(57)【要約】  複数の基地局によるマルチキャスト／ブロードキャストサービス（ＭＢＳ）のデータ伝送を同期させる方法、装置及びシステムを提供する。同期情報によって、全ての基地局は、同期開始時刻において、ＭＢＳデータの送信を開始することができる。一方各基地局は、送信すべきＭＢＳデータを受信し、ＭＢＳデータの何れかが適切に受信されていないことを判定する。この場合、各基地局は、不完全なＭＢＳデータを回復する処理又は第１の所定の時間間隔内で、不完全なＭＢＳデータの送信に必要とされたであろう期間の長さに関する情報を取得する処理を開始する。欠落したデータが時間内に回復されなかった場合、各基地局は、取得された情報に基づいて、開始点及び無音期間の期間を決定し、無音期間の間、ＭＢＳデータの送信のために割り当てたチャンネルを介して送信を行わない。
2010535446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャスト／ブロードキャストサービス（Multicast/Broadcast Service：ＭＢＳ）を、移動加入者端末にそれぞれ提供する複数の基地局を備える無線通信ネットワークにおいて、該複数の基地局によってＭＢＳデータの伝送を同期させる通信方法において、
（１）第１の所定の時間間隔を提供するステップと、
（２）上記複数の基地局の全てが、同期開始時刻においてＭＢＳデータの送信を開始するように同期情報を提供するステップと、
上記複数の基地局のそれぞれにおいて、
（３）上記複数の基地局の全てによって送信されるＭＢＳデータを受信するステップと、
（４）ＭＢＳデータの何れかが適切に受信されていないことを判定し、不完全なＭＢＳデータが存在しているとの判定したとき、１つ以上の基地局のそれぞれにおいて、該不完全なＭＢＳデータを回復する処理、又は上記第１の所定の時間間隔内で、該不完全なＭＢＳデータの送信に必要とされたであろう期間の長さに関する情報を取得する処理を開始するステップと、
（５）上記不完全なＭＢＳデータを回復していない上記１つ以上の基地局のそれぞれについて、上記各基地局によって得られた情報に基づいて、該各基地局において適切に受信された最後のデータに続く無音期間の開始点及び該無音期間の長さを決定するステップと、
（６）上記同期開始時刻から開始され、第２の所定の時間間隔の長さ継続する利用可能なＭＢＳデータを送信するステップとを有し、
上記不完全なＭＢＳデータを回復していない上記１つ以上の基地局のそれぞれは、上記無音期間の間、ＭＢＳデータの伝送に割り当てられた通信チャンネルを介して、如何なる信号も送信しないことを特徴とする通信方法。
【請求項２】
上記第１の所定の時間間隔は、上記ステップ（３）を実行するための期間と、上記ステップ（４）を実行するための期間とからなる２つの略等しい期間を含むことを特徴とする請求項１記載の通信方法。
【請求項３】
上記第１の所定の時間間隔の長さは、上記第２の所定の時間間隔の長さの２倍であることを特徴とする請求項１記載の通信方法。
【請求項４】
上記ステップ（３）からステップ（６）は、上記第１の所定の時間間隔と上記第２の所定の時間間隔の合計に等しい時間間隔で繰り返されることを特徴とする請求項１記載の通信方法。
【請求項５】
上記ステップ（２）からステップ（６）は、ネットワークスケジューリング手段から上記同期情報を受信した後に繰り返されることを特徴とする請求項１記載の通信方法。
【請求項６】
上記同期情報は、
・それぞれのマルチキャストフローを識別するためのグローバルマルチキャストフロー識別子と、
・上記第１の所定の時間間隔の開始を示すタイムスタンプと、
・上記第１の所定の時間間隔の間に受信された最初のパケット及び最後のパケットのシーケンス番号と、
・スケジューリング規則と、
・リソース割当とのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１記載の通信方法。
【請求項７】
上記同期情報は、更に、
・伝送期間の無線フレームに亘るＭＢＳバーストの割当と、
・バーストの順番と、
・上記複数の基地局が同一のＰＤＵを構築できるようにするための情報とのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１記載の通信方法。
【請求項８】
上記ステップ（４）における上記不完全なＭＢＳデータを回復し、又は上記不完全なＭＢＳデータの送信に必要とされたであろう期間に関する情報を取得するステップは、
（ａ）上記１つ以上の基地局のそれぞれによって、上記それぞれのマルチキャストフローの識別子と、上記不完全なパケットのシーケンス番号のリストとを含む対応回復要求メッセージを、配信ゲートウェイに送信するステップと、
（ｂ）上記配信ゲートウェイから、上記それぞれのマルチキャストフローの識別子と、上記不完全なパケットのシーケンス番号と、これらのパケットの対応する長さのリストとを含む回復応答メッセージを受信するステップとを有することを特徴とする請求項１記載の通信方法。
【請求項９】
上記回復応答メッセージは、更に、１つ以上の不完全なパケットに含まれているデータに関連する情報を含むことを特徴とする請求項８記載の通信方法。
【請求項１０】
上記ステップ（６）は、移動加入者端末が、２つの異なる時間間隔において、ＭＢＳデータ及びページングデータの受信のために２回ウェークアップすることを回避するように、各移動加入者端末のページング期間に同期されることを特徴とする請求項１記載の通信方法。
【請求項１１】
上記無線通信ネットワークは、少なくとも１つの基地局をそれぞれ含む複数のＭＢＳゾーンを有し、該複数のＭＢＳゾーンのうちの少なくとも２つは、互いに地理的に重なり、
互いに重なっていない全てのＭＢＳゾーンを同期させ、該互いに重なっていない全てのＭＢＳゾーンが、同じサブキャリアを介して、同時にデータを送信できるようにするステップを更に有することを特徴とする請求項１記載の通信方法。
【請求項１２】
上記全てのＭＢＳゾーンを同期させるステップは、上記各第１の所定の時間間隔の後に、上記対応するＭＢＳゾーンに属する全ての基地局の間でネットワークリソースが再割当され、配信されるように動的に実行されることを特徴とする請求項１１記載の通信方法。
【請求項１３】
マルチキャスト／ブロードキャストサービス（Multicast/Broadcast Service：ＭＢＳ）を、移動加入者端末にそれぞれ提供する複数の基地局を含む無線通信ネットワーク内で動作する同期装置において、
上記複数の基地局のクロックに同期されたクロックと、
スケジューリングアルゴリズムを実行するプロセッサと、
ＭＢＳデータを受信する受信機と、
受信ＭＢＳデータを保存するバッファと、
同期情報を上記複数の基地局に送信する送信機とを備える同期装置。
【請求項１４】
上記同期情報は、
・それぞれのマルチキャストフローを識別するためのグローバルマルチキャストフロー識別子と、
・上記複数の基地局によってＭＢＳデータが受信され、該受信されたＭＢＳデータの一部又は全部が欠落している場合、該基地局のそれぞれが、回復処理を行うことができる時間間隔の開始を示すタイムスタンプと、
・上記時間間隔の間に受信された最初のパケット及び最後のパケットのシーケンス番号とのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１３記載の同期装置。
【請求項１５】
上記同期情報は、更に、
バーストのコヒーレントな構築及び配置を可能にする情報を含むことを特徴とする請求項１３記載の同期装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに関し、詳しくは、マルチキャスト／ブロードキャストサービスをサポートする無線通信ネットワークにおける送信効率を改善するように適応化された通信方法及び同期装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷｉＭＡＸネットワークにおけるマルチキャスト／ブロードキャストサービス（Multicast/Broadcast Service：ＭＢＳ）は、モバイル加入者端末（Mobile Subscriber：ＭＳ）のグループにデータを配信するサービスである。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ規格では、ＭＢＳ＿Ｚｏｎｅの概念が導入されており、ＭＢＳ＿Ｚｏｎｅとは、複数の基地局（base station：ＢＳ）が同じサブチャンネルを介して、同じデータを同時にブロードキャストするエリアである。この技術によって、各移動端末が複数の基地局から同時に受信する複合的な信号のエネルギが大きくなるため、移動端末がデータを正しく受信する能力が大幅に改善される。
【０００３】
ＭＢＳサービスフロー（Service-Flow：ＳＦ）は、一組のＭＳに情報を搬送する。ＭＢＳの提供のためにＭＳのグループにアクセスする手法には、以下の２つがある。
・シングルＢＳ：ネットワーク内の単一の基地局（ＢＳ）によるデータの送信。ＳＦは、特定のＢＳ内の接続識別子（Connection Identifier：ＣＩＤ）にマッピングされ、すなわち、ＣＩＤは、「ＢＳ毎に」一意的に特定される。
・マルチＢＳ：ネットワーク内の複数のＢＳによるデータの同期的な送信。ＳＦは、サービスが提供されるゾーン内で一意的なＣＩＤにマッピングされる。以下、このゾーンをＭＢＳ＿Ｚｏｎｅと呼ぶ。
【０００４】
ＭＢＳ接続の確立は、通常、ＭＳがネットワークに登録する際に、ユニキャスト接続を確立する場合と同様の手法で行われる。このサービスでは、ＭＢＳは、ＭＳの現在のモード（通常／スリープ／アイドル）に拘わらず維持され、ＭＢＳデータは、ＭＳの現在の動作モードに拘わらず送受信される。
【０００５】
マルチＢＳアクセス方式によって、ＭＳは、登録に成功し、接続が確立した後に、複数のＢＳからＭＢＳコンテンツを受信できる。上述のように、この送信方式では、同じＣＩＤ及びセキュリティアソシエイション（Security Association：ＳＡ）を用いて、全てのＢＳによって、同時にデータが送信されるように、同じマルチＢＳ−ＭＢＳサービスに参加するＢＳのグループを同期させる必要がある。なお、ＭＳは、ＭＢＳ送信を受信する特定のＢＳに登録する必要はない。
【０００６】
同じＣＩＤ及びＳＡを使用して、ＭＢＳ  ＳＦを配信するＢＳのグループを示すために、ＭＢＳ＿Ｚｏｎｅ識別子が使用されている。ＭＢＳ＿Ｚｏｎｅは、ＢＳがＤＣＤメッセージ内で告知でき、これは、ＭＢＳ接続の確立時に配信でき、ＭＡＰ＿ＭＢＳ＿ＩＥから抽出することができる。
【０００７】
ＭＢＳ＿Ｚｏｎｅは、当然、１つ以上のＢＳを含むことでき、ＢＳは、複数のＭＢＳ＿Ｚｏｎｅ識別子を有していてもよい。
【０００８】
必要なレベルの同期を達成し、ＰＨＹダイバーシチを実現するために、ダウンリンクデータは、無線バーストサブチャンネル−時間連続体（airburst subchannel-time continuum）に同様にマッピングする必要があり、コヒーレントなＭＢＳ＿ＭＡＰを生成する必要があり、及び（図１に示すように）同じＭＢＳ＿Ｚｏｎｅに属する全てのＢＳに亘って、ＩＥＥＥ−８０２．１６ｅ汎用ＭＡＣヘッダ、フラグメントサブヘッダ（Fragmentation Subheader）及びパッキングサブヘッダ（Packing Subheader）を同様に適用する必要がある。
【０００９】
なお、現在の周知のシステムの主な短所の１つは、ＷｉＭＡＸ無線リンク上でＰＨＹダイバーシチを実現するレベルで、ＢＳ間でＭＢＳダウンリンク（downlink：ＤＬ）フローの同期を維持する一方で、データ自体は、高い送信ジッタを有する非同期パケットネットワークを介して生成及び搬送する必要があるという点である。更に、これらのパケットには、如何なる同期関連情報も加えることができないので、これらを同期情報の供給源として用いることができない。
【００１０】
ＭＢＳゾーン概念の実現に関連する他の問題の１つは、他のＭＢＳ＿Ｚｏｎｅから独立して、各ＭＢＳ＿Ｚｏｎｅを同期しなくてはならない点である。なお、ＭＢＳ＿Ｚｏｎｅが重なる場合、すなわち、ＢＳが複数のＭＢＳ＿Ｚｏｎｅのメンバである場合、相互干渉の問題（すなわち、同じサブチャンネルを介して同時に異なるデータが送信されること。）が生じ、これを回避する必要がある。一方、２つのゾーンが重ならない場合、同じサブチャンネルを介して同時に異なるデータを送信できるようにすることが、リソースの利用率を高めるために有益である。したがって、各ＭＢＳゾーンに時間及びサブキャリア領域を割り当てるためのメカニズムが必要であり、このようなメカニズムは、実際に送信されるデータの存在及び不在と共に、ゾーンの地理的分布を考慮に入れる必要がある。実際に送信されるデータの存在及び不在を考慮することは、ある時点で、あるゾーンに送信すべきデータがない場合、干渉は発生せず、そのリソース（時間及びサブチャンネル）を再使用できるため重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、無線ネットワーク内で使用可能な帯域幅を効率的に使用できる通信方法及び同期装置を提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、好ましくは、無線とネットワーキングインテリジェンス（networking intelligence）との間の分離を維持することによって、任意の大きなＭＢＳゾーン間に亘って、効率的なマルチキャスト同期を実現することである。
【００１３】
本発明の更なる目的は、ＷｉＭＡＸ無線リンク上でＰＨＹダイバーシチを実現するためのＢＳ間のＭＢＳ  ＤＬフローの同期のための通信方法及び同期装置を提供することである。
【００１４】
本発明の更なる目的は、重なるＭＢＳゾーン間で効率的なマルチキャスト同期を実現することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、本発明の詳細な説明によって明らかになる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
そこで、本発明は、マルチキャスト／ブロードキャストサービス（Multicast/Broadcast Service：ＭＢＳ）を、移動加入者端末にそれぞれ提供する複数の基地局を備える無線通信ネットワークにおいて、上記複数の基地局によってＭＢＳデータの伝送を同期させる通信方法を提供し、この通信方法は、（１）第１の所定の時間間隔を提供するステップと、（２）複数の基地局の全てが、同期開始時刻においてＭＢＳデータの送信を開始するように同期情報を提供するステップと、複数の基地局のそれぞにおいて、（３）複数の基地局の全てによって送信されるＭＢＳデータを受信するステップと、（４）ＭＢＳデータの何れかが適切に受信（例えば、欠落する、壊れることなく受信）されていないことを判定し、不完全なＭＢＳデータ（すなわち、適切に受信されていないデータ）が存在していると判定したとき、１つ以上の基地局のそれぞれにおいて、不完全なＭＢＳデータを回復する処理、又は第１の所定の時間間隔内で、不完全なＭＢＳデータの送信に必要とされたあろう期間の長さに関する情報を取得する処理を開始するステップと、（５）不完全なＭＢＳデータを回復していない１つ以上の基地局のそれぞれについて、各基地局によって得られた情報に基づいて、各基地局において適切に受信された最後のデータに続く無音期間（silence period）の開始点及び無音期間の長さを決定するステップと、（６）同期開始時刻から開始され、第２の所定の時間間隔の長さ継続する利用可能なＭＢＳデータを送信するステップとを有し、不完全なＭＢＳデータを回復していない１つ以上の基地局のそれぞれは、無音期間の間、ＭＢＳデータの伝送に割り当てられた通信チャンネルを介して、如何なる信号も送信しない。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態では、第１の所定の時間間隔の長さは、第２の時間間隔の長さの略２倍に等しい。本発明の他の好ましい実施の形態では、ステップ（３）からステップ（６）は、第２の時間間隔の長さの３倍に等しい期間毎に繰り返される。
【００１８】
本発明の他の好ましい実施の形態では、ステップ（２）からステップ（６）は、ネットワークスケジューリング手段から同期情報を受信した後に繰り返される。
【００１９】
更に他の好ましい実施の形態では、同期情報は、
・それぞれのマルチキャストフローを識別するためのグローバルマルチキャストフロー識別子と、
・第１の所定の時間間隔の開始を示すタイムスタンプと、
・第１の所定の時間間隔の間に受信された最初のパケット及び最後のパケットのシーケンス番号とのうちの少なくとも１つを含む。
【００２０】
他の実施の形態では、非一様なスケジューリングのための同期情報は、上述の情報に加えて、
・伝送期間の無線フレームに亘るＭＢＳバーストの割当と、
・バーストの順番と、
・ＢＳが同一のＰＤＵを構築するための情報（例えば、フラグメント、パッキング、第１のＦＳＮ等）とのうちの少なくとも１つに関する情報を含む。
【００２１】
本発明の他の好ましい実施の形態では、ステップ（４）における不完全なＭＢＳデータを回復し、又は不完全なＭＢＳデータの送信に必要とされたであろう期間に関する情報を取得するステップは、（ａ）１つ以上の基地局のそれぞれによって、それぞれのマルチキャストフローの識別子と、不完全なパケットのシーケンス番号のリストとを含む対応回復要求メッセージを、配信ゲートウェイに送信するステップと、（ｂ）配信ゲートウェイから、それぞれのマルチキャストフローの識別子と、不完全なパケットのシーケンス番号と、これらのパケットの対応する長さのリストとを含む回復応答メッセージを受信するステップとを有する。
【００２２】
更に、回復応答メッセージは、１つ以上の不完全なパケットに含まれているデータに関連する情報を含んでいてもよい。
【００２３】
本発明の他の好ましい実施の形態では、ステップ（６）は、移動加入者端末が、２つの異なる時間間隔の間に、ＭＢＳデータ及びページングデータの受信のために２回ウェークアップすることを回避するように、各移動加入者端末のページング期間に同期される。
【００２４】
本発明の他の好ましい実施の形態では、無線通信ネットワークは、少なくとも１つの基地局をそれぞれ含む複数のＭＢＳゾーンを有し、ＭＢＳゾーンのうちの少なくとも２つは、互いに地理的に重なり、通信方法は、互いに重なっていない全てのＭＢＳゾーンを同期させ、互いに重なっていない全てのＭＢＳゾーンが、同じサブキャリアを介して、同時にデータを送信できるようにするステップを有する。
【００２５】
オプションとして、全てのＭＢＳゾーンを同期させるステップは、各第１の所定の時間間隔の後に、対応するＭＢＳゾーンに属する全ての基地局の間でネットワークリソースが再割当され、配信されるように動的に実行してもよい。
【００２６】
本発明の他の側面では、ＭＢＳを移動加入者端末にそれぞれ提供する複数の基地局を含む無線通信ネットワーク内で動作する同期装置を提供し、同期装置は、複数の基地局のクロックに同期されたクロックと、スケジューリングアルゴリズムを実行するプロセッサと、ＭＢＳデータを受信する受信機と、受信ＭＢＳデータを保存するバッファと、同期情報を複数の基地局に送信する送信機とを備える。
【００２７】
同期情報は、好ましくは、
・それぞれのマルチキャストフローを識別するためのグローバルマルチキャストフロー識別子と、
・複数の基地局によってＭＢＳデータが受信され、受信されたＭＢＳデータの一部又は全部が欠落している場合、基地局のそれぞれが、回復処理を行うことができる時間間隔の開始を示すタイムスタンプと、
・時間間隔の間に受信された最初のパケット及び最後のパケットのシーケンス番号とのうちの少なくとも１つを含む。
同期情報は、更に、バーストのコヒーレントな構築及び配置を可能にする情報を含むことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ＭＢＳ送信バッファのＩＥＥＥ８０２．１６ｅＭＢＳバーストへのマッピングを示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に基づく同期期間の概略図である。
【図３】配信ゲートウェイを含むネットワークアーキテクチャの概略図である。
【図４】高信頼性のマルチキャストインフラストラクチャを有するネットワークアーキテクチャの概略図である。
【図５】累積データのためのＭＢＳバースト割当の具体例を示す図である。
【図６】同期情報のマルチキャスティングの概略図である。
【図７Ａ】部分的な重なりがあるマルチＭＢＳゾーンネットワークを図式的に示す図である。
【図７Ｂ】部分的な重なりがあるマルチＭＢＳゾーンネットワークを図式的に示す図である。
【図８】図７のネットワークにおけるＭＢＳ送信のスケジューリングのための彩色法を示す図である。
【図９】単一のフレーム内の幾つかのＭＢＳゾーンの送信を示す図である。
【図１０】フレーム内の単一のＭＢＳゾーンの送信を示す図である。
【図１１】図７Ａ及び図７Ｂのネットワークのための単一の同期ノードのアーキテクチャを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付の図面を参照する本発明の非限定的な記述によって、本発明をより詳細に説明する。
【００３０】
以下の実施の形態の説明を簡潔にするために、以下のような仮定を用いる。
【００３１】
１．ＭＢＳは、本質的には単方向のサービスであり、したがって、遅延の影響は小さい。このようなサービス（例えば、インタラクティブＴＶ）には、何らかのレベルのフィードバックを関連付けることができるが、フィードバックが、例えば数秒程度、遅延しても悪影響はない。したがって、同期メカニズムは、数秒の遅延が許容される。この遅延は、ＷｉＭＡＸバックホールネットワーク（WiMAX backhaul network）において生じる可能性がある高い送信ジッタを補償するために、推奨される。
【００３２】
２．ネットワーク内の全ての基地局の物理的なクロックは、同期される。同期の性質は、本発明の範囲外であり、ネットワークに亘るクロックを同期させるために、本質的に、周知の如何なる技術を用いてもよい。例えば、ＧＰＳ又はＩＥＥＥ１５８８を用いてもよい。
【００３３】
３．トラヒックの性質は、任意であり、したがって、データバーストのサイズ及び２つの連続するバースト間の時間間隔は、予測できない。
【００３４】
同期プロセス
図２は、同期の原理を示しており、ここでは、時間軸は、無線フレーム期間に整数を乗算した値をτとして、長さτを有する期間に分割される。長さτの期間が開始する時点をＴ０とする。そして、Ｔ０からＴ０＋τまでの期間（累積期間とも呼ばれる。）の間に累積されたデータは、Ｔ０＋２τからＴ０＋３τまでの期間（伝送期間とも呼ばれる。）の間に送信される。Ｔ０＋τからＴ０＋２τまでの期間（回復期間とも呼ばれる。）の間に、欠落したデータ（又は少なくとも欠落したデータの長さ）を回復する必要がある。
【００３５】
一方、回復期間と累積期間は、重なっていてもよいため（バックホールネットワーク内のデータ配信の非同期的性質による。）、この時間は、２つの主な期間、すなわち、Ｔ０からＴ０＋２τまでの間のデータの配信（例えば、累積及び回復）と、Ｔ０＋２τからＴ０＋３τまでの間のへの送信とから構成されるとみなすこともできる。
【００３６】
欠落したデータ（又は少なくとも欠落したデータの長さ）の回復は、不可欠であり、これを行わなければ、全てのＢＳが同じサブキャリアを介して、同時に同じデータを確実に送信することが著しく困難になる。欠落したデータの回復が不可能である場合、少なくとも、データの長さを回復しなければならない。長さを回復する場合、対応するＢＳは、欠落したデータの長さのみに基づき、関連するサブキャリアにおいて、欠落したデータを送信するべき時点から、欠落したデータの回復された長さに対応する期間、何も送信しない。
【００３７】
この手法では、当然、最大３τの遅延が導入される。回復期間の間に、欠落したデータの回復のために十分な時間が確保されるように、τの値は、ネットワーク内で予想される最長の往復遅延より実質的に大きいことが好ましい。したがって、ネットワークの最長の往復遅延が約１００ｍｓである場合、τは、２００ｍｓ又は３００ｍｓとしてもよい。この場合、同期によって導入される遅延は、それぞれ６００ｍｓ又は９００ｍｓに達することがある。
【００３８】
更に、アイドルモード（Idle-Mode：ＩＭ）におけるＭＳの節電効率を高めるために、伝送期間は、ＩＭページングサイクルに同期させてもよい。この場合、２つの異なる時間間隔（ＭＢＳデータ送信及びＭＯＢ＿ＰＡＧ−ＡＤＶ送信）の間、ＭＳがウェークアップして、データを受信する必要がないので、電力が節約される。ページングサイクルをＭＢＳ配信サイクルと同期させるには、τは、τ＞２フレームであり、α×２τ＜ＰＡＧＩＮＧ＿ＣＹＣＬＥ＜α×３τ（α＝１、２、３…）であることが好ましい。
【００３９】
データ配信方式は、柔軟であり、単一のＢＳインプリメンテーションをサポートできる。この場合、ＭＢＳゾーンは、単一のＢＳを含み、同期は不要である。したがって、τは、ゼロに設定でき、ＢＳは、データを受け取ると直ちにデータの送信をスケジューリングできる。
【００４０】
マルチキャストパケットへのシーケンス番号の割当
ＷｉＭＡＸ  ＮＷＧアーキテクチャでは、ＡＳＮ  ＧＷは、Ｒ６データ及びコントロールプレーンプロトコルを介してＢＳと通信する。このアーキテクチャフレームワークは、ユニキャストトラヒック配信についてのみ定義されている。ユニキャストトラヒックは、アンカＡＳＮ  ＧＷ（Anchor ASN GW）から、ＧＲＥトンネルを介して、対応する基地局に送信される。アンカＡＳＮ  ＧＷは、ユーザデータを分類し、これらを対応するＧＲＥキーにマッピングする。そして、ＢＳは、何らかのＧＲＥキーがタグ付けされたデータを対応するＩＥＥＥ８０２．１６ｅ接続にマッピングする。
【００４１】
本発明の実施の形態では、マルチキャストデータが、配信ＧＷから、ＧＲＥトンネルを介して、対応するＢＳに配信されることを定義することによって、上述したアーキテクチャフレームワークを再利用する。このアーキテクチャを図３に示す。配信ＧＷは、フローを供給源アドレスと宛先アドレスによって分類し、一致するデータを対応するＧＲＥキーにマッピングする。ＧＲＥトンネルは、ＢＳ毎であってもよく（ユニキャスト）、ＢＳのグループ毎であってもよい（マルチキャスト）。そして、ＢＳは、このような各ＧＲＥトンネルをＭキャストＩＥＥＥ８０２．１６ｅ接続（M-Cast IEEE 802.16e connection）にマッピングする。
【００４２】
マルチキャストデータを分類し、これらをＧＲＥトンネルにマッピングすることに加えて、配信ＧＷは、ＢＳに送信するデータパケットにＧＲＥシーケンス番号を割り当てる。シーケンシングは、ＧＲＥキー毎に行われ、したがって、ＧＲＥキー及びＧＲＥシーケンス番号は、対応するデータパケットを一意的に特定する。
【００４３】
配信ＧＷ上のマルチキャストルーティングインフラストラクチャ（multicast routing infrastructure）は、高信頼マルチキャスト配信（Reliable Multicast Delivery）メカニズム（例えば、ＲＦＣ３２０８に開示されているＰＧＭ、ＲＦＣ４４１０に開示されているＳＲＭＰ、ＲＦＣ３９４０に開示されているＮＯＲＭ等）をサポートできる。また、これらのプロトコルは、ある形式又はトラヒックの供給源によって割り当てられた他の形式で、シーケンス番号付けを行うことができる。これらのシーケンス番号は、配信ＧＷからＢＳに配信される対応するデータパケットのＧＲＥシーケンス番号にコピーしてもよい。したがって、特定のトラヒックの供給源をルートとするマルチキャスト配信ツリーの全体において、シーケンス番号の包括的な同期が実現される。この結果、図４に示すように、同じＭＢＳゾーンに亘って、複数の配信ＧＷを展開することが可能になる。
【００４４】
同期情報の配信
同期情報は、ネットワークの所定のエンティティによって、τの長さを有する期間毎に、ＭＢＳ＿Ｚｏｎｅ内の全てのＢＳにマルチキャストされる。同期情報フレームを生成するこのエンティティを、ここでは、「同期ノード（Sync Node）」（図６に示す。）と呼ぶ。同期ノードは、好ましくは、基地局であり、そのクロックは、ＭＢＳゾーン内の他のＢＳのクロックと同期され、同期ノードは、ＢＳスケジューリングアルゴリズムを実行し、ＭＢＳ＿Ｚｏｎｅ内の他の全てのＢＳと同じデータを受信する。同期ノードが本発明に基づいて実行する関連する役割は、スケジューラ（シンクロナイザ）としての役割であり、オプションとして、他の基地局のためのバースト構築器（bursts constructor）としての役割であるため、同期ノードが無線で実際にマルチキャストデータを送信するか否かは重要ではない。
【００４５】
それぞれの同期情報（Sync Info）パケットは、好ましくは、以下のデータの少なくとも１つを含み、より好ましくは、これらの全ての組合せを含む。
・グローバルマルチキャストフロー識別情報。ネットワーク内のマルチキャストフローを一意的に特定する。例えば、グローバルマルチキャストフローＩＤ（Global Multicast Flow ID）のための選択肢の１つは、ＩＰルータにおいてマルチキャストグループを表現する手法と同様に、マルチキャスト宛先ＩＰアドレス（Multicast Destination IP Address）と、ユニキャスト供給源ＩＰアドレス（Unicast Source IP Address）のリストとから構成される組である。
・情報粒度≦τのタイムスタンプ。タイムスタンプは、（図２に示すように、）累積期間の開始を示す。
・累積期間の間に受信された最初と最後のパケットのシーケンス番号
【００４６】
ＭＢＳ＿Ｚｏｎｅ内の全ての基地局が同じスケジューリングアルゴリズムを実行し、同期情報メッセージ内で指定されたシーケンス番号と同じシーケンス番号を有する全てのパケットを受信又は回復している場合、上述した情報のみを用いて、ＭＢＳ＿Ｚｏｎｅの全体に亘って、伝送を同期させることができる。
【００４７】
分散スケジューリングの場合、同期情報は、ＭＢＳ＿Ｚｏｎｅ内のＢＳがＤＬフレーム内の同じ位置で、同じデータをスケジューリング及び送信できるようにようにするための追加的データを含むことが好ましい。これは、例えば、以下の２つの手法の１つを用いて行うことができる。
・全てのＢＳがスケジューラのセットを有する準同期法（semi-synchronized approach）
・ＢＳ内に実装されているスケジューラについての予備知識がない完全非同期法（full-unsynchronized approach）
【００４８】
準同期法では、各ＢＳがスケジューラの同じセットを保持する。したがって、同期情報は、フラグメント化及びパッキング規則（fragmentation and packing rule）、どのスケジューラを使用するか、及び場合によっては、どのスケジューラのパラメータを使用するかを参加ＢＳに知らせる必要がある。例えば、ラウンドロビンスケジューリング（Round-Robin scheduling）の場合、追加的情報は、接続の順番及び不足カウンタ（deficit counter）等を含むことができる。
【００４９】
完全非同期法では、ＢＳは、他のＢＳ内に実装されているスケジューラに関して、如何なる予備知識も有していない。したがって、同期ノードは、参加ＢＳが同期的に接続をスケジューリングできるようにするための情報を配信する必要がある。
【００５０】
同期ノードは、好ましくは、以下の情報を配信する。
・伝送期間（図５参照）の無線フレームに亘るＭＢＳバーストの割当及びバーストの順番
・ＢＳが同じＰＤＵ（例えば、フラグメント、パッキング、第１のＦＳＮ等）を構築できるようにするための情報
【００５１】
ここで、同期ノードがＭＢＳ＿ＭＡＰ及び関連するＩＥを配信する具体例について説明する。このデータの配信は、専用メッセージを介して行ってもよく、データにピギーバック（piggybacked）させてもよい。例えば、上述の具体例では、ＭＡＰは、単一のメッセージで送信し、ＩＥは、関連する接続のデータにピギーバックさせてもよい。
【００５２】
周期的な手法で情報を使用することによって、同期に関連するオーバヘッドを削減でき、更に、この方式を改善することができる。換言すれば、ＤＬフレーム内の同じＭＢＳ＿Ｚｏｎｅ構造は、将来のＭＢＳ送信において、あるパターンで使用される。このために、情報は、以下の要素を含むことが望ましい。
・送信間のフレームの数
・同じＭＢＳ＿Ｚｏｎｅが送信された回数（図５参照）
【００５３】
ＭＢＳ＿Ｚｏｎｅの送信が完了すると、ＢＳは、新たな同期情報の使用を開始する。
【００５４】
欠落したコンテンツの回復
送信同期を実現するために、伝送期間の開始時において、ＭＢＳに参加する各ＢＳで使用可能なデータは、同じでなければならない。幾つかのＢＳにおいて、何らかのデータが欠落している場合、上述したように、ＢＳは、データ自体を回復するか、又は少なくとも欠落したパケットの長さを回復する必要がある。ＢＳは、同じＧＲＥキーを有する連続的なパケットのストリーム内のシーケンス番号を調べ、受信シーケンス番号を、同期情報パケット内で指定されているシーケンス番号と比較することによってデータ欠落を検出できる。
【００５５】
次に、一旦、あるデータが欠落していることをＢＳが検出すると、単一の配信ＧＷの領域内でその欠落したデータを回復するために、以下の手法を用いることができる。
・データ欠落を検出したＢＳは、回復要求（Recovery Request）メッセージを配信ＧＷに送信する。回復要求メッセージは、マルチキャストフロー（Multicast Flow）に関連するＧＲＥキー（又はこれに代えて、グローバルマルチキャストフロー識別子（Global Multicast Flow Identifier））と、欠落したパケットのシーケンス番号のリストとを含む。
・配信ＧＷは、回復応答メッセージを送ることによって回復要求メッセージに応答する。回復応答メッセージは、マルチキャストフローに関連するＧＲＥキー（又はこれに代えて、グローバルマルチキャストフロー識別子）と、欠落したパケットのシーケンス番号及びこれらの対応する長さのリストとを含む。オプションとして、又はこれに代えて、マルチキャストフローに関連するユニキャスト又はマルチキャストＧＲＥトンネルを介してパケット自体を再送信してもよい。
【００５６】
上述した回復メカニズムは、データを回復するための他の幾つかの手法によって補強できる。
・欠落及び破損したパケットを回復するための更なる符号化
・マルチキャストツリー内で配信される各パケットに付される連続するパケットに関する追加的データ（例えば、シーケンス及びサイズ）
・マルチキャストツリー又はスタンドアロンパケットを用いる回復専用の他のツリーを介するメタデータ（例えば、シーケンス及びサイズ）の配信
【００５７】
重なるＭＢＳゾーンの同期
本発明の他の実施の形態では、ある程度互いに重なるＭＢＳ＿Ｚｏｎｅの同期の問題に対するソリューションを提供する。
【００５８】
図７Ａは、関連するＭＢＳ＿Ｚｏｎｅの幾つかが重なっているシステムを示しており、ここでは、ゾーン１、２、４、５がゾーン３と部分的に重なっており、更に、ゾーン１、２が互いに部分的に重なっている。図７Ａは、ゾーンの地理的な重なりを図式的に示しており、図７Ｂは、提案するソリューションの第１のステップとして、これらのゾーンのグラフ的表現（graphical representation）を示している。
【００５９】
ここに提案するメカニズムでは、グラフ頂点彩色アルゴリズム（graph vertex coloring algorithm）を選択しており、以下の具体例は、このアルゴリズムを用いて、ＭＢＳゾーン間同期（Inter MBS Ｚｏｎｅ Synchronization）の問題を解決する手法を示している。
【００６０】
重なるＭＢＳゾーンの組は、頂点がＭＢＳゾーンを表し、辺が頂点（ゾーン）間の関係を定義するグラフとしてモデル化できる。２つのＭＢＳゾーンが地理的に重なる場合、対応する頂点の間に辺を描いている。グラフを彩色するために、すなわち頂点が彩色されたグラフを生成するために、２つの隣接する頂点が同じ色を共有しないように、頂点に異なる色を割り当てる。図７Ｂでは、これにより得られるグラフを示しており、ここでは、異なる色を異なるハッチングで示している。
【００６１】
グラフ彩色を用いるスケジューリング
各ゾーンに割り当てられた色は、次のように解釈される。すなわち、同じ色が割り当てられている全てのＭＢＳゾーンは、同じサブチャンネルを介して、同時にデータを送信することができる。換言すれば、これらの送信は、サブチャンネル及びタイムスロットの両方の次元で重なることができ、一方、異なる色が割り当てられているＭＢＳゾーン間では、同じサブキャリアを介して同時にデータを送信してはならない。
【００６２】
実際には、これは、関連するＭＢＳゾーン（同じ色を有するＭＢＳゾーン）がデータを送信することができる時間×サブチャンネル領域に各色が割り当てられることを意味する。図８は、このような構成の具体例を示している。この具体例では、ＭＢＳゾーン１、４、５は、領域のうちの１つで送信を行い、ゾーン２は、他の領域で送信を行い、ＭＢＳゾーン５は、更に他の領域で送信を行っている。ＭＢＳゾーンのトポロジ及び対応する彩色グラフは、図７Ａ及び図７Ｂに示されている。図１０は、フレーム内のＭＢＳゾーンの１つのみについてのマルチキャスト接続の送信を表している。この具体例では、ゾーン４、５（ゾーン１に重ならないゾーン）では、同じ周波数及び時間リソースを利用できることは明らかである。
【００６３】
図８は、各無線フレームが正確に１つの単一の彩色された領域に割り当てられるシナリオを示している。一般的なケースでは、幾つかの無線フレームは、彩色された領域を全く有していなくてもよい（これは、これらのフレームについて、ＭＢＳ送信がスケジューリングされていないことを意味する）。更に、同じ無線フレーム内に２つ以上の彩色された領域を設けることも可能である。
【００６４】
図９は、単一のフレームにおける３つのＭＢＳゾーンのマルチキャスト接続の送信を示している。この場合、干渉を避けるために、送信は、（周波数領域又は時間領域の両方において）完全に分離されている。この具体例では、ゾーン４、５では、ゾーン１と同じ周波数及び時間リソースを利用できる。
【００６５】
オフライン（静的）グラフ彩色
ＭＢＳゾーントポロジをモデル化するグラフの頂点彩色は、オフラインで演算してもよく、これにより得られる彩色された領域は、対応する基地局において、手動で構成してもよい。この場合、各ＭＢＳゾーンのための無線リソースは、予め割り当てられている。なお、特定の伝送期間において、あるＭＢＳゾーンが、割り当てられた彩色された領域を埋めるために十分なトラヒックを有することできないことがあり、この場合、このＭＢＳゾーンは、非ＭＢＳトラヒックを送信するために、残りのリソース（すなわち、時間及びサブキャリア）を使用することができる。
【００６６】
この手法は、ネットワークに亘って、如何なる情報の交換も必要とせず、更に、特定のＭＢＳゾーン内で、ＭＢＳトラヒックと非ＭＢＳトラヒックとの間で、リソースの動的な共有を実現できる。
【００６７】
オンライン（動的）グラフ彩色
ＭＢＳトラヒックのために、ＭＢＳゾーン間で、無線リソースが動的に共有される場合、各累積期間及びリソースの割当を再割当するように、頂点彩色を動的に再演算する必要があり、これにより得られる彩色領域の割当は、対応するＭＢＳゾーンに属する全ての基地局に配信される。
【００６８】
静的な彩色を用いることによって得られる利点に加えて、すなわち、トラヒックがない場合に非ＭＢＳ接続とリソースを共有できる利点に加えて、動的な彩色によって、異なるＭＢＳゾーン間でリソースを共有できる。
【００６９】
この手法の短所は、彩色されるグラフの複雑性である。グラフが複雑すぎる場合、この彩色を行うたに必要な時間が長くなりすぎることがある。なお、ＭＢＳゾーンは、常に、事前に計画されるものであるため、複雑すぎるトポロジが生成されることは、回避することができる。
【００７０】
グラフ彩色を演算するエンティティは、各累積期間の最後に、各ＭＢＳゾーンについて累積されたデータを知る必要がある。このようなエンティティは、（図１１に示すように、）複数のゾーンによって共有される同期ノードであってもよい。
【００７１】
なお、各ゾーン毎に（又は処理される全てのゾーンの下位集合である複数のゾーン毎に）１つの独立した同期ノードを設けることもできる。この場合、各累積期間の最後に、同期ノードは、各ゾーンについて累積されたトラヒックの量に関する情報を交換する必要がある。そして、このような各特定のゾーンの同期ノードは、グラフ彩色を独自に演算でき、これにより得られる彩色された領域の割当をそのゾーンに送信することができる。
【００７２】
当業者には明らかであるが、ここに説明した具体例は、無線ネットワークにおけるマルチキャスト／ブロードキャストサービスを同期させる方法及び装置を示している。なお、本発明の範囲から逸脱することなく、異なるネットワークの構成に対して、同様の手法で、同様の処理を適用できる。
【００７３】
なお、上述した説明は、本発明の幾つかの実施の形態のみを例示的に示していることは明らかである。当業者は、本発明の範囲から逸脱することなく、本発明が提供する方法を実施する他の手法を想到することができ、これらは、本発明に含まれる。
【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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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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