JP3895685B2 - 代表を使用して多宛先メッセージをブロードキャストするための方法およびシステム - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、インターネットプロトコルと同じタイプのプロトコルを使用して多宛先（ｍｕｌｔｉｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ）メッセージをブロードキャストする通信方法およびシステムに関する。
【０００２】
特に、テレビ番組またはラジオ番組、ならびに株式市場や天気の情報など様々な種類の情報をブロードキャストする場合、インターネットなどのシステムである地点から複数の地点に情報をブロードキャストすることがますます重要になりつつある。ポイントツーマルチポイント（ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ）リンクも、テレビ会議、およびオンラインオークションなどのオンライン取引に有用である。
【０００３】
１つの端末またはサーバから複数の宛先に情報をブロードキャストするには、たとえば、送信側は、多宛先情報をネットワークの最初のノードに一度だけ送信し、その情報が各ノードから各チャネルで一度だけ送信される。これによって、サーバおよびネットワークにかかる負荷が制限される。
【０００４】
このタイプの多宛先情報のブロードキャストの利点は、図１ａおよび図１ｂから明らかである。図１ａは、ｎ個の宛先に対して、多宛先情報がｎ個の単一の宛先情報項目を構成すると考えられるネットワークの図であり、図１ｂは、多宛先情報が集合的に処理されるネットワークの図である。
【０００５】
図１ａは、同じ情報項目を３つのサーバ／受信側１２、１４、および１６に送信する必要のあるサーバ／送信側１０が、ルータ、または開閉装置によって個々に経路指定される３つの同じ情報項目１８_１、１８_２、および１８_３を送信することを示している。したがって、第１のルータ２０は、３つの情報項目１８_１、１８_２、および１８_３を受信し、情報項目１８_１を、第２のルータ２２を介して第１の宛先１２に送信する。第１のルータ２０は、情報項目１８_２および１８_３を別のルータ２４に送信し、ルータ２４は、情報項目１８_２を、ルータ２６を介して端末１４に、情報項目１８_３を、別のルータ２８を介して端末１６に送信する。
【０００６】
図１ｂの図では、送信側１０は、情報１８を宛先の指示とともにルータ２０に送信する。ルータ２０は、その情報をルータ２２およびルータ２４に送信する。したがって、これによって、図１ａの図に比べて、送信側１０とルータ２０の間、およびルータ２０とルータ２４の間のトラフィックが制限されることがわかる。
【０００７】
以下の考察は、図１ｂに示した多宛先送信方法のみに言及する。
【０００８】
ポイントツーマルチポイント送信システムで信号トラフィック（ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｔｒａｆｆｉｃ）を制限するために、インターネットエンジニアリングタスクフォース（ＩＥＴＦ）によって規定されたインターネットグループ管理プロトコル（ＩＧＭＰ）は、端末が多宛先グループ内にあるかどうかを判断するために、ルータに直接接続されたすべての端末に定期的に、たとえば３０秒ごとに要求を送信するためのルータを設けている。要求を受信すると、各端末は、ランダムな時間遅延を開始し、その時間の経過した時点で応答を送信する。最大時間遅延は、たとえば２０ミリ秒である。１つの端末が応答を送信したとき、他の端末がその応答を検出し、この応答の検出によって、他の端末による応答の送信が抑制される。したがって、この標準化された方法では、信号トラフィックは、ルータによって送信される定期的な要求、およびルータに送信される単一の、または限られた個数の応答から成る。ルータまたは制御装置が必要とする唯一の情報は、多宛先へのブロードキャストがさらに必要かどうか、すなわち、依然として宛先を構成する少なくとも１つの端末があるかどうかということである。
【０００９】
本発明は、多宛先へのブロードキャストにおける信号トラフィックを制限する上記の標準を衛星通信システムに適用することができないという所見に由来している。これは、時間遅延が短すぎて、要求に対する１つの端末の応答を他の端末で検出することがたいていはできないためである。
【００１０】
したがって各端末がルータからの要求に応答するため、信号トラフィックがかなり増える可能性がある。たとえば、衛星通信システムが、それぞれが２０００の宛先を備える５０００の多宛先グループを提供する場合、システムには、各問合せ期間の間、すなわち約３０秒ごとに１０００万の応答、すなわち各５５バイトのパケットが１０００万個ロードされる。この過負荷は、約７０メガビット／秒の追加のビット送信速度に反映される。さらに、トラフィックは、数十ミリ秒に集中する。
【００１１】
この問題を解決するために、本発明では、多宛先グループ制御ユニットを提供し、各グループの通信端末の代表が選択され、グループの一員のステータスにあることの表示を構成する存在信号（ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ）をグループ制御ユニットに定期的に送信する。
【００１２】
したがって信号トラフィックは、他の端末からの応答を検出するシステムのように、単一の応答に限定される。
【００１３】
通信端末は、多宛先グループを離れるときに、制御ユニットがグループの代表として別の通信端末を指名できるように、離脱メッセージ（ｄｅｐａｒｔｕｒｅ ｍｅｓｓａｇｅ）を送信することが好ましい。
【００１４】
代表の通信端末は、たとえば、そのグループへの加入または接続が最も長く続いている端末である。
【００１５】
信号をさらに制限するために、１つの実施においては、代表の通信端末による存在信号の制御ユニットへの定期的な送信が、制御ユニットが要求を送信することなく行われる。
【００１６】
さらにまた、再度信号を制限するには、存在信号が送信される頻度が相対的に低く、ＩＥＴＦ標準で指定されている要求の頻度より低いことが好ましい。２つの存在信号の送信の間の時間は、たとえば１分より長い。
【００１７】
通信システムがマルチビームシステムであり、すなわち衛星が複数の個別の地上エリアをカバーしており、多宛先へのブロードキャストが複数のエリアをカバーしている場合、エリアごとに少なくとも１つの代表の通信端末を提供する必要がある。
【００１８】
したがって、本発明は、インターネットプロトコル（ＩＰ）と同じタイプのプロトコルを使用して、多宛先情報を１つの端末からまたは１つのサーバから複数の宛先（ｄｅｓｔｉｎａｔａｉｒｅ）に送信し、少なくとも１つの宛先の存在を検出するために、ルータなどの制御ユニットを設ける通信方法を提供する。この方法では、１つ、またはせいぜい限られた数の宛先にグループ代表機能が割り当てられ、存在信号を制御ユニットに定期的に送信する。
【００１９】
１つの実施例においては、制御ユニットは、代表機能を１つの宛先に割り当てる。
【００２０】
所定の時間経過した時点で制御ユニットが存在信号を検出していない場合は、別の宛先を多宛先グループの代表に指名することが好ましい。
【００２１】
１つの実施例においては、制御ユニットは、要求信号を送信した後で存在信号を受信していないことに気づいた場合、多宛先情報の送信を停止する。
【００２２】
グループの代表の宛先は、要求信号を受信せずに、たとえば１分程度の特定の周期で自発的に存在信号を送信することができる。
【００２３】
この場合、存在信号が送信される頻度は、ＩＧＭＰ標準で指定されている要求を送信する頻度より低いことが好ましい。
【００２４】
１つの実施例においては、各宛先は、通信ネットワークおよび少なくとも１つのユーザ端末への接続のための通信端末を有し、通信端末およびユーザ端末は、ＩＧＭＰに従って通信する。
【００２５】
この方法では、通信は、有利には、衛星送信システムを介して行われる。この場合、衛星が複数のビームを送信する場合には、各ビームの少なくとも１つの宛先が１つのグループを代表する。
【００２６】
この方法では、中央制御局を含む衛星通信システムによって通信を行うこともできる。このシステムでは、地球をいくつかのエリアに分割し、各エリアは、関係するエリアの端末を他の通信ネットワークに接続する接続局を含み、制御ユニットは、システムの中央制御局、または接続局にある。
【００２７】
本発明はまた、インターネットプロトコルを使用する通信システムの宛先通信端末を提供する。この端末は、多宛先情報を受信するように構成されており、多宛先の宛先グループを代表する機能をこの端末に割り当てる委任信号（ｄｅｌｅｇａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ）を受信する手段、および端末がこうしてグループの代表として指名されたときに存在信号を送信する情報手段を含むことを特徴とする。
【００２８】
端末は、存在信号を定期的に送信する手段を含んでいることが好ましい。
【００２９】
この場合、存在信号を送信する頻度は、有利には、ＩＧＭＰで指定されている要求信号を送信する頻度より低い。
【００３０】
端末の一実施形態は、前記端末は、グループの代表ではないが、多宛先グループの一員である場合、要求信号を受信したときに存在信号を送信する手段を含む。
【００３１】
端末は、通信衛星を介して信号を受信するように構成されていることが好ましい。
【００３２】
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して記述する、以下の本発明の実施形態の説明の過程で明らかになる。
【００３３】
一例として本明細書に記載した通信システムは、単一のビーム、またはマルチビーム静止衛星を使用する。この種のマルチビームシステムでは、地球をいくつかのエリア（図示せず）に分割し、基地局４０（図２）に接続されているルータ４２を介して他のエリアの他のネットワーク、および他の基地局と通信する基地局４０（図２）を各エリアに割り当てる。
【００３４】
任意のエリアで、各ユーザ端末は、衛星４６に搭載されている機器を介して、同じエリアのネットワークまたは他の端末と通信する。したがって、ユーザ端末が送信したメッセージは、衛星４６に送信され、衛星４６はそれを基地局４０に転送し、基地局４０はそのメッセージを、衛星４６に搭載されている装置を介して他の端末（図示せず）に転送する。
【００３５】
この通信システムは、制御局５２を備えるネットワーク制御センタ５０を含む。本発明は、オペレータがたとえばインターネットサービスプロバイダでもある場合、衛星ネットワーク制御センタ５０に取り付けられている多宛先グループ制御ユニット５４を提供することにある。本発明では、多宛先グループ制御ユニット５４の機能は、通信端末７２がグループを代表するように、通信端末７２をグループの一部を構成するよう指名（図３矢印６０）することである。制御ユニットは、１つの通信端末が多宛先グループの一員であることを明示する存在信号を送信し続ける限り、多宛先情報を送信し続ける。
【００３６】
このために、通信端末７２は、ユニット５４から要求信号６４（図４）を受信することなく存在信号（レポート）６２を制御ユニット５４に定期的に送信する。該当する場合、存在信号６０および６２、および要求信号６４（図４）は、当然、衛星４６に搭載されている機器を介して送信される。
【００３７】
同じグループの一部である、すなわち、多宛先情報を受信する予定の別の端末７２_１（図４）は、自発的には存在信号を送信しない。しかし、この端末は、制御ユニット５４から要求６４を受信した場合には存在信号６２_１を送信する。委任された端末７２から存在信号６２をもはや受信していないことに制御ユニット５４が気づいたときに、要求信号６４が送信される。この場合、制御ユニットは、別の代表（ｄｅｌｅｇａｔｅ）を指名する必要がある。制御ユニット５４は、存在信号６２_１を受信した場合、存在信号６２_１を送信した端末の１つを代表として選ぶ。そうでない場合、すなわちユニット５４が、端末が多宛先グループに属することを示す存在信号６２_１を受信しない場合、ユニットは、多宛先信号の送信の中断を命令する。
【００３８】
ＩＧＭＰ標準の従来の方法は、この種の衛星通信システムではうまく機能しないことに注意されたい。というのは、端末は、他の端末によって送信された存在信号６２を遅れずに検出することができない、あるいはまったく検出することすらできないためである。ＩＧＭＰでは、存在信号は、制御ユニットからの要求に応答して、ランダムな時間遅延で送信され、存在信号が１つの端末によって送信されたとき、他のすべての端末は、それを検出し、時間遅延を中断し、存在信号を送信しない。
【００３９】
衛星通信システムでのＩＧＭＰの使用に関する問題は、標準によれば、要求の受信と存在信号の送信の間の最大時間遅延が２０ミリ秒であるということから生じる。衛星送信システムでの信号伝搬時間のために、この時間遅延が短すぎて、存在信号を受信できない。さらに、各端末による送信の方向性の性質、および各端末によって送信された信号のコード化または変調は、変更なしに他の端末を受信することができないようになっている。
【００４０】
以下で説明するように、ＩＧＭＰ標準のプロトコルを使用する１つまたは複数の端末７０は、委任信号６０を受信し、存在信号６２を送信する通信端末７２、７２_１と関連付けられる。
【００４１】
通信端末７２は、複数のユーザ端末をネットワークに接続する。通信端末７２およびユーザ端末７０は、共にＩＧＭＰを使用するため、このプロトコルを使用して通信し、通信端末は定期的に要求７４を送信し、ユーザ端末７０はランダム遅延の後に存在信号７６の形の応答を送信する。このローカルプロトコルは、複数のユーザ端末が端末７２に接続されているときに使用される。
【００４２】
通信システムが様々な衛星ビームに対応する複数のエリアを含んでいる場合、多宛先グループの代表通信端末がビームごとに提供される。
【００４３】
移動通信システムの場合のように単一のユーザ端末が通信端末に関連付けられている場合、通信端末とユーザ端末は同一のものである。
【００４４】
上述したように、図２から図４を参照して説明した例は、グループ制御ユニット５４を中央局５０に収容できるように、衛星通信ネットワークオペレータがインターネットサービスプロバイダでもあるという状況に適している。図５および図６を参照して次に説明する例では、衛星通信システムオペレータは、インターネットサービスプロバイダではなく、ＩＳＰは、通信システムの外部にある。したがって、図５に示すように、インターネットサービスプロバイダ８０が衛星通信システムの基地局４０に接続されている。この状況では、制御ユニットは、接続局４０にある。
【００４５】
この方法は、図２から図４を参照して説明したものと同じである。委任信号６０は、接続局４０に取り付けられている制御ユニットから、委任された通信端末７２に送信され、委任された端末は、定期的に存在信号６２を送信する。
【００４６】
局４０およびインターネットサービスプロバイダの局８０の間の接続は、ＩＧＭＰ標準のプロトコルを使用した従来のものであり、定期的な要求８２が局８０から局４０に、レポートまたは存在信号が局４０から局８０に送信される。
【００４７】
図３および図６の矢印６２間の間隔、および矢印７４間の間隔を比較すると、信号６２を送信する頻度は、ＩＧＭＰで要求を送信する頻度より低いことがわかる。
【００４８】
それぞれ２０００メンバを備える５０００の多宛先グループを有する従来の通信システムの場合、「戻り」チャネル、すなわち端末から制御ユニットへのチャネルへの信号負荷（ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｌｏａｄ）は、約７０メガビット／秒である。本発明、および他のすべての同等のものでは、信号負荷を２０００という因数で割る。というのは、各グループの２０００のうちの１つの通信端末のみが存在信号を送信するためである。これによって、信号負荷が３５キロビット／秒まで減少し、例で説明したように、存在信号６２を送信する頻度がＩＧＭＰで指定されている頻度より低い場合は、信号負荷をさらに低減することができる。
【００４９】
通信システムが、たとえば６０ビームを備えるものの場合でもやはり、負荷にビーム数を掛ける必要がある。しかしこの状況でもやはり、信号負荷は、本発明を使用しないものより依然としてはるかに低い。
【００５０】
本発明は、通信方法およびシステムに限定されるものではない。システムの様々な構成要素、特に端末および制御ユニットにも関係する。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】 通信ネットワークを示す図である。
【図１ｂ】 通信ネットワークを示す図である。
【図２】 本発明を適用する通信ネットワークを示す図である。
【図３】 本発明の方法を示す図である。
【図４】 図３の図に類似の、本発明の方法の別の態様を示す図である。
【図５】 本発明を適用する別の通信ネットワークを示す図である。
【図６】 図３および図４に類似の、図５の通信システムに適用される本発明の方法を示す図である。

Claims (12)

1. インターネットエンジニアリングタスクフォース（ＩＥＴＦ）によって規定されたインターネットグループ管理プロトコル（ＩＧＭＰ）を使用して多宛先情報を端末からまたはサーバから複数の宛先に送信し、送信がインターネットプロトコル（ＩＰ）によって行われ、ルータなどの制御ユニットが、少なくとも１つの宛先の存在を検出するために提供される通信方法であって、１つの宛先、またはせいぜい限られた数の宛先（７２）が、グループの代表機能を割り当てられ、存在信号（６２）を前記制御ユニットに定期的に送信することと、前記制御ユニットが、所定の時間経過した時点で存在信号を検出していない場合、別の宛先が多宛先グループの代表として指名されることとを特徴とする方法。
2. 前記制御ユニット（５４）が、前記代表機能を宛先に割り当てることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記制御ユニットが、要求信号を送信した後で存在信号を受信していないことに気づいたときに、多宛先情報の送信を停止することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記グループの代表の宛先が、要求信号を受信せずに、たとえば１分程度の特定の周期で自発的に存在信号を送信することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 存在信号が送信される頻度が、ＩＧＭＰ標準で指定されている要求を送信する頻度より低いことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 各宛先が、前記通信ネットワークおよび少なくとも１つのユーザ端末（７０）への接続のための通信端末（７２）を有し、前記通信端末および前記ユーザ端末がＩＧＭＰによって通信することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 通信が、衛星通信システムを介して行われることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 衛星が、複数のビームを送信し、各ビームの少なくとも１つの宛先が１つのグループを代表することを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 中央制御局を含み、地球がいくつかのエリアに分割され、各エリアが関係する前記エリアの端末を他の通信ネットワークに接続する接続局を含み、前記制御ユニットが衛星送信システムの前記中央制御局、または接続局にある前記衛星送信システムを介して通信が行われることを特徴とする請求項７または８に記載の方法。
10. インターネットプロトコルを使用する通信システムの宛先通信端末であって、多宛先情報を受信するように構成され、多宛先情報の宛先グループを代表する機能をこの端末に割り当てる委任信号を受信する手段（７２）、および端末がこうしてグループの代表として指名されたときに存在信号（６２）を定期的に送信する手段を含み、存在信号を送信する頻度が、インターネットグループ管理プロトコルで指定されている要求信号を送信する頻度より低いことを特徴とする端末。
11. 前記端末が、多宛先グループの代表ではないが、前記グループの一員である場合、要求信号を受信したときに存在信号を送信する手段を含むことを特徴とする請求項１０に記載の端末。
12. 通信衛星を介して信号を受信するように構成されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の端末。

Images