(57)【要約】【課題】広帯域のネットワークと狭帯域のネットワークが隣接している場合でも、通信速度を大幅に向上できる情報通信システムを提供する。【解決手段】送信データを生成するデータ管理サーバと、データ管理サーバに第１のネットワークを介してそれぞれ接続され、第１のネットワーク間で共有する送信データを、送信に使用可能な端末数に基づいて複数のパケットデータに分割するとともに、所定の分類規則に基づいて自端末に割当てられたパケットデータをそれぞれ送信する複数の第１のデータ送受信端末と、帯域が第１のネットワークよりも狭い第２のネットワークを介して第１のデータ送受信端末に接続され、複数の第１のデータ送受信端末から複数の経路をそれぞれ経由して伝送されたパケットデータを受信して結合し、送信データを復元する第２のデータ送受信端末と、を備えることを特徴とする情報通信システム。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信データを生成するデータ管理サーバと、
前記データ管理サーバに第１のネットワークを介してそれぞれ接続され、前記第１のネットワーク間で共有する送信データを、送信に使用可能な端末数に基づいて複数のパケットデータに分割するとともに、所定の分類規則に基づいて自端末に割当てられた前記パケットデータをそれぞれ送信する複数の第１のデータ送受信端末と、
帯域が前記第１のネットワークよりも狭い第２のネットワークを介して前記第１のデータ送受信端末に接続され、前記複数の第１のデータ送受信端末から複数の経路をそれぞれ経由して伝送された前記パケットデータを受信して結合し、前記送信データを復元する第２のデータ送受信端末と、
を備えることを特徴とする情報通信システム。
【請求項２】
前記第１のネットワークが水上側、かつ、前記第２のネットワークが水中側に構築されている場合に、前記複数の第１のデータ送受信端末は、
前記第１のネットワーク側に配置され、有線または無線により通信を行う水上側装置と、
この水上側装置に有線を介して接続された状態で水中に配置され、前記水上側装置側から伝送された前記パケットデータを超音波により前記第２のデータ送受信端末へ送信する水中側装置と、
をそれぞれ備えることを特徴とする請求項１記載の情報通信システム。
【請求項３】
前記第１のデータ送受信端末は、
前記送信データからペイロードパケットを作成するペイロードパケット生成部と、
このペイロードパケット生成部で生成されたペイロードパケットから補償パケットを生成する補償パケット生成部と、を有し、かつ、
前記第２のデータ送受信端末は、ペイロードパケットと補償パケットの合計のうちペイロードパケットと同数のパケットを受信することで前記送信データを復元することを特徴とする請求項１または請求項２記載の情報通信システム。
【請求項４】
異なる帯域を持つネットワーク間のデータ送受信を制御する情報通信システムにおけるルーティング方法であって、
送信データを生成するデータ管理サーバに第１のネットワークを介して接続された複数の第１のデータ送受信端末が、前記第１のネットワーク間で共有する前記送信データを、送信に使用可能な端末数に基づいて複数のパケットデータに分割するステップと、
前記複数の第１のデータ送受信端末が、所定の分類規則に基づいて自端末に割当てられた前記パケットデータをそれぞれ送信するステップと、
帯域が前記第１のネットワークよりも狭い第２のネットワークを介して前記第１のデータ送受信端末に接続された第２のデータ送受信端末が、前記複数の第１のデータ送受信端末からそれぞれ受信した前記パケットデータを結合し、前記送信データを復元するステップと、
を有することを特徴とする情報通信システムにおけるルーティング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、異なる帯域を持つネットワーク間のデータ送受信を制御する情報通信システムおよび情報通信システムにおけるルーティング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の通信システムとして、DDS：Data Distribution Serviceとよばれる、有線ネットワークにおける、情報配信ソフトを用いたシステムが存在する。このシステムでは、送信者(publisher)から複数の受信者(subscriber)に対して通信を行うことができる。しかし、このようなDDSは十分に帯域が確保された有線ネットワーク上で動作するソフトであり、狭帯域のネットワークで動作させることは想定されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６９３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の通信システムは、広帯域なネットワークと狭帯域のネットワークが隣接していた場合でも、１経路での通信が基本であり、通信速度は狭帯域のネットワーク側の伝送速度に制限されていた。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、広帯域のネットワークと狭帯域のネットワークが隣接している場合でも、通信速度を大幅に向上できる情報通信システムおよびこの通信システムにおけるルーティング方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態に係る情報通信システムは、送信データを生成するデータ管理サーバと、前記データ管理サーバに第１のネットワークを介してそれぞれ接続され、前記第１のネットワーク間で共有する送信データを、送信に使用可能な端末数に基づいて複数のパケットデータに分割するとともに、所定の分類規則に基づいて自端末に割当てられた前記パケットデータをそれぞれ送信する複数の第１のデータ送受信端末と、帯域が前記第１のネットワークよりも狭い第２のネットワークを介して前記第１のデータ送受信端末に接続され、前記複数の第１のデータ送受信端末から複数の経路をそれぞれ経由して伝送された前記パケットデータを受信して結合し、前記送信データを復元する第２のデータ送受信端末と、を備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態１に係る情報通信システムの全体構成例を示すブロック図。
【図２】図１に示す情報通信システムの適用例を示す図。
【図３】図２における情報通信システムのブロック図。
【図４】図３に示す第１のデータ送受信端末におけるパケットデータの分類規則の具体例を説明する図。
【図５】本発明の実施形態２における情報通信システムのブロック図。
【図６】本発明の変形例に係る情報通信システムの適用例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
【０００９】
＜実施形態１＞
図１は、本発明の実施形態１に係る情報通信システムの全体構成例を示すブロック図である。同図に示される情報通信システムは、データ管理サーバ１、Ｎ台（Ｎ≧２）の第１のデータ送受信端末２、およびｎ（ｎ≧1）台の第２のデータ送受信端末３から構成されている。
【００１０】
データ管理サーバ１は、下位の端末に配信する送信データを生成し、第１のネットワークＮＷ１を介して第１のデータ送受信端末２に供給するサーバコンピュータである。第１のデータ送受信端末２は、データ管理サーバ１に第１のネットワークＮＷ１を介してそれぞれ接続され、第１のネットワークＮＷ１間で共有する送信データを、送信に使用可能な端末数に基づいて複数のパケットデータに分割するとともに、所定の分類規則に基づいて自端末に割当てられたパケットデータをそれぞれ送信する中継端末である。
【００１１】
第２のデータ送受信端末３は、帯域が第１のネットワークＮＷ１よりも狭い第２のネットワークＮＷ２を介して第１のデータ送受信端末２に接続され、複数の第１のデータ送受信端末２からそれぞれ受信したパケットデータを結合し、送信データを復元する端末である。
【００１２】
図２は、図１に示す情報通信システムの適用例を示す図であり、データ管理サーバ１が生成した送信データが人工衛星ＳＴ、第１のデータ送受信端末２を経て、海洋調査を行う水中航走体（第２のデータ送受信端末３）に配信されることを示している。また、図３は、図２における情報通信システムのブロック図である。
【００１３】
図２に示されるように、第１のデータ送受信端末２は、水上側に構築された第１のネットワークＮＷ１に分散配置され、無線により通信を行う水上側装置２１と、この水上側装置２１に有線を介して接続された状態で水中に配置され、水上側装置２１側から伝送されたパケットデータを超音波により第２のデータ送受信端末３である水中航走体へ送信する水中側装置２２をそれぞれ備えている。ここでは、水上側装置２１は水面上を浮遊する海洋情報提供ブイ、水中側装置２２はソナー装置である。
【００１４】
また、図３に示されるように、水上側装置２１は、データ受信部２１１、送信データ分割部２１２、端末情報記憶部２１３、データ分類部２１４、データ収集部２１５、収集データ記憶部２１６およびデータ送信部２１７を有している。
【００１５】
データ受信部２１１は、データ管理サーバ１から配信された送信データを受信し、受信バッファ（図示省略する）内に格納する。送信データ分割部２１２は、データ受信部２１１で受信された送信データを、送信に使用可能な端末数に基づいて複数のパケットデータに分割する。端末情報記憶部２１３は、自端末の識別情報や第１のネットワークＮＷ１上に存在する水上側装置２１の総数などの情報を記憶している。
【００１６】
データ分類部２１４は、送信データ分割部２１２で分割されたパケットデータを、所定の分類規則に基づいて分類して保持し、そのパケットデータを対応する水中側装置２２に出力する。データ収集部２１５は、第２のデータ送受信端末３から送信される測定データを水中側装置２２の測定データ受信部２２２を介して収集し、収集データ記憶部２１６に格納する。データ送信部２１７は、収集データ記憶部２１６から収集データを読み出し、データ管理サーバ１へ送信する。
【００１７】
水中側装置２２は、分割データ送信部２２１と測定データ受信部２２２を有している。分割データ送信部２２１は、水上側装置２１（データ分類部２１４）から入力した分割データ（パケットデータ）を超音波通信によって水中の第２のデータ送受信端末３（水中航走体）へ送信する。測定データ受信部２２２は、第２のデータ送受信端末３（水中航走体）が送信する測定データを受信し、水上側装置２１へ出力する。
【００１８】
第２のデータ送受信端末３（水中航走体）は、分割データ受信部３０１、分割データ結合部３０２、測定処理部３０３および測定データ送信部３０４を有している。分割データ受信部３０１は、複数の水中側装置２２の分割データ送信部２２１がそれぞれ送信した分割データを受信する。分割データ受信部３０１は、受信バッファ（図示省略する）に一旦蓄積したパケットを検知して同じパケットを保持しないようにし、不必要なデータは削除する機能を備えている。分割データ結合部３０２は、分割データ受信部３０１で複数の水中側装置２２から受信した複数の分割データ（パケットデータ）を所定の通信プロトコルに基づいて復合化およびデータ結合を行うことで送信データを復元する。また、分割データ結合部３０２は、受信バッファに蓄えられた受信パケットを復号化可能か否かを調べ、復号化ができないパケットについては廃棄する。
【００１９】
測定処理部３０３は、分割データ結合部３０２において復元された送信データが測定処理に係る制御情報を含む場合には、この制御情報に基づいてスクリューを駆動させて機体を水中で移動させるとともに、種々のセンサ（図示省略する）を用いて測定処理を行い、その処理結果を測定データとして出力する。測定データ送信部３０４は、測定処理部３０３が出力する測定データを超音波により水中側装置２２へ送信する。
【００２０】
図４は、図３に示す第１のデータ送受信端末２におけるパケットデータの分類規則の具体例を説明する図である。ここでは、送信に使用可能な端末数ｍを６とし、送信データを１２分割した場合に、端末数ｍでＭＯＤ（剰余）を取り、その値が同じデータごとにパケットデータを分類している。例えば、第１のデータ送受信端末２の端末識別子Ａに対応するパケット分類番号が１ならば、１ ＭＯＤ ６ ＝ 1および７ ＭＯＤ ６ ＝ １の演算結果により、第１のデータ送受信端末２（水上側装置２１）は自端末の端末識別子とパケット分類番号が対応する１、７番のパケットデータを保持する。そして、各端末でデータを保持した後には、図２に示すように、端末識別子Ａ〜Ｆの水中側装置２２の６台からパケットデータを水中に向けて送信する。以上により、通常は１経路で通信するところをＡ〜Ｆの６経路を利用することができることになるため、通信速度は６倍となる。
【００２１】
このように、本実施形態に係る情報通信システムによれば、広帯域のネットワークと狭帯域のネットワークが隣接している場合でも、広帯域のネットワーク側から狭帯域のネットワーク側へ複数の経路を用いてパケットデータを分散して送信できるため、効率的な通信を実現できる。
【００２２】
＜実施形態２＞
上記実施形態１で述べたように、第２のデータ送受信端末３は第１のデータ送受信端末２から送信されてきたパケットを受信する。しかし、狭帯域な無線ネットワークにより送受信されるので、送信されてきたパケットの全てが必ずしも受信されるとは限らず、その一部しか受信されない場合も多い。そこで、本実施形態では、前方誤り訂正（ＦＥＣ）を利用した通信方式により、所定数以上のパケットが得られた場合には、送信データの復号化を可能とすることを特徴とする。
【００２３】
図５は、本発明の実施形態２における情報通信システムのブロック図である。尚、実施形態１において使用された符号と共通する符号は同一の対象を示しているため説明を省略し、以下では実施形態１と異なる点を詳細に説明する。
【００２４】
図５に示すように、送信データ分割部２１２は、データ管理サーバ１から配信される送信データからペイロードパケットを作成するペイロードパケット生成部２１２ａと、このペイロードパケット生成部２１２ａで生成されたペイロードパケットから補償パケットを生成する補償パケット生成部２１２ｂを有する。送信データ分割部２１２は、例えばペイロードパケット５個に対して１０個の補償パケットをリードソロモン符号化により生成する。
【００２５】
また、広帯域なネットワークＮＷ１に接続されたデータ管理サーバ１および第１のデータ送受信端末２側で送信データを共有しつつ、水中への各経路では、補償パケットをランダムに選択して送信することで複数の経路によってパケットデータを第２の送受信端末３へ送信する構成のため、実施形態１とは異なり、端末情報と所定の分類規則に基づいて自端末から送信するパケットデータを分類するデータ分類部２１４は省略されている。
【００２６】
これに対し、第２のデータ送受信端末３は、第１のデータ送受信端末２０（水中側装置２２）から受け取ったパケットデータを復号化する。第２のデータ送受信端末３の分割データ結合部３０２では、ペイロードと補償パケットの合計のうちペイロードと同数のパケットを揃えることで元のパケットを復号化できるものとする。復号方法は、消失訂正を用いる。ペイロードのうち足りない部分をパケット欠落とみなすことで、誤り位置を特定し、その後受信した補償パケットにより足りない部分を補う。
【００２７】
このように、本実施形態に係る情報通信システムによれば、広帯域ネットワーク側の第１のデータ送受信端末２が送信したパケットデータを狭帯域ネットワーク側の第２のデータ送受信端末３で全て受信できない場合であっても、受信できたパケットデータから送信データを復元することができるため、確実に通信を行うことが可能となる。
【００２８】
また、前方誤り訂正（ＦＥＣ）を利用しているため、広帯域な第１のネットワークＮＷ１に接続されたデータ管理サーバ１および第１のデータ送受信端末２側で送信データを共有しつつ、水中側では、補償パケットをランダムに選択して送信することで複数の経路によってパケットデータを第２のデータ送受信端末３へ送信することもできる。
【００２９】
＜変形例＞
上記実施形態においては、広帯域の第１のネットワークＮＷ１が水上側、かつ、狭帯域の第２のネットワークＮＷ２が水中側に構築されている場合について説明した。しかし、本発明を適用できる範囲は、これに限られない。図６は、本発明の変形例に係る情報通信システムの適用例を示す図である。ここでは、データ管理サーバ１が設置されている本島と、第１のデータ送受信端末２が島内にそれぞれ設置されているＡ〜Ｃの三島との間で広帯域の有線ネットワークが構築され、Ａ〜Ｃ島とＤ島との間には狭帯域の無線ネットワークが構築されている。このような場合も、上記実施形態と同様に、Ａ〜Ｃ島の間で送信データを分割し、複数のルートに分散して離島（Ｄ島）に配置された第２のデータ送受信端末３へ送信することで、従来よりも通信速度を大幅に向上させることが可能となる。
【００３０】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３１】
ＮＷ１…第１のネットワーク、ＮＷ２…第２のネットワーク、１…データ管理サーバ、
２…第１のデータ送受信端末、３…第２のデータ送受信端末、
２１…水上側装置、２２…水中側装置、
２１１…データ受信部、２１２…送信データ分割部、２１２ａ…ペイロードパケット生成部、２１２ｂ…補償パケット生成部、２１３…端末情報記憶部、２１４…データ分類部、２１５…データ収集部、２１６…収集データ記憶部、２１７…データ送信部、２２１…分割データ送信部、２２２…測定データ受信部、
３０１…分割データ受信部、３０２…分割データ結合部、３０３…測定処理部、３０４…測定データ送信部。
【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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【図６】
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