(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の端末装置にマルチキャストデータを配信するマルチキャストデータ配信サービスに用いられる無線基地局において、
前記マルチキャストデータを前記端末装置にユニキャストで送信する無線通信部と、
前記各端末装置とコネクションを確立するコネクション確立部と、
前記マルチキャストデータのパケットに付されるＩＰアドレスと前記端末装置と確立したコネクションを識別するコネクションＩＤとの対応関係を表すテーブルを格納するテーブル格納部と、
前記マルチキャストデータのパケットを受信する有線通信部と、
前記有線通信部に受信されたパケットに付されたＩＰアドレスに前記テーブルによって対応付けられたコネクションＩＤを抽出するコネクションＩＤ抽出部と、を備え、
前記無線通信部は、前記コネクションＩＤ抽出部によって抽出されたコネクションＩＤが割り当てられた各コネクションを介して該パケットを前記各端末装置にユニキャストで送信することを特徴とする無線基地局。
【請求項２】
前記無線通信部は、前記有線通信部に受信されたパケットを格納するバッファを有し、前記バッファに格納されたパケットを複製せずに前記各端末装置に送信することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチキャストデータ配信サービスに用いられる無線基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マルチキャストデータ配信サービスとして、映像等のマルチキャストデータを無線基地局から複数の端末装置に対して同時に送信されるＭＢＳ（Multicast and Broadcast Service）が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】庄内崇、「ＷｉＭＡＸ教科書」、初版、日本、株式会社インプレスＲ＆Ｄ、２００８年７月２１日、ｐ．２２７−２２９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようなマルチキャストデータ配信サービスにおいては、無線基地局と端末装置との間の無線区間において、ノイズの混入や電波状況の変化等により、伝送中にビット単位、パケット単位の損失が生じてしまうことがある。
【０００５】
このため、上述したような従来のマルチキャスト配信技術は、無線環境がそれぞれ異なる端末装置毎に再送すべき欠損パケットが異なるため、各端末装置に欠損パケットを再送するのが困難である。この結果、従来のマルチキャスト配信技術は、映像ストリーミング配信等のように、高品質なマルチキャストデータの配信ができないという課題があった。
【０００６】
また、従来のマルチキャスト配信技術は、各端末の無線環境に依存せず、複数の端末が公平に、安定して受信できるように、最も安定した変調符号化方式を用いてデータ送信を行っていた。この結果、従来のマルチキャスト配信技術は、無線資源を効率的に利用することができないという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、高品質なマルチキャストデータの配信を行うことができ、無線資源を効率的に利用することができる無線基地局を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の無線基地局は、複数の端末装置にマルチキャストデータを配信するマルチキャストデータ配信サービスに用いられる無線基地局において、前記マルチキャストデータを前記端末装置にユニキャストで送信する無線通信部と、前記各端末装置とコネクションを確立するコネクション確立部と、前記マルチキャストデータのパケットに付されるＩＰアドレスと前記端末装置と確立したコネクションを識別するコネクションＩＤとの対応関係を表すテーブルを格納するテーブル格納部と、前記マルチキャストデータのパケットを受信する有線通信部と、前記有線通信部に受信されたパケットに付されたＩＰアドレスに前記テーブルによって対応付けられたコネクションＩＤを抽出するコネクションＩＤ抽出部と、を備え、前記無線通信部は、前記コネクションＩＤ抽出部によって抽出されたコネクションＩＤが割り当てられた各コネクションを介して該パケットを前記各端末装置にユニキャストで送信する構成を有している。
【０００９】
この構成により、本発明の無線基地局は、マルチキャストデータを無線区間ではユニキャストで送信して、再送制御を容易にすることにより、高品質なマルチキャストデータの配信を行うことができ、かつ、端末の無線環境が良好な場合には、より高い変調符号化方式でデータを送信することによって、無線資源を効率的に利用することができる。
【００１１】
また、この構成により、本発明の無線基地局は、マルチキャストデータを端末装置にユニキャストで送信することができる。
【００１２】
また、前記無線通信部は、前記有線通信部に受信されたパケットを格納するバッファを有し、前記バッファに格納されたパケットを複製せずに前記各端末装置に送信するようにしてもよい。
【００１３】
この構成により、本発明の無線基地局は、端末装置にユニキャストで送信するパケットを複製することなく、各端末装置に送信することができ、パケットを複製することによるパケット送信性能を劣化させることがなく、マルチキャスト配信サービスを提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、高品質なマルチキャストデータの配信を行うことができ、無線資源を効率的に利用することができる無線基地局を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態としての無線基地局によって構成される通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態としての無線基地局の機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施の形態としての無線基地局によって参照されるサービステーブルの一例を示す概念図である。
【図４】本発明の一実施の形態としての無線基地局によって構成される通信システムのコネクション確立動作を示すシーケンス図である。
【図５】本発明の一実施の形態としての無線基地局のマルチキャストデータ転送動作を示すシフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施の形態としての無線基地局によって構成される通信システムについて、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態においては、通信システムを構成する各装置がＷｉＭａｘ規格に準拠して動作するものとして説明する。
【００１７】
図１に示すように、通信システムには、マルチキャスト(以下、単に「ＭＣ」ともいう)コンテンツが格納されたＭＣサーバ１と、ＭＣサーバ１とネットワーク２を介して接続されたＭＣルータ３と、ＷｉＭａｘ基地局４と、ＷｉＭａｘ端末５ａ、５ｂとが設けられている。
【００１８】
なお、図１において、１つのＭＣサーバ１、１つのＭＣルータ３、１つのＷｉＭａｘ基地局４および２つのＷｉＭａｘ端末５ａ、５ｂが図示されているが、図１は、これらの数および配置を限定するものではない。
【００１９】
ＭＣサーバ１は、例えば、ＭＣコンテンツを格納するための大容量の記憶媒体を有するコンピュータ装置によって構成される。ＭＣルータ３は、ＭＣ網に接続された、マルチキャストパケットの転送が可能な一般的なルータによって構成されている。
【００２０】
ＷｉＭａｘ基地局４は、本発明における無線基地局を構成し、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、有線通信を行うための有線通信モジュールと、無線通信を行うための無線通信モジュールとを備えた無線装置によって構成されている。
【００２１】
ＲＯＭには、当該無線装置をＷｉＭａｘ基地局４として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵがＲＡＭを作業領域としてＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該無線装置は、ＷｉＭａｘ基地局４として機能する。
【００２２】
ＷｉＭａｘ基地局４は、有線通信モジュールを介してＭＣルータ３と有線で通信し、無線通信モジュールを介して各ＷｉＭａｘ端末５ａ、５ｂ（以下、総称して「ＷｉＭａｘ端末５」ともいう）と無線で通信するようになっている。
【００２３】
ＷｉＭａｘ端末５ａは、例えば、携帯電話等の携帯端末によって構成され、ＷｉＭａｘ端末５ｂは、ＷｉＭａｘ  ＣＰＥ（Customer Premises Equipment）等によって構成される。
【００２４】
ＷｉＭａｘ端末５ｂは、ルータ６に接続され、ルータ６は、宅内ネットワーク７に接続され、宅内ネットワーク７には、パーソナルコンピュータ等の通信機器８ａ〜８ｄが接続されている。
【００２５】
また、ＭＣルータ３とＷｉＭａｘ基地局４との間には、ＡＡＡ（Authentication、Authorization、Accounting）サーバ９と、ＭＣＢＣＳ（Multicast Broadcast Service）サーバ１０とが設けられている。
【００２６】
なお、図１において、１つのＡＡＡ９および１つのＭＣＢＣＳサーバ１０が図示されているが、図１は、これらの数および配置を限定するものではない。特に、図１において、発明を理解しやすくするために、１つのＭＣＢＣＳサーバ１０が図示されているが、通信システムには、複数のＭＣＢＣＳサーバ１０を設けてもよい。
【００２７】
ＡＡＡサーバ９は、コンピュータ装置によって構成され、ＷｉＭａｘ端末５の加入者に対して、認証、認可および課金等を行うようになっている。具体的には、ＡＡＡサーバ９には、加入者を識別するための加入者ＩＤと、加入者を認証するための認証情報と、ＭＣＢＣＳサーバ１０のアドレス情報との対応関係が予め登録されている。
【００２８】
ＡＡＡサーバ９は、加入者ＩＤで識別される加入者を認証情報に基づいて認証し、ＷｉＭａｘ端末５の加入者が正当なものであると認証した場合には、ＭＣＢＣＳサーバ１０のアドレス情報をＷｉＭａｘ基地局４に返信するようになっている。
【００２９】
ＭＣＢＣＳサーバ１０は、コンピュータ装置によって構成され、ＷｉＭａｘ基地局４にＷｉＭａｘ端末５とのコネクションを確立させるようになっている。具体的には、ＭＣＢＣＳサーバ１０には、加入者ＩＤと、加入者が契約しているサービスを識別するためのサービスＩＤと、当該サービスを提供するためのパケットに付与するＩＰマルチキャストグループアドレス（以下、単に「ＩＰ−ＭＣＧアドレス」という）との対応関係が予め登録されている。
【００３０】
ＭＣＢＣＳサーバ１０は、ＷｉＭａｘ基地局４から送信されたアクセス要求に応じて、サービスを提供するためのパケットに付与するＩＰ−ＭＣＧアドレスをＷｉＭａｘ基地局４に送信するようになっている。
【００３１】
ＷｉＭａｘ基地局４は、ＭＣＢＣＳサーバ１０から送信されたＩＰ−ＭＣＧアドレスの受信に応じて、ＷｉＭａｘ端末５とコネクションを確立するようになっている。
【００３２】
図２に示すように、ＷｉＭａｘ基地局４は、コネクション確立部２０と、テーブル格納部２１と、有線通信部２２と、コネクションＩＤ抽出部２３と、無線通信部２４とを備えている。
【００３３】
なお、本実施の形態において、コネクション確立部２０およびコネクションＩＤ抽出部２３は、ＣＰＵによって構成され、テーブル格納部２１は、ＲＡＭによって構成され、有線通信部２２は、有線通信モジュールによって構成され、無線通信部２４は、無線通信モジュールによって構成される。
【００３４】
コネクション確立部２０は、各ＷｉＭａｘ端末５とコネクションを確立するようになっている。具体的には、コネクション確立部２０は、ＷｉＭａｘ端末５から無線通信部２４を介してマルチキャストデータ配信サービスに対するエントリを受け付け、ＡＡＡサーバ９から有線通信部２２を介してＭＣＢＣＳサーバ１０のアドレス情報を受信するようになっている。
【００３５】
また、コネクション確立部２０は、ＷｉＭａｘ端末５とのコネクションを確立するようになっている。具体的には、コネクション確立部２０は、ＭＣＢＣＳサーバ１０に有線通信部２２を介してコネクションを確立するために必要な情報（伝送品質や必要帯域等の情報）とＩＰ−ＭＣＧアドレスとを要求し、それらをＭＣＢＣＳサーバ１０から受け取った後、受信するＩＰ−ＭＣＧアドレスが付されたパケットをＷｉＭａｘ端末５に送信するためのコネクションを確立するようになっている。
【００３６】
コネクション確立部２０は、ＷｉＭａｘ端末５にマルチキャストデータのパケットを無線で送信するための無線リソースの位置と割当を、ＷｉＭａｘ端末５との間で決定することによりコネクションを確立するようになっている。
【００３７】
また、テーブル格納部２１は、図３に示すように、ＩＰ−ＭＣＧアドレスと、コネクションを識別するコネクションＩＤ（以下、単に「ＣＩＤ」ともいう）のリストとの対応関係を表すサービステーブルを格納するようになっている。サービステーブルを構成する各行は、ＷｉＭａｘ端末５とのコネクションが確立したときに、ＩＰ−ＭＣＧアドレスが既に登録されている場合には、コネクション確立部２０によって該当する行にＣＩＤが登録され、ＩＰ−ＭＣＧアドレスが登録されていない場合には、コネクション確立部２０によって新たな行が追加され、追加された行にＣＩＤが登録される。
【００３８】
また、サービステーブルを構成する各行は、ＷｉＭａｘ端末５とのコネクションが切断されたときに、該当するＩＰ−ＭＣＧアドレスに対応して複数のＣＩＤが登録されている場合には、コネクション確立部２０によって該当するＣＩＤが削除され、該当するＩＰ−ＭＣＧアドレスに対応して該当するＣＩＤのみが登録されている場合には、該当するＩＰ−ＭＣＧアドレスの行がコネクション確立部２０によって削除される。
【００３９】
図２において、有線通信部２２は、上述したように、ＷｉＭａｘ端末５とのコネクションを確立するための情報を送受信する他に、マルチキャストデータのパケットをＭＣルータ３から受信するようになっている。
【００４０】
コネクションＩＤ抽出部２３は、有線通信部２２によって受信されたパケットに付されたＩＰアドレスにサービステーブル（図３参照）によって対応付けられたＣＩＤを抽出するようになっている。
【００４１】
無線通信部２４は、コネクションＩＤ抽出部２３によって抽出されたＣＩＤによって識別される各コネクションを介して当該パケットを各ＷｉＭａｘ端末５にユニキャストで送信するようになっている。
【００４２】
なお、無線通信部２４は、有線通信部２２に受信されたパケットを格納するバッファ２５を有し、バッファ２５に格納されたパケットを各ＷｉＭａｘ端末５に送信するようになっている。
【００４３】
以上のように構成された通信システムにおいて、ＷｉＭａｘ基地局４とＷｉＭａｘ端末５とのコネクションが確立するまでのコネクション確立動作について、図４を参照して説明する。
【００４４】
まず、ＷｉＭａｘ端末５からＷｉＭａｘ基地局４にマルチキャストデータ配信サービスに対するエントリが要求されると、当該エントリを受け入れるネットワークエントリ処理（図中、「ＮＥ」と記載する）がＷｉＭａｘ端末５とＷｉＭａｘ基地局４との間で実行される（ステップＳ１）。
【００４５】
次に、ＷｉＭａｘ端末５からＡＡＡサーバ９に認証が要求される（ステップＳ２）。ここで、ＷｉＭａｘ端末５からＡＡＡサーバ９に要求される認証処理は、例えば、拡張認証プロトコル（Extensible Authentication Protocol、図中、「ＥＡＰ」と記載する）に準拠して行われる。
【００４６】
ここで、ＡＡＡサーバ９において、ＷｉＭａｘ端末５の加入者が正当なものであると認証された場合には、ＭＣＢＣＳサーバ１０のアドレス情報（図中、「MCBCS Server@」と記載する）がＷｉＭａｘ基地局４に返信される（ステップＳ３）。
【００４７】
次に、ＭＣＢＣＳサーバ１０のアドレス情報に基づいて、ＷｉＭａｘ基地局４からＭＣＢＣＳサーバ１０にアクセス要求（図中、「Access Req.」と記載する）が行われる（ステップＳ４）。
【００４８】
なお、このアクセス要求には、ステップＳ１において、ＷｉＭａｘ基地局４にマルチキャストデータ配信サービスに対するエントリを要求したＷｉＭａｘ端末５の加入者の加入者ＩＤが含まれる。
【００４９】
この要求を受信したＭＣＢＣＳサーバ１０では、加入者ＩＤに対応付けられたサービスＩＤとＩＰ−ＭＣＧアドレスとを含む応答情報（図中、「Access Acpt.」と記載する）がＷｉＭａｘ基地局４に送信される（ステップＳ５）。
【００５０】
この応答情報を受信したＷｉＭａｘ基地局４では、応答情報に基づいたコネクションがＷｉＭａｘ端末５との間で確立される（ステップＳ６）。
【００５１】
このようにＷｉＭａｘ基地局４とＷｉＭａｘ端末５とのコネクションが確立した状態で、ＷｉＭａｘ基地局４がマルチキャストデータのパケットをＷｉＭａｘ端末５に転送するマルチキャストデータ転送動作について、図５を参照して説明する。なお、以下に説明するマルチキャストデータ転送動作は、ＷｉＭａｘ基地局４の有線通信部２２にマルチキャストデータのパケットが受信されたときにスタートする。
【００５２】
有線通信部２２にマルチキャストデータのパケットが受信されると、受信されたパケットが無線通信部２４のバッファ２５に格納される（ステップＳ１０）。また、受信されたパケットのＩＰアドレスにサービステーブルによって対応付けられたＣＩＤのリストがコネクションＩＤ抽出部２３によって抽出される（ステップＳ１１）。
【００５３】
ここで、コネクションＩＤ抽出部２３によって抽出されたＣＩＤにコネクションテーブルによって対応付けられた各コネクションを介してバッファ２５に格納されたパケットが無線通信部２４によってユニキャストで送信される（ステップＳ１２）。
【００５４】
このように、本発明の一実施の形態に係るＷｉＭａｘ基地局４は、マルチキャストデータを無線区間では各ＷｉＭａｘ端末５にユニキャストで送信して、再送制御を容易にすることにより、高品質なマルチキャストデータの配信を行うことができ、かつ、ＷｉＭａｘ端末５の無線環境が良好な場合には、より高い変調符号化方式でデータを送信することによって、無線資源を効率的に利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の無線基地局は、マルチキャストデータ配信サービスに用いられる無線基地局として利用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１  ＭＣサーバ
２  ネットワーク
３  ＭＣルータ
４  ＷｉＭａｘ基地局
５、５ａ、５ｂ  ＷｉＭａｘ端末
６  ルータ
７  宅内ネットワーク
８ａ〜８ｄ  通信機器
９  ＡＡＡサーバ
１０  ＭＣＢＣＳサーバ
２０  コネクション確立部
２１  テーブル格納部
２２  有線通信部
２３  コネクションＩＤ抽出部
２４  無線通信部
２５  バッファ
【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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