JP4236582B2 - マルチキャスト／同報通信サービスのためのパケットデータサービスノードの選択 - Google Patents

Description

本発明は、米国特許商標庁に出願された下記の特許出願にに関連する。
２００１年１０月３日出願の、ニコライ レウング等による米国特許出願第０９／９７０，４８７の「インターネットプロトコルを使用する無線通信システムにおけるデータパケット移送」、及び２００１年８月２０日出願の、レイモンド スウによる米国特許出願第０９／９３３，９７７号の「無線通信システムにおけるデータ移送のための方法と装置」。両特許出願は、本願の譲受人に譲渡され、ここに引用することにより明確に取り込まれる。

無線通信システムによるパケット化データサービスに関する需要が増大している。従来の無線通信システムは、音声通信のために設計されているので、データサービスをサポートするための拡張は、多くの難題を持ち込む。帯域幅の節約は、大多数の設計者を当惑させる関心事である。同報通信のような一方向の通信において、単一の同報通信コンテンツが多数のユーザへ与えられる。ユーザは、固有の識別子によって識別され、そのとき、その識別子は、アドレス指定の情報に含まれる。このようなシステムにおいて、多数の基盤施設要素は、目指すところの多数の受信器の各々を識別するように、同報通信されるパケットを複製するように要求されることがある。通信信号の複製は、貴重な帯域幅をすっかり使用してしまい、こうして通信システムの効率を低減させ、中間の基盤施設要素の処理要求を増大させる。特に同報通信サービスのために、目標の受信者の数は、法外に多くなることがあり、こうして資源分配及び利用可能な帯域幅の損失の問題を作り出す。

従って、無線通信システムにおける多数の受信者へのデータを通信する、効率的で正確な方法に関するニーズがある。更に、各ユーザが目標の受信者として固有に識別される、多数のユーザへ同報通信されるデータを経路指定する方法に関するニーズがある。

[発明の概要]
この中に開示される実施形態は、所与の通信のマルチキャストアドレス(multi-cast address)に基づいて、パケットデータサービスノード（ＰＤＳＮ）を選択するための方法を提供することによって、前に述べたニーズに対処する。１つの実施形態は、マルチキャストアドレス上で及びパケット制御機能（ＰＣＦ）ノードによって到達可能でパケット制御機能ノードと通信可能な多数のＰＤＳＮ上で、モジュロ演算を行う。モジュロ演算の結果は、多数のＰＤＳＮの１つに対応する。

１つの態様においては、システムがプロトコル制御機能ノード及び複数のパケットデータサービスノードを有する、同報通信をサポートする無線通信システムにおいて、通信通路をセットアップするための方法は、プロトコル制御機能ノードと通信可能な複数のパケットデータサービスノード中の最初の番号を決定し、最初の番号の関数
(function)として最初の通信のための最初のパケットデータサービスノードを決定することを含む。

もう１つの態様においては、システムがプロトコル制御機能ノード及び複数のパケットデータサービスノードを有する、同報通信をサポートする無線通信システムにおいて、通信通路をセットアップするための方法は、最初の通信のマルチキャストアドレスを決定し、マルチキャストアドレスの機能として最初の通信のための最初のパケットデータサービスノードを決定することを含む。

[詳細な説明]
単語“例示的”は、ここにおいて、専ら“見本、場合、又は図示の役をすること”を意味するために使用される。“例示的”として、この中に説明されるどの実施形態も、他の実施形態を超えて好ましい又は利点があるとして、解釈される必要はない。

利用可能な帯域幅の効率的な使用は、システムの性能及び領域に衝撃を与える。その目的に向かって、データ又はコンテンツ情報と共に通信されるオーバーヘッド(overhead)情報の大きさを低減させるために、種々の技術が適用されてきている。例えば、ディジタル通信において、データは、フレームで通信される。情報のフレームは、一般に、ヘッダ情報、データペイロード情報、及び後尾部分を含む。フレームは、データのパケットの部分、データメッセージの部分、又はオーディオ及び／又はビデオストリームのような、情報のストリームにおける連続的なフレームであってもよい。データ（及び各パケット又はメッセージ）の各フレームに付着されて、フレーム中に含まれる情報を受信器に理解させる処理情報を有するヘッダがある。このヘッダ情報はオーバーヘッド(overhead )、即ち、情報コンテンツと共に通信される処理情報と考えられる。

データフレームは、種々の基盤施設要素によって、通信システム全体に亘って通信される。従来のシステムにおいて、多数のユーザへの情報の通信は、パケットデータサービスノード（ＰＤＳＮ）のような、中央パケットデータ制御地点での情報の複製(duplication)を要求する。複製は、ＰＤＳＮの処理要求を増大させ、貴重な帯域幅を浪費する。例えば、所与のシステムの拡張は、複製されたトラヒックを取り扱うために充分に規模変更されたＰＤＳＮに近似のルータ及び幹線を要求することがある。ＰＤＳＮは、基地局へ多数のコピーを通信し、そして基地局は、各ユーザへ情報を転送する。従来のアプローチは、特に、多くのユーザが同報通信を受信するところの、一方向同報通信サービスにおいて難点がある。この場合におけるＰＤＳＮは、沢山のコピーを作り、各コピーに特定のアドレスを付け、個々にコピーを通信しなければならない。

ＰＤＳＮは、一般に、各目標の受信者を識別する付加的なヘッダ情報を提供するように要求される。同報通信サービスに関して、目標の受信者の数は、法外に多く、こうして資源分配及び利用可能な帯域幅の損失の問題を作り出す。

無線通信システムの例示的実施形態は、システムの正確性及び通信要求を満足させながら、基盤施設要素によって使用される帯域幅を低減させるデータ搬送の方法を採用する。例示的実施形態において、複製は、同報通信に関与している各ＢＳ又はＰＣＦにマルチキャストヘッダと共にメッセージを送出するために、ＢＳ又はパケット制御機能（ＰＣＦ）ノードで行われ、ＰＤＳＮ又は中央パケットデータルータを解放する。例えば、メッセージは、ＭＣツリーを通ってＰＣＦへ処理することができ、ここにおいて、ＰＣＦは、各ＢＳＣに関するメッセージを複製し、それから、別個のユニキャスト(Uni-Cast)（ＵＣ）接続、即ち、ＰＣＦと特定のＢＳＣとの間に作り出される接続又は安全なトンネルを介して各メッセージを通信する。

ＵＣ接続が二地点間の接続と考えられることができることに注目されたい。例示的実施形態は、一方向同報通信サービスをサポートする。同報通信サービスは、多数のユーザへビデオ及び／又はオーディオストリームを提供する。同報通信サービスへの加入者は、同報通信にアクセスするために指定されるチャンネルに“波長を合わせる”。高速通信のビデオ同報通信のための帯域幅要求は、大きいので、網における搬送区間を介する複製パケットの複製及び通信の量を低減させることが望ましい。

次の議論は、最初にスペクトル拡散無線通信システムを一般に提示することによって、例示的実施形態を策定させる。次に、同報通信サービスが導入され、そこでは、サービスは、高速同報通信サービス（ＨＳＢＳ）と呼ばれ、議論は、例示的実施形態のチャンネル割り当てを含む。加入モデルは、それから、テレビジョン通信のために現在利用可能なものと同様な、有料加入、無料加入、及び混成加入案の選択を含んで、提示される。同報通信サービスへのアクセスの細目は、それから、詳述され、所与の通信の細目を規定するサービス選択の用途を提示する。同報通信システムにおけるメッセージの流れは、システム、即ち、基盤施設要素の配置に関して議論される。最後に、例示的実施形態に使用されるヘッダ圧縮が議論される。

例示的実施形態は、この議論の全体に亘る例示として提供されるが、しかしながら、代案の実施形態は、本発明の範囲から離脱することなく、種々の態様を組み入れることができることに、注目されたい。特に、本発明は、データ処理システム、無線通信システム、一方向同報通信システム、及び情報の効率的通信を要望する任意の他のシステムに適用可能である。

無線通信システム
例示的実施形態は、同報通信サービスをサポートする、スペクトル拡散無線通信システムを採用する。無線通信システムは、音声、データ、等のような、種々の型の通信を提供するために、広く配備されている。これらのシステムは、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、又は若干の他の変調技術に基づくことができる。ＣＤＭＡシステムは、他の型のシステムを超える確かな利点を提供し、増大させられたシステム容量を含む。

システムは、この中で３ＧＰＰ２と呼ばれる“第３世代提携プロジェクト２”と名付けられる連合体によって提案される標準で、この中でＷ‐ＣＤＭＡ標準と呼ばれる、文書番号３Ｇ ＴＳ２５．２１１、３Ｇ ＴＳ２５．２１２、３Ｇ ＴＳ２５．２１３、及び３Ｇ ＴＳ２５．２１４、３Ｇ ＴＳ２５．３０２を含む一組の文書に盛り込まれ、この中で３ＧＰＰと呼ばれる“第３世代提携プロジェクト”と名付けられる連合体によって提案される標準で、この中でＩＳ‐９５標準と呼ばれる“二重モード広帯域スペクトル拡散セルラシステムに関するＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ‐９５‐Ｂ移動局‐基地局適合性標準”、及び公式にはＩＳ‐２０００ＭＣと名付けられ、この中でｃｄｍａ２０００と呼ばれるＴＲ‐４５．５のような１つ以上の標準をサポートするように設計されることができる。この中で前に引用される標準は、これによって参照文献として、特にこの中に組み入れられる。

各標準は、特に、基地局から移動局への通信に関するデータの処理を規定し、その逆も同様に規定する。例示的実施形態のように、次の議論は、スペクトル拡散通信システムがｃｄｍａ２０００プロトコルの標準と一致すると考える。代案の実施形態は、もう１つの標準を組み入れることができる。それでもやはり、他の実施形態は、他の型のデータ処理システムに、この中で開示される圧縮方法を適用することができる。

図１は、数多くのユーザをサポートする通信システム１００の見本の役をし、本発明の少なくとも若干の態様及び実施形態を実施することが可能である。種々のアルゴリズム及び方法のどれも、システム１００における通信を予定するために使用されることができる。システム１００は、数多くのセル１０２Ａ乃至１０２Ｇに通信を提供し、そのセルの各々は、対応する基地局１０４Ａ乃至１０４Ｇによって、それぞれサービスを提供される。例示的実施形態において、若干の基地局１０４は、多数の受信アンテナを有し、他のものは、ただ１つの受信アンテナを有する。同様に、若干の基地局１０４は、多数の送信アンテナを有し、他のものは、単一の送信アンテナを有する。送信アンテナと受信アンテナとの組み合わせに対しては何の制約もない。従って、基地局１０４が多数の送信アンテナ及び単一の受信アンテナを有し、又は多数の受信アンテナ及び単一の送信アンテナを有し、又は単一の又は多数の送信及び受信アンテナの両方を有することは、可能である。

カバー領域における端末１０６は、固定される（即ち、据え置き型の）か又は移動することができる。図１に示されるように、種々の端末１０６は、システム全体に亘って分散させられる。各端末１０６は、例えば、ソフトハンドオフが採用されているかどうか又は端末が多数の基地局から多数の通信を（併行して又は順を追って）受信するように設計され動作させられているかどうかに依存して、任意の所与の瞬間に下り方向リンク及び上り方向リンク上で、少なくとも１つの及び可能なより多い基地局１０４と通信する。ＣＤＭＡ通信システムにおけるソフトハンドオフは、技術的によく周知であり、“ＣＤＭＡセルラ電話システムにおけるソフトハンドオフを提供するための方法及びシステム”と題する、米国特許番号第５１０１５０１号に詳細に記載されていて、そしてそれは、本発明の譲受人に譲渡されている。

下り方向リンクは、基地局から端末への通信の指し、上り方向リンクは、端末から基地局への通信を指す。例示的実施形態において、若干の端末１０６は、多数の受信アンテナを有し、他のものは、ただ１つの受信アンテナを有する。図１において、基地局１０４Ａは、下り方向リンク上で端末１０６Ａ及び１０６Ｊへデータを通信し、基地局１０４Ｂは、端末１０６Ｂ及び１０６Ｊへデータを通信し、基地局１０４Ｃは、端末１０６Ｃへデータを通信する、等である。

無線データ通信に関する増大する需要及び無線通信技術による利用可能なサービスの拡張は、特定のデータサービスの発展に至っている。このようなサービスの１つは、高データレート（ＨＤＲ）と呼ばれる。例示的ＨＤＲサービスは、“ＨＤＲ仕様”と呼ばれる“ＥＩＡ／ＴＩＡ‐ＩＳ８５６ｃｄｍａ２０００高レートパケットデータ大気インタフェース仕様”に提案されている。ＨＤＲサービスは、一般に、無線通信システムにおいてデータのパケットを通信する効率的な方法を提供する、音声通信システムへのオーバレイである。通信されるデータの量及び通信の回数は、増大するので、ラジオ通信のために利用可能な制限された帯域幅は、極めて重要な資源になる。従って、利用可能な帯域幅の使用を最適化する、通信システムにおける通信を予定する、効率的で公正の方法に対するニーズがある。例示的実施形態において、図１に図示されるシステム１００は、ＨＤＲサービスを有するＣＤＭＡ型システムと一致する。

高速同報通信システム（ＨＳＢＳ）
無線通信システム２００は、図２に図示され、ここにおいて、ビデオ及びオーディオ情報は、パケットデータサービスノード（ＰＤＳＮ）２０２へ与えられる。ビデオ及びオーディオ情報は、テレビで放映される番組又はラジオ通信に由来することがある。情報は、ＩＰパケットにおけるような、パケット化されたデータとして与えられる。ＰＤＳＮ２０２は、アクセス網（ＡＮ）の中での分配のためにＩＰパケットを処理する。図示されるように、ＡＮは、多数のＭＳ２０６と通信状態にあるＢＳ２０４を含むシステムの一部分として規定される。ＰＤＳＮ２０２は、ＢＳ２０４に結合される。ＨＳＢＳサービスのために、ＢＳ２０４は、ＰＤＳＮ２０２から情報のストリームを受信し、システム２００の中の加入者へ指定されたチャンネル上で情報を与える。

所与のセクタにおいて、ＨＳＢＳ同報通信サービスが配備されることができる幾つかの方法がある。システムを設計することに関与している要因は、サポートされるＨＳＢＳの活動期間の数、周波数割り当ての数、及びサポートされる同報通信物理的チャンネルの数を含むが、それに限定されない。

ＨＳＢＳは、無線通信システムにおいて、大気インタフェースを介して与えられる情報のストリームである。“ＨＳＢＳチャンネル”は、同報通信コンテンツによって規定されるような単一の論理的ＨＳＢＳ同報通信期間のことを言う。所与のＨＳＢＳチャンネルのコンテンツが、時間、例えば、午後７時ニュース、午後８時天気予報、午後９時映画、等、と共に変更することができることに注目されたい。予定表に基づく時間は、単一のＴＶチャンネルと類似である。“同報通信チャンネル”は、単一の順方向リンク物理的チャンネル、即ち、同報通信トラヒックを運ぶ所与のウォルシュ符号のことを言う。同報通信チャンネルＢＣＨは、単一の符号分割多重化（ＣＤＭ）チャンネルに対応する。

単一の同報通信チャンネルは、１つ以上のＨＳＢＳチャンネルを運ぶことができ、この場合において、ＨＳＢＳチャンネルは、単一の同報通信チャンネルの中で、時分割多重化（ＴＤＭ）方式で多重化される。１つの実施形態において、単一のＨＳＢＳチャンネルは、セクタの中で、１つより多い同報通信チャンネル上に与えられる。もう１つの実施形態において、単一のＨＳＢＳチャンネルは、これらの周波数において加入者に応対するために、様々な周波数上に与えられる。

例示的実施形態に従って、図１に図示されるシステム１００は、高速同報通信サービス（ＨＳＢＳ）と呼ばれる高速多重メディア同報通信サービスをサポートする。サービスの同報通信能力は、ビデオ及びオーディオ通信をサポートするのに充分なデータレートで番組を提供するように意図される。一例として、ＨＳＢＳの適用は、映画、スポーツ行事、等のビデオの流れを含むことができる。ＨＳＢＳサービスは、インターネットプロトコル（ＩＰ）に基づくパケットデータサービスである。

例示的実施形態に従って、コンテンツサーバ（ＣＳ）は、システムユーザへのこのような高速同報通信サービスの利用可能性を広告する。ＨＳＢＳサービスを受信することを要望するどのユーザも、ＣＳに加入することができる。加入者は、それから、ＣＳによって提供されることができる同報通信サービス予定表を、種々の方法でざっと見ることができる。例えば、同報通信予定表は、広告、短い管理システム（ＳＭＳ）メッセージ、無線適用プロトコル（ＷＡＰ）、及び／又は一般に移動無線通信と一致し、それに便利な若干の他の手段を通して伝えられることができる。移動ユーザは、移動局（ＭＳ）と呼ばれる。基地局（ＢＳ）は、制御及び情報、即ち、非ペイロードメッセージ(non-payload)のために指定されるチャンネル及び／又は周波数上で通信されるもののような、オーバーヘッドメッセージにおけるＨＳＢＳ関係のパラメータを通信する。ペイロードは、通信の情報コンテンツのことを言い、ここにおいて、同報通信期間に関してペイロードは、同報通信コンテンツ、即ち、ビデオ番組、等である。同報通信サービス加入者が同報通信期間、即ち、特定の同報通信予定番組を受信するように要望するとき、ＭＳは、オーバーヘッドメッセージを読み、適切な環境設定を習得する。ＭＳは、それから、ＨＳＢＳチャンネルを有する周波数に波長を合わせ、同報通信サービスコンテンツを受信する。

例示的実施形態のチャンネル構造は、ｃｄｍａ２０００標準と一致し、ここにおいて、順方向補足チャンネル（Ｆ‐ＳＣＨ）は、データ通信をサポートする。１つの実施形態は、データサービスのより高速のデータレート要求を実現するために、沢山の順方向基本チャンネル（Ｆ‐ＦＣＨ）又は順方向専用制御チャンネル（Ｆ‐ＤＣＣＨ）を束ねる。例示的実施形態は、Ｆ‐ＢＳＣＨが毎秒６４キロビットのペイロード（ＲＴＰオーバーヘッドを除く）をサポートするための基礎としてＦ‐ＳＣＨを利用する。Ｆ‐ＢＳＣＨは、例えば、毎秒６４キロビットペイロードレートをより低レートのサブストリームに細分することによって、他のペイロードレートをサポートするために改造されることもできる。

１つの実施形態はまた、幾つかの様々な方法でグループ呼をサポートする。例えば、順方向及び逆方向リンクの両方上でＦ‐ＦＣＨ（又はＦ‐ＤＣＣＨ）の現存するユニキャスト(unicast)チャンネル、即ち、配分なしのＭＳ当り１つの順方向リンクチャンネルを使用することによって、。もう１つの例において、順方向リンク上のＦ‐ＳＣＨ（グループ構成員によって同じセクタに配分される）及びＦ‐ＤＣＣＨ（フレームはないが大体の場合順方向パワー制御サブチャンネル）並びに逆方向リンク上のＲ‐ＤＣＣＨが適用される。更に、もう１つの例において、順方向リンク上の高レートＦ‐ＢＳＣＨ及び逆方向リンク上のアクセスチャンネル（又は強化アクセスチャンネル／逆方向共通制御チャンネル組み合わせ）が利用される。

高データレートを有し、例示的実施形態の順方向同報通信補足チャンネル（Ｆ‐ＢＳＣＨ）は、充分なカバー範囲を提供するために、基地局の順方向リンクパワーの非常に大きな部分を使用することができる。ＨＳＢＣの物理層設計は、こうして、同報通信環境における効率改善に焦点をあてられる。

ビデオサービスのための充分なサポートを提供するために、システム設計は、対応するビデオ品質と同様にチャンネルを通信するための種々の方法に関して要求される基地局パワーを考える。設計の１つの態様は、カバー範囲の端で感知されるビデオ品質とセルサイトに近接して感知されるビデオ品質との間の主観的な交換条件である。ペイロードレートが低減させられ、効果的な誤り訂正符号レートが増大させられるので、所与のレベルの基地局通信パワーは、セルの端でより良いカバー範囲を提供する。基地局により近接して配置される移動局に関して、チャンネルの受信は、誤りがないままで、ビデオ品質は、低下させられたソースレートのために低下させられる。これと同じ交換条件は、Ｆ‐ＢＳＣＨがサポートすることができる他の非ビデオ適用分野にも適用する。チャンネルによってサポートされるペイロードレートを低下させることは、これらの適用分野に関するダウンロード速度の低下を犠牲にして、カバー範囲を増大させる。ビデオ品質とデータスループット対カバー範囲との間の相対的重要性を均衡させることは、客観的である。選ばれた構成は、適用限定の最適化構成、及び全ての可能性の中の良好な妥協、を捜し求める。

Ｆ‐ＢＳＣＨに関するペイロードレートは、重要な設計パラメータである。次の想定は、例示的実施形態に従う同報通信をサポートするシステムを設計するのに使用されることができる：（１）目標のペイロードレートは、毎秒６４キロビットで、そしてそれは、受け入れ可能なビデオ品質を提供する；（２）ビデオサービスの流れに関して、ペイロードレートは、ＲＴＰパケットのパケットオーバーヘッド当り１２個の８ビットのバイトを含むように想定される；（３）ＲＴＰと物理層との間の全ての層に関する平均オーバーヘッドは、近似的にパケット当り６４個の８ビットのバイト、プラス、ＭＵＸＰＤＵヘッダによって使用されるＦ‐ＳＣＨフレームオーバーヘッド当りの８ビットである。

例示的実施形態において、非ビデオ同報通信サービスに関して、サポートされる最大レートは、毎秒６４キロビットである。しかしながら、毎秒６４キロビット未満の多くの他の可能なペイロードレートも実現可能である。

加入モデル
無料アクセス、制御されるアクセス、及び部分的に制御されるアクセスを含むＨＳＢＳサービスに関する幾つかの可能な加入／収益モデルがある。無料アクセスに関して、いずれの加入も、サービスを受信するために該によって、必要とされない。ＢＳは、暗号化しないでコンテンツを同報通信し、関心を持つ移動端末は、コンテンツを受信することができる。サービスプロバイダのための収益は、同報通信チャンネルに通信されることもできる広告を通して発生させられることができる。例えば、そのためにスタジオがサービスプロバイダに支払う、今度の映画の切抜きが通信されることができる。

フリーアクセス、制御されたアクセス、及び部分的に制御されたアクセスを含む、ＨＳＢＳサービスに関するいくつかの可能な加入／収益のモデルが存在する。フリーアクセスに関しては、いずれの加入もユーザがサービスを受けるために必要ではない。ＢＳは、符号化することなくコンテンツを同報し、関心の或る移動体は該コンテンツを受信することができる。サービスプロバイダーのための収益はまた同報チャネルで伝送され得る広告を通して発生されることができる。例えば、到来する映画の切り抜きが伝送され、そのためにスタジオはサービスプロバイダーに支払う。

部分的に制御されるアクセスと呼ばれる混成アクセス方式は、間歇的な非暗号化広告通信と共に暗号化される、加入を根拠とするサービスとしてＨＳＢＳを提供する。これらの広告は、暗号化されるＨＳＢＳサービスへの加入を促進するために目論まれることができる。これらの非暗号化部分の予定表は、外部の手段を通してＭＳへ周知されることができる。

ＨＳＢＳサービス選択
ＨＳＢＳサービス選択は、次によって規定される：（１）プロトコルスタック(protocol stack)；（２）プロトコルスタックにおける選択；及び（３）サービスをセットアップし(set up)、同時進行させるための手順。例示的実施形態に従うプロトコルスタックは、図３及び４に図示される。図３に図示されるように、プロトコルスタックは、基盤施設、即ち、例示的実施形態におけるＭＳ、ＢＳ、ＰＤＳＮ及びＣＳに特有である。

図３と共に続いて、ＭＳの応用層に関して、プロトコルは、任意の映像プロファイルと同様に、オーディオ符号器・復号器、映像符号器・復号器を指定する。更に、プロトコルは、ＲＴＰが使用されるとき、ラジオ搬送プロトコル（ＲＴＰ）ペイロード型を指定する。ＭＳのトランスポート層(transport layer)に関して、プロトコルは、ユーザデータグラムプロトコル(User Datagram Protocol)（ＵＤＰ）ポートを指定する。ＭＳの安全性層は、プロトコルによって指定され、ここにおいて、安全性パラメータは、安全性が最初にＣＳと関連させられているとき、帯域外チャンネルを介して与えられる。ネットワーク層は、ＩＰヘッダ圧縮パラメータを指定する。１つの実施形態に従って、リンク層で、データパケットは、圧縮され、それから、適切な枠組みプロトコルは、圧縮されるデータに適用される。

メッセージの流れ
図４は、所与のシステム配置に関する１つの実施形態の呼(call)の流れを図示する。システムは、横軸上に列挙されるように、ＭＳ、ＢＳ、ＰＤＳＮ及びＣＳを含む。縦軸は、時間を表す。ユーザ又はＭＳは、ＨＳＢＳサービスへの加入者である。時刻ｔ１で、ＭＳ及びＣＳは、同報通信サービスに関する加入の安全性を交渉する。交渉は、同報通信チャンネル上の同報通信コンテンツを受信するために使用されるところの、暗号化キーの交換及び保守等を含む。ユーザは、暗号化情報の受信についてＣＳとの安全性関連(security association)を確立する。暗号化情報は、ＣＳからの同報通信アクセスキー（ＢＡＫ）又はキー組み合わせ、等を含むことができる。１つの実施形態に従って、ＣＳは、ＰＰＰ、ＷＡＰ、又は他の帯域外方法によるような、パケットデータ期間の専用チャンネルを介して暗号化情報を提供する。

時刻ｔ２で、ＭＳは、同報通信チャンネルに波長を合わせ、パケットを受信することを開始する。この時間の点で、ＩＰ／ＥＳＰヘッダがＲＯＨＣによって圧縮され、ＭＳの圧縮解除(decompressor)が初期化されていないので、ＭＳは、受信されるパケットを処理することができない。ＰＤＳＮは、時刻ｔ３で、ヘッダ圧縮情報（以下に詳述される）を提供する。ＲＯＨＣパケットヘッダから、ＭＳは、同報通信チャンネルへＰＤＳＮから周期的に送出されるＲＯＨＣ初期化及びリフレッシュ（ＩＲ）パケットを検出し、取得する。ＲＯＨＣ ＩＲパケットは、ＭＳにおける圧縮解除機(decompressor)の状態を初期化するために使用され、ＭＳに受信されるパケットのＩＰ／ＥＳＰヘッダを圧縮解除させる。ＭＳは、それから、受信されるパケットのＩＰ／ＥＳＰヘッダを処理することができるが、しかしながら、ペイロードがＣＳで、短期間キー（ＳＫ）を用いて暗号化されるので、ＭＳは、ＥＳＰペイロードを処理するために更なる情報を要求する。ＳＫは、ＢＡＫと調整して行動し、ここにおいて、ＳＫは、ＢＡＫを使用して受信器で解読される。ＣＳは、時刻ｔ４で、更新されたキー情報又は現在のＳＫのような、更なる暗号化情報を提供する。同報通信の進行中の安全性を確かにするために、ＣＳがＭＳへ周期的にこの情報を提供することに注目されたい。時刻ｔ５で、ＭＳは、ＣＳから同報通信コンテンツを受信する。代案の実施形態が、ヘッダ情報の効率的な通信を提供する、替りの圧縮及び圧縮解除方法を組み入れることができることに注目されたい。更に、代案の実施形態は、同報通信コンテンツを保護するために種々の安全性手法を実施することができる。まだ、代案の実施形態は、安全でない同報通信サービスを提供することができる。ＭＳは、同報通信コンテンツを解読し、表示するために、ＳＫのような、暗号化情報を使用する。

アクセス網
システム３００に関する一般のアクセス網配置は、ＣＳ３２６、２つのＰＤＳＮ３２０、３２２、ＰＣＦ３１０、一緒に設置されるＰＣＦ及びＢＳＣ３１２、並びに３つのＢＳＣ３０２、３０４、３０６を有する、図５に図示される。ＣＳ３２６は、ＩＰクラウド(cloud)３２４経由でＰＤＳＮ３２０、３２２に結合される。ＩＰクラウド３１４及び３０８と同様に、ＩＰクラウド３２４は、基本的には、ＣＳからのデータの種々の受信者へのＣＳからのＩＰ通路を形成する、相互に接続される経路の構成である。ＩＰクラウド３０８において、Ａ８トンネルと呼ばれるバーチャルトンネル(virtual tunnel)は、ＢＳＣ３０２及びＢＳＣ３０４へＰＣＦ３１０から情報を通信するために形成される。トンネルは、ＧＲＥトンネルであることができる。Ａ９と呼ばれるプロトコルは、Ａ８トンネルを確立するために使用される。ＩＰクラウド３０８は、Ａ８／Ａ９クラウドと呼ばれることができる。ＩＰクラウド３１４において、Ａ１０トンネルと呼ばれるバーチャル想トンネルは、ＰＣＦ３１０及びＰＣＦ／ＢＳＣ３１２の各々へＰＤＳＮ３２０から情報を通信するために形成される。Ａ１０トンネルがＰＤＳＮ３２０からＰＣＦ３１０へ形成され、第２Ａ１０トンネルがＰＤＳＮ３２０からＰＣＦ／ＢＳＣ３１２へ形成されることに注目されたい。トンネルは、ＧＲＥトンネルであることができる。Ａ１１と呼ばれるプロトコルは、Ａ１０トンネルを確立するために使用される。ＩＰクラウド３１４は、Ａ１０／Ａ１１クラウドと呼ばれることができる。１つの実施形態は、この中で前に説明したｃｄｍａ２０００及びＨＤＲ標準において指定されたものと一致する。アクセス網（ＡＮ）は、ＰＤＳＮからエンドユーザ、例えば、ＭＳへの要素及び接続として規定される。

１つの実施形態に従って、同報通信ＣＳ３２６は、Ｄ級マルチキャストＩＰアドレスによって識別されるマルチキャストグループへ暗号化された同報通信コンテンツを有するＩＰパケットを送出する。このアドレスは、ＩＰパケットの目的地アドレスフィールドに使用される。所与のＰＤＳＮ３２０は、これらのパケットのマルチキャスト経路指定に参加する。圧縮後ＰＤＳＮ３２０は、通信のためにＨＤＬＣに各パケットを配置する。ＨＤＬＣフレームは、包括的経路指定カプセル化(Generic Routing Encapsulation)（ＧＲＥ）パケットによってカプセル化される。ＧＲＥカプセル化がこの中で前に説明したＡ１０トンネルを形成することに注目されたい。ＧＲＥパケットヘッダのキーフィールドは、同報通信伝達接続を表示するために特殊な数値を使用する。ＧＲＥパケットは、ＰＤＳＮ３２０のＩＰアドレスを識別するソースアドレスフィールドを有する２０バイトＩＰパケットヘッダを後尾に付加され、目的地アドレスフィールドは、Ｄ級マルチキャストＩＰアドレスを使用する。マルチキャストＩＰアドレスは、ＣＳ３２６からの元のＩＰパケットによって使用されるものと同じである。同報通信接続に配信されるパケットは、順番に提供され、１つの実施形態において、ＧＲＥ順番付け(sequencing)特徴が可能にされる。ＩＰマルチキャストパケットの複製は、マルチキャスト可能なルータでなされる。代案の実施形態に従って、ＩＰクラウド３１４が二地点間、又はユニキャスト(unicast)、個々の受信者ＰＣＦを組み込むことに注目されたい。この接続点に関してマルチキャストリンク又はユニキャストリンクを使用するための決定は、より高い層でなされる、ここにおいて、ＵＣトンネルは、増大された安全性を提供し、ＭＣツリーは、効率を提供する。

例示的実施形態に従って、ＣＳ３２６は、マルチキャストＩＰアドレスを介してＰＤＳＮ３２０へデータを通信し、ここにおいて、ＰＤＳＮ３０２は、更に、マルチキャストＩＰアドレスをも介してＰＣＦ３１０及びＰＣＦ／ＢＳＣ３１２へデータを通信する。例えば、ＰＣＦ３１０は、それから、目的地加入グループにある活動的な組における個々のユーザの員数を決定し、それらのユーザの各々に関してＣＳ３２６から受信されるフレームを複製する。ＰＤＳＮ ＰＣＦ３１０は、加入グループにおけるユーザの各々に対応するＢＳＣを決定する。

１つの実施形態において、ＢＳＣ３０４は、最近のＢＳＣへ通信するために適応させられ、ここにおいて、ＢＳＣ３０４は、受信されるパケットを複製し、１つ以上の近隣のＢＳＣへそれらを送出することができる。ＢＳＣの連鎖は、より良いソフトハンドオフ性能を生じる。“固定留め(anchoring)”ＢＳＣ方法は、より良いソフトハンドオフ性能を生じる。固定留めするＢＳＣ３０４は、通信フレームを複製し、その近隣のＢＳＣへ同じタイムスタンプと共にそれを送出する。タイムスタンプ情報は、移動局が様々なＢＳＣから通信フレームを受信するので、ソフトハンドオフ動作にとって極めて重要である。

マルチキャストサービス
１つの型の同報通信サービスは、マルチキャスト（ＭＣ）サービス、又は“ＧＣグループ”がＧＣにおける参加者であるこれらのユーザを含む“グループ呼（ＧＣ）”と呼ばれ、ここにおいて、一群のユーザは、所与のＭＣコンテンツに関して識別される。ユーザのグループは、ＭＣグループと呼ばれることができる。ＭＣコンテンツは、ＭＣグループ構成員のみを対象とする。ＭＣグループにおける各活動的なユーザは、ＡＮに登録する。ＡＮは、それから、各登録されたユーザの位置を追跡し、これらの位置をＭＣメッセージの通信の目標にする。特に、ＡＮは、その中にＭＣグループのユーザの各々が配置されるセル、セクタ、及び／又は地理的領域を決定し、それから、これらのセル、セクタ、及び／又は地理的領域と関連させられるＰＣＦへメッセージを通信する。

受信者又は加入者の位置及び活動性についての知識を用いないでＢＣメッセージが通信される若干の他の型の同報通信サービスとは対照的に、ＭＣサービスは、活動的なユーザ、特に、各活動的なユーザの位置についての知識を使用して稼動する。更に、ユーザは、ＡＮへ位置情報を提供する。１つの実施形態において、ＭＣグループにおける活動的なユーザは、ＩＰ通信によって、特に、インターネットグループ管理プロトコル（ＩＧＭＰ）メッセージを使用することによって、ＡＮに登録する。ＭＣサービスが各ユーザの位置を識別することができ、ＭＣがこれらの位置を通信の目標にするので、ＭＣサービスは、ＰＣＦとＰＤＳＮとの間のルータを利用する。ＭＣサービスは、ＭＣグループにおける活動的なユーザと通信するＣＦから各ＰＣＦへの通路を提供する接続のツリーを構築する。ツリーは、ＭＣツリーと呼ばれる。

インターネットに結合されるコンピュータ網のような、従来のＩＰ網又はシステムにおいて、ユーザが、ＭＣコンテンツと呼ばれる、ＭＣ型情報を受信することを要望するならば、ユーザは、インターネットグループ管理プロトコル（ＩＧＭＰ）を使用して最寄のルータに登録する。ルータは、それから、次に隣接するルータに登録することによって、ＭＣツリーを構築する処理を開始する。ＣＳは、それから、ＭＣ ＩＰパケットの形式でＭＣコンテンツを送出する。ＭＣ ＩＰパケットは、それから、ＭＣツリーを通して元のルータへ経路指定される。このルータは、ＭＣコンテンツを要望する各ユーザのためにデータを複製する。コンピュータ網における共通の同報通信メディアは、同じ情報ストリームへ多数のユーザを接続するイーサネット（登録商標）ハブ(Ethernet （登録商標）hub)である。

無線通信システムを伴うインターネット及びＩＰ網の組み合わせは、幾つかの別個の問題を導入する。１つの問題は、無線網を通してＩＰ網からの情報を経路指定(routing)することである。相互接続の幾つかは、無線システムにおいて事前規定される。例えば、この中で前に議論したように、ＢＳＣとＰＣＦとの間のインタフェースは、Ａ８／Ａ９接続によって規定される。同様に、ＰＣＦからＰＤＳＮへの接続は、Ａ１０／Ａ１１接続によって規定される。１つの実施形態は、ＰＤＳＮとＰＣＦとの間に内部のＭＣツリーを形成し、ＰＤＳＮとＣＳとの間に外部のＭＣツリーを形成する。ＰＣＦは、それから、ＭＣコンテンツを要請する種々のＢＳＣへの特定のトンネルを形成する。以降で議論する実施形態は、稼動を効率化する。もう１つの実施形態は、ＰＤＳＮとＣＳとの間に外部のＭＣツリーを形成し、一方において、ＭＣコンテンツを受信するためにある各個々のＰＣＦへＰＤＳＮからのトンネルをセットアップする。この実施形態は、安全な通信を提供する。

一般に、ＭＣ通路は、端末相互間と考えられ、ＭＣコンテンツは、送信元で発生し、端末ユーザへ通信される。端末ユーザは、ＭＳであることができる。代案として、ＭＳは、網へＭＣコンテンツを経路指定する移動ルータであることができる。端末ユーザは、ＭＣコンテンツを転送しない。ＭＣ通路が複数の様々な型の相互接続を含むことができることに注目されたい。例えば、１つの実施形態は、ＰＣＦに終端点を有するところの前に議論した内部のＭＣツリー、及びＰＤＳＮに終端点を有する外部のＭＣツリーを組み入れることができる。同様に、ＭＣ通路は、二地点間のトンネルを含むことができ、ここにおいて、各トンネルは、１つのノードと別個の個々のノードとの間で形成される。

図５に図示される例示的実施形態に従って、通信システム３００は、ＩＰクラウド３２４を介してＰＤＳＮ３２０及び３２２と通信状態にあるＣＳ３２６を含む。ＣＳ３２６が図示されない他のＰＤＳＮとも通信することに注目されたい。ＩＰ３２４は、マルチキャストルータ（この中で前に説明したように）及びクラウド３２４を通してデータ通信を通過させるための他のルータのような、ルータの構成を含む。ＩＰクラウド３２４を通す通信は、ＩＰ通信である。ＩＰクラウド３２４の中のルータは、インターネット技術専門作業部会（ＩＥＴＦ）プロトコルに一致する受信者を目標にするための、ＢＣメッセージ及びＭＣメッセージのような、通信にアクセスする。

図５と共に続いて、ＰＤＳＮ３２０及び３２２は、もう１つのＩＰクラウド３１４を介して、図示されない他のＰＣＦと同様に、ＰＣＦ３１０及び３１２と通信状態にある。ＩＰクラウド３１４は、マルチキャストルータ及びクラウド３１４を通してデータ通信を通過させるための他のルータのような、ルータの構成を含む。ＩＰクラウド３１４を通す通信は、ＩＰ通信である。ＩＰクラウド３１４の中のルータは、インターネット技術専門作業部会（ＩＥＴＦ）プロトコルに一致する受信者を目標にするための、ＢＣメッセージ及びＭＣメッセージのような、通信にアクセスする。更に、ＰＣＦ３１０は、まだ、もう１つのＩＰクラウド３０８を介してＢＳＣ３０４と通信する。ＩＰクラウド３１４は、マルチキャストルータ及びクラウド３１４を通してデータ通信を通過させるための他のルータのような、ルータの構成を含む。ＩＰクラウド３１４を通す通信は、ＩＰ通信である。ＰＣＦ３１２もＢＳＣのように動作し、システム３００（図示されていない）の中の任意のユーザと通信状態にある。明瞭にするために、３つのＢＳＣが、特に、ＢＳＣ３０２、３０４及び３０６が図示されていることに注目されたい。システム３００は、任意の数の付加的なＢＳＣ（図示されていない）を含むことができる。代案の実施形態が、ＩＰクラウド３０８、３１４、３２４のような、任意の又は多数のＩＰクラウドによって表示される接続が二地点間の接続と取り替えられることができる、代案の構成を組み入れることができることに注目されたい。二地点間の接続は、ＰＣＦでのような、１つの地点での装置と、ＢＳＣのような、もう１つの地点での装置との間でなされる安全な接続である。二地点間の接続は、通り抜けと呼ばれる方法(tunneling)を使用して、ＩＰクラウド３０８のような、ＩＰクラウドを介して実現される。ＩＰパケットを取るために通り抜けをするという基本的な考えは、ＧＲＥ／ＩＰにおいてパケットをカプセル化し、目的地点へ結果として生じるパケットを送出する。外側のＩＰヘッダの目的地アドレスがユニキャストＩＰアドレスであるならば、処理は、二地点間のトンネルを実現する。目的地アドレスがマルチキャストＩＰアドレスであるならば、処理は、一地点対多地点間のトンネルを実現する。全てこれが同じＩＰクラウドにおいてなされることに注目されたい。例えば、ＩＰクラウド３１４において、幾つかの様々な適用可能な方法がある。１つの方法は、二地点間のトンネルを形成し、第２の方法は、一地点対多地点間のトンネルを形成する。これは、クラウド３２４において使用される接続方法と対比させられ、ここにおいて、１つのＧＲＥ通り抜けも使用されなくて、元のマルチキャストＩＰパケットが通信される。

例示的実施形態において、ＣＳ３２６は、ＩＰクラウド３２４において使用されるマルチキャストＩＰアドレスについての知識を用いて、ＨＳＢＳを構成する。ＣＳは、ペイロードと呼ばれる、ＨＳＢＳコンテンツ情報を送出するために、ＭＣ ＩＰアドレスを使用する。

トンネルを形成するために、メッセージは、外部のＩＰパケットの中でカプセル化される。カプセル化されるメッセージは、トンネルを通して通信するので、内部のＩＰアドレス、即ち、元のＩＰパケットのＩＰアドレスは、無視される。カプセル化は、元のＩＰパケットのインターネット経路指定を変更する。例示的実施形態において、ＭＣトンネルは、ＰＤＳＮとＰＣＦとの間のＭＣツリーを通るＢＣ及びＭＣメッセージを経路指定する。

例示的実施形態において、ＰＤＳＮ３２０並びにＰＣＦ３１０及び３１２は、ＭＣグループと関連させられる。換言すれば、ＭＣグループ構成員は、ＰＣＦ３１０及び３１２によってサービスされるセル、セクタ、及び／又は地理的領域の中に配置される。システム３００は、ＣＳ３２６からＰＤＳＮ３２０への外部のＭＣツリー並びにＰＤＳＮ３２０からＰＣＦ３１０及び３１２への内部のツリーを構築する。ＰＤＳＮ３２０は、ＩＰクラウド３２４の中の近隣するマルチキャストルータに連続的に登録することによって外部のＭＣツリーを構築する。外部のＭＣツリーは、ＩＰ網を通して、ＰＤＳＮ３２０からＣＳ３２６へ構築される。ＰＤＳＮ３２０は、外部のＭＣツリーを介して、ＭＣグループに関するＭＣメッセージを受信する。換言すれば、ＭＣメッセージは、外部のＭＣツリーによって構築される外部のＭＣトンネルを通して送出される。ＰＣＦ３１０及び３１２の各々は、ＩＰクラウド３１４を通ってＰＤＳＮ３２０への内部のＭＣツリーを構築する。ＰＤＳＮ３２０からのＭＣメッセージは、ＧＲＥ／ＩＰトンネルにおける内部のＭＣツリーを介して送出される。

代案の実施形態は、この中で前に議論された方法を代わりのＢＣサービスに適用することができ、ここにおいて、一地点対多地点間の通信が使用される。連続するルータに登録する休止又は終止地点によって形成されるＭＣツリーの使用は、通信システムにおける冗長を回避する便利で動的な方法を提供する。更に、ＭＣツリーの使用は、網を拡大するために要求される基盤施設の量を低減させる増大規模適応性を提供する。

ＰＤＳＮの選択
パケット制御機能（ＰＣＦ）及びパケットデータサービスノード（ＰＤＳＮ）は、ｃｄｍａ２０００アクセス網において規定される網実体であり、マルチキャスト／同報通信サービスをサポートするために適応させられる。一般に、ＰＣＦは、多数のＰＤＳＮとの通信を確立することができる。そして次に、ＰＤＳＮは、多数のＰＣＦとの通信を確立することができる。所与の通信のためのデータトラヒックの搬送通路は、“伝達搬送(bear transport)”と呼ばれる。順方向におけるマルチキャスト／同報通信サービスに関する伝達搬送は、一般に、マルチキャスト／同報通信サービスに加入の移動局によって受信される前に、ＰＤＳＮ、ＰＣＦ、及び基地局を通って流れる。通信資源を節減するために、移動局は、マルチキャスト／同報通信サービスのために分配されるラジオチャンネルに波長を合わせる。網は、ＰＣＦへメッセージを送出するためにインターネットプロトコル（ＩＰ）を使用し、ここにおいては、１つの実施形態において、マルチキャスト／同報通信サービスは、３２ビットＩＰマルチキャストアドレスによって識別される。

所与のＰＣＦによって応対される１つより多い移動局がＩＰマルチキャストアドレスＸによって識別されるマルチキャスト／同報通信サービスを受信したいとき、ＰＣＦは、マルチキャスト／同報通信サービスを搬送するためのＰＤＳＮと共に伝達通路を確立する必要がある。多数のＰＤＳＮは、ＰＣＦと共に接続を確立することができるので、ＰＣＦは、伝達搬送を提供するために１つのＰＤＳＮを選択する必要がある。

１つの実施形態に従って、ある方法は、マルチキャスト／同報通信サービスのためのＰＤＳＮを自動的に選択し、ここにおいて、メッセージは、ＩＰマルチキャストアドレスＸによって識別される。本方法は、効果的に、多数のＰＤＳＮ上の荷重の均衡をとる。換言すれば、本発明の方法を使用することによって、所与のＰＣＦがＮ個のＰＤＳＮと通信することができ、そのＰＣＦを通って進行する必要があるＭ個のマルチキャスト／同報通信メッセージ又はサービスがあるならば、各ＰＤＳＮは、平均して、Ｍ／Ｎ個のマルチキャスト／同報通信サービスを取り扱う。

図６は、ラジオ通信、即ち、大気インタフェースを介して、ＢＳＣ４０４と通信状態にあるＭＳ４０２を有する通信システム４００を図示する。代案の実施形態がＭＳ４０２とＢＳＣ４０４との間に結合される任意の数の他のコントローラ又は通信器を含むことができることに注目されたい。図６に図示されるように、ＢＳＣ４０４は、ＰＣＦ４０６と通信状態にあり、そして次に、ＰＣＦ４０６は、ＰＤＳＮ４０８、４１０、及び／又は４１２のどれとでも通信状態にあることができる。この中で前に議論したように、ＰＣＦ４０６を通る所与の通信のために利用可能なこれらの中のＰＤＳＮを選択するための決定が下される。本決定は、システム４００に特定の基準に従ってなされる。

例示的実施形態に従って、システム４００は、整数のような、識別子を各ＰＤＳＮに割り当てる。図６に図示するように、ＰＤＳＮ４０８、４１０、４１２は、それぞれ、識別子１、２、及び３を割り当てられる。システム４００は、次の式を適用することによって所与の通信に関するＰＤＳＮを選択する。

L=(Y) modulo N （１）
ここにおいて、Ｌは、ＰＤＳＮ識別子に対応し、Ｎは、ＰＣＦ４０６によって到達可能な、即ち、ＰＣＦ４０６と通信することができるＰＤＳＮ全体の数である。例示的実施形態において、ＰＣＦ４０６が式（１）に従ってＰＤＳＮの選択をし、ここにおいて、ＰＣＦが、内部的に、各到達可能なＰＤＳＮを０からＮ−１に亘る数に関連させることに注目されたい。変数Ｙは、通信に関連させられるマルチキャストアドレスＸの関数である。特に、変数Ｙは、一般に、次のように、アドレスの点から規定される。

Y=f(X) （２）
例示的実施形態において、マルチキャストアドレスＸは、マルチキャスト／同報通信サービスを識別する３２ビットＩＰマルチキャストアドレスである。代案の実施形態は、他のアドレス指定方式を適用することができる。システムは、ＢＳＣ４０４によって送出されるセットアップメッセージからマルチキャストアドレスＸを取得する。特に、セットアップメッセージの受信は、ＰＣＦ４０６を起動してマルチキャスト／同報通信サービスに関するＰＤＳＮ選択を行わせる。

例示的実施形態において、ＩＰマルチキャストアドレスＸは、次のように与えられる２進表示によって表されることができる。

1110x₂₇x₂₆x₂₅x₂₄ x₂₃x₂₂x₂₁x₂₀x₁₉x₁₈x₁₇x₁₆ x₁₅x₁₄x₁₃x₁₂x₁₁x₁₀x₉x₈ x₇x₆x₅x₄x₃ x₂x₁x₀ （３）
ここにおいて、x_iは、ｉ＝０，１，…,２７に関して０又は１のどちらかである。

式（２）に与えられるように、ＹはＸの関数であり、ここにおいて、関数f()は、マルチキャストアドレスを整数値に変換する数学的関数である。１例として、１つの単純明快な関数は、次の方程式によって、ＩＰマルチキャストアドレスを整数表現に変換する。

Y=2³¹+2³⁰+2²⁹+(x₂₇)(2²⁷)+(x₂₆)(2²⁶)+…+(x₀)(2⁰) （４）
代案の例は、方程式（４）を単純化することによって作成され、（特に最初の３つの定数項を除去することによって）次のように与えられる。

Y=(x₂₇)(2²⁷)+(x₂₆)(2²⁶)+…+(x₀)(2⁰) （５）
例示的実施形態において、Ｌは、Ｙ上で行われるモジュロＮ演算の結果である。特に、Ｌは、ＹをＮによって除算される演算の剰余である。Ｌの数値は、０とＮ−１の範囲にある。例えば、Ｙ＝１３１及びＮ＝７であるならば、そのときは、Ｌ＝５である。従って、ＰＣＦ４０６は、５によって識別されるＰＤＳＮを選択する。本方法は、人間の介在を回避する動的な通信通路選択を考慮に入れる。

図７は、ＰＤＳＮを選択するための方法５００を図示する。ステップ５０２で、ＰＣＦは、到達可能なＰＤＳＮの個数Ｎを決定する。ＰＣＦは、それから、ステップ５０４で、到達可能なＰＤＳＮの各々に固有の識別子を割り当てる。ＰＣＦが、決定ダイアモンド(decision diamond)５０６で、所与の通信に関するセットアップメッセージを受信するとき、ＰＣＦは、所与の通信に関するマルチキャストアドレスＸを受信するために、ステップ５０８へ進む。ＰＣＦは、それから、ステップ５１０で、マルチキャストアドレスＸの関数として、Ｙを計算する。ステップ５１２で、ＰＣＦは、方程式（１）に従って、数値Ｌを決定し、ステップ５１４で、対応するＰＤＳＮを決定する。選択されるＰＤＳＮは、それから、所与の通信のために使用される。コンテンツサーバから端末ユーザへの通信通路は、この中で前に議論したＩＰ方法のような、種々の方法でセットアップされることができる。

マルチキャストアドレスの整数値上のモジュロＮ演算値は、０とＮ−１との間に均一に分布させられているから、ＰＤＳＮの任意の１つを選択する確率は、１／Ｎとなるので、図７の方法５００は、マルチキャストアドレスの関数としてＰＤＳＮを決定し、効果的に到達可能なＰＤＳＮの任意の１つを選択するための平均の確率という結果になる。従って、マルチキャストトラヒックは、Ｎ個のＰＤＳＮの中で均一に均衡がとられている。

本発明は、マルチキャストのような、１対多数型サービスと同様に、同報通信のような、一対多地点通信サービスに適用可能である。代案の実施形態は、代わりの基盤設備要素でＰＤＳＮ選択方法を実施することができる。図７に図示される本方法は、通信通路の任意の部分の選択のために拡張されることができ、ここにおいて、多数の接続が可能であるが、１つのみの接続も通信のために使用される。所与の通信と関連させられる、マルチキャストアドレス、又は他の型のアドレスの使用、選択処理は、潜在的接続を均衡化させ、どの１つの選択にも等しい確率を与える。更に、方程式（１）に与えられるようなＬの計算は、単純明快な計算を提供するがこれに対して、代案の関数は、Ｌの数値を決定するために実施されることができる。

技術的に精通した人達は、情報及び信号が任意の種々の異なる技術及び手法を使用して表現されることができることを理解する。例えば、前の説明の全体に亘って参照され得るデータ、指令、命令、情報、信号、ビット、シンボル、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場若しくは磁粒子、光場若しくは光粒子、又はこれらの任意の組み合わせによって表現されることができる。

技術的に精通した人達は、更に、この中に開示された実施形態に関連して説明した種々の図示の論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズムステップは、電子的ハードウェア、コンピュータソフトウェア、又はその両方の組み合わせとして実施されることができることを正当に評価する。このハードウェア及びソフトウェアの互換性を明瞭に図解説明するために、種々の例示の構成要素、ブロック、モジュール、回路、及びステップは、それらの機能性の点から概論的に前に説明してきた。このような機能性がハードウェア又はソフトウェアとして実施されるかどうかは、システム全体に課せられる特定の適用及び設計の制約事項に左右される。精通した技術者は、一つ一つの特定の適用に関して、説明した機能性を種々の方法で実施することができるが、このような実施決定は、本発明の範囲からの離脱をもとにすると解釈されるべきではない。

この中に開示された実施形態に関連して説明した種々の例示の論理ブロック、モジュール、及び回路は、この中に説明した機能を実行するために設計された、汎用プロセッサ、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）、現場プログラム可能ゲートアレー（ＦＰＧＡ）若しくは他のプログラム可能論理装置、個別ゲート若しくはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、又はこれらの任意の組み合わせ、を用いて実施され又は実行されることができる。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよいが、代案として、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又はステートマシンであってもよい。プロセッサはまた、計算装置の組み合わせ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰ中核併用の１つ以上のマイクロプロセッサ、又は任意の他のこのような構成として実施されることができる。

この中に開示された実施形態と関連して説明した方法又はアルゴリズムのステップは、ハードウェアに、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールに、又はその２つの組み合わせに、直接に具現化されることができる。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、着脱可能ディスク、ＣＤ‐ＲＯＭ、又は技術的に周知の任意の他の形式の蓄積媒体、に常駐することができる。例示的蓄積媒体は、プロセッサが蓄積媒体から情報を読み取り、蓄積媒体へ情報を書き込むことができるような、プロセッサに結合される。代案として、蓄積媒体は、プロセッサと一体化してもよい。プロセッサ及び蓄積媒体は、ＡＳＩＣに常駐することができる。ＡＳＩＣは、ユーザ端末に常駐することができる。代案として、プロセッサ及び蓄積媒体は、ユーザ端末に個別構成要素として常駐してもよい。

開示された実施形態の前の説明は、技術的に精通した任意の人が、本発明を製品化し又は使用することを可能にするように提供される。これらの実施形態への種々の変更は、技術的に精通した人達には、即座に明白であり、この中に規定された包括的原理は、本発明の精神又は範囲から離脱することなく他の実施形態に適用されることができる。このように、本発明は、この中に示された実施形態に限定されるように意図されるものではなく、この中に開示された原理及び新規な特徴とは矛盾しない最も広い範囲と一致するものである。

図１は、多数のユーザをサポートするスペクトル拡散通信システムの図である。 図２は、同報通信をサポートする通信システムのブロック図である。 図３は、無線通信システムにおける同報通信サービス選択に対応するプロトコルスタックのモデルである。 図４は、無線通信システム配置における同報通信サービスのためのメッセージの流れに関する流れ図である。 図５は、同報通信コンテンツのマルチキャストインターネットプロトコル通信を用いて同報通信をサポートする無線通信システムの機能図である。 図６は、所与のＰＣＦと通信可能な多数のＰＤＳＮを有する無線通信システムである。 図７は、所与のＰＣＦと通信可能な多数のＰＤＳＮの１つを選択するための流れ図である。

符号の説明

１００…通信システム、１０２Ａ〜１０２Ｇ…セル、１０４Ａ〜１０４Ｇ…基地局、１０６Ａ〜１０６Ｊ…端末、２００…無線通信システム、３００…通信システム、４００…通信システム、５００…方法。

Claims (16)

1. 同報通信をサポートする無線通信システムであって、プロトコル制御機能ノード及び複数のパケットデータサービスノードを有する該システムにおいて、通信通路をセットアップするための方法、該方法は下記を具備する：
   プロトコル制御機能ノードと通信可能な複数のパケットデータサービスノードの最初の番号を決定する；及び
   最初の通信に関する最初のパケットデータサービスノードを該最初の番号の関数として決定する、ここにおいて、決定された最初のパケットデータサービスノードは、プロトコル制御機能ノードを介して最初の同報通信を受信すべき全ての移動局のために通信通路をサポートする、ここにおいて、最初のパケットデータサービスノードはマルチキャストアドレスの関数として決定される。
2. 該最初のパケットデータサービスノードを決定することが下記を具備する、請求項１記載の方法：
   プロトコル制御機能ノードと通信可能な各パケットデータサービスノードへ固有の識別子を割り当てる。
3. 該最初のパケットデータサービスノードを決定することが更に下記を具備する、請求項２記載の方法：
   該最初の通信に関するマルチキャストアドレスを受信する。
4. マルチキャストアドレスの関数として該最初のパケットデータサービスノードを決定することが下記を具備する、請求項３記載の方法：
   マルチキャストアドレス及び最初の番号上でモジュロ演算を行う、ここにおいて、モジュロ演算の結果は到達可能なパケットデータサービスノードに割り当てられる固有の識別子の１つに対応する。
5. マルチキャストアドレスはインターネットプロトコルアドレスである、請求項３記載の方法。
6. 同報通信をサポートする無線通信システムであって、プロトコル制御機能ノード及び複数のパケットデータサービスノードを有する該システムにおいて、通信通路をセットアップするための方法、該方法は下記を具備する：
   最初の通信のマルチキャストアドレスを決定する；及び
   マルチキャストアドレスの関数として、最初の通信に関する最初のパケットデータサービスノードを決定する、ここにおいて、決定された最初のパケットデータサービスノードは、プロトコル制御機能ノードを介して最初の同報通信を受信すべき移動局のために通信通路をサポートする。
7. 更に下記を具備する、請求項６記載の方法：
   プロトコル制御機能ノードと通信可能な複数のパケットデータサービスノードの最初の番号を決定する。
8. マルチキャストアドレスの関数として、該最初の通信に関する最初のパケットデータサービスノードを決定することが下記を具備する、請求項７記載の方法：
   マルチキャストアドレス及び最初の番号上でモジュロ演算を行う、ここにおいて、モジュロ演算の結果は到達可能なパケットデータサービスノードに割り当てられる固有の識別子の１つに対応する。
9. 同報通信をサポートする無線通信システムにおいて通信通路をセットアップするための基盤施設要素、該基盤施設要素は下記を具備する：
   プロトコル制御機能ノードと通信可能な複数のパケットデータサービスノードの最初の番号を決定するための手段；及び
   最初の通信に関する最初のパケットデータサービスノードを、該最初の番号の関数として決定するための手段、ここにおいて、決定された最初のパケットデータサービスノードは、プロトコル制御機能ノードを介して最初の同報通信を受信すべき全ての移動局のために通信通路をサポートする、ここにおいて、最初のパケットデータサービスノードはマルチキャストアドレスの関数として決定される。
10. 同報通信をサポートする無線通信システムにおいて通信通路をセットアップするための基盤施設要素、該基盤施設要素は下記を具備する：
    最初の通信のマルチキャストアドレスを決定するための手段；及び
    最初の通信に関する最初のパケットデータサービスノードを、マルチキャストアドレスの関数として決定するための手段、ここにおいて、決定された最初のパケットデータサービスノードは、プロトコル制御機能ノードを介して最初の同報通信を受信すべき移動局のために通信通路をサポートする。
11. 同報通信をサポートする無線通信システムであって、プロトコル制御機能ノード及び複数のパケットデータサービスノードを有する該システムにおいて、通信通路をセットアップするための手段は下記を具備する：
    プロトコル制御機能ノードと通信可能な複数のパケットデータサービスノードの最初の番号を決定するための手段；及び
    最初の通信に関する最初のパケットデータサービスノードを、該最初の番号の関数として決定するための手段、ここにおいて、決定された最初のパケットデータサービスノードは、プロトコル制御機能ノードを介して最初の同報通信を受信すべき全ての移動局のために通信通路をサポートする、ここにおいて、最初のパケットデータサービスノードはマルチキャストアドレスの関数として決定される。
12. 同報通信をサポートする無線通信システムであって、プロトコル制御機能ノード及び複数のパケットデータサービスノードを有する該システムにおいて、通信通路をセットアップするための手段は下記を具備する：
    最初の通信のマルチキャストアドレスを決定するための手段；及び
    最初の通信に関する最初のパケットデータサービスノードを、マルチキャストアドレスの関数として決定するための手段、ここにおいて、決定された最初のパケットデータサービスノードは、プロトコル制御機能ノードを介して最初の同報通信を受信すべき移動局のために通信通路をサポートする。
13. 最初のパケットデータサービスノードがさらに下記を具備する、請求項２に記載の方法：
    最初の通信に関するマルチキャストアドレスを表示するパラメータを受信する；及び
    該パラメータの関数として最初のパケットデータサービスを決定する。
14. マルチキャストアドレスの関数として最初のパケットデータサービスノードを決定することが下記を具備する、請求項１３に記載の方法：
    該パラメータと該最初の番号上でモジュロ演算を行う、ここにおいて、モジュロ演算の結果は到達可能なパケットデータサービスノードに割り当てられる固有の識別子の１つに対応する。
15. 同報通信をサポートする無線通信システムにおいて通信通路をセットアップするための基盤施設要素、該基盤施設要素は下記を具備する：
    コンピュータ読み取り可能な命令を蓄積するために適応されるメモリ蓄積媒体；及び
    下記のコンピュータ読み取り可能な命令を処理するために適応されるプロセッサー、
    プロトコル制御機能ノードと通信可能な複数のパケットデータサービスノードの最初の番号を決定すること、及び
    該最初の番号の関数として最初の通信に関する最初のパケットデータサービスノードを決定すること、ここにおいて、決定された最初のパケットデータサービスノードはプロトコル制御機能ノードを介して最初の同報通信を受信すべき全ての移動局のために通信通路をサポートする、ここにおいて、最初のパケットデータサービスノードはマルチキャストアドレスの関数として決定される。
16. 同報通信をサポートする無線通信システムにおいて、通信通路をセットアップするための基盤施設要素、該基盤施設要素は下記を具備する：
    コンピュータ読み取り可能な命令を蓄積するために適応されるメモリ蓄積デバイス；及び
    下記のコンピュータ読み取り可能な命令を処理するために適応されるプロセッサ；
    最初の通信のマルチキャストアドレスを決定すること；及び
    最初の通信に関する最初のパケットデータサービスノードを、マルチキャストアドレスの関数として決定すること、ここにおいて、決定された最初のパケットデータサービスノードは、プロトコル制御機能ノードを介して最初の同報通信を受信すべき移動局のために通信通路をサポートする。

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