JP2006041790A

JP2006041790A - 位置情報測定方法および携帯端末装置

Info

Publication number: JP2006041790A
Application number: JP2004217131A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Fujimoto; 剛藤本
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2004-07-26
Filing date: 2004-07-26
Publication date: 2006-02-09

Abstract

【課題】位置測定による携帯端末装置の消費電力を低減すると共に、ネットワークのリソースの無駄な使用を抑制し、携帯端末装置とネットワーク間で送受信される無駄なメッセージ数を低減できる位置情報測定方法、携帯端末装置及び移動通信システムを提供する。
【解決手段】携帯端末装置が移動したことによる位置登録されるセルの切り換え時またはＬＡＩの更新時に該携帯端末装置の位置情報を測定する。位置情報を求める位置情報測定部はスリープ状態にあり、上記セルの切り換え時またはＬＡＩの更新時に起動する。さらに位置情報測定部は位置測定が終了した後もスリープ状態に移行する。
【選択図】図３

Description

本発明は携帯端末装置の位置情報をネットワークに接続された他の装置へ通知するための位置情報測定方法、携帯端末装置及び移動通信システムに関する。

ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）や携帯電話システム等で採用されている携帯端末装置の位置検出方法としては、例えば携帯端末装置が在圏する（位置登録されている）セルを管理する基地局装置の位置を、その携帯端末装置の位置とみなす方法が一般的に知られている。

また、携帯端末装置の現在位置をより詳細に知るための方法として、携帯端末装置にＧＰＳ（Global Positioning System）レシーバを備え、ＧＰＳ衛星から発信された電波（ＧＰＳ信号）を受信し、受信したＧＰＳ信号から現在位置を求める方法がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−６１３３６号

しかしながら上記したような従来の移動通信システムでは、携帯端末装置が移動したことを検出するためには、所定の周期毎に位置情報を取得し、該位置情報の変化を求める必要がある。したがって、携帯端末装置の位置が変わらなくても位置情報を測定することになるため、位置測定のために携帯端末装置で無駄な電力を消費してしまう問題がある。

また、取得した位置情報を他の機器へ通知する場合、ネットワークのリソース（通信回線等）を利用するため、ネットワークを介して送受信される無駄なメッセージやデータが増えてしまう問題がある。

本発明は上記したような従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、位置測定による携帯端末装置の消費電力を低減すると共に、ネットワークのリソースの無駄な使用を抑制し、携帯端末装置とネットワーク間で送受信される無駄なメッセージ数を低減できる位置情報測定方法、携帯端末装置及び移動通信システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明の位置情報測定方法は、携帯端末装置が移動したことによる、位置登録されるセルの切り換え時またはＬＡＩの更新時に、携帯端末装置の位置情報を求める位置測定部を外部からの指示の受け付けを可能にする最小限の電力が供給されたスリープ状態から位置情報を測定する通常動作状態に移行させ、位置測定部による位置情報の測定処理が終了したら位置測定部をスリープ状態に移行させる方法である。

上記のような位置情報測定方法では、位置登録されるセルの切り換え時またはＬＡＩの更新時に携帯端末装置の位置情報が測定され、それまで位置情報測定部がスリープ状態にあり、さらに位置測定が終了した後もスリープ状態に移行するため、所定の周期毎に位置情報を測定する従来の携帯端末装置に比べて消費電力が低減される。

一方、本発明の携帯端末装置は、外部からの指示の受け付けを可能にする最小限の電力が供給されたスリープ状態に移行するための機能を備えた、携帯端末装置の位置情報を求める位置測定部と、携帯端末装置が移動したことによる、位置登録されるセルの切り換え時または任意のセルグループ毎に付与される識別子であるＬＡＩの更新時に、位置測定部をスリープ状態から位置情報を測定する通常動作状態に移行させ、位置測定部による位置情報の測定処理が終了すると、位置測定部を前記スリープ状態に移行させる制御部とを有する構成である。

上記のような構成された携帯端末装置では、位置登録されるセルの切り換え時またはＬＡＩの更新時に位置情報が測定され、それまで位置情報測定部がスリープ状態にあり、さらに位置測定が終了した後もスリープ状態に移行するため、所定の周期毎に位置情報を測定する従来の携帯端末装置に比べて消費電力が低減される。

本発明によれば、位置登録されるセルの切り換え時またはＬＡＩの更新時に携帯端末装置の位置情報が測定され、それまで位置情報測定部がスリープ状態にあり、さらに位置測定が終了した後もスリープ状態に移行するため、位置測定による携帯端末装置の消費電力が低減される。また、ネットワークのリソースの無駄な使用が抑制され、携帯端末装置とネットワーク間で送受信される無駄なメッセージ数も低減される。

次に本発明について図面を参照して説明する。

本発明の移動通信システムは、3GPP(3rd Generation Partnership Project)のRelease 5に準拠したW-CDMA方式の移動通信システムに適用して好適な例である。以下に記載するW-CDMA方式の移動通信システムで使用する各種技術用語は3GPPの仕様書（Release 5）にて定義されているため、ここでは詳細な説明は省略する。技術用語とそれらが記載された仕様書との関係は以下の（１）〜（３）に示すとおりである。
(1) LCS (Location Service), LCS procedure, LCS Client External ID, Mo-LR (Mobile Originated Locator Request), OTDOA (Observed Time Difference Of Arrival):
(a) 3GPP TS23.271 V5.2.0 (2002-04), "LCS Architecture and General Network procedures"
(b) 3GPP TS24.030 V3.3.0 (2001-12), "Location Service (LCS); Supplementary Service Operations - Stage 3"
(2) MM (Mobility Management), MM connection, LAI (Location Area Identity), RAI (Routing Area Identity), Location Update, Location Update procedure, Register, Facility, Release Complete:
(c) 3GPP TS24.008 V3.16.0 (2003-06), "Mobile Radio Interface layer 3 specification; Core Network Protocols; Stage 3"
(3) RRC (Radio Resource Control), RRC connection, Measurement Control, System Information, Active Set Update procedure, Cell Resection:
(d) 3GPP TS25.331 V3.17.0 (2003-12), "Radio Resource Control (RRC) protocol specification"
図１は本発明の移動通信システムの一構成例を示すブロック図であり、図２は図１に示した携帯端末装置の一構成例を示すブロック図である。

図１に示すように、本発明の移動通信システムは、ユーザが使用する携帯端末装置１と、携帯端末装置１と無線通信を行う複数の基地局装置２（図１では２₁、２₂）とを有する構成である。基地局装置２はＲＮＣ（Radio Network Controller）や交換機等の不図示の上位装置とそれぞれ接続され、携帯端末装置１は基地局装置２及び該上位装置を介してインターネットや電話網等のネットワークと接続される。以下では、ネットワークと称した場合、上位装置及び複数の基地局装置２をそれぞれ含むものとする。

基地局装置２は、無線通信が可能な領域であるセル３（図１では３₁、３₂）に在圏する携帯端末装置１と周知の制御メッセージを交換することでコネクション（通信回線）をそれぞれ確立し、ネットワークに接続された他の携帯端末装置１や固定電話機あるいはパーソナルコンピュータやサーバ装置等の情報処理装置との間で送受信されるユーザデータを中継する。なお、図１では、移動通信システムに２台の基地局装置２₁、２₂を備え、１台の携帯端末装置１が一方の基地局装置２₁で管理するセル３₁に在圏する構成を示しているが、実際の移動通信システムは、多数の基地局装置２を備え、多数の携帯端末装置１に対して音声を含む各種ユーザデータの送受信サービスをそれぞれ提供する構成である。

図２に示すように、本発明の携帯端末装置１は、基地局装置２との間でＲＦ（無線周波数）信号を送受信するためのアンテナ装置１１と、基地局装置２と送受信するＲＦ信号の変調、復調、周波数変換、電力増幅等を行う無線部１２と、コネクションを確立するための制御メッセージの発行や解析、及び送受信するユーザデータに対する処理（符号化・復号、多重化・分離等）を行う制御部１３と、不図示のＧＰＳ衛星からの電波を受信するＧＰＳアンテナ装置１６と、ＧＰＳアンテナ装置６で受信したＧＰＳ信号を基に自装置の位置を測定する位置測定部１４と、位置測定部１４及び制御部１３による処理結果等が表示されるディスプレイ１５と、ユーザデータが保存されるメモリ１０１と、ユーザからの入力を受け付けるキーボード１０２と、音声を出力するためのスピーカ１０３と、音声を入力するためのマイク１０４とを有する構成である。

無線部１２は、複数の基地局装置２との無線通信状態をそれぞれ監視し、通信環境が最も良好な基地局装置２に収容されるように（位置登録されるように）制御部３に要求する機能を備えている。

位置測定部１４は、例えばＧＰＳ信号を処理するＧＰＳレシーバ１７を備え、通常動作時、携帯端末装置１の現在位置を測定する。なお、位置情報は、ＧＰＳ信号を利用して測定する方法に限らず、例えばOTDOA(Observed Time Difference Of Arrival)を利用して測定してもよい。また、本実施形態の位置測定部１４は、制御部１３からの指示の受け付けが可能な最小限の電力が供給されたスリープ状態（待機状態）に移行するための機能を備えている。位置測定部１４は、制御部１３からの起動要求または位置測定要求を受信するまでこのスリープ状態を維持する。また、起動後も、位置測定が終了し、制御部１３への測定結果の報告が完了した時点で、制御部１３からの指示または自装置内の処理によりスリープ状態に移行する。なお、スリープ状態とは、電力が全く供給されない状態も含まれる。その場合、位置測定部１４へは制御部１３からの起動要求または位置測定要求の直前に必要な電力が供給されればよい。

制御部１３は、W-CDMA方式で使用するLayer 3の各種メッセージ（LCS、RRC、MM等）を解析し、それに対応する処理を実行するための機能を備えた構成である。制御部１３は、プログラムにしたがって以下に記載する処理を実行するＣＰＵ、ＤＳＰ、あるいは論理回路等によって実現される。

このような構成において、携帯端末装置１は、任意の基地局装置２から送信された電波をアンテナ装置１１で受信すると、無線部１２により受信信号（ＲＦ信号）を復調し、ベースバンド信号に周波数変換した後、制御部１３に転送する。制御部１３は、ネットワーク（上位装置または基地局装置）から受信した制御メッセージを解析し、該制御メッセージにしたがって処理を実行する。また、必要に応じて自装置の位置情報を位置測定部１４により測定し、測定結果をユーザが視覚的に理解できるように加工した後、ディスプレイ１５に表示させる。また、位置測定部１４の測定結果をネットワークを介して他の装置（他の携帯電話機や固定電話機、あるいはパーソナルコンピュータやサーバ装置等の情報処理装置）へ送信する。

次に本発明の位置情報測定方法について図面を用いて説明する。

本発明では、携帯端末装置１による位置情報の測定を、携帯端末装置１が移動することによるセル３の切り換え時、またはLAI(Location Area Identity)の更新時に実行する。なお、LAIとは任意のセルグループ毎に付与される識別子である。位置情報を測定する位置測定部１４は、上記セル３の切り換え時またはLAIの更新時に制御部１３の指示によりスリープ状態（必要最小限の電力が供給された状態、または電力が全く供給されない状態）から位置情報を測定する通常動作状態に移行する。また、位置測定部１４は位置情報の測定処理が終了すると、再びスリープ状態に移行する。

以下、セルの切り換え時、及びLAIの更新時に行う位置情報の測定手順について図３及び図４を用いて説明する。

図３は本発明の位置情報測定方法によるセル切り換え時の位置測定手順を示すシーケンス図であり、図４は本発明の位置情報測定方法によるLAI更新時の位置測定手順を示すシーケンス図である。
（１）セルの切り換え時に位置測定を行う方法
図３に示すように、無線部１２は、無線通信可能な複数の基地局装置２との通信状態をそれぞれ比較し、現在収容されている基地局装置２よりも通信状態が良好な基地局装置２を検出した場合は、制御部１３に対して該基地局装置２への位置登録（セル更新）を要求する。このとき位置測定部１４はスリープ状態にある。

制御部１３は、無線部１２からセル更新要求を受け取ると、受信信号を待ち受ける基地局装置を無線部１２からの指示にしたがって変更し（Cell Reselection）、位置測定部１４に起動を要求する。このとき、制御部１３に指示により電源装置（不図示）から位置測定部１４へ通常動作用の電力を供給させてもよい。位置測定部１４は、制御部１３からの起動要求を受け取ると、所定の初期化処理を実行してスリープ状態から通常動作状態に復帰する。

次に、制御部３は、ＬＣＳを提供するための処理であるLCS procedureで利用するRRC connectionを確立し（RRC connection establishment procedure）、各種LCSメッセージの送信に必要な認証処理やデータの暗号化のためのMM connectionを確立する(MM connection establishment procedure)。

制御部１３は、RRC connection及びMM connectionが確立すると、ＬＣＳの開始時に用いるメッセージであるRegister(MO-LR)をネットワークに送信する。このとき、MO-LR(Mobile Originating-Location Request)に含まれる、位置情報の送信先の識別子であるLCS Client External IDを適切に設定することで、以降に測定する位置情報をネットワークに接続された他の装置（他の携帯電話機や固定電話機、あるいはパーソナルコンピュータやサーバ装置等の情報処理装置）へ通知できる。

制御部１３は、LCS procedureの手順にしたがい、位置情報の測定に利用可能な情報を含むMeasurement Controlを必要に応じてネットワーク側から受信し、位置測定部１４に取得した情報を転送すると共に自装置の現在位置の測定を要求する。

位置測定部１４は、制御部１３から位置測定要求を受け取ると、ＧＰＳ衛星から受信したＧＰＳ信号に基づき自装置の位置情報を求め、測定結果を制御部１３に報告する。

制御部１３は、位置測定部１４から受け取った位置情報をディスプレイ１５に表示すると共に該位置情報を基地局装置２へ送信する（Measurement Report）。そして、ネットワーク側からMeasurement Reportに対する応答メッセージであるFacility(MO-LR result)を受信すると、処理の終了メッセージであるRelease Completeを返信し、LCS procedureを終了して専有していたRRC connectionを解放する（RRC connection release procedure）。位置情報の測定処理を終了した位置測定部１４は、制御部１３からの指示または、自装置内の処理によりスリープ状態に再び移行する。

なお、制御部１３は、セルの更新処理であるCell Reselectionを実行できない場合は、新しいセルの検出時に実行するActive Set Update procedureを開始する際にLCS procedureを実行してもよい。また、LCS procedureは、セルの更新時だけでなく、携帯端末装置１がセル３の圏外から圏内に移動した場合、または携帯端末装置１がセルの圏内から圏外に移動した場合に実行してもよい。

一方、位置測定部１４は、制御部１３からの起動要求時ではなく、位置測定要求時に通常状態に復帰してもよい。

また、位置測定部１４は、位置測定処理を制御部１３からの起動要求の時点で開始してもよい。その場合、制御部１３は位置情報の測定結果を早期に得ることができる。

さらに、位置測定部１４は、無線部１２からのセル更新要求を受けた時点で、制御部１３が実行するLCS procedureに関係なく、位置情報を測定してもよい。
（２）LAI更新時に位置測定を行う方法
図４に示すように、携帯端末装置１がLAIの異なるセルへ移動した場合、該携帯端末装置１の制御部１３は移動先のセルに位置登録するためのLocation Update procedureを実行する。このとき、位置測定部１４はスリープ状態にある。

制御部１３は、各セルから送信されるセル情報であるSystem Informationから携帯端末装置１が新しいセルへ移動しLAIが変化したことを検出すると、位置測定部１４に起動を要求する。このとき、制御部１３に指示により電源装置（不図示）から位置測定部１４へ通常動作用の電力を供給させてもよい。位置測定部１４は、制御部１３からの起動要求を受け取ると、所定の初期化処理を実行してスリープ状態から通常動作状態に復帰する。

次に、制御部１３は、Location Update procedure及びLCS procedureの処理に利用する無線回線であるRRC connectionを確立し（RRC connection establishment procedure）、位置登録の更新処理を行うためのLocation Updateメッセージを送信する。このとき、本発明ではLocation Update procedure及びLCS procedureの処理で共通のRRC connectionを利用することで、ネットワークのリソースの無駄な使用が抑制され、携帯端末装置とネットワーク間で送受信される無駄なメッセージ数を低減できる。

制御部１３は、ネットワークからLocation Updateメッセージの応答結果であるLocation Update Acceptを受信すると、以降、各種LCSメッセージの送信に必要な認証処理やデータの暗号化のためのMM connectionを確立する（MM connection establishment procedure）。

制御部１３は、MM connectionが確立すると、ＬＣＳの開始時に用いるメッセージであるRegister(MO-LR)をネットワークに送信する。このとき、MO-LR(Mobile Originating-Location Request)に含まれる、位置情報の送信先の識別子であるLCS Client External IDを適切に設定することで、以降に測定する位置情報をネットワークに接続された他の装置（他の携帯電話機や固定電話機、あるいはパーソナルコンピュータやサーバ装置等の情報処理装置）へ通知できる。

なお、制御部１３は、LAIの代わりにRAI(Routing Area Identity)の更新時にLCS procedureを実行してもよい。

さらに、位置測定部１４は、無線部１２からのセル更新要求を受けた時点で、制御部１３が実行するLCS procedureに関係なく、位置情報を測定してもよい。

本発明の位置情報測定方法及び携帯端末装置によれば、位置登録されるセルの切り換え時またはＬＡＩの更新時に位置情報が測定され、それまで位置情報測定部１４がスリープ状態にあり、さらに位置測定が終了した後もスリープ状態に移行するため、位置測定による携帯端末装置１の消費電力が低減される。また、ネットワークのリソースの無駄な使用が抑制され、携帯端末装置とネットワーク間で送受信する無駄なメッセージ数も低減される。

本発明の位置情報測定方法は、例えばセル外へ移動してはならない人や物に本発明の携帯端末装置を持たせることで、それらがセル外に移動したことを容易に検出できる。また、LCSによりネットワークに接続される他の携帯端末装置や情報処理装置に携帯端末装置がセル範囲外へ移動したことを通知できる。特に長い距離を移動した携帯端末装置の位置情報の測定に伴う消費電力の抑制に有用である。

本発明の移動通信システムの一構成例を示すブロック図である。図１に示した携帯端末装置の一構成例を示すブロック図である。本発明の位置情報測定方法によるセル切り換え時の位置測定手順を示すシーケンス図である。本発明の位置情報測定方法によるＬＡＩ更新時の位置測定手順を示すシーケンス図である。

符号の説明

１携帯端末装置
２、２₁、２₂ 基地局装置
３、３₁、３₂ セル
１１アンテナ装置
１２無線部
１３制御部
１４位置測定部
１５ディスプレイ
１６ＧＰＳアンテナ装置
１７ＧＰＳレシーバ

Claims

携帯端末装置の位置情報をネットワークに接続された他の装置へ通知するための位置情報測定方法であって、
前記携帯端末装置が移動したことによる、位置登録されるセルの切り換え時に、前記携帯端末装置の位置情報を求める位置測定部を、外部からの指示の受け付けを可能にする最小限の電力が供給されたスリープ状態から前記位置情報を測定する通常動作状態に移行させ、
前記位置測定部による位置情報の測定処理が終了すると、前記位置測定部を前記スリープ状態に移行させる位置情報測定方法。
携帯端末装置の位置情報をネットワークに接続された他の装置へ通知するための位置情報測定方法であって、
前記携帯端末装置が移動したことによる、任意のセルグループ毎に付与される識別子であるＬＡＩの更新時に、前記携帯端末装置の位置情報を求める位置測定部を、外部からの指示の受け付けを可能にする最小限の電力が供給されたスリープ状態から前記位置情報を測定する通常動作状態に移行させ、
前記位置測定部による位置情報の測定処理が終了すると、前記位置測定部を前記スリープ状態に移行させる位置情報測定方法。
移動先のセルに位置登録するための処理であるLocation Update procedureと同時に、前記位置情報を前記他の装置へ通知するための処理であるLCS procedureを実行し、前記Location Update procedure及び前記LCS procedureの処理で共通のRRC connectionを使用する請求項２記載の位置情報測定方法。
自装置の位置情報をネットワークに接続された他の装置へ通知する携帯端末装置であって、
外部からの指示の受け付けを可能にする最小限の電力が供給されたスリープ状態に移行するための機能を備えた、前記携帯端末装置の位置情報を求める位置測定部と、
前記携帯端末装置が移動したことによる、位置登録されるセルの切り換え時に、前記位置測定部を前記スリープ状態から前記位置情報を測定する通常動作状態に移行させ、前記位置測定部による位置情報の測定処理が終了すると、前記位置測定部を前記スリープ状態に移行させる制御部と、
を有する携帯端末装置。
自装置の位置情報をネットワークに接続された他の装置へ通知する携帯端末装置であって、
外部からの指示の受け付けを可能にする最小限の電力が供給されたスリープ状態に移行するための機能を備えた、前記携帯端末装置の位置情報を求める位置測定部と、
前記携帯端末装置が移動したことによる、任意のセルグループ毎に付与される識別子であるＬＡＩの更新時に、前記位置測定部を前記スリープ状態から前記位置情報を測定する通常動作状態に移行させ、前記位置測定部による位置情報の測定処理が終了すると、前記位置測定部を前記スリープ状態に移行させる制御部と、
を有する携帯端末装置。
前記制御部は、
移動先のセルに位置登録するための処理であるLocation Update procedureと同時に、前記位置情報を前記他の装置へ通知するための処理であるLCS procedureを実行し、前記Location Update procedure及び前記LCS procedureの処理で共通のRRC connectionを使用する請求項５記載の携帯端末装置。
請求項４乃至６のいずれか１項記載の携帯端末装置と、
前記携帯端末装置からネットワークに接続された他の装置へ通知される前記携帯端末装置の位置情報を中継する、前記携帯端末装置と無線通信を行う基地局装置と、
を有する移動通信システム。