情報転送システム
【課題】重要度の有無にかかわらず、より多くの情報を高速で安定して転送することができる情報転送システムを提供する。
【解決手段】送信制御手段１３が、画像取得手段１１で取得されて符号化手段１２で符号化された画像情報を受け取り、その画像情報を複数のパケットに分割する。さらに送信制御手段１３は、全てのパケットを２回送信可能に、先頭のパケットから並べたときの各パケットの間に、末尾のパケットから順にパケットを挿入して各パケットを並べ、その並び順に各パケットを複数の送信手段１４に振り分ける。各送信手段１４は、送信制御手段１３で振り分けられたパケットを受け取って、対応する通信回線から送信する。画像受信機１５が、各送信手段１４から送信された各パケットを受信する受信手段１６と、受信手段１６で受信した各パケットから元の情報を再構成する再構成手段１７とを有している。
【解決手段】送信制御手段１３が、画像取得手段１１で取得されて符号化手段１２で符号化された画像情報を受け取り、その画像情報を複数のパケットに分割する。さらに送信制御手段１３は、全てのパケットを２回送信可能に、先頭のパケットから並べたときの各パケットの間に、末尾のパケットから順にパケットを挿入して各パケットを並べ、その並び順に各パケットを複数の送信手段１４に振り分ける。各送信手段１４は、送信制御手段１３で振り分けられたパケットを受け取って、対応する通信回線から送信する。画像受信機１５が、各送信手段１４から送信された各パケットを受信する受信手段１６と、受信手段１６で受信した各パケットから元の情報を再構成する再構成手段１７とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報転送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報通信技術（ＩＣＴ）において、より多くの情報を迅速に伝達するシステムの開発が求められている。例えば、医療分野では、救急車での搬送中に患者の状態を画像で医師へ転送することにより、言葉での表現が難しい患者の状態をより詳細に伝達することができ、適切な初動体制を構築するのに非常に有効であることが明らかとなっている。また、大規模災害発生時などでは、より広帯域の通信システムを利用することにより、多くの情報を迅速に伝達することができるようになり、被害の軽減に寄与することができるものと考えられる。
【０００３】
このような多くの情報を伝達する方法として、複数の通信回線を並列に使用することが考えられる。従来、複数の通信回線を並列に利用して情報を転送する技術として、符号化された映像情報を複数の分割データに分割し、符号化された映像情報の重要度に応じ、最重要データは複数の通信回線で伝送し、重要度の低いデータは単一の通信回線で伝送する映像情報伝達システムがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３０９５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の映像情報伝達システムでは、重要度に応じて通信回線の数を調整しており、重要度を決めることができない情報を転送する場合には、利用できないという課題があった。また、複数の通信回線で同じ最重要データを送信しているため、安定した情報の転送を行うことはできるが、単一の通信回線を使用する場合と比べて転送速度を上げるものではないという課題もあった。
【０００６】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、重要度の有無にかかわらず、より多くの情報を高速で安定して転送することができる情報転送システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る情報転送システムは、複数の通信回線と、送信する情報を複数のパケットに分割する送信制御手段と、各通信回線に対応して複数設けられ、前記送信制御手段で分割された前記パケットを受け取って、対応する通信回線から送信する送信手段と、各通信回線に接続され、各送信手段から送信された各パケットを受信する受信手段と、前記受信手段で受信した各パケットから元の情報を再構成する再構成手段とを有し、前記送信制御手段は、全てのパケットを２回以上の同一回数送信可能に、各送信手段に振り分けるよう構成されていることを、特徴とする。
【０００８】
本発明に係る情報転送システムは、全てのパケットを２回以上の同一回数送信することができる。このため、全てのパケットを１回ずつ送信する場合と比べて、送信する全てのパケットの損失リスクを小さくすることができる。これにより、各パケットの重要度の有無にかかわらず、いかなる情報であっても、損失リスクの小さい安定した転送を行うことができる。
【０００９】
また、使用する通信回線の数よりも各パケットを送信する回数を少なく設定することにより、単一の通信回線を使用する場合と比べて転送速度を上げることができ、より多くの情報を高速に転送することができる。一つの通信回線が通信不能になったり、転送速度が低下したりしたときであっても、残りの通信回線にパケットを多く振り分けることにより、転送速度の低下を抑えることができる。このように、本発明に係る情報転送システムは、損失リスクおよび転送速度の低下を抑えつつ、いかなる情報でも転送することができる汎用的なデータ通信を実現しているといえる。
【００１０】
本発明に係る情報転送システムで、各送信手段および前記受信手段は、互いに送受信可能に構成されており、前記再構成手段は、前記受信手段で各パケットを受信している間に、元の情報を再構成可能な全てのパケットが揃ったとき、前記受信手段および一つの送信手段を介して前記送信制御手段に対して送信終了信号を送信するよう構成され、前記送信制御手段は、前記送信終了信号を受け取ったとき、送信中の情報のパケットの振り分けを停止し、次に送信する情報のパケットを各送信手段に振り分けるよう構成されていてもよい。この場合、全てのパケットを同一回数送信する必要がなく、転送効率を高めることができる。
【００１１】
本発明に係る情報転送システムで、前記送信制御手段は、全てのパケットを２回送信可能に、先頭のパケットから並べたときの各パケットの間に、末尾のパケットから順にパケットを挿入して各パケットを並べ、その並び順に各パケットを各送信手段に振り分けるよう構成されていてもよい。この場合、ある時点で各通信回線の品質が低下したときであっても、２回送信した同一のパケットが損失する確率を低減することができ、安定性が高い。損失がないときには、分割した全てのパケットが揃うのが速いため、送信終了信号を送信する構成と組み合わせることにより、さらに転送効率を高めることができる。
【００１２】
本発明に係る情報転送システムで、前記送信制御手段は、各送信手段で送信したときの各通信回線のスループットに基づいて、各送信手段に振り分けるパケットサイズを決定し、そのパケットサイズに応じて各パケットに分割して各送信手段に振り分けるよう構成されていてもよい。この場合、実際に送信したときの各通信回線のスループットに基づいて、各通信回線で送信するパケットサイズを調整することができ、各通信回線の状況に応じた送信を行うことができる。このため、パケットの損失リスクを低減することができ、安定性が高い。
【００１３】
本発明に係る情報転送システムで、各通信回線はそれぞれ異なるキャリアの携帯電話回線から成り、前記情報は画像情報から成り、ユーザー・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）により前記受信手段に送信されてもよい。この場合、通信状態が悪いキャリアの回線があっても、他のキャリアの回線にパケットを多く振り分けることにより、転送速度の低下を抑えることができる。携帯電話回線を利用するため、場所を問わず画像情報を高速で安定して転送することができ、応用範囲が広い。通信方式としてＵＤＰを使用するため、ＴＣＰ（トランスミッション・コントロール・プロトコル）のような確認応答を利用した通信と比べて、回線利用率を高めることができる。ＵＤＰはＴＣＰと比べてパケットの損失リスクが高いが、各パケットをそれぞれ２回以上の同一回数送信することにより、そのパケットの損失リスクを低減することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、重要度の有無にかかわらず、より多くの情報を高速で安定して転送することができる情報転送システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態の情報転送システムの構成図である。
【図２】図１に示す情報転送システムの各パケットの転送方法を示す説明図である。
【図３】図１に示す情報転送システムの、走行実験における画像受信機で計測した転送速度を示すグラフである。
【図４】図１に示す情報転送システムの、走行実験における各携帯電話回線の転送速度を示すグラフである。
【図５】図１に示す情報転送システムの、ファイル毎のパケットの到達率を示すグラフである。
【図６】図１に示す情報転送システムの、各画像を再構成するのに必要なファイル毎のデータの到達率を示すグラフである。
【図７】図１に示す情報転送システムの、ファイル毎のパケット送信率を示すグラフである。
【図８】図１に示す情報転送システム（Ｐｒｏｐｏｓｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ）およびＦＴＰによるファイル毎の転送速度を示すグラフである。
【図９】（ａ）図１に示す情報転送システム（Ｐｒｏｐｏｓｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ）および（ｂ）ＦＴＰによる画像受信機でのパケットの到達時間間隔を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図９は、本発明の実施の形態の情報転送システムを示している。
図１に示すように、情報転送システム１０は、通信回線として複数の携帯電話回線（Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｐｈｏｎｅ Ｌｉｎｅ）を利用して、ＵＤＰの転送方式により画像情報を転送するシステムとして構成されている。情報転送システム１０は、画像取得手段１１と符号化手段１２と送信制御手段１３と複数の送信手段１４と画像受信機１５とを有している。
【００１７】
図１に示すように、画像取得手段１１は、ＵＳＢカメラ（ＵＳＢ Ｃａｍｅｒａ）から成り、デジタル画像を取得可能である。符号化手段１２は、コンピュータ（Ｅｎｃｏｄｅ ＰＣ）から成り、画像取得手段１１に接続されている。符号化手段１２は、画像取得手段１１で取得された画像情報をＪＰＥＧ形式のファイルへ変換するよう構成されている。
【００１８】
送信制御手段１３は、コンピュータ（Ｍａｓｔｅｒ ＰＣ）から成り、符号化手段１２に接続されている。送信制御手段１３は、符号化手段１２からＪＰＥＧ形式の画像情報を受け取り、その画像情報を複数のパケットに分割し、それぞれにヘッダを付けて送信用のパケットを作成するようになっている。さらに、図２に示すように、送信制御手段１３は、作成した全てのパケットを２回送信可能に、先頭のパケットから並べたときの各パケットの間に、末尾のパケットから順にパケットを挿入して各パケットを並べ、その並び順に各パケットを各送信手段１４に振り分けるよう構成されている。
【００１９】
図１に示すように、各送信手段１４は、コンピュータ（Ｇａｔｅｗａｙ ＰＣ）および携帯電話（Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｐｈｏｎｅ）から成り、それぞれ各携帯電話回線に対応して設けられている。各送信手段１４は、送信制御手段１３に無線ＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ）で接続されており、それぞれ送信制御手段１３で振り分けられたパケットを受け取って、対応する携帯電話回線から送信するよう構成されている。各送信手段１４は、対応する携帯電話回線を常に監視し、パケットを送信可能となったときに、送信制御手段１３へ送信可能メッセージを送るようになっている。また、各送信手段１４は、送信を行うたびに送信に要した時間を計測し、その計測時間と送信したパケットサイズからスループットを求めるようになっている。
【００２０】
送信制御手段１３は、送信を行うたびに、送信を行った送信手段１４のスループットを受け取るようになっている。送信制御手段１３は、受け取ったスループットに基づいて、以下のようにして、各送信手段１４に振り分けるパケットサイズを決定するよう構成されている。まず、ある送信手段１４で送信を行うたびに、前回送信したときよりも大きいサイズのパケットを送る。次に、送信を行った送信手段１４のスループットの大幅な低下が起こったとき、そのスループット低下前のパケットサイズを、その送信手段１４の最適なパケットサイズと判断して各送信手段１４に振り分けるパケットサイズとする。送信制御手段１３は、各送信手段１４から送信可能メッセージを受け取ったとき、各送信手段１４に振り分けるパケットサイズに応じて画像情報を各パケットに分割し、各パケットを送信順に並べて、並び順に各パケットを対応する各送信手段１４に送るようになっている。
【００２１】
画像受信機１５（Ｉｍａｇｅ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ）は、コンピュータから成り、受信手段１６と再構成手段１７とを有している。受信手段１６は、各携帯電話回線に接続され、各送信手段１４から送信された各パケットを受信するよう構成されている。また、受信手段１６および各送信手段１４は、互いに送受信可能に構成されている。
【００２２】
図２に示すように、再構成手段１７は、受信手段１６で受信した各パケットから、各パケットのヘッダ情報に基づいて、元の情報を再構成するよう構成されている。また、再構成手段１７は、受信手段１６で各パケットを受信している間に、元の情報を再構成可能な全てのパケットが揃ったとき、受信手段１６および一つの送信手段１４を介して送信制御手段１３に対して送信終了信号（ａｃｋ）を送信するようになっている。再構成手段１７は、パケット損失により、元の情報を再構成可能な全てのパケットが揃わないときには、送信終了信号を送信しないようになっている。再構成手段１７は、元の情報を再構成可能な全てのパケットが揃わないうちに、次の情報のパケットを受け取ったとき、パケット損失があったものと判断するようになっている。
【００２３】
送信制御手段１３は、再構成手段１７からの送信終了信号を受け取ったとき、送信中の情報のパケットの振り分けを停止し、次に送信する情報のパケットを各送信手段１４に振り分けるよう構成されている。また、送信制御手段１３は、送信終了信号を受け取る前に、２回送信するパケットを全て振り分けたときには、すぐに次に送信する情報のパケットを各送信手段１４に振り分けるようになっている。
【００２４】
次に、作用について説明する。
情報転送システム１０は、全てのパケットを２回ずつ送信するよう構成されているため、全てのパケットを１回ずつ送信する場合と比べて、送信する全てのパケットの損失リスクを小さくすることができる。このため、各パケットの重要度の有無にかかわらず、いかなる情報であっても、損失リスクの小さい安定した転送を行うことができる。また、各パケットを図２に示すような並び順で振り分けるため、ある時点で各携帯電話回線の品質が低下したときであっても、２回送信した同一のパケットが損失する確率を低減することができ、より安定性が高い。損失がないときには、分割した全てのパケットが揃うのが速いため、全てのパケットを２回送信する必要がなく、転送時間を短縮して転送効率を高めることができる。
【００２５】
情報転送システム１０は、使用する携帯電話回線を３回線以上に設定することにより、単一の回線を使用する場合と比べて転送速度を上げることができ、より多くの情報を高速に転送することができる。一つの携帯電話回線が通信不能になったり、転送速度が低下したりしたときであっても、残りの携帯電話回線にパケットを多く振り分けることにより、転送速度の低下を抑えることができる。
【００２６】
情報転送システム１０は、実際に送信したときの各携帯電話回線のスループットに基づいて、各携帯電話回線で送信するパケットサイズを調整することができるため、各携帯電話回線の状況に応じた送信を行うことができる。各携帯電話回線で送信可能な最大限のパケットサイズで送信したとき、各携帯電話回線の状況によっては、ノイズ等によりパケットの損失が多く発生する可能性がある。情報転送システム１０は、このような状況に対応するため、小さいパケットサイズで送信するなど、実際の各携帯電話回線の状況に応じたパケットサイズで送信するようになっており、これによりパケットの損失リスクを低減することができ、安定性が高い。
【００２７】
情報転送システム１０は、異なるキャリアの携帯電話回線を利用することにより、通信状態が悪いキャリアの回線があっても、他のキャリアの回線にパケットを多く振り分けることにより、転送速度の低下を抑えることができる。携帯電話回線を利用するため、場所を問わず画像情報を高速で安定して転送することができ、応用範囲が広い。通信方式としてＵＤＰを使用するため、ＴＣＰのような確認応答を利用した通信と比べて、回線利用率を高めることができる。特に、携帯電話回線では遅延が非常に大きくなる場合があるため、回線利用率の観点から、確認応答を利用した通信よりもＵＤＰの方が有利である。ＵＤＰはＴＣＰと比べてパケットの損失リスクが高いが、各パケットをそれぞれ２回送信することにより、そのパケットの損失リスクを低減することができる。
【００２８】
このように、情報転送システム１０は、損失リスクおよび転送速度の低下を抑えつつ、いかなる情報でも転送することができる汎用的なデータ通信を実現しているといえる。
【００２９】
情報転送システム１０は、送信制御手段１３でＤＨＣＰ（ダイナミック・ホスト・コンフィギュレーション・プロトコル）のデーモンを稼働させておくことにより、携帯電話回線と無線ＬＡＮとにアクセス可能なデバイスがある場合に、そのデバイスの認証等を必要とすることなく、そのデバイスを動的に追加して通信回線を増やすことができる。この機能は、「転送可能メッセージ」をブロードキャストすることにより実現可能である。情報転送システム１０は、デバイスを動的に追加して通信帯域を拡大できる点で、マルチホーミングとは異なっている。
【実施例１】
【００３０】
画像取得手段１１、符号化手段１２、送信制御手段１３および各送信手段１４を車に乗せて走行しながら、画像情報の転送実験を行った。通信回線として、異なるキャリアの３つの携帯電話回線を使用した。このときの画像受信機１５で計測した転送速度を図３に、各携帯電話回線の転送速度を図４に示す。図３に示すように、情報転送システム１０では、１Ｍｂｐｓ程度の転送速度が得られていることが確認できる。また、図４に示すように、各携帯電話回線では、４００ｋｂｐｓ程度の転送速度が出ていることが確認できる。このことから、情報転送システム１０によれば、ほぼ回線数に比例した転送速度が得られることがわかる。
【実施例２】
【００３１】
通信回線として、異なるキャリアの３つの携帯電話回線を使用して、画像情報の転送実験を行った。転送した画像情報のファイルは、約２５０個である。このときのファイル毎のパケットの到達率を図５に、各画像を再構成するのに必要なファイル毎のデータの到達率を図６に示す。図５に示すように、パケット到達率は、最低で５８％であり、４０％以上のパケットが損失する場合があることが確認できる。これに対し、図６に示すように、各画像を再構成するのに必要なデータは、ほとんどのファイルで１００％受信できていることが確認できる。
【００３２】
これは、情報転送システム１０では、全てのパケットを２回送信する、いわゆる多重転送を行っていることから、同一パケットのどちらか一方が失われた場合でも、必要なデータが画像受信機１５に到達することにより、各画像を再構成するのに必要なデータの到達率が、パケットの到達率と比較して高くなるためである。このことから、情報転送システム１０によれば、パケットの損失リスクを低減することができることが確認できる。
【００３３】
また、ファイル毎のパケット送信率を図７に示す。ファイル毎のパケット送信率とは、ファイル毎に全てのパケットを２回送信した場合のパケット数と、実際に画像受信機１５が受信したパケット数との比率である。図７に示すように、情報転送システム１０では、画像を再構成するのに必要な全てのパケットが揃ったとき、画像受信機１５が送信終了信号を送信して次のファイルの送信を要求するため、全てのパケットを２回送信することがない場合が多く、転送効率の低下が抑えられていることが確認できる。
【００３４】
なお、パケットの損失なしで送信できた場合には、パケット送信率は５０％になるはずであるが、図７に示すように、実際のパケット送信率は小さくても５５〜５７％に留まっている。これは、画像受信機１５が送信終了信号を送信してから送信制御手段１３がその送信終了信号を受信するまでの間に送信されたパケットによるものであると考えられる。
【実施例３】
【００３５】
ＴＣＰの一つであるＦＴＰ（ファイル転送プロトコル）との比較実験を行った。実験では、一つの携帯電話回線を使用して、ＦＴＰによる転送と情報転送システム１０による転送とを交互に行い、ファイル毎の転送時間に基づいて転送速度を求めた。その結果を、図８に示す。また、画像受信機１５でのパケットの到達時間間隔を図９に示す。図８に示すように、情報転送システム（Ｐｒｏｐｏｓｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ）１０は、ＦＴＰに比べて約２倍の転送速度であることが確認できる。また、図９に示すように、ＦＴＰでは、定期的に到達時間の間隔が大きくなっていることが確認できる。これは、ＦＴＰでは確認応答を利用しており、その確認応答の待ち時間が発生するためである。情報転送システム１０は、通信方式として確認応答を利用しないＵＤＰを使用しているため、転送速度でＦＴＰより約２倍高速になっている。
【００３６】
情報転送システム１０は、全てのパケットを２回送信する多重転送を行っても、図７に示すように、全てのパケットを２回送信する必要がないため、転送時間が２倍にまでになることはない。また、情報転送システム１０は、図８に示すように、ＦＴＰより約２倍高速である。これらから、情報転送システム１０は、ＦＴＰで全てのパケットを１回送信する場合と比べても、転送速度が速くなることがわかる。情報転送システム１０は、全てのパケットを２回送信することにより、パケットの損失リスクを低減することができるため、損失リスクが小さく、ＦＴＰより高速な転送を行うことができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０ 情報転送システム
１１ 画像取得手段
１２ 符号化手段
１３ 送信制御手段
１４ 送信手段
１５ 画像受信機
１６ 受信手段
１７ 再構成手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報転送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報通信技術（ＩＣＴ）において、より多くの情報を迅速に伝達するシステムの開発が求められている。例えば、医療分野では、救急車での搬送中に患者の状態を画像で医師へ転送することにより、言葉での表現が難しい患者の状態をより詳細に伝達することができ、適切な初動体制を構築するのに非常に有効であることが明らかとなっている。また、大規模災害発生時などでは、より広帯域の通信システムを利用することにより、多くの情報を迅速に伝達することができるようになり、被害の軽減に寄与することができるものと考えられる。
【０００３】
このような多くの情報を伝達する方法として、複数の通信回線を並列に使用することが考えられる。従来、複数の通信回線を並列に利用して情報を転送する技術として、符号化された映像情報を複数の分割データに分割し、符号化された映像情報の重要度に応じ、最重要データは複数の通信回線で伝送し、重要度の低いデータは単一の通信回線で伝送する映像情報伝達システムがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３０９５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の映像情報伝達システムでは、重要度に応じて通信回線の数を調整しており、重要度を決めることができない情報を転送する場合には、利用できないという課題があった。また、複数の通信回線で同じ最重要データを送信しているため、安定した情報の転送を行うことはできるが、単一の通信回線を使用する場合と比べて転送速度を上げるものではないという課題もあった。
【０００６】
本発明は、このような課題に着目してなされたもので、重要度の有無にかかわらず、より多くの情報を高速で安定して転送することができる情報転送システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る情報転送システムは、複数の通信回線と、送信する情報を複数のパケットに分割する送信制御手段と、各通信回線に対応して複数設けられ、前記送信制御手段で分割された前記パケットを受け取って、対応する通信回線から送信する送信手段と、各通信回線に接続され、各送信手段から送信された各パケットを受信する受信手段と、前記受信手段で受信した各パケットから元の情報を再構成する再構成手段とを有し、前記送信制御手段は、全てのパケットを２回以上の同一回数送信可能に、各送信手段に振り分けるよう構成されていることを、特徴とする。
【０００８】
本発明に係る情報転送システムは、全てのパケットを２回以上の同一回数送信することができる。このため、全てのパケットを１回ずつ送信する場合と比べて、送信する全てのパケットの損失リスクを小さくすることができる。これにより、各パケットの重要度の有無にかかわらず、いかなる情報であっても、損失リスクの小さい安定した転送を行うことができる。
【０００９】
また、使用する通信回線の数よりも各パケットを送信する回数を少なく設定することにより、単一の通信回線を使用する場合と比べて転送速度を上げることができ、より多くの情報を高速に転送することができる。一つの通信回線が通信不能になったり、転送速度が低下したりしたときであっても、残りの通信回線にパケットを多く振り分けることにより、転送速度の低下を抑えることができる。このように、本発明に係る情報転送システムは、損失リスクおよび転送速度の低下を抑えつつ、いかなる情報でも転送することができる汎用的なデータ通信を実現しているといえる。
【００１０】
本発明に係る情報転送システムで、各送信手段および前記受信手段は、互いに送受信可能に構成されており、前記再構成手段は、前記受信手段で各パケットを受信している間に、元の情報を再構成可能な全てのパケットが揃ったとき、前記受信手段および一つの送信手段を介して前記送信制御手段に対して送信終了信号を送信するよう構成され、前記送信制御手段は、前記送信終了信号を受け取ったとき、送信中の情報のパケットの振り分けを停止し、次に送信する情報のパケットを各送信手段に振り分けるよう構成されていてもよい。この場合、全てのパケットを同一回数送信する必要がなく、転送効率を高めることができる。
【００１１】
本発明に係る情報転送システムで、前記送信制御手段は、全てのパケットを２回送信可能に、先頭のパケットから並べたときの各パケットの間に、末尾のパケットから順にパケットを挿入して各パケットを並べ、その並び順に各パケットを各送信手段に振り分けるよう構成されていてもよい。この場合、ある時点で各通信回線の品質が低下したときであっても、２回送信した同一のパケットが損失する確率を低減することができ、安定性が高い。損失がないときには、分割した全てのパケットが揃うのが速いため、送信終了信号を送信する構成と組み合わせることにより、さらに転送効率を高めることができる。
【００１２】
本発明に係る情報転送システムで、前記送信制御手段は、各送信手段で送信したときの各通信回線のスループットに基づいて、各送信手段に振り分けるパケットサイズを決定し、そのパケットサイズに応じて各パケットに分割して各送信手段に振り分けるよう構成されていてもよい。この場合、実際に送信したときの各通信回線のスループットに基づいて、各通信回線で送信するパケットサイズを調整することができ、各通信回線の状況に応じた送信を行うことができる。このため、パケットの損失リスクを低減することができ、安定性が高い。
【００１３】
本発明に係る情報転送システムで、各通信回線はそれぞれ異なるキャリアの携帯電話回線から成り、前記情報は画像情報から成り、ユーザー・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）により前記受信手段に送信されてもよい。この場合、通信状態が悪いキャリアの回線があっても、他のキャリアの回線にパケットを多く振り分けることにより、転送速度の低下を抑えることができる。携帯電話回線を利用するため、場所を問わず画像情報を高速で安定して転送することができ、応用範囲が広い。通信方式としてＵＤＰを使用するため、ＴＣＰ（トランスミッション・コントロール・プロトコル）のような確認応答を利用した通信と比べて、回線利用率を高めることができる。ＵＤＰはＴＣＰと比べてパケットの損失リスクが高いが、各パケットをそれぞれ２回以上の同一回数送信することにより、そのパケットの損失リスクを低減することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、重要度の有無にかかわらず、より多くの情報を高速で安定して転送することができる情報転送システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態の情報転送システムの構成図である。
【図２】図１に示す情報転送システムの各パケットの転送方法を示す説明図である。
【図３】図１に示す情報転送システムの、走行実験における画像受信機で計測した転送速度を示すグラフである。
【図４】図１に示す情報転送システムの、走行実験における各携帯電話回線の転送速度を示すグラフである。
【図５】図１に示す情報転送システムの、ファイル毎のパケットの到達率を示すグラフである。
【図６】図１に示す情報転送システムの、各画像を再構成するのに必要なファイル毎のデータの到達率を示すグラフである。
【図７】図１に示す情報転送システムの、ファイル毎のパケット送信率を示すグラフである。
【図８】図１に示す情報転送システム（Ｐｒｏｐｏｓｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ）およびＦＴＰによるファイル毎の転送速度を示すグラフである。
【図９】（ａ）図１に示す情報転送システム（Ｐｒｏｐｏｓｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ）および（ｂ）ＦＴＰによる画像受信機でのパケットの到達時間間隔を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図９は、本発明の実施の形態の情報転送システムを示している。
図１に示すように、情報転送システム１０は、通信回線として複数の携帯電話回線（Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｐｈｏｎｅ Ｌｉｎｅ）を利用して、ＵＤＰの転送方式により画像情報を転送するシステムとして構成されている。情報転送システム１０は、画像取得手段１１と符号化手段１２と送信制御手段１３と複数の送信手段１４と画像受信機１５とを有している。
【００１７】
図１に示すように、画像取得手段１１は、ＵＳＢカメラ（ＵＳＢ Ｃａｍｅｒａ）から成り、デジタル画像を取得可能である。符号化手段１２は、コンピュータ（Ｅｎｃｏｄｅ ＰＣ）から成り、画像取得手段１１に接続されている。符号化手段１２は、画像取得手段１１で取得された画像情報をＪＰＥＧ形式のファイルへ変換するよう構成されている。
【００１８】
送信制御手段１３は、コンピュータ（Ｍａｓｔｅｒ ＰＣ）から成り、符号化手段１２に接続されている。送信制御手段１３は、符号化手段１２からＪＰＥＧ形式の画像情報を受け取り、その画像情報を複数のパケットに分割し、それぞれにヘッダを付けて送信用のパケットを作成するようになっている。さらに、図２に示すように、送信制御手段１３は、作成した全てのパケットを２回送信可能に、先頭のパケットから並べたときの各パケットの間に、末尾のパケットから順にパケットを挿入して各パケットを並べ、その並び順に各パケットを各送信手段１４に振り分けるよう構成されている。
【００１９】
図１に示すように、各送信手段１４は、コンピュータ（Ｇａｔｅｗａｙ ＰＣ）および携帯電話（Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｐｈｏｎｅ）から成り、それぞれ各携帯電話回線に対応して設けられている。各送信手段１４は、送信制御手段１３に無線ＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ）で接続されており、それぞれ送信制御手段１３で振り分けられたパケットを受け取って、対応する携帯電話回線から送信するよう構成されている。各送信手段１４は、対応する携帯電話回線を常に監視し、パケットを送信可能となったときに、送信制御手段１３へ送信可能メッセージを送るようになっている。また、各送信手段１４は、送信を行うたびに送信に要した時間を計測し、その計測時間と送信したパケットサイズからスループットを求めるようになっている。
【００２０】
送信制御手段１３は、送信を行うたびに、送信を行った送信手段１４のスループットを受け取るようになっている。送信制御手段１３は、受け取ったスループットに基づいて、以下のようにして、各送信手段１４に振り分けるパケットサイズを決定するよう構成されている。まず、ある送信手段１４で送信を行うたびに、前回送信したときよりも大きいサイズのパケットを送る。次に、送信を行った送信手段１４のスループットの大幅な低下が起こったとき、そのスループット低下前のパケットサイズを、その送信手段１４の最適なパケットサイズと判断して各送信手段１４に振り分けるパケットサイズとする。送信制御手段１３は、各送信手段１４から送信可能メッセージを受け取ったとき、各送信手段１４に振り分けるパケットサイズに応じて画像情報を各パケットに分割し、各パケットを送信順に並べて、並び順に各パケットを対応する各送信手段１４に送るようになっている。
【００２１】
画像受信機１５（Ｉｍａｇｅ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ）は、コンピュータから成り、受信手段１６と再構成手段１７とを有している。受信手段１６は、各携帯電話回線に接続され、各送信手段１４から送信された各パケットを受信するよう構成されている。また、受信手段１６および各送信手段１４は、互いに送受信可能に構成されている。
【００２２】
図２に示すように、再構成手段１７は、受信手段１６で受信した各パケットから、各パケットのヘッダ情報に基づいて、元の情報を再構成するよう構成されている。また、再構成手段１７は、受信手段１６で各パケットを受信している間に、元の情報を再構成可能な全てのパケットが揃ったとき、受信手段１６および一つの送信手段１４を介して送信制御手段１３に対して送信終了信号（ａｃｋ）を送信するようになっている。再構成手段１７は、パケット損失により、元の情報を再構成可能な全てのパケットが揃わないときには、送信終了信号を送信しないようになっている。再構成手段１７は、元の情報を再構成可能な全てのパケットが揃わないうちに、次の情報のパケットを受け取ったとき、パケット損失があったものと判断するようになっている。
【００２３】
送信制御手段１３は、再構成手段１７からの送信終了信号を受け取ったとき、送信中の情報のパケットの振り分けを停止し、次に送信する情報のパケットを各送信手段１４に振り分けるよう構成されている。また、送信制御手段１３は、送信終了信号を受け取る前に、２回送信するパケットを全て振り分けたときには、すぐに次に送信する情報のパケットを各送信手段１４に振り分けるようになっている。
【００２４】
次に、作用について説明する。
情報転送システム１０は、全てのパケットを２回ずつ送信するよう構成されているため、全てのパケットを１回ずつ送信する場合と比べて、送信する全てのパケットの損失リスクを小さくすることができる。このため、各パケットの重要度の有無にかかわらず、いかなる情報であっても、損失リスクの小さい安定した転送を行うことができる。また、各パケットを図２に示すような並び順で振り分けるため、ある時点で各携帯電話回線の品質が低下したときであっても、２回送信した同一のパケットが損失する確率を低減することができ、より安定性が高い。損失がないときには、分割した全てのパケットが揃うのが速いため、全てのパケットを２回送信する必要がなく、転送時間を短縮して転送効率を高めることができる。
【００２５】
情報転送システム１０は、使用する携帯電話回線を３回線以上に設定することにより、単一の回線を使用する場合と比べて転送速度を上げることができ、より多くの情報を高速に転送することができる。一つの携帯電話回線が通信不能になったり、転送速度が低下したりしたときであっても、残りの携帯電話回線にパケットを多く振り分けることにより、転送速度の低下を抑えることができる。
【００２６】
情報転送システム１０は、実際に送信したときの各携帯電話回線のスループットに基づいて、各携帯電話回線で送信するパケットサイズを調整することができるため、各携帯電話回線の状況に応じた送信を行うことができる。各携帯電話回線で送信可能な最大限のパケットサイズで送信したとき、各携帯電話回線の状況によっては、ノイズ等によりパケットの損失が多く発生する可能性がある。情報転送システム１０は、このような状況に対応するため、小さいパケットサイズで送信するなど、実際の各携帯電話回線の状況に応じたパケットサイズで送信するようになっており、これによりパケットの損失リスクを低減することができ、安定性が高い。
【００２７】
情報転送システム１０は、異なるキャリアの携帯電話回線を利用することにより、通信状態が悪いキャリアの回線があっても、他のキャリアの回線にパケットを多く振り分けることにより、転送速度の低下を抑えることができる。携帯電話回線を利用するため、場所を問わず画像情報を高速で安定して転送することができ、応用範囲が広い。通信方式としてＵＤＰを使用するため、ＴＣＰのような確認応答を利用した通信と比べて、回線利用率を高めることができる。特に、携帯電話回線では遅延が非常に大きくなる場合があるため、回線利用率の観点から、確認応答を利用した通信よりもＵＤＰの方が有利である。ＵＤＰはＴＣＰと比べてパケットの損失リスクが高いが、各パケットをそれぞれ２回送信することにより、そのパケットの損失リスクを低減することができる。
【００２８】
このように、情報転送システム１０は、損失リスクおよび転送速度の低下を抑えつつ、いかなる情報でも転送することができる汎用的なデータ通信を実現しているといえる。
【００２９】
情報転送システム１０は、送信制御手段１３でＤＨＣＰ（ダイナミック・ホスト・コンフィギュレーション・プロトコル）のデーモンを稼働させておくことにより、携帯電話回線と無線ＬＡＮとにアクセス可能なデバイスがある場合に、そのデバイスの認証等を必要とすることなく、そのデバイスを動的に追加して通信回線を増やすことができる。この機能は、「転送可能メッセージ」をブロードキャストすることにより実現可能である。情報転送システム１０は、デバイスを動的に追加して通信帯域を拡大できる点で、マルチホーミングとは異なっている。
【実施例１】
【００３０】
画像取得手段１１、符号化手段１２、送信制御手段１３および各送信手段１４を車に乗せて走行しながら、画像情報の転送実験を行った。通信回線として、異なるキャリアの３つの携帯電話回線を使用した。このときの画像受信機１５で計測した転送速度を図３に、各携帯電話回線の転送速度を図４に示す。図３に示すように、情報転送システム１０では、１Ｍｂｐｓ程度の転送速度が得られていることが確認できる。また、図４に示すように、各携帯電話回線では、４００ｋｂｐｓ程度の転送速度が出ていることが確認できる。このことから、情報転送システム１０によれば、ほぼ回線数に比例した転送速度が得られることがわかる。
【実施例２】
【００３１】
通信回線として、異なるキャリアの３つの携帯電話回線を使用して、画像情報の転送実験を行った。転送した画像情報のファイルは、約２５０個である。このときのファイル毎のパケットの到達率を図５に、各画像を再構成するのに必要なファイル毎のデータの到達率を図６に示す。図５に示すように、パケット到達率は、最低で５８％であり、４０％以上のパケットが損失する場合があることが確認できる。これに対し、図６に示すように、各画像を再構成するのに必要なデータは、ほとんどのファイルで１００％受信できていることが確認できる。
【００３２】
これは、情報転送システム１０では、全てのパケットを２回送信する、いわゆる多重転送を行っていることから、同一パケットのどちらか一方が失われた場合でも、必要なデータが画像受信機１５に到達することにより、各画像を再構成するのに必要なデータの到達率が、パケットの到達率と比較して高くなるためである。このことから、情報転送システム１０によれば、パケットの損失リスクを低減することができることが確認できる。
【００３３】
また、ファイル毎のパケット送信率を図７に示す。ファイル毎のパケット送信率とは、ファイル毎に全てのパケットを２回送信した場合のパケット数と、実際に画像受信機１５が受信したパケット数との比率である。図７に示すように、情報転送システム１０では、画像を再構成するのに必要な全てのパケットが揃ったとき、画像受信機１５が送信終了信号を送信して次のファイルの送信を要求するため、全てのパケットを２回送信することがない場合が多く、転送効率の低下が抑えられていることが確認できる。
【００３４】
なお、パケットの損失なしで送信できた場合には、パケット送信率は５０％になるはずであるが、図７に示すように、実際のパケット送信率は小さくても５５〜５７％に留まっている。これは、画像受信機１５が送信終了信号を送信してから送信制御手段１３がその送信終了信号を受信するまでの間に送信されたパケットによるものであると考えられる。
【実施例３】
【００３５】
ＴＣＰの一つであるＦＴＰ（ファイル転送プロトコル）との比較実験を行った。実験では、一つの携帯電話回線を使用して、ＦＴＰによる転送と情報転送システム１０による転送とを交互に行い、ファイル毎の転送時間に基づいて転送速度を求めた。その結果を、図８に示す。また、画像受信機１５でのパケットの到達時間間隔を図９に示す。図８に示すように、情報転送システム（Ｐｒｏｐｏｓｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ）１０は、ＦＴＰに比べて約２倍の転送速度であることが確認できる。また、図９に示すように、ＦＴＰでは、定期的に到達時間の間隔が大きくなっていることが確認できる。これは、ＦＴＰでは確認応答を利用しており、その確認応答の待ち時間が発生するためである。情報転送システム１０は、通信方式として確認応答を利用しないＵＤＰを使用しているため、転送速度でＦＴＰより約２倍高速になっている。
【００３６】
情報転送システム１０は、全てのパケットを２回送信する多重転送を行っても、図７に示すように、全てのパケットを２回送信する必要がないため、転送時間が２倍にまでになることはない。また、情報転送システム１０は、図８に示すように、ＦＴＰより約２倍高速である。これらから、情報転送システム１０は、ＦＴＰで全てのパケットを１回送信する場合と比べても、転送速度が速くなることがわかる。情報転送システム１０は、全てのパケットを２回送信することにより、パケットの損失リスクを低減することができるため、損失リスクが小さく、ＦＴＰより高速な転送を行うことができる。
【符号の説明】
【００３７】
１０ 情報転送システム
１１ 画像取得手段
１２ 符号化手段
１３ 送信制御手段
１４ 送信手段
１５ 画像受信機
１６ 受信手段
１７ 再構成手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信回線と、
送信する情報を複数のパケットに分割する送信制御手段と、
各通信回線に対応して複数設けられ、前記送信制御手段で分割された前記パケットを受け取って、対応する通信回線から送信する送信手段と、
各通信回線に接続され、各送信手段から送信された各パケットを受信する受信手段と、
前記受信手段で受信した各パケットから元の情報を再構成する再構成手段とを有し、
前記送信制御手段は、全てのパケットを２回以上の同一回数送信可能に、各送信手段に振り分けるよう構成されていることを、
特徴とする情報転送システム。
【請求項２】
各送信手段および前記受信手段は、互いに送受信可能に構成されており、
前記再構成手段は、前記受信手段で各パケットを受信している間に、元の情報を再構成可能な全てのパケットが揃ったとき、前記受信手段および一つの送信手段を介して前記送信制御手段に対して送信終了信号を送信するよう構成され、
前記送信制御手段は、前記送信終了信号を受け取ったとき、送信中の情報のパケットの振り分けを停止し、次に送信する情報のパケットを各送信手段に振り分けるよう構成されていることを、
特徴とする請求項１記載の情報転送システム。
【請求項３】
前記送信制御手段は、全てのパケットを２回送信可能に、先頭のパケットから並べたときの各パケットの間に、末尾のパケットから順にパケットを挿入して各パケットを並べ、その並び順に各パケットを各送信手段に振り分けるよう構成されていることを、特徴とする請求項１または２記載の情報転送システム。
【請求項４】
前記送信制御手段は、各送信手段で送信したときの各通信回線のスループットに基づいて、各送信手段に振り分けるパケットサイズを決定し、そのパケットサイズに応じて各パケットに分割して各送信手段に振り分けるよう構成されていることを、特徴とする請求項１、２または３記載の情報転送システム。
【請求項５】
各通信回線はそれぞれ異なるキャリアの携帯電話回線から成り、
前記情報は画像情報から成り、ユーザー・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）により前記受信手段に送信されることを、
特徴とする請求項１、２、３または４記載の情報転送システム。
【請求項１】
複数の通信回線と、
送信する情報を複数のパケットに分割する送信制御手段と、
各通信回線に対応して複数設けられ、前記送信制御手段で分割された前記パケットを受け取って、対応する通信回線から送信する送信手段と、
各通信回線に接続され、各送信手段から送信された各パケットを受信する受信手段と、
前記受信手段で受信した各パケットから元の情報を再構成する再構成手段とを有し、
前記送信制御手段は、全てのパケットを２回以上の同一回数送信可能に、各送信手段に振り分けるよう構成されていることを、
特徴とする情報転送システム。
【請求項２】
各送信手段および前記受信手段は、互いに送受信可能に構成されており、
前記再構成手段は、前記受信手段で各パケットを受信している間に、元の情報を再構成可能な全てのパケットが揃ったとき、前記受信手段および一つの送信手段を介して前記送信制御手段に対して送信終了信号を送信するよう構成され、
前記送信制御手段は、前記送信終了信号を受け取ったとき、送信中の情報のパケットの振り分けを停止し、次に送信する情報のパケットを各送信手段に振り分けるよう構成されていることを、
特徴とする請求項１記載の情報転送システム。
【請求項３】
前記送信制御手段は、全てのパケットを２回送信可能に、先頭のパケットから並べたときの各パケットの間に、末尾のパケットから順にパケットを挿入して各パケットを並べ、その並び順に各パケットを各送信手段に振り分けるよう構成されていることを、特徴とする請求項１または２記載の情報転送システム。
【請求項４】
前記送信制御手段は、各送信手段で送信したときの各通信回線のスループットに基づいて、各送信手段に振り分けるパケットサイズを決定し、そのパケットサイズに応じて各パケットに分割して各送信手段に振り分けるよう構成されていることを、特徴とする請求項１、２または３記載の情報転送システム。
【請求項５】
各通信回線はそれぞれ異なるキャリアの携帯電話回線から成り、
前記情報は画像情報から成り、ユーザー・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）により前記受信手段に送信されることを、
特徴とする請求項１、２、３または４記載の情報転送システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−８９９６１（Ｐ２０１２−８９９６１Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３３１９０（Ｐ２０１０−２３３１９０）
【出願日】平成２２年１０月１８日（２０１０．１０．１８）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 発行者名 ：社団法人 電子情報通信学会 刊行物名 ：電子情報通信学会技術研究報告 発行年月日：２０１０年（平成２２年）４月１９日
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１８日（２０１０．１０．１８）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 発行者名 ：社団法人 電子情報通信学会 刊行物名 ：電子情報通信学会技術研究報告 発行年月日：２０１０年（平成２２年）４月１９日
【出願人】（５０４１５７０２４）国立大学法人東北大学 (2,297)
【Ｆターム（参考）】
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