記スイッチ１４（接点１４Ａ）から、送受信インタフェース１６、入出力端子１７を介してＵＤＰ処理部２５に供給されたＵＤＰパケットＰＣ２は、ＵＤＰ処理部２５においてアプリケーションデータＡＤ２が抽出され、当該アプリケーションデータＡＤ２がアプリケーション処理部２６に供給される。これにより携帯電話機４３のユーザは、当該アプリケーションデータＡＤ２に応じた情報を受け取ることができ、下り方向ＤＤの情報伝送が完了する。
【００５７】
反対に、ＵＤＰパケットＰＣ２の上り方向ＵＤでは、携帯電話機４３のユーザから入力された情報に応じてアプリケーション処理部２６が生成するアプリケーションデータＡＤ２がＵＤＰ処理部２５に供給される。
【００５８】
アプリケーションデータＡＤ２を受け取ると、ＵＤＰ処理部２５は、当該アプリケーションデータＡＤ２にＵＤＰヘッダを付加する。このあと、順次に、送受信インタフェース２２、入出力端子２１を経て無線回線４５に送出される。
【００５９】
そして、当該無線回線４５から、ゲートウェイ装置４２の入出力端子１７、送受信インタフェース１６、送受信インタフェース１２、入出力端子１１を経て、インターネット４４に供給される。このＵＤＰパケットＰＣ２は、当該インターネット４４から、パソコン４１に供給される。
【００６０】
パソコン４１のなかでは、当該ＵＤＰパケットＰＣ２は順次に、入出力端子３１、送受信インタフェース３２を伝送され処理されて、ＵＤＰ処理部３４に到達する。
【００６１】
ＵＤＰ処理部３４は、ＵＤＰパケットＰＣ２からアプリケーションデータＡＤ２を抽出してアプリケーション処理部３５に供給する。アプリケーション処理部３５が当該アプリケーションデータＡＤ２を処理し、当該アプリケーションデータＡＤ２に応じた情報をパソコン４１のユーザに提供することで、上り方向ＵＤの情報伝送が完了する。
【００６２】
このように、下り方向ＤＤ、上り方向ＵＤとも、また、ゲートウェイ装置４２と通信装置４３（または４１）のあいだでも、通信装置４３と通信装置４１のあいだでも、ＵＤＰの伝送、処理過程では、パケットの再送を行わないので各方向の情報伝送は、送信元のユーザが情報を送り続ける限り、途切れること無く伝送されることとなり、電話などに適した通信環境をユーザに提供する。
【００６３】
次に、ＴＣＰパケットＰＣ１の情報伝送について説明する。これは、たとえば、携帯電話４３を用いて電子メールを送受信する場合などに該当し得る。
【００６４】
下り方向ＤＤでは、送信元となるパソコン４１で、前記ＵＤＰ処理部３４の代わりにＴＣＰ処理部３３が動作して、アプリケーションデータＡＤ１にＴＣＰヘッダを付加してＴＣＰによる通信が行われる点が上述したＵＤＰの伝送、処理過程と相違する。
【００６５】
このＴＣＰパケットＰＣ１をインターネット４４から受け取るゲートウェイ装置４２において、当該パケットＰＣ１のＩＰヘッダのプロトコルタイプＰＴが、ＴＣＰを表示していることを検出したプロトコル判定部１３の判定信号ＪＳは、スイッチ１４を下り回線ＲＬＰ処理部１５側の接点１４Ｂに切り替える。
【００６６】
接点１４Ｂを介し、ＴＣＰパケットＰＣ１を受け取った下り回線ＲＬＰ処理部１５は、図８に示すように、当該ＴＣＰパケットＰＣ１を、最大セグメント長をたとえば８０バイトに制限したセグメントＳＧに分割し、分割したセグメントＳＧにシーケンス番号ＳＮと再構成のための制御ビットＣＢと誤り検出のためのパリティビットＰＢを付与して、無線伝送用のパケットＰＣ１２を構成する。
【００６７】
図８（Ａ）および（Ｂ）では、１つのＴＣＰパケットＰＣ１を３つのセグメントＳＧ１〜ＳＧ３に分割している。
【００６８】
そして、図８（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、任意の１つのセグメント（ＳＧ３）の先頭には、シーケンス番号ＳＮと制御ビットＣＢが付加され、後尾にはパリティビットＰＢが付加される。
【００６９】
シーケンス番号ＳＮは、セグメントＳＧ毎に異なる連続番号で、携帯電話機４３の下り回線ＲＬＰ処理部２３からの受信確認信号（ＡＣＫ）と送信セグメントとの対応づけに用いられる。
【００７０】
この場合、ゲートウェイ装置４２と通信装置４３のあいだの、ＲＬＰによる再送は、実質的にセグメントＳＧ単位で行われることになるが、下り回線ＲＬＰ処理部１５まで伝送されてくる１つのＴＣＰパケットＰＣ１は、３セグメントＳＧに相当するので、前記再送バッファメモリは、少なくとも３セグメントＳＧを蓄積するだけの容量を持つ必要がある。
【００７１】
そして、当該再送を行っている期間は、送信先の携帯電話機４３側のユーザが受け取る情報が途切れるだけでなく、再送バッファメモリの容量にもよるが、何らかの方法で、送信元のパソコン４１のユーザによる情報の送出も停止する必要がある。そうしなければ、当該再送バッファメモリに、オーバーフローが生じる可能性がある。
【００７２】
また、前記制御ビットＣＢは、１つのセグメントＳＧがＴＣＰパケットの最後のセグメントであるかどうかを示すビットで、たとえば、最後の場合は“１”、最後でない場合は“０”である。パリティビットＰＢは携帯電話機４３内の下り回線ＲＬＰ処理部２３での誤り検出に用いられる。
【００７３】
無線伝送用パケットＰＣ１２は送受信インタフェース１６、入出力端子１７、伝送誤りの発生しやすい無線回線４５を経て、携帯電話機４３に到達し、携帯電話機４３は後述するように当該無線伝送が正確に行われていれば受信確認ＡＣＫを送り返してくる。
【００７４】
ゲートウェイ装置４２内の下り回線ＲＬＰ処理部１５は、設定したタイマがきれるまでに、携帯電話機４３からの当該受信確認ＡＣＫを受け取らなかった場合にはそのセグメント（パケットＰＣ１２）を再送するという通常のＡＲＱ手法により、受信確認ＡＣＫを受け取るまでセグメントを再送し続ける。
【００７５】
ゲートウェイ装置４２の送受信インタフェース１６では、スイッチ１４から直接入力されたＵＤＰパケットＰＣ２と下り回線ＲＬＰ処理部１５において処理されたセグメントＳＧ（パケットＰＣ１２）が多重化される。
【００７６】
この多重化は、携帯電話機４３と、携帯電話機以外の他の種類の再送を必要とする携帯型情報端末（図示せず）などが無線回線４５などでゲートウェイ装置４２に同時に接続される場合に対応した操作である。
【００７７】
図９は、多重化された送受信インタフェース１６の出力信号の説明図である。下り回線ＲＬＰ処理部１５からの出力（セグメントＳＧ）とスイッチ１４からの直接出力（ＵＤＰパケットＰＣ２）には別々の論理チャネル番号ＬＮが割り当てられ、各出力に論理チャネル番号ＬＮが付加される。
【００７８】
この論理チャネル番号ＬＮを用い、携帯電話機４３内の送受信インタフェース２２において多重分離が行われる。論理チャネル番号ＬＮとして８ビットを使用する図示の例では、携帯電話機４３など、最大２５６個の無線通信端末を多重することができる。
【００７９】
送受信インタフェース１６でこのように多重化されたパケットは、入出力端子１７を介して無線回線４５に出力される。
【００８０】
無線回線４５に入出力端子２１を介して接続されている携帯電話機４３の送受信インタフェース２２は、送受信インタフェース１６の多重化動作に対応した多重分離の動作を行う。
【００８１】
送受信インタフェース２２の多重分離後の出力のうち、ＵＤＰパケットＰＣ２に対応するスイッチ１４からの直接の出力は、上述したようにＵＤＰ処理部２５に供給されるが、ＴＣＰパケットＰＣ１に対応する下り回線ＲＬＰ処理部１５からの出力（セグメントＳＧ）は、下り回線ＲＬＰ処理部２３に供給される。
【００８２】
セグメントＳＧを受け取った下り回線ＲＬＰ部２３は、受信したセグメントＳＧのパリティビット部ＰＢをチェックすることで、上述したように、無線伝送が正確に行われているかどうか、すなわちセグメントＳＧに誤りが含まれているかどうかを調べる。
【００８３】
セグメントＳＧに誤りが含まれていなければ、当該下り回線ＲＬＰ処理部２３は、前記受信確認ＡＣＫを送出する。この受信確認ＡＣＫは、送受信インタフェース２２、入出力端子２１、無線回線４５、ゲートウェイ装置４２の入出力端子１７、送受信インタフェース１６を介して下り回線ＲＬＰ処理部１５に到達する。
【００８４】
また、下り回線ＲＬＰ処理部２３は、正しく受け取ったセグメントＳＧの制御ビットＣＢを利用し、図８（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）と逆の手順で、ＴＣＰパケットＰＣ１を再構成し、そのＴＣＰパケットＰＣ１をＴＣＰ処理部２４に出力する。
【００８５】
ＴＣＰ処理部２４はＴＣＰパケットＰＣ１からアプリケーションデータ部ＡＤ１を取り出してアプリケーション処理部２６に出力すると同時に、ＴＣＰプロトコルで定められているＡＣＫ信号を含む上り方向ＵＤのＴＣＰパケットＰＣ１を上り回線ＲＬＰ処理部２７に出力する。
【００８６】
上り方向ＵＤにおいて送信元となる携帯電話機４３内の上り回線ＲＬＰ処理部２７は、ゲートウェイ装置４２の上り回線ＲＬＰ処理部１８との間で、上述した下り回線ＲＬＰ処理部１５と下り回線ＲＬＰ処理部２３の間で行われた動作と同様のＡＲＱによる再送動作を行う。
【００８７】
上り回線ＲＬＰ処理部１８の出力は、送受信インタフェース１２、入出力端子１１、有線回線４４、パソコン４１の入出力端子３１、送受信インタフェース３２を介して、ＴＣＰ処理部３３に届けられ、携帯電話機４３のアプリケーション処理部２６で生成されたアプリケーションデータＡＤ１が送信先であるパソコン４１のアプリケーション処理部３５に到達する。
【００８８】
結局、本実施形態では、ゲートウェイ装置４２にプロトコル判定部１３を設け、ＴＣＰパケットＰＣ１についてだけＲＬＰによる再送が行われ、ＵＤＰパケットＰＣ２関しては通信品質にかかわらず、再送が行われない。
【００８９】
なお、ＴＣＰの場合、通信装置４３と４１のあいだでは、通常のＴＣＰによる再送も前記ＲＬＰによる再送とともに行われる。たとえば、下り方向ＤＤでは、インターネット４４の伝送誤りのためにゲートウェイ装置４２の再送バッファ内に正常なパケットが存在しないこともあり得、このような場合、ＲＬＰによる再送だけでは通信装置４３は正常なパケットを受信することができないので、ＴＣＰによるエンドエンドの再送が必要である。
【００９０】
（Ａ−３）実施形態の効果
以上のように、本実施形態の通信システムによれば、トランスポートプロトコルにＵＤＰを用いるインターネット電話などのリアルタイムアプリケーションに関しては、無線回線に誤りが多い場合でもパケットの再送を行わないことで遅延を低減してユーザに快適な使用環境を提供し、情報系列の各部が正確なデータ伝送を必要とするＴＣＰ使用のアプリケーションに関しては、誤り検出、パケット再送を実行して信頼性を高めるので、全体として通信システムの融通性の高い運用が可能となる。
【００９１】
（Ｂ）他の実施形態
上記実施形態では、ゲートウェイ装置と無線回線側通信装置との間のＴＣＰパケット用の中継プロトコルとして、データが正しく伝送されるまで再送を繰り返すＡＲＱプロトコルを用い、ＵＤＰパケット用の中継プロトコルとして再送をまったく行わないプロトコルを用いたが、たとえばＵＤＰアプリケーションがあまり厳しいリアルタイム性を要求しない場合には、ＵＤＰパケット用の中継プロトコルとして再送回数を制限するＡＲＱプロトコルを用いるようにしてもよい。
【００９２】
これにより、パケット再送をまったく行わない上記実施形態よりも、パケットの誤り率を向上し、伝送する情報系列の各部の正確さを高めることができる。
【００９３】
なお、上記実施形態では、有線回線４４側の通信装置４１をパソコンとし、無線回線４５側の通信装置４３を携帯電話機としたが、本発明はこれらに限定しない。
【００９４】
たとえば、通信装置４１は、多機能な固定電話などで置換してもよく、通信装置４３は携帯電話機以外の無線通信端末などで置換してもよい。
【００９５】
また、上記実施形態の有線回線４４はインターネットで、ゲートウェイ装置４２と通信装置４３を接続するのは無線回線４５であったが、本発明はこれらに限定しない。すなわち、有線回線４４の部分はインターネット以外の有線回線であっても、無線回線であってもよいし、無線回線４５の部分は有線回線であってもよい。
【００９６】
なお、上記実施形態では、無線回線４５を挟んでその両端だけで再送を行うようにしたが、再送を行う回線は、伝送誤りが生じる可能性が低くない回線であれば、無線回線に限らず、有線回線（４４など）の両端においても行うようにしてよい。
【００９７】
また、前記ＴＣＰ、ＵＤＰ、ＩＰなどのプロトコルは、これらに限定しない。
【００９８】
すなわち一般的に、前記ＴＣＰは、トランスポート層のプロトコルであってパケットの再送を行うプロトコルと置換でき、前記ＵＤＰは、トランスポート層のプロトコルであってパケットの再送を行わないプロトコルと置換でき、前記ＩＰは、ネットワーク層のプロトコルと置換できる。
【００９９】
たとえば、前記ＴＣＰをＳＰＸ（Sequenced Packet Exchange）などに置換してもよく、前記ＩＰをＩＰＸ（Internetwork Packet Exchange）などに置換してもよい。
【０１００】
したがって、通信装置４１，４３が装備するトランスポート層のプロトコルはＴＣＰとＵＤＰの２種類に限らず、３種類以上であってもよい。
【０１０１】
また、上記において、ゲートウェイ装置４２のプロトコル判定部１３およびスイッチ１４は、下り方向ＤＤについてだけ設けられていたが、これらを上り方向ＵＤについても設けるようにしてよい。
【０１０２】
さらに、上記実施形態では、通信装置４１および通信装置４３はともに、情報（アプリケーションデータＡＤ１またはＡＤ２）の送受信を行う双方向通信装置であったが、どちらか一方または双方が受信または送信専用の通信装置であってもよい。
【０１０３】
さらに、上記実施形態では、ハードウエアを用いたが、本発明はソフトウエアを用いて実現することも可能である。たとえば通信装置４３内のアプリケーション処理部２６、ＴＣＰ処理部２４、ＵＤＰ処理部２５、下り回線ＲＬＰ処理部２３、上り回線ＲＬＰ処理部２７のあいだの接続関係などは、ソフトウエアで行われる方がむしろ普通である。
【０１０４】
すなわち、本発明は、複数の通信装置間の通信経路上に設置され、当該複数の通信装置間の通信の中継を行うネットワーク間接続装置などに、広く適用することができる。
【０１０５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、通信プロトコルに応じて中継プロトコルを柔軟に変更することができ、通信の信頼性を高め、無駄や矛盾のない通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態にかかるゲートウェイ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態にかかる無線回線側通信装置の構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態にかかる有線回線側通信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態にかかる通信システムの全体構成を示す概略図である。
【図５】実施形態にかかるＴＣＰパケットの構成を示す概略図である。
【図６】実施形態にかかるＵＤＰパケットの構成を示す概略図である。
【図７】実施形態にかかるＩＰヘッダの構成を示す概略図である。
【図８】実施形態にかかるＴＣＰパケットの分割または再構成の手順を示す概略図である。
【図９】実施形態にかかる多重化パケットの構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１３…プロトコル判定部、１４…スイッチ、１４Ａ、１４Ｂ…接点、１５、２３…下り回線ＲＬＰ処理部、１８、２７…上り回線ＲＬＰ処理部、２４、３３…ＴＣＰ処理部、２５、３４…ＵＤＰ処理部、２６，３５…アプリケーション処理部、ＰＣ１…ＴＣＰパケット、ＰＣ２…ＵＤＰパケット、ＰＴ…プロトコルタイプ、４０…通信システム、４１、４３…通信装置、４２…ゲートウェイ装置、４４…有線回線、４５…無線回線、ＤＤ…下り方向、ＵＤ…上り方向。
【発明の属する技術分野】
本発明は通信システムに関し、たとえば、インターネットなどの有線系のネットワークと、移動電話などの無線系ネットワークをゲートウェイ装置で接続することで構成される通信システムなどに適用し得るものである。
【０００３】
さらに、本発明は、かかる通信システムの構成要素としてのネットワーク間接続装置（例えばゲートウェイ装置）に関するものである。
【０００４】
【従来の技術】
文献１：Evolution of Wireless Data Services: IS-95 to cdma2000, IEEE Communication Magazine,October 1998, pp.140-149
従来、この種のゲートウェイ装置及び通信装置からなるシステムとしては、上記文献１のｐ．１４４のFigure１に示されるものがあった。
【０００５】
Figure１に示されたシステム構成では、システム構成の中央部に、ゲートウェイ装置の機能を持つＭＳＣ（Mobile Switching Center）が配置されている。
【０００６】
そしてＭＳＣの一方には、ＩＷＦ（Inter Working Function）が接続され、当該ＩＷＦにはさらにＰＤＮ（Public Data Network）が接続されている。
【０００７】
当該ＭＳＣの他方には、移動電話の基地局ＢＳ（Base Station）が接続され、この基地局ＢＳには、無線回線を介して移動局ＭＳ（Mobile Station）が接続されている。
【０００８】
ＭＳＣにはＲＬＰ（Radio Link protocol）が実装されており、上記文献１のｐ．１４４ １．２５（左欄、２５行）〜１．２８（左欄、２８行）に記載されているように、ＭＳＣとＭＳの間で再送プロトコル（ＡＲＱ：Automatic Repeat reQuest）を動作させることにより、信頼性のあるデータ伝送サービスを提供している。
【０００９】
再送プロトコルとは、伝送したデータが正しく相手先に届いたことを確認する受信確認が受信側から送信側に到着するまで、送信側は同じデータを繰り返し送る方式である。このようにすることにより、無線回線のような誤りの多い通信回線においても、やがては正確なデータ伝送が行われることが期待でき、品質の高いデータ伝送が可能となる。
【００１０】
また、上記文献１のｐ．１４５ Figure３には、無線回線に接続される通信装置の階層化プロトコル構成が示されている。インターネットで用いられるアプリケーションは、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）あるいはＵＤＰ（User Datagram Protocol）をトランスポート層のプロトコルとして利用する。
【００１１】
ＩＰ（Internet Protocol）パケットはトランスポートプロトコルとしてＴＣＰを用いているかＵＤＰを用いているかにかかわらず、ＰＰＰパケットとして０ＳＩ layer２の機能を利用して転送される。
【００１２】
０ＳＩ layer２は、上記文献１のｐ．１４６ １．１７〜１．２１に記述されているように、伝送路の品質が悪ければＡＲＱを動作させ、伝送路品質が十分高ければＡＲＱの動作をさせない。このようにして、従来の技術ではＴＣＰパケットの中継にもＵＤＰパケットの中継にも、同等の信頼性のあるデータ伝送プロトコルを適用していた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記システム構成では伝送路の状態が悪い場合には、ＴＣＰパケットもＵＤＰパケットも等しくＲＬＰにおける再送を受け、再送による遅延が発生する。
【００１４】
再送プロトコルによれば、やり取りされる情報系列の各部分は正確に伝送されるが、たとえば電話のように、エンドエンドのユーザが、受信した情報に応じて送信する情報を変更する手順を繰り返すことで成り立つ形式の通信では、各部分の正確さよりもリアルタイム性のほうが重要なことも少なくない。正確な情報を伝送するために頻繁に再送し、たびたび通信が途絶えて手順の進行が停止するような状況は、ユーザに耐え難い苦痛を与え、かえって通信の信頼性を低下させることも考えられる。求められる信頼性の中身はアプリケーションの種類に応じて変わってくるのが普通だからである。
【００１５】
トランスポートプロトコルに前記ＵＤＰを用いるアプリケーションは一般に、リアルタイム性を要求する。音声信号をインターネットで伝送するインターネット電話は、その代表例である。
【００１６】
特に、インターネット電話の少なくとも一方の通信端末が、前記通信装置ＭＳのように無線回線に接続されている場合、ＵＤＰパケットに対してもＲＬＰによる再送が頻発し、再送による遅延のため、たびたび通信が途絶える可能性が高い。
【００１７】
しかもＵＤＰでは、端末間の再送は行われないのであるから、通信経路上の前記無線回線以外の部分で伝送誤りが生じた場合、ＲＬＰによる再送をいくら繰り返しても端末に誤りのないパケットを届けることはできない。
【００１８】
したがって、トランスポートプロトコルが例えばＴＣＰであるか、ＵＤＰであるかによって、データリンクプロトコルを変更した方が矛盾や無駄のない通信を行うことができる。
【００１９】
この問題点をもっと広くとらえるなら、通信端末間のプロトコルであるトランスポートプロトコルに対応して、各通信端末とゲートウェイとのあいだのプロトコルであるデータリンクプロトコルを変更することができず、トランスポートプロトコルとデータリンクプロトコルとの関係が硬直的である点に問題の根元が存するものと考えられる。
【００２０】
当該硬直性のために、トランスポートプロトコルの意図した機能に反するような動作（例えば前記再送）を、データリンクプロトコルが実行してしまうことがある点が問題である。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明は、複数の通信装置間の通信経路が、第１の回線の区間とこの第１の回線の区間より伝送誤りが生じる蓋然性の高い第２の回線の区間によって構成されている場合、当該第１の回線と第２の回線のあいだに介在し、両回線間で通信の中継を行うネットワーク間接続装置において、前記複数の通信装置の内、前記第１の回線に接続された第１の通信装置から受信した通信パケットのトランスポート層通信プロトコルに応じて、データリンク層の中継プロトコルを選択する第１の中継プロトコル選択手段を備え、当該第１の中継プロトコル選択手段は、前記第１の通信装置から受信した通信パケットのトランスポート層通信プロトコルが再送機能を持つ第１の通信プロトコルである場合には、前記中継プロトコルとして再送機能を持つ第１の中継プロトコルを選択し、前記第１の通信装置から受信した通信パケットのトランスポート層通信プロトコルが再送機能を持たない第２の通信プロトコルである場合には、前記中継プロトコルとして再送機能を持たない又は再送回数が制限された第２の中継プロトコルを選択して、いずれか選択した中継プロトコルを用いて第２の回線に接続された第２の通信装置へ前記通信パケットを中継することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の通信システムは、第１の回線に接続された第１の通信装置と、伝送誤りの生じる蓋然性が前記第１の回線より高い第２の回線に接続された第２の通信装置と、本発明のネットワーク間接続装置とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（Ａ）実施形態
本発明にかかるネットワーク間接続装置及び通信システムを、トランスポート層のプロトコル（通信プロトコル）としてＴＣＰおよびＵＤＰを使用する通信システムに適用した場合を例に、実施形態について説明する。
【００２７】
（Ａ−１）実施形態の構成
本実施形態の通信システム４０の全体構成を図４に示す。図４は、通信装置４１には有線回線４４が接続され、当該有線回線４４に接続されているゲートウェイ装置４２には無線回線４５を介して通信装置４３が接続されている。具体的には、たとえば、有線回線４４はインターネット、通信装置４１はパソコン（パーソナルコンピュータ）、無線回線４５は携帯電話回線、通信装置４３は携帯電話機などであってよい。
【００２８】
ただし、当該パソコン４１はファイル転送機能に加えてインターネット電話などの機能を装備し、携帯電話機４３はインターネット電話機能に加えてファイル転送機能などを装備しているものとする。
【００２９】
前記ゲートウェイ装置４２の詳細構成例を図１に示す。
【００３０】
図１において、ゲートウェイ装置４２は、有線回線４４側の入出力端子１１と、有線回線側送受信インタフェース１２と、プロトコル判定部１３と、スイッチ１４と、下り回線側ＲＬＰ処理部１５と、無線回線側送受信インタフェース１６と、無線回線４５側の入出力端子１７と、上り回線側ＲＬＰ処理部１８とを備えている。
【００３１】
下り回線側ＲＬＰ処理部１５、上り回線側ＲＬＰ処理部１８などに関し、有線回線４４側から無線回線４５側に流れる情報パケットの方向を下り方向ＤＤ、逆を上り方向ＵＤと呼ぶ。以下においても同様である。
【００３２】
また、前記携帯電話機４３の詳細構成例は図２に示す。
【００３３】
図２において、携帯電話機４３は、無線回線４５に接続される入出力端子２１と、送受信インタフェース２２と、下り回線ＲＰＬ処理部２３と、ＴＣＰ処理部２４と、ＵＤＰ処理部２５と、アプリケーション処理部２６と、上り回線ＲＰＬ処理部２７とを備えている。
【００３４】
前記パソコン４１は、図３に示すような詳細構成を有する。
【００３５】
図３において、パソコン４１は、有線回線４４に接続される入出力端子３１と、送受信インタフェース３２と、ＴＣＰ処理部３３と、ＵＤＰ処理部３４と、アプリケーション処理部３５とを備えている。
【００３６】
前記携帯電話機４３と当該パソコン４１との構成上の対応関係は、アプリケーションに関しては、携帯電話機４３内のアプリケーション処理部２６とパソコン４１内のアプリケーション処理部３５とが対応し、ＴＣＰ通信はＴＣＰ処理部２４と３３とが対応し、ＵＤＰ通信はＵＤＰ処理部２５と３４とが対応し、下りＲＬＰは下り回線ＲＬＰ処理部１５と２３とが対応し、上りＲＬＰは上り回線ＲＬＰ処理部１８と２７とが対応して、各部で各プロトコル処理が終端される。
【００３７】
ここでＲＬＰは、トランスポートプロトコルの下位層にあたるデータリンク層のプロトコル（中継プロトコル）である。
【００３８】
なお、上記下り回線ＲＬＰ処理部１５、および上り回線ＲＬＰ処理部２７の内部、ないしその周辺には、ゲートウェイ装置４２と通信装置４３のあいだでＲＬＰによる再送を行うためにデータを一時的に蓄積しておく再送バッファメモリ（図示せず）を備える必要がある。
【００３９】
また、ＴＣＰ処理部３３，２４の内部、ないしその周辺には、通信装置４１と通信装置４３のあいだでＴＣＰによる再送を行うためにデータを一時的に蓄積しておく再送バッファメモリ（図示せず）を備える必要がある。
【００４０】
以下、上記のような構成を有する本実施形態の動作について説明する。
【００４１】
（Ａ−２）実施形態の動作
まず、ＵＤＰパケットＰＣ２（図６参照）を用いた情報伝送について説明する。これは、たとえば、携帯電話機４３を用いて行うインターネット電話などに該当し得る。
【００４２】
下り方向ＤＤの場合、パソコン４１のアプリケーション処理部３５から、ゲートウェイ装置４２を通って携帯電話機４３のアプリケーション処理部２６までＵＤＰパケットＰＣ２中のアプリケーションデータＡＤ２を伝送する。
【００４３】
パソコン４１のアプリケーション処理部３５は、アプリケーションの種類によりパケット（アプリケーションデータ）をＴＣＰ処理部３３あるいはＵＤＰ処理部３４へ出力する。
【００４４】
すなわちパケット送出にあたって、このアプリケーション処理部３５は、当該アプリケーションの種類が、リアルタイム性は必要ないが、誤りのないデータ転送が必要なファイル転送などのアプリケーションである場合は、アプリケーションデータ（ＡＤ２）をＴＣＰ処理部３３に出力し、リアルタイム性が重要な前記インターネット電話などのアプリケーションである場合は、アプリケーションデータ（ＡＤ１）をＵＤＰ処理部３４に出力する。
【００４５】
このような、アプリケーションの種類と出力先の対応関係、すなわちアプリケーションの種類とトランスポート層のプロトコルの対応関係は、あらかじめ設定しておくようにするとよい。
【００４６】
いま、当該アプリケーションは、たとえばインターネット電話のようにリアルタイム性が重視されるリアルタイムアプリケーションであるので、トランスポートプロトコルはＵＤＰであり、アプリケーションデータＡＤ２はＵＤＰ処理部３４に出力される。
【００４７】
したがって、当該アプリケーションに対応するリアルタイムパケットはＵＤＰ処理部３４で組み立てられる。ＵＤＰ処理部３４で組み立てられたＵＤＰパケットＰＣ２は送受信インタフェース３２へ出力され、入出力端子３１から有線回線４４へ送出される。
【００４８】
当該ＵＤＰパケットＰＣ２の構成は、図６に示すように、ＩＰ（インターネットプロトコル）が付加するＩＰヘッダ、ＵＤＰ（ユーザデータグラムプロトコル）が付加するＵＤＰヘッダ、上位層のアプリケーション（アプリケーション処理部３５）が生成したアプリケーションデータＡＤ２を備えている。
【００４９】
一方、もしも当該アプリケーションが、たとえばファイル転送アプリケーションのように、リアルタイム性よりも情報系列の各部の正確さを重視するアプリケーションである場合は、出力パケットは、ＴＣＰ処理部３３で組み立てられ、図５に示すＴＣＰパケットＰＣ１のような構造を持つことになる。ＴＣＰパケットＰＣ１の構成は、図６のＵＤＰパケットＰＣ１に比べて前記ＵＤＰヘッダの部分が、ＴＣＰ（トランスミッションコトロールプロトコル）の付加するＴＣＰヘッダで置換された点が相違する。
【００５０】
パソコン４１の入出力端子３１から送出された後、インターネット４４を介してゲートウェイ装置４２に到着した前記ＵＤＰパケットＰＣ２はゲートウェイ装置４２の入出力端子１１、送受信インタフェース１２を介して、プロトコル判定部１３とスイッチ１４に供給される。
【００５１】
プロトコル判定部１３では、入力された当該パケットがＴＣＰパケットかＵＤＰパケットかを判定するが、この判定は、当該パケットのＩＰヘッダ中のプロトコルタイプＰＴを調べることによって行われる。
【００５２】
ＩＰヘッダの構造を示した図７において、Ｌ１〜Ｌ６の６行からなるＩＰヘッダの１行は４バイト（３２ビット）より構成されている。ＩＰヘッダの最初（Ｌ１の左端）から数えて１０バイト目（Ｌ３の２バイト目）にプロトコルタイプＰＴを表示する１バイトからなるフィールドがある。このフィールドには、上位プロトコル（トランスポート層のプロトコル）がＴＣＰであるかＵＤＰであるかがコードにより表示されている。
【００５３】
ここでは当該パケットは、ＵＤＰパケットＰＣ２であるので、プロトコルタイプＰＴはＵＤＰを表示している。
【００５４】
したがって、判定の結果としてプロトコル判定部１３から出力される判定信号ＪＳは、当該パケットがＵＤＰパケットであることに対応して送受信インタフェース１６側の接点１４Ａに、スイッチ１４を切替える。
【００５５】
もし、当該入力パケットがＴＣＰパケットＰＣ１で、ＩＰヘッダのプロトコルタイプＰＴがＴＣＰを表示する場合には、後述するように、判定信号ＪＳは、スイッチ１４を下り回線ＲＬＰ処理部１５側の接点１４Ｂに切り替えることになる。
【００５６】
前記スイッチ１４（接点１４Ａ）から、送受信インタフェース１６、入出力端子１７を介してＵＤＰ処理部２５に供給されたＵＤＰパケットＰＣ２は、ＵＤＰ処理部２５においてアプリケーションデータＡＤ２が抽出され、当該アプリケーションデータＡＤ２がアプリケーション処理部２６に供給される。これにより携帯電話機４３のユーザは、当該アプリケーションデータＡＤ２に応じた情報を受け取ることができ、下り方向ＤＤの情報伝送が完了する。
【００５７】
反対に、ＵＤＰパケットＰＣ２の上り方向ＵＤでは、携帯電話機４３のユーザから入力された情報に応じてアプリケーション処理部２６が生成するアプリケーションデータＡＤ２がＵＤＰ処理部２５に供給される。
【００５８】
アプリケーションデータＡＤ２を受け取ると、ＵＤＰ処理部２５は、当該アプリケーションデータＡＤ２にＵＤＰヘッダを付加する。このあと、順次に、送受信インタフェース２２、入出力端子２１を経て無線回線４５に送出される。
【００５９】
そして、当該無線回線４５から、ゲートウェイ装置４２の入出力端子１７、送受信インタフェース１６、送受信インタフェース１２、入出力端子１１を経て、インターネット４４に供給される。このＵＤＰパケットＰＣ２は、当該インターネット４４から、パソコン４１に供給される。
【００６０】
パソコン４１のなかでは、当該ＵＤＰパケットＰＣ２は順次に、入出力端子３１、送受信インタフェース３２を伝送され処理されて、ＵＤＰ処理部３４に到達する。
【００６１】
ＵＤＰ処理部３４は、ＵＤＰパケットＰＣ２からアプリケーションデータＡＤ２を抽出してアプリケーション処理部３５に供給する。アプリケーション処理部３５が当該アプリケーションデータＡＤ２を処理し、当該アプリケーションデータＡＤ２に応じた情報をパソコン４１のユーザに提供することで、上り方向ＵＤの情報伝送が完了する。
【００６２】
このように、下り方向ＤＤ、上り方向ＵＤとも、また、ゲートウェイ装置４２と通信装置４３（または４１）のあいだでも、通信装置４３と通信装置４１のあいだでも、ＵＤＰの伝送、処理過程では、パケットの再送を行わないので各方向の情報伝送は、送信元のユーザが情報を送り続ける限り、途切れること無く伝送されることとなり、電話などに適した通信環境をユーザに提供する。
【００６３】
次に、ＴＣＰパケットＰＣ１の情報伝送について説明する。これは、たとえば、携帯電話４３を用いて電子メールを送受信する場合などに該当し得る。
【００６４】
下り方向ＤＤでは、送信元となるパソコン４１で、前記ＵＤＰ処理部３４の代わりにＴＣＰ処理部３３が動作して、アプリケーションデータＡＤ１にＴＣＰヘッダを付加してＴＣＰによる通信が行われる点が上述したＵＤＰの伝送、処理過程と相違する。
【００６５】
このＴＣＰパケットＰＣ１をインターネット４４から受け取るゲートウェイ装置４２において、当該パケットＰＣ１のＩＰヘッダのプロトコルタイプＰＴが、ＴＣＰを表示していることを検出したプロトコル判定部１３の判定信号ＪＳは、スイッチ１４を下り回線ＲＬＰ処理部１５側の接点１４Ｂに切り替える。
【００６６】
接点１４Ｂを介し、ＴＣＰパケットＰＣ１を受け取った下り回線ＲＬＰ処理部１５は、図８に示すように、当該ＴＣＰパケットＰＣ１を、最大セグメント長をたとえば８０バイトに制限したセグメントＳＧに分割し、分割したセグメントＳＧにシーケンス番号ＳＮと再構成のための制御ビットＣＢと誤り検出のためのパリティビットＰＢを付与して、無線伝送用のパケットＰＣ１２を構成する。
【００６７】
図８（Ａ）および（Ｂ）では、１つのＴＣＰパケットＰＣ１を３つのセグメントＳＧ１〜ＳＧ３に分割している。
【００６８】
そして、図８（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、任意の１つのセグメント（ＳＧ３）の先頭には、シーケンス番号ＳＮと制御ビットＣＢが付加され、後尾にはパリティビットＰＢが付加される。
【００６９】
シーケンス番号ＳＮは、セグメントＳＧ毎に異なる連続番号で、携帯電話機４３の下り回線ＲＬＰ処理部２３からの受信確認信号（ＡＣＫ）と送信セグメントとの対応づけに用いられる。
【００７０】
この場合、ゲートウェイ装置４２と通信装置４３のあいだの、ＲＬＰによる再送は、実質的にセグメントＳＧ単位で行われることになるが、下り回線ＲＬＰ処理部１５まで伝送されてくる１つのＴＣＰパケットＰＣ１は、３セグメントＳＧに相当するので、前記再送バッファメモリは、少なくとも３セグメントＳＧを蓄積するだけの容量を持つ必要がある。
【００７１】
そして、当該再送を行っている期間は、送信先の携帯電話機４３側のユーザが受け取る情報が途切れるだけでなく、再送バッファメモリの容量にもよるが、何らかの方法で、送信元のパソコン４１のユーザによる情報の送出も停止する必要がある。そうしなければ、当該再送バッファメモリに、オーバーフローが生じる可能性がある。
【００７２】
また、前記制御ビットＣＢは、１つのセグメントＳＧがＴＣＰパケットの最後のセグメントであるかどうかを示すビットで、たとえば、最後の場合は“１”、最後でない場合は“０”である。パリティビットＰＢは携帯電話機４３内の下り回線ＲＬＰ処理部２３での誤り検出に用いられる。
【００７３】
無線伝送用パケットＰＣ１２は送受信インタフェース１６、入出力端子１７、伝送誤りの発生しやすい無線回線４５を経て、携帯電話機４３に到達し、携帯電話機４３は後述するように当該無線伝送が正確に行われていれば受信確認ＡＣＫを送り返してくる。
【００７４】
ゲートウェイ装置４２内の下り回線ＲＬＰ処理部１５は、設定したタイマがきれるまでに、携帯電話機４３からの当該受信確認ＡＣＫを受け取らなかった場合にはそのセグメント（パケットＰＣ１２）を再送するという通常のＡＲＱ手法により、受信確認ＡＣＫを受け取るまでセグメントを再送し続ける。
【００７５】
ゲートウェイ装置４２の送受信インタフェース１６では、スイッチ１４から直接入力されたＵＤＰパケットＰＣ２と下り回線ＲＬＰ処理部１５において処理されたセグメントＳＧ（パケットＰＣ１２）が多重化される。
【００７６】
この多重化は、携帯電話機４３と、携帯電話機以外の他の種類の再送を必要とする携帯型情報端末（図示せず）などが無線回線４５などでゲートウェイ装置４２に同時に接続される場合に対応した操作である。
【００７７】
図９は、多重化された送受信インタフェース１６の出力信号の説明図である。下り回線ＲＬＰ処理部１５からの出力（セグメントＳＧ）とスイッチ１４からの直接出力（ＵＤＰパケットＰＣ２）には別々の論理チャネル番号ＬＮが割り当てられ、各出力に論理チャネル番号ＬＮが付加される。
【００７８】
この論理チャネル番号ＬＮを用い、携帯電話機４３内の送受信インタフェース２２において多重分離が行われる。論理チャネル番号ＬＮとして８ビットを使用する図示の例では、携帯電話機４３など、最大２５６個の無線通信端末を多重することができる。
【００７９】
送受信インタフェース１６でこのように多重化されたパケットは、入出力端子１７を介して無線回線４５に出力される。
【００８０】
無線回線４５に入出力端子２１を介して接続されている携帯電話機４３の送受信インタフェース２２は、送受信インタフェース１６の多重化動作に対応した多重分離の動作を行う。
【００８１】
送受信インタフェース２２の多重分離後の出力のうち、ＵＤＰパケットＰＣ２に対応するスイッチ１４からの直接の出力は、上述したようにＵＤＰ処理部２５に供給されるが、ＴＣＰパケットＰＣ１に対応する下り回線ＲＬＰ処理部１５からの出力（セグメントＳＧ）は、下り回線ＲＬＰ処理部２３に供給される。
【００８２】
セグメントＳＧを受け取った下り回線ＲＬＰ部２３は、受信したセグメントＳＧのパリティビット部ＰＢをチェックすることで、上述したように、無線伝送が正確に行われているかどうか、すなわちセグメントＳＧに誤りが含まれているかどうかを調べる。
【００８３】
セグメントＳＧに誤りが含まれていなければ、当該下り回線ＲＬＰ処理部２３は、前記受信確認ＡＣＫを送出する。この受信確認ＡＣＫは、送受信インタフェース２２、入出力端子２１、無線回線４５、ゲートウェイ装置４２の入出力端子１７、送受信インタフェース１６を介して下り回線ＲＬＰ処理部１５に到達する。
【００８４】
また、下り回線ＲＬＰ処理部２３は、正しく受け取ったセグメントＳＧの制御ビットＣＢを利用し、図８（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）と逆の手順で、ＴＣＰパケットＰＣ１を再構成し、そのＴＣＰパケットＰＣ１をＴＣＰ処理部２４に出力する。
【００８５】
ＴＣＰ処理部２４はＴＣＰパケットＰＣ１からアプリケーションデータ部ＡＤ１を取り出してアプリケーション処理部２６に出力すると同時に、ＴＣＰプロトコルで定められているＡＣＫ信号を含む上り方向ＵＤのＴＣＰパケットＰＣ１を上り回線ＲＬＰ処理部２７に出力する。
【００８６】
上り方向ＵＤにおいて送信元となる携帯電話機４３内の上り回線ＲＬＰ処理部２７は、ゲートウェイ装置４２の上り回線ＲＬＰ処理部１８との間で、上述した下り回線ＲＬＰ処理部１５と下り回線ＲＬＰ処理部２３の間で行われた動作と同様のＡＲＱによる再送動作を行う。
【００８７】
上り回線ＲＬＰ処理部１８の出力は、送受信インタフェース１２、入出力端子１１、有線回線４４、パソコン４１の入出力端子３１、送受信インタフェース３２を介して、ＴＣＰ処理部３３に届けられ、携帯電話機４３のアプリケーション処理部２６で生成されたアプリケーションデータＡＤ１が送信先であるパソコン４１のアプリケーション処理部３５に到達する。
【００８８】
結局、本実施形態では、ゲートウェイ装置４２にプロトコル判定部１３を設け、ＴＣＰパケットＰＣ１についてだけＲＬＰによる再送が行われ、ＵＤＰパケットＰＣ２関しては通信品質にかかわらず、再送が行われない。
【００８９】
なお、ＴＣＰの場合、通信装置４３と４１のあいだでは、通常のＴＣＰによる再送も前記ＲＬＰによる再送とともに行われる。たとえば、下り方向ＤＤでは、インターネット４４の伝送誤りのためにゲートウェイ装置４２の再送バッファ内に正常なパケットが存在しないこともあり得、このような場合、ＲＬＰによる再送だけでは通信装置４３は正常なパケットを受信することができないので、ＴＣＰによるエンドエンドの再送が必要である。
【００９０】
（Ａ−３）実施形態の効果
以上のように、本実施形態の通信システムによれば、トランスポートプロトコルにＵＤＰを用いるインターネット電話などのリアルタイムアプリケーションに関しては、無線回線に誤りが多い場合でもパケットの再送を行わないことで遅延を低減してユーザに快適な使用環境を提供し、情報系列の各部が正確なデータ伝送を必要とするＴＣＰ使用のアプリケーションに関しては、誤り検出、パケット再送を実行して信頼性を高めるので、全体として通信システムの融通性の高い運用が可能となる。
【００９１】
（Ｂ）他の実施形態
上記実施形態では、ゲートウェイ装置と無線回線側通信装置との間のＴＣＰパケット用の中継プロトコルとして、データが正しく伝送されるまで再送を繰り返すＡＲＱプロトコルを用い、ＵＤＰパケット用の中継プロトコルとして再送をまったく行わないプロトコルを用いたが、たとえばＵＤＰアプリケーションがあまり厳しいリアルタイム性を要求しない場合には、ＵＤＰパケット用の中継プロトコルとして再送回数を制限するＡＲＱプロトコルを用いるようにしてもよい。
【００９２】
これにより、パケット再送をまったく行わない上記実施形態よりも、パケットの誤り率を向上し、伝送する情報系列の各部の正確さを高めることができる。
【００９３】
なお、上記実施形態では、有線回線４４側の通信装置４１をパソコンとし、無線回線４５側の通信装置４３を携帯電話機としたが、本発明はこれらに限定しない。
【００９４】
たとえば、通信装置４１は、多機能な固定電話などで置換してもよく、通信装置４３は携帯電話機以外の無線通信端末などで置換してもよい。
【００９５】
また、上記実施形態の有線回線４４はインターネットで、ゲートウェイ装置４２と通信装置４３を接続するのは無線回線４５であったが、本発明はこれらに限定しない。すなわち、有線回線４４の部分はインターネット以外の有線回線であっても、無線回線であってもよいし、無線回線４５の部分は有線回線であってもよい。
【００９６】
なお、上記実施形態では、無線回線４５を挟んでその両端だけで再送を行うようにしたが、再送を行う回線は、伝送誤りが生じる可能性が低くない回線であれば、無線回線に限らず、有線回線（４４など）の両端においても行うようにしてよい。
【００９７】
また、前記ＴＣＰ、ＵＤＰ、ＩＰなどのプロトコルは、これらに限定しない。
【００９８】
すなわち一般的に、前記ＴＣＰは、トランスポート層のプロトコルであってパケットの再送を行うプロトコルと置換でき、前記ＵＤＰは、トランスポート層のプロトコルであってパケットの再送を行わないプロトコルと置換でき、前記ＩＰは、ネットワーク層のプロトコルと置換できる。
【００９９】
たとえば、前記ＴＣＰをＳＰＸ（Sequenced Packet Exchange）などに置換してもよく、前記ＩＰをＩＰＸ（Internetwork Packet Exchange）などに置換してもよい。
【０１００】
したがって、通信装置４１，４３が装備するトランスポート層のプロトコルはＴＣＰとＵＤＰの２種類に限らず、３種類以上であってもよい。
【０１０１】
また、上記において、ゲートウェイ装置４２のプロトコル判定部１３およびスイッチ１４は、下り方向ＤＤについてだけ設けられていたが、これらを上り方向ＵＤについても設けるようにしてよい。
【０１０２】
さらに、上記実施形態では、通信装置４１および通信装置４３はともに、情報（アプリケーションデータＡＤ１またはＡＤ２）の送受信を行う双方向通信装置であったが、どちらか一方または双方が受信または送信専用の通信装置であってもよい。
【０１０３】
さらに、上記実施形態では、ハードウエアを用いたが、本発明はソフトウエアを用いて実現することも可能である。たとえば通信装置４３内のアプリケーション処理部２６、ＴＣＰ処理部２４、ＵＤＰ処理部２５、下り回線ＲＬＰ処理部２３、上り回線ＲＬＰ処理部２７のあいだの接続関係などは、ソフトウエアで行われる方がむしろ普通である。
【０１０４】
すなわち、本発明は、複数の通信装置間の通信経路上に設置され、当該複数の通信装置間の通信の中継を行うネットワーク間接続装置などに、広く適用することができる。
【０１０５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、通信プロトコルに応じて中継プロトコルを柔軟に変更することができ、通信の信頼性を高め、無駄や矛盾のない通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態にかかるゲートウェイ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態にかかる無線回線側通信装置の構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態にかかる有線回線側通信装置の構成を示すブロック図である。
【図４】実施形態にかかる通信システムの全体構成を示す概略図である。
【図５】実施形態にかかるＴＣＰパケットの構成を示す概略図である。
【図６】実施形態にかかるＵＤＰパケットの構成を示す概略図である。
【図７】実施形態にかかるＩＰヘッダの構成を示す概略図である。
【図８】実施形態にかかるＴＣＰパケットの分割または再構成の手順を示す概略図である。
【図９】実施形態にかかる多重化パケットの構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１３…プロトコル判定部、１４…スイッチ、１４Ａ、１４Ｂ…接点、１５、２３…下り回線ＲＬＰ処理部、１８、２７…上り回線ＲＬＰ処理部、２４、３３…ＴＣＰ処理部、２５、３４…ＵＤＰ処理部、２６，３５…アプリケーション処理部、ＰＣ１…ＴＣＰパケット、ＰＣ２…ＵＤＰパケット、ＰＴ…プロトコルタイプ、４０…通信システム、４１、４３…通信装置、４２…ゲートウェイ装置、４４…有線回線、４５…無線回線、ＤＤ…下り方向、ＵＤ…上り方向。
Claims (5)
- 複数の通信装置間の通信経路が、第１の回線の区間とこの第１の回線の区間より伝送誤りが生じる蓋然性の高い第２の回線の区間によって構成されている場合、当該第１の回線と第２の回線の間に介在し、両回線間で通信の中継を行うネットワーク間接続装置において、
前記複数の通信装置の内、前記第１の回線に接続された第１の通信装置から受信した通信パケットのトランスポート層通信プロトコルに応じて、データリンク層の中継プロトコルを選択する第１の中継プロトコル選択手段を備え、
当該第１の中継プロトコル選択手段は、前記第１の通信装置から受信した通信パケットのトランスポート層通信プロトコルが再送機能を持つ第１の通信プロトコルである場合には、前記中継プロトコルとして再送機能を持つ第１の中継プロトコルを選択し、前記第１の通信装置から受信した通信パケットのトランスポート層通信プロトコルが再送機能を持たない第２の通信プロトコルである場合には、前記中継プロトコルとして再送機能を持たない又は再送回数が制限された第２の中継プロトコルを選択して、いずれか選択した中継プロトコルを用いて第２の回線に接続された第２の通信装置へ前記通信パケットを中継することを特徴とするネットワーク間接続装置。 - 請求項１に記載のネットワーク間接続装置において、
前記第１の中継プロトコルの最大パケットサイズは、前記第１の通信プロトコルの最大パケットサイズより短いことを特徴とするネットワーク間接続装置。 - 請求項１又は２に記載のネットワーク間接続装置において、
前記第１の回線と第２の回線の内、少なくとも第２の回線は、無線回線であることを特徴とするネットワーク間接続装置。 - 請求項１から３のいずれかに記載のネットワーク間接続装置において、
前記第１の通信プロトコルは、トランスミッションコントロールプロトコルであり、前記第２の通信プロトコルは、ユーザデータグラムプロトコルであることを特徴とするネットワーク間接続装置。 - 第１の回線に接続された第１の通信装置と、
伝送誤りの生じる蓋然性が前記第１の回線より高い第２の回線に接続された第２の通信装置と、
請求項１〜４のいずれかに記載のネットワーク間接続装置とを備えたことを特徴とする通信システム。
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