(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のユーザ端末計算機がインターネットに接続された計算機を介して該インターネットに接続されたサーバとの間でｈｔｔｐ（HyperText Transfer Protocol）要求信号とこれに対する応答信号とにより通信を行うデータ通信におけるデータ通信制御方法であって、前記計算機をゲートウエイとする前記複数のユーザ端末計算機が通信衛星を介して前記サーバにＷｅｂブラウザを用いてアクセスすることによる前記サーバの第１の応答を、前記ゲートウエイ計算機はユーザに通信衛星を介して転送するとともに、該第１の応答を解読して前記サーバに必要な追加のｈｔｔｐ要求信号を送出し、前記ユーザ端末計算機は前記第１の応答の解読に対応したｈｔｔｐ要求信号の送出を保留し前記ゲートウエイ計算機からの追加のｈｔｔｐ要求信号に応じた応答信号の通信衛星を介しての受信を待つとともに、前記複数のユーザ端末計算機が前記衛星のダウンリンクを介して受信される衛星パイロット信号により前記ｈｔｔｐ（HyperText Transfer Protocol）要求信号の送出を制御されるものであることを特徴とする非対称経路データ通信制御方法。
【請求項２】
前記複数のユーザ端末計算機の前記衛星へのアップリンクが多重化されるとともに、この多重化の同期は、衛星からのダウンリンクのコントロールスロットの同期制御信号を用いて行われるものである請求項１記載の非対称経路データ通信制御方法。
【請求項３】
前記複数のユーザ端末計算機の前記衛星へのアップリンクが多重化されるとともに、多重化したアップリンクを衛星切替時及び輻輳時にはどのユーザ端末計算機にも割り当てない請求項２記載の非対称経路データ通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信衛星等を介在させて行う移動体等の通信制御方法、特に、アップリンク（上り回線）とダウンリンク（下り回線）の伝送能力が大幅に異なる系統における通信制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、特開２０００−１５１５４１に開示されているように、衛星通信を含めて無線通信を利用した多元接続通信システムは、接続される端末の数も飛躍的に増大している。このため、多元接続通信システムでは、端末から制御装置へのアップリンクを使用したデータ通信が増加している。その一方で、一般に、アップリンクの伝送能力はダウンリンクの伝送能力に比べて格段に低い。このようなアップリンクでのデータ通信の集中に対して、多元接続通信システムでは、その制御装置が伝送路を時分割、或いは周波数分割して、かつ多数の端末からの送信が衝突しないように伝送路の送信権を割り当てるアクセス制御を行うことが知られている。
【０００３】
このアクセス制御には、制御装置から全ての端末に対して順番に送信権を与えていくポーリング方法と、送信要求のある端末からの送信権の予約に基づき制御装置が送信権の割り当てを行う予約割り当て方法があるが、いずれの方法をとるかは、送信要求の形態等を考慮して伝送路を効率よく使用できるように伝送路の送信権を管理、制御することを意図して決定される。
【０００４】
図１（ａ）は通信衛星を介在させた移動体通信を模式的に示す図、（ｂ）−（ｄ）はこのシステムの信号パケットの例を説明する図である。図（ａ）において、１は通信衛星、２、３はこれを利用して通信を行おうとする移動体、４は衛星１による通信の基地局、５は移動体２、３から基地局４へのアップリンク、６は基地局４から移動体２、３へのダウンリンクを示す。基地局４は、図示しなかったが、移動体２、３からの接続要求に応えるための計算機（以下ゲートウエイ（Gateway−ＧＷと略記）という）を備える。移動体２、３から基地局４へのアップリンク５を介しての送信要求に応じて移動体に送信権が割り当てられ、それに応じた送信が行われる。しかし、前述したように、アップリンクの伝送能力はダウンリンクの伝送能力に比べて格段に低いから、送信権を得た移動体が割当に応じて送信を行う場合にも効率良く送信が行われるとともに、必要な情報が確実に受信できることが重要である。（ｂ）はアップリンクの信号パケットの例であり、１１はヘッダで、移動体のＩＤ情報、送信データ種別情報、制御情報等より構成される。ＩＤ情報はアクセスを許される端末数を考慮すると３２ｂｉｔ程度が必要となる。１２はデータ本体である。１３はフッタであり、誤り制御等に使用される誤り検出訂正符号等の領域である。この例では、アップリンクパケットは１００ｂｉｔ（１秒）とされている例である。すなわち、移動体２、３から基地局４へのアップリンク５を介しての送信要求に対して一度に１秒間の送信時間が割り当てられ、この間に１００ｂｉｔの信号送信が許されると言う例である。これに対し、ダウンリンク６はＭｂｉｔ／ｓ程度の伝送能力がある。（ｃ）および（ｄ）はアップリンクでの信号伝送の異なる形式を説明するものであり、（ｃ）はチャンネル占有型の信号伝送形式であり、（ｄ）はチャンネル非占有型の信号伝送形式である。チャンネル占有型（ｃ）では、送信端が送信権を放棄するまでは、そのチャンネルが送信端に固有に割り当てられているから、ヘッダ１１のＩＤ情報は最初の１回送信すれば良く、２回目以降はデータ領域１２を広く取れるメリットがある。一方、その送信端が送信をしていない時間が有っても他の送信端がこのチャンネルを利用することはできない。チャンネル非占有型（ｄ）では、毎回ヘッダ１１のＩＤ情報を付け送信しなければならないので、２回目以降もデータ領域１２は変わらない。しかし、その送信端が送信をしていない時間が有れば、他の送信端がこのチャンネルを利用することができる。本発明のように、アップリンクの能力が低い場合には、一般的には、チャンネル占有型の信号伝送形式が有利である。
【０００５】
ここで、本発明の実施例の適用形態の基礎となるｈｔｔｐ（HyperText Transfer Protocol）要求信号を用いた一般的なＷｅｂデータのやり取りについて、図２、図３を用いて説明しておく。ここでの説明は、送信権を有する端末が要求信号を送り、これに対応する応答を得るＷｅｂデータのやり取りについて説明する。送信権の獲得については、適用できる任意の方法によれば良く、特に問題としない。また、送信権を得た端末に対しては、送受信が完了するまで、特定のチャンネルが割り当てられるチャンネル占有型の信号伝送形式が採用されているものとする。
【０００６】
図２（ａ）は、あるインターネット７１１にユーザの計算機７１０（端末）とサーバ７１２とが接続されている状態を模式的に示す図であり、（ｂ）は計算機７１０とサーバ７１２との間での信号のやり取りと送受信されるデータの内容等を時系列的に示したものである。
【０００７】
まず計算機７１０が、Ｗｅｂブラウザ７０９を用い、インターネット７１１上のサーバ７１２のアドレス７１２ａを入力したとする。該操作により、Ｗｅｂブラウザ７０９から最初のＧＥＴ要求７１３が送信される。最初のＧＥＴ要求７１３の書式例を図３の７１３に示す。ＧＥＴ要求とは、ｈｔｔｐにおけるＵＲＬ（Uniform Resource Locator）あるいはＵＲＩ（Uniform Resource Identifier）データの取得命令である。この要求に対し、インターネット７１１上の前記アドレスのサーバ７１２より、最初の応答７１４が返される。最初の応答の書式例を図３の７１４に示す。ここで、図２（ｂ）では、最初のＧＥＴ要求７１３に対応してサーバ７１２が送信すべきデータ７５７の表示を、ＧＥＴ要求７１３の受信に対応した位置に示したが、これは、この内容のデータがサーバ７１２に保持されていることを示すために示したに過ぎず、最初の応答７１４の内容を意味するものではない。最初の応答７１４の受信完了時点７１５におけるＷｅｂブラウザ７０９のブラウザ表示例を表示画像７１６に示す。なお、ここでは、最初の応答は一つとしているが、実際は複数の場合があることは言うまでも無い。
【０００８】
最初の応答を受け取った計算機７１０のＷｅｂブラウザ７０９は、最初の応答の７１４ＨＴＭＬ（HyperText Markup Language）の全文を解析し、最初のＧＥＴ要求７１３を満足する要求ページの表示完成に必要な更なるファイル（一般にＵＲＬあるいはＵＲＩである。ここではＵＲＩとする）を抽出する。最初の応答７１４のＨＴＭＬ全文の例を図３の７５４に示す。ＨＴＭＬ全文７５４の例では、更に必要なＵＲＩとは、“image1.jpg”と“image2.jpg”である。この内容の例を７５５、７５６に示した。これらのＵＲＩは、当然、サーバ７１２に保持されている。
【０００９】
次にｗｅｂブラウザ７０９は、これら、更に必要なＵＲＩに対し、個別に必要個数だけＧＥＴ要求を発行する。ＧＥＴ要求７１７は“image1.jpg”を要求するものであり、ＧＥＴ要求７１８は“image2.jpg”を要求するものである。ここで、ＧＥＴ要求７１７の書式例を図３の７１７に、ＧＥＴ要求７１８の書式例を図３の７１８に、それぞれ示す。
【００１０】
要求を受けたインターネット７１１上のサーバ７１２は、ＧＥＴ要求７１７に対する応答７１９、ＧＥＴ要求７１８に対する応答７２０をそれぞれ返答する。これらの応答の内容は、それぞれのＧＥＴ要求の受信時点に示したイメージデータ７５５、７５６である。この応答７２０がすべて正常に受信できた時点が７２１である。この時のＷｅｂブラウザ７０９の表示例は７２２のようになる。これで、Ｗｅｂサーバ７１２がＷｅｂブラウザ７０９から送信された最初のＧＥＴ要求７１３に対応して送信すべきデータ７５７と同一の表示がＷｅｂブラウザ７０９で完成する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
これに対し、衛星通信におけるアクセス制御を考えると、各移動体（端末）から衛星を介しての基地局へのアップリンクのデータの伝送能力が、基地局から衛星を介しての各移動体へのダウンリンクと比べて極めて低いという問題がある。たとえば、ダウンリンクがＭｂｐｓ程度にあるのに対してアップリンクはたかだか１００ｂｐｓ程度の超低速である。しかも、アップリンクチャンネルの数も限られている。このような状況で、アップリンクを使用したデータ通信が増加する一方で、多数の端末が制約を感じないでアクセスができるためには、超低速であるアップリンクでの所要時間を減らして、見かけ上の伝送能力を大きくすることが必要である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明では、このため、送信権を得た端末が基地局へ送出する信号を、Ｗｅｂブラウジングの特性を利用して、バッチ処理的な単発命令として、端末が基地局とアップリンクで接続される時間を短縮可能とする。送信権を得た端末が基地局へアクセスして希望のデータを得ようとするときは、衛星からのパイロット信号を検出してこれに同期して希望のデータに対応した前述のバッチ処理的な単発命令信号を送出し、これに対応した応答信号が基地局から送信されるのを待つ。なお、送信権を得るときに当該チャンネルをｋビットにしたこと、何番目の“１”または“０”が自己の端末に割り付けられたかの情報を与えられるものとする。
【００１３】
衛星からのパイロット信号を１ビットとしたときは“１”と“０”が繰り返し送信されるものとなるから、送信権を得た各端末が検出するパイロット信号をこれに対応するものとすれば、パイロット信号１チャンネルに対して端末と制御装置を結ぶ２つのチャンネルが等価的に得られることになる。パイロット信号のビット数を増やして送信権を得た各端末への割当を制御すれば、パイロット信号１チャンネルに対して端末と基地局を結ぶチャンネル数を増やすことができる。この場合、端末から送出する信号の時間の最小単位を減らすことはできないから、端末が送信する時間の比率は下がることになる。別の言い方をすれば、送信周期は長くなるから、次の送信時間が来るまでの待ち時間が大きくなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図を参照しながら説明する。
【００１５】
図４は、本発明を移動体通信に応用して前述したｈｔｔｐを用いたＷｅｂデータのやり取りを適用されるシステムとしたときのＧＥＴ要求とこれに応える応答信号の授受を時系列で示す図である。１−６はそれぞれ図１で説明した要に、１は衛星、２はこれを利用する移動体、４は基地局、５は移動体から衛星１へのアップリンク、６は衛星１から移動体２へのダウンリンクである。移動体３は表記を省略した。移動体２には、当然、図２で説明した端末に相当する計算機７１０が積載され、かつ、移動体２と衛星１と通信するための通信装置を備える。基地局４はＧＷ７２８を備え、これがインターネット７１１に接続される。インターネット７１１にはサーバ７１２が接続されている。
【００１６】
移動体２のＷｅｂブラウザからサーバ７１２のアドレス７１２ａを入力したとする。先の例と同様に、移動体２のＷｅｂブラウザへのサーバ７１２のアドレス入力により、Ｗｅｂブラウザより最初のＧＥＴ要求７１３が送信される。このＧＥＴ要求７１３は、まず、基地局４のＧＷ７２８で受信されるが、基地局４のＧＷ７２８は、これをＧＥＴ要求７１３’として何の変更も加えずインターネット７１１上のサーバ７１２へ転送する。このＧＥＴ要求７１３’へのサーバ７１２の応答７１４は、まず、基地局４のＧＷ７２８で受信され、次いで、何の変更も加えず移動体２のＷｅｂブラウザに応答７１４’として転送される。一方、基地局４のＧＷ７２８では、応答７１４の転送と並行して、時点７２４で受信した応答７１４のｈｔｍｌ文７５４（図３参照）を独自に解析し、応答７１４に対応して必要になるＧＥＴ要求７１７、７１８を発行する。これらは、図２、３で説明したＧＥＴ要求７１７、７１８と同様に、サーバ７１２に送られる。すなわち、本実施例では、移動体２のＷｅｂブラウザが応答７１４’を受信した時点７１５で応答７１４’のｈｔｍｌ文７５４を解析して発行すべきＧＥＴ要求７１７、７１８が基地局４のＧＷ７２８から発行される。したがって、本実施例では、移動体２のｗｅｂブラウザは、本来発行すべき第２番目以降のＧＥＴ要求７１７、７１８の発行を抑止する。基地局４のＧＷ７２８から発行されたＧＥＴ要求７１７、７１８に対応して、サーバ７１２からそれぞれの要求に対応した応答７１９、７２０がそれぞれ送出され、基地局４のＧＷ７２８で受信される。基地局４のＧＷ７２８は、次いで、これを応答７１９’、７２０’として移動体２のＷｅｂブラウザに転送する。その結果、移動体２のＷｅｂブラウザでは、時点７２１において最初のＧＥＴ要求７１３に対応してサーバ７１２が送信することを意図していたデータ７５７と同一の表示が完成することになる。
【００１７】
図２（ｂ）と図４とを対比して明らかなように、本実施例によれば、移動体２のＷｅｂブラウザから衛星１へアップリンクしなければならないデータは最初のＧＥＴ要求送７１３のみとなる。従って、本実施例では、移動体２のＷｅｂブラウザからの最初のＧＥＴ要求の送出完了時点７２３から、全データ送受信完了時７２１まで、ひたすら受信データを待っているに過ぎないものとできるから、その間アップリンク回線が空くことになる。しかも、本実施例では、移動体２のＷｅｂブラウザとサーバ７１２との間の信号伝送は、基地局４のＧＷ７２８によるわずかな遅延が入るのみで、実質的に何らの障害も無いと言える。
【００１８】
図４では、一つの移動体２についての基地局４のＧＷ７２８を介しての送受信について説明したが、上記アップリンク回線の空を利用した多重化ができる。
【００１９】
多重化への同期は、衛星からのダウンリンクのコントロールスロットの同期制御信号を用いることとすれば、全受信者へ時間差の殆ど無い同報的通信が可能である衛星通信にはきわめて好都合である。多重化は、２重化は勿論、上述したように、一般にＮ重化が可能である。Ｎ重化はダウンリンクのコントロールスロットの同期制御ビットを複数にする。同期制御ビットをｍビットとすれば、２のｍ乗まで多重化が可能となる。また、多重化したｍビット並びを、どの移動体にも割り当てない構成とすれば、衛星切替時及び輻輳時の送信抑制機能として利用出来る。
【００２０】
ここで、衛星からのダウンリンクのコントロールスロットの信号を利用した多重化について説明する。したがって、この間に同チャネルを多重利用し、他局のＧＥＴ要求を送信することが可能である。
【００２１】
図５は、移動体Ａ，Ｂ，Ｃ，-----Ｍが送信権を得て衛星パイロット信号と同期して送信可否の判定をして、送信可のときに、移動体の要求信号の送出し、基地局からの応答信号をチェックする状態を示すタイムチャートである。ここでは、衛星パイロット信号のビット数を増やして送信権を得た各端末への割当を制御して、衛星パイロット信号１チャンネルに対して端末と基地局を結ぶチャンネル数をＭまで増やした状態を示す。すなわち２k＝Ｍとした状態である。ここで、ｔは衛星パイロット信号の正、負の継続時間であり、前述した「端末から送出する信号の時間の最小単位」よりやや長い時間である。Δｔは送信権を得た移動体Ｋが衛星パイロット信号を検出して送信を開始するまでのロス時間および割り当てられた時間を見越して余裕を持って送信を終了するための時間である。したがって、ｔ−２Δｔが「端末から送出する信号の時間の最小単位」に対応する。
【００２２】
図に示すように、移動体Ａは衛星パイロット信号の第１番目の正（“１”）を割り付けられているから、このタイミングに送信可となり、Ｈｔｔｐ要求信号を送出する。同様に、移動体Ｂは衛星パイロット信号の第１番目の負（“０”）を割り付けられているから、このタイミングに送信可となり、Ｈｔｔｐ要求信号を送出する。移動体Ｃは衛星パイロット信号の第２番目の正（“１”）を割り付けられているから、このタイミングに送信可となり、Ｈｔｔｐ要求信号を送出する。このようにして、移動体Ｋは衛星パイロット信号の正あるいは負が自己に割り当てられたパイロット信号であることを検出するとΔｔ時間後に送信可能になりＨｔｔｐ要求信号を送出する。このＨｔｔｐ要求信号は、前述した「バッチ処理的な単発命令信号」である。次に、移動体Ｋ＋１は衛星パイロット信号の負あるいは正が自己に割り当てられたパイロット信号であることを検出するとΔｔ時間後に送信可能になりＨｔｔｐ要求信号を送出する。このＨｔｔｐ要求信号も、前述した「バッチ処理的な単発命令信号」である。このようにして、移動体Ａ，Ｂ，Ｃ，-----Ｍが順次Ｈｔｔｐ要求信号を送出し、一巡すると、再び、移動体Ａ，Ｂ，Ｃ，-----Ｍの順で要求信号を送出することができる。図4で説明したように、本発明では、移動体はＨｔｔｐ要求信号を送出した後は、もっぱら、サーバからの受信待ちで良いから、一つの衛星パイロット信号をＭ個の端末で分割して利用しても、実質的に、Ｈｔｔｐ要求信号の送出待ちを感じさせられることは無い。一方、移動体Ａ，Ｂ，Ｃ，-----Ｍは要求信号を送出すると、ダウンリンク6を通して受信される基地局からの応答信号を待っていることになる。図の例では、移動体Ａは要求信号を送出後、移動体Ｃが要求信号を送出するタイミングでサーバからの応答（図4の最初の応答７１４’）を受信する。さらに、移動体Ｍが要求信号を送出するタイミングでサーバからの応答（図4の第２の応答７１９’）を受信する。移動体へのサーバからの応答信号の伝送は伝送速度の速いダウンリンクを通して行われるので、比較的短いｔ−２Δｔの時間でも、Ｈｔｔｐ要求信号に対応したものを得ることができるが、Ｈｔｔｐ要求信号が正しく受信されなかったか、受信された応答信号に誤りがあってＨｔｔｐ要求信号に対応したものとなっていない場合には、自己の移動体からの送信が可能なときに再送要求を送る。もちろん、正しく受信されていても、Ｈｔｔｐ要求信号に対応した信号がｔの時間では受信できないときは、さらに第３の応答７２０’（図４）が追送されるのを待つ。全ての応答が正当に受信されたことが確認できたときは、その移動体は送信権を放棄する信号を送る。
【００２３】
【発明の効果】
本発明では、アップリンクで必要とされる時間を徹底して低減できるものとしたから、実質的な意味で送信待ちを感じることがなく、見かけ上のチャンネル数を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は通信衛星を介在させた移動体通信を模式的に示す図、（ｂ）−（ｄ）はこのシステムの信号パケットの例を説明する図。
【図２】（ａ）は、あるインターネットにユーザの端末計算機とサーバとが接続されている状態を模式的に示す図、（ｂ）は前記端末計算機とサーバとの間での信号のやり取りと送受信されるデータの内容等を時系列的に示す図。
【図３】図２（ｂ）で示すＧＥＴ要求およびこれに応答する信号の書式例を示す図。
【図４】本発明を移動体通信に応用して図２で説明したｈｔｔｐを用いたＷｅｂデータのやり取りを適用されるシステムとしたときのＧＥＴ要求とこれに応える応答信号の授受を時系列で示す図。
【図５】移動体Ａ，Ｂ，Ｃ，-----Ｍが送信権を得て衛星パイロット信号と同期して送信可否の判定をして、送信許可のときに、移動体の要求信号の送出し、基地局からの応答信号をチェックする状態を示すタイムチャート。
【符号の説明】
７０９：Ｗｅｂブラウザ、７１０：ユーザ、７１１：インターネット、７１２：ＵＲＬ（Uniform Resource Locator）、ＵＲＩ（Uniform Resource Identifier）、７１３：最初のＧＥＴ要求および書式例、７１４：最初の応答および書式例、７１５：最初の応答の受信完了時点、７１６：最初の応答の受信完了時のブラウザ表示、７１７：第２のＧＥＴ要求および書式例、７１８：第３のＧＥＴ要求および書式例、７１９：第２の応答、７２０：第３の応答、７２１：全ての応答の受信完了時点、７２２：全ての応答の受信完了時のブラウザ表示、７２３：最初のＧＥＴ要求送出完了時点、７２４：地上局における最初の応答の受信完了時点、７２８：地上局ＧＷ、７５４：最初の応答のＨＴＭＬ全文例、７５５：Ｗｅｂサーバ上のｉｍａｇｅ１．ｊｐｇデータ例、７５６：Ｗｅｂサーバ上のｉｍａｇｅ２．ｊｐｇデータ例、７５７：Ｗｅｂサーバ上の送出すべき全データ例。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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