(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のマルチキャスト・グループ宛の情報信号を移動端末に配信する移動通信システムであって、
前記情報信号を受信し、受信した情報信号の複製を配下の移動端末に配信することが可能な第１および第２マルチキャスト・ルータを有し、
前記第１マルチキャスト・ルータを通じて移動端末により受信された信号の品質が所定の第１閾値に到達したことを、前記移動端末が少なくとも前記第２マルチキャスト・ルータに通知することによって、前記第２マルチキャスト・ルータに関するマルチキャスト経路が確立され、
前記第１マルチキャスト・ルータを通じて移動端末により受信された信号の品質が、前記所定の第１閾値とは異なる所定の第２閾値に達したことに応答して、前記マルチキャスト経路を利用して前記情報信号が前記移動端末に配信され、
前記第２マルチキャスト・ルータを通じて移動端末により受信された信号の品質が、前記所定の第２閾値とは異なる所定の第３閾値に到達したことを、前記移動端末が前記第１マルチキャスト・ルータに通知し、前記移動端末は、前記第１マルチキャスト・ルータに関する前記所定のマルチキャスト・グループから脱退する
ことを特徴とする移動通信システム。
【請求項２】
第１または第２マルチキャスト・ルータを通じて、所定のマルチキャスト・グループ宛の情報信号を受信することが可能な移動端末であって、
第１マルチキャスト・ルータを通じて受信した信号の品質が、所定の第１閾値に到達したことを、少なくとも第２マルチキャスト・ルータに通知し、前記第２マルチキャスト・ルータに関するマルチキャスト経路を確立させ、
前記第１マルチキャスト・ルータからの信号の品質が、前記所定の第１閾値とは異なる所定の第２閾値に達した場合には、前記マルチキャスト経路を利用して前記情報信号を受信し、
前記第２マルチキャスト・ルータを通じて受信した信号の品質が、前記所定の第２閾値とは異なる所定の第３閾値に到達したことを前記第１マルチキャスト・ルータに通知し、前記第１マルチキャスト・ルータに関する前記所定のマルチキャスト・グループから脱退する
ことを特徴とする移動端末。
【請求項３】
前記第１マルチキャスト・ルータを通じて受信した信号の品質が所定の第１閾値に到達したことを、前記第１マルチキャスト・ルータを介して前記第２マルチキャスト・ルータに通知することを特徴とする請求項２記載の移動端末。
【請求項４】
前記第１マルチキャスト・ルータを通じて受信した信号の品質が所定の第１閾値に到達したことを、前記第２マルチキャスト・ルータに付随する代理サーバに通知することによって、前記第２マルチキャスト・ルータへの通知が行われることを特徴とする請求項２記載の移動端末。
【請求項５】
第１または第２無線基地局の一方を通じて情報信号をユニキャスト信号として移動端末に配信することが可能な移動通信システムであって、
前記第１無線基地局を通じて前記移動端末により受信された信号の品質が、所定の第１閾値に到達したことを、前記移動端末が前記第１および前記第２無線基地局に通知することによって、前記第１および第２無線基地局が前記情報信号をマルチキャスト信号として送信し、
前記第１無線基地局を通じて前記移動端末により受信された信号の品質が、前記所定の第１閾値とは異なる第２閾値に到達した場合には、前記第２無線基地局が前記マルチキャスト信号を前記移動端末に配信し、
前記第２無線基地局を通じて前記移動端末により受信された信号の品質が、前記所定の第２閾値とは異なる所定の第３閾値に到達したことが前記第１無線基地局に通知された場合は、前記第２無線基地局が前記情報信号をユニキャスト信号として前記移動端末に配信する
ことを特徴とする移動通信システム。
【請求項６】
第１および第２無線基地局によりそれぞれ形成されるネットワーク間を移動することの可能な移動端末であって、
前記第１または第２無線基地局の一方を通じて情報信号をユニキャスト信号として受信することが可能であり、
前記第１無線基地局を通じて受信した信号の品質が、所定の第１閾値に到達したことを前記第１および第２無線基地局に通知することによって、前記第１および第２無線基地局に前記情報信号をマルチキャスト信号として送信させ、
前記第１無線基地局を通じて受信した信号の品質が、前記所定の第１閾値とは異なる第２閾値に到達した場合には、前記第２無線基地局から前記マルチキャスト信号を受信し、
前記第２無線基地局を通じて受信した信号の品質が、前記所定の第２閾値とは異なる所定の第３閾値に到達したことを前記第１無線基地局に通知した場合には、前記第２無線基地局から前記情報信号をユニキャスト信号として受信する
ことを特徴とする移動端末。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、一般にマルチキャスト通信の技術分野に関し、特に、マルチキャスト通信を行う移動通信システムおよび移動端末に関する。
【従来の技術】
【０００３】
マルチキャスト通信は、複数の移動端末に対して多くのファイルや動画像のデータを効率よく配信することができ、近年特に注目されている手法である。このようなマルチキャスト通信は、ＩＣＭＰ(Internet  Control  Message  Protocol)，ＩＧＭＰ(Internet  Group  Management  Protocol)等を含む広義のＩＰ(Internet  Protocol)ネットワークでも利用可能である。ＩＧＭＰを用いたマルチキャスト・グループの管理手順は、ＩＥＴＦ(Internet  Engineering  Task  Force)のＲＦＣ(Request  For  Comments)１１１２等に規定されている。
【０００４】
マルチキャスト通信では、特定の複数の移動端末だけにデータを送る。送信装置から配信される情報パケットは、マルチキャスト・ルータと呼ばれる装置を介して、有線または無線リンクを利用して移動端末に伝送される。ただし、送信装置は、移動端末の各々を個別に特定するのではなく、マルチキャスト・グループと呼ばれるあて先を指定する。マルチキャスト・グループは、例えば、２３０．１．２．３のようなアドレスで指定される。情報パケットの配信を希望する移動端末は、自己の所属するネットワークを担当するマルチキャスト・ルータに対して加入(join)要求を送信し、この加入要求は所望のマルチキャスト・グループにより指定される情報パケットの受信を要求することを示す。加入要求を受信したマルチキャスト・ルータは、その移動端末からの要求に応じるよう動作する、すなわち移動端末により指定されるマルチキャスト・グループ宛の情報パケットを受信して移動端末に配信する。送信装置がマルチキャスト・ルータを介して移動端末に接続されている場合において、送信装置が情報パケット（マルチキャスト・パケット）を供給すると、マルチキャスト・ルータは、受信した情報パケットの複製（コピー）を所望の数だけ作成し、配下の移動端末へまたは更なるマルチキャスト・ルータへそれを伝送する。ここで、「配下」とは、送信装置から見て下流側にあるものを示す。このように、配下に複数の伝送経路を有するマルチキャスト・ルータにおいて、情報パケットを必要な数だけコピーして各伝送経路に伝送するので、必要以上にトラヒックを増加させず、ネットワークの帯域を有効に利用することができる。配下が無線区間であれば、配下の移動端末が複数存在していたとしても一度に配信することができる。
【０００５】
移動端末が無線リンクを介してマルチキャスト・ルータと接続されている場合、その移動端末はネットワーク間を移動することが可能である。通信を継続しつつ移動端末がネットワーク間を移動するためには、ＲＦＣ２００２で規定されているモバイルＩＰ(Mobile  IP)を利用して、現在のネットワークから移動先のネットワークに接続を変更する必要がある。モバイルＩＰは、移動端末が所属するホーム・ネットワーク以外の移動先ネットワーク（外部ネットワーク）においてもホーム・ネットワークのアドレスを用いた通信を可能にする技術である。この技術によれば、移動端末は、移動先ネットワークに入った際にネットワーク毎に定められる気付アドレスを取得し、この気付アドレスを移動端末のホーム・エージェントに通知する。ホーム・エージェントは、移動端末が固有に有するホーム・アドレスと、気付アドレスとの関係を管理する。その移動端末に情報パケットを配信する通信ノードは、ホーム・アドレスを利用してホーム・エージェントに情報パケットを配信する。次に、ホーム・エージェントは、気付アドレスを利用して、その受信した情報パケットを移動端末に転送する（カプセル化）。こうして、移動端末は、自己の位置するネットワークが変わっても、所望の情報パケットを受信することができる。なお、ホーム・エージェントを利用せずに、通信ノードが、移動端末の気付アドレスを把握し、送信する情報パケットを直接カプセル化し、移動端末に配信することも可能である。
【０００６】
このようなモバイルＩＰに基づく移動通信システムにおいて、移動端末がマルチキャストで配信される情報パケットを受信するいくつかの手法が、上述したＲＦＣ２００２で提案されている。その１つは、遠隔加入(Remote  Subscription)と呼ばれる手法である。この手法は、移動端末が移動元ネットワークから移動先ネットワークに移動した後に、移動先のネットワークにおけるマルチキャスト・ルータに対して加入要求を送信し、そのマルチキャスト・ルータから移動端末に情報パケットを配信するようにするものである。この場合において、移動先のマルチキャスト・ルータが、移動端末の要求するマルチキャスト・グループ宛のパケットを既に受信し、配下の他の移動端末に配信している場合がある。このような場合は、移動する移動端末に対するマルチキャスト配信経路が既に作成されているので、その経路を利用して移動後も直ちに所望のパケットを受信することが可能になる。しかしながら、そのようなマルチキャスト配信経路が作成されていない場合も当然にあり得る。この場合は、移動先のマルチキャスト・ルータが、移動端末の要求するマルチキャスト・グループ宛のパケットを受信するようなマルチキャスト配信経路を新たに作成する必要がある。しかし、この手法では移動後に加入要求が行われるので、経路作成のための処理が迅速に行われなかった場合は、パケット・ロス（パケットの欠落）が発生してしまうという問題点がある。
【０００７】
また、移動元のネットワークにおいて移動した移動端末の他に、同じパケットを受信する他の移動端末が存在している場合は、移動前のマルチキャスト・ルータはその移動端末が移動した後も依然としてパケットを配信する必要がある。この場合は、引き続きその配信経路を利用してパケットを配信する。しかしながら、移動端末が移動したことに起因して、移動元のマルチキャスト・ルータがもはやパケットを配信する必要がなくなる場合もある。この場合は、移動した移動端末が要求していたマルチキャスト・グループ宛のパケットを受信することを中止して、そのマルチキャスト・グループから脱退する必要がある。しかし、移動端末は既に移動してしまっているので、脱退の処理を適切に行うことが困難になるという問題点がある。
【０００８】
これらの問題点に対して、移動端末が移動する前にマルチキャスト配信経路を確保する方式が提案されている。これは、ネットワーク毎に移動支援エージェント(MSA:  Mobility  Support  Agent)を配置し、移動端末が移動する前に、移動先のＭＳＡに対して、移動先のネットワークにおけるマルチキャスト・グループへの加入を要求するパケットを送信し、ＭＳＡが移動先のマルチキャスト・ルータに対して加入要求を送信することにより行われる。この方式については、例えば、Jiang  Wu(Department  of  Teleinformatics,  Royal  Institute  of  Technology,  Stockholm)による文献“An  IP  Mobility  Support  Architecture  for  the  4GW  Wireless  Infrastructure”,  Proceedings  of  the  1999  Personal  Computing  and  Communication  Workshop  (PCC’99),  “Seamless  IP  Multicast  Receiver  Mobility  Support”,  Internet-Draft,  Jiang  Wu,  KTH/TI,  April  2000等に記載されている。このような手法が良好に実現されるならば、移動端末は移動する前に移動先でのマルチキャスト配信経路を確保することができるので、移動後に即座に受信を行うことができ、移動にともなうパケット・ロス等の問題を克服することが可能になる。また、移動前のネットワークに関するＭＳＡに対して、移動後にマルチキャスト・グループからの脱退要求を送信し、無駄なマルチキャスト配信が行われないようにすることも可能になる。
【０００９】
しかしながら、上記の文献およびその他の報告例によれば、移動先でのマルチキャスト配信経路の確立を移動前に行うこと、および移動元におけるマルチキャスト・グループからの脱退を移動後に行うことをどのようにして実現するかについては不明である。このため、例えば、移動端末が移動先のネットワークに移動する時刻に対して、ＭＳＡに加入要求を送信する時刻が早すぎる場合には、移動先において無駄なパケットの配信時間が長くなるという問題が生じ得る。逆に、遅すぎる場合は、マルチキャスト経路が確立される前に移動が完了し、パケット・ロス等の問題が生じ得る。さらに、脱退要求の送信が早すぎる場合には、例えば、移動を撤回して戻ってきたような場合には、もはやマルチキャスト配信経路が失われているので迅速にパケットを受信することができなくなるという問題が生じ得る。逆に、遅すぎる場合は、移動元における無駄な情報配信の期間が長くなるという問題が生じ得る。
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本願第１の課題は、移動先でのマルチキャスト配信経路の確立を移動前に適切なタイミングで行う手法を提供することである。
【００１１】
本願第２の課題は、移動先元でマルチキャスト・グループからの脱退を移動後に適切なタイミングで行う手法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以下に説明する手段によって、上記課題が解決される。
【００１３】
本発明による第１の解決手段によれば、所定のマルチキャスト・グループ宛の情報信号を移動端末に配信する移動通信システムであって、前記情報信号を受信し、受信した情報信号の複製を配下の移動端末に配信することが可能な第１および第２マルチキャスト・ルータを有し、前記第１マルチキャスト・ルータを通じて移動端末により受信された信号の品質が所定の第１閾値に到達したことを、前記移動端末が少なくとも前記第２マルチキャスト・ルータに通知することによって、前記第２マルチキャスト・ルータに関するマルチキャスト経路を確立し、前記第１マルチキャスト・ルータを通じて移動端末により受信された信号の品質が、前記所定の第１閾値とは異なる所定の第２閾値に達したことに応答して、前記マルチキャスト経路を利用して前記情報信号を前記移動端末に配信する移動通信システムが提供される。
【００１４】
本発明による第２の解決手段によれば、所定のマルチキャスト・グループ宛の情報信号を移動端末に配信するためのマルチキャスト経路が、第１および第２マルチキャスト・ルータに関して確立されている移動通信システムであって、前記第２マルチキャスト・ルータを通じて移動端末により受信された信号の品質が所定の閾値に到達したことを、前記移動端末が前記第１マルチキャスト・ルータに通知し、前記第１マルチキャスト・ルータに関する前記所定のマルチキャスト・グループから前記移動端末を脱退させる移動通信システムが提供される。
【００１５】
本発明の一形態によれば、信号の品質に関する所定の第１閾値および第１閾値とは異なる所定の第２閾値という明瞭な判断基準に基づいているので、マルチキャスト・グループに対する加入および脱退を適切な時点で行うことが可能になる。
【００１６】
本発明の一形態によれば、第２マルチキャスト・ルータへの通知が、目下移動端末に対する情報信号を送信している第１マルチキャスト・ルータを介して行われるので、マルチキャスト・グループへの加入要求を第２マルチキャスト・ルータに確実に送付することができる。この加入要求を受けた第２マルチキャスト・ルータは、例えば、第１マルチキャスト・ルータへ情報信号を提供している送信装置に対して、その情報信号の配信を要求することができる。
【００１７】
本発明の一形態によれば、例えば、第２マルチキャスト・ルータへの通知が、マルチキャスト・グループへの加入要求または脱退要求が代理サーバに送付され、この代理サーバが第１または第２マルチキャスト・ルータにその旨通知することにより、加入または脱退を行うことができる。したがって、加入や脱退に関する信号の受信に関する処理を代理サーバが行うので、マルチキャスト・ルータが総ての処理を行うのではなく、機能の分散化を図ることが可能になる。さらに、加入や脱退に関する信号が、情報信号を受信する側から送信する側へ送信されるということは、マルチキャスト・グループに対する加入および脱退要求は受信側から行うものとするマルチキャスト通信の原則と軌を一にする。したがって、マルチキャストに関する他のプロトコルとの整合性も良好になる。
【００１８】
本発明の一形態によれば、モバイルＩＰにおけるハンドオフを良好に行うことが可能である。例えば、ハンドオフの際に、第１および第２マルチキャスト・ルータのどちらからでも前記所定のマルチキャスト・グループ宛の情報信号を受信可能なので、移動先における気付アドレスを取得するまでに長時間を要してしまってもパケット・ロスを発生させずに通信を継続することが可能である。
【００１９】
本発明の一形態によれば、所定の第１閾値に基づいて、ユニキャストによる情報配信から、マルチキャストによる情報配信に切り替わる。これにより、モバイルＩＰにおけるハンドオフを良好に行うことが可能である。
【００２０】
本発明の一形態によれば、所定の閾値に基づいて、マルチキャストによる情報配信から、ユニキャストによる情報配信に切り替わる。これにより、モバイルＩＰにおけるハンドオフを良好に終了することが可能である。
【発明の実施の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。各図において、同様の要素には同様の参照番号が付されている。
【００２２】
図１ないし図５は、本願第１実施例における移動端末の移動の各段階を表わす概念図である。図１は、本願第１実施例による移動通信システムの概念図を示す。この通信システムは、情報パケット（マルチキャスト・パケット）を送信する送信装置１０と、送信装置１０からの情報パケットを中継し、情報パケットを複製するマルチキャスト・ルータ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを含む。送信装置１０には、マルチキャスト・ルータ２０ａが接続され、このマルチキャスト・ルータ２０ａに、３つの分岐としてマルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが接続され、全体としてツリー状に形成されている。本実施例では、簡単のため、４つのマルチキャスト・ルータが接続されている例を示しているが、更に多くのマルチキャスト・ルータを利用して更に複雑なツリーを形成することも可能である。本実施例では、マルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃ，２０ｃは、無線基地局としての機能も有する。この機能を利用して、マルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃの管轄するネットワーク内には、それぞれ移動端末３０ａ，３０ｂが無線リンクを通じて接続されている。各マルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを中心として描かれている円は、各無線基地局の通信可能な領域を示し、灰色の円で示される領域では接続強度（信号品質）が所定の閾値以上になることを示す。さらに、マルチキャスト・ルータ／無線基地局２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、各自の担当するネットワークまたは領域を区別するための識別情報を含む広告(advertisement)パケットを無線送信している。移動端末は、この広告パケットに含まれる識別情報を受信することによって、信号品質（受信感度や送信電力により定められる。）や通信可能な無線基地局を知ることが可能になる。なお、信号品質については、広告パケットだけでなく他のパケット信号からでも知ることができる。送信装置１０は、例えば、パーソナル・コンピュータやワークステーション等の情報処理端末である。送信装置１０は、例えば、ソフトウエア、動画像等のファイル・データ、リアル・タイムに取得した動画等を情報パケットとしてマルチキャスト・ルータ２０ａに送信する。マルチキャスト・ルータ２０ａは、受信した情報パケットを必要な数だけコピーし、配下のマルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃにその複製物を送信する。マルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃの配下は無線区間なので、無線送信を一度行うことによって、配下の移動端末に情報パケットを配信することができる。移動端末３０ａ，３０ｂは、マルチキャスト移動端末であり、所望のマルチキャスト・グループ宛の情報パケットを受信することができるように、マルチキャスト・ルータ２０ｂまたは２０ｃマルチキャスト・グループへの加入要求を送信する。また、そのような情報パケットの受信が不要になった場合は、マルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃに対して脱退要求を送信する。
【００２３】
このような移動体通信システムにおいて、移動端末３０ａ，３０ｂが所定のマルチキャスト・グループＧ宛の情報パケットを受信することを考察する。マルチキャスト・グループＧは、例えば、２３０．１．２．３のようなアドレスで指定される。移動通信システムには当初何らのマルチキャスト配信経路も確立していないものとする。先ず、移動端末３０ａ，３０ｂは、自己の属するネットワークのマルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃに対して、マルチキャスト・グループＧ宛の情報パケットを受信するよう要求する。この加入要求を受けたマルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃは、マルチキャスト・ルータ２０ａに対して情報パケットの配信を要求し、必要な配信経路を作成する。その後、送信装置１０から、マルチキャスト・ルータ２０ａへマルチキャスト・グループＧ宛の情報パケットが送信されると、情報パケットを複製し、作成された配信経路を通じてマルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃに配信される。マルチキャスト・ルータ２０ｄへの配信経路は作成されていないので、マルチキャスト・ルータ２０ｄへは配信されない。このような情報パケットの配信の様子が、図中の実線の矢線で示されている。マルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃは、マルチキャスト・グループＧ宛の情報パケットを受信すると、配下の無線区間に情報パケットを送信する。その結果、配下の移動端末３０ａ，３０ｂは、所望の情報パケットを受信することができる。
【００２４】
次に、図中の破線の矢線で示されるように、移動端末３０ｂが、マルチキャスト・ルータ２０ｃ（無線基地局２０ｃ）の領域からマルチキャスト・ルータ２０ｄ（無線基地局２０ｄ）の領域へ移動することを考察する。上述したように、移動端末３０ｂが無線基地局２０ｃの灰色で示される領域内に位置する場合は、移動端末３０ｂの通信に関する信号品質は所定の閾値以上である。したがって、移動端末３０ｂが、無線基地局２０ｃ以外の無線基地局２０ｂや２０ｄから広告パケットを受信したとしても、それらは無視される。
【００２５】
図２は、移動端末３０ｂの無線基地局２０ｄ側への移動が進み、通信の信号品質が、無線基地局２０ｃとの通信に関する所定の閾値を下回るものの、無線基地局２０ｃからの信号品質は、無線基地局２０ｄからのものより高い場合の様子を示す。この場合において、移動端末３０ｂが無線基地局２０ｄから広告パケットを受信すると、移動端末３０ｂは、移動先の候補が無線基地局２０ｄ（マルチキャスト・ルータ２０ｄ）であることを知る。そこで、無線基地局２０ｃを通じて受信した信号品質が、所定の閾値を下回ったことを契機として、マルチキャスト・ルータ２０ａからマルチキャスト・ルータ２０ｄへの配信経路を確立させる。このため、移動端末３０ｂは、マルチキャスト・グループＧへの加入要求を行うべきことを、無線基地局２０ｃ（マルチキャスト・ルータ２０ｃ）およびマルチキャスト・ルータ２０ａを通じて、移動先候補のマルチキャスト・ルータ２０ｄに通知する（図中の太い矢線）。ところで、マルチキャスト通信では、マルチキャスト・グループへの加入要求は、受信側（下流の側）から行われる必要がある。したがって、マルチキャスト・ルータ２０ａから２０ｄへの配信経路を確立するには、マルチキャスト・ルータ２０ｄがその旨をマルチキャスト・ルータ２０ａに要求しなければならない。これを行うため、移動端末３０ｂは、加入要求をカプセル化して無線基地局２０ｃへ送信し、マルチキャスト・ルータ２０ａで転送させ、マルチキャスト・ルータ２０ｄに配信経路を確立する必要のあることを知らせる。あるいは、このようなカプセル化を行う代わりに、マルチキャスト・ルータ２０ｄに通知すべき内容を特殊メッセージとして伝送することも可能である。いずれにせよ、そのような通知を受けたマルチキャスト・ルータ２０ｄは、マルチキャスト２０ａに対してマルチキャスト・グループＧ宛の情報パケットを配信するよう要求し、配信経路が確立される。その結果、送信装置１０からのマルチキャスト・グループＧ宛の情報パケットは、マルチキャスト・ルータ２０ａを介して、マルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃに加えて２０ｄにも配信される。この場合において、移動端末３０ｂはマルチキャスト・ルータ２０ｃからのパケットを受信している。
【００２６】
図３は、移動端末３０ｂの無線基地局２０ｄ側への移動が更に進み、無線基地局２０ｃからの信号品質が、無線基地局２０ｄからの信号品質より低くなり、無線基地局との接続強度の関係が逆転した場合の様子を示す。一般に、無線基地局２０ｃおよび２０ｄからの信号の品質の高低の関係が逆転するのは、無線基地局２０ｃまたは２０ｄとの通信に関する所定の閾値より低い値において生じる。この段階において、移動端末３０ｂは、無線接続の基地局を、無線基地局２０ｃから無線基地局２０ｄに切り替え、マルチキャスト・ルータ２０ｄからの情報パケットを受信する。この時点でも、送信装置１０からのマルチキャスト・グループＧ宛の情報パケットは、マルチキャスト・ルータ２０ａを介して、マルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃに加えて２０ｄにも配信されており、マルチキャスト・ルータ２０ｃに関する配信経路が維持される。なぜなら、無線基地局２０ｄからの信号品質が、無線基地局２０ｃからの信号品質より高くなったとはいえ、その信号品質は無線基地局２０ｄに関する所定の閾値より低く、充分に安定して通信を行うに至っていないからである。すなわち、移動端末３０ｂが再び無線基地局２０ｃの領域へ戻ることもあり得る。この場合において、移動元の無線基地局２０ｃに関する配信経路が維持されていなかったならば、改めて配信経路を確保する必要が生じてしまう。本実施例のように、信号品質が充分でない間は、マルチキャスト・ルータ２０ｃおよび２０ｄの両者に情報パケットを配信しておくことにより、そのような問題に効果的に対処することができる。このような複数のマルチキャスト・ルータに情報パケットを供給できるのは、マルチキャスト通信特有の性質に起因する。
【００２７】
図４は、移動端末３０ｂの無線基地局２０ｄ側への移動が更に進み、無線基地局２０ｄからの信号品質が、所定の閾値より高くなった場合の様子を示す。所定の閾値より高い領域は、図中の無線基地局２０ｄ周囲の灰色の領域として示されている。この段階になると、移動端末３０ｂは、無線基地局２０ｄと安定して通信を行うことが可能である。そこで、移動元のマルチキャスト・ルータ２０ｃに脱退要求を行うべきことを通知する。この通知についても上述した加入要求の場合と同様に、下流の側から要求しなければならならないので、マルチキャスト・ルータ２０ｃが自らマルチキャスト・ルータ２０ａに要求しなければならない。これを行わせるために、移動端末３０ｂは、無線基地局２０ｄおよびマルチキャスト・ルータ２０ａを介して通知を行う。この通知も、カプセル化を利用して行ってもよいし、カプセル化を要しない特殊メッセージとして実行してもよい。いずれにせよ、マルチキャスト・グループからの脱退要求の通知を受けたマルチキャスト・ルータ２０ｃは、マルチキャスト・グループＧ宛の情報パケットを配下の他の移動端末に配信する必要のないことを確認した上で、マルチキャスト・ルータ２０ａに対して配信の停止を要求する。
【００２８】
図５は、移動端末３０ｂの無線基地局２０ｄ側への移動が完了した様子を示す。送信装置１０からのマルチキャスト・グループＧ宛の情報パケットは、マルチキャスト・ルータ２０ａを介して、マルチキャスト・ルータ２０ｂおよび２０ｄに配信され、移動元のマルチキャスト・ルータ２０ｃには配信されていない。
【００２９】
図６は、本願第２実施例による移動通信システムの概念図を示す。この実施例では、マルチキャスト・ルータ２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの配下に、無線基地局４０ｂ，４０ｃ，４０ｄが設けられ、更に、各マルチキャスト・ルータに対して代理サーバ５０ｂ，５０ｃ，５０ｄが設けられている。これらの代理サーバは、マルチキャスト・グループに対する加入要求および脱退要求を受信し、マルチキャスト・ルータに通知する機能を有する。
【００３０】
上述の図２に関して説明したように、移動端末３０ｂは、マルチキャスト・グループＧの加入要求を行うべきことを、無線基地局２０ｃ（マルチキャスト・ルータ２０ｃ）およびマルチキャスト・ルータ２０ａを通じて、移動先候補のマルチキャスト・ルータ２０ｄに通知した（図中の太い矢線）。この目的は、マルチキャスト・ルータ２０ｄが、マルチキャスト・ルータ２０ａに配信経路の確立を要求するようにするためであった。マルチキャスト・ルータ２０ｄに通知を行う際に、本実施例によれば、移動端末３０ｂは、加入要求を移動先の無線基地局４０ｄを通じて移動先の代理サーバ５０ｄに送信する。代理サーバ５０ｄはその旨をマルチキャスト・ルータ２０ｄに知らせる。その後は、マルチキャスト・ルータ２０ｄがマルチキャスト・ルータ２０ａに対して情報パケットの配信を要求し、配信経路を確立する。また、移動端末３０ｂの移動が完了し、移動元のマルチキャスト・ルータ２０ｃに脱退要求を送信する場合も、代理サーバを用いて行われる。すなわち、無線基地局４０ｄのネットワーク内に位置する移動端末３０ｂが、移動元の無線基地局４０ｃを通じて代理サーバ５０ｃにマルチキャスト・グループからの脱退要求を送信する。代理サーバ５０ｃは脱退要求をマルチキャスト・ルータ２０ｃに伝送し、移動元のネットワークにおけるマルチキャスト・グループＧ宛の情報パケットの配信を停止させる。このように、代理サーバを利用すると、加入要求および脱退要求の受信に関する処理負担をマルチキャスト・ルータから分散させることができる。さらに、代理サーバを利用すると、加入要求および脱退要求が常に下流の側から行われるとするマルチキャスト通信の原則に忠実に従うことが可能になる。すなわち、移動端末３０ｂからの加入（または脱退要求）が、上流のマルチキャスト・ルータ２０ａを経由することなしに、下流側からマルチキャスト・ルータ２０ｄ（または２０ｃ）に到達し、マルチキャスト・ルータ２０ｄ（または２０ｃ）からマルチキャスト・ルータ２０ａに加入要求（または脱退要求）がなされる。このようなマルチキャスト通信の原則に忠実な動作は、マルチキャスト通信に関する他のプロトコルとの整合性も良好になるという利点をもたらす。
【００３１】
図７ないし図１１は、本願第３実施例における移動端末の移動の各段階を表わす概念図である。この実施例は、本発明をモバイルＩＰのハンドオフ制御に適用したものである。図７は、本願第３実施例による移動通信システムの概念図を示す。この移動通信システムは、インターネットのような広域または公衆のネットワーク１００と、ネットワーク１００に接続され、サブ・ネットワークを形成する無線基地局３００および４００を有する。本実施例では、簡単のため、２つの無線基地局のみが接続されているが、更に多くの複雑なネットワークを形成することも可能である。従来の移動通信システムとは異なり、本願実施例では、無線基地局３００および４００がマルチキャスト・ルータとしての機能も備えている。マルチキャスト・ルータ３００，４００は無線基地局としても機能する。移動端末２１０は、無線リンクを介して、これらの無線基地局３００，４００に接続される。ネットワーク１００には、移動端末２１０のホーム・アドレスおよび気付アドレスを管理するホーム・エージェント２００が結合されている。さらに、ネットワーク１００には、移動端末２１０に情報パケットを配信する通信ノード５００が接続されている。通信ノード５００は、第１および第２実施例における送信装置１０に相当する。各無線基地局３００，４００を中心として描かれている円は、無線基地局の通信可能な領域を示し、灰色の円で示される領域では接続強度（信号品質）が所定の閾値以上になることを示す。さらに、マルチキャスト・ルータ／無線基地局３００，４００は、各自の担当するネットワークを区別するための識別情報を含む広告パケットを無線送信している。移動端末は、この広告パケットに含まれる識別情報を受信することによって、信号品質や通信可能な無線基地局を知ることが可能になる。これらの点は、第１および第２実施例の場合と同様である。
【００３２】
まず、この種の移動通信システムにおける従来の動作を説明する。移動端末がホーム・アドレス２０．０．０．１を有し、無線基地局３００のネットワーク内に当初存在し、このネットワークで気付アドレス３０．０．０．１を取得していると仮定する。所望の情報パケットを通信ノード５００から移動端末２１０に配信することを考察する。先ず、通信ノード５００は、移動端末２１０のホーム・アドレスを指定して、ホーム・エージェント２００に情報パケットを配信する。ホーム・エージェント２００は、移動端末２１０のホーム・アドレスに対応する気付アドレスを利用して、通信ノード５００からの情報パケットを無線基地局３００を通じて移動端末に転送する。すなわち、移動端末２１０の気付アドレス３０．０．０．１宛の情報パケットにカプセル化して情報パケットを送信し、無線基地局３００の配下に存在する移動端末２１０が受信できるようにする。
【００３３】
移動端末２１０が無線基地局４００のネットワークに移動すると、このネットワークにおける気付アドレス（例えば、４０．０．０．１）を取得する。新たに取得した気付アドレスに関する情報パケットは、ホーム・エージェント２００にも通知される。この場合における通信ノード５００からの情報パケットは、ホーム・エージェント２００において新たな気付アドレス４０．０．０．１を利用してカプセル化され、無線基地局４００の配下の移動端末２１０に配信されることが可能である。このように、モバイルＩＰを利用した移動通信システムでは、移動元および移動先のネットワーク各々に関する気付アドレスを適宜切り替える必要がある。ネットワーク間の移動に伴う気付アドレスの取得時間や切替時間に起因して、パケット・ロスが発生し得るという問題点がある。
【００３４】
次に、本発明の本願第３実施例による動作を説明する。移動端末がホーム・アドレス２０．０．０．１を有し、無線基地局３００のネットワーク内に当初存在し、このネットワークで気付アドレス３０．０．０．１を取得していることは先の説明と同様である。先に述べたように、従来の移動通信システムとは異なり、本願実施例では、無線基地局３００および４００がマルチキャスト・ルータとしての機能も備えている。移動端末２１０が無線基地局３００のネットワークから無線基地局４００のネットワークへ移動することを考察する。無線基地局３００との通信の信号品質が所定の閾値より高い領域内に移動端末２１０が存在する場合は、移動端末２１０が無線基地局４００から広告パケットを受信したとしてもそれを無視する。
【００３５】
図８は、移動端末２１０の無線基地局３００側への移動が更に進み、通信の信号品質が、無線基地局３００との通信に関する所定の閾値を下回るものの、無線基地局３００からの信号品質は、無線基地局４００からの信号品質より高い場合の様子を示す。この時点において、移動端末２１０は、マルチキャスト・ルータ４００から広告パケットを受信することにより、無線基地局３００の領域以外の無線基地局４００の領域に移動する可能性のあることを知る。そして、移動端末２１０は、マルチキャスト・ルータ３００に対して、自身のみが加入するマルチキャスト・グループＧの加入要求を行う。（図７に関して説明した通信ノード５００からホーム・エージェント２００を介して移動端末２１０への通信は、マルチキャスト通信ではなく、移動端末のあて先を個別に指定して行う通信であったことに留意を要する。）マルチキャスト・グループＧは、例えば２２６．２０．１．１のようなアドレスにより指定され、他に使用されていないマルチキャスト・グループ・アドレスであれば、任意のアドレスを使用することができる。加入要求に応答して、ホーム・エージェント２００は、未使用の適切なアドレスをマルチキャスト・グループ・アドレスＧとして登録する。これにより、ホーム・エージェント２００は、移動端末２１０のホーム・アドレス宛の情報パケットを、マルチキャスト・グループ・アドレスＧとしてカプセル化して送信する。すなわち、マルチキャスト・グループ・アドレスＧを移動端末２１０に関する気付アドレスとして使用する。さらに、本実施例では、マルチキャスト・ルータ４００がそのマルチキャスト・グループ・アドレスＧ宛の情報パケットを受信するような配信経路を確立させる。これを行うために、移動端末２１０は、目下通信を行っている無線基地局３００を経由して無線基地局４００に加入要求を通知する（図中の太い矢線）。この通知を受けたマルチキャスト・ルータ４００は、以後、マルチキャスト・グループ・アドレスＧ宛の情報パケットを受信する。こうして、通信ノード５００から移動端末２１０のホーム・アドレス宛に送信された情報パケットは、ホーム・エージェント２００でマルチキャスト・グループ・アドレス宛の情報パケットにカプセル化され、マルチキャスト・ルータ３００および４００の両者に配信される。この段階では、移動端末２１０への実際の情報パケットの配信は、マルチキャスト・ルータ３００の側から行われている。
【００３６】
図９は、移動端末２１０の無線基地局４００側への移動が更に進み、無線基地局３００からの信号品質が、無線基地局４００からの信号品質より低くなった場合の様子を示す。この段階において、移動端末２１０は、無線基地局４００に関する気付アドレス（例えば４０．０．０．１）を取得する。そして、無線接続の基地局を、無線基地局３００から無線基地局４００に切り替え、マルチキャスト・ルータ４００からの情報パケットを受信する。なお、この時点でマルチキャスト・ルータ３００に関する脱退要求を直ちに行わないのは、無線基地局４００からの信号品質が、無線基地局３００からの信号品質より高くなったとはいえ、その信号品質は無線基地局４００に関する所定の閾値より低く、充分に安定して通信を行うに至っていないからである。この点は、図３に関連して説明したのと同様である。
【００３７】
図１０は、移動端末２１０の無線基地局４００側への移動が更に進み、無線基地局４００からの信号品質が、所定の閾値より高くなった場合の様子を示す。所定の閾値より高い領域は、図中の無線基地局２０ｄ周囲の灰色の領域として示されている。この段階では、移動端末２１０は、新たな気付アドレス４０．０．０．１を利用して、無線基地局４００と安定して通信を行うことが可能である。そこで、移動元のマルチキャスト・ルータ３００に脱退要求を行うべきことを通知する。図４で説明した脱退要求の場合と同様に、移動端末２１０は、無線基地局４００を介して通知を行う。さらに、ホーム・エージェント２００に対しては、以後の通信は、マルチキャスト・グループ・アドレスＧではなく、新たな気付アドレス４０．０．０．１で行うことを通知し、ホーム・エージェント２００は新たな気付アドレスを登録する。
【００３８】
図１１は、移動端末２１０の無線基地局４００側への移動が完了した様子を示す。通信ノード５００からの情報パケットは、ホーム・エージェント２００を介して、無線基地局４００に配信され、移動元には配信されていない。
【００３９】
第３実施例によれば、ユニキャストで情報パケットを受信している移動端末がネットワーク間を移動する際に、移動に先立って、「移動端末の受信した信号の品質が所定の閾値を下回ったこと」を契機として、情報パケットをマルチキャスト信号として配信することを各無線基地局に要求する。これにより、移動元および移動先のマルチキャスト・ルータの両者がマルチキャスト・グループ宛の情報パケットを受信するようになり、気付アドレスをネットワーク間で使い分けることなく移動端末に情報パケットを配信することが可能になる。このため、ネットワーク間の移動に伴う気付アドレスの取得時間や切替時間に起因して、パケット・ロスが発生し得るという問題点を克服することができる。更に、「移動先での信号の品質が所定の閾値を上回ったこと」を契機として、マルチキャストによる情報配信からユニキャストによる当初の情報配信の形態に戻ることができる。なお、本実施例では、通信ノード５００からの情報パケットがホーム・エージェント２００を通じて移動端末２１０に配信されていた。しかしながら、ホーム・エージェント２００の役割を通信ノード５００が行うことも可能である。この場合は、移動端末２１０のアドレス管理やカプセル化等の処理を通信ノード５００が行う必要がある。
【００４０】
以上の各実施例によれば、移動端末がネットワーク間を移動する際に、移動に先立って、「移動端末の受信した信号の品質が所定の第１閾値を下回ったこと」（灰色の領域外に移動したこと）を契機として、移動元のマルチキャスト・ルータに加えて、移動先のマルチキャスト・ルータもマルチキャスト・グループ宛の情報パケットを受信するようにする。これにより、移動の可能性が生じた適切なタイミングで、マルチキャスト配信経路を確立することができる。さらに、「第１マルチキャスト・ルータからの信号の品質が、前記所定の第１閾値とは異なる所定の第２閾値に達した」場合に、例えば移動元および移動先マルチキャスト・ルータからの信号の品質の高低が逆転した時点で、新たに作成した移動先のマルチキャスト・ルータから情報パケットを受信するようにする。この時点で情報パケットの入手先を切り替えると、良好な品質の情報パケットを取得し続けることが可能になる。マルチキャスト・グループから脱退する場合についても、「移動端末の受信する信号の品質が所定の第３閾値を上回ったこと」（灰色の領域内に移動したこと）を契機として、移動元のマルチキャスト・ルータに関するマルチキャスト・グループからの脱退の処理が行われる。これにより、移動先のネットワークで安定して通信の行われることが明確になった時点で脱退の処理を行うことが可能になる。また、所定の第３閾値を上回らない間は、移動元のマルチキャスト配信経路が維持される。すなわち、移動元および移動先の両者のマルチキャスト配信経路が維持される。したがって、移動端末が移動先候補へ完全に移動せずに、移動元へ引き返してきた場合でも迅速に情報パケットを受信することができる。なお、上記の第１閾値は第２閾値より高く、第３閾値も第２閾値より高く、第１および第３閾値は同一であっても異なっていてもよい。
【発明の効果】
【００４１】
以上のように本発明によれば、移動先でのマルチキャスト配信経路の確立を移動前に適切なタイミングで行うことが可能になる。また、移動先元でマルチキャスト・グループからの脱退を移動後に適切なタイミングで行うことも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本願第１実施例による移動通信システムの概念図を示す。
【図２】  図２は、図１の移動通信システムにおけるネットワーク間の移動の様子を表わす概念図を示す。
【図３】  図３は、図２の次の段階を表わす概念図を示す。
【図４】  図４は、図３の次の段階を表わす概念図を示す。
【図５】  図５は、ネットワーク間の移動が完了した様子を表わす概念図を示す。
【図６】  図６は、本願第２実施例による移動通信システムの概念図を示す。
【図７】  図７は、本願第３実施例による移動通信システムの概念図を示す。
【図８】  図８は、図７の移動通信システムにおけるネットワーク間の移動の様子を表わす概念図を示す。
【図９】  図９は、図８の次の段階を表わす概念図を示す。
【図１０】  図１０は、図９の次の段階を表わす概念図を示す。
【図１１】  図１１は、ネットワーク間の移動が完了した様子を表わす概念図を示す。
【符号の説明】
１０  送信装置
２０ａ  マルチキャスト・ルータ
２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ  マルチキャスト・ルータ／無線基地局
３０ａ，３０ｂ  移動端末
４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ  無線基地局
５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ  代理サーバ
１００  公衆ネットワーク
２００  ホーム・エージェント
２１０  移動端末
３００，４００  マルチキャスト・ルータ／無線基地局
５００  通信ノード
【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７】
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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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