JP4692021B2 - Mobile communication method - Google Patents
Mobile communication method Download PDFInfo
- Publication number
- JP4692021B2 JP4692021B2 JP2005052251A JP2005052251A JP4692021B2 JP 4692021 B2 JP4692021 B2 JP 4692021B2 JP 2005052251 A JP2005052251 A JP 2005052251A JP 2005052251 A JP2005052251 A JP 2005052251A JP 4692021 B2 JP4692021 B2 JP 4692021B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frame
- communication
- control device
- mobile
- extended
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Description
本発明は、高速で移動する移動体に対して、安定した通信環境を提供する通信方法に関する。 The present invention relates to a communication method for providing a stable communication environment for a moving body that moves at high speed.
IPネットワークにおいて、移動しつづける通信装置(移動ホスト)が、無線エリア等のネットワークを変更して、所属するサブネットが変更になった場合においても、連続したIP通信を提供する技術として、IETF(Internet Engineering Task Force)より モバイルIP(RFC2002)方式が提案されている。 As a technique for providing continuous IP communication even when a communication device (mobile host) that continues to move in an IP network changes a network such as a wireless area and the subnet to which it belongs is changed, IETF (Internet) The Mobile IP (RFC2002) system has been proposed by Engineering Task Force).
図1を用いて、モバイルIP方式について概説する。 The mobile IP system will be outlined with reference to FIG.
モバイルIP方式とは、複数の無線ネットワーク間で端末を移動させても、IPアドレスを変更せずに、連続的なIP通信を可能とする業界標準プロトコルであり、モバイルIPを用いることで、車両移動中に無線エリアを移動した場合においても、原則としてIP通信を使ったサービスは中断されなくなる。 The mobile IP system is an industry standard protocol that enables continuous IP communication without changing the IP address even when a terminal is moved between a plurality of wireless networks. Even when the wireless area is moved during the movement, the service using the IP communication is not interrupted in principle.
モバイルIP方式では、列車等に搭載されるモバイルルータ(以後MRと称す)から、無線エリアに進入した旨の連絡を受けたフォーリンエージェントルータ(以後FAと称す)が、その情報をホームエージェントルータ(以後HAと称す)に通知し、HAはFAに対して、FAはMRに対してIPパケットを運ぶ為のトンネル(IPトンネル)を生成することで、移動中の車上のIP通信機器(PC、サーバ等)に対してIPパケットを転送することを可能とするものであり、MRを搭載した車両が異なる無線エリアに進入する度に、このIPトンネルが新たに作成される、あるいはすでに作成されたIPトンネルを再利用されることになる。 In the mobile IP system, a foreign agent router (hereinafter referred to as FA) that has received a notification that it has entered a wireless area from a mobile router (hereinafter referred to as MR) mounted on a train or the like receives the information as a home agent router (hereinafter referred to as FA). (Hereinafter referred to as HA), and the HA generates a tunnel (IP tunnel) for carrying IP packets to the FA and the FA to the MR, so that the IP communication device (PC) on the moving vehicle (PC) , Server, etc.), each time a vehicle equipped with MR enters a different wireless area, this IP tunnel is newly created or has already been created. The IP tunnel is reused.
HAは、MRに属するネットワークまたはホストのIPアドレスを、ルーティングプロトコルを使って常にアドバタイズ(広告)している為、MRに属するネットワークまたはホスト宛てのIPパケットは、先ずHAに到着することになる。HAは前記に説明したIPトンネルを使って、当該IPパケットをFA経由でMRに転送する。MRでトンネルから開放されたIPパケットは、車両等の目的のネットワークまたはホストに配送される。 Since the HA always advertises (advertises) the IP address of the network or host belonging to the MR using the routing protocol, the IP packet addressed to the network or host belonging to the MR first arrives at the HA. The HA transfers the IP packet to the MR via the FA using the IP tunnel described above. An IP packet released from the tunnel by MR is delivered to a target network or host such as a vehicle.
また、MRに属するネットワークまたはホストから送信されるIPパケットは、MRを経由して、地上のIPネットワークに届けられ、その後は、通常のIPルーティングによって、目的のホストに転送される。 An IP packet transmitted from a network or host belonging to the MR is delivered to the terrestrial IP network via the MR, and thereafter transferred to the target host by normal IP routing.
モバイルIP方式の問題点としては、移動ホストがネットワークを移動する度にホームエージェントとの間で所定の手続きを実行する必要があるため、ホームエージェントから論理的または物理的な距離が遠い場合には、IPパケットの転送先の切替(以後、ハンドオーバと称す)の所要時間が増大する点が挙げられる。 The problem with the mobile IP method is that it is necessary to execute a predetermined procedure with the home agent every time the mobile host moves on the network, and therefore when the logical or physical distance is far from the home agent. The time required for switching the IP packet transfer destination (hereinafter referred to as handover) increases.
従って、ネットワークを移動した際に必要な手順が完了するまでは、移動ホストはIPフレームを受信することができず、リアルタイムな通信の連続性、例えばVoIP等における通話の連続性が保障されないという問題が発生する。 Therefore, the mobile host cannot receive the IP frame until the necessary procedure is completed when moving on the network, and real-time communication continuity such as VoIP call continuity cannot be guaranteed. Occurs.
特許文献1記載の発明によれば、上記問題を解決するために、移動ホストにマルチキャストアドレスを割り当て、マルチキャストフレームをデータ送信に利用することで、当該ハンドオーバに対応する方法に関して開示されている。マルチキャスト通信とは、特定多数のホストに同一のデータを同報送信するものであり、マルチキャストアドレスは、多数のホストが共通に利用できるアドレスである。多数のホストが共通にアドレス利用できるということは、移動ホストのサブネットの変更を伴う移動が生じた場合でも、マルチキャストIPアドレスは、移動の前後のサブネット間で共通に使用できるということになり、移動ホストは移動中に連続したデータ受信を行なうことができることになる。
According to the invention described in
また、前述のハンドオーバーの問題は、特に移動ホストの速度が高速になるに応じて、移動ホストがすでにある無線エリアをすでに移動してしまっているのにもかかわらず、移動前の無線エリアに届いてしまう通信フレームが増大する問題や、無線エリアの通過時間が早くなるため、前記のような状況が顕著に発生するという問題点が発生する。 In addition, the above-mentioned handover problem is caused by the fact that the mobile host has already moved in the existing wireless area as the speed of the mobile host increases, and the wireless area before the movement has moved. There is a problem that the number of communication frames that arrives increases and the transit time of the wireless area is shortened, so that the above-described situation occurs remarkably.
この問題点を回避する為に、非特許文献1によれば、移動ホストは、移動前に移動先アドレスを予め設定し、移動直前のリンクのアクセスルータに自ら登録することによって、移動ホストが移動してからホームエージェントに登録が行われるまでの間、移動前のアクセスルータは、移動先のアクセスルータにフレームを転送し、これによってハンドオーバー時のフレームロストを回避するという方式が開示されている。
In order to avoid this problem, according to Non-Patent
また、特許文献1の上記方式を用いることで、モバイルIPのハンドオーバー時のパケットロストを減らすことはできるるものの、完全に回避することはできないことから、非特許文献2では、複数インターフェースを具備することによって、2つ以上の無線エリアの通信を常に維持することで、フレーム落ちが発生しないモバイルIPを実現する方式について開示されている。
In addition, although the above-mentioned method of
しかしながら、特許文献1が開示するマルチキャストを使った方法は、マルチキャストIPを使うアプリケーションに対しては有効であるが、それ以外のアプリケーションで使用することは不可能である。
However, the method using multicast disclosed in
特に、IPプロトコルの使用を前提とする上位のコネクション型プロトコルであるTCPを使用することは困難である。例えば、セルが重複するエリアにおいては、同一のIPパケットを2つ受ける可能性があるが、このような場合、二つ目以降のフレームの廃棄処理を行なわない場合、TCPでは通信異常が発生したものとして閉塞処理を行い、サービスが停止してしまう。 In particular, it is difficult to use TCP, which is an upper connection type protocol premised on the use of the IP protocol. For example, in an area where cells overlap, there is a possibility that two identical IP packets may be received. In such a case, if the second and subsequent frames are not discarded, a communication error has occurred in TCP. The service is stopped due to the blocking process.
次に、中継ホストに対して、セル内で有効な移動ホストのアドレスを通知し、その登録情報を変更することによって、中継ホストからの転送を行う旨の手段が開示されているが、この方法によれば、登録情報が変更されるまでの間、IPパケットが必要なセルに配送されず、結果として移動ホストはIPパケットを受信できない状態が発生することになる。 Next, there is disclosed means for notifying the relay host of the address of a valid mobile host in the cell and changing the registration information to perform transfer from the relay host. According to the above, until the registration information is changed, the IP packet is not delivered to the necessary cell, and as a result, the mobile host cannot receive the IP packet.
さらに、非特許文献1が開示する方式によれば、移動先のリンクに接続してから移動登録を行うまでの間に、ハンドオーバーの高速化を実現しているが、無線リンクから一旦切断して移動先のリンクに接続するので、依然としてネットワークから切断されている状態が存在するため、IPパケットのロストが発生する。
Furthermore, according to the method disclosed in
通常、このようなIPパケットのロストに関しては、TCPなどの上位プロトコルがIPフレームの再送要求を行うことによって通信停止を回避するが、この場合再送フレームがネットワークの帯域等の資源を消費するという問題が発生する。また、TCPには、スロースタートというIPパケット転送アルゴリズムが実装されており、これは、IPパケットロストを検知すると、ネットワークで輻輳が発生したと考え、通信速度を最低速度まで落して、その後徐々に通信速度を上げていく通信アルゴリズムである。非特許文献1の方式においても、IPパケットのロストは、ハンドオーバー時ごとに発生するため、その度に通信速度の低下を招き、結果としてモバイルIP環境では、効率のよい通信ができなくなる。
Normally, with regard to such lost IP packets, a higher level protocol such as TCP makes a retransmission request for an IP frame to avoid a communication stop, but in this case, the retransmission frame consumes resources such as network bandwidth. Occurs. TCP also implements an IP packet transfer algorithm called slow start. This is because when IP packet lost is detected, it is considered that congestion has occurred in the network, the communication speed is lowered to the minimum speed, and then gradually It is a communication algorithm that increases the communication speed. Even in the method of Non-Patent
さらに、非特許文献2が開示する方法によれば、複数のネットワークインタフェースカードを用いることで、IPパケットロストを回避することが可能ではあるが、当該方式を実施するためには、複数のインターフェースを必要とすることから、コストが高価になるという問題がある。また、通信環境においても、複数のネットワークインタフェースカードが有効に機能する為に、隣接する無線エリア間で、異なるネットワーク媒体、または異なる無線周波数などを使用する必要が生じ、そのコストも高価なものになるという問題がある。
Furthermore, according to the method disclosed in Non-Patent
また、非特許文献2は、異なる2つの無線エリアの無線リンクを同時に維持することで、通信の連続性について開示しているものの、2つ以上の無線エリアが重なっていることを前提とするものであるが、実際の環境では、無線エリア同士の干渉による混信によって、あるいは電波の状況等によって、事実上無線エリア間が不感帯となることがあり、このような環境では、非特許文献2の方式を用いたとしても、モバイルIPはIP通信の連続性を保証することは困難である。
Non-Patent
また、特許文献1、非特許文献1または2においては、それぞれの無線エリアが隣接関係となっているが、ある既存の無線エリアの中に、新たに別の無線エリアが追加されることによって、無線エリアの中に別の無線エリアが完全に包含されてしまうような事例には対応できない。
Further, in
例えば、帯域が2Mbpsでありその有効範囲が20km長に及ぶような第一の無線通信手段に対して、帯域が100Mbpsの広帯域ではあるがその有効範囲が100m足らずのような別の第二の無線通信手段が追加されたような場合である。 For example, in contrast to the first wireless communication means having a bandwidth of 2 Mbps and an effective range of 20 km, another second wireless having a bandwidth of 100 Mbps but having an effective range of less than 100 m. This is a case where a communication means is added.
さらに、前記の例においては、第一の無線通信手段と、第二の無線通信手段が、異なるの無線通信手段である場合においては、通信フレームがどちらの経路から転送されているかを管理する必要あり、また連続するフレームが別の通信手段を介して転送された場合、そのフレームの着順制御を行うことは困難となる。 Furthermore, in the above example, in the case where the first wireless communication means and the second wireless communication means are different wireless communication means, it is necessary to manage from which route the communication frame is transferred. In addition, when successive frames are transferred via another communication means, it is difficult to control the arrival order of the frames.
さらに、前記の例においては、第一の無線通信手段と、第二の無線通信手段が、同種類の無線通信手段である場合において、上記の問題に加えて、ある既存の無線エリアの中に追加された新たに別の無線エリアを、移動体通信手段側で認識できた場合においても、その無線エリアを離脱したことを認識するまでの期間に、フレームロスが発生するという問題がある。 Further, in the above example, in the case where the first wireless communication means and the second wireless communication means are the same type of wireless communication means, in addition to the above problem, in a certain existing wireless area Even when the newly added other wireless area can be recognized on the mobile communication means side, there is a problem that a frame loss occurs in a period until it is recognized that the wireless area has left.
また、無線エリアが離れていて、その離れている部分を補完する目的で、新しい無線通信手段を追加したという場合においても、問題が発生する場合がある。例えば、気温や湿度、晴天、雨天のような外的要因や、経年劣化、当該無線通信手段を利用している移動体の速度などによって、無線通信手段の有効範囲は変動し続けるからである。このような場合、当初予定していた補完が目的を果たさず、隣接ゾーンの間に不感帯が発生したり、前述したような包含関係の場合になってしまう場合もありえる。 In addition, there may be a problem even when a new wireless communication means is added for the purpose of supplementing the distant portion of the wireless area. This is because, for example, the effective range of the wireless communication means continues to fluctuate due to external factors such as temperature, humidity, fine weather, and rain, deterioration over time, and the speed of the mobile body using the wireless communication means. In such a case, the originally planned complementation may not serve the purpose, and a dead zone may occur between adjacent zones, or the inclusion relationship as described above may occur.
本発明においては、無線エリアが重なっていないケースの態様として、(1)実際に無線ゾーンが物理的に離れているケース、(2)無線通信方式の性質上、新しい無線エリアに入った時に、古い無線エリアの無線リンクを廃棄し、新しい無線リンクを構築するケース、(3)無線エリア同士の干渉による混信によって、あるいは電波の状況等によって、事実上無線エリア間が不感帯となる場所が生じるケースを含むものとする。 In the present invention, as an aspect of the case where the wireless areas do not overlap, (1) when the wireless zone is actually physically separated, (2) due to the nature of the wireless communication system, when entering a new wireless area, A case in which a wireless link in an old wireless area is discarded and a new wireless link is constructed. (3) A case in which there is a place where the wireless areas are actually dead zones due to interference caused by interference between wireless areas or due to radio wave conditions. Shall be included.
また、便宜上、移動ホストから、当該移動ホストと通信を行うホストに向って転送されるフレームを「上りフレーム」、その逆向きに転送されるフレームを「下りフレーム」と呼ぶこととする。また、無線エリアを構成する無線通信用の基地局基地局を、「基地局」と呼ぶこととする。本発明においては、移動中のホスト、または1つ以上のホストを伴って移動するネットワークから送受信される第一の無線エリアで取得された通信フレームを、当該ホストまたはネットワークの移動している方向に存在する第二の無線エリアに転送する手段を提供し、当該第二の無線エリアに転送された通信フレームを、当該ホストまたはネットワークが当該第二の無線エリアに入った時に、当該ホストまたはネットワークに当該通信フレームの転送を行う手段を提供する。 For convenience, a frame transferred from a mobile host to a host that communicates with the mobile host is called an “upstream frame”, and a frame transferred in the opposite direction is called a “downstream frame”. In addition, a base station base station for radio communication that constitutes a radio area is referred to as a “base station”. In the present invention, a communication frame acquired in a first wireless area transmitted / received from a moving host or a network moving with one or more hosts is transmitted in the moving direction of the host or network. Providing a means for transferring to an existing second wireless area, and transmitting the communication frame transferred to the second wireless area to the host or network when the host or network enters the second wireless area; A means for transferring the communication frame is provided.
また、本発明においては、当該第二の無線エリアに転送された通信フレームを、当該ホストまたはネットワークが当該第二の無線エリアに入った場合に、当該ホストまたはネットワークに当該通信フレームを転送する際に、当該通信フレームを当該第二の無線エリアを経由して転送されたように当該通信フレームの内容を書き換える手段を提供し、さらに、当該第二の無線エリアに転送された通信フレームを、当該ホストまたはネットワークが当該第二の無線エリアに入っていない場合に、当該通信フレームを格納または廃棄する手段を提供する。 In the present invention, the communication frame transferred to the second wireless area is transferred to the host or network when the host or network enters the second wireless area. A means for rewriting the content of the communication frame as if the communication frame was transferred via the second wireless area, and further, the communication frame transferred to the second wireless area Means are provided for storing or discarding the communication frame when the host or network is not in the second wireless area.
さらに、本発明においては、当該無線ネットワークを含むネットワークの範囲に通信パケットを入れる前に、当該通信フレーム長を変更し、または拡張し、またはフレームを2つ以上に分割し、当該通信フレームを制御するための情報を付与する領域を確保し、当該領域に当該制御情報を付与した新たなフレームを作成し、当該無線ネットワークを含むネットワークの範囲から通信フレームを出す前に、当該領域に付与した当該情報を取得し、当該通信フレームを制御するための情報を付与した領域を解放し、当該通信フレーム長を当該無線ネットワークを含むネットワークの範囲に通信フレームを入れる前の状態に変更する手段を提供する。 Further, in the present invention, the communication frame length is changed or expanded or the frame is divided into two or more to control the communication frame before putting the communication packet in the network range including the wireless network. To secure an area to which information is to be assigned, create a new frame to which the control information is assigned to the area, and before issuing a communication frame from a network range including the wireless network, Providing means for acquiring information, releasing an area to which information for controlling the communication frame is given, and changing the communication frame length to a state before the communication frame is put in a network range including the wireless network .
具体的には、当該無線ネットワークを含むネットワークの範囲に通信フレームを入れる前に通信フレームを送出する順番である通し番号を付与し、当該無線ネットワークを含むネットワークの範囲から通信フレームを出す前に当該通番情報を廃棄する手段を提供する。 Specifically, a serial number that is the order in which communication frames are sent out before putting a communication frame in the network range including the wireless network is assigned, and the serial number is assigned before the communication frame is output from the network range including the wireless network. Provides a means to dispose of information.
さらに、本発明においては、第一の無線エリアから、第二の無線エリアに移動を行った際に、第一の無線エリアにおいて当該通番情報を廃棄する前に取得した第一の通番の値と、第二の無線エリアにおいて当該通番情報を廃棄する前に取得した第二の通番の値とを比較することによって、第一の無線エリアから、第二の無線エリアに移動を行った際に損失した通信フレームを特定し、具体的には、当該第一の無線エリアに到達した通信フレームを、当該第二の無線エリアに転送することで実現する。 Furthermore, in the present invention, when moving from the first wireless area to the second wireless area, the first serial number value acquired before discarding the serial number information in the first wireless area Loss when moving from the first wireless area to the second wireless area by comparing with the second serial number value obtained before discarding the serial number information in the second wireless area This is realized by identifying the communication frame, specifically, by transferring the communication frame that has reached the first wireless area to the second wireless area.
さらに本発明においては、第一の無線エリアから、第二の無線エリアに移動を行った際に、第一の無線エリアにおいて当該無線ネットワークを含むネットワークの範囲に通信パケットを入れる前に通信フレームに付与した通番の番号を、第二の無線エリアにおいて当該無線ネットワークを含むネットワークの範囲に通信フレームを入れる前に当該通信パケットに付与する通番の番号として引継ぐ手段を提供し、当該無線ネットワークを含むネットワークの範囲に通信フレームを入れる前に、常に当該通信フレームのうち、最新の通信フレームの複製を一定数確保しておき、特定された損失した通信フレームの通番の通知を受けて、当該損失した通信フレームを再送する手段を提供するものである。 Further, in the present invention, when moving from the first wireless area to the second wireless area, before the communication packet is put into the network range including the wireless network in the first wireless area, A network that provides means for taking over the assigned serial number as the serial number assigned to the communication packet before putting the communication frame in the network range including the wireless network in the second wireless area, and includes the wireless network Before placing a communication frame in the range, always keep a certain number of copies of the latest communication frame among the communication frames, receive the notification of the serial number of the specified lost communication frame, and Means for retransmitting a frame are provided.
さらに本発明においては、第一の無線エリアから、当該第一の無線エリアに包含されている第二の無線エリアに移動を行った際に、第二の無線エリアが提供する通信品質等の情報を勘案して、当該第二の無線エリアに通信手段を切り替える手段を提供する、または、当該第一の通信手段と、当該第二の通信手段の両方を用いて通信を継続する手段を提供するものである。 Further, in the present invention, information such as communication quality provided by the second wireless area when moving from the first wireless area to the second wireless area included in the first wireless area. In consideration of the above, a means for switching the communication means to the second wireless area is provided, or a means for continuing communication using both the first communication means and the second communication means is provided. Is.
さらに本発明においては、第一の無線エリアと第二の無線エリアに、第三の無線エリアを追加する場合に、当該第一、第二および第三の無線基地局の位置情報、または移動体の位置情報と進行方向を用いて、第一の無線エリアで取得された通信フレームを転送する無線エリアを決定する手段を提供するものである。 Furthermore, in the present invention, when a third wireless area is added to the first wireless area and the second wireless area, the position information of the first, second and third wireless base stations, or the mobile body Means for determining a wireless area to which a communication frame acquired in the first wireless area is transferred using the position information and the traveling direction.
本発明によれば、ハンドオーバ時の上りフレームと下りフレームのロストを共に回避し、さらにハンドオーバ時に発生するフレーム到着遅延を無くすことが可能となる。特に、移動ホストが高速に移動している場合においても、安定したIP通信の連続性を保証することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to avoid both upstream and downstream lost frames during handover, and to eliminate frame arrival delay that occurs during handover. In particular, even when the mobile host is moving at high speed, it is possible to guarantee stable IP communication continuity.
また、本発明によれば、複数のネットワークインタフェースカードを用いないで、1つのネットワークインタフェースカードによる、モバイルIPの連続通信を実現する手段を提供することが可能となる。 Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide means for realizing continuous mobile IP communication using a single network interface card without using a plurality of network interface cards.
また、本発明によれば、無線エリアの中に無線エリアを包含するような通信環境、または無線エリアを段階的に追加していくような場合においても、前記の安定したIP通信の連続性を保証するモバイルIP通信を提供することが可能となる。 In addition, according to the present invention, even in a communication environment that includes a wireless area in a wireless area, or when a wireless area is added step by step, the continuity of the stable IP communication is improved. It is possible to provide guaranteed mobile IP communication.
以下に、本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
本実施例では、列車内のネットワーク(以後、これを車上ネットワークと称す)に接続されたホストと、地上側の基地局、サブネットワーク、基幹ネットワーク、およびインターネット上のホストとの間において、当該列車が高速移動中においても、安定したIP連続通信を提供する通信方式の実施の態様について説明する。 In this embodiment, between a host connected to a network in a train (hereinafter referred to as an on-vehicle network) and a base station on the ground side, a subnetwork, a backbone network, and a host on the Internet, An embodiment of a communication method that provides stable IP continuous communication even when a train is moving at high speed will be described.
先ず本実施例の説明を行う前に、本システムが前提とするモバイルIP方式の概要を、図1を用いて説明する。 First, before describing the present embodiment, an outline of the mobile IP scheme assumed by the present system will be described with reference to FIG.
モバイルIP方式とは、複数の無線ネットワーク間で端末を移動させても、IPアドレスを変更せずに、連続的なIP通信を可能とする業界標準プロトコルである。 The mobile IP system is an industry standard protocol that enables continuous IP communication without changing an IP address even when a terminal is moved between a plurality of wireless networks.
モバイルIP方式では、モバイルルータ(以後、MRと称す)から、無線エリアに進入した旨の連絡を受けたフォーリンエージェントルータ(以後、FAと称す)が、その情報をホームエージェントルータ(以後、HAと称す)に連絡し、HAはFAに対して、FAはMRに対してIPパケットを運ぶ為のトンネル(IPトンネル)を生成することで、車両内のIP通信機器(PC、サーバ等)に対してIPパケットを転送するものであり、MRが異なる無線エリアに進入する度に、このIPトンネルが新たに作成、あるいは再利用される。 In the mobile IP system, a foreign agent router (hereinafter referred to as FA) that has received notification from the mobile router (hereinafter referred to as MR) that it has entered the wireless area receives the information as a home agent router (hereinafter referred to as HA). To the FA, and the FA generates a tunnel (IP tunnel) for carrying the IP packet to the MR, so that the IP communication equipment (PC, server, etc.) in the vehicle is generated. Whenever an MR enters a different radio area, this IP tunnel is newly created or reused.
HAは、MRに属するネットワークまたはホストのIPアドレスを、ルーティングプロトコルを使って常にアドバタイズ(広告)している為、移動中の列車の中に配備されているMRに属するネットワークまたはホスト宛てのIPパケット(下りフレーム)は、先ずHAに到着することになる。HAは前記に説明したIPトンネルを使って、当該IPパケットをFA経由でMRに転送する。MRでトンネルから開放されたIPパケットは、目的の車上ネットワーク上に展開され、車上ネットワークのホストに配送される。 Since the HA always advertises (advertises) the IP address of the network or host belonging to the MR using the routing protocol, the IP packet addressed to the network or host belonging to the MR deployed in the moving train. (Downlink frame) first arrives at the HA. The HA transfers the IP packet to the MR via the FA using the IP tunnel described above. The IP packet released from the tunnel by MR is deployed on the target on-vehicle network and delivered to the host on the on-vehicle network.
また、MRに属するネットワークまたはホストから送信されるIPパケットは、MRを経由して、地上側のIPネットワークに転送され、その後は、通常のIPルーティングによって、目的のホストに転送されることになる。 An IP packet transmitted from a network or host belonging to the MR is transferred to the ground-side IP network via the MR, and thereafter transferred to the target host by normal IP routing. .
図2に、本実施例におけるシステムの全体図を示す。 FIG. 2 shows an overall view of the system in the present embodiment.
列車3は、車上ネットワーク30を具備し、ネットワーク30は、モバイルルータ(以下MRと称す)31、車上サーバ35、旅客用パーソナルコンピュータ(以下単に旅客PCと称す)36が接続されている。なお、車上ネットワーク30は、有線LAN、無線LANなど、どのようなネットワークであってもよい。またPC36は車上ネットワークに固定的に具備されていても、あるいは旅客が列車内に持ち込まれたものであったもよい。
The
MR31には、車上側フレーム制御装置(なお、図中には略称として”AIR_T”と記載する)32、ディジタル漏えい同軸ケーブル(ディジタルリーケージコアキシャルケーブルのことで、以後DLCXと称す)からの漏曳電波の送受信を行う車上側送受信機(以後、「車上側DLCX送受信機」と称し、図中においては「DLCX_T」と記載する)33、地上側DLCXアンテナ34が直列に接続されている。なお、DLCXとは、同軸ケーブルのシールドに、わずかなスリット(すき間)を設けることで、電波を漏洩させ、DLCX周辺のわずかな領域(数十m)にだけ無線感帯を確保するものであり、首都高トンネル内の携帯・自動車電話中継用や、同トンネル内の業務無線などにも使用されている。
基幹ネットワーク10には、フォーリンエージェントルータ(以下「FA」と称す)11が接続されており、さらに、地上側フレーム制御装置(なお、図中には略称として「AIR_G」と記載する)12、地上側DLCX送受信機(なお、図中には略称として「DLCX_G」と記載する)13、DLCX14が直列に接続されている。地上側フレーム制御装置12同士は、VLANスイッチ15(なお、図中には略称として「SW」と記載する)と地域ネットワーク20を介して、隣接する別の地上側フレーム制御装置とVLAN接続されている。
The
さらに、基幹ネットワーク10には、ホームエージェントルータ(以下「HA」と称す)19が接続されており、業務用ネットワーク40とインターネット50のゲートウェイとなっている。業務用ネットワーク40には、業務用サーバ41が接続され、インターネット50には、インターネットサーバ51が接続されている。なお、当該業務用サーバ41、またはインターネットサーバ51が提供するサービスは、Webサービス、メールサービス、ネットワーク管理サーバ等を含み、サーバのサービスの内容に関して特別な限定はない。
Further, a home agent router (hereinafter referred to as “HA”) 19 is connected to the
図3に、車上側フレーム制御装置32のハードウェア構成を示す。
FIG. 3 shows a hardware configuration of the vehicle upper side
MR31と接続するためのネットワークインタフェースカード322、車上側DLCX送受信機33と接続するためのネットワークインタフェースカード323、CPU325、メモリ324、ハードディスク328を接続したハードディスクコントローラ327、ディスプレイ、マウス、キーボード、またはRS232C等のインタフェースを介して、本装置をローカルに制御する為の外部インターフェース群329が、バスなどの内部通信線(以下、バスという)321によって接続されている。
図4に、地上側フレーム制御装置12のハードウェア構成を示す。
FIG. 4 shows a hardware configuration of the
車上側DLCX送受信機33と接続するためのネットワークインタフェースカード122、FA11と接続するためのネットワークインタフェースカード123、隣接する地上側フレーム制御装置と地域ネットワーク20を介して接続する為のネットワークインタフェースカード124または125、CPU126、メモリ127、ハードディスク129と接続したハードディスクコントローラ128、ディスプレイ、マウス、キーボード、またはRS232C等のインタフェースを介して、本装置をローカルに制御する為の外部インターフェース群130がバス121によって接続されている。
A network interface card 122 for connecting to the in-
図5に、車上側フレーム制御装置32のソフトウェア構成を示す。
FIG. 5 shows a software configuration of the vehicle upper side
ネットワークインタフェースカード322,323を制御するためのネットワークインタフェースカード制御ドライバ324−2、図2のMR31または車上側DLCX送受信機33との間で通信を実施する通信管理モジュール324−4、送信キュー324−6、受信キュー324−4、ハードディスク328とのデータの入出力を制御する入出力装置制御ドライバ324−8が格納されている。
A network interface card control driver 324-2 for controlling the
MR31のMTU(「MTU」とは「Max Transfer Unit」の略で、一度に送信できるフレームサイズを決めるパラメータのこと)長を制御する為のMTU制御モジュール324−10、上りフレームに通番を付与し、または下りフレームの通番の削除を行う通番給付・削除モジュール324−12、下りフレームのロストを検知し当該ロストフレームの再送を要求する下りフレームロスト検知・再送要求モジュール324−14、上りフレームがロストした場合に、再送処理を行う再送処理モジュール324−26、車上側DLCX送受信機33から無線エリアの移動検知した旨の情報を受信する無線ゾーン移動検知モジュール324−16、リモートからネットワーク経由で車上側パケット制御装置32にログインして、各種の設定およびメンテナンスを行う機能を提供するリモートサーバモジュール324−18、本装置にローカルでアクセスする為の外部インターフェース群329のドライバ群324−22、当該装置の各種設定を行う設定モジュール324−20、最新の上りフレームをある一定個数格納する処理を行う上りフレーム一時記憶モジュール324−24が格納されている。
MTU control module 324-10 for controlling the MTU length of MR31 ("MTU" is an abbreviation of "Max Transfer Unit", which determines the frame size that can be transmitted at once), and assigns serial numbers to upstream frames. Or a serial number benefit / deletion module 324-12 for deleting a downstream frame serial number, a downstream frame lost detection / retransmission request module 324-14 for detecting a lost downstream frame and requesting retransmission of the lost frame, an upstream frame lost In this case, a retransmission processing module 324-26 that performs retransmission processing, a wireless zone movement detection module 324-16 that receives information indicating that movement of the wireless area has been detected from the vehicle
図6に、地上側フレーム制御装置12のソフトウェア構成を示す。
FIG. 6 shows a software configuration of the ground side
ネットワークインタフェースカード122,123,124,125を制御するためのネットワークインタフェースカード制御ドライバ127−2、地上側DLCX送受信機13、FA11、または地域ネットワーク20との間で通信を実施する通信管理モジュール127−4、送信キュー127−6、受信キュー127−4、ハードディスク129とのデータの入出力を制御する入出力装置制御ドライバ127−8が格納されている。
MR11のMTU長を制御する為のMTU制御モジュール127−10、下りIPパケットに通番を付与し、または上りフレームの通番の削除を行う通番給付・削除モジュール127−12、上りフレームのロストを検知し、当該ロストフレームの再送を要求する上りフレームロスト検知・再送要求モジュール127−14、下りフレームがロストした場合に、再送処理を行う再送処理モジュール127−30、地上側DLCX送受信機13から無線エリアの移動検知した旨の情報を受信する無線エリア移動検知モジュール127−16、リモートからネットワーク経由で地上側フレーム制御装置12にログインして、各種の設定およびメンテナンスを行う機能を提供するリモートサーバモジュール127−18、本装置をローカルからアクセスするための外部インターフェース群329のドライバ群127−22、当該装置の各種設定を行う設定モジュール127−20、モバイルIPのエージェント要請メッセージ、エージェント広告メッセージ等の内容を調べる為に、本装置を通過するIPパケットをモニタするフレームモニタモジュール127−24、前記モジュールからモニタしたフレームのMACまたはIPアドレス等を入手して、当該情報を使ってフレームの内容を書き換えるフレーム書き換えモジュール127−26、列車の進行方向にある無線エリアの地上側フレーム制御装置12にフレームを転送する、パケットフォワードモジュール127−32、最新の下りフレームをある一定個数格納する処理を行う上りフレーム一時記憶モジュール324−24が格納されている。
A communication management module 127-that performs communication with the network interface card control driver 127-2 for controlling the
MTU control module 127-10 for controlling the MTU length of MR11, serial number benefit / deletion module 127-12 for assigning serial numbers to downlink IP packets or deleting serial numbers of upstream frames, detecting lost upstream frames The upstream frame lost detection / retransmission request module 127-14 that requests retransmission of the lost frame, the retransmission processing module 127-30 that performs retransmission processing when the downstream frame is lost, and the terrestrial DLCX transceiver 13 A wireless area movement detection module 127-16 that receives information indicating that movement has been detected, and a remote server module 127- that provides functions for performing various settings and maintenance by logging in to the ground side
次に、車上側フレーム制御装置32の動作を、起動から順を追って説明する。
Next, the operation of the vehicle upper side
なお、本実施例においては、説明の内容を理解しやすくするため、通信用の物理ネットワーク媒体としてイーサネット(登録商標)(広域イーサネットを含む)を用いて記載し、車上側フレーム制御装置32または地上側フレーム制御装置12も、イーサネットを扱うものとして記載しているが、本発明においてイーサネットの使用は発明の本質ではなく、IPパケットを搬送するIPネットワークを提供可能なネットワーク媒体であれば、どのようなものでも使用可能である。
In the present embodiment, in order to facilitate understanding of the contents of the description, Ethernet (registered trademark) (including wide area Ethernet) is used as a physical network medium for communication, and the vehicle upper
車上側フレーム制御装置32は、ディスプレイ、マウス、キーボード、またはRS232C等のインタフェースから、外部インターフェース群329を経由して、ローカルから設定モジュール324−20を起動することで、ネットワークインタフェースカード322または323のIPアドレス、サブネットマスク、デフォルトゲートウェイ、ブロードキャストアドレス、もしくはDHCP機能などによって動的に提供されるIPアドレスを使用する旨の設定を行う。このようにIPアドレスが設定された後は、ネットワークの利用が可能となるので、リモートサーバモジュール324−18を経由して、リモートから設定することも可能となる。
The vehicle upper side
次に、リモートあるいはローカルから、設定モジュール324−20を起動して、ネットワークインタフェースカード322に接続しているMR31のMACアドレスと、MR31に対して設定するフレームイーサネットフレームのMTU値の値を入力する。イーサネットの場合MTU値は最大1500(バイト)であるので、1500バイトよりも小さい値(例えば、1400(バイト))を設定する。
Next, the setting module 324-20 is started up remotely or locally, and the MAC address of the
また、列車の進行する方向も設定する。例えば、東京方面に向かう列車であれば0を、東京方面から離れる列車であれば1を設定する。 In addition, the direction in which the train travels is also set. For example, 0 is set for a train heading toward Tokyo, and 1 is set for a train moving away from Tokyo.
また、上りフレームがロストした場合に、再送処理を行えるように、記憶領域に常に最新のフレームを一定数保存する為のフレーム数(例えば、30万フレーム)を設定する。一定数を越えた場合には、古いフレームが記録された領域に最新のフレームを上書きしていくことで、古いフレームを破棄する。 Further, the number of frames (for example, 300,000 frames) for always storing a certain number of the latest frames in the storage area is set so that retransmission processing can be performed when the upstream frame is lost. When the number exceeds a certain number, the old frame is discarded by overwriting the latest frame in the area where the old frame is recorded.
地上側フレーム制御装置12は、ディスプレイ、マウス、キーボード、またはRS232C等のインタフェースから、外部インターフェース群130を経由して、ローカルから設定モジュール127−20を起動することで、ネットワークインタフェースカード122,123,124または125のIPアドレス、サブネットマスク、デフォルトゲートウェイ、ブロードキャストアドレス、VLAN ID、もしくはDHCP機能などによって動的に提供されるIPアドレスを使用する旨の設定を行う。このようにIPアドレスが設定された後は、ネットワークの利用が可能となるので、リモートサーバモジュール127−18を経由して、リモートから設定することも可能となる。
The ground side
次に、リモートあるいはローカルから、設定モジュール127−20を起動して、ネットワークインタフェースカード123に接続しているFA11のMACアドレスと、FA11に対して設定するフレームイーサネットフレームのMTU値の値を入力する。このMTU値は、車上側フレーム制御装置32で設定した値と同じ値とする。
Next, the setting module 127-20 is activated from the remote or the local, and the MAC address of the
また、下りフレームがロストした場合に、再送処理を行えるように、列車単位で、記憶領域に常に最新のフレームを一定数(例えば、30万フレーム)保存する為のフレーム数を設定する。一定数を越えた場合には、古いフレームが記録された領域に最新のフレームを上書きしていくことによって、古いフレームを破棄する。 In addition, when the downlink frame is lost, the number of frames for always storing the latest number of frames (for example, 300,000 frames) in the storage area is set for each train so that retransmission processing can be performed. When it exceeds a certain number, the old frame is discarded by overwriting the latest frame in the area where the old frame is recorded.
図7に、地上側フレーム制御装置32によって生成されるフレームを示す、なお、MAC用CRC(4オクテット)の記載は省略している。
FIG. 7 shows a frame generated by the terrestrial
車上ネットワーク30から上りフレームとしてMRに到着したフレームイーサネットフレームは、前述したMTU値の設定値の変更により、MTUが1400バイト以下の上りメッセージ1−1に変換されて、MR31から車上側フレーム制御装置32のネットワークインタフェースカード322に到着する。
The frame Ethernet frame that has arrived at the MR as an upstream frame from the on-
上りメッセージ1−1は、図5の通番給付・削除モジュール324−12に転送されて、メモリ上に一時的に転写された後、当該メモリ上の1400バイト目以降に、上りIDを付与される。 The upstream message 1-1 is transferred to the serial number benefit / deletion module 324-12 in FIG. 5 and temporarily transferred onto the memory, and then the upstream ID is assigned after the 1400th byte in the memory. .
上りIDは、進行方向フラグ、列車認識番号、上りフレーム通番から構成される。進行方向フラグは、設定モジュール324−20を介して入力された列車の進行する方向が搭載される。例えば、東京方面に向かう列車であれば0が、東京方面から離れる列車であれば1が設定される。また、列車認識番号としては、全列車に対してユニークな値が付与されるものであればどのようなものでもよいが、本実施例においては、MACアドレス(12バイト)を使用する。MACアドレスはイーサネットカード製造時にユニークな値が付与されているものでありMACアドレスの衝突は発生しないからである。 The uplink ID is composed of a traveling direction flag, a train identification number, and an uplink frame sequence number. The traveling direction flag is loaded with the traveling direction of the train input via the setting module 324-20. For example, 0 is set if the train is toward Tokyo, and 1 is set if the train is away from Tokyo. In addition, any train identification number may be used as long as a unique value is given to all trains. In this embodiment, a MAC address (12 bytes) is used. This is because the MAC address is given a unique value when the Ethernet card is manufactured, and MAC address collision does not occur.
さらに、上りフレーム通番には整数値を用いる。通番は、列車の運行開始時に0リセットされ、フレーム1つを送信する度に値が一つ上っていき、最大値に達したら再び0にリセットされる。十分に大きい桁数の通番を使うことで、リセットに対する対処を省略することが可能となる。本実施例では、通番として4バイトの整数値(0〜4294967295)を用い、一秒間に5万フレームの転送を実施しても23時間ほどの使用が可能ととしている。 Further, an integer value is used for the upstream frame sequence number. The serial number is reset to 0 at the start of train operation, increases by one each time one frame is transmitted, and is reset to 0 again when the maximum value is reached. By using a serial number with a sufficiently large number of digits, it is possible to dispense with measures for resetting. In the present embodiment, an integer value of 4 bytes (0-4294967295) is used as a serial number, and even if 50,000 frames are transferred per second, it can be used for about 23 hours.
なお、前記の例においては、合計16バイトの上りIDを付与しているだけであるが、この他にも、1−3に示すように暗号化したIPデータに、その暗号に関する制御情報であるセキュアヘッダやHMAC等を付与することで、車上側フレーム制御装置32と地上側フレーム制御装置12の間においてフレームの暗号化を施すことも可能となる。
In the above example, only an uplink ID of 16 bytes in total is given, but in addition to this, control data related to the encryption is added to the encrypted IP data as shown in 1-3. By adding a secure header, HMAC, or the like, it is possible to encrypt the frame between the vehicle-side
このように上りIDが付与されたフレーム情報は、通常のMTUのイーサネットパケットに転写されて、フレームイーサネットフレーム1−2として、図3のネットワークインタフェースカード323から、車上側DLCX送受信機33に送付され、地上側DLCXアンテナ34、地上側のDLCX14、地上側DLCX送受信機13を経由して、地上側フレーム制御装置12に到着する。
The frame information to which the uplink ID is assigned in this manner is transferred to a normal MTU Ethernet packet and sent as a frame Ethernet frame 1-2 from the
下りメッセージも、図6の通番給付・削除モジュール127−12に転送されて、メモリ上に一時的に転写された後、当該メモリ上の1400バイト目以降に、下りIDを付与される。 The downstream message is also transferred to the serial number benefit / deletion module 127-12 in FIG. 6 and temporarily transferred onto the memory, and thereafter, the downstream ID is assigned after the 1400th byte on the memory.
上記のような方法以外の方法としては、上りフレームとして、MR31が旅客PC36に対して、MTUを変更する要求(例えば、MTUを1400にする要求)を出し、AIR_T32が、100バイトの制御情報を付与することによって、上記と同目的の処理を実施することが可能となる。なお、下りフレームについても、これに準じる処理を行う。
As a method other than the method described above, as an upstream frame,
また、イーサネットフレームの最大MTU値は1500となっているが、ネットワークカードのドライバに改造を行うなどの処理を施すことによって、1600バイト以上の情報を付与できるという性質を利用して、上りフレームとして、旅客PC36からMR31を経由してAIR_T32に送付されてきた最大1500バイトのイーサネットフレームに、さらに100バイトの制御情報を付与して、AIR_G12に送付し、AIR_G12において制御情報を除去することによっても、上記と同目的の処理を実施することが可能となる。なお、下りフレームについても、これに準じる処理を行う。
The maximum MTU value of an Ethernet frame is 1500. By using the property that information of 1600 bytes or more can be added by performing processing such as modifying the network card driver, Also, by adding 100 bytes of control information to the Ethernet frame of maximum 1500 bytes sent from the
なお、イーサネットフレームは最大MTU値が1500であるので、この値を超えるようなメッセージに対してはフレームの分割が発生するが、上記に記載した方法は、AIR_T32またはAIR_G12で、フレームに対してIDを付与することによるフレーム分割の発生を回避することを目的としている。 Note that since the maximum MTU value of an Ethernet frame is 1500, frame division occurs for messages that exceed this value. However, the method described above uses AIR_T32 or AIR_G12, and the ID is assigned to the frame. The purpose of this is to avoid the occurrence of frame division due to the provision of.
もしAIR_T32またはAIR_G12でフレーム分割が発生してしまうと、前半のフレームには制御情報が付与されないまま転送されてしまい、AIR_T32またはAIR_G12で通番廃棄を含むフレーム処理が実施できなくなる。 If frame division occurs in AIR_T32 or AIR_G12, the first half of the frame is transferred without being given control information, and frame processing including discarding a serial number cannot be performed in AIR_T32 or AIR_G12.
しかし、AIR_T32またはAIR_G12でIDを付与することによって、MTU値が1500を超えるようなフレーム(例えば1600バイト)となった場合でも、最終的にAIR_T32またはAIR_G12で、送信した時点でのフレームに組み立て直すことができれば(すなわち1600バイトのイーサネットフレームとして組み立てることができれば)問題はない。なぜなら、AIR_T32、AIR_G12間以外では、IDが除去されて、結果としてMTU値が1500バイト以下となって転送されるからである。 However, by assigning an ID with AIR_T32 or AIR_G12, even if the frame is such that the MTU value exceeds 1500 (for example, 1600 bytes), the frame is finally reassembled with AIR_T32 or AIR_G12. If possible (ie if it can be assembled as a 1600 byte Ethernet frame), there is no problem. This is because, except between AIR_T32 and AIR_G12, the ID is removed and, as a result, the MTU value is 1500 bytes or less and transferred.
図18にこの方法について説明する。 FIG. 18 illustrates this method.
フレーム(a)は、全長1460バイトのフレームに100バイトのIDを付与することによって、全長1560のフレームとなっており、通常の処理ではフレーム分割が発生する。そこで、AIR_T32またはAIR_G12において、このフレーム(a)を、フレーム(b)とフレーム(c)に意図的に分割して扱うようにする。 The frame (a) is a frame having a total length of 1560 by giving an ID of 100 bytes to a frame having a total length of 1460 bytes. In normal processing, frame division occurs. Therefore, in AIR_T32 or AIR_G12, this frame (a) is intentionally divided into a frame (b) and a frame (c).
すなわち、1560バイトを、前半1480バイトと後半80バイトのフレームに分割した後に、前半フレームの最後20バイトに、自己のフレームを表示する番号と、このフレームに連結するフレームの番号を記載しておく。同じく後半フレームにも、自己のフレーム番号を記載するが、このフレームに連結するフレームはないので、ここではNULLが記載される。 That is, after dividing 1560 bytes into frames of the first half of 1480 bytes and the latter half of 80 bytes, the last 20 bytes of the first half frame describe the number for displaying its own frame and the number of the frame linked to this frame. . Similarly, the frame number of the second half is also described, but since there is no frame connected to this frame, NULL is described here.
このフレーム(b)(c)を受け取ったAIR_T32またはAIR_G12で、再度組み立てることによって、元の長さのフレームに復元する。このように、最大MTU値によるフレーム制御による制約を受けることなく、実際上、最大MTU値以上のフレームを転送することが可能となる。 The frames (b) and (c) are reassembled with the received AIR_T32 or AIR_G12 to restore the original frame. As described above, it is possible to transfer a frame having a maximum MTU value or more in practice without being restricted by frame control based on the maximum MTU value.
図8は、図6に示す地上系フレーム制御装置12のモジュール群が共通で使用する通番管理テーブル127−50である。
FIG. 8 is a serial number management table 127-50 used in common by the module group of the terrestrial
方向のエントリは、当該列車が東京方面に向かう列車であるか、東京方面から離れる列車であるかが記載される。これによって、地上側フレーム制御装置12は、隣接する地上側フレーム制御装置12のどちらにフレームを転送すればよいのかを判断することが可能となる。
The direction entry describes whether the train is a train heading toward Tokyo or a train away from Tokyo. As a result, the ground side
列車認識番号のエントリは、その時点において地上系フレーム制御装置12がフレーム制御管理を行っている列車を示し、上りフレーム通番のエントリ、下りフレーム通番のエントリには、それぞれ地上系フレーム制御装置12が取り扱った上りおよび下りフレームの最新の通番が記載される。
The train identification number entry indicates a train in which the terrestrial
下りIDの通番は、地上系フレーム制御装置12の通番給付・削除モジュール127−12が、列車の進行と連動して、列車認識番号とともに、列車の進行方向の地上系パケット制御装置12の当該モジュールに通知することで、通番の一貫性を保証する。この下りIDの管理制御方法に関しては、後述する。
The serial number of the downlink ID is determined by the serial number benefit / deletion module 127-12 of the terrestrial
なお、無線エリア移動検知モジュール127−16が、無線エリアへの列車の進入を検知したときに、列車認識番号と一致する列車認識番号のエントリがなかった場合には、列車の運行開始時と認識し、当該エントリを追加し、下りフレーム通番に0をセットする。 When the wireless area movement detection module 127-16 detects the entry of a train to the wireless area and there is no entry with a train identification number that matches the train identification number, it is recognized that the train has started. Then, the entry is added and 0 is set to the downstream frame sequence number.
このように下りIDが付与されたフレーム情報は、通常のMTUのイーサネットパケットに転写され、図4のネットワークインタフェースカード122から、地上側DLCX送受信機13に送付され、DLCX14、地上側DLCXアンテナ34、車上側DLCX送受信機33を経由して、車上側フレーム制御装置32に到着する。
The frame information to which the downlink ID is assigned in this manner is transferred to an ordinary MTU Ethernet packet, sent from the network interface card 122 of FIG. 4 to the ground
上りフレームの処理の概要を図9または図10に示す。図9においては、DLCX関連の装置、その他ネットワークについては記載を省略する。また、図中の”eth0”,”eth1”なる表示は、各装置における、イーサネットのネットワークインタフェースカードを示すものである。なお、列車は図中右方向に進行しているものとする。 An outline of upstream frame processing is shown in FIG. 9 or FIG. In FIG. 9, description of DLCX-related devices and other networks is omitted. In addition, the indications “eth0” and “eth1” in the figure indicate Ethernet network interface cards in each device. It is assumed that the train is traveling in the right direction in the figure.
MR31からMTU値1400で送信されたフレームイーサネットフレームは、上記で述べた通り、通番給付・削除モジュール324−12で通番IDが付与された後、MTU値1500のフレームイーサネットフレームとなった後、上りフレーム一時記憶モジュール324−24によって一時記憶領域(一時格納領域は、図3に示すメモリ324、ハードディスク328のどちらに作成されても良い)にコピーされた後、eth1のインターフェースを介して、無線エリア1の地上側フレーム制御装置12−1のeth0のインターフェースに転送され、そのままeth3のインターフェースから、地域ネットワーク20のVLANを経由して、列車の進行方向にある無線エリア2の地上側フレーム制御装置12−2に届けられる。
As described above, the frame Ethernet frame transmitted from the
ここで、地上側フレーム制御装置12−2の上りフレームロスト検知・再送要求モジュール127−14によって、送付されてきたフレームイーサネットフレームの上りIDがチェックされ、下り通番管理テーブル127−50の、列車認識番号に応じた上りフレーム通番エントリに、最新の通番が記録される。列車認識番号に応じたエントリが存在しない場合には、新規にエントリが作成される。通番記録が終った後、当該フレームイーサネットフレームは、通番給付・削除モジュール127−12に渡されて、上りIDを削除し、CRCの再計算等を行った後、イーサネットインターフェースカードeth2から送出され、FA11−2を経由して基幹ネットワークに送出される(Step.1)。 Here, the uplink ID of the sent frame Ethernet frame is checked by the uplink frame lost detection / retransmission request module 127-14 of the ground side frame controller 12-2, and the train recognition in the downlink sequence number management table 127-50 is checked. The latest serial number is recorded in the upstream frame serial number entry corresponding to the number. If there is no entry corresponding to the train identification number, a new entry is created. After the serial number recording is completed, the frame Ethernet frame is passed to the serial number benefit / deletion module 127-12, and the upstream ID is deleted, the CRC is recalculated, and the like, and then transmitted from the Ethernet interface card eth2. It is sent to the backbone network via the FA 11-2 (Step 1).
列車3がちょうど、無線エリア1と無線エリア2の間の通信ができない不感帯等に入った時も、車上側フレーム制御装置32はフレームを送出し続け、この間のフレームはロストする(Step.2)。
Even when the
列車3が無線エリア2に進入した段階で、車上側DLCX送受信機33と、無線エリア2の地上系DLCX送受信機13−2は、それぞれ列車3の存在を認識し、それを車上系フレーム制御装置32と、地上側フレーム制御装置12−2に通知し、それぞれの無線エリア移動検知モジュール324−16と127−16で確認される。この時点で、すぐに無線エリア渡り時のロストフレームの再送要求が行なわれることに対して、車上系フレーム制御装置32と、地上側フレーム制御装置12−2が待機状態に入る(Step.3)。
When the
列車3が無線エリア2に進入した後、車上系フレーム制御装置32から地上側フレーム制御装置12−2に対して送信された最初のフレームを上りフレームロスト検知・再送要求モジュール127−14が受信すると、通番管理テーブル127−50の列車認識番号に応じたエントリの上りフレーム通番を確認する。この通番が連続値でなければ、無線ゾーン1と無線エリア2の間でフレームロストが発生したことになるため、上りフレームロスト検知・再送要求モジュール127−14は、ロストしたと思われる通番の情報を付与してフレームの再送要求を車上系フレーム制御装置32の再送処理モジュール324−26に通知する。
After the
当該要求を受けた再送処理モジュール324−26は、上りフレーム一時記憶モジュール324−24によって一時記憶領域に記載されているフレームのコピーから、当該要求に対応したフレームを見つけて、地上側フレーム制御装置12−2に転送する。このパケットも、上記と同様に無線エリア2の地上側フレーム制御装置12−2から、無線エリア3の地上側フレーム制御装置12−3に転送される(Step.4)。
Upon receipt of the request, the retransmission processing module 324-26 finds the frame corresponding to the request from the copy of the frame described in the temporary storage area by the upstream frame temporary storage module 324-24, and the ground side frame control device Transfer to 12-2. This packet is also transferred from the ground side frame control device 12-2 in the
上記処理に遅れて、あるいは先んじて、モバイルIPのエージェント要請メッセージ、エージェント広告メッセージ等の処理をきっかけとして、エージェント登録要求が行なわれた場合も、上記の処理に影響を与えることはなく(Step.5)、上りフレームは、無線エリア3の地上側フレーム制御装置12−3に転送される。
Even if an agent registration request is made after the processing of the mobile IP agent request message, agent advertisement message, etc. after or before the above processing, the above processing is not affected (Step. 5) The uplink frame is transferred to the ground frame controller 12-3 in the
なお、無線エリアを通過してしまった列車に関しては、通番管理テーブル127−50のエントリは不要となるので、無線エリア移動検知モジュール127−16は、一定時間(例えば60秒)の間、上りフレーム通番エントリ、下りフレーム通番エントリの両方の値に変動がなかった場合、列車認識番号エントリを含めて削除する。 Note that for trains that have passed through the wireless area, the entry in the serial number management table 127-50 is not necessary, so the wireless area movement detection module 127-16 can receive an uplink frame for a certain time (for example, 60 seconds). When there is no change in both the serial number entry and the downstream frame serial number entry, the train identification number entry is deleted.
下りフレームの処理の概要を図11または図12に示す。本図においては、DLCX関連の装置、 その他ネットワークについては記載を省略している。なお、図中の”eth0”,”eth1”なる表示は、各装置における、イーサネットのネットワークインタフェースカードを示すものである。なお、列車は図中右方向に進行しているものとする。 An outline of downstream frame processing is shown in FIG. In this figure, descriptions of DLCX-related devices and other networks are omitted. Note that the indications “eth0” and “eth1” in the figure indicate Ethernet network interface cards in each device. It is assumed that the train is traveling in the right direction in the figure.
MR31、無線エリア1のFA11−1の間で、モバイルIPのエージェント要請メッセージ、エージェント広告メッセージを交換することによって、MR31からHA19に対してエージェント登録要求が行われ、その応答としてエージェント登録応答が返信されると、地上系フレーム制御装置12−1のフレームモニタモジュール127ー24が、当該エージェント登録応答の内容を検知し、MR31のネットワークインタフェースカードのMACアドレスを取得する。
By exchanging the mobile IP agent request message and agent advertisement message between the
次に、無線エリア1の地上系フレーム制御装置12−1は、無線エリア2の地上系パケット制御装置12−2の下りフレーム一時記憶モジュール127ー34に対して地上系パケット制御装置12−1を通過する下りフレームを記録する為の一時記憶領域(一時格納領域は、図4に示すメモリ127、ハードディスク129のどちらに作成されても良い)の作成依頼を、下りフレーム一時記憶モジュール324−34に対して行う。
Next, the terrestrial frame control device 12-1 in the
下りフレーム一時記憶モジュール127ー34は、MR31のネットワークインタフェースカードのMACアドレスを使って一時記憶ファイルを作成する。例えば、その列車のMR31のMACアドレスが、00−50−56−C0−00−08であれば、”00−50−56−C0−00−08.buf”というファイル名にしてもよい(Step.1)。 The downstream frame temporary storage module 127-34 creates a temporary storage file using the MAC address of the network interface card of MR31. For example, if the MAC address of MR31 of the train is 00-50-56-C0-00-08, the file name may be “00-50-56-C0-00-08.buf” (Step .1).
この後、FA11−1から送られる下りフレームは、地上側DLCX送受信機13−1に送られる直前に、地上系フレーム制御装置12−1で複製され、地上系フレーム制御装置12−2に送信され、当該MACアドレスのファイル名を付与された一時記憶領域に格納される(Step.2)。 Thereafter, the downlink frame sent from the FA 11-1 is duplicated by the terrestrial frame control device 12-1 and sent to the terrestrial frame control device 12-2 immediately before being sent to the terrestrial DLCX transceiver 13-1. The file name of the MAC address is stored in a temporary storage area (Step. 2).
列車3が、無線エリア1と無線エリア2の不感帯に入った時も、上記Step.2と同じ処理が行われるが、地上側DLCX送受信機13−1が送信するフレームは受信されない(Step.2)。
When the
列車3が、無線エリア2に進入すると、車上側DLCX送受信機33と地上側DLCX送受信機13−2のそれぞれが検知し、無線エリア移動検知モジュール324ー14と127ー16に通知され、無線エリア移動検知モジュール127ー16は、下りフレーム一時記憶モジュール127ー32に対して、一時記憶領域への格納を中止し、そのまま地上側DLCX送受信機13−2に転送するように指示を出す(転送開始指示)。もはやこの時点においては、無線エリア渡り時におけるフレームロストが発生する余地がなく、一時記憶領域の新しく到着したフレームによる不要な上書きを回避する為である。またこの時点において、通番給付・削除モジュール127ー12は、通番の引き継ぎを行う為に、後述するStep.5またはStep.7によって、送信される下りフレームの通番の最大値を記録しておく(Step.4)。
When the
不感帯への突入または登録処理遅延の為に、MR31が無線エリア1で受信できなかったフレームは、無線エリア2の地上側フレーム制御装置12−2に格納されており、再送可能な状態となっている。転送開始指示によって、無線エリア2に最初に送られてきたパケットを、車上側フレーム制御装置32が受信して、その下り通番を調べることによって、ロストしたフレームが具体的に特定可能となり、車上側フレーム制御装置32は、地上側フレーム制御装置12−2に対して、そのロストフレームの再送要求を行い(Step.6)、地上側フレーム制御装置12−2は、当該フレームの再送処理を行う(Step.7)。
Frames that
その後、Step.8または9の処理の後、前述した通りの手順で、無線エリア2の地上側フレーム制御装置12−2は、無線エリア3の地上側フレーム制御装置12−3に対して一時記憶領域の作成要求が行うと共に、通番給付・削除モジュール127ー12は、この時点をもってStep.5またはStep.7によって、送信された下りフレームの通番の最大値を、通番給付・削除モジュール127ー12が管理する通番の初期値としてセットする。
Thereafter, Step. After the process of 8 or 9, the terrestrial frame control device 12-2 in the
もっとも、エージェント登録が行われた後に、無線エリア1からの無線エリア2に対してフレームの転送が行われる可能性は絶無ではない。なぜなら基幹ネットワーク10または地域ネットワーク20の転送遅延等が発生する可能性があるからである。
However, there is no possibility that the frame is transferred from the
そこで、Step.9の処理の後に、無線エリア1からの無線エリア2に対して転送されてきたフレームに関しては、フレーム書き換えモジュール127ー26によって、当該フレームがFA11−2から送信されてきたようにフレームのヘッダ部の書き換えを実施する。具体的には、送信元MACアドレスを無線エリア2のFA11−2のものに、送信先IPアドレスを、エージェント登録応答で取得したMR31の新たなIPアドレスに書き換える。さらに下りIDの通番を地上側フレーム制御装置12−1の通番給付・削除モジュール127ー12が付与した番号から、地上側フレーム制御装置12−2の通番給付・削除モジュール127ー12が管理する通番に書き換える(Step.10)。
Therefore, Step. For the frame transferred from the
エージェント登録要求後に行なわれる下りフレームに関しては、上記Step.2以後の処理に同じである。 Regarding the downstream frame performed after the agent registration request, the above Step. This is the same as the processing after 2.
本実施例では、実施例1の図2のシステム構成において、VLANスイッチ15および地域ネットワーク20が存在しない場合での、本発明の実施態様について説明する。
In the present embodiment, an embodiment of the present invention when the
図13に本実施例における上りフレームの処理を示すシステムの概要図を示す。 FIG. 13 shows a schematic diagram of a system showing upstream frame processing in the present embodiment.
実施例1においては、フレームを列車3の移動方向にある無線エリアの地上側フレーム転送装置にフォワードすることによって、モバイルIPのフレームロストを解決する方式について説明したが、実際のシステム構築においては、当該フレームを地上側フレーム制御装置12−1から、別の地上側フレーム制御装置12−1に転送する為にネットワークを新たに用意することはコスト的に困難であることが多いことが予想される。そこで、本実施例においては、このような地域ネットワークを使わずに、基幹ネットワーク10を使うことで、実施例1と同様な発明の効果を亨受できる例について説明する。
In the first embodiment, the method for solving the mobile IP frame lost by forwarding the frame to the ground side frame transfer device in the wireless area in the moving direction of the
本実施例においては、図6記載のフレームフォワードモジュール127ー34に、IPトンネリングの機能を具備することで実現する。 In the present embodiment, the frame forward module 127-34 shown in FIG. 6 has an IP tunneling function.
先ず、リモートまたはローカルから、設定モジュール127ー20を起動して、全ての地上側フレーム制御装置12のそれぞれのeth1およびeth3に、適当なIPアドレスを付与し、基幹ネットーワーク20を介して、相互にIP通信が可能となるようにしておく。
First, the setting module 127-20 is started from remote or local, an appropriate IP address is assigned to each eth1 and eth3 of all the terrestrial
次に、地上側フレーム制御装置12−1のeth3から送出されるフレーム全体をIPフレームが運ぶデータとしてカプセル化し、これを地上側フレーム制御装置12−2のeth1のIPアドレス宛に送信する。FA11は、通常のルータとしても機能するので、送信先アドレスが記載されたIPアドレスであれば、目的のIPアドレスのネットワークカードに届けることが可能である。カプセル化されたIPパケットは、地上側フレーム制御装置12−2のフレームフォワードモジュール127−34で受信されて、ここで元のフレームイーサネットフレームとして展開され、以後は実施例1と同様の処理が行われる。
Next, the entire frame transmitted from eth3 of the ground side frame control device 12-1 is encapsulated as data carried by the IP frame, and this is transmitted to the IP address of eth1 of the ground side frame control device 12-2. Since the
図13は、上りフレームについてのみ説明したが、下りフレームにおいても、前記と同様の処理を行うことで、フレームの前方無線エリアへのフォワードを行うことが可能となる。 Although only the uplink frame has been described with reference to FIG. 13, it is possible to forward the frame to the front radio area by performing the same process as described above for the downlink frame.
本実施例では、実施例1の図2のシステム構成において、新しい同種のあるいは異種の無線通信手段が追加された場合における、本発明の実施態様について説明する。 In the present embodiment, an embodiment of the present invention will be described in the case where a new same type or different type of wireless communication means is added to the system configuration of FIG.
図14は、図2にAIR_G12に、無線LAN基地局(なお、図中には略称として「SS_G」と記載する)16、2つめの地上側DLCX送受信機(なお、図中には略称として「DLCX_GS」と記載する)17、無線LANアダプタ37が追加されたものである。
14 shows a wireless LAN base station (abbreviated as “SS_G” in the figure) 16 and a second ground side DLCX transceiver (abbreviated in the figure as “SS_G”). DLCX_GS ”) 17 and a
SS_G16またはDLCX_GS17の無線エリアは、DLCX_G13の無線エリアに包含されており、これらの無線エリア間では混信が発生しないように事前に設定されているものとする。 The radio area of SS_G16 or DLCX_GS17 is included in the radio area of DLCX_G13, and is set in advance so as not to cause interference between these radio areas.
列車3の車上側DLCX送受信機33は、パッシブスキャンまたはアクティブスキャンを行い、地上側DLCX送受信機を探しつづける。なお、パッシブスキャン、アクティブスキャンに関しては、”802.11 Wireless Networks The Definitive Guide” Mattew S. Gast著 O’REILLY社に詳しい記載がある。
The
DLCX_GS17は、現状利用可能な通信帯域、DLCX_GSが提供する無線エリアの全長等の情報を含めたビーコン信号を発信しつづけ、これをDLCX_T33が受信すると、この信号をAIR_T32に転送する。
The DLCX_GS 17 continues to transmit a beacon signal including information such as the currently available communication band and the total length of the wireless area provided by the DLCX_GS. When the
AIR_T32は、DLCX_G13との通信コネクションを開放してDLCX_GS17との通信コネクションを再確立するか否かの判断を行い、行わないと判断した場合は、そのままDLCX_G13との通信コネクションを維持する。行うと判断した場合、AIR_T32は、AIR_G12に対して、通信を切り替える旨のメッセージを送信して、上りフレームをDLCX_T33に転送する処理を中断し、車上ネットワーク30から送られてくるメッセージをバッファに格納し続ける。
The
通信を切り替える旨のメッセージを受信したAIR_G12も、下りフレームをDLCX_G13に転送する処理を中断し、FA11またはSW15から転送されていくるメッセージをバッファに格納し続ける。 The AIR_G12 that has received the message for switching the communication also interrupts the process of transferring the downstream frame to the DLCX_G13, and continues to store the message transferred from the FA11 or the SW15 in the buffer.
次にAIR_T32は、DLCX_T33に対して、DLCX_G13とのコネクション開放の処理と、DLCX_GS17とのコネクション確立処理を命じ、DLCX_T33より当該コネクション処理の確立が完了した旨のシグナルを受信した後、AIR_T32はバッファに格納されたフレームから順番にフレームの送出を再開する。 Next, the AIR_T32 commands the DLCX_T33 to release the connection with the DLCX_G13 and the connection establishment process with the DLCX_GS17. After receiving a signal from the DLCX_T33 that the establishment of the connection process is completed, the AIR_T32 stores the connection in the buffer. The sending of frames is resumed in order from the stored frames.
同じく、AIR_G12も、DLCX_GS17より当該コネクション処理の確立が完了した旨のシグナルを受信した後、バッファに格納されたフレームから順番にフレームの送出を再開する。
Similarly, after receiving a signal indicating that the establishment of the connection process has been completed from the DLCX_GS 17, the
さらに、列車3の車上側DLCX送受信機33は、パッシブスキャンまたはアクティブスキャンを行い、DLCX_GS17が提供する無線エリアから離脱したことを検知した場合には、AIR_T32に通知し、AIR_T32はDLCX_T33にDLCX_GS17のコネクションを開放する旨の命令を行った後、DLCX_G13のコネクションを再確立する処理と、前記に順ずるフレームのバッファ格納と送出処理を行う。AIR_G12もこれに順ずる処理を行う。
Further, the
ところが、DLCX_GS17が提供する無線エリアから離脱したことを検知した段階においてはすでに通信不能状態となっており、DLCX_GS17またはDLCX_T32から送出されたフレームはロストしている可能性が高い。
However, at the stage where it is detected that the wireless network provided by the DLCX_GS 17 is disconnected, the communication is already disabled, and it is highly likely that the frame transmitted from the DLCX_GS 17 or the
そこで、本実施例においても、実施例1で用いている方法によるロストフレームの救済を行う。すなわち、上りフレームまたは下りフレームがロストした場合に、再送処理を行えるように、記憶領域に最新のフレームを一定数保存する為のフレーム数(例えば、30万フレーム)を設定しておく。なお、一定数を越えた場合には、古いフレームが記録された領域に最新のフレームを上書きしていくことで、古いフレームを破棄するようにしておく。 Therefore, also in this embodiment, the lost frame is relieved by the method used in the first embodiment. That is, the number of frames (for example, 300,000 frames) for storing a certain number of the latest frames in the storage area is set so that retransmission processing can be performed when the upstream frame or downstream frame is lost. When the number exceeds a certain number, the old frame is discarded by overwriting the latest frame in the area where the old frame is recorded.
実施例1において、列車3が無線エリア2に進入した段階で行う処理と同様の処理を、DLCX_GS17が提供する無線エリアから離脱したことを検知した段階においても行うことで、当該ロストフレームの再送を実現することが可能となる。
In the first embodiment, the lost frame is retransmitted by performing the same process as the process performed when the
DLCX_T33が、2以上の通信コネクションを同時に維持できる場合には、DLCX_G13との通信コネクションを開放する処理を省略して、上記の処理を行うことも可能である。この場合、通信コネクションの開放処理、通信コネクションの確立処理時間を短縮することができ、メッセージをバッファに蓄える量が低減するので、通信連続性が向上するという効果が期待できる。 When DLCX_T33 can maintain two or more communication connections at the same time, it is possible to omit the process of releasing the communication connection with DLCX_G13 and perform the above process. In this case, the communication connection release process and the communication connection establishment process time can be shortened, and the amount of messages stored in the buffer is reduced, so that an effect of improving communication continuity can be expected.
この他、DLCX_T33が、2以上の通信コネクションを同時に維持する場合には、DLCX_G13との通信コネクションを維持したまま、DLCX_GS17との通信も並列して行うという方法もある。このような場合、DLCX_G13とDLCX_GS17の通信帯域による転送速度の違いなどによって、下りフレームが逆順となってAIR_T32に到着する恐れがある。この場合、図5の車上側フレーム制御装置32の下りフレームの通番の削除を行う通番給付・削除モジュール324−12で通番を参照してフレーム昇順に並びかえる機能を具備して、フレームの順番を並び換えた後に、車上ネットワーク30に送出する。
In addition, when DLCX_T33 maintains two or more communication connections at the same time, there is also a method of performing communication with DLCX_GS17 in parallel while maintaining the communication connection with DLCX_G13. In such a case, there is a possibility that the downstream frame arrives at AIR_T32 in the reverse order due to a difference in transfer rate depending on the communication band between DLCX_G13 and DLCX_GS17. In this case, a serial number benefit / deletion module 324-12 that deletes the serial number of the down frame of the upper
上りフレームの場合も、同様の理屈で、図6の地上側フレーム制御装置12の上りフレームの通番の削除を行う通番給付・削除モジュール127−12で通番を参照してフレーム昇順に並びかえる機能を具備して、フレームの順番を並び換えた後に、FA11、またはSW15に送出する。
In the case of an upstream frame, the function of rearranging the ascending order by referring to the serial number in the serial number benefit / deletion module 127-12 that deletes the serial number of the upstream frame of the ground side
また、列車3の車上側DLCX送受信機33は、パッシブスキャンまたはアクティブスキャンを行い、地上側DLCX送受信機だけでなく、無線LAN基地局も探しつづける。DLCXと無線LANは、そもそも無線通信手段が異なるので、コネクションの開放、確立、再確立等の処理が不要となる以外は、上記の2つのDLCXを用いる方法に準ずる方法となる。
The upper DLCX transmitter /
DLCX_T33が、2以上の通信コネクションを同時に維持する場合において、AIR_G12またはAIR_T32は、それぞれの通信コネクションごとに異なる種類のフレームを転送するように制御する。AIR_G12またはAIR_T32において、受け取ったIPパケットのポート番号を調べて、そのポート番号に応じてフレームを転送する通信コネクションに切り替える処理を行なう。
When the
例えば、DLCX_G13、DLCX_GS17とDLCX_T33がそれぞれ通信コネクションを維持している場合、または、DLCX_G13とDLCX_T33、SS_G16とSS_T37がそれぞれ通信コネクションを維持している場合において、DLCX_GS17とDLCX_T33、または、SS_G16とSS_T37の通信コネクションにおいては、特定のTCP、またはUDPのポート番号を有するパケットを含むフレームだけの転送を行う。 For example, when DLCX_G13, DLCX_GS17 and DLCX_T33 maintain communication connections, respectively, or when DLCX_G13 and DLCX_T33, SS_G16 and SS_T37 maintain communication connections, DLCX_GS17 and DLCX_T33 or SS_G16 and SS_T37 communication, respectively. In the connection, only a frame including a packet having a specific TCP or UDP port number is transferred.
これによって、ファイル転送(FTP)用のパケットは間欠的に転送を行い、ネットワーク管理用(SNMP等)のパケットは常時に転送を行う、というような処理を行うことが可能となる。 As a result, it is possible to perform processing such that a file transfer (FTP) packet is intermittently transferred, and a network management packet (such as SNMP) is always transferred.
本実施例では、上記の実施例のようにある一方向にのみ進行する列車のような車両だけでなく、進行方向に制約がない自動車のような車両に適用可能で、かつ、同種または異種の無線通信手段が、地上側フレーム制御装置で終端されているような実施例3のような場合とは異なり、段階的に新たな無線通信手段が追加された場合に、無線エリア同士が包含、重畳、離散のどの状態になっているのか確定できないようなシステム構成となってしまった場合や、天候等の要因により、前記状態が揺らぐような場合においても、上記実施例1ないし3で示した安定した通信環境を提供する実施の態様について説明する。 In this embodiment, the present invention is applicable not only to a vehicle such as a train that travels in only one direction as in the above embodiment, but also to a vehicle such as an automobile that has no restriction in the traveling direction, and is the same or different. Unlike the case of the third embodiment in which the wireless communication means is terminated at the ground side frame control device, when new wireless communication means are added step by step, the wireless areas are included and superimposed. Even when the system configuration is such that it is not possible to determine which state is discrete, or when the state fluctuates due to factors such as weather, the stability described in the first to third embodiments above. An embodiment for providing the communication environment will be described.
図15は、本実施例のシステムの態様を示しているが、内容を明確に示すため、FA1、FA2,FA3の上位に接続されるHA、AIR−Gの下位に接続される無線LAN基地局基地局は記載を省略している。また、車両4の内部には、図19に示す車両3が具備する、無線LANアダプタ、AIR_T、MR、および車上ネットワークによるシステムが構成されているものとする。
なお、本実施例では無線通信手段として、無線LANを用いて説明しているが、これがDLCXやその他の無線通信手段であっても構わず、それらが混在していたとしてもなんら問題はない。
FIG. 15 shows the mode of the system of the present embodiment, but in order to clearly show the contents, the HA connected to the higher order of FA1, FA2, and FA3, and the wireless LAN base station connected to the lower order of AIR-G The description of the base station is omitted. Further, it is assumed that a system including a wireless LAN adapter, AIR_T, MR, and an on-vehicle network included in the
In this embodiment, a wireless LAN is used as the wireless communication means. However, this may be DLCX or other wireless communication means, and there is no problem even if they are mixed.
図15の上図においては、無線エリア1と無線エリア2の間のエリアにおいて、FA3,AIR_G3および無線LAN基地局基地局によって、新たに無線エリア3がシステムに追加される様子を示している。車両4の方向が無線エリア1から無線エリア2に向かって進行するような場合には、これまでAIR_G1からAIR_G2へ行っていたフレームの前方無線エリアへのフォワードを、AIR_G1からAIR_G3に、AIR_G3からAIR_G2にフレーム転送を行うように変更する。
The upper diagram of FIG. 15 shows a state where the
ところが、図15の下図において、前述したような各種の条件によって、稀に無線エリア3が無線エリア1に包含されてしまうようなケースが発生した場合、車両4は無線エリア1、無線エリア3の順番で進入した後、無線エリア1に再度進入することになる。このような場合、前方無線エリアへのフォワードが行えなくなるため、本発明の実施例1ないし3によって実現される、移動体連続通信が実施できなくなるという問題が発生する。この問題を解決する為には、AIR_G3からAIR_G1へのフォワードも必要となることになる。
However, in the lower diagram of FIG. 15, when the case where the
図16は、無線エリア1ないし4からなるシステムに、無線エリア5が追加された状況を示す図である。まず、AIR_G5は、図4の外部インターフェース群130を解してGPSレシーバ1301、あるいはコンソール画面等を介してマニュアル操作による入力によって位置情報を取得すると、AIR_G5の位置情報を含むメッセージをIPブロードキャストを用いて、FA5、基幹ネットワーク10、および各FAを介して各AIR_Gに送信する。次に、各AIR_Gは、IPブロードキャストのソースIPアドレスを参照して、自己の位置情報をAIR_G5に返送する。このようにして、全てのAIR_Gは相互に自己の位置情報の交換を行うことで、他のAIR_Gの位置とIPアドレスを取得し、各無線エリア間で隣接する無線エリアの関係が各AIR_Gで把握されることになる。
FIG. 16 is a diagram illustrating a situation in which the wireless area 5 is added to the system including the
図17に、AIR_G5が有する、周辺AIR_Gの情報を、地図情報とマッピングさせて表示した図を示す。なお、AIR_G5は必ずしも地図情報を必要とするわけではない。なお、「AIR−G5: ”192.168.21.35””139.31.29.257/35.35.00.592”」なる記載は、それぞれ、AIR_Gの識別名称、IPアドレス、緯度・軽度情報を示す。AIR_G5は、他のAIR_Gの位置情報から、隣接する無線エリアを把握することが可能となる。 FIG. 17 shows a diagram in which the information on the surrounding AIR_G included in AIR_G5 is mapped to the map information. Note that AIR_G5 does not necessarily require map information. In addition, the description “AIR-G5:“ 192.168.21.35 ”” 139.31.29.257/35.35.00.592 ”indicates the AIR_G identification name, IP address, latitude / Indicates mild information. AIR_G5 can grasp the adjacent wireless area from the position information of other AIR_G.
実施例1ないし3においては、車両の進行方向の無線エリアにフレームのフォワードを行うが、本実施例においては、隣接する無線エリアにフレームのフォワードを行う。 In the first to third embodiments, the frame is forwarded to the wireless area in the traveling direction of the vehicle. In the present embodiment, the frame is forwarded to the adjacent wireless area.
車両4が進入しなかった無線エリアにフォワードされたフレームは使用されずに、所定の時間の経過後、廃棄される。 The frame forwarded to the wireless area in which the vehicle 4 has not entered is not used and is discarded after a predetermined time.
このようなフレームフォワードを行うことで、進行方向が不確定であるような自動車のような対象にも適用可能であり、また、図15の下図のように、ある無線エリアが、他の無線エリアに含まれるような事態になったとしても、少なくとも隣接していないゾーン間で包含の関係になるということまで考慮する必要はないので車両4は無線エリア1、無線エリア3の順番で進入した後、無線エリア1に再度進入することになった場合でも、無線エリア3から無線エリア1へフレームのフォワードが行われることで、連続通信方式は維持されることになる。
By performing such a frame forward, the present invention can be applied to an object such as an automobile whose traveling direction is uncertain. Also, as shown in the lower diagram of FIG. Even if it is included in the situation, it is not necessary to consider that there is an inclusion relationship between at least non-adjacent zones, so the vehicle 4 enters after the
しかし、このように隣接するAIR_Gの全てにフレームのフォワードを行うことは、基幹ネットワーク10の帯域を無駄に使用し、またAIR_Gにフレームを格納する為に大量リソースを消費することを強いることになる。
However, forwarding frames to all the adjacent AIR_Gs in this way uses the bandwidth of the
従って、移動体が、列車のように一方向のみに進行する場合には、進行方向と逆進行方向のAIR_Gにフレームをフォワードしておけば十分であり、また、自動車のような場合であったとしても、高速道路などのように方向が一方向である場合も同様である。道路が分岐しているような場合は、その分岐している方向のみに転送を行えば足りる。 Therefore, when the moving body travels in only one direction as in a train, it is sufficient to forward the frame to the AIR_G in the direction opposite to the traveling direction, and it is also a case like an automobile. However, the same applies to the case where the direction is one direction, such as an expressway. When the road is branched, it is sufficient to transfer only in the branching direction.
また図17の破線の円で示すように、自己のAIR_Gの位置からある一定の距離にあるAIR_Gのみに前方転送を行うことも可能である。 Further, as indicated by a broken-line circle in FIG. 17, it is also possible to perform forward transfer only to AIR_G located at a certain distance from the position of its own AIR_G.
移動体に対して連続した通信環境を提供するシステム全般において利用可能である。 The present invention can be used in all systems that provide a continuous communication environment for a mobile object.
業務用サーバ41、業務用ネットワーク40、
インターネットサーバ51、インターネット50、
ホームエージェントルータ19、基幹ネットワーク10、
地域ネットワーク20、フォーリンエージェントルータ11、
VLANスイッチ15、地上側フレーム制御装置12、
地上側DLCX送受信機13、DLCX14、
車上側フレーム制御装置34、車上側DLCX送受信機33、
車上側フレーム制御装置32、モバイルルータ31、車上サーバ35、
旅客用パーソナルコンピュータ36、車上ネットワーク30、
ネットワークインタフェースカード322、
ネットワークインタフェースカード323、CPU325、
メモリ324、ハードディスク328、
ハードディスクコントローラ327、外部インターフェース群329、
バス321、
ネットワークインタフェースカード122,123,124,125、
外部インターフェース群130、ハードディスク129、
ハードディスクコントローラ128、CPU126、メモリ127、
バス121、入出力装置制御ドライバ324−8、
上りフレーム一時記憶モジュール324−24、
外部インターフェースドライバ群324−22、
設定モジュール324−20、
リモートサーバモジュール324−18、
MTU制御モジュール324−10、
通番給付・削除モジュール324−12、
下りフレームロス検知・再送要求モジュール324−14、
無線エリア移動検知モジュール324−16、
再送処理モジュール324−26、送信キュー324−6、
受信キュー324−4、通信管理モジュール324−4、
ネットワークインタフェースカード制御ドライバ324−2、
入出力装置制御ドライバ127−8、
フレーム書き換えモジュール127−26、
再送処理モジュール127−30、
フレームフォワードモジュール127−32、
下りフレーム一時記憶モジュール127−34、
フレームモニタモジュール127−24、
外部インターフェースドライバ群127−22、
設定モジュール127−20、
リモートサーバモジュール127−18、
MTU制御モジュール127−10、
通番給付・削除モジュール127−12、
上りフレームロス検知・再送要求モジュール127−14、
無線エリア移動検知モジュール127−16、
通信管理モジュール127−4、
ネットワークインタフェースカード制御ドライバ127−2、
送信キュー127−6、上りメッセージ1−1、
フレームイーサネットフレーム1−2、車両4、GPSレシーバ1301。
Ground
Vehicle upper
On-vehicle
Passenger
A
Upstream frame temporary storage module 324-24,
External interface driver group 324-22,
Setting module 324-20,
Remote server module 324-18,
MTU control module 324-10,
Serial number benefit / deletion module 324-12,
Downlink frame loss detection / retransmission request module 324-14,
Wireless area movement detection module 324-16,
Retransmission processing module 324-26, transmission queue 324-6,
Reception queue 324-4, communication management module 324-4,
Network interface card control driver 324-2,
I / O device control driver 127-8,
Frame rewriting module 127-26,
Retransmission processing module 127-30,
Frame forward module 127-32,
Downstream frame temporary storage module 127-34,
Frame monitor module 127-24,
External interface driver group 127-22,
Setting module 127-20,
Remote server module 127-18,
MTU control module 127-10,
Serial number benefit / deletion module 127-12,
Uplink frame loss detection / retransmission request module 127-14,
Wireless area movement detection module 127-16,
Communication management module 127-4,
Network interface card control driver 127-2,
Transmission queue 127-6, upstream message 1-1,
Frame Ethernet frame 1-2, vehicle 4,
Claims (11)
前記移動体が、上りフレームにその順番である通信番号を付与した拡張通信フレームを一定数記憶し、前記拡張通信フレームを前記第一の無線エリアに送出するステップと、
前記第一の地上側フレーム制御装置が、前記拡張通信フレームを前記移動体から受信するたびに、前記拡張通信フレームを前記第二の地上側フレーム制御装置に送出するステップと、
前記第二の地上側フレーム制御装置が、前記第二の無線エリアに到達した前記移動体の前記移動体側フレーム制御装置から拡張通信フレームを受信し、前記拡張通信フレームから通信番号を抽出して、前記通信番号を前記第一の地上側フレーム制御装置から受信した拡張通信フレームに含まれる通信番号と比較するステップと、
前記比較の結果、前記移動体側フレーム制御装置から受信した拡張通信フレームに含まれる通信番号と、前記第一の地上側フレーム制御装置から受信した拡張通信フレームに含まれる通信番号とが連続していない場合は、前記第二の地上側フレーム制御装置が、損失した通信フレームの再送信を前記移動体の移動体側フレーム制御装置に要求するステップと、
を含むことを特徴とする移動体の通信方法。 A moving body in a case where a moving body having a moving body side frame control device moves from a first wireless area having a first ground side frame control device to a second wireless area having a second ground side frame control device. In the communication method of
A step of storing a fixed number of extended communication frames in which a communication number in that order is assigned to an upstream frame, and transmitting the extended communication frame to the first radio area;
Sending the extended communication frame to the second ground side frame control device each time the first ground side frame control device receives the extended communication frame from the mobile;
The second ground side frame control device receives the extended communication frame from the mobile side frame control device of the mobile unit that has reached the second radio area, extracts a communication number from the extended communication frame, Comparing the communication number with a communication number included in an extended communication frame received from the first ground frame controller;
As a result of the comparison, the communication number included in the extended communication frame received from the mobile-side frame control device and the communication number included in the extended communication frame received from the first ground-side frame control device are not continuous. The second ground frame controller requests the mobile frame controller of the mobile to retransmit the lost communication frame; and
A communication method for a mobile unit comprising :
前記第一の地上側フレーム制御装置が、下りフレームにその順番である通信番号を付与した拡張通信フレームを前記移動体に送信するたびに、前記拡張通信フレームを前記第二の地上側フレーム制御装置に送出するステップと、
前記第二の地上側フレーム制御装置が、前記第一の地上側フレーム制御装置から受信した拡張通信フレームを一定数記憶するステップと、
前記移動体が前記第二の無線エリアに到達した際、前記第二の地上側フレーム制御装置が、前記移動体の前記移動体側フレーム制御装置に拡張通信フレームを送信し、前記移動体の前記移動体側フレーム制御装置が、前記拡張通信フレームに含まれる通信番号を抽出して、前記通信番号を、前記第一の地上側フレーム制御装置から受信した拡張通信フレームに含まれる通信番号と比較するステップと、
前記比較の結果、前記第二の地上側フレーム制御装置から受信した拡張通信フレームに含まれる通信番号と、前記第一の地上側フレーム制御装置から受信した拡張通信フレームに含まれる通信番号とが連続していない場合は、前記移動体が、損失した拡張通信フレームの再送信を前記第二の地上側フレーム制御装置に要求するステップと、
を含むことを特徴とする移動体の通信方法。 A moving body in a case where a moving body having a moving body side frame control device moves from a first wireless area having a first ground side frame control device to a second wireless area having a second ground side frame control device. In the communication method of
Each time the first terrestrial frame control device transmits an extended communication frame in which a communication number that is the order of the downlink frame is given to the mobile body, the extended communication frame is sent to the second terrestrial frame control device. Sending to
The second terrestrial frame control device stores a fixed number of extended communication frames received from the first terrestrial frame control device;
When the mobile body reaches the second radio area, the second ground side frame control device transmits an extended communication frame to the mobile body side frame control device of the mobile body, and the movement of the mobile body A body-side frame control device extracts a communication number included in the extended communication frame, and compares the communication number with a communication number included in the extended communication frame received from the first ground frame control device; ,
As a result of the comparison, the communication number included in the extended communication frame received from the second terrestrial frame control device and the communication number included in the extended communication frame received from the first terrestrial frame control device are consecutive. If not, the mobile requesting the second ground side frame controller to retransmit the lost extended communication frame;
A communication method for a mobile unit comprising :
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005052251A JP4692021B2 (en) | 2004-04-15 | 2005-02-28 | Mobile communication method |
CNB2005100643717A CN100514934C (en) | 2004-04-15 | 2005-04-14 | Communication method of mobile body |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004119734 | 2004-04-15 | ||
JP2004119734 | 2004-04-15 | ||
JP2005052251A JP4692021B2 (en) | 2004-04-15 | 2005-02-28 | Mobile communication method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005328500A JP2005328500A (en) | 2005-11-24 |
JP4692021B2 true JP4692021B2 (en) | 2011-06-01 |
Family
ID=35263572
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005052251A Expired - Fee Related JP4692021B2 (en) | 2004-04-15 | 2005-02-28 | Mobile communication method |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4692021B2 (en) |
CN (1) | CN100514934C (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007180886A (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Mitsubishi Electric Corp | Mobile communication method and mobile communication system for use in the same |
JP4863949B2 (en) * | 2006-08-04 | 2012-01-25 | パナソニック株式会社 | Wireless communication apparatus and wireless communication method |
JP4769875B2 (en) | 2006-12-28 | 2011-09-07 | 富士通株式会社 | Handover processing method in radio communication system and radio base station and radio terminal in the same system |
JP5322518B2 (en) | 2008-07-08 | 2013-10-23 | キヤノン株式会社 | Communication method |
CN101710636B (en) * | 2009-12-09 | 2013-01-23 | 北京交通大学 | Leaky coaxial cable capable of radiating circularly polarized wave within circumferential angle of 45 DEG |
JP5987556B2 (en) | 2012-08-28 | 2016-09-07 | 株式会社デンソー | Communication control system |
CN103809579B (en) * | 2012-11-08 | 2018-01-02 | 厦门雅迅网络股份有限公司 | By the method for each car status information of center extraction |
CN103810768B (en) * | 2012-11-08 | 2018-01-02 | 厦门雅迅网络股份有限公司 | A kind of method of collection vehicle status signal |
JP2017022550A (en) * | 2015-07-10 | 2017-01-26 | サイレックス・テクノロジー株式会社 | Radio communication terminal |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04223632A (en) * | 1990-03-21 | 1992-08-13 | Digital Equip Corp <Dec> | Method of renewing link state information |
JP2000513552A (en) * | 1998-04-14 | 2000-10-10 | サムソン エレクトロニクス カンパニー リミテッド | Continuous user data transmission method in reverse common channel of mobile communication system |
JP2002271258A (en) * | 2001-03-13 | 2002-09-20 | Kddi Research & Development Laboratories Inc | Data control method by hand over in system of communication between road and car |
JP2003259455A (en) * | 2002-03-06 | 2003-09-12 | Japan Telecom Co Ltd | Communication method for mobile packet communication system |
JP2003338841A (en) * | 2002-05-22 | 2003-11-28 | Sony Corp | Protocol, information processing system and method, information processing apparatus and method, recording medium, and program |
WO2004030396A1 (en) * | 2002-09-24 | 2004-04-08 | Fujitsu Limited | Packet transferring and transmitting method and mobile communication system |
-
2005
- 2005-02-28 JP JP2005052251A patent/JP4692021B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-04-14 CN CNB2005100643717A patent/CN100514934C/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04223632A (en) * | 1990-03-21 | 1992-08-13 | Digital Equip Corp <Dec> | Method of renewing link state information |
JP2000513552A (en) * | 1998-04-14 | 2000-10-10 | サムソン エレクトロニクス カンパニー リミテッド | Continuous user data transmission method in reverse common channel of mobile communication system |
JP2002271258A (en) * | 2001-03-13 | 2002-09-20 | Kddi Research & Development Laboratories Inc | Data control method by hand over in system of communication between road and car |
JP2003259455A (en) * | 2002-03-06 | 2003-09-12 | Japan Telecom Co Ltd | Communication method for mobile packet communication system |
JP2003338841A (en) * | 2002-05-22 | 2003-11-28 | Sony Corp | Protocol, information processing system and method, information processing apparatus and method, recording medium, and program |
WO2004030396A1 (en) * | 2002-09-24 | 2004-04-08 | Fujitsu Limited | Packet transferring and transmitting method and mobile communication system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1684446A (en) | 2005-10-19 |
JP2005328500A (en) | 2005-11-24 |
CN100514934C (en) | 2009-07-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4692021B2 (en) | Mobile communication method | |
US7933246B2 (en) | Bridge-based radio access station backbone network and a method of treating signals thereof | |
US8687612B2 (en) | IP communication architecture between the ground and a vehicle | |
JP5147982B2 (en) | Seamless roaming method and apparatus for wireless network | |
AU2005296917B2 (en) | Arranging data transfer for mobile mine device | |
RU2368087C2 (en) | System for dynamic network control, device of dynamic network control and method for dynamic network control | |
EP1543660B1 (en) | Seamless teardown of direct link communication in a wireless LAN | |
US20040203740A1 (en) | Hybrid wireless access bridge and mobile access router system and method | |
US20040005893A1 (en) | Handover control, apparatus, base station, edge router, relay router, radio terminal apparatus, mobile communication system, and handover control method | |
JP4617353B2 (en) | Packet transfer method in communication network system and packet processing method in communication apparatus constituting the system | |
EP1234459B1 (en) | System and method in a gprs network for interfacing a base station system with a serving gprs support node | |
JP3534185B2 (en) | Wireless communication system and communication method thereof | |
JP2007533272A (en) | Global Internet Protocol prefix number mobility | |
JP4072031B2 (en) | Mobile packet communication system | |
WO2007066817A1 (en) | Routing loop detection control apparatus | |
JP4822414B2 (en) | Packet relay method for terminal in mobile ad hoc network, terminal and program thereof | |
US20070248107A1 (en) | Connection Adapter for Communication Device | |
US20070140171A1 (en) | Radio link management in distributed network architecture | |
JP2006005607A (en) | Network system and mobile router | |
JP2003060656A (en) | Vlan constructing method in wireless lan, vlan packet processing program for wireless repeater, recording medium recording vlan packet processing program for wireless repeater, wireless repeater with vlan function and wireless vlan system | |
KR20050113613A (en) | Method and system for avoiding tcp packet retransmission during mobile device handoff | |
JP6429735B2 (en) | Transfer device, radio base station, radio communication system, and transfer method | |
JP4487058B2 (en) | Wireless communication system and wireless communication method | |
JP3385186B2 (en) | Packet routing device | |
JP6125107B2 (en) | Packet transfer apparatus, radio communication system, and packet transfer method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060425 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080226 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100621 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100629 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100826 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110125 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110207 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140304 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4692021 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |