JP2009296615A - 移動局、基地局及びこれらを備えた無線通信システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】移動局107が、インターネットプロトコルマルチキャストを基地局105から受信中に、受信相手先を別の基地局106に切り替えた場合において、移動局107が基地局106にブロードキャストリンク、ユニキャストリンク、及びマルチキャストリンクを確立するように要求し、基地局106に接続されているルータ104に対してマルチキャストパケットを転送するように要求することによって、インターネットプロトコルマルチキャストの受信を継続する。
【選択図】図1
Description
発されている。
同図に示す無線通信システムは、基地局1500と、移動局1501と、物理リンク1506と、を備えて構成されている。物理リンク1506は、ブロードキャストリンク1502と、ユニキャストリンク1503と、マルチキャストリンクA(1504)と、マルチキャストリンクB(1505)と、を備えている。
同図に示す無線通信システムの移動局1501は、全体を制御するCPU1601と、CPU1601が制御する無線通信部1603と、CPU1601に接続された表示部1602と、を備えて構成されている。
インターネットプロトコル(IP)ネットワーク上で、複数の端末に対して、同一データを同時配信する方法として、インターネットプロトコル(IP)マルチキャストがある。このIPマルチキャストは、IPアドレスの上位4ビットが1110であるIPマルチキャストアドレスが宛先となっているIPパケット(以下、「IPマルチキャストパケット」と呼称する)を端末が送信すると、複数のルータを介しても、そのIPマルチキャストアドレスを受信している端末全てがそのパケットを同時に受信できるというプロトコルである。
より、Internet Group Management Protocol(RFC2236)に準拠した管理プロトコルが定められている。
具体的には、図17に示すように、まずサーバ1700がIPネットワーク1701内にIPマルチキャストパケットを送信する。一方、IPマルチキャストを受信したい端末(ここでは端末1703とする)は、ルータ1702に対して、受信したいIPマルチキャストアドレスへの参加要求(IGMP Group Joinメッセージ(後述の図7を参照))を送信する。これにより、ルータ1702は、指定されたIPマルチキャストアドレスのIPパケットを下位ネットワークへ転送するので、端末1703は、希望したIPマルチキャストパケットを受信することができる。IPマルチキャストパケットの受信を停止する場合には、端末1703が上位ルータ1702に対して、IPマルチキャストアドレスからの離脱要求(IGMP Group Leaveメッセージ、図8を参照)を送信する。これにより、上位ルータ1702は、配下の端末1704,1705に対して、離脱しようとしているマルチキャストグループに参加していないかを問い合わせ、応答がなければ、指定されたIPマルチキャストアドレスのIPパケットの転送を停止する。
法として、MobileIPが提案されている。これは、MNがサブネット間を移動し、ルータから割り当てられるIPアドレスが変化しても、MNとHA(Home Agent)及びCN(Corresponendent Node)との間でネゴシエーションすることにより、上位アプリケーションにとって通信が継続できることを特徴としている。IPv4用に作られたMobileIPv4とIPv6用に作られたMobileIPv6とがあり、それぞれ動作手順が異なるが、以下ではMobileIPv6を説明する。
図18において、MN1805は、ルータ1802を介して、CN1800とユニキャスト通信を開始しているものとする。ここで、MN1805が、その通信セッションを継続しながら移動し、MN'1806の位置にまで移動すると、まず、ルータ1803から
IPv6アドレスが割り当てられ、これにより、MN1805は、現在使用中のIPv6アドレスプレフィックスが異なることを知り、異なるネットワークに移動したことを検知する。次に、MN1805は、HA1804とCN1800に対して、新しく割り当てられたIPv6アドレスを通知する。アドレスが変化したことを認識したCN1800及びHA1804は、MN1805向けのパケットを継続してMN'1806向けに送信し始
める。そして、それ以降の通信はMN'1806の送信パケットの送信元アドレスに基づ
いた経路最適化制御が働き、CN1800とMN'1806との直接通信になる。以上が
MobileIPv6の動作詳細であり、MNが移動する際には、上記の処理が必ず実行される。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムのシステム構成を示す構成図である。
同図に示す本実施の形態に係る無線通信システムは、サーバ100と、IPネットワーク101と、ルータ103と、ルータ104と、基地局105と、基地局106と、基地局105の通信範囲内109(領域)と、基地局106の通信範囲内110(領域)と、通信範囲内109の移動局107と、移動局107の通信範囲内110へ移動後の移動局108と、を備えて構成されている。
移動局107は、PCや携帯情報端末や携帯電話等の移動可能な端末であり、基地局105、基地局106は、自己の通信可能範囲内109,110に存在する移動局107,108と無線通信することができる。無線通信の方式としては、従来はARIB STD
T70が通常用いられているが、本実施の形態に係る無線通信システムでは、ARIB
STD T70に限らず、コネクション型のデータリンク層を有する無線通信方式を使用することができる。
同図に示す移動局107は、CPU202と、CPU202により制御されるリンク制御部203と、CPU202に接続された表示部204と、CPU202により制御される無線通信部205と、リンク制御部203からアクセスされるIPアドレスデータベース206と、を備えて構成されている。
表示部204は、移動局107が受信するデータを表示するデバイスである。
無線通信部205は、無線通信を行う回路であり、例えば、RF回路、PHY回路、MAC回路等が搭載されている。
T70であるが、このARIB STD T70に限らず、コネクション型のデータリンク層を有する無線通信方式を用いることができる。
IPアドレスデータベース206は、現在接続中のIPマルチキャストアドレスのリストを保持するデータベースである。
同図に示すように、基地局105、及び基地局106は、CPU301と、CPU301により制御されるリンク制御部302、リンク制御部302からアクセスされるIPアドレスデータベース303と、CPU301により制御される有線通信部304及び無線通信部305と、を備えて構成されている。
無線通信部305は、例えば、RF回路、PHY回路、MAC回路等が搭載されており、移動局107に採用されたものと同じ通信方式が採用されている回路である。
リンク制御部302は、CPU301を介して無線通信部305の制御を行なう。また、接続中の移動局の有無を管理し、さらに必要に応じてIGMPメッセージを発行し、IPマルチキャストパケットの転送開始と転送停止とを無線通信部305を介してルータ104に要求できる。
IPアドレスデータベース303は、現在受信中のIPマルチキャストアドレスと受信している移動局の対応リストを保持するデータベースである。
以下、図1〜3を参照しながら、図4に示すフローチャートを使用して、本実施の形態に係る無線通信システムの移動局107におけるIPマルチキャスト受信処理時の動作を説明する。この場合の状況として、移動局107は、基地局105の通信可能範囲内に位置し、サーバ100が送信しているIPマルチキャストパケットの受信を開始する(図1参照)。
次に、リンク制御部203は、マルチキャストリンクの確立が完了(即ち、接続に成功)したか否かを確認し(S401)、接続に成功していれば、ステップS402に進み、接続に失敗した場合は、直ちに処理を終了する。
以下、図1〜3を参照しながら、図5に示すフローチャートを使用して、本実施の形態に係る無線通信システムの移動局107におけるハンドオーバー処理時の動作を説明する。
続けて、リンク制御部203は、新しく発見された基地局106へのアソシエーション要求を無線通信部205に指示する(S506)。
アソシエーション完了後に、リンク制御部203は、無線通信部205に基地局106とのブロードキャストリンク、ユニキャストリンクの確立を要求する(S507)。
最後に、リンク制御部203は、このIPマルチキャストアドレスのIPマルチキャスト受信処理を開始する(S509)。
なお、IPマルチキャスト受信処理は、図4に示すフローチャートを使用して、既に説明したとおりである。
また、これらの処理は、リンク制御部203と無線通信部205とIPアドレスデータベース206に閉じられた処理であり、実際にIPマルチキャストパケットを処理しているアプリケーションやその表示部204には、何等の変更を加えることなく実行可能な処理である。
同図に示すように、移動局107(図1)が備えるIPアドレスデータベースが記録するデータのデータ構成は表形式であり、IPマルチキャストアドレスを記録するエントリが設けられる。
同図に示すように、IGMP Group Joinメッセージは、メイン情報として、マルチキャストグループアドレスを含む。その他、識別コード、チェックサム等を含むことができる。
このメッセージは、前述のとおり、サーバ100が送信しているIPマルチキャストパケットを移動局107において受信するために、移動局107のリンク制御部203から、ルータ103に対して送信されるものである。
同図に示すように、IGMP Group Joinメッセージは、メイン情報として、マルチキャストグループアドレスを含む。その他、識別コード、チェックサム等を含むことができる。
このメッセージは、前述のとおり、IPネットワーク101に流れている当該IPマルチキャストパケットの転送を中止させるために、移動局107のリンク制御部203から、ルータ103に対して送信されるものである。
本発明の第2の実施の形態に係る無線通信システムのシステム構成は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムのシステム構成(図1)と同じであり、基地局におけるIPマルチキャスト設定処理が追加されているだけであるので、以下では、基地局におけるIPマルチキャスト設定処理について説明する。
以下、図1〜3を参照しながら、図9に示すフローチャートを使用して、本実施の形態に係る無線通信システムの基地局105(図3)のIPマルチキャスト設定処理時の動作を説明する。
これにより、リンク制御部302は、マルチキャストリンクを確立する(S901)。
その後、移動局からIGMP Group Joinメッセージを受信するまで待機する(S902)。
以下、図1〜3を参照しながら、図10に示すフローチャートを使用して、本実施の形態に係る無線通信システムの基地局105におけるハンドオーバー処理時の動作を説明する。
次に、移動局107からの生存確認応答が送信されたか否かを検証し(S1001)、生存確認応答が送信されない場合はステップS1002に進む。また、生存確認応答が送信された場合は、直ちに処理を終了する。なお、通常は、移動局107が前記生存確認要求を受信すると、基地局105に対して生存確認応答を送信するので、基地局105は移動局107がまだ存在することが確認できるが、移動局107が通信範囲内109よりも外側に移動してしまった場合には、移動局107からの生存確認応答が受信できない。
次に、リンク制御部302は、IPアドレスデータベース303からディスアソシエーションした移動局107が受信していたIPマルチキャストアドレスを取り出す(S1003)。
Leaveメッセージを送信する直前に、通信範囲外に出たとしても、基地局105が自動的にルータ103に対してIPマルチキャストパケットの転送停止を依頼するので、無駄なデータがいつまでも基地局105に転送されることを防ぐことができる。
同図に示すように、基地局105,106が備えるIPアドレスデータベース303に記録されるデータのデータ構成は表形式であり、移動局認識番号に対応してマルチキャストアドレスを記録するエントリが設けられている。
本発明の第3の実施の形態に係る無線通信システムのシステム構成は、本発明の第1の実施の形態に係る無線通信システムのシステム構成(図1)と同じであるが、第1の実施の形態とはIPアドレスデータベース206の内容が異なる。
同図に示すように、IPアドレスデータベース206が記録するデータのデータ構成は表形式であり、移動局107が受信している全てのIPマルチキャストアドレスに対応する受信データ量並びに最終受信時刻とが記録されるエントリが設けられている。リンク制御部203は、IPマルチキャスト受信処理が実行されるたびに、この表にIPマルチキャストアドレスを追加すると共に、対応する受信データ量と最終受信時刻とを記録する。
以下、図1〜3及び図12を参照しながら、図13に示すフローチャートを使用して、本実施の形態に係る無線通信システムの移動局における使用頻度集計処理時の動作を説明する。
ステップS1301では、リンク制御部203は、受信したデータ量を、IPアドレスデータベース206の前記表(図12)に記録されているIPマルチキャストアドレス対応のデータ量に加算する。
最後に、リンク制御部203は、最終受信時刻を更新する(S1302)。
以下、IPアドレスデータベース206からIPマルチキャストアドレスを取り出す処理を行う際の動作を説明する。
次に、リンク制御部203は、前記抽出された通信データの中で、最もデータ量が多い通信データが記録されたIPアドレスを抽出する(S1401)。
101 IPネットワーク
103,104 ルータ
105,106 基地局
107,108 移動局
109,110 基地局の通信範囲内
202 CPU(移動局)
203 リンク制御部(移動局)
204 表示部
205 無線通信部(移動局)
206 IPアドレスデータベース
301 CPU(基地局)
302 リンク制御部(基地局)
304 有線通信部
305 無線通信部(基地局)
Claims (16)
- コネクション型のデータリンク層を有し、基地局がルータを介してインターネットプロトコルネットワークに接続される無線通信システムの移動局において、
インターネットプロトコルマルチキャストを第1のルータに接続されている第1の基地局から受信中に、受信相手先を前記第1の基地局から第2のルータに接続されている第2の基地局に切り替えた場合に実行される手段として、
前記第2の基地局に対して、ブロードキャストリンクと、ユニキャストリンクと、マルチキャストリンクとを確立するように要求する手段と、
前記第2のルータに対して、前記確立したマルチキャストリンクを介してマルチキャストパケットを転送するように要求する手段と、
を備えたことを特徴とする移動局。 - 前記インターネットプロトコルマルチキャストの受信を、前記第1の基地局から前記第2の基地局に切り替える前に、前記第1のルータに対して、前記マルチキャストパケットの転送を停止するように要求する手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の移動局。
- 前記第1の基地局との間に確立している前記マルチキャストリンクの各々の通信データ量を集計する手段と、
前記マルチキャストリンクを、前記集計した通信データ量の多さの順位を優先度の高さの順位として優先順位付けする手段と、
前記第1の基地局から前記第2の基地局へ前記インターネットプロトコルマルチキャストの受信を切り替えた場合に、前記第2の基地局に対して、前記優先順位付けによる優先順位の高さの順にマルチキャストリンクの確立をするように要求する手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の移動局。 - 前記第1の基地局との間に確立している前記マルチキャストリンクの各々の最終受信時刻を記録する手段と、
前記マルチキャストリンクを、最終受信時刻の新しさの順位を優先度の高さの順位として優先順位付けする手段と、
前記第1の基地局から前記第2の基地局へ前記インターネットプロトコルマルチキャストの受信を切り替えた場合に、前記第2の基地局に対して、前記優先順位付けによる優先順位の高さの順にマルチキャストリンクの確立をするように要求する手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の移動局。 - コネクション型のデータリンク層を有し、ルータを介してインターネットプロトコルネットワークに接続される無線通信システムの基地局において、
インターネットプロトコルマルチキャストを前記無線通信システムの移動局に対して送信中、前記移動局が、自局の通信範囲外に移動した場合に、自局に接続されているルータに対して、前記マルチキャストパケットの転送を停止するように要求する手段を備えたことを特徴とする基地局。 - 複数の移動局が接続されている場合に、前記移動局の1つが、自局の通信範囲外に移動した時に、自局に接続されているルータに対して、前記マルチキャストパケットの転送を停止するように要求しない手段を備えたことを特徴とする請求項5に記載の基地局。
- 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の移動局と、請求項5または請求項6に記載の複数の基地局と、
前記複数の基地局の各々に対応して接続されるルータと、
前記複数のルータとインターネットプロトコルネットワークを介して接続されるサーバと、
を備えた無線通信システム。 - コネクション型のデータリンク層を有し、移動局と無線通信する基地局が、ルータを介してインターネットプロトコルネットワークに接続される無線通信システムの移動局の基地局接続方法であって、
前記移動局が、インターネットプロトコルマルチキャストを第1のルータに接続されている第1の基地局から受信中に、受信相手先を前記第1の基地局から第2のルータ接続されている第2の基地局に切り替えた場合に、前記移動局において実行される処理ステップとして、
前記第2の基地局に対して、ブロードキャストリンクと、ユニキャストリンクと、マルチキャストリンクとを確立するように要求するステップと、
前記第2のルータに対して、前記確立したマルチキャストリンクを介してマルチキャストパケットを転送するように要求するステップと、
を備えたことを特徴とする基地局接続方法。 - 前記移動局が、前記インターネットプロトコルマルチキャストの受信を、前記第1の基地局から前記第2の基地局に切り替える前に、前記移動局から、前記第1のルータに対して、前記マルチキャストパケットの転送を停止するように要求するステップを備えたことを特徴とする請求項8に記載の基地局接続方法。
- 前記移動局において、
前記第1の基地局との間に確立している前記マルチキャストリンクの各々の通信データ量を集計するステップと、
前記マルチキャストリンクを、前記集計した通信データ量の多さの順位を優先度の高さの順位として優先順位付けするステップと、
前記第1の基地局から前記第2の基地局へ前記インターネットプロトコルマルチキャストの受信を切り替えた場合に、前記第2の基地局に対して、前記優先順位付けによる優先順位の高さの順にマルチキャストリンクの確立をするように要求するステップと、
を備えたことを特徴とする請求項8に記載の基地局接続方法。 - 前記移動局において、
前記第1の基地局との間に確立している前記マルチキャストリンクの各々の最終受信時刻を記録するステップと、
前記マルチキャストリンクを、最終受信時刻の新しさの順位を優先度の高さの順位として優先順位付けするステップと、
前記第1の基地局から前記第2の基地局へ前記インターネットプロトコルマルチキャストの受信を切り替えた場合に、前記第2の基地局に対して、前記優先順位付による優先順位の高さの順にマルチキャストリンクの確立をするように要求するステップと、
を備えたことを特徴とする請求項8に記載の基地局接続方法。 - コネクション型のデータリンク層を有し、基地局がルータを介してインターネットプロトコルネットワークに接続される無線通信システムの移動局管理方法であって、インターネットプロトコルマルチキャストを前記無線通信システムの移動局に対して送信中に、送信相手の移動局が、前記基地局の通信範囲外に移動した場合に、前記基地局が、前記基地局に接続されているルータに対して、前記マルチキャストパケットの転送を停止するように要求するステップを備えたことを特徴とする移動局管理方法。
- 前記基地局に複数の移動局が接続されている場合にあっては、前記基地局に接続されている移動局の1つが、前記基地局の通信範囲外に移動した場合であっても、前記基地局に接続されているルータに対して、前記マルチキャストパケットの転送を停止するように要求しないようにするステップを備えたことを特徴とする請求項12に記載の移動局管理方法。
- 請求項8乃至11のいずれかに記載の基地局接続方法を、移動局においてコンピュータに実行させるためのプログラム。
- 請求項12乃至13のいずれかに記載の移動局管理方法を、基地局においてコンピュータに実行させるためのプログラム。
- 請求項14又は15に記載のプログラムを記録した記録媒体。
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2009
- 2009-07-21 JP JP2009169778A patent/JP4800410B2/ja active Active
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