(57)【要約】パケット無線データネットワークが開示される。そのネットワークは、少なくともゲートウェイノード（ＧＧＳＮ）とそのゲートウェイノードに接続された少なくとも１つの在圏ノード（ＳＧＳＮ）と、その在圏ノード（ＳＧＳＮ）に接続された複数の無線アクセスノード（ＲＡＮ）とを有しており、そのパケット無線ネットワークは、インターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）を含む外部のパケットデータネットワークからのパケットデータを無線アクセスノード（ＲＡＮ）に無線接続される移動局（ＭＳ）に転送する。与えられた移動局（ＭＳ）は、その移動局が特定のマルチキャストグループ（１）の内容を受信するのを望んでいることを示すメンバシップ・レポート・メッセージを発行する。その時、ゲートウェイノード（ＧＧＳＮ）は在圏ノード（ＳＧＳＮ）（２）に対して、マルチキャスト・コンテキスト・アクティベーション・メッセージを発行する。その在圏ノード（ＳＧＳＮ）は、無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）に、移動局が各マルチキャストグループ（３）に加入して、ゲートウェイノード（ＧＧＳＮ）（４）に対してマルチキャスト・アクティベーション応答を送信することを通知する。
2005506800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともゲートウェイノード（ＧＧＳＮ）と、前記ゲートウェイノードに接続された少なくとも１つの在圏ノード（ＳＧＳＮ）と、前記在圏ノード（ＳＧＳＮ）に接続された複数の無線アクセスノード（ＲＡＮ）とを有するパケット無線データネットワークにおいて、前記パケット無線ネットワークが、外部のパケットデータネットワークからのパケットデータを無線アクセスノード（ＲＡＮ）に無線接続される移動局（ＭＳ）に転送し、マルチキャストサービスを確立する方法であって、前記方法は、
移動局（ＭＳ）が、特定のマルチキャストグループ（１）の内容を受信するのを望んでいることを示すメンバシップ・レポート・メッセージを発行する工程と、
前記ゲートウェイノード（ＧＧＳＮ）が、前記メッセージを受信し、前記在圏ノード（ＳＧＳＮ）（２）に対して、マルチキャスト・コンテキスト・アクティベーション・メッセージを発行する工程と、
前記在圏ノード（ＳＧＳＮ）が、前記無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）に、前記移動局が各マルチキャストグループ（３）に加入していることを通知する工程と、
前記在圏ノード（ＳＧＳＮ）が、前記ゲートウェイノード（ＧＧＳＮ）（４）に対してマルチキャスト・アクティベーション応答を送信する工程と、
前記在圏ノード（ＳＧＳＮ）が、前記移動局に、前記無線アクセスベアラと、前記マルチキャストセション（５）についてのサービス品質とを通知する工程とを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
さらに、前記ゲートウェイノード（ＧＧＳＮ）は、前記移動局にマルチキャスト・レポート・メッセージを発行し、前記発行時には、前記移動局は前記要求されたマルチキャストセションに参加する準備が完了していることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも１つの在圏ノード（ＳＧＳＮ）と、前記在圏ノード（ＳＧＳＮ）に接続された複数の無線アクセスノード（ＲＡＮ）とを有するパケット無線データネットワークにおけるマルチキャストサービスを確立するゲートウェイノード（ＧＧＳＮ）であって、
前記少なくとも１つの在圏ノードに前記ゲートウェイノードが接続されており、
前記パケット無線ネットワークが、外部のパケットデータネットワークからのパケットデータを無線アクセスノード（ＲＡＮ）に無線接続される移動局（ＭＳ）に転送し、
これにより、前記ゲートウェイノード（ＧＧＳＮ）は、
移動局（ＭＳ）からのメンバシップ・レポート・メッセージの受信時に、前記ゲートウェイノード（ＧＧＳＮ）にマルチキャストグループについてのコンテキストがあるかどうかを調べ、
もし、マルチキャストグループが存在しないなら、前記ゲートウェイノード（ＧＧＳＮ）からマルチキャストソースに対する接続をセットアップし、
前記マルチキャストグループについて前記ゲートウェイノード（ＧＧＳＮ）にコンテキストを創成し、
前記移動局に前記マルチキャストグループを付加し、
マルチキャスト・コンテキスト・アクティベーション・メッセージを前記メンバシップ・レポート・メッセージが現れた前記在圏ノード（ＳＧＳＮ）に対して送信し、前記在圏ノード（ＳＧＳＮ）との接続をセットアップすることを特徴とするゲートウェイノード。
【請求項４】
続いて、各在圏ノード（ＳＧＳＮ）と前記移動局との間でマルチキャスト接続が確立されたことが通知され、
前記マルチキャストソースから前記移動局へのそのような接続が確立されたことを前記移動局に対して応答することを特徴とする請求項３に記載のゲートウェイノード。
【請求項５】
少なくともゲートウェイノード（ＧＧＳＮ）と、複数の無線アクセスノード（ＲＡＮ）とを有するパケット無線データネットワークにおけるマルチキャストサービスを確立する在圏ノード（ＳＧＳＮ）であって、
前記複数の無線アクセスノードに前記在圏ノードが接続されており、
前記パケット無線ネットワークが、外部のパケットデータネットワークからのパケットデータを無線アクセスノード（ＲＡＮ）に無線接続される移動局（ＭＳ）に転送し、
これにより、前記在圏ノード（ＳＧＳＮ）は、
ゲートウェイノード（ＧＧＳＮ）からのマルチキャスト・コンテキスト・アクティベーションの受信時に、問題となる前記移動局のコンテキストを各マルチキャストグループとともに拡張し、
もし、マルチキャストグループが前記在圏ノード（ＳＧＳＮ）に既に存在していないなら、前記マルチキャストグループについてのコンテキストを創成し、
前記移動局（ＭＳ）にマルチキャスト（ＭＣ）グループのコンテキストを付加し、
前記ＲＡＮに、前記移動局が前記マルチキャストグループへの加入を望んでいることを通知することを特徴とする在圏ノード。
【請求項６】
もし、前記マルチキャストグループについての接続が、前記ゲートウェイノード（ＧＧＳＮ）と問題となる前記在圏ノード（ＳＧＳＮ）との間に既に存在しないなら、そのような接続を創成することを特徴とする請求項５に記載の在圏ノード。
【請求項７】
続いて、前記ゲートウェイノード（ＧＧＳＮ）からの前記マルチキャスト・コンテキスト・アクティベーション要求に確認応答することを特徴とする請求項６に記載の在圏ノード。
【請求項８】
前記移動局からのメンバシップ・レポート・メッセージは、ＩＧＭＰ・メンバシップ・レポート・メッセージであることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項９】
前記移動局からのメンバシップ・レポート・メッセージは、ＭＬＤリスナ・レポート・メッセージであることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項１０】
前記接続は、ＧＴＰトンネルで形成されることを特徴とする請求項１、２、８、及び９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記接続は、ＩＰマルチキャストアドレスへのメンバシップに基づくものであることを特徴とする請求項１、２、及び８のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
少なくともゲートウェイノード（ＧＧＳＮ）と、前記ゲートウェイノードに接続された少なくとも１つの在圏ノード（ＳＧＳＮ）と、前記在圏ノード（ＳＧＳＮ）に接続された複数の無線アクセスノード（ＲＡＮ）とを有するパケット無線データネットワークにおいて、マルチキャストサービスを確立する移動局であって、
前記パケット無線ネットワークが、外部のパケットデータネットワークからのパケットデータを無線アクセスノード（ＲＡＮ）に無線接続される移動局（ＭＳ）に転送し、
これにより、移動局（ＭＳ）は、ＰＤＰコンテキスト手順を開始するのに続いて、前記ゲートウェイノードに、ＩＧＭＰ或いはＭＬＤのようなメンバシップ・レポートを発行することにより、特定のマルチキャストサービスについて関心をもつことを通知し、
前記通信時、通知コンテキスト更新とマルチキャストレポート応答とを受信し、
前記マルチキャストの通信セションに従事することを特徴とする移動局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動体ネットワークについてのマルチキャストサービスに関する。本発明はまた、そのようなマルチキャストサービスを可能にする移動体ネットワークにおけるシステム構成要素に関する。特に、本発明は、ＧＰＲＳネットワークにおけるマルチキャストに関する。
【背景技術】
【０００２】
既に知られているように、ユニキャストはポイント−ツウ−ポイント配信であり、これにより、データの１つのストリームは、所与の受信者とデータソースとを接続する各リンク上に、受信者毎に存在する。
【０００３】
マルチキャストはソースが複数の特定受信者にメッセージを送信することを許すサービスである。マルチキャストという考えには、理想的には、そのメッセージのただ１つのコピーがネットワークの何らかのリンクを通過し、経路が分岐する場所だけでそのメッセージの複数のコピーがなされることを意味している。ネットワークの観点からすれば、マルチキャストは、データがネットワークの適切な地点で複製されるので、全体的なバンド幅の消費を劇的に削減する。
【０００４】
受信者は、トラフィックがネットワークのインフラストラクチュアによりグループの全メンバに配信される対応マルチキャストルータに通知することで特定のマルチキャストセションに加入する。その送信は、１つのユーザから多数のユーザへの、所謂１対Ｎのマルチキャスト、或いは多数のユーザが多数のユーザに情報を送信する、所謂Ｎ対Ｎのマルチキャストにより実行される。
【０００５】
複数のノードが共通の通信媒体を共用するＣＳＭＡ（キャリアセンスマルチプルアクセス）を利用する典型的なローカルエリアネットワークＬＡＮにとって、マルチキャストをサポートするのは容易である。特別にアドレスされたパケットが多数のホストによりその通信媒体で読み出される。例えば、イーサネットは、ユニキャストアドレス、マルチキャストアドレス、及びネットワーク同報アドレスをサポートする。
【０００６】
しかしながら、マルチキャスト能力をネットワーク間へと拡張することは、そのデータの転送方法を動的に解決するためにネットワークの端部でのルータの導入につながる。ここで、データはデータパケットを指し、それはＩＰレイヤで確立される。転送の方法は、そのデータのヘッダに含まれるアドレスとルータにより管理されるルーティングテーブルから推測される。
【０００７】
インターネットプロトコルＩＰマルチキャストを用いる場合、受信者は送信者が誰でどこにいるのかを知る必要はなく、送信者は受信者が誰であるのかを知る必要はない。送信者も受信者もそのネットワークが配信を最適化するので、ネットワークの接続形態（トポロジー）について気にする必要はない。ＩＰマルチキャストを介した情報の分配は、例えば、ツリーのような、ホストの階層構造の接続を基本にして実行される。いくつかのアルゴリズムが、例えば、スパニングツリー（spanning tree）、シェアードツリー（shared-tree）、ソースベースドツリー（source-based tree）、コアベースドツリー（core-based tree）のようなマルチキャスト分配ツリーを構築するのに提案されている。これらに対応するアルゴリズムの説明は非特許文献１に見出すことができる。その分配ツリーの確立後、情報の分配がＩＰマルチキャストルーティングプロトコルによりなされる。
【０００８】
特定のＩＰマルチキャストアドレスは、与えられたデータが、通常のＩＰアドレスをもつ場合のように、個々の受信者のアドレスよりはむしろマルチキャストグループに属していることを意味している。マルチキャストアドレスをマルチキャストグループに割り当てるには数多くの可能性がある。与えられたマルチキャストルータのタスクは、あて先アドレスを符号化して、そのルーティングテーブルの情報に従ってマルチキャストデータをルーティングすることである。
【０００９】
ＩＰマルチキャストに関しては、マルチキャストセショングループのメンバシップというものは動的でも良い。即ち、ホストはいつでもグループに加入し、そのグループを離脱しても良いのである。それ故に、マルチキャストルータは他のホストやルータのどれが与えられたマルチキャストグループの現在のメンバであるのかについての情報を更新する必要がある。
【００１０】
インターネットグループ管理プロトコルＩＧＭＰは、ＩＰマルチキャストデータのドメイン間のルーティングを許すプロトコルである。マルチキャストルータはＩＧＭＰを用いてどのマルチキャストグループが接続された物理的なネットワーク各々についてのメンバであるのかを学習する。ＩＧＭＰにより、グループの終了がそのルーティングプロトコルに即座にレポートされることが可能になる。それは、広いバンド幅のマルチキャストグループとすぐにグループのメンバシップが変化してしまうサブネットにとって重要なことである。
【００１１】
ＩＧＭＰによれば、マルチキャストルータは定期的に一般的な照会（General Query）を全てのシステムマルチキャストグループ（２２４．０．０．１）（アドレス）に送信して他のマルチキャストルータがそのセグメントに存在するのかどうかを判断する。１つの機構が、ただ１つのマルチキャストルータが与えられたセグメントで照会を行う（Querying）マルチキャストルータの状態をとることを保証している。その照会を行うルータはグループ特有の照会（Group Specific Queries）を発行する。その応答として、ホストは、そのホストがその照会を行ったルータに対して特定のマルチキャストグループのメンバであるかどうかを通知するメンバシップレポート（Membership Report）を送信する。これに対して、ルータはレポート（Report）を受信するとき、レポートを受けたグループに、そのレポートを受信しメンバシップについてのタイマを設定するネットワーク上のマルチキャストグループメンバシップのリストを付加する。ホストがマルチキャストグループに加入するとき、すぐに要求はされていないがメンバシップレポートを送信する。ＩＧＭＰはネットワークワーキンググループＲＦＣ２２３６でその仕様が規定されている。
【００１２】
マルチキャスト・リスナ・ディスカバリＭＬＤは、ＩＰｖ６（インターネットプロトコルバージョン６）の使用を許すＩＧＭＰに替わるプロトコルである。ＭＬＤにおいて、マルチキャスト・リスナ・レポート・メッセージは、ＩＧＭＰのメンバシップレポートに対応している。さらにその上、ＭＬＤによれば、メッセージ、マルチキャスト・リスナ・ダン（Multicast Listener Done）は、メンバシップレポートに対応する。ＭＬＤはネットワークワーキンググループＲＦＣ２７１０でその仕様が規定されている。
【００１３】
現在のところ、パケットデータ移動体システムにおけるマルチキャストサービスの導入とサポートに関して、第３世代パートナーシッププロジェクト、３ＧＰＰ内での活動がある。
【００１４】
公知のＧＰＲＳとＵＭＴＳネットワークによれば、移動体が終端となるダウンリンクのトラフィックは、ポイント−ツウ−ポイントのトラフィックだけを扱うように設計されたアイデンティティを用いてルーティングされる。
【００１５】
既に公知のように、ユニキャストの転送を実行するために、移動度管理（ＭＭ）コンテキストと名付けられたデータ構造が移動局とＳＧＳＮに存在する。さらにその上、例えば、移動局がインターネットサービスプロバイダとのＩＰセションに参加することを許可するＩＰアドレスを有しているパケットデータプロトコル（ＰＤＰ）コンテキストが、移動局と、ＳＧＳＮと、ＧＧＳＮとに存在する。
【００１６】
ＧＳＭとＵＭＴＳにおけるＧＰＲＳについての技術的な背景は、次の非特許文献２と非特許文献３とでカバーされている。
【非特許文献１】
ＩＰ電話：パケットベースのマルチメディア通信システム（IP telephony: Packet-based multimedia communication systems）オー．ヘルセント（O. Hersent）、ディー．グール（D. Gurle）、ディー．ペティト（D. Petit）、アディソン−ウェスリー（Addison-Wesley）、ハーロー（Harlow）、２０００年
【非特許文献２】
３ＧＰＰ TS 03.60 V7.5.0 （2000-01）第３世代パートナーシッププロジェクト；技術仕様グループサービスとシステムの特徴、デジタルセルラ通信システム（フェイズ２＋）、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）、サービスの説明、ステージ２（１９９８年リリース）
【非特許文献３】
３ＧＰＰ TS 23.060 V3.6.0 （2001-01）第３世代パートナーシッププロジェクト；技術仕様グループサービスとシステムの特徴、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）、サービスの説明、ステージ２（１９９９年リリース）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は汎用パケット無線ネットワーク、より具体的には、Ｇｎ、Ｇｐ、及びＩｕ−ＰＳインタフェースが示されている３ＧＰＰ仕様に従うＧＰＲＳネットワークの部分におけるより効率的なマルチキャスト送信を達成する。
【００１８】
本発明の第１の目的は、資源が有効に用いられるように移動体ネットワークにマルチキャストサービスの導入を可能にすることである。即ち、最低限のバンド幅を利用しながら、多くのグループの受信機に対して情報を同時に送信するのである。
【００１９】
この目的は、請求項１により定義される方法により達成される。
【００２０】
本発明の別の目的は、パケット無線データネットワークにおけるマルチキャストメッセージングを得るためにゲートウェイノードを導入することである。
【００２１】
この目的は、請求項３の主題により達成される。
【００２２】
さらに別の目的は、パケット無線データネットワークにおけるマルチキャストを得るために在圏ノードを導入することである。
【００２３】
この目的は、請求項５の主題により達成される。
【００２４】
さらに別の目的は、パケット無線データネットワークにおけるマルチキャストサービスを確立する移動局を明らかにすることである。
【００２５】
この目的は、請求項１２の主題により達成される。
【００２６】
さらに利点などについては、次に示す本発明の詳細な説明と添付図面とからに明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明はいくつかのユーザが無線ネットワーク、特に、ＧＰＲＳネットワークにおけるマルチキャスト送信を聴取するのを可能にするものである。この概念は、次の特性をもつアプリケーションレベルのマルチキャストセションを有するものである。
【００２８】
その送信は単信方式の単方向性のものであり、１つのソースから１つ以上の地理的な場所に位置する多数のエンドユーザに送信される。１つのソースと多数のエンドユーザがいる。そのユーザはそのサービスに対して登録を行い、その端末が、いくつかのユーザが共用できるマルチキャスト・コンテキストと名付けられたデータ構造を介してその送信を聴取するのに必要な情報を取得しなければならない。マルチキャスト・コンテキストは、与えられたセションに関与する移動局についての種々のパラメータ或いはデータに関し、例えば、マルチキャストグループアドレス、使用ＡＰＮ、ＱｏＳについてのデータを有している。
【００２９】
マルチキャスト・コンテキストは、ＭＭコンテキストやＰＳＰコンテキストとは異なり、特定の移動局ではなく、特定のマルチキャストグループと関連するデータ構造である。ノードによりサービスを受ける領域においてマルチキャストグループに関して少なくとも１つのメンバがあるとき、マルチキャスト・コンテキストは与えられたノードにおいて創成される。
【００３０】
マルチキャスト・コンテキストは、マルチキャストグループの現在のメンバのリストを含んでいる。そのリストは各メンバのＰＤＰコンテキストを指示している。その複数のメンバのＰＤＰコンテキストから、それらのメンバの現在の位置を見出すことができる。
【００３１】
そのマルチキャスト・コンテキストから、ＳＧＳＮとＧＧＳＮとはルーティングテーブルを得、そのテーブルによりマルチキャストデータパケットを所望の場所に転送したり、その複製を作ることを実行することが可能になる。これにより、多数の移動局は同じストリームからマルチキャスト・コンテキストを受信することができる。
【００３２】
マルチキャストグループのメンバが付加されたり、取り除かれたり、或いは場所を変えたりするときにはいつでも、ルーティングテーブルのエントリが付加されるのか、或いは除去されるのかがチェックされる。
【００３３】
ユーザにはあるマルチキャスト送信の存在が、例えば、ウェブページを介してある領域における利用可能なサービスに関するアクティブサーチにより、或いは、例えば、ＳＭＳやプッシュサービスを介してそのサービスについての情報を取得することにより、通知されても良い。
【００３４】
動的なマルチキャストツリー
図１において、ＧＰＲＳネットワークに関する代表的な図が示され、これにより、本発明の第１の実施例に従うマルチキャストが示される。その与えられた例において、数多くの移動局Ｍ１〜Ｍ１０が数多くの基地局に無線接続されている。それらの基地局は無線アクセスノード（ＲＡＮ１〜ＲＡＮ５）として図示されている。それらのＲＡＮは、各在圏ＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ１，ＳＧＳＮ２）に結合され、それらはまたゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）に結合されている。マルチキャストソース（ＭＣＳ）はＧＧＳＮに結合され、例えば、ストリーミングビデオやオーディオのような、種々のマルチキャストサービスを配信する。インターネットサービスプロバイダはマルチキャストソースを取り込んでも良いが、そのマルチキャストソースはまた、ゲートウェイＧＰＲＳサポートノードとともに常駐しても良い。
【００３５】
パケットストリームは、ルーティングテーブルにより、ＧＧＳＮ、ＳＧＳＮ１とＳＧＳＮ２、及びＲＡＮ１〜ＲＡＮ５という経路を辿る。ルーティングテーブルの抄録はこの例には示されている。即ち、ＲＡＮ１に関するルーティングテーブルＲＴＲ１０、ＲＡＮ２に関するＲＴＲ２０、ＲＡＮ３に関するＲＴＲ３０、及びＳＧＳＮ１に関するＲＴＳ１０である。
【００３６】
この例では、移動局Ｍ１、Ｍ４、及びＭ７はマルチキャストグループＭＧ７のマルチキャストサービスを受信することを望んでいる。さらにその上、移動局Ｍ３とＭ９とはマルチキャストグループＭＧ８のマルチキャストサービスを受信することを望んでいる。
【００３７】
なお、現実のシステムでは、より多くの数の移動局が通常は存在する。さらにその上、ずっと多くのサービスが要求され、より多くのＱｏＳクラスが個々のマルチキャストグループとして、或いは、品質のレイヤ化によって備えられる。しかしながら、例示を目的とするために、上述のような簡単な例が選ばれている。
【００３８】
本発明の第１の実施例によれば、ＧＰＲＳトンネルプロトコル（ＧＴＰ）がマルチキャストの接続性を可能にしている。ＧＴＰトンネルは２方向の、ポイント−ツウ−ポイントの経路である。パケット或いはＩＰパケットのストリームをトンネル特有のヘッダでカプセル化することにより、データはトンネルの終端地点へと潜り抜けてゆく。次のところでは、“マルチキャストトンネル”という用語は、マルチキャストコンテンツ、即ち、潜在的には複数の終端地点により受信できる或いは受信されるであろうコンテンツのＩＰストリームを搬送するのに適合したＧＴＰトンネルに言及するために用いられる。
【００３９】
代表的な例の図１によれば、ＧＴＰＴ７で示されている第１のマルチキャストＧＴＰトンネルのセットがＧＧＳＮ１とＳＧＳＮ１との間と、ＳＧＳＮ１とＲＡＮ１との間とともに、ＳＧＳＮ１とＲＡＮ３との間にセットアップされる。ＧＴＰトンネルはデータストリームを適当なヘッダでカプセル化するのに対応する。
【００４０】
マルチキャストトンネルＧＴＰ７は、マルチキャストグループ７、つまりＭＧ７に関係したＩＰパケットストリームをＧＧＳＮ１からＳＧＳＮ１に搬送し、そこからＲＡＮ１とＲＡＮ３へと夫々キャスティングする。このため、そのデータストリームはＳＧＳＮ１のアドレスを有するヘッダでカプセル化されており、次にＲＡＮ１とＲＡＮ３とに対応する新しいヘッダが付加される。
【００４１】
上述のことと類似して、ストリームＩＰＳＴＲ８を搬送するトンネルＧＴＰＴ８が、マルチキャストグループＭＧ８のメンバである移動局Ｍ３とＭ９とに送信される。ＩＰストリームＩＰＳＴＲ８を搬送するトンネルＧＴＰＴ８はＧＧＳＮ１で複製が作られ、ＳＧＳＮ１とＳＧＳＮ２へ送信される。
【００４２】
ルーティングテーブルＲＴＲ１０、ＲＴＲ２０、及びＲＴＲ３０は種々のストリームが与えられたマルチキャストグループに加入する各移動局だけに提供されることを保証している。
【００４３】
なお、ＧＧＳＮとＳＧＳＮとがトンネルのコンテンツ（パケット）を検証しないが、ＳＧＳＮが各エンティティのルーティングテーブルに従ってトンネルをリダイレクトするのである。
【００４４】
それ故に、上述のマルチキャストトラフィックを可能にするＰＤＰタイプのマルチポイントサービスが明らかにされたのである。
【００４５】
静的なマルチキャストツリー
上述の動的なマルチキャストツリーの代替として、マルチキャストコンテンツを搬送するＧＴＰトンネルはまた、ＧＰＲＳネットワークにおける数多くの所定のノードに対して利用可能とされるように前もって構成されても良い。所定のノードは与えられた地域的な領域に対応している。図２には、そのような静的なマルチキャストツリーが示されており、これにより、マルチキャストグループＭＧ７とＭＧ８とに対応するマルチキャストコンテンツがＧＴＰトンネルを介して、ＲＡＮ１、ＲＡＮ２、及びＲＡＮ３に対して配信される。それ故に、これらのサービスへの加入は、上述の無線アクセスネットワークに対応したセルにある端末に対して利用可能であるだけであろう。
【００４６】
そのようなサービスは、局地的な広告、或いは、交通情報、或いは、例えば、スポーツ競技場のような特定の開催地で発生する局地的なイベントに関する情報のような地理的な指向性のあるコンテンツに対しては適切であろう。
【００４７】
静的なマルチキャストツリーが用いられる場合、ＳＧＳＮとＲＡＮとの内の少なくともいずれかは、もし、対応するマルチキャストグループに対してクライアントが登録されなければ、そのマルチキャストデータを無視しなければならない。
【００４８】
コアネットワークにおけるＩＰマルチキャスト
上述のようなマルチキャストＧＴＰトンネルを用いる代わりに、ＧＧＳＮとＳＧＳＮとの間のＩＰ転送ネットワークのＩＰマルチキャスト能力を利用することができ、これにより、より低位のレベルのノードがより高位のレベルのノードに登録し（例えば、ＳＧＳＮがＧＧＳＮに登録する）、そして、データがＩＰマルチキャストにより配信される。このようにして、マルチキャストツリーの接続は、ＩＰマルチキャストアドレスへのメンバシップに基づくものとなる。
【００４９】
これはオプション的な機能追加であり、それはさらにマルチキャストデータの送信を最適化できる。上述のオプションにより、動的な、そして、前もって構成されるマルチキャスト配信ツリーを考慮する。
【００５０】
サービスのアクティベーション
本発明によれば、移動局のマルチキャストアプリケーションはＩＰマルチキャストを用いており、それ故に、移動局がマルチキャストグループに加わることを望むときには、ＩＧＭＰ（インターネットグループ管理プロトコル、ＲＦＣ２２３６）メンバシップレポートメッセージ（Ｉｐｖ６の場合には、ＭＬＤ、マルチキャストリスナレポート、ＲＦＣ２７１０）を送信する。このメッセージはＧＧＳＮで受信される。
【００５１】
もし必要なら、ＧＧＳＮは適当な（マルチキャストルーティング）プロトコルをもつマルチキャストソースのマルチキャスト配信ツリーに装着する。移動局からのメッセージの情報とマルチキャストソースからの情報とに基づいて、ＧＧＳＮは移動局についてのコンテキストについてのサービスパラメータの品質を更新し、そして、もし必要なら、マルチキャストツリーを更新することができる。
【００５２】
マルチキャストサービスは、例えば、コンテンツプロバイダにより、直接的に数多くのＧＧＳＮに或いはＩＰマルチキャストを介して提供される。ユーザは、例えば、ウェブページを介してある領域において利用可能なサービスに対するアクティブサーチにより、或いは、例えばＳＭＳを介したサービスや例えばセション・アナウンスメント・プロトコル（ＳＡＰ）を介したプッシュサービスについての情報を取得することにより、ある送信の存在が通知される。
【００５３】
エンドユーザには、例えば、プッシュサービスやウェブサーフィンを介してマルチキャスト送信が通知される。
【００５４】
マルチキャストセションを確立する手順について、図３を参照してさらに説明する。
【００５５】
その手順が開始される前に、移動局はＩＰについてのＰＤＰコンテキストを確立する必要がある。
【００５６】
１．移動局はＧＧＳＮに特定のマルチキャストサービスについて関心があることを通知する。その移動局は、ＩＧＭＰ或いはＩｐｖ６であればＭＬＤのようなメンバシップレポートメッセージを発行する。そのメッセージは所望のサービス品質についての情報を含んでいても良いし、含んでいなくとも良い。
【００５７】
２．ＧＧＳＮは移動局からの要求を正当なものとし、もし必要であれば、要求されたマルチキャストサービスについて登録を行う。
【００５８】
ＧＧＳＮは、サービス品質を決定し、ソースと運用者の設定と移動局との内の少なくともいずれかからの情報に基づいたマルチキャストグループの配信のために用いても良い。
【００５９】
ＧＧＳＮはマルチキャスト・コンテキスト・アクティベーション・メッセージをＳＧＳＮに送信する。そのメッセージには、ユーザのアイデンティティと、マルチキャストグループのアドレスと、及びその与えられたマルチキャストグループのために用いられるべきサービス品質とを含んでいる。オプション的には、ＧＧＳＮは、もしそのＳＧＳＮがマルチキャスト情報を処理する能力をもっていないなら、ＭＳに対してポイント−ツウ−ポイントリンクを用いる。
【００６０】
ＧＧＳＮが開始したＰＤＰコンテキストの変形の手順に続いて、更新ＰＤＰコンテキスト要求シグナリングメッセージがこのために用いられる。
【００６１】
３．ＳＧＳＮは無線アクセスネットワークに移動局がこのマルチキャストグループに加入していることを通知し、正しい無線アクセスベアラが与えられたマルチキャストセションに対してセットアップされる。
【００６２】
このシグナリングメッセージは、マルチキャストツリーのこの部分に、既に聴取を行っている移動局、或いは与えられたマルチキャストグループのメンバである移動局があるかどうかに依存している。もし、別の移動局が与えられたマルチキャストグループを既に聴取しているなら、そのマルチキャストツリーのリンク（ＧＴＰトンネル或いはＩＰマルチキャスト接続）が既にこのマルチキャストグループに対してここで接続されているかもしれない。
【００６３】
そのツリーのリンクが確立されていないなら、所望のリンクがＳＧＳＮとＲＡＮとの間のマルチキャストのツリーに付加される。
【００６４】
４．ＳＧＳＮは、マルチキャストグループとそのサービス品質と使用されるＡＰＮとをもつ移動局についてのコンテキストを更新する。
【００６５】
無線アクセスネットワークがどのマルチキャスト無線ベアラもサポートしない場合は、このメッセージは送信されない。ＳＧＳＮはパケットの複製を実行し、以前に確立されたポイント−ツウ−ポイントアクセスベアラを用いてパケットを転送する。
【００６６】
ＳＧＳＮはＧＧＳＮに応答し、これにより、ＳＧＳＮはもし未だ一部になっていないなら、マルチキャストツリーの一部になる。
【００６７】
５．ＳＧＳＮは移動局にその無線アクセスベアラとそのマルチキャストセションのために定義されたサービス品質とを通知する。
【００６８】
ＧＧＳＮで開始されたＰＤＰコンテキスト変形手順はこの目的のために用いられる。この場合、モディファイＰＤＰコンテキスト要求信号が用いられる。
【００６９】
移動局がどのマルチキャスト無線アクセスベアラもサポートしていない場合には、そのＳＧＳＮはパケット複製を実行し、既に確立されたポイント−ツウ−ポイント無線アクセスベアラを用いてパケットを転送する。この場合、ＳＧＳＮは明瞭には移動局に通知しない。
【００７０】
６．ＧＧＳＮは、新しいＩＧＭＰ応答メッセージ、或いはＩｐｖ６であればＭＬＤメッセージを用いて移動局に応答を送信しても良い。
【００７１】
７．ＭＳは今や、マルチキャスト通信セションに参加することができる。
【００７２】
移動性
移動局が移動し、新しいルーティング領域に入るとき、ルーティング領域更新手順が続く。古いＳＧＳＮから新しいＳＧＳＮへのＳＧＳＮコンテキスト応答におけるコンテキストにはマルチキャスト拡張を含んでいる。しかしながら、移動局がＳＧＳＮを変更するとき、ＧＧＳＮとＳＧＳＮとの間のＧＴＰマルチキャストトンネルのセットアップと除去とは、与えられたマルチキャストグループに対してアクティブコンテキストがあるかどうかに依存している。もし、古いＳＧＳＮに与えられたマルチキャストグループに対する他のリスナが残っていないなら、そのマルチキャストツリーに対するコンテキストとそのリンクとを取り除く。もし、新しいＳＧＳＮがこのマルチキャストグループについての以前のコンテキストをもっていないなら、そのマルチキャストツリーに装着する必要がある。
【００７３】
ＧＰＲＳネットワークにおけるマルチキャストサービスのＱｏＳ
ＧＧＳＮはソースから直接に或いは間接にマルチキャストサービスのためのＱｏＳパラメータについての情報を受信しても良い。その情報は要求があるときでも、或いはないときでも受信できる。この情報と、たぶんその要求されたＱｏＳについて移動局からの情報とにも基づいて、ＧＧＳＮは１つ或いはそれ以上の異なるマルチキャストツリーをセットアップして、異なるレベルの要求と能力とがある移動局に対してサービスを行うことができる。ＧＧＳＮが多数のＱｏＳマルチキャストグループが使用されるべきであることを決定する場合には、個々のユーザに彼らが属するマルチキャストグループについて、新しいマルチキャストグループアドレスを彼らに送信することにより通知する。この情報は、ＩＧＭＰ応答メッセージ或いは専用メッセージで提供される。ＧＧＳＮは、異なるＱｏＳベアラをもつＰＬＭＮにおける異なるＱｏＳのマルチキャストグループへのマルチキャストデータを複製する任務がある。
【００７４】
多数の“マルチキャスト・コンテキスト・アクティベーション”は、多数のＱｏＳマルチキャストグループの場合にはＧＧＳＮにより引き起こされる。
【００７５】
コアネットワーク（ＣＮ）における汎用機能性
図４と図５には、ＧＧＳＮとＳＧＳＮの機能性がさらに図示されている。図４と図５とにおけるステップは、図３におけるハンドシェイクの図におけるのと同じ事象を参照している。
【００７６】
ステップ１の下では、ＩＧＭＰ或いはＭＬＤメンバシップレポートは移動局ＭＳから受信される。
【００７７】
マルチキャストグループについてＧＧＳＮにマルチキャストコンテキストがないなら（ステップ１ａ）、そのＧＧＳＮはＭＣグループを検証し、ＭＣソース（ＭＣＳ）に対する接続を、即ち、トンネルが用いられるならＧＴＰトンネルをセットアップして、用いられるＱｏＳレベルを決定する（ステップ１ｂ）。
【００７８】
さらにその上マルチキャストコンテキストがＭＣグループに対して創成される（ステップ１ｃ）。
【００７９】
その答えが“ｙｅｓ”であるならステップ１ａに続いて、或いは、ステップ１ｃに続いて、問題となっている移動局にＭＣグループコンテキストが付加される（ステップ１ｄ）。
【００８０】
ステップ２に従えば、ＧＧＳＮはＭＣコンテキスト・アクティベーションをＳＧＳＮに発行し、問題となっているＳＧＳＮへのＧＧＳＮからの接続、例えば、図１と図２に示されたようなマルチキャストコンテンツについてのＧＴＰトンネルをセットアップする。
【００８１】
ＳＧＳＮがＧＧＳＮからのＭＣコンテキスト・アクティベーション・メッセージを受信するとき（ステップ２）、ＳＧＳＮは問題となっている移動局のコンテキストを各々のマルチキャストグループとともに拡張する（ステップ２ａ）。もし、マルチキャストグループが未だＳＧＳＮ上に存在しないなら（ステップ２ｂ）、ＳＧＳＮはマルチキャストグループについてのコンテキストを創成する（ステップ２ｃ）。
【００８２】
マルチキャストコンテキストがＳＧＳＮにＭＣグループに対して存在するとき、移動局ＭＳにはＭＣグループコンテキストが付加される（ステップ２ｄ）。
【００８３】
次に、ＲＡＮには移動局がＭＣグループに加入することを望んでおり、応答を待ち合わせていることが通知される（ステップ３）。
【００８４】
ＧＴＰトンネルが図１と図２の下で説明されたように用いられる場合、そして、ＧＧＳＮとＳＧＳＮとの間にＭＣグループについてのＧＴＰトンネルが存在しないなら（ステップ３ａ）、そのようなトンネルが創成される（ステップ３ｂ）。
【００８５】
その後、ステップ４では、ＧＧＳＮはＳＧＳＮに対して、ＭＣコンテキスト・アクティベーション要求を確認応答する。
【００８６】
ステップ５では、ＳＧＳＮは移動局にコンテキスト更新を通知する。無線ベアラＲＡＢやそのセションについてのＱｏＳのようなパラメータは移動局に搬送される。
【００８７】
最後に、ステップ６では、ＩＧＭＰ応答、或いはそれに相当するＭＬＤメッセージがＧＧＳＮから移動局に対して発行される。
【００８８】
マルチキャストサービス加入データはＨＬＲ／ＨＳＳ（３Ｇ）に存在しても良い。このデータは次のもの、即ち、ＡＰＮ、ユニークな識別子、暗号化復号化キー、必要なＱｏＳ（ビット率）、課金情報などを含むことができる。
【００８９】
ＲＡＮノードは、都合良く、少なくとも１つのアクティブユーザがセルに存在するなら、セル当たり、送信がなされるようなレベルにまで、マルチキャストについてのコンテキスト拡張に気づくべきである。
【００９０】
マルチキャストトンネル解放
マルチポイントＰＤＰコンテキストがディアクティベートされるとき（例えば、３ＧＰＰ  ＴＳ  ２３．０６０を参照）、或いはそのホストがマルチキャストグループを離脱するとき（例えば、ＩＧＭＰリーブメッセージ）、ＳＧＳＮはそのホストがＭＣグループの最後のメンバであるかどうかを調べる。
【００９１】
もし、他のメンバがそのＭＣグループについて存在するなら、ＳＧＳＮはＧＧＳＮに１つのメンバがＭＣグループからの登録を抹消したことを通知する。ＧＧＳＮに格納されたデータに依存して、ＳＧＳＮはホストｉｄか、或いはＭＣグループについてのカウンタ値が減少することになるというメッセージだけを送信する。
【００９２】
もし、メンバがもはや存在しないなら、ＳＧＳＮはＧＧＳＮに対するトンネルを解放する。なお、そのトンネルは、もし前もって構成された多重化トンネルが用いられるなら、将来の使用のために残しておいても良い。オプション的には、タイマが用いられてある一定時間の無活動の後に、トンネルを解放しても良い。
【００９３】
本発明の利点
本発明は無線ネットワークにおいて不足し貴重なネットワーク資源の効率的な利用を提供するものである。
【００９４】
Ｇｎ、Ｇｐ、Ｉｕ−ＰＳインタフェースにおける効率的な送信は、各リンクにおいてパケットのただ単一の複製だけを送信することで達成される。これにより、同じマルチキャストグループに関する多数のクライアントが同じ或いは異なるＳＧＳＮに位置するときには、必要とされる全体的な送信資源を削減し、輻輳防止、負荷バランスアルゴリズムなどの必要性を限定している。なお、これは、情報の多層化、例えば、ＭＰＥＧ−４で特定されるような多数のメディア或いは多数の適合レイヤが、背景技術の項で説明したように用いられるので、異質な加入者機器或いはアクセスネットワークをもつシナリオにも適用できる。
【００９５】
別の利点は、例えば、ストリーミングサーバのようなコンテンツプロバイダの負荷軽減である。なぜなら、そのコンテンツは全てのマルチキャストグループに対して一度だけ送信される必要があるだけだからである。
【００９６】
本発明に従うマルチポイント送信は、移動体システムの空中インタフェース、特に、資源が限られている状態、例えば、同じ移動局通信セルに存在する幾百ものユーザが同じ送信を受信するときに、特に、利点がある。
【００９７】
本発明に従う移動体マルチキャストセションについては多くのアプリケーションが考えられる。フットボール競技場での観客に最新のゴールのリプレイを送信するなどは、その一例である。ある地理的な領域内での交通情報と、ストリーミングビデオのようなコマーシャルは別のアプリケーションの例であり、それらは無線アクセスには興味深いものである。
【００９８】
用語と略号
ＡＰＮ      アクセスポイント名
ＣＮ        コアネットワーク
ＧＧＳＮ    ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード
ＧＰＲＳ    汎用パケット無線サービス
ＧＴＰ      ＧＰＲＳトンネリングプロトコル
ＨＬＲ      ホームロケーションレジスタ
ＩＧＭＰ    インターネットグループ管理プロトコル
Ｌ２ＴＰ    レイヤ２トンネリングプロトコル
ＭＣ        マルチキャスト
ＭＬＤ      マルチキャスト・リスナ・ディスカバリ
ＭＳ        移動局
ＰＤＰ      パケットデータプロトコル
ＰＬＭＮ    公衆陸上移動通信網
ＰＳ        パケット交換
ＱｏＳ      サービス品質
ＲＡＮ      無線アクセスネットワーク
ＲＦＣ      コメント要求（Request For Comments）
ＲＴＳＰ    リアルタイム・ストリーミング・プロトコル
ＳＧＳＮ    在圏ＧＰＲＳサポートノード
ＳＩＰ      セション開始プロトコル
ＴＥ        端末機器
ＴＥＩＤ    トンネルエンドポイントＩＤ
ＴＩＤ      トンネル識別子
ＵＣ        ユニキャスト
ＵＭＴＳ    地球規模移動体通信サービス
ＷＡＰ      無線アプリケーションプロトコル
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の第１の実施例に従う代表的なＧＰＲＳ通信ネットワークに従うマルチキャストパケットの流れを示す図である。
【図２】本発明の第２の実施例に従う代表的なＧＰＲＳ通信ネットワークに従うマルチキャストパケットの流れを示す図である。
【図３】本発明の好適な実施例に従うマルチポイントセションのアクティベーションについての好適な手順を図式的に示す図である。
【図４】本発明に従うＧＧＳＮのついてのフローチャートである。
【図５】本発明に従うＳＧＳＮのついてのフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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