JP5341821B2 - マルチキャスト配信システム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、マルチキャスト配信システム及び方法に係る。本発明は、特に、レガシーネットワークが存在する場合の移動体通信サービスにおいてマルチキャスト配信するためのマルチキャスト配信システム及び方法、また該マルチキャスト配信システムにおいてのマルチキャスト受信とユニキャスト受信の自動切り替えのためのマルチキャスト配信システム及び方法に関する。

近年、情報化社会が進むにつれ、情報量がますます膨大化していく。限られた帯域でより効率的にデータを伝送するためにマルチキャスト通信方式が検討された。移動体通信分野においてもマルチキャスト配信技術を応用したいくつかのサービスが標準化団体によって検討されている。３ＧＰＰではＭｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ／Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＭＢＭＳ）、３ＧＰＰ２ではＢｒｏａｄｃａｓｔ ａｎｄ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＢＣＭＣＳ）、そしてＷｉＭＡＸ ＦｏｒｕｍではＭｕｌｔｉｃａｓｔ ａｎｄ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＭＣＢＣＳ）といったマルチ配信サービスの仕様が策定されている。これらの技術を利用して、サービスプロバイダーによる新聞や広告などの配信は当然ながら、交通情報リアルタイム通知のような公共事業の情報配信や災害時の災害情報緊急配信など様々なサービスが考えられている。人々の移動体通信への依存度が高まるにつれ、移動体通信を利用したマルチキャスト配信サービスは今後大きな役割を果たすと予想されている。

特願２００９−６０５９６号 特開２００８−１８２７０７号公報

ＩＥＥＥ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｍａｇａｚｉｎｅ「Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ ａｎｄ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｉｎ Ｍｏｂｉｌｅ ＷｉＭＡＸ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」

移動体通信分野でのマルチキャスト配信サービスのバックホール側（センター装置と基地局間）のマルチキャスト通信は基本的にＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｇｒｏｕｐ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等のマルチキャスト配信プロトコルを使用してマルチキャスト配信グループを管理する。配信対象となる基地局はＩＧＭＰ Ｈｏｓｔ Ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ Ｒｅｐｏｒｔ（以下ＩＧＭＰ Ｒｅｐｏｒｔ）を送信することによって、マルチキャストグループに参加する。コンテンツデータはセンター装置から配信され、途中のスイッチ経由で配信グループに参加した基地局にマルチキャストで届ける仕組みとなっている。しかし、通信事業者が既存のレガシーネットワークを流用し、ＩＧＭＰ等のマルチキャスト配信プロトコルをサポートしないスイッチが存在する場合がある。全スイッチをマイグレーションするには費用と時間がかかる。また、他社のネットワークを利用する場合は簡単にネットワークのマイグレーションができない。マイグレーションの過渡期において、ＩＧＭＰをサポートしないスイッチの配下の基地局はＩＧＭＰ Ｒｅｐｏｒｔを送信しても、上位のスイッチが処理できないため、配信データを届けることができない。そのため、当該基地局は配下の端末にデータを配信できない。

本発明は、以上の点に鑑み、マルチキャスト配信サービスを行うネットワークにおいて、ＩＧＭＰ等のマルチキャスト配信プロトコルをサポートしないスイッチが存在しても、配下の基地局が端末にサービスを提供可能とすることを目的とする。

本発明は、特に、ＷｉＭＡＸ ＭＣＢＣＳのような無線配信サービスを行うマルチキャスト配信システムにおいて、マルチキャストグループ管理プロトコル（ＩＧＭＰ）をサポートしないスイッチに接続されたマルチキャスト受信できない基地局のために、上位配信サーバからのメッセージを代理で応答しマルチキャストグループに参加するシグナリング処理方式に関する。
また、本発明は、マルチキャストデータの代理受信機能を持つマルチキャスト配信システムであって、マルチキャスト配信をサポートしないスイッチが存在するレガシーネットワークにおいて、自動にユニキャスト配信に切り替え配信サービスを提供できる。例えば、基地局は上位のスイッチがマルチキャストグループ管理プロトコル（ＩＧＭＰ）サポート可否を自ら検知し、マルチキャスト受信モードとユニキャスト受信モードを自動に切り替えることができる。

本発明では、例えば、マルチキャストで受信できない基地局が端末への配信サービスを行うために、ユニキャストで配信データを受信し端末に配信する。センター装置と基地局間にユニキャスト配信機能を設け、マルチキャスト受信をサポートしない基地局はセンター装置より配信通知を受信したら、ユニキャスト配信機能にユニキャスト受信要求を送信する。ユニキャスト配信機能は当該基地局の代わりにＩＧＭＰの代理応答でマルチキャストグループに参加し、センター装置よりマルチキャストで配信データを受信する。受信したデータをユニキャスト・パケットに変換した上で、当該基地局に転送する。
また、基地局は自ら上位スイッチの特性を検知し、マルチキャストで受信するかユニキャストで受信するかを設定する。基地局は検知するために、特定のマルチキャストアドレスでＩＧＭＰ Ｒｅｐｏｒｔを送信してマルチキャストグループへのＪｏｉｎを試みる。上位スイッチがＩＧＭＰをサポートするのであれば、このメッセージが処理され、その後スイッチからホストの受信状態を問い合わせるＩＧＭＰ Ｈｏｓｔ Ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ Ｑｕｅｒｙ（以下ＩＧＭＰ Ｑｕｅｒｙ）メッセージが定期的に（ｄｅｆａｕｌｔ値＝６０秒）送信される。ＩＧＭＰをサポートしないスイッチであれば、このメッセージを処理できず、ＩＧＭＰ Ｑｕｅｒｙも送信しない。基地局はＩＧＭＰ Ｑｕｅｒｙの有無により上位スイッチのＩＧＭＰサポート可否を判断し、受信方式を設定する。

本発明の第１の解決手段によると、
コンテンツの配信を行うセンター装置と、
前記センター装置からのメッセージを代理で応答しマルチキャストグループに参加するためのユニキャスト配信部と、
前記センター装置から受信したコンテンツデータをひとつまたは複数の基地局に配信するための複数の第１のスイッチと、
前記ユニキャスト配信部を収容するマルチキャスト配信プロトコルをサポートする第２のスイッチと、
いずれかの前記第１のスイッチから受信したコンテンツデータをひとつ又は複数の端末に配信する基地局とを備え、
前記基地局は、該基地局と前記センター装置間に存在する前記第１のスイッチがマルチキャスト配信プロトコルのサポート可否を検知する機能を有し、前記基地局と前記センター装置間に存在する前記第１のスイッチがマルチキャスト配信プロトコルをサポートしない場合にはユニキャスト受信を行う第１の基地局として動作し、前記基地局と前記センター装置間に存在する前記第１のスイッチがマルチキャスト配信プロトコルをサポートする場合にはマルチキャスト受信を行う第２の基地局として動作し、
前記センター装置は、前記ユニキャスト配信部と、配信対象となる前記第１及び第２の基地局とにパス作成要求メッセージを送信し、
前記第１の基地局は、前記パス作成要求メッセージを受信したら、前記ユニキャスト配信部に自身のアドレスを含むユニキャスト配信要求メッセージを送信し、
前記ユニキャスト配信部は、前記ユニキャスト配信要求メッセージを受信したら、前記センター装置に応答メッセージを送信し、前記第２のスイッチにレポートを送信し、マルチキャスト配信グループに参加し、
前記ユニキャスト配信部は、前記センター装置から受信した、マルチキャストで送信するコンテンツデータを含むマルチキャストパケットをユニキャストパケットに変換し、前記第１の基地局に送信する
ことにより無線配信サービスを行うマルチキャスト配信システムが提供される。

本発明の第２の解決手段によると、
コンテンツの配信を行うセンター装置と、
前記センター装置からのメッセージを代理で応答しマルチキャストグループに参加するためのユニキャスト配信部と、
前記センター装置から受信したコンテンツデータをひとつまたは複数の基地局に配信するための複数の第１のスイッチと、
前記ユニキャスト配信部を収容するマルチキャスト配信プロトコルをサポートする第２のスイッチと、
いずれかの前記第１のスイッチから受信したコンテンツデータをひとつ又は複数の端末に配信する基地局と
を備えたマルチキャスト配信システムを用いたマルチキャスト配信方法であって、
前記基地局は、該基地局と前記センター装置間に存在する前記第１のスイッチがマルチキャスト配信プロトコルのサポート可否を検知する機能を有し、前記基地局と前記センター装置間に存在する前記第１のスイッチがマルチキャスト配信プロトコルをサポートしない場合にはユニキャスト受信を行う第１の基地局として動作し、前記基地局と前記センター装置間に存在する前記第１のスイッチがマルチキャスト配信プロトコルをサポートする場合にはマルチキャスト受信を行う第２の基地局として動作し、
前記センター装置は、前記ユニキャスト配信部と、配信対象となる前記第１及び第２の基地局とにパス作成要求メッセージを送信し、
前記第１の基地局は、前記パス作成要求メッセージを受信したら、前記ユニキャスト配信部に自身のアドレスを含むユニキャスト配信要求メッセージを送信し、
前記ユニキャスト配信部は、前記ユニキャスト配信要求メッセージを受信したら、前記センター装置に応答メッセージを送信し、前記第２のスイッチにレポートを送信し、マルチキャスト配信グループに参加し、
前記ユニキャスト配信部は、前記センター装置から受信した、マルチキャストで送信するコンテンツデータを含むマルチキャストパケットをユニキャストパケットに変換し、前記第１の基地局に送信する
ことにより無線配信サービスを行うマルチキャスト配信方法が提供される。

１．マルチキャスト配信サービスを行うネットワークにおいて、ＩＧＭＰ等のマルチキャスト配信プロトコルをサポートしないスイッチが存在しても、配下の基地局が端末サービスを提供可能。
２．ユニキャスト配信機能が代理で応答・受信するため、センター装置はマルチキャスト受信できない基地局を意識する必要がない。マルチキャスト受信できない基地局のためにソフトウェアや設定を変更する必要がないため、初期導入時コンテンツの量のみで性能を見積もることが可能。
３．基地局が自ら上位スイッチの特性を検知することによって、マルチキャスト受信とユニキャスト受信を自動に選択できる。そのため、上位スイッチがマイグレーションされた場合は、自動にマルチキャスト受信に切り替えることができ、ソフトウェアや設定を変更する必要がない。

ＷｉＭＡＸ ＭＣＢＣＳのアーキテクチャを示す構成図。 ＷｉＭＡＸ ＭＣＢＣＳの基本シーケンス図。 レガシーネットワークによるマルチキャスト受信不可の課題についての説明図。 ユニキャスト配信サーバ利用時のシステム構成図。 ユニキャスト配信サーバ利用時のシーケンス図。 ユニキャスト配信サーバのモジュール構成図。 ユニキャスト配信サーバのコンテンツ管理テーブルの説明図。 ユニキャスト配信サーバの内部処理のフローチャート（配信前）。 ユニキャスト配信サーバの内部処理のフローチャート（配信中、配信後）。 ユニキャスト配信サーバのハードウェア構成図。 基地局のマルチキャスト／ユニキャスト受信自動切り替えについてのシーケンス図。 基地局の内部処理のフローチャート。 基地局のハードウェア構成図。 ユニキャスト配信機能の配置図（センター装置）。 ユニキャスト配信機能の配置図（上位スイッチ）。 ユニキャスト配信機能の配置図（代表基地局）。

以下、実施の形態を用いて本発明の説明を行う。

Ａ．実施の形態１
本発明は、各種のマルチキャスト配信サービスに適用することができるが、以下は、一例として、ＷｉＭＡＸ のＭＣＢＣＳを用いた実施の形態を、図面により詳細に説明する。
ＭＣＢＣＳとは、Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ＆Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｓｅｒｖｉｃｅｓの略称で、ＷｉＭＡＸ Ｆｏｒｕｍにより策定された特定のコンテンツを多数のユーザーに同報配信する機能である。

１．システム

図１は、ＷｉＭＡＸ ＭＣＢＣＳのアーキテクチャを示す構成図である。
図１を参照して、ＷｉＭＡＸ Ｆｏｒｕｍの標準で規定されたＭＣＢＣＳを実現するためのアーキテクチャを説明する。ＭＣＢＣＳシステムはＭＣＢＣＳサーバ（ＭＣＢＣＳ Ｓｅｒｖｅｒ）、ＡＳＮ（Ａｃｃｅｓｓ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ゲートウェイ（ＡＳＮ−ＧＷ）、スイッチ（１０２）、基地局（１０３）と端末（１０４）を備える。ＭＣＢＣＳ Ｓｅｒｖｅｒはコンテンツの管理・配信を担当する装置であり、ＡＳＮ−ＧＷはＭＣＢＣＳ Ｓｅｒｖｅｒからコンテンツデータを受信し、ＧＲＥ（Ｇｅｎｅｒｉｃ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）にてカプセリングし、マルチキャストでスイッチ（１０２）を経由して基地局（１０３）に転送する装置であり、そして基地局（１０３）はコンテンツデータを無線データに変換しユーザーが所持する端末（１０４）に配信する装置である。本実施の形態ではＭＣＢＣＳ ＳｅｒｖｅｒとＡＳＮ−ＧＷをまとめてセンター装置（１０１）と称し、ＭＣＢＣＳ ＳｅｒｖｅｒとＡＳＮ−ＧＷの間の信号処理やデータ送信を省略する。

図２に、ＷｉＭＡＸ ＭＣＢＣＳの基本シーケンス図を示す。
図２を参照して、ＷｉＭＡＸの標準で規定されたＭＣＢＣＳを実現するためのシグナリングとデータ転送処理を説明する。コンテンツを配信する際に、センター装置（１０１）は、当該コンテンツの配信対象となる全基地局（１０３）に配信用マルチキャストアドレスを含めたパス作成要求メッセージＰａｔｈＲｅｇＲｅｑ（２０１）を送信する。受信した基地局（１０３）はセンター装置（１０１）に応答メッセージＰａｔｈＲｅｇＲｓｐ（２０２）を送信すると共に、上位のスイッチ（１０２）に対してＩＧＭＰ Ｒｅｐｏｒｔ（２０３）を送信し、マルチキャスト配信グループに参加する。その後センター装置（１０１）が配信用マルチキャストアドレスに対してコンテンツデータ（２０４）を送信し始めると、センター装置（１０１）と基地局（１０３）間のスイッチ（１０２）はＰＩＭ−ＳＭなどのプロトコルによりマルチキャストグループを管理し、コンテンツデータ（２０４）をグループメンバーである基地局（１０３）に届ける。さらに基地局（１０３）がコンテンツデータを無線上でＢｒｏａｄｃａｓｔチャンネルにて端末（１０４）に配信する。
また、配信完了後センター装置（１０１）がパス削除要求メッセージＰａｔｈＤｅｒｅｇＲｅｑ（２０５）を送信し配信用のＰａｔｈを削除する。受信した基地局（１０３）はセンター装置（１０１）に応答メッセージＰａｔｈＤｅｒｅｇＲｓｐ（２０６）を送信すると共に、上位のスイッチ（１０２）にＩＧＭＰ Ｌｅａｖｅ（２０７）を送信し、マルチキャスト配信グループから離脱する。

図３に、レガシーネットワークによるマルチキャスト受信不可の課題についての説明図を示す。
つぎに、図３を参照して本発明が解決しようとする課題を説明する。図３に示すように、ＩＧＭＰをサポートしないスイッチ（３０１）が存在する場合、配下の基地局（１０３）が送信したＩＧＭＰ Ｒｅｐｏｒｔ（２０３）を処理できないため、マルチキャストグループに参加させることができない。上位装置からコンテンツデータ（２０４）を受信し、基地局（１０３）に届けることもできない。

図４に、ユニキャスト配信サーバ利用時のシステム構成図を示す。
以下に、図４を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図４はＩＧＭＰサポートしないスイッチ（３０１）配下の基地局（１０３）に配信データを受信させためのシステム構成図である。このシステムはＭＣＢＣＳサーバ及びＡＳＮ−ＧＷを含むセンター装置（１０１）、ＩＧＭＰサポートするスイッチ（１０２）、基地局（１０３）と端末（１０４）を備えることに加え、ユニキャスト配信機能を持つユニキャスト配信サーバ（４０１）を新規設置する。ユニキャスト配信サーバ（４０１）を一般の配信対象の基地局としてセンター装置（１０１）に登録しておくことにより、センター装置（１０１）からの配信データを受信可能とする。また、ユニキャスト配信サーバ（４０１）は、コンテンツデータを受信しながら、マルチキャスト受信不可の基地局（１０３）にユニキャストでコンテンツデータを転送する。なお、他の構成部は図１で説明したものと同様である。

２．シーケンス

図５に、ユニキャスト配信サーバ利用時のシーケンス図を示す。
図５は配信時のシーケンスを示す。配信開始する前に、センター装置（１０１）はユニキャスト配信サーバ（４０１）を含む配信対象となる全基地局にＰａｔｈＲｅｇＲｅｑ（２０１）を送信する。マルチキャスト受信可能な基地局（ＢＳ＃３ １０３）は、図２で説明したように、これに対してＰａｔｈＲｅｇＲｓｐ（２０２）を送信し、ＩＧＭＰ Ｒｅｐｏｒｔ（２０３）を送信し、受信用のマルチキャストグループに参加する（図２）。
一方、図５のように、マルチキャスト受信できない基地局（ＢＳ＃１ １０３）はＰａｔｈＲｅｇＲｅｑ（２０１）を受信したら、ユニキャスト配信サーバ（４０１）にユニキャスト配信要求メッセージＵｎｉｃａｓｔＰａｔｈＲｅｇＲｅｑ（５０１）を送信し、ユニキャスト配信サーバ（４０１）に自身のＩＰアドレスを通知する。ユニキャスト配信サーバ（４０１）は一つでもユニキャスト配信要求メッセージ（５０１）を受信したら、センター装置（１０１）にＰａｔｈＲｅｇＲｓｐ（２０２）と、上位スイッチにＩＧＭＰ Ｒｅｐｏｒｔ（２０３）を送信し、マルチキャスト配信グループに参加する。それと同時に、ユニキャスト配信サーバ（４０１）は、基地局（ＢＳ＃１ １０３）にユニキャストＰａｔｈＲｅｇＲｓｐ（５０２）を送信し、基地局（ＢＳ＃１ １０３）に配信可能であることを通知する。配信開始後、センター装置（１０１）からマルチキャストに対して送信するコンテンツデータ（２０４）はユニキャスト配信サーバ（４０１）にも届く。ユニキャスト配信サーバ（４０１）はマルチキャストパケットをユニキャストパケットに変換した上で（詳細は後述）、ＵｎｉｃａｓｔＰａｔｈＲｅｇＲｅｑ（５０１）を送信した基地局（ＢＳ＃１ １０３）に送信する。ユニキャスト配信サーバ（４０１）は一つもＵｎｉｃａｓｔＰａｔｈＲｅｇＲｅｑ（５０１）を受信しなかった場合は、ＰａｔｈＲｅｇＲｓｐ（２０２）とＩＧＭＰ Ｒｅｐｏｒｔ（２０３）を送信せず、コンテンツデータを受信しない。

また、配信完了後、センター装置（１０１）はユニキャスト配信サーバ（４０１）を含む配信対象となる全基地局にＰａｔｈＤｅｒｅｇＲｅｑ（２０５）を送信する。図２で説明したように、ユニキャスト配信サーバ（４０１）とマルチキャスト受信の基地局（ＢＳ＃３ １０３）はそれぞれＰａｔｈＤｅｒｅｇＲｓｐ（２０６）とＩＧＭＰ Ｌｅａｖｅ（２０７）を送信し、配信グループから離脱する。一方、図５のように、ユニキャスト受信の基地局（ＢＳ＃１ １０３）はＰａｔｈＤｅｒｅｇＲｅｑ（２０５）を受信したら、センター装置（１０１）にＰａｔｈＤｅｒｅｇＲｓｐ（２０６）を送信するが、ＩＧＭＰ Ｌｅａｖｅ（２０７）は送信しない。また、すべての基地局（１０３）がセンター装置（１０１）とのパス情報を削除する。
ユニキャスト配信サーバ（４０１）のＩＰアドレスは基地局（１０３）に固定で設定してもよいが、ＩＰアドレスをセンター装置（１０１）に管理させ、ＰａｔｈＲｅｇＲｅｑ（２０１）に含めることにより、基地局（１０３）毎に固定で設定する必要がなくなる。また、違う地域の基地局（１０３）に違うユニキャスト配信サーバ（４０１）を指定することにより、負荷分散することができる。

３．ユニキャスト配信サーバ

図６に、ユニキャスト配信サーバのモジュール構成図を示す。
図６はユニキャスト配信サーバの必要機能を示す。
ユニキャスト配信サーバ（４０１）は以下６つのモジュールを備える。
・センター装置との信号処理部（ＡＳＮ−ＧＷ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ：ＡＳＰ）（６０１）
・コンテンツごとの基地局ＩＰアドレス管理部（ＢＳ ＩＰ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ：ＢＩＭ）（６０２）
・基地局（１０３）との信号処理部（ＢＳ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ：ＢＳＰ）（６０３）
・基地局（１０３）としてのマルチキャスト受信部（Ｒｅｃｅｉｖｅ：ＲＣＶ）（６０４）
・マルチキャストパケットをユニキャストパケットにコピー・作成するパケットコピー・作成部（Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｐｙ：ＰＣＰ）（６０５）
・基地局（１０３）にユニキャストで送信する送信部（Ｓｅｎｄ：ＳＮＤ）（６０６）

ＡＳＰ（６０１）はセンター装置からＰａｔｈＲｅｇＲｅｑ（２０１）の受信を契機に、ＢＩＭ（６０２）にコンテンツＩＤと配信用マルチキャストアドレスを通知し、ＢＩＭ（６０２）が新規配信対象コンテンツとして登録する。その後、ＢＳＰ（６０３）はマルチキャスト受信できない基地局（ＢＳ＃１ １０３）からＵｎｉｃａｓｔＰａｔｈＲｅｇＲｅｑ（５０１）を受信したら、ＢＩＭ（６０２）にコンテンツＩＤと基地局のＩＰアドレスを通知し、ＢＩＭ（６０２）が該当基地局（ＢＳ＃１ １０３）のアドレスを配信対象コンテンツの受信対象として登録する。ＢＩＭ（６０２）が該当コンテンツに初めて基地局アドレスを登録する場合、ＡＳＰ（６０１）に送信指示を通知する。通知を受信したＡＳＰ（６０１）はセンター装置（１０１）へＰａｔｈＲｅｇＲｓｐ（２０２）と、上位スイッチ（１０２）へＩＧＭＰ Ｒｅｐｏｒｔ（２０３）を送信し、配信用マルチキャストグループに参加する。配信開始後、ＲＣＶ（６０４）がマルチキャストパケット（６０７）をセンター装置（１０１）から（スイッチ（１０２）を介して）受信し、ＰＣＰ（６０５）に渡す。ＰＣＰ（６０５）はＢＩＭ（６０２）のコンテンツ毎の基地局情報に基づきユニキャストパケット（６０８）を作成し、ＳＮＤ（６０６）により対象となる基地局（１０３）に送信する（詳細は図８で後述）。
図７にＢＩＭ（６０２）が持つコンテンツ管理テーブル（７００）の説明図を示す。コンテンツ管理テーブル（７００）には、コンテンツＩＤ（７０１）毎に、配信用マルチキャストアドレス（７０２）、そして複数のユニキャスト受信のＢＳ ＩＰアドレス（７０３）が記憶される。

図９は、ユニキャスト配信サーバのハードウェアブロック図である。図９において、ユニキャスト配信サーバ（４０１）は、内部通信線であるバス（９００）に接続された中央処理装置（ＣＰＵ）（９０２）と、メモリ（９０１）と、記憶装置（９０３）と、３式のＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）（９０４）を備える。コンテンツ管理テーブル（７００）はメモリ（９０１）上で動的に生成される。図６の各モジュールの機能は、記憶装置（９０３）からメモリ（９０１）にロードされたプログラムを、ＣＰＵ（９０２）が実行することで、実現する。

図８に、ユニキャスト配信サーバの内部処理のフローチャートを示す（（ａ）配信前、（ｂ）配信中及び配信後）。
以下、図８を参照して、ユニキャスト配信サーバの内部処理の流れを説明する。配信前に、ユニキャスト配信サーバ（４０１）はＰａｔｈＲｅｇＲｅｑ（２０１）の受信（Ｓ１０１）を契機に、コンテンツ管理テーブル（７００）に新たにコンテンツ管理Ｅｎｔｒｙを追加し、ＰａｔｈＲｅｇＲｅｑ（２０１）にて受信したコンテンツＩＤ（７０１）と配信用マルチキャストアドレス（７０２）を登録する（Ｓ１０２）。その後基地局（１０３）よりＵｎｉｃａｓｔＰａｔｈＲｅｇＲｅｑ（５０１）を受信したら（Ｓ１０３）、メッセージに含まれるコンテンツＩＤ（７０１）にてコンテンツ管理テーブル（７００）を検索し、該当ＥｎｔｒｙにＢＳ ＩＰアドレス（７０３）を登録する（Ｓ１０４）。そして基地局（１０３）からの初めての受信であれば（Ｓ１０５）、センター装置（１０１）にＰａｔｈＲｅｇＲｓｐ（２０２）と、上位スイッチ（１０２）にＩＧＭＰ Ｒｅｐｏｒｔ（２０３）を送信し、マルチキャスト配信グループに参加する（Ｓ１０６）。２つ目以降の基地局（１０３）からの受信であれば（Ｓ１０５）、コンテンツ管理ＥｎｔｒｙにＢＳＩＰを登録するが、再びＰａｔｈＲｅｇＲｓｐ（２０２）とＩＧＭＰ Ｒｅｐｏｒｔ（２０３）の送信はしない。
配信中では、ユニキャスト配信サーバ（４０１）はマルチキャストでコンテンツデータ（２０４）（マルチキャストアドレスを含む）（Ｓ２０１）を受信したら、受信するマルチキャストアドレス（７０２）にてコンテンツ管理テーブル（７００）を検索し、該当Ｅｎｔｒｙに登録されたＢＳ ＩＰ（７０３）を取得する（Ｓ２０２）。そのＩＰアドレスを用いてコンテンツデータのヘッダをユニキャストに書き換え（Ｓ２０３）、該当ＩＰアドレスにユニキャストコンテンツデータを（Ｓ２０４）送信する。
配信後では、ユニキャスト配信サーバ（４０１）は、センター装置（１０１）から、コンテンツＩＤを含むＰａｔｈＤｅｒｅｇＲｅｑ（２０５）を受信したら（Ｓ３０１）、すぐＰａｔｈＤｅｒｅｇＲｅｑ（２０６）とＩＧＭＰ Ｌｅａｖｅ（２０７）を送信し、マルチキャスト配信グループを離脱する（Ｓ３０２）。また、ＰａｔｈＤｅｒｅｇＲｅｑ（２０５）に含まれるコンテンツＩＤ（７０１）にてコンテンツ管理テーブル（７００）を検索し、該当Ｅｎｔｒｙを削除する（Ｓ３０３）。ユニキャスト配信サーバ（４０１）は登録された基地局（１０３）にはコンテンツ配信完了の通知を送信しないが、登録された基地局（１０３）もセンター装置（１０１）からＰａｔｈＤｅｒｅｇＲｅｑ（２０５）を受信するため、登録された基地局（１０３）は、コンテンツ受信を停止し、ＰａｔｈＤｅｒｅｇＲｓｐ（２０６）を送信する。
ユニキャスト配信サーバ（４０１）は、ＩＰパケットを書き換えるが、配信データを終端しないため、パス情報は持たない。システム上はパケット転送装置として位置づける。なお、パス情報とは、例えば、マルチキャストをサポートするスイッチ配下の基地局（１０３）とセンター装置（１０１）との間のトンネリングのための識別情報又はヘッダ等のことをいう。

４．基地局

図１０に、基地局のマルチキャスト／ユニキャスト受信自動切り替えについてのシーケンス図を示す。
図１０を参照して、基地局がマルチキャスト受信可否を自動で検知するメカニズムを説明する。基地局（１０３）は自主的に或いはセンター装置（１０１）からの特殊なメッセージ（以下、Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔという。）（１００１）の受信をトリガーに上位スイッチ（３０１）にＩＧＭＰ Ｒｅｐｏｒｔ（２０３）を送信する。前者の場合は、送信用の特殊マルチキャストＩＰを基地局（１０３）に固定で設定する。後者の場合、送信用の特殊マルチキャストＩＰをＡｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ（１００１）に含めてセンター装置（１０１）より通知される。ＩＧＭＰサポートのスイッチはマルチキャストメンバーのホストに定期的にＩＧＭＰ Ｑｕｅｒｙ（１００３）を送信するため、基地局（１０３）はＩＧＭＰ Ｒｅｐｏｒｔ（２０３）を送信後、ＩＧＭＰ Ｑｕｅｒｙ待ちタイマー（１００２）を起動し、ＩＧＭＰ Ｑｕｅｒｙ（１００３）を監視する。基地局（１０３）は受信フラグを設け、タイムアウトするまでＩＧＭＰ Ｑｕｅｒｙ（１００３）を受信しない場合は、上位スイッチ（３０１）はＩＧＭＰをサポートしないと判断し、受信フラグをユニキャスト受信モード（例、“０”）に設定する。ＩＧＭＰ Ｑｕｅｒｙ（１００３）の送信周期（ＲＦＣによりＤｅｆａｕｌｔ＝６０秒等）はシステムで一意に決めることにより、ＩＧＭＰ Ｑｕｅｒｙ待ちタイマー（１００２）を適切な値に設定できる。
一方ＩＧＭＰ Ｑｕｅｒｙ（１００３）を受信した場合、上位スイッチ（１０２）がＩＧＭＰサポートすると判断し、受信フラグをマルチキャスト受信モード（例、“１”）に設定する。

図１１に、基地局の内部処理のフローチャートを示す。
図１１を参照して、基地局の内部処理を説明する。まず、基地局（１０３）は上記アルゴリズムにより周期的に上位スイッチの特性を検知し、自動に受信フラグを設定する（Ｓ５０１）。センター装置（１０１）からＰａｔｈＲｅｇＲｅｑ（２０１）を受信した際に（Ｓ５０２）、受信フラグで設定された受信モードに従い（Ｓ５０３）、マルチキャストまたはユニキャストパスを作成し、コンテンツデータ（２０４）を受信する。すなわち、ユニキャスト受信モードの場合、ユニキャスト配信サーバ（４０１）にＵｎｉｃａｓｔＰａｔｈＲｅｇＲｅｑ（５０１）を送信し（Ｓ５０４）、ユニキャストパスでユニキャストデータを受信する（Ｓ５０５）。
また、マルチキャスト受信モードの場合、センター装置（１０１）にＰａｔｈＲｅｇＲｓｐ（２０２）を送信し、上位スイッチ（１０２）にＩＧＭＰ Ｒｅｐｏｒｔ（２０３）を送信し（Ｓ５０６）、マルチキャストパスでマルチキャストデータを受信する（Ｓ５０７）。ユニキャストパスの作成はマルチキャストと同様にＰａｔｈＲｅｇＲｅｑ（２０１）にて受信した情報を用いて作成する。マルチキャストとユニキャストで受信したパケットは、ＩＰヘッダが異なるが、ユーザーＰａｙｌｏａｄの部分が同様のため、Ｐａｙｌｏａｄの処理は受信モードに関係なく共通で行う。基地局（１０３）はＰａｙｌｏａｄよりコンテンツを特定できる情報を取得し、無線上のデータチャンネルにマッピングし端末（１０４）に配信する。

図１２は、基地局が上記アルゴリズムを実現するためのハードウェアブロック図である。図１２において、基地局 （１０３）は、内部通信線であるバス（１２００）に接続された中央処理装置（ＣＰＵ）（１２０２）と、メモリ（１２０１）と、記憶装置（１２０３）と、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）（１２０４）とを備える。図１１の機能は、記憶装置（１２０３）からメモリ（１２０１）にロードされたプログラムを、ＣＰＵ（１２０２）が実行することで、実現する。

これにより、ネットワークのマイグレーションにより上位スイッチ（３０１）がＩＧＭＰサポートのスイッチ（１０３）に交換された場合、基地局（１０３）は自動に検知し、ユニキャスト受信からマルチキャスト受信に切り替えることができる。すべてのＩＧＭＰ未サポートスイッチ（３０１）がマイグレーション完了となった時点で、ユニキャスト配信サーバ（４０１）を撤去することが可能。

５．他の実施の形態

実施の形態１は、ユニキャスト配信サーバ（４０１）のユニキャスト配信機能を独立した装置で実現する案となっているが、以下の実施の形態に示すようにユニキャスト配信機能を既存装置に盛り込む方式でも本課題を解決できる。

（１）実施の形態２
図１３に、ユニキャスト配信機能の配置図（センター装置）を示す。
図１３に示すように、ユニキャスト配信装置（４０１）と同様のユニキャスト配信機能を既存のセンター装置（１０１）にて具備し、センター装置からマルチキャスト受信をサポートしない基地局（１０３）にユニキャストで配信するようにしてもよい。センター装置（１０１）にユニキャスト配信機能を盛り込む場合は、新規装置の設置は不要である。但し、マルチキャストのみ送信する場合は、センター装置はコンテンツの量のみで性能を見積もることが可能である。

（２）実施の形態３
図１４に、ユニキャスト配信機能の配置図（上位スイッチ）を示す。
図１４に示すように、ユニキャスト配信機能をＩＧＭＰサポートする上位スイッチ（１０２）にて具備し、スイッチ（１０２）がマルチキャストで受信後、ユニキャストで基地局（１０３）に配信するようにしてもよい。この実施の形態も新規装置の設置は不要である。

（３）実施の形態４
図１５に、ユニキャスト配信機能の配置図（代表基地局）を示す。
図１５に示すように、ユニキャスト配信機能を一台のマルチキャスト受信可能な代表基地局（１０３）に盛り込み、該当基地局（１０３）がマルチキャストで受信後、マルチキャスト受信をサポートしない基地局（１０３）にユニキャストで配信することもできる。この実施の形態も新規装置の設置不要と複数代表基地局を設けることで負荷分散可能という特徴がある。

本実施の形態では、ＷｉＭＡＸのＭＣＢＣＳを用いた例について主に説明したが、本発明は、これに限らず、各種のマルチキャスト配信サービスに適用することができる。また、マルチキャストグループ管理プロトコル、ＩＧＭＰを例に挙げて説明したが、これに限らず、適宜のマルチキャスト配信プロトコルに適用することができる。

１０１ センター装置
１０２ スイッチ（Ｓｕｐｐｏｒｔ ＩＧＭＰ）
１０３ 基地局
３０１ スイッチ（Ｄｏ ｎｏｔ Ｓｕｐｐｏｒｔ ＩＧＭＰ）
４０１ ユニキャスト配信サーバ

Claims (10)

1. コンテンツの配信を行うセンター装置と、
   前記センター装置からのメッセージを代理で応答しマルチキャストグループに参加するためのユニキャスト配信部と、
   前記センター装置から受信したコンテンツデータをひとつまたは複数の基地局に配信するための複数の第１のスイッチと、
   前記ユニキャスト配信部を収容するマルチキャスト配信プロトコルをサポートする第２のスイッチと、
   いずれかの前記第１のスイッチから受信したコンテンツデータをひとつ又は複数の端末に配信する基地局とを備え、
   前記基地局は、該基地局と前記センター装置間に存在する前記第１のスイッチがマルチキャスト配信プロトコルのサポート可否を検知する機能を有し、前記基地局と前記センター装置間に存在する前記第１のスイッチがマルチキャスト配信プロトコルをサポートしない場合にはユニキャスト受信を行う第１の基地局として動作し、前記基地局と前記センター装置間に存在する前記第１のスイッチがマルチキャスト配信プロトコルをサポートする場合にはマルチキャスト受信を行う第２の基地局として動作し、
   前記センター装置は、前記ユニキャスト配信部と、配信対象となる前記第１及び第２の基地局とにパス作成要求メッセージを送信し、
   前記第１の基地局は、前記パス作成要求メッセージを受信したら、前記ユニキャスト配信部に自身のアドレスを含むユニキャスト配信要求メッセージを送信し、
   前記ユニキャスト配信部は、前記ユニキャスト配信要求メッセージを受信したら、前記センター装置に応答メッセージを送信し、前記第２のスイッチにレポートを送信し、マルチキャスト配信グループに参加し、
   前記ユニキャスト配信部は、前記センター装置から受信した、マルチキャストで送信するコンテンツデータを含むマルチキャストパケットをユニキャストパケットに変換し、前記第１の基地局に送信する
   ことにより無線配信サービスを行うマルチキャスト配信システム。
2. 前記ユニキャスト配信部は、一つも前記ユニキャスト配信要求メッセージを受信しなかった場合は、前記応答メッセージと前記レポートを送信せず、コンテンツデータを受信しないことを特徴とする請求項１に記載のマルチキャスト配信システム。
3. 前記ユニキャスト配信部のアドレスは、前記第１の基地局に固定で設定すること、又は、前記アドレスを前記センター装置に管理させ、前記パス作成要求メッセージに含めて前記第１の基地局に通知することを特徴とする請求項１又は２に記載のマルチキャスト配信システム。
4. 前記ユニキャスト配信部は、コンテンツＩＤ毎に、配信用マルチキャストアドレス及びユニキャスト受信のひとつ又は複数の前記第１の基地局のひとつ又は複数の基地局アドレスを記憶したコンテンツ管理テーブルを備え、
   前記ユニキャスト配信部は、コンテンツデータの配信前に、前記パス作成要求メッセージの受信を契機に、前記コンテンツ管理テーブルにエントリを追加し、前記パス作成要求メッセージにて受信したコンテンツＩＤと配信用マルチキャストアドレスを登録し、
   前記第１の基地局より前記ユニキャスト配信要求メッセージを受信したら、該メッセージに含まれるコンテンツＩＤにて前記コンテンツ管理テーブルを検索し、該当するエントリに前記第１の基地局の基地局アドレスを登録することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のマルチキャスト配信システム。
5. 前記ユニキャスト配信部は、マルチキャストでコンテンツデータを受信したら、受信したマルチキャストアドレスにて前記コンテンツ管理テーブルを検索し、該当エントリに登録されたひとつ又は複数の基地局アドレスを取得し、
   前記ユニキャスト配信部は、前記ひとつ又は複数の基地局アドレスを用いてコンテンツデータのヘッダをユニキャストに書き換え、該当基地局アドレスのひとつ又は複数の前記第１の基地局に送信することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のマルチキャスト配信システム。
6. 前記ユニキャスト配信部は、前記センター装置から、パス削除要求メッセージを受信したら、パス削除応答を前記センター装置に送信し、マルチキャスト配信グループを離脱し、
   前記ユニキャスト配信部は、前記パス削除要求メッセージに含まれるコンテンツＩＤにて前記コンテンツ管理テーブルを検索し、該当エントリを削除する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のマルチキャスト配信システム。
7. 前記第１及び／又は第２の基地局は、上位の前記第１のスイッチのマルチキャスト配信プロトコルのサポート可否を自らまたは前記センター装置からのメッセージに基づき検知し、マルチキャスト受信モード又はユニキャスト受信モードのいずれかに自動に切り替えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のマルチキャスト配信システム。
8. 前記第１又は第２の基地局は、自主的に或いは前記センター装置からの予め定められたメッセージの受信をトリガーに、上位の前記第１のスイッチにマルチキャスト配信プロトコル用のレポートを送信し、
   前記第１又は第２の基地局は、前記レポートを送信後、所定時間内にクエリーを受信しない場合は、上位の前記第１のスイッチがマルチキャスト配信プロトコルをサポートしないと判断し、ユニキャスト受信モードに設定し、
   一方、所定時間内にクエリーを受信した場合、上位の前記第１のスイッチがマルチキャスト配信プロトコルをサポートすると判断し、マルチキャスト受信モードに設定し、
   前記第１又は第２の基地局は、前記センター装置から前記パス作成要求メッセージを受信した際に、設定された受信モードに従い、マルチキャストパスまたはユニキャストパスを作成し、コンテンツデータを受信する
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のマルチキャスト配信システム。
9. 前記ユニキャスト配信部を、前記センター装置、又は、マルチキャスト配信プロトコルをサポートする前記第１のスイッチ、又は、マルチキャスト受信可能な前記第２の基地局に具備することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のマルチキャスト配信システム。
10. コンテンツの配信を行うセンター装置と、
    前記センター装置からのメッセージを代理で応答しマルチキャストグループに参加するためのユニキャスト配信部と、
    前記センター装置から受信したコンテンツデータをひとつまたは複数の基地局に配信するための複数の第１のスイッチと、
    前記ユニキャスト配信部を収容するマルチキャスト配信プロトコルをサポートする第２のスイッチと、
    いずれかの前記第１のスイッチから受信したコンテンツデータをひとつ又は複数の端末に配信する基地局と
    を備えたマルチキャスト配信システムを用いたマルチキャスト配信方法であって、
    前記基地局は、該基地局と前記センター装置間に存在する前記第１のスイッチがマルチキャスト配信プロトコルのサポート可否を検知する機能を有し、前記基地局と前記センター装置間に存在する前記第１のスイッチがマルチキャスト配信プロトコルをサポートしない場合にはユニキャスト受信を行う第１の基地局として動作し、前記基地局と前記センター装置間に存在する前記第１のスイッチがマルチキャスト配信プロトコルをサポートする場合にはマルチキャスト受信を行う第２の基地局として動作し、
    前記センター装置は、前記ユニキャスト配信部と、配信対象となる前記第１及び第２の基地局とにパス作成要求メッセージを送信し、
    前記第１の基地局は、前記パス作成要求メッセージを受信したら、前記ユニキャスト配信部に自身のアドレスを含むユニキャスト配信要求メッセージを送信し、
    前記ユニキャスト配信部は、前記ユニキャスト配信要求メッセージを受信したら、前記センター装置に応答メッセージを送信し、前記第２のスイッチにレポートを送信し、マルチキャスト配信グループに参加し、
    前記ユニキャスト配信部は、前記センター装置から受信した、マルチキャストで送信するコンテンツデータを含むマルチキャストパケットをユニキャストパケットに変換し、前記第１の基地局に送信する
    ことにより無線配信サービスを行うマルチキャスト配信方法。

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