(57)【要約】【課題】インターネットプロトコルを使用する無線通信システムにおけるデータパケット伝送のための方法および装置【解決手段】放送伝送をサポートする無線伝送システムにおけるデータパケット伝送の方法および装置。伝送ノードで認識されたトリガは、放送伝送と伝送路の結果として得られる設定とを開始する。それから終了トリガは、伝送ノードが放送伝送を希望しているユーザにサービスしていないことを示しており、それに応じて伝送路は閉鎖される。一実施形態ではグループコールといったマルチキャストコールは、アクティブユーザの数といった予め決められた基準に基づいてユニキャストチャネルまたはマルチキャストチャネルを経由してアクティブユーザに送信できる。
2005534202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放送源ノードと少なくとも一つの放送伝送ノードとを有する、放送伝送をサポートする無線通信システムにおいて、
放送伝送ノードにおいて放送トリガを認識し、
前記放送源ノードから前記放送伝送ノードへの放送伝送路を確立し、
前記放送伝送路を介して前記放送伝送ノードに放送メッセージを送り、そして
前記放送メッセージを前記放送伝送ノードから送信すること、
を含む方法。
【請求項２】
放送終了トリガを認識することを更に含み、
前記放送伝送路を介して前記放送伝送ノードに放送メッセージを送ることが前記放送終了トリガを認識することに応答して終了される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記放送トリガは、前記放送メッセージを受信する無線装置からの要求である請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記放送トリガは時刻である請求項１に記載の方法。
【請求項５】
放送源ノードと少なくとも一つの放送伝送ノードとを有する、放送伝送をサポートする無線通信システムにおける無線装置であって、
放送伝送ノードにおいて放送トリガを認識するための手段、
前記放送源ノードから前記放送伝送ノードへの放送伝送路を確立するための手段、
前記放送伝送路を介して前記放送伝送ノードに放送メッセージを送るための手段、そして
前記放送メッセージを前記放送伝送ノードから送信するための手段、
を含む装置。
【請求項６】
処理ユニットと、
前記処理ユニットに連結された記憶装置とを含み、ここで記憶装置は、
放送伝送ノードにおいて放送トリガを認識し、
前記放送源ノードから前記放送伝送ノードへの放送伝送路を確立し、
前記放送伝送路を介して前記放送伝送ノードに放送メッセージを送り、
前記放送メッセージを前記放送伝送ノードから送信するため、複数の命令を記憶することに適応する無線装置。
【請求項７】
ソースノードと少なくとも一つの伝送ノードとを有する、グループコール伝送をサポートする無線通信システムにおいて、
第１のグループコールを開始し、
前記グループコールに関するアクティブユーザの第１の数を決定し、
前記第１の数が閾値を超えた場合に放送チャネルで前記グループコールを送信し、
前記第１の数が前記閾値を超えない場合に少なくとも一つの専用チャネルで前記グループコールを送信することを含む方法であって、
前記少なくとも一つの専用チャネルは前記少なくとも一つの伝送ノードとアクティブユーザとの間のポイントツーポイント通信を可能にする方法。
【請求項８】
放送チャネルで前記グループコールを送信することは、アクティブユーザに前記放送チャネルで前記グループコールを受信するように命令することを含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも一つの専用チャネルで前記グループコールを送信することは、各アクティブユーザのために前記グループコールメッセージの１コピーを作成することを含む請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
ソースノードと少なくも一つの伝送ノードとを有する、グループコール伝送をサポートする無線通信システムでの使用に適応した無線装置であって、
第１のグループコールを開始するための手段、
前記グループコールに関するアクティブユーザの第１の数を決定するための手段、
前記第１の数が閾値を超えた場合に放送チャネルで前記グループコールを送信するための手段、そして
前記第１の数が前記閾値を超えない場合に少なくとも一つの専用チャネルで前記グループコールを送信するための手段とを含み、
前記少なくとも一つの専用チャネルは前記少なくとも一つの伝送ノードとアクティブユーザとの間のポイントツーポイント通信を可能にする無線装置。
【請求項１１】
ソースノードと少なくとも一つの伝送ノードとを有する、マルチキャストコール伝送をサポートする無線通信システムにおいて、
第１のマルチキャストコールを開始し、
前記マルチキャストコールに関するアクティブユーザの第１の数を決定し、
前記第１の数が閾値を超えた場合に放送チャネルで前記マルチキャストコールを送信し、そして
前記第１の数が前記閾値を超えない場合に少なくとも一つの専用チャネルで前記マルチキャストコールを送信することを含む方法であって、
前記少なくとも一つの専用チャネルは前記少なくとも一つの伝送ノードとアクティブユーザとの間のポイントツーポイント通信を可能にする方法。
【請求項１２】
放送チャネルで前記マルチキャストコールを送信することは、アクティブユーザに前記放送チャネルで前記マルチキャストコールを受信するように命令することを含む請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも一つの専用チャネルで前記マルチキャストコールを送信することは、各アクティブユーザのために前記グループコールメッセージの１コピーを作成することを含む請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
ソースノードと少なくとの一つの伝送ノードとを有する、マルチキャストコール伝送をサポートする無線通信システムでの使用に適応した無線装置であって、
第１のマルチキャストコールを開始するための手段、
前記マルチキャストコールに関するアクティブユーザの第１の数を決定するための手段、
前記第１の数が閾値を超えた場合に放送チャネルで前記マルチキャストコールを送信するための手段、そして
前記第１の数が前記閾値を超えない場合に少なくとも一つの専用チャネルで前記マルチキャストコールを送信するための手段とを含み、
前記少なくとも一つの専用チャネルは前記少なくとも一つの伝送ノードとアクティブユーザとの間のポイントツーポイント通信を可能にする無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［３５Ｕ．Ｓ．Ｃ１２０の下での優先権主張］
本特許出願は、２００１年１０月３日に出願され、本譲受人に譲渡され、参照によりここに組み込まれる、「インターネットプロトコルを使用する無線通信システムにおけるデータパケット伝送のための方法および装置（Method and Apparatus for Data Packet Transport in a Wireless Communication System Using an Internet Protocol）」と題する特許出願第０１０５５６号の一部継続出願であり、この出願に対する優先権を主張する。  
本発明は、一般的には無線通信システムに関し、特に無線通信システムにおける伝送の準備におけるメッセージ圧縮のための方法と装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおけるパケット化データサービスの需要が増加しつつある。従来の無線通信システムは音声通信用に設計されているので、データサービスをサポートするための拡張には、多くの困難がともなう。帯域幅の維持は、大多数の設計者の圧倒的な関心事である。放送伝送といった１方向伝送においては単一の放送コンテンツが多数のユーザに供給される。これらのユーザは、アドレス指定情報に含まれる特有の識別子によって識別される。このようなシステムでは多数の意図された受信者の各々を識別するように放送パケットを複写するために多数の基幹施設要素（infrastructure element）が必要とされる可能性がある。送信信号の複写は、貴重な帯域幅を多く使用して通信システムの効率を低下させ、また中間基幹施設要素の処理要件を増大させる。特に放送サービスのためには、対象受信者の数は極めて大きくなり、リソース割当て（resource allocation）と利用可能帯域幅の損失という問題とを生じる可能性がある。
【０００３】
したがって無線通信システムにおいて多数の受信者にデータを送信する効率的で高精度の方法が必要とされている。更に各ユーザが対象受信者として一意に識別される、多数のユーザに放送データを経路選択する方法も必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここに開示される実施形態は、放送サービスまたは他のポイントツーマルチポイント・サービスが間欠的に行われる無線通信システムにおいてＩＰパケットを経路選択するための方法を提供することによって前述の必要に対処するものである。間欠的放送サービスは、サービスを開始するトリガが認識されたときに送信され、終了トリガが認識されたときには送信されない。こうして間欠的放送サービスは、帯域幅とシステムの他の伝送リソースとを維持している。一実施形態では、移動局および／または他の無線装置への無線インタフェースでの送信は、ユニキャスト伝送路またはマルチキャスト伝送路を含む可能性がある。所定の伝送ノードにおける１グループコールに関するアクティブユーザの数がある閾値を超えると、コールは放送チャネルといった共通チャネルで送信される。アクティブユーザの数が閾値以内にあるとき、コールは専用チャネルでその伝送ノードによってサービスされる各参加者に送信される。一実施形態ではパケットは、マルチキャストアドレスを使用するアクセスネットワークに経路選択される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一態様では、放送源ノードと少なくとも一つの放送伝送ノードとを有する、放送伝送をサポートする無線通信システムにおいて、方法は、放送伝送ノードにおいて放送トリガを認識することと、前記放送源ノードから前記放送伝送ノードへの放送伝送路を確立することと、前記放送伝送路を介して前記放送伝送ノードに放送メッセージを送ることと、前記放送メッセージを前記放送伝送ノードから送信することとを含む。
【０００６】
他の一態様では、無線装置は、処理ユニットと、前記処理ユニットに接続された記憶装置であって、（１）放送伝送ノードにおいて放送トリガを認識するためと（２）前記放送源ノードから前記放送伝送ノードへの放送伝送路を確立するためと（３）前記放送伝送路を介して前記放送伝送ノードに放送メッセージを送るためと（４）前記放送メッセージを前記放送伝送ノードから送信するための、複数の命令を記憶することに適応した記憶装置と、を含む。
【０００７】
更に他の一態様では、ソースノードと少なくとも一つの伝送ノードとを有する、グループコール伝送をサポートする無線通信システムにおいて、方法は、第１のグループコールを開始することと、前記グループコールに関するアクティブユーザの第１の数を決定することと、前記第１の数が閾値を超えた場合に放送チャネルで前記グループコールを送信することと、前記第１の数が前記閾値を超えない場合に少なくとも一つの専用チャネルで前記グループコールを送信することと、を含んでおり、前記少なくとも一つの専用チャネルは前記少なくとも一つの伝送ノードとアクティブユーザとの間のポイントツーポイント通信を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
用語「例示的」は、ここでは限定的に「１例、事例または例証として役立つこと」を意味するように使用されている。「例示的」としてここに説明される如何なる実施形態でも、必ずしも他の実施形態に対してより好適あるいは有利であると解釈すべきではない。
【０００９】
利用可能な帯域幅の効率的な使用は、システムの性能と広さとに大きな影響を与える。その目的に向かって、データあるいはコンテンツ情報と共に送信されるオーバーヘッド情報のサイズを削減するために種々の手法が適用されてきた。例えばあるディジタル伝送では、データはフレーム形式で伝送される。典型的には情報の１フレームは、ヘッダ情報とデータペイロード情報と終止部分とを含む。これらのフレームは、データの１パケットの一部または１データメッセージの一部またはオーディオおよび／またはビデオストリームといった情報の１ストリーム内の連続フレームであり得る。データの各フレーム（および各パケットまたはメッセージ）には、フレームに含まれる情報を受信者が理解できるようにする処理情報を含むヘッダが付加される。このヘッダ情報は、オーバーヘッド、すなわち情報コンテンツと一緒に送信される処理情報と見なされる。情報コンテンツは、ペイロードと呼ばれる。
【００１０】
データフレームは、種々の基幹施設要素を経由して通信システム中を伝送される。従来のシステムでは多数のユーザへの情報の送信は、パケットデータサービスノード（ＰＤＳＮ；Packet Data Service Ｎode）といった中央パケットデータ制御ポイントでの情報の複製を必要とする。この複製は、ＰＤＳＮの処理要件を増加させ、貴重な帯域幅を浪費する。例えば所定のシステムの拡張は、二重のトラヒックを処理するために十分なサイズになるようにＰＤＳＮに近接してルータとトランクとを必要とすることがある。ＰＤＳＮは、多数のコピーを基地局に送信し、基地局はこの情報を各ユーザに転送する。従来の手法は特に、多数のユーザが放送伝送を受信している１方向放送サービスでは不利である。この場合のＰＤＳＮは、多数のコピーを作成し、各コピーに固有のアドレスを与えてこれらのコピーを個別に送信しなくてはならない。
【００１１】
ＰＤＳＮは典型的には、各対象受信者を識別する追加のヘッダ情報を与えることが要求される。放送サービスに関しては対象受信者の数はきわめて大きい可能性があり、これによって(リソース割当てと利用可能帯域幅の損失という問題が発生する。
無線通信システムの例示的実施形態は、システムの精度と伝送の要件を満足させながら、基幹施設要素によって使用される帯域幅を削減するデータ伝送の方法を使用する。この例示的実施形態では、複製はＢＳまたはパケット制御機能（ＰＣＦ；Packet Control Function）ノードで行われ、放送にかかわる各ＢＳまたはＰＣＦにマルチキャストヘッダ付きメッセージを送信するようにＰＤＳＮまたは中央パケットデータルータを解放する。例えばメッセージは、マルチキャスト（ＭＣ；Multi-Cast）ツリー（tree）を通ってＰＣＦに進み、そこでＰＣＦは一つのＢＳＣごとにそのメッセージを複写し、それから個別のユニキャスト（ＵＣ；Uni-Cast）接続を介して、すなわちＰＣＦと特定のＢＳＣとの間に生成された接続または安全トンネルを介して各メッセージを送信する。ＵＣ接続はポイントツーポイント接続であり得ることに留意のこと。この例示的実施形態は、１方向放送サービスをサポートしている。この放送サービスは、多数のユーザにビデオおよび／またはオーディオストリームを提供する。この放送サービスの加入者は、この放送伝送にアクセスするために指定されたチャネルに「受信器を同調させる」。ビデオ放送の高速伝送のための帯域幅要件は大きいので、ネットワーク内のホップ上での複製量と複製パケットの伝送量とを減らすことが望ましい。
【００１２】
下記の論議は、先ず概略的にスペクトル拡散無線通信システムを提示することによってこの例示的実施形態を展開する。次に放送サービスが紹介される。ここではこのサービスは高速放送サービス（ＨＳＢＳ；High Speed Broadcast Service）と呼ばれ、論議は本例示的実施形態のチャネル割当てを含む。そして、テレビ伝送に関して現在利用可能な加入モデルに類似した有料加入、無料加入およびハイブリッド加入方式に関するオプションを含めて加入モデルが提示される。放送サービスにアクセスする方法が詳述され、所定の伝送の詳細を定義するためにサービスオプションの使用法を提示する。本放送システムにおけるメッセージの流れは、システムのトポロジーすなわち基幹施設要素のトポロジーに関して論議される。最後に本例示的実施形態で使用されるヘッダ圧縮が論議される。
【００１３】
本例示的実施形態はこの論議を通じて一つの見本として与えられていることに留意すること。しかしながら代替の実施形態は、本発明の範囲から逸脱することなく種々の態様を組み入れることが可能である。特に本発明は、データ処理システム、無線通信システム、１方向放送システム、および情報の効率的伝送を必要とする他のシステムにも適用可能である。
【００１４】
無線通信システム
本例示的実施形態は、放送サービスをサポートするスペクトル拡散無線通信システムを使用する。無線通信システムは、音声、データなどといった種々のタイプの通信を提供するために広く展開されている。これらのシステムは、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ；Code Division Multiple Access）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ；Time Division Multiple Access）あるいは他の幾つかの変調手法に基づくことができる。ＣＤＭＡシステムは、増大するシステム容量を含めて他のタイプのシステムに対して幾つかの利点を与える。
【００１５】
システムは、ここではＩＳ−９５規格と呼ばれる「デュアルモード広帯域スペクトル拡散セルラーシステムに関するＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５−Ｂ移動局−基地局互換性規格」と、ここでは３ＧＰＰと呼ばれる「第三世代共同プロジェクト」と名付けられた共同企業体によって提案されて、ここではＷ−ＣＤＭＡ規格と呼ばれる文書番号第３ＧＴＳ２５．２１１と第３ＧＴＳ２５．２１２と第３ＧＴＳ２５．２１３規格と３ＧＴＳ２５．２１４と３ＧＴＳ２５．３０２とを含む１セットの文書に具体化された規格と、ここでは３ＧＰＰ２と呼ばれる「第三世代共同プロジェクト２」と名付けられた共同企業体によって提案された規格と、以前はＩＳ−２０００ＭＣと呼ばれ、ここではｃｄｍａ２０００規格と呼ばれるＴＲ−４５．５といった一つ以上の規格をサポートするように設計される可能性がある。上記に引用されたこれらの規格は、引例によってここに明らかに組み入れられている。
【００１６】
各規格は、基地局から移動局への伝送およびその逆の伝送のためのデータの処理を詳細に定義している。例示的実施形態として下記の論議は、ｃｄｍａ２０００規格プロトコルと一致するスペクトル拡散通信システムを考察している。代替の実施形態は、他の規格を組み入れることもできる。更に他の実施形態は、ここに開示される圧縮方式を他のタイプのデータ処理システムに適用できる。
【００１７】
図１は、多数のユーザをサポートし、本発明の少なくとも幾つかの態様と実施形態とを実現できる通信システム１００の１例である。システム１００における送信をスケジューリングするために、種々のアルゴリズムと方式の任意のものが使用可能である。システム１００は、各々のセルが対応する基地局１０４Ａ〜１０４Ｇによってそれぞれサービスされる多数のセル１０２Ａ〜１０２Ｇのために通信を提供する。本例示的実施形態では一部の基地局１０４は、多数の受信アンテナを所有し、他の基地局は単に１本の受信アンテナを所有する。同様に一部の基地局１０４は、多数の送信アンテナを所有し、他の基地局は単一の送信アンテナを所有する。送信アンテナと受信アンテナの組合せには制限はない。したがってある基地局１０４が多数の送信アンテナと１本の受信アンテナとを持つこと、あるいは多数の受信アンテナと１本の送信アンテナとを持つこと、あるいは１本ずつの送信アンテナと受信アンテナとを、あるいは多数の送信アンテナと受信アンテナとを持つことが可能である。
【００１８】
カバレージエリア内の端末１０６は固定されて（すなわち静止して）いても、移動可能でもよい。図１に示すように本システム中に種々の端末１０６が分散している。各端末１０６は、例えばソフトハンドオフが使用されているか、あるいはその端末が多数の基地局から多数の送信を（同時的にあるいは順次的に）受信するように設計され操作されているかに依存して任意の所定の瞬間にダウンリンクおよびアップリンク上で少なくとも一つの、おそらくは二つ以上の基地局と通信する。ＣＤＭＡ通信システムにおけるソフトハンドオフは、当業者には良く知られており、本発明の譲受人に譲渡された、「ＣＤＭＡセルラー電話システムにおいてソフトハンドオフを提供する方法およびシステム（Method and System for providing a Soft Handoff in a CDMA Cellular Telephone System）」と題する、米国特許第５，１０１，５０１号に詳述されている。
【００１９】
ダウンリンクは基地局から端末への伝送を指しており、アップリンクは端末から基地局への伝送を指している。本例示的実施形態では、一部の端末１０６は多数の受信アンテナを持っており、他の端末は単に１本の受信アンテナを持っている。図１では、基地局１０４Ａはダウンリンクで端末１０６Ａ、１０６Ｊにデータを送信し、基地局１０４Ｂは端末１０６Ｂ、１０６Ｊにデータを送信し、基地局１０４Ｃは端末１０６Ｃにデータを送信しており、以下同様である。
【００２０】
無線データ伝送に対する増大する需要と無線通信技術を介して利用可能なサービスの拡大は、固有のデータサービスの発展に進んできている。このようなサービスの一つは、高データ速度（ＨＤＲ；High Data Rate）と呼ばれる。例示的ＨＤＲサービスは「ＨＤＲ仕様」と呼ばれる「ＥＩＡ／ＴＩＡ−ＩＳ８５６  ｃｄｍａ２０００高速パケットデータ無線インタフェース仕様（High Rate Packet Data Air Interface Specification)」に提案されている。ＨＤＲサービスは一般に、無線通信システムでデータのパケットを伝送する効率的な方法を提供する音声通信システムへのオーバレイである。伝送されるデータの量と伝送の回数とが増加するにつれて、無線伝送に利用可能な限定的帯域幅が臨界リソースとなる。したがって、利用可能な帯域幅の利用を最適化する通信システムにおける伝送をスケジューリングする効率的で規格に適った方法が必要とされる。本例示的実施形態では図１に示すシステム１００は、ＨＤＲサービスを有するＣＤＭＡタイプのシステムに整合している。
【００２１】
高速放送システム（ＨＳＢＳ）
図２に無線通信システム２００が示されており、ここではビデオおよびオーディオ情報がパケットデータサービスノード（ＰＤＳＮ）２０２に供給される。このビデオおよびオーディオ情報は、テレビ番組放送から、あるいは無線伝送からのものであり得る。情報は、ＩＰパケットといったパケット化されたデータとして供給される。ＰＤＳＮ２０２はアクセスネットワーク（ＡＮ；Access Network）内での配布用にＩＰパケットを処理する。図示のようにＡＮは多数のＭＳ２０６と通信するＢＳ２０４を含むシステムの部分として定義される。ＰＤＳＮ２０２は、ＢＳ２０４に接続されている。ＨＳＢＳサービスのためにＢＳ２０４は、ＰＤＳＮ２０２から情報のストリームを受信して、指定されたチャネルでシステム２００内の加入者にこの情報を供給する。
【００２２】
所定のセクタには、ＨＳＢＳ放送サービスが展開できる幾つかの方法がある。システムを設計する際に関連する要因には、サポートされるＨＳＢＳセッションの数と周波数割当ての数とサポートされる放送の物理チャネルの数とが含まれるが、これらに限定はされない。
【００２３】
ＨＳＢＳは、無線通信システムの無線インタフェースで供給される情報ストリームである。「ＨＳＢＳチャネル」は、放送コンテンツによって定義されるような単一の論理的ＨＳＢＳ放送セッションを指す。所定のＨＳＢＳチャネルのコンテンツは、例えば午前７時のニュース、８時の天気予報、９時の映画などといったように時間とともに変化し得ることに留意のこと。時間に基づくスケジューリングは、単一のＴＶチャネルに類似している。「放送チャネル」は、単一の順方向リンク物理チャネル、すなわち放送トラヒックを搬送する所定のＷａｌｓｈ符号を指す。放送チャネルＢＣＨは単一の符号分割多重（ＣＤＭ；Code Division Multiplex）チャネルに対応する。
【００２４】
単一の放送チャネルは、一つ以上のＨＳＢＳチャネルを持つことができ、この場合ＨＳＢＳチャネルは単一の放送チャネル内で時分割多重（ＴＤＭ；Time Division Multiplex）方式によって多重化されるであろう。一実施形態では単一のＨＳＢＳチャネルは、１セクタ内の二つ以上の放送チャネル上に設けられる。他の一実施形態では単一のＨＳＢＳチャネルは、異なる周波数上に設けられ、これらの周波数で加入者にサービスする。
【００２５】
本例示的実施形態によれば、図１に示すシステム１００は、高速放送サービス（ＨＳＢＳ）と呼ばれる高速マルチメディア放送サービスをサポートする。このサービスの放送機能は、ビデオ／オーディオ通信をサポートするために十分なデータ速度で番組を供給することを意図している。１例としてＨＳＢＳサービスのアプリケーションは、映画、スポーツイベントなどのビデオストリームを含む可能性がある。ＨＳＢＳサービスは、インターネットプロトコル（ＩＰ；Internet Protocol）に基づくパケットデータサービスである。
【００２６】
本例示的実施形態によれば、コンテンツサーバ(ＣＳ；Content Server)は、システムユーザに対してこのような高速放送サービスの利用可能性を広告する。ＨＳＢＳサービスを受けたいと希望しているユーザは誰でも、ＣＳに申し込むことができる。それから加入者は、ＣＳが提供できる放送サービススケジュールを種々の仕方で通覧できる。放送スケジュールは例えば、各種広告、ショートマネジメントシステム（ＳＭＳ；Short Management System）メッセージ、無線アプリケーションプロトコル（ＷＡＰ；Wireless Application Protocol）、および／または一般に移動体無線通信に適合し、便利なその他の手段を介して伝達され得る。移動体ユーザは、移動局（ＭＳ；Mobile Station）と呼ばれる。基地局（ＢＳ；Base Station）は、制御と情報用に指定されたチャネルおよび／または周波数上で伝送されるメッセージといったオーバーヘッドメッセージ、すなわち非ペイロードメッセージ内でＨＳＢＳ関連パラメータを送信する。ペイロードは、伝送の情報コンテンツを指しており、放送セッションに関しては、ペイロードは放送コンテンツ、すなわちビデオ番組などである。放送サービス加入者が放送セッション、すなわち特定の放送スケジュールの番組を受信したい希望するときには、ＭＳはオーバーヘッドメッセージを読んで適当な構成を知る。それからＭＳは、ＨＳＢＳチャネルを含む周波数に合わせて、放送サービスコンテンツを受信する。
【００２７】
本例示的実施形態のチャネル構造は、順方向補足チャネル（Ｆ−ＳＣＨ；Forward supplement Channel）がデータ伝送をサポートしているｃｄｍａ２０００規格に適合している。一実施形態は、データサービスのより高速なデータ速度要件を達成するために多数の順方向基本チャネル（Ｆ−ＦＣＨ；Forward Fundamental Channel）あるいは順方向専用制御チャネル（Ｆ−ＤＣＣＨ；Forward Dedicated Control Channel）を束ねている。本例示的実施形態は、６４ｋｂｐｓのペイロード（ＲＴＰオーバーヘッドを除く）をサポートするＦ−ＢＳＣＨのためのベースとしてＦ−ＳＣＨを利用している。Ｆ−ＢＳＣＨは例えば、６４ｋｂｐｓペイロード速度をより低速のサブストリームに分割することによって他のペイロード速度をサポートするように修正することもできる。
【００２８】
一実施形態はまた、幾つかの異なる仕方でグループコールを含むがこれに限定されない、１対多数（１−ｔｏ−Ｍ）マルチキャストアプリケーションをサポートする。例えば順方向／逆方向の両リンク上で、既存のユニキャストチャネル、すなわちＦ−ＦＣＨ（またはＦ−ＤＣＣＨ）の、共用なしの１ＭＳ当り１順方向リンクチャネルを使用することによって。他の一実施形態では、順方向リンク上のＦ−ＳＣＨ（同じセクタ内のグループメンバーによって共用される）とＦ−ＤＣＣＨ（時間の大部分は順方向電力制御サブチャネル以外にフレームなし）と、逆方向リンク上のＲ−ＤＣＣＨとが適用される。更に他の一実施形態では、順方向リンク上の高速Ｆ−ＢＳＣＨと逆方向リンク上のアクセスチャネル（または強化アクセスチャネル／逆方向共通制御チャネル組合せ）とが利用される。
【００２９】
高いデータ速度を有すると、本例示的実施形態の順方向放送補足チャネル（Ｆ−ＢＳＣＨ；Forward Broadcast Supplemental Channel）は、十分なカバレージを提供するために基地局の順方向リンク電力の非常に大きな部分を使用できる。このようにしてＨＳＢＣの物理レイヤー設計は、放送環境における効率改善に焦点を合わせている。
【００３０】
ビデオサービスのための十分なサポートを提供するために、システム設計は、チャネルならびに対応するビデオ品質を伝送するための種々の方法について必要とされる基地局電力を考慮している。この設計の一態様は、カバレージのエッジで知覚されるビデオ品質とセルサイトの近傍でのビデオ品質との間の主観的トレードオフである。ペイロード速度が低下して有効な誤り訂正符号速度が増加するにつれて、基地局送信電力の所定レベルは、セルのエッジでより良好なカバレージを与えるであろう。基地局により近く位置付けられる移動局に関しては、チャネルの受信は誤りなしのままに留まり、ビデオ品質は、低下したソース速度のために低下するであろう。この同じトレードオフは、Ｆ−ＢＳＣＨがサポートできる他の非ビデオアプリケーションにも当てはまる。チャネルによってサポートされるペイロード速度を低下させることは、これらのアプリケーションのために低下したダウンロード速度を犠牲にしてカバレージを増加させる。ビデオ品質とデータスループット対カバレージとの間の相対的重要性のバランスは客観的である。選択される構成は、特定用途向け最適化構成と、あらゆる可能性の中での良好な妥協点とを捜がす。
【００３１】
Ｆ−ＢＳＣＨに関するペイロード速度は、重要な設計パラメータである。本例示的実施形態による放送伝送をサポートするシステムの設計に際しては下記の仮定が使用できる。すなわち（１）目標ペイロード速度は、許容可能なビデオ品質を与える６４ｋｂｐｓである。（２）ビデオストリームのサービスに関してペイロード速度は、ＲＴＰパケットの１パケットオーバーヘッド当り８ビット・バイトを１２バイト含むと仮定される。（３）ＲＴＰと物理層との間のすべての層に関する平均的オーバーヘッドは近似的に、１パケット当り８ビット・バイトが６４バイト、プラスＭＵＸＰＤＵヘッダが使用する１ＦＳＣＨフレーム当り８ビットである。
【００３２】
本例示的実施形態では非ビデオ放送サービスに関してサポートされる最大速度は、６４ｋｂｐｓである。しかしながら６４ｋｂｐｓ未満の他の多くの可能なペイロード速度も達成可能である。
加入モデル
無料アクセスと管理されたアクセスと部分的に管理されたアクセスとを含む、ＨＳＢＳに関する幾つかの可能な加入／収益モデルが存在する。無料アクセスに関してはサービスを受けるために加入は必要でない。ＢＳは暗号化せずにコンテンツを放送し、関心のある移動局はコンテンツを受信できる。サービスプロバイダのための収益は、放送チャネルで送信もできる広告によって生成できる。例えば近日公開の映画の宣伝クリップが伝送可能であり、そのために映画スタジオはサービスプロバイダに対価を支払うであろう。
【００３３】
管理されたアクセスに関してＭＳユーザは、放送サービスを受信するためにそのサービスに加入して、対応する料金を支払う。未加入ユーザはそのＨＳＢＳサービスを受信できない。管理されたアクセスは、加入ユーザだけがコンテンツを復号できるようにＨＳＢＳ伝送／コンテンツを暗号化することによって達成できる。これは、無線暗号化キー交換手順を使用できる。この方式は、強いセキュリティを与えて、サービス窃盗を防止する。
【００３４】
部分的管理アクセスと呼ばれるハイブリッドアクセス方式は、断続的な非暗号化広告伝送を伴う、暗号化された加入ベースのサービスとしてＨＳＢＳサービスを提供する。これらの広告は、暗号化ＨＳＢＳサービスへの加入を勧誘することを意図している可能性がある。これらの非暗号化セグメントのスケジュールは、外部手段を通じてＭＳに知らせることができる。
【００３５】
ＨＳＢＳサービスオプション
ＨＳＢＳサービスオプションは、（１）プロトコルスタックと、（２）このプロトコルスタック内のオプションと、（３）サービスの設定と同期とのための手順と、によって定義される。本例示的実施形態によるプロトコルスタックは、図３、４に示す。図３に示すようにこのプロトコルスタックは、基幹施設要素に固有、すなわち本例示的実施形態におけるＭＳ、ＢＳ、ＰＤＳＮ、およびＣＳに固有のものである。
【００３６】
図３を続けると、ＭＳのアプリケーション層に関してプロトコルは、オーディオコーディック、視覚的コーディックならびに任意の視覚的プロファイルを指定する。さらにこのプロトコルは、無線トランスポートプロトコル（ＲＴＰ；Radio Transport Protocol）が使用されるときに無線トランスポートプロトコル(ＲＴＰ)ペイロードタイプを指定する。ＭＳのトランスポート層に関してこのプロトコルは、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ；User Datagram Protocol）ポートを指定する。ＭＳのセキュリティ層は、このプロトコルによって指定され、ここではセキュリティパラメータはこのセキュリティが最初にＣＳに結合されるときに帯域外チャネルを介して供給される。ネットワーク層は、ＩＰヘッダ圧縮パラメータを指定する。一実施形態によればリンク層でデータパケットは、圧縮され、それから適当なフレーミング（フレーム化）プロトコルが圧縮されたデータに適用される。
【００３７】
メッセージ流れ
図４は、所定のシステムトポロジーに関する一実施形態のコールの流れを示す。このシステムは、横軸上にリストアップされているように、ＭＳ、ＢＳ、ＰＤＳＮおよびＣＳを含んでいる。縦軸は時間を表す。ユーザあるいはＭＳは、ＨＳＢＳサービスへの加入者である。時刻ｔ１でＭＳとＣＳは、ＨＳＢＳサービスに関する加入セキュリティの折衝を行う。折衝は、放送チャネルで放送コンテンツを受信するために使用される暗号化キーなどの交換と保守とを含んでいる。ユーザは、暗号化情報の受信についてＣＳとのセキュリティ提携を確立する。暗号化情報は、ＣＳからの放送アクセスキー（ＢＡＫ；Broadcast Access Key）またはキーの組合せなどを含む可能性がある。一実施形態によればＣＳは、ＰＰＰ、ＷＡＰあるいは他の帯域外方式といったものを介して、パケットデータセッション時に専用チャネルで暗号化情報を提供する。
【００３８】
時刻ｔ２でＭＳは、放送チャネルに同調してパケットの受信を開始する。この時点でＭＳは、ＩＰ／ＥＳＰヘッダがＲＯＨＣを介して圧縮されていて、ＭＳのデコンプレッサは初期化されていないので、受信パケットを処理できない。ＰＤＳＮは、時刻ｔ３でヘッダ圧縮情報（詳細は下記）を提供する。ＲＯＨＣパケットヘッダからＭＳは、ＰＤＳＮから放送チャネルに定期的に送られるＲＯＨＣ初期化およびリフレッシュ（ＩＲ；Initialization & Refresh）パケットを検出して取得する。ＲＯＨＣ  ＩＲパケットは、ＭＳ内のデコンプレッサの状態を初期化するために使用されて、受信パケットのＩＰ／ＥＳＰヘッダの伸張を可能にする。そうするとＭＳは、受信パケットのＩＰ／ＥＳＰヘッダを処理できるが、ＭＳはペイロードがＣＳにおける短期間キー（ＳＫ；Short-term Key）で暗号化されているのでＥＳＰペイロードを処理するために更なる情報を必要とする。このＳＫは、ＢＡＫと協調して動作し、この場合ＳＫはＢＡＫを使用して受信器において復号される。ＣＳは、時刻t４で更新されたキー情報あるいは現在ＳＫといった更なる暗号化情報を供給する。ＣＳは放送の進行中のセキュリティを保証するためにこの情報をＭＳに定期的に供給することに留意のこと。時刻t５でＭＳは、ＣＳから放送コンテンツを受信する。代替の実施形態は、ヘッダ情報の効率的伝送を与える代替の圧縮伸張方式を組み入れることもできる。更に代替の実施形態は、放送コンテンツを保護するために種々のセキュリティ方式を実現できる。なお更に代替の実施形態は、非セキュリティ放送サービスを提供することもある。ＭＳは、放送コンテンツを復号して表示するために、ＳＫといった暗号化情報を使用する。
【００３９】
アクセスネットワーク
ＣＳ３２６と二つのＰＤＳＮ３２０、３２２とＰＣＦ３１０と同所配置のＰＣＦ、ＢＳＮ３１２と三つのＢＳＣ３０２、３０４、３０６とを有するシステム３００に関する概略のアクセスネットワークトポロジーが、図５に示されている。このＣＳ３２６は、ＩＰクラウド３２４を介してＰＤＳＮ３２０、３２２に接続されている。ＩＰクラウド３２４ならびにＩＰクラウド３１４、３０８は基本的に、ＣＳからのデータの種々の受信者へのＣＳからのＩＰ接続経路を形成する相互接続されたルータの構成である。ＩＰクラウド３０８では、ＰＣＦ３１０からＢＳＣ３０２、ＢＳＣ３０４に情報を伝送するために、Ａ８トンネルと呼ばれる仮想トンネルが形成される。このトンネルは、ＧＲＥトンネルであり得る。Ａ８トンネルを確立するために、Ａ９と呼ばれるプロトコルが使用される。ＩＰクラウド３０８は、Ａ８／Ａ９クラウドとラベル付けされても良い。ＩＰクラウド３１４では、ＰＤＳＮ３２０からＰＣＦ３１０とＰＣＦ／ＢＳＣ３１２の各々に情報を伝送するためにＡ１０トンネルと呼ばれる仮想トンネルが形成される。ＰＤＳＮ３２０からＰＣＦ３１０にはＡ１０トンネルが形成され、ＰＤＳＮ３２０からＰＣＦ／ＢＳＣ３１２には第２のＡ１０トンネルが形成されることに留意すること。これらのトンネルは、ＧＲＥトンネルであり得る。Ａ１０トンネルを確立するために、Ａ１１と呼ばれるプロトコルが使用される。ＩＰクラウド３１４は、Ａ１０／Ａ１１クラウドとラベル付けされても良い。一実施形態は、上述のｃｄｍａ２０００およびＨＤＲ規格に指定されたものに適合している。アクセスネットワーク（ＡＮ；Access Network）は、ＰＤＳＮからエンドユーザ、例えばＭＳへのエレメントおよび接続として定義される。
【００４０】
一実施形態によれば、放送ＣＳ３２６は、暗号化された放送コンテンツを含むＩＰパケットをクラスＤマルチキャストＩＰアドレスによって識別されるマルチキャストグループに送信する。このアドレスは、ＩＰパケットの通報受端アドレスフィールドで使用される。これらのパケットのマルチキャストルーティングには、所定のＰＤＳＮ３２０が関与する。圧縮の後にＰＤＳＮ３２０は、送信のために各パケットをＨＤＬＣフレーム内に配置する。このＨＤＬＣフレームは、一般経路選択カプセル化（ＧＲＥ；Generic Routing Encapsulation）パケットによってカプセル化される。ＧＲＥカプセル化は、前述のＡ１０トンネルを形成することに留意すること。ＧＲＥパケットヘッダのキーフィールドは、放送ベアラ接続を指示するために特定の値を使用する。ＧＲＥパケットには、ＰＤＳＮ３２０のＩＰアドレスを識別するソースアドレスフィールドを有する２０バイトのＩＰパケットヘッダが添付され、また通報受端アドレスフィールドは、クラスＤマルチキャストＩＰアドレスを使用する。マルチキャストＩＰアドレスは、ＣＳ３２６からの元のＩＰパケットによって使用されるものと同じである。放送接続で送付されるパケットは、順次に供給され、一実施形態ではＧＲＥシーケンス化特徴が使用可能になる。マルチキャスト可能ルータでは、ＩＰマルチキャストパケットの複写が行われる。代替の一実施形態によれば、ＩＰクラウド３１４は、個別の受信者に対してポイントツーポイントあるいはユニキャストトンネルを実現する。この接続点のためにマルチキャストリンクまたはユニキャストリンクを使用する決定は、より高い層で行われ、この場合ＵＣトンネルは強化されたセキュリティを与え、ＭＣツリーは効率をもたらす。
【００４１】
例示的実施形態によれば、ＣＳ３２６は、マルチキャストＩＰアドレスを介してＰＤＳＮ３２０にデータを送信し、この場合ＰＤＳＮ３２０は更に、マルチキャストＩＰアドレスを介してＰＣＦ３１０とＰＣＦ／ＢＳＣ３１２にもデータを送信する。それからＰＣＦ３１０は例えば、通報受端加入グループ内にあるアクティブセット内の個別ユーザの数を決定し、これらのユーザの各々のためにＣＳ３２６から受信したフレームを複写する。ＰＤＳＮ  ＰＣＦ３１０は、この加入グループ内のユーザの各々に対応するＢＳＣ（単数または複数）を決定する。
【００４２】
一実施形態ではＢＳＣ３０４は、直近のＢＳＣ（単数または複数）に送信するように適応しており、この場合ＢＳＣ３０４は受信したパケットを複写して、これらのパケットを近隣の一つ以上のＢＳＣに送信する。ＢＳＣのチェイニングは、より良好なソフトハンドオフ性能を与える。「アンカリング（ａｎｃｈｏｒｉｎｇ）」ＢＳＣ方式は、より良好なソフトハンドオフ性能を与える。アンカリングＢＳＣ３０４は、伝送フレームを複写してそれを同じタイムスタンプと一緒にその近隣のＢＳＣに送る。このタイムスタンプ情報は、移動局が異なるＢＳＣから伝送フレームを受信するので、ソフトハンドオフ動作にとって極めて重要である。
【００４３】
マルチキャストサービス
放送サービスの一つのタイプはマルチキャスト（ＭＣ；Multi-Cast）サービスと呼ばれ、ここでは１ＭＣグループはＭＣセッションの参加者であるユーザを含む。ＭＣコンテンツは、ＭＣグループだけを対象としている。一つのＭＣサービスとして「グループコール（ＧＣ；Group Call）」があるが、ここでは「ＧＣグループ」がＧＣの参加者になるであろうユーザを含んでおり、この場合所定のＭＣコンテンツに関してユーザの１グループが識別される。このユーザのグループは、ＭＣグループと呼ぶこともできる。ＭＣコンテンツは、ＭＣグループのメンバーだけを対象としている。ＭＣグループ内の各アクティブユーザはＡＮに登録する。それからＡＮは、登録した各ユーザの場所を追跡し、これらの場所をＭＣメッセージの送信の目標にする。特にＡＮは、ＭＣグループのユーザの各々が位置しているセル、セクタおよび／または地理学的地域を決定し、それからこれらのセル、セクタおよび／または地理学的地域に関連するＰＣＦにメッセージを送信する。
【００４４】
受信者あるいは加入者の場所と行動とに関する知識なしにＢＣメッセージが送信される他の幾つかのタイプの放送サービスとは反対に、このＭＣサービスは、アクティブユーザに関する知識、特に各アクティブユーザの位置に関する知識を使用して稼動する。更にこれらのユーザは、ＡＮに位置情報を与える。一実施形態では１ＭＣグループ内のアクティブユーザは、特にインターネット・グループ・マネージメント・プロトコル（ＩＧＭＰ；Internet Group Management Protocol）メッセージを使用してＩＰ通信を介してＡＮに登録する。ＭＣサービスは各ユーザの位置を識別でき、またＭＣはこれらの位置を送信の目標とするので、ＭＣサービスはＰＣＦ（単数または複数）とＰＤＳＮ(単数または複数)との間のルータを利用する。ＭＣサービスは、ＣＳからＭＣグループ内のアクティブユーザと通信している各ＰＣＦへの接続経路を与える接続のツリーを構築する。このツリーは、ＭＣツリーと呼ばれる。ＭＣツリーの１例は、図６に示されており、下記に論じられる。
【００４５】
インターネットに接続されたコンピュータネットワークといった従来のＩＰネットワークまたはＩＰシステムでは、あるユーザがＭＣコンテンツと呼ばれるＭＣタイプの情報を受信したいと希望する場合には、このユーザはインターネット・グループ・マネージメント・プロトコル（ＩＧＭＰ；Internet Group Management Protocol）を使用して最寄りのルータに登録する。それからルータは、次に隣接するルータに登録することによってＭＣツリーを構築するプロセスを開始する。それからＣＳは、ＭＣＩＰパケットの形式でＭＣコンテンツを送信する。このＭＣＩＰパケットはそれから、ＭＣツリーを介して元のルータに経路選択される。これは、ＭＣコンテンツに関して登録されたメンバーとの各ネットワークインタフェースにデータの１コピーを送信する。コンピュータネットワークにおける共通の放送メディアは、多数のユーザを一つの同じ情報ストリームに接続するイーサネットハブである。
【００４６】
インターネットと無線通信システムを有するＩＰネットワークとの組合せは、幾つかの独特の問題を導入する。一つの問題は、無線ネットワークを介してのＩＰネットワークからの情報を経路選択することである。相互接続の幾つかは、無線システムで予め定義される。例えば上述のようにＢＳＣとＰＣＦとの間のインタフェースは、Ａ８／Ａ９接続によって定義される。同様にＰＣＦからＰＤＳＮへの接続は、Ａ１０／Ａ１１接続によって定義される。一実施形態は、ＰＤＳＮとＰＣＦとの間に内部ＭＣツリーを形成し、ＰＤＳＮとＣＳとの間に外部ＭＣツリーを形成する。それからＰＣＦは、ＭＣコンテンツを要求する種々のＢＳＣに固有のトンネルを形成する。以下に論じるこの実施形態は、動作の効率を与える。もう一つの実施形態は、ＰＤＳＮから、ＭＣコンテンツを受信する各個別ＰＣＦへのトンネルを形成しながら、ＰＤＳＮとＣＳとの間に外部ＭＣツリーを形成する。この実施形態は、確実な通信を与える。
【００４７】
一般にＭＣ接続経路は、エンドツーエンドと見なされるが、ＭＣコンテンツはソースを出発してエンドユーザに伝送される。エンドユーザは、ＭＳであり得る。代替としてＭＳは、ＭＣコンテンツをあるネットワークに経路選択する移動可能なルータであることもある。エンドユーザは、ＭＣコンテンツを転送しない。一つのＭＣ接続経路は複数の異なるタイプの相互接続を含み得ることに留意すること。例えば一実施形態は、ＰＣＦに終端点を有する前述の内部ＭＣツリーと、ＰＤＳＮに終端点を有する外部ＭＣツリーとを組み入れることができる。同様にＭＣ接続経路は、各々のトンネルが一つのノードと別の一つの個別ノードとの間に形成されるポイントツーポイントトンネルを含むことができる。
【００４８】
図５に示す例示的実施形態によれば、通信システム３００は、ＩＰクラウド３２４を介してＰＤＳＮ３２０、３２２と通信するＣＳ３２６を含んでいる。ＣＳ３２６は図示しない他のＰＤＳＮとも通信することに留意すること。ＩＰクラウド３２４は、マルチキャストルータ（上述のような）といったルータと、データ伝送にクラウド３２４を通過させる他のルータとの構成を含む。ＩＰクラウド３２４を通る伝送は、ＩＰ通信である。ＩＰクラウド３２４内のルータは、インターネット・エンジニアリング・タスクフォース（ＩＥＴＦ；Internet Engineering Task Force）プロトコルに適合する対象受信者へのＢＣメッセージ、ＭＣメッセージといった通信にアクセスする。
【００４９】
図５を続けると、ＰＤＳＮ３２０、３２２は、もう一つのＩＰクラウド３１４を介してＰＣＦ３１０、３１２ならびに図示しない他のＰＣＦと通信している。ＩＰクラウド３１４は、マルチキャストルータといったルータと、データ伝送にクラウド３１４を通過させる他のルータとの構成を含む。ＩＰクラウド３１４を通る伝送は、ＩＰ通信である。ＩＰクラウド３１４内のルータは、インターネット・エンジニアリング・タスクフォース（ＩＥＴＦ）プロトコルに適合する対象受信者へのＢＣメッセージ、ＭＣメッセージといった通信にアクセスする。更にＰＣＦ３１０は、なおもう一つのＩＰクラウド３０８を介してＢＳＣ３０４と通信する。ＩＰクラウド３１４は、マルチキャストルータといったルータと、データ伝送にクラウド３１４を通過させる他のルータとの構成を含む。ＩＰクラウド３１４を通る伝送は、ＩＰ通信である。ＰＣＦ３１２はまた、ＢＳＣとしても動作し、システム３００内のどのユーザ（図示せず）とも通信する。分かりやすくするために三つのＢＳＣ、特にＢＳＣ３０２、３０４、３０６が図示されていることに留意すること。システム３００は、任意数の追加のＢＳＣ（図示せず）を含むことができる。代替の実施形態は、ＩＰクラウド３０８、３１４、３２４といった多数のＩＰクラウドによって示される如何なる接続もポイントツーポイント接続で交換できる代替の構成を組み入れることができることに留意すること。ポイントツーポイント接続は、ＰＣＦといった１点にある装置と、ＢＳＣといった他の１点にある装置との間で形成される確実な接続であり得る。ポイントツーポイント接続は、トンネリングと呼ばれる方法を使用してＩＰクラウド３０８といったＩＰクラウドの上で達成される。トンネリングの基本的考えは、ＩＰパケットを取り出し、そのパケットをＧＲＥ／ＩＰにカプセル化して、得られたパケットを通報受端点に送ることである。もし外側ＩＰヘッダの通報受信端アドレスがユニキャストＩＰアドレスであれば、このプロセスはポイントツーポイント・トンネルを達成する。もし通報受端アドレスがマルチキャストＩＰアドレスであれば、このプロセスはポイントツーマルチポイント・トンネルを達成する。これらすべては同じＩＰクラウド内で行われることに留意すること。例えばＩＰクラウド３１４では数種類の異なる適用可能な方法が存在する。一つの方法は、ポイントツーポイント・トンネルを形成し、第２の方法は、ポイントツーマルチポイント・トンネルを形成する。これは、ＧＲＥトンネリングが使用されないで、元のマルチキャストＩＰパケットが送信されるクラウド３２４内で使用される接続方法と対比される。
【００５０】
この例示的実施形態ではＣＳ３２６は、ＩＰクラウド３２４内で使用されるマルチキャストＩＰアドレスを知ってＨＳＢＳチャネルを構成する。ＣＳは、ＭＣＩＰアドレスを使用して、ペイロードと呼ばれるＨＳＢＳコンテンツ情報を送信する。図８の構成は種々のＢＣサービスを放送するために使用できることに留意すること。
【００５１】
トンネルを形成するためにメッセージは、外部ＩＰパケット内でカプセル化される。カプセル化されたメッセージは、そのトンネルを通って伝送されるので内部ＩＰアドレス、すなわち元のＩＰパケットのＩＰアドレスは無視される。このカプセル化は、元のＩＰパケットのインターネット経路選択を変更する。この例示的実施形態ではＭＣトンネルは、ＰＤＳＮとＰＣＦとの間のＭＣツリーを介してＢＣまたはＭＣメッセージを経路選択する。
【００５２】
本例示的実施形態ではＰＤＳＮ３２０とＰＣＦ３１０、３１２は、一つのＭＣグループに関連付けられている。言い換えればＭＣグループのメンバーは、ＰＣＦ３１０、３１２によってサービスされるセル、セクタおよび／または地理学的地域内に位置している。システム３００は、ＣＳ３２６からＰＤＳＮ３２０への外部ＭＣツリーとＰＤＳＮ３２０からＰＣＦ３１０、３１２への内部ツリーとを構築する。ＰＤＳＮ３２０は、ＩＰクラウド３２４内の近隣のマルチキャストルータに順次登録することによってこの外部ＭＣツリーを構築する。外部ＭＣツリーは、ＩＰネットワークを介してＰＤＳＮ３２０からＣＳ３２６に構築される。ＰＤＳＮ３２０は、外部ＭＣツリーを介してＭＣグループのメンバーのためのＭＣメッセージを受信する。言い換えれば、ＭＣメッセージは、外部ＭＣツリーによって構成された外部ＭＣトンネルを介して送られる。ＰＣＦ３１０、３１２の各々は、ＩＰクラウド３１４を介してＰＤＳＮ３２０への内部ＭＣツリーを構築する。ＰＤＳＮ３２０からのＭＣメッセージは、ＧＲＥ／ＩＰトンネル内の内部ＭＣツリー上に送られる。
【００５３】
図６は、一つのソース４０２と多数のルータ４０４〜４５０とを有するＭＣツリー４００を示す。ソース４０２は、ＭＣツリー４００のベース(基部)である。エンドユーザ４１２、４１４、４２０、４２２、４２４、４３４、４５０は、ＭＣツリー４００のリーフと考えられる。ルータ４０４、４０６を介して二つのメインブランチが形成される。第１のメインブランチの上にはルータ４１０を介して別のブランチが在る。第２のメインブランチの上には、一つはスルー４３０、もう一つはスルー４３２という二つの後続ブランチが在る。
【００５４】
一実施形態ではツリー４００は、ソースとしてＣＳを有する。放送メッセージがＣＳで発生する放送サービスに関しては、ソース４０２はＣＳである。代替の実施形態ではソースは、このネットワーク内の別の装置であることもある。例えばグループコールサービスに関しては、メッセージコンテンツは別のユーザから発生する可能性があり、この場合そのユーザに関連するＢＳＣがＭＣツリーのソースである。更にこのネットワークには、あるメンバーからメッセージを受信し、それからＭＣツリーを介してこれらのメッセージをグループコールのメンバーに転送するグループコールマネージャ機能が存在することもある。これらのケースの各々でこのツリーは、帯域幅を維持し、情報の冗長な複写と処理とを避けながら同じ情報コンテンツを多数のユーザに供給するための経路を提供する。もう一つの例として任意数のホストが同じＭＣグループアドレスに送信し、またそこから受信する多数対多数（Ｍ−ｔｏ−Ｍ；Many-to-Many）ＭＣアプリケーションでは、そのユーザに関するＢＳＣがＭＣツリーのソースとしてＭＣコンテンツを発信する。更にあるメンバーからメッセージを受信し、ＭＣツリーを介してそれらのメッセージをＭＣグループのメンバーに転送するネットワークエンティティを有するＭＣアプリケーションが存在し得る。
【００５５】
図７は、一実施形態によるＢＣメッセージを処理するための方法を示す。プロセス５００は、少なくとも一つのＢＳＣとＰＣＦとの間にＭＣツリーを構築する。このツリーは、多数のＢＳＣを含む。同様に追加のＰＣＦのために追加のツリーが構築され得る。ＭＣツリーは、ポイントツーポイント接続を形成せずにあるＢＣメッセージを多数の受信者に送るための接続経路を形成する。プロセス５００はまた、少なくとも一つのＰＣＦとＰＤＳＮとの間に一つのＭＣツリーを形成する。このツリーは、多数のＰＣＦと一つのＰＤＳＮとを含むことがあり、この場合一実施形態によれば一つの内部マルチキャストツリーは、唯一つのＰＤＳＮを通して流れる。すなわち１本のツリー当り唯一つのベースが存在する。更にプロセス５００は、少なくとも一つのＰＤＳＮとＣＳとの間に別のＭＣツリーを構築する。このツリーは、多数のＰＤＳＮを含むことができる。
【００５６】
図７に示す実施形態の放送サービスは、ある送信区域へのＢＣメッセージの放送である。第１のステップ５０２でプロセス５００は、ＢＣメッセージの送信に関してセル、セクタ、地理学的地域の送信区域を決定する。ＭＣツリーを構築するために送信区域情報が使用される。特に送信区域の識別は、ＭＣツリーのリーフを識別する。ＭＣツリーは、これらのリーフからベースへと構築される。ＢＳＣは、ステップ５０４で放送インジケータをＰＣＦに送る。放送インジケータは、ＢＳＣが放送を受信したがっているということをＰＣＦに警告する信号メッセージである。それからプロセスはステップ５０５で、送信区域のＢＳＣと関連ＰＣＦとの間に第１の接続を構築する。この接続は、各ＢＳＣとＰＣＦペアとの間のＧＲＥの安全なトンネルである。それからプロセスはステップ５０６で、ＰＤＳＮとＰＣＦとの間にＭＣツリーを構築する。送信区域は、ＢＣ送信に関するＰＣＦを識別する。送信区域内の各ＰＣＦは、近隣のマルチキャストルータに登録することによってＭＣツリーを起動する。この例示的実施形態によればプロセスはそれから、ステップ５０８でＰＤＳＮからＣＳへのもう一つのＭＣツリーを構築する。ステップ５１０でＣＳは、ＢＣメッセージをＰＤＳＮに送る。この場合ＢＣメッセージはＭＣＩＰパケット内にカプセル化される。このＭＣＩＰパケットは、ＭＣＩＰアドレスにアドレス指定され、ＣＳをそのパケットのソースとして識別する。ＭＣＩＰパケットアドレスは、ＰＤＳＮとＣＳとの間のＭＣツリー内のＰＤＳＮのどれかへの送付を示す。ステップ５１２でＢＣメッセージは、ＭＣツリーをトラバースする。それからＢＣメッセージはステップ５１３で、安全トンネル、またはＵＣ接続を介してＢＳＣに送られる。ステップ５１４でＢＳＣは、このＢＣメッセージをそれぞれのカバレージエリア内のユーザに送信する。
【００５７】
この点でソフトハンドオフに適応するために受信ＢＳＣはアンカーＢＳＣとして使用されてＢＣメッセージにタイムスタンプを行い、それからこのＢＣメッセージを近隣のＢＳＣに転送することに留意すること。このようにしてＢＣメッセージは多数のＢＳＣから所定のユーザに送信され、ユーザが伝送を失うことなく、より良好な接続に遷移することを可能にする。更にアンカーＢＳＣの使用は、ＰＣＦだけがＢＣメッセージを一つのＢＳＣに送信するので効率を与えているが、このメッセージは多数の他のＢＳＣに与えることもできる。
【００５８】
図８は、ＰＣＦからＰＤＳＮへのＭＣツリーを構築するプロセス５５０を示す。ステップ５５２でＰＣＦは、次の近隣のマルチキャストルータに登録する。マルチキャストルータへの登録は、登録チェインを開始するが、このチェインの各メンバーは次の後続ルータに登録される。マルチキャストルータへの登録は更に、所定のＭＣグループのメンバーおよびＭＣグループのＭＣＩＰアドレスにアドレス指定された任意のＩＰパケットの目標として登録ＰＣＦを識別することを含んでいる。ＢＣメッセージに関してＭＣグループは対象区域と見なされ得ることに留意すること。判断記号５５４で、もしマルチキャストルータが登録されれば、ＭＣツリーが完了するのでこのプロセスは終了となる。もしマルチキャストルータが登録されなければ、すなわちＭＣツリーの一部でなければ、このマルチキャストルータは、ステップ５５６で次の後続の近隣マルチキャストルータに登録される。
【００５９】
図９Ａは、図７、８のプロセス５００で説明したような、多数のＭＣツリーを通るＢＣメッセージの流れを示す。図９Ｂは、対応する情報の信号流れ、すなわち放送メッセージ処理を示す。図９Ａに示すように、ＢＣメッセージはＣＳ３２６に源を発する。発生したメッセージは、ペイロードと見なされる。ＣＳ３２６は、ＭＣＩＰパケットを生成するためのＭＣＩＰを適用することによって、このペイロードをカプセル化する。このＭＣＩＰパケットは、ＣＳがこのパケットのソースであって通報受端はＭＣＩＰアドレスとして与えられることを示している。ＭＣＩＰパケットは、ツリーの上の次のルータホップに送られる。言い換えればＭＣＩＰパケットは、ソースあるいはツリーの根元からリーフに向かって外の方にトラバースする。分かり易くするために単一のＰＤＳＮ、特にＰＤＳＮ３２０が示されているが、ＭＣツリーは各々のＰＤＳＮがＭＣＩＰアドレスにアドレス指定されたメッセージによってトラバースされる任意数のＰＤＳＮを含むことができる。ＰＤＳＮ３２０およびＭＣツリー内の他のＰＤＳＮもＭＣＩＰパケットを圧縮し、圧縮されてフレーム化されたパケット（ＣＦＰ；Compressed Framed Packet）を形成するためにＨＤＬＣといったフレーム化プロトコルを適用する。それからこのＣＦＰは、ＧＲＥプロトコルによってカプセル化されてＧＲＥパケットを形成する。その結果得られたＧＲＥパケットは、ＭＣＩＰにしたがって更にカプセル化されてＭＣＣＦＰ、すなわちマルチキャスト圧縮フレーム化パケットになる。このＭＣＣＦＰは、ソースとしてＰＤＳＮ３２０を、通報受端としてＭＣＩＰアドレスを識別する。図９Ａに示す例では、ＰＤＳＮ３２０は、ＭＣＣＦＰを各々がＭＣツリーの一部であるＰＣＦ３１０、３１２に渡す。ＰＣＦ３１０、３１２の各々は、受信したＭＣを処理してＢＳＣ３０４といったＢＳＣへの安全トンネルを形成する。ここで結果的に得られたパケットは、ソースとしてＰＣＦを、通報受端としてＢＳＣＩＰアドレスを識別するＵＣＢＳＣパケットである。各ＰＣＦは、個々のＢＳＣへの多数のトンネルを形成できることに留意すること。図示のように、メッセージがＰＣＦに到着するまでＭＣＩＰアドレス指定が使用される。ＰＣＦからエンドユーザまで本実施形態は、安全トンネルまたはＵＣ接続を使用する。
【００６０】
図９Ｂは、対応する信号流れを示しており、ここでは最初にＣＳがＨＳＢＳチャネルを設定する。時刻t１で、ＢＳＣとＰＣＦとの間にＧＲＥトンネルが形成される。時刻t２でＰＣＦは、ＩＧＭＰを使用して近隣のマルチキャストルータに登録する。時刻ｔ３でＰＣＦは、ＢＳＣによって形成されたＧＲＥトンネルを確認する。時刻ｔ４でＭＣ経路選択プロトコル（ＭＲＰ；MC Routing Protocol）を使用してＰＣＦとＰＤＳＮとの間のマルチキャストルータを登録する。時刻ｔ５で、このＰＤＳＮは近隣のマルチキャストルータに登録される。このプロセスは、ＭＣツリーの外側部分を形成する。ＭＣツリーの各レベルは、すなわちＣＳ対ＰＤＳＮおよびＰＤＳＮ対ＰＣＦは、一つの個別ＭＣツリーと見なされ得る、あるいはＣＳからＰＣＦまでの構成全体が１本のツリーと見なされ得る。この時点でＢＳＣは、所定のＨＳＢＳチャネルに関してＢＣＣＳからＭＣＩＰを介してＢＣメッセージを受信するように設定される。
【００６１】
図１０は、ＢＣメッセージを送信するためのプロセス７００の代替の実施形態を示す。このプロセスは、ステップ７０２で放送の送信区域を決定することから始まる。ステップ７０４で、ＢＳＣとＰＣＦとの間にＵＣ接続が形成される。ＵＣ接続は、Ａ８／Ａ９ＩＰ接続であり得る。同様にステップ７０６で、ＰＣＦとＰＤＳＮとの間にＵＣ接続が形成される。図１０のプロセス５００とは対照的に、ＰＤＳＮとＰＣＦとの間にＭＣツリーは構築されない。むしろ、各ＰＤＳＮとＰＣＦペアとの間にポイントツーポイントのＧＲＥトンネルが形成される。ＰＤＳＮからＰＣＦへのＵＣ接続は、Ａ１０／Ａ１１ＩＰ接続であり得る。ステップ７０８で、ＣＳとＰＤＳＮとの間にＭＣツリーが構築される。
【００６２】
それからＣＳはステップ７０９で、ＭＣツリーの一部であるＰＤＳＮにデータを送る。このデータはステップ１０で、ＭＣツリーを通ってＰＤＳＮへ行く。それからステップ７１２でＰＤＳＮは、受信したデータあるいはＢＣメッセージを処理してこのＢＣメッセージをＰＣＦに転送する。多数のＰＣＦが実現されているときにはＰＤＳＮは多数のＰＣＦへの送信のためにデータの多数のコピーを作成することに留意すること。ステップ７１４でＰＣＦは、ＵＣ接続経由でデータをＢＳＣに送る。それからステップ７１６で、このデータあるいはＢＣメッセージは、ＭＣグループ関連したＢＳＣからグループのメンバーに送信される。
【００６３】
図１１Ａは、図１０のプロセス７００で説明したような、多数のＭＣツリーを通るＢＣメッセージの流れを示す。図１１Ｂは、対応する情報の信号流れ、すなわち放送メッセージ処理を示す。図７のプロセス５００とは対照的に、プロセス７００は、ＣＳとＰＤＳＮとの間にＭＣツリーを構築するが、ＰＤＳＮとＰＣＦとの間、ならびにＰＣＦと個別ＢＳＣとの間にポイントツーポイントの安全トンネルを組み入れる。ポイントツーポイント接続のユーザは、処理と帯域幅の考慮を犠牲にして更なるセキュリティを備える。
【００６４】
図１１Ａに示すようにＢＣメッセージは、ＣＳ３２６に源を発する。発生したメッセージは、ペイロードと見なされる。ＣＳ３２６は、ＭＣＩＰパケットを生成するためのＭＣＩＰを適用することによってこのペイロードをカプセル化する。このＭＣＩＰパケットは、ＣＳがこのパケットのソースであって通報受端はＭＣＩＰアドレスとして与えられることを示している。ＭＣＩＰパケットは、ツリーに上の次のコンタクトに送られる。言い換えればＭＣＩＰパケットは、ツリーのソースあるいはベースからリーフに向かって外の方にトラバースする。分かり易くするために単一のＰＤＳＮ、特にＰＤＳＮ３２０が示されているが、ＭＣツリーは各々がＭＣＩＰアドレスによって識別される任意数のＰＤＳＮを含むことができる。ＰＤＳＮ３２０およびＭＣツリーの中の他の如何なるＰＤＳＮもＭＣＩＰパケットを圧縮し、圧縮されてフレーム化されたパケット（ＣＦＰ；Compressed Framed Packet）を形成するためにＨＤＬＣといったフレーム化プロトコルを適用する。それからこのＣＦＰは、ＧＲＥプロトコルによってカプセル化されてＧＲＥパケットを形成する。その結果得られたＧＲＥパケットは更に、ユニキャスト（ＵＣ；Uni-Cast）ＩＰにしたがってカプセル化されてＵＣＣＦＰ、すなわちユニキャスト圧縮フレーム化パケットになる。このＵＣＣＦＰは、ソースとしてＰＤＳＮ３２０を、通報受端として特定のＰＣＦを識別する。図１１Ａに示す例では、ＰＤＳＮ３２０は、ＵＣＣＦＰをＰＣＦ３１０、３１２に渡す。ＰＣＦ３１０、３１２の各々は、受信したＵＣＣＦＰをＰＤＳＮ３２０と同様の仕方で処理する。ここで結果的に得られたパケットは、ソースとしてＰＣＦを、通報受端としてＢＳＣをそれぞれ識別するＵＣＢＳＣパケットである。
【００６５】
図１１Ｂは、対応する信号流れを示しており、ここでは最初にＣＳがＨＳＢＳチャネルを設定する。時刻t１でＢＳＣは、ＢＳＣとＰＣＦとの間にＧＲＥトンネルを形成する。時刻t２でＰＣＦは、ＰＣＦとＰＤＳＮとの間にＧＲＥトンネルを形成する。時刻ｔ３でＰＤＳＮは、ＰＣＦによって形成されたＧＲＥトンネルを確認する。時刻ｔ４でＰＣＦは、ＢＳＣによって形成されたＧＲＥトンネルを確認する。時刻ｔ５でＰＤＳＮは、ＩＧＭＰまたはＭＲＰを使用してマルチキャストグループに参加する。最初の処理は第１のルータにＩＧＭＰを実施できることに留意すること。このプロセスは、ＣＳとＰＤＳＮとの間にＭＣツリーを形成する。この時点でＢＳＣは、所定のＨＳＢＳチャネルに関してＢＣＣＳからＭＣＩＰを介してＢＣメッセージを受信するように設定される。
【００６６】
一実施形態によれば、ＢＣサービス処理に関してＣＳは、ローカルな機構を使用してＨＳＢＳチャネルを構成する。このＣＳは、ＭＣＩＰアドレスを使用してＨＳＢＳコンテンツを送信する。このＨＳＢＳ構成は、対応するＭＣグループにＣＳがＨＳＢＳコンテンツを送信するという結果をもたらす。コンテンツは、ＣＳのソースＩＰアドレスとＭＣＩＰアドレスとしての通報受端ＩＰアドレスとを有するＩＰパケットのフォーマットで送られる。
【００６７】
それからＢＳＣは、所定の放送チャネルにＨＳＢＳチャネルを加えることを決定する。この放送チャネルは、１セットのセル／セクタの上を送信されるはずである。放送チャネルにＨＳＢＳチャネルを加えるＢＳＣ内の機構は、実施形態固有のものである。このような機構の１例は、運用管理（ＯＡ＆Ｍ；Operation Administration & Management）インタフェースといったＢＳＣ上でのＨＳＢＳチャネル構成を可能にするインタフェースである。ＢＳＣは、ＨＳＢＳチャネルのＨＳＢＳ−ＩＤおよびＨＳＢＳコンテンツに対応するＭＣＩＰアドレスといった情報を使用してＨＳＢＳチャネルを設定するためにローカル機構を使用する。
【００６８】
ＢＳＣは、Ａ９−Ｓｅｔｕｐ−Ａ８メッセージをＰＣＦに送る。このＡ９−Ｓｅｔｕｐ−Ａ８メッセージでＢＳＣは、他のものの中にあるＡ８−Ｔｒａｆｆｉｃ−ＩＤパラメータと、ＧＲＥキーと、ＨＳＢＳチャネルに関してＡ−８接続を終了させるＢＳＣエンティティのＩＰアドレスと、を送信する。Ａ８−Ｔｒａｆｆｉｃ−ＩＤパラメータには追加のフィールド、ＩＰ−Ｍｕｌｔｉ−ｃａｓｔＡｄｄｒｅｓｓが加えられる。この追加フィールドは、ＨＳＢＳコンテンツを送信するためにＣＳが使用するＩＰマルチキャストアドレスを識別する。ＨＳＢＳに関する新しいサービスオプションは、Ａ９−Ｓｅｔｕｐ−Ａ８メッセージで使用される。
【００６９】
ＢＳＣからＡ９−Ｓｅｔｕｐ−Ａ８メッセージを受信するとＰＣＦは、ＢＳＣがＩＰマルチキャストグループに参加したいと希望していることを通知される。もしこのＰＣＦが既に所望のマルチキャストグループのメンバーであれば、このマルチキャストグループに加入する更なる行動は必要でない。そうでなければＰＣＦは、マルチキャストグループに加入するためにそのマルチキャストルータにＩＧＭＰ要求を送る。ＩＧＭＰ設定が成功するとＰＣＦは、Ａ９−Ｓｅｔｕｐ−Ａ８メッセージをＢＳＣに送り返す。マルチキャスト方路情報は、ＰＤＳＮを通ってはるばるＣＳまでマルチキャスト経路選択プロトコルを使用するマルチキャストルータから上流のルータに伝播する。これは、ＣＳからＰＣＦへのマルチキャスト接続経路あるいはマルチキャストツリーを設定する。ＰＣＦは、ＩＰマルチキャストパケットにＢＳＣを正しく通り抜けさせるためにＧＲＥＡ８−ＫｅｙとＢＳＣＩＰアドレスとＩＰＭｕｌｔｉ−ｃａｓｔアドレスとの結合を達成する。
【００７０】
ＩＰ環境の中でマルチキャスト経路選択に使用される幾つかのマルチキャスト経路選択プロトコルが存在する。１９８８年１１月１日にＤ．ＷａｉｔｚｍａｎとＣ．ＰａｒｔｒｉｄｇｅとＳ．Ｅ．Ｄｅｅｒｉｎｇとによって、ＲＦＣ１０７５に、距離ベクトルマルチキャスト経路選択プロトコル（Distance Vector Multi-cast Routing Protocol：ＤＶＭＲＰ）が明記されている。１９９８年６月には、Ｄ．ＥｓｔｒｉｎとＤ．ＦａｒｉｎａｃｃｉとＡ．ＨｅｌｍｙとＤ．ＴｈａｌｅｒとＳ．ＤｅｅｒｉｎｇとＭ．ＨａｎｄｌｅｙとＶ．ＪａｃｏｂｓｏｎとＣ．ＬｉｕとＰ．ＳｈａｒｍａとＬ．Ｗｅｉとによって、ＲＦＣ２３６２に、プロトコル独立マルチキャスト・スパース・モード（Protocol Independent Multi-cast-Sparse Mode：ＰＩＭ−ＳＭ）が明記されている。１９９４年３月に、Ｊ．Ｍｏｙによる「ＯＳＰＦへのマルチキャスト拡張（Multi-cast Extensions to OSPF）」と題する、ＲＦＣ１５８４に明記されたマルチキャストオープン最短経路ファースト（Multi-cast Open Shortest Path First：ＭＯＳＰＦ）もある。
【００７１】
図１１Ｂを続けると、ＢＳＣからＰＣＦまでＧＲＥ接続が設定される。ここで図１１Ｂの時刻ｔ１に示すようにＧＲＥトンネルセットアップメッセージが送られる。ＧＲＥセットアップメッセージでＢＳＣは、ＧＲＥキーとＨＳＢＳチャネルに関する接続を終了させるＢＳＣエンティティのＩＰアドレスとを含むＴｒａｆｆｉｃ−ＩＤパラメータを送る。Ｔｒａｆｆｉｃ−ＩＤパラメータは、種々の他の情報を含むことができる。ＩＰ−Ｍｕｌｔｉ−ｃａｓｔＡｄｄｒｅｓｓは、ＨＳＢＳコンテンツを送信するためにＣＳが使用するＩＰＭＣアドレスを含むことができる。
【００７２】
動作時にＣＳは、ＨＳＢＳコンテンツ、例えばＢＣメッセージをＭＣＩＰアドレスに送る。このＭＣＩＰアドレスは、ＩＰパケット内の通報受端アドレスフィールドで使用される。マルチキャストルータは、メンバーＰＤＳＮにパケットを経路選択する。マルチキャストグループメンバーシップはＩＧＭＰとＭＣ経路選択プロトコルとを使用してより早期に確立されることに留意すること。ヘッダ圧縮（もしこれが実施されるとして）の後、ＰＤＳＮは各パケットをＨＤＬＣフレーム内に配置する。ＨＤＬＣフレームは、ＧＲＥ／ＩＰパケット内にカプセル化される。ＰＤＳＮは、ＧＲＥパケットのＫｅｙフィールドをカプセル化されたＩＰパケットの通報受端ＭＣＩＰアドレスに設定する。ＧＲＥパケットには、ＰＤＳＮＩＰアドレスのソースアドレスフィールドと、カプセル化パケットと同じＭＣＩＰアドレスの通報受端アドレスフィールドとを有する２０バイトＩＰパケットヘッダが付加される。ＰＤＳＮは、カプセル化されたＨＤＬＣフレームをメンバーマルチキャストルータに送る。すべてのマルチキャストメンバーＰＣＦは、ＭＣパケットを受信する。シーケンス化の必要は、ＰＤＳＮ内のヘッダ圧縮によるものである。ＧＲＥは、パケットを識別するシーケンス番号を含んでいる。ＧＲＥシーケンス番号は、パケットの順次送付を保証する。
【００７３】
ある地理学的地域をカバーする同じＨＳＢＳチャネルを放送するために多数のＢＳＣが使用される。この場合、ＨＳＢＳチャネルは、ある特定の周波数に結び付けられる。自律的ソフトハンドオフを容易にするために基本的放送サービスチャネル、あるいはＦ−ＢＳＣＨの送信は、一つの地理学的地域では同期させられる。これは、移動局での放送パケットの結合を考慮している。一実施形態によれば、ＭＣツリーは、放送コンテンツを二次ＢＳＣに複写する「アンカーＢＳＣ」と呼ばれるリーフを含んでいる。このアンカーＢＳＣは、ＨＤＬＣフレームを複写してある特定のインタフェース上の如何なる二次ＢＳＣにも送信するが、この場合二次ＢＳＣへの送信は制約された遅延を有する。
【００７４】
図１２は、ＭＣグループに送信されるＭＣメッセージの処理方法を示す。このプロセスは、グループコールサービスのためのものであって、放送されるメッセージはシステム内の１ユーザからの発信であることもある。グループコールは、１ユーザがポイントツーマルチポイント伝送を行うことを可能にする。グループ内の１ユーザが多数の意図した受信者に１メッセージを送信する。プロセス６００は、ＣＳがＭＣメッセージに関して開始時刻を決定するステップ６０２から始まる。ステップ６０４でＭＣグループ加入者は、ＢＳＣに登録する。ステップ６０５でＢＳＣは、セットアップメッセージをＰＣＦに送る。このセットアップメッセージは、ＢＳＣがグループコールの一部であることを知らせながら、ＢＳＣとＰＣＦとの間のＧＲＥトンネルの形成を開始する。このプロセスはステップ６０６で、ＰＤＳＮとＰＣＦとの間にＭＣツリーを構築する。それからプロセスはステップ６０８で、ＰＤＳＮからＣＳへの内部ＭＣツリーを構築する。一旦これらのＭＣツリーが構築されると、ソースはステップ６１０で、ＭＣＩＰアドレスにアドレス指定されたＭＣメッセージを送る。ステップ６１２でこのメッセージは、これらのツリーを通過して進む。ステップ６１４でＰＣＦは、ＵＣ接続を経由してＢＳＣにＭＣメッセージを送信する。それからステップ６１６でＢＳＣは、対応する地理学的地域内のグループメンバーにこのＭＣメッセージを転送する。
【００７５】
１ＭＣグループに送信されるＭＣメッセージに関してグループメンバーは、この通信システム内で移動することに留意すること。あるグループメンバーがＭＣツリー内に登録されていない場所、あるいはＭＣメッセージ送信の一部でない場所に移動すると、グループメンバーはその新しい場所のＢＳＣに登録する。グループコール時にグループメンバーは、グループコールに使用されるＢＣチャネルに割り当てられる周波数をモニタしているであろう。新しいＢＳＣに登録することによってそのグループメンバーは、システムにＢＣの周波数を与える。そうするとシステムは、着信コールのグループメンバーを呼び出すことができる。一旦このグループメンバーが新しいＢＳＣに登録すると、システムは新しいＢＳＣを含む新しいＭＣツリーを作成する。
【００７６】
図１３は、放送チャネルを有する放送メッセージとグループコールメッセージとをサポートするシステムにおいて放送メッセージまたはグループコールを処理する方法を流れ図形式で示す。プロセス５２０は、図７のプロセス５００と類似しており、ここでＢＳＣ（またはメッセージの無線伝送に関わる他のエレメント）は、ＢＣトリガイベントを識別する。このＢＣトリガイベントは、一つ以上の移動局またはＢＳＣによってサポートされる他の無線装置からの要求であり得る。例えば図２に示すシステム２００において、ＢＳＣは、移動局２０６の一つ以上からＢＣメッセージの要求を受信することがある。他のトリガは、ＢＣサービスに関する他のＢＳＣからの要求を含むかもしれない。なお、予め決められた時刻にＢＳＣがＢＣ送信を開始する時刻がトリガを与えることもある。ＢＣは、所定のＢＳＣがＢＣトリガを認識し、それに応じてＢＣメッセージを要求して初めて、所定のＢＳＣに送信される。
【００７７】
図１３を続けると、プロセス５２０は、システムがＢＣ範囲を決定するステップ５０２から始まる。それからＢＳＣは、ステップ５０３でＢＳＣトリガを認識し、処理は図７のプロセス５００に関して説明したようにステップ５０４から継続される。
上述のようにＢＣ送信は、所定のＢＳＣがトリガを認識し、それに応じてＢＣを要求して初めて、その所定のＢＳＣに与えられる。それからシステムは、コンテンツサーバから要求ＢＳＣへの接続経路を設定する。図１４は、ＢＣ伝送路の設定と閉鎖のプロセスを示している。ＢＣメッセージの動的送信は、「間欠放送」とも呼ばれ、この間欠放送はＢＣ伝送路の設定と閉鎖のプロセスによって行われる。図１４に示すように、プロセス８００は、ＢＳＣあるいは他の無線インタフェース送信器がＢＣトリガを認識したときに開始される。このトリガは、移動局または他の無線装置からのＢＣサービスの要求であることもあり、あるいはタイムスケジュールまたは他の予測可能なイベントに基づくこともある。例えば一実施形態では、毎日午後の証券取引所の終了時に株式相場の更新といった所定のＢＣメッセージが送信されることもある。代替の実施形態では、事件発生についてリアルタイムにニュース速報が放送される。ステップ８０４でＢＣ伝送路がネットワークを通して設定される。接続経路の設定は、上述のように行われ得る。それからコンテンツサーバは、ステップ８０６でＢＣメッセージを供給する。判断記号８０８で終了トリガを認識するとプロセスは、所定のＢＳＣへのＢＣ伝送路を閉鎖する。終了トリガイベントは、ある時間間隔の満了であることもある。代替として終了トリガは、以前ＢＣサービスを受けた移動局からの要求がないことである可能性もある。
【００７８】
一実施形態では単一のホストが二つ以上の受信者に送信するマルチキャストアプリケーションは、Ｏｎｅ−ｔｏ−Ｍａｎｙ（一対多数）あるいは１−ｔｏ−Ｍ（１対Ｍ）と呼ばれる。マルチキャストアプリケーションのこのタイプの１例は、グループコールとも呼ばれる。グループコールの一実施形態は、図１５Ａ、１５Ｂに示すシステム１０００で処理される。第１の時刻でシステム１０００は、多数の移動局１００４がＢＳＣ１００２からのグループコールサービスを要求している図１５Ａに示されている。この場合ＢＳＣ１００２は、このサービスを希望しているユーザの数が予め決められた閾値より小さいことを判定し、そうであればＢＳＣ１００２は専用チャネル１で移動局１００４の各々に送信し、別の専用チャネル２で移動局１００６にグループコールメッセージを送信する。これらの専用チャネルは、異なる周波数によって識別されることもでき、あるいはＣＤＭＡシステムまたは他のスペクトル拡散タイプのシステムで符号分離されることも可能である。
【００７９】
図１５Ｂに示す第２の時刻では、グループコールサービスを要求している移動局の数が予め決められた閾値を超えており、それゆえにＢＳＣ１００２は、予め決められたＢＣチャネルでグループコールメッセージを送信することを決定する。移動局１００４、１００６、１００８の各々は、グループコールメッセージの送信に先立って伝送チャネルを通知される。
【００８０】
図１６に、グループコールを処理する方法９００が示されている。ステップ９０２でグループコールが開始される。ＢＳＣは、アクティブユーザの数、すなわちグループコールへの参加を希望している移動局または他の無線装置の数が予め決められた閾値より大きいかどうかを、判断記号９０４で決定する。閾値は、所定のシステム、構成、または無線送信装置に関して静的に決定し、定義できる。代替として閾値は、グループコールの処理とシステムの運用とに基づいて動的に調整することもできる。もしアクティブユーザの数が閾値を超えていれば、処理は継続してステップ９０６に進み、グループコールが所定のＢＣチャネルで送信されるであろうという命令を移動局の各々に与える。
【００８１】
図１６を続けると、ステップ９０８でＢＳＣは、グループコールをＢＣチャネルで送信する。処理は、判断記号９０４に戻る。もしアクティブユーザの数が閾値よりも大きくなければ、処理は継続してステップ９１０に進み、ここでＢＳＣは各アクティブユーザのためにグループコールメッセージのコピーを作成する。ステップ９１２でこれらのコピーは、特有の専用チャネルで各アクティブユーザに送信される。上述のようにこれらの専用チャネルは、別個の搬送周波数によって定義されてもよく、符号分割チャネルであっても良い。
【００８２】
図１６に示すグループコールはこのようにして、少数のユーザに関してはユニキャストチャネルで行われ、ユーザ数が増加するにつれてマルチキャストチャネルで送信される。代替の実施形態は、ローディング、チャネル品質および／または送信すべきデータ量などに基づいて、ユニキャストチャネルを使用するかマルチキャストチャネルを使用するかを決定するために別の基準を実施することもある。図１６のような方法は、放送チャネルを使用するよりもむしろ個別の専用チャネルを使用することによって無線リソースを含むがこれに限定されない伝送リソースを維持する。この場合放送チャネルを使用するか個別チャネルを使用するかの決定は、受信者の数と分布とによって決定される。
【００８３】
代替の実施形態は、上述の方法を代替のＢＣサービスに適用することができ、この場合ポイントツーマルチポイント伝送が使用される。後続のルータに登録されたリーフまたは終端点によって形成されるＭＣツリーの使用は、通信システムにおける冗長性を避ける便利で動的な方法を提供する。更にＭＣツリーの使用は、ネットワークを拡張するために必要とされる基幹施設の量を減らす拡張性の強化をもたらす。グループコールの運用に関してシステムは、無線インタフェースが専用チャネルを使用するとしても、ネットワークを送信ノードにまで、すなわちＢＳＣといった無線インタフェース送信器にまで構成することができることに留意すること。言い換えればシステムは、ネットワーク側に上述のようなマルチキャストツリーを適用し、コールの参加者にはユニキャスト接続経路を適用する。この方法でＢＳＣは、ネットワークから１コピーだけを受け取る。
【００８４】
当業者は、情報と信号が種々の異なる技術と手法のどれを使用しても表現可能であることを理解するであろう。例えば上記の説明を通して参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または磁気粒子、光学的な場または光学粒子、あるいはこれらの任意の組合せによって表すことができる。
【００８５】
当業者は更に、ここに開示された実施形態に関連して述べられた種々の例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子的ハードウエア、コンピュータソフトウエア、あるいは両者の組合せとして実現可能であることを認めるであろう。ハードウエアとソフトウエアとのこの相互交換可能性を明確に例示するために、種々の例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、およびステップは、これらの機能の点から見て概略的に上記に説明してきた。このような機能がハードウエアとして実現されるかソフトウエアとして実現されるかは、システム全体に課せられる特定のアプリケーション上、設計上の制約に依存している。当業者は、各特定アプリケーションに関して種々の方法で上記の機能を実現できるが、このような実現の決定は、本発明の範囲からの逸脱を生じさせるものと解釈されるべきではない。
【００８６】
ここに開示された実施形態に関連して説明された種々の例示的論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ；Digital Signal Processor）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ；Application Specific Integrated Circuit）、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ(ＦＰＧＡ；Field Programmable Gate Array）または他のプログラム可能論理素子、個別ゲートまたはトランジスタ論理、個別ハードウエア部品、あるいはここに述べた機能を実行するように設計されたこれらの任意の組合せによって実現可能あるいは実施可能である。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってよいが、代替としてこのプロセッサは、従来の任意のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、あるいは状態機械であってもよい。プロセッサはまた、計算装置の組合せ、例えば１ＤＳＰと１マイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサの組合せ、ＤＳＰコアと連携した一つ以上のマイクロプロセッサの組合せ、またはその他任意のこのような構成として実現可能である。
【００８７】
ここに開示された実施形態に関連して説明された方法またはアルゴリズムのステップは、直接ハードウエアに、またはプロセッサによって実行されるソフトウエアモジュールに、あるいはこれら二つの組合せとして具体化可能である。ソフトウエアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいは本技術で既知の他の任意の形式の記憶媒体に常駐可能である。例示的記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取れるように、また記憶媒体に情報を書き込めるように、プロセッサに接続される。代替手段として記憶媒体は、プロセッサに統合することもできる。プロセッサと記憶媒体は、ＡＳＩＣに常駐可能である。このＡＳＩＣは、ユーザ端末に常駐可能である。代替手段としてプロセッサと記憶媒体は、ユーザ端末内の個別部品として常駐可能である。
【００８８】
開示された実施形態の上記の説明は、当業者であれば本発明を実施あるいは使用することが可能であるために与えられている。これらの実施形態に対する種々の修正は、当業者にとって直ちに明らかであろうし、またここに明記された一般原理は、本発明の精神または範囲から逸脱せずに他の実施形態に適用可能である。こうして本発明は、ここに示された実施形態に限定されることを意図しておらず、ここに開示された原理と新規な特徴とに適合する最も広い範囲に従うものである。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】多数のユーザをサポートするスペクトル拡散通信システムの図である。
【図２】放送伝送をサポートする通信システムのブロック図である。
【図３】無線通信システムにおける放送サービスオプションに対応するプロトコルスタックのモデルである。
【図４】無線通信システムトポロジーにおける放送サービスに関するメッセージ流れの流れ図である。
【図５】放送コンテンツのマルチキャストインターネットプロトコル伝送による放送伝送をサポートする無線通信システムの機能図である。
【図６】通信システムに適用可能なマルチキャストツリー構造のアーキテクチャ図である。
【図７】マルチキャストインターネットプロトコル伝送を組み入れた無線通信システムにおける放送処理の流れ図である。
【図８】通信システムにマルチキャストツリーを構築するプロセスの流れ図である。
【図９Ａ】無線通信システムにおける放送メッセージのマルチキャスト処理の流れ図である。
【図９Ｂ】マルチキャストインターネットプロトコルを使用して無線通信システムにデータ接続経路を設定する信号流れ図である。
【図１０】無線通信システムにおける放送メッセージのマルチキャスト処理の流れ図である。
【図１１Ａ】無線通信システムにおける放送メッセージのマルチキャスト処理の流れ図である。
【図１１Ｂ】マルチキャストインターネットプロトコルを使用する無線通信システムにおける放送処理の信号流れ図である。
【図１２】無線通信システムトポロジーにおけるグループコールサービスに関するメッセージ流れの流れ図である。
【図１３】マルチキャストインターネットプロトコル伝送を組み入れた無線通信システムにおける放送処理の流れ図である。
【図１４】無線通信システムにおける暫定放送処理を与える流れ図である。
【図１５Ａ】無線通信システムにおけるグループコール動作を例示する図である。
【図１５Ｂ】無線通信システムにおけるグループコール動作を例示する図である。
【図１６】無線通信システムにおけるグループコール動作を例示する流れ図である。
【符号の説明】
【００９０】
１００…通信システム、  １０２…セル、  １０４…基地局、  １０６…端末、  ２００…無線通信システム、  ２０２…パケットデータサービスノード（ＰＤＳＮ）、  ２０４…ＢＳ、  ２０６…移動局（ＭＳ）、  ３００…通信システム、  ３０２…ＢＳＣ、  ３０４…ＢＳＣ、  ３０８…ＩＰクラウド、  ３１０…ＰＣＦ、  ３１２…ＰＣＦ／ＢＳＣ、  ３１４…ＩＰクラウド、  ３２０…ＰＤＳＮ、  ３２４…ＩＰクラウド、  ３２６…ＣＳ、  ４００…ツリー、  ４０２…ソース、  ４０４…ルータ、  ４０６…ルータ、  ４１０…ルータ、  ４１２…エンドユーザ、  ４１４…エンドユーザ、  ４３０…スルー、  ４３２…スルー、  １０００…システム、  １００２…ＢＳＣ、  １００４…移動局、  １００６…移動局
【図１】
2005534202.tif 000003
【図２】
2005534202.tif 000004
【図３】
2005534202.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
2005534202.tif 000011
【図９Ｂ】
2005534202.tif 000012
【図１０】
2005534202.tif 000013
【図１１Ａ】
2005534202.tif 000014
【図１１Ｂ】
2005534202.tif 000015
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2005534202.tif 000018
【図１５Ａ】
2005534202.tif 000019
【図１５Ｂ】
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【図１６】
2005534202.tif 000021
【国際調査報告】
2005534202.tif 000022
2005534202.tif 000023
2005534202.tif 000024
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