JP4498017B2

JP4498017B2 - 無線接続装置

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Publication number: JP4498017B2
Application number: JP2004167279A
Authority: JP
Inventors: 泰行富田
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2004-06-04
Filing date: 2004-06-04
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2024-06-04
Also published as: JP2005348230A

Description

本発明は無線接続装置に関し、特に２つのＴＣＰ／ＩＰネットワークを低速半２重無線回線で接続するための無線接続装置に関する。

従来、mail（電子メール）の送受信は、送信元のメールサーバが送信先メールサーバにＳＭＴＰ（Simple Mail Transfer Protocol）を用いてメールを送信し、送信先メールサーバでは受信したメールをユーザ毎にメールボックスに蓄積し、クライアント（メール受信者のパソコン等）がＰＯＰ（Post Office Protocol）等を用いてメールサーバと通信し、自分のメールボックスに蓄積されたメールの受信及びクライアントからのメール送信をすることで実現されている。
またＷｅｂのアクセスは、ＨＴＴＰ（Hypertext Transfer Protocol）を用いてクライアントからＷＷＷサーバにアドレスを送信すると、ＷＷＷサーバがそのアドレスに対応するファイルをクライアントに送信することで実現されている。またＨＴＴＰ／１．１ではＲＦＣ２６１６のセクション８．１．１に規定されているようにConnection ヘッダを用いて持続的接続を行っている。
なお、ＳＭＴＰはＲＦＣ８２１、ＰＯＰ３はＲＦＣ１９３９等、ＨＴＴＰはＲＦＣ１９４５等に規定されている。
これらのアプリケーション間の通信は通常、トランスポート層を実現するＴＣＰ（Transmission Control Protocol：RFC793）、及びネットワーク層を実現するＩＰ（Internet Protocol：RFC791）を介して行われるが、ＴＣＰが全２重通信に最適化されたプロトコルとして実装されているため、下位レイヤも全２重に適合する必要があり、無線ＬＡＮやＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）の無線レイヤも全２重になっている。

一方で、ＨＦ帯等を用いる洋上無線通信においては半２重通信が一般に行われている。音声通信、テレタイプ等のデータ通信のどちらにおいても、要求（質問）とそれに対する応答の形式で情報交換が進行すると考えられ、要求と応答が同時に行われることは稀であり、特に帯域幅が狭く通信速度が低いＨＦ帯等では、全２重回線を設けるよりも２倍の通信速度を有する半２重回線としたほうが帯域の使用効率が高く通信が迅速に行えるためである。半２重通信におけるトークン（送信権）の切替はプレストーク（ＰＴＴ：Push To Talk）により人手で行っている。

この他、本発明に関連する従来技術として、ハイパーテキストの閲覧要求に対する応答を速めるために、ハイパーテキストに対する応答と、ハイパーテキストが参照するインラインデータに対する応答とを併合して行うものが知られる（例えば、特許文献１乃至３参照。）。
また、常時接続されていないネットワーク端末間の通信において、アドレスの通知を中継装置を介して行うことで発呼側からの通信要求に迅速に応答するものが知られる（例えば、特許文献４参照。）。
また、ＨＦ帯無線通信を用いてメールやＷｅｂアクセスを行うものがある（例えば、非特許文献１参照。）。

特開２０００−２０７３２９号公報特開２０００−２８５００６号公報特開２０００−２２２３５５号公報特開平１０−２３１６２号公報 "High-frequency RadioAutomatic Link Establishment (ALE) Application Handbook"、Annex 6: HF E-mail, Annex 7: HF Internet Access、[online]、平成１１年１０月１２日、National Telecommunications and Information Administration / Institute for Telecommunication Sciences（米国商務省）、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.its.bldrdoc.gov/pub/oa-rpt/hf-ale/handbook/＞

しかしながら、ＴＣＰが下位レイヤに全２重を要求するため、ＰＴＴ時間間隔がＴＣＰのタイムアウト時間より長いとコネクションが確立できなかったり、無用な再送が発生したりするという問題があった。
またＴＣＰはＸ．２５などと異なりエンドツーエンドでリンクを張るので、経路の途中の無線リンクは変わらなくてもエンド（通信元もしくは通信先）が変わるたびにコネクション確立のためのトラフィックが無線リンク部分を通過する。それにより無線リンクにおいてトークン切替えが多発し、特に低速無線リンクではフレーム化による時間的なオーバヘッドが大きいので、応答性が悪化するという問題があった。

本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、２つのＴＣＰ／ＩＰネットワークを低速半２重無線回線で接続し、メール送受信やＷｅｂアクセスの応答性を改善した無線接続装置を提供することを目的とする。

本発明の無線接続装置は、２つのＴＣＰ／ＩＰネットワークを半２重無線回線で接続するために２つのＴＣＰ／ＩＰネットワーク夫々に設けられる無線接続装置であって、前記ＴＣＰ／ＩＰネットワークからの信号をレイヤ４（トランスポート層）以上で中継して前記半２重無線回線に送出することを特徴とする。

本発明によれば、２つのＴＣＰ／ＩＰネットワークを低速半２重無線回線で接続したときに、ＴＣＰコネクションが一旦終端されるので、メール送受信やＷｅｂアクセスの応答性が向上する。

図１は、本発明が適用された無線通信システムの構成図である。本発明の無線接続装置により中継される２つのネットワークとして、陸上ネットワーク１と艦船Ｂネットワーク２が図示されている。
陸上ネットワーク１及び艦船Ｂネットワーク２夫々は、ＴＣＰから見ると全２重通信が可能なネットワークであり、基本的にはＬＡＮのような有線回線で構成されている。（一部のイーサネット（商標）のように半２重の物理層を用いていても通信方向の切替間隔がＴＣＰのタイムアウト時間よりも十分速ければ、ＴＣＰからは通常の全２重通信が可能な下位レイヤとして扱われる。）
陸上ネットワーク１及び艦船Ｂネットワーク２は、夫々無線接続装置を１つ以上備える。無線接続装置は、異なるネットワーク間、例えば陸上ネットワーク１と艦船Ｂネットワーク２の間でＴＣＰプロトコルによる通信を行う場合、ＴＣＰを一旦終端したうえで、通信を独自の手法により半２重無線通信回線を用いて中継する。
陸上ネットワーク１において、送信所Ａ及び送信所Ｂの２箇所に無線接続装置１１及び１２が夫々設置される。一方艦船Ｂネットワーク２は無線接続装置２１とともに艦船に搭載される。

本実施例では、複数の送信所を備える環境におけるメール送受信及びＷｅｂアクセスを説明する。図１において、陸上ネットワーク１及び艦船Ｂネットワーク２には、ＳＭＴＰサーバ１３及び２３、ＤＮＳサーバ１４、２４、クライアントとなるＰＣ１５及び２５が夫々接続されている。陸上ネットワーク１はまた、ＷＷＷサーバ１６を備えるほか、ルータ１７を介してインターネットに接続される。
陸上ネットワーク１側からメールを送信する場合、ＳＭＴＰサーバ１３と無線接続装置１１の間（つまりＳＭＴＰサーバ１３か無線接続装置１１のどちらか）で、ＳＭＴＰプロトコルを一旦終了させる。その結果、陸上ネットワーク１側（インターネットも含む）では、あたかもメール送信を終了したように認識し、エラーが生じることない。無線接続装置がＳＭＴＰを終端する方法では、ＳＭＴＰサーバ１３が無線接続装置１１にメールを転送し、無線接続装置１１が艦船Ｂネットワーク２の無線接続装置２１にメールデータを送信し、無線接続装置２１は受信したメールデータを蓄積する。蓄積されたメールデータはＳＭＴＰサーバ２３にＳＭＴＰを用いてメールとして送信する。
つまり、無線接続装置１１、２１もＳＭＴＰを実装するＳＭＴＰサーバ（ＳＭＴＰプロキシとも言う）であり、無線接続装置１１及び２１は所謂メールリレー動作をする。メールリレー動作を行うために、ＤＮＳサーバ１４及び２４のＭＸレコード、及び無線接続装置１１及び２１のリレーメール許可の設定が適切になされる。また、無線接続装置間のメールデータの送信は例えばＰＰＰ（ＲＦＣ１６６１等）を用いてＵＵＣＰ（Unix to Unix CoPy）により行う。

次に、メールアドレスの変更により、陸上ネットワーク１が備える複数の送信所から特定の送信所を選択する方法、及び複数の艦船から通信相手の艦船を選択する方法を説明する。無線通信を行う場合、伝送路状態の良い、つまり無線通信距離の近い送信所を用いて通信を行うため、送信所（無線接続装置）の指定が必要となる。本実施例ではユーザが送信所を明示的に指定する方法として、送信所を示すサブドメインをメールアドレスに挿入する。図１において、ＰＣ１５のユーザのメールアドレスをuser15@xxx.com、ＰＣ２５のユーザの本来のメールアドレスをuser25@yyy.comとし、ＰＣ１５からＰＣ２５に送信所Ａを使用してメールを送信する場合、宛先メールアドレスをuser25@shipb.transa.yyy.comにして送信する。ＤＮＳサーバ１４は、ＤＮＳサーバ２４から通知された艦船Ｂネットワーク２のドメイン”yyy.com”等の、艦船の本来のドメイン名の次にサブドメイン”transa”が来るアドレス全てについて、送信所Ａの無線接続装置１１のＩＰアドレスを返すような名前解決を行う。”transa”は無線接続装置１１のホスト名でもある。更に無線接続装置１１が通信相手の艦船に対応させた複数のＩＰアドレスを有する場合、その中でサブサブドメイン”shipb”に対応するＩＰアドレスを返しても良い。他の送信所についても同様に名前解決を行う。このように、ドメイン名の上では、各送信所が仮想的なサブネットを有し、各サブネットの夫々に艦船群が重複して接続されるようなネットワーク形態となる。
上記宛先メールアドレスを有するメールが陸上ネットワーク１側から送信される場合、ＤＮＳの名前解決により送信所Ａの無線中継装置１１のＩＰアドレスのポート２５（ＳＭＴＰ）に送信されるので、無線中継装置１１のＳＭＴＰプロキシ機能によりメールが受信される。無線中継装置１１は自身（transa）にとってのサブドメイン”shipb”をみて、或いはメールを受信したＩＰアドレスに応じて送信先の艦船を艦船Ｂと特定する。そして、宛先メールアドレスから”transa”以降のみを残して、艦船Ｂとの無線リンクを確立した上で、艦船Ｂの無線接続装置１２に当該メールを転送する。宛先メールアドレス” user25@yyy.com”のメールを受信した無線接続装置２２では、アドレスが本来のアドレスに戻っているので従来同様、宛先が自ドメイン”yyy.com”であることからＤＮＳサーバ２４のＭＸレコードによりＳＭＴＰサーバ２３のＩＰアドレス宛てにメールが転送されて、配送が完了する。ＰＣ２５がＰＣ１５にメールを返信する場合、上記と逆の手順となる。
上記のアドレス表記の他、従来からメールリレー用に用いられている”user%site@othersite”や”@host:user@site”などの表記を用いても良い。

次に、Ｗｅｂアクセスについて別のアドレス表記方法を用いた例で説明する。艦船ＢのＰＣ２５から陸上ネットワーク１側のインターネット上のＷｅｂサーバ
”www.h-kokusai.com”にアクセスする場合、ユーザがＵＲＬとして
”http://transa/-_-/www.h-kokusai.com/”を入力すると、ＰＣ２５はｈｔｔｐリクエストのgetメソッド
”GET http://transa/-_-/www.h-kokusai.com/ HTTP/1.1”をtransaのポート８０（ＨＴＴＰ）に向けて発送する。ＤＮＳサーバ２４はホスト名”transa”のような他のネットワークの送信所（無線接続装置）のドメイン名に対し、無線接続装置２１の自ネットワーク側のＩＰアドレスを返すような名前解決を行うので、このgetメソッドは無線接続装置２１により受信される。
無線接続装置２１は従来同等のＨＴＴＰプロキシ機能を有した上で更に、受信したgetメソッドに”/-_-/”が含まれる場合、”/-_-/”以前をあて先ホスト名、”/-_-/”以降を新たなＵＲＬとして、新たなgetメソッド
”GET http://www.h-kokusai.com/ HTTP/1.1”を送信する。無線接続装置２１内での名前解決は”transa”が送信所Ａの無線接続装置１１のＩＰアドレスになるように通常に行われる。無線接続装置２１はルータ機能も有し、他ネットワーク宛てのこのgetメソッドを、宛先である無線接続装置１１との無線リンクを確立した上で、無線接続装置１１に送信する。
無線接続装置１１は、無線接続装置２２と同様のＨＴＴＰプロキシ機能を有し、getメソッドを一旦受信する。getメソッドに”/-_-/”が含まれていないので、受信したものと同じ新たなgetメソッド
”GET http://www.h-kokusai.com/ HTTP/1.1”を“www.h-kokusai.com”に送信し、従来と同様にＷｅｂサーバからの応答（レスポンス）
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html
（改行）
（index.htmlの内容）
を取得する。無線接続装置１１は、Ｗｅｂサーバから受信した”index.html”等のＨＴＭＬファイルの中身を検索し、jpegやgif形式の画像ファイルのようにＨＴＭＬの表示に必要と判断されたインラインデータのアドレスを検出すると、それらインラインデータについてユーザからのgetメソッドを待たずにgetメソッドを送信し、Ｗｅｂサーバからそれらを取得する。無線接続装置１１は、ＨＴＭＬファイル及びインラインデータのgetメソッドに対する全ての応答を受信後、それらを纏め、無線接続装置２２を宛先ＩＰアドレスにして、途中にトークンの切替を伴わない１回の１方向無線通信として無線接続装置２１に送信する。
無線接続装置２１は、纏めて受信したそれら応答をキャッシュし、元々のgetメソッドで要求されていたＨＴＭＬファイルについては、キャッシュ中の対応する応答を元々のgetメソッドの送信元であるＰＣ２５のＩＰアドレスに送信する。その後ＰＣ２５からインラインデータ夫々についてのgetメソッドを受信すると、その応答としてキャッシュ中の対応する応答を逐次ＰＣ２５に送信する。

本実施例のメール送受信で説明したアドレス形式をＷｅｂアクセスに適用してもよく、本実施例のＷｅｂアクセスで説明したアドレス形式をメール送受信に適用してもよい。またＷｅｂアクセスにおいてget或いはconnect等のメソッドでは通常のアドレス形式を用い、hostヘッダで無線接続装置（プロキシ）のホスト名を指定するようにしても良い。
本実施例に拠れば、本来ＳＭＴＰサーバ間或いはＷｅｂサーバ−クライアント間で張られるＴＣＰコネクションが無線接続装置により一旦終端されるので、半２重無線回線によりＴＣＰコネクションが切断されないようできる。またメールアドレスやＵＲＬのような文字列中で無線通信を行う送信所を指定するので、エンドユーザであっても思い通りに送信所つまり通信経路を指定できる。

本実施例では、無線接続装置をアプリケーションレベルゲートウェイ（プロキシ）とし、無線接続装置間の通信にもＴＣＰを用いた場合の、トランスポート層からみた動作を、図２を用いて説明する。無線接続装置１１、２１に想定したプロトコルスタックを図３ａに示す。図３ａで無線側ポート（ｂ）で示される４つのポートの内、ｂ１ポートのみを備えるものとする。
以下ＰＣ２５からＷＷＷサーバ１６上のコンテンツにアクセスする動作を説明する。ＩＰアドレスとして、無線接続装置２１の艦船Ｂネットワーク側ポート２１ａに200.1.1.1、無線側ポート２２ｂに200.1.2.10、無線接続装置１１の陸上ネットワーク１側ポート１１ａに200.3.3.1、無線側ポート１１ｂに200.1.2.20を用いるものとする。また簡単のために無線接続装置間におけるプロキシ同士のキャッシュ共有は考えず、単にプロキシがカスケード接続されたものとする。つまり、無線接続装置２１は無線側ポート２１ｂからＷｅｂアクセスする際に無線接続装置１１をプロキシとして指定する。その逆も同様である。またＰＣ２５には無線接続装置２１をプロキシとして設定しておく。また、セグメントとはＴＣＰにおけるデータ伝送単位である。
ＰＣ２５は、ユーザエージェント（ブラウザ）からＷＷＷサーバ１６上のコンテンツの閲覧要求が発生すると、プロキシサーバの設定に基づき無線接続装置２１と接続（コネクション）を開始するために、ＳＹＮフラグをオンに、ＡＣＫフラグをオフに、シーケンス番号をランダムな値（たとえば1234）に設定したＴＣＰヘッダのみからなるセグメントＳ０１をポート２１ａに向けて送信する。
無線接続装置２１は、セグメントＳ０１を正常に受信するとその応答として、ＳＹＮフラグとＡＣＫフラグをオンに、シーケンス番号をランダムな値（たとえば5678）に、肯定応答番号にセグメントＳ０１のシーケンス番号に１加算した値（1235）を設定したＴＣＰヘッダのみからなるセグメントＳ０２をＰＣ２５に向けて送信する。
ＰＣ２５は、セグメントＳ０２を正常に受信するとその応答として、ＳＹＮフラグをオフに（以後全てオフである）、ＡＣＫフラグをオンに、シーケンス番号をＳ０２の肯定応答番号と同じ（1235）に、肯定応答番号にセグメントＳ０２のシーケンス番号に１加算した値（5679）を設定したＴＣＰヘッダのみからなるセグメントＳ０３をポート２１ａに向けて送信する。
これにより、通信相手が通信可能状態であることの確認、およびシーケンス番号の交換が行われ接続が完了する。この３つのセグメントによる接続手順は３方向ハンドシェイクと呼ばれる。ここで、シーケンス番号とは、そのセグメントに格納されているデータの最初のオクテット（バイト）が、通信中のデータストリーム（例えば１つのＨＴＴＰメッセージ）全体で占める位置をオクテット単位で示したもので、ＴＣＰヘッダの４オクテット目から３２ビットを占める。シーケンス番号には成りすましなどを防ぐためにランダムな初期値を与えるので、接続確立時にＳＹＮフラグを立てて初期値の交換を行う。また肯定応答番号は、次に通信相手に要求するデータの先頭位置がデータストリーム先頭の何オクテット目であるかを示すもので、肯定応答番号から１を引いた数のオクテットが全て正しく受信できたことを示す。肯定応答番号は、ＴＣＰヘッダの８オクテット目から３２ビットを占める。肯定応答番号は、ＡＣＫフラグが設定されている場合にのみ有効である。

ＰＣ２５は、ユーザエージェントが接続確立を認識すると、コンテンツのＵＲＩ（Uniform Resource Identifier）を引数に持つgetメソッド（例えば
”GET http://www.16.org/index.htm HTTP/1.1”）をデータに含み、ＡＣＫフラグをオフに、シーケンス番号をＳ０３と同じ（1235）に設定したセグメントＳ０４をポート２１ｂに向けて送信する。getメソッドは短いので通常１セグメントに収まる。またセグメント０４はセグメント０３と併せてもよい。
無線接続装置２１では、Ｓ０４を正常に受信すると、ＨＴＴＰプロキシがＨＴＴＰメッセージを解釈し、getメソッドによりアクセスしようとしているコンテンツがポート２１ｂ側にあるか、またそのコンテンツがキャッシュされているかを確認する。ポート２１ｂ側にありキャッシュされていない場合、Ｓ０４と同様のgetメソッドをデータに含み、ＡＣＫフラグをオフに、シーケンス番号を4321 に設定したセグメントＳ０８をポート１１ｂに向けて送信する。Ｓ０８の送信以前にセグメントＳ０５〜Ｓ０７によりＳ０１〜Ｓ０３同様に接続が確立しており、無線接続装置１１からの直前の肯定応答番号が4321であるとする。Ｓ０５はＳ０４を受けてから開始する場合もある。
無線接続装置１１では、Ｓ０８を正常に受信すると、ＨＴＴＰプロキシがＨＴＴＰメッセージを解釈し、getメソッドによりアクセスしようとしているＷＷＷサーバのＩＰアドレスをＤＮＳサーバ１４により特定し、ＷＷＷサーバ１６とセグメントＳ０９〜Ｓ１１によりＳ０１〜Ｓ０３同様にＴＣＰ接続を行う。ただしＳ１１は、Ｓ０４と同様のgetメソッドをデータに含み、ＡＣＫフラグをオンに設定することで、Ｓ１０に対する肯定応答とデータ送信を同時に行う。
ＷＷＷサーバ１６は、セグメントＳ１１を正常に受信するとＨＴＴＰメッセージを解釈し、getメソッドの応答としてコンテンツデータ（index.htm）を含むＨＴＴＰレスポンスを複数セグメントＳ１２〜Ｓ１３にセグメント化して送信する。Ｓ１２は、ＡＣＫフラグをオンに、シーケンス番号をＳ１１の肯定応答番号と同じ（3457）に、肯定応答番号をＳ１１のシーケンス番号にＳ１１のデータ量（例えば41）を加算した値（5719）に設定する。Ｓ１３はＡＣＫフラグをオフに、シーケンス番号をＳ１２のそれにＳ１２のデータ量（例えば1500）を加算した値（7179）に設定する。

無線接続装置１１では、Ｓ１２〜Ｓ１３を正常に受信すると、ＨＴＴＰプロキシがＨＴＴＰメッセージ中のコンテンツデータのファイルタイプを検査する。ファイルタイプがindex.htmのようなハイパーテキストの場合、ハイパーテキストを構文解釈し、<IMG>タグなどからインラインデータのＵＲＩを抽出する。そして抽出したＵＲＩを引数に持つgetメソッド（例えば
”GET http://www.16.org/image.gif HTTP/1.1”）をデータに含み、ＡＣＫフラグをオンに、シーケンス番号をＳ１２の肯定応答番号と同じ（5719）に設定したセグメントＳ１４をＷｅｂサーバ１６に送信する。また無線接続装置１１は、受信したＳ１２〜Ｓ１３のデータと同一（或いは同様）のデータをもつ複数セグメントＳ１５〜Ｓ１６をポート２１ｂ宛てに再セグメント化して下位レイヤに渡し、下位レイヤは送信を開始する。この時、一旦アプリケーションで受けて再セグメント化するので、セグメントサイズは勿論、データ（ＨＴＴＰレスポンス等）も変化することもある。データが変化する例としては、If-Modified-Since 等の各種ヘッダフィールドを追加したとき及びその応答時、或いはハイパーテキストや複数のインラインデータ等をＭＩＭＥのマルチパートタイプを用いて１つのレスポンスにカプセル化したときなどがある。無線接続装置１１、２１間のＴＣＰ接続におけるセグメントサイズは、一般的なＴＣＰ実装と同様に制御しても良い。
無線接続装置の最下位レイヤである無線レイヤでは、トークン切替によるオーバヘッドと応答性とのトレードオフにより決定されるトークン占有期間の最大値（１トークンが可変長の１無線フレームで構成される場合、１フレームの最大長）が存在し、１トークンに詰め込めるだけ或いはＴＣＰ送信バッファが空になるまでＴＣＰセグメントが詰め込まれる。例えばトークンの最大時間を１５秒、通信速度を9600bps、セグメントサイズを1500Byteとすると、80〜90セグメント程度を１トークンで送信できる。図２ではセグメントＳ１５〜Ｓ１６は１トークン中に連続したまま含まれて送信される場合を示している。
一方でＷＷＷサーバ１６は、セグメントＳ１４を正常に受信するとＳ１１と同様にコンテンツデータ（image.gif）を含むＨＴＴＰレスポンスを複数セグメントＳ１７〜Ｓ２０にセグメント化して送信する。
無線接続装置１１では、Ｓ１７〜Ｓ２０を正常に受信すると、無線接続装置１１自身の判断でリクエストしたインラインデータの応答であることを確認し、受信したＳ１７〜Ｓ２０のデータと同一（或いは同様）のデータをもつ複数セグメントＳ２１〜Ｓ２４を再セグメント化してポート１１ｂ側の下位レイヤに渡す。下位レイヤは、現在無線接続装置１１自身側にトークンがあって送信中（正確には無線レイヤが、上位レイヤからデータを受ける入力バッファが空になり送信終了を認識する前）の場合、受け取ったセグメント（無線レイヤにとってはデータ）を続けて送信する。そのため図２では、Ｓ２１〜Ｓ２４はＳ１５〜Ｓ１６とともに１トークン中に連続したまま含まれて送信される場合を示している。また無線接続装置１１は、Ｓ１７〜Ｓ２０に対する肯定応答として、Ｓ２０のシーケンス番号にそのデータ長を加算した値を肯定応答番号に設定したセグメントＳ２５を送信する。

無線接続装置２１は、Ｓ１５〜Ｓ１６、Ｓ２１〜Ｓ２４を１トークンで受信する。そしてまず、受信したＳ１５〜Ｓ１６のデータと同一（或いは同様）のデータをもつ複数セグメントＳ２６〜Ｓ２７を再セグメント化してポート２１ａからＰＣ２５宛てに送信する。Ｓ２６は、シーケンス番号をＳ０３の肯定応答番号と同じ（5679）に、肯定応答番号をＳ０４のシーケンス番号にそのデータ量（例えば41）を加算した値（1276）に設定する。
ＰＣ２５では、ユーザエージェントは受信したＳ２６〜Ｓ２７をＰＣ２５自身がＳ０４で送信したＨＴＴＰリクエストの応答としてブラウジングを行い、インラインデータimage.gifのＨＴＴＰリクエストをＳ０４同様にセグメントＳ２８にて送信する。このときユーザエージェントは、image.gifが表示に必要なインラインデータのうち最後のものと判断すると、ＨＴＴＰリクエストのヘッダフィールド（メソッドの次の行以降）にConnection:closeを指示する場合があり、これによりこのリクエストに対するレスポンス後にＨＴＴＰ１．１の接続維持が解除され、ＴＣＰコネクションの解放が始まる。
無線接続装置２１は、Ｓ２８を正常に受信するとＳ０４と同様、そのコンテンツがキャッシュされているか（先読みが既に実行されている状態も含む）を確認し、今回は既にキャッシュされているので受信済みのＳ２１から順次複数セグメントＳ２９〜Ｓ３２にセグメント化してＰＣ２５に送信する。Ｓ２９はＳ２８に対する肯定応答を含む。図２ではＳ２９はＳ２８の受信の直後に送信が開始されているが、無線接続装置間のような低速通信ではＴＣＰバッファは１セグメント受信する度に読み取られる（明示的にプッシュさせても良い）ので、アプリケーションであるプロキシがセッション単位（コンテンツファイル単位）ではなくこのセグメント単位でデータストリームを逐次処理することで実現できる。つまり要求されたコンテンツが無線接続装置間で転送中であれば、ファイルサイズはＨＴＴＰレスポンスヘッダにより既知なので、ファイルが転送終了により閉じられるを待たずに応答Ｓ２９を見切り開始する。（ファイルは無線接続装置２１のプロキシキャッシュ上で読み書き可能なファイルとしてオープンする必要がある場合がある。）RFC2616のセクション８．１．１．２に規定されるパイプライン形式のリクエストの順番が無線接続装置１１とＰＣ２５で同一とは限らないのでポート２１ａ，ｂ間の単なるセグメント転送ではない。この見切り応答によりインラインデータがプログレッシブ形式ＪＰＥＧファイル、インタレース方式ＧＩＦファイル等の場合に特に応答性が向上するが、Ｓ２４の受信を待って（つまりコンテンツファイルの受信を完了してファイルを閉じてから）Ｓ２９を開始する方法でも本発明の効果は十分達成できる。
無線接続装置２１は、セグメントが全て正常に受信された場合、最後に受信したＳ２４のシーケンス番号にＳ２４のデータ長を加算した値を肯定応答番号に設定したセグメントＳ３３をポート１１ｂに向けて送信する。或いは１トークン中に断続的に受信に失敗した（例えばチェックサムエラー発生した）セグメントがある場合は、Ｓ２５で選択肯定応答（ＳＡＣＫ）を送信する。この時ＰＣ２５やその他から新たなＨＴＴＰリクエストなどがある場合は、それをＳ２５のデータに含めて送っても良い。図２ではＳ２４の受信直後にＳ３３を送信しているが、Ｓ２４以降も無線接続装置１１からの送信が続く場合は、その送信が終了しトークンが無線接続装置２１側に切り替わった以降に行われる。
ＰＣ２５では、Ｓ２９〜Ｓ３２を正常に受信すると、受信したインラインデータをブラウジングに反映するとともに、Ｓ２９〜Ｓ３２に対する肯定応答をセグメントＳ３４にて送信する。この時、Ｓ２８にてConnection ヘッダフィールドにcloseを指示している場合Ｓ３４のＦＩＮフラグを立ててＴＣＰコネクションの解放を指示することもある。或いはＳ３４でＦＩＮフラグを立てずとも無線接続装置２１からＦＩＮフラグを立てたセグメントを送信することもある。或いは、ＴＣＰ接続、ＨＴＴＰ接続をそのまま維持しても良い。これと同様のことが無線接続装置１１−ＷＷＷサーバ１６間のＳ２５以降にもいえる。ただし、無線接続装置１１−２１間では、たとえＷｅｂアクセス先がＷＷＷサーバ１６から変わってもＴＣＰ接続は維持される。よって無線接続装置１１−２１間の無線リンクが確立した以降は、１つのＷｅｂページのアクセスに対し１対のトークンで済み、別ユーザ等が別ソケットで同時にプロキシを利用した場合には、更に複数のアクセスをトークン１対（送信及び受信）で行うことができる。

本実施例では、Ｗｅｂアクセスを主に説明したが、他のアプリケーション（例えばＳＭＴＰ）においてもアプリケーション毎にプロキシを設けることで同様に実施できる。その場合、ポート番号つまりソケットが異なるので、複数の通信が無線接続装置１１−２１間の通信で１トークンに順不同に納められても問題なく分別できる。また、ＦＴＰ（File Transfer Protocol）やバージョン１．０以前のＨＴＴＰなどではＴＣＰコネクションの確立と解放を頻繁に行う仕様となっているが、各プロキシがそのような無駄な確立／解放を省くので特に効果が大きい。
Ｗｅｂアクセスにおいてはキャッシュ機能が顕著に作用するのでプロキシの使用が望ましいが、その他のアプリケーションに対しては回線レベルゲートウェイの一種であるＳＯＣＫＳ（RFC1928等）を用いてもよい。

本実施例は、複数の送信所の選択をＩＰ層で動作するルータで自動的に行う点で実施例１と異なる。本実施例の構成は実施例１とほぼ同様であり、同一の構成部分については同一の符号を用いてその説明を省略する。
図４は本実施例の無線通信システムの構成図である。図４では艦船Ｂネットワーク２は図１と同一なので省略している。本実施例の無線接続装置１１’、１２’、２１’は、図３ａに示すように、同時に４つの送受信が可能な無線リソースを有するソフトウェア無線である。各無線リソースは、夫々異なるＩＰアドレスを有し、ソフトウェアの切替により任意の搬送波周波数、変調方式にて通信を行う。
また本実施例では新たに無線制御装置１９、２９を備える。無線制御装置１９、２９は夫々陸上ネットワーク１及び艦船Ｂネットワーク２に接続され、無線接続装置１１’、１２’や２１’のＬＡＮ側ポートに制御電文を送って、無線接続装置の各無線リソースのリンクの確立／解放、搬送波周波数、変調方式などを制御したり、各無線リソースのリンク状態や回線品質を把握し、リンクを優先度に応じて管理して、それに連動するようにルータ１８などのルーティング設定を変更する。

まず、図３ａのプロトコルスタックように各無線接続装置がプロキシを備え、プロキシを介する通信（ＩＰアドレスが変わってもよい通信）をする場合の動作を説明する。この場合、ルータ１８は通常のルーティングを行っても良いがその代わりに、宛先ＩＰアドレス（代表プロキシアドレス）を無線接続装置１１’か１２’に書き換えるパケットトフォワーディングを行ってもよい。
一方、図３ｂのプロトコルスタックように無線接続装置と別体に共通のプロキシサーバ１１７を備える場合の動作を説明する。実施例２同様、ユーザはプロキシサーバ１１７のＩＰアドレス宛てに通信を行い、プロキシサーバ１１７は、無線中継装置２１内のプロキシ宛てに中継を行う。ルータ１８は宛先の無線中継装置のＩＰアドレスを参照し、ルーティングテーブルに基づきＩＰパケットを無線中継装置１１’、１２’のどちらかに振り分ける。

次に適切な無線中継装置に振り分けられた後の、図３ａ、ｂ共通の動作を説明する。無線中継装置（例えば１１’）に振り分けられた後、無線中継装置１１’内ではＩＰ層において、宛先ＩＰアドレスを参照しルーティングテーブルに基づきｂ１〜ｂ４のどのポートに振り分けるかを決定する。ルーティングデーブルは、ポート番号（例えば１〜４）と、そのポートの無線リソースが現在リンクしている相手の無線中継装置のＩＰアドレス（或いはネットワークアドレス）とを対応づけたものであり、無線層からの無線リンクの確立／解放の通知に応じて更新される。またこのルーティングテーブルが更新されたときは、OSPF（Open Shortest Path First）などのルーティングプロトコルを用いて経路情報を隣接ルータであるルータ１８に通知する。なお、図３ｂの無線中継装置では無線側とＬＡＮ側とをＴＣＰ層でブリッジしているが、ＩＰ層で行っても良い。

次に宛先への経路が存在しないときの図３ａ、ｂ共通の動作を説明する。ルータ１８は、もしルーティングテーブルに無い宛先ＸのＩＰパケットが到来したとき、ＩＰパケットは一旦破棄し、宛先ＩＰアドレスを無線制御装置１９に通知する。無線制御装置は、現在の無線リソースの利用状況やリンクの優先度等に基づいて、新たにリンクを開くか、及びどの無線接続装置の無線リソースを用いるかを決定する。そして、決定した無線接続装置（例えば１１’、複数でも良い）宛てに、決定した無線リソース（複数でもよい）を用いて宛先Ｘに相当する無線接続装置とのリンクを開くように指示電文を送る。そのときあわせて接続中のリンクを解放する指示電文を送ることもある。それにより、無線接続装置はＡＬＥ（Automatic Link Establishument）等を用いてリンク確立を試行し、その結果を無線制御装置１９に報告する。無線制御装置１９は回線品質情報などを含むリンク結果に基づきリンクの維持要否を決定して無線接続装置に指示電文を送る。無線接続装置は、維持不要のリンクは解放し、維持要のリンクは維持するともに無線接続装置内のルーティングテーブルを更新し、経路情報をルータ１８に通知する。これにより、以後宛先Ｘ宛てのパケットが到来したときはリンクが存在する適切な無線リソースにルーティングされることとなる。
本実施例によれば、適切な無線接続装置を自動で選択することができる。

本実施例では無線レイヤについて主に開示し、上位層のプロトコルとしては実施例２と同様とする。無線レイヤは物理層及びデータリンク層を含むとする。
図５は無線レイヤの機能ブロック図である。
暗号化符復号部１１１は、上位層からのデータストリームを圧縮し、通信相手の無線接続装置の公開鍵を用いて符号化して出力する。その逆を行い上位層に渡す。上位層からのデータストリームは例えばＩＰパケットであり、或いはＴＣＰセグメントでもよく、その場合ＴＣＰセグメントにチェックサムに用いる擬似ＩＰヘッダをつけてもよい。また圧縮はＩＰヘッダなどのヘッダ部、データ部若しくはその両方に行っても良い。通信相手の無線接続装置をＩＰアドレスにより特定する場合、公開鍵はＩＰアドレスと対応付けられてフレーム化部１１１内にテーブルとして記憶される。
誤り訂正符復号部１１２は、暗号化符復号部１１１からの入力を例えばビタビ符号化を用いて誤り訂正符号化して出力する。またその逆を行う。
インタリーブ／デインタリーブ部１１３は、誤り訂正符復号部１１２からの入力をインタリーブして出力する。またその逆を行う。
フレーム化部１１４は、インタリーブ／デインタリーブ部１１３からの入力を無線フレーム用にフレーム化する。また受信フレームに対してその逆を行う。フレーム構成の一例を図５に示す。無線フレームの先頭には、無線部１１４のフレーム同期、シンボル同期、等化処理のトレーニングのためのユニークワードが位置する。ユニークワードの次に、無線フレームの送信元及び送信先、フレーム長、各種コマンドなどを示したフレームヘッダが位置する。送信元などはＩＰアドレスで示しても良いが、無線層独自のアドレスを用いても良い。フレームヘッダの次に、インタリーブ／デインタリーブ部１１３から入力されたストリームを配置するデータ部が位置する。データ部には例えば等間隔に１シンボルの既知シンボル（ＴＳ：トレーニングシンボル）が挿入され、等化器のトレーニングに用いられる。データ部の次に、可変長の無線フレームの終端を示すフッタが位置すると無線フレームが終端する。フッタと同じシンボル列がデータ中に含まれないようにするエスケープ処理が必要な場合がある。
無線部１１５は、フレーム化部１１４からの無線フレームを変調し、無線周波数に変換して送信する。またその逆を行う。変調方式や無線周波数、送信電力がＡＬＥ制御部により指定される。また受信信号の強度や等化誤差を回線品質評価のためにＡＬＥ制御部に出力する。
ＡＬＥ制御部１１６は上位層からＩＰアドレスにより通信相手の無線接続装置が指定されると、無線部１１４に対してＡＬＥ（Automatic Link Establishument）の制御を行って無線リンクの確立、管理を行う。またフレーム化部１１４との間で送信先及び送信元アドレスを送受する。
本実施例の他、無線レイヤにＰＰＰやＸ．２５を用いても良い。

本発明の実施形態における無線通信システムの構成図実施例２に係るＴＣＰ通信を説明する図実施例２及び３に係る無線接続装置のプロトコルスタック実施例３に係る無線通信システムの構成図実施例４に係る無線接続装置の無線レイヤの機能ブロック図実施例４に係る無線接続装置の無線フレーム図

符号の説明

１：陸上ネットワーク１，２：艦船Ｂネットワーク
１１、１２、２１：無線接続装置
１３，２３：ＳＭＴＰサーバ，１４，２４：ＤＮＳサーバ
１５，２５：ＰＣ，１６：ＷＷＷサーバ，１７、１８：ルータ
１９、２９：無線制御装置

Claims

ＤＮＳサーバと複数の無線接続装置とを有する、陸上に構築された陸上ネットワークと、前記陸上ネットワークの無線接続装置と無線回線で接続された、艦船に構築された艦船ネットワークとを備える無線通信システムであって、前記陸上ネットワークの端末から前記艦船ネットワークの端末にメールを送信するとき、
前記陸上ネットワークの端末において、宛先である前記艦船ネットワークの端末のメールアドレスのドメインに、ユーザが指定した使用する無線接続装置を表すサブドメインを追加してメールを送信し、
前記陸上ネットワークのＤＮＳサーバは、前記サブドメインが追加されているメールアドレスについて、当該サブドメインによって表される無線接続装置のＩＰアドレスを返す名前解決を行い、
前記陸上ネットワークの無線接続装置は、自己を表すサブドメインが追加されたメールを受信すると、当該受信したメールのアドレスから当該サブドメインを削除した上で、当該受信したメールを無線で前記艦船ネットワークに転送する、
ことを特徴とする無線通信システム。
前記艦船ネットワークの端末から、前記陸上ネットワークの無線接続装置を介して前記陸上ネットワーク側のインターネット上のＷｅｂサーバにアクセスする場合、
前記陸上ネットワークの無線接続装置は、前記Ｗｅｂサーバから受信したＨＴＭＬファイルの中身を検索し、インラインデータのアドレスを検出すると、前記艦船ネットワークの端末からのｇｅｔメソッドを待たずに当該インラインデータをＷｅｂサーバから取得し、前記ＨＴＭＬファイルと前記インラインデータとを纏めて前記艦船ネットワークに送信することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。