JP3990168B2

JP3990168B2 - Mobile communication system and mobile terminal

Info

Publication number: JP3990168B2
Application number: JP2002057983A
Authority: JP
Inventors: 優貴森谷
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2022-03-04
Also published as: JP2003258826A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、一般にマルチキャスト通信の技術分野に関し、特に、マルチキャスト通信を行う移動通信システムおよび移動端末に関する。
【従来の技術】
【０００３】
マルチキャスト通信は、複数の移動端末に対して多くのファイルや動画像のデータを効率よく配信することができ、近年特に注目されている手法である。このようなマルチキャスト通信は、ＩＣＭＰ(Internet Control Message Protocol)，ＩＧＭＰ(Internet Group Management Protocol)等を含む広義のＩＰ(Internet Protocol)ネットワークでも利用可能である。ＩＧＭＰを用いたマルチキャスト・グループの管理手順は、ＩＥＴＦ(Internet Engineering Task Force)のＲＦＣ(Request For Comments)１１１２等に規定されている。
【０００４】
マルチキャスト通信では、特定の複数の移動端末だけにデータを送る。送信装置から配信される情報パケットは、マルチキャスト・ルータと呼ばれる装置を介して、有線または無線リンクを利用して移動端末に伝送される。ただし、送信装置は、移動端末の各々を個別に特定するのではなく、マルチキャスト・グループと呼ばれるあて先を指定する。マルチキャスト・グループは、例えば、２３０．１．２．３のようなアドレスで指定される。情報パケットの配信を希望する移動端末は、自己の所属するネットワークを担当するマルチキャスト・ルータに対して加入(join)要求を送信し、この加入要求は所望のマルチキャスト・グループにより指定される情報パケットの受信を要求することを示す。加入要求を受信したマルチキャスト・ルータは、その移動端末からの要求に応じるよう動作する、すなわち移動端末により指定されるマルチキャスト・グループ宛の情報パケットを受信して移動端末に配信する。送信装置がマルチキャスト・ルータを介して移動端末に接続されている場合において、送信装置が情報パケット（マルチキャスト・パケット）を供給すると、マルチキャスト・ルータは、受信した情報パケットの複製（コピー）を所望の数だけ作成し、配下の移動端末へまたは更なるマルチキャスト・ルータへそれを伝送する。ここで、「配下」とは、送信装置から見て下流側にあるものを示す。このように、配下に複数の伝送経路を有するマルチキャスト・ルータにおいて、情報パケットを必要な数だけコピーして各伝送経路に伝送するので、必要以上にトラヒックを増加させず、ネットワークの帯域を有効に利用することができる。配下が無線区間であれば、配下の移動端末が複数存在していたとしても一度に配信することができる。
【０００５】
移動端末が無線リンクを介してマルチキャスト・ルータと接続されている場合、その移動端末はネットワーク間を移動することが可能である。通信を継続しつつ移動端末がネットワーク間を移動するためには、ＲＦＣ２００２で規定されているモバイルＩＰ(Mobile IP)を利用して、現在のネットワークから移動先のネットワークに接続を変更する必要がある。モバイルＩＰは、移動端末が所属するホーム・ネットワーク以外の移動先ネットワーク（外部ネットワーク）においてもホーム・ネットワークのアドレスを用いた通信を可能にする技術である。この技術によれば、移動端末は、移動先ネットワークに入った際にネットワーク毎に定められる気付アドレスを取得し、この気付アドレスを移動端末のホーム・エージェントに通知する。ホーム・エージェントは、移動端末が固有に有するホーム・アドレスと、気付アドレスとの関係を管理する。その移動端末に情報パケットを配信する通信ノードは、ホーム・アドレスを利用してホーム・エージェントに情報パケットを配信する。次に、ホーム・エージェントは、気付アドレスを利用して、その受信した情報パケットを移動端末に転送する（カプセル化）。こうして、移動端末は、自己の位置するネットワークが変わっても、所望の情報パケットを受信することができる。なお、ホーム・エージェントを利用せずに、通信ノードが、移動端末の気付アドレスを把握し、送信する情報パケットを直接カプセル化し、移動端末に配信することも可能である。
【０００６】
このようなモバイルＩＰに基づく移動通信システムにおいて、移動端末がマルチキャストで配信される情報パケットを受信するいくつかの手法が、上述したＲＦＣ２００２で提案されている。その１つは、遠隔加入(Remote Subscription)と呼ばれる手法である。この手法は、移動端末が移動元ネットワークから移動先ネットワークに移動した後に、移動先のネットワークにおけるマルチキャスト・ルータに対して加入要求を送信し、そのマルチキャスト・ルータから移動端末に情報パケットを配信するようにするものである。この場合において、移動先のマルチキャスト・ルータが、移動端末の要求するマルチキャスト・グループ宛のパケットを既に受信し、配下の他の移動端末に配信している場合がある。このような場合は、移動する移動端末に対するマルチキャスト配信経路が既に作成されているので、その経路を利用して移動後も直ちに所望のパケットを受信することが可能になる。しかしながら、そのようなマルチキャスト配信経路が作成されていない場合も当然にあり得る。この場合は、移動先のマルチキャスト・ルータが、移動端末の要求するマルチキャスト・グループ宛のパケットを受信するようなマルチキャスト配信経路を新たに作成する必要がある。しかし、この手法では移動後に加入要求が行われるので、経路作成のための処理が迅速に行われなかった場合は、パケット・ロス（パケットの欠落）が発生してしまうという問題点がある。
【０００７】
また、移動元のネットワークにおいて移動した移動端末の他に、同じパケットを受信する他の移動端末が存在している場合は、移動前のマルチキャスト・ルータはその移動端末が移動した後も依然としてパケットを配信する必要がある。この場合は、引き続きその配信経路を利用してパケットを配信する。しかしながら、移動端末が移動したことに起因して、移動元のマルチキャスト・ルータがもはやパケットを配信する必要がなくなる場合もある。この場合は、移動した移動端末が要求していたマルチキャスト・グループ宛のパケットを受信することを中止して、そのマルチキャスト・グループから脱退する必要がある。しかし、移動端末は既に移動してしまっているので、脱退の処理を適切に行うことが困難になるという問題点がある。
【０００８】
これらの問題点に対して、移動端末が移動する前にマルチキャスト配信経路を確保する方式が提案されている。これは、ネットワーク毎に移動支援エージェント(MSA: Mobility Support Agent)を配置し、移動端末が移動する前に、移動先のＭＳＡに対して、移動先のネットワークにおけるマルチキャスト・グループへの加入を要求するパケットを送信し、ＭＳＡが移動先のマルチキャスト・ルータに対して加入要求を送信することにより行われる。この方式については、例えば、Jiang Wu(Department of Teleinformatics, Royal Institute of Technology, Stockholm)による文献“An IP Mobility Support Architecture for the 4GW Wireless Infrastructure”, Proceedings of the 1999 Personal Computing and Communication Workshop (PCC’99), “Seamless IP Multicast Receiver Mobility Support”, Internet-Draft, Jiang Wu, KTH/TI, April 2000等に記載されている。このような手法が良好に実現されるならば、移動端末は移動する前に移動先でのマルチキャスト配信経路を確保することができるので、移動後に即座に受信を行うことができ、移動にともなうパケット・ロス等の問題を克服することが可能になる。また、移動前のネットワークに関するＭＳＡに対して、移動後にマルチキャスト・グループからの脱退要求を送信し、無駄なマルチキャスト配信が行われないようにすることも可能になる。
【０００９】
しかしながら、上記の文献およびその他の報告例によれば、移動先でのマルチキャスト配信経路の確立を移動前に行うこと、および移動元におけるマルチキャスト・グループからの脱退を移動後に行うことをどのようにして実現するかについては不明である。このため、例えば、移動端末が移動先のネットワークに移動する時刻に対して、ＭＳＡに加入要求を送信する時刻が早すぎる場合には、移動先において無駄なパケットの配信時間が長くなるという問題が生じ得る。逆に、遅すぎる場合は、マルチキャスト経路が確立される前に移動が完了し、パケット・ロス等の問題が生じ得る。さらに、脱退要求の送信が早すぎる場合には、例えば、移動を撤回して戻ってきたような場合には、もはやマルチキャスト配信経路が失われているので迅速にパケットを受信することができなくなるという問題が生じ得る。逆に、遅すぎる場合は、移動元における無駄な情報配信の期間が長くなるという問題が生じ得る。
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本願第１の課題は、移動先でのマルチキャスト配信経路の確立を移動前に適切なタイミングで行う手法を提供することである。
【００１１】
本願第２の課題は、移動先元でマルチキャスト・グループからの脱退を移動後に適切なタイミングで行う手法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以下に説明する手段によって、上記課題が解決される。
【００１３】
本発明による第１の解決手段によれば、所定のマルチキャスト・グループ宛の情報信号を移動端末に配信する移動通信システムであって、前記情報信号を受信し、受信した情報信号の複製を配下の移動端末に配信することが可能な第１および第２マルチキャスト・ルータを有し、前記第１マルチキャスト・ルータを通じて移動端末により受信された信号の品質が所定の第１閾値に到達したことを、前記移動端末が少なくとも前記第２マルチキャスト・ルータに通知することによって、前記第２マルチキャスト・ルータに関するマルチキャスト経路を確立し、前記第１マルチキャスト・ルータを通じて移動端末により受信された信号の品質が、前記所定の第１閾値とは異なる所定の第２閾値に達したことに応答して、前記マルチキャスト経路を利用して前記情報信号を前記移動端末に配信する移動通信システムが提供される。
【００１４】
本発明による第２の解決手段によれば、所定のマルチキャスト・グループ宛の情報信号を移動端末に配信するためのマルチキャスト経路が、第１および第２マルチキャスト・ルータに関して確立されている移動通信システムであって、前記第２マルチキャスト・ルータを通じて移動端末により受信された信号の品質が所定の閾値に到達したことを、前記移動端末が前記第１マルチキャスト・ルータに通知し、前記第１マルチキャスト・ルータに関する前記所定のマルチキャスト・グループから前記移動端末を脱退させる移動通信システムが提供される。
【００１５】
本発明の一形態によれば、信号の品質に関する所定の第１閾値および第１閾値とは異なる所定の第２閾値という明瞭な判断基準に基づいているので、マルチキャスト・グループに対する加入および脱退を適切な時点で行うことが可能になる。
【００１６】
本発明の一形態によれば、第２マルチキャスト・ルータへの通知が、目下移動端末に対する情報信号を送信している第１マルチキャスト・ルータを介して行われるので、マルチキャスト・グループへの加入要求を第２マルチキャスト・ルータに確実に送付することができる。この加入要求を受けた第２マルチキャスト・ルータは、例えば、第１マルチキャスト・ルータへ情報信号を提供している送信装置に対して、その情報信号の配信を要求することができる。
【００１７】
本発明の一形態によれば、例えば、第２マルチキャスト・ルータへの通知が、マルチキャスト・グループへの加入要求または脱退要求が代理サーバに送付され、この代理サーバが第１または第２マルチキャスト・ルータにその旨通知することにより、加入または脱退を行うことができる。したがって、加入や脱退に関する信号の受信に関する処理を代理サーバが行うので、マルチキャスト・ルータが総ての処理を行うのではなく、機能の分散化を図ることが可能になる。さらに、加入や脱退に関する信号が、情報信号を受信する側から送信する側へ送信されるということは、マルチキャスト・グループに対する加入および脱退要求は受信側から行うものとするマルチキャスト通信の原則と軌を一にする。したがって、マルチキャストに関する他のプロトコルとの整合性も良好になる。
【００１８】
本発明の一形態によれば、モバイルＩＰにおけるハンドオフを良好に行うことが可能である。例えば、ハンドオフの際に、第１および第２マルチキャスト・ルータのどちらからでも前記所定のマルチキャスト・グループ宛の情報信号を受信可能なので、移動先における気付アドレスを取得するまでに長時間を要してしまってもパケット・ロスを発生させずに通信を継続することが可能である。
【００１９】
本発明の一形態によれば、所定の第１閾値に基づいて、ユニキャストによる情報配信から、マルチキャストによる情報配信に切り替わる。これにより、モバイルＩＰにおけるハンドオフを良好に行うことが可能である。
【００２０】
本発明の一形態によれば、所定の閾値に基づいて、マルチキャストによる情報配信から、ユニキャストによる情報配信に切り替わる。これにより、モバイルＩＰにおけるハンドオフを良好に終了することが可能である。
【発明の実施の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。各図において、同様の要素には同様の参照番号が付されている。
【００２２】
図１ないし図５は、本願第１実施例における移動端末の移動の各段階を表わす概念図である。図１は、本願第１実施例による移動通信システムの概念図を示す。この通信システムは、情報パケット（マルチキャスト・パケット）を送信する送信装置１０と、送信装置１０からの情報パケットを中継し、情報パケットを複製するマルチキャスト・ルータ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを含む。送信装置１０には、マルチキャスト・ルータ２０ａが接続され、このマルチキャスト・ルータ２０ａに、３つの分岐としてマルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが接続され、全体としてツリー状に形成されている。本実施例では、簡単のため、４つのマルチキャスト・ルータが接続されている例を示しているが、更に多くのマルチキャスト・ルータを利用して更に複雑なツリーを形成することも可能である。本実施例では、マルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃ，２０ｃは、無線基地局としての機能も有する。この機能を利用して、マルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃの管轄するネットワーク内には、それぞれ移動端末３０ａ，３０ｂが無線リンクを通じて接続されている。各マルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを中心として描かれている円は、各無線基地局の通信可能な領域を示し、灰色の円で示される領域では接続強度（信号品質）が所定の閾値以上になることを示す。さらに、マルチキャスト・ルータ／無線基地局２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、各自の担当するネットワークまたは領域を区別するための識別情報を含む広告(advertisement)パケットを無線送信している。移動端末は、この広告パケットに含まれる識別情報を受信することによって、信号品質（受信感度や送信電力により定められる。）や通信可能な無線基地局を知ることが可能になる。なお、信号品質については、広告パケットだけでなく他のパケット信号からでも知ることができる。送信装置１０は、例えば、パーソナル・コンピュータやワークステーション等の情報処理端末である。送信装置１０は、例えば、ソフトウエア、動画像等のファイル・データ、リアル・タイムに取得した動画等を情報パケットとしてマルチキャスト・ルータ２０ａに送信する。マルチキャスト・ルータ２０ａは、受信した情報パケットを必要な数だけコピーし、配下のマルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃにその複製物を送信する。マルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃの配下は無線区間なので、無線送信を一度行うことによって、配下の移動端末に情報パケットを配信することができる。移動端末３０ａ，３０ｂは、マルチキャスト移動端末であり、所望のマルチキャスト・グループ宛の情報パケットを受信することができるように、マルチキャスト・ルータ２０ｂまたは２０ｃマルチキャスト・グループへの加入要求を送信する。また、そのような情報パケットの受信が不要になった場合は、マルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃに対して脱退要求を送信する。
【００２３】
このような移動体通信システムにおいて、移動端末３０ａ，３０ｂが所定のマルチキャスト・グループＧ宛の情報パケットを受信することを考察する。マルチキャスト・グループＧは、例えば、２３０．１．２．３のようなアドレスで指定される。移動通信システムには当初何らのマルチキャスト配信経路も確立していないものとする。先ず、移動端末３０ａ，３０ｂは、自己の属するネットワークのマルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃに対して、マルチキャスト・グループＧ宛の情報パケットを受信するよう要求する。この加入要求を受けたマルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃは、マルチキャスト・ルータ２０ａに対して情報パケットの配信を要求し、必要な配信経路を作成する。その後、送信装置１０から、マルチキャスト・ルータ２０ａへマルチキャスト・グループＧ宛の情報パケットが送信されると、情報パケットを複製し、作成された配信経路を通じてマルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃに配信される。マルチキャスト・ルータ２０ｄへの配信経路は作成されていないので、マルチキャスト・ルータ２０ｄへは配信されない。このような情報パケットの配信の様子が、図中の実線の矢線で示されている。マルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃは、マルチキャスト・グループＧ宛の情報パケットを受信すると、配下の無線区間に情報パケットを送信する。その結果、配下の移動端末３０ａ，３０ｂは、所望の情報パケットを受信することができる。
【００２４】
次に、図中の破線の矢線で示されるように、移動端末３０ｂが、マルチキャスト・ルータ２０ｃ（無線基地局２０ｃ）の領域からマルチキャスト・ルータ２０ｄ（無線基地局２０ｄ）の領域へ移動することを考察する。上述したように、移動端末３０ｂが無線基地局２０ｃの灰色で示される領域内に位置する場合は、移動端末３０ｂの通信に関する信号品質は所定の閾値以上である。したがって、移動端末３０ｂが、無線基地局２０ｃ以外の無線基地局２０ｂや２０ｄから広告パケットを受信したとしても、それらは無視される。
【００２５】
図２は、移動端末３０ｂの無線基地局２０ｄ側への移動が進み、通信の信号品質が、無線基地局２０ｃとの通信に関する所定の閾値を下回るものの、無線基地局２０ｃからの信号品質は、無線基地局２０ｄからのものより高い場合の様子を示す。この場合において、移動端末３０ｂが無線基地局２０ｄから広告パケットを受信すると、移動端末３０ｂは、移動先の候補が無線基地局２０ｄ（マルチキャスト・ルータ２０ｄ）であることを知る。そこで、無線基地局２０ｃを通じて受信した信号品質が、所定の閾値を下回ったことを契機として、マルチキャスト・ルータ２０ａからマルチキャスト・ルータ２０ｄへの配信経路を確立させる。このため、移動端末３０ｂは、マルチキャスト・グループＧへの加入要求を行うべきことを、無線基地局２０ｃ（マルチキャスト・ルータ２０ｃ）およびマルチキャスト・ルータ２０ａを通じて、移動先候補のマルチキャスト・ルータ２０ｄに通知する（図中の太い矢線）。ところで、マルチキャスト通信では、マルチキャスト・グループへの加入要求は、受信側（下流の側）から行われる必要がある。したがって、マルチキャスト・ルータ２０ａから２０ｄへの配信経路を確立するには、マルチキャスト・ルータ２０ｄがその旨をマルチキャスト・ルータ２０ａに要求しなければならない。これを行うため、移動端末３０ｂは、加入要求をカプセル化して無線基地局２０ｃへ送信し、マルチキャスト・ルータ２０ａで転送させ、マルチキャスト・ルータ２０ｄに配信経路を確立する必要のあることを知らせる。あるいは、このようなカプセル化を行う代わりに、マルチキャスト・ルータ２０ｄに通知すべき内容を特殊メッセージとして伝送することも可能である。いずれにせよ、そのような通知を受けたマルチキャスト・ルータ２０ｄは、マルチキャスト２０ａに対してマルチキャスト・グループＧ宛の情報パケットを配信するよう要求し、配信経路が確立される。その結果、送信装置１０からのマルチキャスト・グループＧ宛の情報パケットは、マルチキャスト・ルータ２０ａを介して、マルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃに加えて２０ｄにも配信される。この場合において、移動端末３０ｂはマルチキャスト・ルータ２０ｃからのパケットを受信している。
【００２６】
図３は、移動端末３０ｂの無線基地局２０ｄ側への移動が更に進み、無線基地局２０ｃからの信号品質が、無線基地局２０ｄからの信号品質より低くなり、無線基地局との接続強度の関係が逆転した場合の様子を示す。一般に、無線基地局２０ｃおよび２０ｄからの信号の品質の高低の関係が逆転するのは、無線基地局２０ｃまたは２０ｄとの通信に関する所定の閾値より低い値において生じる。この段階において、移動端末３０ｂは、無線接続の基地局を、無線基地局２０ｃから無線基地局２０ｄに切り替え、マルチキャスト・ルータ２０ｄからの情報パケットを受信する。この時点でも、送信装置１０からのマルチキャスト・グループＧ宛の情報パケットは、マルチキャスト・ルータ２０ａを介して、マルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃに加えて２０ｄにも配信されており、マルチキャスト・ルータ２０ｃに関する配信経路が維持される。なぜなら、無線基地局２０ｄからの信号品質が、無線基地局２０ｃからの信号品質より高くなったとはいえ、その信号品質は無線基地局２０ｄに関する所定の閾値より低く、充分に安定して通信を行うに至っていないからである。すなわち、移動端末３０ｂが再び無線基地局２０ｃの領域へ戻ることもあり得る。この場合において、移動元の無線基地局２０ｃに関する配信経路が維持されていなかったならば、改めて配信経路を確保する必要が生じてしまう。本実施例のように、信号品質が充分でない間は、マルチキャスト・ルータ２０ｃおよび２０ｄの両者に情報パケットを配信しておくことにより、そのような問題に効果的に対処することができる。このような複数のマルチキャスト・ルータに情報パケットを供給できるのは、マルチキャスト通信特有の性質に起因する。
【００２７】
図４は、移動端末３０ｂの無線基地局２０ｄ側への移動が更に進み、無線基地局２０ｄからの信号品質が、所定の閾値より高くなった場合の様子を示す。所定の閾値より高い領域は、図中の無線基地局２０ｄ周囲の灰色の領域として示されている。この段階になると、移動端末３０ｂは、無線基地局２０ｄと安定して通信を行うことが可能である。そこで、移動元のマルチキャスト・ルータ２０ｃに脱退要求を行うべきことを通知する。この通知についても上述した加入要求の場合と同様に、下流の側から要求しなければならならないので、マルチキャスト・ルータ２０ｃが自らマルチキャスト・ルータ２０ａに要求しなければならない。これを行わせるために、移動端末３０ｂは、無線基地局２０ｄおよびマルチキャスト・ルータ２０ａを介して通知を行う。この通知も、カプセル化を利用して行ってもよいし、カプセル化を要しない特殊メッセージとして実行してもよい。いずれにせよ、マルチキャスト・グループからの脱退要求の通知を受けたマルチキャスト・ルータ２０ｃは、マルチキャスト・グループＧ宛の情報パケットを配下の他の移動端末に配信する必要のないことを確認した上で、マルチキャスト・ルータ２０ａに対して配信の停止を要求する。
【００２８】
図５は、移動端末３０ｂの無線基地局２０ｄ側への移動が完了した様子を示す。送信装置１０からのマルチキャスト・グループＧ宛の情報パケットは、マルチキャスト・ルータ２０ａを介して、マルチキャスト・ルータ２０ｂおよび２０ｄに配信され、移動元のマルチキャスト・ルータ２０ｃには配信されていない。
【００２９】
図６は、本願第２実施例による移動通信システムの概念図を示す。この実施例では、マルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの配下に、無線基地局４０ｂ，４０ｃ，４０ｄが設けられ、更に、各マルチキャスト・ルータに対して代理サーバ５０ｂ，５０ｃ，５０ｄが設けられている。これらの代理サーバは、マルチキャスト・グループに対する加入要求および脱退要求を受信し、マルチキャスト・ルータに通知する機能を有する。
【００３０】
上述の図２に関して説明したように、移動端末３０ｂは、マルチキャスト・グループＧの加入要求を行うべきことを、無線基地局２０ｃ（マルチキャスト・ルータ２０ｃ）およびマルチキャスト・ルータ２０ａを通じて、移動先候補のマルチキャスト・ルータ２０ｄに通知した（図中の太い矢線）。この目的は、マルチキャスト・ルータ２０ｄが、マルチキャスト・ルータ２０ａに配信経路の確立を要求するようにするためであった。マルチキャスト・ルータ２０ｄに通知を行う際に、本実施例によれば、移動端末３０ｂは、加入要求を移動先の無線基地局４０ｄを通じて移動先の代理サーバ５０ｄに送信する。代理サーバ５０ｄはその旨をマルチキャスト・ルータ２０ｄに知らせる。その後は、マルチキャスト・ルータ２０ｄがマルチキャスト・ルータ２０ａに対して情報パケットの配信を要求し、配信経路を確立する。また、移動端末３０ｂの移動が完了し、移動元のマルチキャスト・ルータ２０ｃに脱退要求を送信する場合も、代理サーバを用いて行われる。すなわち、無線基地局４０ｄのネットワーク内に位置する移動端末３０ｂが、移動元の無線基地局４０ｃを通じて代理サーバ５０ｃにマルチキャスト・グループからの脱退要求を送信する。代理サーバ５０ｃは脱退要求をマルチキャスト・ルータ２０ｃに伝送し、移動元のネットワークにおけるマルチキャスト・グループＧ宛の情報パケットの配信を停止させる。このように、代理サーバを利用すると、加入要求および脱退要求の受信に関する処理負担をマルチキャスト・ルータから分散させることができる。さらに、代理サーバを利用すると、加入要求および脱退要求が常に下流の側から行われるとするマルチキャスト通信の原則に忠実に従うことが可能になる。すなわち、移動端末３０ｂからの加入（または脱退要求）が、上流のマルチキャスト・ルータ２０ａを経由することなしに、下流側からマルチキャスト・ルータ２０ｄ（または２０ｃ）に到達し、マルチキャスト・ルータ２０ｄ（または２０ｃ）からマルチキャスト・ルータ２０ａに加入要求（または脱退要求）がなされる。このようなマルチキャスト通信の原則に忠実な動作は、マルチキャスト通信に関する他のプロトコルとの整合性も良好になるという利点をもたらす。
【００３１】
図７ないし図１１は、本願第３実施例における移動端末の移動の各段階を表わす概念図である。この実施例は、本発明をモバイルＩＰのハンドオフ制御に適用したものである。図７は、本願第３実施例による移動通信システムの概念図を示す。この移動通信システムは、インターネットのような広域または公衆のネットワーク１００と、ネットワーク１００に接続され、サブ・ネットワークを形成する無線基地局３００および４００を有する。本実施例では、簡単のため、２つの無線基地局のみが接続されているが、更に多くの複雑なネットワークを形成することも可能である。従来の移動通信システムとは異なり、本願実施例では、無線基地局３００および４００がマルチキャスト・ルータとしての機能も備えている。マルチキャスト・ルータ３００，４００は無線基地局としても機能する。移動端末２１０は、無線リンクを介して、これらの無線基地局３００，４００に接続される。ネットワーク１００には、移動端末２１０のホーム・アドレスおよび気付アドレスを管理するホーム・エージェント２００が結合されている。さらに、ネットワーク１００には、移動端末２１０に情報パケットを配信する通信ノード５００が接続されている。通信ノード５００は、第１および第２実施例における送信装置１０に相当する。各無線基地局３００，４００を中心として描かれている円は、無線基地局の通信可能な領域を示し、灰色の円で示される領域では接続強度（信号品質）が所定の閾値以上になることを示す。さらに、マルチキャスト・ルータ／無線基地局３００，４００は、各自の担当するネットワークを区別するための識別情報を含む広告パケットを無線送信している。移動端末は、この広告パケットに含まれる識別情報を受信することによって、信号品質や通信可能な無線基地局を知ることが可能になる。これらの点は、第１および第２実施例の場合と同様である。
【００３２】
まず、この種の移動通信システムにおける従来の動作を説明する。移動端末がホーム・アドレス２０．０．０．１を有し、無線基地局３００のネットワーク内に当初存在し、このネットワークで気付アドレス３０．０．０．１を取得していると仮定する。所望の情報パケットを通信ノード５００から移動端末２１０に配信することを考察する。先ず、通信ノード５００は、移動端末２１０のホーム・アドレスを指定して、ホーム・エージェント２００に情報パケットを配信する。ホーム・エージェント２００は、移動端末２１０のホーム・アドレスに対応する気付アドレスを利用して、通信ノード５００からの情報パケットを無線基地局３００を通じて移動端末に転送する。すなわち、移動端末２１０の気付アドレス３０．０．０．１宛の情報パケットにカプセル化して情報パケットを送信し、無線基地局３００の配下に存在する移動端末２１０が受信できるようにする。
【００３３】
移動端末２１０が無線基地局４００のネットワークに移動すると、このネットワークにおける気付アドレス（例えば、４０．０．０．１）を取得する。新たに取得した気付アドレスに関する情報パケットは、ホーム・エージェント２００にも通知される。この場合における通信ノード５００からの情報パケットは、ホーム・エージェント２００において新たな気付アドレス４０．０．０．１を利用してカプセル化され、無線基地局４００の配下の移動端末２１０に配信されることが可能である。このように、モバイルＩＰを利用した移動通信システムでは、移動元および移動先のネットワーク各々に関する気付アドレスを適宜切り替える必要がある。ネットワーク間の移動に伴う気付アドレスの取得時間や切替時間に起因して、パケット・ロスが発生し得るという問題点がある。
【００３４】
次に、本発明の本願第３実施例による動作を説明する。移動端末がホーム・アドレス２０．０．０．１を有し、無線基地局３００のネットワーク内に当初存在し、このネットワークで気付アドレス３０．０．０．１を取得していることは先の説明と同様である。先に述べたように、従来の移動通信システムとは異なり、本願実施例では、無線基地局３００および４００がマルチキャスト・ルータとしての機能も備えている。移動端末２１０が無線基地局３００のネットワークから無線基地局４００のネットワークへ移動することを考察する。無線基地局３００との通信の信号品質が所定の閾値より高い領域内に移動端末２１０が存在する場合は、移動端末２１０が無線基地局４００から広告パケットを受信したとしてもそれを無視する。
【００３５】
図８は、移動端末２１０の無線基地局３００側への移動が更に進み、通信の信号品質が、無線基地局３００との通信に関する所定の閾値を下回るものの、無線基地局３００からの信号品質は、無線基地局４００からの信号品質より高い場合の様子を示す。この時点において、移動端末２１０は、マルチキャスト・ルータ４００から広告パケットを受信することにより、無線基地局３００の領域以外の無線基地局４００の領域に移動する可能性のあることを知る。そして、移動端末２１０は、マルチキャスト・ルータ３００に対して、自身のみが加入するマルチキャスト・グループＧの加入要求を行う。（図７に関して説明した通信ノード５００からホーム・エージェント２００を介して移動端末２１０への通信は、マルチキャスト通信ではなく、移動端末のあて先を個別に指定して行う通信であったことに留意を要する。）マルチキャスト・グループＧは、例えば２２６．２０．１．１のようなアドレスにより指定され、他に使用されていないマルチキャスト・グループ・アドレスであれば、任意のアドレスを使用することができる。加入要求に応答して、ホーム・エージェント２００は、未使用の適切なアドレスをマルチキャスト・グループ・アドレスＧとして登録する。これにより、ホーム・エージェント２００は、移動端末２１０のホーム・アドレス宛の情報パケットを、マルチキャスト・グループ・アドレスＧとしてカプセル化して送信する。すなわち、マルチキャスト・グループ・アドレスＧを移動端末２１０に関する気付アドレスとして使用する。さらに、本実施例では、マルチキャスト・ルータ４００がそのマルチキャスト・グループ・アドレスＧ宛の情報パケットを受信するような配信経路を確立させる。これを行うために、移動端末２１０は、目下通信を行っている無線基地局３００を経由して無線基地局４００に加入要求を通知する（図中の太い矢線）。この通知を受けたマルチキャスト・ルータ４００は、以後、マルチキャスト・グループ・アドレスＧ宛の情報パケットを受信する。こうして、通信ノード５００から移動端末２１０のホーム・アドレス宛に送信された情報パケットは、ホーム・エージェント２００でマルチキャスト・グループ・アドレス宛の情報パケットにカプセル化され、マルチキャスト・ルータ３００および４００の両者に配信される。この段階では、移動端末２１０への実際の情報パケットの配信は、マルチキャスト・ルータ３００の側から行われている。
【００３６】
図９は、移動端末２１０の無線基地局４００側への移動が更に進み、無線基地局３００からの信号品質が、無線基地局４００からの信号品質より低くなった場合の様子を示す。この段階において、移動端末２１０は、無線基地局４００に関する気付アドレス（例えば４０．０．０．１）を取得する。そして、無線接続の基地局を、無線基地局３００から無線基地局４００に切り替え、マルチキャスト・ルータ４００からの情報パケットを受信する。なお、この時点でマルチキャスト・ルータ３００に関する脱退要求を直ちに行わないのは、無線基地局４００からの信号品質が、無線基地局３００からの信号品質より高くなったとはいえ、その信号品質は無線基地局４００に関する所定の閾値より低く、充分に安定して通信を行うに至っていないからである。この点は、図３に関連して説明したのと同様である。
【００３７】
図１０は、移動端末２１０の無線基地局４００側への移動が更に進み、無線基地局４００からの信号品質が、所定の閾値より高くなった場合の様子を示す。所定の閾値より高い領域は、図中の無線基地局２０ｄ周囲の灰色の領域として示されている。この段階では、移動端末２１０は、新たな気付アドレス４０．０．０．１を利用して、無線基地局４００と安定して通信を行うことが可能である。そこで、移動元のマルチキャスト・ルータ３００に脱退要求を行うべきことを通知する。図４で説明した脱退要求の場合と同様に、移動端末２１０は、無線基地局４００を介して通知を行う。さらに、ホーム・エージェント２００に対しては、以後の通信は、マルチキャスト・グループ・アドレスＧではなく、新たな気付アドレス４０．０．０．１で行うことを通知し、ホーム・エージェント２００は新たな気付アドレスを登録する。
【００３８】
図１１は、移動端末２１０の無線基地局４００側への移動が完了した様子を示す。通信ノード５００からの情報パケットは、ホーム・エージェント２００を介して、無線基地局４００に配信され、移動元には配信されていない。
【００３９】
第３実施例によれば、ユニキャストで情報パケットを受信している移動端末がネットワーク間を移動する際に、移動に先立って、「移動端末の受信した信号の品質が所定の閾値を下回ったこと」を契機として、情報パケットをマルチキャスト信号として配信することを各無線基地局に要求する。これにより、移動元および移動先のマルチキャスト・ルータの両者がマルチキャスト・グループ宛の情報パケットを受信するようになり、気付アドレスをネットワーク間で使い分けることなく移動端末に情報パケットを配信することが可能になる。このため、ネットワーク間の移動に伴う気付アドレスの取得時間や切替時間に起因して、パケット・ロスが発生し得るという問題点を克服することができる。更に、「移動先での信号の品質が所定の閾値を上回ったこと」を契機として、マルチキャストによる情報配信からユニキャストによる当初の情報配信の形態に戻ることができる。なお、本実施例では、通信ノード５００からの情報パケットがホーム・エージェント２００を通じて移動端末２１０に配信されていた。しかしながら、ホーム・エージェント２００の役割を通信ノード５００が行うことも可能である。この場合は、移動端末２１０のアドレス管理やカプセル化等の処理を通信ノード５００が行う必要がある。
【００４０】
以上の各実施例によれば、移動端末がネットワーク間を移動する際に、移動に先立って、「移動端末の受信した信号の品質が所定の第１閾値を下回ったこと」（灰色の領域外に移動したこと）を契機として、移動元のマルチキャスト・ルータに加えて、移動先のマルチキャスト・ルータもマルチキャスト・グループ宛の情報パケットを受信するようにする。これにより、移動の可能性が生じた適切なタイミングで、マルチキャスト配信経路を確立することができる。さらに、「第１マルチキャスト・ルータからの信号の品質が、前記所定の第１閾値とは異なる所定の第２閾値に達した」場合に、例えば移動元および移動先マルチキャスト・ルータからの信号の品質の高低が逆転した時点で、新たに作成した移動先のマルチキャスト・ルータから情報パケットを受信するようにする。この時点で情報パケットの入手先を切り替えると、良好な品質の情報パケットを取得し続けることが可能になる。マルチキャスト・グループから脱退する場合についても、「移動端末の受信する信号の品質が所定の第３閾値を上回ったこと」（灰色の領域内に移動したこと）を契機として、移動元のマルチキャスト・ルータに関するマルチキャスト・グループからの脱退の処理が行われる。これにより、移動先のネットワークで安定して通信の行われることが明確になった時点で脱退の処理を行うことが可能になる。また、所定の第３閾値を上回らない間は、移動元のマルチキャスト配信経路が維持される。すなわち、移動元および移動先の両者のマルチキャスト配信経路が維持される。したがって、移動端末が移動先候補へ完全に移動せずに、移動元へ引き返してきた場合でも迅速に情報パケットを受信することができる。なお、上記の第１閾値は第２閾値より高く、第３閾値も第２閾値より高く、第１および第３閾値は同一であっても異なっていてもよい。
【発明の効果】
【００４１】
以上のように本発明によれば、移動先でのマルチキャスト配信経路の確立を移動前に適切なタイミングで行うことが可能になる。また、移動先元でマルチキャスト・グループからの脱退を移動後に適切なタイミングで行うことも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本願第１実施例による移動通信システムの概念図を示す。
【図２】図２は、図１の移動通信システムにおけるネットワーク間の移動の様子を表わす概念図を示す。
【図３】図３は、図２の次の段階を表わす概念図を示す。
【図４】図４は、図３の次の段階を表わす概念図を示す。
【図５】図５は、ネットワーク間の移動が完了した様子を表わす概念図を示す。
【図６】図６は、本願第２実施例による移動通信システムの概念図を示す。
【図７】図７は、本願第３実施例による移動通信システムの概念図を示す。
【図８】図８は、図７の移動通信システムにおけるネットワーク間の移動の様子を表わす概念図を示す。
【図９】図９は、図８の次の段階を表わす概念図を示す。
【図１０】図１０は、図９の次の段階を表わす概念図を示す。
【図１１】図１１は、ネットワーク間の移動が完了した様子を表わす概念図を示す。
【符号の説明】
１０送信装置
２０ａマルチキャスト・ルータ
２０ｂ，２０ｃ，２０ｄマルチキャスト・ルータ／無線基地局
３０ａ，３０ｂ移動端末
４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ無線基地局
５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ代理サーバ
１００公衆ネットワーク
２００ホーム・エージェント
２１０移動端末
３００，４００マルチキャスト・ルータ／無線基地局
５００通信ノード[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
[0002]
The present invention generally relates to the technical field of multicast communication, and more particularly to a mobile communication system and a mobile terminal that perform multicast communication.
[Prior art]
[0003]
Multicast communication can efficiently distribute many files and moving image data to a plurality of mobile terminals, and is a technique that has attracted particular attention in recent years. Such multicast communication can be used in a broad IP (Internet Protocol) network including ICMP (Internet Control Message Protocol), IGMP (Internet Group Management Protocol), and the like. A multicast group management procedure using IGMP is defined in RFC (Request For Comments) 1112 of IETF (Internet Engineering Task Force).
[0004]
In multicast communication, data is sent only to a specific plurality of mobile terminals. An information packet distributed from a transmission device is transmitted to a mobile terminal using a wired or wireless link via a device called a multicast router. However, the transmission apparatus does not specify each mobile terminal individually, but specifies a destination called a multicast group. The multicast group is specified by an address such as 230.1.2.2.3, for example. A mobile terminal desiring to distribute an information packet sends a join request to the multicast router in charge of the network to which it belongs, and this join request is sent to the information packet specified by the desired multicast group. Indicates that reception is requested. The multicast router that has received the join request operates to respond to the request from the mobile terminal, that is, receives the information packet addressed to the multicast group designated by the mobile terminal and distributes it to the mobile terminal. When the transmitting device is connected to a mobile terminal via a multicast router, when the transmitting device supplies an information packet (multicast packet), the multicast router makes a desired copy (copy) of the received information packet. Create as many as you like and transmit it to subordinate mobile terminals or to further multicast routers. Here, “subordinate” indicates that which is on the downstream side when viewed from the transmission device. In this way, in a multicast router that has multiple transmission paths under its control, the necessary number of information packets are copied and transmitted to each transmission path, effectively increasing the network bandwidth without increasing traffic more than necessary. Can be used. If the subordinate is a wireless section, even if there are a plurality of subordinate mobile terminals, it can be delivered at once.
[0005]
When a mobile terminal is connected to a multicast router via a wireless link, the mobile terminal can move between networks. In order for a mobile terminal to move between networks while continuing communication, it is necessary to change the connection from the current network to the destination network using mobile IP (Mobile IP) defined in RFC2002. . Mobile IP is a technology that enables communication using a home network address even in a destination network (external network) other than the home network to which the mobile terminal belongs. According to this technique, when a mobile terminal enters a destination network, the mobile terminal acquires a care-of address determined for each network, and notifies the care-of address to the home agent of the mobile terminal. The home agent manages the relationship between the home address inherently possessed by the mobile terminal and the care-of address. The communication node that distributes the information packet to the mobile terminal uses the home address to distribute the information packet to the home agent. Next, the home agent uses the care-of address to transfer the received information packet to the mobile terminal (encapsulation). In this manner, the mobile terminal can receive a desired information packet even if the network in which the mobile terminal is located changes. Instead of using the home agent, the communication node can grasp the care-of address of the mobile terminal, directly encapsulate the information packet to be transmitted, and distribute it to the mobile terminal.
[0006]
In such a mobile communication system based on Mobile IP, several methods for receiving information packets distributed by a mobile terminal by multicast are proposed in the above-described RFC2002. One of them is a technique called remote subscription. In this method, after a mobile terminal moves from a source network to a destination network, a join request is transmitted to a multicast router in the destination network, and an information packet is distributed from the multicast router to the mobile terminal. It is to make. In this case, the destination multicast router may already receive a packet addressed to the multicast group requested by the mobile terminal and distribute it to other mobile terminals under its control. In such a case, since a multicast distribution route for the moving mobile terminal has already been created, it is possible to receive a desired packet immediately after moving using the route. However, there are naturally cases where such a multicast distribution route is not created. In this case, it is necessary to create a new multicast distribution route so that the destination multicast router receives a packet addressed to the multicast group requested by the mobile terminal. However, in this method, since a join request is made after movement, there is a problem that a packet loss (packet loss) occurs if processing for route creation is not performed quickly.
[0007]
In addition, when there is another mobile terminal that receives the same packet in addition to the mobile terminal that has moved in the source network, the multicast router before the movement will still receive the packet after the mobile terminal has moved. Need to be delivered. In this case, the packet is continuously distributed using the distribution route. However, due to the movement of the mobile terminal, the source multicast router may no longer need to deliver the packet. In this case, it is necessary to withdraw from the multicast group by stopping receiving the packet addressed to the multicast group requested by the mobile terminal that has moved. However, since the mobile terminal has already moved, there is a problem that it is difficult to appropriately perform the withdrawal process.
[0008]
In order to solve these problems, a method for securing a multicast distribution route before a mobile terminal moves has been proposed. This is because a mobility support agent (MSA) is arranged for each network, and before the mobile terminal moves, the destination MSA is requested to join a multicast group in the destination network. This is done by sending a packet and the MSA sending a join request to the destination multicast router. For example, Jang Wu (Department of Teleinformatics, Royal Institute of Technology, Stockholm), “An IP Mobility Support Architecture for the 4GW Wireless Infrastructure”, Proceedings of the 1999 Personal Computing and Communication Workshop (PCC'99) , “Seamless IP Multicast Receiver Mobility Support”, Internet-Draft, Jiang Wu, KTH / TI, April 2000, and the like. If such a technique is well realized, the mobile terminal can secure a multicast distribution route at the destination before moving, so that it can receive immediately after moving, and the packet accompanying the movement・ It becomes possible to overcome problems such as loss. In addition, it is possible to send a withdrawal request from the multicast group to the MSA related to the network before moving so that unnecessary multicast distribution is not performed.
[0009]
However, according to the above-mentioned document and other report examples, how to establish a multicast distribution route at the destination before moving and how to leave the multicast group at the source after moving. It is unclear whether it will be realized. For this reason, for example, when the time at which the mobile terminal moves to the destination network is too early to send the subscription request to the MSA, there is a problem that the delivery time of useless packets at the destination becomes long. Can occur. Conversely, if it is too slow, the movement is completed before the multicast path is established, and problems such as packet loss may occur. In addition, if the withdrawal request is transmitted too early, for example, if the movement is withdrawn and returned, the multicast delivery route is lost and the packet cannot be received quickly. Problems can arise. On the other hand, if it is too late, there may be a problem that the period of useless information distribution at the movement source becomes long.
[Problems to be solved by the invention]
[0010]
The first problem of the present application is to provide a technique for establishing a multicast distribution path at a destination at an appropriate timing before the movement.
[0011]
A second problem of the present application is to provide a technique for performing withdrawal from a multicast group at a destination at an appropriate timing after movement.
[Means for Solving the Problems]
[0012]
The above-mentioned problem is solved by the means described below.
[0013]
According to a first solving means of the present invention, there is provided a mobile communication system for distributing an information signal addressed to a predetermined multicast group to a mobile terminal, wherein the information signal is received and a copy of the received information signal is subordinate to the mobile communication system. The first and second multicast routers that can be distributed to the mobile terminal, and the quality of the signal received by the mobile terminal through the first multicast router has reached a predetermined first threshold, The mobile terminal establishes a multicast route for the second multicast router by notifying at least the second multicast router, and the quality of the signal received by the mobile terminal through the first multicast router is the predetermined In response to reaching a predetermined second threshold different from the first threshold, the multicast route is Mobile communication system for distributing the information signal to the mobile terminal is provided by use.
[0014]
According to the second solving means of the present invention, in a mobile communication system in which a multicast path for distributing an information signal addressed to a predetermined multicast group to a mobile terminal is established with respect to the first and second multicast routers. The mobile terminal notifies the first multicast router that the quality of the signal received by the mobile terminal through the second multicast router has reached a predetermined threshold, and A mobile communication system is provided for withdrawing the mobile terminal from the predetermined multicast group.
[0015]
One aspect of the present invention According to the present invention, it is based on a clear criterion of a predetermined first threshold and a predetermined second threshold different from the first threshold regarding the signal quality, so that the multicast group joins and leaves at an appropriate time Is possible.
[0016]
One aspect of the present invention Since the notification to the second multicast router is made via the first multicast router that is currently transmitting the information signal to the mobile terminal, the request for joining the multicast group is sent to the second multicast router. Can be securely sent to. The second multicast router that has received the join request can request the transmission of the information signal to the transmission device that provides the information signal to the first multicast router, for example.
[0017]
One aspect of the present invention For example, a notification to the second multicast router is sent, a request to join or leave a multicast group is sent to the proxy server, and this proxy server notifies the first or second multicast router to that effect. Thus, it is possible to join or leave. Therefore, since the proxy server performs processing related to reception of signals related to joining and withdrawal, the multicast router does not perform all processing, but can distribute functions. Furthermore, the fact that a signal related to joining or withdrawal is transmitted from the receiving side to the sending side of the information signal is consistent with the principle of multicast communication in which joining and leaving requests for a multicast group are made from the receiving side. . Therefore, consistency with other protocols related to multicast is also improved.
[0018]
One aspect of the present invention According to the above, it is possible to perform handoff in mobile IP satisfactorily. For example, at the time of handoff, since the information signal addressed to the predetermined multicast group can be received from either the first or second multicast router, it takes a long time to obtain the care-of address at the destination. Even if this happens, communication can be continued without causing packet loss.
[0019]
One aspect of the present invention According to this, based on the predetermined first threshold, the information distribution by unicast is switched to the information distribution by multicast. Thereby, it is possible to perform the handoff in the mobile IP satisfactorily.
[0020]
One aspect of the present invention According to the above, based on a predetermined threshold, information distribution by multicast is switched to information distribution by unicast. Thereby, it is possible to end the handoff in the mobile IP satisfactorily.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0021]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure, like elements are given like reference numerals.
[0022]
1 to 5 are conceptual diagrams showing each stage of movement of a mobile terminal in the first embodiment of the present application. FIG. 1 is a conceptual diagram of a mobile communication system according to the first embodiment of the present application. This communication system includes a transmitting device 10 that transmits information packets (multicast packets), and multicast routers 20a, 20b, 20c, and 20d that relay information packets from the transmitting device 10 and duplicate information packets. A multicast router 20a is connected to the transmission device 10, and multicast routers 20b, 20c, and 20d are connected to the multicast router 20a as three branches, and are formed in a tree shape as a whole. In the present embodiment, for simplicity, an example in which four multicast routers are connected is shown, but a more complex tree can be formed by using more multicast routers. In this embodiment, the multicast routers 20b, 20c, 20c also have a function as a radio base station. Using this function, mobile terminals 30a and 30b are connected through wireless links in networks managed by the multicast routers 20b and 20c, respectively. A circle drawn around each multicast router 20b, 20c, 20d indicates an area where each radio base station can communicate. In the area indicated by a gray circle, the connection strength (signal quality) is equal to or higher than a predetermined threshold. Show that. Furthermore, the multicast router / radio base stations 20b, 20c, and 20d wirelessly transmit advertisement packets including identification information for distinguishing the networks or areas that they are responsible for. By receiving the identification information included in the advertisement packet, the mobile terminal can know the signal quality (determined by the reception sensitivity and transmission power) and the communicable radio base station. The signal quality can be known not only from the advertisement packet but also from other packet signals. The transmission device 10 is an information processing terminal such as a personal computer or a workstation. The transmission device 10 transmits, for example, software, file data such as moving images, moving images acquired in real time, and the like as information packets to the multicast router 20a. The multicast router 20a copies a necessary number of received information packets, and transmits the duplicate to the subordinate multicast routers 20b and 20c. Since the subordinates of the multicast routers 20b and 20c are wireless sections, the information packet can be distributed to the subordinate mobile terminals by performing wireless transmission once. The mobile terminals 30a and 30b are multicast mobile terminals and transmit a request to join the multicast router 20b or 20c multicast group so that information packets addressed to a desired multicast group can be received. Further, when it becomes unnecessary to receive such an information packet, a withdrawal request is transmitted to the multicast routers 20b and 20c.
[0023]
Consider that in such a mobile communication system, mobile terminals 30a and 30b receive information packets addressed to a predetermined multicast group G. The multicast group G is specified by an address such as 230.1.2.2.3, for example. It is assumed that no multicast distribution route is initially established in the mobile communication system. First, the mobile terminals 30a and 30b request the multicast routers 20b and 20c of the network to which they belong to receive information packets addressed to the multicast group G. The multicast routers 20b and 20c that have received the join request request the multicast router 20a to distribute the information packet, and create a necessary distribution route. Thereafter, when an information packet addressed to the multicast group G is transmitted from the transmission device 10 to the multicast router 20a, the information packet is duplicated and distributed to the multicast routers 20b and 20c through the created distribution route. Since a distribution route to the multicast router 20d has not been created, the distribution route is not distributed to the multicast router 20d. The state of distribution of such information packets is indicated by solid arrows in the figure. When the multicast routers 20b and 20c receive the information packet addressed to the multicast group G, the multicast routers 20b and 20c transmit the information packet to the subordinate radio section. As a result, the subordinate mobile terminals 30a and 30b can receive a desired information packet.
[0024]
Next, the mobile terminal 30b moves from the area of the multicast router 20c (radio base station 20c) to the area of the multicast router 20d (radio base station 20d), as indicated by the broken arrows in the figure. Is considered. As described above, when the mobile terminal 30b is located within the gray area of the radio base station 20c, the signal quality related to the communication of the mobile terminal 30b is equal to or higher than a predetermined threshold. Therefore, even if the mobile terminal 30b receives advertisement packets from the radio base stations 20b and 20d other than the radio base station 20c, they are ignored.
[0025]
In FIG. 2, although the movement of the mobile terminal 30b toward the radio base station 20d progresses and the signal quality of communication is lower than a predetermined threshold related to communication with the radio base station 20c, the signal quality from the radio base station 20c is A situation in the case of higher than that from the radio base station 20d is shown. In this case, when the mobile terminal 30b receives the advertisement packet from the radio base station 20d, the mobile terminal 30b knows that the destination candidate is the radio base station 20d (multicast router 20d). Therefore, the distribution route from the multicast router 20a to the multicast router 20d is established when the signal quality received through the radio base station 20c falls below a predetermined threshold. For this reason, the mobile terminal 30b notifies the multicast router 20d that is the destination candidate through the radio base station 20c (multicast router 20c) and the multicast router 20a that a request to join the multicast group G should be made. (Thick arrow line in the figure). By the way, in multicast communication, a request to join a multicast group needs to be made from the receiving side (downstream side). Therefore, in order to establish a distribution route from the multicast router 20a to 20d, the multicast router 20d must request the multicast router 20a to that effect. To do this, the mobile terminal 30b encapsulates the subscription request, transmits it to the radio base station 20c, forwards it to the multicast router 20a, and informs the multicast router 20d that it is necessary to establish a distribution route. Alternatively, instead of performing such encapsulation, the contents to be notified to the multicast router 20d can be transmitted as a special message. In any case, the multicast router 20d that has received such notification requests the multicast 20a to distribute the information packet addressed to the multicast group G, and the distribution path is established. As a result, the information packet addressed to the multicast group G from the transmission device 10 is distributed to the multicast routers 20b and 20c as well as 20d via the multicast router 20a. In this case, the mobile terminal 30b receives a packet from the multicast router 20c.
[0026]
In FIG. 3, the movement of the mobile terminal 30b toward the radio base station 20d further progresses, the signal quality from the radio base station 20c becomes lower than the signal quality from the radio base station 20d, and the connection strength with the radio base station is reduced. The situation when the relationship is reversed is shown. In general, the reversal of the signal quality relationship from the radio base stations 20c and 20d occurs at a value lower than a predetermined threshold for communication with the radio base station 20c or 20d. At this stage, the mobile terminal 30b switches the wireless connection base station from the wireless base station 20c to the wireless base station 20d, and receives the information packet from the multicast router 20d. Even at this time, the information packet addressed to the multicast group G from the transmission device 10 is distributed to the multicast router 20b in addition to the multicast routers 20b and 20c via the multicast router 20a. The route is maintained. This is because even though the signal quality from the radio base station 20d is higher than the signal quality from the radio base station 20c, the signal quality is lower than a predetermined threshold related to the radio base station 20d and the communication is sufficiently stable. It is because it has not reached. That is, the mobile terminal 30b may return to the area of the radio base station 20c again. In this case, if the distribution route related to the movement-source radio base station 20c is not maintained, it becomes necessary to secure the distribution route again. As in this embodiment, while the signal quality is not sufficient, such a problem can be effectively dealt with by distributing information packets to both the multicast routers 20c and 20d. The reason that information packets can be supplied to such a plurality of multicast routers is due to the unique property of multicast communication.
[0027]
FIG. 4 shows a state where the movement of the mobile terminal 30b toward the radio base station 20d further progresses and the signal quality from the radio base station 20d becomes higher than a predetermined threshold. The area higher than the predetermined threshold is shown as a gray area around the radio base station 20d in the figure. At this stage, the mobile terminal 30b can stably communicate with the radio base station 20d. Therefore, it notifies the source multicast router 20c that a withdrawal request should be made. This notification must be requested from the downstream side as in the case of the subscription request described above, so the multicast router 20c must request itself from the multicast router 20a. In order to do this, the mobile terminal 30b notifies via the radio base station 20d and the multicast router 20a. This notification may also be performed using encapsulation, or may be performed as a special message that does not require encapsulation. In any case, the multicast router 20c that has received the notification of the withdrawal request from the multicast group confirms that it is not necessary to distribute the information packet addressed to the multicast group G to other mobile terminals under its control. Requests the multicast router 20a to stop distribution.
[0028]
FIG. 5 shows a state where the movement of the mobile terminal 30b to the radio base station 20d side is completed. The information packet addressed to the multicast group G from the transmission apparatus 10 is distributed to the multicast routers 20b and 20d via the multicast router 20a, and is not distributed to the source multicast router 20c.
[0029]
FIG. 6 is a conceptual diagram of a mobile communication system according to the second embodiment of the present application. In this embodiment, wireless base stations 40b, 40c, and 40d are provided under the multicast routers 20b, 20c, and 20d, and proxy servers 50b, 50c, and 50d are provided for each multicast router. . These proxy servers have a function of receiving a join request and a withdrawal request for a multicast group and notifying a multicast router.
[0030]
As described with reference to FIG. 2 above, the mobile terminal 30b sends a request for joining the multicast group G via the radio base station 20c (multicast router 20c) and the multicast router 20a. -The router 20d is notified (thick arrow line in the figure). The purpose of this is to allow the multicast router 20d to request the multicast router 20a to establish a distribution route. When notifying the multicast router 20d, according to this embodiment, the mobile terminal 30b transmits a subscription request to the destination proxy server 50d through the destination radio base station 40d. The proxy server 50d notifies the multicast router 20d accordingly. Thereafter, the multicast router 20d requests the multicast router 20a to distribute information packets, and establishes a distribution path. Further, when the movement of the mobile terminal 30b is completed and a withdrawal request is transmitted to the source multicast router 20c, the proxy server is used. That is, the mobile terminal 30b located in the network of the radio base station 40d transmits a withdrawal request from the multicast group to the proxy server 50c through the source radio base station 40c. The proxy server 50c transmits a withdrawal request to the multicast router 20c, and stops the distribution of information packets addressed to the multicast group G in the movement source network. As described above, when the proxy server is used, it is possible to distribute the processing load related to reception of the subscription request and withdrawal request from the multicast router. Furthermore, if a proxy server is used, it becomes possible to faithfully follow the principle of multicast communication in which subscription requests and withdrawal requests are always made from the downstream side. That is, the subscription (or withdrawal request) from the mobile terminal 30b reaches the multicast router 20d (or 20c) from the downstream side without going through the upstream multicast router 20a, and the multicast router 20d (or 20c). To the multicast router 20a is requested to join (or leave). Such an operation faithful to the principle of multicast communication brings an advantage that the consistency with other protocols related to multicast communication is also improved.
[0031]
7 to 11 are conceptual diagrams showing each stage of movement of the mobile terminal in the third embodiment of the present application. In this embodiment, the present invention is applied to handoff control of Mobile IP. FIG. 7 shows a conceptual diagram of a mobile communication system according to the third embodiment of the present application. This mobile communication system includes a wide area or public network 100 such as the Internet, and radio base stations 300 and 400 connected to the network 100 and forming a sub-network. In this embodiment, for simplicity, only two radio base stations are connected, but more complicated networks can be formed. Unlike the conventional mobile communication system, in the present embodiment, the radio base stations 300 and 400 also have a function as a multicast router. Multicast routers 300 and 400 also function as radio base stations. The mobile terminal 210 is connected to these radio base stations 300 and 400 via a radio link. Coupled to the network 100 is a home agent 200 that manages the home address and care-of address of the mobile terminal 210. Furthermore, a communication node 500 that distributes information packets to the mobile terminal 210 is connected to the network 100. The communication node 500 corresponds to the transmission device 10 in the first and second embodiments. A circle drawn around each radio base station 300, 400 indicates a communicable area of the radio base station, and in the area indicated by a gray circle, the connection strength (signal quality) is equal to or higher than a predetermined threshold. Indicates. Further, the multicast routers / radio base stations 300 and 400 wirelessly transmit advertisement packets including identification information for distinguishing the networks in charge of each. By receiving the identification information included in the advertisement packet, the mobile terminal can know the signal quality and the communicable radio base station. These points are the same as those in the first and second embodiments.
[0032]
First, a conventional operation in this type of mobile communication system will be described. Assume that the mobile terminal has a home address of 20.0.0.1, is initially present in the network of the radio base station 300, and has obtained a care-of address of 30.0.0.1 in this network. Consider delivering a desired information packet from the communication node 500 to the mobile terminal 210. First, the communication node 500 specifies the home address of the mobile terminal 210 and distributes the information packet to the home agent 200. The home agent 200 uses the care-of address corresponding to the home address of the mobile terminal 210 to transfer the information packet from the communication node 500 to the mobile terminal through the radio base station 300. That is, the information packet is transmitted by being encapsulated in an information packet addressed to the care-of address 30.0.0.1 of the mobile terminal 210 so that the mobile terminal 210 existing under the radio base station 300 can receive it.
[0033]
When the mobile terminal 210 moves to the network of the radio base station 400, a care-of address (for example, 40.0.0.1) in this network is acquired. The information packet regarding the newly acquired care-of address is also notified to the home agent 200. In this case, the information packet from the communication node 500 is encapsulated in the home agent 200 using the new care-of address 40.0.0.1 and distributed to the mobile terminal 210 under the radio base station 400. It is possible. As described above, in the mobile communication system using the mobile IP, it is necessary to appropriately switch the care-of address for each of the source and destination networks. There is a problem that packet loss may occur due to the acquisition time and switching time of the care-of address associated with movement between networks.
[0034]
Next, the operation of the third embodiment of the present invention will be described. The mobile terminal has a home address of 20.0.0.0.1, is initially present in the network of the radio base station 300, and has acquired the care-of address of 30.0.0.1 in this network It is the same as the description. As described above, unlike the conventional mobile communication system, in the present embodiment, the radio base stations 300 and 400 also have a function as a multicast router. Consider that the mobile terminal 210 moves from the radio base station 300 network to the radio base station 400 network. When the mobile terminal 210 exists in an area where the signal quality of communication with the radio base station 300 is higher than a predetermined threshold, even if the mobile terminal 210 receives the advertisement packet from the radio base station 400, it is ignored.
[0035]
FIG. 8 shows that the movement of the mobile terminal 210 to the radio base station 300 further progresses and the signal quality of communication is lower than a predetermined threshold for communication with the radio base station 300, but the signal quality from the radio base station 300 is The situation when the signal quality from the radio base station 400 is higher is shown. At this time, the mobile terminal 210 receives the advertisement packet from the multicast router 400 and thereby knows that there is a possibility of moving to the area of the radio base station 400 other than the area of the radio base station 300. Then, the mobile terminal 210 requests the multicast router 300 to join the multicast group G to which only the mobile terminal 210 joins. (It should be noted that the communication from the communication node 500 described with reference to FIG. 7 to the mobile terminal 210 via the home agent 200 is not multicast communication but communication performed by individually specifying the destination of the mobile terminal. .) The multicast group G is designated by an address such as 226.20.1.1, for example, and any address can be used as long as it is not used elsewhere. In response to the join request, the home agent 200 registers an appropriate unused address as the multicast group address G. As a result, the home agent 200 encapsulates an information packet addressed to the home address of the mobile terminal 210 as a multicast group address G and transmits it. That is, the multicast group address G is used as the care-of address for the mobile terminal 210. Furthermore, in this embodiment, a distribution path is established so that the multicast router 400 receives information packets addressed to the multicast group address G. In order to do this, the mobile terminal 210 notifies a subscription request to the radio base station 400 via the radio base station 300 that is currently communicating (thick arrow line in the figure). The multicast router 400 that has received this notification subsequently receives information packets addressed to the multicast group address G. Thus, the information packet transmitted from the communication node 500 to the home address of the mobile terminal 210 is encapsulated by the home agent 200 into an information packet addressed to the multicast group address, and is sent to both the multicast routers 300 and 400. be delivered. At this stage, the actual information packet is distributed to the mobile terminal 210 from the multicast router 300 side.
[0036]
FIG. 9 shows a state where the mobile terminal 210 further moves toward the radio base station 400 and the signal quality from the radio base station 300 becomes lower than the signal quality from the radio base station 400. At this stage, the mobile terminal 210 acquires a care-of address (for example, 40.0.0.1) related to the radio base station 400. Then, the wireless connection base station is switched from the wireless base station 300 to the wireless base station 400, and the information packet from the multicast router 400 is received. Note that the withdrawal request for the multicast router 300 is not immediately made at this point, even though the signal quality from the radio base station 400 is higher than the signal quality from the radio base station 300. This is because the communication is not stable enough to be lower than a predetermined threshold for the station 400. This point is the same as described with reference to FIG.
[0037]
FIG. 10 shows a state where the movement of the mobile terminal 210 to the radio base station 400 further progresses and the signal quality from the radio base station 400 becomes higher than a predetermined threshold. The area higher than the predetermined threshold is shown as a gray area around the radio base station 20d in the figure. At this stage, the mobile terminal 210 can stably communicate with the radio base station 400 using the new care-of address 40.0.0.1. Therefore, the source multicast router 300 is notified that a withdrawal request should be made. Similar to the case of the withdrawal request described in FIG. 4, the mobile terminal 210 performs notification via the radio base station 400. Further, the home agent 200 is notified that the subsequent communication is performed not with the multicast group address G but with the new care-of address 40.0.0.1. Register a care-of address.
[0038]
FIG. 11 shows a state where the movement of the mobile terminal 210 to the radio base station 400 side is completed. The information packet from the communication node 500 is distributed to the radio base station 400 via the home agent 200 and is not distributed to the movement source.
[0039]
According to the third embodiment, when a mobile terminal receiving an information packet by unicast moves between networks, prior to the movement, “the quality of the signal received by the mobile terminal has fallen below a predetermined threshold. In response to the request, each radio base station is requested to distribute the information packet as a multicast signal. This enables both the source and destination multicast routers to receive information packets addressed to the multicast group, and enables information packets to be distributed to mobile terminals without using different care-of addresses between networks. Become. For this reason, it is possible to overcome the problem that packet loss may occur due to the acquisition time and switching time of the care-of address associated with movement between networks. Furthermore, it is possible to return from the information distribution by multicast to the original information distribution by unicast, triggered by “the signal quality at the destination has exceeded a predetermined threshold”. In this embodiment, the information packet from the communication node 500 is distributed to the mobile terminal 210 through the home agent 200. However, the communication node 500 can perform the role of the home agent 200. In this case, the communication node 500 needs to perform processing such as address management and encapsulation of the mobile terminal 210.
[0040]
According to each of the above embodiments, when a mobile terminal moves between networks, prior to the movement, “the quality of the signal received by the mobile terminal has fallen below a predetermined first threshold” (outside the gray area) In addition to the source multicast router, the destination multicast router also receives the information packet addressed to the multicast group. Thereby, a multicast distribution route can be established at an appropriate timing when the possibility of movement has occurred. Furthermore, when “the quality of the signal from the first multicast router has reached a predetermined second threshold different from the predetermined first threshold”, for example, the quality of the signal from the source and destination multicast routers The information packet is received from the newly created destination multicast router at the time when the high and low are reversed. If the information packet source is switched at this point, it is possible to continue acquiring information packets of good quality. When leaving the multicast group, the source multicast router is triggered by the fact that the quality of the signal received by the mobile terminal has exceeded the predetermined third threshold (moved into the gray area). The withdrawal processing from the multicast group is performed. As a result, the withdrawal process can be performed when it becomes clear that the communication is stably performed in the destination network. Further, the source multicast distribution path is maintained as long as the predetermined third threshold is not exceeded. That is, the multicast distribution paths of both the movement source and the movement destination are maintained. Therefore, even when the mobile terminal does not completely move to the destination candidate and returns to the source, the information packet can be quickly received. The first threshold value is higher than the second threshold value, the third threshold value is also higher than the second threshold value, and the first and third threshold values may be the same or different.
【The invention's effect】
[0041]
As described above, according to the present invention, it is possible to establish a multicast distribution path at a destination at an appropriate timing before the movement. It is also possible to withdraw from the multicast group at the move destination at an appropriate timing after the move.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram of a mobile communication system according to a first embodiment of the present application.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a state of movement between networks in the mobile communication system of FIG.
FIG. 3 is a conceptual diagram showing the next stage of FIG.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing the next stage of FIG. 3;
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a state in which movement between networks is completed.
FIG. 6 is a conceptual diagram of a mobile communication system according to a second embodiment of the present application.
FIG. 7 is a conceptual diagram of a mobile communication system according to a third embodiment of the present application.
FIG. 8 is a conceptual diagram showing a state of movement between networks in the mobile communication system of FIG.
FIG. 9 is a conceptual diagram showing the next stage of FIG.
FIG. 10 is a conceptual diagram showing the next stage of FIG. 9;
FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating a state in which movement between networks is completed.
[Explanation of symbols]
10 Transmitter
20a Multicast router
20b, 20c, 20d Multicast router / radio base station
30a, 30b mobile terminal
40b, 40c, 40d Wireless base station
50b, 50c, 50d Proxy server
100 public network
200 Home Agent
210 Mobile terminal
300,400 Multicast router / Radio base station
500 communication nodes

Claims

A mobile communication system for distributing information signals addressed to a predetermined multicast group to mobile terminals,
First and second multicast routers capable of receiving the information signal and distributing a copy of the received information signal to subordinate mobile terminals;
The mobile terminal notifies the second multicast router at least that the quality of the signal received by the mobile terminal through the first multicast router has reached a predetermined first threshold, so that the second multicast router A multicast route for the router is established,
In response to the quality of the signal received by the mobile terminal through the first multicast router reaching a predetermined second threshold different from the predetermined first threshold, the information is obtained using the multicast path. A signal is delivered to the mobile terminal;
The mobile terminal notifies the first multicast router that the quality of the signal received by the mobile terminal through the second multicast router has reached a predetermined third threshold value different from the predetermined second threshold value. Then, the mobile terminal withdraws from the predetermined multicast group related to the first multicast router.

A mobile terminal capable of receiving an information signal addressed to a predetermined multicast group through a first or second multicast router,
Notifying at least the second multicast router that the quality of the signal received through the first multicast router has reached a predetermined first threshold, and establishing a multicast path for the second multicast router;
If the quality of the signal from the first multicast router reaches a predetermined second threshold different from the predetermined first threshold, the information signal is received using the multicast path;
Notifying the first multicast router that the quality of the signal received through the second multicast router has reached a predetermined third threshold different from the predetermined second threshold, and A mobile terminal, wherein the mobile terminal is withdrawn from the predetermined multicast group.

3. The second multicast router is notified via the first multicast router that the quality of a signal received through the first multicast router has reached a predetermined first threshold. The described mobile terminal.

Notification to the second multicast router by notifying the proxy server associated with the second multicast router that the quality of the signal received through the first multicast router has reached a predetermined first threshold. The mobile terminal according to claim 2, characterized in that:

A mobile communication system capable of delivering an information signal as a unicast signal to a mobile terminal through one of the first and second radio base stations,
The mobile terminal notifies the first and second radio base stations that the quality of the signal received by the mobile terminal through the first radio base station has reached a predetermined first threshold, The first and second radio base stations transmit the information signal as a multicast signal;
When the quality of the signal received by the mobile terminal through the first radio base station reaches a second threshold different from the predetermined first threshold, the second radio base station transmits the multicast signal to the second radio base station. Deliver to mobile devices,
When the first radio base station is notified that the quality of the signal received by the mobile terminal through the second radio base station has reached a predetermined third threshold different from the predetermined second threshold The mobile radio communication system, wherein the second radio base station distributes the information signal as a unicast signal to the mobile terminal.

A mobile terminal capable of moving between networks formed by first and second radio base stations,
It is possible to receive an information signal as a unicast signal through one of the first or second radio base stations,
By notifying the first and second radio base stations that the quality of the signal received through the first radio base station has reached a predetermined first threshold, the first and second radio base stations Send information signals as multicast signals,
When the quality of the signal received through the first radio base station reaches a second threshold different from the predetermined first threshold, the multicast signal is received from the second radio base station,
When the first radio base station is notified that the quality of the signal received through the second radio base station has reached a predetermined third threshold different from the predetermined second threshold, the second radio base station A mobile terminal that receives the information signal as a unicast signal from a base station.