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交換ノード、通信システム及び交換ノード制御方法 外国出願あり

国内特許コード P09S000255
整理番号 TDU-100
掲載日 2010年1月12日
出願番号 特願2007-549144
登録番号 特許第4831628号
出願日 平成18年12月5日(2006.12.5)
登録日 平成23年9月30日(2011.9.30)
国際出願番号 JP2006324284
国際公開番号 WO2007066668
国際出願日 平成18年12月5日(2006.12.5)
国際公開日 平成19年6月14日(2007.6.14)
優先権データ
  • 特願2005-353829 (2005.12.7) JP
  • 特願2005-353831 (2005.12.7) JP
発明者
  • 宮保 憲治
  • 宮原 一紀
出願人
  • 学校法人東京電機大学
  • 富士ソフト株式会社
発明の名称 交換ノード、通信システム及び交換ノード制御方法 外国出願あり
発明の概要

呼設定要求パケットの絶対的な位置での伝送経路の探索を可能とし、安全なネットワークの保守運用管理を可能とする交換ノード及び交換ノードの制御方法の提供を目的とする。
本発明に係る交換ノード及び交換ノード制御方法は、測位衛星からの電波を受信して自己の位置を算出する位置情報算出部を備え、コネクションの設定に際し、位置情報算出部の算出した自己の位置情報と識別情報とを呼設定要求パケットのヘッダ情報に追加することを特徴とする。また、位置情報判定部が、呼設定要求パケットのヘッダ情報に記録されている発信元の端末に最も近い交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせが予め記憶部に記憶されているか否かを判定し、コネクション制御部が、一致すると判定した呼設定要求パケットのコネクションの設定を優先的に受け付けることを特徴とする。

従来技術、競合技術の概要


現在、コネクション型の通信としては、インターネットにおけるIP-VPN(Virtual Private Network)、フレームリレー等において、実際の運用が行われている。しかし、従来から存在しているIPルータにおいては、ネットワークユーザが、送受信するIPデータのネットワーク内での運用管理に対して、GPS(Global Positioning System)衛星から得られる地理的及び時間的な情報を積極的に活用することによる安全なネットワークの保守運用管理は行われていなかった(例えば、特許文献1参照。)。



インターネットに代表される通常のIPトラヒックのネットワーク制御では、パケットデータを交換ノード又はルータにおいてルーチングする際に、発信側の端末又は発信側の交換ノードの地理的な情報が、交換ノードにおけるネットワークレイヤーにおいて新たに付与されることはなかった。また、発信側の端末から発信された時点での時刻情報が改ざんされている場合などは、通信事業者によるパケットの伝送経路の探索が困難となる問題もあった。



一方、同時に4個以上のGPS衛星を観測し、GPS衛星から電波が発信されてから受信機に到達するまでに要した時間を測定し、その数値を距離に変換することにより、観測点の地理的な情報を決定できる方式が開発され、携帯電話にも用いられてきた。この方式は、自動車、飛行機、船舶などのナビゲーション用にも活用され、約10m程度の誤差で位置が決定できる方式として実用化されてきた。GPS衛星では、原子時計から発生される搬送波が、L1帯(1575.42MHz)又はL2帯(1227.6MHz)の2波が用いられており、各々基準周波数F0(10.23MHz)の154倍と、120倍の整数倍での周波数が活用されている。両波とも、擬似雑音信号で位相変調されており、P(Precision)コード又はC/A(Clear and Acquisition)コードが適用されている。しかし、これらの情報は、ユーザ端末間同士で利用されるのが一般的であった。



一般に公開されてきたC/Aコードについて説明する。C/Aコード長が1023ビットであり、この情報列が、1msの時間の間、継続して伝送され、1週間ごとにリセットされて運用され、1.023Mb/sの伝送速度の情報として、発信側の交換ノードで受信し、分析処理することが可能となっている。一般にGPS衛星でナビゲーションを行う場合には、全国の地図情報に対応する位置情報とのマッピングを行うために、交換ノードとは別の専門的なデータベースのあるセンターに繋ぎ換え、そこから送出される情報を送信元へ地理的なデータ情報として送信し、ユーザがそのデータベース情報を、アプリケーションデータとして活用することが前提とされていた。Pコードの場合においても同様である。



しかし、インターネット内での流通においては、通信事業者が、保守運用等の目的で、有効に活用していないのが現状であった。このため、ウイルス送信、DOS(Denial Of Service)攻撃等が、事前に防止できず、また、DOS攻撃の事後においても、この流通経路となった伝送経路の絶対的な位置の探索が、十分には実施できない状況であった。



図7は、GPS時刻情報を利用した従来の通信網システムの第1例を示す模式図である。図7に示す通信網システムは、携帯端末312が携帯端末312の位置情報を取得する。GPS衛星311が時刻等のGPS時刻情報301を送信する。位置情報の検索サービス用の仕様をもつ携帯端末312がGPS時刻情報301を受信する。携帯端末312は、GPS時刻情報301をデータセンタ314へ、携帯電話網313を介して送信する。データセンタ314は、通信上、全国の位置情報をもつデータベースをもち、データベースとGPS時刻情報301を照合して、GPS時刻情報301を対応する地図の図面情報302に変換する。データセンタ314は、携帯電話網313を介して図面情報302を携帯端末312へ送信する。



図8は、GPS時刻情報を利用した従来の通信網システムの第2例を示す模式図である。図8に示す通信網システムは、エンドユーザ315が携帯端末312の位置情報を取得する。携帯端末312の位置特定を要求するエンドユーザ315が、問い合わせ情報306をデータセンタ314に送信して問い合わせを行う。携帯端末312は、定期的又はデータセンタ314からの問い合わせ情報303に応じてGPS時刻情報301を受信する。データセンタ314は、通信事業者の携帯電話網313を介して携帯端末312の受信したGPS時刻情報301を受信する。データセンタ314は、受信したGPS時刻情報301を解析し、その解析結果(図面情報など)をエンドユーザ315へ送信する。



図7及び図8で説明したように、従来においては、携帯電話網がGPS時刻情報を送受信して図面情報を取得するに止まり、ネットワーク内の交換ノードはGPS時刻情報を活用していなかった。これらの方法が、一般的にとられている位置情報の取得に関わる手段であり、ネットワーク層の保守運用に関わる情報として、活用されていなかった。

【特許文献1】特開2003-32280号公報

産業上の利用分野


本発明は、コネクション型のパケットデータ又はコネクションレス型のパケットデータを送受信するノード間通信に用いられる交換ノード及び当該交換ノードを用いた通信システム並びに交換ノードの制御方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
パケットを通信網に接続されている受信側方路から受信するパケット受信部と、
地球上空を旋回する測位衛星から電波によって送信される測位衛星時刻情報を受信して自己の交換ノードの位置情報を算出する位置情報算出部と、
前記位置情報算出部の算出する位置情報及び自己の交換ノードに固有に付されている識別情報を、前記パケット受信部の受信するパケットのヘッダ情報に追加する位置情報追加部と、を備えることを特徴とする交換ノード。
【請求項2】
前記位置情報追加部は、前記位置情報算出部の受信する測位衛星時刻情報を、前記パケット受信部の受信するパケットのヘッダ情報にさらに追加することを特徴とする請求項1に記載の交換ノード。
【請求項3】
各交換ノードに固有に付されている識別情報及び交換ノードの地理上の位置情報の組み合わせを記憶する記憶部と、
前記パケット受信部の受信するパケットのヘッダ情報に記録されている交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせのうち、発信元の端末に最も近い交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせを抽出し、抽出した位置情報及び識別情報の組み合わせと前記記憶部が記憶している位置情報及び識別情報の組み合わせとが一致するか否かを判定する位置情報判定部と、
前記位置情報判定部が一致すると判定するパケットのコネクションの設定を優先的に受け付けるコネクション制御部と、をさらに備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の交換ノード。
【請求項4】
前記コネクション制御部は、前記位置情報判定部が一致すると判定するパケットのみのコネクションの設定を受け付けることを特徴とする請求項3に記載の交換ノード。
【請求項5】
各交換ノードに固有に付されている識別情報及び交換ノードの地理上の位置情報の組み合わせを記憶する記憶部と、
前記パケット受信部の受信したパケットのヘッダ情報に記録されている交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせのうち、発信元の端末に最も近い交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせを抽出し、抽出した位置情報及び識別情報の組み合わせと前記記憶部が記憶している位置情報及び識別情報の組み合わせとが一致するか否かを判定する位置情報判定部と、
前記位置情報判定部が一致すると判定するパケットの送信側方路を優先的に選択するルーチング制御部と、をさらに備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の交換ノード。
【請求項6】
前記ルーチング制御部は、前記位置情報判定部が一致すると判定するパケットのみの送信側方路を選択することを特徴とする請求項5に記載の交換ノード。
【請求項7】
前記記憶部は、交換ノードの地理上の位置情報として地理上の範囲で定められる位置情報を記憶しており、
前記位置情報判定部は、前記パケット受信部の受信したパケットのヘッダ情報から抽出する位置情報が前記地理上の範囲内であることを位置情報の一致と判定することを特徴とする請求項3から6のいずれかに記載の交換ノード。
【請求項8】
前記位置情報判定部は、さらに、前記パケット受信部の受信したパケットのヘッダ情報から抽出した位置情報に関連して記録されている時刻情報をパケット時刻情報として抽出し、抽出したパケット時刻情報と前記位置情報算出部の受信する最新の測位衛星時刻情報との時間差を算出し、算出した時間差が予め定められた時間内である場合に、位置情報及び識別情報の組み合わせが一致すると判定することを特徴とする請求項3から7のいずれかに記載の交換ノード。
【請求項9】
地上から標準電波によって送信される標準時刻を標準時刻情報として受信する標準時刻受信部をさらに備え、
前記位置情報判定部は、さらに、前記パケット受信部の受信するパケットのヘッダ情報から抽出した位置情報に関連して記録されているパケット時刻情報を抽出し、抽出したパケット時刻情報と前記標準時刻受信部の受信する最新の標準時刻情報との時間差を算出し、算出した時間差が予め定められた時間内である場合に、位置情報及び識別情報の組み合わせが一致すると判定することを特徴とする請求項3から8のいずれかに記載の交換ノード。
【請求項10】
前記位置情報追加部は、前記標準時刻受信部の受信する標準時刻情報を、前記パケット受信部の受信するパケットのヘッダ情報にさらに追加することを特徴とする請求項9に記載の交換ノード。
【請求項11】
請求項1から10のいずれかに記載の交換ノードを複数備える通信システムであって、
パケットの送信先の端末を収容する交換ノードは、
パケットのヘッダ情報に記録されている発信元の端末の識別情報及び位置情報並びに交換ノードの識別情報及び位置情報を、前記送信先の端末の識別情報と関連付けて記憶する送信履歴格納部と、
収容する端末から前記発信元の端末の特定依頼を受信する特定依頼受信部と、
前記特定依頼受信部が前記特定依頼を受けると、前記送信履歴格納部を参照し、前記送信先の端末の識別に関連付けて記憶されている前記発信元の端末の位置情報並びに各交換ノードの識別情報及び位置情報を抽出し、前記発信元の端末の位置情報をもつ端末の探索を要求する探索要求信号を、前記各交換ノードの識別情報のうちの前記発信元の端末を収容する交換ノードに向けて送信する探索要求送信部と、
前記探索要求送信部の送信する探索要求信号に対して前記発信元の端末を収容する交換ノードから返信される探索通知信号を受信し、当該探索通知信号を予め定められた端末へ送信する探索通知信号送信部と、を備え、
前記発信元の端末を収容する交換ノードは、
前記探索要求送信部の送信する探索要求信号を受信すると、収容している端末に対して、それぞれの送信記録に記録されている位置情報と当該探索要求信号の要求している位置情報とを照合させ、前記送信記録に当該位置情報が記憶されているか否かを返信させる照合要求部と、
前記照合要求部の要求に対して前記送信記録に当該位置情報が記憶されていると返信した端末の識別情報と、前記照合要求部の要求に対して返信のない端末の識別情報を、前記探索通知信号として前記送信先の端末を収容する交換ノードへ送信する探索結果通知部と、を備えることを特徴とする通信システム。
【請求項12】
前記探索要求送信部は、パケットのヘッダ情報に記録されているそれぞれの交換ノードに向けて前記探索要求信号をさらに送信し、
前記探索要求送信部の送信する前記探索要求信号を受信した交換ノードは、
前記探索要求送信部の送信する探索要求信号を受信すると、収容している端末に対して、それぞれの送信記録に記録されている位置情報と当該探索要求信号の要求している位置情報とを照合させ、前記送信記録に当該位置情報が記憶されているか否かを返信させる照合要求部と、
前記照合要求部の要求に対して前記送信記録に当該位置情報が記憶されていると返信した端末の識別情報と、前記照合要求部の要求に対して返信のない端末の識別情報を、前記探索通知信号として前記送信先の端末を収容する交換ノードへ送信する探索結果通知部と、を備えることを特徴とする請求項11に記載の通信システム。
【請求項13】
パケット受信部が、パケットを通信網に接続されている受信側方路から受信するパケット受信過程と、
位置情報算出部が、地球上空を旋回する測位衛星から電波によって送信される測位衛星時刻情報を受信して自己の交換ノードの位置情報を算出する位置情報算出過程と、
位置情報追加部が、前記位置情報算出過程で算出した位置情報及び自己の交換ノードに固有に付されている識別情報を、前記パケット受信過程で受信したパケットのヘッダ情報に追加する位置情報追加過程と、を有することを特徴とする交換ノード制御方法。
【請求項14】
前記位置情報追加過程において、前記位置情報追加部が、前記位置情報算出過程で算出した測位衛星時刻情報を、前記パケット受信過程で受信したパケットのヘッダ情報にさらに追加することを特徴とする請求項13に記載の交換ノード制御方法。
【請求項15】
位置情報判定部が、前記パケット受信過程で受信したパケットのヘッダ情報に記録されている交換ノードの地理上の位置情報及び識別情報の組み合わせのうち、発信元の端末に最も近い交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせを抽出し、抽出した位置情報及び識別情報の組み合わせと記憶部に予め記憶されている交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせとが一致するか否かを判定する位置情報判定過程と、
コネクション制御部が、前記位置情報判定過程で一致すると判定したパケットのコネクションの設定を優先的に受け付けるコネクション制御過程と、を順にさらに有することを特徴とする請求項13又は14に記載の交換ノード制御方法。
【請求項16】
前記コネクション制御過程において、前記コネクション制御部は、前記位置情報判定過程で一致すると判定したパケットのみのコネクションの設定を受け付けることを特徴とする請求15に記載の交換ノード制御方法。
【請求項17】
位置情報判定部が、前記パケット受信過程で受信したパケットのヘッダ情報に記録されている交換ノードの地理上の位置情報及び識別情報の組み合わせのうち、発信元の端末に最も近い交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせを抽出し、抽出した位置情報及び識別情報の組み合わせと記憶部に予め記憶されている交換ノードの位置情報及び識別情報の組み合わせとが一致するか否かを判定する位置情報判定過程と、
ルーチング制御部が、前記位置情報判定過程で一致すると判定したパケットの送信側方路を優先的に選択するルーチング制御過程と、を前記位置情報追加過程の前にさらに有することを特徴とする請求項13又は14に記載の交換ノード制御方法。
【請求項18】
前記ルーチング制御過程において、前記ルーチング制御部は、前記位置情報判定過程で一致すると判定したパケットのみの送信側方路を選択することを特徴とする請求項17に記載の交換ノード制御方法。
【請求項19】
前記位置情報判定過程において、前記記憶部には交換ノードの地理上の位置情報として地理上の範囲で定められる位置情報が記憶されており、前記位置情報判定部は、前記パケット受信過程で受信したパケットのヘッダ情報から抽出する位置情報が前記地理上の範囲内であることを位置情報の一致と判定することを特徴とする請求項15から18のいずれかに記載の交換ノード制御方法。
【請求項20】
前記位置情報判定過程において、前記位置情報判定部は、さらに、前記パケット受信過程で受信したパケットのヘッダ情報から抽出した位置情報に関連して記録されている時刻情報をパケット時刻情報として抽出し、抽出したパケット時刻情報と前記位置情報算出過程で受信した最新の測位衛星時刻情報との時間差を算出し、算出した時間差が予め定められた時間内である場合に、位置情報及び識別情報の組み合わせが一致すると判定することを特徴とする請求項15から19のいずれかに記載の交換ノード制御方法。
【請求項21】
標準時刻受信部が、地上から標準電波によって送信される標準時刻を標準時刻情報として受信する標準時刻受信過程を前記パケット受信過程の前にさらに有し、
前記位置情報判定過程において、さらに、前記位置情報判定部が、前記パケット受信過程で受信したパケットのヘッダ情報から抽出した位置情報に関連して記録されている時刻情報をパケット時刻情報として抽出し、抽出したパケット時刻情報と前記標準時刻受信過程で受信した最新の標準時刻情報との時間差を算出し、算出した時間差が予め定められた時間内である場合に、位置情報及び識別情報の組み合わせが一致すると判定することを特徴とする請求項15から20のいずれかに記載の交換ノード制御方法。
【請求項22】
前記位置情報追加過程において、前記位置情報追加部は、前記標準時刻受信過程で受信した標準時刻情報を、前記パケット受信過程で受信したパケットのヘッダ情報にさらに追加することを特徴とする請求項21に記載の交換ノード制御方法。
【請求項23】
送信先の端末を収容する交換ノードの送信履歴格納部が、前記位置情報追加過程の後に、パケットのヘッダ情報に記録されている発信元の端末の識別情報及び位置情報並びに各交換ノードの識別情報及び位置情報を、送信先の端末の識別情報と関連付けて記憶する送信履歴格納過程と、
送信先の端末を収容する交換ノードの特定依頼受信部が、前記位置情報追加過程の後に、収容する端末から前記発信元の端末の特定依頼を受信する特定依頼受信過程と、
前記特定依頼受信過程において前記特定依頼を受信すると、送信先の端末を収容する交換ノードの探索要求送信部が、前記送信履歴格納部を参照し、前記送信先の端末の識別に関連付けて記憶されている前記発信元の端末の位置情報並びに各交換ノードの識別情報及び位置情報を抽出し、前記発信元の端末の位置情報をもつ端末の探索を要求する探索要求信号を、前記各交換ノードの識別情報のうちの前記発信元の端末を収容する交換ノードに向けて送信する探索要求送信過程と、
発信元の端末を収容する交換ノードの照合要求部が、前記探索要求送信過程で送信した探索要求信号を受信すると、収容している端末に対して、それぞれの送信記録に記録されている位置情報と当該探索要求信号の要求している位置情報とを照合させ、前記送信記録に当該位置情報が記憶されているか否かを返信させる照合要求過程と、
探索結果通知部が、前記照合要求過程における要求に対して前記送信記録に当該位置情報が記憶されていると返信した端末の識別情報と、前記照合要求過程における要求に対して返信のない端末の識別情報を、前記探索通知信号として前記送信先の端末を収容する交換ノードへ送信する探索結果通知過程と、
送信先の端末を収容する交換ノードの探索通知信号送信部が、前記探索結果通知過程で送信した探索通知信号を受信し、当該探索通知信号を予め定められた端末へ送信する探索通知信号送信過程と、をさらに有することを特徴とする請求項13から22のいずれかに記載の交換ノード制御方法。
【請求項24】
前記探索要求送信過程において、前記探索要求送信部が、パケットのヘッダ情報に記録されているそれぞれの交換ノードに向けて前記探索要求信号をさらに送信し、
前記照合要求過程において、前記探索要求送信過程で送信した前記探索要求信号を受信した交換ノードの照合要求部が、前記探索要求送信過程で送信した探索要求信号を受信すると、収容している端末に対して、それぞれの送信記録に記録されている位置情報と当該探索要求信号の要求している位置情報とを照合させ、前記送信記録に当該位置情報が記憶されているか否かを返信させ、
前記探索結果通知過程において、前記探索要求送信過程で送信した前記探索要求信号を受信した交換ノードの探索結果通知部が、前記照合要求過程における要求に対して前記送信記録に当該位置情報が記憶されていると返信した端末の識別情報と、前記照合要求過程における要求に対して返信のない端末の識別情報を、前記探索通知信号として前記送信先の端末を収容する交換ノードへ送信することを特徴とする請求項23に記載の交換ノード制御方法。
産業区分
  • 電信
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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