JP2008118525A - 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
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Abstract
【解決手段】コンテンツを含むマルチキャストユーザデータパケットを複数の基地局へ送信する中継装置が、マルチキャストグループに関する情報を基地局に関する情報及びその基地局の属するゾーンに関する情報と関連付けて記憶部に格納する格納手段と、LEAVEパケットを基地局を経由して受信した場合に、脱退対象のマルチキャストグループ及びこの中継基地局の属するゾーンに関連付けられて格納されている基地局と受信されたLEAVEパケットを中継した基地局との比較により、当該脱退対象のマルチキャストグループに関するクエリパケットの送信の要否を決定する決定手段と、この決定手段による決定結果に基づいて、上記クエリパケットを含むユーザデータパケットを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
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。
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。
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。
に格納されている基地局に関する情報をこのJOINパケットを中継した基地局に関する情報で更新する更新手段を更に備えるようにしてもよい。
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。
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。
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。
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。
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B
S1、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。
。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
ッセージを無線送信する(S1510)。
ットを抽出する。BS4は、このLEAVE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(S1602)。このとき、BS4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。
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。
ンに対してGS−クエリメッセージ(生存確認)が送信される。これにより、同マルチキャストグループに参加継続する他の移動端末が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対象レコードが削除される。
上述のASNゲートウェイ30では、JOINメッセージが受信された場合にそのメッセージを中継した基地局に関する情報によりマルチキャストグループ情報テーブルのラストレスポンダフィールドが更新されていたが、同一MBSゾーンに関して最初にJOINメッセージが受信された場合にのみそのラストレスポンダフィールドに当該メッセージを中継した基地局に関する情報が設定されるようにしてもよい。
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)
- 移動端末へ配信するための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、ゾーンに区分け管理され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に関する情報及びその基地局の属するゾーンに関する情報と関連付けて記憶部に格納する格納手段と、
前記マルチキャストグループからの脱退依頼のLEAVEパケットを前記移動端末から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、脱退対象のマルチキャストグループ及びこの中継基地局の属するゾーンに関連付けられて格納されている基地局に関する情報を前記記憶部から抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された基地局と受信されたLEAVEパケットを中継した基地局との比較により、前記脱退対象の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の送信の要否を決定する決定手段と、
前記決定手段による決定結果に基づいて、前記クエリパケットを含むユーザデータパケットを前記記憶部に前記脱退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。 - 前記マルチキャストグループへの参加依頼のJOINパケットを前記移動端末から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、この中継基地局の属するゾーン及び参加対象のマルチキャストグループに関連付けられて前記記憶部に格納されている基地局に関する情報をこのJOINパケットを中継した基地局に関する情報で更新する更新手段を更に備える請求項1に記載の中継装置。
- 前記送信手段により前記クエリパケットを含むユーザデータパケットが送信されその応答パケットが受信されなかった場合に、前記脱退対象のマルチキャストグループ、前記LEAVEパケットを中継した基地局及びその基地局の属するゾーンが関連付けられたレコードを前記記憶部から削除する削除手段を更に備える請求項1又は2に記載の中継装置。
- 前記削除手段によりレコードが削除された場合に、前記記憶部にその削除されたマルチキャストグループと関連付けられ格納されている他のレコードの存在を確認し、該他のレコードが存在しない場合には、前記受信されたLEAVEパケットを上位装置へ転送し、該他のレコードが存在する場合には、前記受信されたLEAVEパケットの転送を行わない転送手段を更に備える請求項3に記載の中継装置。
- 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前記複数の基地局のいずれか複数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に関する情報及びその基地局の属するゾーンに関する情報と関連付けて記憶部に格納する格納手段と、
前記マルチキャストグループからの脱退依頼のLEAVEパケットを前記移動端末から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、脱退対象のマルチキャストグループ及びこの中継基地局の属するゾーンに関連付けられて格納されている基地局に関する情報を前記記憶部から抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された基地局と受信されたLEAVEパケットを中継した基
地局との比較により、前記脱退対象の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の送信の要否を決定する決定手段と、
前記決定手段による決定結果に基づいて、前記クエリパケットを含むユーザデータパケットを前記記憶部に前記脱退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それぞれ受信し、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それぞれ無線送信する、
無線通信システム。 - 前記中継装置は、
前記マルチキャストグループへの参加依頼のJOINパケットを前記移動端末から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、この中継基地局の属するゾーン及び参加対象のマルチキャストグループに関連付けられて前記記憶部に格納されている基地局に関する情報をこのJOINパケットを中継した基地局に関する情報で更新する更新手段、
を更に備える請求項5に記載の無線通信システム。 - 前記中継装置は、
前記送信手段により前記クエリパケットを含むユーザデータパケットが送信されその応答パケットが受信されなかった場合に、前記脱退対象のマルチキャストグループ、前記LEAVEパケットを中継した基地局及びその基地局の属するゾーンが関連付けられたレコードを前記記憶部から削除する削除手段、
を更に備える請求項5又は6に記載の無線通信システム。 - 前記中継装置は、
前記削除手段によりレコードが削除された場合に、前記記憶部にその削除されたマルチキャストグループと関連付けられ格納されている他のレコードの存在を確認し、該他のレコードが存在しない場合には、前記受信されたLEAVEパケットを上位装置へ転送し、該他のレコードが存在する場合には、前記受信されたLEAVEパケットの転送を行わない転送手段、
を更に備える請求項7に記載の無線通信システム。 - 移動端末へ配信するための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、ゾーンに区分け管理され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に関する情報及びその基地局の属するゾーンに関する情報と関連付けて記憶部に格納する格納ステップと、
前記マルチキャストグループからの脱退依頼のLEAVEパケットを前記移動端末から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、脱退対象のマルチキャストグループ及びこの中継基地局の属するゾーンに関連付けられて格納されている基地局に関する情報を前記記憶部から抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップにより抽出された基地局と受信されたLEAVEパケットを中継した基地局との比較により、前記脱退対象の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の送信の要否を決定する決定ステップと、
前記決定ステップによる決定結果に基づいて、前記クエリパケットを含むユーザデータ
パケットを前記記憶部に前記脱退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。
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