JP2009038444A - ネットワークシステム、制御方法及びゲートウェイ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】端末がパケットを受信する基地局装置をハンドオーバする場合にパケット落ちを防止できる方法を提供する。
【解決手段】有線ネットワークに接続されるゲートウェイ装置及びゲートウェイ装置に有線ネットワークを介して接続され、無線アクセス方式を提供する少なくとも二つの基地局装置を備えるネットワークシステムにおいて、ゲートウェイ装置は、ゲートウェイ装置と各基地局装置との間における情報の遅延時間を基地局装置ごとに算出し、算出した各基地局装置の遅延時間から、最大の遅延時間を選択し、選択された最大の遅延時間と各基地局装置の遅延時間との差を各基地局装置の遅延時間差として算出し、算出された各基地局装置の遅延時間差を、対応する基地局装置に通知することを特徴とする。
【選択図】図１１

Description

本発明は、ゲートウェイ装置と複数の基地局装置との間で情報を通信するネットワークシステムに関し、特に複数の基地局装置が情報を送信するタイミングを同期するネットワークシステムに関する。

ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ標準のモバイルＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）は、ＭＢＳ（Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ ａｎｄ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を規定している。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅに規定されたＭＢＳを用いることによって、無線アクセスを利用した放送型サービスの提供が可能となる。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅでは、ＭＢＳにおいて、各基地局装置が端末にパケットを送信するタイミングの同期化を推奨している。しかしながら、具体的な送信タイミングを同期化するアルゴリズムは標準化の対象外である。

情報を提供するサーバにネットワークを介して接続されるゲートウェイ装置は、同時刻に複数の基地局装置にサーバによって提供される情報のパケットをマルチキャストにより送信する。しかし、各基地局装置までの途中の伝送路が異なるため、各基地局装置にパケットが到着する時刻が異なる。

マルチキャストによる通信において、端末が移動しない場合、パケットが端末に到着する時刻に差があっても問題ない。しかし、移動通信のように端末が移動する場合、具体的には、ある基地局装置によって提供される端末が無線で基地局装置にアクセス可能なエリア（以下、セルという）から他の基地局装置によって提供されるセルに端末が移動する場合、各基地局装置間でパケットを送信するタイミングが同期されていなければ、端末が受信できないパケットが生じうる。

例えば、１パケットが１５００バイト、通信速度が１０Ｍｂｉｔ／ｓの通信の場合について説明する。この場合、基地局装置が１パケットを送信するのに１．２ミリ秒かかる。

ある基地局装置によって提供されるセルと他の基地局装置によって提供されるセルとの境界に端末が位置し、端末がパケットを受信しているセルから他のセルにハンドオーバする場合、端末が受信していたパケットと同じパケットを他の基地局装置から受信するためには、ハンドオーバする前の基地局装置とハンドオーバした後の基地局装置との送信タイミングの差は１．２ミリ秒以内でなければならない。

無線制御装置と基地局装置との間におけるパケットの遅延時間を測定し、無線制御装置が各基地局装置の送信タイミングを制御する方式が規定されている（非特許文献１参照）。しかし、マルチキャストによる通信の場合、各基地局装置の間で送信タイミングの差が大きくなると、端末がパケットを受信するセルをハンドオーバする場合の情報の引継ぎが行いにくくなることが問題となる。

この問題を解決する手段として、セルを制御する制御装置ごとに、送信タイミング同期処理を行う周期及び送信タイミング同期処理の制度を設定することによって、送信タイミングを決定する（特許文献１参照）。
３ＧＰＰ ＴＳ２５．４０２ Ｖ５．１．０ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｓａｔｉｏｎ ｉｎＵＴＲＡＮ Ｓｔａｇｅ２ ２００２．６ 特開２００５−２１０６９８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、無線制御装置と基地局間の複数経路の具体的な遅延時間差を考慮していない。

本発明の目的は、無線アクセスネットワークを用いたマルチキャストによる通信において、ゲートウェイ装置と基地局装置との間のパケットの伝搬遅延差に基づいて、各基地局装置間でパケットの送信タイミングを同期させることである。

本発明の代表的な一形態によると、有線ネットワークに接続されるゲートウェイ装置及び前記ゲートウェイ装置に前記有線ネットワークを介して接続され、無線でアクセス可能なセルを提供する少なくとも二つの無線基地局装置を備え、前記ゲートウェイ装置と前記各基地局装置との間で情報を通信するネットワークシステムにおいて、前記ゲートウェイ装置は、前記ゲートウェイ装置と前記各基地局装置との間における情報の遅延時間を前記基地局装置ごとに算出し、前記算出した各基地局装置の遅延時間から、最大の遅延時間を選択し、前記選択された最大の遅延時間と前記各基地局装置の遅延時間との差を算出し、前記算出された各基地局装置の遅延時間の差を、対応する基地局装置に通知することを特徴とする。

本発明の一形態によると、端末がパケットを受信する基地局装置をハンドオーバする場合にパケット落ちを防止できる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。

図１Ａは、本発明の実施形態のネットワークシステムの構成を示す図である。

本実施形態のネットワークシステムは、ゲートウェイ装置１、基地局装置２、サーバ３及び端末４を備える。

ゲートウェイ装置１は、コアネットワーク又はインターネット及び基地局装置２によって構築されるアクセスネットワークを接続する。なお、ゲートウェイ装置１は、図２〜図４で詳細を説明する。

基地局装置２は、端末４が無線によってアクセスするための無線アクセス方式を提供する。なお、基地局装置２は、図５〜図９で詳細を説明する。

サーバ３は、ストリーミング及びＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ Ｗｉｄｅ Ｗｅｂ）等によって情報を端末４に提供する。

端末４は、無線によってアクセス可能なエリアであるセル内に位置する場合に、基地局装置２と接続し、サーバ３によって提供される情報のパケットを受信できる。

図１Ｂは、本発明の実施形態のアクセスネットワークにおけるマルチキャストによる通信を説明する図である。

ゲートウェイ装置１は、基地局装置２−１、２−２、２−３及び２−４のうち、基地局装置２−１、２−２及び２−３に対してのみ、パケットを送信する。

この場合、基地局装置２−１、２−２及び２−３には、同じマルチキャストアドレスが設定される。

サーバ３は、端末４に対して提供する情報のパケットをゲートウェイ装置１に送信する。なお、サーバ３によって送信されるパケットにはマルチキャストアドレスが含まれる。

ゲートウェイ装置１は、サーバ３によって送信されたパケットを受信すると、受信したパケットを複製し、複製されたパケットを基地局装置２−１、２−２及び２−３に転送する。

そして、基地局装置２−１、２−２及び２−３は、転送されたパケットを受信する。なお、基地局装置２−４には、マルチキャストアドレスが設定されていないので、ゲートウェイ装置１はパケットを基地局装置２−４に転送しない。

図２は、本発明の実施形態のゲートウェイ装置１の構成を示すブロック図である。

ゲートウェイ装置１は、回線対応部１１、スイッチ部１２及び制御部１３を備える。

回線対応部１１は、アクセスネットワークとコアネットワーク又はインターネットと接続する物理回線インタフェースである。また、回線対応部１１は、ある回線対応部１１で受信したパケットを転送する回線対応部１１を決定する。なお、回線対応部１１は、図４で詳細を説明する。

スイッチ部１２は、決定された転送先の回線対応部１１までの転送経路を決定する。

制御部１３は、ゲートウェイ装置１の全体の制御し、制御プレーンの処理を実行する。なお、制御部１３は、図３で詳細を説明する。

図３は、本発明の実施形態のゲートウェイ装置１に備わる制御部１３の構成を示すブロック図である。

制御部１３は、ＣＰＵ１３１、メモリ１３２及びバスＩ／Ｆ（インタフェース）１３３を備える。

ＣＰＵ１３１は、メモリ１３２に記憶された各種プログラムを実行する。メモリ１３２は、各種プログラムを記憶する。バスＩ／Ｆ１３３は、制御部１３がスイッチ部１２及び回線対応部１１と接続するためのインタフェースである。

図４は、本発明の実施形態のゲートウェイ装置１に備わる回線対応部１１の構成を示すブロック図である。

回線対応部１１は、受信部１１１、送信部１１２、パケットバッファ１１３、制御部Ｉ／Ｆ（インタフェース）１１４、ＣＰＵ１１５、メモリ１１６、スイッチ部Ｉ／Ｆ（インタフェース）１１７、検索エンジン１１８及び検索テーブル１１９を備える。

受信部１１１は、パケットの受信処理を実行する。具体的には、受信部１１１は、受信したパケットの物理レイヤ及びデータリンクレイヤを終端する。送信部１１２は、パケットの送信処理を実行する。具体的には、送信部１１２は、送信するパケットの物理レイヤ及びデータリンクレイヤを終端する。

パケットバッファ１１３は、受信したパケット又は送信するパケットを一時的に格納する。

制御部Ｉ／Ｆ１１４は、回線対応部１１が制御部１３と接続するためのインタフェースである。

ＣＰＵ１１５は、メモリ１１６に記憶された各種プログラムを実行し、検索テーブル１１９の設定処理及び回線対応部１１の制御処理を実行する。メモリ１１６は、各種プログラムを記憶する。

スイッチ部Ｉ／Ｆ１１７は、回線対応部１１がスイッチ部１２と接続するためのインタフェースである。

検索テーブル１１９は、パケットの転送先のアドレスが登録されたテーブルである。検索エンジン１１８は、検索テーブル１１９を参照し、パケットの転送先に関する情報を取得する。

図５は、本発明の実施形態の基地局装置２の構成を示すブロック図である。

基地局装置２は、無線アクセス用の回線対応部２１、有線のアクセスネットワーク用の回線対応部２２、制御部２３及びスイッチ部２４を備える。

無線アクセス用の回線対応部２１は、基地局装置２が端末に対して無線アクセス方式を提供するための物理回線インタフェースである。アクセスネットワーク用の回線対応部２２は、基地局装置２がアクセスネットワークと接続する物理回線インタフェースである。また、無線インタフェース用の回線対応部２１は、ある回線対応部１１で受信したパケットを転送する回線対応部１１を決定する。なお、アクセスネットワーク用の回線対応部２２は図６で詳細を説明する。また、無線インタフェース用の回線対応部２１は、図４に示すゲートウェイ装置１に備わる回線対応部１１と同じ構成であるので説明を省略する。ただし、送信部は、パケットを無線インタフェースに送信するための処理をする。

制御部２３は、基地局装置２の全体の制御を担うとともに、制御プレーンの処理を実行する。なお、制御部２３は、図９で詳細を説明する。

スイッチ部２４は、パケットの回線対応部間での転送処理を行う。

図６は、本発明の実施形態の基地局装置２に備わるアクセスネットワーク用の回線対応部２２の構成を示すブロック図である。

回線対応部２２は、受信部２２１、送信部２２２、パケットバッファ２２３、制御部Ｉ／Ｆ（インタフェース）２２４、ＣＰＵ２２５、メモリ２２６、スイッチ部Ｉ／Ｆ（インタフェース）２２７、検索エンジン２２８、検索テーブル２２９及び遅延制御部２５０を備える。

遅延制御部２５０以外の構成は、図４に示すゲートウェイ装置１に備わる回線対応部１１と同じ構成なので、説明を省略する。

遅延制御部２５０は、受信部２２１とパケットバッファ２２３との間に接続される。遅延制御部２５０は、受信したパケットを、ゲートウェイ装置１から通知される遅延時間差だけ遅らせて送信する。なお、遅延時間差は、ゲートウェイ装置１によって算出される。遅延時間差は、図１１で詳細を説明する。また、遅延制御部２５０は、図７で詳細を説明する。

図７は、本発明の実施形態の回線対応部２５に備わる遅延制御部２５０の構成を示すブロック図である。

遅延制御部２５０は、バッファ２５０１、バッファ制御部２５０２及びマルチキャスト管理テーブル２５０３を備える。

バッファ２５０１は、マルチキャストアドレス毎に論理的に分割されている。そして、遅延制御部２５０が受信したパケットは、受信したパケットのマルチキャストアドレス毎にバッファ２５０１に一次的に格納される。

バッファ制御部２５０２は、マルチキャスト管理テーブル２５０３を参照し、受信したパケットをバッファ２５０１に格納しておく時間を決定する。

マルチキャスト管理テーブル２５０３は、マルチキャストアドレスごとの遅延時間差を管理するテーブルである。なお、マルチキャストテーブル２５０３は図８で詳細を説明する。

なお、遅延制御部２５０の動作は、図１５で詳細を説明する。

図８は、本発明の実施形態のマルチキャスト管理テーブル２５０３を説明する図である。

マルチキャスト管理テーブル２５０３は、宛先アドレス２５０３１及び遅延時間２５０３２を含む。

宛先アドレス２５０３１には、基地局装置２が受信するパケットの転送先となるマルチキャストアドレスが登録される。遅延時間２５０３２には、宛先アドレスに登録されたマルチキャストアドレスのパケットを送信するタイミングを各基地局装置２間で調整するための遅延時間が登録される。

図９は、本発明の実施形態の基地局装置２に備わる制御部２３の構成を示すブロック図である。

制御部２３は、ＣＰＵ２３１、メモリ２３２及びバスＩ／Ｆ（インタフェース）２３３を備える。

ＣＰＵ２３１は、メモリ２３２に記憶された各種プログラムを実行する。メモリ２３２は、各種プログラムを記憶する。バスＩ／Ｆ２３３は、制御部２３が、セル用の回線対応部２１、アクセスネットワーク用の回線対応部２２及びスイッチ部２４と接続するための物理インタフェースである。

図１０は、本発明の実施形態の制御パケット５００を説明する図である。

制御パケット５００は、宛先装置ＩＤ５０１、送信元装置ＩＤ５０２、種別５０３、シーケンス情報５０４、設定情報５０５及びパケット長５０６を含む。

宛先装置ＩＤ５０１には、パケットを受信する装置の識別子が登録される。なお、宛先装置ＩＤ５０１には、マルチキャストアドレス又はパケットを送信する装置の識別子が登録される。

種別５０３には、制御パケット５００の種別を示す識別子が登録される。なお、制御パケット５００の種別には遅延測定要求、遅延測定応答及び遅延時間差通知等がある。シーケンス番号５０４には、制御パケット５００の順番を示す識別子が登録される。

設定情報５０５には、制御パケット５００の種々の設定情報が登録される。遅延時間測定要求パケットの場合、当該制御パケット５００がゲートウェイ装置１によって送信された時刻が登録される。

制御パケット５００のデータサイズは、可変長としてもよい。制御パケット５００のデータサイズを、例えば、サーバ３によって実際に送信されるパケットと同じにすることによって、サーバ３が実際に送信するトラヒックに類似した遅延時間を測定できる。なお、制御パケット５００のデータサイズは、パケット長５０６に登録される。

また、制御パケット５００は、ＩＰ（インターネットプロトコル）パケットとして送信してもよいし、ＩＥＥＥ８０２．３フレームとして送信してもよい。

図１１は、本発明の実施形態の遅延時間を測定するための処理の制御パケットのシーケンス図である。

まず、ゲートウェイ装置１は、送信する時刻を設定した制御パケット５００−ａを、基地局装置２−１、２−２及び２−３にマルチキャストにより送信する。なお、基地局装置２−１、２−２及び２−３は、サーバ３によって送信されたパケットがマルチキャストにより転送される基地局装置である。

制御パケット５００−ａの宛先装置ＩＤ５０１には、基地局２−１、２−２及び２−３から構成されるマルチキャストのグループを識別するマルチキャストアドレスが登録される。

送信元装置ＩＤ５０２には、制御パケットを送信するゲートウェイ装置１の識別子が登録される。種別５０３には、遅延測定を要求するパケットであることを示す識別子が登録される。シーケンス番号５０４には、制御パケットのシーケンス番号が登録される。設定情報５０５−１には、ゲートウェイ装置１が制御パケットを送信した時刻が登録される。

なお、制御パケットは、ゲートウェイ装置１に備わる制御部１３が生成する。

次に、基地局装置２−１、２−２及び２−３が、ゲートウェイ装置１が送信した制御パケットを受信すると、制御パケット５００−ａを受信した時刻を設定した制御パケット５００−ｂをゲートウェイ装置１に送信する。

制御パケット５００−ｂの宛先装置ＩＤ５０１には、受信した制御パケットの送信元装置ＩＤ５０２に登録されていたゲートウェイ装置１の識別子が登録される。送信元装置ＩＤ５０２には、受信した制御パケットの宛先装置ＩＤ５０１に登録されていた基地局装置２の識別子が登録される。

種別５０３には、遅延測定の要求に応答するパケットであることを示す識別子が登録される。設定情報５０５−１には、ゲートウェイ装置１が制御パケットを送信した時刻が登録され、設定情報５０５−２には、基地局装置２が制御パケットを受信した時刻が登録される。

なお、制御パケットは、ゲートウェイ装置１、または、基地局装置２に備わる制御部２３が生成する。

そして、ゲートウェイ装置１及び基地局装置２は、前述した制御パケットの送受信を所定の回数だけ繰り返す。

次に、ゲートウェイ装置１は、ゲートウェイ装置１が制御パケットを送信してから各基地局装置２が制御パケットを受信するまでの遅延時間を算出する。

具体的には、ゲートウェイ装置１は、ゲートウェイ装置１がステップ５００−ｂの処理で受信した制御パケットを参照し、ゲートウェイ装置１が制御パケットを送信した時刻とゲートウェイ装置１が送信した制御パケットを各基地局装置２が受信した時刻との差分を算出する。

そして、ゲートウェイ装置１は、各基地局装置２ごとに、遅延時間の平均値を算出する。

なお、ゲートウェイ装置１が送信する制御パケット５００−ａは、ゲートウェイ装置１に備わる制御部１３が生成する。ゲートウェイ装置１が制御パケット５００−ａを送信した時刻と、ゲートウェイ装置１が送信した制御パケット５００−ａを各基地局装置２が受信した時刻との差分には、基地局装置２に備わるアクセスネットワーク用の回線対応部２２による制御パケット５００−ａの受信処理にかかる時間、及びアクセスネットワーク用の回線対応部２２から制御部２３に転送処理に関するＩＰレイヤ等の上位レイヤ処理にかかる時間が含まれる。

そして、ゲートウェイ装置１は、算出した各基地局装置２の遅延時間の平均値から、最も値の大きい基地局装置２の遅延時間の平均値（最大遅延時間）を決定する。

次に、ゲートウェイ装置１は、決定した最大遅延時間と各基地局装置２の遅延時間の平均値との差分（遅延時間差）を算出する。

そして、ゲートウェイ装置１は、制御パケット５００−ｃを各基地局装置２に送信することにより、算出した遅延時間差を各基地局装置２に通知する。

この場合、宛先装置ＩＤ５０１及び送信元装置ＩＤ５０２に登録される識別子は、ゲートウェイ装置１が送信する制御パケット５００−ａの宛先装置ＩＤ５０１及び送信元ＩＤ５０２に登録される識別子と同じなので説明を省略する。

種別５０３には、遅延時間差を通知する制御パケットであることを示す識別子が登録される。設定情報５０５−１には、制御パケットを送信する遅延時間差が登録される。

そして、この後、ゲートウェイ装置１は、マルチキャストによるデータ通信を開始する。

なお、ステップ５００−ａの処理では、ゲートウェイ装置１は、制御パケットを基地局装置２−１、２−２及び２−３にマルチキャストにより送信したが、ユニキャストにより送信してもよい。この場合、宛先装置ＩＤ５０１には、送信する基地局装置２の識別子が登録される。

ゲートウェイ装置１がマルチキャストにより制御パケットを送信する場合、制御パケットのアクセスネットワーク内の経路が、マルチキャストにより転送されるサーバ３が配信する情報のパケットの経路と同じになるので、より遅延時間の測定精度が高くなる。この場合、ゲートウェイ装置１が送信する制御パケットの数は、サーバ３が配信する情報パケットのマルチキャストアドレスの数と一致する。

ゲートウェイ装置１がユニキャストにより制御パケットを送信する場合、遅延時間は、制御パケットの伝送距離のみによって決定される。この場合、ゲートウェイ装置１が送信する制御パケットの宛先は、基地局装置２の数と一致する。

なお、制御パケットの遅延時間の測定を実行するタイミングについて説明する。

マルチキャストによる通信を開始する前に、制御パケットを用いた遅延時間の測定を実行してもよい。また、マルチキャストによる通信の経路の変更時、つまり、マルチキャストに参加する基地局装置２の数が増減した場合に、制御パケットを用いた遅延時間の測定を実行してもよい。さらに、マルチキャストによる通信中に、一定周期で、制御パケットを用いた遅延時間の測定を実行してもよい。

図１２は、本発明の実施形態のゲートウェイ装置１に記憶される遅延時間テーブル１０００を説明する図である。

遅延時間テーブル１０００は、制御部１３に備わるメモリ１３２に記憶される。

遅延時間テーブル１０００は、基地局ＩＤ１００１及び遅延時間１００２を含む。遅延時間１００２は、さらに、１回目平均値１００２１〜Ｎ回目平均値１００２Ｎ及び平均値１００３を含む。

基地局ＩＤ１００１には、各基地局装置２の識別子が登録される。１回目遅延時間１００２１には、１回目の遅延時間の測定により算出された遅延時間が登録される。Ｎ回目遅延時間１００２Ｎには、Ｎ回目の遅延時間の測定により算出された遅延時間が登録される。平均値１００３には、１回目〜Ｎ回目の遅延時間を平均した遅延時間が登録される。

遅延測定要求パケットがユニキャストにより送信される場合、一つの遅延測定時間テーブル１０００は、制御部１３に生成される。

一方、遅延測定要求パケット５００−ａのようにマルチキャストにより送信される場合、遅延時間テーブル１０００は、マルチキャストアドレスに対応する数だけ制御部１３に生成される。これは、マルチキャストアドレスごとに送信される基地局装置２が相違し、アクセスネットワーク内の経路も相違するため、同じ基地局装置２の場合であっても、ゲートウェイ装置１と基地局装置２間での制御パケットの転送遅延時間が相違する場合があるからである。

図１３は、本発明の実施形態のゲートウェイ装置１が基地局装置２によって送信された制御パケットを受信した場合の処理のフローチャートである。

まず、ゲートウェイ装置１は、制御パケットを受信すると（Ｓ３−１０）、基地局装置２が制御パケットの設定情報５０５−２に登録した受信時刻とゲートウェイ装置１が制御パケットの設定情報５０５−１に登録した送信時刻との差を計算し、遅延時間を算出する。そして、ゲートウェイ装置１は、算出した遅延時間を、算出した遅延時間の回数に対応する遅延時間テーブル１０００に含まれる遅延時間１００２１〜１００２Ｎに登録する（Ｓ３−２０）。

次に、ゲートウェイ装置１は、遅延時間の平均を算出するために必要な数（本実施形態ではＮ個）の制御パケットを基地局装置２から受信したか否かを判定する（Ｓ３−３０）。

Ｎ個目の制御パケットを受信したと判定された場合、基地局装置２ごとに、１回目〜Ｎ回目の遅延時間の平均値を算出し（Ｓ３−４０）、対応する基地局装置２のエントリに含まれる平均値１００３に、算出した平均値を登録し、処理を終了する。

一方、Ｎ個目の制御パケットを受信していないと判定された場合、遅延時間の測定を要求する制御パケットを基地局装置２に送信し（Ｓ３−５０）、処理を終了する。

図１４は、本発明の実施形態の最大遅延時間を決定する処理のフローチャートである。

まず、ゲートウェイ装置１は、初期設定処理を実行する（Ｓ１−１０）。具体的には、ゲートウェイ装置１は、最大遅延時間を示すｔＭＡＸの値を０に設定し、基地局装置を示すｉの値を０に設定する。

次に、ゲートウェイ装置１は、ｉに１を加算する（Ｓ１−２０）。そして、ゲートウェイ装置１は、Ｓ１−２０の処理で１を加算されたｉによって識別される基地
局装置の遅延時間の平均値（ｔ（ｉ））が、ｔＭＡＸ以上であるか否かを判定する（Ｓ１−３０）。

ｔ（ｉ）がｔＭＡＸ以上であると判定された場合、ゲートウェイ装置１は、ｔＭＡＸの値をｔ（ｉ）の値に更新する（Ｓ１−４０）。一方、ｔ（ｉ）がｔＭＡＸよりも小さいと判定された場合、Ｓ１−５０の処理に進む。

次に、ゲートウェイ装置１は、ｉの値が基地局装置２の数と一致するか否かを判定する（Ｓ１−５０）。

ｉの値が基地局装置２の数と一致すると判定された場合、処理を終了する（Ｓ１−６０）。一方、ｉの値が基地局装置２の数と一致しないと判定された場合、Ｓ１−２０の処理に戻る。

図１５は、本発明の実施形態の遅延制御部２５０の動作を説明するフローチャートである。

ここでは、マルチキャストによる通信がＩＰｖ４を用いて行われる場合であって、かつ制御パケットがゲートウェイ装置１によってマルチキャストにより送信される場合の例を示す。

まず、アクセスネットワーク用の回線対応部２２に備わる受信部２２１が受信したパケットが遅延制御部２５０に転送される（Ｓ２−１０）。

遅延制御部２５０は、受信部２２１からパケットを受信すると、受信したパケットがマルチキャストにより通信されるパケットであるか否かを判定する（Ｓ２−２０）。

具体的には、遅延制御部２５０は、受信したパケットのパケットヘッダに設定された宛先アドレス（ＩＰｖ４）の上位４ビットが「１１１０」であるか否かを判定する。なお、宛先アドレス上位４ビットが「１１１０」以外である場合、ユニキャストにより通信されるパケットである。

受信したパケットがマルチキャストにより通信されるパケットでないと判定された場合、受信したパケットはユニキャストにより通信されるパケットであるため、遅延時間を考慮する必要がないので、遅延制御部２５０は、遅延時間ｔｄを０に設定し（Ｓ２−７０）、Ｓ２−８０の処理に進む。

一方、受信したパケットがマルチキャストにより通信されるパケットであると判定された場合、遅延制御部２５０は、受信したパケットの種別５０３を参照し、受信したパケットが制御パケットであるか否かを判定する（Ｓ２−３０）。

受信したパケットが制御パケットであると判定された場合、遅延制御部２５０は、受信した制御パケットを基地局装置２で終端させるため、宛先アドレスを基地局装置２の識別子に変更し（Ｓ２−５０）、遅延時間ｔｄを０に設定し（Ｓ２−６０）、Ｓ２−８０の処理に進む。

一方、受信したパケットが制御パケットでないと判定された場合、遅延制御部２５０は、マルチキャスト管理テーブル２５０２に含まれる宛先アドレス２５０３１に登録されたアドレスが受信したパケットの宛先アドレスと一致するエントリの遅延時間２５０３２に登録された値を読み出す。そして、遅延制御部２５０は、受信したパケットの遅延時間ｔｄに読み出した値を設定する（Ｓ２−４０）。

そして、遅延制御部２５０は、設定された遅延時間ｔｄに基づいて、受信したパケットをパケットバッファ２２３−１に送信し（Ｓ２−８０）、処理を終了する（Ｓ２−９０）。

以上により、基地局装置２は、ゲートウェイ装置１と基地局装置２との間のパケットの遅延時間差に基づいて、各基地局装置２間でパケットを送信するタイミングを制御できる。

なお、本実施形態では、ゲートウェイ装置１によって送信時刻を設定した制御パケットが基地局装置２に送信され、基地局装置２が制御パケットを受信した時刻を設定した制御パケットをゲートウェイ装置１に送信する場合について説明したが、以下の方法によっても、本発明は実現される。

基地局装置２が送信時刻を設定した制御パケットをゲートウェイ装置１に送信する。そして、ゲートウェイ装置１は、制御パケットを受信し、受信した制御パケットに設定された送信時刻とゲートウェイ装置１が制御パケットを受信した時刻との差分から遅延時間を算出できる。後は、本発明の実施形態と同様に、ゲートウェイ装置１は。遅延時間差を算出できる。

よって、基地局装置がゲートウェイ装置によって送信されたパケットを受信する遅延時間に関して、各基地局装置間で遅延時間に差がある場合においても、基地局装置からマルチキャストパケットを送信するタイミングを同期させることができる。端末がパケットを受信する基地局装置をハンドオーバする場合にパケット落ちを防止できる。

本発明の実施形態のネットワークシステムの構成を示す図である。 本発明の実施形態のアクセスネットワークにおけるマルチキャストによる通信を説明する図である。 本発明の実施形態のゲートウェイ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態のゲートウェイ装置に備わる制御部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態のゲートウェイ装置に備わる回線対応部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態の基地局装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態の基地局装置に備わるアクセスネットワーク用の回線対応部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態の回線対応部に備わる遅延制御部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態のマルチキャスト管理テーブルを説明する図である。 本発明の実施形態の基地局装置に備わる制御部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態の制御パケットを説明する図である。 本発明の実施形態の遅延時間を測定するための処理の制御パケットのシーケンス図である。 本発明の実施形態のゲートウェイ装置に記憶される遅延時間テーブルを説明する図である。 本発明の実施形態のゲートウェイ装置が基地局装置によって送信された制御パケットを受信した場合の処理のフローチャートである。 本発明の実施形態の最大遅延時間を決定する処理のフローチャートである。 本発明の実施形態の遅延制御部の動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

１ ゲートウェイ装置
２ 基地局装置
３ サーバ
４ 端末
１１ 回線対応部
１２ スイッチ部
１３ 制御部
２１ 回線対応部（セル）
２２ 回線対応部（アクセスネットワーク）
２３ 制御部
２４ スイッチ部
２２１ 受信部
２２２ 送信部
２２３ パケットバッファ
２２４ 制御部Ｉ／Ｆ２２４
２２５ ＣＰＵ
２２６ メモリ
２２７ スイッチ部Ｉ／Ｆ
２２８ 検索エンジン
２２９ 検索テーブル
２５０ 遅延制御部
２５０１ バッファ
２５０２ バッファ制御部
２５０３ マルチキャスト管理テーブル

Claims (17)

1. 有線ネットワークに接続されるゲートウェイ装置及び前記ゲートウェイ装置に前記有線ネットワークを介して接続され、無線アクセス方式を提供する少なくとも二つの無線基地局装置を備え、前記ゲートウェイ装置と前記各基地局装置との間で情報を通信するネットワークシステムにおいて、
   前記ゲートウェイ装置は、
   前記ゲートウェイ装置と前記各基地局装置との間における情報の遅延時間を前記基地局装置ごとに算出し、
   前記算出した各基地局装置の遅延時間から、最大の遅延時間を選択し、
   前記選択された最大の遅延時間と前記各基地局装置の遅延時間との差を算出し、
   前記算出された各基地局装置の遅延時間の差を、対応する基地局装置に通知することを特徴とするネットワークシステム。
2. 前記ネットワークシステムは、更に前記無線アクセス方式を介して接続可能な端末を備え、
   前記各基地局装置は、
   前記ゲートウェイ装置とマルチキャストを用いて通信し、
   前記通知された遅延時間の差に基づいて、前記ゲートウェイ装置から受信した前記マルチキャストを用いて通信される情報を前記端末に遅延させて送信することを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
3. 前記ゲートウェイ装置は、送信した送信時刻を含む第１制御パケットを前記各基地局装置に送信し、
   前記各基地局装置は、前記第１制御パケットを受信した場合、前記第１制御パケットに含まれる前記送信時刻及び前記第１制御パケットが受信された受信時刻を含む第２制御パケットを前記ゲートウェイ装置に送信し、
   前記ゲートウェイ装置は、前記第２制御パケットを受信した場合、前記第２制御パケットに含まれる前記受信時刻と前記送信時刻との差を算出することによって、前記ゲートウェイ装置と前記各基地局装置との間における情報の遅延時間を算出することを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
4. 前記ゲートウェイ装置は、前記第１制御パケットをマルチキャストを用いて前記各基地局装置に送信することを特徴とする請求項３に記載のネットワークシステム。
5. 前記ゲートウェイ装置は、前記第１制御パケットをユニキャストを用いて前記各基地局装置に送信することを特徴とする請求項３に記載のネットワークシステム。
6. 前記各基地局装置は、送信した送信時刻を含む制御パケットを前記ゲートウェイ装置に送信し、
   前記ゲートウェイ装置は、前記制御パケットを受信した場合、前記制御パケットに含まれる送信時刻と前記制御パケットを受信した時刻との差を算出することにより、前記ゲートウェイ装置と前記各基地局装置との間における情報の遅延時間を算出することを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
7. 有線ネットワークに接続されるゲートウェイ装置及び前記ゲートウェイ装置に前記有線ネットワークを介して接続され、無線アクセス方式を提供する少なくとも二つの基地局装置を備え、前記ゲートウェイ装置と前記各基地局装置との間で情報を通信するネットワークシステムにおける前記各基地局装置の間で情報を送信するタイミングの制御方法において、
   前記ゲートウェイ装置は、
   前記ゲートウェイ装置と前記各基地局装置との間における情報の遅延時間を前記基地局装置ごとに算出し、
   前記算出した各基地局装置の遅延時間から、最大の遅延時間を選択し、
   前記選択された最大の遅延時間と前記各基地局装置の遅延時間との差を算出し、
   前記算出された各基地局装置の遅延時間の差を、対応する基地局装置に通知することを特徴とする制御方法。
8. 前記ネットワークシステムは、更に無線アクセス方式を介して接続可能な端末を備え、
   前記基地局装置は、
   前記ゲートウェイ装置とマルチキャストを用いて通信し、
   前記通知された遅延時間の差に基づいて、前記ゲートウェイ装置から受信した前記マルチキャストを用いて通信される情報を前記端末に遅延させて送信することを特徴とする請求項７に記載の制御方法。
9. 前記ゲートウェイ装置は、送信した送信時刻を含む第１制御パケットを前記各基地局装置に送信し、
   前記各基地局装置は、前記第１制御パケットを受信した場合、前記第１制御パケットに含まれる前記送信時刻及び前記第１制御パケットが受信された受信時刻を含む第２制御パケットを前記ゲートウェイ装置に送信し、
   前記ゲートウェイ装置は、前記第２制御パケットを受信した場合、前記第２制御パケットに含まれる前記受信時刻と前記送信時刻との差を算出することによって、前記ゲートウェイ装置と前記各基地局装置との間における情報の遅延時間を算出することを特徴とする請求項７に記載の制御方法。
10. 前記ゲートウェイ装置は、前記第１制御パケットをマルチキャストを用いて前記各基地局装置に送信することを特徴とする請求項９に記載の制御方法。
11. 前記ゲートウェイ装置は、前記第１制御パケットをユニキャストを用いて前記各基地局装置に送信することを特徴とする請求項９に記載の制御方法。
12. 前記各基地局装置は、送信した送信時刻を含む制御パケットを前記ゲートウェイ装置に送信し、
    前記ゲートウェイ装置は、前記制御パケットを受信した場合、前記制御パケットに含まれる送信時刻と前記制御パケットを受信した時刻との差を算出することにより、前記ゲートウェイ装置と前記各基地局装置との間における情報の遅延時間を算出することを特徴とする請求項７に記載の制御方法。
13. 無線アクセス方式を提供する少なくとも二つの基地局装置と有線ネットワークを介して接続され、前記基地局装置と通信するゲートウェイ装置において、
    前記ゲートウェイ装置は、演算処理をするプロセッサと、前記プロセッサに接続される記憶部と、前記ネットワーク及び前記有線ネットワークに接続されるネットワークインタフェースとを備え、
    前記プロセッサは、
    前記ゲートウェイ装置と前記各基地局装置との間における情報の遅延時間を前記基地局装置ごとに算出し、
    前記算出した各基地局装置の遅延時間から、最大の遅延時間を選択し、
    前記選択された最大の遅延時間と前記各基地局装置の遅延時間との差を算出し、
    前記算出された各基地局装置の遅延時間の差を、対応する基地局装置に通知することを特徴とするゲートウェイ装置。
14. 前記プロセッサは、
    送信した送信時刻を含む第１制御パケットを前記各基地局装置に送信し、
    前記各基地局装置が前記第１制御パケットを受信した受信時刻を含む第２制御パケットを前記各基地局装置から受信し、
    前記第２制御パケットに含まれる前記受信時刻と前記送信時刻との差を算出することによって、前記ゲートウェイ装置と前記各基地局装置との間における情報の遅延時間を算出することを特徴とする請求項１３に記載のゲートウェイ装置。
15. 前記プロセッサは、前記第１制御パケットをマルチキャストを用いて前記各基地局装置に送信することを特徴とする請求項１４に記載のゲートウェイ装置。
16. 前記プロセッサは、前記第１制御パケットをユニキャストを用いて前記各基地局装置に送信することを特徴とする請求項１４に記載のゲートウェイ装置。
17. 前記プロセッサは、
    前記各基地局装置によって送信された送信時刻を含む制御パケットを前記各基地局装置から受信し、
    前記制御パケットに含まれる送信時刻と前記制御パケットを受信した時刻との差を算出することにより、前記ゲートウェイ装置と前記各基地局装置との間における情報の遅延時間を算出することを特徴とする請求項１３に記載のゲートウェイ装置。

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