JP4712095B2 - 通信方法および無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、ＭＢＳ（Multicast and Broadcast Service）を実現する通信方法および無線通信システムに関するものである。

従来のマルチキャスト・ブロードキャスト・サービス（ＭＢＳ：Multicast and Broadcast Service）では、マルチキャスト接続識別子（ＣＩＤ：Connection Identifier）で接続を定義し、同一のＣＩＤを用いて送信するパケットを、複数の端末で同時に受信することを可能にしている。１つの無線基地局からコンテンツを送信するシングル基地局アクセスと、グループ化された複数の基地局が同期して同一コンテンツを送信するマルチ基地局アクセスが検討されている（たとえば、下記非特許文献１）。

１つのマルチキャスト接続識別子の有効範囲は、ＭＢＳゾーンとよばれ、ＭＢＳ識別子（ＭＢＳ Zone Identifier）で識別される。アイドルモードの移動局が、同じＭＢＳゾーン識別子を持つ基地局間で移動する場合、移動局は特定の無線基地局に位置登録することなく移動することが可能である（たとえば、下記非特許文献２ ６．３．２３章参照）。

また、無線基地局は、ＭＢＳゾーン識別子を含む情報要素を報知することができる（たとえば、非特許文献２ ８．４．５．３．１２章または６．３．２．３．４３．６．９章参照）。無線基地局が複数のＭＢＳゾーンの境界にある場合などに対応するため、複数のＭＢＳゾーン識別子を報知することも可能である。

さらに、同様の技術として、３ＧＰＰ(3rd Generation Partnership Project)では、パケット交換ドメインで、マルチキャスト接続によりサービスを提供するＭＢＭＳ（Multimedia Broadcast/Multicast Service：放送／マルチキャスト型サービス放送）技術が標準化されている（たとえば、非特許文献３参照）。

服部、藤岡、編著「改訂版ワイヤレスブロードバンド教科書 高速IPワイヤレス編」インプレスＲ＆Ｄ，Ｐ１９０〜１９１，２００６年６月２１日 IEEE Std 802.16e-2005，"Amendment 2:Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands and Corrigendum 1"，２００６年２月２８日 服部、藤岡、編著「改訂版ワイヤレスブロードバンド教科書 3.5G/次世代モバイル編」インプレス，Ｐ２７１〜２８０，２００６年４月１１日

ＭＢＳで提供するアプリケーションは、多様な特性を持っており、その特性によって要求されるサービスの形態も異なる。たとえば、移動体向け地上デジタル放送のような放送型のＭＢＳでは、移動局がどこに移動しても番組の送信を要求しなおすことなく、チャンネルを合わせるだけで所望のサービスを受けられるような使い勝手が要求される。一方、多人数でのビデオ会議，会員制の放送サービス，ビデオ・オン・デマンドなど通信型のＭＢＳを提供する場合は、周波数資源の有効利用の観点から、できるだけ位置範囲を限定してサービスすることが望ましい。したがって、ＭＢＳの配置の観点からすると、前者の放送型ＭＢＳの場合には広い範囲をもつＭＢＳゾーンを設定するのが望ましく、後者の通信型ＭＢＳの場合には限定した範囲を持つＭＢＳゾーンを設定するのが望ましい。

さらに、これら多様なアプリケーションが、並行してサービスされる場合がある。並行したサービスを実現するには、同時に異なる複数のＭＢＳゾーン配置が利用可能であることが望ましい。

しかしながら、上記従来のＭＢＳ技術では、ＭＢＳゾーン配置を同時に複数持つことができない。このため、複数の異なるＭＢＳゾーン配置を利用したサービスを同時に行うことができないという問題があった。また、移動局がＭＢＳゾーンを移動する場合に、ネットワーク接続を設定する機能が考慮されておらず、ＭＢＳを継続利用するのが困難であるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、広い範囲を持つＭＢＳゾーンからなるＭＢＳゾーン配置と、限定した範囲を持つＭＢＳゾーンからなるＭＢＳゾーン配置の、複数のＭＢＳゾーン配置を用いたＭＢＳを並行して提供でき、同時に、移動局がＭＢＳゾーンを移動した場合にも、ＭＢＳサービスを継続して利用できる通信方法および無線通信システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ＭＢＳ（マルチキャスト・ブロードキャスト・サービス：Multicast and Broadcast Service）機能を備え、同一の接続識別情報を用いる範囲であるＭＢＳゾーンを構成する無線通信システムにおける通信方法であって、ＭＢＳ制御装置が、ＭＢＳコンテンツの特性に基づき複数のＭＢＳ種別にＭＢＳコンテンツを分類するコンテンツ分類ステップと、前記ＭＢＳ制御装置が、前記ＭＢＳ種別ごとに、前記ＭＢＳゾーンに対応するＭＢＳ識別子と前記ＭＢＳゾーンを構成する基地局と前記ＭＢＳゾーンに関連するゲートウエイ装置とを対応付けた情報を管理するＭＢＳゾーン配置管理ステップと、前記ＭＢＳ制御装置が、前記ゲートウエイ装置に対して、前記管理されている情報を含むＭＢＳゾーン構成情報を送信するＭＢＳゾーン構成情報送信ステップと、前記ゲートウエイ装置が、前記ＭＢＳゾーン構成情報を保持するとともに、自装置配下の基地局に前記ＭＢＳゾーン構成情報を転送するＭＢＳゾーン構成情報転送ステップと、前記基地局が、前記ＭＢＳゾーン構成情報に基づきＭＢＳ種別ごとにＭＢＳゾーン識別子を保持するとともに、前記ＭＢＳ種別ごとに前記ＭＢＳゾーン識別子に対応する接続識別情報を取得し、当該接続識別情報を自局に接続された端末に送信する接続情報送信ステップと、前記基地局に接続する端末が、サービスを受けるＭＢＳコンテンツのＭＢＳ種別および受信した接続識別情報に基づき、前記基地局と通信を行う無線通信ステップと、を含むことを特徴とする。

この発明によれば、ＭＢＳコンテンツをＭＢＳの特性に応じてＭＢＳ種別に区別し、ＭＢＳ種別に対応した複数のＭＢＳゾーン配置を備えるようにし、さらに、移動局の移動時にゲートウエイ間で移動局の登録情報を転送するようにしたので、複数のＭＢＳゾーン配置を用いたＭＢＳを並行して提供でき、かつ、移動局の移動時に継続してサービスが提供できるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態の通信システムの構成例を示す図である。 図２は、ＭＢＳコンテンツ管理テーブルの一例を示す図である。 図３−１は、通信型ＭＢＳゾーン配置管理テーブルの一例を示す図である。 図３−２は、放送型ＭＢＳゾーン配置管理テーブルの一例を示す図である。 図４は、ＭＢＳゾーン初期設定のフローチャートである。 図５は、移動局がマルチキャスト・グループＧ２に参加する場合の動作に関連する部分のシステム構成例を示す図である。 図６は、移動局がマルチキャスト・グループＧ２へ参加する場合のフローチャートである。 図７は、移動局がマルチキャスト・グループＧ３に参加する場合の動作に関連する部分のシステム構成例を示す図である。 図８は、移動局がマルチキャスト・グループＧ３へ参加する場合のフローチャートである。 図９は、移動局がＭＢＳゾーンを移動する場合の動作に関連する部分のシステム構成例を示す図である。 図１０は、ゾーン移動処理のフローチャートである。 図１１は、クエリー・メッセージに対する代理リポート処理のフローチャートである。

符号の説明

１ コンテンツサーバ
２ ＭＢＳ制御装置
３−１，３−２ マルチキャスト・ルータ
４−１，４−２ ＧＷ
５−１〜５−Ｎ ＢＳ
６ 移動局
７ ＩＰマルチキャスト・ネットワーク
１１，１２，１３ 通信型ＭＢＳゾーン
２１，２２ 放送型ＭＢＳゾーン
３１，３２，３３，３４ 報知情報
４１，４２，４３ マルチキャスト参加要求メッセージ
４４ マルチキャスト参加応答メッセージ
５１ 配信ツリー変更メッセージ
５２，５３ 経路変更メッセージ
Ｇ２，Ｇ３ マルチキャスト・グループ
６１，６２ マルチキャスト参加メッセージ
６３ ゾーン移動通知メッセージ
６４ ゾーン移動応答メッセージ

以下に、本発明にかかる通信装置および通信方法、ゲートウエイ装置、ＭＢＳ制御装置、無線基地局および端末の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は本発明にかかるゲートウエイ装置、ＭＢＳ制御装置（制御装置）、および移動局（端末）を含む実施の形態の通信システム構成図の一例を示す図である。図１において、本実施の形態の通信システムは、マルチキャストやブロードキャストで提供するコンテンツを格納しているコンテンツサーバ１と、ＭＢＳ（Multicast and Broadcast Service）コンテンツ配信サービスのための入口として機能するとともに、本システム全体を制御するＭＢＳ制御装置２と、マルチキャスト・ルータ３−１，３−２と、無線アクセスネットワークをＩＰ（Internet Protocol）マルチキャスト・ネットワークに接続し、配下の無線基地局と連携して無線アクセス・サービスを実現するＧＷ（ゲートウエイ）４−１，４−２と、移動局と無線接続するＢＳ（無線基地局）５−１〜５−４と、移動可能な無線端末である移動局６と、で構成される。ＭＢＳ制御装置２は、コンテンツ配信サービスのために、サービス・アナウンスメント機能（提供するサービスに関する情報をユーザに報知する機能），メンバーシップ＆キー管理機能（ユーザに関する情報の保持、ユーザ登録やデータ保護のためのキー配布などを行う機能），セッション＆送信機能（ＭＢＳセッションの送信やそのスケジュール管理などを行う機能）などを備える。ＭＢＳ制御装置２は、ＭＢＳゾーン配置や転送経路の管理機能を具備し、複数の装置で構成されるようにしてもよい。また、コンテンツサーバ１は、複数のサーバで構成するようにしてもよい。

ＩＰマルチキャスト・ネットワーク７は、ＩＰマルチキャスト技術に基づいてパケットを転送するマルチキャスト・ルータ３−１，３−２で構成されるネットワークである。Ａ，Ｂ，Ｃは、移動局６が移動するときの３つの位置の例をそれぞれ表している。通信型ＭＢＳゾーン１１，１２，１３は通信型ＭＢＳに対応するＭＢＳゾーンであり、それぞれ通信型ＭＢＳゾーンを識別するための通信型ＭＢＳゾーン識別子としてＺ１１，Ｚ１２，Ｚ１３が割り当てられているものとする。放送型ＭＢＳゾーン２１，２２は、放送型ＭＢＳに対応するＭＢＳゾーンであり、それぞれ放送型ＭＢＳゾーンを識別するための放送型ＭＢＳゾーン識別子としてＺ２１，Ｚ２２が割り当てられているものとする。

報知情報３１，３２，３３，３４は、それぞれＢＳ５−１，５−２，５−３，５−４が無線回線へ報知する報知情報である。マルチキャスト参加要求メッセージ４１，４２，４３はマルチキャスト・グループ参加状態の変更の要求のためのメッセージであり、マルチキャスト参加応答メッセージ４４はマルチキャスト参加要求に対する応答のメッセージである。また、配信ツリー変更メッセージ５１は配信ツリー接続の変更を指示するためのメッセージであり、経路変更メッセージ５２，５３はマルチキャスト経路の変更を要求するためのメッセージである。マルチキャスト・グループＧ２，マルチキャスト・グループＧ３は、ＩＰマルチキャスト技術に基づくマルチキャスト・グループである。図中Ｇ２と符号を付した矢印および太実線の矢印は、マルチキャスト・グループＧ２のＩＰパケットの流れを示す。Ｇ３と符号を付した矢印および太破線の矢印は、マルチキャスト・グループＧ３のＩＰパケットの流れを示す。

本実施の形態では、ＩＰマルチキャスト技術に基づくネットワーク構成を採用する。ＩＰマルチキャスト技術は、マルチキャスト・グループ・アドレスと呼ばれる特別な宛先アドレスを用い、そのアドレスに対応するマルチキャスト・グループに参加する全ての端末へ同時に同一データを送信する技術である。マルチキャスト・グループは、ＩＰヘッダの宛先に設定されるマルチキャスト・グループ・アドレスにより特定され、そのＩＰパケットは、そのマルチキャスト・グループ・アドレスに対応するマルチキャスト・グループに参加する全ての端末宛に転送される。

マルチキャスト・ルータ３−１，３−２は、このマルチキャスト・グループに参加するホストＩＰアドレスの対応をメンバーシップ情報として管理し、マルチキャスト・グループ・アドレス宛のＩＰパケットをそのマルチキャスト・グループに参加している全てのホストに転送する。マルチキャスト・グループへ参加するためには、参加するホストに隣接するマルチキャスト・ルータに対して、そのホストに関する参加通知を送信する。そして、マルチキャスト・ルータは、管理しているメンバーシップ情報を更新する。マルチキャスト・グループから脱退する場合には、隣接するマルチキャスト・ルータへ削除通知を行う。以下、マルチキャスト・グループに参加する端末を参加局とよぶことにする。

また、ＭＢＳゾーンは、無線接続する無線基地局が変わっても登録の必要がない範囲である。移動局にとっては、ＭＢＳゾーンは広い方が使い勝手が良いことになる。一方、たとえば、ＩＰマルチキャスト技術のマルチキャスト・グループを用いてデータを配信する場合、移動局がＭＢＳゾーン内で、再登録の必要なく継続してコンテンツの受信を続けるには、１つのＭＢＳゾーンを構成する全ての無線基地局も、そのマルチキャスト・グループ宛のデータを受信する必要がある。このため、１つのＭＢＳゾーンを構成するすべての無線基地局が、そのＭＢＳゾーン内にある移動局が参加している全てのマルチキャスト・グループを用いたサービスの配信を受けることになる。したがって、ＭＢＳゾーンを広くとりすぎると周波数利用効率上好ましくない。

また、放送型ＭＢＳのように不特定多数に対するサービスは、多くの移動局が参加する可能性が高いため、ユーザの使い勝手を優先してＭＢＳゾーンは広い範囲とすることが望ましい。一方、通信型ＭＢＳの場合には、ユーザが限られることから、周波数利用効率を考慮し、放送型ＭＢＳに比べ狭い範囲のＭＢＳゾーンとすることが望ましい。

本実施の形態では、このように、ＭＢＳのコンテンツの特性によって最適なＭＢＳゾーンが異なることを考慮して、通信型ＭＢＳゾーンと放送型ＭＢＳゾーンの２種類のＭＢＳゾーン配置を備え、同時に２つのＭＢＳゾーン配置を実現する。なお、本実施の形態では、１つのＭＢＳゾーン内で同一のマルチキャスト接続識別子（ＣＩＤ：Connection Identifier）を用いることにより、移動局が同一ＭＢＳゾーン内の他の無線基地局と接続しても、再登録の必要がないものとしているが、ＣＩＤではなく他の接続情報を用いて、ＭＢＳゾーンを登録の必要のないゾーンとして構成するようにしてもよい。

つづいて、本実施の形態の動作について説明する。まず、コンテンツサーバ１は、通信型のＭＢＳコンテンツＸと放送型のＭＢＳコンテンツＹを格納している。そして、ＭＢＳ制御装置２は、コンテンツサーバ１に格納されている各コンテンツに、マルチキャスト・グループ・アドレスとしてそれぞれＧ２，Ｇ３を設定する。また、ＭＢＳ制御装置２は、コンテンツサーバ１に格納されている各コンテンツに対して、ＭＢＳの特性を区別するために設けるＭＢＳ種別を対応付ける。本実施の形態では、ＭＢＳ種別として通信型ＭＢＳと放送型ＭＢＳの２つに区別するものとする。ＭＢＳ制御装置２は、これらのコンテンツに対応付けた情報をＭＢＳコンテンツ管理テーブルとして自装置内に保持する。

図２は、ＭＢＳ制御装置が備えるＭＢＳコンテンツ管理テーブルの一例である。図２に示すように、通信型の特性を持つＭＢＳコンテンツＸについては、マルチキャスト・グループ・アドレスをＧ２とし、ＭＢＳ種別を通信型ＭＢＳと対応付けている。また、放送型の特性を持つＭＢＳコンテンツＹについては、マルチキャスト・グループ・アドレスをＧ３とし、ＭＢＳ種別を放送型ＭＢＳと対応付けている。

さらに、ＭＢＳ制御装置２は、ＭＢＳ種別ごとにＭＢＳゾーン配置を設定してＭＢＳゾーン配置管理テーブルとして自装置に保持する。ＭＢＳゾーン配置管理テーブルの一例を図３−１，３−２に示す。図３−１は通信型ＭＢＳゾーンの配置を管理するためのＭＢＳゾーン配置管理テーブル（通信型ＭＢＳゾーン配置管理テーブル）の一例を示し、図３−２は放送型ＭＢＳゾーンの配置を管理するためのＭＢＳゾーン配置管理テーブル（放送型ＭＢＳゾーン配置管理テーブル）の一例を示す。

図３−１に示すように、通信型ＭＢＳゾーン配置管理テーブルは、通信型ＭＢＳゾーン識別子と、各々の通信型ＭＢＳゾーンを構成する無線基地局と関連するゲートウエイを含んでいる。たとえば、図３−１では、通信型ＭＢＳゾーン識別子Ｚ１２で識別される通信型ＭＢＳゾーン１２はＢＳ５−１とＢＳ５−２で構成され、通信型ＭＢＳゾーン識別子Ｚ１３で識別される通信型ＭＢＳゾーン１３はＢＳ５−３とＢＳ５−４で構成されることを示している。また、関連ゲートウエイは、各々のＭＢＳゾーンを構成するＢＳを配下に持つＧＷを表している。

図３−２に示すように、放送型ＭＢＳゾーン配置管理テーブルは、放送型ＭＢＳゾーン識別子と、各々の放送型ＭＢＳゾーンを構成する無線基地局と関連するゲートウエイで構成される。たとえば、放送型ＭＢＳゾーン識別子Ｚ２２で識別される放送型ＭＢＳゾーン２２はＢＳ５−１，ＢＳ５−２，ＢＳ５−３，ＢＳ５−４で構成される。

図４に、ＭＢＳゾーン初期設定のフローチャートを示す。まず、ＭＢＳ制御装置は、前述のとおり、図２に示すようなＭＢＳコンテンツ管理テーブルを作成する（ステップＳ１１）。つぎに、ＭＢＳ制御装置２は、ＭＢＳコンテンツ管理テーブルに含まれるＭＢＳ種別ごとに、前述のようにＭＢＳゾーン管理テーブルを作成する（ステップＳ１２）。そして、ＭＢＳ制御装置２は、作成したＭＢＳゾーン配置管理テーブルに従い、ＭＢＳ種別ごとに、各々のＭＢＳゾーン識別子に対応する関連ゲートウエイであるＧＷ４−１，４−２に対してＭＢＳゾーン設定メッセージを送信する（ステップＳ１３）。ＭＢＳゾーン設定メッセージは、ＭＢＳゾーン構成情報（ＭＢＳ種別ごとのＭＢＳゾーン識別子と、各々のＭＢＳゾーンを構成するＢＳ群の情報、関連するＧＷなど）を含む、ＭＢＳゾーンを設定するためのメッセージである。

つぎに、ＧＷ４−１，４−２は、ＭＢＳゾーン設定メッセージを受信するとＭＢＳゾーン構成情報を保存する（ステップＳ１４）。そして、ＧＷ４−１，４−２は、それぞれの配下のＢＳ５−１〜５−４にＭＢＳゾーン設定メッセージを転送する（ステップＳ１５）。ＢＳ５−１〜５−４は、各々ＭＢＳゾーン設定メッセージを受信するとＭＢＳ種別ごとに、ＭＢＳゾーン識別子を自局に設定する（ステップＳ１６）。ここで、ＭＢＳ識別子ごとに対応するＣＩＤがあらかじめ決められ、各ＢＳ５−１〜５−４は、その対応を保持しているものとする。各々のＢＳ５−１〜５−４は、ＭＢＳ識別子に基づき対応するＣＩＤを用いて自局に無線接続する移動局６を含む無線端末と通信を行うため、このＭＢＳ種別ごとのＣＩＤは、ＢＳ５−１〜５−４が、自局に無線端末に送信する必要がある。たとえば、無線端末がＢＳ５−１〜５−４への初回の登録処理のなかでＢＳ５−１〜５−４が無線端末へ送信するものとする。そして、ＢＳ５−１〜５−４は、各々の接続する無線回線へＭＢＳ種別ごとのＭＢＳゾーン識別子および対応するＣＩＤを含む報知情報３１〜３４に含めて送信する（ステップＳ１７）。たとえば、ＢＳ５−１は、通信型ＭＢＳゾーン識別子Ｚ１２と放送型ＭＢＳゾーン識別子Ｚ２２を報知情報に含めて送信する。

このように、報知情報にＭＢＳゾーン識別子を含めるより、移動局６が、移動したときに、報知情報３１〜３４のいずれかを受信することによりＭＢＳゾーンが変化したことを判断することができる。また、移動局６は、参加するマルチキャスト・グループのＭＢＳ種別ごとに用いるＣＩＤを知ることができ、ＭＢＳ種別ごとに対応するＣＩＤを用いて通信を行うことができる。

つづいて、移動局６がマルチキャスト・グループに参加する場合の動作について説明する。なお、マルチキャスト・グループ・アドレスを対応するマルチキャスト・グループのグループ名として用いることにする。図５は、移動局６がマルチキャスト・グループＧ２に参加する場合の動作に関連する部分を図１から抜き出したシステム構成図である。ここで、移動局６は、ＭＢＳ制御装置が備えるサービス・アナウンスメント機能により、ＭＢＳコンテンツＸ（マルチキャスト・グループＧ２に対応）とＭＢＳコンテンツＹ（マルチキャスト・グループＧ３に対応）が提供可能であり、それぞれのＭＢＳコンテンツに対応するマルチキャスト・グループ・アドレスがそれぞれＧ２，Ｇ３であることを知ることができるものとする。また、ＧＷ４−１，４−２は、ＭＢＳゾーン構成情報と移動局のマルチキャスト参加要求に基づきマルチキャスト・グループに参加している参加局のリストであるマルチキャスト・グループ参加局リストを作成して保持し、移動局からのマルチキャスト参加要求に基づき更新するものとする。このとき、ＧＷ４−１，４−２は、それぞれ自配下のＢＳ５−１〜５−４が所属するＭＢＳゾーンに配信されているコンテンツについてマルチキャスト・グループ参加局リストを保持する。

図６は、移動局６がマルチキャスト・グループＧ２へ参加する場合のフローチャートを示す。移動局６はＡの位置にあり、無線基地局ＢＳ５−１と無線接続しており、ＭＢＳコンテンツＸを得るためにマルチキャスト・グループＧ２に新たに参加するものとする。まず、移動局６は、マルチキャスト・グループ・アドレス（この場合はＧ２）を指定して、ＢＳ５−１へマルチキャスト参加要求メッセージを送信する（ステップＳ２１）。ＢＳ５−１は、このマルチキャスト参加要求メッセージを、ＧＷ４−１を経由してＭＢＳ制御装置２へ転送する（ステップＳ２２，ステップＳ２３）。ＭＢＳ制御装置２は、このマルチキャスト参加要求メッセージを受信すると、参加局の認証処理を行うとともに、図２に示したＭＢＳコンテンツ管理テーブルを参照し、参加を要求されたマルチキャスト・グループ・アドレスＧ２に対応するＭＢＳ種別（この場合は通信型ＭＢＳ）を取得する（ステップＳ２４）。

つぎに、ＭＢＳ制御装置２は、参加局の認証結果とともに、マルチキャスト・グループＧ２のＭＢＳ種別が通信型ＭＢＳであるという情報を含めたマルチキャスト参加メッセージへの応答メッセージであるマルチキャスト参加応答メッセージを送信する（ステップＳ２５）。ＧＷ４−１は、このマルチキャスト参加応答メッセージをＢＳ５−１に転送する（ステップＳ２６）。そして、ＢＳ５−１は、このマルチキャスト参加応答メッセージを移動局６に転送する（ステップＳ２７）。このようにして、移動局６は、マルチキャスト・グループＧ２のＭＢＳ種別が通信型ＭＢＳであることを知ることができる。なお、ＭＢＳ制御装置２が、サービス・アナウンスメント機能を用いてＭＢＳ種別をアナウンスすることによって、移動局６にマルチキャスト・グループのＭＢＳ種別を知らせるようにしてもよい。

また、ＧＷ４−１は、ステップＳ２５で送信されたマルチキャスト参加応答メッセージを受信するとマルチキャスト・グループＧ２についてのマルチキャスト・グループ参加局リストに移動局６を追加する（ステップＳ２８）。ＧＷ４−１は、移動局６がマルチキャスト・グループＧ２に対するはじめての参加局である場合には（ＧＷ４−１がマルチキャスト・グループＧ２に参加していない場合には）、前述したＭＢＳゾーン構成情報を参照し、自装置と移動局６をマルチキャスト・グループＧ２に追加するよう、隣接する上流のマルチキャスト・ルータ３−１へ、経路変更メッセージを送信する（ステップＳ２９）。また、移動局６がマルチキャスト・グループＧ２に対するはじめての参加局でない場合には、移動局６をマルチキャスト・グループＧ２に追加するようマルチキャスト・ルータ３−１へ、経路変更メッセージを送信する。この経路変更メッセージとしては、たとえば、ＰＩＭ（Protocol Independent Multicast）プロトコル，ＩＰｖ４におけるＩＧＭＰ（Internet Group Management Protocol)，ＩＰｖ６におけるＭＬＤ（Multicast Listener Discovery）プロトコルなどに準拠したJoin／Pruneメッセージを使用することができる。

さらに、ＧＷ４−１は、マルチキャスト参加応答メッセージに含まれるＭＢＳ種別に基づき通信型ＭＢＳのコンテンツの参加要求であることを認識し、マルチキャスト・グループ・アドレスＧ２宛のＩＰパケットがＢＳ５−１，ＢＳ５−２に転送されるようにデータパスを設定する（ステップＳ３０）。以上の処理により、移動局６のマルチキャスト・グループＧ２の参加処理が行われ、ＭＢＳコンテンツＸが通信型ＭＢＳゾーン１２に配信可能になる。

図７は、移動局６が放送型のＭＢＳコンテンツＹを受信するためマルチキャスト・グループＧ３に参加する場合の動作に関連する部分を、図１から抜き出したシステム構成図である。図８は、移動局６がマルチキャスト・グループＧ３へ参加する場合のフローチャートを示す。放送型のマルチキャスト・グループＧ３に参加する場合は、ステップＳ２７までは図６のマルチキャスト・グループＧ２に参加する場合の動作と同様である。そして、ステップＳ２８ａでは、マルチキャスト・グループＧ３についてのマルチキャスト・グループ参加局リストに移動局６を追加する。マルチキャスト・グループＧ３は放送型ＭＢＳであり、関連ゲートウエイにはＧＷ４−１だけでなくＧＷ４−２も含まれる。したがって、ＧＷ４−１は、ＧＷ４−２に配信ツリー変更メッセージを送信し、ＧＷ４−２もマルチキャスト・グループＧ３に参加するよう要求する（ステップＳ２９ａ）。ステップＳ２９ｂでは、ＧＷ４−１，ＧＷ４−２は、マルチキャスト・グループＧ３宛のＩＰパケットが自装置に配信されるよう、上流のマルチキャスト・ルータ３−１に経路変更メッセージを送信する（ステップＳ２９ｂ）。そして、ステップＳ３０ａでは、ＧＷ４−１,ＧＷ４−２は、マルチキャスト・グループ・アドレスＧ３宛のＩＰパケットが、放送型ＭＢＳゾーン２２を構成するそれぞれの配下のＢＳ５−１と５−２，ＢＳ５−３，５−４に転送されるようにデータパスを設定する。

つづいて、移動局６が、Ａの位置からＢ，Ｃに示す位置に移動した場合の動作を、それぞれ図９，図１０を用いて説明する。図９は、移動局６の移動に関連する部分を図１から抜き出したシステム構成図である。マルチキャスト参加メッセージ６１、６２は、移動局がＣの位置の場合に移動した場合のマルチキャスト参加メッセージ、ゾーン移動通知メッセージ６３は、ＭＢＳゾーンが変わったことを通知するメッセージ、ゾーン移動応答メッセージ６４は、ゾーン移動通知メッセージ６３に対する応答メッセージを示す。

まず、移動局６は、Ｂの位置に移動した場合は、ＢＳ５−２からの報知情報３２を受信し、参加しているマルチキャスト・グループのＭＢＳ種別ごとに、対応するＭＢＳゾーン識別子を取得する。移動局６は、ＭＢＳゾーン識別子を取得すると、ＭＢＳ種別ごとにＭＢＳ識別子を格納し、ＭＢＳゾーン識別子取得のたびにＭＢＳ識別子を更新する。Ｂの位置の場合、報知情報３２には、通信型ＭＢＳゾーン識別子としてＺ１２，放送型ＭＢＳゾーン識別子としてＺ２２が含まれており、いずれのＭＢＳ種別についても、格納されているＭＢＳ識別子と同一であり、Ａの位置の場合とＭＢＳゾーンが変化していないと判断できる。

つぎに、移動局６は、Ｂの位置からさらにＣの位置に移動した場合は、ＢＳ５−３からの報知情報３３を受信する。報知情報３３には、通信型ＭＢＳゾーン識別子としてＺ１３，放送型ＭＢＳゾーン識別子としてＺ２２が含まれている。したがって、移動局６は、放送型のマルチキャスト・グループＧ３に参加している場合には、Ｂの位置と放送型ＭＢＳゾーン識別子が同一であるため、ＭＢＳゾーンは変化していないと判断し、特段の処理は行わない。一方、移動局６は、通信型のマルチキャスト・グループＧ２に参加している場合には、通信型ＭＢＳゾーン識別子がＢの位置の場合と異なるため通信型ＭＢＳゾーンが変化したと判断し、以下に示すゾーン移動処理を行う。

図１０は、移動局６がゾーンをわたって移動した場合の動作（ゾーン移動処理）のフローチャートを示す。図１０では、移動局６がマルチキャスト・グループＧ２のサービスを受けており、位置Ｂから位置Ｃへ移動した場合の動作を示している。まず、移動局６は、マルチキャスト・グループ・アドレスとしてＧ２を指定し、ＢＳ５−３へ移動時のマルチキャスト参加メッセージ６１を送信する（ステップＳ３１）。そして、ＢＳ５−３は、このメッセージを移動時のマルチキャスト参加メッセージ６２としてＧＷ４−２に転送する（ステップＳ３２）。この移動時のマルチキャスト参加メッセージ６１，６２には、前回マルチキャスト参加要求の処理（図６のステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３に相当）を制御した装置（アンカー装置）が、ＢＳ５−１およびＧＷ４−１であるという情報を含んでいる。

つぎに、ＧＷ４−２は、ステップＳ３２で取得した移動時のマルチキャスト参加メッセージ６２に基づき前回移動局６のマルチキャスト参加要求処理を行ったＢＳ５−１を配下に持つＧＷ４−１へ、移動局６がＭＢＳゾーンを移動したことを通知するゾーン移動通知メッセージ６３を送信する（ステップＳ３３）。つぎに、ＧＷ４−１は、ゾーン移動通知メッセージ６３を受信すると、ＧＷ４−２へゾーン移動応答メッセージ６４を送信する（ステップＳ３４）。このとき、マルチキャスト・グループＧ２のＭＢＳ種別が通信型ＭＢＳであるなど移動局６のマルチキャスト・グループＧ２参加に必要な情報（登録情報）をゾーン移動応答メッセージ６４に含めて送信する。

つぎに、ＧＷ４−２は、マルチキャスト・グループＧ２への参加局リストに、移動局６を追加する（ステップＳ３５）。移動局６がマルチキャスト・グループＧ２への新規の参加局である場合、ＧＷ４−２は、上流側のマルチキャスト・ルータ３−１に、経路変更メッセージ５３を送信して、マルチキャスト・グループＧ２の配信を要求する。さらに、通信型ＭＢＳゾーン１３を構成する、ＢＳ５−３およびＢＳ５−４との間にデータパスを設立する（ステップＳ３９）。

一方、ＧＷ４−１は、マルチキャスト・グループＧ２への参加局リストから、移動局６を削除する（ステップＳ３６）。つぎに、ＧＷ４−１は、通信型ＭＢＳゾーン１２内に、マルチキャスト・グループＧ２への参加局が存在するかどうかを確認する。図１０の場合は、通信型ＭＢＳゾーン１２に関与するゲートウエイ装置が自身のみであるため、自身の参加局リストを確認するだけであるが、複数のゲートウエイ装置が関与する場合は、関連するゲートウエイ装置とメッセージ交換を行うなどの手段で通信型ＭＢＳゾーン１２内すべての局について確認を行う。通信型ＭＢＳゾーン１２内、マルチキャスト・グループＧ２への参加局が存在しない場合には、ＧＷ４−１は、上流側のマルチキャスト・ルータ３−１に、経路変更メッセージ５３を送信し（ステップＳ４０）、マルチキャスト・グループ・アドレスＧ２に対する参加の削除通知を行う。さらに、通信型ＭＢＳゾーン１２を構成するＢＳ５−１，ＢＳ５−２との間のデータパスを削除する（ステップＳ４１）。なお、このとき、通信型ＭＢＳゾーン１２に複数のゲートウエイ装置が関連する場合は、ＧＷ４−１は、関連するゲートウエイ装置に配信ツリー変更メッセージを送り、マルチキャスト・グループ・アドレスＧ２に対する参加の削除通知を行うよう指示する。

最後に、マルチキャスト・ルータ３−１から送信されるクエリー・メッセージに対する代理リポート処理の動作について図１１を用いて説明する。クエリー・メッセージへの代理リポート処理では、参加局の問い合わせに対して、参加局の代理に、ＧＷ４−１が参加の有無の応答を返答する。このように、代理応答を行うことにより、マルチキャスト・ルータ３−１のクエリー・メッセージにＧＷ４−１が応答することができ、移動局の負荷の軽減および周波数資源の有効利用ができる。

本実施の形態では、ＩＰマルチキャスト技術に基づいたネットワークを想定しており、マルチキャスト経路の制御には、ＰＩＭプロトコル，ＩＧＭＰ，ＭＬＤプロトコルなどに準拠したメッセージを使用する。まず、ＩＧＭＰ，ＭＬＤプロトコルに準拠したマルチキャスト・ルータ３−１は、マルチキャスト参加局を検索するために、クエリー・メッセージ５４を送信する（ステップＳ５１）。一方、ＧＷ４−１は、前述のように、マルチキャスト・グループごとに参加局リストを備え、参加している移動局の有無を管理している。したがって、クエリー・メッセージ５４を受信したＧＷ４−１は、参加局リストを参照し（ステップＳ５２）、参加局の有無に基づきリポート・メッセージ５５を送信する（ステップＳ５３）。

なお、本実施の形態では、ＭＢＳ種別として通信型ＭＢＳと放送型ＭＢＳの２種類とし、ＭＢＳゾーンもそれぞれに対応する２種類としたが、さらに、コンテンツの特性に応じてＭＢＳゾーンの範囲を変えたＭＢＳゾーンを備えて、３種類以上のＭＢＳゾーンを備えるようにしてもよい。この場合種別の数は増えるが、種別ごとに実施する動作は、本実施の形態と同様である。

以上のように、本実施の形態では、ＭＢＳコンテンツを通信型と放送型のＭＢＳ種別に区別し、コンテンツの内容に応じて使い分けるようにした。このため、適切な使い勝手を提供できるとともに、周波数資源を有効利用できる。また、ＭＢＳ種別に対応した複数のＭＢＳゾーン配置を備えるようにしているので、広い範囲をもつＭＢＳゾーンと、限定した範囲をもつＭＢＳゾーンによるサービスを同時に提供できる。

また、ゲートウエイ装置がＭＢＳゾーン構成情報を保持しているので、ゾーン内ゲートウエイ装置が協調して処理することができ、ＭＢＳ制御装置の負荷を軽減できる。また、ゲートウエイ装置がマルチキャスト・グループの参加局リストを管理しているので、配信ツリー変更の必要性を適切に判断することができる。

さらに、マルチキャスト・グループに参加している移動局６がＭＢＳゾーンを移動した場合に、移動前の登録情報を、ＭＢＳ制御装置２を経由せずにゲートウエイ装置４−１，４−２間で転送するようにした。このため、ＭＢＳ制御装置２の負荷を軽減できるとともに、処理時間を削減でき、移動局６に継続してサービスを提供することができる。

以上のように、本発明にかかる通信装置および通信方法は、ＭＢＳを提供する無線通信システムに有用であり、特に、ＭＢＳゾーンの大きさのサービスを同時に提供する無線通信システムに適している。

Claims (12)

1. ＭＢＳ機能を備え、同一の接続識別情報を用いる範囲であるＭＢＳゾーンを構成する無線通信システムにおける通信方法であって、
   ＭＢＳ制御装置が、ＭＢＳコンテンツの特性に基づき複数のＭＢＳ種別にＭＢＳコンテンツを分類するコンテンツ分類ステップと、
   前記ＭＢＳ制御装置が、前記ＭＢＳ種別ごとに、前記ＭＢＳゾーンに対応するＭＢＳ識別子と前記ＭＢＳゾーンを構成する基地局と前記ＭＢＳゾーンに関連するゲートウエイ装置とを対応付けた情報を管理するＭＢＳゾーン配置管理ステップと、
   前記ＭＢＳ制御装置が、前記ゲートウエイ装置に対して、前記管理されている情報を含むＭＢＳゾーン構成情報を送信するＭＢＳゾーン構成情報送信ステップと、
   前記ゲートウエイ装置が、前記ＭＢＳゾーン構成情報を保持するとともに、自装置配下の基地局に前記ＭＢＳゾーン構成情報を転送するＭＢＳゾーン構成情報転送ステップと、
   前記基地局が、前記ＭＢＳゾーン構成情報に基づきＭＢＳ種別ごとにＭＢＳゾーン識別子を保持するとともに、前記ＭＢＳ種別ごとに前記ＭＢＳゾーン識別子に対応する接続識別情報を取得し、当該接続識別情報を自局に接続された端末に送信する接続情報送信ステップと、
   前記基地局に接続する端末が、サービスを受けるＭＢＳコンテンツのＭＢＳ種別および受信した接続識別情報に基づき、前記基地局と通信を行う無線通信ステップと、
   を含むことを特徴とする通信方法。
2. 前記ＭＢＳ種別を、通信型ＭＢＳと放送型ＭＢＳとすることを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
3. 前記接続識別情報を、マルチキャスト接続識別子とすることを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
4. 前記ＭＢＳ制御装置が、前記ＭＢＳコンテンツにマルチキャスト・グループを割り当て、前記ＭＢＳコンテンツと前記割り当てられたマルチキャスト・グループとの対応関係をすべての端末に配信する配信ステップと、
   前記端末が、前記対応関係に基づき所望のＭＢＳコンテンツに割り当てられたマルチキャスト・グループを選択し、前記選択したマルチキャスト・グループの指定を含む参加要求を、前記端末が接続する特定の基地局と前記接続する基地局を配下に有する特定のゲートウエイ装置とを経由して、前記ＭＢＳ制御装置へ送信する参加要求処理ステップと、
   前記ＭＢＳ制御装置が、前記参加要求で指定されたマルチキャスト・グループに対応するＭＢＳ種別を取得し、当該取得したＭＢＳ種別と前記指定されたマルチキャスト・グループとを含む参加応答を前記特定のゲートウエイ装置に対して送信する参加応答ステップと、
   前記特定のゲートウエイ装置が、前記参加応答に基づき、自装置配下の前記マルチキャスト・グループへの参加局が格納されている参加局リストに、前記参加要求を送信した端末を追加する参加局追加ステップと、
   前記特定のゲートウエイ装置が、前記指定されたマルチキャスト・グループに対応する配信経路を、自装置を含む経路に変更するよう要求する経路変更要求ステップと、
   をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
5. 前記基地局が、前記ＭＢＳゾーン構成情報に基づきＭＢＳ種別ごとのＭＢＳゾーン識別子を報知情報に含めて送信する識別子送信ステップと、
   前記端末が、受信した報知情報に含まれるＭＢＳ種別ごとのＭＢＳゾーン識別子を保持するとともに、当該報知情報に含まれるＭＢＳ種別ごとのＭＢＳゾーン識別子と当該報知情報の受信前から保持されているＭＢＳ種別ごとのＭＢＳ識別子とが異なる場合には、ＭＢＳゾーン間を移動したと判断する移動判断ステップと、
   前記端末が、ＭＢＳゾーン間を移動したと判断した場合に、その時点で参加しているマルチキャスト・グループに対する新たな参加要求を、移動元ゲートウエイ装置を含む移動要求として、移動後に接続した基地局および当該基地局を配下とする移動先ゲートウエイ装置経由でＭＢＳ制御装置へ送信する移動要求送信ステップと、
   を含み、
   前記移動先ゲートウエイ装置が、前記移動要求に対する参加応答に基づき、参加局リストに前記移動要求を送信した端末を追加し、
   前記移動元ゲートウエイ装置が、前記移動要求に対するに基づき、参加局リストから前記移動要求を送信した端末を削除することを特徴とする請求項４に記載の通信方法。
6. マルチキャスト・ルータが、特定の端末宛にマルチキャスト・グループへの参加の有無を確認するクエリー・メッセージを送信するクエリー送信ステップと、
   前記ゲートウエイ装置が、前記特定の端末が自装置の参加局リストに含まれているか否かに基づき、前記クエリー・メッセージに対するリポート・メッセージを前記端末の代理で応答する代理応答ステップと、
   を含むことを特徴とする請求項４または５に記載の通信方法。
7. ＭＢＳ機能を備え、同一の接続識別情報を用いる範囲であるＭＢＳゾーンを構成する無線通信システムであって、
   ＭＢＳ制御装置が、ＭＢＳコンテンツの特性に基づき複数のＭＢＳ種別にＭＢＳコンテンツを分類し、
   前記ＭＢＳ制御装置が、前記ＭＢＳ種別ごとに、前記ＭＢＳゾーンに対応するＭＢＳ識別子と前記ＭＢＳゾーンを構成する基地局と前記ＭＢＳゾーンに関連するゲートウエイ装置とを対応付けた情報を管理し、
   前記ＭＢＳ制御装置が、前記ゲートウエイ装置に対して、前記管理されている情報を含むＭＢＳゾーン構成情報を送信し、
   前記ゲートウエイ装置が、前記ＭＢＳゾーン構成情報を保持するとともに、自装置配下の基地局に前記ＭＢＳゾーン構成情報を転送し、
   前記基地局が、前記ＭＢＳゾーン構成情報に基づきＭＢＳ種別ごとにＭＢＳゾーン識別子を保持するとともに、前記ＭＢＳ種別ごとに前記ＭＢＳゾーン識別子に対応する接続識別情報を取得し、当該接続識別情報を自局に接続された端末に送信し、
   前記基地局に接続する端末が、サービスを受けるＭＢＳコンテンツのＭＢＳ種別および受信した接続識別情報に基づき、前記基地局と通信を行うことを特徴とする無線通信システム。
8. 前記ＭＢＳ種別を、通信型ＭＢＳと放送型ＭＢＳとすることを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
9. 前記接続識別情報を、マルチキャスト接続識別子とすることを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
10. さらに、
    前記ＭＢＳ制御装置が、前記ＭＢＳコンテンツにマルチキャスト・グループを割り当て、前記ＭＢＳコンテンツと前記割り当てられたマルチキャスト・グループとの対応関係をすべての端末に配信し、
    前記端末が、前記対応関係に基づき所望のＭＢＳコンテンツに割り当てられたマルチキャスト・グループを選択し、前記選択したマルチキャスト・グループの指定を含む参加要求を、前記端末が接続する特定の基地局と前記接続する基地局を配下に有する特定のゲートウエイ装置とを経由して、前記ＭＢＳ制御装置へ送信し、
    前記ＭＢＳ制御装置が、前記参加要求で指定されたマルチキャスト・グループに対応するＭＢＳ種別を取得し、当該取得したＭＢＳ種別と前記指定されたマルチキャスト・グループとを含む参加応答を前記特定のゲートウエイ装置に対して送信し、
    前記特定のゲートウエイ装置が、前記参加応答に基づき、自装置配下の前記マルチキャスト・グループへの参加局が格納されている参加局リストに、前記参加要求を送信した端末を追加し、
    前記特定のゲートウエイ装置が、前記指定されたマルチキャスト・グループに対応する配信経路を、自装置を含む経路に変更するよう要求することを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
11. 前記基地局が、前記ＭＢＳゾーン構成情報に基づきＭＢＳ種別ごとのＭＢＳゾーン識別子を報知情報に含めて送信し、
    前記端末が、受信した報知情報に含まれるＭＢＳ種別ごとのＭＢＳゾーン識別子を保持するとともに、当該報知情報に含まれるＭＢＳ種別ごとのＭＢＳゾーン識別子と当該報知情報の受信前から保持されているＭＢＳ種別ごとのＭＢＳ識別子とが異なる場合には、ＭＢＳゾーン間を移動したと判断し、
    前記端末が、ＭＢＳゾーン間を移動したと判断した場合に、その時点で参加しているマルチキャスト・グループに対する新たな参加要求を、移動元ゲートウエイ装置を含む移動要求として、移動後に接続した基地局および当該基地局を配下とする移動先ゲートウエイ装置経由でＭＢＳ制御装置へ送信し、
    前記移動先ゲートウエイ装置が、前記移動要求に対する参加応答に基づき、参加局リストに前記移動要求を送信した端末を追加し、
    前記移動元ゲートウエイ装置が、前記移動要求に対するに基づき、参加局リストから前記移動要求を送信した端末を削除することを特徴とする請求項１０に記載の無線通信システム。
12. マルチキャスト・ルータが、特定の端末宛にマルチキャスト・グループへの参加の有無を確認するクエリー・メッセージを送信し、
    前記ゲートウエイ装置が、前記特定の端末が自装置の参加局リストに含まれているか否かに基づき、前記クエリー・メッセージに対するリポート・メッセージを前記端末の代理で応答することを特徴とする請求項１０または１１に記載の無線通信システム。

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