JP3782654B2 - 移動体通信装置、移動体通信システム、及び移動体通信方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両（列車）などの移動体との間で情報などの通信を行う移動体通信装置、移動体通信システム、及び移動体通信方法に関する。特には、インターネットなどの通信ネットワークを利用し、利用者が通信の伝送方式を意識することなく列車などの移動体との間で情報などの通信を行うことができる移動体通信装置、移動体通信システム、及び移動体通信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複数のコンピュータを通信回線などによって接続し、データやプログラムなどを複数のコンピュータ同士で蓄積交換したり、データなどを共有するコンピュータ・ネットワーク（以下、単に「ネットワーク」とも言う）が構築されている。
【０００３】
このようなネットワークの方式としては、所定の通信プロトコルなどに準拠すれば、原則として自由にコンピュータの接続ができるオープン型ネットワーク方式と、ネットワークをホスト・コンピュータなどで管理し、接続されるコンピュータなどの端末装置に一定のセキュリティなどの制限を設けて、管理外のコンピュータ・ノードをネットワークに接続させないようにするクローズ型ネットワーク方式がある。
【０００４】
上述のオープン型ネットワーク方式の代表的なものとして、インターネットがある。このインターネットにおいては、通信プロトコルにＴＣＰ（Transfer Control Protocol）／ＩＰ（Internet Protocol）が採用されており、原則としてこの通信プロトコルを遵守したコンピュータであればネットワークに接続することができる。
【０００５】
近年において、インターネットのような自由なネットワーク環境を背景に、ＷＷＷ（World Wide Web）などのマルチメディア環境が整備されてきた。特に、最近では、このインターネットを利用した通信サービスが多く提案され運営されている。
【０００６】
このインターネットにおける通信サービスには、携帯電話などを利用した移動体通信サービスも存在している。
【０００７】
また、現在、鉄道において、列車内の乗務員や車上機器と地上の指令や通信装置との間の通信は、列車無線や乗務員無線、あるいは携帯電話を用いて音声通話やデータ通信を行っている。また、旅客は列車内から携帯電話や小型情報端末等を用い、インターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ：Internet Service Provider）などのアクセスポイントに個別に発呼してメールやＷｅｂ等のサービスを利用している。
【０００８】
また、その他に、駅で無線ＬＡＮ（Local area Network）や事業者用簡易無線などを用いたポイント伝送なども行われている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上述したような列車などの移動体から通信を行う場合、列車無線や携帯電話等の個々の伝送方式が、個々のアプリケーションごとにばらばらに用意されているため、指令、乗務員、旅客などの通信の利用者が利用する伝送方式を判断し、例えば、列車から携帯電話を利用する場合には、ＩＳＰのアクセスポイントに発呼して接続するなどの、意識的に通信の伝送路を確保しなければならなかった。
【００１０】
また、指令から列車の乗務員の携帯電話に電話をかける場合、乗務員の乗務している列車番号とその携帯電話の番号とを関連付けて知っておく必要があった。
【００１１】
また、移動体ＩＰ（Internet Protocol）通信においては、携帯電話や小型情報端末などでＩＳＰにＰＰＰ（Point to Point Protocol）で接続し続けてインターネットを利用することはできるが、逆に、地上から列車上に対してのアクセスができないという問題があった。
【００１２】
また、一旦接続が途絶すると、再接続の際にはＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）により端末のＩＰアドレスが変更されてしまうという問題があった。
【００１３】
さらに、「特定の列車中にある任意の通信システム」をホストとして指定したい場合、物理的に同じ列車が、運行スケジュールに応じて適宜列車番号を変えて走行するので、通常のＤＮＳ（Dynamic Name System）が使えないという問題があった。
【００１４】
従って、本発明の目的は、移動体との間の通信において、利用者が通信の伝送方式や通信状態を意識することなく、シームレスな通信を行うことができる移動体通信装置、移動体通信システム、及び移動体通信方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の移動体通信装置は、列車などの移動体に設けられる移動体通信装置であって、情報の入出力を行う通信端末に接続され、各通信端末を制御する１以上の通信制御手段と、通信の宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを対応させたＩＰテーブルや通信の伝送媒体の状態を示す状態テーブルを記憶するテーブル記憶手段と、外部から通信の要求があった場合、当該通信に最適な任意の数の伝送媒体を、テーブル記憶手段に記憶している状態テーブルに基づいて判断して決定する最適伝送媒体判断手段と、テーブル記憶手段に記憶されているＩＰテーブルに基づいて、宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを変換する名前変換手段と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
さらに、テーブル記憶手段に記憶されているＩＰテーブル及び状態テーブルを所定のタイミングで更新するテーブルメンテナンス手段を備えることができる。
【００１７】
また、上記課題を解決するため、本発明の第１の態様の移動体通信システムは、通信ネットワークを介して、列車などの移動体との通信を行う移動体通信システムであって、移動体内から情報の通信要求を行う端末や移動体業務装置などの通信要求装置と、移動体に設けられ、通信要求装置からの通信要求に応じて、最適な通信の伝送媒体を確保して情報の通信を行う移動体通信装置と、通信ネットワークに接続され、移動体通信装置との間で情報の送受信を行う地上通信装置と、地上通信装置で受信した情報を処理する地上業務装置とを有する地上通信サーバと、を備え、移動体通信装置は、通信の伝送媒体を制御する１以上の通信制御手段と、通信の宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを対応させたＩＰテーブルや通信の伝送媒体の状態を示す状態テーブルを記憶するテーブル記憶手段と、通信要求装置から通信の要求があった場合、当該通信に最適な任意の数の通信の伝送媒体を、テーブル記憶手段に記憶している状態テーブルに基づいて判断して決定する最適伝送媒体判断手段と、テーブル記憶手段に記憶されているＩＰテーブルに基づいて、宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを変換する名前変換手段と、を備え、地上通信装置は、通信の宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを対応させたホスト変換テーブルや通信の伝送媒体のＩＰアドレスや状態を示すＩＰアドレス・状態テーブルを記憶するテーブル記憶手段と、情報の通信要求を行う端末や前記地上業務装置から要求された通信に最適な任意の数の通信の伝送媒体を、テーブル記憶手段に記憶しているＩＰアドレス・状態テーブルに基づいて判断して決定する最適伝送媒体判断手段と、テーブル記憶手段に記憶されているホスト変換テーブルに基づいて、宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを変換する名前変換手段と、を備える、ことを特徴とする。
【００１８】
また、上記課題を解決するため、本発明の第２の態様の移動体通信システムは、通信ネットワークを介して、列車などの移動体との通信を行う移動体通信システムであって、第１の移動体から第２の移動体へ情報の通信要求を行う第１の業務処理装置と、第１の移動体に設けられ、第１の業務処理装置からの通信要求に応じて、最適な伝送媒体を確保して情報の通信を行う第１の移動体通信装置と、通信ネットワークに接続され、第１の移動体通信装置からの情報を受信する第１の地上通信装置と、第１の地上通信装置から情報を受け取って第２の移動体に情報を送信する第２の地上通信装置と、を有する地上通信サーバと、第２の移動体に設けられ、地上通信サーバの第２の地上通信装置から情報を受信する第２の移動体通信装置と、第２の移動体通信装置から情報を受け取って処理する第２の業務処理装置と、を備える、ことを特徴とする。
【００１９】
ここで、第１及び第２の移動体通信装置は、通信要求装置である情報の入出力を行う通信端末に接続され、各通信端末を制御する１以上の通信制御手段と、通信の宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを対応させたＩＰテーブルや通信の伝送媒体の状態を示す状態テーブルを記憶するテーブル記憶手段と、第１又は第２の業務処理装置から通信の要求があった場合、当該通信に最適な任意の数の伝送媒体を、テーブル記憶手段に記憶している状態テーブルに基づいて判断して決定する最適伝送媒体判断手段と、テーブル記憶手段に記憶されているＩＰテーブルに基づいて、宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを変換する名前変換手段と、を備え、第１及び第２の地上通信装置は、通信の宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを対応させたホスト変換テーブルや通信の伝送媒体のＩＰアドレスや状態を示すＩＰアドレス・状態テーブルを記憶するテーブル記憶手段と、第１の地上通信装置から要求された通信に最適な任意の数の伝送媒体を、テーブル記憶手段に記憶しているＩＰアドレス・状態テーブルに基づいて判断して決定する最適伝送媒体判断手段と、テーブル記憶手段に記憶されているホスト変換テーブルに基づいて、宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを変換する名前変換手段と、を備える、ことができる。
【００２０】
さらに、地上通信サーバは、第１の地上通信装置を第１の移動体通信装置に対応させ、第２の地上通信装置を第２の移動体通信装置に対応させて備える、ことができる。
【００２１】
さらに、移動体通信装置、第１及び第２の移動体通信装置、地上通信装置、及び第１及び第２の地上通信装置は、テーブル記憶手段に記憶されている各テーブルを所定のタイミングで更新するテーブルメンテナンス手段を備えるようにしてもよい。
【００２２】
さらに、通信ネットワークに接続され、列車番号などの論理番号や機能番号とホスト名を組み合わせた組ホスト名とその一般ＩＰアドレスを対応させた列番ＩＰ対応テーブルを有する列番ＩＰ管理サーバを備えることもできる。
【００２３】
ここで、通信ネットワークは、インターネット又はイントラネットにするとよい。
【００２４】
また、上記課題を解決するため、本発明の第１の態様の移動体通信方法は、通信ネットワークを介して、列車などの移動体との通信を行う移動体通信方法であって、移動体において、通信の宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを対応させたＩＰテーブルや通信の伝送媒体の状態を示す状態テーブルを記憶し、情報の送信要求に応じて、情報通信における伝送媒体を状態テーブルに基づいて確保し、確保した伝送媒体を介して、ＩＰテーブルのアドレス情報に基づいて情報の通信を行う、ことを特徴とする。
【００２５】
また、上記課題を解決するため、本発明の第２の態様の移動体通信方法は、通信ネットワークを介して、列車などの移動体間で通信を行う移動体通信方法であって、第１の移動体に、伝送媒体を自動的に確保して情報の送受信を行う第１の通信部を設け、第２の移動体に、伝送媒体を自動的に確保して情報の送受信を行う第２の通信部を設け、第１の移動体と第２の移動体の間に、情報の中継を行う地上通信サーバを設け、地上通信サーバ内に、第１の移動体の第１の通信部に対応する第１のサーバ側通信部と、第２の移動体の第２の通信部に対応する第２のサーバ側通信部とを設け、第１の移動体から第２の移動体への通信要求があった場合、第１の移動体の第１の通信部から地上通信サーバの第１のサーバ側通信部へ情報を送信し、地上通信サーバの第１のサーバ側通信部から第２のサーバ側通信部へ情報を渡し、地上通信サーバの第２のサーバ側通信部から第２の移動体の第２の通信部へ情報を送信する、ことを特徴とする。
【００２６】
ＩＰテーブルや伝送状態テーブルの利用により、移動体からの通信において、利用者が通信の伝送方式や通信状態を意識することなく、シームレスな通信を行うことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の移動体通信装置、移動体通信システム、及び移動体通信方法の実施の形態を説明する。ここで、本発明の移動体通信装置、移動体通信システム、及び移動体通信方法においては、インターネットやイントラネットなどの通信ネットワークを利用し、ユーザ側からの情報に基づいて、を提供する。
【００２８】
図１は、本発明の移動体通信装置を適用した移動体通信システムの一形態を示す図である。この移動体通信システムは、インターネットやイントラネットなどのコンピュータネットワークである通信ネットワーク８０と、移動体であるＡ列車２０ａ及びＢ列車２０ｂの各列車に設置され、Ａ列車車上通信プログラム及びＢ列車車上通信プログラムなどの車上通信プログラムを実行する移動体通信装置２２ａ、２２ｂと、移動体であるＡ列車２０ａ及びＢ列車２０ｂの各列車に設置され、旅行商品販売、車上機器制御やモニタリング、異常時情報収集と提供などを行うアプリケーションであるＡ列車車上業務プログラム及びＢ列車車上業務プログラムなどの車上業務プログラムを実行する移動体業務装置２１ａ、２１ｂと、各列車２０ａ、２０ｂの無線通信を行う列車無線システム３０と、列車無線システム３０と通信ネットワーク８０との間で情報の中継を行う列車無線中央局５０と、各列車２０ａ、２０ｂの列車内ＬＡＮとの無線通信を行う駅無線ＬＡＮ４１と、駅無線ＬＡＮ４１と通信ネットワーク８０との間で情報の中継を行う駅ネットワーク４０と、各列車２０ａ、２０ｂからの携帯電話やＰＨＳ（Personal Handy phone System）方式による通信を中継する基地局６０と、基地局６０と通信ネットワーク８０を接続する携帯電話網９０と、情報の蓄積交換や処理などを行うホスト７０と、各列車２０ａ、２０ｂで実行される車上業務プログラムや車上通信プログラムに対応する、Ａ列車地上業務プログラム１１ａ、Ｂ列車地上業務プログラム１１ｂ、Ａ列車地上通信プログラム１２ａ及びＢ列車地上通信プログラム１２ｂなどを実行して処理する地上通信サーバ１０と、を備えている。
【００２９】
ここで、１列車ごと（各Ａ列車２０ａ及びＢ列車２０ｂごと）に地上通信サーバ１０と各Ａ列車２０ａ及びＢ列車２０ｂ上にペアとなる通信プログラムが存在し、各列車上と地上通信サーバ１０との通信は、必ずこの通信プログラムのペアを介して行われる（以下、ペアとなる地上及び車上の通信プログラムをそれぞれ「地上通信プログラム」「車上通信プログラム」ともいう）。したがって、Ａ列車２０ａと地上通信サーバ１０との関係では、「Ａ列車地上通信プログラム１２ａ」と「Ａ列車車上通信プログラム（移動体通信装置２２ａで実行される）」がペアとなり、Ｂ列車２０ｂと地上通信サーバ１０との関係では、「Ｂ列車地上通信プログラム１２ｂ」と「Ｂ列車車上通信プログラム（移動体通信装置２２ｂで実行される）」がペアとなる。
【００３０】
また、通信ネットワーク８０は、インターネットやイントラネットを利用して構築することができる。この場合、インターネットの通信プロトコルに準拠した既存のアプリケーションやシステムを使用することができるので、低コストで本発明の移動体通信システムを実現することができる。
【００３１】
また、図１に示したように、走行している列車２０ａ、２０ｂと地上通信サーバ１０が通信を行う際には、通信の伝送方式として携帯電話や列車無線、乗務員無線、また駅に停車した時などにポイント的に利用する駅無線ＬＡＮ４１やＰＨＳなどが考えられる。それぞれの伝送方式には、鉄道沿線でほぼ連続的に利用できるタイプ、比較的広いカバーエリアであるが時として弱電波・不感地帯もあるタイプ、特定の場所でのみ利用可能なタイプなどがある。また単位時間で送ることのできるデータ量も伝送方式によって様々である。
【００３２】
図２は、図１に示した列車２０ａ、２０ｂなどの列車内に構築される列車内ネットワークシステムの一例を示す図である。図２において、列車内ネットワークシステムは、列車２０内で携帯電話２６、無線ＬＡＮ端末２７、列車無線端末２８などに接続され、車上通信プログラムを実行して各端末２６、２７、２８の伝送方式を提供する移動体通信装置２２と、移動体通信装置２２、メールサーバ機能を有するメールサーバ２４、インターネットなどに接続可能なＰＣ（Personal Computer）２５などを接続する列車内ＬＡＮ２３と、を備えている。
【００３３】
図２に示したように、１編成の列車２０内には全車両を通して列車内ＬＡＮ２３が構築され、メールサーバ２４や車両制御機器（図示せず）、旅客や乗務員が持ち込むＰＣ２５、及び通信プログラムサーバである移動体通信装置２２などが接続されており、１編成で１つのサブネットを構成している。ここで、利用出来る伝送方式としては、携帯電話、無線ＬＡＮ、列車無線などがある。
【００３４】
図３は、本発明の移動体通信システムの地上ネットワークの一例を示す図である。この地上ネットワークにおいては、インターネットやイントラネットの通信ネットワーク８０に、携帯電話２６の中継基地局となるアクセスポイント６１と、駅無線ＬＡＮ４１の中継システムとなる駅ネットワーク４０と、列車無線システム３０の中継基地局となる列車無線中央局５０と、各情報の処理を行うホスト７０と、列車のＩＰアドレスなどを管理する列番ＩＰ管理サーバ７１と、ＤＮＳサーバ７２と、地上通信サーバ１０が接続されている。
【００３５】
また、地上通信サーバ１０には、各列車毎に対応する地上通信プログラムを実行する地上通信装置１２が設けられている。
【００３６】
図３に示すように、列車２０上と地上ネットワークシステムが何らかの伝送媒体４０、５０、６１を選択して接続されると、走行列車の列車車上業務プログラムを実行する移動体業務装置と地上通信サーバ１０の列車地上業務プログラムを実行する地上業務装置との間のデータ通信は、必ず地上通信サーバ１０上の自列車に対応する地上通信プログラムを実行する地上通信装置及び走行列車内通信プログラムを実行する移動体通信装置２２を介して行われる。
【００３７】
また、図３中の点線は、列車番号１３Ｗの移動体業務装置（図示せず）が車上の移動体通信装置２２（図２）に伝送媒体（図３では携帯電話２６の場合を示す）を準備してもらい、地上通信サーバ１０のバーチャル列車１３Ｗの地上通信装置１２を介して目的のホスト７０とメッセージ交換などを行っていることを示している。
【００３８】
地上通信サーバ１０の地上業務装置で実行される業務プログラムからは、走行列車１３Ｗの移動体業務装置で実行される業務プログラムと通信したい場合、対応する地上通信サーバ１０にメッセージすればよく、バーチャルに走行列車内ネットワークが地上通信サーバ上に固定ＩＰネットワークとして存在しているように見える。走行列車２０の移動体通信装置２２（車上通信プログラム）からは、全てのメッセージ交換を地上通信装置１２（地上通信プログラム）とのみ行えばよい。
【００３９】
図４は、列車２０内及び地上通信サーバ１０内に設けられた、業務装置１１、２１及び通信装置１２、２２の一例を示す図である。図４において、列車２０内及び地上通信サーバ１０内に設けられた、移動体業務装置２１及び地上業務装置１１は、実行する列車車上業務プログラムや列車地上業務プログラム、メッセージなどを記憶するプログラム・メッセージＤＢ３１を備えている。
【００４０】
また、列車２０内及び地上通信サーバ１０内に設けられた、移動体通信装置２２及び地上通信装置１２は、各テーブルや通信環境情報を記憶するテーブル・通信環境情報ＤＢ３２と、各テーブルをメンテナンスするテーブルメンテナンス部３４と、アドレス変換を行う名前解決部３５と、列車の無線通信を制御する列車無線制御部３６と、無線ＬＡＮの通信を制御する無線ＬＡＮ制御部３７と、携帯電話の通信を制御する携帯電話制御部３８と、通信に最適な伝送媒体を判断して決定する最適伝送媒体判断部３３と、を備えている。
【００４１】
ここで、列車無線制御部３６は、列車に設けられている車上無線機を特定するための車上無線機ＩＤを記憶する車上無線機ＩＤ・ＤＢ３６ａを備えている。また、携帯電話制御部３８は、固定番号である地上電話番号と可変番号である車上電話番号とを記憶する電話番号ＤＢ３８ａを備えている。
【００４２】
ここで、地上通信サーバ１０内に設けられた地上通信装置２２においては、列車無線制御部３６、無線ＬＡＮ制御部３７及び携帯電話制御部３８を必ずしも備える必要はない。
【００４３】
ここで、移動体業務装置２１及び地上通信サーバ１０の地上業務装置１１で実行される業務プログラムは、アプリケーション、例えば、旅行商品販売、車上機器制御やモニタリング、異常時情報収集と提供などを実行するプログラムであり、列車２０内のコンピュータシステム及び地上通信サーバ１０のコンピュータシステムに存在している。任意のアプリケーションの実行のために、別の、例えば、他の列車やホストの業務プログラムとデータ通信を行いたい場合、通信プログラムに「通信の相手先、即時性、送信したいデータサイズ、通信の信頼性」などの希望と属性を依頼条件として伝える。ここで、通信の相手先は、「ホスト名」あるいは「ＵＲＬ（Uniform Resource locator）」などで指定する。
【００４４】
また、移動体通信装置２２で実行される列車車上通信プログラムは、自分の列車２０で利用可能な「回線容量、コスト、信頼性、プロトコル」などの伝送方式の特性とステータスを把握している。また通信環境として「現在の自分の位置、各伝送手段が利用できる場所」を知っている。これとほとんど同じ機能と情報を持った地上通信装置１２で実行される通信プログラムが、地上通信サーバ１０上にも存在する。
【００４５】
以下、通信装置で実行される通信プログラムの動作について説明する。発呼する側（地上、車上どちらからでも可能）の通信プログラムは、業務プログラムからの送信依頼を受け、その依頼条件と現在の伝送媒体のステータスから自律的に最適な伝送方式を選択する。そして、通信プログラムのサブ機能である各伝送媒体制御部３６〜３８へ回線の準備命令を出す。
【００４６】
ここで、伝送媒体制御部３６〜３８は、伝送方式ごとに１つずつ存在している。通信プログラムの判断によっては、通信に利用される回線が１種類だけ選択されるとは限らず、複数選択もあり得る。準備命令を受け取った伝送媒体制御部３６〜３８は、回線を接続すると準備完了（接続ができなかった場合は準備不可）を最適伝送媒体判断部３３へ通知する。
【００４７】
最適伝送媒体制御部３３は、回線の準備が出来次第業務プログラムへ準備完了（あるいは準備不可）を伝える。その後、業務プログラムからデータの送信が行われる。業務プログラムから送信完了を伝えられると、通信プログラムは、用意した回線を開放し、モニタ状態に移る。
【００４８】
通信装置１２、２２内には、伝送手段の特性とステータス情報などの通信環境情報と、ルーティングにおけるＩＰアドレス解決のための各テーブルを記憶するテーブル・通信環境情報ＤＢ３２を有する。テーブル・通信環境情報ＤＢ３２に記憶されているテーブルは、初期動作、あるいは１走行中の適当なタイミングで更新される必要があり、その処理を行うのがテーブルメンテナンス部３４である。
【００４９】
名前解決部３５は、ＩＰテーブルなどからホスト名とＩＰアドレスの対応を管理し、ＤＮＳサーバ７２のように動作する。以下に、地上通信サーバ１０と列車２０間でＩＰプロトコルを用いて通信を行う際に、パケットのルーティング及びＩＰアドレス解決のために必要なテーブルについて述べる。
【００５０】
図５は、通信装置２２（以下、「車上通信プログラム２２」ともいう）が持っているＩＰテーブルを示す。ここで、「車上限定ＩＰアドレス」とは、車上ネットワーク上のホストだけで利用するクローズしたＩＰアドレス体系であると定義する。また、「一般ＩＰアドレス」とは、車上、地上のどのホストにもオープンにされているＩＰアドレスであり、そのＩＰアドレスで一意にホストが決まるアドレスであると定義する。
【００５１】
また、「ホスト名（限定、一般）」とは、列車内ネットワーク上だけのクローズした環境で使われるホスト名が「限定」、この通信システムが利用される地上、車上のネットワークの中で一意に決まるホスト名が「一般」と定義する。
【００５２】
図６は、車上通信プログラム２２が持っている通信ポート状態テーブルを示す。車上通信プログラムは、通常のＤＮＳサーバ７２の代わりに、図５及び図６のようなテーブルをＤＢ３２に持っている。
【００５３】
図５により、地上あるいは他の列車のホスト７０の宛先アドレスが解る。ここで、地上一般ＩＰアドレスは、あまり変化しないと考えられるが、他列車一般ＩＰアドレスは、刻々と変化するため、何らかのタイミングでリフレッシュさせる必要がある。図６は、通信ポートの状態テーブルで、これにより各伝送方式の状態が把握できる。
【００５４】
図７は、通信装置１２（以下、「地上通信プログラム１２」ともいう）が持っているホスト変換テーブルを示す。図７において、「ホスト名（一般）」は、基本的に「列車番号-ホスト名（限定）」とする。
【００５５】
図８は、地上通信プログラム１２が持っているＩＰアドレス・状態テーブルを示す。また、図９は、列番ＩＰ管理サーバ７１の有する列番ＩＰ対応テーブルを示す。
【００５６】
図８の伝送方式ごとの「一般ＩＰアドレス」は、接続のたびにＤＨＣＰによって割り振られるため、リンクするたびにその値が変化する。
【００５７】
また、図９は、図７のホスト名（一般）及び一般ＩＰアドレスの一群を列番ＩＰ管理サーバ７１に登録することで作成される。
【００５８】
ここで、図９の列番IP対応テーブルとは、普通のＤＮＳサーバ７２のほかに必要な、一般ＩＰアドレスに関するテーブルである。これにより、走行列車内のネットワークが仮想的に固定ネットワークのように地上通信サーバ１０上にあるようなイメージとなる。この地上列番IP対応テーブルは、列番ＩＰ管理サーバ７１によって管理される。
【００５９】
図１０は、本発明の移動体通信システムの動作を示すフローチャートである。また、図１１は、図１０に示したステップ１００１の処理を示すフローチャートである。以下、本発明の移動体通信システムの動作について説明する。
【００６０】
先ず初期動作（ステップ１００１）について説明する。図１〜図１１において、Ａ列車２０ａの運転士等は、Ａ列車２０ａが出庫する前に、携帯電話の番号や列車番号を車上通信プログラム２２ａに登録する（ステップ１１０１）。
【００６１】
Ａ列車２０ａが出庫し、通信可能な地点に到着した時、Ａ列車車上通信プログラム２２ａは、「接続先情報（電話番号、列車無線中央局機器ＩＤ）」を車上無線機ＤＢ３６ａ及び電話番号ＤＢ３８ａに登録し、図５に示した「ＩＰテーブル」、「接続元情報（Ａ列車の列車番号、Ａ列車の携帯電話番号、Ａ列車の無線機ＩＤ）」などの通信設定情報を地上通信サーバ１０のＡ列車地上通信プログラム１２ａに送る（ステップ１１０２）。地上−車上間通信は、この通信プログラムのペア２２ａ、１２ａどうしで行う。地上通信サーバ１０には、各列車毎に対応した地上通信プログラム１２が存在し、仮想的に地上通信サーバ１０に走行列車内の固定ネットワークが存在するかのようになる（図３参照）。
【００６２】
ペアの地上通信サーバ１０にあるＡ列車地上通信プログラム１２ａは、接続先情報（Ａ列車の列車番号、Ａ列車の携帯電話番号、Ａ列車の無線機ＩＤ）を持っている。また、Ａ列車上通信プログラム２２ａ（走行列車２０ａ）は、ＧＰＳ（Global Positioning system）などの車内機器（図示せず）から位置情報を入手する。また、利用できる回線（伝送方式）の属性、例えば、伝送容量、利用できる場所、信頼性、コスト等を保持している。
【００６３】
この初期動作（ステップ１００１）が終了すると、移動体通信装置２２（Ａ列車車上通信プログラム２２ａ）は、待機状態となる（ステップ１００２）。
【００６４】
次に、移動体通信装置２２（Ａ列車車上通信プログラム２２ａ）の待機状態からリンクセットアップ（伝送方式の選択）及びデータ送信（ステップ１００２〜ステップ１００４）までの処理について説明する。
【００６５】
先ず、移動体業務装置２１（Ａ列車車上業務プログラム２１ａ）から地上通信サーバ１０の地上業務装置１１（Ａ列車地上業務プログラム１１ａ）にデータを送信する場合について説明する。
【００６６】
図１２は、移動体業務装置２１（Ａ列車車上業務プログラム２１ａ）から地上通信サーバ１０の地上業務装置１１（Ａ列車地上業務プログラム１１ａ）にデータを送信する場合のフローチャートである。なお、地上ネットワーク内だけでクローズした通信は、従来のインターネット通信と変わりない。
【００６７】
図１〜図１２において、Ａ列車車上業務プログラム２１ａが業務プログラムデータを送信したい場合、送信条件の設定を行い（ステップ１２０１）、Ａ列車車上通信プログラム２２ａに送信依頼条件を伝える（ステップ１２０２）。
【００６８】
これにより、Ａ列車車上通信プログラム２２ａは、待機状態（ステップ１００２）から稼動状態になり、Ａ列車車上業務プログラム２１ａとのリンクを確立後、通信ポート状態テーブル（図６）を参照して伝送方式の状態を確認する（ステップ１２０３）。
【００６９】
その時点で何れかの伝送方式のステータスが確保されていた場合には、その伝送方式を利用するかどうか依頼条件から判断する（ステップ１２０４）。
【００７０】
既に確保されている伝送方式を利用しない、または伝送方式が確保されていない場合（ステップ１２０４）には、Ａ列車車上通信プログラム２２ａは、Ａ列車車上業務プログラム２１ａの希望に適した伝送方式を判断して確保する（ステップ１２０５）。
【００７１】
利用する伝送方式が確保されたら（ステップ１２０４、ステップ１２０５）、Ａ列車車上通信プログラム２２ａは、Ａ列車車上業務プログラム２１ａに準備完了（送信準備ＯＫ）を返す。これにより、Ａ列車車上通信プログラム２２ａから準備完了をもらったＡ列車車上業務プログラム２１ａは、宛先となるＡ列車地上業務プログラム１１ａとのデータ通信が行えるようになり、以下の送信処理（ステップ１２０６）が行われる。
【００７２】
この送信処理（ステップ１２０６）においては、先ず、Ａ列車車上業務プログラム２１ａは、Ａ列車車上通信プログラム２２ａに対して、割り当てられたＡ列車地上業務プログラム１１ａの宛先アドレスを問い合わせる。Ａ列車車上業務プログラム２１ａは、Ａ列車車上通信プログラム２２ａからＡ列車地上業務プログラム１１ａの宛先アドレスを入手すると、この宛先アドレスによって、Ａ列車地上業務プログラム１１ａへデータの送信を行うことができる。
【００７３】
Ａ列車車上通信プログラム２２ａは、Ａ列車車上業務プログラム２１ａからのデータを受信すると、宛先アドレスに基づいて、Ａ列車地上業務プログラム１１ａへデータの送信を行う（ステップ１２０７）。
【００７４】
データ送信が正常に完了したら、Ａ列車車上通信プログラム２２ａは、Ａ列車車上業務プログラム２１ａに送信終了を通知する（ステップ１２０８）。このとき、送信方式の断などによってデータ送信が正常に完了しなかった場合には（ステップ１２０７）、ステップ１２０５の伝送方式の確立から再び処理を繰り返すとよい。
【００７５】
Ａ列車車上業務プログラム２１ａは、全ての送信データの処理が終了したら（ステップ１２０９）、送信終了の通知をＡ列車車上通信プログラム２２ａに送る（ステップ１２１０）。
【００７６】
Ａ列車車上通信プログラム２２ａは、Ａ列車車上業務プログラム２１ａから送信終了の通知を受け取ると、Ａ列車車上業務プログラム２１ａとのリンクを切断し、待機状態に戻る（ステップ１００２）。
【００７７】
以上のようにして、Ａ列車車上業務プログラム２１ａからＡ列車地上業務プログラム１１ａへのデータ送信が行われる。
【００７８】
次に、地上業務プログラム１１から車上業務プログラム２１にデータ送信する場合について説明する。この場合の処理を示すフローチャートは、上述した図１２と同様の内容となる。
【００７９】
即ち、地上業務プログラム１１から車上業務プログラム２１への送信要求が発生すると、地上通信プログラム１２に依頼条件を伝える（ステップ１２０１、１２０２）。地上通信プログラム１２は、待機状態（ステップ１００２）から稼動状態に移行し、ＩＰテーブル（図５）を参照し、その時点で伝送方式のステータスが確保されていた場合は、それを利用するかどうか判断する（ステップ１２０３、１２０４）。
【００８０】
その伝送方式を利用しない、または伝送方式が確保されていない場合（ステップ１２０４）、地上通信プログラム１２は、地上業務プログラム１１の希望に適した伝送方式を判断して確保し、地上業務プログラムに準備完了を返す（ステップ１２０５）。
【００８１】
地上通信プログラム１２から準備完了をもらった地上業務プログラム１１は、宛先となる車上業務プログラム２１とのデータ通信が行えるようになる（ステップ１２０６〜１２１１）。
【００８２】
次に、車上業務プログラム２１から別の車上業務プログラム２１（例えば、Ａ列車車上業務プログラム２１ａからＢ列車車上業務プログラム２１ｂ）にデータ送信をする場合について説明する。
【００８３】
図１３は、Ａ列車車上業務プログラム２１ａからＢ列車車上業務プログラム２１ｂへデータ送信を示す図である。
【００８４】
図１３に示すように、仮想的な走行列車ネットワークが地上通信サーバ１０上にあるため、本発明によって、従来技術では困難であった列車間通信が可能となった。Ａ列車２０ａ内からＢ列車２０ｂ内に通信を行う場合は、図１３のようなデータの流れとなる。このとき、リンクセットアップの動作は、上述した車上業務プログラム２１から地上業務プログラム１１にデータ送信をする場合と同じになる。
【００８５】
なお、本発明の移動体通信システムによるデータ送信を終了するときは、各プログラムの停止などの最終処理を行って終了する（ステップ１００５）。これは、走行列車が列番の変更を行う時（終点到着時、列車分割/併合時）や、乗務員が携帯電話を持って降車した時などのタイミングで行われる。この最終処理（ステップ１００５）では、車上及び地上にいる両通信プログラムが持つＩＰテーブルの書き換えや初期化が行われる。
【００８６】
次に、データ伝送の詳細について説明する。ここでは、地上業務プログラム１１と車上業務プログラム２１が通信可能となった後の、ＩＰパケットの流れと、ホスト名、ＩＰアドレスの変換動作についての詳細を述べる。
【００８７】
図１４は、車上業務プログラム２１から地上業務プログラム１１へのホスト名とＩＰアドレスの変換動作を示す図である。図１４において、先ず、車上業務プログラム２１は、目的の地上業務プログラム１１（図１４においては、travel01）のＩＰアドレスを車上通信プログラム２２の名前解決部３５に問い合わせ、名前解決部３５から通知されたＩＰアドレス（192.244.165.3）を宛先にセットする。また、送信元アドレスとして自分（mail）のアドレス（車上で使っている限定ＩＰアドレス（192.168.0.2））をセットし、車上通信プログラム２２に送信依頼する。
【００８８】
次に、送信データを受け取った車上通信プログラム２２は、図５のＩＰテーブルから、送信元である車上業務プログラム２１（mail）のＩＰアドレス（192.168.0.2）を一般ＩＰアドレス（202.1.0.2）に変換する。また、ヘッダの宛先を地上通信プログラム１２の一般ＩＰアドレス（192.244.165.4）、送信元を車上通信プログラム２２の一般ＩＰアドレス（202.1.1.1）として、その真の宛先（travel01）と送信元（mail）のヘッダをカプセル化し、送信する。
このデータを受け取った地上通信プログラム１２は、カプセル化されていた真の宛先と送信元ヘッダのＩＰパケットを取りだし、宛先の地上業務プログラム１１（travel01）に向けて送信する。
【００８９】
図１５は、地上から車上へのホスト名とＩＰアドレス変換動作を示す図である。図１５において、先ず、地上業務プログラム１１は、目的の車上業務プログラム２１（図１５においては1A-mail）の一般ＩＰアドレスを図９の列番ＩＰ対応テーブルから参照し、そのアドレス（202.1.0.2）を宛先にセットする。また、送信元アドレスとして自分（travel01）の一般ＩＰアドレス（192.244.165.3）をセットし、地上通信プログラム１２に送信する。
【００９０】
送信データを受け取った地上通信プログラム１２は、図８の伝送方式ＩＰアドレス及び状態テーブルから、ヘッダの宛先を利用する伝送方式の一般ＩＰアドレス（202.1.1.1）とし、送信元を地上通信プログラム１２の一般ＩＰアドレス（192.244.165.4）として、その真の宛先（mail）と送信元（travel01）のヘッダをカプセル化し、送信する。
【００９１】
そして、データを受け取った車上通信プログラム１２は、カプセル化されていた真の宛先（mail）と送信元（travel01）のヘッダのＩＰパケットを取りだし、図５のＩＰテーブルから宛先車上業務プログラム（mail）の一般ＩＰアドレス（202.1.0.2）を限定IPアドレス（192.168.0.2）に変換して送信する。
【００９２】
図１６は、車上から車上へのホスト名とＩＰアドレスの変換動作を示す図である。図１６に示すように、車上から車上へのホスト名とＩＰアドレスの変換動作は、上述した図１４及び図１５の変換動作の組み合わせとなる。
【００９３】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明の移動体通信装置、移動体通信システム、及び移動体通信方法によれば、複数の伝送方式が利用できる場合、通信装置が最適な伝送方式を選択して提供するため、移動体通信システムがアプリケーションプログラムや送受信メッセージの性質を自律的に判断し、最適な伝送方式をを確保することができるようになった。
【００９４】
また、列車番号−ＩＰ対応テーブルやＩＰアドレスの自動ルーティングにより、移動体ＩＰルーティングとして提案されている既存の技術（ＤＮＳ、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰなど）では解決できないＩＰルーティングを、独自のテーブル管理によって解決できるようになった。さらに、鉄道における、同一車両での列車番号の変化に伴うホスト名の指定にも対応できるようになった。
【００９５】
即ち、本発明の移動体通信装置、移動体通信システム、及び移動体通信方法によれば、利用者やアプリケーションに伝送方式の種類やステータスを意識させずに、列車−地上間のデータ通信に関する全ての準備、提供、管理を代行することができるようになった。
【００９６】
したがって、本発明の移動体通信装置、移動体通信システム、及び移動体通信方法によれば、利用者は伝送方式が何であるか、その利用可能状態はどうであるのかを一切気にする必要がなくなり、シームレスな通信サービスを利用できるようになった。また、アプリケーションと伝送方式とが分離され、１つの伝送方式が利用できなくても、他の伝送方式によって目的を達することができるようになった。さらに、地上から列車へ向けたＩＰパケットの伝送は、既存の方式を変える必要がなく、また、地上−地上間の通信だけを行っているシステムを変更することがない。このため、今までは困難であった移動体間の通信を、容易に実現することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の移動体通信システムの一例を示す図である。
【図２】移動体における通信システムの一例を示す図である。
【図３】地上通信システムの一例を示す図である。
【図４】通信装置及び業務装置の一例を示す図である。
【図５】ＩＰテーブルの一例を示す図である。
【図６】通信ポート状態テーブルの一例を示す図である。
【図７】ホスト変換テーブルの一例を示す図である。
【図８】ＩＰアドレス・状態テーブルの一例を示す図である。
【図９】列番ＩＰ対応テーブルの一例を示す図である。
【図１０】本発明の移動体通信システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の移動体通信システムの初期動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の移動体通信システムのデータ送信の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１３】列車間通信の動作概念を示す図である。
【図１４】ＩＰアドレス変換の一例を示す図である。
【図１５】ＩＰアドレス変換の一例を示す図である。
【図１６】ＩＰアドレス変換の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 地上通信サーバ
１１、２１ 業務装置
１１ａ、１１ｂ 地上業務装置（地上業務プログラム）
２１ａ、２１ｂ 移動体業務装置（移動体業務プログラム）
１２、１２ａ、１２ｂ 地上通信装置（地上通信プログラム）
２０ 列車
２０ａ Ａ列車
２０ｂ Ｂ列車
２２、２２ａ、２２ｂ 移動体通信装置（車上通信プログラム）
２３ 列車内ＬＡＮ
２４ メールサーバ
２５ ＰＣ
２６ 携帯電話
２７ 無線ＬＡＮ
２８ 列車無線
３０ 列車無線システム
３１ プログラム・メッセージＤＢ
３２ テーブル・通信環境情報ＤＢ
３３ 最適伝送媒体判断部
３４ テーブルメンテナンス部
３５ 名前解決部
３６ 列車無線制御部
３６ａ 車上無線機ＩＤ・ＤＢ
３７ 無線ＬＡＮ制御部
３８ 携帯電話制御部
３８ａ 電話番号ＤＢ
４０ 駅ネットワーク
４１ 駅無線ＬＡＮ
５０ 列車無線中央局
６０ 基地局
６１ アクセスポイント
７０ ホスト
７１ 列番ＩＰ管理サーバ
７２ ＤＮＳサーバ
８０ 通信ネットワーク
９０ 携帯電話網
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両（列車）などの移動体との間で情報などの通信を行う移動体通信装置、移動体通信システム、及び移動体通信方法に関する。特には、インターネットなどの通信ネットワークを利用し、利用者が通信の伝送方式を意識することなく列車などの移動体との間で情報などの通信を行うことができる移動体通信装置、移動体通信システム、及び移動体通信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複数のコンピュータを通信回線などによって接続し、データやプログラムなどを複数のコンピュータ同士で蓄積交換したり、データなどを共有するコンピュータ・ネットワーク（以下、単に「ネットワーク」とも言う）が構築されている。
【０００３】
このようなネットワークの方式としては、所定の通信プロトコルなどに準拠すれば、原則として自由にコンピュータの接続ができるオープン型ネットワーク方式と、ネットワークをホスト・コンピュータなどで管理し、接続されるコンピュータなどの端末装置に一定のセキュリティなどの制限を設けて、管理外のコンピュータ・ノードをネットワークに接続させないようにするクローズ型ネットワーク方式がある。
【０００４】
上述のオープン型ネットワーク方式の代表的なものとして、インターネットがある。このインターネットにおいては、通信プロトコルにＴＣＰ（Transfer Control Protocol）／ＩＰ（Internet Protocol）が採用されており、原則としてこの通信プロトコルを遵守したコンピュータであればネットワークに接続することができる。
【０００５】
近年において、インターネットのような自由なネットワーク環境を背景に、ＷＷＷ（World Wide Web）などのマルチメディア環境が整備されてきた。特に、最近では、このインターネットを利用した通信サービスが多く提案され運営されている。
【０００６】
このインターネットにおける通信サービスには、携帯電話などを利用した移動体通信サービスも存在している。
【０００７】
また、現在、鉄道において、列車内の乗務員や車上機器と地上の指令や通信装置との間の通信は、列車無線や乗務員無線、あるいは携帯電話を用いて音声通話やデータ通信を行っている。また、旅客は列車内から携帯電話や小型情報端末等を用い、インターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ：Internet Service Provider）などのアクセスポイントに個別に発呼してメールやＷｅｂ等のサービスを利用している。
【０００８】
また、その他に、駅で無線ＬＡＮ（Local area Network）や事業者用簡易無線などを用いたポイント伝送なども行われている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、上述したような列車などの移動体から通信を行う場合、列車無線や携帯電話等の個々の伝送方式が、個々のアプリケーションごとにばらばらに用意されているため、指令、乗務員、旅客などの通信の利用者が利用する伝送方式を判断し、例えば、列車から携帯電話を利用する場合には、ＩＳＰのアクセスポイントに発呼して接続するなどの、意識的に通信の伝送路を確保しなければならなかった。
【００１０】
また、指令から列車の乗務員の携帯電話に電話をかける場合、乗務員の乗務している列車番号とその携帯電話の番号とを関連付けて知っておく必要があった。
【００１１】
また、移動体ＩＰ（Internet Protocol）通信においては、携帯電話や小型情報端末などでＩＳＰにＰＰＰ（Point to Point Protocol）で接続し続けてインターネットを利用することはできるが、逆に、地上から列車上に対してのアクセスができないという問題があった。
【００１２】
また、一旦接続が途絶すると、再接続の際にはＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）により端末のＩＰアドレスが変更されてしまうという問題があった。
【００１３】
さらに、「特定の列車中にある任意の通信システム」をホストとして指定したい場合、物理的に同じ列車が、運行スケジュールに応じて適宜列車番号を変えて走行するので、通常のＤＮＳ（Dynamic Name System）が使えないという問題があった。
【００１４】
従って、本発明の目的は、移動体との間の通信において、利用者が通信の伝送方式や通信状態を意識することなく、シームレスな通信を行うことができる移動体通信装置、移動体通信システム、及び移動体通信方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の移動体通信装置は、列車などの移動体に設けられる移動体通信装置であって、情報の入出力を行う通信端末に接続され、各通信端末を制御する１以上の通信制御手段と、通信の宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを対応させたＩＰテーブルや通信の伝送媒体の状態を示す状態テーブルを記憶するテーブル記憶手段と、外部から通信の要求があった場合、当該通信に最適な任意の数の伝送媒体を、テーブル記憶手段に記憶している状態テーブルに基づいて判断して決定する最適伝送媒体判断手段と、テーブル記憶手段に記憶されているＩＰテーブルに基づいて、宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを変換する名前変換手段と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
さらに、テーブル記憶手段に記憶されているＩＰテーブル及び状態テーブルを所定のタイミングで更新するテーブルメンテナンス手段を備えることができる。
【００１７】
また、上記課題を解決するため、本発明の第１の態様の移動体通信システムは、通信ネットワークを介して、列車などの移動体との通信を行う移動体通信システムであって、移動体内から情報の通信要求を行う端末や移動体業務装置などの通信要求装置と、移動体に設けられ、通信要求装置からの通信要求に応じて、最適な通信の伝送媒体を確保して情報の通信を行う移動体通信装置と、通信ネットワークに接続され、移動体通信装置との間で情報の送受信を行う地上通信装置と、地上通信装置で受信した情報を処理する地上業務装置とを有する地上通信サーバと、を備え、移動体通信装置は、通信の伝送媒体を制御する１以上の通信制御手段と、通信の宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを対応させたＩＰテーブルや通信の伝送媒体の状態を示す状態テーブルを記憶するテーブル記憶手段と、通信要求装置から通信の要求があった場合、当該通信に最適な任意の数の通信の伝送媒体を、テーブル記憶手段に記憶している状態テーブルに基づいて判断して決定する最適伝送媒体判断手段と、テーブル記憶手段に記憶されているＩＰテーブルに基づいて、宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを変換する名前変換手段と、を備え、地上通信装置は、通信の宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを対応させたホスト変換テーブルや通信の伝送媒体のＩＰアドレスや状態を示すＩＰアドレス・状態テーブルを記憶するテーブル記憶手段と、情報の通信要求を行う端末や前記地上業務装置から要求された通信に最適な任意の数の通信の伝送媒体を、テーブル記憶手段に記憶しているＩＰアドレス・状態テーブルに基づいて判断して決定する最適伝送媒体判断手段と、テーブル記憶手段に記憶されているホスト変換テーブルに基づいて、宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを変換する名前変換手段と、を備える、ことを特徴とする。
【００１８】
また、上記課題を解決するため、本発明の第２の態様の移動体通信システムは、通信ネットワークを介して、列車などの移動体との通信を行う移動体通信システムであって、第１の移動体から第２の移動体へ情報の通信要求を行う第１の業務処理装置と、第１の移動体に設けられ、第１の業務処理装置からの通信要求に応じて、最適な伝送媒体を確保して情報の通信を行う第１の移動体通信装置と、通信ネットワークに接続され、第１の移動体通信装置からの情報を受信する第１の地上通信装置と、第１の地上通信装置から情報を受け取って第２の移動体に情報を送信する第２の地上通信装置と、を有する地上通信サーバと、第２の移動体に設けられ、地上通信サーバの第２の地上通信装置から情報を受信する第２の移動体通信装置と、第２の移動体通信装置から情報を受け取って処理する第２の業務処理装置と、を備える、ことを特徴とする。
【００１９】
ここで、第１及び第２の移動体通信装置は、通信要求装置である情報の入出力を行う通信端末に接続され、各通信端末を制御する１以上の通信制御手段と、通信の宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを対応させたＩＰテーブルや通信の伝送媒体の状態を示す状態テーブルを記憶するテーブル記憶手段と、第１又は第２の業務処理装置から通信の要求があった場合、当該通信に最適な任意の数の伝送媒体を、テーブル記憶手段に記憶している状態テーブルに基づいて判断して決定する最適伝送媒体判断手段と、テーブル記憶手段に記憶されているＩＰテーブルに基づいて、宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを変換する名前変換手段と、を備え、第１及び第２の地上通信装置は、通信の宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを対応させたホスト変換テーブルや通信の伝送媒体のＩＰアドレスや状態を示すＩＰアドレス・状態テーブルを記憶するテーブル記憶手段と、第１の地上通信装置から要求された通信に最適な任意の数の伝送媒体を、テーブル記憶手段に記憶しているＩＰアドレス・状態テーブルに基づいて判断して決定する最適伝送媒体判断手段と、テーブル記憶手段に記憶されているホスト変換テーブルに基づいて、宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを変換する名前変換手段と、を備える、ことができる。
【００２０】
さらに、地上通信サーバは、第１の地上通信装置を第１の移動体通信装置に対応させ、第２の地上通信装置を第２の移動体通信装置に対応させて備える、ことができる。
【００２１】
さらに、移動体通信装置、第１及び第２の移動体通信装置、地上通信装置、及び第１及び第２の地上通信装置は、テーブル記憶手段に記憶されている各テーブルを所定のタイミングで更新するテーブルメンテナンス手段を備えるようにしてもよい。
【００２２】
さらに、通信ネットワークに接続され、列車番号などの論理番号や機能番号とホスト名を組み合わせた組ホスト名とその一般ＩＰアドレスを対応させた列番ＩＰ対応テーブルを有する列番ＩＰ管理サーバを備えることもできる。
【００２３】
ここで、通信ネットワークは、インターネット又はイントラネットにするとよい。
【００２４】
また、上記課題を解決するため、本発明の第１の態様の移動体通信方法は、通信ネットワークを介して、列車などの移動体との通信を行う移動体通信方法であって、移動体において、通信の宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを対応させたＩＰテーブルや通信の伝送媒体の状態を示す状態テーブルを記憶し、情報の送信要求に応じて、情報通信における伝送媒体を状態テーブルに基づいて確保し、確保した伝送媒体を介して、ＩＰテーブルのアドレス情報に基づいて情報の通信を行う、ことを特徴とする。
【００２５】
また、上記課題を解決するため、本発明の第２の態様の移動体通信方法は、通信ネットワークを介して、列車などの移動体間で通信を行う移動体通信方法であって、第１の移動体に、伝送媒体を自動的に確保して情報の送受信を行う第１の通信部を設け、第２の移動体に、伝送媒体を自動的に確保して情報の送受信を行う第２の通信部を設け、第１の移動体と第２の移動体の間に、情報の中継を行う地上通信サーバを設け、地上通信サーバ内に、第１の移動体の第１の通信部に対応する第１のサーバ側通信部と、第２の移動体の第２の通信部に対応する第２のサーバ側通信部とを設け、第１の移動体から第２の移動体への通信要求があった場合、第１の移動体の第１の通信部から地上通信サーバの第１のサーバ側通信部へ情報を送信し、地上通信サーバの第１のサーバ側通信部から第２のサーバ側通信部へ情報を渡し、地上通信サーバの第２のサーバ側通信部から第２の移動体の第２の通信部へ情報を送信する、ことを特徴とする。
【００２６】
ＩＰテーブルや伝送状態テーブルの利用により、移動体からの通信において、利用者が通信の伝送方式や通信状態を意識することなく、シームレスな通信を行うことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の移動体通信装置、移動体通信システム、及び移動体通信方法の実施の形態を説明する。ここで、本発明の移動体通信装置、移動体通信システム、及び移動体通信方法においては、インターネットやイントラネットなどの通信ネットワークを利用し、ユーザ側からの情報に基づいて、を提供する。
【００２８】
図１は、本発明の移動体通信装置を適用した移動体通信システムの一形態を示す図である。この移動体通信システムは、インターネットやイントラネットなどのコンピュータネットワークである通信ネットワーク８０と、移動体であるＡ列車２０ａ及びＢ列車２０ｂの各列車に設置され、Ａ列車車上通信プログラム及びＢ列車車上通信プログラムなどの車上通信プログラムを実行する移動体通信装置２２ａ、２２ｂと、移動体であるＡ列車２０ａ及びＢ列車２０ｂの各列車に設置され、旅行商品販売、車上機器制御やモニタリング、異常時情報収集と提供などを行うアプリケーションであるＡ列車車上業務プログラム及びＢ列車車上業務プログラムなどの車上業務プログラムを実行する移動体業務装置２１ａ、２１ｂと、各列車２０ａ、２０ｂの無線通信を行う列車無線システム３０と、列車無線システム３０と通信ネットワーク８０との間で情報の中継を行う列車無線中央局５０と、各列車２０ａ、２０ｂの列車内ＬＡＮとの無線通信を行う駅無線ＬＡＮ４１と、駅無線ＬＡＮ４１と通信ネットワーク８０との間で情報の中継を行う駅ネットワーク４０と、各列車２０ａ、２０ｂからの携帯電話やＰＨＳ（Personal Handy phone System）方式による通信を中継する基地局６０と、基地局６０と通信ネットワーク８０を接続する携帯電話網９０と、情報の蓄積交換や処理などを行うホスト７０と、各列車２０ａ、２０ｂで実行される車上業務プログラムや車上通信プログラムに対応する、Ａ列車地上業務プログラム１１ａ、Ｂ列車地上業務プログラム１１ｂ、Ａ列車地上通信プログラム１２ａ及びＢ列車地上通信プログラム１２ｂなどを実行して処理する地上通信サーバ１０と、を備えている。
【００２９】
ここで、１列車ごと（各Ａ列車２０ａ及びＢ列車２０ｂごと）に地上通信サーバ１０と各Ａ列車２０ａ及びＢ列車２０ｂ上にペアとなる通信プログラムが存在し、各列車上と地上通信サーバ１０との通信は、必ずこの通信プログラムのペアを介して行われる（以下、ペアとなる地上及び車上の通信プログラムをそれぞれ「地上通信プログラム」「車上通信プログラム」ともいう）。したがって、Ａ列車２０ａと地上通信サーバ１０との関係では、「Ａ列車地上通信プログラム１２ａ」と「Ａ列車車上通信プログラム（移動体通信装置２２ａで実行される）」がペアとなり、Ｂ列車２０ｂと地上通信サーバ１０との関係では、「Ｂ列車地上通信プログラム１２ｂ」と「Ｂ列車車上通信プログラム（移動体通信装置２２ｂで実行される）」がペアとなる。
【００３０】
また、通信ネットワーク８０は、インターネットやイントラネットを利用して構築することができる。この場合、インターネットの通信プロトコルに準拠した既存のアプリケーションやシステムを使用することができるので、低コストで本発明の移動体通信システムを実現することができる。
【００３１】
また、図１に示したように、走行している列車２０ａ、２０ｂと地上通信サーバ１０が通信を行う際には、通信の伝送方式として携帯電話や列車無線、乗務員無線、また駅に停車した時などにポイント的に利用する駅無線ＬＡＮ４１やＰＨＳなどが考えられる。それぞれの伝送方式には、鉄道沿線でほぼ連続的に利用できるタイプ、比較的広いカバーエリアであるが時として弱電波・不感地帯もあるタイプ、特定の場所でのみ利用可能なタイプなどがある。また単位時間で送ることのできるデータ量も伝送方式によって様々である。
【００３２】
図２は、図１に示した列車２０ａ、２０ｂなどの列車内に構築される列車内ネットワークシステムの一例を示す図である。図２において、列車内ネットワークシステムは、列車２０内で携帯電話２６、無線ＬＡＮ端末２７、列車無線端末２８などに接続され、車上通信プログラムを実行して各端末２６、２７、２８の伝送方式を提供する移動体通信装置２２と、移動体通信装置２２、メールサーバ機能を有するメールサーバ２４、インターネットなどに接続可能なＰＣ（Personal Computer）２５などを接続する列車内ＬＡＮ２３と、を備えている。
【００３３】
図２に示したように、１編成の列車２０内には全車両を通して列車内ＬＡＮ２３が構築され、メールサーバ２４や車両制御機器（図示せず）、旅客や乗務員が持ち込むＰＣ２５、及び通信プログラムサーバである移動体通信装置２２などが接続されており、１編成で１つのサブネットを構成している。ここで、利用出来る伝送方式としては、携帯電話、無線ＬＡＮ、列車無線などがある。
【００３４】
図３は、本発明の移動体通信システムの地上ネットワークの一例を示す図である。この地上ネットワークにおいては、インターネットやイントラネットの通信ネットワーク８０に、携帯電話２６の中継基地局となるアクセスポイント６１と、駅無線ＬＡＮ４１の中継システムとなる駅ネットワーク４０と、列車無線システム３０の中継基地局となる列車無線中央局５０と、各情報の処理を行うホスト７０と、列車のＩＰアドレスなどを管理する列番ＩＰ管理サーバ７１と、ＤＮＳサーバ７２と、地上通信サーバ１０が接続されている。
【００３５】
また、地上通信サーバ１０には、各列車毎に対応する地上通信プログラムを実行する地上通信装置１２が設けられている。
【００３６】
図３に示すように、列車２０上と地上ネットワークシステムが何らかの伝送媒体４０、５０、６１を選択して接続されると、走行列車の列車車上業務プログラムを実行する移動体業務装置と地上通信サーバ１０の列車地上業務プログラムを実行する地上業務装置との間のデータ通信は、必ず地上通信サーバ１０上の自列車に対応する地上通信プログラムを実行する地上通信装置及び走行列車内通信プログラムを実行する移動体通信装置２２を介して行われる。
【００３７】
また、図３中の点線は、列車番号１３Ｗの移動体業務装置（図示せず）が車上の移動体通信装置２２（図２）に伝送媒体（図３では携帯電話２６の場合を示す）を準備してもらい、地上通信サーバ１０のバーチャル列車１３Ｗの地上通信装置１２を介して目的のホスト７０とメッセージ交換などを行っていることを示している。
【００３８】
地上通信サーバ１０の地上業務装置で実行される業務プログラムからは、走行列車１３Ｗの移動体業務装置で実行される業務プログラムと通信したい場合、対応する地上通信サーバ１０にメッセージすればよく、バーチャルに走行列車内ネットワークが地上通信サーバ上に固定ＩＰネットワークとして存在しているように見える。走行列車２０の移動体通信装置２２（車上通信プログラム）からは、全てのメッセージ交換を地上通信装置１２（地上通信プログラム）とのみ行えばよい。
【００３９】
図４は、列車２０内及び地上通信サーバ１０内に設けられた、業務装置１１、２１及び通信装置１２、２２の一例を示す図である。図４において、列車２０内及び地上通信サーバ１０内に設けられた、移動体業務装置２１及び地上業務装置１１は、実行する列車車上業務プログラムや列車地上業務プログラム、メッセージなどを記憶するプログラム・メッセージＤＢ３１を備えている。
【００４０】
また、列車２０内及び地上通信サーバ１０内に設けられた、移動体通信装置２２及び地上通信装置１２は、各テーブルや通信環境情報を記憶するテーブル・通信環境情報ＤＢ３２と、各テーブルをメンテナンスするテーブルメンテナンス部３４と、アドレス変換を行う名前解決部３５と、列車の無線通信を制御する列車無線制御部３６と、無線ＬＡＮの通信を制御する無線ＬＡＮ制御部３７と、携帯電話の通信を制御する携帯電話制御部３８と、通信に最適な伝送媒体を判断して決定する最適伝送媒体判断部３３と、を備えている。
【００４１】
ここで、列車無線制御部３６は、列車に設けられている車上無線機を特定するための車上無線機ＩＤを記憶する車上無線機ＩＤ・ＤＢ３６ａを備えている。また、携帯電話制御部３８は、固定番号である地上電話番号と可変番号である車上電話番号とを記憶する電話番号ＤＢ３８ａを備えている。
【００４２】
ここで、地上通信サーバ１０内に設けられた地上通信装置２２においては、列車無線制御部３６、無線ＬＡＮ制御部３７及び携帯電話制御部３８を必ずしも備える必要はない。
【００４３】
ここで、移動体業務装置２１及び地上通信サーバ１０の地上業務装置１１で実行される業務プログラムは、アプリケーション、例えば、旅行商品販売、車上機器制御やモニタリング、異常時情報収集と提供などを実行するプログラムであり、列車２０内のコンピュータシステム及び地上通信サーバ１０のコンピュータシステムに存在している。任意のアプリケーションの実行のために、別の、例えば、他の列車やホストの業務プログラムとデータ通信を行いたい場合、通信プログラムに「通信の相手先、即時性、送信したいデータサイズ、通信の信頼性」などの希望と属性を依頼条件として伝える。ここで、通信の相手先は、「ホスト名」あるいは「ＵＲＬ（Uniform Resource locator）」などで指定する。
【００４４】
また、移動体通信装置２２で実行される列車車上通信プログラムは、自分の列車２０で利用可能な「回線容量、コスト、信頼性、プロトコル」などの伝送方式の特性とステータスを把握している。また通信環境として「現在の自分の位置、各伝送手段が利用できる場所」を知っている。これとほとんど同じ機能と情報を持った地上通信装置１２で実行される通信プログラムが、地上通信サーバ１０上にも存在する。
【００４５】
以下、通信装置で実行される通信プログラムの動作について説明する。発呼する側（地上、車上どちらからでも可能）の通信プログラムは、業務プログラムからの送信依頼を受け、その依頼条件と現在の伝送媒体のステータスから自律的に最適な伝送方式を選択する。そして、通信プログラムのサブ機能である各伝送媒体制御部３６〜３８へ回線の準備命令を出す。
【００４６】
ここで、伝送媒体制御部３６〜３８は、伝送方式ごとに１つずつ存在している。通信プログラムの判断によっては、通信に利用される回線が１種類だけ選択されるとは限らず、複数選択もあり得る。準備命令を受け取った伝送媒体制御部３６〜３８は、回線を接続すると準備完了（接続ができなかった場合は準備不可）を最適伝送媒体判断部３３へ通知する。
【００４７】
最適伝送媒体制御部３３は、回線の準備が出来次第業務プログラムへ準備完了（あるいは準備不可）を伝える。その後、業務プログラムからデータの送信が行われる。業務プログラムから送信完了を伝えられると、通信プログラムは、用意した回線を開放し、モニタ状態に移る。
【００４８】
通信装置１２、２２内には、伝送手段の特性とステータス情報などの通信環境情報と、ルーティングにおけるＩＰアドレス解決のための各テーブルを記憶するテーブル・通信環境情報ＤＢ３２を有する。テーブル・通信環境情報ＤＢ３２に記憶されているテーブルは、初期動作、あるいは１走行中の適当なタイミングで更新される必要があり、その処理を行うのがテーブルメンテナンス部３４である。
【００４９】
名前解決部３５は、ＩＰテーブルなどからホスト名とＩＰアドレスの対応を管理し、ＤＮＳサーバ７２のように動作する。以下に、地上通信サーバ１０と列車２０間でＩＰプロトコルを用いて通信を行う際に、パケットのルーティング及びＩＰアドレス解決のために必要なテーブルについて述べる。
【００５０】
図５は、通信装置２２（以下、「車上通信プログラム２２」ともいう）が持っているＩＰテーブルを示す。ここで、「車上限定ＩＰアドレス」とは、車上ネットワーク上のホストだけで利用するクローズしたＩＰアドレス体系であると定義する。また、「一般ＩＰアドレス」とは、車上、地上のどのホストにもオープンにされているＩＰアドレスであり、そのＩＰアドレスで一意にホストが決まるアドレスであると定義する。
【００５１】
また、「ホスト名（限定、一般）」とは、列車内ネットワーク上だけのクローズした環境で使われるホスト名が「限定」、この通信システムが利用される地上、車上のネットワークの中で一意に決まるホスト名が「一般」と定義する。
【００５２】
図６は、車上通信プログラム２２が持っている通信ポート状態テーブルを示す。車上通信プログラムは、通常のＤＮＳサーバ７２の代わりに、図５及び図６のようなテーブルをＤＢ３２に持っている。
【００５３】
図５により、地上あるいは他の列車のホスト７０の宛先アドレスが解る。ここで、地上一般ＩＰアドレスは、あまり変化しないと考えられるが、他列車一般ＩＰアドレスは、刻々と変化するため、何らかのタイミングでリフレッシュさせる必要がある。図６は、通信ポートの状態テーブルで、これにより各伝送方式の状態が把握できる。
【００５４】
図７は、通信装置１２（以下、「地上通信プログラム１２」ともいう）が持っているホスト変換テーブルを示す。図７において、「ホスト名（一般）」は、基本的に「列車番号-ホスト名（限定）」とする。
【００５５】
図８は、地上通信プログラム１２が持っているＩＰアドレス・状態テーブルを示す。また、図９は、列番ＩＰ管理サーバ７１の有する列番ＩＰ対応テーブルを示す。
【００５６】
図８の伝送方式ごとの「一般ＩＰアドレス」は、接続のたびにＤＨＣＰによって割り振られるため、リンクするたびにその値が変化する。
【００５７】
また、図９は、図７のホスト名（一般）及び一般ＩＰアドレスの一群を列番ＩＰ管理サーバ７１に登録することで作成される。
【００５８】
ここで、図９の列番IP対応テーブルとは、普通のＤＮＳサーバ７２のほかに必要な、一般ＩＰアドレスに関するテーブルである。これにより、走行列車内のネットワークが仮想的に固定ネットワークのように地上通信サーバ１０上にあるようなイメージとなる。この地上列番IP対応テーブルは、列番ＩＰ管理サーバ７１によって管理される。
【００５９】
図１０は、本発明の移動体通信システムの動作を示すフローチャートである。また、図１１は、図１０に示したステップ１００１の処理を示すフローチャートである。以下、本発明の移動体通信システムの動作について説明する。
【００６０】
先ず初期動作（ステップ１００１）について説明する。図１〜図１１において、Ａ列車２０ａの運転士等は、Ａ列車２０ａが出庫する前に、携帯電話の番号や列車番号を車上通信プログラム２２ａに登録する（ステップ１１０１）。
【００６１】
Ａ列車２０ａが出庫し、通信可能な地点に到着した時、Ａ列車車上通信プログラム２２ａは、「接続先情報（電話番号、列車無線中央局機器ＩＤ）」を車上無線機ＤＢ３６ａ及び電話番号ＤＢ３８ａに登録し、図５に示した「ＩＰテーブル」、「接続元情報（Ａ列車の列車番号、Ａ列車の携帯電話番号、Ａ列車の無線機ＩＤ）」などの通信設定情報を地上通信サーバ１０のＡ列車地上通信プログラム１２ａに送る（ステップ１１０２）。地上−車上間通信は、この通信プログラムのペア２２ａ、１２ａどうしで行う。地上通信サーバ１０には、各列車毎に対応した地上通信プログラム１２が存在し、仮想的に地上通信サーバ１０に走行列車内の固定ネットワークが存在するかのようになる（図３参照）。
【００６２】
ペアの地上通信サーバ１０にあるＡ列車地上通信プログラム１２ａは、接続先情報（Ａ列車の列車番号、Ａ列車の携帯電話番号、Ａ列車の無線機ＩＤ）を持っている。また、Ａ列車上通信プログラム２２ａ（走行列車２０ａ）は、ＧＰＳ（Global Positioning system）などの車内機器（図示せず）から位置情報を入手する。また、利用できる回線（伝送方式）の属性、例えば、伝送容量、利用できる場所、信頼性、コスト等を保持している。
【００６３】
この初期動作（ステップ１００１）が終了すると、移動体通信装置２２（Ａ列車車上通信プログラム２２ａ）は、待機状態となる（ステップ１００２）。
【００６４】
次に、移動体通信装置２２（Ａ列車車上通信プログラム２２ａ）の待機状態からリンクセットアップ（伝送方式の選択）及びデータ送信（ステップ１００２〜ステップ１００４）までの処理について説明する。
【００６５】
先ず、移動体業務装置２１（Ａ列車車上業務プログラム２１ａ）から地上通信サーバ１０の地上業務装置１１（Ａ列車地上業務プログラム１１ａ）にデータを送信する場合について説明する。
【００６６】
図１２は、移動体業務装置２１（Ａ列車車上業務プログラム２１ａ）から地上通信サーバ１０の地上業務装置１１（Ａ列車地上業務プログラム１１ａ）にデータを送信する場合のフローチャートである。なお、地上ネットワーク内だけでクローズした通信は、従来のインターネット通信と変わりない。
【００６７】
図１〜図１２において、Ａ列車車上業務プログラム２１ａが業務プログラムデータを送信したい場合、送信条件の設定を行い（ステップ１２０１）、Ａ列車車上通信プログラム２２ａに送信依頼条件を伝える（ステップ１２０２）。
【００６８】
これにより、Ａ列車車上通信プログラム２２ａは、待機状態（ステップ１００２）から稼動状態になり、Ａ列車車上業務プログラム２１ａとのリンクを確立後、通信ポート状態テーブル（図６）を参照して伝送方式の状態を確認する（ステップ１２０３）。
【００６９】
その時点で何れかの伝送方式のステータスが確保されていた場合には、その伝送方式を利用するかどうか依頼条件から判断する（ステップ１２０４）。
【００７０】
既に確保されている伝送方式を利用しない、または伝送方式が確保されていない場合（ステップ１２０４）には、Ａ列車車上通信プログラム２２ａは、Ａ列車車上業務プログラム２１ａの希望に適した伝送方式を判断して確保する（ステップ１２０５）。
【００７１】
利用する伝送方式が確保されたら（ステップ１２０４、ステップ１２０５）、Ａ列車車上通信プログラム２２ａは、Ａ列車車上業務プログラム２１ａに準備完了（送信準備ＯＫ）を返す。これにより、Ａ列車車上通信プログラム２２ａから準備完了をもらったＡ列車車上業務プログラム２１ａは、宛先となるＡ列車地上業務プログラム１１ａとのデータ通信が行えるようになり、以下の送信処理（ステップ１２０６）が行われる。
【００７２】
この送信処理（ステップ１２０６）においては、先ず、Ａ列車車上業務プログラム２１ａは、Ａ列車車上通信プログラム２２ａに対して、割り当てられたＡ列車地上業務プログラム１１ａの宛先アドレスを問い合わせる。Ａ列車車上業務プログラム２１ａは、Ａ列車車上通信プログラム２２ａからＡ列車地上業務プログラム１１ａの宛先アドレスを入手すると、この宛先アドレスによって、Ａ列車地上業務プログラム１１ａへデータの送信を行うことができる。
【００７３】
Ａ列車車上通信プログラム２２ａは、Ａ列車車上業務プログラム２１ａからのデータを受信すると、宛先アドレスに基づいて、Ａ列車地上業務プログラム１１ａへデータの送信を行う（ステップ１２０７）。
【００７４】
データ送信が正常に完了したら、Ａ列車車上通信プログラム２２ａは、Ａ列車車上業務プログラム２１ａに送信終了を通知する（ステップ１２０８）。このとき、送信方式の断などによってデータ送信が正常に完了しなかった場合には（ステップ１２０７）、ステップ１２０５の伝送方式の確立から再び処理を繰り返すとよい。
【００７５】
Ａ列車車上業務プログラム２１ａは、全ての送信データの処理が終了したら（ステップ１２０９）、送信終了の通知をＡ列車車上通信プログラム２２ａに送る（ステップ１２１０）。
【００７６】
Ａ列車車上通信プログラム２２ａは、Ａ列車車上業務プログラム２１ａから送信終了の通知を受け取ると、Ａ列車車上業務プログラム２１ａとのリンクを切断し、待機状態に戻る（ステップ１００２）。
【００７７】
以上のようにして、Ａ列車車上業務プログラム２１ａからＡ列車地上業務プログラム１１ａへのデータ送信が行われる。
【００７８】
次に、地上業務プログラム１１から車上業務プログラム２１にデータ送信する場合について説明する。この場合の処理を示すフローチャートは、上述した図１２と同様の内容となる。
【００７９】
即ち、地上業務プログラム１１から車上業務プログラム２１への送信要求が発生すると、地上通信プログラム１２に依頼条件を伝える（ステップ１２０１、１２０２）。地上通信プログラム１２は、待機状態（ステップ１００２）から稼動状態に移行し、ＩＰテーブル（図５）を参照し、その時点で伝送方式のステータスが確保されていた場合は、それを利用するかどうか判断する（ステップ１２０３、１２０４）。
【００８０】
その伝送方式を利用しない、または伝送方式が確保されていない場合（ステップ１２０４）、地上通信プログラム１２は、地上業務プログラム１１の希望に適した伝送方式を判断して確保し、地上業務プログラムに準備完了を返す（ステップ１２０５）。
【００８１】
地上通信プログラム１２から準備完了をもらった地上業務プログラム１１は、宛先となる車上業務プログラム２１とのデータ通信が行えるようになる（ステップ１２０６〜１２１１）。
【００８２】
次に、車上業務プログラム２１から別の車上業務プログラム２１（例えば、Ａ列車車上業務プログラム２１ａからＢ列車車上業務プログラム２１ｂ）にデータ送信をする場合について説明する。
【００８３】
図１３は、Ａ列車車上業務プログラム２１ａからＢ列車車上業務プログラム２１ｂへデータ送信を示す図である。
【００８４】
図１３に示すように、仮想的な走行列車ネットワークが地上通信サーバ１０上にあるため、本発明によって、従来技術では困難であった列車間通信が可能となった。Ａ列車２０ａ内からＢ列車２０ｂ内に通信を行う場合は、図１３のようなデータの流れとなる。このとき、リンクセットアップの動作は、上述した車上業務プログラム２１から地上業務プログラム１１にデータ送信をする場合と同じになる。
【００８５】
なお、本発明の移動体通信システムによるデータ送信を終了するときは、各プログラムの停止などの最終処理を行って終了する（ステップ１００５）。これは、走行列車が列番の変更を行う時（終点到着時、列車分割/併合時）や、乗務員が携帯電話を持って降車した時などのタイミングで行われる。この最終処理（ステップ１００５）では、車上及び地上にいる両通信プログラムが持つＩＰテーブルの書き換えや初期化が行われる。
【００８６】
次に、データ伝送の詳細について説明する。ここでは、地上業務プログラム１１と車上業務プログラム２１が通信可能となった後の、ＩＰパケットの流れと、ホスト名、ＩＰアドレスの変換動作についての詳細を述べる。
【００８７】
図１４は、車上業務プログラム２１から地上業務プログラム１１へのホスト名とＩＰアドレスの変換動作を示す図である。図１４において、先ず、車上業務プログラム２１は、目的の地上業務プログラム１１（図１４においては、travel01）のＩＰアドレスを車上通信プログラム２２の名前解決部３５に問い合わせ、名前解決部３５から通知されたＩＰアドレス（192.244.165.3）を宛先にセットする。また、送信元アドレスとして自分（mail）のアドレス（車上で使っている限定ＩＰアドレス（192.168.0.2））をセットし、車上通信プログラム２２に送信依頼する。
【００８８】
次に、送信データを受け取った車上通信プログラム２２は、図５のＩＰテーブルから、送信元である車上業務プログラム２１（mail）のＩＰアドレス（192.168.0.2）を一般ＩＰアドレス（202.1.0.2）に変換する。また、ヘッダの宛先を地上通信プログラム１２の一般ＩＰアドレス（192.244.165.4）、送信元を車上通信プログラム２２の一般ＩＰアドレス（202.1.1.1）として、その真の宛先（travel01）と送信元（mail）のヘッダをカプセル化し、送信する。
このデータを受け取った地上通信プログラム１２は、カプセル化されていた真の宛先と送信元ヘッダのＩＰパケットを取りだし、宛先の地上業務プログラム１１（travel01）に向けて送信する。
【００８９】
図１５は、地上から車上へのホスト名とＩＰアドレス変換動作を示す図である。図１５において、先ず、地上業務プログラム１１は、目的の車上業務プログラム２１（図１５においては1A-mail）の一般ＩＰアドレスを図９の列番ＩＰ対応テーブルから参照し、そのアドレス（202.1.0.2）を宛先にセットする。また、送信元アドレスとして自分（travel01）の一般ＩＰアドレス（192.244.165.3）をセットし、地上通信プログラム１２に送信する。
【００９０】
送信データを受け取った地上通信プログラム１２は、図８の伝送方式ＩＰアドレス及び状態テーブルから、ヘッダの宛先を利用する伝送方式の一般ＩＰアドレス（202.1.1.1）とし、送信元を地上通信プログラム１２の一般ＩＰアドレス（192.244.165.4）として、その真の宛先（mail）と送信元（travel01）のヘッダをカプセル化し、送信する。
【００９１】
そして、データを受け取った車上通信プログラム１２は、カプセル化されていた真の宛先（mail）と送信元（travel01）のヘッダのＩＰパケットを取りだし、図５のＩＰテーブルから宛先車上業務プログラム（mail）の一般ＩＰアドレス（202.1.0.2）を限定IPアドレス（192.168.0.2）に変換して送信する。
【００９２】
図１６は、車上から車上へのホスト名とＩＰアドレスの変換動作を示す図である。図１６に示すように、車上から車上へのホスト名とＩＰアドレスの変換動作は、上述した図１４及び図１５の変換動作の組み合わせとなる。
【００９３】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明の移動体通信装置、移動体通信システム、及び移動体通信方法によれば、複数の伝送方式が利用できる場合、通信装置が最適な伝送方式を選択して提供するため、移動体通信システムがアプリケーションプログラムや送受信メッセージの性質を自律的に判断し、最適な伝送方式をを確保することができるようになった。
【００９４】
また、列車番号−ＩＰ対応テーブルやＩＰアドレスの自動ルーティングにより、移動体ＩＰルーティングとして提案されている既存の技術（ＤＮＳ、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰなど）では解決できないＩＰルーティングを、独自のテーブル管理によって解決できるようになった。さらに、鉄道における、同一車両での列車番号の変化に伴うホスト名の指定にも対応できるようになった。
【００９５】
即ち、本発明の移動体通信装置、移動体通信システム、及び移動体通信方法によれば、利用者やアプリケーションに伝送方式の種類やステータスを意識させずに、列車−地上間のデータ通信に関する全ての準備、提供、管理を代行することができるようになった。
【００９６】
したがって、本発明の移動体通信装置、移動体通信システム、及び移動体通信方法によれば、利用者は伝送方式が何であるか、その利用可能状態はどうであるのかを一切気にする必要がなくなり、シームレスな通信サービスを利用できるようになった。また、アプリケーションと伝送方式とが分離され、１つの伝送方式が利用できなくても、他の伝送方式によって目的を達することができるようになった。さらに、地上から列車へ向けたＩＰパケットの伝送は、既存の方式を変える必要がなく、また、地上−地上間の通信だけを行っているシステムを変更することがない。このため、今までは困難であった移動体間の通信を、容易に実現することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の移動体通信システムの一例を示す図である。
【図２】移動体における通信システムの一例を示す図である。
【図３】地上通信システムの一例を示す図である。
【図４】通信装置及び業務装置の一例を示す図である。
【図５】ＩＰテーブルの一例を示す図である。
【図６】通信ポート状態テーブルの一例を示す図である。
【図７】ホスト変換テーブルの一例を示す図である。
【図８】ＩＰアドレス・状態テーブルの一例を示す図である。
【図９】列番ＩＰ対応テーブルの一例を示す図である。
【図１０】本発明の移動体通信システムの動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の移動体通信システムの初期動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の移動体通信システムのデータ送信の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１３】列車間通信の動作概念を示す図である。
【図１４】ＩＰアドレス変換の一例を示す図である。
【図１５】ＩＰアドレス変換の一例を示す図である。
【図１６】ＩＰアドレス変換の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 地上通信サーバ
１１、２１ 業務装置
１１ａ、１１ｂ 地上業務装置（地上業務プログラム）
２１ａ、２１ｂ 移動体業務装置（移動体業務プログラム）
１２、１２ａ、１２ｂ 地上通信装置（地上通信プログラム）
２０ 列車
２０ａ Ａ列車
２０ｂ Ｂ列車
２２、２２ａ、２２ｂ 移動体通信装置（車上通信プログラム）
２３ 列車内ＬＡＮ
２４ メールサーバ
２５ ＰＣ
２６ 携帯電話
２７ 無線ＬＡＮ
２８ 列車無線
３０ 列車無線システム
３１ プログラム・メッセージＤＢ
３２ テーブル・通信環境情報ＤＢ
３３ 最適伝送媒体判断部
３４ テーブルメンテナンス部
３５ 名前解決部
３６ 列車無線制御部
３６ａ 車上無線機ＩＤ・ＤＢ
３７ 無線ＬＡＮ制御部
３８ 携帯電話制御部
３８ａ 電話番号ＤＢ
４０ 駅ネットワーク
４１ 駅無線ＬＡＮ
５０ 列車無線中央局
６０ 基地局
６１ アクセスポイント
７０ ホスト
７１ 列番ＩＰ管理サーバ
７２ ＤＮＳサーバ
８０ 通信ネットワーク
９０ 携帯電話網
Claims (10)
- 列車などの移動体に設けられ、列車内ＬＡＮなどの移動体内ＬＡＮと接続するインタフェースを持つ移動体通信装置であって、
情報の入出力を行う通信端末に接続され、各通信端末を制御する１以上の通信制御手段と、
通信の宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを対応させたＩＰテーブルや通信の伝送媒体の状態を示す状態テーブルを記憶するテーブル記憶手段と、
外部から通信の要求があった場合、当該通信に最適な任意の数の伝送媒体を、前記テーブル記憶手段に記憶している前記状態テーブルに基づいて判断して決定する最適伝送媒体判断手段と、
前記テーブル記憶手段に記憶されている前記ＩＰテーブルに基づいて、宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを変換する名前変換手段と、
を備え、
前記最適伝送媒体判断手段において決定された任意の数の伝送媒体を制御する当該前記通信制御手段を介して、前記名前変換手段において変換されたアドレス情報に基づいて情報の通信を行う、
ことを特徴とする移動体通信装置。 - 通信ネットワークを介して、列車などの移動体との通信を行う移動体通信システムであって、
前記移動体内から情報の通信要求を行う端末や移動体業務装置などの通信要求装置と、
前記移動体に設けられ、前記通信要求装置からの通信要求に応じて、最適な通信の伝送媒体を確保して情報の通信を行う移動体通信装置と、
前記通信ネットワークに接続され、前記移動体通信装置との間で情報の送受信を行う地上通信装置と、前記地上通信装置で受信した情報を処理する地上業務装置とを有する地上通信サーバと、
を備え、
前記移動体通信装置は、
前記通信の伝送媒体を制御する１以上の通信制御手段と、
通信の宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを対応させたＩＰテーブルや前記通信の伝送媒体の状態を示す状態テーブルを記憶するテーブル記憶手段と、
前記通信要求装置から通信の要求があった場合、当該通信に最適な任意の数の前記通信の伝送媒体を、前記テーブル記憶手段に記憶している前記状態テーブルに基づいて判断して決定する最適伝送媒体判断手段と、
前記テーブル記憶手段に記憶されている前記ＩＰテーブルに基づいて、宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを変換する名前変換手段と、
を備え、
前記移動体通信装置は、前記最適伝送媒体判断手段において決定された任意の数の伝送媒体を制御する当該前記通信制御手段を介して、前記名前変換手段において変換されたアドレス情報に基づいて情報の通信を行い、
前記地上通信装置は、
通信の宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを対応させたホスト変換テーブルや通信の伝送媒体のＩＰアドレスや状態を示すＩＰアドレス・状態テーブルを記憶するテーブル記憶手段と、
情報の通信要求を行う端末や前記地上業務装置から要求された通信に最適な任意の数の前記通信の伝送媒体を、前記テーブル記憶手段に記憶している前記ＩＰアドレス・状態テーブルに基づいて判断して決定する最適伝送媒体判断手段と、
前記テーブル記憶手段に記憶されている前記ホスト変換テーブルに基づいて、宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを変換する名前変換手段と、
を備える、
ことを特徴とする移動体通信システム。 - 通信ネットワークを介して、列車などの移動体との通信を行う移動体通信システムであって、
第１の移動体から第２の移動体へ情報の通信要求を行う第１の業務処理装置と、
前記第１の移動体に設けられ、前記第１の業務処理装置からの通信要求に応じて、最適な伝送媒体を確保して情報の通信を行う第１の移動体通信装置と、
前記通信ネットワークに接続され、前記第１の移動体通信装置からの情報を受信する第１の地上通信装置と、前記第１の地上通信装置から情報を受け取って前記第２の移動体に情報を送信する第２の地上通信装置と、を有する地上通信サーバと、
前記第２の移動体に設けられ、前記地上通信サーバの前記第２の地上通信装置から情報を受信する第２の移動体通信装置と、
前記第２の移動体通信装置から前記情報を受け取って処理する第２の業務処理装置と、
を備え、
前記第１及び第２の各装置は同一の前記構成を備え、第２の業務処理装置により第２の移動体から第１の移動体へ情報の通信要求を行うことができる、
ことを特徴とする移動体通信システム。 - 前記第１及び第２の移動体通信装置は、
通信要求装置である情報の入出力を行う通信端末に接続され、各通信端末を制御する１以上の通信制御手段と、
通信の宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを対応させたＩＰテーブルや通信の伝送媒体の状態を示す状態テーブルを記憶するテーブル記憶手段と、
前記第１の移動体通信装置に対して第１の業務処理装置から、又は、第２の移動体通信装置に対して第２の業務処理装置から通信の要求があった場合、当該通信に最適な任意の数の伝送媒体を、前記テーブル記憶手段に記憶している前記状態テーブルに基づいて判断して決定する最適伝送媒体判断手段と、
前記テーブル記憶手段に記憶されている前記ＩＰテーブルに基づいて、宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを変換する名前変換手段と、
を備え、
前記第１及び第２の移動体通信装置は、前記最適伝送媒体判断手段において決定された任意の数の伝送媒体を制御する当該前記通信制御手段を介して、前記名前変換手段において変換されたアドレス情報に基づいて情報の通信を行い、
前記第１及び第２の地上通信装置は、
通信の宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを対応させたホスト変換テーブルや通信の伝送媒体のＩＰアドレスや状態を示すＩＰアドレス・状態テーブルを記憶するテーブル記憶手段と、
前記第２の地上通信装置に対して第１の地上通信装置から、又は、第１の地上通信装置に対して第２の地上通信装置から要求された通信に最適な任意の数の伝送媒体を、前記テーブル記憶手段に記憶している前記ＩＰアドレス・状態テーブルに基づいて判断して決定する最適伝送媒体判断手段と、
前記テーブル記憶手段に記憶されている前記ホスト変換テーブルに基づいて、宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを変換する名前変換手段と、
を備える、
ことを特徴とする請求項３記載の移動体通信システム。 - さらに、前記地上通信サーバは、前記第１の地上通信装置を前記第１の移動体通信装置に対応させ、前記第２の地上通信装置を前記第２の移動体通信装置に対応させて備える、ことを特徴とする請求項３又は４記載の移動体通信システム。
- さらに、前記移動体通信装置、前記第１及び第２の移動体通信装置、前記地上通信装置、及び前記第１及び第２の地上通信装置は、前記テーブル記憶手段に記憶されている各テーブルを所定のタイミングで更新するテーブルメンテナンス手段を備えることを特徴とする請求項２、４又は５記載の移動体通信システム。
- さらに、前記通信ネットワークに接続され、列車番号などの論理番号や機能番号とホスト名を組み合わせた組ホスト名とその一般ＩＰアドレスを対応させた列番ＩＰ対応テーブルを有する列番ＩＰ管理サーバを備える、ことを特徴とする請求項２乃至６記載の移動体通信システム。
- 前記通信ネットワークは、インターネット又はイントラネットであることを特徴とする請求項２乃至７記載の移動体通信システム。
- 通信ネットワークを介して、列車などの移動体との通信を行う移動体通信方法であって、
移動体において
通信の宛先と送信元のＩＰアドレスやホスト名などを対応させたＩＰテーブルや通信の伝送媒体の状態を示す状態テーブルを記憶し、
情報の送信要求に応じて、情報通信における伝送媒体を前記状態テーブルに基づいて確保し、
確保した前記伝送媒体を介して、前記ＩＰテーブルのアドレス情報に基づいて情報の通信を行う、
ことを特徴とする移動体通信方法。 - 通信ネットワークを介して、列車などの移動体間で通信を行う移動体通信方法であって、
第１の移動体に、伝送媒体を自動的に確保して情報の送受信を行う第１の通信部を設け、
第２の移動体に、伝送媒体を自動的に確保して情報の送受信を行う第２の通信部を設け、
第１の移動体と第２の移動体の間に、情報の中継を行う地上通信サーバを設け、
前記地上通信サーバ内に、前記第１の移動体の前記第１の通信部に対応する第１のサーバ側通信部と、前記第２の移動体の前記第２の通信部に対応する第２のサーバ側通信部とを設け、
前記第１の移動体から前記第２の移動体への通信要求があった場合、
前記第１の移動体の前記第１の通信部から前記地上通信サーバの前記第１のサーバ側通信部へ情報を送信し、
前記地上通信サーバの前記第１のサーバ側通信部から前記第２のサーバ側通信部へ前記情報を渡し、
前記地上通信サーバの前記第２のサーバ側通信部から前記第２の移動体の前記第２の通信部へ前記情報を送信する、
ことを特徴とする移動体通信方法。
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