WO2001099356A1

WO2001099356A1 - Systeme de communication radio et procede de communication multi-diffusion

Info

Publication number: WO2001099356A1
Application number: PCT/JP2001/005393
Authority: WO
Inventors: Takashi Aramaki
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2000-06-23
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2001-12-27
Also published as: EP1204252A1; CN1383653A; CN1157985C; AU7460301A; CN1551582A; EP1204252A4; CZ2002621A3; BR0106884A; CA2382595A1; JP3464644B2; US20020114351A1; KR100435797B1; US7161958B2; JP2002009767A; KR20020027566A; CN1309226C

Description

明細書無線通信システム及びマルチキャスト通信方法技術分野

本発明は、例えばディジ夕ル移動体通信システムにおける基地局装置と携帯電話機等の複数の移動局装置との間で I P (internet Protocol )を用いてマルチキャスト通信（一対多通信）を行う無線通信システム及びマルチキャス卜通信方法に関し、特に I GMP (ェ nternet Group Multicast Protocol ) を用いてマルチキャスト通信を行う無線通信システム及びマルチキャスト方法に関する。背景技術

従来、この種の無線通信システム及びマルチキャスト通信方法としては、特開 2 0 0 0— 3 2 0 0 7公報に記載されているものがある。

図 1は、従来の移動体通信システムの構成を示すプロック図である。図 1において、基地局装置 2にはル一夕（I GM P対応ル一夕） 3が接続され、ルー夕 3には I GM P対応ネットワーク 4が接続されている。複数の移動局装置 6 — 1〜 6— 3はコンピュータ機能を備えた情報端末装置等の端末装置 7— 1〜7— 3と任意に接続されるようになっている。

基地局装置 2は、図 2に示すように、無線送受信部 1 1と、変復調部 1 2と、フレーム構成部 1 3と、網インタフェース部 1 5とを備えて構成されている。各移動局装置 6— 1〜6— 3は、図 3に移動局装置 6 - 1を代表して示すように、無線送受信部 2 1と、変復調部 2 2と、フレーム構成部 2.3と、端末ィン夕フェース部 2 5とを備えて構成されている。

このような構成において、 I GMP対応ネヅトワーク 4から I GMP照会メヅセージがルータ 3に到着すると、ル一夕 3は配下の基地局装置 2に対して I GMP照会メヅセージを含む I Pパケヅトを転送する。

基地局装置 2は、網イン夕フェース部 15で IPパケヅトを受信すると、フレーム構成部 13で、その I Pパケヅトをユーザーデ一夕チャネル（UD CH) 上の固定長パケヅトである L— P D Uにマツビングすることによってフレーム信号を構成する。

そして、そのフレーム信号を、全移動局装置 6— 1〜6— 3宛のコネクションである IGMP照会専用コネクション（DUC— ID#1) を用いて全移動局に送信する。

即ち、構成されたフレーム信号は、変復調部 12で変調された後、無線送受信部 11で D/A (Digital /Analog)変換、ァヅプコンバート、及び増幅（利得制御）等の各種送信処理が行われ、アンテナから無線送信される。

この送信信号は、各移動局装置 6— 1〜 6— 3におけるアンテナで受信され、無線送受信部 21へ出力される。無線送受信部 21では、受信信号に対して、増幅（利得制御）、ダウンコンバート及び A/D (Analog/Digital)変換等の各種受信処理が行われる。

この処理後の信号は、変復調部 22にて復調された後、フレーム構成部 23 でフレーム分解される。これによつて I Pパケットが取り出される。この IP パケヅトが、端末イン夕フェース部 25を介して端末装置 7— 1〜7— 3へ出力される。

一方、 IPパケットに含まれる IGMP照会メッセージを受信した移動局装置 6—1〜 6— 3は、フレーム構成部 23において、受信参カロしたいマルチキャスト IPアドレスを示した IGMP報告メッセ一ジを含む IPパケヅトを、 UD CH上の固定長パケットの L— PDUにマヅビングすることによってフレーム信号を構成する。このフレーム信号を、基地局宛のコネクションである I GMP報告専用コネクション（DUC— ID#1) を用いて基地局装置 2へ送信する。

I GMP報告メヅセ一ジを受信した基地局装置 2は、 I GMP報告メヅセ一ジを含む I Pパケヅトをル一夕 3及び移動局装置 6— 1〜 6— 3に向けて送信する。

しかしながら、従来の装置においては、 I GMP報告メッセージを含む I P パケヅトを U D C H上の固定長パケヅトである L一 P D Uにマッピングするためには、通常使用される UD C Hとは別に、全ての移動局装置 6— 1〜6— 3で使用する専用の U D C H通信用コネクションが必要となるという問題がある。

この問題を解決するために専用の UD C Hではなく、ランダムアクセスを行うことにより、移動局装置 6— 1 ~ 6— 3間で I GMP報告のためのコネクションを共用化する方法がある。しかし、この方法でも I GMP照会メッセージゃェ GMP報告メッセージを含む I Pパケヅトを送受信するので、実際に必要以外の情報が送受信されることになる。このため情報量が冗長となってォ一ノ一へッドが大きくなると共に周波数帯域が無駄に使用されるという問題がある。発明の開示

本発明の目的は、 I GM Pを用いてマルチキャスト通信を行う場合に無線通信資源を有効利用することができる無線通信システム及びマルチキャスト通信方法を提供することである。

この目的は、他の無線装置との間で一対一又は一対多の形態で通信を行うための宛先が示された可変長パケッ卜に、パケット通信を制御するための制御手順情報が含まれるか否かを判断し、前記判断の結果、前記制御手順情報が含まれる場合、前記制御手順情報を他の無線装置との通信に用いられる固定長パケットよりも短い固定長の短バケツトにマッピングする無線装置により達成される。図面の簡単な説明図 1は、従来の移動体通信システムの構成を示すブロック図；

図 2は、従来の移動体通信システムにおける基地局装置の構成を示すプロック図；

図 3は、従来の移動体通信システムにおける移動局装置の構成を示すプロック図；

図 4は、本発明の実施の形態に係る移動体通信システムの構成を示すプロック図；

図 5は、上記実施の形態に係る移動体通信システムにおける基地局装置の構成を示すプロック図；並びに

図 6は、上記実施の形態に係る移動体通信システムにおける移動局装置の構成を示すブロック図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図 4は、本発明の実施の形態に係る移動体通信システムの構成を示すプロック図である。

図 4において、基地局装置 1 0 2にはル一夕（ I GMP対応ル一夕） 1 0 3 が接続され、ルー夕 1 0 3には I GMP対応ネヅトワーク 1 0 4が接続されている。複数の移動局装置 1 0 6— 1〜1 0 6— 3はコンピュータ機能を備えた情報端末装置等の端末装置 1 0 7— 1〜 1 0 7— 3と任意に接続されるようになっている。

基地局装置 1 0 2は、図 5に示すように、無線送受信部 2 0 1と、変復調部 2 0 2と、フレーム構成部 2 0 3と、ェ GMP制御メヅセ一ジ処理部 2 0 4と、網インタフェース部 2 0 5とを備えて構成されている。

各移動局装置 1 0 6— 1〜： L 0 6— 3は、図 6に移動局装置 1 0 6— 1を代表して示すように、無線送受信部 3 0 1と、変復調部 3 0 2と、フレーム構成部 3 0 3と、 I GMP制御メッセージ処理部 3 0 4と、端末ィン夕フェース部 305とを備えて構成されている。

このような構成において、 I GMP対応ネットワーク 104から I GMP照会メヅセージがル一夕 103に到着すると、ルー夕 103は配下の基地局装置 102に対して I GMP照会メヅセ一ジを含む I Pパケヅトを送信する。基地局装置 102において、ルー夕 103から送信された I Pバケツトは、網イン夕フェース部 205で受信され、フレーム構成部 203へ出力される。網インタフェース部 205で受信された I Pパケヅトが I GMP制御メッセージを含む I Pパケヅトである場合には、 I GMP制御メヅセージ処理部 2 04へ出力される。

I GMP制御メッセージ処理部 204では、 I Pパケヅトから I GMP制御メヅセージが取り出され、この I GMP制御メヅセージのうちの必要部分のみが、基地局装置 102と移動局装置 106— 1〜 106— 3との間の無線通信を制御するための固定長の短パケット（S— PDU) にマッピングされる。このマッピング後にフレーム構成部 203へ出力される。

但し、 I GMP制御メッセージの必要部分とは、 IPパケットから取り出したェ GMP制御メヅセージのうち、少なくとも Check Sumフィールドを除いたものである。更に具体的に説明する。通常、 IGMP制御メッセ一ジは IP パケットに格納されて転送される。

IPパケットは、 32ォクテツト以上の可変長の I Pヘッダと、 4ォクテヅト以上の可変長のメッセージ部分とから構成される。 IGMP制御メッセ一ジはメッセージ部に格納される。必要部分とは、 IPパケットから IPヘッダを取り除いた部分のことである。

I GMP制御メッセージは、 8オクテットあり、これが必要な部分となる。これは更に減らすことも可能である。ェ GMP制御メッセージは、 1ォクテツトの Tvpeフィ一レド、 1オクテットの Max Response Timeフィ一ノレド、 2ォクテツトの Check Sumフィ一ルド、 4ォクテツトの Group Addressフィ一ルドにより構成されるが、 S— PDUが I GMP以外の制御メヅセージも転送する場合、メッセ一ジ個別ではなく共通的に Chec k Sumや CRCなどのェラー検出符号フィールドを持つのが一般的である。このことから、 I GMP制御メッセージ中の Check Sum フィールドは省略可能となる。また、 Max Response Timeフィ一ルドについては、予め送受信でネゴシエーション処理して固定にしてしまえば、省略可能となる。

次に、フレーム構成部 2 0 3では、網イン夕フェース部 2 0 5からの可変長の I Pパケットが固定長のパケット（L— P D U) に変換され、この L— P D Uと I GMP制御メッセージ処理部 2 0 4からの S— P D Uとからフレーム信号が構成され、変復調部 2 0 2へ出力される。

フレーム信号は、変復調部 2 0 2にて変調され、更に無線送受信部 2 0 1で、 D/A変換、アップコンバート及び増幅（利得制御）等の各種送信処理が行われた後、アンテナから無線送信される。

この送信信号は、各移動局装置 1 0 6— 1〜1 0 6— 3のアンテナを介して無線送受信部 3 0 1で受信される。この受信信号は、無線送受信部 3 0 1において、増幅（利得制御）、ダウンコンバート及び A/"D変換等の各種受信処理が行われる。

この処理後の信号は、変復調部 3 0 2にて復調される。この復調信号は、フレーム構成部 3 0 3にてフレーム分解され、固定長のパケット（L— P D U) から可変長パケットに変換され、 I Pパケットが取り出される。

更に、フレーム構成部 3 0 3にて、固定長の短パケット（S— P D U) が取り出され、 I GMP制御メヅセージ処理部 3 0 4にて、 I GMP制御メヅセ一ジを含む I Pバケツ卜が構成される。

フレーム構成部 3 0 3及び I GM P制御メヅセージ処理部 3 0 4から I P パケットを受け取った端末ィン夕フェース部 3 0 5において、それら I Pパケットが多重された後、端末装置 1 0 7— 1〜1 0 7— 3へ出力される。ここで、端末装置 1 0 7— 1〜 1 0 7— 3が、マルチキャストグループに参加しょうとしている場合、移動局装置 1 0 6— 1〜； L 0 6— 3から I GMP照会メヅセ一ジを受け取ると、移動局装置 106— 1〜106— 3を介して参カロしたいマルチキャストグル一プの I Pアドレス宛に I GMP報告メヅセージを送る。

移動局装置 106— 1〜 106— 3において、端末装置 107— 1〜： L 07 —3から受け取った IPバケツトは、端末イン夕フェース部 305で受け取られ、フレーム構成部 303へ出力される。

端末ィン夕フェース部 305で受け取られた I Pパケヅトが I GMP制御メッセージを含む I Pバケツトである場合は、 I GMP制御メッセージ処理部 304へ出力される。

I GMP制御メヅセージ処理部 304では、 I Pパケットから I GMP制御メヅセージが取り出され、固定長の短パケット（S— PDU) に格納された後にフレーム構成部 303へ出力される。

フレーム構成部 303では、端末ィン夕フェース部 305から受け取られた可変長の I Pパケットが固定長のパケット（L一 PDU) に変換され、 L— P DUと I GMP制御メヅセージ処理部 304からの S— P D Uとによりフレーム信号が構成され、変復調部 302へ出力される。

フレーム信号は、変復調部 302にて変調された後、無線送受信部 301において DZA変換、アップコンバート及び増幅（利得制御）等の各種送信処理が行われ、アンテナから無線送信される。

この送信信号は、基地局装置 102において、アンテナで受信されたのち無線送受信部 201において増幅（利得制御）、ダウンコンバート及び AZD変換等の各種受信処理が行われる。

この処理された信号は、変復調部 202にて復調され、フレーム構成部 20 3にてフレーム分解され、固定長のパケット（L— PDU) から可変長パケヅトに変換され、 I Pパケットが取り出される。

更に、フレーム構成部 203にて固定長の短パケット（S— PDU) が取り出され、 I GMP制御メッセージ処理部 204にて、 IGMP制御メッセージを含む I Pバケツトが構成される。

I GM P制御メヅセージ処理部 2 0 4にて受け取られた S— P D Uが I G MP報告メッセージ内容を含む場合は、 I GMP報告メッセージを含む I Pパケヅトが構成されて網ィン夕フエース部 2 0 5へ出力されると共に、 I GMP 報告メッセージの示すマルチキャス卜グループに参加中の端末装置 1 0 7— 1〜 1 0 7— 3に対して、その受信された S— P D Uが送信される。

フレーム構成部 2 0 3及び I GMP制御メヅセージ処理部 2 0 4から I P パケヅトを受け取った網インタフヱ一ス部 2 0 5において、それら I Pパケヅ卜が多重され後、ルーター 1 0 3へ送信される。

このように、実施の形態の無線通信システムによれば、 I GMP制御メッセ —ジ処理部 2 0 4 , 3 0 4が、終端した I GMP制御メヅセージのうちの必要部分のみを基地局装置 1 0 2と移動局装置 1 0 6— 1〜 1 0 6— 3との間の固定長の短パケット（S— P D U) にマッピングするようにした。

これによつて、実際に必要以外の情報が送受信されなくなる。即ち I Pパケットのうち無線回線に不要な I Pヘッダが送受信されなくなるので、従来のように情報量が冗長となるといつたことが無くなり、その分、従来よりも、ォーバーへッドを小さくすることができ、周波数帯域を有効に使用することができる。

I Pパケッ卜のうち無線回線には不要な I Pヘッダは少なくとも 2 4ォクテヅトから構成され、 I Pヘッダに加えてオプションへヅダを使用した場合には 4 0ォクテツト以上になることもあることを考慮すると、本発明の効果は大である。

なお、上記実施の形態においては、基地局装置 1 0 2と移動局装置 1 0 6— 1〜 1◦ 6— 3との間で無線通信する形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、 F T T Hや AD S Lなど固定された親局と固定された複数の子局からなる媒体共用型のアクセスネヅトワークにも摘要可能でめる。本発明の無線装置は、他の無線装置との間で一対一又は一対多の形態で通信を行うための宛先が示された可変長バケツトに、パケット通信を制御するための制御手順情報が含まれるか否かを判断する部と、前記判断の結果、前記制御手順情報が含まれる場合、前記制御手順情報を他の無線装置との通信に用いられる固定長パケットよりも短い固定長の短パケットにマッピングする部と、を具備する構成を採る。

この構成によれば、制御手順情報のみが情報量の少ない短パケヅトにマヅピングされるので、従来のように情報量が冗長となるといつたことが無くなり、その分、従来よりも、オーバーヘッドを小さくすることができ、周波数帯域を有効に使用することができる。

本発明の無線装置は、上記構成において、短パケットに制御手順情報の必要部分のみをマッピングする構成を採る。この構成によれば、制御手順情報の必要部分のみが情報量の少ない短パケットにマッピングされるので、よりオーバ —へッドを小さくすることができ、周波数帯域を有効に使用することができる。本発明の無線装置は、上記構成において、固定長パケットに可変長パケットをマツビングし、このマヅビング後の固定長パケヅトと、制御手順情報がマヅビングされた短バケツトとをフレーム信号化して送信する部を具備する構成を採る。この構成によれば、通信チャネルで制御手順情報を送信することができる。

本発明の無線装置は、上記構成において、フレーム信号を分解して可変長パケット及び短パケットを取り出す部と、前記短パケットから制御手順情報を取り出して他の可変長バケツトにマッピングする部と、前記可変長パケットの双方を多重化する部とを具備する構成を採る。この構成によれば、制御手順情報及びユーザ情報の双方を同一チャネルで多重化することができる。

本発明の無線装置は、上記構成において、制御手順情報は、 I G M P ( Internet Group Multicast Protocol )情報である構成を採る。この構成によれば、 I GMP情報の場合でも上記いずれかと同様の作用効果を得ることができる。

本発明の無線装置は、上記構成において、可変長パケットは、 I P ( internet Protocol )パケヅトである構成を採る。この構成によれば、 I Pバケツトの場合でも上記いずれかと同様の作用効果を得ることができる。

本発明の移動局装置は、上記いずれかと同構成の無線装置を具備する構成を採る。この構成によれば、移動局装置において、上記いずれかと同様の作用効果を得ることができる。

本発明の基地局装置は、上記いずれかと同構成の無線装置を具備する構成を採る。この構成によれば、基地局装置において、上記いずれかと同様の作用効果を得ることができる。

本発明の無線通信システムは、上記構成の移動局装置及び基地局装置を具備し、前記移動局装置及び前記基地局装置における 1つの局装置が無線資源の割り当て制御を行う構成を採る。この構成によれば、無線資源の割り当て機能を

1つの無線局装置（例えば基地局装置）が固定的に持つのではなく、その時々で無線資源割り当て機能の所在を変化させることができる。

本発明の無線通信システムは、上記いずれかと同構成の無線装置と、前記無線装置とルー夕を介して可変長パケットを送受信する通信網装置を具備する構成を採る。この構成によれば、無線通信システムにおいて、上記いずれかと同様の作用効果を得ることができる。

本発明のマルチキャスト通信方法は、無線装置間で一対一又は一対多の形態で通信を行う際に、無線装置において、前記通信を行うための宛先が示された可変長バケツ卜に、パケット通信を制御するための制御手順情報が含まれる場合、前記制御手順情報を他の無線装置との通信に用いられる固定長バケツトょりも短い固定長の短パケットにマッピングして送信するようにした。

この方法によれば、制御手順情報のみが情報量の少ない短パケヅトにマツピングされるので、従来のように情報量が冗長となるといったことが無くなり、その分、従来よりも、オーバ一ヘッドを小さくすることができ、周波数帯域を有効に使用することができる。

本発明のマルチキャスト通信方法は、上記方法において、固定長パケットに可変長パケットをマッピングし、このマッピング後の固定長パケットと、制御手順情報がマッピングされた短パケットとをフレーム信号化して送信するようにした。この方法によれば、通信チャネルで制御手順情報を送信することができる。

本発明のマルチキャスト通信方法は、上記方法において、フレーム信号から可変長パケット及び短パケットを取り出し、この短バケツトから制御手順情報を取り出して他の可変長ノ ^ケットにマッピングしたのち双方の可変長パケットを多重化するようにした。この方法によれば、制御手順情報及びユーザ情報の双方を同一チャネルで多重化することができる。

以上説明したように、本発明によれば、 I GMPを用いてマルチキャスト通信を行う場合に無線通信資源を有効利用することができる。

本明細書は、 2 0 0 0年 6月 2 3日出願の特願 2 0 0 0— 1 8 9 5 9 2に基づく。この内容はすべてここに含めておく。産業上の利用可能性

本発明は、ディジ夕ル移動体通信システムにおける基地局装置と携帯電話機等の複数の移動局装置との間で I Pを用いてマルチキャスト通信（一対多通信）を行う無線通信システム及びマルチキャスト通信方法に適用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 他の無線装置との間で一対一又は一対多の形態で通信を行うための宛先が示された可変長パケットに、パケット通信を制御するための制御手順情報が含まれるか否かを判断する手段と、前記判断の結果、前記制御手順情報が含まれる場合、前記制御手順情報を他の無線装置との通信に用いられる固定長パケッ卜よりも短い固定長の短パケッ卜にマッピングする手段と、を具備する無線装

2 . 短パケヅトに制御手順情報の必要部分のみをマヅビングする請求項 1記載の無線装置。

3 . 固定長パケヅトに可変長パケットをマツピングし、このマッピング後の固定長バケツトと、制御手順情報がマッピングされた短バケツトとをフレーム信号化して送信する手段を具備する請求項 1記載の無線装置。

4 . フレーム信号を分解して可変長バケツト及ぴ短パケットを取り出す手段と、前記短バケツトから制御手順情報を取り出して他の可変長バケツトにマツピングする手段と、前記可変長パケットの双方を多重化する手段とを具備する請求項 3記載の無線装置。

5 . 制御手順情報は、 I GMP ( Internet Group Multicast Protocol ) 情報である請求項 1記載の無線装置。

6 . 可変長ノ、。ケヅトは、 I P ( Internet Protocol )ノ、。ケットである請求項 1 記載の無線装置。

7 . 無線装置を備えた移動局装置及び無線装置を備えた基地局装置における 1 つの局装置が無線資源の割り当て制御を行う無線通信システムであって、前記無線装置は、他の無線装置との間で一対一又は一対多の形態で通信を行うための宛先が示された可変長バケツ卜に、パケット通信を制御するための制御手順情報が含まれるか否かを判断する手段と、前記判断の結果、前記制御手順情報が含まれる場合、前記制御手順情報を他の無線装置との通信に用いられる固定長パケツトよりも短い固定長の短バケツトにマッピングする手段と、を具備する o

8 . 無線装置と、前記無線装置とル一夕を介して可変長バケツトを送受信する通信網装置と、を具備する無線通信システムであって、前記無線装置は、他の無線装置との間で一対一又は一対多の形態で通信を行うための宛先が示された可変長パケットに、パケット通信を制御するための制御手順情報が含まれるか否かを判断する手段と、前記判断の結果、前記制御手順情報が含まれる場合、前記制御手順情報を他の無線装置との通信に用いられる固定長バケツトよりも短い固定長の短パケットにマッピングする手段と、を具備する。

9 . 無線装置間で一対一又は一対多の形態で通信を行う際に、無線装置において、前記通信を行うための宛先が示された可変長パケットに、バケツト通信を制御するための制御手順情報が含まれる場合、前記制御手順情報を他の無線装置との通信に用いられる固定長パケッ卜よりも短い固定長の短パケッ卜にマッビングして送信するマルチキャスト通信方法。

1 0 . 固定長パケヅトに可変長パケヅトをマツピングし、このマヅピング後の固定長パケットと、制御手順情報がマッビングされた短パケヅトとをフレーム信号化して送信する請求項 9記載のマルチキャスト通信方法。

1 1 . フレーム信号から可変長パケット及び短パケットを取り出し、この短パケッ卜から制御手順情報を取り出して他の可変長バケツ卜にマッピングしたのち双方の可変長パケットを多重化する請求項 1 0記載のマルチキャスト通信方法。