JPWO2016093249A1 - パケット転送装置、無線通信システムおよびパケット転送方法 - Google Patents

Abstract

第１および第２の無線アクセスシステムを備え、第１の無線アクセスシステムは大容量データ伝送が可能、第２の無線アクセスシステムは通信品質が良好である無線通信システムにおいて、通信端末（データ系端末２００，車載端末１１００）で生成されたパケットを転送するパケット転送装置（パケット転送装置３００，１２００）であって、受信したパケットがペイロードを含んでいない場合、受信したパケットを第１の無線アクセスシステムへ転送するとともに、受信したパケットと同一のパケットを生成して第２の無線アクセスシステムへ送信するか、第２の無線アクセスシステムへ転送し、ペイロードを含んでいる場合、第１の無線アクセスシステムへ転送するとともに、受信したパケットからペイロードを削除したパケットを生成して第２の無線アクセスシステムへ送信する。

Description

本発明は、データを送信する端末から受け取ったパケットを複数の経路の中の一つ以上へ転送するパケット転送装置、無線通信システムおよびパケット転送方法に関する。

近年の無線通信システムでは、様々な通信特性の信号を同時に伝送できることが要求される。例えば、昨今の通信トラヒックの急増に伴い、車や列車、航空機等の高速移動通信環境においてもスループット増大への要求が高まっており、アプリケーションデータの大容量伝送が必要になっている。一方で、確認応答信号等の制御情報には高信頼な伝送が必要である。制御情報の伝送誤りは不要な再送、すなわち不要なデータ送信の発生原因になるとともに、伝送瞬断による無通信時間の増長の原因となり、スループットの低下を招くためである。このように、送信データがアプリケーションデータか制御情報を含んだデータかによって要求する伝送品質は異なっており、それらを同一のシステム上で提供できる必要がある。

例えば、特許文献１には、パケットをヘッダ部とペイロード部に分割し、重要度の高いヘッダ部を要求品質の高い転送経路で転送し、ペイロード部は要求品質が低い転送経路で転送する発明が記載されている。

特開２００５−６５３３５号公報

特許文献１に記載された無線通信方法では、例えば、ＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）パケットにおいて高信頼が求められるヘッダ部と高信頼でなくてもよいペイロード部を同時に無線伝送する際に、両者を別々のパケットセグメントに分割し、ヘッダ部を要求品質が高いチャネルで伝送し、ペイロード部を要求品質が低いチャネルで伝送することで、ヘッダ部の伝送品質を高くしている。

しかし、上記従来のヘッダ部およびペイロード部の伝送は単一システム内で行われており、例えば、移動端末がハンドオーバすること等により複数の基地局装置から送信された信号を同時に受信する場合において互いの信号が干渉となり通信品質が劣化する問題がある。すなわち、このような状況では要求品質が高いチャネルであっても無線品質が劣化しており、制御情報などの重要度の高い情報を伝送する際に要求される信頼性を保てないという問題があった。

また、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）の場合はヘッダ部にＡＣＫ（Acknowledgement）が含まれており、確認応答および再送制御情報として機能するため、無線品質の低下によるスループット劣化の影響がより大きくなるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、再送制御情報の高信頼伝送を実現可能なパケット転送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、第１の無線アクセスシステムおよび第２の無線アクセスシステムを備え、前記第１の無線アクセスシステムは前記第２の無線アクセスシステムよりも大容量データ伝送が可能であり、かつ前記第２の無線アクセスシステムは前記第１の無線アクセスシステムよりも通信品質が良好である無線通信システムにおいて、通信端末で生成されたパケットを受け取って前記第１の無線アクセスシステムおよび前記第２の無線アクセスシステムの少なくとも一方へ転送するパケット転送装置であって、前記通信端末から受信したパケットがペイロードを含んでいない場合、前記受信したパケットを前記第１の無線アクセスシステムへ転送するとともに、前記受信したパケットと同一のパケットを生成して前記第２の無線アクセスシステムへ送信するか、前記受信したパケットを前記第２の無線アクセスシステムへ転送し、前記受信したパケットがペイロードを含んでいる場合には、前記受信したパケットを前記第１の無線アクセスシステムへ転送するとともに、前記受信したパケットからペイロードを削除したパケットを生成して前記第２の無線アクセスシステムへ送信する、ことを特徴とする。

本発明によれば、再送制御情報の高信頼伝送を実現できる、という効果を奏する。

本発明にかかるパケット転送装置を適用した無線通信システムの一例を示す図 位置情報管理サーバが有するデータベースの一例を示す図 位置情報更新通知の構成例を示す図 パケット転送装置が有するデータベースの一例を示す図 データのパケット構成例を示す図 ＩＰヘッダおよびＴＣＰヘッダのフォーマットを示す図 データ系端末から車載端末にデータ送信する際のデータフローのシーケンスの一例を示す図 実施の形態１のパケット転送装置がパケット転送先を特定する動作の一例を示すフローチャート パケット転送装置がカプセル化したＩＰパケットの構成例を示す図 パケット転送装置によるパケット転送手順の一例を示すフローチャート 実施の形態２のパケット転送装置がパケット転送先を特定する動作の一例を示すフローチャート 実施の形態３の無線通信システムにおいて送受信するフレームの構成例を示す図 ミリ波基地局内部のプロトコルスタックの一例を示す図 再送制御情報の構成例を示す図 実施の形態３の無線通信システムにおいて再送制御情報を送信するシーケンスの一例を示す図 ＬＣＸ基地局内部のプロトコルスタックの一例を示す図 ＬＣＸ移動局内部のプロトコルスタックの一例を示す図 ミリ波移動局内部のプロトコルスタックの一例を示す図 パケット転送装置を実現する処理回路の一例を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかるパケット転送装置、無線通信システムおよびパケット転送方法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、本発明にかかるパケット転送装置を適用した無線通信システムの一例を示す図であり、異なる複数の無線アクセス方式を用いた通信システムである。具体的には、ＬＣＸ（Leaky CoaXial cable：漏洩同軸ケーブル）システムにミリ波システムを併設し、これらの異なる無線アクセス方式を協調させる列車無線システムの例を示している。ＬＣＸシステムは一部の列車無線システムに既に適用されているものである。ＬＣＸシステムにおいて、ＬＣＸ（漏洩同軸ケーブル）は線路沿いに敷設されている。そのため、ＬＣＸシステムは列車と常に近い位置で通信できるという特徴があり、無線伝搬による距離減衰はほぼなく高品質な通信が可能である。ただし、ＬＣＸシステムは、大容量伝送の実現が難しい。これに対して、ミリ波システムは、ミリ波帯の広帯域な周波数を用いることで大容量伝送サービスを提供することが可能である。一方で、ミリ波システムのアンテナは指向性が強く、また、送受信機から離れるほど伝搬減衰が大きくなるという特徴がある。そのため、送受信機を備えた通信端末は、移動しながらミリ波帯での通信を行う場合、通信品質が劣化すると通信相手の基地局を適宜切り替える。ミリ波システムを第１の無線アクセスシステム、ＬＣＸシステムを第２の無線アクセスシステムとする。

以下、図１に示した無線通信システムについて説明する。無線通信システムは、地上側に設置された各種装置などにより構成された地上側システムと移動体である列車に搭載された各種装置などにより構成された車上側システムとに分けることができる。そのため、地上側システムと車上側システムに分けて説明する。

地上側システムは、列車の位置情報を管理する位置情報管理サーバ１００と、指令局等に設置されるデータ系端末２００と、データ系端末２００から受信したパケットを後述するＬＣＸ基地局およびミリ波基地局である複数の基地局の中の一台以上へ転送するとともに、複数の基地局の各々から受信したパケットをデータ系端末２００に転送するパケット転送装置３００と、パケット転送装置３００および複数の基地局が接続されたＩＰ（Interneｔ Protocol）ネットワーク４００と、ＬＣＸシステムの基地局であるＬＣＸ基地局５００と、ミリ波システムの基地局であるミリ波基地局６００、７００および８００と、を含んで構成されている。ＬＣＸ基地局５００には、微弱な電波が漏れ出るように設計され、ＬＣＸ基地局５００のアンテナとして機能するＬＣＸケーブル５０１が接続され、ＬＣＸ基地局５００はカバーエリアであるセル５０２に存在している通信端末と通信する。ミリ波基地局６００にはアンテナ６０１が接続され、ミリ波基地局６００はセル６０２に存在している通信端末と通信する。ミリ波基地局７００にはアンテナ７０１が接続され、ミリ波基地局７００はセル７０２に存在している通信端末と通信する。ミリ波基地局８００にはアンテナ８０１が接続され、ミリ波基地局８００はセル８０２に存在している通信端末と通信する。本実施の形態の無線通信システムでは、ミリ波基地局６００、７００および８００の３台でカバーするエリアよりも広いエリアをＬＣＸ基地局５００が１台でカバーするものとする。すなわち、セル６０２、７０２および８０２とセル５０２は重複しているが、ミリ波基地局とＬＣＸ基地局のセル境界は互いに重ならないようにするのが望ましい。また、セル６０２とセル７０２は一部重複しており、セル７０２とセル８０２は一部重複している。そのため、セル６０２、７０２または８０２に存在している通信端末は、１台または２台のミリ波基地局との通信が可能であるとともに、ＬＣＸ基地局５００との通信が可能である。なお、図１では、ＬＣＸシステムの基地局がＬＣＸ基地局５００の１台のみとしているが、一般的には、ＬＣＸ基地局も複数台となる。複数台のＬＣＸ基地局が存在する構成とした場合でも、１台のＬＣＸ基地局がカバーするエリアは１台のミリ波基地局がカバーするエリアよりも広く、複数台のミリ波基地局でカバーするエリアを１台のＬＣＸ基地局がカバーするものとする。

車上側システムは、列車１０００に搭載され、地上側システムのデータ系端末２００とデータを送受信する通信端末である車載端末１１００と、車載端末１１００から受信したパケットを後述するＬＣＸ移動局１４００およびミリ波移動局１５００の一方または双方へ転送するとともに、ＬＣＸ移動局１４００およびミリ波移動局１５００から受信したパケットを車載端末１１００へ転送するパケット転送装置１２００と、パケット転送装置１２００、ＬＣＸ移動局１４００およびミリ波移動局１５００が接続されたＬＡＮ（Local Area Network）１３００と、ＬＣＸシステムの移動局であるＬＣＸ移動局１４００と、ミリ波システムの移動局であるミリ波移動局１５００と、を含んで構成されている。ＬＣＸ移動局１４００にはアンテナ１４０１が接続され、ミリ波移動局１５００にはアンテナ１５０１が接続されている。

なお、これ以降の説明では、列車がある基地局のセル内に存在することを「在線する」と表現する。また、説明の便宜上、列車に搭載された各種装置の動作を説明する際に、動作の主体を列車とすることがある。例えば、「車載装置１１００が送信したメッセージ」を「列車１０００が送信したメッセージ」などと記載する場合がある。

本実施の形態の無線通信システムにおいて、位置情報管理サーバ１００は列車１編成ごとの位置情報を管理しており、内部に図２に示すデータベースを有する。図２に示した（ａ）は列車情報、（ｂ）はＬＣＸ基地局情報、（ｃ）はミリ波基地局情報である。列車情報は、各列車の識別情報である編成ＩＤ１０１〜１０３と、車載端末１１００とパケット転送装置１２００を接続しているネットワークのネットワークアドレス（以下、車内ネットワークアドレスと称す）１０４〜１０６とを対応付けるものである。ＬＣＸ基地局情報は、ＬＣＸ基地局の識別情報であるＬＣＸ基地局ＩＤ１０７〜１０９と、ＩＰアドレス１１０〜１１２とを対応付けるものである。ミリ波基地局情報は、ミリ波基地局の識別情報であるミリ波基地局ＩＤ１１３〜１１５とＩＰアドレス１１６〜１１８とを対応付けるものである。ここで、図２に記載した編成ＩＤ１０１の「１０００」、ＬＣＸ基地局ＩＤ１０７の「５００」、およびミリ波基地局ＩＤ１１３〜１１５の「６００」〜「８００」は、それぞれ図１において列車、ＬＣＸ基地局およびミリ波基地局に付した符号と一致させている。

列車１０００は、セル間を移動するハンドオーバを実行する度に、位置情報管理サーバ１００へ在線基地局が変更になったことを通知する位置情報登録要求メッセージを送信する。位置情報登録要求メッセージにはメッセージを送信した列車の編成ＩＤとその列車がハンドオーバする先の基地局ＩＤの情報が含まれている。位置情報管理サーバ１００は、位置情報登録要求メッセージを受信すると、図２に示したデータベースからハンドオーバした列車の車内ネットワークアドレスおよびハンドオーバ先基地局のＩＰアドレスを検索する。図１に示している状態は、列車１０００が矢印で示した方向へ走行中であり、ミリ波基地局７００からミリ波基地局６００へハンドオーバした後の状態である。列車１０００がミリ波基地局間をハンドオーバする場合、ミリ波移動局１５００が位置登録要求メッセージを送信する。列車１０００がミリ波基地局７００からミリ波基地局６００へハンドオーバする場合、ミリ波移動局１５００が送信した位置登録要求メッセージは、ミリ波基地局７００、ＩＰネットワーク４００およびパケット転送装置３００を介して位置情報管理サーバ１００に到達する。なお、図示していないＬＣＸ基地局からＬＣＸ基地局５００へのハンドオーバは既に終わっており、位置情報も更新済みである。このとき位置情報登録要求メッセージとして通知される編成ＩＤは「１０００」、ミリ波基地局ＩＤは「６００」である。

位置情報管理サーバ１００は、上記の位置情報登録要求メッセージを受信すると、列車１０００がミリ波基地局６００へハンドオーバしたことを把握し、図２のデータベースから該当する車内ネットワークアドレス「１９２．１６８．１．０」とミリ波基地局ＩＰアドレス「１９２．１６８．３１．６」を検索する。検索が終了すると、図３に示した構成の位置情報更新通知の該当領域にそれぞれ書き込みを行う。位置情報更新通知は位置情報管理サーバ１００がパケット転送装置３００に列車の位置情報が更新されたことを通知するメッセージであり、図３に示したように、制御情報が格納される領域１２０、編成ＩＤが格納される領域１２１、車内ネットワークアドレスが格納される領域１２２、ハンドオーバ先ＬＣＸ基地局のＩＰアドレスが格納される領域１２３およびハンドオーバ先ミリ波基地局のＩＰアドレスが格納される領域１２４から構成される。図１に示した例では編成ＩＤ１０００の列車、すなわち列車１０００がセル６０２にハンドオーバしたため、位置情報更新通知の編成ＩＤ領域１２１に「１０００」が、車内ネットワークアドレス領域１２２に「１９２．１６８．１．０」が、ハンドオーバ先ミリ波基地局ＩＰアドレス領域１２４に「１９２．１６８．３１．６」がそれぞれ書き込まれる。また、ＬＣＸ基地局間のハンドオーバは起きていないためハンドオーバ先ＬＣＸ基地局ＩＰアドレス領域１２３には値は書き込まれず初期値の「０」のままとなる。制御情報領域１２０には、位置情報更新通知を示す制御情報が書き込まれる。位置情報管理サーバ１００は、位置情報登録要求メッセージで通知された編成ＩＤと図２のデータベースを検索して得られた上記の車内ネットワークアドレスおよびミリ波基地局ＩＰアドレスとを更新情報として書き込んだ位置情報更新通知を生成した後、生成した位置情報更新通知をパケット転送装置３００に送信する。このように、位置情報管理サーバ１００は列車の位置情報を常に把握し、位置情報に変化が生じると、位置情報更新通知を送信することにより、最新の位置情報をパケット転送装置３００に通知する。なお、ミリ波基地局間のハンドオーバが起きた場合について説明したが、ＬＣＸ基地局間のハンドオーバが起きた場合の位置情報管理サーバ１００の動作も同様である。ＬＣＸ基地局間のハンドオーバが起きた場合、位置情報管理サーバ１００は、車内ネットワークアドレスおよびＬＣＸ基地局ＩＰアドレスを検索し、検索結果が書き込まれた位置情報更新通知を生成してパケット転送装置３００へ送信する。

パケット転送装置３００は、図４に示すデータベースを有しており、位置情報更新通知を受信すると、受信した位置情報更新通知に書き込まれている更新情報に基づいてデータベースを更新する。パケット転送装置３００が有しているデータベースでは、各列車の編成ＩＤ３０１〜３０３と、車内ネットワークアドレス３０４〜３０６と、在線するＬＣＸ基地局のＩＰアドレス３０７〜３０９およびミリ波基地局のＩＰアドレス３１０〜３１２とが対応付けられている。図４（ａ）は位置情報管理サーバ１００から位置情報更新通知を受信する前のデータベース情報の例を示し、図４（ｂ）は位置情報管理サーバ１００から位置情報更新通知を受信して更新処理を実施した後のデータベース情報の例を示している。ここではミリ波基地局間のハンドオーバが発生したため、位置情報管理サーバ１００から送信された位置情報更新通知の情報をもとに、編成ＩＤ３０１に対応するミリ波基地局ＩＰアドレス情報３１０が書き換えられる。なお、ここでは、位置情報更新通知のハンドオーバ先ＬＣＸ基地局１２３が初期値「０」となっているため、ＬＣＸ基地局ＩＰアドレス３０７は書き換えられない。このようにして、パケット転送装置３００では列車の在線状況を把握している。

パケット転送装置３００は、図４に示すデータベースの情報に従い、データ系端末２００から受信したパケットを適切な基地局（ＬＣＸ基地局，ミリ波基地局）に転送し、各基地局から受信したパケットをデータ系端末２００に転送する装置であり、ルータとしても機能する。また、パケット転送装置３００は、位置情報管理サーバ１００およびデータ系端末２００と光ケーブルで接続されており、各基地局とはＩＰネットワークによる通信を行う。

列車１０００に搭載されているパケット転送装置１２００は、地上側のパケット転送装置３００と同じ機能を有するが、パケット転送装置３００と異なる点としてパケット転送装置１２００と接続されるＬＣＸ移動局およびミリ波移動局がそれぞれ１台ずつである。パケット転送装置１２００は、パケットの転送先を決定する場合、転送先のミリ波移動局およびＬＣＸ移動局を一意に決定する。また、車載端末１１００およびパケット転送装置１２００はＬＡＮケーブルで接続される車内ネットワークである。なお、ＬＡＮ１３００と車内ネットワークは同一のネットワークではない。図１では列車１０００はＬＣＸ基地局５００およびミリ波基地局６００のセルに在線しており、ＬＣＸ移動局１４００はアンテナ１４０１を介しＬＣＸ基地局５００と通信し、ＬＣＸ基地局５００はＬＣＸケーブル５０１を介しＬＣＸ移動局１４００と通信する。また、ミリ波移動局１５００はアンテナ１５０１を介しミリ波基地局６００と通信し、ミリ波基地局６００はアンテナ６０１を介しミリ波移動局１５００と通信する。

データ系端末２００および車載端末１１００は終端装置である。データ系端末２００と車載端末１１００はＴＣＰ／ＩＰで通信を行う。以降はデータ系端末２００から車載端末１１００にデータを送信する場合を例に挙げ、データ送受信の流れを説明する。まず、データ系端末２００が送信するデータのパケット構成を図５に示す。ＴＣＰ／ＩＰパケットは図５（ａ）に示すようにＴＣＰヘッダ２２０の前にＩＰヘッダ２１０が付加された構成となるが、本実施の形態のデータ系端末２００が送信するパケットは、図５（ｂ）に示した構成、すなわち、ＴＣＰヘッダ２２０の後ろにさらにアプリケーションデータ２３０が付加された構成とする。

図６はＩＰヘッダ２１０およびＴＣＰヘッダ２２０のフォーマットを示す図である。図６（ａ）がＩＰヘッダ２１０のフォーマットである。ＩＰヘッダ２１０は、バージョン領域２１ａ、ヘッダ長領域２１ｂ、サービスタイプ領域２１ｃ、パケット長領域２１ｄ、ＩＤ領域２１ｅ、フラグ領域２１ｆ、フラグメント・オフセット領域２１ｇ、生存時間領域２１ｈ、プロトコル番号領域２１ｉ、ヘッダチェックサム領域２１ｊ、送信元ＩＰアドレス領域２１ｋ、宛先ＩＰアドレス領域２１ｌおよびオプション領域２１ｍを含む。図示した各領域の詳細については以降の説明において必要に応じて適宜述べる。ＩＰはＯＳＩ（Open Systems Interconnection）参照モデルのネットワーク層のプロトコルであり、図６（ａ）ではバージョン４（ＩＰｖ４）のＩＰヘッダの構成を示している。

図６（ｂ）はＴＣＰヘッダ２２０のフォーマットである。ＴＣＰヘッダ２２０は、送信元ポート番号領域２２ａ、宛先ポート番号領域２２ｂ、シーケンス番号領域２２ｃ、確認応答（ＡＣＫ）番号領域２２ｄ、データオフセット領域２２ｅ、未使用の領域である予約領域２２ｆ、コントロールフラグ領域２２ｇ、ウィンドウサイズ領域２２ｈ、チェックサム領域２２ｉ、緊急ポインタ領域２２ｊおよびオプション領域２２ｋを含む。なお、オプション領域２２ｋで余りがあると残りの領域は全て０（パディング）になる。ＴＣＰはＯＳＩ参照モデルのトランスポート層にあたり高信頼通信をサポートするプロトコルである。ＴＣＰヘッダにはＡＣＫやシーケンス番号等の再送制御情報が含まれており、これにより高信頼通信をサポートしている。ＩＰヘッダに続くＩＰパケットのデータ領域にＴＣＰヘッダおよびＴＣＰパケットのデータ領域が格納され、ＴＣＰパケットのデータ領域にアプリケーションデータが格納されることにより、図５（ｂ）に示した構成のＴＣＰ／ＩＰパケットとなる。本実施の形態の説明では、アプリケーションデータ１０００ＢｙｔｅつきのＴＣＰヘッダ２０ＢｙｔｅおよびＩＰｖ４ヘッダ（オプションなし）２０Ｂｙｔｅで構成される合計１０４０ＢｙｔｅのＴＣＰ／ＩＰパケットをデータ系端末２００が送信するものとする。

次に、データ系端末２００が車載端末１１００にデータを送信する動作を説明する。図７は、データ系端末２００から車載端末１１００にデータ送信する際のデータフローのシーケンスの一例を示す図である。

データ系端末２００から車載端末１１００へのデータ送信では、まず、データ系端末２００が、図５（ｂ）に示した構成のデータパケットを生成してパケット転送装置３００に送信する（ステップＳ１００）。なお、データ系端末２００は、データパケットを生成する際、ＩＰヘッダ２１０の送信元ＩＰアドレス領域２１ｋに自装置のＩＰアドレスを書き込み、宛先ＩＰアドレス領域２１ｌには車載端末１１００のＩＰアドレスを書き込む。ここでは、データ系端末２００のＩＰアドレスを「１９２．１６８．１０．１」、車載端末１１００のＩＰアドレスを「１９２．１６８．１．１」とする。すなわち、データ系端末２００はこれらのアドレスを送信元アドレス、宛先アドレスに設定したデータパケットを生成して送信する。

パケット転送装置３００は、データ系端末２００から送信されたデータパケットを受信し、受信したデータパケットに設定されている宛先ＩＰアドレスからネットワークアドレスを読み取り（サブネットマスクは共通）、図４に示した構成のデータベースに登録されている在線情報と比較することで、宛先の車載端末１１００が存在している列車１０００が在線するＬＣＸ基地局またはミリ波基地局をパケットの転送先として特定する。この転送先の基地局の特定は、図８に示したフローチャートに従って行う。以下、図８を参照しながら、パケット転送装置３００がアプリケーションデータつきのパケットを受信して転送先の基地局を特定する場合の動作を説明する。

パケット転送装置３００は、データ系端末２００からパケットを受信すると、まず、ＩＰヘッダを確認する（ステップＳ１）。具体的には、図６（ａ）に示した構成のＩＰヘッダに格納されている全ての情報を一時的に保持しておくとともに、一時的に保持した情報の中から、送信元情報、宛先情報、上位層プロトコル情報およびデータサイズ情報を取得する。送信元情報は送信元ＩＰアドレス領域２１ｋに格納されている値「Ｃ０Ａ８Ａ１」、宛先情報は宛先ＩＰアドレス領域２１ｌに格納されている値「Ｃ０Ａ８１１」であり、これらはそれぞれ「１９２．１６８．１０．１」および「１９２．１６８．１．１」を表す１６進数である。これにより、パケット転送装置３００は、データ系端末２００から車載端末１１００に送信されるデータであると判定する。上位層プロトコル情報はプロトコル番号領域２１ｉに格納されている値「６」である。これにより、パケット転送装置３００は上位層プロトコルがＴＣＰであると判定する。データサイズ情報はヘッダ長領域２１ｂに格納されている値「５」とパケット長領域２１ｄに格納されている値「１０４」から求める。ヘッダ長はＩＰヘッダのサイズを示す。ヘッダ長はオプションがないため最小値の２０Ｂｙｔｅであるが、３２ｂｉｔ（４Ｂｙｔｅ）単位で数えるため２０Ｂｙｔｅの場合はヘッダ長領域２１ｂの値は「５」になる。パケット長はＩＰヘッダを含めたパケット全体のサイズを示し、１０４０Ｂｙｔｅである。ヘッダ長と同様４Ｂｙｔｅ単位で数えるため１０４０÷４＝２６０となり、これを１６進数表記した「１０４」がパケット長領域２１ｄの値である。つまり、パケット長領域の値からヘッダ長領域の値を減算するとＴＣＰパケットのサイズを示すデータサイズ情報を得ることができる。

パケット転送装置３００は、ステップＳ１にて上位層プロトコルがＴＣＰであることを確認すると、ＴＣＰヘッダを確認する（ステップＳ２）。具体的には、図６（ｂ）に示した構成のＴＣＰヘッダに格納されている全ての情報を一時的に保持しておくとともに、一時的に保持した情報の中から、送信元情報、宛先情報およびデータサイズ情報を取得する。送信元は送信元ポート番号領域２２ａに格納されている値、宛先情報は宛先ポート番号領域２２ｂに格納されている値であり、ともに「１４」である。これはＦＴＰデータのポート番号「２０」を１６進数で表した値である。また、データサイズ情報はデータオフセット領域２２ｅに格納されている値「５」であり、４Ｂｙｔｅ単位で数えるＴＣＰヘッダ長２０Ｂｙｔｅを意味する。

パケット転送装置３００は、次に、コネクション情報を更新する（ステップＳ３）。具体的には、上記ステップＳ１のＩＰヘッダ確認で取得した送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレスおよびプロトコル番号領域に格納される値と、上記ステップＳ２のＴＣＰヘッダ確認で取得した送信元ポート番号および宛先ポート番号と、に基づいて、受信パケットのコネクションを特定する。また、パケット転送装置３００は、各コネクションで送受信されるデータのＩＰヘッダおよびＴＣＰヘッダの情報（以下、ヘッダ情報と称す）を管理しており、上記のステップＳ１およびＳ２で取得した情報に基づいてコネクションを特定すると、特定したコネクションのヘッダ情報を、ステップＳ１およびＳ２で一時的に保持しておいたＩＰヘッダの値およびＴＣＰヘッダの値に書き換えて更新する。ただし、受信したパケットがコネクション確立後最初の送信パケットである場合は、ステップＳ１およびＳ２で一時的に保持しておいたＩＰヘッダおよびＴＣＰヘッダの値を上記特定したコネクションのヘッダ情報として新規に登録する。

パケット転送装置３００は、コネクション情報を更新した後、受信パケットにＴＣＰペイロードがあるかどうかを確認する（ステップＳ４）。具体的には、上記のステップＳ１およびＳ２で取得したＩＰヘッダのデータサイズ情報およびＴＣＰヘッダのデータサイズ情報に基づいて、アプリケーションデータであるＴＣＰペイロードの有無を判定する。ＩＰヘッダのヘッダ長領域の値が「５」、パケット長領域の値が「１０４」であり、前述のとおり、パケット長領域の値からヘッダ長領域の値を減算した値がＴＣＰパケットのサイズと一致する。一方、ＴＣＰヘッダのデータオフセット領域の値「５」はＴＣＰヘッダのサイズを示すため、ＴＣＰパケットのサイズとＴＣＰヘッダのサイズを比較することにより、ＴＣＰペイロードの有無を判定できる。つまり、ＩＰヘッダのパケット長領域の値からヘッダ長領域の値を減算した値とＴＣＰヘッダのデータオフセット領域の値を比較し、等しければＴＣＰパケットがヘッダのみで構成されていると判定することができ、データオフセット領域の値が小さければ、ヘッダ部とペイロード部から成るＴＣＰパケットであると判定することができる。具体的に比較すると、パケット長領域の値「１０４」−ヘッダ長領域の値は「５」＝「ＦＦ」＞データオフセット領域の値「５」となり、データオフセット領域の値が小さいためヘッダ部とペイロード部から成るパケットであると判定する。

パケット転送装置３００は、受信パケットにＴＣＰペイロードが存在しない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、ＬＣＸシステム、すなわち、列車１０００が在線しているＬＣＸ基地局をパケットの転送先とする（ステップＳ６Ａ）。一方、受信パケットにＴＣＰペイロードが存在している場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、受信パケットのヘッダ部、すなわち、ＩＰヘッダおよびＴＣＰヘッダ部を複製し、図５（ａ）に示した構成のヘッダ部のみから成るパケットを新規作成する（ステップＳ５）。このとき、ＩＰヘッダのヘッダチェックサム領域２１ｊの値およびＴＣＰヘッダのチェックサム領域２２ｉの値を更新する。これはペイロードがなくなったことによりパケット長が変化したためである。このように、ステップＳ５では、データ系端末２００から受信したオリジナルパケットであるペイロード部ありのパケットからヘッダ部のみから成るパケットを新規パケットとして新たに作成する。すなわち、再送制御情報のみを複製する。そして、ミリ波システムおよびＬＣＸシステム、すなわち、列車１０００が在線しているＬＣＸ基地局およびミリ波基地局をパケットの転送先とする（ステップＳ６Ｂ）。

図７に示した動作の説明に戻り、パケット転送装置３００は、図８に示した手順を実行して転送先の基地局を決定すると、転送するパケットをトンネリングして基地局へ転送する（ステップＳ１０１ａ，Ｓ１０１ｂ）。

例えば、データ系端末２００から受信したパケットがＴＣＰペイロードありの場合、すなわち、オリジナルパケットおよび新規パケットを転送する場合、オリジナルパケットの転送用にミリ波基地局６００とトンネリングし、新規パケットの転送用にＬＣＸ基地局５００とトンネリングする。トンネリングする先を示すために、図５の（ａ）および（ｂ）に示した各ＴＣＰ／ＩＰパケットをＩＰヘッダでカプセル化して図９の（ａ）および（ｂ）に示したパケットを生成する。図９の（ａ）が、オリジナルパケットをＩＰヘッダ２４０でカプセル化したもの、図９の（ｂ）が新規パケットをＩＰヘッダ２４０でカプセル化したものである。オリジナルパケットは、図９（ａ）に示したように、送信元ＩＰアドレスにパケット転送装置３００のＩＰアドレス「１９２．１６８．１１．２」を設定し、宛先ＩＰアドレスにミリ波基地局６００のＩＰアドレス「１９２．１６８．３１．６」を設定したＩＰヘッダでカプセル化し、送信する（ステップＳ１０１ｂ）。新規パケットは、図９（ｂ）に示したように、送信元ＩＰアドレスにパケット転送装置３００のＩＰアドレス「１９２．１６８．１１．２」を設定し、宛先ＩＰアドレスにＬＣＸ基地局５００のＩＰアドレス「１９２．１６８．２１．５」を設定したＩＰヘッダでカプセル化し、送信する（ステップＳ１０１ａ）。

また、データ系端末２００から受信したパケットがＴＣＰペイロードなしの場合、受信したパケットを、送信元ＩＰアドレスにパケット転送装置３００のＩＰアドレス「１９２．１６８．１１．２」を設定し、宛先ＩＰアドレスにＬＣＸ基地局５００のＩＰアドレス「１９２．１６８．２１．５」を設定したＩＰヘッダでカプセル化し、送信する（ステップＳ１０１ａ）。なお、データ系端末２００から受信したパケットがＴＣＰペイロードなしの場合、ステップＳ１０１ｂのミリ波基地局６００への転送は行わない。

パケット転送装置３００により転送されたパケットを受信したＬＣＸ基地局５００およびミリ波基地局６００は、トンネリング用にカプセル化された自装置宛てのＩＰヘッダをデカプセル化し、図５（ａ）および図５（ｂ）に示した構成のパケットに戻した後、移動局に向けて送信する。ＬＣＸ基地局５００は、ＬＣＸ移動局１４００に向けてパケットを送信し（ステップＳ１０２ａ）、ミリ波基地局６００は、ミリ波移動局１５００に向けてパケットを送信する（ステップＳ１０２ｂ）。

以上のように、ヘッダ部とペイロード部から成るパケットを送信する場合、オリジナルのパケットをミリ波システムで送信するとともに、ヘッダ部のみからなる新規パケットを生成してＬＣＸシステムで送信するため、ヘッダ部に含まれる再送制御情報をアプリケーションデータよりも信頼性の高い無線アクセス方式を使って送信することができる。また、ＬＣＸシステムとミリ波システムのふたつの無線アクセス方式を使ってヘッダ部を送信しているため、再送制御情報の空間ダイバーシチ効果を得ることもできる。ＬＣＸシステムではヘッダ部のみからなるパケットを対象として送信するので、ＬＣＸシステムの帯域を必要以上に圧迫するのを防止できる。

列車１０００では、上記のステップＳ１０２ａで送信されたパケットをＬＣＸ移動局１４００が受信してパケット転送装置１２００へ転送するとともに、上記のステップＳ１０２ｂで送信されたパケットをミリ波移動局１５００が受信してパケット転送装置１２００へ転送する（ステップＳ１０３ａ，Ｓ１０３ｂ）。

パケット転送装置１２００は、ＬＣＸ移動局１４００およびミリ波移動局１５００の一方または双方からパケットを受信すると、車載端末１１００へ転送する（ステップＳ１０４）。このステップＳ１０４において、パケット転送装置１２００は図１０に示したフローに従った動作を実行してパケットを転送する。以下、パケット転送装置１２００が車載端末１１００へパケットを転送する動作について詳しく説明する。

パケット転送装置１２００は、ＬＣＸ移動局１４００またはミリ波移動局１５００からパケットを受信すると、ＩＰヘッダを確認する（ステップＳ１１）。このステップＳ１１では、上述したパケット転送装置３００が図８に示したステップＳ１を実行してＩＰヘッダを確認する動作と同様に、ＩＰヘッダに格納されている全ての情報を一時的に保持しておくとともに、一時的に保持した情報の中から、送信元情報、宛先情報、上位層プロトコル情報およびデータサイズ情報を取得する。各情報を取得する具体的な動作はステップＳ１と同様であるため説明を省略する。ＩＰヘッダを確認したパケット転送装置１２００は、宛先情報から受信データが車載端末１１００宛であると判断し、また、上位層プロトコル情報から上位層プロトコルがＴＣＰであると判断する。

パケット転送装置１２００は、上位層プロトコルがＴＣＰであるため、次に、ＴＣＰヘッダを確認する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２では、上述したパケット転送装置３００が図８に示したステップＳ２を実行してＴＣＰヘッダを確認する動作と同様に、ＴＣＰヘッダに格納されている全ての情報を一時的に保持しておくとともに、一時的に保持した情報の中から、送信元情報、宛先情報およびデータサイズ情報を取得する。各情報を取得する具体的な動作はステップＳ２と同様であるため説明を省略する。

パケット転送装置１２００は、次に、コネクション情報を更新する（ステップＳ１３）。このステップＳ１３では、上述したパケット転送装置３００が図８に示したステップＳ３を実行してコネクション情報を更新する動作と同様に、上記ステップＳ１１で取得した送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレスおよびプロトコル番号領域に格納される値と、上記ステップＳ１２で取得した送信元ポート番号および宛先ポート番号と、に基づいて、受信パケットのコネクションを特定する。パケット転送装置１２００も、パケット転送装置３００と同様に各コネクションで送受信されるデータのヘッダ情報を管理しており、上記のステップＳ１１およびＳ１２で取得した情報に基づいてコネクションを特定すると、特定したコネクションのヘッダ情報を、ステップＳ１１およびＳ１２で一時的に保持しておいたＩＰヘッダの値およびＴＣＰヘッダの値に書き換えて更新する。ただし、受信したパケットがコネクション確立後最初の送信パケットである場合は、ステップＳ１１およびＳ１２で一時的に保持しておいたＩＰヘッダおよびＴＣＰヘッダの値を上記特定したコネクションのヘッダ情報として新規に登録する。

パケット転送装置１２００は、コネクション情報の更新が完了すると、ＩＰヘッダに設定されている宛先ＩＰアドレスに従い通信路を確立し、宛先ＩＰアドレスが示す相手へパケットを転送する（ステップＳ１４）。ここでは、車載端末１１００へパケットを転送する。

以上の図７に示したステップＳ１００〜Ｓ１０４が、データ系端末２００が車載端末１１００へデータを送信する際のシーケンス、すなわち、下り回線のデータフローシーケンスである。ＴＣＰでの通信では、宛先の装置がパケットを受信すると、送信元の装置へ確認応答のパケットを返す必要がある。そのため、無線通信システムでは、図７に示したステップＳ１０５〜Ｓ１０９の処理をさらに実行する。以下、これらの各ステップについて説明する。

車載端末１１００は、ペイロード部ありのＴＣＰパケットを受信すると、ペイロード部からアプリケーションデータを取り出して上位レイヤに渡すとともに、送信元に対する確認応答のために、データ系端末２００を宛先とする確認応答用パケットを生成する。以下、この確認応答用パケットをＡＣＫパケットと称する。ＡＣＫパケットにはペイロードを付加することが可能であり、送信データがある場合にはデータを一緒に送ってもよいが、ここでは説明の簡略化のため、ヘッダ部のみから成る構成として説明する。図６の（ｂ）に示した構成のＴＣＰヘッダのＡＣＫ番号領域２２ｄには受信できたパケットの値が格納されており、具体的には「受信パケットのシーケンス番号」と「受信したアプリケーションデータのサイズ」の合計値が格納されている。本実施の形態では１０００ｂｙｔｅのアプリケーションデータの送信を想定しているため、例えば、データ系端末２００から送信されたパケットのシーケンス番号が「１００」であり、かつ送信されたパケットの全てを正常に受信したとすると、ＡＣＫ番号は１００＋１０００＝１１００となる。また、ウィンドウサイズ領域２２ｈに受信可能なデータサイズを示す値を格納することでフロー制御も行う。

車載端末１１００は、上記のようにして生成した、ヘッダ部のみからなるＡＣＫパケットをＴＣＰ／ＩＰパケット化してパケット転送装置１２００へ送信する（ステップＳ１０５）。

パケット転送装置１２００は、車載装置１１００から上記のＴＣＰ／ＩＰパケットを受信すると、ヘッダを解析してパケットの転送先を特定する。パケット転送装置１２００がパケットの転送先を特定する動作は、すでに説明した、パケット転送装置３００がデータ系端末２００から受信したパケットの転送先を特定する動作、具体的には、図８に示したフローチャートに従った動作と同様である。そのため、詳しい動作については説明を省略するが、パケット転送装置１２００は、ステップＳ４に示した、ＴＣＰペイロードがあるどうかの判定処理において、ＴＣＰペイロードなしと判定する。すなわち、車載装置１１００から受信したＴＣＰ／ＩＰパケットのヘッダ長領域２１ｂの値が「５」、データオフセット領域２２ｅの値が「５」、パケット長領域２１ｄの値が「Ａ」であり、パケット長領域の値「Ａ」−ヘッダ長領域の値「５」＝データオフセット領域の値「５」となるため、ＴＣＰペイロードなしと判断する。そして、ＬＣＸシステム、すなわち、ＬＣＸ移動局１４００をパケットの転送先とする。

なお、パケット転送装置１２００は、車載装置１１００から受信したＴＣＰ／ＩＰパケットがＴＣＰペイロード部ありのＡＣＫパケットの場合、図８のステップＳ５およびＳ６Ｂを実行する。すなわち、受信したＡＣＫパケットのヘッダを複製してＴＣＰペイロードなしのＡＣＫパケットを新たに作成し、新たに作成したＡＣＫパケットの転送先をＬＣＸ移動局１４００、ＴＣＰペイロード部ありのＡＣＫパケットの転送先をミリ波移動局１５００とする。

パケット転送装置１２００は、車載装置１１００から受信したＴＣＰ／ＩＰパケットの転送先を決定すると、決定した転送先へパケットを送信する。ここでは、受信したＴＣＰ／ＩＰパケットにＴＣＰペイロードが存在しないため、すなわち、ＴＣＰペイロードなしのＡＣＫパケットを受信したため、ＬＣＸ移動局１４００へＡＣＫパケットを送信する（ステップＳ１０６）。このとき、パケット転送装置１２００は、ＡＣＫパケットの転送用にＬＣＸ移動局１４００とトンネリングする。具体的には、送信元ＩＰアドレスにパケット転送装置１２００のＩＰアドレス「１９２．１６８．２．２」を設定し、宛先ＩＰアドレスにＬＣＸ移動局１４００のＩＰアドレス「１９２．１６８．２．４」を設定したＩＰヘッダでＡＣＫパケットをカプセル化する。そして、トンネリングした通信路を使ってＬＣＸ移動局１４００へＡＣＫパケットを転送する。

なお、車載装置１１００から受信したＴＣＰ／ＩＰパケットがＴＣＰペイロード部ありのＡＣＫパケットの場合、パケット転送装置１２００は、オリジナルパケットであるＴＣＰペイロード部ありのＡＣＫパケットをミリ波移動局１５００へ転送するとともに、新たに生成したＴＣＰペイロードなしのＡＣＫパケットをＬＣＸ移動局１４００へ転送する。

パケット転送装置１２００により転送されたＡＣＫパケットを受信したＬＣＸ移動局１４００は、トンネリング用にカプセル化された自装置宛てのＩＰヘッダをデカプセル化し、デカプセル化後のＡＣＫパケットをＬＣＸ基地局５００に向けて送信する（ステップＳ１０７）。

なお、パケット転送装置１２００がＴＣＰペイロード部ありのＡＣＫパケットをミリ波移動局１５００へ転送する処理を併せて実行した場合、ミリ波移動局１５００は、受信したＴＣＰペイロード部ありのＡＣＫパケットをデカプセル化し、ミリ波基地局６００に向けて送信する。

以上のように、ヘッダ部のみから成るパケットの送信動作において、パケット転送装置１２００は、受信したパケットをそのままＬＣＸシステムで送信する。また、ペイロード部が存在するパケットの送信動作において、パケット転送装置１２００は、受信したパケットをそのままミリ波システムで送信するとともに、受信したパケットのヘッダ部であるＩＰヘッダおよびＴＣＰヘッダを複製してヘッダ部のみから成るパケットを新たに生成し、ＬＣＸシステムで送信する。ヘッダ部のみから成るパケットをＬＣＸシステムで送信することにより、ＴＣＰヘッダに含まれる再送制御情報の高信頼伝送を実現できるとともに、ＬＣＸシステムの帯域を必要以上に圧迫するのを防止できる。

ＬＣＸ基地局５００は、ＬＣＸ移動局１４００からパケットを受信すると、受信したパケットをパケット転送装置３００へ転送する（ステップＳ１０８）。なお、ミリ波基地局６００がミリ波移動局１４００からパケットを受信した場合も同様に、受信したパケットをパケット転送装置３００へ転送する。

パケット転送装置３００は、ＬＣＸ移動局１４００からパケットを受信すると、データ系端末２００へ転送する（ステップＳ１０９）。このステップＳ１０９において、パケット転送装置３００は、列車１０００に搭載されたパケット転送装置１２００がＬＣＸ移動局１４００またはミリ波移動局１５００からパケットを受信して車載端末１１００へ転送するステップＳ１０４と同様に、図１０に示したフローに従った動作を実行してパケットを転送する。パケット転送装置３００がデータ系端末２００へパケットを転送する動作はパケット転送装置１２００が車載端末１１００へパケットを転送する動作と同様であるため、詳細説明は省略する。このとき、パケット転送装置３００では受信したＡＣＫパケットが重複していた場合、そのパケットを破棄しても良い。

以上の図７に示したステップＳ１０５〜Ｓ１０９が、車載端末１１００がデータ系端末２００へパケットを送信する際のシーケンス、すなわち、確認応答の送信シーケンスである。

その後、データ系端末２００は、車載端末１１００から受信したＡＣＫパケットのＡＣＫ番号領域２２ｄの値を参照することでデータの送達を確認する。さらに送信データがある場合には、ウィンドウサイズ領域２２ｈの値を参照し、ウィンドウサイズで許容されたサイズを超えない範囲でパケットを送信する。

以上のように、本実施の形態にかかる無線通信システムにおいて、パケット転送装置３００および１２００は、無線区間へ送信するパケットを受信した場合、受信したパケットのＴＣＰペイロードの有無を判定基準として送信に適した無線アクセスシステムを選択し、その無線アクセスシステムの基地局、または、移動局へ転送する。具体的には、受信したパケットがヘッダ部のみから成るパケットの場合はＬＣＸシステムへ転送し、受信したパケットがヘッダ部およびペイロード部から成るパケットの場合は、受信したパケットであるオリジナルパケットをミリ波システムへ転送するとともに、受信したパケットのヘッダ部のみからなるパケットを新たに作成してＬＣＸシステムへ転送する。これにより、再送制御情報を含むヘッダ部をアプリケーションデータの送信で使用する無線アクセスシステムとは異なる高信頼の無線アクセスシステムを利用して送信することが可能になり、再送制御情報を高信頼に伝送できる。また、ヘッダ部のみを対象として高信頼の無線アクセスシステムで送信するので、高信頼の無線アクセスシステムの帯域を必要以上に圧迫してしまうのを防止できる。また、ヘッダ部のみから成るパケットにおいても、受信したパケットであるオリジナルパケットをミリ波システムへ転送するとともに、受信したパケットと同一のパケットを新たに作成してＬＣＸシステムへ転送するようにしても良い。

本実施の形態におけるネットワーク形態は図１に示したものに限らず、システムに合わせて構築できることは自明である。また、同種の無線アクセスシステムを組み合わせる形態であっても良い。パケット転送装置もシステムに１台設置する構成に限定されない。例えば、システムを構築するエリアを複数グループに分け、各グループに対してパケット転送装置を設置してもよい。また、通信プロトコルもＴＣＰに限ったものではなく、再送制御情報がヘッダに含まれ、アプリケーションデータがペイロードになっているフォーマットであればよい。ＩＰのバージョンもＩＰｖ４に限らず、ＩＰｖ６でもよいのは明らかである。無線アクセスシステムの組み合わせも図１に示したものに限定されない。

実施の形態２．
次に、実施の形態２の無線通信システムについて説明する。なお、無線通信システムの構成は実施の形態１と同様である。本実施の形態では、実施の形態１と異なる部分について説明する。

実施の形態１の無線通信システムでは、送信側のパケット転送装置がパケットの送信に適した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にパケットを転送するものであった。具体的には、パケット転送装置は、データ系端末２００または車載端末１１００である終端装置から受信したパケットがヘッダ部のみから成るパケットであればＬＣＸシステムへ転送し、ペイロード部つきパケットであればオリジナルパケットをミリ波システムへ転送するとともに、オリジナルパケットのヘッダ部のみからなる新規パケットを生成してＬＣＸシステムへ転送するものであった。実施の形態１の無線通信システムによれば、ヘッダ部の情報を高信頼に送信することができ、ＴＣＰヘッダに含まれる再送制御情報の高信頼伝送を実現できる。

これに対して、本実施の形態では、実施の形態１の無線通信システムで得られる上記の効果に加えて、不要な再送制御情報の送信を抑えることが可能な無線通信システムを説明する。詳細については後述するが、本実施の形態のパケット転送装置は、パケットの転送先を特定する際、ペイロード部ありのパケットか否かの確認に加えて、ＡＣＫパケットか否かおよびＡＣＫ番号が更新されたか否かを確認し、転送先を決定する。

実施の形態１でも説明したように、データ系端末２００が送信するパケットを受け取って転送する地上側のパケット転送装置３００の動作と車載端末１１００が送信するパケットを受け取って転送する車上側のパケット転送装置１２００の動作は同様である。そのため、本実施の形態では、パケット転送装置３００の動作例を説明し、パケット転送装置１２００の動作説明は省略する。パケット転送装置３００およびパケット転送装置１２００がパケットの転送先を特定する動作は図１１に示したものとなる。図１１に示した動作は、図８に示した動作のステップＳ３をステップＳ３Ａに置き換え、さらに、ステップＳ４５およびＳ６Ｃを追加したものである。これらのステップＳ３Ａ、Ｓ４５およびＳ６Ｃ以外の各ステップの処理については、図８の同じステップ番号を付した処理と同様であるため、説明を省略する。

パケット転送装置３００は、データ系端末２００からパケットを受信すると、転送先を特定するために、図１１のステップＳ１およびＳ２を実行した後、ステップＳ３Ａを実行してコネクション情報を更新する。ステップＳ３Ａに示したコネクション情報の更新では、図８のステップＳ３に示したコネクション情報の更新動作に加えて、さらに、ＡＣＫ番号の更新判定を行う。すなわち、パケット転送装置３００は、ステップＳ１で取得した送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレスおよびプロトコル番号領域に格納される値と、ステップＳ２で取得した送信元ポート番号および宛先ポート番号と、に基づいて、受信パケットのコネクションを特定し、特定したコネクションのヘッダ情報を、ステップＳ１およびＳ２で一時的に保持しておいたＩＰヘッダの値およびＴＣＰヘッダの値に書き換えて更新する。さらに、上記特定したコネクションのヘッダ情報の更新においてＴＣＰヘッダのＡＣＫ番号領域の値が更新されたか否かを判定する。ＡＣＫ番号更新の有無はヘッダ情報更新前後での差分によって判定する。差分が０ならＡＣＫ番号の変更はなかったと判定し、０以外ならＡＣＫ番号の更新があったと判定する。例えば、ヘッダ情報更新前のＡＣＫを「９０」とする。このときヘッダ情報更新後のＡＣＫ番号が「９０」であれば差分が９０−９０＝「０」となり、ＡＣＫ番号の更新はなかったと判定し、ヘッダ情報更新後のＡＣＫ番号が「１００」であれば差分が１００−９０＝「１０」となり、ＡＣＫ番号が更新されたと判定する。ＡＣＫ番号が更新されたと判定すると「ＡＣＫ番号更新確認」を内部情報として記憶する。例えば、ＡＣＫ番号が更新された場合には、その旨を示すフラグを立てる。

また、パケット転送装置３００は、受信パケットにＴＣＰペイロードがあると判定した場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、上記ステップＳ３Ａのコネクション情報更新処理においてＡＣＫ番号が更新されたかどうかを確認する（ステップＳ４５）。上記の「ＡＣＫ番号更新確認」が記憶されている場合はＡＣＫ番号が更新されたと判断し（ステップＳ４５：Ｙｅｓ）、ステップＳ５を実行する。ＡＣＫ番号が更新されたと判断した場合は「ＡＣＫ番号更新確認」の削除も行う。一方、上記の「ＡＣＫ番号更新確認」が記憶されていない場合はＡＣＫ番号が更新されていないと判断し（ステップＳ４５：Ｎｏ）、ミリ波システムをパケットの転送先とする（ステップＳ６Ｃ）。この場合、パケット転送装置３００は、ミリ波基地局６００とトンネリングし、ペイロード部ありのパケットであるオリジナルの受信パケットを転送する。具体的には、送信元ＩＰアドレスにパケット転送装置３００のＩＰアドレス「１９２．１６８．１１．２」を設定し、宛先ＩＰアドレスにミリ波基地局６００のＩＰアドレス「１９２．１６８．３１．６」を設定したＩＰヘッダで受信パケットをカプセル化する。なお、コネクション情報の更新処理においてＡＣＫ番号が更新されない場合、同じＡＣＫ番号のＡＣＫをすでに送信済みであると判断できる。

本実施の形態にかかる無線通信システムにおいて、パケット転送装置３００および１２００は、ヘッダ部とペイロード部から成るパケットを受信した場合、ＡＣＫ番号の更新の有無を確認し、ＡＣＫ番号が更新されていなければミリ波システムの基地局または移動局へ転送し、ＡＣＫ番号が更新されていれば、受信したオリジナルパケットをミリ波システムの基地局または移動局へ転送するとともに、受信したパケットのヘッダ部のみからなるパケットを新たに作成してＬＣＸシステムの基地局または移動局へ転送する。ここで、受信したパケットのヘッダ部のみからなるパケットを新たに作成する条件を「ＡＣＫ番号が更新された場合」としたのは、ＴＣＰにおける不要な再送を抑制するためである。ＴＣＰでは同値のＡＣＫを３回重複受信すると再送制御を行う。つまり、実施の形態１で説明したパケット転送装置のようにＡＣＫ番号の更新を考慮せずヘッダを複製して送信してしまうと一度の送信で同値のＡＣＫを常に２回送信することになるため、ＡＣＫを３回重複して受信する可能性が高くなり、不要な再送が頻発することになる。しかし、ＡＣＫ番号が更新された最初のパケットのヘッダのみを複製して送信することで、データ送信元の端末がＡＣＫを重複受信する機会を減らすことができ、データ受信側の端末が再送制御情報を必要なときだけ高信頼に送信することができる。また、ＬＣＸシステムの帯域を圧迫してしまうのを防止できる。なお、実施の形態１で説明したパケット転送装置において、ヘッダ部のみから成るパケットでもＡＣＫ番号の更新を考慮せずヘッダを複製して送信する場合、ＡＣＫ番号の更新の有無を確認し、ＡＣＫ番号が更新されていなければＬＣＸシステムの基地局または移動局へ転送し、ＡＣＫ番号が更新されていれば、受信したオリジナルパケットをミリ波システムの基地局または移動局へ転送するとともに、受信したパケットと同一のパケットを新たに作成してＬＣＸシステムの基地局または移動局へ転送する。

実施の形態３．
次に、実施の形態３の無線通信システムについて説明する。なお、無線通信システムの構成は実施の形態１，２と同様である。本実施の形態では、実施の形態１，２と異なる部分について説明する。

実施の形態１および２の無線通信システムでは、送信側のパケット転送装置において、トランスポート層の送信パケットのペイロードの有無、ＡＣＫ番号更新の有無に基づいてパケットを転送することにより再送制御情報の高信頼性伝送を実現していた。これに対して、本実施の形態の無線通信システムでは、データリンク層における再送制御情報の高信頼性伝送を実現する。

ミリ波システムの送信機、すなわち、ミリ波基地局６００，７００，８００、ミリ波移動局１５００の各々が備えている送信機は、パケット転送装置３００，１２００から受信したパケットをデータリンク層においてフレーム化して送信する。ミリ波システムの受信機、すなわち、ミリ波基地局６００，７００，８００、ミリ波移動局１５００の各々が備えている受信機のデータリンク層では、受信したフレームの順序制御を行いデータの整合性をとった後、上位層のＩＰに受け渡す。また、このとき、フレームの送信側にＡＣＫまたはＮＡＣＫ（Negative Acknowledgement）である再送制御情報を送信して再送要求を行う。この機能をＡＲＱ（Automatic Repeat reQuest）といい、データリンク層がＡＲＱの機能を有することにより、例えばＴＣＰであるトランスポート層における再送制御よりも早い段階でデータの誤りを修復することができる。

図１２は、本実施の形態にかかる無線通信システムのデータリンク層で送受信するフレームの構成例を示す図である。本実施の形態にかかる無線通信システムにおけるデータリンク層は、順序制御、再送制御、フロー制御等の機能を有する独自プロトコルとする。この独自プロトコルを図１２では「ＯＲＩ」と記載している。

本実施の形態にかかる無線通信システムのデータリンク層で送受信するフレームは、ＯＲＩヘッダ６１０、ＡＲＱ再送データまたはＩＰパケットであるアプリケーションデータ６２０、誤り検出用ビットであるＦＣＳ（Frame Check Sequence）６３０により構成されている。また、ＯＲＩヘッダ６１０は、６Ｂｙｔｅ長の送信元ＩＤを格納するための送信元ＩＤ領域６１１、６Ｂｙｔｅ長の宛先ＩＤを格納するための宛先ＩＤ領域６１２、ＯＲＩヘッダ６１０からＦＣＳ６３０までの全フレーム長を示す２Ｂｙｔｅ長のフレーム長情報を格納するためのフレーム長領域６１３、フレームの種類を示す２Ｂｙｔｅ長のタイプ情報を格納するためのタイプ領域６１４、および、フレームの通し番号を示す６Ｂｙｔｅ長のシーケンス番号情報を格納するためのシーケンス番号領域６１５により構成されている。タイプ領域６１４に格納される値はそのフレームがアプリケーションデータを含むフレームであるのか、ＡＣＫフレームであるのか、またはＮＡＣＫであるのかを示す。例えば、値が「０」であればアプリケーションデータ、「１」であればＡＣＫ、「２」であればＮＡＣＫとなる。シーケンス番号領域６１５は、３Ｂｙｔｅ長の移動局ＩＤを格納するための移動局ＩＤ領域６１５ａ、および、フレームの通し番号を示す３Ｂｙｔｅ長の通し番号情報を格納するための通し番号領域６１５ｂを含んで構成されている。シーケンス番号領域６１５に格納されるシーケンス番号情報は、移動局ＩＤ領域６１５ａに格納された移動局ＩＤと通し番号領域６１５ｂに格納された通し番号情報を組み合わせた値である。これにより、移動局間でのシーケンス番号の重複を回避する。ただし、タイプ情報の値が「１」、すなわち、ＡＣＫフレームの場合のシーケンス番号の値は受信が完了した最後のフレームのシーケンス番号の値になる。また、タイプ情報の値が「２」、すなわち、ＮＡＣＫフレームの場合のシーケンス番号の値は誤りが検出されたフレームのシーケンス番号の値になる。なお、ＡＣＫを送信するフレーム、ＮＡＣＫを送信するフレームは、アプリケーションデータ６２０を含まない、ＯＲＩヘッダ６１０とＦＣＳ６３０のみから成るフレーム構成とする。

図１３は、ミリ波基地局６００内部のプロトコルスタックの一例を示す図である。実施の形態１と同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。なお、ミリ波基地局７００および８００についても同様である。ミリ波基地局６００内部のプロトコルスタックは、物理層のＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）６０３、データリンク層のＭＡＣ（Media Access Control）６０４、ネットワーク層のＩＰ６０５、データリンク層のＯＲＩ６０６、ミリ波通信準拠の物理層６０７を含む。以下、ミリ波通信準拠の物理層６０７をミリ波物理層６０７と称する。

例えば、ミリ波基地局６００が図１に示すパケット転送装置３００からＩＰネットワーク４００経由でデータを受信した場合、図１３に示したプロトコルスタックにおいては、受信データをＥｔｈｅｒｎｅｔ６０３で復調した後、ＭＡＣ６０４に受け渡し、ＭＡＣ６０４でＭＡＣヘッダを取り除き、ＩＰ６０５に受け渡す。ＩＰ６０５ではＭＡＣ６０４から受け取ったパケットをＯＲＩ６０６に受け渡し、ＯＲＩ６０６ではＩＰ６０５から受け取ったパケットにＯＲＩヘッダを付与してフレーム化し、ミリ波物理層６０７に受け渡す。ミリ波物理層６０７では、ＯＲＩ６０６から受け取ったフレームを変調し、アンテナ６０１から図１に示すミリ波移動局１５００に向けて送信する。

一方、ミリ波基地局６００がアンテナ６０１経由でミリ波移動局１５００からデータを受信した場合、図１３に示したプロトコルスタックにおいては、ミリ波物理層６０７で復調した後、ＯＲＩ６０６にデータを受け渡す。ＯＲＩ６０６では、ＯＲＩヘッダを取り除き、パケットをＩＰ６０５に受け渡す。ＩＰ６０５ではＯＲＩ６０６から受け取ったパケットをＭＡＣ６０４に受け渡し、ＭＡＣ６０４ではＩＰ６０５から受け取ったパケットにＭＡＣヘッダを付加してフレーム化し、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ６０３に受け渡す。Ｅｔｈｅｒｎｅｔ６０３では、ＭＡＣ６０４から受け取ったフレームを変調し、ＩＰネットワーク４００を経由して図１に示すパケット転送装置３００に向けて送信する。

また、ＯＲＩ６０６では、データを正常に受信した場合はＡＣＫフレームを、受信したデータで誤りが検出された場合にはＮＡＣＫフレームを、アンテナ６０１からミリ波移動局１５００へ送信して確認応答する。このとき生成するＡＣＫフレームおよびＮＡＣＫフレームが再送制御情報となる。この場合の再送制御情報の構成は図１４に示したものとなる。図１４は、図１２に示したＯＲＩヘッダ６１０の各領域に格納される値の具体例を示す図である。図１４に示したように、送信元ＩＤ領域６１１にはミリ波基地局６００のＩＤ「６００」を１６進数で表した「２５８」が格納され、宛先ＩＤ領域６１２にはミリ波移動局１５００のＩＤ「１５００」を１６進数で表した「５ＤＣ」が格納される。フレーム長領域６１３には、ＯＲＩヘッダ＋ＦＣＳの合計「２６」Ｂｙｔｅを１６進数で表示した「１Ａ」が格納され、タイプ領域６１４にはＡＣＫフレームであることを示す「１」が格納される。シーケンス番号領域６１５には１６進数の「５ＤＣ０６４」が格納され、これを１０進数で表記すると「１５０００１００」となり、この値はＩＤが「１５００」のミリ波移動局１５００が送信した「０１００」番目のデータフレーム、すなわち１００番目のデータフレームまでを受信できたことを示している。

本実施の形態にかかる無線通信システムでは、ＡＣＫフレームまたはＮＡＣＫフレームである再送制御情報をミリ波物理層６０７経由でアンテナ６０１から送信するのではなく、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ６０３およびＩＰネットワーク４００を介して一度ＬＣＸシステムに迂回させてからミリ波移動局１５００に送信する。

そのため、ＯＲＩ６０６では、再送制御情報としてＡＣＫフレームまたはＮＡＣＫフレームの生成が完了するとＩＰ６０５に渡す。このとき通常の受信データと区別するために専用のインタフェースを使って渡す。ＩＰ６０５は、専用インタフェースからの受信により受け取ったデータがＯＲＩの再送制御情報であると判定すると、ＩＰヘッダを付加してカプセル化し、ＭＡＣ６０４に渡す。付加したＩＰヘッダの送信元ＩＰアドレスはミリ波基地局６００のＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレスはＬＣＸ基地局５００のＩＰアドレスに設定し、これによりＬＣＸ基地局５００とトンネリングする。このとき、プロトコル番号領域に「１４０」を格納する。この値はＩＰヘッダに続くデータがＯＲＩフレームであることを示す。ＩＰ６０５でカプセル化されたパケットはＭＡＣ６０４およびＥｔｈｅｒｎｅｔ６０３を経由して順次送信される。

本実施の形態にかかる無線通信システムにおいて再送制御情報を送信するシーケンスは図１５に示したものとなる。

ミリ波基地局６００は、図１３に示したＯＲＩ６０６で再送制御情報を生成すると、再送制御情報つきＩＰパケットとしてＩＰネットワーク４００経由でＬＣＸ基地局５００へ送信する（ステップＳ２００）。

ＬＣＸ基地局５００は、ＩＰネットワーク４００経由でミリ波基地局６００から送信された再送制御情報つきＩＰパケットを受信すると、受信したＩＰパケットをＬＣＸ移動局１４００へ転送する（ステップＳ２０１）。このステップＳ２０１の動作を詳しく説明する。図１６は、ＬＣＸ基地局５００内部のプロトコルスタックの一例を示す図である。実施の形態１と同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。ＬＣＸ基地局５００内部のプロトコルスタックは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ５０３、ＭＡＣ５０４、ＩＰ５０５、ＬＣＸ通信準拠のデータリンク層５０６、ＬＣＸ通信準拠の物理層５０７を含む。以下、ＬＣＸ通信準拠のデータリンク層５０６をＬＣＸデータリンク層５０６、ＬＣＸ通信準拠の物理層５０７をＬＣＸ物理層５０７と称する。ミリ波基地局６００からの受信パケットはＥｔｈｅｒｎｅｔ５０３、ＭＡＣ５０４での処理を経てＩＰ５０５へ受け渡される。ＩＰ５０５では、ＩＰヘッダのプロトコル番号領域に格納されている値を確認し、値が「１４０」であることからカプセル化されたデータがＯＲＩの再送制御情報であると判定する。そして、ＩＰ５０５は、ＩＰヘッダを取り除いて図１４に示したＯＲＩフレームの状態に戻す。その後、ＩＰ５０５は、ＯＲＩフレームとなった再送制御情報を再度ＩＰヘッダでカプセル化する。このとき、ＩＰヘッダの送信元ＩＰアドレスにはＬＣＸ基地局５００のＩＰアドレス、すなわち自装置のＩＰアドレスを設定し、宛先ＩＰアドレスにはＬＣＸ移動局１４００のＩＰアドレスを設定する。また、プロトコル番号領域には「１４０」を格納する。ＩＰ５０５はカプセル化が完了するとＬＣＸデータリンク層５０６にパケットを渡し、ＬＣＸデータリンク層５０６は受け取ったパケットをフレーム化する。そして、ＬＣＸデータリンク層５０６はフレームをＬＣＸ物理層５０７に渡し、ＬＣＸ物理層５０７は受け取ったフレームを変調し、ＬＣＸケーブル５０１を介してＬＣＸ移動局１４００に向けて送信する。

ＬＣＸ移動局１４００は、ＬＣＸ基地局５００がＬＣＸケーブル５０１を介して送信した再送制御情報つきＩＰパケットをアンテナ１４０１で受信すると、ミリ波移動局１５００へ転送する（ステップＳ２０２）。なお、ＬＣＸ移動局１４００からミリ波移動局１５００への転送はＬＡＮ１３００を介して行われる。ステップＳ２０２の動作を詳しく説明する。図１７は、ＬＣＸ移動局１４００内部のプロトコルスタックの一例を示す図である。実施の形態１と同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。ＬＣＸ移動局１４００内部のプロトコルスタックは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ１４０３および１４０４、ＩＰ１４０５、ＬＣＸデータリンク層１４０６、ＬＣＸ物理層１４０７を含む。ＬＣＸ基地局５００からの受信パケットはアンテナ１４０１からＬＣＸ物理層１４０７に受け渡され、ＬＣＸ物理層１４０７およびＬＣＸデータリンク層１４０６での処理を経て、ＩＰ１４０５に受け渡される。ＩＰ１４０５では、ＩＰヘッダのプロトコル番号領域に格納されている値が「１４０」であることからカプセル化されたデータがＯＲＩの再送制御情報であると判定する。そして、ＩＰ１４０５は、ＩＰヘッダを取り除いてＯＲＩフレームの状態に戻す。その後、ＩＰ１４０５は、ＯＲＩフレームを再度ＩＰヘッダでカプセル化する。このとき、ＩＰヘッダの送信元ＩＰアドレスにはＬＣＸ移動局１４００のＩＰアドレス、すなわち自装置のＩＰアドレスを設定し、宛先ＩＰアドレスにはミリ波移動局１５００のＩＰアドレスを設定する。また、プロトコル番号領域には「１４０」を格納する。ＩＰ１４０５はカプセル化が完了するとＥｔｈｅｒｎｅｔ１４０４にパケットを渡し、パケットはＥｔｈｅｒｎｅｔ１４０４および１４０３を介し、さらにＬＡＮ１３００を介してミリ波移動局１５００に転送される。

ミリ波移動局１５００は、ＬＡＮ１３００を介してＬＣＸ移動局１４００から転送されたフレームを受信する。その後、送信すべきデータがある場合には、データをミリ波基地局６００へ送信する（ステップＳ２０３）。ミリ波移動局１５００がＬＣＸ移動局１４００からフレームを受信した場合の動作を詳しく説明する。図１８は、ミリ波移動局１５００内部のプロトコルスタックの一例を示す図である。実施の形態１と同じ構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。ミリ波移動局１５００内部のプロトコルスタックは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ１５０３および１５０４、ＩＰ１５０５、ＯＲＩ１５０６、ミリ波物理層１５０７を含む。ミリ波移動局１５００において、ＬＡＮ１３００を介してＬＣＸ移動局１４００から受信したフレームは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ１５０３および１５０４を経てＩＰパケットの状態でＩＰ１５０５に受け渡される。ＩＰ１５０５では、ＩＰヘッダのプロトコル番号領域に格納されている値が「１４０」であることからカプセル化されたデータがＯＲＩの再送制御情報であると判定する。そして、ＩＰ１５０５は、ＩＰヘッダを取り除いてＯＲＩフレームの状態に戻した後、専用インタフェースを使ってＯＲＩ１５０６に受け渡す。ＯＲＩ１５０６では、専用インタフェースから受け取ったＯＲＩフレームのＯＲＩヘッダ６１０、具体的には、図１４に示した値が設定されているＯＲＩヘッダ６１０の送信元ＩＤ６１１および宛先ＩＤ６１２を確認し、受け取ったＯＲＩレームがミリ波基地局６００から自装置宛てに送信されたものであることを確認する。これにより、シーケンス番号「１５０００１００」までのデータフレームの送達確認を完了する。再送制御情報がＮＡＣＫである場合はシーケンス番号領域に格納されている値が示すシーケンス番号のＯＲＩフレームを再送する。また、再送制御情報がＡＣＫの場合にも、送信が完了しているフレームの最大シーケンス番号よりも値の小さいシーケンス番号のＡＣＫを受信したときは間のフレームが届かなかったことが分かるため、そのシーケンス番号以降の送信完了フレームを全て再送する、といったことも可能である。

本実施の形態では、上り回線でのデータ伝送、すなわち、車載端末１１００がデータ系端末２００宛にデータを送信する場合の動作について説明したが、下り回線でのデータ伝送においても同様に、ミリ波システムを介して送信したデータの再送制御情報をＬＣＸシステムに迂回させて送信することが可能である。

実施の形態１，２と本実施の形態を組み合わせることも可能であり、組み合わせた場合にはさらに信頼性を高めることができる。

以上のように、本実施の形態にかかる無線通信システムにおいて、ミリ波基地局６００、７００および８００は、ミリ波移動局１５００から受信したデータの再送制御情報をＬＣＸシステム経由で送信し、ミリ波移動局１５００は、ミリ波基地局６００、７００または８００から受信したデータの再送制御情報をＬＣＸシステム経由で送信することとした。これにより、再送制御情報を、ミリ波システムよりも信頼性の高い無線アクセスシステムであるＬＣＸシステムを使って送信することが可能となり、再送制御情報を高信頼に送信することができる。また、再送制御情報はＬＣＸシステム経由のみで送信することに限られたものではなく、ミリ波システムとＬＣＸシステムの双方で送信しても良い。

本実施の形態を上位プロトコルに依存せずに実現できることは明らかであり、例えば、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）のように自身に再送制御機能が備わっていないプロトコルをサポートすることも可能である。

各実施の形態で説明したパケット転送装置３００および１２００は、例えば、図１９に示した処理回路、具体的には、プロセッサ１１、メモリ１２、通信装置１３およびネットワークインタフェース１４を備えた処理回路により実現される。具体的には、プロセッサ１１が、パケット転送装置３００または１２００として動作するためのプログラムをメモリ１２から読み出して実行することにより、パケット転送装置３００または１２００が実現される。

図１９に示した処理回路がパケット転送装置３００を実現する場合、通信装置１３は、パケット転送装置３００が位置情報管理サーバ１００と通信する際およびデータ系端末２００と通信する際に使用される。また、ネットワークインタフェース１４は、パケット転送装置３００がＩＰネットワーク４００を介してＬＣＸ基地局５００、ミリ波基地局６００、７００または８００と通信する際に使用される。図１９に示した処理回路がパケット転送装置１２００を実現する場合、通信装置１３は、パケット転送装置１２００が車載端末１１００と通信する際に使用される。また、ネットワークインタフェース１４は、パケット転送装置１２００がＬＡＮ１３００を介してＬＣＸ移動局１４００、ミリ波移動局１５００と通信する際に使用される。

プロセッサ１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、ＤＳＰともいう）、システムＬＳＩ（Large Scale Integration）などである。メモリ１０２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、および磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等である。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１００ 位置情報管理サーバ、１０１〜１０３，１２１ 編成ＩＤ、１０４〜１０６，１２２ 車内ネットワークアドレス、１０７〜１０９ ＬＣＸ基地局ＩＤ、１１０〜１１２，１１６〜１１８ ＩＰアドレス、１１３〜１１５ ミリ波基地局ＩＤ、２００ データ系端末、３００，１２００ パケット転送装置、４００ ＩＰネットワーク、５００ ＬＣＸ基地局、５０１ ＬＣＸケーブル、５０２，６０２，７０２，８０２ セル、５０３，６０３，１４０３，１５０３ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、５０４，６０４ ＭＡＣ、５０５，６０５，１４０５，１５０５ ＩＰ、６００，７００，８００ ミリ波基地局、６０１，７０１，８０１，１４０１，１５０１ アンテナ、６０６，１５０６ ＯＲＩ、６０７，１５０７ ミリ波物理層、６１０ ＯＲＩヘッダ、６１１ 送信元ＩＤ領域、６１２ 宛先ＩＤ領域、６１３ フレーム長領域、６１４ タイプ領域、６１５ シーケンス番号領域、６１５ａ 移動局ＩＤ領域、６１５ｂ 通し番号領域、６２０ アプリケーションデータ、６３０ ＦＣＳ、１０００ 列車、１１００ 車載端末、１３００ ＬＡＮ、１４００ ＬＣＸ移動局、１５００ ミリ波移動局。

Claims (9)

1. 第１の無線アクセスシステムおよび第２の無線アクセスシステムを備え、前記第１の無線アクセスシステムは前記第２の無線アクセスシステムよりも大容量データ伝送が可能であり、かつ前記第２の無線アクセスシステムは前記第１の無線アクセスシステムよりも通信品質が良好である無線通信システムにおいて、通信端末で生成されたパケットを受け取って前記第１の無線アクセスシステムおよび前記第２の無線アクセスシステムの少なくとも一方へ転送するパケット転送装置であって、
   前記通信端末から受信したパケットがペイロードを含んでいない場合、前記受信したパケットを前記第１の無線アクセスシステムへ転送するとともに、前記受信したパケットと同一のパケットを生成して前記第２の無線アクセスシステムへ送信するか、前記受信したパケットを前記第２の無線アクセスシステムへ転送し、前記受信したパケットがペイロードを含んでいる場合には、前記受信したパケットを前記第１の無線アクセスシステムへ転送するとともに、前記受信したパケットからペイロードを削除したパケットを生成して前記第２の無線アクセスシステムへ送信する、
   ことを特徴とするパケット転送装置。
2. 第１の無線アクセスシステムおよび第２の無線アクセスシステムを備え、前記第１の無線アクセスシステムは前記第２の無線アクセスシステムよりも大容量データ伝送が可能であり、かつ前記第２の無線アクセスシステムは前記第１の無線アクセスシステムよりも通信品質が良好である無線通信システムにおいて、通信端末で生成されたパケットを受け取って前記第１の無線アクセスシステムおよび前記第２の無線アクセスシステムの少なくとも一方へ転送するパケット転送装置であって、
   前記通信端末から受信したパケットがペイロードを含んでいない場合、前記受信したパケットのヘッダに含まれているＡＣＫ番号が前回転送したパケットのヘッダに含まれていたＡＣＫ番号と同じであれば前記受信したパケットを前記第２の無線アクセスシステムへ転送し、前記受信したパケットのヘッダに含まれているＡＣＫ番号が前回転送したパケットのヘッダに含まれていたＡＣＫ番号と同じでなければ前記受信したパケットを前記第１の無線アクセスシステムへ転送するとともに前記受信したパケットと同一のパケットを生成して前記第２の無線アクセスシステムへ送信し、前記受信したパケットがペイロードを含んでいる場合、前記受信したパケットのヘッダに含まれているＡＣＫ番号が前回転送したパケットのヘッダに含まれていたＡＣＫ番号と同じであれば前記受信したパケットを前記第１の無線アクセスシステムへ転送し、前記受信したパケットのヘッダに含まれているＡＣＫ番号が前回転送したパケットのヘッダに含まれていたＡＣＫ番号と同じでなければ前記受信したパケットを前記第１の無線アクセスシステムへ転送するとともに前記受信したパケットからペイロードを削除したパケットを生成して前記第２の無線アクセスシステムへ送信する、
   ことを特徴とするパケット転送装置。
3. 前記第１の無線アクセスシステムをミリ波システムのネットワークとし、前記第２の無線アクセスシステムをＬＣＸシステムのネットワークとする、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のパケット転送装置。
4. 第１の無線アクセスシステムと、
   第２の無線アクセスシステムと、
   通信端末で生成されたパケットを受け取って前記第１の無線アクセスシステムおよび前記第２の無線アクセスシステムの少なくとも一方へ転送するパケット転送装置と、
   を備え、
   前記第１の無線アクセスシステムは前記第２の無線アクセスシステムよりも大容量データ伝送が可能であり、かつ前記第２の無線アクセスシステムは前記第１の無線アクセスシステムよりも通信品質が良好であり、
   前記パケット転送装置は、前記通信端末から受信したパケットがペイロードを含んでいない場合、前記受信したパケットを前記第１の無線アクセスシステムへ転送するとともに、前記受信したパケットと同一のパケットを生成して前記第２の無線アクセスシステムへ送信するか、前記受信したパケットを前記第２の無線アクセスシステムへ転送し、前記受信したパケットがペイロードを含んでいる場合には、前記受信したパケットを前記第１の無線アクセスシステムへ転送するとともに、前記受信したパケットからペイロードを削除したパケットを生成して前記第２の無線アクセスシステムへ送信する、
   ことを特徴とする無線通信システム。
5. 第１の無線アクセスシステムと、
   第２の無線アクセスシステムと、
   通信端末で生成されたパケットを受け取って前記第１の無線アクセスシステムおよび前記第２の無線アクセスシステムの少なくとも一方へ転送するパケット転送装置と、
   を備え、
   前記第１の無線アクセスシステムは前記第２の無線アクセスシステムよりも大容量データ伝送が可能であり、かつ前記第２の無線アクセスシステムは前記第１の無線アクセスシステムよりも通信品質が良好であり、
   前記パケット転送装置は、前記通信端末から受信したパケットがペイロードを含んでいない場合、前記受信したパケットのヘッダに含まれているＡＣＫ番号が前回転送したパケットのヘッダに含まれていたＡＣＫ番号と同じであれば前記受信したパケットを前記第２の無線アクセスシステムへ転送し、前記受信したパケットのヘッダに含まれているＡＣＫ番号が前回転送したパケットのヘッダに含まれていたＡＣＫ番号と同じでなければ前記受信したパケットを前記第１の無線アクセスシステムへ転送するとともに前記受信したパケットと同一のパケットを生成して前記第２の無線アクセスシステムへ送信し、前記受信したパケットがペイロードを含んでいる場合、前記受信したパケットのヘッダに含まれているＡＣＫ番号が前回転送したパケットのヘッダに含まれていたＡＣＫ番号と同じであれば前記受信したパケットを前記第１の無線アクセスシステムへ転送し、前記受信したパケットのヘッダに含まれているＡＣＫ番号が前回転送したパケットのヘッダに含まれていたＡＣＫ番号と同じでなければ前記受信したパケットを前記第１の無線アクセスシステムへ転送するとともに前記受信したパケットからペイロードを削除したパケットを生成して前記第２の無線アクセスシステムへ送信する、
   ことを特徴とする無線通信システム。
6. 第１の基地局と第１の移動局が通信するための第１の無線アクセスシステムと、
   第２の基地局と第２の移動局が通信するための第２の無線アクセスシステムと、
   前記第１の基地局と前記第２の基地局が直接通信するための基地局間通信用ネットワークと、
   前記第１の移動局と前記第２の移動局が直接通信するための移動局間通信用ネットワークと、
   を備え、
   前記第１の無線アクセスシステムは前記第２の無線アクセスシステムよりも大容量データ伝送が可能であり、かつ前記第２の無線アクセスシステムは前記第１の無線アクセスシステムよりも通信品質が良好であり、
   前記第１の基地局は、前記第１の移動局からフレームを受信した場合、当該受信したフレームの再送制御情報を前記基地局間通信用ネットワーク、前記第２の無線アクセスシステムおよび前記移動局間通信用ネットワークを介して前記第１の移動局へ送信し、
   前記第１の移動局は、前記第１の基地局からフレームを受信した場合、当該受信したフレームの再送制御情報を前記移動局間通信用ネットワーク、前記第２の無線アクセスシステムおよび基地局間通信用ネットワークを介して前記第１の基地局へ送信する、
   ことを特徴とする無線通信システム。
7. 前記第１の無線アクセスシステムをミリ波システムのネットワークとし、前記第２の無線アクセスシステムをＬＣＸシステムのネットワークとする、
   ことを特徴とする請求項４、５または６に記載の無線通信システム。
8. 第１の無線アクセスシステムおよび第２の無線アクセスシステムを備え、前記第１の無線アクセスシステムは前記第２の無線アクセスシステムよりも大容量データ伝送が可能であり、かつ前記第２の無線アクセスシステムは前記第１の無線アクセスシステムよりも通信品質が良好である無線通信システムにおいて、通信端末で生成されたパケットを受け取って前記第１の無線アクセスシステムおよび前記第２の無線アクセスシステムの少なくとも一方へ転送するパケット転送装置が実行するパケット転送方法であって、
   前記通信端末から受信したパケットを解析してペイロードを含んだパケットか否かを判定する解析ステップと、
   前記受信したパケットがペイロードを含んでいない場合、前記受信したパケットを前記第１の無線アクセスシステムへ転送するとともに、前記受信したパケットと同一のパケットを生成して前記第２の無線アクセスシステムへ送信するか、前記受信したパケットを前記第２の無線アクセスシステムへ転送し、前記受信したパケットがペイロードを含んでいる場合には、前記受信したパケットを前記第１の無線アクセスシステムへ転送するとともに、前記受信したパケットからペイロードを削除したパケットを生成して前記第２の無線アクセスシステムへ送信する転送ステップと、
   を含むことを特徴とするパケット転送方法。
9. 第１の無線アクセスシステムおよび第２の無線アクセスシステムを備え、前記第１の無線アクセスシステムは前記第２の無線アクセスシステムよりも大容量データ伝送が可能であり、かつ前記第２の無線アクセスシステムは前記第１の無線アクセスシステムよりも通信品質が良好である無線通信システムにおいて、通信端末で生成されたパケットを受け取って前記第１の無線アクセスシステムおよび前記第２の無線アクセスシステムの少なくとも一方へ転送するパケット転送装置が実行するパケット転送方法であって、
   前記通信端末から受信したパケットを解析してペイロードを含んだパケットか否かを判定する解析ステップと、
   前記通信端末から受信したパケットがペイロードを含んでいない場合、前記受信したパケットのヘッダに含まれているＡＣＫ番号が前回転送したパケットのヘッダに含まれていたＡＣＫ番号と同じであれば前記受信したパケットを前記第２の無線アクセスシステムへ転送し、前記受信したパケットのヘッダに含まれているＡＣＫ番号が前回転送したパケットのヘッダに含まれていたＡＣＫ番号と同じでなければ前記受信したパケットを前記第１の無線アクセスシステムへ転送するとともに前記受信したパケットと同一のパケットを生成して前記第２の無線アクセスシステムへ送信し、前記受信したパケットがペイロードを含んでいる場合、前記受信したパケットのヘッダに含まれているＡＣＫ番号が前回転送したパケットのヘッダに含まれていたＡＣＫ番号と同じであれば前記受信したパケットを前記第１の無線アクセスシステムへ転送し、前記受信したパケットのヘッダに含まれているＡＣＫ番号が前回転送したパケットのヘッダに含まれていたＡＣＫ番号と同じでなければ前記受信したパケットを前記第１の無線アクセスシステムへ転送するとともに前記受信したパケットからペイロードを削除したパケットを生成して前記第２の無線アクセスシステムへ送信する転送ステップと、
   を含むことを特徴とするパケット転送方法。

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