本発明は、マルチメディアブロードキャスト/マルチキャストサービス(Multimedia Broadcast/Multicast Service:MBMS)を提供するコアネットワーク装置、無線通信基地局装置及び無線通信方法に関する。
一般に、移動体通信システムでは、モバイル端末は所望するサービスを送受信可能とする前に、ネットワークに対して登録する必要がある。この登録は、通常、ネットワークにおけるモバイル端末の認証及び認可を含み、ネットワークアタッチメントと呼ばれることがある。
このネットワークアタッチメントを処理するネットワークエンティティは、各モバイル端末用にコンテキストステート情報及びシグナリングメッセージを生成する。したがって、モバイル端末はそれぞれこのエンティティに対して、負荷を与えることになる。
特定のネットワークエンティティが処理することができる負荷には上限があるので、そのようなエンティティが扱うことができるモバイル端末数にも上限が存在する。したがって、モバイル端末により引き起こされた負荷をいくつかのネットワークエンティティに分散する必要がある。
一般に、移動体通信システムは専用の機能を提供する論理的に分類された部分に分割される。これらはコアネットワーク(CN)及びアクセスネットワーク(AN)と呼ばれる。特に、後者は、移動体通信システムにおいて、無線アクセスネットワーク(RAN)と呼ばれる。
通常、ネットワークエンティティは、移動体通信システムのCNに位置する。RANとCN内のエンティティは、お互いの間で通信するべく定義されたインタフェースを利用する。モバイル端末により引き起こされた負荷をいくつかのCNエンティティに分散するため、モバイル端末との無線接続を処理するRANエンティティはそれぞれ、複数のCNエンティティに対してインタフェースを備えていなければならない。移動体通信システムには、複数のRANエンティティが配備されるので、CNエンティティとRANエンティティの間には、多対多のインタフェースが必要となる。
例えば、1つの国全体などの大きなエリアにおける移動体通信システムの展開を考慮すると、全てのRANエンティティと全てのCNエンティティとの間に、多対多のインタフェースを設定することは困難となる。例えば、セキュリティあるいは他のネットワーク運用上の理由により、トランスポートネットワークの接続は地域的に制限される可能性がある。このため、全てのRANエンティティの一部のみが全てのCNエンティティの一部に対してインタフェースを備えることがある。お互いの間でインタフェースを備えた全てのエンティティを、移動体通信ネットワーク全体の中で、論理的な範囲であると見なすことができる。それは典型的にはプールエリア(PA)と呼ばれる。ネットワークの展開を考慮すると、そのようなPAは、1つあるいは複数のCNエンティティに対して地理的に関連する複数のRANエンティティから構成される。また、そのPA内のそれぞれのエンティティの間にはインタフェースが存在する。
さらに、異なるPAが互いにオーバーラップすることも考えられる。モバイル端末が異なるPA間の境界に沿って移動している場合において、モバイル端末は、それぞれのRANエンティティから受信した異なる信号強度のために、頻繁にアソシエーションを一方から他方のPAに切り替える。そのようなアソシエーションの切り替えは、ネットワークにおける維持されたコンテキストステート情報をアップデートするためのシグナリングを必要とする。PAのオーバーラップは、コンテキストステート情報の頻繁な更新を回避するために、ある程度のヒステリシスをもたらすことができる。
このようなことを考慮すると、モバイル端末により引き起こされた負荷を分散させるソリューションとして、ネットワークアタッチ時に、RANノードがPA内のCNエンティティのうちの1つを任意に選択し、このエンティティに対してネットワークアタッチ要求を転送することが考えられる。複数のモバイル端末を想定すると、同一のRANエンティティに接続していた2つ以上の端末が、異なるCNエンティティに割り当てられることが考えられる。さらに、RANエンティティがオーバーラップPAに位置していた場合、それらのCNエンティティは異なるPAに位置している。UEはそれぞれ、割り当てられたCNエンティティにネットワークアタッチメントを実行する。結果的に、個々に要求されたサービスは、場合によっては異なるPA内の異なるCNエンティティから、モバイル端末に同一のRANエンティティを介して提供されることとなる。
図1は、3GPP SAE/LTEにおいて標準化中の移動体通信システムにおけるマルチキャストサービスアーキテクチャを示す図である。伝統的に、セルラーネットワークは、全ての制御系の情報及びプロシージャを処理する制御プレーン(C−プレーン)と、実際のユーザデータトラフィックを処理するユーザプレーン(U−プレーン)とに分割される。ネットワークアタッチメントあるいはモビリティの間にモバイル端末に割り当てられるCNのCプレーンエンティティにより、マルチキャストCプレーンが処理される。
SAE/LTEシステムにおいて、CNのCプレーン機能はMobility Management Entity(MME)に含まれ、全てのMMEは、Multicast−MME(M−MME)としてのマルチキャスト管理機能を含んでいる。一方、CNのUプレーン機能はUser Plane Entity(UPE)に含まれる。マルチキャストサービスデータを処理するようにM−MMEにより選択されると、UPEはマルチキャストサービスのためのUプレーン機能を提供し、Multicast−UPE(M−UPE)となる。さらに、PAサイズ及びMME/UPEの性能に依存して、1つのPA当たり少なくとも1つのM−UPEがマルチキャストサービスのために選択される。モバイル端末の観点から、M−MMEはネットワークアタッチあるいはモビリティの間に割り当てられたものと同一のMMEである。一方で、マルチキャストサービスを提供するM−UPEは、ユニキャストサービスに対して割り当てられたUPEとは異なることがある。
しかしながら、マルチキャストサービスのため、モバイル端末とM−UPE間には直接的な関連は必要ない。つまり、端末はM−UPEに対してUプレーンベアラを維持することはない。実際、マルチキャストサービスデータは、セルにおいてデータをブロードキャストするRANエンティティに対してM−UPEから提供される。また、マルチキャストサービスデータの送信には、M−UPEとRANエンティティ(eNB)間のネットワークにおいてIPマルチキャストトランスポートが利用される。
上述したように、オーバーラップPA内の同一のeNBに接続していた2つ以上のモバイル端末が、異なるPAが所有している異なるCN Cプレーンエンティティに割り当てられる可能性がある。オーバーラップPA内の同一のeNBに接続していたUEは、異なるPAに位置する異なるM−MMEに同一のマルチキャストサービスを起動する。
モバイル端末からこの起動要求を受け取ると、それぞれのM−MMEは、マルチキャストサービスデータの配送のためのプライベートIPマルチキャストアドレスを含むマルチキャストUプレーンパラメータを設定するために、自PA内のM−UPEに登録する。BM−SCからトリガを受信した場合、M−MMEはそれぞれ、マルチキャストUプレーンコンフィギュレーションを含むセッション開始メッセージを自PA内の全てのeNBに送る。セッション開始メッセージには、マルチキャストサービス識別子(例えばTMGI)及び設定されたプライベートIPマルチキャストアドレスが含まれる。
しかしながら、上述したマルチキャストUプレーンの確立方法では、マルチキャストUプレーンコンフィギュレーションのうちの1つをランダムに選択するため、以下のような問題を有する。
マルチキャストUプレーンが確立されたPAにアタッチしていた全てのモバイル端末が、例えば、モバイル端末からのサービスの停止要求、ネットワークからのデタッチ、異なるPAに対して移動するなどにより、そのPAにおいてサービスを受信しない場合が考えられる。このような場合、アタッチされたM−MMEから端末のコンテキストステート情報が削除され、M−MMEが特定のサービスに対して端末を管理しないことを検知すると、M−UPEから登録を削除する。
さらに、M−MMEは、それまでマルチキャストUプレーンを確立したそのPAにおける全てのeNBに登録削除メッセージを送る。これには、オーバーラップPA内のeNBも含まれる。M−MMEからそのような登録削除メッセージを受け取ったeNBは、プライベートIPマルチキャスト送信を停止する。ただし、上述のように、オーバーラップPA内のeNBに関して、最初に異なるPAにおいてマルチキャストサービスを起動した端末が存在することもあるので、一方のPAにアタッチした端末のみを考慮して、オーバーラップPA内のeNBに対して、Uプレーンを終了すると、他方のPAにアタッチした残りの端末に対してマルチキャストサービスが提供されなくなってしまう。
本発明の目的は、オーバーラップPA内のeNBに接続している端末に対して、マルチキャストサービスを継続して提供するコアネットワーク装置、無線通信基地局装置及び無線通信方法を提供することである。
本発明のコアネットワーク装置は、マルチメディアブロードキャスト/マルチキャストサービス(MBMS)へ参加するユーザ数をサービス毎にプールエリア単位でカウントするユーザ数カウント手段と、自装置が管理するプールエリアにMBMSを提供する場合、自装置が管理するプールエリアとオーバーラップする他のプールエリアを管理する他のコアネットワーク装置の識別情報を記憶するパラメータ手段と、自装置が管理するプールエリアにおけるあるサービスについてカウントされた前記ユーザ数が0となり、参加するユーザが存在しないことを検出した場合、記憶した前記識別情報を用いて、前記他のコアネットワーク装置に前記サービスの提供を要請する要請手段と、を具備する構成を採る。
本発明の無線通信基地局装置は、複数のコアネットワーク装置によってカウントされたプールエリア単位のユーザ数を前記複数のコアネットワーク装置から取得する取得手段と、前記複数のコアネットワーク装置から取得したユーザ数を比較する比較手段と、ユーザ数の最も多いプールエリアを管理するコアネットワーク装置に対して、MBMSの提供を指示する指示手段と、を具備する構成を採る。
本発明によれば、オーバーラップPA内のeNBに接続している端末に対して、マルチキャストサービスを継続して提供することができる。
移動体通信システムにおけるマルチキャストサービスアーキテクチャを示す図
本発明の実施の形態1に係るネットワークの構成を示す図
図2に示したM−MMEの構成を示すブロック図
図2に示したM−UPEの構成を示すブロック図
マルチキャストグループへの加入手順を示すシーケンス図
セッションスタート手順を示すシーケンス図
図2に示したeNBの構成を示すブロック図
本発明の実施の形態1におけるMBMSデータ配信中に、データを配信するM−UPEの切替手順を示すシーケンス図
本発明の実施の形態2におけるMBMSデータ配信中に、データを配信するM−UPEの切替手順を示すシーケンス図
本発明の実施の形態2に係るeNBの構成を示すブロック図
本発明の実施の形態3に係るネットワークの構成を示す図
図11に示したM−MMEの構成を示すブロック図
図11に示したBM−SCの構成を示すブロック図
本発明の実施の形態3におけるマルチキャストグループへの加入手順を示すシーケンス図
本発明の実施の形態4におけるマルチキャストグループへの加入手順を示すシーケンス図
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
(実施の形態1)
図2は、本発明の実施の形態1に係るネットワークの構成を示す図である。図2に示すネットワークは、端末(User Equipment:UE)100、無線通信基地局装置(Evolved NodeB:eNB)120、マルチキャスト移動管理装置(Multicast Mobility Management Entity:M−MME)140、マルチキャストユーザプレーン装置(Multicast User Plane Entity:M−UPE)160及びブロードキャスト/マルチキャストサービスセンタ(Broadcast Multicast Service Center:BM−SC)190を備え、eNB120、M−MME140及びM−UPE160は、それぞれIPネットワークを介して接続されている。
eNB120は、無線リソースの割り当て及び管理を担当するとともに、アップリンクを介してUE100の物理階層から転送される情報を受信し、逆に、ダウンリンクを介してUE100にデータを転送する。eNB120は、UE100のための無線アクセスネットワークのアクセスポイントの役割を担当する。
M−MME140は、位置登録エリア(Tracking Area:TA)単位でのUE100の位置を管理するとともに、UE100との間で、無線アクセスベアラの設定、修正又は解放に関するシグナリングを行う。M−MME140は、UE100のネットワーク接続手順の中で割り当てられ、かつ、UE100のMBMSに関連するコンテキストを保持する。M−MME140は、あるMBMSエリア内に複数存在し、ユーザ毎に接続するM−MMEが異なる。
M−UPE160は、外部ネットワークとのゲートウェイの役割を果たし、MBMSコンテキストに従ってダウンリンクパケットをUE100が接続中のeNBへと転送する。M−UPE160は、あるMBMSエリア内にMBMS毎に1つだけ存在し、MBMSに関連するコンテキストを保持する。
BM−SC190は、MBMSコンテンツサーバとM−UPE160の間に位置し、セッション種別、サービスの開始/終了に関する情報やMBMSデータをM−UPE160に転送する。
図3は、図2に示したM−MME140の構成を示すブロック図である。図3において、入力部141は、BM−SC190、M−UPE160及びeNB120から入力した信号をユーザ情報管理部142に通知する。
ユーザ情報管理部142は、UE100のMBMS受信性能と、BM−SC190から通知されたMBMS登録応答に含まれ、該サービスに要求されるUE109の性能とを比較する。この比較の結果、UE100のMBMS受信性能が、該サービスに要求されるUE100の性能よりも上回った場合、該サービスとUE100の属するTAに関する識別子をユーザ数カウント部143に通知する。なお、UE100のMBMS受信性能が、該サービスに要求されるUE100の性能を下回った場合は、BM−SC190及びUE100に対して、処理の中止を通知する。
ユーザ数カウント部143は、サービス毎に参加しているユーザ数をTA単位でカウントし、ユーザ情報管理部142から通知されたサービス及びTA識別子に従って、ユーザ数を更新する。更新したユーザ数は出力部144に出力される。このように、M−MME140はUEの位置登録を代用して、ユーザ数をTA単位でカウントすることができる。
出力部144は、ユーザ数カウント部143から出力されたユーザ数をMBMS登録更新に含め、MBMS登録更新をM−UPE160に送出する。
図4は、図2に示したM−UPE160の構成を示すブロック図である。図4において、入力部161は、BM−SC190、M−MME140及びeNB120から入力した信号をパラメータ部162及びユーザ数カウント部163に通知する。特に、入力部161は、MBMS登録更新に含まれ、サービス毎のTA単位のMBMSユーザ数をユーザ数カウント部163に通知する。
パラメータ部162は、データパスに関する様々なパラメータを管理し、パラメータの設定に従い、BM−SC190から入力されたサービスデータを出力部164から出力する。
ユーザ数カウント部163は、サービス毎に参加しているユーザ数をTA単位でカウントする。M−MME140はMBMSエリアに複数存在するため、M−UPE160で管理しているユーザ数は、それぞれのM−MMEから通知されたユーザ数の合計値となる。よって、M−UPE160は、MBMSエリア内に存在する該サービスへの参加ユーザ数をTA単位で知ることができる。また、M−UPE160は、PAあたりにサービス毎に1つ存在するため、PAに含まれる全てのTAにおけるユーザ数を足し合わせることによって、あるPAにおける、あるサービスに参加している全ユーザ数をも把握することが可能である。MBMS登録更新を受信したユーザ数カウント部163は、該サービスに参加しているユーザ数を更新し、更新したユーザ数を出力部164に出力する。
出力部164は、パラメータ部162から出力されたサービスデータ、ユーザ数カウント部163から出力されたユーザ数をeNB120に出力する。
次に、ユーザのマルチキャストグループへの加入手順について説明する。図5は、マルチキャストグループへの加入手順を示すシーケンス図である。
ステップ(以下、「ST」と省略する)201では、サービス案内を受けたUE100は、M−MME140に対してマルチキャストグループ加入要求を送出する。このマルチキャスト加入要求には、加入したいマルチキャストグループを示す識別子が含まれる。
ST202では、マルチキャスト加入要求を受信したM−MME140は、BM−SC190との間でユーザの承認手順を行う。この承認手順は、ユーザの加入者契約情報を元に行われ、ユーザが正しくサービスを受けることが可能かどうかを判断する。
承認手順が成功して終了した場合、ST203において、M−MME140は、UE100にMBMSコンテキスト活性化要請を送出する。
ST204では、MBMSコンテキスト活性化要請を受信したUE100は、MBMSコンテキスト活性化要求をM−MME140に送出する。MBMSコンテキスト活性化要求には、UE100自身のMBMSを受けるための性能などが含まれる。
MBMSコンテキスト活性化要求を受信したM−MME140は、該UE100が該サービスのマルチキャストグループへの最初の参加者であった場合、ST205において、BM−SC190にMBMS登録要求を送出する。該UE100が該サービスのマルチキャストグループへの最初の参加者ではなかった場合、ST205及びST206の処理は行われない。MBMS登録要求には、MBMSデータを配信するためのM−UPE160の識別子が含まれる。
ST206では、MBMS登録要求を受信したBM−SC190は、該サービスに要求されるUE100の性能を含んだMBMS登録応答をM−MME140に送信する。
ST207では、M−MME140がサービス毎に参加しているユーザ数をTA単位でカウントし、MMEユーザ数を更新する。ST208では、M−MME140がMBMS登録更新をM−UPE160に送出する。MBMS登録更新には、更新したTA単位のMBMSユーザ数が含まれる。
ST209では、M−UPE160が、MBMSエリア内に存在するサービスへの参加ユーザ数をPA単位でカウントし、UPEユーザ数を更新する。ST210では、M−MME140が、MBMSコンテキスト活性化受付をUE100に送信する。
以上の処理により、ユーザのマルチキャストグループへの加入手順が終了する。なお、MMEユーザ数更新は、ユーザのマルチキャストグループからの離脱時、及び、UE100のTAの更新時にも同様に行われる。その更新結果はM−UPE160に通知され、M−UPE160においてもUPEユーザ数更新が行われる。
次に、セッションスタート手順について図6を用いて説明する。BM−SC190は、あるMBMSのサービス開始を検出すると、ST301において、セッションスタート要求をM−UPE160に送出する。
ST302では、セッションスタート要求を受信したM−UPE160のユーザ数カウント部163において、PA内に存在する該サービスへの参加ユーザ数が出力部164に通知される。
ST303において、M−UPE160の出力部164から、PA内に存在する該サービスへの参加ユーザ数がeNB120に通知される。オーバーラップPA内のeNB120(例えば、図2のeNB3、eNB4、eNB5)は、複数のM−UPE(例えば、図2のM−UPE1、M−UPE2)と接続されているので、異なるM−UPEから、それぞれ同一サービスのためのセッションスタート要求を受信する。
ここで、上述したeNB120の構成について説明する。図7は、図2に示したeNB120の構成を示すブロック図である。この図において、入力部121は、UE100、M−MME140、M−UPE160から入力した信号をパラメータ部122及びユーザ数比較部123に通知する。特に、取得手段としての入力部121は、M−UPE160から受信したセッションスタート要求に含まれ、PA内に存在する該サービスへの参加ユーザ数をユーザ数比較部123に通知する。
パラメータ部122は、UE100、M−MME140、M−UPE160とのシグナリングにより設定された各種パラメータを管理し、MBMSデータは、パラメータ部122により指定されたパラメータに従い、出力部124より出力される。
ここで、再び、図6を参照する。ST304において、PA内に存在する該サービスへの参加ユーザ数を受信したeNB120のユーザ数比較部123は、予め定められた時間内に、同一のマルチキャストサービスに対して、他のPA内に存在する該サービスへの参加ユーザ数が通知されるかどうかを待つ。通知されたユーザ数が1つのみであった場合、ユーザ数比較部123は、セッションスタート要求を送信したM−UPE160を選択し、該M−UPE160の識別子を出力部124に出力する。
一方で、複数のユーザ数が通知された場合、ユーザ数比較部123は、通知されたPA内に存在する該サービスへの参加ユーザ数のうち、最も多いユーザ数を管理しているM−UPE160を選択し、選択したM−UPE160の識別子及び選択されなかったM−UPE170の識別子をそれぞれ出力部124に出力する。
ST305では、指示手段としての出力部124は、ユーザ数比較部123から通知されたM−UPE160の識別子に基づいて、選択されたM−UPE160に対し、該マルチキャストサービスに対するMBMSベアラの確立要求と、選択されなかったM−UPE170の識別子とを含んで、セッションスタート応答を出力する。
ST306では、該マルチキャストサービスをオーバーラップPAに提供することになったM−UPE160において、入力部121は、eNB120から通知された選択されなかったM−UPE170の識別子をパラメータ部122に出力し、パラメータ部122は該M−UPE160の識別子を記憶する。
以上により、一連のセッションスタート手順は終了し、BM−SC190から出力されるMBMSデータはM−UPE160へと送られ、オーバーラップPAに存在するeNB120へは、選択された1つのM−UPE160からのみ送られ、最終的にマルチキャストグループに参加しているUE100のもとへ送られる。
次に、マルチキャストUプレーンが確立されたPAにアタッチしていた全てのモバイル端末が、例えば、モバイル端末からのサービスの停止要求、ネットワークからのデタッチあるいは異なるPAへの移動などにより、そのPAにおいてサービスを受信しない場合に、上記セッションスタートにより設定したMBMSデータの配信経路の変更について説明する。
図8は、MBMSデータを配信中に、データを配信するM−UPEを切り替える手順を示すシーケンス図である。図8において、ST401では、UE100が、マルチキャストグループから脱退するために、マルチキャストグループ削除要求をM−MME140に通知する。
ST402では、M−MME140は、UE100からのマルチキャストグループ削除要求を受理し、UE100に対してマルチキャストグループ削除応答を送出する。
ST403では、M−MME140は、UE100のマルチキャストグループからの脱退により、TA単位の該マルチキャストサービスに参加しているユーザ数であるMMEユーザ数を更新する。具体的には、MMEユーザ数を1つだけ減らす。ST404では、M−MME140がMBMS登録更新をM−UPE160に送出する。MBMS登録更新には、更新したTA単位のMBMSユーザ数が含まれる。
ST405では、M−UPE160が、MBMSエリア内に存在する該サービスへの参加ユーザ数をTA単位でカウントし、UPEユーザ数を更新する。ここで、更新されたUPEユーザ数が0になった場合、つまり、該PAには該マルチキャストサービスに参加しているユーザが一人もいなくなった場合、M−UPE160のユーザ数カウント部163は、パラメータ部162に、他のPAのM−UPE170が記憶されているか否かを問い合わせる。
パラメータ部162に他のPAのM−UPE170が記憶されていた場合、オーバーラップPA内に他のPAにアタッチしているユーザが存在する可能性がある。そこで、ST406では、M−UPE160は、パラメータ部162に記憶されている他のPAのM−UPE170に対して、オーバーラップPA内のeNB120に対して該マルチキャストサービスの配信を行うよう要求するために、ベアラ確立要求を送出する。ベアラ確立要求には、送信元であるM−UPE160を示す識別子が含まれている。なお、出力部164は要請手段として機能する。
ST407では、M−UPE170は、自らが管理するPA内に該サービスに参加しているユーザが存在するなら、通知されたベアラ確立要求に含まれるM−UPE160の識別子から、M−UPE160が管理しているPAとのオーバーラップPAに存在するeNB120を導出する。そして、該eNB120に対して、M−UPE170との間にMBMSベアラを確立するよう要求するために、セッション変更要求を送出する。セッション変更要求には、セッションスタート要求と同様に、PA単位での該サービスに参加しているユーザ数が含まれる。
ST408では、eNB120は、eNB120とM−UPE170との間のIPネットクークにおいて、IPマルチキャストツリーを構成するために、セッション変更応答をM−UPE170に送出する。ここで、同一のマルチキャストサービスに対する複数のセッション変更要求を受信した場合には、セッションスタート要求の処理と同様に、最も多いユーザ数を含んだ要求を送出したM−UPE170を選択し、セッション変更応答に選択されなかったM−UPEの識別子を含ませる。
ST409では、M−UPE170は、M−UPE160に対し、eNB120との間にMBMSベアラが確立されたことをベアラ確立応答として出力する。ベアラ確立応答を受信したM−UPE160は、該マルチキャストサービスに関するCプレーン及びUプレーンの一切のパラメータを削除する。
以上により、一連のMBMSデータの配信経路の変更手順は終了し、BM−SC190から出力されるMBMSデータは、M−UPE170へと送られ、オーバーラップPAに存在するeNB120へは、M−UPE170からのみ送られ、最終的にマルチキャストグループに参加しているUE100のもとへ送られる。
このように実施の形態1によれば、オーバーラップPAにMBMSデータを配信するM−UPE160が、該オーバーラップPAに接続されている他のM−UPE170の識別子を記憶し、M−UPE160配下に参加ユーザが存在しなくなった場合、記憶した識別子に基づいて、他のM−UPE170にマルチキャストサービスを継続させることにより、オーバーラップPAに存在するユーザに対して、サービスを中断することなく提供することができる。また、オーバーラップPAのeNB120に対し、予め、最も参加ユーザ数が多いPAからMBMSデータの配信を行わせることにより、オーバーラップPAに接続されているM−UPE160間での、データ配信経路の変更に関するシグナリング量を抑制することができる。
なお、本実施の形態では、M−UPE160において、PA内に存在する該サービスへの参加ユーザ数をカウントしているが、複数存在するM−MME140のうち、選択されたある特定のM−MME140が、同様にユーザ数のカウントを行うようにしてもよい。
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2では、オーバーラップPAにMBMSデータの配信を行っているM−UPE160配下に該サービスに参加しているユーザがいなくなったら、オーバーラップPAにおいて他のPAに接続しているユーザが存在するか否かを判定してから、MBMSデータの配信経路の変更を他のPAに存在するM−UPE170に要請する場合について説明する。
オーバーラップPAにMBMSデータを配信していたM−UPE160配下に参加ユーザが存在しなくなった場合、該オーバーラップPAに接続されている他のM−UPE170が該マルチキャストサービスを継続する。しかしながら、ネットワーク及び無線リソースの有効利用のために、サービス種別やサービスの品質要求に応じて、参加ユーザの存在しないセルにはMBMSデータを配信しないことが考えられるので、オーバーラップPA内に参加ユーザが存在しない場合には、該MBMSデータの配信経路の変更に関するシグナリングが無駄になってしまう。そこで、本実施の形態では、オーバーラップPAにMBMSデータを配信していたM−UPE160配下に参加ユーザが存在しなくなった場合に、オーバーラップPA内で参加ユーザの有無を確認してからMBMSデータの配信経路の変更を要請する。
図9は、本発明の実施の形態2における、MBMSデータを配信中にデータを配信するM−UPE160を切り替える手順を示すシーケンス図である。また、図10は、本発明の実施の形態2に係るeNB130の構成を示すブロック図である。以下、これらの図を用いてMBMSデータの配信経路の変更手順について説明する。ただし、図9及び図10において、図7及び図8と共通する部分には、図7及び図8と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
オーバーラップPAにMBMSデータを配信していたM−UPE160配下に参加ユーザが存在しなくなったことを、M−UPE160は、ST405において、UPEユーザ数の値が0となったことにより検出する。そこで、ST501では、M−UPE160は、オーバーラップPA内の全てのeNB130に対してカウンティング(Counting)を行うように要求する。なお、出力部164はカウンティング要求手段として機能する。
ST502において、eNB130は、配下のセルにUEの存在を確認する手順であるカウンティングを実行する。カウンティング通知には、どのサービスに対してカウンティングを行うかを示す情報が含まれており、UE100は、それによりカウンティングに応じるか否かを判断する。
UE100は、カウンティング通知から該当サービスに対してカウントが行われているという情報を受けると、自分が該当MBMSサービスの受信を望んでいることをeNB130に通知するため、ST503では、eNB130に対してRRC接続を設定する。ここで、RRC接続要求メッセージを利用して、UE100が該当MBMSの受信を望んでいることをeNB130に通知する。RRC接続要求メッセージには、UE100がアタッチしているPAの識別子が含まれる。
eNB130の入力部121は、UE100からのRRC接続要求メッセージを受信し、受信したRRC接続要求メッセージをカウンティング処理部131に通知する。カウンティング処理部131は、RRC接続要求メッセージを送信したUE100を認識することにより、セル内で特定MBMSを要求するユーザの存在を認識し、1人でもユーザがいる場合には、ST504において、出力部124を介してMBMS無線ベアラを設定する。
ST505では、カウンティング処理部131は、セルに参加ユーザが存在したことをM−UPE160に示すために、カウンティング応答を出力部124を介してM−UPE160に送信する。カウンティング応答には、RRC接続要求メッセージに含まれていたUE100がアタッチしているPAの識別子が含まれる。オーバーラップPA内の全てのeNB130に参加ユーザがいない場合には、Counting応答にはいずれのPA識別子も含まれない。
ST406では、M−UPE160は、パラメータ部162に記憶されている他のPAのM−UPE170のうち、カウンティング応答に含まれるPA識別子が示すM−UPE170に対して、オーバーラップPA内のeNB130に対して該マルチキャストサービスの配信を行うよう要求するために、ベアラ確立要求を送出する。以降の動作は、実施の形態1と同様なので、説明は省略する。なお、カウンティング応答にいずれのPA識別子も含まれていない場合は、該マルチキャストサービスに関する処理を全て停止する。
このように実施の形態2によれば、オーバーラップPAにMBMSデータを配信していたM−UPE160配下に参加ユーザが存在しなくなった場合、オーバーラップPA内で他のPAにアタッチしている参加ユーザ数をカウントし、参加ユーザが存在する場合にのみ、MBMSデータの配信経路の変更を要請することにより、該MBMSデータの配信経路の変更に関するシグナリング量を抑制することができる。
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3では、セッション開始前にオーバーラップPAにMBMSデータを配信する可能性のあるM−UPE間で、それぞれお互いに登録する場合について説明する。
図11は、本発明の実施の形態3に係るネットワークの構成を示す図である。図11では、それぞれのPAにアタッチしているUE100が存在し、PA1にアタッチしたUE100(UE1)が最初にあるマルチキャストグループに参加し、その後、PA2にアタッチしたUE100(UE2)が、同一のサービスに対するマルチキャストグループ加入手順を実行したものとする。
図12は、図11に示したM−MME150の構成を示すブロック図である。ただし、図12において、図3と共通する部分には、図3と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図12において、入力部141は、MBMS登録応答に含まれ、既にマルチキャストグループに参加しているM−UPE180の識別子をM−UPE選択部151に通知する。
M−UPE選択部151は、自らが管理するPAにおいてMBMSデータの配信を行うM−UPE180を選択する。また、出力部144を介して、選択したM−UPE185の識別子をBM−SC200に通知し、既にマルチキャストグループに参加しているM−UPE180にそれぞれ出力する。
図13は、図11に示したBM−SC200の構成を示すブロック図である。図13において、入力部201は、M−MME150から入力した信号をパラメータ部202に通知する。特に、入力部201は、MBMS登録要求に含まれ、選択されたM−UPE185の識別子をパラメータ部202に通知する。
パラメータ部202は、入力部201から通知されたMBMSデータを配信するM−UPE180の識別子をサービス毎に記憶し、M−MME150から問い合わせがあった場合、既にマルチキャストグループに参加しているM−UPE180の識別子を出力部203を介してM−MME150に出力する。
次に、マルチキャストグループへの加入手順について説明する。図14は、マルチキャストグループへの加入手順を示すシーケンス図である。ただし、図14において、図5と共通する部分には、図5と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
ST601では、UE100からMBMSコンテキスト活性化要求を受信したM−MME150は、自らが管理するPAにおいて、該MBMSデータの配信を行うM−UPE185を選択する。
ST602では、M−MME150は、選択したM−UPE185をBM−SC200に登録するために、BM−SC200に対してMBMS登録要求を送出する。MBMS登録要求には、配信するサービスの識別子及び選択したM−UPE185の識別子が含まれる。
ST603では、BM−SC200は、通知されたM−UPE185をパラメータ部202に登録するとともに、既にマルチキャストグループに参加しているM−UPE180が存在するか否かを判断する。存在する場合、該M−UPE180の識別子をMBMS登録応答に含め、M−MME150に対して送出する。
ST604では、M−MME150は、通知されたM−UPE180の識別子から、M−UPE180の所属するPAが、自らが管理しているPAとオーバーラップしていることを判断する。そして、M−MME150は、M−UPE180に対して自らが選択したM−UPE185の識別子をM−UPE登録要求に含めて通知すると共に、自らが選択したM−UPE185に対して、通知されたM−UPE180の識別子をM−UPE登録要求に含めて通知する。
ST605では、M−UPE180及びM−UPE185は、それぞれ通知されたM−UPE180/M−UPE185の識別子をパラメータ部162に記憶する。
このように実施の形態3によれば、セッション開始前にマルチキャストグループへの加入手順によりオーバーラップPAにデータ配信する可能性のあるM−UPEを予めそれぞれお互いに登録することにより、オーバーラップPA内の全てのeNB120が、選択しなかったM−UPEの識別子をセッションスタート応答に含む必要がなくなり、ネットワークリソースの使用率を低減することができる。
(実施の形態4)
本発明の実施の形態4では、既にマルチキャストグループに加入しているUE100が存在するPAから、他のUE100が同一のマルチキャストグループに参加した場合について説明する。
M−MME150は、1つのPAに複数存在するため、UE100毎に接続するM−MME150が異なる可能性がある。複数のM−MME150がそれぞれM−UPE185を選択し、BM−SC200や他のPAのM−UPE180に選択したM−UPE185を登録すると、同一のサービスに対して重複したシグナリングを行うことになる。そこで、本実施の形態では、M−MME150は、選択したM−UPE185に対し自らを登録する。
図15は、本発明の実施の形態4におけるマルチキャストグループへの加入手順を示すシーケンス図である。ただし、図15において、図5及び図14と共通する部分には、図5及び図14と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図15において、M−MME150は、UE100からのMBMSコンテキスト活性化要求を受信し、自らのPAで該MBMSデータの配信を行うM−UPE185を選択した後、ST606において、サービス識別子と自らの識別子をM−MME登録要求に含み、選択したM−UPE185に出力する。
ST607では、M−UPE185は、M−MME150から通知されたM−MME150の識別子をパラメータ部162に記憶すると共に、通知されたサービスに既に登録されたM−MME150が存在するか否かを判断する。登録されたM−MME150が存在したら、ST608において、通知されたサービスは、既に他のM−MME150により、M−UPE185の登録が完了していることを示す情報をMBMS登録応答に含め、M−MME150に送出する。既に他のM−MME150によりM−UPE185の登録が完了していることを示す情報がMBMS登録応答に含まれていた場合には、M−MME150は以降の処理を行わない。
このように実施の形態4によれば、M−MME150が選択したM−UPE185に対し自らを登録することにより、他のM−MME150が既にBM−SC200や他のPAのM−UPE180に対し、選択したM−UPE185の登録を完了していることが検出可能となり、同一のサービスに対する無駄なシグナリングの発生を抑えることができる。
上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるLSIとして実現される。これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように1チップ化されてもよい。ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
2007年2月9日出願の特願2007−030957の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明にかかるコアネットワーク装置、無線通信基地局装置及び無線通信方法は、オーバーラップPA内のeNBに接続している端末に対して、マルチキャストサービスを継続して提供することができ、MBMSを提供する伝送制御システムに適用できる。
本発明は、マルチメディアブロードキャスト/マルチキャストサービス(Multimedia Broadcast/Multicast Service: MBMS)を提供するコアネットワーク装置、無線通信基地局装置及び無線通信方法に関する。
一般に、移動体通信システムでは、モバイル端末は所望するサービスを送受信可能とする前に、ネットワークに対して登録する必要がある。この登録は、通常、ネットワークにおけるモバイル端末の認証及び認可を含み、ネットワークアタッチメントと呼ばれることがある。
このネットワークアタッチメントを処理するネットワークエンティティは、各モバイル端末用にコンテキストステート情報及びシグナリングメッセージを生成する。したがって、モバイル端末はそれぞれこのエンティティに対して、負荷を与えることになる。
特定のネットワークエンティティが処理することができる負荷には上限があるので、そのようなエンティティが扱うことができるモバイル端末数にも上限が存在する。したがって、モバイル端末により引き起こされた負荷をいくつかのネットワークエンティティに分散する必要がある。
一般に、移動体通信システムは専用の機能を提供する論理的に分類された部分に分割される。これらはコアネットワーク(CN)及びアクセスネットワーク(AN)と呼ばれる。特に、後者は、移動体通信システムにおいて、無線アクセスネットワーク(RAN)と呼ばれる。
通常、ネットワークエンティティは、移動体通信システムのCNに位置する。RANとCN内のエンティティは、お互いの間で通信するべく定義されたインタフェースを利用する。モバイル端末により引き起こされた負荷をいくつかのCNエンティティに分散するため、モバイル端末との無線接続を処理するRANエンティティはそれぞれ、複数のCNエンティティに対してインタフェースを備えていなければならない。移動体通信システムには、複数のRANエンティティが配備されるので、CNエンティティとRANエンティティの間には、多対多のインタフェースが必要となる。
例えば、1つの国全体などの大きなエリアにおける移動体通信システムの展開を考慮すると、全てのRANエンティティと全てのCNエンティティとの間に、多対多のインタフェースを設定することは困難となる。例えば、セキュリティあるいは他のネットワーク運用上の理由により、トランスポートネットワークの接続は地域的に制限される可能性がある。このため、全てのRANエンティティの一部のみが全てのCNエンティティの一部に対してインタフェースを備えることがある。お互いの間でインタフェースを備えた全てのエンティティを、移動体通信ネットワーク全体の中で、論理的な範囲であると見なすことができる。それは典型的にはプールエリア(PA)と呼ばれる。ネットワークの展開を考慮すると、そのようなPAは、1つあるいは複数のCNエンティティに対して地理的に関連する複数のRANエンティティから構成される。また、そのPA内のそれぞれのエンティティの間にはインタフェースが存在する。
さらに、異なるPAが互いにオーバーラップすることも考えられる。モバイル端末が異なるPA間の境界に沿って移動している場合において、モバイル端末は、それぞれのRA
Nエンティティから受信した異なる信号強度のために、頻繁にアソシエーションを一方から他方のPAに切り替える。そのようなアソシエーションの切り替えは、ネットワークにおける維持されたコンテキストステート情報をアップデートするためのシグナリングを必要とする。PAのオーバーラップは、コンテキストステート情報の頻繁な更新を回避するために、ある程度のヒステリシスをもたらすことができる。
このようなことを考慮すると、モバイル端末により引き起こされた負荷を分散させるソリューションとして、ネットワークアタッチ時に、RANノードがPA内のCNエンティティのうちの1つを任意に選択し、このエンティティに対してネットワークアタッチ要求を転送することが考えられる。複数のモバイル端末を想定すると、同一のRANエンティティに接続していた2つ以上の端末が、異なるCNエンティティに割り当てられることが考えられる。さらに、RANエンティティがオーバーラップPAに位置していた場合、それらのCNエンティティは異なるPAに位置している。UEはそれぞれ、割り当てられたCNエンティティにネットワークアタッチメントを実行する。結果的に、個々に要求されたサービスは、場合によっては異なるPA内の異なるCNエンティティから、モバイル端末に同一のRANエンティティを介して提供されることとなる。
図1は、3GPP SAE/LTEにおいて標準化中の移動体通信システムにおけるマルチキャストサービスアーキテクチャを示す図である。伝統的に、セルラーネットワークは、全ての制御系の情報及びプロシージャを処理する制御プレーン(C−プレーン)と、実際のユーザデータトラフィックを処理するユーザプレーン(U−プレーン)とに分割される。ネットワークアタッチメントあるいはモビリティの間にモバイル端末に割り当てられるCNのCプレーンエンティティにより、マルチキャストCプレーンが処理される。
SAE/LTEシステムにおいて、CNのCプレーン機能はMobility Management Entity(MME)に含まれ、全てのMMEは、Multicast-MME(M−MME)としてのマルチキャスト管理機能を含んでいる。一方、CNのUプレーン機能はUser Plane Entity(UPE)に含まれる。マルチキャストサービスデータを処理するようにM−MMEにより選択されると、UPEはマルチキャストサービスのためのUプレーン機能を提供し、Multicast-UPE(M−UPE)となる。さらに、PAサイズ及びMME/UPEの性能に依存して、1つのPA当たり少なくとも1つのM−UPEがマルチキャストサービスのために選択される。モバイル端末の観点から、M−MMEはネットワークアタッチあるいはモビリティの間に割り当てられたものと同一のMMEである。一方で、マルチキャストサービスを提供するM−UPEは、ユニキャストサービスに対して割り当てられたUPEとは異なることがある。
しかしながら、マルチキャストサービスのため、モバイル端末とM−UPE間には直接的な関連は必要ない。つまり、端末はM−UPEに対してUプレーンベアラを維持することはない。実際、マルチキャストサービスデータは、セルにおいてデータをブロードキャストするRANエンティティに対してM−UPEから提供される。また、マルチキャストサービスデータの送信には、M−UPEとRANエンティティ(eNB)間のネットワークにおいてIPマルチキャストトランスポートが利用される。
上述したように、オーバーラップPA内の同一のeNBに接続していた2つ以上のモバイル端末が、異なるPAが所有している異なるCN Cプレーンエンティティに割り当てられる可能性がある。オーバーラップPA内の同一のeNBに接続していたUEは、異なるPAに位置する異なるM−MMEに同一のマルチキャストサービスを起動する。
モバイル端末からこの起動要求を受け取ると、それぞれのM−MMEは、マルチキャストサービスデータの配送のためのプライベートIPマルチキャストアドレスを含むマルチ
キャストUプレーンパラメータを設定するために、自PA内のM−UPEに登録する。BM−SCからトリガを受信した場合、M−MMEはそれぞれ、マルチキャストUプレーンコンフィギュレーションを含むセッション開始メッセージを自PA内の全てのeNBに送る。セッション開始メッセージには、マルチキャストサービス識別子(例えばTMGI)及び設定されたプライベートIPマルチキャストアドレスが含まれる。
しかしながら、上述したマルチキャストUプレーンの確立方法では、マルチキャストUプレーンコンフィギュレーションのうちの1つをランダムに選択するため、以下のような問題を有する。
マルチキャストUプレーンが確立されたPAにアタッチしていた全てのモバイル端末が、例えば、モバイル端末からのサービスの停止要求、ネットワークからのデタッチ、異なるPAに対して移動するなどにより、そのPAにおいてサービスを受信しない場合が考えられる。このような場合、アタッチされたM−MMEから端末のコンテキストステート情報が削除され、M−MMEが特定のサービスに対して端末を管理しないことを検知すると、M−UPEから登録を削除する。
さらに、M−MMEは、それまでマルチキャストUプレーンを確立したそのPAにおける全てのeNBに登録削除メッセージを送る。これには、オーバーラップPA内のeNBも含まれる。M−MMEからそのような登録削除メッセージを受け取ったeNBは、プライベートIPマルチキャスト送信を停止する。ただし、上述のように、オーバーラップPA内のeNBに関して、最初に異なるPAにおいてマルチキャストサービスを起動した端末が存在することもあるので、一方のPAにアタッチした端末のみを考慮して、オーバーラップPA内のeNBに対して、Uプレーンを終了すると、他方のPAにアタッチした残りの端末に対してマルチキャストサービスが提供されなくなってしまう。
本発明の目的は、オーバーラップPA内のeNBに接続している端末に対して、マルチキャストサービスを継続して提供するコアネットワーク装置、無線通信基地局装置及び無
線通信方法を提供することである。
本発明のコアネットワーク装置は、マルチメディアブロードキャスト/マルチキャストサービス(MBMS)へ参加するユーザ数をサービス毎にプールエリア単位でカウントするユーザ数カウント手段と、自装置が管理するプールエリアにMBMSを提供する場合、自装置が管理するプールエリアとオーバーラップする他のプールエリアを管理する他のコアネットワーク装置の識別情報を記憶するパラメータ手段と、自装置が管理するプールエリアにおけるあるサービスについてカウントされた前記ユーザ数が0となり、参加するユーザが存在しないことを検出した場合、記憶した前記識別情報を用いて、前記他のコアネットワーク装置に前記サービスの提供を要請する要請手段と、を具備する構成を採る。
本発明の無線通信基地局装置は、複数のコアネットワーク装置によってカウントされたプールエリア単位のユーザ数を前記複数のコアネットワーク装置から取得する取得手段と、前記複数のコアネットワーク装置から取得したユーザ数を比較する比較手段と、ユーザ数の最も多いプールエリアを管理するコアネットワーク装置に対して、MBMSの提供を指示する指示手段と、を具備する構成を採る。
本発明によれば、オーバーラップPA内のeNBに接続している端末に対して、マルチキャストサービスを継続して提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
(実施の形態1)
図2は、本発明の実施の形態1に係るネットワークの構成を示す図である。図2に示すネットワークは、端末(User Equipment:UE)100、無線通信基地局装置(Evolved NodeB:eNB)120、マルチキャスト移動管理装置(Multicast Mobility Management
Entity:M−MME)140、マルチキャストユーザプレーン装置(Multicast User Plane Entity:M−UPE)160及びブロードキャスト/マルチキャストサービスセンタ(Broadcast Multicast Service Center:BM−SC)190を備え、eNB120、M−MME140及びM−UPE160は、それぞれIPネットワークを介して接続されている。
eNB120は、無線リソースの割り当て及び管理を担当するとともに、アップリンクを介してUE100の物理階層から転送される情報を受信し、逆に、ダウンリンクを介してUE100にデータを転送する。eNB120は、UE100のための無線アクセスネットワークのアクセスポイントの役割を担当する。
M−MME140は、位置登録エリア(Tracking Area:TA)単位でのUE100の位置を管理するとともに、UE100との間で、無線アクセスベアラの設定、修正又は解放に関するシグナリングを行う。M−MME140は、UE100のネットワーク接続手順の中で割り当てられ、かつ、UE100のMBMSに関連するコンテキストを保持する。M−MME140は、あるMBMSエリア内に複数存在し、ユーザ毎に接続するM−MMEが異なる。
M−UPE160は、外部ネットワークとのゲートウェイの役割を果たし、MBMSコンテキストに従ってダウンリンクパケットをUE100が接続中のeNBへと転送する。M−UPE160は、あるMBMSエリア内にMBMS毎に1つだけ存在し、MBMSに関連するコンテキストを保持する。
BM−SC190は、MBMSコンテンツサーバとM−UPE160の間に位置し、セッション種別、サービスの開始/終了に関する情報やMBMSデータをM−UPE160に転送する。
図3は、図2に示したM−MME140の構成を示すブロック図である。図3において、入力部141は、BM−SC190、M−UPE160及びeNB120から入力した信号をユーザ情報管理部142に通知する。
ユーザ情報管理部142は、UE100のMBMS受信性能と、BM−SC190から通知されたMBMS登録応答に含まれ、該サービスに要求されるUE100の性能とを比較する。この比較の結果、UE100のMBMS受信性能が、該サービスに要求されるUE100の性能よりも上回った場合、該サービスとUE100の属するTAに関する識別子をユーザ数カウント部143に通知する。なお、UE100のMBMS受信性能が、該サービスに要求されるUE100の性能を下回った場合は、BM−SC190及びUE100に対して、処理の中止を通知する。
ユーザ数カウント部143は、サービス毎に参加しているユーザ数をTA単位でカウントし、ユーザ情報管理部142から通知されたサービス及びTA識別子に従って、ユーザ数を更新する。更新したユーザ数は出力部144に出力される。このように、M−MME140はUEの位置登録を代用して、ユーザ数をTA単位でカウントすることができる。
出力部144は、ユーザ数カウント部143から出力されたユーザ数をMBMS登録更新に含め、MBMS登録更新をM−UPE160に送出する。
図4は、図2に示したM−UPE160の構成を示すブロック図である。図4において、入力部161は、BM−SC190、M−MME140及びeNB120から入力した信号をパラメータ部162及びユーザ数カウント部163に通知する。特に、入力部16
1は、MBMS登録更新に含まれ、サービス毎のTA単位のMBMSユーザ数をユーザ数カウント部163に通知する。
パラメータ部162は、データパスに関する様々なパラメータを管理し、パラメータの設定に従い、BM−SC190から入力されたサービスデータを出力部164から出力する。
ユーザ数カウント部163は、サービス毎に参加しているユーザ数をTA単位でカウントする。M−MME140はMBMSエリアに複数存在するため、M−UPE160で管理しているユーザ数は、それぞれのM−MMEから通知されたユーザ数の合計値となる。よって、M−UPE160は、MBMSエリア内に存在する該サービスへの参加ユーザ数をTA単位で知ることができる。また、M−UPE160は、PAあたりにサービス毎に1つ存在するため、PAに含まれる全てのTAにおけるユーザ数を足し合わせることによって、あるPAにおける、あるサービスに参加している全ユーザ数をも把握することが可能である。MBMS登録更新を受信したユーザ数カウント部163は、該サービスに参加しているユーザ数を更新し、更新したユーザ数を出力部164に出力する。
出力部164は、パラメータ部162から出力されたサービスデータ、ユーザ数カウント部163から出力されたユーザ数をeNB120に出力する。
次に、ユーザのマルチキャストグループへの加入手順について説明する。図5は、マルチキャストグループへの加入手順を示すシーケンス図である。
ステップ(以下、「ST」と省略する)201では、サービス案内を受けたUE100は、M−MME140に対してマルチキャストグループ加入要求を送出する。このマルチキャスト加入要求には、加入したいマルチキャストグループを示す識別子が含まれる。
ST202では、マルチキャスト加入要求を受信したM−MME140は、BM−SC190との間でユーザの承認手順を行う。この承認手順は、ユーザの加入者契約情報を元に行われ、ユーザが正しくサービスを受けることが可能かどうかを判断する。
承認手順が成功して終了した場合、ST203において、M−MME140は、UE100にMBMSコンテキスト活性化要請を送出する。
ST204では、MBMSコンテキスト活性化要請を受信したUE100は、MBMSコンテキスト活性化要求をM−MME140に送出する。MBMSコンテキスト活性化要求には、UE100自身のMBMSを受けるための性能などが含まれる。
MBMSコンテキスト活性化要求を受信したM−MME140は、該UE100が該サービスのマルチキャストグループへの最初の参加者であった場合、ST205において、BM−SC190にMBMS登録要求を送出する。該UE100が該サービスのマルチキャストグループへの最初の参加者ではなかった場合、ST205及びST206の処理は行われない。MBMS登録要求には、MBMSデータを配信するためのM−UPE160の識別子が含まれる。
ST206では、MBMS登録要求を受信したBM−SC190は、該サービスに要求されるUE100の性能を含んだMBMS登録応答をM−MME140に送信する。
ST207では、M−MME140がサービス毎に参加しているユーザ数をTA単位でカウントし、MMEユーザ数を更新する。ST208では、M−MME140がMBMS
登録更新をM−UPE160に送出する。MBMS登録更新には、更新したTA単位のMBMSユーザ数が含まれる。
ST209では、M−UPE160が、MBMSエリア内に存在するサービスへの参加ユーザ数をPA単位でカウントし、UPEユーザ数を更新する。ST210では、M−MME140が、MBMSコンテキスト活性化受付をUE100に送信する。
以上の処理により、ユーザのマルチキャストグループへの加入手順が終了する。なお、MMEユーザ数更新は、ユーザのマルチキャストグループからの離脱時、及び、UE100のTAの更新時にも同様に行われる。その更新結果はM−UPE160に通知され、M−UPE160においてもUPEユーザ数更新が行われる。
次に、セッションスタート手順について図6を用いて説明する。BM−SC190は、あるMBMSのサービス開始を検出すると、ST301において、セッションスタート要求をM−UPE160に送出する。
ST302では、セッションスタート要求を受信したM−UPE160のユーザ数カウント部163において、PA内に存在する該サービスへの参加ユーザ数が出力部164に通知される。
ST303において、M−UPE160の出力部164から、PA内に存在する該サービスへの参加ユーザ数がeNB120に通知される。オーバーラップPA内のeNB120(例えば、図2のeNB3、eNB4、eNB5)は、複数のM−UPE(例えば、図2のM−UPE1、M−UPE2)と接続されているので、異なるM−UPEから、それぞれ同一サービスのためのセッションスタート要求を受信する。
ここで、上述したeNB120の構成について説明する。図7は、図2に示したeNB120の構成を示すブロック図である。この図において、入力部121は、UE100、M−MME140、M−UPE160から入力した信号をパラメータ部122及びユーザ数比較部123に通知する。特に、取得手段としての入力部121は、M−UPE160から受信したセッションスタート要求に含まれ、PA内に存在する該サービスへの参加ユーザ数をユーザ数比較部123に通知する。
パラメータ部122は、UE100、M−MME140、M−UPE160とのシグナリングにより設定された各種パラメータを管理し、MBMSデータは、パラメータ部122により指定されたパラメータに従い、出力部124より出力される。
ここで、再び、図6を参照する。ST304において、PA内に存在する該サービスへの参加ユーザ数を受信したeNB120のユーザ数比較部123は、予め定められた時間内に、同一のマルチキャストサービスに対して、他のPA内に存在する該サービスへの参加ユーザ数が通知されるかどうかを待つ。通知されたユーザ数が1つのみであった場合、ユーザ数比較部123は、セッションスタート要求を送信したM−UPE160を選択し、該M−UPE160の識別子を出力部124に出力する。
一方で、複数のユーザ数が通知された場合、ユーザ数比較部123は、通知されたPA内に存在する該サービスへの参加ユーザ数のうち、最も多いユーザ数を管理しているM−UPE160を選択し、選択したM−UPE160の識別子及び選択されなかったM−UPE170の識別子をそれぞれ出力部124に出力する。
ST305では、指示手段としての出力部124は、ユーザ数比較部123から通知さ
れたM−UPE160の識別子に基づいて、選択されたM−UPE160に対し、該マルチキャストサービスに対するMBMSベアラの確立要求と、選択されなかったM−UPE170の識別子とを含んで、セッションスタート応答を出力する。
ST306では、該マルチキャストサービスをオーバーラップPAに提供することになったM−UPE160において、入力部121は、eNB120から通知された選択されなかったM−UPE170の識別子をパラメータ部122に出力し、パラメータ部122は該M−UPE160の識別子を記憶する。
以上により、一連のセッションスタート手順は終了し、BM−SC190から出力されるMBMSデータはM−UPE160へと送られ、オーバーラップPAに存在するeNB120へは、選択された1つのM−UPE160からのみ送られ、最終的にマルチキャストグループに参加しているUE100のもとへ送られる。
次に、マルチキャストUプレーンが確立されたPAにアタッチしていた全てのモバイル端末が、例えば、モバイル端末からのサービスの停止要求、ネットワークからのデタッチあるいは異なるPAへの移動などにより、そのPAにおいてサービスを受信しない場合に、上記セッションスタートにより設定したMBMSデータの配信経路の変更について説明する。
図8は、MBMSデータを配信中に、データを配信するM−UPEを切り替える手順を示すシーケンス図である。図8において、ST401では、UE100が、マルチキャストグループから脱退するために、マルチキャストグループ削除要求をM−MME140に通知する。
ST402では、M−MME140は、UE100からのマルチキャストグループ削除要求を受理し、UE100に対してマルチキャストグループ削除応答を送出する。
ST403では、M−MME140は、UE100のマルチキャストグループからの脱退により、TA単位の該マルチキャストサービスに参加しているユーザ数であるMMEユーザ数を更新する。具体的には、MMEユーザ数を1つだけ減らす。ST404では、M−MME140がMBMS登録更新をM−UPE160に送出する。MBMS登録更新には、更新したTA単位のMBMSユーザ数が含まれる。
ST405では、M−UPE160が、MBMSエリア内に存在する該サービスへの参加ユーザ数をTA単位でカウントし、UPEユーザ数を更新する。ここで、更新されたUPEユーザ数が0になった場合、つまり、該PAには該マルチキャストサービスに参加しているユーザが一人もいなくなった場合、M−UPE160のユーザ数カウント部163は、パラメータ部162に、他のPAのM−UPE170が記憶されているか否かを問い合わせる。
パラメータ部162に他のPAのM−UPE170が記憶されていた場合、オーバーラップPA内に他のPAにアタッチしているユーザが存在する可能性がある。そこで、ST406では、M−UPE160は、パラメータ部162に記憶されている他のPAのM−UPE170に対して、オーバーラップPA内のeNB120に対して該マルチキャストサービスの配信を行うよう要求するために、ベアラ確立要求を送出する。ベアラ確立要求には、送信元であるM−UPE160を示す識別子が含まれている。なお、出力部164は要請手段として機能する。
ST407では、M−UPE170は、自らが管理するPA内に該サービスに参加して
いるユーザが存在するなら、通知されたベアラ確立要求に含まれるM−UPE160の識別子から、M−UPE160が管理しているPAとのオーバーラップPAに存在するeNB120を導出する。そして、該eNB120に対して、M−UPE170との間にMBMSベアラを確立するよう要求するために、セッション変更要求を送出する。セッション変更要求には、セッションスタート要求と同様に、PA単位での該サービスに参加しているユーザ数が含まれる。
ST408では、eNB120は、eNB120とM−UPE170との間のIPネットワークにおいて、IPマルチキャストツリーを構成するために、セッション変更応答をM−UPE170に送出する。ここで、同一のマルチキャストサービスに対する複数のセッション変更要求を受信した場合には、セッションスタート要求の処理と同様に、最も多いユーザ数を含んだ要求を送出したM−UPE170を選択し、セッション変更応答に選択されなかったM−UPEの識別子を含ませる。
ST409では、M−UPE170は、M−UPE160に対し、eNB120との間にMBMSベアラが確立されたことをベアラ確立応答として出力する。ベアラ確立応答を受信したM−UPE160は、該マルチキャストサービスに関するCプレーン及びUプレーンの一切のパラメータを削除する。
以上により、一連のMBMSデータの配信経路の変更手順は終了し、BM−SC190から出力されるMBMSデータは、M−UPE170へと送られ、オーバーラップPAに存在するeNB120へは、M−UPE170からのみ送られ、最終的にマルチキャストグループに参加しているUE100のもとへ送られる。
このように実施の形態1によれば、オーバーラップPAにMBMSデータを配信するM−UPE160が、該オーバーラップPAに接続されている他のM−UPE170の識別子を記憶し、M−UPE160配下に参加ユーザが存在しなくなった場合、記憶した識別子に基づいて、他のM−UPE170にマルチキャストサービスを継続させることにより、オーバーラップPAに存在するユーザに対して、サービスを中断することなく提供することができる。また、オーバーラップPAのeNB120に対し、予め、最も参加ユーザ数が多いPAからMBMSデータの配信を行わせることにより、オーバーラップPAに接続されているM−UPE160間での、データ配信経路の変更に関するシグナリング量を抑制することができる。
なお、本実施の形態では、M−UPE160において、PA内に存在する該サービスへの参加ユーザ数をカウントしているが、複数存在するM−MME140のうち、選択されたある特定のM−MME140が、同様にユーザ数のカウントを行うようにしてもよい。
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2では、オーバーラップPAにMBMSデータの配信を行っているM−UPE160配下に該サービスに参加しているユーザがいなくなったら、オーバーラップPAにおいて他のPAに接続しているユーザが存在するか否かを判定してから、MBMSデータの配信経路の変更を他のPAに存在するM−UPE170に要請する場合について説明する。
オーバーラップPAにMBMSデータを配信していたM−UPE160配下に参加ユーザが存在しなくなった場合、該オーバーラップPAに接続されている他のM−UPE170が該マルチキャストサービスを継続する。しかしながら、ネットワーク及び無線リソースの有効利用のために、サービス種別やサービスの品質要求に応じて、参加ユーザの存在しないセルにはMBMSデータを配信しないことが考えられるので、オーバーラップPA
内に参加ユーザが存在しない場合には、該MBMSデータの配信経路の変更に関するシグナリングが無駄になってしまう。そこで、本実施の形態では、オーバーラップPAにMBMSデータを配信していたM−UPE160配下に参加ユーザが存在しなくなった場合に、オーバーラップPA内で参加ユーザの有無を確認してからMBMSデータの配信経路の変更を要請する。
図9は、本発明の実施の形態2における、MBMSデータを配信中にデータを配信するM−UPE160を切り替える手順を示すシーケンス図である。また、図10は、本発明の実施の形態2に係るeNB130の構成を示すブロック図である。以下、これらの図を用いてMBMSデータの配信経路の変更手順について説明する。ただし、図9及び図10において、図7及び図8と共通する部分には、図7及び図8と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
オーバーラップPAにMBMSデータを配信していたM−UPE160配下に参加ユーザが存在しなくなったことを、M−UPE160は、ST405において、UPEユーザ数の値が0となったことにより検出する。そこで、ST501では、M−UPE160は、オーバーラップPA内の全てのeNB130に対してカウンティング(Counting)を行うように要求する。なお、出力部164はカウンティング要求手段として機能する。
ST502において、eNB130は、配下のセルにUEの存在を確認する手順であるカウンティングを実行する。カウンティング通知には、どのサービスに対してカウンティングを行うかを示す情報が含まれており、UE100は、それによりカウンティングに応じるか否かを判断する。
UE100は、カウンティング通知から該当サービスに対してカウントが行われているという情報を受けると、自分が該当MBMSサービスの受信を望んでいることをeNB130に通知するため、ST503では、eNB130に対してRRC接続を設定する。ここで、RRC接続要求メッセージを利用して、UE100が該当MBMSの受信を望んでいることをeNB130に通知する。RRC接続要求メッセージには、UE100がアタッチしているPAの識別子が含まれる。
eNB130の入力部121は、UE100からのRRC接続要求メッセージを受信し、受信したRRC接続要求メッセージをカウンティング処理部131に通知する。カウンティング処理部131は、RRC接続要求メッセージを送信したUE100を認識することにより、セル内で特定MBMSを要求するユーザの存在を認識し、1人でもユーザがいる場合には、ST504において、出力部124を介してMBMS無線ベアラを設定する。
ST505では、カウンティング処理部131は、セルに参加ユーザが存在したことをM−UPE160に示すために、カウンティング応答を出力部124を介してM−UPE160に送信する。カウンティング応答には、RRC接続要求メッセージに含まれていたUE100がアタッチしているPAの識別子が含まれる。オーバーラップPA内の全てのeNB130に参加ユーザがいない場合には、Counting応答にはいずれのPA識別子も含まれない。
ST406では、M−UPE160は、パラメータ部162に記憶されている他のPAのM−UPE170のうち、カウンティング応答に含まれるPA識別子が示すM−UPE170に対して、オーバーラップPA内のeNB130に対して該マルチキャストサービスの配信を行うよう要求するために、ベアラ確立要求を送出する。以降の動作は、実施の形態1と同様なので、説明は省略する。なお、カウンティング応答にいずれのPA識別子
も含まれていない場合は、該マルチキャストサービスに関する処理を全て停止する。
このように実施の形態2によれば、オーバーラップPAにMBMSデータを配信していたM−UPE160配下に参加ユーザが存在しなくなった場合、オーバーラップPA内で他のPAにアタッチしている参加ユーザ数をカウントし、参加ユーザが存在する場合にのみ、MBMSデータの配信経路の変更を要請することにより、該MBMSデータの配信経路の変更に関するシグナリング量を抑制することができる。
(実施の形態3)
本発明の実施の形態3では、セッション開始前にオーバーラップPAにMBMSデータを配信する可能性のあるM−UPE間で、それぞれお互いに登録する場合について説明する。
図11は、本発明の実施の形態3に係るネットワークの構成を示す図である。図11では、それぞれのPAにアタッチしているUE100が存在し、PA1にアタッチしたUE100(UE1)が最初にあるマルチキャストグループに参加し、その後、PA2にアタッチしたUE100(UE2)が、同一のサービスに対するマルチキャストグループ加入手順を実行したものとする。
図12は、図11に示したM−MME150の構成を示すブロック図である。ただし、図12において、図3と共通する部分には、図3と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。図12において、入力部141は、MBMS登録応答に含まれ、既にマルチキャストグループに参加しているM−UPE180の識別子をM−UPE選択部151に通知する。
M−UPE選択部151は、自らが管理するPAにおいてMBMSデータの配信を行うM−UPE180を選択する。また、出力部144を介して、選択したM−UPE185の識別子をBM−SC200に通知し、既にマルチキャストグループに参加しているM−UPE180にそれぞれ出力する。
図13は、図11に示したBM−SC200の構成を示すブロック図である。図13において、入力部201は、M−MME150から入力した信号をパラメータ部202に通知する。特に、入力部201は、MBMS登録要求に含まれ、選択されたM−UPE185の識別子をパラメータ部202に通知する。
パラメータ部202は、入力部201から通知されたMBMSデータを配信するM−UPE180の識別子をサービス毎に記憶し、M−MME150から問い合わせがあった場合、既にマルチキャストグループに参加しているM−UPE180の識別子を出力部203を介してM−MME150に出力する。
次に、マルチキャストグループへの加入手順について説明する。図14は、マルチキャストグループへの加入手順を示すシーケンス図である。ただし、図14において、図5と共通する部分には、図5と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
ST601では、UE100からMBMSコンテキスト活性化要求を受信したM−MME150は、自らが管理するPAにおいて、該MBMSデータの配信を行うM−UPE185を選択する。
ST602では、M−MME150は、選択したM−UPE185をBM−SC200に登録するために、BM−SC200に対してMBMS登録要求を送出する。MBMS登
録要求には、配信するサービスの識別子及び選択したM−UPE185の識別子が含まれる。
ST603では、BM−SC200は、通知されたM−UPE185をパラメータ部202に登録するとともに、既にマルチキャストグループに参加しているM−UPE180が存在するか否かを判断する。存在する場合、該M−UPE180の識別子をMBMS登録応答に含め、M−MME150に対して送出する。
ST604では、M−MME150は、通知されたM−UPE180の識別子から、M−UPE180の所属するPAが、自らが管理しているPAとオーバーラップしていることを判断する。そして、M−MME150は、M−UPE180に対して自らが選択したM−UPE185の識別子をM−UPE登録要求に含めて通知すると共に、自らが選択したM−UPE185に対して、通知されたM−UPE180の識別子をM−UPE登録要求に含めて通知する。
ST605では、M−UPE180及びM−UPE185は、それぞれ通知されたM−UPE180/M−UPE185の識別子をパラメータ部162に記憶する。
このように実施の形態3によれば、セッション開始前にマルチキャストグループへの加入手順によりオーバーラップPAにデータ配信する可能性のあるM−UPEを予めそれぞれお互いに登録することにより、オーバーラップPA内の全てのeNB120が、選択しなかったM−UPEの識別子をセッションスタート応答に含む必要がなくなり、ネットワークリソースの使用率を低減することができる。
(実施の形態4)
本発明の実施の形態4では、既にマルチキャストグループに加入しているUE100が存在するPAから、他のUE100が同一のマルチキャストグループに参加した場合について説明する。
M−MME150は、1つのPAに複数存在するため、UE100毎に接続するM−MME150が異なる可能性がある。複数のM−MME150がそれぞれM−UPE185を選択し、BM−SC200や他のPAのM−UPE180に選択したM−UPE185を登録すると、同一のサービスに対して重複したシグナリングを行うことになる。そこで、本実施の形態では、M−MME150は、選択したM−UPE185に対し自らを登録する。
図15は、本発明の実施の形態4におけるマルチキャストグループへの加入手順を示すシーケンス図である。ただし、図15において、図5及び図14と共通する部分には、図5及び図14と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図15において、M−MME150は、UE100からのMBMSコンテキスト活性化要求を受信し、自らのPAで該MBMSデータの配信を行うM−UPE185を選択した後、ST606において、サービス識別子と自らの識別子をM−MME登録要求に含み、選択したM−UPE185に出力する。
ST607では、M−UPE185は、M−MME150から通知されたM−MME150の識別子をパラメータ部162に記憶すると共に、通知されたサービスに既に登録されたM−MME150が存在するか否かを判断する。登録されたM−MME150が存在したら、ST608において、通知されたサービスは、既に他のM−MME150により、M−UPE185の登録が完了していることを示す情報をMBMS登録応答に含め、M
−MME150に送出する。既に他のM−MME150によりM−UPE185の登録が完了していることを示す情報がMBMS登録応答に含まれていた場合には、M−MME150は以降の処理を行わない。
このように実施の形態4によれば、M−MME150が選択したM−UPE185に対し自らを登録することにより、他のM−MME150が既にBM−SC200や他のPAのM−UPE180に対し、選択したM−UPE185の登録を完了していることが検出可能となり、同一のサービスに対する無駄なシグナリングの発生を抑えることができる。
上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるLSIとして実現される。これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように1チップ化されてもよい。ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
2007年2月9日出願の特願2007−030957の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明にかかるコアネットワーク装置、無線通信基地局装置及び無線通信方法は、オーバーラップPA内のeNBに接続している端末に対して、マルチキャストサービスを継続して提供することができ、MBMSを提供する伝送制御システムに適用できる。
移動体通信システムにおけるマルチキャストサービスアーキテクチャを示す図
本発明の実施の形態1に係るネットワークの構成を示す図
図2に示したM−MMEの構成を示すブロック図
図2に示したM−UPEの構成を示すブロック図
マルチキャストグループへの加入手順を示すシーケンス図
セッションスタート手順を示すシーケンス図
図2に示したeNBの構成を示すブロック図
本発明の実施の形態1におけるMBMSデータ配信中に、データを配信するM−UPEの切替手順を示すシーケンス図
本発明の実施の形態2におけるMBMSデータ配信中に、データを配信するM−UPEの切替手順を示すシーケンス図
本発明の実施の形態2に係るeNBの構成を示すブロック図
本発明の実施の形態3に係るネットワークの構成を示す図
図11に示したM−MMEの構成を示すブロック図
図11に示したBM−SCの構成を示すブロック図
本発明の実施の形態3におけるマルチキャストグループへの加入手順を示すシーケンス図
本発明の実施の形態4におけるマルチキャストグループへの加入手順を示すシーケンス図