WO2023181569A1 - パケット送信装置、パケット送信方法、及びパケット送信プログラム - Google Patents

パケット送信装置、パケット送信方法、及びパケット送信プログラム Download PDF

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communication
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Denso Corp
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Definitions

  • the present application relates to a packet transmitting device, a packet transmitting method, and a packet transmitting device program that perform communication by using communication lines including multiple different types of wireless communications in parallel.
  • Patent Document 1 discloses that data is transmitted using a plurality of modems having different communication performance characteristics, and that packets are supplied to associated modems for transmission according to the optimum rate under prevailing conditions at the time. There is a disclosure.
  • the present disclosure aims to suppress packet loss and prevent frequent retransmissions when multiple communication lines are used.
  • a packet transmitting device transmits data to a packet receiving device using a first communication line and a second communication line that has a narrower communication area than the first communication line.
  • a packet transmitting device that transmits a packet comprising: a packet storage unit that stores the data packet; a communication status determination unit that determines the communication status of the second communication line; and a communication status determination unit based on the determination of the communication status determination unit.
  • a main/sub line setting unit that sets either the first communication line or the second communication line as a main communication line and the other as a sub communication line; and main data that is not subjected to band restriction processing from the data packet.
  • a transmission packet generation unit that generates a sub-data packet subjected to packet and band restriction processing; and a transmission instruction that instructs to transmit the main data packet through the main communication line and the sub-data packet through the sub-communication line.
  • a first communication unit that transmits the main data packet or the sub data packet using the first communication line based on an instruction from the transmission instruction unit; and a second communication unit that transmits the sub data packet or the main data packet.
  • a packet communication method provides a packet receiving device using a first communication line and a second communication line having a narrower communication area than the first communication line.
  • a packet transmitting method executed by a packet transmitting device that transmits a data packet the method comprising determining a communication state of the second communication line, and determining whether the communication state of the first communication line or the second communication line is One of the communication lines is set as the main communication line and the other as the sub communication line, and from the data packets stored in the packet storage unit, main data packets that are not subjected to band restriction processing and sub data that are subjected to band restriction processing are generates a packet, instructs to transmit the main data packet on the main communication line and the sub data packet on the sub communication line, and based on the instruction, transmits the main data using the first communication line.
  • the sub data packet or the main data packet is transmitted using the second communication line.
  • a packet transmission program transmits a packet to a packet receiving device using a first communication line and a second communication line in which a communication area is narrower than that of the first communication line.
  • a packet transmitting program executable by a packet transmitting device that transmits a data packet, the program determining a communication state of the second communication line, and based on the determination of the communication state, transmitting the data to the first communication line or the second communication line.
  • One of the communication lines is set as the main communication line and the other is set as the sub communication line, and from the data packets stored in the packet storage unit, the main data packet without band restriction processing and the secondary data packet with band restriction processing are set.
  • the packet transmitting device of the present disclosure can suppress packet loss and prevent frequent retransmissions.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a communication system of this embodiment and an outline of this embodiment
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of the packet transmitting device of this embodiment
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the data structure of the data packet and main/sub data packet of this embodiment
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the data structure of the Ack packet of this embodiment
  • FIG. 5 is a main flow diagram showing the operation of the packet transmitting device 10 of this embodiment
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing the reception status of Ack packets on the narrow area communication line of this embodiment
  • FIG. 7 is a flow diagram showing a method for determining the communication state of a narrow area communication line according to the present embodiment
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a communication system of this embodiment and an outline of this embodiment
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of the packet transmitting device of this embodiment
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the data structure of the data packet and main/sub data
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing the reception status of Ack packets of the wide area communication line and the narrow area communication line of this embodiment
  • FIG. 9 is a flow diagram showing a method for setting the main communication line and sub-communication line of this embodiment
  • FIG. 10 is a flow diagram showing a method for generating main data packets and sub data packets according to the present embodiment
  • FIG. 11 is a flow diagram showing a method of instructing transmission of main data packets and sub data packets according to the present embodiment
  • FIG. 12 is a configuration diagram showing the configuration of the packet receiving device 20 of this embodiment.
  • the configuration disclosed in each embodiment is not limited to each embodiment alone, but can be combined across the embodiments.
  • the configuration disclosed in one embodiment may be combined with other embodiments.
  • configurations disclosed in each of the plurality of embodiments may be collected and combined. The same applies to the modified examples and embodiments.
  • Embodiment (1) Communication system of this embodiment and overview of this embodiment A configuration example of a communication system 1 including a packet transmitting device 10 of this embodiment will be described using FIG. 1.
  • the communication system 1 includes a packet transmitter 10, a packet receiver 20, a wide area communication line, and a narrow area communication line.
  • a wide area communication line is realized by a base station 30, and a narrow area communication line is realized by a base station 31.
  • a wide area communication line (corresponding to a "first communication line”) is a communication line that has a wide coverage area per base station, that is, a communication area where communication is possible. Since the communicable area is wide, there is a low possibility that communication will be interrupted due to movement.
  • examples of wide area communication lines include W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access), HSPA (High Speed Packet Access), LTE (Long Term Evolution), LTE-A (Long Term Evolution Advanced), and 4G (4th Generation Mobile Communication System), and stand-alone (SA method) 5G (5th Generation Mobile Communication System).
  • the communicable area is as wide as ten kilometers if macro cells are used. Further, the communication speed of the uplink from the packet transmitting device 10 to the base station 30 is about 100 Mbps at maximum.
  • a narrow area communication line (corresponding to a "second communication line”) is a communication line whose coverage area per base station, that is, a communicable area, is narrower than that of a wide area communication line. Since the communicable area is narrow, there is a higher possibility of communication interruption due to movement compared to wide area communication lines. Normally, a narrow area communication line has a faster communication speed, that is, a higher throughput, than a wide area communication line. Examples of narrow area communication lines include non-standalone (NSA method) 5G (5th Generation Mobile Communication System), IEEE802.11 (Wi-Fi (registered trademark)), or IEEE 802.16 (WiMAX (registered trademark)). ).
  • NSA method non-standalone
  • 5G 5th Generation Mobile Communication System
  • IEEE802.11 Wi-Fi (registered trademark)
  • IEEE 802.16 WiMAX (registered trademark)
  • non-standalone 5G When non-standalone 5G is used as a narrow area communication line, if small cells are used, the communicable area is a narrow range of several hundred meters in radius at most, even in places with good visibility. Furthermore, the uplink communication speed from the packet transmitter 10 to the base station 31 is a maximum of 10 Gbps, which is much faster than 4G.
  • the relationship between the wide area communication line and the narrow area communication line may be relative, and is not limited to the above example.
  • the width of the communicable area may be evaluated by taking into account beamforming and directivity in addition to cell size, transmission power, or carrier frequency.
  • Other examples where these communication lines are wireless communication lines include Bluetooth (registered trademark), UWB (Ultra Wide Band), DSRC (Dedicated Short Range Communication), and the like.
  • the type of communication between the base station 30 and the packet receiving device 20 and the type of communication between the base station 31 and the packet receiving device 20 is not particularly limited. It consists of a private LAN. Alternatively, wireless communication lines and wired communication lines may coexist. Alternatively, the wide area communication line or the narrow area communication line may be wireless communication that directly connects the packet transmitting device 10 and the packet receiving device 20 without going through the base station 30 or the base station 31.
  • the packet transmitting device 10 is a device that transmits "data packets" to the packet receiving device 20 using a wide area communication line and a narrow area communication line.
  • a "data packet” is a data unit used in communication, and may have a variable length or a fixed length.
  • the data packet can be a variable length packet of up to 1460 bytes.
  • the name of the data packet is arbitrary.
  • the names may also be names of frames, subframes, subblocks, etc.
  • the packet transmitter 10 sets either the wide area communication line or the narrow area communication line as the main communication line and the other as the sub communication line, and transmits packets from the main communication line without thinning out the packets.
  • the packets are thinned out and transmitted from the sub-communication line.
  • the wide area communication line is set as the main communication line and the narrow area communication line is set as the sub communication line, all packets consisting of P1 to P9 are transmitted from the wide area communication line, and the narrow area communication Of the data packets, only packets P1, P4, and P7 are transmitted from the line.
  • the packet receiving device 20 receives the data packet from the packet transmitting device 10, and transmits an Ack packet to the packet transmitting device 10 as an acknowledgment.
  • the packet transmitting device 10 is "mounted” in a "mobile object". However, it may be mounted on a fixed object instead of a moving body.
  • the packet receiving device 20 is assumed to be a server device in a data center, the packet receiving device 20 is not limited to this, and may be “mounted” in a “mobile body”, for example.
  • a "moving object” refers to a movable object, and the moving speed is arbitrary. Naturally, this also includes cases where the moving object is stopped. Examples include, but are not limited to, automobiles, motorcycles, bicycles, pedestrians, ships, aircraft, and objects mounted on these.
  • “Mounted” includes not only the case where the device is directly fixed to the moving object, but also the case where it is not fixed to the moving object but moves together with the moving object. For example, when the vehicle is carried by a person riding on a moving body, or when it is carried on cargo placed on the moving body.
  • the packet transmitter 10 includes a packet storage section 101, a communication state determination section 102, a main/sub line setting section 103, a transmission packet generation section 104, a transmission instruction section 105, a wide area communication section 106, and a short area communication section 107.
  • the wide area communication unit 106 transmits and receives data packets and the like using a wide area communication line
  • the short area communication unit 107 transmits and receives data packets and the like using a narrow area communication line.
  • the packet storage unit 101 stores data packets to be transmitted to the packet receiving device 20.
  • the packet storage unit 101 only needs to be a readable/writable recording medium, and can be realized by, for example, a RAM, various semiconductor memories, hard disks, or the like. Further, it may be configured with either non-volatile memory or volatile memory.
  • the communication state determining unit 102 determines the communication state of the narrow area communication line. Specifically, it is determined whether the communication state of the narrow area communication line is good or bad using an Ack packet that is an acknowledgment of a data packet transmitted over the narrow area communication line.
  • the Ack packet itself may be transmitted over a narrow area communication line or over a wide area communication line.
  • a specific determination method by the communication state determination unit 102 will be explained in the section regarding the operation of the packet transmission device 10. Further, specific examples of the Ack packet will be explained in the sections of the wide area communication unit 106 and the short area communication unit 107.
  • the main/sub line setting section 103 sets either the wide area communication line or the narrow area communication line as the main communication line and the other as the sub communication line based on the judgment of the communication state judgment section 102 .
  • a specific setting method for the main/sub line setting section 103 will be explained in the section regarding the operation of the packet transmitting device 10.
  • the transmission packet generation unit 104 generates, from the data packets stored in the packet storage unit 101, a main data packet that is not subjected to “bandwidth limiting processing” and a sub data packet that is subjected to “bandwidth limiting processing”.
  • the bandwidth limiting process is a policing process that thins out data packets in units of packets within a specified band.
  • bandwidth restriction processing refers to processing that reduces the amount of data communication per unit time, and includes policing that discards some of the data packets, as well as processing that accumulates data packets in a buffer and delays the transmission time. Shaping may also be used.
  • FIG. 3 is a diagram showing a data packet, and a main data packet and a sub data packet generated from the data packet.
  • a data packet basically means a collection of individual packets, but this does not preclude any individual packet from being interpreted as a data packet.
  • FIG. 3A shows data packets stored in the packet storage unit 101.
  • the data packet consists of nine packets #1 to #9, which are stored in the order in which they are transmitted from the main communication line. Note that the number attached to # is a sequence number and indicates the transmission order excluding retransmission.
  • FIG. 3(b) shows the main data packet. Since the main data packet is not subjected to band restriction processing, all packets #1 to #9 are included.
  • the main data packet has the same packet configuration whether it is transmitted over a wide area communication line or a narrow area communication line.
  • FIG. 3(c1) shows a sub data packet transmitted over a wide area communication line.
  • the data packets are thinned out because the sub data packets are subjected to the policing process.
  • packets #1, #3, #5, #7, and #9 are included, and packets #2, #4, #6, and #8 are thinned out.
  • the degree of polishing may be fixed or variable.
  • Packets to be thinned out by the policing process may be randomly selected. Alternatively, specific packets may be selected. For example, if the packet size of the packet is variable, packets having a packet size larger than a predetermined size may be thinned out.
  • FIG. 3(c2) shows a sub data packet transmitted over a narrow area communication line.
  • the data packets are thinned out because the sub data packets are subjected to the policing process.
  • packets #1, #4, and #7 are included, and packets #2, #3, #5, #6, #8, and #9 are thinned out. That is, in the policing process, when the narrow area communication line is the sub communication line, the degree of thinning is greater than when the wide area communication line is the sub communication line.
  • the line on which the sub data packet is transmitted that is, the line on which the sub data packet to be transmitted is generated can be determined based on the settings of the main/sub line setting section 103.
  • the polishing process be performed in a relatively narrow band of, for example, 1 Mbps or 128 Kbps.
  • the degree of polishing may be fixed or variable. Packets to be thinned out by the policing process may be randomly selected. Alternatively, specific packets may be selected. For example, if the packet size of the packet is variable, packets having a packet size larger than a predetermined size may be thinned out.
  • the transmission packet generation section 104 can determine which of (c1) and (c2) policing processing to perform. That is, the transmission packet generating section 104 can know whether the sub data packet is to be transmitted over a wide area communication line or a narrow area communication line, based on the settings of the main/sub line setting section 103. However, it is also possible to generate sub data packets subjected to each of (c1) and (c2) policing without receiving the settings from the main/sub line setting section 103.
  • FIG. 3(d) shows each packet included in the main data packet and the sub data packet.
  • each packet includes a line type 1 (i.e., whether to send over a wide area communication line or a narrow area communication line), line type 2 (i.e., whether to send over a main communication line), and a sequence number. ), payload size, and payload are stored.
  • Line type 1 and line type 2 are determined based on the settings of main and sub line setting section 103.
  • the transmission instruction unit 105 instructs the wide area communication unit 106 and the narrow area communication unit 107 to transmit the main data packet generated by the transmission packet generation unit 104 through the main communication line and the sub data packet through the sub communication line. Instruct. Which of the wide area communication unit 106 and the narrow area communication unit 107 will be the main communication line and the other will be the sub communication line is instructed to the wide area communication unit 106 and the narrow area communication unit 107 based on the settings of the main and sub line setting unit 103. do.
  • the transmission unit of the wide area communication unit 106 (corresponding to the “first communication unit”) transmits the main data packet when the wide area communication line is the main communication line, and sends the main data packet when the wide area communication line is the main communication line. In the case of a secondary communication line, a secondary data packet is transmitted.
  • the transmission unit of the narrow area communication unit 107 (corresponding to the “second communication unit”) transmits the main data packet to the narrow area communication line when the narrow area communication line is the main communication line. If the communication line is a sub-communication line, a sub-data packet is transmitted.
  • the packet transmitter 10 transmits main data packets and sub data packets, but since the main data packet includes all the packets that make up the data packet, the packet transmitter 10 transmits only data. It can be evaluated as a packet.
  • the receiving unit of the wide area communication unit 106 and the receiving unit of the narrow area communication unit 107 receive an Ack packet from the packet receiving device 20, which is an acknowledgment response to the packet transmitted by the respective transmitting units.
  • FIG. 4(a) is a diagram showing an Ack packet of this embodiment.
  • Line type 1 and line type 2 indicate the type of line that transmitted the packet that triggered the generation of the Ack packet, and are similar to those in FIG. 3(d).
  • the received maximum sequence number indicates the maximum sequence number among packets that have been received by the packet receiving device 20.
  • the previously ACKed maximum sequence number indicates the maximum received sequence number when the packet receiving device 20 last transmitted an Ack packet.
  • the reception sequence number is the sequence number of the packet that triggered the generation of this Ack packet. If the packet receiving device 20 is able to receive packets in sequence number order, the maximum received sequence number and the received sequence number will be the same number, but they may not be the same due to the influence of line delay or the like.
  • the unreceived sequence number is the sequence number of a packet that has not been received by the packet receiving device 20 yet. If there are multiple packets that have not been received, multiple sequence numbers are stored. For example, when the packet receiving device 20 receives packets #1, #3, #4, #5, and #9, the Ack packet transmitted upon receiving packet #9 includes the maximum received sequence number. #9 is stored as the maximum previously Acked sequence number, #5 is stored as the received sequence number, and #2, #6, #7, and #8 are stored as the unreceived sequence numbers.
  • the Ack packet for the wide area communication line and the Ack packet for the narrow area communication line are designed to store the packet reception status on each line, but the Ack packet does not contain these packets.
  • the reception status of the lines may be stored together.
  • the type of line used for the Ack indicating the type of line that transmits the Ack packet (i.e., wide area communication line or narrow area communication line), the receiving sequence number, and the maximum number of lines that have been received.
  • Sequence number Main line unreceived sequence number indicating the sequence number of unreceived packets on the line that transmits the Ack packet
  • Other line unreceived sequence number indicating the sequence number of unreceived packets on a line different from the line that transmits the Ack packet , may be stored.
  • the communication state determination unit 102 determines the communication state of the narrow area communication line (S101). Specifically, based on the Ack packet received by the receiving unit of the short area communication unit 107, it is determined whether the communication state of the short area communication line is good or bad. The specific flow of S101 will be described later using FIG. 7.
  • the main/sub line setting unit 103 sets either the wide area communication line or the narrow area communication line as the main communication line and the other as the sub communication line based on the determination in S101 (S102). The specific flow of S102 will be described later using FIG. 9.
  • the transmission packet generation unit 104 generates a main data packet that is not subjected to “bandwidth limiting processing” and a sub data packet that is subjected to “bandwidth limiting processing” from the data packets stored in the packet storage unit 101 (S103).
  • S103 The specific flow of S103 will be described later with reference to FIG.
  • the transmission instruction unit 105 instructs the wide area communication unit 106 and the narrow area communication unit 107 to transmit the main data packet generated by the transmission packet generation unit 104 through the main communication line and the sub data packet through the sub communication line.
  • Instruct S104 The specific flow of S104 will be described later with reference to FIG.
  • the wide area communication unit 106 transmits the main data packet or the sub data packet using the wide area communication line, and the short area communication unit 107 transmits the sub data packet or the main data packet using the second communication line. (S105).
  • the above process is repeated every time a data packet consisting of a predetermined number of packets is stored in the packet storage unit 101.
  • FIG. 6 shows the reception status of Ack packets on the narrow area communication line.
  • FIG. 6A shows a case where the narrow area communication line is the main communication line.
  • the transmitting section of the short range communication section 107 transmits the main data packet that has not been subjected to the policing process, and the receiving section of the short range communication section 107 receives from the packet receiving device 20 an Ack packet for the packet transmitted from the transmitting section. do.
  • indicates that an Ack packet was received, and ⁇ indicates that an Ack packet was not received.
  • the communication state determination unit 102 determines that the communication state is good when an Ack packet is received, and determines that the communication state is good when an Ack packet is not received and an Ack packet is not received for a predetermined time ( ⁇ t). is judged to be defective.
  • the predetermined time is the elapsed time since the packet was transmitted.
  • the communication state is determined to be poor when a predetermined time ( ⁇ t) has elapsed from t5, which is the time when #5 was transmitted.
  • the reason why the determination is made after waiting for the elapse of a predetermined time is to exclude cases where a tolerable communication delay has occurred.
  • the predetermined time may be a case where a predetermined number of Ack packets are not received.
  • FIG. 6A if Ack packets for two packets #5 and #6 are not received, it is determined that the communication state is poor. The reason why a predetermined number of Ack packets are not received is assumed to exclude cases where there is no problem in the communication state but the cause is packet loss.
  • FIG. 6(b) shows a case where the narrow area communication line is a sub communication line.
  • the transmitting section of the short range communication section 107 transmits the sub data packet that has been subjected to the policing process, and the receiving section of the short range communication section 107 receives from the packet receiving device 20 an Ack packet for the packet transmitted from the transmitting section. do.
  • the communication state determination unit 102 determines that the communication state is good when an Ack packet is received, and determines that the communication state is good when an Ack packet is not received and an Ack packet is not received for a predetermined time ( ⁇ t). is judged to be defective. In FIG. 6B, it is determined that the communication state is good when the Ack packet for #7 is received.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a method for determining the communication state of a narrow area communication line.
  • the communication state determining unit 102 determines whether an Ack packet for the packet transmitted from the transmitting unit of the short range communication unit 107 has been received from the packet receiving device 20 (S151). If it has been received, the process advances to S152; if it has not been received, the process advances to S153.
  • the communication state determination unit 102 determines that the communication state of the narrow area communication line is good (S152).
  • the communication state determining unit 102 determines whether a predetermined time has elapsed since the packet was transmitted (S153). If the predetermined time has not elapsed, the process proceeds to S152; if the predetermined time has elapsed, the process proceeds to S154.
  • the communication state determination unit 102 determines that the communication state of the narrow area communication line is poor (S154).
  • FIG. 8 shows the reception status of Ack packets on the wide area communication line and the narrow area communication line.
  • the wide area communication line is switched to the main communication line and the narrow area communication line is switched to the sub communication line.
  • the transmitting unit of the narrow area communication unit 107 transmits the main data packet that has not been subjected to the policing process.
  • the transmitting unit of the wide-area communication unit 106 transmits sub-data packets that have been subjected to policing processing.
  • both the receiving unit of the wide area communication unit 106 and the receiving unit of the narrow area communication unit 107 receive ACKs for data packets transmitted from each transmitting unit. Packets are being received.
  • the communication state determining unit 102 determines that the Ack packet has not been received for a predetermined period of time and determines the communication status of the narrow area communication line. is judged to be defective.
  • the main/sub line setting unit 103 sets (ie, switches) the wide area communication line as the main communication line and the narrow area communication line as the sub communication line.
  • the transmitting unit of the short range communication unit 107 is transmitting sub data packets that have been subjected to the policing process, but is not receiving an Ack packet because the communication state is poor.
  • the transmitting unit of the wide area communication unit 106 transmits the main data packet that has not been subjected to the policing process, and receives the Ack packet.
  • the degree of packet thinning is greater than when the wide-area communication line is the sub-communication line. This is because if the narrow area communication line is a sub-communication line, the communication condition is poor and there is a low possibility that the transmitted packet will reach the packet receiving device 20. Further, it is sufficient to detect when the communication state of the narrow area communication line changes to good. In this way, by transmitting secondary data packets that have been subjected to policing when the narrow area communication line is a sub communication line, resource requests for securing data bandwidth on the narrow area communication line are periodically made. , it is possible to quickly detect when a narrow area communication line is available. As a result, it is possible to connect more quickly to a narrow area communication line that generally has sufficient communication speed and communication capacity.
  • the transmission instruction unit 105 instructs the wide area communication unit 106 to transmit data using the wide area communication line that has been switched to the main communication line. may be instructed to retransmit data packets for which an Ack packet has not been received even though the transmission unit of the short area communication unit 107 has transmitted them over the narrow area communication line.
  • the transmission instruction section 105 instructs the transmission section of the wide area communication section 106 to transmit packets #5 and #6. However, since the packet #5 has already been transmitted as a sub data packet on the wide area communication line set as the sub communication line and has been received by the packet receiving device 20, the packet #5 is not retransmitted. An instruction may be given to transmit only packet #6.
  • the transmitting unit of the short range communication unit 107 is transmitting the main data packet that has not been subjected to the policing process, but since the communication state is good, it is receiving the Ack packet.
  • the transmitting unit of the wide area communication unit 106 transmits the sub data packet that has been subjected to the policing process, and receives the Ack packet.
  • the degree of thinning of packets is smaller than when the narrow area communication line is the sub communication line. This is to compensate for packet loss caused by disconnection of the narrow area communication line and to minimize retransmission processing by performing redundant transmission over the wide area communication line.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a method of setting the main communication line and the sub communication line.
  • the main/sub line setting unit 103 determines whether the current main communication line is a narrow area communication line (S161). If the communication line is a narrow area communication line, the process proceeds to S162, and if it is a wide area communication line instead of a narrow area communication line, the process proceeds to S163.
  • the main communication line is a narrow area communication line
  • the communication status determination unit 102 has determined that the communication status of the narrow area communication line is good or bad (S162). If it is determined to be OK, the main/sub line setting unit 103 maintains the narrow area communication line as the main communication line and ends the process. If it is determined that the communication line is defective, the main/sub line setting unit 103 sets the wide area communication line as the main communication line and sets (ie, switches) the narrow area communication line as the sub communication line (S164). Then, the transmission instruction unit 105 instructs the transmission unit of the wide area communication unit 106 to retransmit, over the wide area communication line, the packet for which the Ack packet has not been received even though it was transmitted over the narrow area communication line ( S165).
  • the main communication line is not a narrow area communication line, that is, if it is a wide area communication line, it is confirmed whether the communication status determination unit 102 has determined that the communication status of the narrow area communication line is good or bad (S163 ). If it is determined to be defective, the main/sub line setting unit 103 maintains the wide area communication line as the main communication line and ends the process. If it is determined that the communication line is OK, the main/sub line setting unit 103 sets the narrow area communication line as the main communication line, and sets (that is, switches) the wide area communication line as the sub communication line (S166).
  • FIG. 10 is a flowchart showing a method of generating a main data packet and a sub data packet.
  • the transmission packet generation unit 104 generates a copy of the data packet stored in the packet storage unit 101 (S171).
  • the transmission packet generation unit 104 checks whether the main communication line set by the main/sub line setting unit 103 is a narrow area communication line (S172). If the main communication line is a narrow area communication line, the process proceeds to S172; if the main communication line is not a narrow area communication line, that is, if the main communication line is a wide area communication line, the process proceeds to S175.
  • the transmission packet generation unit 104 If the main communication line is a narrow area communication line, the transmission packet generation unit 104 generates a main data packet to be transmitted on the narrow area communication line (S173). Specifically, as explained in FIG. 3(b), a main data packet that is not subjected to the policing process is generated from the data packet, and the necessary information explained in FIG. 3(d) is stored in the header of the packet. The transmission packet generation unit 104 generates a sub-data packet to be transmitted over the wide area communication line (S174). Specifically, as explained in FIG. 3(c1), a sub-data packet subjected to the policing process is generated from the data packet, and the necessary information explained in FIG. 3(d) is stored in the header of the packet.
  • the transmission packet generation unit 104 If the main communication line is a wide area communication line, the transmission packet generation unit 104 generates a main data packet to be transmitted on the wide area communication line (S175). Specifically, as explained in FIG. 3(b), a main data packet that is not subjected to the policing process is generated from the data packet, and the necessary information explained in FIG. 3(d) is stored in the header of the packet. The transmission packet generation unit 104 generates a sub-data packet to be transmitted over the narrow area communication line (S176). Specifically, as explained in FIG. 3(c2), a sub-data packet subjected to the policing process is generated from the data packet, and the necessary information explained in FIG. 3(d) is stored in the header of the packet.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a method of instructing transmission of a main data packet and a sub data packet.
  • the transmission instruction unit 105 checks whether the main communication line set by the main/sub line setting unit 103 is a narrow area communication line (S181). If the main communication line is a narrow area communication line, the process proceeds to S182; if the main communication line is not a narrow area communication line, that is, if the main communication line is a wide area communication line, the process proceeds to S184.
  • the transmission instruction unit 105 instructs the transmission unit of the narrow area communication unit 107 to transmit the main data packet (S182). Furthermore, the transmission instruction unit 105 instructs the transmission unit of the wide area communication unit 106 to transmit the sub data packet (S183).
  • the transmission instruction unit 105 instructs the transmission unit of the wide area communication unit 106 to transmit the main data packet (S184). Furthermore, the transmission instruction unit 105 instructs the transmission unit of the short range communication unit 107 to transmit the sub data packet (S183).
  • the main data packet is transmitted from one side and the sub data packet from the other using multiple communication lines, redundancy is provided in the data packets to be transmitted. can be set. As a result, packet loss can be suppressed and frequent retransmissions can be prevented. Furthermore, it is possible to enjoy the maximum throughput performance of a narrow area communication line while maintaining the high connectivity of a wide area communication line. More specifically, according to the present embodiment, even if the communication state of the narrow area communication line is poor, the sub data packet is transmitted using the narrow area communication line. It is possible to promptly detect that the condition has become good, and it is possible to connect the narrow area communication line more quickly. Furthermore, according to the present embodiment, even if the communication condition of the narrow area communication line is good, the sub data is transmitted using the wide area communication line, so that packets generated when the narrow area communication line becomes defective are transmitted. It can compensate for losses.
  • the configuration of the packet receiving device 20 of this embodiment will be described using FIG. 12.
  • the packet receiving device 20 includes a communication section 201, a narrow area communication line packet storage section 202, a wide area communication line packet storage section 203, an unreceived packet information generation section 204, an Ack packet generation section 205, and a transmission instruction section 206.
  • the receiving unit of the communication unit 201 receives a main data packet or a sub data packet transmitted from the packet transmitting device 10 using a wide area communication line or a narrow area communication line. As explained in FIG. 1, the communication unit 201 does not need to be a device that directly receives wireless communication over a wide area communication line or a narrow area communication line.
  • the transmitting unit of the communication unit 201 transmits an Ack packet to the packet transmitting device 10 based on an instruction from a transmission instructing unit 206, which will be described later.
  • the narrow area communication line packet storage unit 202 stores main data packets or sub data packets transmitted over the narrow area communication line. It can be determined that the data packet was transmitted over a narrow area communication line based on the line type 1 of the data packet in FIG. 3(d).
  • the wide area communication line packet storage unit 203 stores main data packets or sub data packets transmitted over the wide area communication line. It can be determined that the data packet was transmitted over a wide area communication line based on the line type 1 of the data packet in FIG. 3(d).
  • the unreceived packet information generation unit 204 acquires the unreceived status of main data packets and sub data packets transmitted over the narrow area communication line and the wide area communication line. For example, based on the sequence number and line type 2 of the data packet shown in FIG. It is assumed to be an unreceived packet. Note that unreceived packets may be determined based on the sequence number of the main data packet transmitted on the main communication line, but it is desirable to exclude packets that have already been received as sub data packets from the unreceived packets. Particularly, when sub data packets are transmitted over a wide area communication line, redundant transmission is possible, so packet loss can be minimized.
  • the Ack packet generation unit 205 generates an Ack packet for the main data packet or sub data packet transmitted over the wide area communication line or the narrow area communication line.
  • An example of the Ack packet is as shown in FIG. 4(a).
  • the transmission instruction unit 206 instructs the transmission unit of the communication unit 201 to transmit an Ack packet.
  • the Ack packet instructs the received data packet to be transmitted over the communication line through which it was transmitted, but regardless of the type of communication line through which the received data packet was transmitted, it can be transmitted over a wide area communication line or a narrow area communication line. You may also instruct it to transmit on both lines.
  • the packet transmitting device 10 or the packet receiving device 20 may have the following configuration and features.
  • the wide area communication line or the narrow area communication line may each use a plurality of channels instead of a single channel.
  • the packet transmitting device 10 may use eight channels as wide area communication lines, and may divide the main data packet into eight parts and transmit them. This makes it possible to increase the actual transmission speed of each communication line.
  • FEC Forward Error Correction
  • data for FEC may be added to the main data packet or sub data packet transmitted from the packet transmitting device 10.
  • FEC data may be added only to narrow area communication lines that have a high communication speed but a narrow communication area. As a result, even if a part of the main data packet is lost, the lost main data packet can be corrected or modified by FEC, so there is no need to issue a retransmission request.
  • the packet transmitting device 10 may have the functions of the packet receiving device 20. Furthermore, the packet receiving device 20 may have the functions of the packet transmitting device 10.
  • the block diagram used to explain the embodiment is a diagram in which the configuration of the device is classified and organized by function. Blocks representing respective functions are realized by any combination of hardware or software. Further, since the block diagram shows the functions, it can also be understood as a disclosure of the invention of the method and the invention of the program that implements the method.
  • N is an integer used in each embodiment and the claims are used to distinguish two or more configurations or methods of the same type, It does not limit the order or priority.
  • the device of the present disclosure also includes dedicated or general-purpose devices other than those for vehicles, unless specifically limited in the scope of the claims.
  • examples of the configuration of the device of the present disclosure include the following.
  • Examples of the form of parts include semiconductor elements, semiconductor circuits, electronic circuits, modules, and microcomputers.
  • Examples of the semi-finished product include an electronic control unit (ECU), an electronic control unit, and a system board.
  • Examples of finished products include mobile phones, smartphones, mobile routers, tablets, personal computers (PCs), workstations, and servers.
  • Other devices include devices with communication functions, such as video cameras, still cameras, and car navigation systems.
  • the device of the present disclosure is used for the purpose of providing various services. Along with providing such a service, the device of the present disclosure will be used, the method of the present disclosure will be used, and/or the program of the present disclosure will be executed.
  • the present disclosure can be realized not only by dedicated hardware having the configuration and functions described in each embodiment, but also by a program for realizing the present disclosure recorded on a recording medium such as a memory or a hard disk, and a program for realizing the present disclosure. It can also be realized in combination with general-purpose hardware having an executable dedicated or general-purpose CPU, memory, and the like.
  • a program for the apparatus of the present disclosure comprising a non-transitional physical recording medium of dedicated or general-purpose hardware (for example, an external storage device (hard disk, USB memory, CD/BD, etc.) or an internal storage device (RAM). , ROM, etc.)) can also be provided to dedicated or general-purpose hardware via a recording medium or from a server via a communication line without using a recording medium. This allows us to always provide the latest functionality through program upgrades.
  • the packet transmitting device of the present disclosure is a packet transmitting device that performs communication using multiple communication lines, and can be used for communication while a vehicle is parked or running, for communication on a ship or aircraft, or for transmitting large amounts of data in fixed equipment. It is applicable to a wide range of communications, etc.

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Abstract

第1の通信回線、及び第1の通信回線より通信が可能な領域である通信可能領域が狭い第2の通信回線を用いてパケット受信装置(20)へデータパケットを送信するパケット送信装置(10)であって、第2の通信回線の通信状態を判断する通信状態判断部(102)と、第1の通信回線又は第2の通信回線のいずれか一方を主通信回線、他方を副通信回線に設定する主副回線設定部(103)と、帯域制限処理を施さない主データパケット及び帯域制限処理を施した副データパケットを生成する送信用パケット生成部(104)と、主データパケットを主通信回線で、副データパケットを副通信回線で送信することを指示する送信指示部(105)と、を有する。

Description

パケット送信装置、パケット送信方法、及びパケット送信プログラム 関連出願の相互参照
 本出願は、2022年3月23日に出願された日本特許出願番号2022-046419号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
 本出願は、複数の異なる種類の無線通信を含む通信回線を並行して使用することにより通信を行うパケット送信装置、パケット送信方法、及びパケット送信装置プログラムに関する。
 近年、複数の異なる種類の無線通信を連携させ、並行して通信を行うことが検討されている。
 特許文献1には、異なる通信パフォーマンス特性を有する複数のモデムを用いてデータを送信する点、その時点の優勢な条件下において最適なレートに従って、関連するモデムにパケットを供給して送信する点の開示がある。
 これにより、仮想的に広帯域な通信を行うことができる。
特開2015-173494
 ここで、本発明者は詳細な検討の結果、以下の課題を見出した。
 特許文献1のような通信負荷を分散する技術では、広帯域の通信回線に大量のパケットが割当てられる。しかし、広帯域の通信回線が断絶した場合、大量に割り当てられたパケットのパケットロスが発生する。通常、パケットロスはFEC等の誤り訂正・誤り修正技術を用いて復元されるが、大量のパケットロスには対応できず、再送が必要になる。
 特に、車載用途では、時間的又は空間的に通信環境が激しく変化することが想定され、再送が頻発する可能性がある。
 そこで、本開示は、複数の通信回線を用いた場合において、パケットロスを抑え、再送の頻発を防ぐことを目的とする。
 本開示の一態様によるパケット送信装置は、第1の通信回線、及び前記第1の通信回線より通信が可能な領域である通信可能領域が狭い第2の通信回線を用いてパケット受信装置へデータパケットを送信するパケット送信装置であって、前記データパケットを格納するパケット格納部と、前記第2の通信回線の通信状態を判断する通信状態判断部と、前記通信状態判断部の判断に基づき、前記第1の通信回線又は前記第2の通信回線のいずれか一方を主通信回線、他方を副通信回線に設定する主副回線設定部と、前記データパケットから、帯域制限処理を施さない主データパケット及び帯域制限処理を施した副データパケットを生成する送信用パケット生成部と、前記主データパケットを前記主通信回線で、前記副データパケットを前記副通信回線で送信することを指示する送信指示部と、前記送信指示部の指示に基づき、前記第1の通信回線を用いて前記主データパケット又は前記副データパケットを送信する第1の通信部、並びに前記第2の通信回線を用いて前記副データパケット又は前記主データパケットを送信する第2の通信部と、を備える。
 本開示の他の態様によるパケット通信方法は、第1の通信回線、及び前記第1の通信回線より通信が可能な領域である通信可能領域が狭い第2の通信回線を用いてパケット受信装置へデータパケットを送信するパケット送信装置で実行するパケット送信方法であって、前記第2の通信回線の通信状態を判断し、前記通信状態の判断に基づき、前記第1の通信回線又は前記第2の通信回線のいずれか一方を主通信回線、他方を副通信回線に設定し、パケット格納部に格納された前記データパケットから、帯域制限処理を施さない主データパケット及び帯域制限処理を施した副データパケットを生成し、前記主データパケットを前記主通信回線で、前記副データパケットを前記副通信回線で送信することを指示し、前記指示に基づき、前記第1の通信回線を用いて前記主データパケット又は前記副データパケットを送信するとともに、前記第2の通信回線を用いて前記副データパケット又は前記主データパケットを送信する。
 本開示の他の態様によるパケット送信プログラムは、第1の通信回線、及び前記第1の通信回線より通信が可能な領域である通信可能領域が狭い第2の通信回線を用いてパケット受信装置へデータパケットを送信するパケット送信装置で実行可能なパケット送信プログラムであって、前記第2の通信回線の通信状態を判断し、前記通信状態の判断に基づき、前記第1の通信回線又は前記第2の通信回線のいずれか一方を主通信回線、他方を副通信回線に設定し、パケット格納部に格納された前記データパケットから、帯域制限処理を施さない主データパケット及び帯域制限処理を施した副データパケットを生成し、前記主データパケットを前記主通信回線で、前記副データパケットを前記副通信回線で送信することを指示し、前記指示に基づき、前記第1の通信回線を用いて前記主データパケット又は前記副データパケットを送信するとともに、前記第2の通信回線を用いて前記副データパケット又は前記主データパケットを送信する。
 なお、請求の範囲に付した括弧内の番号は、本発明と後述の実施形態との対応関係を示すものであり、本発明を限定する趣旨ではない。
 上述のような構成により、本開示のパケット送信装置は、パケットロスを抑え、再送の頻発を防ぐことができる。
図1は、本実施形態の通信システム及び本実施形態の概略を説明する説明図であり、 図2は、本実施形態のパケット送信装置の構成を示す構成図であり、 図3は、本実施形態のデータパケット及び主/副データパケットのデータ構造の説明図であり、 図4は、本実施形態のAckパケットのデータ構造の説明図であり、 図5は、本実施形態のパケット送信装置10の動作を示すメインフロー図であり、 図6は、本実施形態の狭域エリア通信回線のAckパケットの受信状況を示す説明図であり、 図7は、本実施形態の狭域エリア通信回線の通信状態の判断方法を示すフロー図であり、 図8は、本実施形態の広域エリア通信回線及び狭域エリア通信回線のAckパケットの受信状況を示す説明図であり、 図9は、本実施形態の主通信回線及び副通信回線の設定方法を示すフロー図であり、 図10は、本実施形態の主データパケット及び副データパケットの生成方法を示すフロー図であり、 図11は、本実施形態の主データパケット及び副データパケットの送信指示方法を示すフロー図であり、 図12は、本実施形態のパケット受信装置20の構成を示す構成図である。
 以下、本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。
 なお、以下に示す本発明とは、請求の範囲に記載された発明を意味するものであり、以下の実施形態に限定されるものではない。また、少なくともダブルクォーテーション内の語句は、請求の範囲に記載された語句を意味し、同じく以下の実施形態に限定されるものではない。
 請求の範囲の従属項に記載の構成及び方法は、請求の範囲の独立項に記載の発明において任意の構成及び方法である。従属項に記載の構成及び方法に対応する実施形態の構成及び方法、並びに請求の範囲に記載がなく実施形態のみに記載の構成及び方法は、本発明において任意の構成及び方法である。請求の範囲の記載が実施形態の記載よりも広い場合における実施形態に記載の構成及び方法も、本発明の構成及び方法の例示であるという意味で、本発明において任意の構成及び方法である。いずれの場合も、請求の範囲の独立項に記載することで、本発明の必須の構成及び方法となる。
 実施形態に記載した効果は、本発明の例示としての実施形態の構成を有する場合の効果であり、必ずしも本発明が有する効果ではない。
 複数の実施形態がある場合、各実施形態に開示の構成は各実施形態のみで閉じるものではなく、実施形態をまたいで組み合わせることが可能である。例えば一の実施形態に開示の構成を、他の実施形態に組み合わせてもよい。また、複数の実施形態それぞれに開示の構成を集めて組み合わせてもよい。変形例や実施例においても同様である。
 本開示に記載した課題は公知の課題ではなく、本発明者が独自に知見したものであり、本開示の構成及び方法と共に発明の進歩性を肯定する事実である。
1.実施形態
(1)本実施形態の通信システム及び本実施形態の概要
 図1を用いて、本実施形態のパケット送信装置10を含む通信システム1の構成例について説明する。
 通信システム1は、パケット送信装置10、パケット受信装置20、広域エリア通信回線、狭域エリア通信回線で構成される。広域エリア通信回線は基地局30で、狭域エリア通信回線は基地局31で実現されている。
 広域エリア通信回線(“第1の通信回線”に相当)は、基地局1局当たりのカバーエリア、すなわち通信が可能な領域である通信可能領域が広い通信回線である。通信可能領域が広いので、移動による通信断絶が発生する可能性は低い。例えば、広域エリア通信回線の例として、W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access)、HSPA(High Speed Packet Access)、LTE(Long Term Evolution)、LTE-A(Long Term Evolution Advanced)、4G(4th Generation Mobile Communication System)、スタンドアローン型(SA方式)の5G(5th Generation Mobile Communication System)が挙げられる。
 広域エリア通信回線として4Gが用いられる場合、マクロセルを用いればその通信可能領域は十数キロメートルと広範囲である。また、パケット送信装置10から基地局30への上り回線の通信速度は最大100Mbps程度である。
 狭域エリア通信回線(“第2の通信回線”に相当)は、基地局1局当たりのカバーエリア、すなわち通信可能領域が広域エリア通信回線よりも狭い通信回線である。通信可能領域が狭いので、広域エリア通信回線に比べて移動による通信断絶が発生する可能性は高い。通常、狭域エリア通信回線は、広域エリア通信回線よりも通信速度が速い、すなわちスループットは高い。狭域エリア通信回線の例として、非スタンドアローン型(NSA方式)の5G(5th Generation Mobile Communication System)、IEEE802.11(Wi-Fi(登録商標))、又はIEEE802.16(WiMAX(登録商標))が挙げられる。
 狭域エリア通信回線として非スタンドアローン型の5Gが用いられる場合、スモールセルを用いればその通信可能領域は視界がよい場所でもせいぜい半径数百メートル程度の狭い範囲である。またパケット送信装置10から基地局31への上り回線の通信速度は最大10Gbpsと、4Gに比べてはるかに高速になる。
 もっとも、広域エリア通信回線と狭域エリア通信回線の広狭の関係は相対的であればよく、上記の例に限られない。また、通信可能領域の広狭は、セルサイズ、送信電力、又はキャリア周波数の他、ビームフォーミングや指向性も考慮して評価してもよい。
 これらの通信回線が無線通信回線である場合のその他の例として、Bluetooth(登録商標)、UWB(Ultra Wide Band)、又はDSRC(Dedicated Short Range Communication)等が挙げられる。
 基地局30とパケット受信装置20との間の通信、及び基地局31とパケット受信装置20との間の通信の種類は特に問わないが、例えば、通信事業者のバックボーン回線やインターネット、及び構内接続用LANから構成される。あるいは、無線通信回線及び有線通信回線が混在してもよい。
 その他、広域エリア通信回線又は狭域エリア通信回線は、基地局30又は基地局31を介さず、直接パケット送信装置10とパケット受信装置20を接続する無線通信であってもよい。
 パケット送信装置10は、広域エリア通信回線及び狭域エリア通信回線を用いてパケット受信装置20へ“データパケット”を送信する装置である。
 ここで、“データパケット”とは、通信を行う際のデータ単位であり、可変長でもよいし、固定長でもよい。例えば、データパケットがTCPのセグメントである場合、データパケットは、最大1460byteの可変長パケットとすることができる。また、データパケットの名称は任意である。例えば、パケットの他、フレーム、サブフレーム、サブブロック等の名称であってもよい。
 具体的には、パケット送信装置10は、広域エリア通信回線又は狭域エリア通信回線のいずれか一方を主通信回線、他方を副通信回線に設定し、主通信回線からはパケットを間引かずに送信し、副通信回線からはパケットを間引いて送信する。例えば、図1において、広域エリア通信回線を主通信回線、狭域エリア通信回線を副通信回線に設定した場合、広域エリア通信回線からはP1~P9からなるパケットを全て送信し、狭域エリア通信回線からはデータパケットのうちP1、P4、P7のパケットのみを送信する。また、図1において、広域エリア通信回線を副通信回線、狭域エリア通信回線を主通信回線に設定した場合、広域エリア通信回線からはデータパケットのうちP1、P3、P5、P7、P9のパケットのみを送信し、狭域エリア通信回線からはP1~P9からなるパケットを全て送信する。
 パケット受信装置20は、パケット送信装置10からデータパケットを受信し、確認応答としてAckパケットをパケット送信装置10に送信する。
 パケット送信装置10は、本実施形態の場合、“移動体”に“搭載されている”。もっとも、移動体ではなく固定物に搭載されていてもよい。パケット受信装置20は、データセンタのサーバ装置を想定しているが、これに限らず、例えば“移動体”に“搭載されて”いてもよい。
 ここで、
 “移動体”とは、移動可能な物体をいい、移動速度は任意である。また移動体が停止している場合も当然含む。例えば、自動車、自動二輪車、自転車、歩行者、船舶、航空機、及びこれらに搭載される物を含み、またこれらに限らない。
 “搭載されている”とは、移動体に直接固定されている場合の他、移動体に固定されていないが移動体と共に移動する場合も含む。例えば、移動体に乗った人が所持している場合、移動体に載置された積荷に搭載されている場合、が挙げられる。
(2)パケット送信装置10の構成
 図2を用いて、本実施形態のパケット送信装置10の構成について説明する。
 パケット送信装置10は、パケット格納部101、通信状態判断部102、主副回線設定部103、送信用パケット生成部104、送信指示部105、広域通信部106、狭域通信部107を有する。広域通信部106は広域エリア通信回線を用いてデータパケット等を送受信し、狭域通信部107は狭域エリア通信回線を用いてデータパケット等を送受信する。
 パケット格納部101は、パケット受信装置20へ送信するデータパケットを格納する。パケット格納部101は、読み書き可能な記録媒体であれば足り、例えば、RAMや各種半導体メモリ、ハードディスク等で実現することができる。また、不揮発性メモリ又は揮発性メモリのいずれで構成してもよい。
 通信状態判断部102は、狭域エリア通信回線の通信状態を判断する。具体的には、狭域エリア通信回線で送信したデータパケットの確認応答であるAckパケットを用いて、狭域エリア通信回線の通信状態が良か不良かを判断する。Ackパケット自体は、狭域エリア通信回線で送信されていても、広域エリア通信回線で送信されていてもよい。
 通信状態判断部102の具体的な判断方法は、パケット送信装置10の動作の項で説明する。また、Ackパケットの具体例は、広域通信部106及び狭域通信部107の項で説明する。
 主副回線設定部103は、通信状態判断部102の判断に基づき、広域エリア通信回線又は狭域エリア通信回線のいずれか一方を主通信回線、他方を副通信回線に設定する。
 主副回線設定部103の具体的な設定方法は、パケット送信装置10の動作の項で説明する。
 送信用パケット生成部104は、パケット格納部101に格納されたデータパケットから、“帯域制限処理”を施さない主データパケット及び“帯域制限処理”を施した副データパケットを生成する。本実施形態においては、帯域制限処理は、規定帯域でデータパケットをパケット単位で間引く処理であるポリシング処理である。
 ここで、“帯域制限処理”とは、単位時間当たりのデータ通信量を削減する処理を指し、データパケットのうちの一部を破棄するポリシングの他、データパケットをバッファに蓄積し送信時刻を遅らせるシェーピングであってもよい。
 図3は、データパケット、及びデータパケットから生成される主データパケット及び副データパケットを示す図である。以下の説明では、データパケットとは基本的には個々のパケットの集合を意味するが、個々のパケットをデータパケットと解釈することを妨げるものではない。
 図3(a)は、パケット格納部101に格納されたデータパケットを示す。図3(a)において、データパケットは#1~#9の9個のパケットからなり、主通信回線から送信される順番に格納されている。なお、#に付した番号は、シーケンス番号であり、再送を除いた場合の送信順序を示している。
 図3(b)は、主データパケットを示す。主データパケットは帯域制限処理を施されていないので、#1~#9の全てのパケットが含まれている。主データパケットは、広域エリア通信回線で送信される場合も狭域エリア通信回線で送信される場合も同様のパケット構成である。
 図3(c1)は、広域エリア通信回線で送信される副データパケットを示す。副データパケットはポリシング処理を施されているのでデータパケットが間引かれている。図3(c1)では、#1、#3、#5、#7、#9のパケットが含まれており、#2、#4、#6、#8のパケットが間引かれている。
 ポリシング処理は、例えば10Mbps程度の比較的広帯域でポリシングすることが望ましい。ポリシング処理の程度は固定であっても可変であってもよい。望ましくは、広域エリア通信回線の通信状況を監視し、輻輳が発生しない程度のポリシング処理を行うことが望ましい。
 ポリシング処理によって間引くパケットはランダムに選択してもよい。あるいは、特定のパケットを選択してもよい。例えば、パケットのパケットサイズが可変の場合、所定のサイズよりも大きいパケットサイズを有するパケットを間引くようにしてもよい。
 図3(c2)は、狭域エリア通信回線で送信される副データパケットを示す。副データパケットはポリシング処理を施されているのでデータパケットが間引かれている。図3(c2)では、#1、#4、#7のパケットが含まれており、#2、#3、#5、#6、#8、#9のパケットが間引かれている。すなわち、ポリシング処理は、狭域エリア通信回線が副通信回線の場合は、広域エリア通信回線が副通信回線の場合に比べて、間引く程度が大きい。副データパケットがいずれの回線で送信されるか、すなわちいずれの回線で送信する副データパケットを生成するかは、主副回線設定部103の設定に基づき決定することができる。
 ポリシング処理は、例えば1Mbpsや128Kbps程度の比較的狭帯域でポリシングすることが望ましい。ポリシング処理の程度は固定であっても可変であってもよい。
 ポリシング処理によって間引くパケットはランダムに選択してもよい。あるいは、特定のパケットを選択してもよい。例えば、パケットのパケットサイズが可変の場合、所定のサイズよりも大きいパケットサイズを有するパケットを間引くようにしてもよい。
 送信用パケット生成部104は、主副回線設定部103の設定を受信することにより、(c1)(c2)いずれのポリシング処理を行うかを決定することができる。すなわち、送信用パケット生成部104は、副データパケットが広域エリア通信回線で送信されるか、狭域エリア通信回線で送信されるかを、主副回線設定部103の設定により知ることができる。
 もっとも、主副回線設定部103の設定を受信することなく、(c1)(c2)それぞれのポリシングを行った副データパケットを生成するようにしてもよい。
 図3(d)は、主データパケット及び副データパットに含まれる各パケットを示す。各パケットには、シーケンス番号の他、回線種別1(すなわち、広域エリア通信回線で送信するか、狭域エリア通信回線で送信するか。)、回線種別2(すなわち、主通信回線で送信するか、副通信回線で送信するか。)、ペイロードサイズ、及びペイロードが格納される。回線種別1及び回線種別2は、主副回線設定部103の設定に基づき定められる。
 送信指示部105は、広域通信部106及び狭域通信部107に対し、送信用パケット生成部104で生成された主データパケットを主通信回線で、副データパケットを副通信回線で送信することを指示する。広域通信部106及び狭域通信部107のいずれが主通信回線となり、他方が副通信回線となるかは、主副回線設定部103の設定に基づき広域通信部106及び狭域通信部107に指示する。
 広域通信部106(“第1の通信部”に相当)の送信部は、送信指示部105の指示に基づき、広域エリア通信回線が主通信回線の場合は主データパケットを、広域エリア通信回線が副通信回線の場合は副データパケットを送信する。
 狭域通信部107(“第2の通信部”に相当)の送信部は、送信指示部105の指示に基づき、狭域エリア通信回線が主通信回線の場合は主データパケットを、狭域エリア通信回線が副通信回線の場合は副データパケットを送信する。なお、狭域エリア通信回線が副通信回線の場合は、狭域エリア通信回線の通信状況が不良であるので副データパケットの送信自体はできず送信指令を出力するだけであるが、本実施形態では送信指令を出力することも“送信する”と表現している。
 広域エリア通信回線が副通信回線の場合の副データパケットと、狭域エリア通信回線が副通信回線の場合の副データパケットとを比較した場合、パケットを間引く程度が異なることは既述の通りである。
 なお、パケット送信装置10が送信するのは主データパケット及び副データパケットであるが、主データパケットにはデータパケットを構成するパケットが全て含まれているので、パケット送信装置10の送信対象はデータパケットであると評価できる。
 広域通信部106の受信部、及び狭域通信部107の受信部は、それぞれの送信部で送信したパケットに対する確認応答であるAckパケットをパケット受信装置20から受信する。
 図4(a)は、本実施形態のAckパケットを示す図である。
 回線種別1及び回線種別2は、Ackパケットを生成するトリガーとなるパケットを送信した回線の種別を示すものであり、図3(d)と同様である。
 受信済最大シーケンス番号は、パケット受信装置20で受信済のパケットのうち最大のシーケンス番号を示す。
 前回Ack済最大シーケンス番号は、パケット受信装置20が前回Ackパケットを送信したときの受信済最大シーケンス番号を示す。
 受信シーケンス番号は、このAckパケットを生成するトリガーとなったパケットのシーケンス番号である。パケット受信装置20がシーケンス番号順にパケットを受信できている場合は、受信済最大シーケンス番号と受信シーケンス番号とは同じ番号になるが、回線遅延等の影響により、これらが同じにならない場合もある。
 未受信シーケンス番号は、パケット受信装置20でまだ受信していないパケットのシーケンス番号である。受信していないパケットが複数ある場合は、複数のシーケンス番号が格納される。
 例えば、パケット受信装置20が、#1、#3、#4、#5、#9のパケットを受信した場合、#9のパケットを受信した際に送信するAckパケットには、受信済最大シーケンス番号として#9、前回Ack済最大シーケンス番号として#5、受信シーケンス番号として#9、未受信シーケンス番号として#2、#6、#7、#8が格納される。
 なお、本実施形態では、広域エリア通信回線でのAckパケットと狭域エリア通信回線でのAckパケットはぞれぞれの回線でのパケット受信状況を格納するようにしているが、Ackパケットはこれらの回線の受信状況をまとめて格納するようにしてもよい。
 例えば、図4(b)のように、Ackパケットを送信する回線の種別(すなわち、広域エリア通信回線か、狭域エリア通信回線か。)を示すAck使用回線種別、受信シーケンス番号、受信済最大シーケンス番号、Ackパケットを送信する回線における未受信パケットのシーケンス番号を示す本回線未受信シーケンス番号、Ackパケットを送信する回線とは異なる回線における未受信パケットのシーケンス番号を示す他回線未受信シーケンス番号、を格納するようにしてもよい。
(3)パケット送信装置10の動作
 図5から図11までを用いて、本実施形態のパケット送信装置10の動作について説明する。
 なお、以下の動作は、パケット送信装置10におけるパケット送信方法を示すだけでなく、パケット送信装置10で実行されるパケット送信プログラムの処理手順を示すものである。そして、これらの動作又は処理は、図5から図11で示した順序には限定されない。すなわち、あるステップでその前段のステップの結果を利用する関係にある等の制約がない限り、順序を入れ替えてもよい。
 以上、本実施形態だけでなく、他の実施形態や変形例においても同様である。
 (a)メインフロー(メインルーチン)
 まず、図5を用いて、本実施形態のパケット送信装置10の動作のメインフローを説明する。
 通信状態判断部102は、狭域エリア通信回線の通信状態を判断する(S101)。具体的には、狭域通信部107の受信部で受信したAckパケットに基づき、狭域エリア通信回線の通信状態が良か不良かを判断する。S101の具体的なフローは、図7を用いて後述する。
 主副回線設定部103は、S101の判断に基づき、広域エリア通信回線又は狭域エリア通信回線のいずれか一方を主通信回線、他方を副通信回線に設定する(S102)。S102の具体的なフローは、図9を用いて後述する。
 送信用パケット生成部104は、パケット格納部101に格納されたデータパケットから、“帯域制限処理”を施さない主データパケット及び“帯域制限処理”を施した副データパケットを生成する(S103)。S103の具体的なフローは、図10で後述する。
 送信指示部105は、広域通信部106及び狭域通信部107に対し、送信用パケット生成部104で生成された主データパケットを主通信回線で、副データパケットを副通信回線で送信することを指示する(S104)。S104の具体的なフローは、図11で後述する。
 S104の指示に基づき、広域通信部106は広域通信回線を用いて主データパケット又は副データパケットを送信するとともに、狭域通信部107は第2の通信回線を用いて副データパケット又は主データパケットを送信する(S105)。
 以上の処理を、パケット格納部101に所定数のパケットからなるデータパケットが格納される毎に繰り返す。
 (b)狭域エリア通信回線の通信状態の判断(S101のサブルーチン)
 図6及び図7を用いて、狭域エリア通信回線の通信状態の判断方法を説明する。
 図6は、狭域エリア通信回線のAckパケットの受信状況を示している。
 図6(a)は、狭域エリア通信回線が主通信回線の場合である。狭域通信部107の送信部は、ポリシング処理が施されていない主データパケットを送信し、狭域通信部107の受信部は、送信部から送信したパケットに対するAckパケットをパケット受信装置20から受信する。図中、○はAckパケットを受信したことを、×はAckパケットを受信しなかったことを示す。
 通信状態判断部102は、Ackパケットを受信した場合は通信状態が良と判断し、Ackパケットを受信しなかった場合は、所定時間(Δt)の間Ackパケットを受信しなかった場合に通信状態が不良と判断する。例えば所定時間を、パケットを送信してからの経過時間とする。図6(a)では、#5を送信した時刻であるt5から所定時間(Δt)が経過した場合に、通信状態が不良と判断する。
 所定時間の経過を待って判断しているのは、許容される程度の通信遅延が発生している場合を除くためである。
 なお、所定時間の他の例として、所定の個数のAckパケットを受信しなかった場合としてもよい。図6(a)では、#5及び#6の2個のパケットに対するAckパケットを受信していない場合に、通信状態が不良と判断する。
 所定の個数のAckパケットを受信しなかった場合としているのは、通信状態は問題がないが、パケットロスが原因である場合を除くためである。
 図6(b)は、狭域エリア通信回線が副通信回線の場合である。狭域通信部107の送信部は、ポリシング処理が施されている副データパケットを送信し、狭域通信部107の受信部は、送信部から送信したパケットに対するAckパケットをパケット受信装置20から受信する。
 通信状態判断部102は、Ackパケットを受信した場合は通信状態が良と判断し、Ackパケットを受信しなかった場合は、所定時間(Δt)の間Ackパケットを受信しなかった場合に通信状態が不良と判断する。図6(b)では、#7に対するAckパケットを受信したときに通信状態が良と判断している。
 図7は、狭域エリア通信回線の通信状態の判断方法を示すフローである。
 通信状態判断部102は、狭域通信部107の送信部から送信したパケットに対するAckパケットをパケット受信装置20から受信したか否かを判断する(S151)。受信している場合はS152に、受信していない場合はS153に進む。
 Ackパケットを受信している場合、通信状態判断部102は、狭域エリア通信回線の通信状態を良と判断する(S152)。
 Ackパケットを受信していない場合、通信状態判断部102は、パケットを送信してから所定時間経過したか否かを判断する(S153)。所定時間経過していない場合はS152に、所定時間経過している場合はS154に進む。
 所定時間経過している場合、通信状態判断部102は、狭域エリア通信回線の通信状態を不良と判断する(S154)。
 (c)主通信回線及び副通信回線の設定(S102のサブルーチン)
 図8及び図9を用いて、主通信回線及び副通信回線の設定方法を説明する。
 図8は、広域エリア通信回線及び狭域エリア通信回線のAckパケットの受信状況を示している。
 図8(a)は、狭域エリア通信回線が主通信回線、広域エリア通信回線が副通信回線である場合から、広域エリア通信回線を主通信回線、狭域エリア通信回線を副通信回線に切り替える場合を示す。
 当初、狭域エリア通信回線が主通信回線であるので、狭域通信部107の送信部はポリシング処理が施されていない主データパケットを送信している。また、広域エリア通信回線は副通信回線であるので、広域通信部106の送信部は、ポリシング処理が施されている副データパケットを送信している。この場合、狭域エリア通信回線及び広域エリア通信回線の両方が通信可能であるので、広域通信部106の受信部及び狭域通信部107の受信部とも、各送信部から送信したデータパケットに対するAckパケットを受信している。
 狭域通信部107の受信部が#5及び#6のAckパケットを受信しなかった場合、通信状態判断部102は、所定時間Ackパケットを受信しなかったとして、狭域エリア通信回線の通信状態が不良と判断する。これを受けて、主副回線設定部103は、広域エリア通信回線を主通信回線、狭域エリア通信回線を副通信回線に設定する(すなわち切り替える)。切り替え後は、狭域通信部107の送信部はポリシング処理が施されている副データパケットを送信しているが、通信状態が不良であるため、Ackパケットを受信していない。これに対し、広域通信部106の送信部はポリシング処理が施されていない主データパケットを送信し、Ackパケットを受信している。
 狭域エリア通信回線が副通信回線の場合のポリシング処理は、広域エリア通信回線が副通信回線の場合に比べて、パケットを間引く程度が大きい。これは、狭域エリア通信回線が副通信回線の場合通信状態が不良であるため送信したパケットがパケット受信装置20に到達する可能性が低いからである。また、狭域エリア通信回線の通信状態が良に変わった場合を検出できれば足りるからである。
 このように、狭域エリア通信回線が副通信回線の場合にポリシング処理を施した副データパケットを送信することにより、狭域通信回線におけるデータ帯域確保のリソース要求を定期的に行うことになるので、狭域エリア通信回線が使用可能な圏内に入ったことを素早く検知できる。その結果、一般的に通信速度や通信容量に余裕がある狭域エリア通信回線により早く接続することができる。
 なお、通信状態判断部102が、狭域エリア通信回線の通信状態が不良と判断した場合、送信指示部105は、主通信回線に切り替えた広域エリア通信回線で通信を行う広域通信部106の送信部に対し、狭域通信部107の送信部から狭域エリア通信回線で送信したにもかかわらずAckパケットを受信していないデータパケットを再度送信するように指示してもよい。図8(a)の場合、送信指示部105は、広域通信部106の送信部に対し、#5及び#6のパケットを送信するように指示する。
 もっとも、#5のパケットは副通信回線に設定された広域エリア通信回線で副データパケットとして既に送信済みであり、またパケット受信装置20で受信済であるから、#5のパケットは再送せず、#6のパケットのみ送信するよう指示してもよい。
 図8(b)は、広域エリア通信回線が主通信回線、狭域エリア通信回線が副通信回線である場合から、広域エリア通信回線を副通信回線、狭域エリア通信回線を主通信回線に切り替える場合を示す。
 狭域通信部107の受信部が#7のAckパケットを受信した場合、通信状態判断部102は、狭域エリア通信回線の通信状態が良と判断する。これを受けて、主副回線設定部103は、広域エリア通信回線を副通信回線、狭域エリア通信回線を主通信回線に設定する(すなわち切り替える)。切り替え後は、狭域通信部107の送信部はポリシング処理が施されていない主データパケットを送信しているが、通信状態が良であるため、Ackパケットを受信している。広域通信部106の送信部はポリシング処理が施されている副データパケットを送信し、Ackパケットを受信している。
 広域エリア通信回線が副通信回線の場合のポリシング処理は、狭域エリア通信回線が副通信回線の場合に比べて、パケットを間引く程度が小さい。これは、広域エリア通信回線で冗長送信することにより、狭域エリア通信回線の切断によるパケットロスを補完するとともに、再送処理を最小限にとどめるためである。この場合のポリシング処理は、広域エリア通信回線が輻輳しない程度で行うことが望ましい。
 このように、広域エリア通信回線が副通信回線の場合にポリシング処理を施した副データパケットを送信することにより、狭域エリア通信回線の切断によるパケットロスを補完することができる。また、狭域エリア通信回線の切断により生じる再送処理を最小限にとどめることができる。
 図9は、主通信回線及び副通信回線の設定方法を示すフローである。
 主副回線設定部103は、現在主通信回線が狭域エリア通信回線であるか否かを判断する(S161)。狭域エリア通信回線である場合はS162に、狭域エリア通信回線でなく広域エリア通信回線である場合はS163に進む。
 主通信回線が狭域エリア通信回線である場合、通信状態判断部102が狭域エリア通信回線の通信状態を良と判断したか不良と判断したかを確認する(S162)。良と判断した場合は、主副回線設定部103は、狭域エリア通信回線が主通信回線の設定のまま維持し終了する。不良と判断した場合は、主副回線設定部103は、広域エリア通信回線を主通信回線に設定し、狭域エリア通信回線を副通信回線に設定する(すなわち切り替える。)(S164)。そして、送信指示部105は、広域通信部106の送信部に対し、狭域エリア通信回線で送信したにもかかわらずAckパケットを受信していないパケットを広域エリア通信回線で再送するよう指示する(S165)。
 主通信回線が狭域エリア通信回線でない場合すなわち広域エリア通信回線である場合、通信状態判断部102が狭域エリア通信回線の通信状態を良と判断したか不良と判断したかを確認する(S163)。不良と判断した場合は、主副回線設定部103は、広域エリア通信回線が主通信回線の設定のまま維持し終了する。良と判断した場合は、主副回線設定部103は、狭域エリア通信回線を主通信回線に設定し、広域エリア通信回線を副通信回線に設定する(すなわち切り替える。)(S166)。
 (d)主データパケット及び副データパケットの生成(S103のサブルーチン)
 図10を用いて、主データパケット及び副データパケットの生成方法を説明する。
 図10は、主データパケット及び副データパケットの生成方法を示すフローである。
 送信用パケット生成部104は、パケット格納部101に格納されたデータパケットの複製を生成する(S171)。
 送信用パケット生成部104は、主副回線設定部103で設定された主通信回線が狭域エリア通信回線であるか否かを確認する(S172)。主通信回線が狭域エリア通信回線であればS172に、主通信回線が狭域エリア通信回線でないすなわち主通信回線が広域エリア通信回線であればS175に進む。
 主通信回線が狭域エリア通信回線の場合、送信用パケット生成部104は、狭域エリア通信回線で送信する主データパケットを生成する(S173)。具体的には、図3(b)で説明した通り、データパケットからポリシング処理を施さない主データパケットを生成し、図3(d)で説明した必要な情報をパケットのヘッダに格納する。
 送信用パケット生成部104は、広域エリア通信回線で送信する副データパケットを生成する(S174)。具体的には、図3(c1)で説明した通り、データパケットからポリシング処理を施した副データパケットを生成し、図3(d)で説明した必要な情報をパケットのヘッダに格納する。
 主通信回線が広域エリア通信回線の場合、送信用パケット生成部104は、広域エリア通信回線で送信する主データパケットを生成する(S175)。具体的には、図3(b)で説明した通り、データパケットからポリシング処理を施さない主データパケットを生成し、図3(d)で説明した必要な情報をパケットのヘッダに格納する。
 送信用パケット生成部104は、狭域エリア通信回線で送信する副データパケットを生成する(S176)。具体的には、図3(c2)で説明した通り、データパケットからポリシング処理を施した副データパケットを生成し、図3(d)で説明した必要な情報をパケットのヘッダに格納する。
 (e)主データパケット及び副データパケットの送信指示(S104のサブルーチン)
 図11を用いて、主データパケット及び副データパケットの送信指示方法を説明する。
 図11は、主データパケット及び副データパケットの送信指示方法を示すフローである。
 送信指示部105は、主副回線設定部103で設定された主通信回線が狭域エリア通信回線であるか否かを確認する(S181)。主通信回線が狭域エリア通信回線であればS182に、主通信回線が狭域エリア通信回線でないすなわち主通信回線が広域エリア通信回線であればS184に進む。
 主通信回線が狭域エリア通信回線の場合、送信指示部105は、狭域通信部107の送信部に主データパケットを送信するよう指示する(S182)。また、送信指示部105は、広域通信部106の送信部に副データパケットを送信するよう指示する(S183)。
 主通信回線が広域エリア通信回線の場合、送信指示部105は、広域通信部106の送信部に主データパケットを送信するよう指示する(S184)。また、送信指示部105は、狭域通信部107の送信部に副データパケットを送信するよう指示する(S183)。
(4)小括
 以上、本実施形態によれば、複数の通信回線を用いて一方からは主データパケット、他方からは副データパケットを送信しているので、送信するデータパケットに冗長性を持たせることができる。この結果、パケットロスを抑えるとともに、再送の頻発を防ぐことができる。また、広域エリア通信回線の高接続性を保ちながら、最大スループットは狭域エリア通信回線の性能を享受することができる。
 より具体的には、本実施形態によれば、狭域エリア通信回線の通信状態が不良の場合でも狭域エリア通信回線を用いて副データパケットを送信するので、狭域エリア通信回線の通信状態が良になったことを速やかに検知することができ、狭域エリア通信回線の接続をより早く行うことができる。また本実施形態によれば、狭域エリア通信回線の通信状態が良の場合でも広域エリア通信回線を用いて副データを送信するので、狭域エリア通信回線が不良になった場合に発生するパケットロスを補完することができる。
(5)パケット受信装置20の構成
 図12を用いて、本実施形態のパケット受信装置20の構成について説明する。
 パケット受信装置20は、通信部201、狭域エリア通信回線用パケット格納部202、広域エリア通信回線用パケット格納部203、未受信パケット情報生成部204、Ackパケット生成部205、送信指示部206を有する。
 通信部201の受信部は、パケット送信装置10から広域エリア通信回線又は狭域エリア通信回線を用いて送信された主データパケット又は副データパケットを受信する。通信部201は、図1において説明した通り、広域エリア通信回線又は狭域エリア通信回線の無線通信を直接受信する装置でなくてもよい。
 通信部201の送信部は、後述の送信指示部206の指示に基づき、Ackパケットをパケット送信装置10に送信する。
 狭域エリア通信回線用パケット格納部202は、狭域エリア通信回線で送信された主データパケット又は副データパケットを格納する。狭域エリア通信回線で送信されたことは、図3(d)のデータパケットの回線種別1に基づき判別することができる。
 広域エリア通信回線用パケット格納部203は、広域エリア通信回線で送信された主データパケット又は副データパケットを格納する。広域エリア通信回線で送信されたことは、図3(d)のデータパケットの回線種別1に基づき判別することができる。
 未受信パケット情報生成部204は、狭域エリア通信回線及び広域エリア通信回線で送信された主データパケット及び副データパケットの未受信状況を取得する。例えば、図3(d)のデータパケットのシーケンス番号及び回線種別2に基づき、現在受信したシーケンス番号より小さいシーケンス番号であって、通信部201の受信部で受信していないシーケンス番号のデータパケットを未受信パケットとする。
 なお、未受信パケットは、主通信回線で送信された主データパケットのシーケンス番号に基づき決定すればよいが、副データパケットで受信済みのパケットは未受信パケットから除外するようにすることが望ましい。特に、副データパケットが広域エリア通信回線で送信された場合は冗長性をもたせた送信が可能であるので、パケットロスを最小限に抑えることが可能である。
 Ackパケット生成部205は、広域エリア通信回線又は狭域エリア通信回線で送信された主データパケット又は副データパケットに対するAckパケットを生成する。Ackパケットの例は、図4(a)で示した通りである。
 送信指示部206は、通信部201の送信部に対し、Ackパケットを送信するように指示する。なお、Ackパケットは、受信したデータパケットが送信された通信回線で送信するように指示するが、受信したデータパケットが送信された通信回線の種別にかかわらず、広域エリア通信回線及び狭域エリア通信回線の両方で送信するように指示してもよい。
2.他の実施形態
 他の実施形態として、パケット送信装置10又はパケット受信装置20は、以下の構成や特徴を有していてもよい。
 広域エリア通信回線、又は狭域エリア通信回線は、それぞれ単一チャネルではなく、複数のチャネルを用いてもよい。例えば、パケット送信装置10は、広域エリア通信回線として8つのチャネルを用い、主データパケットを8つに分割して送信してもよい。これにより、各通信回線の実質的な伝送速度を上げることができる。
 またパケット送信装置10から送信する主データパケット又は副データパケットには、さらにFEC(Forward Error Correction)用のデータを付加してもよい。通信速度が速いが通信可能領域が狭い狭域エリア通信回線のみ、FEC用のデータを付加してもよい。これにより、仮に主データパケットの一部が失われても、FECにより失われた主データパケットを訂正又は修正することができるので、再送要求を行う必要がない。
 パケット送信装置10がパケット受信装置20の機能を備えていてもよい。また、パケット受信装置20がパケット送信装置10の機能を備えていてもよい。
 本実施形態では、通信回線は2本としているが、3本以上であってもよい。そのうち2本が、本実施形態のような関係になっていればよい。
 また、広域エリア通信回線や狭域エリア通信回線が、それぞれ複数の回線を用いるようにしてもよい。この場合、当該複数の回線を一括りにして、本実施形態の広域エリア通信回線や狭域エリア通信回線と評価できる。
3.総括
 以上、本開示の各実施形態におけるパケット送信装置、パケット受信装置、及び通信システムの特徴について説明した。
 各実施形態で使用した用語は例示であるので、同義の用語、あるいは同義の機能を含む用語に置き換えてもよい。
 実施形態の説明に用いたブロック図は、装置の構成を機能毎に分類及び整理したものである。それぞれの機能を示すブロックは、ハードウェア又はソフトウェアの任意の組み合わせで実現される。また、機能を示したものであることから、かかるブロック図は方法の発明、及び当該方法を実現するプログラムの発明の開示としても把握できるものである。
 各実施形態に記載した処理、フロー、及び方法として把握できる機能ブロック、については、一のステップでその前段の他のステップの結果を利用する関係にある等の制約がない限り、順序を入れ替えてもよい。
 各実施形態、及び請求の範囲で使用する、第1、第2、乃至、第N(Nは整数)、の用語は、同種の2以上の構成や方法を区別するために使用しており、順序や優劣を限定するものではない。
 各実施形態は、車両に搭載される装置を前提としているが、本開示の装置は、請求の範囲で特に限定する場合を除き、車両用以外の専用又は汎用の装置も含むものである。
 各実施形態では、各実施形態に開示の装置を車両に搭載する前提で説明したが、歩行者が所持する前提としてもよい。
 また、本開示の装置の形態の例として、以下のものが挙げられる。
 部品の形態として、半導体素子、半導体回路、電子回路、モジュール、マイクロコンピュータが挙げられる。
 半完成品の形態として、電子制御装置(ECU(Electric Control Unit))、電子制御ユニット、システムボードが挙げられる。
 完成品の形態として、携帯電話、スマートフォン、モバイルルータ、タブレット、パーソナルコンピュータ(PC)、ワークステーション、サーバが挙げられる。
 その他、通信機能を有するデバイス等を含み、例えばビデオカメラ、スチルカメラ、カーナビゲーションシステムが挙げられる。
 また装置に、アンテナや通信用インターフェースなど、必要な機能を追加してもよい。
 本開示の装置は、各種サービスの提供を目的とするために用いられることが想定される。かかるサービスの提供に伴い、本開示の装置が使用され、本開示の方法が使用され、又は/及び本開示のプログラムが実行されることになる。
 加えて、本開示は、各実施形態で説明した構成及び機能を有する専用のハードウェアで実現できるだけでなく、メモリやハードディスク等の記録媒体に記録した本開示を実現するためのプログラム、及びこれを実行可能な専用又は汎用CPU及びメモリ等を有する汎用のハードウェアとの組み合わせとしても実現できる。
 本開示の装置のためのプログラムであって、専用や汎用のハードウェアの非遷移的実体的記録媒体(例えば、外部記憶装置(ハードディスク、USBメモリ、CD/BD等)、又は内部記憶装置(RAM、ROM等))に格納されるプログラムは、記録媒体を介して、あるいは記録媒体を介さずにサーバから通信回線を経由して、専用又は汎用のハードウェアに提供することもできる。これにより、プログラムのアップグレードを通じて常に最新の機能を提供することができる。
 本開示のパケット送信装置は、複数の通信回線を使用して通信を行うパケット送信装置として、車両の駐車中及び走行中の通信、船舶や航空機等での通信、又は固定設備で大量のデータを扱う通信等、幅広く適用可能である。

Claims (10)

  1.  第1の通信回線、及び前記第1の通信回線より通信が可能な領域である通信可能領域が狭い第2の通信回線を用いてパケット受信装置(20)へデータパケットを送信するパケット送信装置(10)であって、
     前記データパケットを格納するパケット格納部(101)と、
     前記第2の通信回線の通信状態を判断する通信状態判断部(102)と、
     前記通信状態判断部の判断に基づき、前記第1の通信回線又は前記第2の通信回線のいずれか一方を主通信回線、他方を副通信回線に設定する主副回線設定部(103)と、
     前記データパケットから、帯域制限処理を施さない主データパケット及び帯域制限処理を施した副データパケットを生成する送信用パケット生成部(104)と、
     前記主データパケットを前記主通信回線で、前記副データパケットを前記副通信回線で送信することを指示する送信指示部(105)と、
     前記送信指示部の指示に基づき、前記第1の通信回線を用いて前記主データパケット又は前記副データパケットを送信する第1の通信部(106)、並びに前記第2の通信回線を用いて前記副データパケット又は前記主データパケットを送信する第2の通信部(107)と、を有する、
     パケット送信装置。
  2.  前記通信状態判断部は、前記主データパケット又は前記副データパケットを受信した前記パケット受信装置から送信された確認応答に基づき、前記第2の通信回線の通信状態を判断する、
     請求項1記載のパケット送信装置。
  3.  前記通信状態判断部は、前記主データパケットを送信してから所定時間経過するまでに前記確認応答を受信しなかった場合に通信状態が不良と判断する、
     請求項2記載のパケット送信装置。
  4.  前記帯域制限処理は、前記データパケットをパケット単位で間引く処理であるポリシング処理である、
     請求項1に記載のパケット送信装置。
  5.  前記ポリシング処理は、前記第2の通信回線が前記副通信回線の場合は、前記第1の通信回線が前記副通信回線の場合に比べて、間引く程度が大きい、
     請求項4記載のパケット送信装置。
  6.  前記通信状態判断部が、前記第2の通信回線の通信状態が不良と判断した場合、
     前記送信指示部は、前記第1の通信部に対し、前記第2の通信部から送信したにもかかわらず前記確認応答を受信していない前記データパケットを送信することを指示する、
     請求項3記載のパケット送信装置。
  7.  前記通信状態判断部が、前記第2の通信回線の通信状態が不良と判断した場合、
     前記送信指示部は、前記第1の通信部に対し、前記第2の通信部から送信したにもかかわらず前記確認応答を受信しておらず、かつ前記第1の通信部から過去に送信していない前記データパケットを送信することを指示する、
     請求項3記載のパケット送信装置。
  8.  当該パケット送信装置は、移動体に搭載されている、
     請求項1~7いずれかに記載のパケット送信装置。
  9.  第1の通信回線、及び前記第1の通信回線より通信が可能な領域である通信可能領域が狭い第2の通信回線を用いてパケット受信装置(20)へデータパケットを送信するパケット送信装置(10)で実行するパケット送信方法であって、
     前記第2の通信回線の通信状態を判断し(S101)、
     前記通信状態の判断に基づき、前記第1の通信回線又は前記第2の通信回線のいずれか一方を主通信回線、他方を副通信回線に設定し(S102)、
     パケット格納部(101)に格納された前記データパケットから、帯域制限処理を施さない主データパケット及び帯域制限処理を施した副データパケットを生成し(S103)、
     前記主データパケットを前記主通信回線で、前記副データパケットを前記副通信回線で送信することを指示し(S104)、
     前記指示に基づき、前記第1の通信回線を用いて前記主データパケット又は前記副データパケットを送信するとともに、前記第2の通信回線を用いて前記副データパケット又は前記主データパケットを送信する(S105)、
     パケット送信方法。
  10.  第1の通信回線、及び前記第1の通信回線より通信が可能な領域である通信可能領域が狭い第2の通信回線を用いてパケット受信装置(20)へデータパケットを送信するパケット送信装置(10)で実行可能なパケット送信プログラムであって、
     前記第2の通信回線の通信状態を判断し(S101)、
     前記通信状態の判断に基づき、前記第1の通信回線又は前記第2の通信回線のいずれか一方を主通信回線、他方を副通信回線に設定し(S102)、
     パケット格納部(101)に格納された前記データパケットから、帯域制限処理を施さない主データパケット及び帯域制限処理を施した副データパケットを生成し(S103)、
     前記主データパケットを前記主通信回線で、前記副データパケットを前記副通信回線で送信することを指示し(S104)、
     前記指示に基づき、前記第1の通信回線を用いて前記主データパケット又は前記副データパケットを送信するとともに、前記第2の通信回線を用いて前記副データパケット又は前記主データパケットを送信する(S105)、
     パケット送信プログラム。
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