JP5360885B2

JP5360885B2 - 統合通信装置および通信方法

Info

Publication number: JP5360885B2
Application number: JP2009053359A
Authority: JP
Inventors: 和宏柳瀬; 康雄竹内
Original assignee: NEC Corp; NEC Software Chubu Ltd
Current assignee: NEC Corp; NEC Solution Innovators Ltd
Priority date: 2009-03-06
Filing date: 2009-03-06
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2029-03-06
Also published as: JP2010212748A

Description

本発明は、統合通信装置および通信方法に関し、特には、車載用の統合通信装置および通信方法に関する。

自動車向けの情報通信サービスであるテレマティクスサービスには、携帯電話による通話サービスや、地上デジタル放送などによる放送サービス、ＩＴＳ(Intelligent Transport Systems：高度道路交通システム)対応の情報提供サービスなどの様々なサービスが存在する。

このようなテレマティックスサービスを提供するための通信システムには、用途や時代などに応じて、ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）やＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communication）など様々なものがある。

それらの通信システムでは、互いに異なる通信メディア（通信規格）が使用されることがある。また、同じ通信システムでも、通信メディアは、国、地域および時代などに応じて変わるものもある。例えば、携帯電話の場合、通信メディアとしては、国、地域および時代に応じて、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）、ＣＤＭＡ２０００およびＴＡＣＳ（Total Access Communication System）などが使用される。

また、このようなテレマティクスサービスを利用するためには、ＷＡＮ（広域通信網：Wide Area Network）などの外部ネットワークと通信するための通信装置や、カーナビゲーション端末など車載電子制御装置（ＥＣＵ：Engine Control Unit）を、車内ネットワークを介して接続した車載システムを自動車内に構築する必要がある。

また、車載電子制御装置で使用されるアプリケーションプログラム（以下、アプリケーションと略す）は、通信メディアに応じて変更する必要がある。例えば、通信メディアに応じて、通信装置を装着するため車載電子制御装置の物理ポート、その物理ポートを介して通信装置を利用するための論理ポート、および、外部ネットワークと接続するための通信手順が異なる。このため、アプリケーションは、物理ポート、論理ポートおよび通信手順などに応じて開発する必要があった。

したがって、新しい情報通信サービスが開発されて通信メディアが変更されると、アプリケーションも変更する必要があった。このため、アプリケーションの開発コストがかかり、車載システムの製造コストが大きくなっていた。

このような製造コストを軽減することができる技術には、特許文献１に記載の通信制御装置がある。

この通信制御装置では、第一の物理ポートに対応したアプリケーションを、第二の物理ポートに接続された周辺装置と通信させることができる。

具体的には、第一の物理ポートに対応した第一ドライバの機能を、第二の物理ポートに対応した第二ドライバに持たせる。アプリケーションが第一の物理ポートに対応した接続要求を出力すると、第二ドライバが、その接続要求を第二の物理ポートに対応した接続要求に変換する。

これにより、第一の物理ポートに対応したアプリケーションを、第二の物理ポートに接続された周辺装置と通信させることができる。したがって、物理ポートが第一の物理ポートから第二の物理ポートに変更されても、アプリケーションの物理ポートを制御する箇所を変更しなくてもよくなる。このため、アプリケーションの開発コストを軽減させることが可能になり、車載システムの製造コストを軽減させることが可能になる。

特開２００７−２６５３２８号公報

特許文献１に記載の通信制御装置では、論理ポートや通信手順が変更されると、アプリケーションの論理ポートや通信手順を制御する箇所を変更しなければならない。したがって、車載システムの製造コストの低減化効率が低いという問題がある。

本発明の目的は、上記の課題である、製造コストの低減化効率が低いという問題を解決する通信制御装置および通信方法を提供することである。

本発明による統合通信装置は、端末装置と予め定められた第一通信規格で接続可能な統合通信装置であって、前記第一通信規格と異なる第二通信規格で外部ネットワークと接続可能な通信装置が装着可能な物理ポートと、前記物理ポートと予め対応付けられた論理ポートの中から、前記第二通信規格で前記外部ネットワークと接続するための無線制御モードに対応する制御用論理ポートを割り出し、また、前記通信装置から、前記無線制御モードにおける通信手順を示す接続制御情報を取得する管理手段と、前記端末装置と前記第一通信規格で接続し、また、前記端末装置から前記外部ネットワークに接続する旨の接続要求を受信した場合、前記管理手段が取得した接続制御情報と、前記管理手段が割り出した制御用論理ポートに基づいて、前記通信装置を介して前記外部ネットワークと接続する接続手段と、を含む。

また、本発明による通信方法は、端末装置と予め定められた第一通信規格で接続可能であり、また、前記第一通信規格と異なる第二通信規格で外部ネットワークと接続可能な通信装置が装着可能な物理ポートとを有する、統合通信装置による通信方法であって、前記物理ポートと予め対応付けられた論理ポートの中から、前記第二通信規格で前記外部ネットワークと接続するための無線制御モードに対応する制御用論理ポートを割り出す割出ステップと、前記通信装置から、前記無線制御モードにおける通信手順を示す接続制御情報を取得する管理ステップと、前記端末装置と前記第一通信規格で接続する第一接続ステップと、前記端末装置から前記外部ネットワークに接続する旨の接続要求を受信した場合、前記取得された接続制御情報と、前記割り出された制御用論理ポートに基づいて、前記通信装置を介して前記外部ネットワークと接続する第二接続ステップと、を含む。

本発明によれば、製造コストの低減化効率を向上させることが可能になる。

本発明の一実施形態の車載通信システムを示したブロック図である。端末装置の構成例を示したブロック図である。外部連携ＥＣＵの構成例を示したブロック図である。外部連携ＥＣＵの内部モジュール構成の一例を示したブロック図である。外部装置が外部連携ＥＣＵに装着された際の外部連携ＥＣＵの動作例について説明するためのフローチャートである。通信メディア情報を端末装置に通知する際の外部連携ＥＣＵの動作例を説明するための説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態の車載通信システムを示したブロック図である。図１において、車載通信システムは、端末装置１と、外部連携ＥＣＵ２とを有する。車載通信システムは自動車３に搭載される。

端末装置１と外部連携ＥＣＵ２とは、車内ネットワーク４を介して相互に接続可能である。車内ネットワーク４は、ＵＰｎＰ（ユニバーサルプラグアンドプレイ：Universal Plug and Play）規格に準拠した内部ネットワークであり、外部連携ＥＣＵ２は、ＵＰｎＰ規格で端末装置１と接続される。なお、ＵＰｎＰ規格は、第一通信規格の一例であり、ＴＣＰ／ＩＰ規格をベースに作られている。ＵＰｎＰ規格で伝送されるユーザデータは、パケットデータである。

また、外部連携ＥＣＵ２は、予め定められた通信メディアで、外部ネットワーク（図示せず）と接続可能な外部装置５が装着可能である。この通信メディアは、第二通信規格の一例である。なお、端末装置１の数は、図１では、１つだけだが、実際には、１に限らず適宜変更可能である。また、外部装置５の数は、図１では、２つだけだが、実際には、２に限らず適宜変更可能である。

図２は、端末装置１の構成例を示したブロック図である。なお、端末装置１は、例えば、カーナビゲーション端末である。

図２において、端末装置１は、ＨＭＩ（man machine interface）デバイス６と、メモリ７と、ＣＰＵ８とを含む。

ＨＭＩデバイス６は、タッチパネルやボタンなどの入力装置、および、ディスプレイやスピーカーなどの出力装置を有する。

メモリ７は、ＣＰＵ８にて読み取り可能な記録媒体であり、ＣＰＵ８の動作を規定するためのプログラムを記録する。本実施形態では、メモリ７は、このプログラムとして、種々の情報サービスをユーザ（自動車のドライバやその他の乗員）に提供するためのアプリケーションと、ＨＭＩデバイス６を制御するためのＨＭＩデバイス・ドライバとを記録する。なお、アプリケーションは、複数あってもよい。

ＣＰＵ８は、メモリ７に記録されたプログラムを読み取り、読み取ったプログラムを実行して、種々の機能を実現する。なお、アプリケーションが実行されて実現される機能は、ＵＰｎＰコントロールポイント（ＣＰ：Control Point）の機能と、Ｑｏｓ（Quality of Service）を保証するためのＱＤ（Qos Device）機能とを有する。

図１に戻る。外部連携ＥＣＵ２は、統合通信装置の一例である。外部連携ＥＣＵ２は、外部装置５が装着されると、その外部装置５を自動的に認識するＰｎＰ（プラグアンドプレイ：Plug and Play）機能を用いて外部装置５と接続する。また、外部連携ＥＣＵ２は、外部装置５の提供機能を実行するインスタンスとなるＵＰｎＰデバイスとしての機能を有する。ここで、外部装置５の提供機能は、外部ネットワークと接続する機能を含む。

図３は、外部連携ＥＣＵ２の構成例を示したブロック図である。図３において、外部連携ＥＣＵ２は、物理ポート１１〜１４と、検知部１５と、メモリ１６と、制御部１７とを有する。

物理ポート１１〜１４は、例えば、ＵＳＢポートおよびＲＳ‐２３２Ｃポートなどである。なお、物理ポート１１〜１４は、ＵＳＢポートおよびＲＳ‐２３２Ｃポートに限らず適宜変更可能である。また、物理ポートの数は、図２では、４だけだが、実際には、４に限らず適宜変更可能である。

物理ポート１１〜１４のそれぞれは、外部装置５と脱着可能である。なお、図２では、物理ポート１１〜１４のそれぞれに、外部装置５として通信装置５１〜５３と車両制御装置５４とが装着されている。

通信装置５１〜５３は、例えば、携帯電話や無線ＬＡＮ装置などであり、外部ネットワークとして、ＷＡＮと接続可能である。通信装置５１〜５３がＷＡＮと接続する通信メディアは、例えば、無線ＬＡＮ規格であるＩＥＥＥ８０２．１１ｐおよびＭｏｂｉｌｅＷｉＭＡＸ、または、無線放送規格であるＤＶＢ−ＨおよびＩＳＤＢ−Ｔなどである。なお、無線ＬＡＮ規格および無線放送規格のそれぞれは、通信メディアの種類を表す。

車両制御装置５４は、自動車３に備わっている電装品（電動パワーステアリングや変速機など）を制御する装置であり、外部ネットワークとして、それらの電装品を接続するための車載ネットワークと接続可能である。車両制御装置５４が使用する通信メディアは、例えば、ＣＡＮ（controller area network）、ＭＯＳＴ（Media Oriented Systems Transport）やＦｌｅｘｒａｙなどである。

検知部１５は、リミットスイッチやフォトインタラプタなどのＨＷ（hardware：ハードウェア）機構を用いて、物理ポート１１〜１４のそれぞれに外部装置５が装着されたか否かを検知する。検知部１５は、外部装置５が装着された物理ポートを特定する検知信号を制御部１７に出力する。

メモリ１６は、ＣＰＵなどのコンピュータにて読み取り可能な記録媒体であり、制御部１７の動作を規定するプログラムを記録する。

制御部１７は、例えば、ＣＰＵであり、メモリ１６に記録されたプログラムを読み取り、その読み取ったプログラムを実行して、種々の内部モジュールを実現する。

図４は、制御部１７の内部モジュール構成の一例を示したブロック図である。図４において、制御部１７は、内部モジュールとして、デバイス・ドライバ２１と、システムマネージャ（System MGR(Manager)）２２と、ＵＰｎＰネットワーク制御部（UPnP NW Controller)２３と、メディアアクセス制御部（Media Access Controller（CTL））２４と、ＤＨＣＰサーバ（DHCP Server）２５と、ＤＮＳサーバ（DNS Server）２６と、リソースマネージャ（Resource MGR）２７と、メディアアクセスルータ（Media Access Router）２８と、統合ゲートウェイ（Integrated Gateway）２９とを含む。

デバイス・ドライバ２１およびシステムマネージャ２２は、管理部を構成する。

システムマネージャ２２は、外部連携ＥＣＵ２の起動および停止を行う起動／終了機能と、外部装置５のＰｎＰを実現するポート管理機能（ＰｎＰ機能）とを有する。起動／終了機能は、本発明と直接関係しないので、詳細な説明は省略する。

＜ポート管理機能＞
システムマネージャ２２は、物理ポート１１〜１４に装着された外部装置５と接続されたか否かを判断する。具体的には、システムマネージャ２２は、検知部１５から受け付けた検知信号が示す物理ポートに装着された外部装置５に接続確認要求を送信する。その接続確認要求を送信してから一定期間内に、外部装置５から接続確認要求の応答としてデバイス情報を受信した場合、システムマネージャ２２は、その外部装置５と接続されたと判断する。一方、その一定期間内にデバイス情報を受信できなかった場合、システムマネージャ２２は、その外部装置５と接続されていないと判断する。

デバイス情報は、その外部装置５を特定するための情報であり、例えば、ベンダＩＤ、デバイスＩＤおよびＨＷソース情報などを含む。なお、ＨＷソース情報は、そのデバイスに割り当てるＨＷリソース（例えば、Ｉ／Ｏアドレス、ＩＲＱ（Interrupt ReQuest）およびメモリ領域など）を示す。

システムマネージャ２２は、そのデバイス情報に基づいて、外部装置５を利用するためのデバイス・ドライバを特定し、その特定したデバイス・ドライバをインストールする。

具体的には、外部連携ＥＣＵ２（具体的には、メモリ１６）には、基本的なデバイス・ドライバ（例えば、ＵＳＢドライバなど）が予め記録されている。外部連携ＥＣＵ２がその特定されたデバイス・ドライバを記録している場合、システムマネージャ２２は、その記録されているデバイス・ドライバをインストールする。

一方、外部連携ＥＣＵ２がその特定されたデバイス・ドライバを記録していない場合、システムマネージャ２２は、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体（図示せず）または外部ネットワーク上の所定のノードから、その特定されたデバイス・ドライバを取得し、その取得したデバイス・ドライバをインストールする。なお、外部連携ＥＣＵ２に予め記録されていないデバイス・ドライバは、例えば、新しい通信メディアや既存の機能が拡張された通信メディアに対応するデバイス・ドライバなどである。また、外部連携ＥＣＵ２が保持していないデバイス・ドライバの取得は、移動体のディーラの操作にて行われるものとする。

なお、外部装置５として移動体のユーザが持ち込んだユーザ機器（例えば、携帯電話機）なども使用することができる。しかしながら、そのユーザ機器に応じたデバイス・ドライバが外部連携ＥＣＵ２に予め記録されていない場合、そのデバイス・ドライバの取得およびインストールは、ユーザに許可しないこととする。

システムマネージャ２２は、デバイス・ドライバをインストールすると、デバイス情報に基づいて、外部装置５と通信するためのＨＷリソースをその外部装置５に割り当てるとともに、そのデバイス・ドライバを実行させてデバイス・ドライバ２１を実現する。

システムマネージャ２２は、そのＨＷリソースを割り当てた外部装置５から、その外部装置５で使用される通信メディアで外部ネットワークと接続するための通信メディア情報（UPnP Device/Service情報）を取得する。通信メディア情報は、接続制御情報の一例であり、外部装置５のデバイス情報と、外部装置５の提供機能を定義するサービス情報とを含む。なお、外部装置５の提供機能は複数あってもよい。

提供機能は、基本機能と拡張機能に分かれている。基本機能は、通信メディアに依存しない機能であり、拡張機能は通信メディアごとに異なる機能である。基本機能は、例えば、ＷＡＮに対するコネクションに関する共通の設定を行う機能（Common I/Ｆ Config Service）、ＷＡＮに対するＩＰコネクションを提供する機能（IP Connection Service）およびＷＡＮに対するＰＰＰコネクションを提供する機能（PPP Connection Service）などを含む。また、拡張機能は、通信メディアに固有の設定を行う機能（Media Connection Service／Link Config Service）などを含む。

サービス情報は、提供機能を利用するための伝送モード（外部ネットワークと接続するための無線制御モード、ユーザデータを送受信するためのパケットモードまたは音声モードなど）、各伝送モードで通信可能なデータの種類（制御データ、パケットデータまたは音声データなど）、無線制御モードにおける通信手順（接続要求などの制御データの送信順番や待ち時間など）を示す。なお、サービス情報では、基本機能を表すパラメータと、拡張機能を表すパラメータとを有し、拡張機能に応じてデータ長が変化する。また、通信メディア情報は、ＸＭＬ形式で記載されている。

システムマネージャ２２は、外部装置５が装着された物理ポートに対応する１以上の論理ポートを特定し、その特定した論理ポートの中から、外部装置５で使用される通信メディアで外部ネットワークと接続するための無線制御モードに対応する論理ポート（以下、制御用論理ポートと称する）を割り出す。したがって、システムマネージャ２２は、外部装置５が装着された物理ポートに応じて、制御用論理ポートを割り出すことになる。

なお、論理ポートは、仮想的なポートの識別情報であり、物理ポートおよび論理ポートは、伝送モードや送受信されるデータの種類などに応じて、１（物理ポート）：Ｎ（論理ポート）で予め対応付けられている。ここで、Ｎは、１以上の整数である。また、制御用論理ポートは、外部装置５が装着された物理ポートと１対１で対応付けられている。システムマネージャ２２は、この物理ポートと論理ポートとの対応付けを示す情報を保持している。

システムマネージャ２２は、その特定した論理ポートの中から、外部装置５で使用される通信メディアで外部ネットワークと接続するための無線制御モードに対応する論理ポート（以下、制御用論理ポートと称する）を割り出す。

また、システムマネージャ２２は、検知部１５にて外部装置５との装着の解除が検出されると、外部装置５との接続が終了したと判断して、その外部装置５に対応するデバイス・ドライバの終了、その外部装置５に割り当てられたＨＷリソースの解放、および、そのデバイス・ドライバのアンインストールを行う。

ＵＰｎＰネットワーク制御部２３、メディアアクセス制御部２４、ＤＨＣＰサーバ２５と、ＤＮＳサーバ２６およびリソースマネージャ２７は、接続部を構成する。

ＵＰｎＰネットワーク制御部２３は、ＬＡＮ制御機能と、通信メディア制御機能と、ＡＰＬ認識機能とを有する。

＜ＬＡＮ制御機能＞
ＵＰｎＰネットワーク制御部２３は、後述する、ＤＨＣＰサーバ２５およびＤＮＳサーバ２６と協働して、アプリケーション等と接続する。なお、アプリケーション等とは、ＵＰｎＰの制御ポイント（ＣＰ：ＣｏｎｔｒｏｌＰｏｉｎｔ）となるアプリケーションおよび通信サービスである。通信サービスは、外部連携ＥＣＵ２の動作を既定するプログラムを更新するサービスなどである。なお、通信サービスについては本発明と直接関係しないので詳細な説明を省略する。

＜通信メディア制御機能＞
ＵＰｎＰネットワーク制御部２３は、システムマネージャ２２が取得した通信メディア情報に基づいて、物理ポート１１〜１４に装着された外部装置５で使用される通信メディアを制御するインスタンスとなるデバイス（ＵＰｎＰデバイス）を通信メディアごとに実現する。なお、デバイスは、そのデバイスのインターフェースとなるサービスとを実現する。

ＵＰｎＰネットワーク制御部２３のデバイスは、その通信メディア情報を、端末装置１で実行されている各アプリケーションに通知することで、各アプリケーションに実行可能な提供機能を通知する。なお、この通信メディア情報を通知する処理は、ＵＰｎＰフォーラム（http://www.upnp.org/）で規定されたＵＰｎＰデバイスアーキテクチャ（UPnP Device Architecture（UPnP DA））に従う。

また、ＵＰｎＰネットワーク制御部２３は、システムマネージャ２２にて外部装置５との接続が終了したと判断されると、その外部装置５に対応するデバイスを削除する。

また、ＵＰｎＰネットワーク制御部２３のデバイスは、端末装置１で実行されているアプリケーションから、外部装置５の提供機能を実行する旨の実行要求を受信する。本実施形態では、実行要求を、外部ネットワークに接続する旨の接続要求として用いている。また、実行要求は、その提供機において、外部ネットワークと送受信するユーザデータの種類および伝送モードを示す。

ＵＰｎＰネットワーク制御部２３のデバイスは、その実行要求で実行が要求された提供機能に対応する制御用論理ポートを、システムマネージャ２２が割り出した制御用論理ポートの中から選択する。デバイスは、その割り出した制御用論理ポートをメディアアクセス制御部２４に通知する。そして、ＵＰｎＰネットワーク制御部２３のデバイスは、その実行要求で実行が要求された提供機能を定義するサービス情報が示す通信手順に従って、無線制御モードの制御データを、外部装置５を介して外部ネットワーク上のノードと送受信して、外部ネットワークと接続する。

また、ＵＰｎＰネットワーク制御部２３のデバイスは、外部ネットワークと接続すると、システムマネージャ２２が特定した論理ポートの中から、実行要求が示すユーザデータの種類および伝送モードに対応する論理ポート（以下、中継用論理ポートと称する）を割り出す。

＜ＡＰＬ認識機能＞
ＵＰｎＰネットワーク制御部２３は、外部ネットワークへの不正アクセスを防止するために、実行権を付与していないアプリケーションからの実行要求を破棄して、実行権を有するアプリケーションのみ外部ネットワークとの接続を許可する。

メディアアクセス制御部２４は、外部装置５の通信メディアで利用可能なセキュリティ機能（認証や暗号化）を行うＷＡＮ認証機能と、Ｑｏｓ（Quality of Service）を保証するためのＱＤ（Qos Device）機能と、ＩＧＤ（Internet Gateway Device）機能とを有する。なお、ＷＡＮ認証機能およびＱＤ機能は、本発明と直接関係しないので、以下では、ＩＧＤ機能について説明する。また、ＩＧＤ機能は、ＵＰｎＰフォーラムで規定されるＩＧＤの機能を有するものとする。

＜ＩＧＤ機能＞
メディアアクセス制御部２４は、ＵＰｎＰネットワーク制御部２３から通知された制御用論理ポートを用いて、システムマネージャ２２とＵＰｎＰネットワーク制御部２３との間で制御データの中継を行う。これにより、接続部は、通信メディア情報と、システムマネージャ２２が割り出した制御用論理ポートに基づいて、外部装置５を介して外部ネットワークと接続することになる。

このとき、必要に応じて、以下の処理を行うものとする。

つまり、メディアアクセス制御部２４は、コントロールポイントから、そのコントロールポイントに関する通信リソース情報を取得し設定する。通信リソース情報は、例えば、コントロールポイントが用いている通信メディアの種類や伝送速度などである。また、メディアアクセス制御部２４は、外部ネットワーク上のゲートウェイ（図示せず）から、外部ネットワーク上の各ノード間を接続するリンクのリンク情報と、ＮＡＴポートマッピング情報と、ＩＰパケットを破棄するためのＩＰパケットフィルタ条件とを取得する。なお、リンク情報およびＮＡＴポートマッピング情報は、通信メディアごとに取得される。

また、ＩＰパケットフィルタ条件は、ＩＰパケットのプロトコル、送信元ＩＰアドレス、送信元ポート番号、宛先ＩＰアドレス、宛先ポート番号、および、ＩＰパケットを保持する時間などに応じて予め定められる。

また、メディアアクセス制御部２４は、通信メディアを切り替えるための切替条件を予め保持する。メディアアクセス制御部２４は、現在通信に用いている通信メディアの通信状態（通信速度、通信強度、通信コストおよび通信帯域など）を測定し、その測定した通信状態が切替条件に当てはまっているか否かを判断する。例えば、切替条件は、予め定められた閾値以下の通信速度であり、メディアアクセス制御部２４は、その測定した通信速度が閾値以下の場合、通信状態が切替条件に当てはまっていると判断する。

メディアアクセス制御２４は、通信状態が切替条件に当てはまっていると判断すると、現在通信に用いている通信メディアを他の通信メディアに切り替える。

ＤＨＣＰサーバ２５には、アプリケーションなどから種々の設定が可能である。なお、ＤＨＣＰサーバ２５を設定するためのＡＰＩは公開されているものとする。また、ＤＨＣＰサーバ２５を設定するためのＡＰＩは、ＵＰｎＰフォーラムで規定されているＩＧＤに対応する。

ＤＨＣＰサーバ２５は、端末装置１で実行中のアプリケーションなどの車内ネットワーク４上のＤＨＣＰクライアントからＩＰアドレスを付与する旨の付与要求を受信すると、そのＤＨＣＰクライアントにＩＰアドレスを付与する。なお、外部連携ＥＣＵ２内のモジュールには、外部連携ＥＣＵ２の起動時に、固定ＩＰアドレスを付与する。これは、外部連携ＥＣＵ２内のモジュールに付与するＩＰアドレスを変更する必要がないためである。

また、ＤＨＣＰサーバ２５は、車内ネットワーク４の不正利用を防止するために、予め許可されたＤＨＣＰクライアントのみに、ＩＰアドレスを付与することで、予め許可されたＤＨＣＰクライアントのみに車内ネットワーク４を利用可能にするＬＡＮ認証機能を有していてもよい。

ＤＮＳサーバ２６は、車内ネットワーク４上の端末装置１のドメイン名の名前解決を行う。なお、ＵＰｎＰを行うための種々のインターフェースがＸＭＬで定義されているため、ドメイン名は、ＵＲＬである。

また、ＤＮＳサーバ２６は、外部ネットワーク上のノードのドメイン名の名前解決を行う。なお、ＤＮＳサーバ２６は、外部ネットワークに対してはＤＮＳプロキシ（DNS Proxy）として動作する。これは、外部ネットワークの環境変化が変化しても、適切に名前解決を行うためである。

リソースマネージャ２７は、ＵＰｎＰフォーラムで規定されたＵＰｎＰ・Ｑｏｓ・アーキテクチャに対応するＱＭ（QOS Manager）およびＱＰＨ（QOS Policy Holder）の機能（ＱＰＨ／ＱＭ）を有する。

メディアアクセスルータ２８および統合ゲートウェイ２９は、中継部を構成する。

中継部は、接続部であるＵＰｎＰネットワーク制御部２３およびメディアアクセス制御部２４にて外部ネットワークと接続されると、ＵＰｎＰネットワーク制御部２３が割り出した中継用論理ポートに基づいて、端末装置１と外部ネットワークとの間で伝送されるユーザデータを中継する。

メディアアクセスルータ２８は、アクセス制御機能と、Ｑｏｓを保証するためのＱＤ機能と、ＩＰルーティング（IP routing）機能と、フレーム変換機能とを有する。なお、ＱＤ機能は、本発明と直接関係しないので、詳細な説明を省略する。

＜ＩＰルーティング機能＞
接続部が外部ネットワークと接続した通信メディアのユーザデータがパケットデータの場合、メディアアクセスルータ２８は、ＰｎＰネットワーク制御部２３が割り出した中継用論理ポートに基づいて、端末装置１と外部ネットワークとの間で伝送されるユーザデータを中継する。

このとき、メディアアクセスルータ２８は、その送信ユーザデータの宛先アドレスであるＭＡＣアドレスを、そのＭＡＣアドレスに対応するＩＰアドレス（外部ネットワーク上のグローバルＩＰアドレスまたは車内ネットワーク４上のローカルＩＰアドレス）を割り出す。

ここで、ＭＡＣアドレスからＩＰアドレスを割り出す割当て方法は、特に限定されない。例えば、制御データ（Ｌ２パケット）の宛先ＭＡＣアドレスや、ＤＨＣＰサーバ２５およびＤＮＳサーバ２６などに割り当てられた固定ＩＰアドレスに基づいて、ＩＰアドレスを割り当てる。

なお、メディアアクセスルータ２８は、ＩＥＴＦ標準のＴＣＰ／ＩＰプロトコル（ＤＨＣＰ（RFC2131,2132）、ＤＮＳ(RFC1034,1035)、ＴＣＰ(RFC793)、ＵＤＰ(RFC768)、ＩＰｖ４(RFC794)およびＩＣＭＰ(RFC792)およびＡＲＰ(RFC826)）をサポートする。

＜フレーム変換機能＞
メディアアクセスルータ２８は、端末装置１と外部ネットワークとの間で伝送されるユーザデータを、そのユーザデータの構造を変換して中継する。

具体的には、メディアアクセスルータ２８は、端末装置１からユーザデータを受信した場合、そのユーザデータを、そのユーザデータの構造を外部装置で使用される通信メディアに沿った構造に変換して外部ネットワークに送信する。また、メディアアクセスルータ２８は、外部ネットワークからユーザデータを受信した場合、そのユーザデータを、そのユーザデータの構造をＵＰｎＰ規格に沿った構造に変換して端末装置１に送信する。

例えば、メディアアクセスルータ２８は、外部ネットワークからユーザデータとしてＰＰＰパケットデータを受信した場合、そのＰＰＰパケットデータからＰＰＰヘッダを取り除くことで、そのＰＰＰパケットデータをＵＰｎＰ規格に沿った構造を有するＩＰパケットデータに変換し、ＩＰルーティング機能を用いて端末装置１に送信する。

また、メディアアクセスルータ２８は、端末装置１からＩＰパケットを受信した場合、そのＩＰパケットデータにＰＰＰヘッダを追加することで、そのＩＰパケットデータを外部装置５で使用する通信メディアに沿った構造を有するＰＰＰパケットデータに変換し、ＩＰルーティング機能を用いて外部ネットワークに送信する。

＜アクセス制御機能＞
メディアアクセスルータ２８は、メディアアクセス制御部２４にて取得されたＩＰパケットフィルタ条件に適合するユーザデータを、中継を行わずに破棄する。

統合ゲートウェイ２９は、アクセス制御機能と、Ｑｏｓを保証するためのＱＤ機能と、プロトコル変換機能と、メディア変換機能とを有する。なお、ＱＤ機能は、本発明と直接関係しないので、詳細な説明は省略する。

＜プロトコル変換機能＞
統合ゲートウェイ２９は、端末装置１と外部ネットワークとの間で伝送されるユーザデータを、プロトコル変換して中継する。

具体的には、統合ゲートウェイ２９は、外部ネットワークからユーザデータを受信すると、そのユーザデータを、外部装置５で使用される通信メディアのプロトコルに適合した形式に変換して端末装置１に送信する。例えば、統合ゲートウェイ２９は、外部ネットワークから映像信号などのストリームデータを受信した場合、そのストリームデータをＩＰパケットデータに変換して送信する。

＜メディア変換機能＞
統合ゲートウェイ２９は、端末装置１と外部ネットワークとの間で伝送されるユーザデータを、外部ネットワークの通信メディアの固有プロトコル（例えば、音声ＣＯＤＥＣ）を分析して、プロトコル変換機能では対応できないユーザデータの変換を行って中継する。

＜アクセス制御機能＞
統合ゲートウェイ２９は、メディアアクセス制御部２４にて取得されたＩＰパケットフィルタ条件に適合するユーザデータを、中継を行わずに破棄する。

次に動作を説明する。

先ず、外部装置５が外部連携ＥＣＵ２に装着された際の外部連携ＥＣＵ２の動作例について説明する。図５は、この動作を説明するためのフローチャートである。

外部装置５が外部連携ＥＣＵ２の物理ポート１１〜１４のいずれかに装着されるたびに、検知部１５がその装着された物理ポートを示す検知信号を制御部１７のシステムマネージャ２２に出力する。システムマネージャ２２は、その検知信号を受け付けると、ステップＳ１０１を実行する。

ステップＳ１０１では、システムマネージャ２２は、検知部１５から検知信号を受け付けると、その検知信号が示す物理ポートに装着された外部装置５に接続確認要求を送信する。その後、システムマネージャ２２は、一定期間内にデバイス情報を受信すると、外部装置５と接続されていると判断して、ステップＳ１０２を実行する。なお、システムマネージャ２２は、一定期間内にデバイス情報を受信できないと、外部装置５と接続されていないと判断して、動作を終了する。

ステップＳ１０２では、システムマネージャ２２は、その受信したデバイス情報に基づいて、その接続が確認された外部装置５との通信を制御するためのデバイス・ドライバを特定し、そのデバイス・ドライバをインストールする。システムマネージャ２２は、外部装置５と通信するためのＨＷリソースをその外部装置５に割り当てるとともに、そのデバイス・ドライバを実行させてデバイス・ドライバ２１を実現する。システムマネージャ２２は、ステップＳ１０２を終了すると、ステップＳ１０３を実行する。

ステップＳ１０３では、システムマネージャ２２は、外部装置５が装着された物理ポートに対応する論理ポートを特定し、その特定した論理ポートの中から制御用論理ポートを割り出す。システムマネージャ２２は、ステップＳ１０３を終了すると、ステップＳ１０４を実行する。

ステップＳ１０４では、システムマネージャ２２は、外部装置５から通信メディア情報を取得し、その通信メディア情報および制御用論理ポートを、予め定められたポート制御プロトコルを用いて、メディアアクセス制御部２４を介してＵＰｎＰネットワーク制御部２３に送信する。ＵＰｎＰネットワーク制御部２３は、通信メディア情報および制御用論理ポートを受信すると、その通信メディア情報に基づいて、通信メディアを利用した提供機能を制御するインスタンスとなるデバイス（ＵＰｎＰデバイス）と、そのデバイスのインターフェースとなるサービスとを実現する。

ＵＰｎＰネットワーク制御部２３のデバイスは、通信メディア情報を、端末装置１で実行されている各アプリケーションに通知することで、各アプリケーションに実行可能なサービス（外部ネットワークと通信可能な通信メディア）を通知する。

以下、通信メディア情報を通知する際の動作をより詳細に説明する。図６は、この動作例を説明するための説明図である。なお、通信メディア情報の通知には、通信メディア接続通知（NOTIFY alive）を使用する方法と、通信メディア検索（M-Search）を使用する方法とがある。

外部装置５が新たに接続されて通信メディア情報が取得された場合、ＵＰｎＰネットワーク制御部２３は、通信メディア接続通知（NOTIFY alive）を使用する方法で通信メディア情報を通知する。

具体的には、ＵＰｎＰネットワーク制御部２３は、マルチキャストを用いて、通信メディア接続通知を車内ネットワーク４に接続された端末装置１の各アプリケーションに送信する。ＵＰｎＰネットワーク制御部２３は、各アプリケーションから、その通信メディア接続通知に対する応答として通信メディア情報取得要求（ＧＥＴ）を受信する。ＵＰｎＰネットワーク制御部２３は、通信メディア情報取得要求を受信すると、通信メディア情報（２００ＯＫ）をそのアプリケーションに通知する。

一方、端末装置１でアプリケーションが新たに起動された場合、ＵＰｎＰネットワーク制御部２３は、通信メディア検索（M-Search）を使用する方法で通信メディア情報を通知する。

具体的には、ＵＰｎＰネットワーク制御部２３は、その起動されたアプリケーションから、通信メディア検索を受信し、その通信メディア検索に対する応答（２００ＯＫ）をそのアプリケーションに通知する。ＵＰｎＰネットワーク制御部２３は、そのアプリケーションから、通信メディア情報取得要求（ＧＥＴ）を受信する。ＵＰｎＰネットワーク制御部２３は、通信メディア情報取得要求を受信すると、通信メディア情報（２００ＯＫ）をそのアプリケーションに通知する。

なお、アプリケーション（コントロールポイント）は、通信メディア情報取得要求をサービス情報およびデバイス情報ごとに行うため、ＵＰｎＰネットワーク制御部２３その通信メディア情報取得要求に応じたサービス情報またはデバイス情報を、通信メディア情報として通知する。

次にアプリケーションが実行要求を送信した際における外部連携ＥＣＵ２の動作を説明する。

先ず、端末装置１で実行中のアプリケーションが実行要求を送信する。外部連携ＥＣＵ２に含まれるＵＰｎＰネットワーク制御部２３のデバイスは、その実行要求を受信する。

続いて、ＵＰｎＰネットワーク制御部２３のデバイスは、その実行要求で実行が要求された提供機能に対応する制御用論理ポートを、システムマネージャ２２から受信した制御用論理ポートの中から選択する。デバイスは、その割り出した制御用論理ポートをメディアアクセス制御部２４に通知する。そして、ＵＰｎＰネットワーク制御部２３のデバイスは、その実行要求で実行が要求された提供機能を定義するサービス情報が示す通信手順に従って、無線制御モードの制御データを、外部装置５を介して外部ネットワーク上のノードと送受信して、外部ネットワークと接続する。

例えば、ＵＰｎＰネットワーク制御部２３のデバイスは、その通信手順に従ってある制御データをメディアアクセス制御部２４に送信する。メディアアクセス制御部２４は、その制御データを受信すると、通知された制御論理ポートに適合した形式でその制御データをシステムマネージャ２２に送信する。システムマネージャ２２は、制御データを受信すると、その制御データを、外部装置５が装着された物理ポートに適合する転送方式（パラレル転送方式またはシリアル転送方式など）でデバイス・ドライバ２１に送信する。デバイス・ドライバ２１は、制御データを受信すると、その制御データに対応するＡＴコマンドを外部装置を介して外部ネットワークに送信する。

また、ＵＰｎＰネットワーク制御部２３のデバイスは、外部ネットワークと接続すると、システムマネージャ２２が特定した論理ポートの中から、実行要求が示すユーザデータの種類および伝送モードに対応する中継用論理ポートを割り出し、その中継用論理ポートをメディアアクセスルータ２８または統合ゲートウェイ２９に設定する。

次に、外部連携ＥＣＵ２によるユーザデータの中継について説明する。

先ず、デバイス・ドライバ２１は、外部装置５からユーザデータを受信すると、そのユーザデータをシステムマネージャ２２に送信する。システムマネージャ２２は、アプリケーションが実行要求を送信したときに設定された中継用論理ポートに適合した形式で、メディアアクセスルータ２８または統合ゲートウェイ２９に送信する。

なお、外部装置５で使用される通信規格が無線ＬＡＮ系の通信規格の場合、システムマネージャ２２は、ユーザデータを、メディアアクセスルータ２８に送信する。また、外部装置５で使用される通信規格が放送系の通信規格の場合、システムマネージャ２２は、ユーザデータを、統合ゲートウェイ２９に送信する。

メディアアクセスルータ２８は、ユーザデータを受信すると、そのユーザデータの構造をＩＰパケットの構造に変換して端末装置１に送信する。

また、統合ゲートウェイ２９は、ユーザデータを受信すると、そのユーザデータのプロトコル変換または通信メディア変換を行って端末装置１に送信する。

なお、アプリケーションを開発するベンダには、外部連携ＥＣＵ２を制御するための、ＵＰｎＰに対応したＡＰＩ（Application Program Interface）を公開しているものとする。ＵＰｎＰに関する種々のインターフェースやプロトコル（ＵＰｎＰのデバイスを制御する制御プロトコルなど）は、外部連携ＥＣＵ２の開発者にて予め規定されているものとする。

次に効果を説明する。

管理部は、外部装置５が装着された物理ポートに対応づけられた論理ポートの中から、外部装置５で使用される通信メディアで外部ネットワークと接続するための無線制御モードに対応する制御用論理ポートを割り出す。また、管理部は、外部装置５から無線制御モードにおける通信手順を示す通信メディア情報を取得する。接続部は、端末装置１とＵＰｎＰ規格で接続する。また、接続部は、端末装置１から外部ネットワークに接続する旨の接続要求として提供機能の実行要求を受信した場合、管理部が取得した通信メディア情報と、管理部が割り出した制御用論理ポートに基づいて、外部装置５を介して外部ネットワークと接続する。

この場合、外部連携ＥＣＵ２が端末装置１と接続される。また、外部連携ＥＣＵ２が、外部装置５で使用される通信メディアで外部ネットワークと接続するための無線制御モードに対応する制御用論理ポートと、その無線制御モードにおける通信手順とに基づいて外部ネットワークと接続される。

したがって、端末装置１の動作を規定するアプリケーションに、外部装置５で使用される通信メディアに対応する制御用論理ポートや通信手順が考慮されていなくても、端末装置１と外部ネットワークと接続することが可能になる。したがって、通信メディアが変更されても、アプリケーションを変更する必要がなくなり、アプリケーションの開発コストを低減させることが可能になる。したがって、車載システムの製造コストの低減化効率を向上させることが可能になる。

また、本実施形態では、接続部は、外部ネットワークと接続すると、外部装置５が装着された物理ポートに応じて、実行要求が示すデータの種類および伝送モードに対応する中継用論理ポートを割り出す。中継部は、接続部が割り出した中継用論理ポートに基づいて、外部ネットワークと端末装置１との間で伝送するユーザデータを中継する。

この場合、アプリケーションに外部装置５で使用される通信メディアに対応する中継用論理ポートが考慮されていなくても、端末装置１と外部ネットワークとの間でユーザデータを送受信することが可能になる。したがって、アプリケーションの開発コストを低減させることが可能になる。したがって、車載システムの製造コストの低減化効率を向上させることが可能になる。

また、本実施形態では、中継部は、端末装置１と外部ネットワークとの間で伝送されるユーザデータを、そのユーザデータの構造を変換して中継する。

この場合、ＵＰｎＰ規格に沿ったユーザデータの構造と、外部装置５で使用される通信メディアに沿ったユーザデータの構造とが異なっていても、ユーザデータを適切に中継することが可能になる。

また、本実施形態では、中継部は、端末装置１と外部ネットワークとの間でユーザデータを、ＵＰｎＰ通信規格のプロトコルと、外部装置５で使用される通信メディアのプロトコルとを変換して中継する。

この場合、ＵＰｎＰ規格のプロトコルと、外部装置５で使用される通信メディアのプロトコルとが異なっていても、ユーザデータを適切に中継することが可能になる。

また、本実施形態では、ＵＰｎＰ規格を、第一通信規格として用いている。

この場合、端末装置１と容易に接続することが可能になる。

以上説明した各実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。

例えば、外部連携ＥＣＵ２内の各モジュール（デバイス・ドライバ２１を除く）は、専用のハードウェアで構成されてもよい。

１端末装置
２外部連携ＥＣＵ
３自動車
４車内ネットワーク
５外部装置
６ＨＭＩデバイス
７、１６メモリ
８ＣＰＵ
１１〜１４物理ポート
１５検知部
１７制御部
２１デバイス・ドライバ
２２システムマネージャ
２３ＵＰｎＰネットワーク制御部
２４メディアアクセス制御部
２５ＨＣＰサーバ
２６ＤＮＳサーバ
２７リソースマネージャ
２８メディアアクセスルータ
２９統合ゲートウェイ

Claims

端末装置と予め定められた第一通信規格で接続可能な統合通信装置であって、
前記第一通信規格と異なる第二通信規格で外部ネットワークと接続可能な通信装置が装着可能な物理ポートと、
前記物理ポートと予め対応付けられた論理ポートの中から、前記第二通信規格で前記外部ネットワークと接続するための無線制御モードに対応する制御用論理ポートを割り出し、また、前記通信装置から、前記無線制御モードにおける通信手順を示す接続制御情報を取得する管理手段と、
前記端末装置と前記第一通信規格で接続し、また、前記端末装置から前記外部ネットワークに接続する旨の接続要求であって、前記外部ネットワークと通信するデータの種類および伝送モードを示す接続要求を受信した場合、前記管理手段が取得した接続制御情報と、前記管理手段が割り出した制御用論理ポートに基づいて、前記通信装置を介して前記外部ネットワークと接続し、前記外部ネットワークと接続すると、前記通信装置が装着された物理ポートに応じて、前記接続要求が示すデータの種類および伝送モードに対応する中継用論理ポートを割り出す接続手段と、
前記接続手段が割り出した中継用論理ポートに基づいて、前記外部ネットワークと前記端末装置との間で伝送するユーザデータを中継する中継手段と、を含む統合通信装置。
請求項１に記載の統合通信装置において、
前記中継手段は、前記端末装置からユーザデータを受信した場合、該ユーザデータを、該ユーザデータの構造を前記第二通信規格に沿った構造に変換して前記外部ネットワークに送信し、また、前記外部ネットワークからユーザデータを受信した場合、該ユーザデータの構造を前記第一通信規格に沿った構造に変換して前記端末装置に送信する、統合通信装置。
請求項１または２に記載の統合通信装置において、
前記中継手段は、前記外部ネットワークと前記端末装置との間で伝送するユーザデータをプロトコル変換して中継する、統合通信装置。
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の統合通信装置において、
前記第一通信規格は、ユニバーサルプラグアンドプレイ規格である、統合通信装置。
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の統合通信装置において、
前記接続手段は、前記物理ポートに通信装置が装着されると、プラグアンドプレイ機能を用いて該通信装置と接続し、該接続した通信装置から前記接続制御情報を取得する、統合通信装置。
端末装置と予め定められた第一通信規格で接続可能であり、また、前記第一通信規格と異なる第二通信規格で外部ネットワークと接続可能な通信装置が装着可能な物理ポートとを有する、統合通信装置による通信方法であって、
前記物理ポートと予め対応付けられた論理ポートの中から、前記第二通信規格で前記外部ネットワークと接続するための無線制御モードに対応する制御用論理ポートを割り出す割出ステップと、
前記通信装置から、前記無線制御モードにおける通信手順を示す接続制御情報を取得する管理ステップと、
前記端末装置と前記第一通信規格で接続する第一接続ステップと、
前記端末装置から前記外部ネットワークに接続する旨の接続要求であって、前記外部ネットワークと通信するデータの種類および伝送モードを示す接続要求を受信した場合、前記取得された接続制御情報と、前記割り出された制御用論理ポートに基づいて、前記通信装置を介して前記外部ネットワークと接続する第二接続ステップと、
前記外部ネットワークと接続すると、前記通信装置が装着された物理ポートに応じて、前記接続要求が示すデータの種類および伝送モードに対応する中継用論理ポートを割り出すステップと、
前記割り出した中継用論理ポートに基づいて、前記外部ネットワークと前記端末装置との間で伝送するユーザデータを中継するステップと、を含む通信方法。