JP2008118437A - 中継装置、無線通信システム及びマルチキャスト中継方法 - Google Patents

Abstract

【課題】移動通信において効率的で実効性のあるマルチキャスト通信を実現する中継装置を提供する。
【解決手段】コンテンツを複数の基地局から略同時に無線送信するために、当該コンテンツを含みこのコンテンツに対応するマルチキャストアドレスの設定されたユーザデータパケットを同一ゾーンに属する複数の基地局へ送信する中継装置が、移動端末により参加されるマルチキャストグループに関する情報を該移動端末が無線通信する基地局の属するゾーンに関する情報と共に記憶部に格納する格納手段と、格納されるマルチキャストグループに関し、参加を継続している移動端末の存在を確認するためのクエリパケットを生成する生成手段と、このクエリパケットを含むユーザデータパケットを、同一ゾーンに属する各基地局に対してそれぞれ送信する送信手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動通信において効率的で実効性のあるマルチキャスト通信を実現する中継装置、無線通信システム及びマルチキャスト中継方法に関するものである。

ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）は、ＩＥＥＥ８０
２．１６標準に基づく固定無線通信技術である。このＷｉＭＡＸ技術は、無線ＭＡＮ（Metropolitan Area Network）分野において高速無線通信サービスを提供するために規格化
が進められている。ＷｉＭＡＸ Ｆｏｒｕｍは、このＷｉＭＡＸ技術の推進団体として設立された業界団体である。下記非特許文献１は、ＷｉＭＡＸ技術に関するＴｅｃｈｎｉｃａｌ ＯｖｅｒｖｉｅｗとしてこのＷｉＭＡＸ Ｆｏｒｕｍにより発行された文献である。

この下記非特許文献１には、ＷｉＭＡＸ技術においてマルチＢＳ（Base Station）−ＭＢＳ（Multicast Broadcast Service）をサポートする旨が記載されている。すなわち、
ＷｉＭＡＸ技術を用いた無線通信システムにおいて、ニュース番組、スポーツ番組、天気予報、交通情報等の各種コンテンツをマルチキャスト通信を用いて提供することが要求される。

ＩＰ（Internet Protocol）プロトコルを用いたマルチキャスト通信において、マルチ
キャストグループへのホストの参加及び脱退といったマルチキャストグループの管理を行うプロトコルとしてＩＧＭＰ（Internet Group Management Protocol）及びＭＬＤ（Multicast Listener Discovery）がある。ＩＧＭＰがＩＰｖ４に対応するマルチキャストグループ管理プロトコルであり、ＭＬＤがＩＰｖ６に対応するマルチキャストグループ管理プロトコルである。

このようなマルチキャスト通信をサポートするＬＡＮ（Local Area Network）において、マルチキャストデータを効率的に伝送する手法が下記特許文献１に開示されている。この手法では、マルチキャストグループ管理プロトコルで利用されるパケットが受信されると、この受信パケットに基づいてホスト装置とマルチキャストグループとの対応関係を表すテーブルが構築される。このテーブルを参照することにより、クエリパケットが受信された場合に複数のポートのうち当該受信パケットが入力されたポート以外の全てのポートへ当該クエリパケットが転送制御される。この手法によれば、マルチキャストルータの配下へ確実にクエリを転送することができるというものである。
特開２００４−４２５１号公報 WiMAX Forum、"A Technical Overview and Performance Evaluation"、Mobile WiMAX-Part 1、February 16, 2006

しかしながら、現状、ＷｉＭＡＸ技術においてこのマルチＢＳ−ＭＢＳをサポートするための具体的な手法については開示されていない。

特に、ＷｉＭＡＸ技術を用いた無線通信システムでは、マルチキャストデータの提供を受ける装置が移動端末であるため、上述のＩＧＭＰ若しくはＭＬＤをそのまま適用すれば、当該マルチキャストデータを効率的に伝送することができない場合がある。

本発明は、移動通信において効率的で実効性のあるマルチキャスト通信を実現する中継装置、無線通信システム及びマルチキャスト中継方法を提供することを目的とする。

本発明は、上述した課題を解決するために以下の構成を採用する。即ち、本発明は、移動端末へ配信するためのコンテンツを同一ゾーンに属する複数の基地局から略同時に無線送信するために、当該コンテンツを含みこのコンテンツに対応するマルチキャストグループに関する情報の設定されたユーザデータパケットを同一ゾーンに属する複数の基地局へ送信する中継装置であって、当該移動端末により参加されるマルチキャストグループに関する情報を該移動端末が無線通信する基地局の属するゾーンに関する情報と共に記憶部に格納する格納手段と、当該記憶部に格納されるマルチキャストグループに関し、参加を継続している移動端末の存在を確認するための確認対象のマルチキャストグループに関する情報の設定されたクエリパケットを生成する生成手段と、この生成手段により生成されたクエリパケットを含むユーザデータパケットを、当該記憶部に当該確認対象のマルチキャストグループに関する情報と共に格納されるゾーンに属する各基地局に対してそれぞれ送信する送信手段とを備える中継装置に関するものである。

本発明に係る中継装置では、移動端末の参加するマルチキャストグループに関する情報がその移動端末６０が無線通信する基地局の属するゾーンと共に管理される。この管理に利用される記憶部に格納される情報に基づいて、各マルチキャストグループについてゾーン毎にそれぞれ参加を継続している移動端末の存在が確認される。このとき、当該記憶部にマルチキャストグループに関する情報と共に格納されるゾーンに属する各基地局へそれぞれ生成されたクエリパケットがユーザデータパケットとして送信される。

これにより、当該クエリパケットを含むユーザデータパケットを受信した同一ゾーンに属する各基地局はそれぞれ、コンテンツを送信する場合と同様に、受信されたユーザデータパケットに含まれるクエリパケットを略同時に無線送信する。

このように、本発明に係る中継装置では、クエリパケットを送信する際にコンテンツを配信するためのマルチキャスト用ユーザデータパケットと同様の手法を用いることにより、移動端末が移動している場合であっても同一ゾーン内に存在していれば当該マルチキャスト管理プロトコルを正常に遂行することができ、参加継続状況を正常に把握することができる。また、移動端末が基地局間を移動することで必要となり得るマルチキャストグループ管理メッセージを極力減らすことができる。

これにより、本発明によれば、移動することが前提の移動端末を対象とした移動通信において、効率的で実効性のあるマルチキャスト通信を行うことが可能となる。

また、上記送信手段は、上記生成手段により生成されたクエリパケットを含むユーザデータパケットに同一のタイミング情報を設定した後、各基地局に対してそれぞれ送信するようにしてもよい。

これにより、基地局では、このタイミング情報に対応するタイミングで無線送信することにより、同一ゾーンに属する他の基地局と同期を取って当該クエリパケットを無線送信することができる。

また、本発明に係る中継装置は、移動端末からの所定のマルチキャストグループに関する参加依頼のためのＪＯＩＮパケットを複数の基地局のいずれか１つを経由して受信した場合に、この経由された基地局の属するゾーンについてこの受信されたＪＯＩＮパケットの対象となる所定のマルチキャストグループに関する情報が前記記憶部に登録されている
か否かを判断する判断手段を更に備えるようにし、上記格納手段が、上記判断手段により登録されていないと判断された場合に、判断対象のマルチキャストグループに関する情報及びゾーンに関する情報を前記記憶部に格納すると共に受信されたＪＯＩＮパケットを上位装置へ転送し、上記判断手段により登録されていると判断された場合には、受信されたＪＯＩＮパケットの転送を行わないようにしてもよい。

これにより、同一ゾーンの管理配下に存在する複数の移動端末から同一マルチキャストグループに関するＪＯＩＮメッセージが送信された場合であっても、いずれか１つのＪＯＩＮメッセージのみが処理されればよく、それ以外のＪＯＩＮメッセージについては当該中継装置から上位装置に転送される必要がなくなる。

従って、本発明によれば、当該移動端末に対してマルチキャスト通信サービスを提供するにあたりトラフィック量を減らすことができる。

また、本発明は、上記中継装置及び基地局装置を有する無線通信システムに係る発明でもあり、上記中継装置における何れかの機能をコンピュータ等に実現させるマルチキャスト中継方法に係る発明でもある。また、本発明は、以上の何れかの機能を実現させるプログラムであってもよいし、そのようなプログラムをコンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記録したものであってもよい。

本発明によれば、移動通信において効率的で実効性のあるマルチキャスト通信を実現する中継装置、無線通信システム及びマルチキャスト中継方法を提供することができる。

［実施形態］
以下、図面を参照して、本発明の実施形態におけるマルチＢＳ−ＭＢＳシステム（以降、単にＭＢＳシステムと表記する）について説明する。なお、以下に述べる実施形態の構成は例示であり、本発明は以下の実施形態の構成に限定されない。また、以下の説明では、本実施形態におけるＭＢＳシステムのマルチキャスト通信サービスについてのみ説明するが、本ＭＢＳシステムはその他の機能を有するものであってもよい。

〔システム構成及び装置構成〕
本実施形態におけるＭＢＳシステムのシステム構成について図１を用いて説明する。図１は、本実施形態におけるＭＢＳシステムのシステム構成を示す図である。

本実施形態におけるＭＢＳシステムは、ＣＳＮ（Connectivity Service Network）１０及びＡＳＮ（Access Service Network）１５がエッジルータ２０を介して接続されることにより構成される。なお、本実施形態におけるＭＢＳシステムは、ＣＳＮ１０及びＡＳＮ１５がそれぞれ複数存在するように構成されてもよいし、エッジルータ２０を介すことなく各ネットワークが接続されるようにしてもよい。

〈ＣＳＮ〉
ＣＳＮ１０は、ルータ、ＡＡＡ（Authentication Authorization Accounting）プロキ
シ／サーバ、ユーザデータベース、Ｉｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇゲートウェイ等がそれぞれ接続され構成される（図示せず）。ＣＳＮ１０は、ＷｉＭＡＸサービスの提供を受けるＷｉＭＡＸ加入者（例えば、移動端末６０）へＩＰ（インターネットプロトコル）接続サービス等を提供する。また、ＣＳＮ１０は、ＷｉＭＡＸサービスとして、ニュース番組、スポーツ番組、天気予報、交通情報等の各種コンテンツをマルチキャスト通信を用いて提供する。提供される各コンテンツにはそれぞれ異なるマルチキャストアドレスが付与され、
ＣＳＮ１０は、この各コンテンツとマルチキャストアドレスとの相対表を管理する。この相対表は、予め調整可能にＣＳＮ１０のメモリ等に保持されるようにしてもよい。以下、ＣＳＮ１０により提供される通信サービスとして、マルチキャスト通信を用いたサービスについて説明するが、本ＭＢＳシステムではそれ以外の通信サービスを提供することも可能である。

ＣＳＮ１０は、エッジルータ２０を介してＡＳＮ１５と接続される。この接続には例えばＩＰが利用される。ＣＳＮ１０は、提供すべきコンテンツをそのコンテンツに関し与えられているマルチキャストアドレスを設定したマルチキャストパケットとしてエッジルータ２０へ送信する。

〈エッジルータ〉
エッジルータ２０は、管理配下の複数のＡＳＮゲートウェイ３０に接続され、ＣＳＮ１０から送信されたコンテンツを配信するためのマルチキャスト通信に関する情報を管理する。エッジルータ２０は、管理配下の各ＡＳＮゲートウェイ３０をそれぞれマルチキャストグループに参加するホストとして扱う。エッジルータ２０は、マルチキャストグループ管理メッセージを独自に処理することにより、各ＡＳＮゲートウェイ３０がそれぞれ所定のマルチキャストグループへ参加する若しくは脱退するための手続きを制御する。

〈ＡＳＮ〉
ＡＳＮ１５は、ＡＳＮゲートウェイ３０、基地局５０等がそれぞれ接続され構成される。移動端末６０は、その位置を通信可能エリアとする基地局５０と無線通信を行うことにより、本実施形態におけるＭＢＳシステムに接続し、ＷｉＭＡＸサービスの提供を受ける。以下、ＡＳＮ１５を構成する各装置についてそれぞれ説明する。

〈〈ＡＳＮゲートウェイ〉〉
ＡＳＮゲートウェイ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、入出力イ
ンタフェース等を備えるゲートウェイ装置である。ＡＳＮゲートウェイ３０は、管理配下の複数の基地局５０に接続される。図１の例では、ＡＳＮゲートウェイ３０は、基地局ＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３、ＢＳ４及びＢＳ５にそれぞれ接続される。ＡＳＮゲートウェイ３０は、管理配下の基地局５０を所定のＭＢＳゾーンで区分けして、各ＭＢＳゾーンについてのマルチキャスト通信をそれぞれ制御する。図１の例では、基地局ＢＳ１、ＢＳ２及びＢＳ３がＭＢＳゾーン＃１として、基地局ＢＳ４及びＢＳ５がＭＢＳゾーン＃２としてそれぞれ管理される。

以下、このＡＳＮゲートウェイ３０の装置構成について図２を用いて説明する。図２は、ＡＳＮゲートウェイ３０の機能構成を示すブロック図である。ＡＳＮゲートウェイ３０は、上位通信部２０１、マルチキャスト制御部２０２、ＭＢＳゾーン管理部２０３、マルチキャストグループ管理部２０４、トンネリング制御部２０８、ＭＢＳゾーン管理データベース２０５、マルチキャストグループ管理データベース２０６、トンネル情報データベース２０９等を有する。

上位通信部２０１は、エッジルータ２０との間のマルチキャスト通信を制御する。具体的には、上位通信部２０１は、エッジルータ２０から送信されるコンテンツ情報を含むマルチキャストパケットを受信し、受信されたマルチキャストパケットをマルチキャスト制御部２０２に渡す。また、上位通信部２０１は、エッジルータ２０へマルチキャスト用パケットを送信する。なお、上位通信部２０１は、マルチキャストパケット以外のデータについても処理するようにしてもよい。

マルチキャスト制御部２０２は、上位通信部２０１、ＭＢＳゾーン管理部２０３、マル
チキャストグループ管理部２０４、トンネリング制御部２０８と連携することにより、ＣＳＮ１０から送信されるコンテンツ情報を移動端末６０に配信するためのマルチキャスト通信を制御する。各移動端末６０は、所望のコンテンツの配信を受けるために所定のマルチキャストグループにそれぞれ参加する必要がある。マルチキャスト制御部２０２は、各移動端末６０がそれぞれ所定のマルチキャストグループへ参加する若しくは脱退するための手続きを制御する。例えば、マルチキャスト制御部２０２は、このような手続きとして利用される、ＩＧＭＰ（Internet Group Management Protocol）若しくはＭＬＤ（Multicast Listener Discovery）を制御する。マルチキャスト制御部２０２は、このようなプロトコルで利用されるマルチキャストグループ管理メッセージである、ＪＯＩＮメッセージ（メンバシップレポートメッセージ）、ＬＥＡＶＥメッセージ、メンバシップクエリ（Group Specific）メッセージ（以降、ＧＳ−クエリメッセージと表記する）、メンバシップクエリ（General）メッセージ（以降、Ｇ−クエリメッセージと表記する）等を処理する
。

また、マルチキャスト制御部２０２は、ＣＳＮ１０から送信されるコンテンツ情報を含むマルチキャストデータを処理する。マルチキャスト制御部２０２は、これらマルチキャストグループ管理メッセージ及びマルチキャストデータのうち、エッジルータ２０へ送信すべきマルチキャストパケットを上位通信部２０１へ渡し、移動端末６０へ送信すべきマルチキャストパケットを送信先となるＭＢＳゾーンに関する情報と共にトンネリング制御部２０８に渡す。このマルチキャスト制御部２０２において処理されるマルチキャストグループ管理メッセージ及びマルチキャストデータの詳細については後述する。

ＭＢＳゾーン管理部２０３は、ＭＢＳゾーン管理データベース２０５を参照することにより、各基地局５０が属するゾーンに関する情報をそれぞれ管理する。ＭＢＳゾーン管理部２０３は、ＭＢＳゾーン管理データベース２０５内のＭＢＳゾーン情報テーブルを参照する。図３は、ＭＢＳゾーン管理データベース２０５内のＭＢＳゾーン情報テーブルの例を示す図である。このＭＢＳゾーン情報テーブルには、各基地局についてそれが属するＭＢＳゾーンの情報がそれぞれ保持される。このＭＢＳゾーン情報テーブルは、予め設定されるようにしてもよいし、通信により動的に更新されるようにしてもよい。

マルチキャストグループ管理部２０４は、マルチキャスト制御部２０２により処理されるマルチキャストグループ管理メッセージに基づいて、各ＭＢＳゾーンについて、そのＭＢＳゾーン内の移動端末６０が参加しているマルチキャストグループに関する情報をそれぞれ管理する。この管理には、マルチキャストグループ管理データベース２０６が利用される。

図４は、マルチキャストグループ管理データベース２０６内のマルチキャストグループ情報テーブルを示す図である。マルチキャストグループ管理部２０４は、マルチキャストグループ及びＭＢＳゾーン毎に、マルチキャストアドレス、ＭＢＳゾーン情報、ラストレスポンダ情報をこのマルチキャストグループ情報テーブルに保持する。ラストレスポンダ情報としては、同一ＭＢＳゾーン内であって同一マルチキャストグループへの参加依頼（ＪＯＩＮメッセージ）を最後に中継した基地局に関する情報が保持される。

トンネリング制御部２０８は、ＧＲＥ（Generic Routing Encapsulation）トンネルの
生成及び解放等を制御し、このＧＲＥトンネルを用いて基地局５０との間のマルチキャスト通信を処理する。具体的には、トンネリング制御部２０８は、マルチキャスト制御部２０２から送られるマルチキャストパケットをＧＲＥトンネルを用いて所定の基地局５０へ送信する。このとき、トンネリング制御部２０８は、当該マルチキャストパケットがマルチキャストグループ管理メッセージ及びマルチキャストデータのいずれの場合であっても同様にＧＲＥトンネルを用いて所定の基地局５０へ送信する。また、トンネリング制御部
２０８は、基地局５０からこのＧＲＥトンネルを利用して送信されてきたフレームを受信し、この受信されたデータをマルチキャスト制御部２０２に渡す。本ＭＢＳシステムでは、当該マルチキャストグループ管理メッセージ及びマルチキャストデータがＣＳＮ１０と移動端末６０との間でやりとりされるにあたり、基地局５０とＡＳＮゲートウェイ３０との間の通信にはＧＲＥトンネルが利用される。なお、ＧＲＥトンネリングプロトコルの詳細は、ＲＦＣ２７８４及びＲＦＣ２８９０で規定されているとおりであり、ここでは説明を省略する。

トンネリング制御部２０８は、初期動作時に、トンネル情報データベース２０９内の情報に基づいて、各基地局５０との間に当該マルチキャスト通信に利用するための下りのＧＲＥトンネルを生成する。ＡＳＮゲートウェイ３０から基地局５０への通信に利用される下りのＧＲＥトンネルは、例えば、ＡＳＮゲートウェイ３０に接続される基地局５０の数に提供されるコンテンツ数を乗じた数分、生成される。

図５は、トンネル情報データベース２０９内のトンネル情報テーブルの例を示す図である。このトンネル情報テーブルには、生成されるべきＧＲＥトンネルについての情報が格納される。このトンネル情報テーブルには、各ＧＲＥトンネルに関し、識別子であるＧＲＥキー、そのＧＲＥトンネルを利用するマルチキャストアドレス、生成すべき先のＭＢＳゾーン情報（図５のＺＯＮＥ＃１、ＺＯＮＥ＃２、ＺＯＮＥ＃３）がそれぞれ格納される。

トンネリング制御部２０８は、マルチキャスト制御部２０２から送信すべきマルチキャストパケット及びその送信先のＭＢＳゾーンに関する情報を受けた場合には、ＭＢＳゾーン管理部２０３に依頼してその送信先のＭＢＳゾーンに属する基地局５０の情報を取得する。トンネリング制御部２０８は、その取得された基地局５０の数に応じて、当該マルチキャストパケットを複製する。トンネリング制御部２０８は、この複製されたマルチキャストパケットにＧＲＥヘッダ等の所定のヘッダを付加した後、生成されたフレームを各基地局５０との間に確立されているＧＲＥトンネルを用いて送信する。

このとき、トンネリング制御部２０８は、このＧＲＥヘッダに送信先のＭＢＳゾーンに対応するタイミング情報を設定する。このタイミング情報は、同一ＭＢＳゾーンに属する各基地局５０においてＡＳＮゲートウェイ３０から送られた同一メッセージをそれぞれ同時に無線送信するために利用される。また、このタイミング情報は、例えば、図示しない機能部により各ＭＢＳゾーンに属する各基地局５０からそれぞれ収集される処理遅延時間、通信遅延時間等に基づいて算出される各ＭＢＳゾーンでの最大遅延時間により生成される。なお、本発明は、このタイミング情報の生成手法等を限定するものではなく、当該タイミング情報は同一ＭＢＳゾーンに属する基地局から無線通信により同一マルチキャストデータが略同時に送信されるための情報であればよい。

以下、マルチキャスト制御部２０２により処理される各メッセージについてそれぞれ図６から図１２を用いて説明する。

図６は、基地局５０からＡＳＮゲートウェイ３０へ送信されるＪＯＩＮメッセージを示す図である。ＪＯＩＮメッセージは、マルチキャストグループに参加する際にその参加したいマルチキャストアドレスを指定して移動端末６０から送信されるメッセージであり、メッセージ種別としてはメンバシップレポートメッセージと同様である。図６には、移動端末６０からＪＯＩＮメッセージを受信した基地局５０がそのＪＯＩＮメッセージをＧＲＥトンネルを用いて送信する際のフレーム構成が示されている。このフレームは、移動端末６０から送信されるメンバシップレポートパケット３０１に所定のヘッダ３０２（ＧＲＥヘッダ、ＩＰヘッダ及びＬ２（レイヤ２）ヘッダ）が付加されることにより構成される
。メンバシップレポート３０１のグループアドレスフィールドに、参加が希望されるマルチキャストアドレス（マルチキャストグループ）が設定される。

マルチキャスト制御部２０２は、このＪＯＩＮメッセージを受けるとＩＰヘッダのＳＡ（Sender Address）フィールドを参照することにより、送信元の基地局を特定する。マルチキャスト制御部２０２は、この特定された基地局の属するＭＢＳゾーンをＭＢＳゾーン管理部２０３から取得する。マルチキャスト制御部２０２は、受信されたメンバシップレポートパケット３０１のＩＧＭＰ部のグループアドレスフィールドからマルチキャストアドレスを抽出する。マルチキャスト制御部２０２は、この抽出されたマルチキャストアドレスがマルチキャストグループ情報テーブルに既に格納されているか否かの検査をマルチキャストグループ管理部２０４に依頼する。

当該マルチキャストアドレスが当該ＭＢＳゾーンについて既にマルチキャストグループ情報テーブルに格納されている場合には、マルチキャスト制御部２０２は、送信元の基地局５０及びその基地局５０の属するＭＢＳゾーンに関する各情報をそれぞれマルチキャストグループ管理部２０４に渡す。マルチキャストグループ管理部２０４は、これらの情報に基づいて、マルチキャストグループ情報テーブル内の対象マルチキャストアドレス及び対象ＭＢＳゾーンに関するレコードに関し、ラストレスポンダ情報を当該送信元の基地局５０に関する情報に更新する。

なお、対象マルチキャストアドレスが格納されていたとしても異なるＭＢＳゾーンに関するレコードのみが存在する場合には、マルチキャストグループ管理部２０４は、マルチキャストグループ情報テーブルに新たなレコードを追加して、それら情報を登録する。

一方、当該マルチキャストアドレスが未だマルチキャストグループ情報テーブルに設定されていない場合には、マルチキャスト制御部２０２は、メンバシップレポートパケット３０１を当該フレームから抽出し、抽出されたパケットのＩＰヘッダ部のＳＡフィールドに自装置（ＡＳＮゲートウェイ３０）のＩＰアドレスを設定し、このパケットをエッジルータ２０へ送信するように上位通信部２０１へ渡す。図７は、ＡＳＮゲートウェイ３０からエッジルータ２０へ送信されるＪＯＩＮメッセージを示す図である。図７に示されるように、送信元がＡＳＮゲートウェイ３０に設定されたメンバシップレポートパケットは、Ｌ２ヘッダが付加されてエッジルータ２０へ送信される。

次に、図８は、ＡＳＮゲートウェイ３０から基地局５０へ送信されるメンバシップクエリ（Group Specific）メッセージを示す図である。ＧＳ−クエリメッセージは、特定マルチキャストグループに参加する（特定マルチキャストアドレスが指定されたマルチキャストメッセージを受信する）移動端末６０の存在を確認するために送信されるメッセージである。ＡＳＮゲートウェイ３０は、マルチキャストグループ情報テーブルに設定される各マルチキャストグループに関するＧＳ−クエリメッセージを、同テーブル内に設定されている各ＭＢＳゾーンへそれぞれ送信する。

このとき、マルチキャスト制御部２０２は、図８に示されるようなＧＳ−クエリパケット７０１を生成する。ＧＳ−クエリパケット７０１には、存在確認の対象となるマルチキャストアドレスがＩＧＭＰ部のグループアドレスフィールド及びＩＰヘッダ部のＤＡ（Destination Address）フィールドに設定される。マルチキャスト制御部２０２は、生成さ
れたＧＳ−クエリパケット７０１をトンネリング制御部２０８に渡す。トンネリング制御部２０８は、このＧＳ−クエリパケット７０１を送信先のＭＢＳゾーンに属する基地局の数に応じて複製し、複製された各ＧＳ−クエリパケット７０１にそれぞれ所定のヘッダ７０２を付加し、生成された各フレームを当該各基地局５０へＧＲＥトンネルを利用してそれぞれ送信する。このとき、トンネリング制御部２０８は、送信先となるＭＢＳゾーンに
対応するタイミング情報をヘッダ７０２のＧＲＥヘッダ部に設定する。

図９は、上記ＧＳ−クエリメッセージに対する応答として基地局５０からＡＳＮゲートウェイ３０へ送信されるメンバシップレポートメッセージを示す図である。メンバシップレポートメッセージは、上記ＧＳ−クエリメッセージを受けた移動局６０がそれに設定されるマルチキャストグループに継続して参加している場合に移動端末６０から送信されるメッセージである。図９には、移動端末６０からメンバシップレポートメッセージを受信した基地局５０がそのメッセージをＧＲＥトンネルを用いて送信する際のフレーム構成が示されている。このフレームは、移動端末６０から送信されるメンバシップレポートパケット８０１に所定のヘッダ８０２（ＧＲＥヘッダ、ＩＰヘッダ及びＬ２ヘッダ）が付加されることにより構成される。メンバシップレポートパケット８０１のＤＡフィールド及びグループアドレスフィールドに、参加が継続されているマルチキャストアドレスが設定される。

マルチキャスト制御部２０２は、このメンバシップレポートメッセージを受けると、そのメンバシップレポートパケット８０１のＩＧＭＰ部のグループアドレスフィールドに設定されているマルチキャストアドレスについては参加を継続している移動端末６０が存在することを認識する。その後、マルチキャスト制御部２０２は、そのメンバシップレポートパケット８０１をトンネリング制御部２０８に渡す。トンネリング制御部２０８は、このメンバシップレポートパケット８０１に所定のヘッダを付加し、生成されたフレームをそのマルチキャストグループについて登録されているＭＢＳゾーンに属する各基地局５０へＧＲＥトンネルを利用してそれぞれ送信する。これにより、同ＭＢＳゾーンに存在する移動端末６０であって同マルチキャストグループに参加しているものがこれ以上メンバシップレポートメッセージを送信する必要のないことを認識する。

一方、マルチキャスト制御部２０２は、このメンバシップレポートを所定の時間受信することがなかった場合には、そのＭＢＳゾーンには当該マルチキャストグループに参加している移動端末６０が存在していないことを認識し、その旨をマルチキャストグループ管理部２０４に通知する。マルチキャストグループ管理部２０４は、当該ＭＢＳゾーンについての当該マルチキャストグループに関するレコードを削除する。なお、マルチキャスト制御部２０２は、マルチキャストグループに参加している移動端末６０が存在していないことを認識する際に、複数回、ＧＳ−クエリメッセージを再送するようにしてもよい。

次に、図１０は、基地局５０からＡＳＮゲートウェイ３０へ送信されるＬＥＡＶＥメッセージを示す図である。ＬＥＡＶＥメッセージは、参加しているマルチキャストグループから脱退する際に移動端末６０から送信されるメッセージである。図１０には、移動端末６０からＬＥＡＶＥメッセージを受信した基地局５０がそのＬＥＡＶＥメッセージをＧＲＥトンネルを用いて送信する際のフレーム構成が示されている。このフレームは、移動端末６０から送信されるＬＥＡＶＥパケット９０１に所定のヘッダ９０２（ＧＲＥヘッダ、ＩＰヘッダ及びＬ２ヘッダ）が付加されることにより構成される。ＬＥＡＶＥパケット９０１のグループアドレスフィールドに、脱退を希望するマルチキャストアドレスが設定される。

マルチキャスト制御部２０２は、このＬＥＡＶＥメッセージを受けるとＩＰヘッダのＳＡフィールドを参照することにより、送信元の基地局を特定する。マルチキャスト制御部２０２は、この特定された基地局の属するＭＢＳゾーンをＭＢＳゾーン管理部２０３から取得する。マルチキャスト制御部２０２は、受信されたＬＥＡＶＥパケット９０１のＩＧＭＰ部のグループアドレスフィールドからマルチキャストアドレスを抽出する。マルチキャスト制御部２０２は、この抽出されたマルチキャストアドレスについての当該ＭＢＳゾーンのラストレスポンダが当該送信元の基地局と一致している否かの検査をマルチキャス
トグループ管理部２０４に依頼する。

マルチキャスト制御部２０２は、当該送信元の基地局がラストレスポンダ以外である場合には、他にそのマルチキャストグループに参加する移動局６０が存在するものとしてそのまま処理を終了する。一方、マルチキャスト制御部２０２は、当該送信元の基地局がラストレスポンダとなっている場合には、その基地局が存在するＭＢＳゾーンにそのマルチキャストグループに参加する他の移動局６０が存在するか否かを確認するために、そのＭＢＳゾーンに対してＧＳ−クエリメッセージを送信する。このＧＳ−クエリメッセージの送信に関する処理は、上述と同様である。これにより、ＬＥＡＶＥメッセージの対象となっていたマルチキャストグループに参加する移動端末６０が他に存在しないことが確認され、マルチキャストグループ情報テーブルから当該マルチキャストグループに関するレコードが削除される。

マルチキャスト制御部２０２は、ＬＥＡＶＥメッセージにより当該マルチキャストグループに関するレコードがマルチキャストグループ情報テーブルから削除されると、言い換えれば、そのＭＢＳゾーンについてそのマルチキャストグループに参加している移動端末６０が存在しなくなったことを認識すると、そのＬＥＡＶＥパケット９０１を当該フレームから抽出し、抽出されたパケットのＩＰヘッダ部のＳＡフィールドに自装置のＩＰアドレスを設定し、このパケットをエッジルータ２０へ送信するように上位通信部２０１へ渡す。図１１は、ＡＳＮゲートウェイ３０からエッジルータ２０へ送信されるＬＥＡＶＥメッセージを示す図である。図１１に示されるように、送信元がＡＳＮゲートウェイ３０に設定されたＬＥＡＶＥパケットは、Ｌ２ヘッダが付加されてエッジルータ２０へ送信される。

図１２は、ＣＳＮ１０から送信され、エッジルータ２０、ＡＳＮゲートウェイ３０及び基地局５０を経由して移動端末６０へ配信されるマルチキャストデータを示す図である。ＣＳＮ１０から送信されたマルチキャストデータ１２０１は、それに含まれるコンテンツ情報に対応するマルチキャストアドレスが設定されており、エッジルータ２０を経由してＡＳＮゲートウェイ３０へ送られる。ＡＳＮゲートウェイ３０の上位通信部２０１は、このマルチキャストデータを受けると、マルチキャスト制御部２０２へこのデータを渡す。

マルチキャスト制御部２０２は、このデータのＤＡフィールドに設定されているマルチキャストアドレスを抽出し、マルチキャストグループ管理部２０４にこのマルチキャストアドレスに参加する移動端末６０の存在するＭＢＳゾーンに関する情報を要求する。マルチキャスト制御部２０２は、マルチキャストグループ管理部２０４から通知されるＭＢＳゾーンに関する情報をそのマルチキャストデータ１２０１と共にトンネリング制御部２０８に送る。

トンネリング制御部２０８は、このマルチキャストデータ１２０１を通知されたＭＢＳゾーンの数及び各ＭＢＳゾーンに属する基地局の数に応じて複製し、複製された各マルチキャストデータ１２０１にそれぞれ所定のヘッダ１２０２を付加し、生成された各フレームを当該各基地局５０へＧＲＥトンネルを利用してそれぞれ送信する。このとき、トンネリング制御部２０８は、送信先となるＭＢＳゾーンに対応するタイミング情報をヘッダ１２０２のＧＲＥヘッダ部に設定する。このフレームを受信した同一ＭＢＳゾーン内の各基地局５０は、そのタイミング情報に応じてそれぞれ同一時刻にそのフレーム内のマルチキャストデータ１２０１を無線送信する。本実施形態におけるＭＢＳシステムでは、このマルチキャストデータを基地局へ送信する場合も先のマルチキャストグループ管理メッセージを基地局へ送信する場合も同様のヘッダを付加して送信する。

〈〈基地局〉〉
基地局５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、入出力インタフェース
等を備え、通信エリア内の移動端末６０を本ＭＢＳシステムに無線通信により接続する。また、基地局５０は、所定のＡＳＮゲートウェイ３０と有線により接続されており、移動端末６０から送信された信号（マルチキャストパケット）をＧＲＥトンネルを用いてＡＳＮゲートウェイ３０へ転送し、ＡＳＮゲートウェイ３０からＧＲＥトンネルを用いて送信されたマルチキャストパケットを移動端末６０へ無線送信する。なお、基地局５０と移動端末６０との間の無線リンク確立及び解放、ＩＰアドレス割り当て等の処理については、周知技術と同様であるため、説明を省略する。

基地局５０は、自装置を管理するＡＳＮゲートウェイ３０に関する情報（例えば、ＩＰアドレス等）を保持する。基地局５０は、ＲＦＣ２７８４及びＲＦＣ２８９０で規定されているＧＲＥトンネリングプロトコルを用いることにより、初期動作時に、ＡＳＮゲートウェイ３０との間にマルチキャスト通信に利用するための上りのＧＲＥトンネルを生成する。

基地局５０は、移動端末６０から送信されるメンバシップレポートパケット３０１（図６参照）（ＪＯＩＮメッセージ及びＧＳ−クエリメッセージの応答メッセージ）、ＬＥＡＶＥパケット９０１（図１０参照）を受信すると、それに所定のヘッダ３０２（Ｌ２ヘッダ、ＩＰヘッダ、ＧＲＥヘッダ）が付加されたフレームを生成し、このフレームをＡＳＮゲートウェイ３０へ送信する。このとき、基地局５０は、ＩＰヘッダのＳＡフィールドを自装置のＩＰアドレスに設定し、ＤＡフィールドをＡＳＮゲートウェイ３０のＩＰアドレスに設定する。

基地局５０は、ＡＳＮゲートウェイ３０からＧＲＥトンネルを用いて送信されてくるフレームを受信した場合には、その中のマルチキャストパケット（ＧＳ−クエリパケット７０１（図８参照）、マルチキャストデータ１２０１（図１２参照））を抽出する。続いて、基地局５０は、同フレームのＧＲＥヘッダに設定されているタイミング情報に対応する時間に、抽出されたマルチキャストパケットを所定の無線チャネルによって送信する。ＡＳＮゲートウェイ３０からＧＲＥトンネルを用いて送信されてくるマルチキャストパケット及びＧＲＥヘッダに設定されるタイミング情報は、ＭＢＳゾーン毎に同一のものが設定される。これにより、同一ＭＢＳゾーンに属する基地局５０は、略同時に同一のマルチキャストパケットを送信する。

〈移動端末〉
移動端末６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、入出力インタフェー
ス等を備える端末装置であり、例えば、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、パーソナルコンピュータ等である。移動端末６０は、マルチキャスト通信機能及び無線通信機能を有する。移動端末６０は、その存在位置に応じてその位置を通信エリアとしてカバーする基地局５０と無線通信する。移動端末６０は、無線リンクの確立された基地局５０を経由して、ＣＳＮ１０からマルチキャスト配信される各種コンテンツを受信する。各移動端末６０はそれぞれ所望のコンテンツのマルチキャストグループに参加することにより、各コンテンツを受信する。

移動端末６０は、所望のマルチキャストグループに参加するために、予め上記ＣＳＮ１０の保有する各コンテンツとマルチキャストアドレスとの相対表をダウンロード等することにより保持するようにしてもよい。また、移動端末６０は、予め本ＭＢＳシステムに接続するためのＩＰアドレスを取得するようにしてもよい。本発明は、移動端末６０におけるコンテンツのマルチキャストアドレスを知る手法、ＩＰアドレスの取得手法等を限定するものではないため、ここでは説明を省略する。

〔動作例〕
以下に、本実施形態におけるＭＢＳシステムの動作例について図１３及び１４を用いて説明する。

まず、移動端末６０からＪＯＩＮメッセージが送信された場合の動作について図１３を用いて説明する。図１３は、ＪＯＩＮメッセージ受信時の処理を示すシーケンス図であり、図１に示されるシステム構成を例にして示されている。基地局５０のＢＳ１、ＢＳ２及びＢＳ３がＭＢＳゾーン＃１に属すると定義され、基地局５０のＢＳ４及びＢＳ５がＭＢＳゾーン＃２に属すると定義され、移動端末６０のＭＳ１がＢＳ２の通信エリア内に存在し、移動端末６０のＭＳ３及びＭＳ４がＢＳ５の通信エリア内に存在する場合を例に挙げる。

ＭＳ１は、マルチキャストグループ（２２４．２２．３．４５）の参加を希望して、そのマルチキャストアドレス（２２４．２２．３．４５）を設定したＪＯＩＮメッセージを無線送信する（Ｓ１３０１）。

ＢＳ２は、このＪＯＩＮメッセージ信号を受信すると、この信号からメンバシップクエリレポートパケットを抽出する。ＢＳ２は、このメンバシップクエリレポートパケットに所定のヘッダが付加されたフレームをＧＲＥトンネルを用いてＡＳＮゲートウェイ３０へ送信する（Ｓ１３０２）。このとき、ＢＳ２は、当該所定のヘッダ内のＳＡフィールドには自身のＩＰアドレスを設定し、ＤＡフィールドにはＡＳＮゲートウェイ３０のＩＰアドレスを設定する。

ＡＳＮゲートウェイ３０は、このＧＲＥトンネルから当該フレームを受信すると、フレーム内のメンバシップクエリレポートパケットを抽出する。更に、ＡＳＮゲートウェイ３０は、そのフレームのヘッダのＳＡフィールドに設定されているＩＰアドレスに基づき送信元のＢＳ２を特定し、ＭＢＳゾーン情報テーブル（図３）に基づいてそのＢＳ２の属するＭＢＳゾーンがＭＢＳゾーン＃１であることを認識する。続いて、ＡＳＮゲートウェイ３０は、そのフレーム内のＩＧＭＰ部のグループアドレスフィールドに設定されているマルチキャストアドレス（２２４．２２．３．４５）及びＭＢＳゾーン＃１の対がマルチキャストグループ情報テーブル（図４）に登録されているか否かをチェックする（Ｓ１３０３）。

ＡＳＮゲートウェイ３０は、当該マルチキャストアドレス（２２４．２２．３．４５）及びＭＢＳゾーン＃１の対が登録されていないことを確認すると、マルチキャストグループ情報テーブルに新たなレコードを追加してこれらの情報を登録する（Ｓ１３０４）。具体的には、マルチキャストグループ情報テーブルに、マルチキャストアドレスフィールドに「２２４．２２．３．４５」が設定され、ＭＢＳゾーンフィールドに「ＭＢＳゾーン＃１」が設定され、ラストレスポンダフィールドに「ＢＳ２」が設定された新たなレコードが追加される。

ＡＳＮゲートウェイ３０は、その後、エッジルータ２０に、抽出されたメンバシップクエリレポートパケットをＬ２ヘッダを付与して送信する（Ｓ１３０５）。このとき、ＡＳＮゲートウェイ３０は、そのパケット内のＩＰヘッダのＳＡフィールドに自身のＩＰアドレスを設定する。これにより、このパケットを受信したエッジルータ２０は、そのＳＡフィールドに設定されるＩＰアドレスによりＡＳＮゲートウェイ３０がマルチキャストグループ（２２４．２２．３．４５）に参加するものとして認識する。

次に、同一ＭＢＳゾーン内の複数の移動端末ＭＳ３及びＭＳ４がＪＯＩＮメッセージを送信した場合の処理について説明する。

まず、ＭＳ３が、マルチキャストグループ（２２４．０．１０．１５）の参加を希望して、そのマルチキャストアドレス（２２４．０．１０．１５）を設定したＪＯＩＮメッセージを無線送信したものとする（Ｓ１３１０）。

ＢＳ５は、このＪＯＩＮメッセージ信号を受信すると、この信号からメンバシップクエリレポートパケットを抽出する。ＢＳ５は、このメンバシップクエリレポートパケットに所定のヘッダが付加されたフレームをＧＲＥトンネルを用いてＡＳＮゲートウェイ３０へ送信する（Ｓ１３１１）。このとき、ＢＳ５は、当該所定のヘッダのＳＡフィールドには自身のＩＰアドレスを設定し、ＤＡフィールドにはＡＳＮゲートウェイ３０のＩＰアドレスを設定する。

ＡＳＮゲートウェイ３０は、このＧＲＥトンネルから当該フレームを受信すると、フレーム内のメンバシップクエリレポートパケットを抽出する。更に、ＡＳＮゲートウェイ３０は、そのフレームのヘッダのＳＡフィールドに設定されているＩＰアドレスに基づき送信元のＢＳ５を特定し、ＭＢＳゾーン情報テーブルに基づいてそのＢＳ５の属するＭＢＳゾーンがＭＢＳゾーン＃２であることを認識する。続いて、ＡＳＮゲートウェイ３０は、そのフレーム内のＩＧＭＰ部のグループアドレスフィールドに設定されているマルチキャストアドレス（２２４．０．１０．１５）及びＭＢＳゾーン＃２の対がマルチキャストグループ情報テーブルに登録されているか否かをチェックする（Ｓ１３１２）。

ＡＳＮゲートウェイ３０は、当該マルチキャストアドレス（２２４．０．１０．１５）及びＭＢＳゾーン＃２の対が登録されていないことを確認すると、マルチキャストグループ情報テーブルに新たなレコードを追加してこれらの情報を登録する（Ｓ１３１３）。具体的には、マルチキャストグループ情報テーブルに、マルチキャストアドレスフィールドに「２２４．０．１０．１５」が設定され、ＭＢＳゾーンフィールドに「ＭＢＳゾーン＃２」が設定され、ラストレスポンダフィールドに「ＢＳ５」が設定された新たなレコードが追加される。

ＡＳＮゲートウェイ３０は、その後、エッジルータ２０に、抽出されたメンバシップクエリレポートパケットをＬ２ヘッダを付与して送信する（Ｓ１３１４）。

次に、ＭＳ４が、ＭＳ３と同様のマルチキャストグループ（２２４．０．１０．１５）の参加を希望して、そのマルチキャストアドレス（２２４．０．１０．１５）を設定したＪＯＩＮメッセージを無線送信したものとする（Ｓ１３２０）。

ＢＳ４は、このＪＯＩＮメッセージ信号を受信すると、この信号からメンバシップクエリレポートパケットを抽出する。ＢＳ４は、このメンバシップクエリレポートパケットに所定のヘッダが付加されたフレームをＧＲＥトンネルを用いてＡＳＮゲートウェイ３０へ送信する（Ｓ１３２１）。

ＡＳＮゲートウェイ３０は、このＧＲＥトンネルから当該フレームを受信すると、フレーム内のメンバシップクエリレポートパケットを抽出する。更に、ＡＳＮゲートウェイ３０は、ＭＳ３の場合と同様に、そのフレームの送信元のＢＳ４を特定し、そのＢＳ４の属するＭＢＳゾーンがＭＢＳゾーン＃２であることを認識する。続いて、ＡＳＮゲートウェイ３０は、そのフレーム内のＩＧＭＰ部のグループアドレスフィールドに設定されているマルチキャストアドレス（２２４．０．１０．１５）及びＭＢＳゾーン＃２の対がマルチキャストグループ情報テーブルに登録されているか否かをチェックする（Ｓ１３２２）。

ＡＳＮゲートウェイ３０は、マルチキャストアドレス（２２４．０．１０．１５）及び
ＭＢＳゾーン＃２の対が既に登録されていることを認識すると、マルチキャストグループ情報テーブルの対象レコードのラストレスポンダフィールドを「ＢＳ４」に更新し（Ｓ１３２３）、処理を終える。これにより、ＡＳＮゲートウェイ３０は、同一ＭＢＳゾーン内で既に登録済みのマルチキャストグループについてのＪＯＩＮメッセージを受信した場合には、エッジルータ２０にそれを送信しない。

次に、ＡＳＮゲートウェイ３０がマルチキャストグループ情報テーブルに設定されているマルチキャストグループに参加する移動端末６０の生存確認をする場合の動作について図１４を用いて説明する。図１４は、ＧＳ−クエリメッセージ送信時の処理を示すシーケンス図であり、図１に示されるシステム構成を例にして示されている。

ＡＳＮゲートウェイ３０のマルチキャストグループ情報テーブルは、図４に示される状態となっているものとする。ＡＳＮゲートウェイ３０は、所定の周期で、マルチキャストグループ情報テーブルに設定されている各マルチキャストグループについてそれぞれ生存確認を行う。

具体的には、ＡＳＮゲートウェイ３０は、マルチキャストグループ（２２４．０．１０．１５）の生存確認として、ＩＧＭＰ部のグループアドレスフィールド及びＩＰヘッダ部のＤＡフィールドにマルチキャストアドレス（２２４．０．１０．１５）が設定されたＧＳ−クエリパケットを生成する。ＡＳＮゲートウェイ３０は、そのマルチキャストアドレスについて登録されているＭＢＳゾーンがＭＢＳゾーン＃２であることを認識し、そのＭＢＳゾーン＃２に属する基地局としてＢＳ４及びＢＳ５を特定する。ＡＳＮゲートウェイ３０は、この特定されたＢＳ４及びＢＳ５との間でマルチキャストアドレス（２２４．０．１０．１５）について生成されているＧＲＥトンネルを特定する。

ＡＳＮゲートウェイ３０は、先に生成されたＧＳ−クエリパケットを複製し、各ＧＳ−クエリパケットに送信先の基地局用に設定された所定のヘッダをそれぞれ付加する。ＡＳＮゲートウェイ３０は、このように生成された各フレームを各ＧＲＥトンネルをそれぞれ利用することにより、ＢＳ４及びＢＳ５に送信する（Ｓ１４０１）。送信される各フレームのＧＲＥヘッダ部に設定されるタイミング情報には、同一の情報が設定される。

このフレームを受信したＢＳ４及びＢＳ５は、ＧＲＥヘッダ部に設定されているタイミング情報に対応するタイミングで、このフレーム内のＧＳ−クエリパケットを同時に所定の無線チャネルを用いて送信する（Ｓ１４０２）。

ＭＳ３及びＭＳ４は、その位置に応じてＢＳ４及びＢＳ５のいずれか１つから送信されたＧＳ−クエリパケットを受信する。ＭＳ３及びＭＳ４は、移動時においても、ＢＳ４及びＢＳ５からは略同時に同一データが送信されているため、いずれか１つの基地局から送信されたデータのみを受信する。ここでは、ＭＳ３及びＭＳ４は共にマルチキャストグループ（２２４．０．１０．１５）に継続して参加しており、ＭＳ３が先にＧＳ−クエリの応答としてメンバシップクエリレポートパケットを送信した場合を例に挙げる。

ＭＳ３は、マルチキャストグループ（２２４．０．１０．１５）への参加を継続していることを示すために、そのマルチキャストアドレス（２２４．０．１０．１５）を設定したクエリ応答メッセージを無線送信する（Ｓ１４０３）。

ＢＳ５は、このクエリ応答メッセージ信号を受信すると、この信号からメンバシップクエリレポートパケットを抽出する。ＢＳ５は、このメンバシップクエリレポートパケットに所定のヘッダが付加されたフレームをＧＲＥトンネルを用いてＡＳＮゲートウェイ３０へ送信する（Ｓ１４０４）。このとき、ＢＳ５は、当該所定のヘッダ内のＳＡフィールド
には自身のＩＰアドレスを設定し、ＤＡフィールドにはＡＳＮゲートウェイ３０のＩＰアドレスを設定する。

ＡＳＮゲートウェイ３０は、このＧＲＥトンネルから当該フレームを受信すると、フレーム内のメンバシップクエリレポートパケットを抽出する。ＡＳＮゲートウェイ３０は、そのフレーム内のＩＧＭＰ部のグループアドレスフィールドに設定されているマルチキャストアドレス（２２４．０．１０．１５）を参照する。更に、ＡＳＮゲートウェイ３０は、そのフレームの送信元のＢＳ５を特定し、ＭＢＳゾーン情報テーブルに基づいてそのＢＳ５の属するＭＢＳゾーンがＭＢＳゾーン＃２であることを認識する。これにより、ＡＳＮゲートウェイ３０は、先に送信されたＧＳ−クエリメッセージの応答として、マルチキャストアドレス（２２４．０．１０．１５）についてＭＢＳゾーン＃２に参加継続中の移動端末６０が存在することを確認する。

上記確認後、ＡＳＮゲートウェイ３０は、そのＭＢＳゾーン＃２に属する基地局としてＢＳ４及びＢＳ５を特定し、この特定されたＢＳ４及びＢＳ５との間でマルチキャストアドレス（２２４．０．１０．１５）について生成されているＧＲＥトンネルを特定する。ＡＳＮゲートウェイ３０は、抽出されたメンバシップクエリレポートパケットをそのまま複製し、複製された各パケットに所定のヘッダを付加した後、生成された各フレームを特定された各ＧＲＥトンネルを用いて、ＢＳ４及びＢＳ５へ送信する（Ｓ１４０５）。送信される各フレームのＧＲＥヘッダ部に設定されるタイミング情報には、同一の情報が設定される。

このフレームを受信したＢＳ４及びＢＳ５は、ＧＲＥヘッダ部に設定されているタイミング情報に対応するタイミングで、このフレーム内のメンバシップクエリレポートパケットを同時に所定の無線チャネルを用いて送信する（Ｓ１４０６）。

ＭＳ３及びＭＳ４は、その位置に応じてＢＳ４及びＢＳ５のいずれか１つから送信されたメンバシップクエリレポートパケットを受信する。これにより、ＭＳ４は、先に受信されたＧＳ−クエリパケットへ応答する必要のないことを認識し、クエリ応答メッセージを無線送信しない。これは、ＡＳＮゲートウェイ３０が各マルチキャストグループへの参加状態をＭＢＳゾーン毎にそれぞれ行っており、既に同一ＭＢＳゾーン内に存在する他の移動端末ＭＳ３により参加継続情報が通知されたからである。

次に、ＡＳＮゲートウェイ３０は、マルチキャストグループ情報テーブルに基づいて、ＭＢＳゾーン＃１に関しマルチキャストグループ（２２４．２２．３．４５）の生存確認を行う場合について説明する。ここでは、ＭＢＳゾーン＃１に存在するＭＳ１が当該マルチキャストグループ（２２４．２２．３．４５）に参加を取り止めた場合を例に挙げる。

ＡＳＮゲートウェイ３０は、マルチキャストグループ（２２４．２２．３．４５）の生存確認として、ＩＧＭＰ部のグループアドレスフィールド及びＩＰヘッダ部のＤＡフィールドにマルチキャストアドレス（２２４．２２．３．４５）が設定されたＧＳ−クエリパケットを生成する。ＡＳＮゲートウェイ３０は、そのマルチキャストアドレスについて登録されているＭＢＳゾーンがＭＢＳゾーン＃１であることを認識し、そのＭＢＳゾーン＃１に属する基地局としてＢＳ１、ＢＳ２及びＢＳ３を特定する。ＡＳＮゲートウェイ３０は、この特定されたＢＳ１、ＢＳ２及びＢＳ３との間でマルチキャストアドレス（２２４．２２．３．４５）について生成されているＧＲＥトンネルを特定する。

ＡＳＮゲートウェイ３０は、先に生成されたＧＳ−クエリパケットを複製し、各ＧＳ−クエリパケットに送信先の基地局用に設定された所定のヘッダをそれぞれ付加する。ＡＳＮゲートウェイ３０は、このように生成された各フレームを各ＧＲＥトンネルをそれぞれ
利用することにより、ＢＳ１、ＢＳ２及びＢＳ３に送信する（Ｓ１４１０）。送信される各フレームのＧＲＥヘッダ部に設定されるタイミング情報には、同一の情報が設定される。

このフレームを受信したＢＳ１、ＢＳ２及びＢＳ３は、ＧＲＥヘッダ部に設定されているタイミング情報に対応するタイミングで、このフレーム内のＧＳ−クエリパケットを同時に所定の無線チャネルを用いて送信する（Ｓ１４１１）。

ＭＳ１は、その位置に応じてＢＳ１、ＢＳ２及びＢＳ３のいずれか１つから送信されたＧＳ−クエリパケットを受信する。ＭＳ１は、マルチキャストグループ（２２４．２２．３．４５）への参加を取り止めているため、そのＧＳ−クエリメッセージに対して応答しない。

ＡＳＮゲートウェイ３０は、先に送信されたＧＳ−クエリメッセージに対しての応答が所定のタイムアウト時間に送られてこない場合に、当該ＭＢＳゾーン＃１にマルチキャストグループ（２２４．２２．３．４５）に参加継続している移動端末６０が存在しないと仮決定する（Ｓ１４１２）。ＡＳＮゲートウェイ３０は、先に送信されたものと同様のＧＳ−クエリメッセージをＭＢＳゾーン＃１に対して再送信する（Ｓ１４１３）。

ＡＳＮゲートウェイ３０は、この再送されたＧＳ−クエリメッセージに対しても応答がない場合に、当該ＭＢＳゾーン＃１にマルチキャストグループ（２２４．２２．３．４５）に参加継続している移動端末６０が存在しないと決定し、マルチキャストグループ情報テーブルから対象のレコードを削除する。続いて、ＡＳＮゲートウェイ３０は、マルチキャストグループ情報テーブルに、当該マルチキャストグループ（２２４．２２．３．４５）に関し他のＭＢＳゾーンに関するレコードが登録されているか否かを確認する。ＡＳＮゲートウェイ３０は、他のＭＢＳゾーンに関するレコードが登録されていないことを確認すると、エッジルータ２０へ、当該マルチキャストグループ（２２４．２２．３．４５）についてのＬＥＡＶＥメッセージを送信する。

このＬＥＡＶＥメッセージを受信したエッジルータ２０は、ＡＳＮゲートウェイ３０がマルチキャストグループ（２２４．２２．３．４５）から脱退したと認識する。これは、ＡＳＮゲートウェイ３０の配下に存在する移動端末６０に当該マルチキャストグループに参加継続しているものがいないことを認識することと同義である。

なお、移動端末６０からＬＥＡＶＥメッセージが送信された場合の処理シーケンスとしては、当該ＬＥＡＶＥメッセージをＡＳＮゲートウェイ３０が受信すると、上述のＧＳ−クエリメッセージが送信される。その後の処理については図１４に示す処理シーケンスと同様であるため、説明を省略する。

〈本実施形態における作用及び効果〉
ここで、上述した本実施形態におけるＭＢＳシステムの作用及び効果について述べる。

本実施形態におけるＭＢＳシステムでは、移動端末６０から送信されたＪＯＩＮメッセージ（所定のマルチキャストグループへの参加依頼）が基地局５０を介してＡＳＮゲートウェイ３０へ送信されると、そのＪＯＩＮメッセージの対象となるマルチキャストグループに関しそのＪＯＩＮメッセージを中継した基地局の属するＭＢＳゾーンに関する情報がマルチキャストグループ情報テーブルに格納される。

また、このマルチキャストグループ情報テーブルに格納されている各マルチキャストグループに関しそれぞれ周期的に生存（参加継続）状況が確認される際には、ＧＳ−クエリ
メッセージが、同テーブルに設定されているＭＢＳゾーンに属する各基地局５０へそれぞれ送信され、そのＭＢＳゾーンに属する各基地局５０から同一タイミングで無線送信される。

すなわち、本実施形態におけるＭＢＳシステムでは、ＡＳＮゲートウェイ３０において、移動端末６０の参加するマルチキャストグループに関する情報がその移動端末６０が無線通信する基地局の属するＭＢＳゾーン毎に管理される。

これにより、同一ＭＢＳゾーンの管理配下に存在する複数の移動端末６０から同一マルチキャストグループに関するＪＯＩＮメッセージが送信された場合には、いずれか１つのメッセージのみがＡＳＮゲートウェイ３０により処理されればよく、それ以外のメッセージについてはＡＳＮゲートウェイ３０から上位には転送される必要がなくなる。

従って、本実施形態によれば、当該移動端末６０に対してマルチキャスト通信サービスを提供するにあたりＭＢＳシステム全体としてトラフィック量を減らすことができる。

また、生存確認についても、ＧＳ−クエリメッセージについてもマルチキャストデータ（コンテンツ）と同様にマルチキャストグループ情報テーブルに格納されている各マルチキャストグループについてＭＢＳゾーン毎にそれぞれ同時送信されるため、移動端末６０が移動したとしても同一ＭＢＳゾーンに存在していれば生存確認を正常に遂行することができる。

また、本実施形態におけるＭＢＳシステムでは、ＡＳＮゲートウェイ３０と各基地局５０との間のマルチキャストグループ管理メッセージの送信及び受信についてはＧＲＥトンネルが利用される。当該マルチキャストグループ管理メッセージは、このＧＲＥトンネルが利用されることにより、ユーザデータ（ユーザへのマルチキャストデータ）と同様に処理される。すなわち、マルチキャストグループ管理メッセージに付加されるＧＲＥヘッダに所定のタイミング情報を設定することにより、同一ＭＢＳゾーンに属する各基地局５０では当該マルチキャストグループ管理メッセージが同時に無線送信される。

このように、本実施形態におけるＭＢＳシステムでは、マルチキャストグループ管理メッセージを送信する際にマルチキャスト用ユーザデータと同様の手法を用いることにより、移動端末６０が移動している場合であっても同一ＭＢＳゾーン内に存在していれば当該マルチキャスト管理プロトコルを正常に遂行することができ、参加継続状況を正常に把握することができる。また、移動端末６０が移動することで必要となるマルチキャストグループ管理メッセージを極力減らすことができる。

これにより、本実施形態によれば、移動することが前提の移動端末６０を対象としたＭＢＳシステムにおいて、効率的にマルチキャスト通信を行うことが可能となる。

本実施形態におけるマルチＢＳ−ＭＢＳシステムのシステム構成を示す図である。 ＡＳＮゲートウェイの機能構成を示す図である。 ＭＢＳゾーン管理データベース内のＭＢＳゾーン情報テーブルの例を示す図である。 マルチキャストグループ管理データベース内のマルチキャストグループ情報テーブルを示す図である。 トンネル情報データベース内のトンネル情報テーブルの例を示す図である。 基地局からＡＳＮゲートウェイへ送信されるＪＯＩＮメッセージを示す図である。 ＡＳＮゲートウェイからエッジルータへ送信されるＪＯＩＮメッセージを示す図である。 ＡＳＮゲートウェイから基地局へ送信されるメンバシップクエリ（Group Specific）メッセージを示す図である。 ＧＳ−クエリメッセージに対する応答として基地局からＡＳＮゲートウェイへ送信されるメンバシップレポートメッセージを示す図である。 基地局からＡＳＮゲートウェイへ送信されるＬＥＡＶＥメッセージを示す図である。 ＡＳＮゲートウェイからエッジルータへ送信されるＬＥＡＶＥメッセージを示す図である。 ＣＳＮから送信され、エッジルータ、ＡＳＮゲートウェイ及び基地局を経由して移動端末へ配信されるマルチキャストデータを示す図である。 ＪＯＩＮメッセージ受信時の処理を示す図である。 ＧＳ−クエリメッセージ送信時の処理を示す図である。

符号の説明

１０ ＣＳＮ（Connectivity Service Network）
１５ ＡＳＮ（Access Service Network）
２０ エッジルータ
３０ ＡＳＮゲートウェイ
５０ 基地局
６０ 移動端末
２０１ 上位通信部
２０２ マルチキャスト制御部
２０３ ＭＢＳゾーン管理部
２０４ マルチキャストグループ管理部
２０５ ＭＢＳゾーン管理データベース
２０６ マルチキャストグループ管理データベース
２０８ トンネリング制御部
２０９ トンネル情報データベース
３０１ メンバシップレポートパケット
３０２ ヘッダ
７０１ メンバシップクエリパケット、ＧＳ（Group Specific）−クエリパケット
７０２ ヘッダ
８０１ メンバシップレポートパケット
８０２ ヘッダ
９０１ ＬＥＡＶＥパケット
９０２ ヘッダ
１２０１ マルチキャストデータ

Claims (9)

1. 移動端末へ配信するためのコンテンツを同一ゾーンに属する複数の基地局から略同時に無線送信するために、前記コンテンツを含みこのコンテンツに対応するマルチキャストグループに関する情報の設定されたユーザデータパケットを同一ゾーンに属する複数の基地局へ送信する中継装置であって、
   前記移動端末により参加されるマルチキャストグループに関する情報を該移動端末が無線通信する基地局の属するゾーンに関する情報と共に記憶部に格納する格納手段と、
   前記記憶部に格納されるマルチキャストグループに関し、参加を継続している移動端末の存在を確認するためのクエリパケットであって確認対象のマルチキャストグループに関する情報の設定されたクエリパケットを生成する生成手段と、
   前記生成手段により生成されたクエリパケットを含む前記ユーザデータパケットを、前記記憶部に前記確認対象のマルチキャストグループに関する情報と共に格納されるゾーンに属する各基地局に対してそれぞれ送信する送信手段と、
   を備える中継装置。
2. 前記送信手段は、前記生成手段により生成されたクエリパケットを含む前記ユーザデータパケットに同一のタイミング情報を設定した後、各基地局に対してそれぞれ送信する請求項１に記載の中継装置。
3. 前記移動端末からの所定のマルチキャストグループに関する参加依頼のためのＪＯＩＮパケットを前記複数の基地局のいずれか１つを経由して受信した場合に、この経由された基地局の属するゾーンについてこの受信されたＪＯＩＮパケットの対象となる所定のマルチキャストグループに関する情報が前記記憶部に登録されているか否かを判断する判断手段を更に備え、
   前記格納手段は、前記判断手段により登録されていないと判断された場合に、前記所定のマルチキャストグループに関する情報及びゾーンに関する情報を前記記憶部に格納すると共に前記受信されたＪＯＩＮパケットを上位装置へ転送し、前記判断手段により登録されていると判断された場合には、前記受信されたＪＯＩＮパケットの転送を行わない、
   請求項１又は２に記載の中継装置。
4. ゾーンに区分け管理される複数の基地局と、移動端末へ配信するためのコンテンツを同一ゾーンに属する複数の基地局から略同時に無線送信するために、前記コンテンツを含みこのコンテンツに対応するマルチキャストグループに関する情報の設定されたユーザデータパケットを同一ゾーンに属する複数の基地局へ送信する中継装置と、を有する無線通信システムであって、
   前記中継装置は、
   前記移動端末により参加されるマルチキャストグループに関する情報を該移動端末が無線通信する基地局の属するゾーンに関する情報と共に記憶部に格納する格納手段と、
   前記記憶部に格納されるマルチキャストグループに関し、参加を継続している移動端末の存在を確認するためのクエリパケットであって確認対象のマルチキャストグループに関する情報の設定されたクエリパケットを生成する生成手段と、
   前記生成手段により生成されたクエリパケットを含む前記ユーザデータパケットを、前記記憶部に前記確認対象のマルチキャストグループに関する情報と共に格納されるゾーンに属する各基地局に対してそれぞれ送信する送信手段と、
   を備え、
   前記複数の基地局のうち同一ゾーンに属する各基地局は、
   前記中継装置の送信手段から送信されたユーザデータパケットを受信し、そのユーザデータパケットに含まれるクエリパケットを同一ゾーンに属する他の基地局と略同時に無線送信する、
   無線通信システム。
5. 前記中継装置の送信手段は、前記中継装置の生成手段により生成されたクエリパケットを含む前記ユーザデータパケットに同一のタイミング情報を設定した後、各基地局に対してそれぞれ送信し、
   前記複数の基地局のうち同一ゾーンに属する各基地局は、前記クエリパケットを前記タイミング情報に対応するタイミングで無線送信することにより、同一ゾーンに属する他の基地局と略同時に無線送信する、
   請求項４に記載の無線通信システム。
6. 前記中継装置は、
   前記移動端末からの所定のマルチキャストグループに関する参加依頼のためのＪＯＩＮパケットを前記複数の基地局のいずれか１つを経由して受信した場合に、この経由された基地局の属するゾーンについてこの受信されたＪＯＩＮパケットの対象となる所定のマルチキャストグループに関する情報が前記記憶部に登録されているか否かを判断する判断手段を更に備え、
   前記格納手段は、前記判断手段により登録されていないと判断された場合に、判断対象のマルチキャストグループに関する情報及びゾーンに関する情報を前記記憶部に格納すると共に前記受信されたＪＯＩＮパケットを上位装置へ転送し、前記判断手段により登録されていると判断された場合には、前記受信されたＪＯＩＮパケットの転送を行わない、
   請求項４又は５に記載の無線通信システム。
7. 移動端末へ配信するためのコンテンツを同一ゾーンに属する複数の基地局から略同時に無線送信するために、前記コンテンツを含みこのコンテンツに対応するマルチキャストグループに関する情報の設定されたユーザデータパケットを同一ゾーンに属する複数の基地局へ送信するマルチキャスト中継方法であって、
   前記移動端末により参加されるマルチキャストグループに関する情報を該移動端末が無線通信する基地局の属するゾーンに関する情報と共に記憶部に格納する格納ステップと、
   前記記憶部に格納されるマルチキャストグループに関し、参加を継続している移動端末の存在を確認するためのクエリパケットであって確認対象のマルチキャストグループに関する情報の設定されたクエリパケットを生成する生成ステップと、
   前記生成ステップにより生成されたクエリパケットを含む前記ユーザデータパケットを、前記記憶部に前記確認対象のマルチキャストグループに関する情報と共に格納されるゾーンに属する各基地局に対してそれぞれ送信する送信ステップと、
   を備えるマルチキャスト中継方法。
8. 前記送信ステップは、前記生成ステップにより生成されたクエリパケットを含む前記ユーザデータパケットに同一のタイミング情報を設定した後、各基地局に対してそれぞれ送信する請求項７に記載のマルチキャスト中継方法。
9. 前記移動端末からの所定のマルチキャストグループに関する参加依頼のためのＪＯＩＮパケットを前記複数の基地局のいずれか１つを経由して受信した場合に、この経由された基地局の属するゾーンについてこの受信されたＪＯＩＮパケットの対象となる所定のマルチキャストグループに関する情報が前記記憶部に登録されているか否かを判断する判断ステップを更に備え、
   前記格納ステップは、前記判断ステップにより登録されていないと判断された場合に、判断対象のマルチキャストグループに関する情報及びゾーンに関する情報を前記記憶部に格納すると共に前記受信されたＪＯＩＮパケットを上位装置に転送し、前記判断ステップにより登録されていると判断された場合には、前記受信されたＪＯＩＮパケットの転送を行わない、
   請求項７又は８に記載のマルチキャスト中継方法。

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