JP4826837B2 - パケット配信システム、パケット配信方法 - Google Patents

Description

本発明はパケットの配信方式に関し、特に、端末からのリクエストに応答して配信ノードから送信されてきたパケットを、複数の端末へ配信するパケット配信技術に関する。

携帯電話のインターネット端末化が急激に進行し、携帯電話を利用したサービスも多様化してきている。近時の携帯電話は、赤外線通信やＵＳＢを利用して他の周辺端末との接続が可能であり、モバイル端末としての利用が一般化してきている。また、扱うデータも益々大容量化する傾向にある。

こうした状況の中、帯域の狭い携帯端末から、帯域の広いインタフェースを備えた端末へと通信中のセッションを切り替える技術が既に一般化している。

例えば、ユーザがより大画面、高画質の映像を見るために、帯域の狭いセルラー端末からＡＤＳＬやＷｉ−Ｆｉ、ＷｉＭＡＸ等の広帯域インタフェースを備えた端末へと通信中のセッションを乗せ換える場合（すなわち端末間のハンドオーバを行う場合）、切り換え後の端末が通信相手との間でＳＩＰ等のセッションプロトコルによるネゴシエーションを行って新規のセッションを構築する一般的な方法がある。

また、ＰＡＮ（パーソナルエリアネットワーク）上の通信端末に対して複数の通信リンクを使用してパケットを配送することで、アプリケーションに応じた通信リンク（ＶｏＩＰならＷ−ＣＤＭＡ等）を使用してＰＡＮ上の通信端末にパケットを転送する技術が提案されている。（特許文献１）。

ここで、ＰＡＮとは、移動網への加入者識別子を持った携帯電話と、近距離接続で結ばれた複数の周辺端末とが作るネットワークの呼称であり、現在、移動通信の標準化組織では、そのアーキテクチャが提案されている。上記端末間ハンドオーバはＰＡＮにおいても適用される技術である。また、周辺端末とは、モバイル端末と連携した動作が可能なネットワーク対応の端末であり、モバイル端末と網側で実現していたセッションを切り替えた際に、網側と接続可能となる。例えば、ネットワーク対応のディスプレイやスピーカ等がある。

さて、こうした技術が提案されてきてはいるものの、そこには幾つかの問題点があった。

例えば、特許文献１に開示された技術では、モバイル端末で実現していたセッションを、例えば映像再生と音声再生に機能分担して複数の周辺端末を併用したセッションに切り替える場合、複数の通信リンクが必要となる。この為、例えば、映像と音声を配信する側であるストリーミングサーバにおいては、ストリーミングデータそのものの解析を行い、それぞれの通信セッション毎に専用の再生機器等にパケットを振り分けなければならず、配信側のサーバに負荷がかかった。

また、複数の周辺端末にストリームデータ等を配信するにあたってはデータコピーをインターネット側／網側のネットワークで行う必要があったが、データ量が増えるにつれてデータのコピーも容易ではなくなった。すなわち、データのコピーには、ハードディスク等の多くのハードウェア資源を必要とし、データ量が増えるにつれてコピー処理時のシステム負荷も無視できないものとなった。

さらに、バイキャスト、マルチキャスト等の手段を用いて複数の端末にパケットを配信する際、トラフィックが増大しネットワークにも負荷がかかった。

コンテンツの受信側においても、モバイル端末で実現していたセッションを機能分担して複数の周辺端末を併用したセッションに切り替えようとすると、個々の周辺端末にはモバイル網等の外部ネットワークと接続する為のインタフェースを設けなければならず、通信コストや通信機器管理の面で非効率的であった。

そこで、バックアップ機等の別ノードを設けてコピー処理をさせることで配信時の負荷を軽減させる技術が提案されてきている。例えば、通信時におけるデータコピー技術が特許文献２、特許文献３に開示されている。
特開２００６−１９１５１４号公報 特開２００５−２８７０７４号公報 特開２００３−０８７３０６号公報

しかしながら、こうした技術をもってしても、上述した問題は依然解決できなかった。

特許文献２の発明も、特許文献３の発明も、配信側、モバイル網／インターネット側でコピー処理するものであるため、配信側システムやネットワークに負荷がかかり、システム管理者にも負担がかかるという問題が依然としてあった。

従って、本発明が解決しようとする課題は、モバイル端末と網側との間で実現していたセッションを、機能分担された複数の周辺端末を併用したセッションに切り替える際、配信側のネットワークシステムへの負荷を考慮して複数の周辺端末に対してパケットを配信することである。

上記課題を解決するための第１の発明は、パケット配信システムであって、複数の周辺端末の中から、パケットの中継をさせる中継用周辺端末及び前記中継用周辺端末の中継先となる中継先周辺端末を選択する選択手段と、前記選択手段により選択した前記中継先周辺端末及び前記中継用周辺端末の少なくともアドレスに関する情報を含む識別情報を通知する通知手段とを備えた端末と、前記端末からのリクエストに応答して配信ノードから送信されてきたパケットのヘッダーの宛先を、前記識別情報に基づいて前記中継先周辺端末のアドレスに変更し、このパケットをカプセル化して前記中継用周辺端末のアドレスを含む外部ヘッダーを付与するヘッダー処理手段を備えた通信装置とを備え、前記中継用周辺端末は、前記通信装置によりカプセル化されたパケットをデカプセリングしてペイロード部分のデータを取得するデータ取得手段と、前記取得手段により取得したデータを所定の再生機能に出力する出力手段と、前記デカプセリングしたパケットに含まれるヘッダー情報及び前記端末より通知された前記中継先周辺端末の識別情報から、前記デカプセリングしたパケットを再度カプセリングして前記中継先周辺端末へと中継する中継処理手段とを有することを特徴とする。

上記課題を解決するための第５の発明は、端末からのリクエストに応答して配信ノードから通信装置を介して送信されてきたパケットを、中継先となる中継先周辺端末へと中継させる中継用周辺端末であって、前記通信装置によりカプセル化されたパケットをデカプセリングしてペイロード部分のデータを取得するデータ取得手段と、前記データ取得手段により取得したデータを所定の再生機能に出力する出力手段と、前記デカプセリングしたパケットに含まれるヘッダー情報及び前記端末より通知された前記中継先周辺端末の識別情報から、前記デカプセリングしたパケットを再度カプセリングして前記中継先周辺端末へと中継する中継処理手段とを有することを特徴とする。

上記課題を解決するための第６の発明は、パケット配信方法であって、複数の周辺端末の中から、パケットの中継をさせる中継用周辺端末及び前記中継用周辺端末の中継先となる中継先周辺端末を端末に選択させる選択ステップと、前記端末からのリクエストに応答して配信ノードから送信されてきたパケットのヘッダーの宛先を、前記端末から通知された少なくとも前記中継先周辺端末及び前記中継用周辺端末のアドレスに関する情報を含む識別情報に基づいて前記中継先周辺端末のアドレスに変更し、このパケットをカプセル化して前記中継用周辺端末のアドレスを含む外部ヘッダーを付与させるヘッダー処理ステップと、前記ヘッダー処理ステップによりカプセル化されたパケットをデカプセリングしてペイロード部分のデータを取得するデータ取得ステップと、前記データ取得ステップにより取得したデータを所定の再生機能に出力する出力ステップと、前記デカプセリングしたパケットに含まれるヘッダー情報及び前記端末より通知された前記中継先周辺端末の識別情報から、前記デカプセリングしたパケットを再度カプセリングして前記中継先周辺端末へと中継する中継処理ステップとを有することを特徴とする。

上記のように構成させたことにより、モバイル端末と網側との間で実現していたセッションを、機能分担された複数の周辺端末を併用したセッションに切り替える際に、配信側のネットワークシステムへの負荷を極力抑えて、データを複数の周辺端末に対して配信することが可能となる。

その理由は、配信側では、パケットの中身を解析する必要がなく、本発明を構成する通信装置に対してパケットを送信しさえすれば、通信装置のヘッダー処理手段によるヘッダー処理と、中継用周辺端末の中継処理を経て、残りの周中継先周辺端末へとパケットを配信することができるためである。

また、周辺機器側でも、コピー処理に伴うシステム負荷を極力抑えることが可能となる。

その理由は、受信したパケットの内部ヘッダーの宛先を参照し、この宛先と中継先周辺端末のアドレスとの一致・不一致を判定する判定手段を有し、この判定手段によりアドレスが一致すると判断された場合に受信したパケットのペイロード部分のデータを取得するデータ取得手段を周辺端末側に備えたからである。

本発明の第１の実施の形態を示すブロック図。 パケットの処理フローを示すシーケンス図。 本発明の第１の実施の形態におけるパケットの構成例を示す図。 本発明の第２の実施の形態におけるパケットの構成例を示す図。 本発明の第２の実施の形態を示すブロック図。

符号の説明

Ａ 周辺端末（中継用周辺端末）
Ｂ 周辺端末（中継先周辺端末）
Ｃ モバイル端末
Ｄ 管理サーバ
Ｅ ゲートウェイ
Ｆ インターネットノード
Ｇ 周辺端末
Ｈ 周辺端末
１ ローカルネットワーク
２ モバイル網
３ 狭帯域アクセス
４ 広帯域アクセス
５ インターネット
ａ１ コピー機能部
ａ２ 端末能力管理部
ａ３ 端末能力情報通知部
ａ４ 映像再生処理部
ｂ１ 端末能力情報通知部
ｂ２ 端末能力管理部
ｂ３ 音声再生処理部
ｃ１ 中継処理部
ｃ２ 端末能力管理部
ｄ１ 端末能力管理部
ｄ２ ポリシー設定部
ｄ３ ネットワークインタフェース部
ｅ１ アドレス対応管理部
ｅ２ ヘッダー処理部
ｅ３ ルーティング機能部
ｅ４ ネットワークインタフェース部
ｅ５ ポリシー管理部
ｅ６ ヘッダー処理部

本発明の実施の形態について図を用いて説明する。

図１〜図４は本発明のパケット配信システムの第１の実施形態を説明する為のもので、図１はパケット配信システムのブロック図、図２は処理のシーケンス図、図３、図４はヘッダーの処理時におけるパケット構成を示す説明図である。

図１を参照すると、Ｃはモバイル端末であり、モバイル網２のサービスに加入している端末である。モバイル端末Ｃは、周辺端末との間で独立したネットワークが構築されている。すなわち、モバイル端末Ｃは、ローカルネットワーク１によりローカル接続されている。ここでいうローカル接続には、例えば、赤外線通信や、ＵＳＢ接続等の接続方式が含まれる。さらに、外部のネットワークとは、狭帯域アクセス３を介してモバイル網２と接続されている。狭帯域アクセス３は、Ｗ−ＣＤＭＡ等の通信帯域が比較的狭い通信リンクであり、モバイル網２は３ＧＰＰ網等である。

このモバイル端末Ｃは、ローカルネットワーク1内の周辺端末から通知された端末の機能や処理性能に関する情報である能力情報を収集する。ここで能力情報とは、端末の処理性能、映像再生能力、動画再生能力等の周辺端末が管理している情報である。モバイル端末Ｃが収集した能力情報は、モバイル端末Ｃのハンドオーバ先となる周辺端末の選定、パケットの中継をさせる中継用周辺端末の選定に用いられる。

Ａ及びＢは、モバイル端末Ｃの実際のハンドオーバの宛先となる周辺端末であり、ネットワーク対応のデバイスである。この周辺端末Ａ及び周辺端末Ｂは、周辺端末Ａ，Ｂ，Ｇ，Ｈの中からモバイル端末Ｃのハンドオーバ先として能力情報に基づいて選択された端末である。

周辺端末Ａは、モバイル網２と広帯域アクセス４を介して接続されている。広帯域アクセス４は、ＡＤＳＬ等の通信帯域が広い通信リンクである。この周辺端末Ａは、配信側ノードから受信したパケットのペイロード部分を取得して、該パケットを周辺端末Ｂへと中継する機能を有する。以降、周辺端末Ａを中継用端末、周辺端末Ｂを中継先周辺端末と言う場合がある。

Ｆはインターネットノードであり、インターネット５に設置されている。インターネットノードＦは、映像や音声などのマルチメディアデータを提供する配信ノードであり、所謂、ストリーミングサーバ等である。

Ｄは管理サーバであり、モバイル端末Ｃから取得した各種周辺端末の機能や性能に関する情報である能力情報を管理する管理サーバである。ここではモバイル網２に設置されている。ローカル側に設置してもよいし、インターネット側に設置してもよい。

Ｅは、ローカルネット１とモバイル網２の間に設置され、パケットのルーティングやＮＡＴ機能を提供するための通信機器であり、所謂、ゲートウェイである。このゲートウェイＥは、モバイル端末Ｃからのダウンリンクパケットを受信すると、ヘッダーに特殊な加工処理を施し、中継機能をもつ周辺端末（中継用周辺端末）へとルーティングする。詳細は後述する。

ここで、各機器の内部構成について、図１を用いてさらに具体的に説明する。

モバイル端末Ｃは中継通知部ｃ１と、端末能力管理部ｃ２とを有する。

端末能力管理部ｃ２は、周辺端末から通知された能力情報を収集する。また、収集した能力情報に基づいて、ハンドオーバ先として最適な周辺端末と、パケットの中継処理をさせる中継用周辺端末とを選択する。さらに、これら選択した周辺端末のアドレス情報を、能力情報とともに識別情報として管理する。すなわち、この識別情報には、能力情報に加え、モバイル端末及びセッションの切り替え先となる周辺端末Ａ，ＢそれぞれのＩＰアドレスやＭａｃアドレス等の対応情報が含まれることになる。この識別情報は、管理サーバＤを介してゲートウェイＥにも登録される。

中継通知部ｃ１は、端末能力管理部ｃ２で管理されている識別情報を、端末能力管理部ｃ２によって選択された周辺端末Ａ（中継用周辺端末）と、管理サーバＤとに通知する。尚、このモバイル端末Ｃから管理サーバＤに対する通知のことを、以降では、ポリシー切り替え通知と呼ぶことがある。

管理サーバＤは、端末能力管理部ｄ１と、ポリシー設定部ｄ２と、ネットワークインタフェース部ｄ３とを有する。

端末能力管理部ｄ１は、モバイル端末Ｃの中継通知部ｃ１によって通知された能力情報、周辺端末のアドレス情報、及び中継用周辺端末のアドレス情報を収集し、保存する。

管理サーバＤのポリシー設定部ｄ２は、ゲートウェイＥに対しポリシーの登録をする。ここで、ポリシーとは、切り替え先の定義された情報であり、端末能力管理部ｄ１の管理する情報のうち周辺端末の宛先を識別できるＩＰアドレスや、周辺端末のハードウェア属性を識別できるアドレス等を含んだ識別情報である。また、ポリシーの登録（ポリシー登録）とは、上記ポリシーをゲートウェイＥに反映させる処理を言い、モバイル端末Ｃからのポリシー切り替え通知が登録のトリガとなる。このポリシー登録が完了すると、以降のストリーム通信にはこのポリシーが適用される。すなわち、インターネットノードＦとのセッションは、モバイル端末Ｃを宛先としたものから、周辺端末Ａ，Ｂを宛先としたものへと切り替わる。

ネットワークインタフェース部ｄ３は、他の通信相手装置／ノードとの間でパケットを送受信する際に用いるインタフェースである。

続いて、ゲートウェイＥの内部構成について説明する。ゲートウェイＥは、アドレス対応管理部ｅ１と、ポリシー管理部ｅ５と、ヘッダー処理部ｅ２と、ルーティング機能部ｅ３と、ネットワークインタフェース部ｅ４とを有する。

アドレス対応管理部ｅ１は、ホームアドレスとケアオブアドレスとがマッピングされたマッピングテーブルを有し、このマッピングテーブルを用いてホームアドレスとケアオブアドレスとを管理する。ここで、ホームアドレスとは、移動体ノードが保持する一意かつ不変なアドレスである。また、ケアオブアドレスとは、移動体ノードが、移動先で付与されるアドレスであり、在圏するサブネットにて付与されルーティングに使用されるモバイル通信用アドレスである。モバイル端末Ｃ、周辺端末Ａ、周辺端末Ｂのそれぞれは、ホームアドレスとケアオブアドレスの２種類を有する。尚、こうした移動体管理技術の一例としては、ＭｏｂｉｌｅＩＰがあるが、既知の技術のため、詳細な説明は省略する。また、以降において、ホームアドレスをＨｏＡ、ケアオブアドレスをＣｏＡと略記する場合がある。

ポリシー管理部ｅ５は、モバイル端末Ｃ及びセッションの切り替え先となる周辺端末Ａ、ＢそれぞれのＩＰアドレス等の識別情報を管理する。ポリシー設定部ｄ２によって登録される。

ヘッダー処理部ｅ２は、中継用周辺端末となる周辺端末Ａが、中継先周辺端末である周辺端末Ｂに対し正しくパケットを中継させるよう、パケットのヘッダー部分を処理する。

具体的には、ヘッダー処理部ｅ２は、ＮＡＴ機能部ｅ２２と、特殊カプセリング機能部ｅ２１とを有する。

ＮＡＴ機能部ｅ２２は、アドレス対応管理部ｅ１のマッピング情報及びモバイル端末Ｃから通知された識別情報に基づいて、インターネットノードＦから受信したダウンリンクパケットのアドレス情報を変更する。具体的には、受信したパケットのヘッダー部分にある送信先アドレスの情報を、モバイル端末Ｃを宛先としたアドレスから、中継先の周辺端末である周辺端末Ｂを宛先としたアドレスへと変更する。

特殊カプセリング機能部ｅ２１では、周辺端末Ａが他の周辺端末Ｂ対し正しくパケットを中継できるよう、特殊なカプセリング処理を施す。具体的には、ＮＡＴ機能部ｅ２２によってアドレス変換されたパケットをカプセル化してカプセリングデータとし、このカプセリングデータに、中継用周辺端末である周辺端末Ａを送信先アドレスとするＩＰヘッダー（外部ヘッダー）を付与する。

ルーティング機能部ｅ３は、通常のＩＰルーティング機能に加え、特殊カプセリング機能部ｅ２１によってカプセリングされたパケットをルーティングする。

ネットワークインタフェース部ｅ４は、他の通信相手装置／ノードとの間でパケットを送受信する場合や、パケットのルーティングをする際に用いるインタフェースである。

次に、周辺端末Ａは、コピー機能部ａ１と、端末能力情報通知部ａ２と、端末能力管理部ａ３と、映像再生処理部ａ４とを有する。

コピー機能部ａ１は、受信したパケットのヘッダー情報に基づいてコピーするか否かを判定し、コピーが必要と判定した場合にはパケットのペイロード部分（パケットのうちヘッダ部分を除いたデータ）を取得して出力機能に渡す。さらに、コピー機能部ａ１は、コピー元のパケットを、中継先の周辺端末である周辺端末Ｂへと送信する。

具体的には、コピー機能部ａ１は、判定部ａ１１と、データ取得部ａ１２と、出力部ａ１３と、中継処理部ａ１４とを有する。

判定部ａ１１は、受信したパケットが、特殊カプセリング機能部ｅ２１でカプセリング処理され到着したパケットなのか否かを判定する。すなわち、受信したパケットをデカプセリングし、デカプセリング後の内部ヘッダーに含まれる宛先が周辺端末ＡのＣｏＡと一致する場合には、通常のＩＰヘッダーによるネットワークアクセスにて到着したもの、すなわち、本方式のカプセリングで到着したパケットではないと判定する。

データ取得部ａ１２は、判定部ａ１１の判定の結果に基づいて、パケットのペイロード部分のデータを取得する。

出力部ａ１３は、データ取得部ａ１２によって取得されたペイロード部分のデータを再生機能へ出力する。

中継処理部ａ１４は、受信したパケットをさらに周辺端末Ｂに送信する。具体的には、カプセル化されたパケットに、事前にモバイル端末Ｃから通知された周辺端末Ｂのアドレス情報を宛先とする外部ヘッダーを追加することで、受信したパケットを周辺端末Ｂへと送信する。

端末能力管理部ａ２は、自端末の処理性能や映像再生能力や動画再生能力等の能力情報を管理する。

端末能力情報通知部ａ３は、端末能力管理部ａ２で管理する能力情報をモバイル端末Ｃへ通知する。

映像再生処理部ａ４は、出力部ａ１３によって渡されたデータの映像部分のみを解釈して再生する。

続いて、周辺端末Ｂは、端末能力管理部ｂ１と、端末能力情報通知部ｂ２と、音声再生処理部ｂ３とを有する。

音声再生処理部ｂ３は、受信したパケットのペイロード部分にある音声部分を解釈して再生する。

端末能力管理部ｂ１は、自端末の処理性能や映像再生能力や動画再生能力等の能力情報を管理する。

端末能力情報通知部ｂ２は、端末能力管理部ｂ１の管理する能力情報をモバイル端末Ｃへ通知する。

次に、上記のように構成させたパケット配信システムの動作について図２のシーケンス図に沿って、図３，４を適宜用いながら説明する。

また、ここでは、複数の周辺端末Ａ，Ｂ，Ｇ，Ｈのうち、データのコピーや中継処理・映像再生用の端末として周辺端末Ａが、音声再生用端末として周辺端末Ｂが、モバイル端末Ｃによって選択された場合を例にとって説明するが、これに限る必要はない。管理サーバの端末能力管理部で管理する能力情報を使って、ゲートウェイがハンドオーバ先となる周辺端末を選択するようにすることもできる。

また、以下では、周辺端末Ａは、大画面のディスプレイ機能を有するネットワーク対応の端末であり、周辺端末Ｂは、高音質のスピーカ機能を有するネットワーク対応の端末であり、インターネットノードＦは、映像と音声を含むコンテンツを提供するストリーミングサーバであるものとして説明する。モバイル端末と連携して動作が可能なネットワーク対応の端末であれば、周辺端末は録音や録画機能を有するネットワークデバイスであってもよい。また、この周辺端末Ａは、比較的処理スピードの高い端末、例えば、宅内設置のホームサーバ等に機能させることが望ましい

図１に示すモバイル端末Ｃ、周辺端末Ａ、周辺端末Ｂは、それぞれ移動に関わらず不変であるホームアドレス（ＨｏＡ）と、在圏するサブネットにて付与されルーティングに使われるケアオブアドレス（ＣｏＡ）の２種類を持つ。ここでは、図３、図４に示すように、モバイル端末ＣのＨｏＡはＡ、ＣｏＡはａ、周辺端末ＡのＨｏＡはＢ１、ＣｏＡはｂ１、周辺端末ＢのＨｏＡはＢ２、ＣｏＡはｂ２のアドレスを持つものとする。これら２種類のアドレスの対応は、ゲートウェイＥのアドレス対応管理部ｅ１にて管理されている。

また、ゲートウェイEはアドレス“P”を、インターネットノードＦはグローバルＩＰアドレス“Ｚ”を持つものとする。

また、本実施の形態では、広帯域アクセスとしてＡＤＳＬアクセス回線を使用し、狭帯域アクセスとして３ＧＰＰアクセス回線を使用する場合を例にとって説明する。また、モバイル端末Ｃは、３ＧＰＰサービスに加入している携帯端末であるものとして説明する。

尚、ここでは、狭帯域アクセスを利用する側の端末として「モバイル端末」を例にとって説明するが、これに限ることはない。狭帯域アクセスを利用する端末が対象であれば、例えば、モデムを介して公衆電話回線を利用する電話端末に本発明の配信技術を適用させてもよいし、ＤＳＵを介してＩＳＤＮに接続される端末に本発明の配信技術を適用させてもよい。

ここでは、上記想定のもと、ユーザがモバイル端末の小さい画面、低音質な受話口を利用している状況で、より大画面のディスプレイ、高音質のスピーカを併用したサービスに移行したい場合が生じたケースを例にとって説明する。

図２を見ると、モバイル端末ＣでインターネットノードＦからストリームデータを受信中（フロー１０１）に、モバイル端末Ｃからセッションの切り替え要求があると、周辺端末Ａ，Ｂ，Ｇ，Ｈは、モバイル端末Ｃに対して、端末の処理性能、映像再生能力、動画再生能力等の能力情報を通知する。そして、モバイル端末Ｃは、この能力情報を受信する（フロー１０２）。

次に、モバイル端末Ｃの端末能力管理部ｃ２により、受信した各周辺端末の能力情報に基づいて、ハンドオーバ先となる周辺端末と中継処理を行う中継用周辺端末とが選択される（フロー１０４）。すなわち、データのコピーや中継処理を行える中継用周辺端末・映像再生用端末として周辺端末Ａが、音声再生用端末として周辺端末Ｂが選択される。この選択された周辺端末Ａ，Ｂの情報は、モバイル端末Ｃの中継通知部ｃ１により、周辺端末Ａ，Ｂのアドレス情報とともに管理サーバＤのネットワークインタフェース部ｄ３へと送信され、管理サーバＤの端末能力管理部ｄ１に登録される（フロー１０３）。

次に、モバイル端末Ｃは、ハンドオーバのための準備手続きを周辺端末Ａおよび周辺端末Ｂとの間で行う（フロー１０５〜１０８）。

モバイル端末Ｃと、周辺端末Ａ及び周辺端末Ｂとの間で、準備手続きが完了し、モバイル端末Ｃが準備完了の通知を受け取ると、モバイル端末Ｃは、管理サーバＤに対してポリシー切り替え通知を発行する。すなわち、ストリームデータをモバイル端末Ｃ宛てから周辺端末Ａおよび周辺端末Ｂ宛てに変更するポリシー切り替え要求をする（フロー１０９）。

この切り替え通知を受け、管理サーバＤのポリシー設定部ｄ２では、端末能力管理部ｄ１に登録されている識別情報をゲートウェイＥに対して登録する処理であるポリシー登録をする（フロー１１０）。以降のストリーム通信には変更後ポリシーが適用される。こうして、ストリームデータは、モバイル端末Ｃ宛てから、周辺端末Ａおよび周辺端末Ｂ宛てにと変更される。

次に、モバイル端末ＣはインターネットノードＦに対し、メディアの変更処理を行う（フロー１１１）。ここで、メディアの変更処理とは、モバイル端末ＣとインターネットノードＦとの間で行われる各種ネゴシエーション処理、及び、インターネットノードＦが所有するメディアを切り替える一連の作業をいう。モバイル端末と周辺端末とでは、表示できるメディアに差分があり、モバイル端末ＣはＳＩＰ等のセッションプロトコルを使って、メディアのサイズやレート、コーデック等をインターネットノードＦとの間でネゴシエートする必要があるため、このような処理が必要になる。この処理動作は、既に知られているものであり、かつ本願発明の特徴を構成する主要部分ではない為、詳細な説明は割愛する。

このメディア変更処理（フロー１１１）のアップリンクメッセージは、図３の２０１，２０２、図４の３０１，３０２に示されるフォーマットとなる。すなわち、モバイル端末Ｃからのパケット（図３：２０１）をゲートウェイＥにおけるアドレス対応管理機能ｅ１にて受信すると、特殊カプセリング機能部ｅ２２によりデカプセリングされる（図３：２０２）。このとき、送信元アドレスは管理対象のモバイル端末ＣのＨｏＡである“Ａ”となっているため、ルーティング機能部ｅ３によってインターネットノードＦ宛てに送信される（図３：２０２）。

管理サーバＤのポリシー設定部ｄ２によって、ゲートウェイＥに対するポリシー設定処理が施されると、この処理結果は、ゲートウェイＥのポリシー管理部ｅ５に登録され、ポリシー登録が完了する。以降、インターネットノードＦからのストリームパケットは、周辺端末Ａ，Ｂあてのパケットへと切り替わる。

配信先が周辺端末Ａ，Ｂとなった後のストリームパケット（図２：フロー１１２）には、まず、ゲートウェイＥによりヘッダー処理（図２：フロー１１３）が施される。この具体的な動作について図３を用いて説明する。

まず、ヘッダー処理部ｅ２のＮＡＴ機能部ｅ２２により、ストリームパケット（２０３）は２０５に示すフォーマットに加工される。すなわち、ゲートウェイＥにおけるネットワークインタフェース部ｅ４にてパケットを受信すると、トランスポート層のポート番号を参照し、ポート番号がストリームデータを示す番号である場合には、まずＮＡＴ機能部ｅ２２に渡される。ＮＡＴ機能部ｅ２２は、アドレス対応管理部ｅ１のマッピング情報及びモバイル端末Ｃから通知された識別情報に基づいて、受信したパケットの外部ヘッダーの宛先アドレスを中継先周辺端末である周辺端末ＢのＨｏＡである“Ｂ２”に変更する。このパケットはさらに特殊カプセリング機能部ｅ２１に渡されてカプセル化され、さらに、周辺端末ＡのＣｏＡである“ｂ１”を宛先アドレスとした外部ヘッダーが付加される(２０５)。そして、ルーティング機能部ｅ３により、このカプセル化され外部ヘッダーが付加されたパケット(２０５)がネットワークインタフェース部ｅ４を介して周辺端末Ａへと送信される。

続いて、周辺端末Ａが、このパケット（２０５）を受信すると、コピー機能部ａ１によりパケットのヘッダーを除くペイロード部分が取得され、カプセル化されたデータは、中継先である周辺端末Ｂへと中継される。その具体的動作は下記の通りである。

まず、カプセル化され外部ヘッダーの付加されたパケット（２０５）を周辺端末Ａの中継処理部ａ１４が受信すると、中継処理部ａ１４は、該パケット（２０５）を２０６に示すフォーマットに加工する。すなわち、周辺端末Ａにおける中継処理部ａ１４にてパケット(２０５)を受信すると、まず、カプセル化された部分がデカプセリングされる。デカプセリングされたパケットは、判定部ａ１１によって内部ヘッダーの宛先が参照され、事前にモバイル端末Ｃより通知されていた識別情報の周辺端末ＢのＨｏＡ“Ｂ２”と一致する場合には、ペイロード部分のデータがデータ取得部ａ１２に渡される。

尚、仮にこのとき、デカプセリング後の宛先が周辺端末Ａ自身のＣｏＡ“ｂ１”と一致する場合は、判定部ａ１１は、本方式のカプセリングで到着したパケットではなく通常のＩＰヘッダーによるネットワークアクセスにて到着したものと判定し、ペイロード部分のデータはデータ取得部ａ１２に渡されない。

次に、データ取得部ａ１２では、ペイロード部分のデータを取得し、この取得したデータは、出力部ａ１３によって映像再生処理部ａ４に渡される。そして、映像再生処理部ａ４は、データ中の映像部分を解釈して再生する。

続いて、中継処理部ａ１４では、カプセル化され外部ヘッダーが付加されたパケット（２０５）を受信すると、モバイル端末Ｃの中継通知部ｃ１によって事前に通知されていた識別情報に基づいて、外部ヘッダーの宛先を周辺端末ＢのＣｏＡ：“ｂ２”のアドレスに変更する（２０６）。そして、このパケット（２０６）は周辺端末Ｂへと送信される。

周辺端末Ｂがパケット(２０６)を受信すると、ペイロード部分のデータが音声再生機能部ｂ３に渡され、音声再生機能部ｂ３は、該データ中の音声部分のみを解釈して再生する。

上記第１の実施の形態では、ゲートウェイにヘッダー処理部を設け、配信側ノードから配信されたパケットのヘッダーを処理してから中継用端末に渡すようにした。さらに、周辺端末側にコピー機能部を設け、周辺端末側でコピーをさせるようにした。この為、配信側では、パケットの配信に際してデータを解析して振り分ける必要がなく、パケットをゲートウェイに渡すだけでよい。また、複数の周辺端末にパケットを同時に配信する必要もない。すなわち、配信側のネットワークシステムに負荷をかけることなく、配送するデータを複数の周辺端末に対して配信することが可能となる。

さらに、周辺端末側のコピー機能部には判定部を設け、コピーする必要のあるパケットか否かを判定させるようにしたため、周辺端末側での不要なコピー処理が発生せず、周辺端末側の処理負荷を軽減させることができる。

尚、上記第１の実施の形態においては、管理サーバとゲートウェイとをそれぞれ別のノードとして機能させたが、管理サーバとゲートウェイとは１つのノードに集約させることもできる。

また、上記実施の形態では、モバイル端末が、周辺端末からの能力情報の通知を受けて、ハンドオーバ先となる周辺端末を選択する場合を例に説明した。しかしながら、周辺端末からの能力情報の通知を受ける代わりに、モバイル端末が周辺端末からＵＰｎＰ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｐｌｕｇ ａｎｄ Ｐｌａｙ）等のパラメタ情報を能動的に取得し、このパラメタ情報に基づいてハンドオーバ先となる周辺端末を選択、管理することも可能である。

また、上記実施の形態においては、モバイル端末に加えて管理サーバにも端末能力管理機能を設ける構成をとったが、この端末能力管理機能はモバイル端末のみに搭載させる形でも構わないし、モバイル端末の端末能力管理機能を管理サーバ側に集約して搭載させる形でもよい。

加えて、上記実施の形態では、中継用周辺端末（周辺端末Ａ）は中継先周辺端末（周辺端末Ｂ）に対して映像データと音声データとを含むパケットを送信しているが、音声部分のみのデータを含むパケットを送信させるようにしてもよい。

次に、第２の実施の形態について、図２，図４，図５を用いて説明する。

図２，４，５は、本発明のパケット配信システムの第２の実施の形態を説明するためのもので、図５は全体のブロック図、図２はパケットの処理フローを示すシーケンス図、図４はパケットの構成例を示す図である。

尚、第２の実施の形態を構成する各部は、コピー機能部ａ５／ヘッダー処理部ｅ６を除き、第１の実施の形態の構成と同じであるため、同じ構成部分については第１の実施の形態で説明したときに用いた時と同一の符号番号を用いて説明するものとする。

図５を参照すると、本発明の第２の実施の形態における構成は、第１の実施の形態の構成に替えて、ヘッダー処理部ｅ６とコピー機能部ａ５を有する。

ヘッダー処理部ｅ６は、インターネットノードＦから受信したパケットにヘッダー処理を施すことで、ＩＰｖ６対応の周辺端末へのソースルーティングを可能にする。

具体的には、ヘッダー処理部ｅ６は、ヘッダー付与部ｅ６１とＮＡＴ機能部ｅ６２とを有する。

ＮＡＴ機能部ｅ６２は、アドレス対応管理部ｅ１のマッピング情報及びモバイル端末Ｃから通知された識別情報に基づいて、インターネットノードＦから受信したダウンリンクパケットのアドレス情報を変更する。具体的には、受信したパケットのヘッダー部分にある送信先アドレスの情報を、モバイル端末Ｃを宛先としたアドレスから、中継先の周辺端末である周辺端末Ｂを宛先としたアドレスへと変更する。

ヘッダー付与部ｅ６１は、インターネットノードＦから受信したパケットに、中継先周辺端末を宛先としたＩＰｖ６ルーティングヘッダーを付与する。

コピー機能部ａ５は、判定部ａ５１と、データ取得部ａ５２と、出力部ａ５３と、中継処理部ａ５４とを有する。

判定部ａ５１は、ヘッダー情報のフォーマットに基づいて、コピー処理をするか否かを判定する。具体的には、ヘッダー情報がＩＥＴＦ標準のソースルーティングのフォーマットでない場合は、通常のＩＰヘッダーによるネットワークアクセスにて到着したものと判定する。

データ取得部ａ５２は、判定部ａ５１の判定の結果に基づいて、パケットのペイロード部分のデータを取得する。すなわち、判定部ａ５１により、ヘッダー情報がＩＥＴＦ標準のソースルーティングのフォーマットであると判断された場合には、受信したパケットのペイロード部分を取得する。

出力部ａ５３は、データ取得部ａ５２によって取得されたペイロード部分のデータを再生機能へ出力する。

中継処理部ａ５４は、受信したパケットを周辺端末Ｂに転送する。具体的には、受信したパケットのルーティングヘッダーを参照し、ルーティングヘッダー中最下の送信先を中継先のＨｏＡであると検知すると、該ルーティングヘッダー中最上のアドレスをＩＰヘッダーの送信先に設定して、ペイロード部分を含むパケットを周辺端末Ｂへと送信する。

次に、第２の実施の形態における動作について、図２のシーケンス図に加え、図３，図５を適宜用いながら説明する。

管理サーバＤのポリシー設定部ｄ２により、ゲートウェイＥに対してポリシーが登録され（フロー１１０）、ストリームデータがモバイル端末Ｃ宛てから周辺端末Ａあてに変更されると（フロー１１１）、ゲートウェイＥでは、受信したストリームパケット（３０３）が３０５に示すフォーマットに加工される（フロー１１３）。その具体的な動作は以下の通りである。

ゲートウェイＥにおけるアドレス対応管理部ｅ１では、ネットワークインタフェース部ｅ４を介してパケットを受信すると、該パケットのトランスポート層のポート番号を参照し、ストリームデータを示すポート番号である場合には、このパケットをＮＡＴ機能部ｅ６２に渡す。

ＮＡＴ機能部ｅ６２は、ポリシー管理部ｅ５のマッピングテーブル情報とモバイル端末Ｃから通知された識別情報（ここでは、中継先が周辺端末Ｂのアドレス設定となっている）とに基づいて、受信したパケット(３０３)の宛先アドレスを周辺端末ＢのＣｏＡである“ｂ１”に変更する。

このパケットは、さらにヘッダー付与部ｅ６１に渡され、ＩＰｖ６ルーティングヘッダーを使ったＩＥＴＦ標準のソースルーティングのフォーマットが付与される。すなわち、図４の３０５に示されるように、ＩＰヘッダーの宛先は周辺端末ＡのＣｏＡである“ｂ１”、ルーティングヘッダー中の最上段の宛先は周辺端末ＢのＣｏＡである“ｂ２”、ルーティングヘッダー中の２段目の宛先は周辺端末ＢのＨｏＡである“Ｂ２”に指定され、周辺端末Ａに送信される。

続いて、周辺端末Ａの中継処理部ａ５４が、このＩＥＴＦ標準のソースルーティングのフォーマットに変更されたパケット（３０５）を受信すると、該パケット（３０５）は３０６に示すフォーマットに加工される。

すなわち、中継処理部ａ５４は、受信したパケット（３０５）を、事前にモバイル端末Ｃの中継通知部ｃ１により通知されていた周辺端末ＢのＣｏＡである“ｂ２”をＩＰヘッダーの宛先とし、さらに、周辺端末ＢのＨｏＡ“Ｂ２”をルーティングヘッダー中最上の宛先としたパケットへと加工する。

このとき、判定部ａ５１では、ヘッダー情報の相違に基づいてコピーの適否が判定される。具体的には、ヘッダー情報が通常のネットワークアクセスによるＩＰヘッダーの情報と異なる場合、すなわちＩＥＴＦ標準のソースルーティングのフォーマットである場合には、受信したパケット（３０５）はデータ取得部ａ５２に渡される。そして、ペイロード部分のデータが取得、コピーされ、映像再生処理部ａ４に渡される。映像再生処理部ａ４では、データ中の映像部分のみを解釈して再生する。

尚、このとき仮に受信したパケットのヘッダー情報がＩＥＴＦ標準のソースルーティングのフォーマットでない場合は、判定部ａ５１は、通常のＩＰヘッダーによるネットワークアクセスにて到着したものと判定し、ペイロード部分のデータはデータ取得部ａ５２に渡されない。

次に、中継処理部ａ５４によりヘッダーの加工されたパケット（３０６）は、周辺端末Ａの中継先である周辺端末Ｂへと送信される。

周辺端末Ｂがパケット(３０６)を受信すると、ペイロード部分のデータが音声再生機能部ｂ３に渡され、音声再生機能部ｂ３は、該データ中の音声部分のみを解釈して再生する。

上記第２の実施の形態では、ヘッダー処理部が、受信したパケットのヘッダーを、ＩＰｖ６ルーティングヘッダーを使ったＩＥＴＦ標準のソースルーティングのフォーマットに変更する構成をとった。この為、モバイル端末と網側で実現していたセッションを、機能分担された複数の周辺端末を併用したセッションに切り替える際、周辺端末がＩＰｖ６対応のネットワークデバイスであったとしても、配信側のネットワークシステムに負荷をかけることなく、配送するデータを複数の周辺端末に対して配信することが可能となる。

本出願は、２００６年９月１５日に出願された日本出願特願２００６−２５１７４３号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに含む。

Claims (14)

1. 複数の周辺端末の中から、パケットの中継をさせる中継用周辺端末及び前記中継用周辺端末の中継先となる中継先周辺端末を選択する選択手段と、前記選択手段により選択した前記中継先周辺端末及び前記中継用周辺端末の少なくともアドレスに関する情報を含む識別情報を通知する通知手段とを備えた端末と、
   前記端末からのリクエストに応答して配信ノードから送信されてきたパケットのヘッダーの宛先を、前記識別情報に基づいて前記中継先周辺端末のアドレスに変更し、このパケットをカプセル化して前記中継用周辺端末のアドレスを含む外部ヘッダーを付与するヘッダー処理手段を備えた通信装置と
   を備え、
   前記中継用周辺端末は、
   前記通信装置によりカプセル化されたパケットをデカプセリングしてペイロード部分のデータを取得するデータ取得手段と、
   前記取得手段により取得したデータを所定の再生機能に出力する出力手段と、
   前記デカプセリングしたパケットに含まれるヘッダー情報及び前記端末より通知された前記中継先周辺端末の識別情報から、前記デカプセリングしたパケットを再度カプセリングして前記中継先周辺端末へと中継する中継処理手段と
   を有することを特徴とするパケット配信システム。
2. 前記中継処理手段は、前記端末と前記中継用周辺端末及び前記中継先周辺端末との間で独立のネットワークが構築されている場合に、前記ヘッダー処理手段により付与された外部ヘッダーの宛先を、前記中継先周辺端末のモバイル通信用アドレスに変更することで、受信したパケットを前記中継先周辺端末へと中継させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のパケット配信システム。
3. 前記データ取得手段は、前記通信装置から受信したパケットの内部ヘッダーの宛先を参照し、この宛先と前記中継先周辺端末のアドレスとの一致・不一致を判定する判定手段を有し、前記判定手段によりアドレスが一致すると判断された場合に前記ペイロード部分のデータを取得するよう構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパケット配信システム。
4. 前記複数の周辺端末がＩＰｖ６対応の端末である場合に、
   前記ヘッダー処理手段は、
   前記端末からのリクエストに応答して配信ノードから送信されてきたパケットのヘッダーの宛先を、前記中継用周辺端末のアドレスに変更し、前記中継先周辺端末のアドレスを宛先としたＩＰｖ６ルーティングヘッダーを付与するヘッダー処理手段を備え、
   前記中継処理手段は、
   前記通信装置から受信したパケットのヘッダーを、ＩＰｖ６ルーティングヘッダーのアドレスに変更することで、前記受信したパケットを前記中継先周辺端末へと中継させるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のパケット配信システム。
5. 前記所定の再生機能は、映像再生機能または音声再生機能であることを特徴とする請求項１に記載のパケット配信システム。
6. 端末からのリクエストに応答して配信ノードから通信装置を介して送信されてきたパケットを、中継先となる中継先周辺端末へと中継させる中継用周辺端末であって、
   前記通信装置によりカプセル化されたパケットをデカプセリングしてペイロード部分のデータを取得するデータ取得手段と、
   前記データ取得手段により取得したデータを所定の再生機能に出力する出力手段と、
   前記デカプセリングしたパケットに含まれるヘッダー情報及び前記端末より通知された前記中継先周辺端末の識別情報から、前記デカプセリングしたパケットを再度カプセリングして前記中継先周辺端末へと中継する中継処理手段と
   を有することを特徴とする中継用周辺端末。
7. 前記中継処理手段は、前記端末と前記中継用周辺端末及び前記中継先周辺端末との間で独立のローカルネットワークが構築されている場合に、前記通信装置によって前記カプセル化されたパケットに付与された外部ヘッダーの宛先を、前記中継先周辺端末のモバイル通信用アドレスに変更することで、受信したパケットを前記中継先周辺端末へと中継するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の中継用周辺端末。
8. 前記データ取得手段は、前記通信装置から受信したパケットの内部ヘッダーの宛先を参照し、この宛先と前記中継先周辺端末のアドレスとの一致・不一致を判定する判定手段を有し、前記判定手段によりアドレスが一致すると判断された場合に前記ペイロード部分のデータを取得するよう構成されていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の中継用周辺端末。
9. 前記中継用周辺端末及び前記中継用周辺端末がＩＰｖ６対応の端末である場合に、
   前記中継処理手段は、
   前記通信装置から受信したパケットのヘッダーを、ＩＰｖ６ルーティングヘッダーのアドレスに変更することで、前記受信したパケットを前記中継先周辺端末へと中継させるように構成されていることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれかに記載の中継用周辺端末。
10. 前記所定の再生機能は、映像再生機能または音声再生機能であることを特徴とする請求項６に記載の中継用周辺端末。
11. 複数の周辺端末の中から、パケットの中継をさせる中継用周辺端末及び前記中継用周辺端末の中継先となる中継先周辺端末を端末に選択させる選択ステップと、
    前記端末からのリクエストに応答して配信ノードから送信されてきたパケットのヘッダーの宛先を、前記端末から通知された少なくとも前記中継先周辺端末及び前記中継用周辺端末のアドレスに関する情報を含む識別情報に基づいて前記中継先周辺端末のアドレスに変更し、このパケットをカプセル化して前記中継用周辺端末のアドレスを含む外部ヘッダーを付与させるヘッダー処理ステップと、
    前記ヘッダー処理ステップによりカプセル化されたパケットをデカプセリングしてペイロード部分のデータを取得するデータ取得ステップと、
    前記データ取得ステップにより取得したデータを所定の再生機能に出力する出力ステップと、
    前記デカプセリングしたパケットに含まれるヘッダー情報及び前記端末より通知された前記中継先周辺端末の識別情報から、前記デカプセリングしたパケットを再度カプセリングして前記中継先周辺端末へと中継する中継処理ステップとを有することを特徴とするパケット配信方法。
12. 前記中継処理ステップは、前記端末と前記中継用周辺端末及び前記中継先周辺端末との間で独立のローカルネットワークが構築されている場合に、前記ヘッダー処理ステップにより付与させた外部ヘッダーの宛先を、前記中継先周辺端末のモバイル通信用アドレスに変更することで、受信したパケットを前記中継先周辺端末へと中継することを特徴とする請求項１１に記載のパケット配信方法。
13. 前記データ取得ステップは、前記通信装置から受信したパケットの内部ヘッダーの宛先を参照し、この宛先と前記中継先周辺端末のアドレスとの一致・不一致を判定する判定ステップを有し、前記判定ステップによりアドレスが一致すると判断された場合に前記ペイロード部分のデータを取得することを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のパケット配信方法。
14. 前記複数の周辺端末がＩＰｖ６対応の端末である場合に、
    前記端末からのリクエストに応答して配信ノードから送信されてきたパケットのヘッダーの宛先を、前記中継用周辺端末のアドレスに変更し、前記中継先周辺端末のアドレスを宛先としたＩＰｖ６ルーティングヘッダーを付与するヘッダー処理ステップと、
    前記通信装置から受信したパケットのヘッダーを、ＩＰｖ６ルーティングヘッダーのアドレスに変更することで、前記受信したパケットを前記中継先周辺端末へと中継する中継処理ステップと
    を有することを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれかに記載のパケット配信方法。

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