JP5701069B2 - 無線通信装置、無線通信システムおよび無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信装置、無線通信システムおよび無線通信方法に関する。

無線アクセスシステムとしては、例えば携帯電話網を利用してＩＰ（Internet Protocol）データ通信を実現しているものや、IEEE（The Institute of Electrical and Electronics Engineers）802.16e規格を利用したＷｉＭＡＸシステム、IEEE802.11規格の無線ＬＡＮ（Local Area Network）を利用したシステムなど、多種多様なシステムが存在する。これらのシステムは、それぞれが、移動体の移動速度が高速度であっても利用可能なもの、移動速度が低速であっても通信の広帯域性に優れるもの、また、携帯電話網のように利用可能なサービスエリアが広域であって接続性に優れるもの、などの特徴を持つ。

近年は、高速な無線アクセスシステムをインターネットアクセス回線として使用する“モバイルルータ”を用いることにより、携帯電話以外からでも無線アクセスシステムを用いたネットワークアクセスが容易に可能となっている（例えば、下記非特許文献１参照）。また、複数の無線アクセスシステムをサポートした装置も発表されており（例えば、下記非特許文献２参照）、それぞれの電波状況に応じて自動的に通信方式を切り替えて使用することで、それぞれの無線システムの特徴を生かした通信環境が利用可能となっている。

また、ローカルネットワーク内でのみ使用可能なプライベートＩＰアドレスとインターネットで一意に決まるグローバルＩＰアドレスの変換を実施し、ローカルネットワークからインターネットへのＩＰパケットを透過させる技術としてＮＡＴ（Network Address Translator）やＮＡＰＴ（Network Address and Port Translation）といった技術があり（下記、非特許文献３参照）、ブロードバンドルータや上述のモバイルルータに実装されている。

また、ローカルネットワークと外部ネットワークのゲートウェイ装置において、ローカルネットワークから外部ネットワークへのＨＴＴＰ（HyperText Transfer Protocol）によるＷｅｂアクセスで得た情報をキャッシュしておき、ローカルネットワークからの同一の宛先となるＷｅｂアクセスに対しては、外部ネットワークへ中継せずに自身で保持していたキャッシュからローカルネットワークへ代理応答を送信するＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ機能がある（例えば、下記非特許文献４参照）。この機能はローカルネットワークに多数のユーザ端末を収容するような企業網やインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）において適用されている。

また、ローカルネットワークと外部ネットワークの経路を複数回線とすることにより、ローカルネットワークと外部ネットワークの間の経路の冗長化や負荷分散、合計転送能力の向上を図る技術がある。例えば、下記非特許文献５に記載の技術は、マルチホームＮＡＰＴによりインターネットへの経路の冗長化を実現しており、トラヒックのほとんどであるＨＴＴＰアクセスについてはＰｒｏｘｙを利用し、特定宛先へのアクセス（ac.jp宛）は大学間の専用ネットワークへ転送し、他の宛先へのアクセスはＩＳＰへ転送することで負荷分散を実施している。

また、下記特許文献１には、複数の携帯電話回線を用いて、モバイルＩＰのホームエージェントおよびモバイルルータ（注：上述のモバイルルータとは機能が異なり、モバイルＩＰのシグナリング処理をホームエージェントとの間で実施する機能を持つルータ）において、複数の回線を同時に利用可能とする技術が開示されている。

一方、車や列車、航空機、船等の移動体においても、各種の無線システムを用いて移動体内部のローカルネットワークをインターネットのような外部ネットワークへ接続する要求があり、近年は、バスや列車、航空機においてインターネットサービスが一部実現している。また、従来はネットワークとは無縁であった様々な機器がネットワークを利用可能な環境で使用することを想定した機能を具備し始めており、ネットワーク接続が必要なアプリケーションが多くなってきている。そのため、通信アプリケーションにも業務用や制御用のものから娯楽用のものまで混在し、さまざまな重要度や優先度を持つと考えられる通信が移動体内部のローカルネットワークと外部のインターネットとの間で実施される。

移動体内部のローカルネットワークと外部ネットワークを接続する場合、外部ネットワークとの通信を実現するために無線アクセスシステムとしてＷｉＭＡＸや携帯電話網を用いる“モバイルルータ”がある。“モバイルルータ”は、接続先の無線アクセスシステムから動的にグローバルＩＰアドレスを割り当てられ、ルータのローカルネットワーク側のＩＰアドレス及びポート番号とグローバルＩＰアドレス及びポート番号との対応関係を管理して両者の変換を実施するＮＡＰＴ機能を持つ。そのため、“モバイルルータ”のローカルアドレスに接続されるＰＣ（Personal Computer）等の端末とインターネット等の外部ネットワークに存在するグローバルＩＰアドレスを持つ装置（サーバ等）との間でのＩＰ通信を行う際、グローバルＩＰアドレスを持つ装置は“モバイルルータ”のグローバルＩＰアドレス宛に仮想的に通信を実施する。

特開２００５−２１０６７１号公報

「手のひらサイズの無線LAN内蔵型モバイルWiMAXルータ「AtermWM3300R」を発売」、日本電気株式会社 2009年10月27日付 広報発表 「WiMAX機能を搭載したWINデータ通信端末の販売開始、および専用料金プランの提供について」、KDDI株式会社 2010年6月23日付 広報発表 ＲＦＣ１６３１ "The IP Network Address Translator（ＮＡＴ）"，May 1994 「Squid：Optimising Web Delivery」、http://www.squid-cache.org/ 「Proxy サーバによるHTTP トラフィックのルーティング」、鳴門教育大学情報教育ジャーナル 5，1-6，2008

しかしながら、上記従来の“モバイルルータ”（無線通信装置）を用いて移動体内部のローカルネットワークと外部ネットワークとを接続する技術では、接続先の無線アクセスシステムから動的にグローバルＩＰアドレスを割り当てられるが、“モバイルルータ”の接続先の無線アクセスシステムによって“モバイルルータ”に割り当てられるグローバルＩＰアドレスは異なる。そのため、“モバイルルータ”に互いに異なる無線アクセスシステムに対応する複数の無線装置を接続して、“モバイルルータ”が複数の無線アクセスシステムに接続できるように構成し、使用する無線アクセスシステムを切り替えると“モバイルルータ”に割当てられるグローバルＩＰアドレスが変更される。そのため、“モバイルルータ”が接続するローカルネットワーク内の端末が、上述の無線アクセスシステムの切り替え前後で、外部ネットワークに存在する同一の相手装置（例えば、サーバ等）との間で通信を行う場合にも、当該相手装置からみると、切り替え後には異なるグローバルＩＰアドレスを持つ装置から新たな通信が要求されたと解釈される。このため、同一装置間の通信であっても、無線アクセスシステムの切り替え後にＩＰ通信を継続することができない。

また、無線アクセスシステムには、サービスエリアが広く接続性に優れる無線アクセスシステムや、広帯域性に優れる無線アクセスシステム、また、高速移動に対応可能な無線アクセスシステム、とそれぞれ特徴がある。しかし、“モバイルルータ”が複数の無線アクセスシステムを選択して使用可能な場合であっても、上述のようにＩＰ通信の途中で無線アクセスシステムを切替えることはできないため、ＩＰ通信の開始前にトラヒックの特性を把握する必要がある。ＩＰ通信の開始前にトラヒックの特性を把握するためには、ＩＰ通信に使用するＴＣＰ，ＵＤＰのポート番号等を予め把握しておく必要がある。

さらに、近年はＩＰ通信を行う多くのアプリケーションは、汎用的なＷｅｂアクセス用のプロトコルであるＨＴＴＰを利用しているため、その通信においてどのようなトラヒックが流れるのかは通信を開始した後でないと判明しない。そのため、“モバイルルータ”は、通信に適した無線アクセスシステムを予め決めておくことは難しく、その結果適切な無線アクセスシステムが使用されてないことがある、という問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、外部ネットワークとの間の経路として複数の無線アクセスシステムを利用可能な場合に、移動体内部のローカルネットワークに接続される端末と外部ネットワークに存在する端末との間の通信に適した無線アクセスシステムを選択して当該通信に使用することができる無線通信装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ローカルネットワークと接続し、複数の無線アクセスシステムを経由して外部ネットワークと接続可能であり、前記ローカルネットワーク内の端末と前記外部ネットワークとの通信を中継する無線通信装置であって、前記ローカルネットワーク内の端末からＨＴＴＰ通信の開始として前記外部ネットワーク内のサーバに対するＨＴＴＰ Ｇｅｔ要求を受信すると、前記ＨＴＴＰ Ｇｅｔ要求に基づいて前記ＨＴＴＰ Ｇｅｔ要求により取得を要求されたコンテンツに関する情報であるコンテンツ情報の取得を要求するコンテンツ情報取得要求を生成し、前記ＨＴＴＰ Ｇｅｔ要求を前記サーバへ転送する前に前記複数の無線アクセスシステムのうち予め定めた１つの無線アクセスシステムを経由して前記コンテンツ情報取得要求を送信するＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部と、前記コンテンツ情報取得要求に対する前記サーバからの応答に格納されたコンテンツ情報に基づいて、前記複数の無線アクセスシステムのうち前記端末と前記サーバとの間の前記ＨＴＴＰ通信に用いる無線アクセスシステムを選択する回線選択部と、を備え、前記ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部は、前記回線選択部が選択した無線アクセスシステムを経由して前記ＨＴＴＰ Ｇｅｔ要求を前記サーバへ転送することにより前記サーバと前記端末との間の前記ＨＴＴＰ通信の中継を開始する、ことを特徴とする。

本発明によれば、外部ネットワークとの間の経路として複数の無線アクセスシステムを利用可能な場合に、移動体内部のローカルネットワークに接続される端末と外部ネットワークに存在する端末との間の通信に適した無線アクセスシステムを選択して当該通信に使用することができる、という効果を奏する。

図１は、実施の形態１の無線通信装置の機能構成例を示す図である。 図２は、実施の形態１の無線通信装置の無線アクセスシステム選択手順の一例を示すシーケンス図である。 図３は、実施の形態２の無線通信装置の機能構成例を示す図である。 図４は、実施の形態２の選択ポリシーテーブルの構成例を示す図である。 図５は、実施の形態３の無線通信装置の無線アクセスシステム選択手順の一例を示すシーケンス図である。 図６は、実施の形態４の無線通信装置の機能構成例を示す図である。 図７は、実施の形態４の無線通信装置の無線アクセスシステム選択手順の一例を示すシーケンス図である。 図８は、実施の形態５の無線通信装置の無線アクセスシステム選択手順の一例を示すシーケンス図である。

以下に、本発明にかかる無線通信装置、無線通信システムおよび無線通信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる無線通信装置の実施の形態１の機能構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態の無線通信装置１は、ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１と、無線回線切替選択制御部（回線選択部）１２と、アドレス・ポート変換部１３−１，１３−２と、無線インタフェース１４−１，１４−２と、アンテナ１５−１，１５−２と、で構成される。また、本実施の形態の無線通信装置１は、ローカルエリアネットワーク２と接続され、移動体速度通知装置４と接続されている。ローカルエリアネットワーク２内には端末３−１，３−２が存在する。無線通信装置１、移動体速度通知装置４、ローカルエリアネットワーク２および端末３−１，３−２は、例えば、自動車等の移動体内に設置されている。

なお、図１は、一例であり、ローカルエリアネットワーク２に接続される端末の数は図１の例に限定されない。また、アドレス・ポート変換部１３−１，１３−２、アンテナ１５−１，１５−２、無線インタフェース１４−１，１４−２の数も図１の例に限定されず、使用可能な無線アクセスシステムの数に応じてこれらを備えればよい。

無線インタフェース１４−１は、送信データに対して無線アクセスシステムＡと無線接続するための所定の無線通信処理を行いアンテナ１５−１から送信し、また、アンテナ１５−１を経由して無線アクセスシステムＡから受信した受信データに対して所定の無線通信処理を行い、アドレス・ポート変換部１３−１へ処理後の受信データを出力する。無線インタフェース１４−２は、送信データに対して無線アクセスシステムＢと無線接続するための所定の無線通信処理を行いアンテナ１５−２から送信し、また、アンテナ１５−２を経由して無線アクセスシステムＢから受信した受信データに対して所定の無線通信処理を行い、アドレス・ポート変換部１３−２へ処理後の受信データを出力する。

無線アクセスシステムＡと無線アクセスシステムＢは、互いに異なる特徴を有する無線アクセスシステムであり（例えば、ＷｉＭＡＸとＷＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）等）、インターネット等の外部ネットワーク５に接続している。

なお、図１の構成例では、無線通信装置１が、無線インタフェース１４−１，１４−２およびアンテナ１５−１，１５−２を備えるようにしたが、無線インタフェース１４−１，１４−２およびアンテナ１５−１，１５−２を、本体とは別の無線デバイス等とし、これらの無線デバイスを本体に接続することにより、図１の無線通信装置１として構成してもよい。

ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１は、端末３−１，３−２からの外部ネットワーク５宛のＨＴＴＰによる通信（ＨＴＴＰ通信）開始時に、移動体内の端末３−１，３−２との間の通信を仮想的に終端する。無線回線切替選択制御部１２は、外部ネットワーク５との接続に用いる無線アクセスシステム（無線アクセスシステムＡまたは無線アクセスシステムＢ）を選択して、ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１と外部ネットワーク５に存在する端末（サーバ６等）との間の通信コネクションを確立する。また、ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１は、外部ネットワーク５に存在する端末（サーバ等）との間の通信コネクションと、移動体内の端末３−１，３−２との間の通信コネクションと、の両通信コネクションの間を中継する。

アドレス・ポート変換部１３−１は、ＮＡＰＴやＮＡＴ等により、自装置が無線アクセスシステムＡ内で使用するグローバルＩＰアドレス，ポート番号とローカルエリアネットワーク２内のプライベートＩＰアドレス，ポート番号との間の変換を行なう。

移動体速度通知装置４は、無線通信装置１が搭載される移動体の速度を取得して無線通信装置１へ通知する装置であり、例えば、移動体が自動車等の場合には自動車の制御システム等から速度情報を取得することができる。なお、無線アクセスシステムを選択するために移動体の速度を用いる場合には移動体速度通知装置４は備える必要があるが、速度を選択のために用いない場合には移動体速度通知装置４を備えなくてもよい。

本実施の形態では、無線回線切替選択制御部１２が、使用可能な各無線アクセスシステムの特徴と、移動体の移動速度などの通信の状態と、に応じて、外部ネットワーク５との間の通信で使用する無線アクセスシステムを選択する。本実施の形態では、無線アクセスシステムを選択するために、移動速度だけでなく、端末３−１，３−２と外部ネットワーク５との間の通信の情報に基づいて、より適切に無線アクセスシステムを選択することができる。

ＨＴＴＰの仕様としてコンテンツの転送を要求するメッセージとしてＧｅｔがある。そしてＧｅｔを受信した端末（サーバ等）は、その応答として転送するコンテンツのタイプや長さを付してコンテンツ本体を返送する。従って、無線通信装置１は、Ｇｅｔに対する応答を観測すれば、これから行なわれる通信のコンテンツの情報を取得することができる。しかし、Ｇｅｔに対する応答を観測した時点では既にサーバ６との間でいずれかの無線アクセスシステムを経由した通信が開始されており、通信の途中で無線アクセスシステムを切り替えることができない。

そこで、本実施の形態では、無線通信装置１は、端末３−１，３−２からＨＴＴＰ通信の開始としてＨＴＴＰのＧｅｔを受信すると、サーバ６との通信開始前にＨＴＴＰのヘッダ情報の取得を要求するメッセージであるＨｅａｄを用いてコンテンツの情報を取得する。すなわち、コンテンツに関する情報を取得するため要求メッセージ（コンテンツ情報取得要求）としてＨｅａｄを利用する。Ｈｅａｄを受信したサーバは、Ｇｅｔと同一のコンテンツに関する情報を返送するが、コンテンツ本体は返送しない。

図２は、本実施の形態の無線通信装置１の無線アクセスシステム選択手順の一例を示すシーケンス図である。ここでは、端末３−１からサーバ６に対するＨＴＴＰのＧｅｔを受信した場合を例に説明するが、端末３−２からＧｅｔを受信した場合も同様である。

まず、無線通信装置１のＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１は、端末３−１との間でＴＣＰコネクションを確立し（ステップＳ１）、端末３−１からサーバ６を宛先とするＨＴＴＰ Ｇｅｔを受信する（ステップＳ２）と、端末３−１とサーバ６との間で転送予定のコンテンツの情報を取得するために、接続継続性の良い無線アクセスシステム（この場合は無線アクセスシステムＡ）を経由してサーバ６へＨＴＴＰ Ｈｅａｄを送信する処理を開始すると判断する（ステップＳ３）。

なお、ここでは、無線アクセスシステムＡの方が無線アクセスシステムＢに比べて接続継続性が良いとする。なお、ＨＴＴＰ Ｈｅａｄを送信するために用いる無線アクセスシステムは、無線アクセスシステムＡと無線アクセスシステムＢのどちらを選択してもよく、選択方法は上述の接続継続性に限らずどのような判断基準により選択してもよい。

ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１は、まず、ＨＴＴＰ Ｈｅａｄを送信するために、無線回線切替選択制御部１２へ接続継続性の良い無線アクセスシステムを選択するよう指示し、無線回線切替選択制御部１２は、指示に基づいて接続継続性の良い無線アクセスシステムＡを選択する。具体的には、ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１から出力される送信データをアドレス・ポート変換部１３−１へ出力し、アドレス・ポート変換部１３−１から出力される受信データをＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１へ出力するよう設定する。そして、ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１は、無線アクセスシステムＡ経由で（無線回線切替選択制御部１２、アドレス・ポート変換部１３−１および無線インタフェース１４−１、アンテナ１５−１および無線アクセスシステムＡ経由）サーバ６との間でＴＣＰコネクションを確立する（ステップＳ４）。

ＨＴＴＰ Ｈｅａｄを送信するためにどの無線アクセスシステムを用いるかの情報は、初期値として無線回線切替選択制御部１２が保持していてもよいし、ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１が初期値として当該情報として保持して、ＨＴＴＰ Ｈｅａｄの送信の際に無線回線切替選択制御部１２へ指示してもよい。

ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１は、サーバ６との間でＴＣＰコネクションを確立した後、ステップＳ２で受信したＨＴＴＰ Ｇｅｔを分析して当該Ｇｅｔを送信した場合と同一のコンテンツ情報が得られるよう設定したＨＴＴＰ Ｈｅａｄ（Ｈｅａｄメッセージ）を生成して、無線アクセスシステムＡ経由でサーバ６へ送信する（ステップＳ５）。

その後、無線回線切替選択制御部１２は、サーバ６から無線アクセスシステムＡ経由で、ＨＴＴＰ Ｈｅａｄに対する応答である“２００ ＯＫ”を受信する（ステップＳ６）と、当該応答に含まれるコンテンツのタイプや長さ等のコンテンツ情報と、無線アクセスシステムを選択する基準である選択ポリシー情報と、に基づいて転送予定のコンテンツに適した無線アクセスシステムを選択する（ステップＳ７）。例えば、選択ポリシー情報としては、コンテンツのタイプごとにどの無線アクセスシステムが適切であるかを定めておくようにしてもよいし、コンテンツの長さに応じてどの無線アクセスシステムが適切であるかを定めておいてもよい。さらに、選択の際に、移動体の速度についても選択基準に加えてもよい。

そして、無線回線切替選択制御部１２は、ステップＳ７の選択が終了すると、ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１へ通知する。ここでは、無線アクセスシステムＢを選択したとする。ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１は、通知を受けると、無線アクセスシステムＢ経由でサーバ６との間でＴＣＰコネクションを確立する（ステップＳ８）。そして、ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１は、ステップＳ２で端末３−１から受信したＨＴＴＰ Ｇｅｔを無線アクセスシステムＢ経由でサーバ６へ転送する（ステップＳ９）。

そして、ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１は、サーバ６からＨＴＴＰ Ｇｅｔを受信すると、当該Ｇｅｔに対するコンテンツ本体を含む応答である“２００ ＯＫ”を無線アクセスシステムＢ経由で受信する（ステップＳ１０）と、端末３−１へ転送する（ステップＳ１１）。

このように、本実施の形態では、無線通信装置１のＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１が、端末３−１からＨＴＴＰ Ｇｅｔを受信すると、当該ＨＴＴＰ Ｇｅｔに対応するコンテンツ情報を取得するためのＨＴＴＰ Ｈｅａｄを無線アクセスシステムＡ，Ｂのいずれかを経由してサーバ６へ送信し、サーバ６からの応答に含まれるコンテンツ情報に基づいて、端末３−１とサーバ６との間の通信に用いる無線アクセスシステムを選択するようにした。そのため、外部ネットワーク５との間の経路として複数の無線アクセスシステムを利用可能な場合に、ローカルネットワーク２に接続される端末３−１が使用されている無線アクセスシステムを意識することなく、端末３−１とサーバ６との間の通信に最適な無線アクセスシステムを動的に選択して当該通信に使用することができる。

実施の形態２．
図３は、本発明にかかる無線通信装置の実施の形態２の機能構成例を示す図である。図３に示すように、本実施の形態の無線通信装置１ａは、選択ポリシーテーブル記憶部１６を追加する以外は、実施の形態１の無線通信装置１と同様である。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。

実施の形態１では、無線回線切替選択制御部１２は、ＨＴＴＰ Ｈｅａｄの応答により取得したコンテンツ情報と、選択ポリシー情報と、（またはさらに速度と、）に基づいて無線アクセスシステムを選択した。本実施の形態では、選択ポリシー情報の具体的に説明する。

本実施の形態では、選択ポリシー情報を選択ポリシーテーブルとして選択ポリシーテーブル記憶部１６に格納して保持する。無線回線切替選択制御部１２は、無線アクセスシステムの選択の際に、この選択ポリシーテーブルを参照する。

図４は、本実施の形態の選択ポリシーテーブルの構成例を示す図である。図４に示すように、本実施の形態の選択ポリシーテーブルは、ローカルエリアネットワーク２に接続する端末３−１，３−２のＩＰアドレスである端末ＩＰアドレスと、移動体の速度である移動速度と、ＨＴＴＰ Ｈｅａｄの応答に含まれるコンテンツ情報であるコンテンツ情報と、選択する無線アクセスシステムを示す回線選択（図４では、無線アクセスシステムＡをＡと記載し、無線アクセスシステムＢをＢと記載している）と、で構成される。また、コンテンツ情報は、種類と長さで構成される。

ＨＴＴＰ Ｈｅａｄの応答により得られるコンテンツ情報として、転送予定のコンテンツの種類（タイプ）と長さがある。主なタイプとしては、plainテキストやＨＴＭＬ（HyperText Markup Language）のようなtext（テキストファイル）、jpeg形式やpng、gif形式のようなimage（画像ファイル）、midi形式で表現されるようなaudio（音声ファイル）、mpeg形式などのvideo（動画ファイル）、また、その他アプリケーション固有のPDFファイル形式やzip圧縮されたファイルなどであるapplication（アプリケーション用バイナリファイル）等がある。それぞれのタイプについてデータの長さが指定可能である。また、ライブカメラ画像のストリーム等の場合には、長さが指定されない場合もある。

例えば、ビデオストリームのようなコンテンツの長さが非常に大きいvideoタイプ、または、ライブカメラ画像のような長さが指定されないimageデータである場合には、長時間にわたり定常的なトラヒックが発生すると判断できる。したがって、例えば、imageデータの転送が予定されている場合、移動体の速度が低い場合であれば広帯域性に優れた回線を選択するというポリシーや、広帯域ではないが接続性に優れた回線でも帯域が満足できると判断できる場合には接続性に優れた回線を使用するなどのポリシーなどを予め決定することができる。

また、例えば、アプリケーション固有のファイル／データ形式であって長さが大きい、例えばファイルダウンロードのような場合や、長さがそれほど大きくないimageデータであると判断できる場合には、広帯域性に優れた回線を選択してなるべく短時間のうちに通信が完了するようなポリシーとする。また、Ｗｅｂページの大枠を決めているＨＴＭＬのようなテキストである場合には、データ転送量は大きくないものの比較的重要な制御データが含まれることから、接続性に優れた回線を選択する。図４の例では、無線アクセスシステムＡは、広帯域ではないが接続性に優れており、無線アクセスシステムＢは、広帯域性に優れていることを前提としている。以上のポリシーは一例であり、実際に選択ポリシーテーブルに設定するポリシーはこれらに限定されない。

また、ここでは、移動体の速度についても選択ポリシーテーブルの項目として含めるようにしたが、移動体の速度については含めなくてもよい。また、本実施の形態では、端末３−１，３−２ごとに通信に対する要求が異なる場合を考慮して、選択ポリシーテーブルに端末ＩＰアドレスを含めるようにしたが、全ての端末３−１，３−２についてポリシーが同一の場合には、端末ＩＰアドレスを含めなくてもよい。

なお、移動速度の高低については、例えば、移動速度が所定のしきい値より速いか否かにより判断すればよい。

無線回線切替選択制御部１２は、実施の形態１で説明したステップＳ７の無線アクセスシステムの選択の際、選択ポリシーテーブルを参照して、端末３−１のＩＰアドレスと、ＨＴＴＰ Ｈｅａｄの応答により取得したコンテンツ情報と、移動体速度通知部４から通知された速度と、に対応するエントリを抽出し、当該エントリの回線選択の欄に格納されている無線アクセスシステムを選択する。以上述べた以外の本実施の形態の動作は、実施の形態１と同様である。

以上のように、本実施の形態では、端末ＩＰアドレス、移動速度およびコンテンツ情報の組み合わせ毎に、選択する無線アクセスシステムを示す回線選択を予め格納した選択ポリシーテーブルを保持し、無線回線切替選択制御部１２は、選択ポリシーテーブルを参照して、ＨＴＴＰ Ｈｅａｄの応答により取得したコンテンツ情報に対応する無線アクセスシステムを選択するようにした。そのため、多様なコンテンツ情報に対応して適切な無線アクセスシステムを速やかに選択することができる。

実施の形態３．
図５は、本発明にかかる無線通信装置の実施の形態３の無線アクセスシステム選択手順の一例を示すシーケンス図である。本実施の形態の無線通信装置１の構成は、実施の形態１の無線通信装置１と同様である。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。

実施の形態では、ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１は、端末３−１からＨＴＴＰ Ｇｅｔを受信すると、接続継続性のより無線アクセスシステムＡ経由でＨＴＴＰ Ｇｅｔを転送する。そして、無線回線切替選択制御部１２は、実施の形態１と同様に選択ポリシー情報（例えば、実施の形態２の選択ポリシーテーブル）を参照して、ＨＴＴＰ Ｇｅｔの応答に含まれるコンテンツ情報に基づいて無線アクセスシステムを選択するが、この際、ＨＴＴＰ Ｇｅｔの転送に用いた無線アクセスシステムと選択した無線アクセスシステムが同一であれば、そのまま通信を継続し、同一でない場合には、選択した無線アクセスシステム経由で再度ＨＴＴＰ Ｇｅｔを転送する。

図５に示すように、まず、実施の形態１と同様のステップＳ１、ステップＳ２の後、ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１は、受信したＨＴＴＰ Ｇｅｔを接続継続性のよい無線アクセスシステムで転送すると判断し（ステップＳ２１）、無線回線切替選択制御部１２へ指示し、無線回線切替選択制御部１２は、初期値として設定されている接続継続性のより無線アクセスシステムＡを選択する。そして、ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１は、実施の形態と同様に無線アクセスシステムＡ経由でサーバ６との間でＴＣＰコネクションを確立する（ステップＳ４）。

サーバ６との間でＴＣＰコネクションを確立した後、ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１は、ステップＳ２で受信したＨＴＴＰ Ｇｅｔを無線アクセスシステムＡ経由でサーバ６へ転送する（ステップＳ２２）。すなわち、本実施の形態では、コンテンツに関する情報を取得するため要求メッセージ（コンテンツ情報取得要求）としてＧｅｔ（ＨＴＴＰ Ｇｅｔ）を利用する。

サーバ６からＨＴＴＰ Ｇｅｔの応答として“２００ ＯＫ”を受信する（ステップＳ２３）と、無線回線切替選択制御部１２は、選択ポリシーテーブルを参照して、当該応答に含まれるコンテンツ情報、端末３−１のＩＰアドレスおよび移動速度に対応する無線アクセスシステムを選択し、選択した無線アクセスシステムがＨＴＴＰ Ｇｅｔの転送に用いた無線アクセスシステムと異なる場合には、選択した無線アクセスシステム経由でＨＴＴＰ Ｇｅｔを再実施すると判断する（ステップＳ２４）。なお、選択した無線アクセスシステムがＨＴＴＰ Ｇｅｔの転送に用いた無線アクセスシステムと同一の場合は、受信した応答と端末３−１へ転送して、そのまま通信を継続する。

無線回線切替選択制御部１２は、選択した無線アクセスシステム経由でＨＴＴＰ Ｇｅｔを再実施すると判断すると、選択した無線アクセスシステムへの切替えを行なう。具体的には、例えば、無線アクセスシステムＢを選択した場合、ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１から出力される送信データをアドレス・ポート変換部１３−２へ出力し、アドレス・ポート変換部１３−２から出力される受信データをＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１へ出力するよう設定する。そして、実施の形態１と同様に、ステップＳ８〜ステップＳ１１を実施する。以上述べた以外の本実施の形態の動作は実施の形態１と同様である。

以上のように、本実施の形態では、無線通信装置１は、端末３−１からＨＴＴＰ Ｇｅｔを受信すると、初期値として選択した無線アクセスシステム経由で当該ＨＴＴＰ Ｇｅｔをサーバ６へ転送する。そして、サーバ６からの応答に含まれるコンテンツ情報と選択ポリシー情報とに基づいて、無線アクセスシステムを選択し、選択した無線アクセスシステムとＨＴＴＰ Ｇｅｔを転送した無線アクセスシステムが異なる場合に、選択した無線アクセスシステム経由で再度ＨＴＴＰ Ｇｅｔをサーバ６へ転送するようにした。そのため、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、選択した無線アクセスシステムとＨＴＴＰ Ｇｅｔを転送した無線アクセスシステムが同一の場合には、再接続する必要なく速やかに通信を行うことができる。

実施の形態４．
図６は、本発明にかかる無線通信装置の実施の形態４の機能構成例を示す図である。図６に示すように、本実施の形態の無線通信装置１ｂは、ＨＴＴＰコンテンツキャッシュ部（キャッシュ部）１７を追加する以外は、実施の形態１の無線通信装置１と同様である。実施の形態１と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態１と同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図７は、本実施の形態の無線アクセスシステム選択手順の一例を示すシーケンス図である。本実施の形態の無線通信装置１ｂのＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１は、端末３−１との間でＴＣＰコネクション確立後に、ＨＴＴＰ Ｇｅｔを受信する（ステップＳ３１）と、受信したＨＴＴＰ Ｇｅｔを両方の無線アクセスシステム経由で転送する（ステップＳ３２）。これにより、サーバ６は、無線アクセスシステムＡ経由と無線アクセスシステムＢ経由の両方の経路でＨＴＴＰ Ｇｅｔを受信する（ステップＳ３３）。

サーバ６は、ＨＴＴＰ Ｇｅｔを受信するとその応答としてＴＣＰデータである“２００ ＯＫ”を送信するが、ここでは、無線アクセスシステムＢ経由のＨＴＴＰ Ｇｅｔを先に受信したとし、サーバ６は無線アクセスシステムＢ経由の応答を先に送信する（ステップＳ３４）。

無線通信装置１ｂのＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１は、先に受信した無線アクセスシステムＢ（先着回線）経由の応答をＨＴＴＰコンテンツキャッシュ部１７にとして格納してキャッシュ（Ｃｈａｓｈｅ）を組み立てるとともに、受信した応答を端末３−１へ転送する（ステップＳ３５，ステップＳ３６）。

次に、無線通信装置１ｂのＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１は、無線アクセスシステムＡ経由でサーバ６からの応答として“２００ ＯＫ”を受信する（ステップＳ３７）と、後に受信した無線アクセスシステムＡ（後着回線）経由の応答をＨＴＴＰコンテンツキャッシュ部１７に格納してキャッシュを組み立てる（ステップＳ３８）。

そして、無線通信装置１ｂのＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１は、移動体がサービスエリア外へ移動した等の理由により、先着回線である無線アクセスシステムＢ経由で受信した応答のキャッシュの生成が完了せずに中断してしまった場合、中断した部分以降のデータ（応答）として無線アクセスシステムＡ（後着回線）経由の応答を端末３−１へ転送する（ステップＳ３９）。

なお、利用可能な無線アクセスシステムが３つ以上ある場合には、ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１は、ＨＴＴＰ Ｇｅｔを全ての無線アクセスシステム経由で転送し、最も早く受信した応答を端末３−１へ送信しつつ、キャッシュを組み立てる。そして、無線アクセスシステム毎に応答をＨＴＴＰコンテンツキャッシュ部１７に格納しておき、ＨＴＴＰ Ｇｅｔに対応するキャッシュの生成が完了する前に端末３−１へ応答を転送していた無線アクセスシステムとの通信が中断した場合、次に早く受信した応答を続きのデータ（中断する前に送信済みの部分に続くデータ）として端末３−１へ転送する。以降、先着の回線を用いた通信が中断した場合は、順に次に先着の回線経由で受信した応答を転送していく。

以上のように、本実施の形態では、ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１は、ＨＴＴＰ Ｇｅｔを受信した場合に、利用可能な全ての回線経由でサーバ６に対してＨＴＴＰ Ｇｅｔを転送する。そして、最も応答を早く受信した回線経由で受信した応答を端末３−１へ転送するとともに、無線アクセスシステム毎に受信した応答をＨＴＴＰコンテンツキャッシュ部１７に格納しておく。そして、先着の回線による通信が中断した場合には、次に先着の回線経由で受信した応答のうち、中断前に送信済みのコンテンツ本体の続きの部分から端末３−１へ転送する。そのため、外部ネットワーク５との間の経路として複数の無線アクセスシステムを利用可能な場合に、ローカルネットワーク２に接続される端末３−１が使用されている無線アクセスシステムを意識することなく、端末３−１とサーバ６との間の通信に最適な無線アクセスシステムを動的に選択して当該通信に使用することができる。

実施の形態５．
図８は、本発明にかかる実施の形態５の無線通信装置の無線アクセスシステム選択手順の一例を示すシーケンス図である。本実施の形態の無線通信装置１ｂの構成は、実施の形態４の無線通信装置１ｂと同様である。実施の形態４と同様の機能を有する構成要素は、実施の形態４と同一の符号を付して重複する説明を省略する。

本実施の形態では、無線通信装置１ｂのＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１は、端末３−１からＨＴＴＰ Ｇｅｔを受信する（ステップＳ３１）と、まず、初期値として広帯域性に優れる無線アクセスシステム（ここでは無線アクセスシステムＢとする）経由でＨＴＴＰ Ｇｅｔをサーバ６へ送出し（ステップＳ４１）、ＨＴＴＰ Ｇｅｔがサーバ６へ転送される（ステップＳ４２）。なお、ここでは、初期値として広帯域性に優れる無線アクセスシステムを選択するようにしたが、これに限らず、別の選択基準により初期値として選択する無線アクセスシステムを設定してもよい。

そして、ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１は、サーバ６から応答を受信する（ステップＳ４３）と、その応答をＨＴＴＰコンテンツキャッシュ部１７に格納しキャッシュを組み立てながら、応答を端末３−１へ送信する（ステップＳ４４，ステップＳ４５）。そして、キャッシュの生成が完了せずに、当該無線アクセスシステムを用いた通信が切断され（ステップＳ４６）、端末３−１への応答の送信が中断したとする（ステップＳ４７）。この場合、ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１は、他方の無線アクセスシステム（無線アクセスシステムＡ）経由で、端末３−１に送信済みの部分の続きの部分からの転送を要求するためにrange指定を行なってＨＴＴＰ Ｇｅｔをサーバ６へ送信する（ステップＳ４８、Ｓ４９）。

ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１は、サーバ６から応答を受信する（ステップＳ５０）と、その応答をＨＴＴＰコンテンツキャッシュ部１７に格納しキャッシュを組み立てながら、応答を端末３−１へ送信する（ステップＳ５１，ステップＳ５２）。

以上のように、本実施の形態では、ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部１１は、端末３−１からＨＴＴＰ Ｇｅｔを受信すると、初期値として設定された広帯域性の優れた無線アクセスシステムを用いてＨＴＴＰ Ｇｅｔをサーバ６へ転送し、ＨＴＴＰ Ｇｅｔに対する応答を受信すると、当該応答を端末３−１へ転送するとともに、ＨＴＴＰコンテンツキャッシュ部１７に格納するようにした。そして、使用中の無線アクセスシステムの通信が中断した場合は、他方の無線アクセスシステム経由で、端末３−１に送信済みの部分の続きからコンテンツを要求するためにrange指定を行ったＨＴＴＰ Ｇｅｔをサーバ６へ送信するようにした。そのため、外部ネットワーク５との間の経路として複数の無線アクセスシステムを利用可能な場合に、ローカルネットワーク２に接続される端末３−１が使用されている無線アクセスシステムを意識することなく、端末３−１とサーバ６との間の通信に最適な無線アクセスシステムを動的に選択して当該通信に使用することができる。

以上のように、本発明にかかる無線通信装置、無線通信システムおよび無線通信方法は、複数の無線アクセスシステムを利用可能な無線通信装置に有用であり、特に、配下のローカルエリアネットワーク内の端末と外部ネットワークとの間のＨＴＴＰ通信を中継する無線通信装置に適している。

１ 無線通信装置
２ ローカルエリアネットワーク
３−１，３−２ 端末
４ 移動体速度通知装置
５ 外部ネットワーク
６ サーバ
１１ ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部
１２ 無線回線切替選択制御部
１３−１，１３−２ アドレス・ポート変換部
１４−１，１４−２ 無線インタフェース
１５−１．１５−２ アンテナ
１６ 選択ポリシーテーブル記憶部
１７ ＨＴＴＰコンテンツキャッシュ部
Ａ，Ｂ 無線アクセスシステム

Claims (9)

1. ローカルネットワークと接続し、複数の無線アクセスシステムを経由して外部ネットワークと接続可能であり、前記ローカルネットワーク内の端末と前記外部ネットワークとの通信を中継する無線通信装置であって、
   前記ローカルネットワーク内の端末からＨＴＴＰ通信の開始として前記外部ネットワーク内のサーバに対するＨＴＴＰ Ｇｅｔ要求を受信すると、前記ＨＴＴＰ Ｇｅｔ要求に基づいて前記ＨＴＴＰ Ｇｅｔ要求により取得を要求されたコンテンツに関する情報であるコンテンツ情報の取得を要求するコンテンツ情報取得要求を生成し、前記ＨＴＴＰ Ｇｅｔ要求を前記サーバへ転送する前に前記複数の無線アクセスシステムのうち予め定めた１つの無線アクセスシステムを経由して前記コンテンツ情報取得要求を送信するＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部と、
   前記コンテンツ情報取得要求に対する前記サーバからの応答に格納されたコンテンツ情報に基づいて、前記複数の無線アクセスシステムのうち前記端末と前記サーバとの間の前記ＨＴＴＰ通信に用いる無線アクセスシステムを選択する回線選択部と、
   を備え、
   前記ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部は、前記回線選択部が選択した無線アクセスシステムを経由して前記ＨＴＴＰ Ｇｅｔ要求を前記サーバへ転送することにより前記サーバと前記端末との間の前記ＨＴＴＰ通信の中継を開始する、
   ことを特徴とする無線通信装置。
2. 前記コンテンツ情報取得要求をＨＴＴＰ Ｈｅａｄ要求とする、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記コンテンツ情報として、コンテンツの種類および長さを含む、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信装置。
4. コンテンツの種類および長さと、選択する無線アクセスシステムである選択システムと、を対応づけて予め格納した選択ポリシーテーブルを保持し、
   前記回線選択部は、前記選択ポリシーテーブルを参照し、前記サーバからの応答に格納されたコンテンツの種類および長さに対応する前記選択システムを、前記サーバと前記端末との前記ＨＴＴＰ通信に用いる無線アクセスシステムとして選択する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
5. 前記無線通信装置および前記端末は移動体に搭載され、
   前記回線選択部は、さらに前記移動体の移動速度に基づいて前記端末と前記サーバとの間の通信に用いる無線アクセスシステムを選択する、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の無線通信装置。
6. 前記回線選択部は、さらに前記ＨＴＴＰ Ｇｅｔ要求の送信元の前記端末の識別情報に基づいて前記端末と前記サーバとの間の通信に用いる無線アクセスシステムを選択する、
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の無線通信装置。
7. 前記サーバからの前記ＨＴＴＰ Ｇｅｔ要求に対する応答を格納するためのキャッシュ部、
   を備え、
   前記ＨＴＴＰ Ｐｒｏｘｙ部は、前記ＨＴＴＰ Ｇｅｔ要求に対する前記応答を前記キャッシュ部へ格納し、前記応答を受信していた無線アクセスシステムを経由する経路での通信が中断した場合には、前記複数の無線アクセスシステムのうち当該無線アクセスシステム以外の無線アクセスシステムを選択し、選択した無線アクセスシステムを経由して前記端末から送信済みの前記応答の続きのコンテンツの取得を要求するよう範囲指定を付加した前記ＨＴＴＰ Ｇｅｔ要求を前記サーバへ送信し、前記選択した無線アクセスシステム経由で受信した前記ＨＴＴＰ Ｇｅｔ要求に対する前記応答を前記キャッシュ部へ格納するとともに当該応答を前記端末へ送信する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１つの無線通信装置と、
   前記無線通信装置とローカルネットワークにより接続される端末と、
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
9. ローカルネットワークと接続し、複数の無線アクセスシステムを経由して外部ネットワークと接続可能であり、前記ローカルネットワーク内の端末と前記外部ネットワークとの通信を中継する無線通信装置における無線通信方法であって、
   前記ローカルネットワーク内の端末からＨＴＴＰ通信の開始として前記外部ネットワーク内のサーバに対するＨＴＴＰ Ｇｅｔ要求を受信すると、前記ＨＴＴＰ Ｇｅｔ要求に基づいて前記ＨＴＴＰ Ｇｅｔ要求により取得を要求されたコンテンツに関する情報であるコンテンツ情報の取得を要求するコンテンツ情報取得要求を生成し、前記ＨＴＴＰ Ｇｅｔ要求を前記サーバへ転送する前に前記複数の無線アクセスシステムのうち予め定めた１つの無線アクセスシステムを経由して前記コンテンツ情報取得要求を送信する第１のステップと、
   前記コンテンツ情報取得要求に対する前記サーバからの応答に格納されたコンテンツ情報に基づいて、前記複数の無線アクセスシステムのうち前記端末と前記サーバとの間の前記ＨＴＴＰ通信に用いる無線アクセスシステムを選択する第２のステップと、
   前記第２のステップで選択した無線アクセスシステムを経由して前記ＨＴＴＰ Ｇｅｔ要求を前記サーバへ転送することにより前記サーバと前記端末との間の前記ＨＴＴＰ通信の中継を開始する第３のステップと、
   を含むことを特徴とする無線通信方法。
   

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