JP4957801B2

JP4957801B2 - 基地局、装置、および移動機

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Publication number: JP4957801B2
Application number: JP2009523485A
Authority: JP
Inventors: 祐治小島
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2007-07-18
Filing date: 2007-07-18
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2027-07-18
Also published as: EP2180607A1; KR101115715B1; JPWO2009011047A1; EP2180607A4; US20100110965A1; EP3094144A1; CN101743763A; KR20100025576A; WO2009011047A1; EP2180607B1; CN101743763B; US8315259B2

Description

本発明は、移動機にマルチキャストデータを送信する基地局、移動機に対して間欠的に受信するフレームを通知する装置、および移動機に関する。

近年、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)という無線通信方式が、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers：米国電気電子学会)において標準化作業が進められている。WiMAXには、移動しない加入者局(Subscriber Station)を対象とした規格であるIEEE 802.16d(標準化済み)と、移動する加入者局(Mobile Station：MS)を対象とした規格であるIEEE 802.16e(標準化中)がある。

本願明細書では、例えば後者のMSを対象とする規格であるIEEE 802.16e(標準化中)がサポートしているMulti-BS MBS(Multicast and Broadcast Service：マルチキャスト型/ブロードキャスト型の情報伝送サービス)のような、マルチキャスト型の情報伝送サービスを提供する中継装置もしくは中継システムに言及する。

この種の装置もしくはシステムでは、マルチキャスト型のデータが間欠的に定められたフレームで基地局から送信されるので、これを受信するMSでは、データが送信されないフレーム期間中には受信を休止することによって消費電力を削減することができる。

一方、通話サービスに関しては、アイドル期間中のMSはコアネットワークからの着信を監視する必要があるが、着信通知の監視の対象となるフレーム(着信通知監視対象フレーム)もまた間欠的に定められるので、着信通知監視対象フレーム以外のフレーム期間中には受信を休止して消費電力を削減することができる。

従来では、この着信通知監視対象フレームを定めるページング周期などのページング情報は、着信に対するMSからの応答時間を調整するために、MSごとに定められていた。

なお、IEEE802.16eでは、アイドルモード中のMSがマルチキャストデータを受信しても良いことになっているが、その具体的な制御方法は定義されていない。

特開2004−221760号公報特開2004−159334号公報特開2004−135293号公報

本発明の目的は、前述のような中継装置においてページング情報およびマルチキャスト配信フレームを適切に定めることによってMSの消費電力を一層削減することにある。

本発明によれば、移動機が間欠的な受信を行う受信フレーム群のいずれかを用いて該移動機に着信通知を行う基地局において、マルチキャストデータの受信に必要とされるマルチキャスト関連データを前記受信フレーム群のいずれかを用いて送信することで、該移動機に前記受信フレーム群の受信により、該マルチキャスト関連データの受信を可能とする送信部、を備えたことを特徴とする基地局が提供される。
本発明によれば、移動機が間欠的な受信を行う受信フレーム群の指定を行う装置において、マルチキャストデータの受信に必要とされるマルチキャスト関連データを所定のフレーム群のいずれかを用いて基地局が送信する場合に、該移動機に対して、該所定のフレーム群と同じ又は該所定のフレーム群を含むフレーム群を間欠的に受信するように該移動機に通知する制御部、を備えたことを特徴とする受信フレーム群を指定する装置もまた提供される。
本発明によれば、マルチキャストデータを受信可能な移動機において、基地局から間欠的に受信を行う受信フレーム群の通知を受信し、該受信フレーム群の通知に従って受信フレーム群を受信する受信部と、該受信フレーム群に属するフレームを前記受信部が受信した際に、マルチキャスト関連データが、該フレームに含まれる場合に、該マルチキャスト関連データに従って、マルチキャストデータの受信を行うように前記受信部を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする移動機もまた提供される。
本発明によれば、移動機に対して、複数のチャネルの１つを介してマルチキャスト型の情報伝送サービスを提供する中継装置であって、前記情報伝送サービスのチャネルについて、移動機が着信通知を監視すべきフレームである着信通知監視対象フレームを定める第１のページング情報を予め決定する第１のページング情報決定手段と、情報伝送サービスのデータを配信するフレームを、各チャネルについて予め決定されている第１のページング情報に基づいて決定するデータ配信フレーム決定手段と、前記複数のチャネルの少なくとも１つを選択した移動機について、着信通知監視対象フレームを定める第２のページング情報を、該移動機が選択したチャネルの１つについて予め定められている第１のページング情報に基づいて決定する第２のページング情報決定手段とを具備する中継装置が提供される。

ページング情報を移動機が選択した情報伝送サービスのチャネルごとに定めることにより、マルチキャスト型情報伝送サービスのデータを着信通知監視対象フレームに同期して送信することが可能となり、休止期間をより長くとることができて、移動機の消費電力を一層削減することができる。

本発明が適用されるネットワークの構成の一例を示す図である。図１のネットワークにおいて、マルチキャストデータを配信するフレームの構成の一例を示す図である。マルチキャストデータを配信するフレーム(Multi-BS MBS関連フレーム)と着信通知監視対象フレームの関係を説明する図である。 Multi-BS MBS関連フレームと着信通知監視対象フレームの同期を説明する図である。本発明の第１の実施形態に係る装置(システム)の構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態に係るネットワークの構成を示す図である。本発明の第１の実施形態における制御シーケンスを示す図である。第２のページング情報の決定方法の一例を示すフローチャートである。マルチキャストデータ配信フレームの決定方法の一例を示すフローチャートである。本発明の第２の実施形態に係る装置(システム)の構成を示すブロック図である。本発明の第２の実施形態に係るネットワークの構成を示す図である。本発明の第３の実施形態に係る制御シーケンスを示す図である。本発明の第４の実施形態に係る制御シーケンスを示す図である。

この実施例では、移動機が間欠的な受信を行う受信フレーム群のいずれかを用いてこの移動機に着信通知を行う基地局において、マルチキャストデータの受信に必要とされるマルチキャスト関連データをその受信フレーム群のいずれかを用いて送信することで、この移動機に前記受信フレーム群の受信により、そのマルチキャスト関連データの受信を可能とする送信部を備えることで、移動機のマルチキャストデータの受信を効率的に行うこととする。尚、着信通知を行うタイミングは、基地局の上位装置が決定することが望ましい。
図１は、移動機(MS)のユーザにマルチキャスト型の情報伝送サービスを提供し得る中継装置または中継システムの一例としての、IEEE 802.16eでサポートされているMulti-BS MBSを実現するアクセスネットワークの構成の一例を示す。

このアクセスネットワークは、コアネットワーク10に接続されるゲートウェイ(GW)12と、GW12に接続され、MS14に無線で接続される複数の基地局(BS)16とを備えている。尚、ＧＷは、ＢＳの上位に位置することからＢＳの上位装置とも呼ぶことができる。

GW12はマルチキャスト型/ブロードキャスト型の情報伝送サービス(MBS)を提供するためのMBSサーバ18と、通話サービスを提供するためのページングコントローラ/ロケーションレジスタ(PC/LR)20を含む。GW12はそれに接続された複数のBS16を管理する。

MBSサーバ18は、コアネットワーク10からマルチキャストデータを受信し、その配信時刻を決定し、決定された配信時刻をマルチキャストデータに付与して(22)複数のBS16へ送信する。

PC/LR20は、アイドルモード/ページングを管理する機能ブロックであり、アイドルモード中のMSに対する着信データをコアネットワーク10から受信すると、着信通知(Paging Announce)24を複数のBSへ送信する。

Multi-BS MBSでは、複数のBSでMBSゾーンを構成し、同一MBSゾーンに含まれるBSは、同一マルチキャストデータを、同一タイミングで、同じサブチャネル、シンボル、変調方式、マルチキャストCID(コネクションID)を用い、ブロードキャストする。図１に示した例では、３台のBS16がMBSゾーン26を構成している。一方、MS14は、同一MBSゾーン内を移動する限り、上述のようにゾーン内のどのBSも同一のマルチキャストデータをブロードキャストするので、特定のBSに(再)登録することなく、マルチキャストデータを受信し続けることが出来る。

また、MSは、一度マルチキャストデータを含むフレームを受信すれば、次のマルチキャストデータが配信されるフレームの番号が分かるので、その間、休止状態にし、消費電力を削減することが出来る(図２参照)。MSが、次のマルチキャストデータが配信されるフレームの番号が分かるのは、受信したフレームに、次にマルチキャストデータが配信されるフレームの番号が記載されているからである。BS16はこのようにフレームを構成する。図２の例においては、MSは、フレーム番号=111のフレームを受信すると、次にマルチキャストデータが配信されるフレームは、フレーム番号=114のフレームであることが分かるので、仮に通話サービスにおける着信通知を監視する必要がなければ、フレーム番号=112, 113のフレームが送信される間は休止状態となることができる。
図２の各フレームについて詳述する。MSは、フレーム番号=111のフレームのDL-MAP中のMBS-MAP_IEを受信する。DL-MAPは、フレームのダウンリンク（DL）に関する構成を定義しており、MBS-MAP_IEは、そのDL-MAPの情報要素の一つである。フレーム番号=111のフレームにおいて、MBS-MAP_IEは、フレーム中のMBS-MAPメッセージを含む領域を指し示す。MBS-MAP_IEは、該領域の位置を示すために、フレーム内のSymbol Offset等を含む。MSは、MBS-MAP_IEを受信することで、次に、MBS-MAPメッセージを読むことが出来る。MBS-MAPメッセージは、情報要素として、MBS-DATA_IEを含む。MBS-DATA_IEは、次のマルチキャストデータが配信されるフレーム（フレーム番号=114）及び、そのマルチキャストデータが含まれるフレーム内の領域を指し示す。また、MBS-DATA_IEは、次のMBS-MAPメッセージが配信されるフレーム（フレーム番号=115）及び、そのMBS-MAPメッセージが含まれるフレーム内の領域を指し示す。MSが受信したいコンテンツであるマルチキャストデータは、図２中のMBS-DATAが搬送し、他のMBS-MAP_IE，MBS-MAP，MBS-DATA_IEは、マルチキャストデータの受信に必要とされる制御データである。MBS-DATA_IEは、マルチキャストデータが配信されるフレーム、MBS-MAPメッセージが配信されるフレーム、及び、それぞれのフレーム内の領域を指し示すために、Frame Offset、フレーム内のSymbol Offset、フレーム内のSubchannel offset等を含む。MSは、MBS-DATA_IEを含むMBS-MAPメッセージを受信することで、次のマルチキャストデータが配信されるフレーム、及び、次のMBS-MAPメッセージが配信されるフレームを読むことが出来るようになる。MSは、次のMBS-MAPメッセージを受信できれば、更に次のマルチキャストデータが配信されるフレーム、及び、更に次のMBS-MAPメッセージが配信されるフレームを読むことが出来るようになるので、以降は、DL-MAP中のMBS-MAP_IEを受信し、デコードしなくても、順々に、マルチキャストデータを受信することが出来る。
尚、図２では、MBS-MAP中にMBS-DATA_IEが一つだけ含まれているが、IEEE802.16e標準の仕様上、MBS-MAPは、複数のMBS-DATA_IEを含むことが可能であり、各MBS-DATA_IEには、そのMBS-DATA_IEが指し示すマルチキャストデータのマルチキャストCIDが記載されているので、複数のマルチキャストチャネルが配信されている場合において、MSは、受信を希望するマルチキャストチャネル、すなわち、受信を希望するマルチキャストCIDのマルチキャストデータだけを選択的に受信することが出来る。

従来技術においては、マルチキャストデータを配信するフレームは、マルチキャストデータに付随して指定された配信時刻(絶対時間)のみに基づいて決定される。例えば、BS16は、指定された配信時刻に最も近いフレームを、マルチキャストデータを配信するフレームとして決定する。この決定方法では、マルチキャストデータを配信するフレームのタイミングがずれないように、MBSゾーン内の全BSで、同じ方法で決定するようにしておく必要がある。

GW12は、定期的にBS―GW間の遅延測定を行っており、その測定結果をもとに、BS16が配信可能な配信時刻を決定する。また、GW12のMBSサーバ18が配信時刻をBS16へ指定するにあたり、MBSゾーン26内のBS16及び、MBSサーバ18を具備するGW12の間で絶対時刻を同期する。同期方法としては、例えば、時刻を配信するGPS(Global Positioning System)をBS16及びGW12が備える方法や、NTP(Network Time Protocol)の利用、等がある。

アイドルモード中のMS14は、特定のBS16に登録せず、周期的に、BS16が着信通知(Paging Announce)をブローキャストしているかいないか監視し、ブロードキャストしている場合には、MS14宛のトラフィック(着信データ)が送信されてきていることを認知し、アイドルモードから抜け、着信データを受信する。このようにすることで、MS14に対する着信を実現する。図１の例では、BS16が、IEEE802.16eのMAC管理メッセージである、MOB_PAG-ADVを着信通知としてブロードキャストしている。

図１の例では、３台のBS16が、ページンググループ28を構成している。アイドルモード中のMS14は、特定のBS16に登録していないが、どのページンググループにいるかはPC/LR20へ通知している。PC/LR20は、MS14がいるページンググループに属する全BS16へ、着信通知を送信する。

MSは、MS毎に決定されるページング周期、ページングオフセットをもとに、監視対象のフレーム番号を決定する。それ以外のフレーム期間では休止状態にして消費電力を削減することができる。着信通知監視対象フレームの開始フレームのフレーム番号の条件は以下となっている。
フレーム番号 modulo ページング周期 = ページングオフセット

例えば、ページング周期=10[フレーム]、ページングオフセット=2[フレーム]、ページング区間長=2[フレーム]の場合、図３に示すように、フレーム番号=112, 113のフレームが着信通知監視対象フレームとなる。ここで、ページング区間長は、システムの設定値である。従来では、ページング周期、ページングオフセットは、MS毎に異なる値であり、アイドルモードへ入る際に、PC/LR⇔MS間で決定する。PC/LR20は、着信通知をBS16へ送信する際に、着信通知メッセージに、ページング対象のMSのMSID、ページング周期、ページングオフセットを含める(図１)。BS16は、上述の数式から、着信通知監視対象フレームのフレーム番号を算出し、当該フレーム番号のフレームを送信するタイミングで、MOB_PAG-ADV(当該フレーム内に含まれる)を送信する。尚、MS毎にページング周期を変えるのは、MS毎に着信に対するMSからの応答時間を調整できるようにするためである。ページング周期が短いほうが応答時間を短く出来るが、着信通知監視対象フレームがより頻繁に発生し、MSの電力消費が多くなる。また、MOB_PAG-ADVが特定のフレームに集中しないようにするためMSごとにページングオフセットを変える。特定のフレームにMOB_PAG-ADVが集中すると、そのフレームでユーザデータが搬送できる帯域が少なくなってしまうからである。

ページング周期、ページングオフセットなどのページング情報をマルチキャストデータとは独立に、例えばMSごとに決定すると、図３の例に示すように、マルチキャストデータについては休止期間となるフレーム番号=112, 113のフレームが着信通知監視対象フレームとなる場合が生じ、低消費電力化の観点から不利である。

本発明では、図４に示すように、Multi-BS MBS関連フレームなどのブロードキャスト型の情報伝送サービスのデータをBSから送信するタイミングと、アイドルモード中のMSの着信通知監視対象フレームを同期させることで、受信が必要なフレームを削減し、MSの低消費電力化を実現する。

図４では、MSの着信通知監視対象フレームである、フレーム番号=114, 115のフレームでMulti-BS MBS関連フレーム（例えば、マルチキャストデータの受信に必要とされるデータが送信されるフレーム、マルチキャストデータが送信されるフレーム）が送信されており、MSは、図３の場合と違い、フレーム番号=112, 113のフレームが送信される間、休止状態になることができる。

この実施例では、従来はMS毎に決定する着信通知監視対象フレームを、ユーザが選択したチャネルに基づいて決定するようにして、マルチキャスト配信フレームと着信通知監視対象フレームとを合わせる事で、上述のフレームの同期を、基本的には、実現する。尚、合わせるとはいっても、完全に一致させなくともよい。例えば、着信通知監視対象フレーム内で少なくともマルチキャスト関連フレームを送信したり、着信通知監視対象フレーム内でマルチキャストデータの送信領域（タイミング、サブチャネル等の情報）を指定する情報を送信する。そして、ＭＳは、着信通知監視対象フレームの受信により、マルチキャストデータの送信領域を検出すると、指定された領域で送信される無線信号を受信する。ここで、指定された領域も着信通知監視対象フレームであると望ましい。

図５にこれを実現する構成の一例を示す。GW12内に設けられる第１のページング情報決定部30は、MBSサーバ18から配信されるマルチキャストデータのチャネル（ＣＩＤ）ごとに、例えばそれぞれのチャネルのデータ特性を考慮して、ページング周期、ベージングオフセットなどのページング情報を「第１のページング情報」として決定する。決定された第１のページング情報は、BS16内のマルチキャストデータ配信フレーム決定部32へ通知される。マルチキャストデータ配信フレーム決定部32は、各チャネル（ＣＩＤ）について決定された「第１のページング情報」が定める着信通知監視対象フレームに同期するように各チャネルのマルチキャストデータ配信フレームを決定し（マルチキャスト関連データの送信を行うフレームを決定された着信通知監視対象フレームの中から選び）、MBSサーバ18からのマルチキャスト関連データ（マルチキャストデータ）をMS14へ配信する。

MS14ではBS16から配信されるマルチキャストデータのチャネルの１つを選択することにより、マルチキャストデータの受信が開始される。このとき、および、MSで選択されるチャネル（ＣＩＤ）が変更されたとき、選択された、または選択変更後のチャネルが、MS14の送受信部13からBS16を経て、第２のページング情報決定部34へ通知される。第２のページング情報決定部34は第１のページング情報決定部30が決定した各チャネルについての第１のページング情報の中からMS14で選択されたチャネルに対応するページング情報に基づいて第２のページング情報を決定して、PC/LR20へ通知し、それへの変更を依頼する。このときMSからページング周期の要求(要求ページング周期)があれば、それを考慮して第２のページング情報を決定する。その詳細については後述する。PC/LR20は当該MSのページング情報を、通知されたものに変更し、変更後のページング情報をMS14へ通知するとともに、以後は変更後のページング情報が定める着信通知監視対象フレームを用いて着信データを送信するようBS16へ指示する。尚、第１のページング情報決定部、第２のページング情報決定部の２つを設ける場合について説明したが、この構成に限定されない。
即ち、ＢＳのマルチキャストデータ配信フレーム決定部（送信部）３２は、移動機に対して所定のフレーム群（Ｇ）に含まれるいずれかのフレームを利用してマルチキャスト関連データを送信すればよいのである。ただし、この所定のフレーム群（Ｇ）は、マルチキャスト関連データを送信する先の移動機（好ましくはそのマルチキャスト関連データを受信するこのＢＳ配下の全ての移動機）が間欠的に受信を行うフレーム群と同じまたは、それに含まれるフレーム群であればよい。着信情報を生成する着信情報生成装置としてのＧＷにしてみれば、あるマルチキャストデータの受信を行う移動機に対して、この所定のフレーム群（Ｇ）と同じまたはそれを含むフレーム群を間欠的に受信するようにこの移動機に対して指示するＰＣ／ＬＲを２０（制御部）を備えればよい。尚、マルチキャストデータの送信を行うチャネルが複数ある場合には、チャネル毎に所定のフレーム群（Ｇchx）を識別し、対応する所定のフレーム群（Ｇchx）を所定のフレーム群Ｇとして用いて同様の処理をすればよい。
MS14の送受信部13は受信フレーム群の通知（第２のページング情報）を受信し、それに従ってフレーム群を間欠的に受信する。制御部15は送受信部13が受信したフレーム群に属するフレームにマルチキャスト関連データが含まれる場合に、受信したマルチキャスト関連データに従ってマルチキャストデータの受信を行うように送受信部13を制御する。

ページング情報には、例えばページング周期、ページングオフセット及びページング区間長が含まれる。標準では、ページング周期、ページングオフセットはMS毎に異なり、ページング区間長は、システムで固有の固定値である。従って、実装上、ページング区間長は、ページング情報へ含めず、予め各装置へ設定しておいてもよい。また、システムによっては、ページング区間長をMS毎に異なるように運用する場合もあるので、この場合は、ページング区間長をページング情報へ含める。また、システムによっては、ページング周期をシステムで固有の固定値にして運用する場合もあるので、この場合も同様に、ページング周期をページング情報へ含めず、予め各装置へ設定しておいてもよい。ページング情報は、着信通知監視対象フレームを決定するために必要なパラメータの内、少なくとも動的に変更するパラメータは含めることとする。

なお、図５に示した例では、第１のページング情報決定部30、第２のページング情報決定部34がGW18に設けられ、マルチキャストデータ配信フレーム決定部32がBS16に設けられているが、WiMAX Forum NWG(Network Working Group)標準では、BS及びGWが一体型の装置も定義しており、その場合は、全ての機能をBSが具備することになる。

また、これらの機能のGW12及びBS16への配備は、図５の構成に限定されるものではなく、これらの機能がGW12及びBS16全体に含まれていれば良い。

〔実施形態１〕
以下、第１の実施形態をより詳細に説明する。

〔第１のページング情報の通知方法〕
図６に示す第１の実施形態においては、図１に示したものに加えて、GW12がBS16へ第１のページング情報を通知する。第１のページング情報を通知する通知メッセージ36は、マルチキャストチャネルとそれに対応するページング情報で構成される。複数の第１のページング情報を送信する場合は、ページング情報通知メッセージ36内に、複数のマルチキャストチャネルと、それらにそれぞれ対応する複数のページング情報を含める。GW12は、通知メッセージ36を、GW12及びBS16がコアネットワーク10に接続した際、及び、マルチキャストチャネルに対するページング情報を変更した際、及び、マルチキャストチャネルの構成を変更した際(例:マルチキャストチャネルの増減)に送信する。また、GW12は、GW12及びBS16がネットワークに接続した際ではなく、MBSゾーン26内で、マルチキャストチャネルの受信を希望するMSが初めて現われた際に、MSが要求するマルチキャストチャネルに関するページング情報通知メッセージ36を送信しても良い。

〔実施形態１における、ネットワーク運用の前提〕
第１の実施形態では、一例として以下のようにネットワークを運用することとする。以下はIEEE802.16e標準, WiMAX Forum NWG標準では決まっておらず、自由に運用可能である。
1. マルチキャストチャネルとIPマルチキャストアドレスとマルチキャストCIDは、一対一対一の関係で運用する。
2. MSは、コンテンツ・サーバから受信したいマルチキャストチャネルのIPマルチキャストアドレスを取得し、当該IPマルチキャストアドレスを指定したサービスフローをMS⇔BS間で確立することで、当該マルチキャストCIDを有するマルチキャストデータを受信する。
3. MSが同時に受信可能なマルチキャストチャネルは、基本的に1チャネルとする。または、MSが複数のマルチキャストチャネルを同時に受信することを許容する場合には、当該MSが受信を要求したマルチキャストチャネルの中で、最新のマルチキャストチャネルに合わせて、当該MSのページング情報を決定することとする。
4. 同一のMBSゾーン内のBSは、フレーム番号を同期する。

上述の1及び2は、MSが、ネットワークに対して、受信したいマルチキャストチャネル(=テレビのチャンネルに相当)を指定する方法を規定している。標準では、MSが、受信したいコンテンツをどのように指定すれば、IEEE802.16eレイヤのマルチキャストCIDが得られるのか規定されていない。上記では、IPマルチキャストアドレスが介在することで、マルチキャストチャネルとマルチキャストCIDを関連させている。マルチキャストCIDが分かれば、IEEE802.16eの規定に依り、MSはマルチキャストデータを受信することが出来る。

尚、上述のコンテンツ・サーバとは、マルチキャストチャネルを介して配信するコンテンツを格納している、大元のサーバであり、一般的にコアネットワーク10内に配置される。

上述の4については、BS間で、ある時間に送信するフレームのフレーム番号が合っていないと、ページング情報をBS間であわせても、BS間で、着信通知監視対象フレームが異なってしまうので、Multi-BS MBS関連フレームのBSからの送信タイミングと、着信通知監視対象フレームを同期させることが出来なくなってしまう。したがって、同じMBS_Zone内のBSは、フレーム番号を同期させることにする。同期方法としては、例えば、各BSがGPSから得られる絶対時間をもとに、フレーム番号を決定する方法がある。本発明は、それ以外のフレーム番号の同期方法を排除するものではない。

また、本発明では、IEEE802.16eの標準メッセージ(=MS―BS間メッセージ)は変更することなく、課題を解決することが可能である。

〔第１のページング情報の決定方法〕

表１に示すように、GW12の第１のページング情報決定部30(図５)は、予め、マルチキャストチャネル毎に第１のページング情報を決定しておく。これは、マルチキャストチャネル毎に、マルチキャスト関連データを送信するフレーム群を別個に定義するためであり、同じとする場合には、一律に１つの第１のページング情報を決定してもよい。表１では、ページング情報を、ページング周期とページングオフセットとしている。前述したように、ページング情報にページング区間長を含めても良い。第１のページング情報の決定方法に関しては、最低限、マルチキャストチャネル毎に何らかのページング情報が一意に決まっていれば良い。しかし、以下に述べる傾向があるので、これを考慮して、第１のページング情報決定部30は第１のページング情報を決定するのが望ましい。

一般的にマルチキャストデータは、マルチキャストチャネル毎のデータ特性を有している。それは例えば、何周期毎にマルチキャストデータの送信が発生する、等である。ページング周期は、そのマルチキャストデータの送信周期と同じ周期とするのが良い。マルチキャストデータの送信周期は、コンテンツ・サーバから得ることとする。ページング周期を、マルチキャストデータの送信周期より短くすると、MSは、マルチキャストデータの受信契機以外のフレームを監視しなければならず、MSの低消費電力的には不利である。一方、ページング周期をマルチキャストデータの送信周期より長くすると、着信通知に対するMSからの応答時間が長くなってしまう。ページング周期を長くしても、マルチキャストデータはそれより短い間隔で受信しなければならないので、MSの消費電力は小さくならない。

ページングオフセットは、他のチャネルの着信通知監視対象フレームと重ならないように設定して、一つのフレームにMSの着信通知監視対象フレームが集中しないように、ばらけるように、決定したほうが良い。

ページング区間長は、IEEE802.16e標準で、2〜5 [フレーム]と決まっており、変更できる幅は狭いが、一つのマルチキャストチャネルあたりの受信MS数が多くなる場合には、長くしたほうがよい。IEEE802.16e標準では、着信通知であるMOB_PAG-ADVを、ページング区間中のどのフレームを使ってブロードキャストしてもよいことになっているので、ページング区間長が長いほうが、一つのフレームに着信通知が集中することを防ぐことが出来る。

そして、上述したように、GW12の第１のページング情報決定部30から、BS16のマルチキャストデータ配信フレーム決定部32へ、チャネル毎に決定された第１のページング情報が通知される。

〔制御シーケンスの説明〕
以下で、図７のシーケンス図に沿って、実施形態１を説明する。

図７は、MSが、受信マルチキャストチャネルを変更してから当該マルチキャストチャネルのマルチキャストデータを受信するまでを記述しており、このシーケンスの中でMSは、ノーマルモードからアイドルモードへ遷移している。MSが、新規にマルチキャストチャネルの受信を要求する場合も、新規に受信するマルチキャストチャネルを、図７上の変更後の受信マルチキャストチャネルであると捉えれば、同様な手順で実現可能である。また、MSがアイドルモード中である場合に、受信マルチキャストチャネルを変更、または、新規にマルチキャストチャネルを受信する場合も、受信マルチキャストチャネルをアクセスネットワークへ伝えるためには、一度、アイドルモードから抜けて、ノーマルモードになる必要があるので、結局、ノーマルモードになった後は、図７と同様の手順となる。

ステップ1001：MSは、受信マルチキャストチャネルを、マルチキャストチャネル2へ変更する。

ステップ1002：MSは、予め、コンテンツ・サーバからマルチキャストチャネル2に対応するIPマルチキャストアドレス2を取得しており、IPマルチキャストアドレス2を含む、IGMP(Internet Group Management Protocol) Joinメッセージを、BSを介してGWへ送信し、IPマルチキャストアドレス2のIPマルチキャストグループへ参加する。すなわち、MSは、IGMP Joinメッセージによって、受信マルチキャストチャネル変更通知を行う。

ステップ1003：GWの第２のページング情報決定部34は、MSの受信マルチキャストチャネルの変更を検知する。

ステップ1004〜1007：IEEE802.16eで定義されているDSA-REQ/RVD/RSP/ACKメッセージをMSとBS間で送受信することで、マルチキャストチャネル2のマルチキャストデータ2のサービスフローを確立する。サービスフローを確立することで、BSは、IPマルチキャストアドレス2を持つマルチキャストデータ2を受信すると、マルチキャストCID2を使用して、ダウンリンクへブロードキャストするようになる。尚、既に他のMSによってサービスフローが確立されている場合には、ステップ1004〜1007は、MSへIPマルチキャストアドレス2に対応するマルチキャストCID2を通知する役割だけを果たすことになる。

ステップ1008：ステップ1004〜1007によって、MSは、マルチキャストCID2を取得する。これによって、MSは、BSが送信するマルチキャストデータ2を受信できるようになる。

ステップ1009：MSは、アイドルモードへ遷移するために、DREG-REQを送信する。このDREG-REQは、MSが要求するページング周期である、要求ページング周期を含む。DREG-REQを受信したBSは、要求ページング周期を含むMS Info Reqを送信する。

ステップ1010：GWの第２のページング情報決定部34は、PC/LR20からMSの要求ページング周期を取得し、第１のページング情報決定部30から、チャネル毎に決定された第１のページング情報を取得し、両パラメータをもとに、対象MSのページング情報(第２のページング情報)を決定し、PC/LR20へ、対象MSのページング情報変更依頼を行う(図５参照)。この際、第２のページング情報決定部34は、対象MSのページング情報変更依頼に対象MSのMSIDとページング情報(第２のページング情報)を含める。「第２のページング情報の決定方法」の詳細については、後述する。

ステップ1011：GWのPC/LRは、MS Info Rspで、ページング情報を通知する。BSは、DREG-CMDでMSへページング情報を通知する。MSは、DREG-CMDを受信すると、アイドルモードへ遷移する。

ステップ1012：DREG-CMDを受信したMSは、DREG-CMDに含まれるページング情報に基づき、ページング周期/オフセットを設定する。

ステップ1013：GWのMBSサーバ18は、配信時刻を付加したマルチキャストデータ2をMBSゾーン内のBSへ送信する。

ステップ1014：MBSゾーン内のBSのマルチキャストデータ配信フレーム決定部32は、予め取得しておいた第１のページング情報をもとに、マルチキャストデータ配信フレームを決定し、マルチキャストデータ2をマルチキャストCID2で、ブロードキャストする。この「マルチキャストデータ配信フレームの決定方法」の詳細については、後述する。

〔第２のページング情報の決定方法〕
第２のページング情報決定部34における、第２のページング情報の決定方法を詳述する。

図８は、第２のページング情報の決定方法のフローチャートである。

第２のページング情報決定部34は、例えばMSからの要求ページング情報を重視しない場合(ステップ1100)、最も単純には、表１の第１のページング情報テーブルから、変更後のマルチキャストチャネルに対応するページング情報を取得し、それをそのまま第２のページング情報として決定すればよい(ステップ1102, 1104)。

しかし、第２のページング情報を第１のページング情報と全く同じ値にしなくともよい。MSが要求した、要求ページング周期を重視するシステム運用を行いたい場合には、要求ページング周期を考慮して、第２のページング情報を決定することも可能である。

この場合において、要求ページング周期が、表１の第１のページング情報におけるページング周期よりも小さい場合は(ステップ1106)、第１のページング情報におけるページング周期およびその約数の中で、要求ページング周期に最も近いものを第２のページング情報のページング周期にする(ステップ1108)。また、第２のページング情報のページング周期として、第１のページング情報のページング周期とは別のものを選択した場合は、第１のページング情報のページングオフセットを、選択したページング周期で、割った余りを第２のページング情報におけるページングオフセットとする(ステップ1110)。

例えば、第１のページング情報のページング周期=50 [フレーム]で、ページングオフセット=27 [フレーム]で、要求ページング周期=23 [フレーム]である場合、ページング周期=50 [フレーム]の約数である25 [フレーム]が要求ページング周期に最も近いので、これを第２のページング情報のページング周期とする。そして、27を25で割った余り2を第２のページング情報のページングオフセットとする。このようにすれば、50 [フレーム]毎に、2回現われる着信通知監視対象フレーム区間のうち、1回は、マルチキャストデータ配信フレームと同期が取れているはずである。逆に言うと、一部、同期が取れなくなっているので、MSの消費電力的には不利である。MSが要求するページング周期、すなわち、着信応答時間の短さよりも、前述したように、MSの消費電力を重視するならば、要求ページング周期に関係なく、第２のページング情報を第１のページング情報と全く同じ値にすればよい(ステップ1102, 1104)。

一方、要求ページング周期が、表１の第１のページング情報におけるページング周期よりも大きい場合は(ステップ1106)、第１のページング情報を、そのまま、第２のページング情報とすればよい(ステップ1102, 1104)。要求ページング周期が、表１の第１のページング情報におけるページング周期よりも大きい場合、第２のページング情報のページング周期を第１のページング情報のページング周期の倍数にすることも考えられる。しかし、ページング周期を大きくしても、それよりも短い間隔で、Multi-BS MBS関連フレームを受信する必要があるので、MSの消費電力は小さくならない。したがって、ページング周期を大きくせずに、第１のページング情報のページング周期と同じにしておいたほうが、着信応答時間を短く出来るメリットがある。尚、本発明は、第２のページング情報のページング周期を第１のページング情報のページング周期の倍数にすることを排除するものではない。

〔マルチキャストデータ配信フレームの決定方法〕
マルチキャストデータ配信フレーム決定部32が実行する、マルチキャストデータ配信フレームの決定方法を詳述する。

図９は、マルチキャストデータ配信フレームの決定方法のフローチャートである。

マルチキャストデータ配信フレームの決定部32は、予め、表１の第１のページング情報を取得する。

あるチャネルのマルチキャストデータを受信したとき、マルチキャストデータ配信フレーム決定部32は、一定量をバッファリングした後、MSへ送信する。逆に言えば、MBSサーバ18は、このバッファリングによる遅延を見込んだ上で、マルチキャストデータに付加する配信時刻を設定する。

まず初めに、マルチキャストデータ配信フレーム決定部32は、バッファリングしているマルチキャストデータを送信するフレームのフレーム番号及び、そのフレームを送信するために必要な関連制御フレームを送信するフレームの番号を、配信時刻をもとに決定する(ステップ1200)。以下では、マルチキャストデータを送信するフレームとそれを送信するために必要な関連制御フレームを、Multi-BS MBS関連フレームと総称することとする。

次に、マルチキャストデータ配信フレーム決定部32は、この段階で、第１のページング情報から決定される着信通知監視対象フレームと重なっているMulti-BS MBS関連フレーム以外のMulti-BS MBS関連フレームを、調整対象Multi-BS MBS関連フレームとして特定する(ステップ1202)。

次に、マルチキャストデータ配信フレーム決定部32は、ステップ1206〜1226の処理により、Multi-BS MBS関連フレームと重なっていない着信通知監視対象フレーム(=受け入れ先フレーム)に関して、受け入れ先フレームから、フレーム距離として最も近い、調整対象Multi-BS MBS関連フレームが、受け入れ先フレームと重なるように、調整対象Multi-BS MBS関連フレームのフレーム番号を変更する。ただし、この際、Multi-BS MBS関連フレームの各フレームの送信順序が反転しない範囲内で変更を許可するものとする。この条件に合致しない場合、次にフレーム距離として近い、調整対象Multi-BS MBS関連フレームをフレーム番号の変更対象とする。同様に、上述の順序反転の条件が満足できない場合は、その着信通知監視対象フレームに関しては、Multi-BS MBS関連フレームとの同期は行わないこととし、次の、Multi-BS MBS関連フレームと重なっていない、着信通知監視対象フレームを処理対象とする。

図９のフローチャートに沿って説明すると、まず、Multi-BS MBS関連フレームと重なっていない着信監視対象フレームの１つを受け入れ先フレームとして特定し(ステップ1206)、カウントを１とする(ステップ1208)。受け入れ先フレームにフレーム距離として最も近い調整対象Multi-BS MBS関連フレーム(複数あればその１つ)を受け入れ先フレームに重ねるフレーム番号変更候補フレームとして特定し(ステップ1210)、フレーム番号を変更したときにフレーム順序の反転が発生しないか(ステップ1212)、およびフレーム番号の変更量が閾値以下であるかを判定する(ステップ1214)。フレーム順序の反転が発生するかまたはフレーム番号の変更量が閾値未満でないとき、カウントがカウントの閾値未満であれば(ステップ1216)、現在のフレーム番号変更候補フレームを調整対象から除外し(ステップ1218)、カウントを１増加させて(ステップ1220)、ステップ1210の処理へ戻る。ステップ1216において、カウントがカウントの閾値に達していれば、その受け入れ先フレームに関する調整は断念して次の受け入れ先フレームを特定して(ステップ1226)、ステップ1208の処理へ戻る。ステップ1212, 1214において、順序の反転が発生しておらずフレーム番号の変更量も閾値未満であれば、フレーム番号変更候補フレームのフレーム番号を受け入れ先フレームのフレーム番号に変更し(ステップ1222)、それを調整対象から除外して(ステップ1224)ステップ1226の処理に合流する。

上述のようにすれば、Multi-BS MBS関連フレームのBSからの送信タイミングと、アイドルモード中のMSの着信通知監視対象フレームを同期させることができる。なお、ステップ1214においてフレーム番号の変更量を閾値未満に制限しているのは、マルチキャストデータのジッタが大きくならないようにするためである。

〔実施形態２〕
前述の第１の実施形態では、マルチキャストデータを配信するフレームのフレーム番号を決定するマルチキャストデータ配信フレーム決定部32がBS16に備えられている。本実施形態では、図10に示すように、このマルチキャストデータ配信フレーム決定部32がBS16でなくてGW12に設けられる。従って図６に示すように第１の実施形態ではGW12からBS16へは、配信時刻が付されたマルチキャストデータ22が送られるが、本実施形態では、図11に示すように、フレーム番号が決定済のマルチキャストデータ40が送られ、マルチキャストチャネル毎に決定された第１のページング情報36(図６参照)は送られない。

本実施形態では、BS間でフレーム番号を同期させるだけではなく、複数のBS―GW間でもフレーム番号の同期が行なわれる。

本実施形態では、図10に示すように、GW12がマルチキャストデータ配信フレーム決定部32を具備し、BS16にはマルチキャストデータ配信部42が具備される。GW12のマルチキャストデータ配信フレーム決定部32は、MBSサーバ18からマルチキャストデータを取得すると、マルチキャストデータを送信するマルチキャストチャネルについての第１のページング情報を第１のページング情報決定部30から取得し、送信フレーム番号を決定し、マルチキャストデータへ付与して、BS16のマルチキャストデータ配信部42へ送信する。マルチキャストデータ配信フレーム決定部32が、MBSサーバ18から取得するマルチキャストデータには、配信時刻が付与されている必要はない。マルチキャストデータ配信フレーム決定部32は、MBSサーバ18が受信した順にある程度バッファリングして、送信フレーム番号を上述の実施形態1と同様の方法で決定する。ただし、MBSサーバ18からは、配信時刻が通知されないので、マルチキャストデータ配信フレーム決定部32は、MBSサーバ18が受信したのと同じ間隔で、マルチキャストデータを、連続するフレーム列にマッピングし、まず、各フレームの送信フレーム番号を仮に決定した後で、上述の実施形態1と同様に、第１のページング情報をもとに、送信フレーム番号を変更し、最終的に送信フレーム番号を決定する。

BS16のマルチキャストデータ配信部42は、受信した配信フレーム番号に従って、マルチキャストデータをMSへ送信する。

〔実施形態３〕
本実施形態は、マルチキャストチャネルのデータ特性を変更する場合のように、ネットワーク側の要請により第１のページング情報を変更した際、アイドルモード中のMSへ第２のページング情報を通知する方法を示す。

本実施形態では、MSへページング情報を通知するために、MSへLU(Location Update：位置更新)を要求する着信通知を送信する。これによって、MSがLUを実行し、LUによって、MSのページング情報を変更する。

上述のような方法でMSのページング情報を通知することによって、MSは、アイドルモードから抜けずに、ページング情報の変更を行うことが出来る。

以下で、図12のシーケンスに沿って説明する。

ステップ1301：GWは、表１に示す第１のページング情報を変更する。変更理由としては、マルチキャストチャネルのデータ特性を変更する場合などがあげられる。

ステップ1302：GWの第２のページング情報決定部34(図５または図10)は、PC/LR20へ、変更対象のチャネルを受信している全MS(以下、当該MS群)へLU要求する着信通知を送信するように要請する。次に、PC/LR20は、同一ページンググループ内の全BSへ、当該MS群宛ての着信通知を送信する。この着信通知のPaging Causeの欄は、Location Update(LU)を示している。これは、当該MS群へ、アイドルモードから抜けて着信データを受信することを要求するのではなく、当該MS群のページング情報を変更することが出来るLUを実行するように、当該MS群へ要請するメッセージを意味する。すなわち、PC/LRが、LUを実行するように当該MS群へ指示することで、当該MS群のページング情報を変更する。着信通知(LU要求)を受信したBSは、MOB_PAG-ADVをブロードキャストする。MOB_PAG-ADVのAction Codeの欄は、0b01を示しており、これは、当該MS群へLU要求を行うメッセージであることを示している。次のステップ1303〜1307がLU処理全体を示す。

ステップ1303：MSは、RNG-REQを送信する。このRNG-REQのRanging Purpose IndicationのBit#1は’1’であり、LUを示す。また、このRNG-REQは、MSが要求するページング周期である、要求ページング周期を含む。このRNG-REQを受信したBSは、要求ページング周期を含むLU Requestを送信する。

ステップ1304：GWの第２のページング情報決定部34は、図８に示したフローに従って、対象MSのページング情報を決定し、PC/LRへ通知する。

ステップ1305： GWのPC/LRは、LU Responseで、ページング情報を通知する。BSは、RNG-RSPでMSへページング情報を通知する。

ステップ1306：BSは、RNG-RSPをMSへ送信したことを、LU ConfirmでGWへ通知する。

ステップ1307：RNG-RSPを受信したMSは、RNG-RSPに含まれるページング情報へ、MSのページング情報を変更する。

〔実施形態４〕
これまでに説明した実施形態では、マルチキャストチャネルの選択と選択の変更のためにアイドルモードからノーマルモードへ移行する必要があったが、本実施形態では、Location Updateメッセージ送受信によって、受信マルチキャストチャネルの変更の通知と、マルチキャストCIDの取得を行うことによって、アイドルモード中のMSが、アイドルモードから抜けずに、受信マルチキャストチャネルの変更が出来るようにする。

本実施形態では、IEEE802.16e標準のメッセージ仕様を変更し、RNG-REQでマルチキャストチャネルを、RNG-RSPでマルチキャストCIDを搬送できるようにする。

以下で、図13のシーケンスに沿って説明する。

ステップ1401：MSは、受信チャネルを、チャネル2へ変更する。

ステップ1402：MSは、受信を希望するチャネルの番号を含む、RNG-REQを送信する。受信希望チャネルの番号を含むこと以外は図12のステップ1303におけるRNG-REQと同じである。

このRNG-REQを受信したBSは、受信希望チャネルの番号(チャネル2)を含むLU Requestを送信する。このRNG-REQとLU Requestは、受信希望チャネルの番号を含むこと以外は、図12のステップ1303におけるRNG-REQおよびLU Requestと同じである。

ステップ1403：GWの第２のページング情報決定部34(図５または図10)は、MSの受信マルチキャストチャネルの変更を検知する。

ステップ1404：GWの第２のページング情報決定部34は、図８に示したフローに従って、対象MSのページング情報を決定し、PC/LRへ通知する。

ステップ1405：GWのPC/LRは、LU Responseで、ページング情報及び、受信チャネルの番号(チャネル2)を通知する。BSは、RNG-RSPでMSへページング情報及びチャネル2に対応するマルチキャストCID2を通知する。

ステップ1406：BSはRNG-RSPをMSへ送信したことをLU ConfirmでGWへ通知する。

ステップ1407：MSは、RNG-RSPより、マルチキャストCID2を取得する。

ステップ1408：RNG-RSPを受信したMSは、RNG-RSPに含まれるページング情報へ、MSのページング情報を変更する。

ステップ1409〜1410：図７のステップ1013〜1014と同様である。

以上説明した本発明の実施形態によれば、Multi-BS MBS関連フレームのBSからの送信タイミングと、アイドルモード中のMSの着信通知監視対象フレームを同期させることで、受信が必要なフレームを削減でき、MSの低消費電力化を実現することができる。

また、アイドルモード中のMSの着信通知監視対象フレームを、MSの要求ページング周期を考慮しつつ、マルチキャストチャネル毎に決定される第１のページング情報に適合させることができる。

また、マルチキャストチャネルのデータ特性に応じて、好適なページング周期を決定することができる。

また、Multi-BS MBS関連フレームのBSから送信タイミングと、アイドルモード中のMSの着信通知監視対象フレームを同期させつつ、Multi-BS MBS関連フレームのジッタを抑えることができる。

また、マルチキャストチャネル毎に決定される第１のページング情報を変更した際、MSがアイドルモードから抜けることなくページング情報を変更することが出来る。

また、アイドルモード中のMSが、アイドルモードから抜けることなく、受信チャネルの変更をすることができる。

Claims

移動機が間欠的な受信を行う、該移動機個別の要求周期に基づき送信のタイミングが決定された受信フレーム群のいずれかを用いて該移動機に着信通知を行う基地局において、
複数の前記移動機が受信し、マルチキャストチャネル毎の送信周期の特性に基づき送信されるマルチキャストデータの受信に必要とされるマルチキャスト関連データを前記受信フレーム群のいずれかを用いて送信することで、該移動機に前記受信フレーム群の受信により、該マルチキャスト関連データの受信を可能とする送信部、を備え、
前記送信部は、前記マルチキャスト関連データを送信するタイミングを、アイドルモード中の移動機への着信通知を監視する対象となる着信通知監視対象フレームと同期させる手段と連携することを特徴とする基地局。
前記マルチキャスト関連データは、マルチキャストデータの受信に必要とされる情報を含む、
ことを特徴とする請求項１記載の基地局。
移動機が間欠的な受信を行う受信フレーム群の指定を該移動機個別の要求周期に基づき行う装置において、
複数の前記移動機が受信し、マルチキャストチャネル毎の送信周期の特性に基づき送信されるマルチキャストデータの受信に必要とされるマルチキャスト関連データを所定のフレーム群のいずれかを用いて基地局が送信する場合に、該移動機に対して、該所定のフレーム群と同じ又は該所定のフレーム群を含むフレーム群を間欠的に受信するように該移動機に通知する制御部、を備え、
前記基地局からの前記マルチキャスト関連データを送信するタイミングを、アイドルモード中の移動機への着信通知を監視する対象となる着信通知監視対象フレームと同期させる手段を有することを特徴とする受信フレーム群を指定する装置。
マルチキャストデータを受信可能な移動機において、
基地局から間欠的に受信を行う受信フレーム群の通知を受信し、該移動機個別の要求周期に基づき送信のタイミングが決定された該受信フレーム群の通知に従って受信フレーム群を受信する受信部と、
該受信フレーム群に属するフレームを前記受信部が受信した際に、マルチキャスト関連データが、該フレームに含まれる場合に、該マルチキャスト関連データに従って、複数の前記移動機が受信し、マルチキャストチャネル毎の送信周期の特性に基づき送信されるマルチキャストデータの受信を行うように前記受信部を制御する制御部と、を備え、
前記受信部は、前記基地局からの前記マルチキャスト関連データを送信するタイミングに同期させられたフレームであってアイドルモード中の移動機への着信通知を監視する対象となる着信通知監視対象のフレームを受信することを特徴とする移動機。