JP3721906B2 - 移動通信システム及び移動通信システムにおけるマルチキャスト方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＰパケットデータ通信を実現する移動通信システムにおける、マルチキャスト通信及びマルチキャストグループ管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２０００年以降のサービス開始を想定して、第三世代移動通信システムの欧州、米、日本での標準統一の為、ＥＴＳＩ（European Telecommunications Standards Institute）の３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）とＡＮＳＩ（American National Standard Institute）中心の３ＧＰＰ２が構成され標準化が進められている。第三世代移動通信システムでは、無線周波数２ＧＨｚにおける新しいワイドバンドアクセス技術により、広域環境では最低でも３８４Ｋｂｐｓ、インドア環境では最大２Ｍｂｐｓの高速な転送が可能となる事から、高速なデータ通信の実現が可能になっており、これに伴い、音声電話サービスに加えて、インターネット、企業内ＬＡＮ上に存在するＩＰベースサービスの利用等を目的とした、ＩＰデータサービスの実現が期待されている。
【０００３】
一方、ＩＰデータサービスとして、インターネット放送やプッシュ型データ配信等を実現するため、マルチキャスト通信が必要とされている。ＩＰマルチキャストは、一つのＩＰパケットを同時に特定複数のホストに送信する技術である。
【０００４】
従来マルチキャストは、ＩＰパケットをブロードキャストし、ＩＰレベルで受信パケットを選択する、あるいは複数のポイント・ツー・ポイント送信にて実現されていた。このような実現方式は、ネットワーク上のトラヒックオーバヘッドが大きくなるという問題がある。マルチキャストサーバから特定複数のホストにＩＰパケットを送信する場合、ホストへのルートが重複する部分では、一つのＩＰパケットを送信する為、データ発信元をソースとしたマルチキャストツリーを作成してマルチキャストを実現する方式が提案されている。マルチキャストツリーの分岐点には、それ以下に位置するマルチキャストグループに属するホストの位置を把握し、マルチキャストデータパケットを転送するといったマルチキャスト機能を持ったマルチキャスタルータを配置する。
【０００５】
ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force）のＲＦＣ２２３６にて規定するInternet Group Management Protocol（IGMP）version 2 では、マルチキャストツリーを生成する為、ホストとホストに直接接続しているマルチキャスタルータ間のマルチキャストグループのメンバーシップ管理に関するインタフェースを規定している。本インタフェースは、マルチキャスタルータ間での使用も可能である。
【０００６】
ＩＧＭＰでは、一つマルチキャスタルータの配下には、同じマルチキャストグループに属するホストが複数存在する事を考慮し、全対象ホストがメンバーシップの登録、更新及び離脱を行う必要が無い。
【０００７】
各ホストは、それぞれ最大規定更新タイムアウト時間以下のタイマ値をランダムに選んで設定し、タイムアウト時にメンバーシップ登録要求（Membership report）をマルチキャスト送信する。この登録要求を受けた他のメンバーであるホストは、上述のタイマ値をランダムに設定して起動する。これにより、マルチキャスタルータは、一つのメンバーシップ登録要求のみ受信する。同じマルチキャストのメンバーであるホストは、一つのホストからのメンバーシップ登録要求のマルチキャスト送信により、メンバーシップを更新を行う。
【０００８】
複数ハードウェアポートを具備するマルチキャスタルータは、各ハードウェアポート毎に、そのポートにホストが接続されているか、下位ＩＰアドレスを持つマルチキャスタルータが接続されているかを把握する。ホストが接続されている場合、各ハードウェアポート毎に、マルチキャストメンバーシップ調査要求（General Query）をブロードキャスト送信する事により、マルチキャスタルータが存在する事を示す。各ホストは、参加するマルチキャストグループ毎に、メンバーシップ登録要求をマルチキャスト送信するが、他ホストから同一のマルチキャストグループのメンバーシップ登録要求を受信した場合、メンバーシップ登録要求を送信する必要がない。
【０００９】
マルチキャスタルータは、各ハードウェアポート毎に、マルチキャストグループのメンバーが存在するかどうかを管理する。一定期間の間、メンバーシップ要求を受信しなければ、該当するマルチキャストグループのメンバーであるホストが存在しなくなったと判断し、それ以降マルチキャストデータの転送を行わない。
【００１０】
ある一定期間の間、他ホストからのメンバーシップ登録要求を受信しない場合、ホストは自分が最後のメンバーであると仮定して、ホストがマルチキャストグループから離脱する場合、マルチキャストグループ離脱要求（Leave group）をマルチキャスタルータに送付する。マルチキャスタルータは、該当のマルチキャストグループメンバーシップ調査要求をブロードキャスト送信し、本マルチキャストグループのメンバーがいない事を確認してから、該当するマルチキャストグループのメンバーであるホストが存在しなくなったと判断し、それ以降マルチキャストデータの転送を行わない。
【００１１】
このように、各マルチキャスタルータ毎にマルチキャストグループのメンバーシップ管理し、マルチキャストツリーを構成する事を実現している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
第三世代移動通信システムでは、高速なデータ通信を実現出来る事から、ＩＰネットワークの接続及びＩＰサービスに利用が可能になると言われている。移動通信システムを構成するパケットコアネットワークは、外部ＩＰネットワーク（インターネットやオフィスＬＡＮ）との効率的な転送と、ＩＰネットワーク普及を考慮し、ＩＰネットワークとして構成され、パケットコアネットワーク内の移動管理及び認証にＩＥＴＦで標準化されたプロトコルを適用される見通しである。
【００１３】
今後ＩＰ環境において、マルチキャストの実装が進み、これを利用したサービスが提供される事から、移動通信システムにおいても、マルチキャストをサポートする必要がある。移動通信システムのコアネットワークがＩＰベースで構築される事から、ＩＥＴＦで標準化されるマルチキャストプロトコルの適用が可能である。しかしながら、標準化されるマルチキャストプロトコルは、ホストの移動を考慮していないという課題がある。
【００１４】
この為、ＩＧＭＰを用いてマルチキャストグループのメンバーシップ管理を行う場合、マルチキャスタルータ間でのホストの移動が生じた場合、マルチキャストデータの移動によるパケット受信ロスを出来るだけ避ける為には、移動したホストは出来るだけ早くメンバーシップ登録要求を最寄りのマルチキャスタルータに送付する必要がある。
【００１５】
ＩＧＭＰでは、メンバシップ更新の為にメンバーシップ登録要求をある一定期間毎に少なくとも一つのMembership Report要求をマルチキャスト送信する必要がある。無線インターフェース部分のリソースは、固定網に比較すると少なく、登録要求は無線帯域の浪費になるという第二の課題がある。無線インタフェース部分の帯域は、上り方向（ホストから送信）と下り方向（ホストへ送信）に別れている事、及びＩＰレベルのパケット転送は必ずパケットコアネットワークを介して行われる事から、同一セル内に同じマルチキャストグループに属するホストが存在していても、そのホストは、他ホストがマルチキャスト送信する登録要求を直接受信できない。この為、固定網と比較すると、同グループに属するホストが他ホストの登録要求を受信するまでの遅延時間は長くなる傾向にあるという課題もある。
【００１６】
移動体通信システムのコアネットワークは、ＩＰネットワークであり、複数ルータから構成される。これらのルータは、固定網を構成するルータに加えて、前記ルータに移動管理機能を備えたルータから構成される。これらルータの一部をマルチキャスタルータとする事により、移動通信システムにおけるマルチキャスを実現する事が本発明の目的である。
【００１７】
本発明の他目的は、複数のマルチキャスタルータにて構成する移動通信システムにおいて、マルチキャストグループのメンバーシップを移動端末の移動処理による位置登録情報により管理する事にある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、複数のルータにより構成されるパケットコアネットワークを備え、ＩＰパケット転送を実現する移動通信システムにおいて、パケットコアネットワークにおいて無線アクセスネットワークでの移動端末の移動を管理する機能を備え、無線アクセスネットワークと直接接続するルータをマルチキャスタルータとして配置し、マルチキャストグループのメンバーシップを管理することにある。
【００１９】
本発明の他の特徴は、移動通信システムにおいて、マルチキャスタルータが管理するマルチキャストグループのメンバーシップ登録、更新及び削除を端末移動検出時にマルチキャスタルータが行うことにある。
【００２０】
さらに、マルチキャスタルータにおいて、移動端末毎に移動端末が属するマルチキャストグループを記憶する手段と、マルチキャスタルータに接続する端末が参加する全てのマルチキャストグループを記憶し、加えてマルチキャストグループ毎にグループに属する端末の対応をメンバーシップとして記憶する手段と、端末のマルチキャスタルータ間の移動を検出する手段と、検出後、旧接続マルチキャスタルータに記憶してある移動端末に関連するメンバーシップを削除する手段と、新しく接続したマルチキャスタルータに移動端末のメンバーシップを追加し記憶する手段を備える事も本発明の特徴である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１から図９を参照して説明する。
【００２２】
図１は本発明を適応する移動通信システム１０１（１０１Ａ、１０１Ｂ）の一構成例を示す図である。
【００２３】
本システムは、複数の移動端末（以下ＭＳとする）１０２（１０２Ａ〜１０２Ｅ）を収容する。セル１０３（１０３Ａ〜１０３Ｆ）というサービスエリア内に存在するＭＳ１０２と信号の送受信を行う基地局（以下ＢＳとする）１０４（１０４Ａ〜１０４Ｆ）、複数の基地局１０４を統合管理する基地局制御装置（以下ＲＮＣとする）１０５（１０５Ａ〜１０５Ｄ）から成る無線アクセスネットワーク１１２と、無線アクセスネットワーク１１２と接続し、ＩＰパケットルーティング機能を持つパケットデータサービングノード（以下ＰＤＳＮとする）１０６（１０６Ａ、１０６Ｂ）、ＰＤＳＮ１０６間の端末の移動を実現するホームエージェント（以下ＨＡとする）１１１、外部ネットワークであるインターネット１０８、あるいは他移動通信システム１０１Bと接続するルータ１０７（１０７Ｂ、１０７Ｃ）及び前記ルータとＰＤＳＮ１０６間を接続するルータ１０７Ａから構成するパケットコアネットワーク１１０より構成する。
【００２４】
本実施例では、移動通信システム１０１内でのマルチキャスト通信を実現する為、ＰＤＳＮ１０６をマルチキャストグループのメンバーシップ情報を管理するマルチキャスタルータそして使用する構成とし、移動通信システム１０１内のＭＳ１０２はインターネット１０８上に配置されたマルチキャストサーバＡ １０９Ａ及びマルチキャストサーバＢ １０９Ｂの２つのマルチキャストグループ、いずれかのマルチキャストグループに属しているとする。マルチキャスタルータであるＰＤＳＮ１０６は、ＰＤＳＮ１０６を介してＩＰパケットの送受信を行うＭＳ１０２対応にＭＳ情報テーブル１１３（１１３Ａ〜１１３Ｅ）及びマルチキャストグループ管理テーブル１１４（１１４Ａ、１１４Ｂ）を備える。各ＭＳ１０２は、同時に二つ以上のＰＤＳＮ１０６を直接介してＩＰパケットの送受信を行う事は無いとすし、常に、いずれかのＰＤＳＮ１０６に接続しているものとする。
【００２５】
図２はＰＤＳＮ１０６の一構成例を示す図である。ＰＤＳＮ１０６は管理部２０１、一つ以上のルーティング部２０２から構成し、各部はパケットバス２０３を介して接続する。
【００２６】
管理部２０１は、ルータ機能であるルーティング情報を収集し最新のルーティングテーブル情報の作成、及び移動通信システム１０１に存在するＭＳ１０２の位置情報を収集しパケットルーティングテーブルの作成、及びパケットルーティングテーブルをベースに接続するルータ１０７とのＩＰパケットの転送といったＩＰパケットルーティングを行うプログラムを格納するメモリ２０５Ａ、それを実行するプロセッサ２１０Ａ、パケットルーティングテーブル、ＭＳに関する情報及びマルチキャストメンバーシップに関する情報を配置するメモリキャッシュ２１１Ａ、パケットを格納するバッファメモリ２０６Ａ、ルーティング部２０２のバッファメモリ２０６Ｂ間でパケットのＤＭＡ転送機能及びパケットバス制御機能からなるバッファメモリコントローラ２０７Ａ、ハードディスクコントローラ２０８Ａ及びハードディスク２０９Ａから構成する。
【００２７】
ルーティング部２０２は、ルーティング処理を実行するプロセッサ２１０Ｂ、メモリ２０５Ｂ、バッファメモリ２０６Ｂ、バッファメモリコントローラ２０７Ｂ、内部バスからなり、加えて高速な検索が必要な管理部で作成したパケットルーティングテーブル等を配置するメモリキャッシュ２１１Ｂ及び他ルータ１０７等を接続するポート制御部２１２を持つものである。本図では一つのポート制御部２１２にて４ポートをサポートする構成とし、本実施例では本ポートを介して、一つ以上のルータ１０７及び一つ以上のＲＮＣ１０５と接続するとする。
【００２８】
図３はＢＳ１０４、ＲＮＣ１０５を介してＰＤＳＮ１０６に接続しているＭＳ１０２対応にＰＤＳＮ１０６が管理するＭＳ情報テーブル１１３の一構成例を示す図である。ＭＳ情報テーブル１１３は、ＭＳ１０２が移動通信システム１０１にアタッチした際に、ＭＳ１０２のホームロケーションレジスタで管理されている加入者情報を元に作成されるものとする。ＭＳ情報テーブル１１３は、ＭＳ１０２が本移動通信システム１０１内に存在している間、いずれかのＰＤＳＮ１０６にて管理されるテーブルである。ＭＳ情報テーブル１１３は、加入者情報から入手した移動体端末固有識別子、認証・秘匿情報、ホームネットワーク識別子、通信システムアタッチ後に割付けられるテンポラリーな移動端末仮識別子、現在位置情報、ホームエージェントアドレス、ＱｏＳ情報を設定するエリア、及びＭＳが属する複数のマルチキャストグループを登録するエリアであるマルチキャストグループ情報３０１から構成する。
【００２９】
図４はＰＤＳＮ１０６で管理するマルチキャスト管理テーブル１１４の一構成例を示す図である。マルチキャスト管理テーブル１１４は、マルチキャストグループ４０１とメンバー４０２から構成する。本テーブルに示す情報は、図１に示すＭＳ１０２の配置において、マルチキャストサーバＡ １０９ＡのマルチキャストデータをＭＳ Ａ １０２Ａ、ＭＳ Ｂ １０２Ｂ、ＭＳ Ｄ １０２Ｄが受信し、マルチキャストサーバＢ １０９ＢのマルチキャストデータをＭＳ Ｂ １０２Ｂ、ＭＳ Ｃ １０２Ｃが受信すると仮定した場合のＰＤＳＮ Ａ １０６Ａでのマルチキャストグループ管理テーブル１１４Ａを示す。
【００３０】
図５から図７の処理シーケンスと処理手順を用いて、ＭＳ１０２が移動し、ＰＤＳＮ Ａ １０６ＡからＰＤＳＮ Ｂ １０６Ｂに接続を変更した場合のマルチキャストグループの変更方法を説明する。
【００３１】
図５は、ＭＳ１０２がＢＳ１０４からブロードキャスト送信される報知情報に含まれるセル識別子といった情報から、図１に示すセルＣ １０３ＣからセルＤ １０３Ｄへの移動を検出し、ＢＳ１０４間、ＲＮＣ１０５間の移動処理を行い無線リソースを再割付した後に行うＰＤＳＮ Ａ １０６ＡからＰＤＳＮ Ｂ １０６Ｂへの移動処理手順を示した処理シーケンスである。
【００３２】
パケットコアネットワーク１１０内の移動、つまりＰＤＳＮ１０６間の移動は、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰにより移動処理行い、本実施例では、ＰＤＳＮ１０６をフォーリンエージェント（以下ＦＡとする）としており、ＨＡ１１１はＭＳ１０２が接続している移動通信システム１０１に配置する構成としている。
【００３３】
ＭＳ１０２は、前記報知情報により、接続するＰＤＳＮ１０６が変更した事を検知し、新たに接続したＰＤＳＮ１０６のＦＡアドレスを入手する（Agent Solicitation要求、Agent Advertisement報告）。ＭＳ１０２は、ＰＤＳＮ Ｂ１０６Ｂに対してＭＳ１０２の登録要求として、Registration 要求を送付する。要求を受けたＰＤＳＮ Ｂ １０６Ｂは、ＭＳ１０２を識別する為に、登録要求を出したＭＳ１０２に関する情報を、ＭＳ１０２が接続していたＰＤＳＮ Ａ １０６Ａから入手する（ＭＳ情報要求５０１、ＭＳ情報報告５０２）。ＰＤＳＮ Ｂ １０６Ｂは、ＨＡ１１１に登録されているＭＳ１０２に対するＦＡアドレスの変更要求をＨＡ１１１に送付する（Registration要求）。このように、パケットコアネットワーク１１０において、ＰＤＳＮ１０６間の移動処理をＭｏｂｉｌｅ ＩＰの処理手順に従い行う。
【００３４】
図６は、Registration要求を受け付けたＰＤＳＮ Ｂ １０６Ｂにおける、新たに登録したＭＳ１０２が属しているマルチキャストグループに関するマルチキャストメンバーシップ更新の手順を示す。
【００３５】
ＰＤＳＮ Ｂ １０６Ｂは、Registration要求を受け付け、新しいＭＳ１０２が接続した事を検出する。図５の処理シーケンスで示したように、ＭＳ１０２が接続していたＰＤＳＮ Ａ １０６ＡからＭＳ情報テーブル１１３を入手する（６０２）。ＭＳ情報テーブル１１３のマルチキャストグループ情報３０１の有無を調べ（６０４）、マルチキャストグループが設定されている場合、設定されているマルチキャストグループを一つずつ読み出し（６０６）、読み出したマルチキャストグループが、ＰＤＳＮ Ｂ １０６Ｂが管理するマルチキャストグループ管理テーブル１１４Ｂにあるかどうかを検索する（６０８）。該当グループがテーブル上に存在しない場合、新たにマルチキャストグループ４０１を追加し、メンバー４０２としてＭＳ１０２を追加する（６１０）。新たなマルチキャストグループのマルチキャストデータ転送を依頼する為、マルチキャストデータフローにおてい上流側に位置するＧＷルータ１０７Ｂに対して、Membership Reportを送付する（５０３、６１２）。このMembership Reportが上流側に位置するマルチキャスタルータに受信された後、ＰＤＳＮ Ｂ １０６Ｂに対して、新たなマルチキャストデータが転送される為、ＭＳ１０２はＰＤＳＮ Ｂ １０６Ｂを介して、マルチキャストデータの受信が可能になる。
【００３６】
マルチキャスト管理テーブル１１４Ｂに、ＭＳ情報テーブル１１３に登録されているマルチキャストグループ４０１が既に登録されている場合、テーブルの該当するグループのメンバー４０２としてＭＳ１０２を登録する（６１４）。
【００３７】
次に、接続していたＭＳ１０２が移動する前に接続したＰＤＳＮ Ａ １０６Ａにおける、マルチキャストメンバーシップ更新手順を図７により示す。
【００３８】
ＰＤＳＮ Ａ １０６Ａは、ＰＤＳＮ Ｂ １０６ＢからのＭＳ情報要求５０１を受信すると、ＭＳ情報テーブル１１３をＭＳ情報報告５０２としてＰＤＳＮ Ｂ １０６Ｂに送信する（７０１）と共に、該当するＭＳ１０２がＰＤＳＮ Ｂ １０６Ｂに移動した事を検出する。ＭＳ情報テーブル１１３のマルチキャストグループ情報の有無を調べ、マルチキャストグループ情報が設定されている場合、設定されているマルチキャストグループを一つずつ読み出し（７０２）、ＰＤＳＮ Ａ １０６Ａが管理するマルチキャスト管理テーブル１１４Ａから、読み出したマルチキャストグループのメンバー４０２からＭＳを削除する。
【００３９】
上記削除より、マルチキャスト管理テーブル１１４Ａのマルチキャストグループ４０１のメンバー４０２がゼロになったかどうかを調べる。ゼロの場合、マルチキャストグループのメンバーが、ＰＤＳＮ Ａ １０６Ａに接続する他ＭＳ１０２に存在していない事を示す為、当マルチキャストグループのマルチキャストデータ転送停止を依頼する為、マルチキャストデータフローにおてい上流側に位置するＧＷルータに対して、Leave Group要求を送付する（５０４、７１０）。このLeave Group要求が上流側に位置するマルチキャスタルータに受信された後、ＰＤＳＮ Ａにするマルチキャストデータ転送が停止される。
【００４０】
Leave Group要求送信後、マルチキャストグループ管理テーブル１１４Ａから、メンバーの存在しないマルチキャストグループを削除する（７１２）。
【００４１】
ＭＳ情報テーブルに登録してあるマルチキャストグループに関して、マルチキャストグループ管理テーブル１１４Ａから移動したＭＳの情報を削除した後、ＭＳ情報テーブル１１３を消去する（７１４）。
【００４２】
以上のように、ＭＳ情報テーブル１１３に記憶してあるＭＳが属するマルチキャストグループ情報をベースに、ＭＳが移動した場合、ＰＤＳＮ１０６によりマルチキャストグループのメンバーシップを変更する事が可能である。
【００４３】
図８は、ＰＤＳＮ１０６におけるMembership report要求を受信した場合の処理手順を示す。ＭＳ１０２は新たにマルチキャストグループに参加する場合、Membership report要求をＰＤＳＮ１０６に対して送付する。
【００４４】
ＰＤＳＮ１０６は、Membership report要求を受信すると、該当するＭＳ１０２のＭＳ情報テーブル１１３のマルチキャストグループ情報３０１に新たなグループを追加する（８０２）。マルチキャストグループが、ＰＤＳＮ１０６が管理するマルチキャストグループ管理テーブル１１４にあるかどうかを図６の手順と同じように検索する（６０８）。以下、図６の手順と同様に、該当グループがテーブル上に存在しない場合、新たにマルチキャストグループとＭＳ１０４の情報をテーブルに追加する（６１０）。新たなマルチキャストグループのマルチキャストデータ転送を依頼する為、マルチキャストデータフローにおてい上流側に位置するＧＷルータに対して、Membership Report要求を送付する（６１２）。マルチキャスト管理テーブル１１４に、ＭＳ情報テーブル１１３に登録されているマルチキャストグループが既に登録されている場合、テーブルの該当するグループのメンバーとしてＭＳ１０２を登録する（６１４）。
【００４５】
図９は、ＰＤＳＮ１０６におけるLeave Group要求を受信した場合の処理手順を示す。ＭＳ１０２は参加していたマルチキャストグループから離脱する場合、Leave Group要求をＰＤＳＮ１０６に対して送付する。
【００４６】
ＰＤＳＮ１０６は、Leave Group要求を受信すると、該当するＭＳ１０２のＭＳ情報テーブル１１３のマルチキャストグループ情報３０１から、要求されたグループを削除する（９０２）。以下図７の手順と同様に、ＰＤＳＮ１０６が管理するマルチキャスト管理テーブル１１４の、削除要求のあったマルチキャストグループ４０１のメンバー４０２からＭＳ１０２を削除し（９０４）、上記削除により、マルチキャスト管理テーブル１１４のマルチキャストグループ４０１のメンバー４０２がゼロになった場合（７０８）、当マルチキャストグループのマルチキャストデータ転送停止を依頼する為、マルチキャストデータフローにおてい上流側に位置するＧＷルータに対して、Leave Group要求を送付する（７１０）。
【００４７】
マルチキャストグループ管理テーブル１１４から、メンバー４０２の存在しないマルチキャストグループ４０１を削除する（７１２）。
【００４８】
このように、ＭＳ１０２がマルチキャストグループに参加した場合、及び離脱した場合には、ＭＳ情報テーブル１１３のマルチキャストグループ情報３０１を更新する事により、ＭＳ１０２が移動した場合、ＰＤＳＮ１０６においてマルチキャストグループのメンバーシップ更新が可能である。
【００４９】
本実施例で示したように、移動通信システム１０１のパケットコアネットワーク１１０を構成するルータ１０７の内、無線アクセスネットワーク１１２と直接接続し、端末移動管理を行う機能を備えたルータであるＰＤＳＮ１０６をマルチキャストグループのメンバーシップの管理するマルシキャスタルータと位置づけることにより、移動通信システム１０１にてマルチキャスト通信が実現できる。さらに、ＰＤＳＮ１０６にて、接続しているＭＳ毎に管理するＭＳ情報テーブル１１３にＭＳが参加するマルチキャストグループ情報３０１を管理し、加えてマルチキャストグループ４０１とそれに属するメンバー４０２の対応をマルチキャスト管理テーブル１１４にて管理することにより、ＭＳ１０２がＰＤＳＮ１０６Ａ、１０６Ｂ間を移動した場合、その移動処理をトリガーとして、ＭＳ管理テーブル１１３のマルチキャストグループ情報３０１を参照して、接続していたＰＤＳＮではマルチキャスト管理テーブル１１４からマルチキャストメンバーシップの削除を、接続したＰＤＳＮではマルチキャストメンバーシップの追加を行い、移動通信システムにおける移動によるマルチキャストツリー変更を実現できる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、ＩＰデータ通信を実現する移動通信システムのパケットコアネットワーク構成する複数ルータの内、無線アクセスネットワークと接続し、加えて移動端末の移動管理をパケットルーティングテーブルに反映する機能を持つルータ（ＰＤＳＮ）をマルチキャスタルータとして配置し、本ルータにおいて、移動端末のマルチキャストメンバーシプ情報を管理する事により、移動通信システム内にマルチキャストツリーを構築し、マルチキャスト通信をサポートする移動通信システムを実現できる。
【００５１】
さらに、移動通信システム内のマルチキャスタルータであるＰＤＳＮにて、接続しているＭＳ毎にの管理情報として、マルチキャストグループ情報を記憶する手段と、ＰＤＳＮに接続した全ＭＳが参加している全てのマルチキャストグループとそれに属するメンバーであるＭＳの対応をマルチキャストメンバーシップ情報として記憶する手段を持ち、ＭＳがＰＤＳＮ間を移動した場合、その移動処理をトリガーとして、ＭＳ毎に持つマルチキャストグループ情報とＰＤＳＮが持つマルチキャストメンバーシップ情報を参照し、接続していたＰＤＳＮではマルチキャストメンバーシップの削除を、新たに接続したＰＤＳＮではマルチキャストメンバーシップの追加を行う事により、移動情報によりマルチキャストグループ管理を行う移動通信システムを構成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する移動通信システムの構成例を示す図。
【図２】パケットデータサービングノード（ＰＤＳＮ）の構成例を示す図。
【図３】図２のキャッシュメモリに配置するＭＳ情報テーブルの構成を示す図。
【図４】図２のキャッシュメモリに配置するマルチキャストグループ管理テーブルの構成を示す図。
【図５】ＭＳがＰＤＳＮ間を移動した場合の移動処理シーケンスを示した図。
【図６】新たなＭＳがＰＤＳＮに接続した場合のマルチキャストメンバーシップ更新手順を示すフローチャート。
【図７】接続していたＭＳが移動した場合のＰＤＳＮにおけるマルチキャストメンバーシップ更新手順を示すフローチャート。
【図８】ＰＤＳＮがＭＳからのマルチキャストグループ参加要求を受け付けた場合マルチキャストメンバーシップ更新手順を示すフローチャート。
【図９】ＰＤＳＮがＭＳからのマルチキャストグループ離脱要求を受け付けた場合マルチキャストメンバーシップ更新手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１０１…移動通信システム、１０２…移動端末、１０６…パケットサービングノード、１０８…インターネット、１０９…マルチキャストサーバ、１１０…パケットコアネットワーク（ＰＤＳＮ）、１１２…無線アクセスネットワーク、１１３…ＭＳ情報テーブル、１１４…マルチキャストグループ管理テーブル、５０３… Membership Report要求、５０４… Leave Group要求、６００…Registration要求受付時のマルチキャストメンバーシップ更新処理、７００…MS情報要求受付受付時のマルチキャストメンバーシップ更新処理、８００…MSからのMembership Report要求受信受付時のマルチキャストメンバーシップ更新処理、９００…MSからのLeave Group要求受信受付時のマルチキャストメンバーシップ更新処理。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＰパケットデータ通信を実現する移動通信システムにおける、マルチキャスト通信及びマルチキャストグループ管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
２０００年以降のサービス開始を想定して、第三世代移動通信システムの欧州、米、日本での標準統一の為、ＥＴＳＩ（European Telecommunications Standards Institute）の３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）とＡＮＳＩ（American National Standard Institute）中心の３ＧＰＰ２が構成され標準化が進められている。第三世代移動通信システムでは、無線周波数２ＧＨｚにおける新しいワイドバンドアクセス技術により、広域環境では最低でも３８４Ｋｂｐｓ、インドア環境では最大２Ｍｂｐｓの高速な転送が可能となる事から、高速なデータ通信の実現が可能になっており、これに伴い、音声電話サービスに加えて、インターネット、企業内ＬＡＮ上に存在するＩＰベースサービスの利用等を目的とした、ＩＰデータサービスの実現が期待されている。
【０００３】
一方、ＩＰデータサービスとして、インターネット放送やプッシュ型データ配信等を実現するため、マルチキャスト通信が必要とされている。ＩＰマルチキャストは、一つのＩＰパケットを同時に特定複数のホストに送信する技術である。
【０００４】
従来マルチキャストは、ＩＰパケットをブロードキャストし、ＩＰレベルで受信パケットを選択する、あるいは複数のポイント・ツー・ポイント送信にて実現されていた。このような実現方式は、ネットワーク上のトラヒックオーバヘッドが大きくなるという問題がある。マルチキャストサーバから特定複数のホストにＩＰパケットを送信する場合、ホストへのルートが重複する部分では、一つのＩＰパケットを送信する為、データ発信元をソースとしたマルチキャストツリーを作成してマルチキャストを実現する方式が提案されている。マルチキャストツリーの分岐点には、それ以下に位置するマルチキャストグループに属するホストの位置を把握し、マルチキャストデータパケットを転送するといったマルチキャスト機能を持ったマルチキャスタルータを配置する。
【０００５】
ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force）のＲＦＣ２２３６にて規定するInternet Group Management Protocol（IGMP）version 2 では、マルチキャストツリーを生成する為、ホストとホストに直接接続しているマルチキャスタルータ間のマルチキャストグループのメンバーシップ管理に関するインタフェースを規定している。本インタフェースは、マルチキャスタルータ間での使用も可能である。
【０００６】
ＩＧＭＰでは、一つマルチキャスタルータの配下には、同じマルチキャストグループに属するホストが複数存在する事を考慮し、全対象ホストがメンバーシップの登録、更新及び離脱を行う必要が無い。
【０００７】
各ホストは、それぞれ最大規定更新タイムアウト時間以下のタイマ値をランダムに選んで設定し、タイムアウト時にメンバーシップ登録要求（Membership report）をマルチキャスト送信する。この登録要求を受けた他のメンバーであるホストは、上述のタイマ値をランダムに設定して起動する。これにより、マルチキャスタルータは、一つのメンバーシップ登録要求のみ受信する。同じマルチキャストのメンバーであるホストは、一つのホストからのメンバーシップ登録要求のマルチキャスト送信により、メンバーシップを更新を行う。
【０００８】
複数ハードウェアポートを具備するマルチキャスタルータは、各ハードウェアポート毎に、そのポートにホストが接続されているか、下位ＩＰアドレスを持つマルチキャスタルータが接続されているかを把握する。ホストが接続されている場合、各ハードウェアポート毎に、マルチキャストメンバーシップ調査要求（General Query）をブロードキャスト送信する事により、マルチキャスタルータが存在する事を示す。各ホストは、参加するマルチキャストグループ毎に、メンバーシップ登録要求をマルチキャスト送信するが、他ホストから同一のマルチキャストグループのメンバーシップ登録要求を受信した場合、メンバーシップ登録要求を送信する必要がない。
【０００９】
マルチキャスタルータは、各ハードウェアポート毎に、マルチキャストグループのメンバーが存在するかどうかを管理する。一定期間の間、メンバーシップ要求を受信しなければ、該当するマルチキャストグループのメンバーであるホストが存在しなくなったと判断し、それ以降マルチキャストデータの転送を行わない。
【００１０】
ある一定期間の間、他ホストからのメンバーシップ登録要求を受信しない場合、ホストは自分が最後のメンバーであると仮定して、ホストがマルチキャストグループから離脱する場合、マルチキャストグループ離脱要求（Leave group）をマルチキャスタルータに送付する。マルチキャスタルータは、該当のマルチキャストグループメンバーシップ調査要求をブロードキャスト送信し、本マルチキャストグループのメンバーがいない事を確認してから、該当するマルチキャストグループのメンバーであるホストが存在しなくなったと判断し、それ以降マルチキャストデータの転送を行わない。
【００１１】
このように、各マルチキャスタルータ毎にマルチキャストグループのメンバーシップ管理し、マルチキャストツリーを構成する事を実現している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
第三世代移動通信システムでは、高速なデータ通信を実現出来る事から、ＩＰネットワークの接続及びＩＰサービスに利用が可能になると言われている。移動通信システムを構成するパケットコアネットワークは、外部ＩＰネットワーク（インターネットやオフィスＬＡＮ）との効率的な転送と、ＩＰネットワーク普及を考慮し、ＩＰネットワークとして構成され、パケットコアネットワーク内の移動管理及び認証にＩＥＴＦで標準化されたプロトコルを適用される見通しである。
【００１３】
今後ＩＰ環境において、マルチキャストの実装が進み、これを利用したサービスが提供される事から、移動通信システムにおいても、マルチキャストをサポートする必要がある。移動通信システムのコアネットワークがＩＰベースで構築される事から、ＩＥＴＦで標準化されるマルチキャストプロトコルの適用が可能である。しかしながら、標準化されるマルチキャストプロトコルは、ホストの移動を考慮していないという課題がある。
【００１４】
この為、ＩＧＭＰを用いてマルチキャストグループのメンバーシップ管理を行う場合、マルチキャスタルータ間でのホストの移動が生じた場合、マルチキャストデータの移動によるパケット受信ロスを出来るだけ避ける為には、移動したホストは出来るだけ早くメンバーシップ登録要求を最寄りのマルチキャスタルータに送付する必要がある。
【００１５】
ＩＧＭＰでは、メンバシップ更新の為にメンバーシップ登録要求をある一定期間毎に少なくとも一つのMembership Report要求をマルチキャスト送信する必要がある。無線インターフェース部分のリソースは、固定網に比較すると少なく、登録要求は無線帯域の浪費になるという第二の課題がある。無線インタフェース部分の帯域は、上り方向（ホストから送信）と下り方向（ホストへ送信）に別れている事、及びＩＰレベルのパケット転送は必ずパケットコアネットワークを介して行われる事から、同一セル内に同じマルチキャストグループに属するホストが存在していても、そのホストは、他ホストがマルチキャスト送信する登録要求を直接受信できない。この為、固定網と比較すると、同グループに属するホストが他ホストの登録要求を受信するまでの遅延時間は長くなる傾向にあるという課題もある。
【００１６】
移動体通信システムのコアネットワークは、ＩＰネットワークであり、複数ルータから構成される。これらのルータは、固定網を構成するルータに加えて、前記ルータに移動管理機能を備えたルータから構成される。これらルータの一部をマルチキャスタルータとする事により、移動通信システムにおけるマルチキャスを実現する事が本発明の目的である。
【００１７】
本発明の他目的は、複数のマルチキャスタルータにて構成する移動通信システムにおいて、マルチキャストグループのメンバーシップを移動端末の移動処理による位置登録情報により管理する事にある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、複数のルータにより構成されるパケットコアネットワークを備え、ＩＰパケット転送を実現する移動通信システムにおいて、パケットコアネットワークにおいて無線アクセスネットワークでの移動端末の移動を管理する機能を備え、無線アクセスネットワークと直接接続するルータをマルチキャスタルータとして配置し、マルチキャストグループのメンバーシップを管理することにある。
【００１９】
本発明の他の特徴は、移動通信システムにおいて、マルチキャスタルータが管理するマルチキャストグループのメンバーシップ登録、更新及び削除を端末移動検出時にマルチキャスタルータが行うことにある。
【００２０】
さらに、マルチキャスタルータにおいて、移動端末毎に移動端末が属するマルチキャストグループを記憶する手段と、マルチキャスタルータに接続する端末が参加する全てのマルチキャストグループを記憶し、加えてマルチキャストグループ毎にグループに属する端末の対応をメンバーシップとして記憶する手段と、端末のマルチキャスタルータ間の移動を検出する手段と、検出後、旧接続マルチキャスタルータに記憶してある移動端末に関連するメンバーシップを削除する手段と、新しく接続したマルチキャスタルータに移動端末のメンバーシップを追加し記憶する手段を備える事も本発明の特徴である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１から図９を参照して説明する。
【００２２】
図１は本発明を適応する移動通信システム１０１（１０１Ａ、１０１Ｂ）の一構成例を示す図である。
【００２３】
本システムは、複数の移動端末（以下ＭＳとする）１０２（１０２Ａ〜１０２Ｅ）を収容する。セル１０３（１０３Ａ〜１０３Ｆ）というサービスエリア内に存在するＭＳ１０２と信号の送受信を行う基地局（以下ＢＳとする）１０４（１０４Ａ〜１０４Ｆ）、複数の基地局１０４を統合管理する基地局制御装置（以下ＲＮＣとする）１０５（１０５Ａ〜１０５Ｄ）から成る無線アクセスネットワーク１１２と、無線アクセスネットワーク１１２と接続し、ＩＰパケットルーティング機能を持つパケットデータサービングノード（以下ＰＤＳＮとする）１０６（１０６Ａ、１０６Ｂ）、ＰＤＳＮ１０６間の端末の移動を実現するホームエージェント（以下ＨＡとする）１１１、外部ネットワークであるインターネット１０８、あるいは他移動通信システム１０１Bと接続するルータ１０７（１０７Ｂ、１０７Ｃ）及び前記ルータとＰＤＳＮ１０６間を接続するルータ１０７Ａから構成するパケットコアネットワーク１１０より構成する。
【００２４】
本実施例では、移動通信システム１０１内でのマルチキャスト通信を実現する為、ＰＤＳＮ１０６をマルチキャストグループのメンバーシップ情報を管理するマルチキャスタルータそして使用する構成とし、移動通信システム１０１内のＭＳ１０２はインターネット１０８上に配置されたマルチキャストサーバＡ １０９Ａ及びマルチキャストサーバＢ １０９Ｂの２つのマルチキャストグループ、いずれかのマルチキャストグループに属しているとする。マルチキャスタルータであるＰＤＳＮ１０６は、ＰＤＳＮ１０６を介してＩＰパケットの送受信を行うＭＳ１０２対応にＭＳ情報テーブル１１３（１１３Ａ〜１１３Ｅ）及びマルチキャストグループ管理テーブル１１４（１１４Ａ、１１４Ｂ）を備える。各ＭＳ１０２は、同時に二つ以上のＰＤＳＮ１０６を直接介してＩＰパケットの送受信を行う事は無いとすし、常に、いずれかのＰＤＳＮ１０６に接続しているものとする。
【００２５】
図２はＰＤＳＮ１０６の一構成例を示す図である。ＰＤＳＮ１０６は管理部２０１、一つ以上のルーティング部２０２から構成し、各部はパケットバス２０３を介して接続する。
【００２６】
管理部２０１は、ルータ機能であるルーティング情報を収集し最新のルーティングテーブル情報の作成、及び移動通信システム１０１に存在するＭＳ１０２の位置情報を収集しパケットルーティングテーブルの作成、及びパケットルーティングテーブルをベースに接続するルータ１０７とのＩＰパケットの転送といったＩＰパケットルーティングを行うプログラムを格納するメモリ２０５Ａ、それを実行するプロセッサ２１０Ａ、パケットルーティングテーブル、ＭＳに関する情報及びマルチキャストメンバーシップに関する情報を配置するメモリキャッシュ２１１Ａ、パケットを格納するバッファメモリ２０６Ａ、ルーティング部２０２のバッファメモリ２０６Ｂ間でパケットのＤＭＡ転送機能及びパケットバス制御機能からなるバッファメモリコントローラ２０７Ａ、ハードディスクコントローラ２０８Ａ及びハードディスク２０９Ａから構成する。
【００２７】
ルーティング部２０２は、ルーティング処理を実行するプロセッサ２１０Ｂ、メモリ２０５Ｂ、バッファメモリ２０６Ｂ、バッファメモリコントローラ２０７Ｂ、内部バスからなり、加えて高速な検索が必要な管理部で作成したパケットルーティングテーブル等を配置するメモリキャッシュ２１１Ｂ及び他ルータ１０７等を接続するポート制御部２１２を持つものである。本図では一つのポート制御部２１２にて４ポートをサポートする構成とし、本実施例では本ポートを介して、一つ以上のルータ１０７及び一つ以上のＲＮＣ１０５と接続するとする。
【００２８】
図３はＢＳ１０４、ＲＮＣ１０５を介してＰＤＳＮ１０６に接続しているＭＳ１０２対応にＰＤＳＮ１０６が管理するＭＳ情報テーブル１１３の一構成例を示す図である。ＭＳ情報テーブル１１３は、ＭＳ１０２が移動通信システム１０１にアタッチした際に、ＭＳ１０２のホームロケーションレジスタで管理されている加入者情報を元に作成されるものとする。ＭＳ情報テーブル１１３は、ＭＳ１０２が本移動通信システム１０１内に存在している間、いずれかのＰＤＳＮ１０６にて管理されるテーブルである。ＭＳ情報テーブル１１３は、加入者情報から入手した移動体端末固有識別子、認証・秘匿情報、ホームネットワーク識別子、通信システムアタッチ後に割付けられるテンポラリーな移動端末仮識別子、現在位置情報、ホームエージェントアドレス、ＱｏＳ情報を設定するエリア、及びＭＳが属する複数のマルチキャストグループを登録するエリアであるマルチキャストグループ情報３０１から構成する。
【００２９】
図４はＰＤＳＮ１０６で管理するマルチキャスト管理テーブル１１４の一構成例を示す図である。マルチキャスト管理テーブル１１４は、マルチキャストグループ４０１とメンバー４０２から構成する。本テーブルに示す情報は、図１に示すＭＳ１０２の配置において、マルチキャストサーバＡ １０９ＡのマルチキャストデータをＭＳ Ａ １０２Ａ、ＭＳ Ｂ １０２Ｂ、ＭＳ Ｄ １０２Ｄが受信し、マルチキャストサーバＢ １０９ＢのマルチキャストデータをＭＳ Ｂ １０２Ｂ、ＭＳ Ｃ １０２Ｃが受信すると仮定した場合のＰＤＳＮ Ａ １０６Ａでのマルチキャストグループ管理テーブル１１４Ａを示す。
【００３０】
図５から図７の処理シーケンスと処理手順を用いて、ＭＳ１０２が移動し、ＰＤＳＮ Ａ １０６ＡからＰＤＳＮ Ｂ １０６Ｂに接続を変更した場合のマルチキャストグループの変更方法を説明する。
【００３１】
図５は、ＭＳ１０２がＢＳ１０４からブロードキャスト送信される報知情報に含まれるセル識別子といった情報から、図１に示すセルＣ １０３ＣからセルＤ １０３Ｄへの移動を検出し、ＢＳ１０４間、ＲＮＣ１０５間の移動処理を行い無線リソースを再割付した後に行うＰＤＳＮ Ａ １０６ＡからＰＤＳＮ Ｂ １０６Ｂへの移動処理手順を示した処理シーケンスである。
【００３２】
パケットコアネットワーク１１０内の移動、つまりＰＤＳＮ１０６間の移動は、Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰにより移動処理行い、本実施例では、ＰＤＳＮ１０６をフォーリンエージェント（以下ＦＡとする）としており、ＨＡ１１１はＭＳ１０２が接続している移動通信システム１０１に配置する構成としている。
【００３３】
ＭＳ１０２は、前記報知情報により、接続するＰＤＳＮ１０６が変更した事を検知し、新たに接続したＰＤＳＮ１０６のＦＡアドレスを入手する（Agent Solicitation要求、Agent Advertisement報告）。ＭＳ１０２は、ＰＤＳＮ Ｂ１０６Ｂに対してＭＳ１０２の登録要求として、Registration 要求を送付する。要求を受けたＰＤＳＮ Ｂ １０６Ｂは、ＭＳ１０２を識別する為に、登録要求を出したＭＳ１０２に関する情報を、ＭＳ１０２が接続していたＰＤＳＮ Ａ １０６Ａから入手する（ＭＳ情報要求５０１、ＭＳ情報報告５０２）。ＰＤＳＮ Ｂ １０６Ｂは、ＨＡ１１１に登録されているＭＳ１０２に対するＦＡアドレスの変更要求をＨＡ１１１に送付する（Registration要求）。このように、パケットコアネットワーク１１０において、ＰＤＳＮ１０６間の移動処理をＭｏｂｉｌｅ ＩＰの処理手順に従い行う。
【００３４】
図６は、Registration要求を受け付けたＰＤＳＮ Ｂ １０６Ｂにおける、新たに登録したＭＳ１０２が属しているマルチキャストグループに関するマルチキャストメンバーシップ更新の手順を示す。
【００３５】
ＰＤＳＮ Ｂ １０６Ｂは、Registration要求を受け付け、新しいＭＳ１０２が接続した事を検出する。図５の処理シーケンスで示したように、ＭＳ１０２が接続していたＰＤＳＮ Ａ １０６ＡからＭＳ情報テーブル１１３を入手する（６０２）。ＭＳ情報テーブル１１３のマルチキャストグループ情報３０１の有無を調べ（６０４）、マルチキャストグループが設定されている場合、設定されているマルチキャストグループを一つずつ読み出し（６０６）、読み出したマルチキャストグループが、ＰＤＳＮ Ｂ １０６Ｂが管理するマルチキャストグループ管理テーブル１１４Ｂにあるかどうかを検索する（６０８）。該当グループがテーブル上に存在しない場合、新たにマルチキャストグループ４０１を追加し、メンバー４０２としてＭＳ１０２を追加する（６１０）。新たなマルチキャストグループのマルチキャストデータ転送を依頼する為、マルチキャストデータフローにおてい上流側に位置するＧＷルータ１０７Ｂに対して、Membership Reportを送付する（５０３、６１２）。このMembership Reportが上流側に位置するマルチキャスタルータに受信された後、ＰＤＳＮ Ｂ １０６Ｂに対して、新たなマルチキャストデータが転送される為、ＭＳ１０２はＰＤＳＮ Ｂ １０６Ｂを介して、マルチキャストデータの受信が可能になる。
【００３６】
マルチキャスト管理テーブル１１４Ｂに、ＭＳ情報テーブル１１３に登録されているマルチキャストグループ４０１が既に登録されている場合、テーブルの該当するグループのメンバー４０２としてＭＳ１０２を登録する（６１４）。
【００３７】
次に、接続していたＭＳ１０２が移動する前に接続したＰＤＳＮ Ａ １０６Ａにおける、マルチキャストメンバーシップ更新手順を図７により示す。
【００３８】
ＰＤＳＮ Ａ １０６Ａは、ＰＤＳＮ Ｂ １０６ＢからのＭＳ情報要求５０１を受信すると、ＭＳ情報テーブル１１３をＭＳ情報報告５０２としてＰＤＳＮ Ｂ １０６Ｂに送信する（７０１）と共に、該当するＭＳ１０２がＰＤＳＮ Ｂ １０６Ｂに移動した事を検出する。ＭＳ情報テーブル１１３のマルチキャストグループ情報の有無を調べ、マルチキャストグループ情報が設定されている場合、設定されているマルチキャストグループを一つずつ読み出し（７０２）、ＰＤＳＮ Ａ １０６Ａが管理するマルチキャスト管理テーブル１１４Ａから、読み出したマルチキャストグループのメンバー４０２からＭＳを削除する。
【００３９】
上記削除より、マルチキャスト管理テーブル１１４Ａのマルチキャストグループ４０１のメンバー４０２がゼロになったかどうかを調べる。ゼロの場合、マルチキャストグループのメンバーが、ＰＤＳＮ Ａ １０６Ａに接続する他ＭＳ１０２に存在していない事を示す為、当マルチキャストグループのマルチキャストデータ転送停止を依頼する為、マルチキャストデータフローにおてい上流側に位置するＧＷルータに対して、Leave Group要求を送付する（５０４、７１０）。このLeave Group要求が上流側に位置するマルチキャスタルータに受信された後、ＰＤＳＮ Ａにするマルチキャストデータ転送が停止される。
【００４０】
Leave Group要求送信後、マルチキャストグループ管理テーブル１１４Ａから、メンバーの存在しないマルチキャストグループを削除する（７１２）。
【００４１】
ＭＳ情報テーブルに登録してあるマルチキャストグループに関して、マルチキャストグループ管理テーブル１１４Ａから移動したＭＳの情報を削除した後、ＭＳ情報テーブル１１３を消去する（７１４）。
【００４２】
以上のように、ＭＳ情報テーブル１１３に記憶してあるＭＳが属するマルチキャストグループ情報をベースに、ＭＳが移動した場合、ＰＤＳＮ１０６によりマルチキャストグループのメンバーシップを変更する事が可能である。
【００４３】
図８は、ＰＤＳＮ１０６におけるMembership report要求を受信した場合の処理手順を示す。ＭＳ１０２は新たにマルチキャストグループに参加する場合、Membership report要求をＰＤＳＮ１０６に対して送付する。
【００４４】
ＰＤＳＮ１０６は、Membership report要求を受信すると、該当するＭＳ１０２のＭＳ情報テーブル１１３のマルチキャストグループ情報３０１に新たなグループを追加する（８０２）。マルチキャストグループが、ＰＤＳＮ１０６が管理するマルチキャストグループ管理テーブル１１４にあるかどうかを図６の手順と同じように検索する（６０８）。以下、図６の手順と同様に、該当グループがテーブル上に存在しない場合、新たにマルチキャストグループとＭＳ１０４の情報をテーブルに追加する（６１０）。新たなマルチキャストグループのマルチキャストデータ転送を依頼する為、マルチキャストデータフローにおてい上流側に位置するＧＷルータに対して、Membership Report要求を送付する（６１２）。マルチキャスト管理テーブル１１４に、ＭＳ情報テーブル１１３に登録されているマルチキャストグループが既に登録されている場合、テーブルの該当するグループのメンバーとしてＭＳ１０２を登録する（６１４）。
【００４５】
図９は、ＰＤＳＮ１０６におけるLeave Group要求を受信した場合の処理手順を示す。ＭＳ１０２は参加していたマルチキャストグループから離脱する場合、Leave Group要求をＰＤＳＮ１０６に対して送付する。
【００４６】
ＰＤＳＮ１０６は、Leave Group要求を受信すると、該当するＭＳ１０２のＭＳ情報テーブル１１３のマルチキャストグループ情報３０１から、要求されたグループを削除する（９０２）。以下図７の手順と同様に、ＰＤＳＮ１０６が管理するマルチキャスト管理テーブル１１４の、削除要求のあったマルチキャストグループ４０１のメンバー４０２からＭＳ１０２を削除し（９０４）、上記削除により、マルチキャスト管理テーブル１１４のマルチキャストグループ４０１のメンバー４０２がゼロになった場合（７０８）、当マルチキャストグループのマルチキャストデータ転送停止を依頼する為、マルチキャストデータフローにおてい上流側に位置するＧＷルータに対して、Leave Group要求を送付する（７１０）。
【００４７】
マルチキャストグループ管理テーブル１１４から、メンバー４０２の存在しないマルチキャストグループ４０１を削除する（７１２）。
【００４８】
このように、ＭＳ１０２がマルチキャストグループに参加した場合、及び離脱した場合には、ＭＳ情報テーブル１１３のマルチキャストグループ情報３０１を更新する事により、ＭＳ１０２が移動した場合、ＰＤＳＮ１０６においてマルチキャストグループのメンバーシップ更新が可能である。
【００４９】
本実施例で示したように、移動通信システム１０１のパケットコアネットワーク１１０を構成するルータ１０７の内、無線アクセスネットワーク１１２と直接接続し、端末移動管理を行う機能を備えたルータであるＰＤＳＮ１０６をマルチキャストグループのメンバーシップの管理するマルシキャスタルータと位置づけることにより、移動通信システム１０１にてマルチキャスト通信が実現できる。さらに、ＰＤＳＮ１０６にて、接続しているＭＳ毎に管理するＭＳ情報テーブル１１３にＭＳが参加するマルチキャストグループ情報３０１を管理し、加えてマルチキャストグループ４０１とそれに属するメンバー４０２の対応をマルチキャスト管理テーブル１１４にて管理することにより、ＭＳ１０２がＰＤＳＮ１０６Ａ、１０６Ｂ間を移動した場合、その移動処理をトリガーとして、ＭＳ管理テーブル１１３のマルチキャストグループ情報３０１を参照して、接続していたＰＤＳＮではマルチキャスト管理テーブル１１４からマルチキャストメンバーシップの削除を、接続したＰＤＳＮではマルチキャストメンバーシップの追加を行い、移動通信システムにおける移動によるマルチキャストツリー変更を実現できる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、ＩＰデータ通信を実現する移動通信システムのパケットコアネットワーク構成する複数ルータの内、無線アクセスネットワークと接続し、加えて移動端末の移動管理をパケットルーティングテーブルに反映する機能を持つルータ（ＰＤＳＮ）をマルチキャスタルータとして配置し、本ルータにおいて、移動端末のマルチキャストメンバーシプ情報を管理する事により、移動通信システム内にマルチキャストツリーを構築し、マルチキャスト通信をサポートする移動通信システムを実現できる。
【００５１】
さらに、移動通信システム内のマルチキャスタルータであるＰＤＳＮにて、接続しているＭＳ毎にの管理情報として、マルチキャストグループ情報を記憶する手段と、ＰＤＳＮに接続した全ＭＳが参加している全てのマルチキャストグループとそれに属するメンバーであるＭＳの対応をマルチキャストメンバーシップ情報として記憶する手段を持ち、ＭＳがＰＤＳＮ間を移動した場合、その移動処理をトリガーとして、ＭＳ毎に持つマルチキャストグループ情報とＰＤＳＮが持つマルチキャストメンバーシップ情報を参照し、接続していたＰＤＳＮではマルチキャストメンバーシップの削除を、新たに接続したＰＤＳＮではマルチキャストメンバーシップの追加を行う事により、移動情報によりマルチキャストグループ管理を行う移動通信システムを構成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する移動通信システムの構成例を示す図。
【図２】パケットデータサービングノード（ＰＤＳＮ）の構成例を示す図。
【図３】図２のキャッシュメモリに配置するＭＳ情報テーブルの構成を示す図。
【図４】図２のキャッシュメモリに配置するマルチキャストグループ管理テーブルの構成を示す図。
【図５】ＭＳがＰＤＳＮ間を移動した場合の移動処理シーケンスを示した図。
【図６】新たなＭＳがＰＤＳＮに接続した場合のマルチキャストメンバーシップ更新手順を示すフローチャート。
【図７】接続していたＭＳが移動した場合のＰＤＳＮにおけるマルチキャストメンバーシップ更新手順を示すフローチャート。
【図８】ＰＤＳＮがＭＳからのマルチキャストグループ参加要求を受け付けた場合マルチキャストメンバーシップ更新手順を示すフローチャート。
【図９】ＰＤＳＮがＭＳからのマルチキャストグループ離脱要求を受け付けた場合マルチキャストメンバーシップ更新手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１０１…移動通信システム、１０２…移動端末、１０６…パケットサービングノード、１０８…インターネット、１０９…マルチキャストサーバ、１１０…パケットコアネットワーク（ＰＤＳＮ）、１１２…無線アクセスネットワーク、１１３…ＭＳ情報テーブル、１１４…マルチキャストグループ管理テーブル、５０３… Membership Report要求、５０４… Leave Group要求、６００…Registration要求受付時のマルチキャストメンバーシップ更新処理、７００…MS情報要求受付受付時のマルチキャストメンバーシップ更新処理、８００…MSからのMembership Report要求受信受付時のマルチキャストメンバーシップ更新処理、９００…MSからのLeave Group要求受信受付時のマルチキャストメンバーシップ更新処理。
Claims (2)
- 外部ＩＰネットワークと接続し、ＩＰパケット転送サービスを行う移動通信システムであって、
当該移動通信システムを、
無線基地局及び基地局制御装置からなる無線アクセスネットワークと、
前記無線アクセスネットワーク、あるいは前記外部ＩＰネットワーク、あるいは前記無線アクセスネットワークと前記外部ＩＰネットワークの双方、に接続し、パケットルーティング機能を持つ少なくとも一つのルータから構成するコアネットワークと、から構成し、
前記少なくとも一つのルータは、
当該移動通信システムに接続し、当該移動通信システム内を移動、または、当該移動通信システム内外を移動する移動端末から報告される位置登録情報に基づき、前記移動端末の移動によるマルチキャストグループのメンバーシップの変更を行う手段を備える
ことを特徴とする移動通信システム。 - 外部ＩＰネットワークと接続し、ＩＰパケット転送サービスを行う移動通信システムであって、
前記移動通信システムを、
無線基地局及び基地局制御装置からなる無線アクセスネットワークと、
前記無線アクセスネットワーク、あるいは前記外部ＩＰネットワーク、あるいは前記無線アクセスネットワークと前記外部ＩＰネットワークの双方、に接続し、パケットルーティング機能を持つ少なくとも一つのルータから構成するコアネットワークと、から構成し、
前記少なくとも一つのルータは、
当該移動通信システムに接続する移動端末が参加しているマルチキャストグループのメンバーシップを管理するマルチキャストグループ管理手段を備え、
前記マルチキャストグループ管理手段は、
当該ルータを介してＩＰパケットの転送を行う前記移動端末毎に、当該移動端末が参加しているマルチキャストグループを記憶する手段と、
前記マルチキャストグループに属する前記移動端末を、当該マルチキャストグループ毎に記憶する手段と、
前記移動端末が移動した際に行う移動処理による位置登録情報が、他の前記ルータへの接続を示した場合、前記移動端末毎に記憶している前記マルチキャストグループ情報を参照し、移動した前記移動端末の情報を削除する手段と、
新たな前記移動端末の接続を検出した場合に、当該ルータの該当するマルチキャストグループに、当該移動端末の情報を追加する手段と、からなる
ことを特徴とする移動通信システム。
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