JP2008289180A

JP2008289180A - 無線基地局、通信制御方法、移動局及び通信制御プログラム

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Publication number: JP2008289180A
Application number: JP2008163853A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Mogi; 誠幸茂木; Hidetoshi Kayama; 英俊加山; Seishi Umeda; 成視梅田
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2008-11-27
Anticipated expiration: 2022-09-09
Also published as: DE60232214D1; EP1292168A3; EP1292168B1; CN1406084A; JP4675989B2; US7076258B2; US20030050078A1; EP1292168A2; CN1203696C

Abstract

【課題】パケット送受信時のトラヒックに応じて着信時の一斉呼出トラヒックおよび位置登録トラヒックのバランスを制御し、移動局における効率的なバッテリーセービングを行う。
【解決手段】移動局１と、無線基地局２と、移動局１の位置情報等を管理する位置情報管理サーバ５とから構成される移動通信システムは、無線ゾーンの集合が第１の位置登録エリア群を形成し、移動局１は信号を周期的に間欠受信するモードに移行し、第１の位置登録エリアより範囲が小さい第２〜第ｎ（ｎは２以上の自然数）の位置登録エリア群を、ｎが大きくなるほど範囲が小さくなるように形成する、構成とされており、第１〜第ｎの位置登録エリア群のそれぞれに対応した複数の一斉呼出エリア識別子を有し、各移動局の間欠受信する周期に合わせて前記各一斉呼出エリア識別子及び制御信号を周期的に報知する。
【選択図】図1

Description

本発明は、無線基地局、通信制御方法、移動局及び通信制御プログラムに関する。

従来から、ＰＤＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＣｅｌｌｕｌｅｒ）と呼ばれるディジタル方式自動車電話システムが知られている（ＡＲＩＢＲＣＲＳＴＤ−２７Ｈディジタル方式自動車電話システム標準規格）。このシステムにおいて、各々の移動局が位置登録を行う位置登録エリアは、複数の群に群分けされ、さらに、群ごとで複数の層を持つ多層位置登録エリア方式が採用されている。各々の群の位置登録エリアは群ごとに異なり、エリア境界の特定の無線ゾーンに位置登録トラヒックが集中するのを避ける効果がある。また、各々の移動局は、自局が属する群の位置登録エリア情報を無線基地局からの報知情報により通知され、通知された位置登録エリア情報と自局が登録している位置登録エリア情報とを比較し、報知情報が登録情報と異なっている場合に位置登録を行う。ここでの特徴は、各々の移動局が属する群に対応する位置登録エリアの大きさが移動局に固有のトラヒックに関係なく全移動局間でほぼ同じ大きさとなっていることである。また、位置登録エリアを多重化し、常に移動局の存在する無線ゾーンを中心とする位置登録エリアを選択して登録するために、位置登録エリアを横切る確率を減らすと共に、ヒステリシスを持たせて、位置登録信号が頻繁に送信されるといった、いわゆるバタツキを抑える効果もある。

また、下記の特許文献１には、移動通信システムの位置登録方式および呼出方式が開示されている。この方式は、互いに重なり合っている位置登録エリアが無線基地局によって自律分散的に定められる移動通信システムであり、各々の移動局は、無線基地局から報知される位置登録エリア情報を受信し、保有している位置登録エリア情報と、報知情報により得た位置登録エリア情報とを比較し、保有している位置登録エリア情報に含まれない無線ゾーンへ移動したときに位置登録を行う。また、各々の移動局は、位置登録後に通過した無線ゾーンを経路情報として記憶しておき、次の位置登録時に経路情報を無線基地局に通知する。このとき、無線基地局は経路情報の多い無線ゾーンを位置登録エリアに組み込み位置登録エリアを再構成する。

この方式は、回線交換型移動通信システムをターゲットとしており、回線交換局が、移動局に対する呼出信号を位置登録エリアに属するすべての無線基地局に報知する。また、トラヒック量に応じて、位置登録エリア内に含まれる無線ゾーンの数を増減させる。すなわち、移動局への呼出信号トラヒックが予め定められた所定量を超えた場合には、位置登録エリアに含まれる無線ゾーンの数を減らし、一方、移動局から受信した位置登録エリアトラヒックが所定量を超えた場合には、位置登録エリア内に含まれる無線ゾーンの数を増やして、呼出トラヒックと位置登録トラヒックとのバランスをとることが可能である。
特開平５−３５８１号公報

上記のような従来技術は、回線交換型の移動通信システムに適用されるものであり、無線パケット通信システムにおけるパケット特有の問題には対応していない。すなわち、コネクションが明確に物理的なリンクと関連付けられない場合に、アイドル状態にある移動局をいかにバッテリーセーブさせるかということについては考慮されておらず、無線パケット通信には適していない。このパケット通信時のバッテリーセービングの方法としては、回線交換と同様に位置登録を行って呼出信号を間欠受信させる方法が有効であるが、位置登録エリアが小さい場合には、位置登録の回数が頻繁に起こり、位置登録のトラヒックが増えてしまうという問題が生じる。

一方、位置登録のトラヒックを低く抑えるためには位置登録エリアを大きくすることで対処できるが、この場合、着信時の一斉呼出トラヒックが増大するという問題が生じる。そこで、位置登録トラヒックおよび着信時の一斉呼出トラヒックのそれぞれのトラヒックバランスを考慮した位置登録エリアの大きさを動的に設定する必要がある。また、バッテリーセービングの観点からは、位置登録の頻度と間欠受信周期が問題となる。従って、コネクションレス型パケット通信においては、各々の端末のトラヒック特性に合わせて柔軟にこれを制御することが必須である。

上記のディジタル方式自動車電話システムでは、特定の無線ゾーンでの位置登録トラヒックの増加を防ぐため多層位置登録エリアが設定されているが、各群に対応する位置登録エリアの大きさが等しいためパケット通信に適用した場合にはトラヒックバランスがとれない恐れがある。

また、上記特許文献１に開示された移動通信システムの位置登録方式および呼出方式に関しては、位置登録トラヒックおよび呼出信号トラヒック量に応じて位置登録エリアの大きさのみを考慮して位置登録エリアを設定しているが、パケット通信特有の移動局ごとのトラヒック特性に合わせた制御が考慮されておらず、位置登録エリアの大きさが必ずしも最適とはならない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、パケット送受信時のトラヒックに応じて着信時の一斉呼出トラヒックおよび位置登録トラヒックのバランスを制御し、移動局における効率的なバッテリーセービングを行うことができる無線基地局、通信制御方法、移動局及び通信制御プログラムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る無線基地局は、網に接続され、複数の移動局と、前記網と、当該網に接続され前記各移動局の位置情報および状態に関する情報を管理する位置情報管理サーバとともに移動通信システムを構成する無線基地局であって、前記構成される移動通信システムは、無線基地局が複数存在し、各無線基地局が形成する無線ゾーンの集合が第１の位置登録エリア群を形成し、前記各無線ゾーン内で前記各無線基地局と前記各移動局とがパケット通信を行う一方、前記各移動局は通信状態にあっても一定期間パケットの送受信が行われない場合には前記各無線基地局から送信された信号を周期的に間欠受信するモードに移行し、前記各無線基地局が、前記各移動局が通信状態にない場合において使用される前記第１の位置登録エリア群に包含されるように、前記第１の位置登録エリアより範囲が小さい第２〜第ｎ（ｎは２以上の自然数）の位置登録エリア群を、ｎが大きくなるほど範囲が小さくなるように形成する、構成とされており、各無線基地局は、前記第１〜第ｎの位置登録エリア群のそれぞれに対応した複数の一斉呼出エリア識別子を有し、前記各移動局の間欠受信する周期に合わせて前記各一斉呼出エリア識別子及び制御信号を周期的に報知することを特徴とする。

また、本発明に係る無線基地局は、網に接続され、複数の移動局と、前記網と、当該網に接続され前記各移動局の位置情報および状態に関する情報を管理する位置情報管理サーバとともに移動通信システムを構成する無線基地局であって、前記構成される移動通信システムは、無線基地局が複数存在し、各無線基地局が形成する無線ゾーンの集合が第１の位置登録エリア群を形成し、前記各無線ゾーン内で前記各無線基地局と前記各移動局とがパケット通信を行う一方、前記各移動局は通信状態にあっても一定期間パケットの送受信が行われない場合には前記各無線基地局から送信された信号を周期的に間欠受信するモードに移行し、前記各無線基地局が、前記各移動局が通信状態にない場合において使用される前記第１の位置登録エリア群に包含されるように、前記第１の位置登録エリアより範囲が小さい第２〜第ｎ（ｎは２以上の自然数）の位置登録エリア群を、ｎが大きくなるほど範囲が小さくなるように形成する、構成とされており、各無線基地局は、自局に隣接する複数の無線基地局の位置情報を無線または前記網を介して相互に交換し、当該交換で得られた隣接無線基地局の位置情報に基づいて前記第１〜第ｎの位置登録エリア群を個別に形成することを特徴とする。

ここで、無線基地局は、無線基地局ごとに付与された固有識別子によって相互に識別され、前記移動局から位置登録を要求する信号を受信した場合、当該移動局に対し、前記第１〜第ｎの位置登録エリア群をそれぞれ構成する前記無線基地局の固有識別子を通知する構成を採っても良い。

上記の目的を達成するため、本発明に係る通信制御方法は、網に接続され、複数の移動局と、前記網と、当該網に接続され前記各移動局の位置情報および状態に関する情報を管理する位置情報管理サーバとともに移動通信システムを構成する無線基地局における通信制御方法であって、前記構成される移動通信システムは、無線基地局が複数存在し、各無線基地局が形成する無線ゾーンの集合が第１の位置登録エリア群を形成し、前記各無線ゾーン内で前記各無線基地局と前記各移動局とがパケット通信を行う一方、前記各移動局は通信状態にあっても一定期間パケットの送受信が行われない場合には前記各無線基地局から送信された信号を周期的に間欠受信するモードに移行し、前記各無線基地局が、前記各移動局が通信状態にない場合において使用される前記第１の位置登録エリア群に包含されるように、前記第１の位置登録エリアより範囲が小さい第２〜第ｎ（ｎは２以上の自然数）の位置登録エリア群を、ｎが大きくなるほど範囲が小さくなるように形成する、構成とされており、前記無線基地局が、前記第１〜第ｎの位置登録エリア群のそれぞれに対応した複数の一斉呼出エリア識別子を有し、前記各移動局の間欠受信する周期に合わせて前記各一斉呼出エリア識別子及び制御信号を周期的に報知することを特徴とする。

また、本発明に係る通信制御方法は、網に接続され、複数の移動局と、前記網と、当該網に接続され前記各移動局の位置情報および状態に関する情報を管理する位置情報管理サーバとともに移動通信システムを構成する無線基地局における通信制御方法であって、前記構成される移動通信システムは、無線基地局が複数存在し、各無線基地局が形成する無線ゾーンの集合が第１の位置登録エリア群を形成し、前記各無線ゾーン内で前記各無線基地局と前記各移動局とがパケット通信を行う一方、前記各移動局は通信状態にあっても一定期間パケットの送受信が行われない場合には前記各無線基地局から送信された信号を周期的に間欠受信するモードに移行し、前記各無線基地局が、前記各移動局が通信状態にない場合において使用される前記第１の位置登録エリア群に包含されるように、前記第１の位置登録エリアより範囲が小さい第２〜第ｎ（ｎは２以上の自然数）の位置登録エリア群を、ｎが大きくなるほど範囲が小さくなるように形成する、構成とされており、前記無線基地局が、自局に隣接する複数の無線基地局の位置情報を無線または前記網を介して相互に交換し、当該交換で得られた隣接無線基地局の位置情報に基づいて前記第１〜第ｎの位置登録エリア群を個別に形成することを特徴とする。

ここで、本発明に係る通信制御方法は、無線基地局が、無線基地局ごとに付与された固有識別子によって相互に識別され、前記移動局から位置登録を要求する信号を受信した場合、当該移動局に対し、前記第１〜第ｎの位置登録エリア群をそれぞれ構成する前記無線基地局の固有識別子を通知する態様を採っても良い。

また、本発明に係る移動局は、複数の無線基地局と、前記各無線基地局が接続する網と、前記網に接続され移動局の位置情報および状態に関する情報を管理する位置情報管理サーバとともに移動通信システムを構成する移動局であって、前記構成される移動通信システムは、移動局が複数存在し、各無線基地局が形成する無線ゾーンの集合が第１の位置登録エリア群を形成し、前記各無線ゾーン内で前記各無線基地局と前記各移動局とがパケット通信を行う一方、前記各移動局は通信状態にあっても一定期間パケットの送受信が行われない場合には前記各無線基地局から送信された信号を周期的に間欠受信するモードに移行し、前記各無線基地局が、前記各移動局が通信状態にない場合において使用される前記第１の位置登録エリア群に包含されるように、前記第１の位置登録エリアより範囲が小さい第２〜第ｎ（ｎは２以上の自然数）の位置登録エリア群を、ｎが大きくなるほど範囲が小さくなるように形成する、構成とされており、前記移動局は、前記間欠受信するモードに移行し信号を周期的に間欠受信しているときに、前記第１〜第ｎの位置登録エリア群のうち、いずれかの位置登録エリア群に位置登録を行った後で移動し、当該移動の結果、前記一斉呼出エリア識別子の内容が変わっていた場合、パケットの送受信が行われない期間に応じて、前記信号の間欠受信周期を変化させる、ことを特徴とする。

また、本発明に係る通信制御方法は、複数の無線基地局と、前記各無線基地局が接続する網と、前記網に接続され移動局の位置情報および状態に関する情報を管理する位置情報管理サーバとともに移動通信システムを構成する移動局における通信制御方法であって、前記構成される移動通信システムは、移動局が複数存在し、各無線基地局が形成する無線ゾーンの集合が第１の位置登録エリア群を形成し、前記各無線ゾーン内で前記各無線基地局と前記各移動局とがパケット通信を行う一方、前記各移動局は通信状態にあっても一定期間パケットの送受信が行われない場合には前記各無線基地局から送信された信号を周期的に間欠受信するモードに移行し、前記各無線基地局が、前記各移動局が通信状態にない場合において使用される前記第１の位置登録エリア群に包含されるように、前記第１の位置登録エリアより範囲が小さい第２〜第ｎ（ｎは２以上の自然数）の位置登録エリア群を、ｎが大きくなるほど範囲が小さくなるように形成する、構成とされており、前記移動局が、前記間欠受信するモードに移行し信号を周期的に間欠受信しているときに、前記第１〜第ｎの位置登録エリア群のうち、いずれかの位置登録エリア群に位置登録を行った後で移動し、当該移動の結果、前記一斉呼出エリア識別子の内容が変わっているか否かを判断し、当該一斉呼出エリア識別子の内容が変わっていた場合、パケットの送受信が行われない期間に応じて、前記信号の間欠受信周期を変化させる、ことを特徴とする。

また、本発明に係る通信制御プログラムは、複数の無線基地局と、前記各無線基地局が接続する網と、前記網に接続され移動局の位置情報および状態に関する情報を管理する位置情報管理サーバとともに移動通信システムを構成する移動局、に設けたコンピュータにより実行される通信制御プログラムであって、前記構成される移動通信システムは、移動局が複数存在し、各無線基地局が形成する無線ゾーンの集合が第１の位置登録エリア群を形成し、前記各無線ゾーン内で前記各無線基地局と前記各移動局とがパケット通信を行う一方、前記各移動局は通信状態にあっても一定期間パケットの送受信が行われない場合には前記各無線基地局から送信された信号を周期的に間欠受信するモードに移行し、前記各無線基地局が、前記各移動局が通信状態にない場合において使用される前記第１の位置登録エリア群に包含されるように、前記第１の位置登録エリアより範囲が小さい第２〜第ｎ（ｎは２以上の自然数）の位置登録エリア群を、ｎが大きくなるほど範囲が小さくなるように形成する、構成とされており、前記通信制御プログラムは、処理ステップとして、図１８に示すように、前記間欠受信するモードに移行し信号を周期的に間欠受信しているときに、前記第１〜第ｎの位置登録エリア群のうち、いずれかの位置登録エリア群に位置登録を行った後で移動し、当該移動の結果、前記一斉呼出エリア識別子の内容が変わっているか否かを判断する判断ステップＳ２１と、当該一斉呼出エリア識別子の内容が変わっていた場合、パケットの送受信が行われない期間に応じて、前記信号の間欠受信周期を変化させる周期切替ステップＳ２２とを有することを特徴とする。

以上の構成により、第１〜第ｎの位置登録エリア群の大きさが、ｎが大きくなるほど範囲が小さくなるように形成され、各移動局がパケットのトラヒックパターンに応じてそれを動的に選択することができるため、従来の技術と比較して、パケット送受信時のトラヒックに応じて着信時の一斉呼出トラヒックおよび位置登録トラヒックのバランスを制御することができ、移動局の効率的なバッテリーセービングが可能となる。また、位置登録エリアの選択に合わせて、移動局が前記モードに移行した際の間欠受信周期を可変にすることによって、バッテリーセービングと着パケット受信時の遅延の両方をバランスさせた制御が可能となる。また、各無線基地局が、位置登録エリア群を形成することによって、各階層の位置登録エリア同士が重なり、境界付近での位置登録のバタツキを抑えることが可能となる。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る移動通信システムにおける位置登録方法、呼出方法、移動通信システム、無線基地局、通信制御方法、移動局及び通信制御プログラムの実施形態を説明する。

図１には、本実施形態に係る移動通信システムの概略構成を示す。図１に示す各移動局１は、無線基地局２が形成する無線ゾーン３に在圏し、各移動局１の位置に関する情報および状態（スリープ状態、切断状態等）に関する情報は、網４に接続された位置情報管理サーバ５により管理されている。

図１６には、本実施形態の移動通信システムの構成に関する機能ブロック図を示す。なお、図１６では図を簡略化するため、移動局１、無線基地局２をそれぞれ１つずつ記載したが、実際には、同様の構成の移動局１、無線基地局２が複数存在するものとする。

この図１６に示すように、移動局１は、無線基地局２や他の移動局１との間で無線によるパケット通信等を行う無線通信部１Ｂと、通信状態にあっても一定期間パケットの送受信が行われない場合に無線基地局２から送信された信号を周期的に間欠受信するモードに移行したり当該周期の変更等を行う間欠受信モード制御部１Ｃと、上記のモードにおいてパケットの送受信が行われない期間に応じて自局の登録すべき位置登録エリア群を選択する位置登録エリア群選択部１Ｄと、位置情報管理サーバ５に対して位置登録エリア群内の位置登録エリアを指定して位置登録を行う位置登録部１Ｅと、上記各部の動作を監視・制御する制御部１Ａとを含んで構成されている。

無線基地局２は、網４を介して位置情報管理サーバ５と通信する網通信部２Ｂと、無線ゾーンを形成するとともに周辺の複数の無線基地局２と連携して前記無線ゾーンにより複数レベルの位置登録エリア群を形成する位置登録エリア群形成部２Ｃと、形成された複数の位置登録エリア群のそれぞれに対応した一斉呼出エリア識別子を、各移動局１の間欠受信する周期に合わせて周期的に報知する識別子報知部２Ｄと、移動局１から位置登録を要求する信号を受信した場合、当該移動局１に対し、複数レベルの位置登録エリア群をそれぞれ構成する無線基地局２の固有識別子を通知する固有識別子通知部２Ｅと、移動局１や他の無線基地局２との間で無線によるパケット通信等を行う無線通信部２Ｆと、タイマーを内蔵し上記各部の動作を監視・制御する制御部２Ａとを含んで構成されている。

位置情報管理サーバ５は、各移動局の位置情報および状態に関する情報を記憶したデータベース５Ｂと、一の移動局１宛に送信されたパケットが転送されてきた場合に当該移動局１が通知した位置登録エリア群を構成する各位置登録エリア内の無線基地局２に対して一斉呼出を行う一斉呼出部５Ｃと、データベース５Ｂを用いて各移動局の位置情報および状態に関する情報を管理するとともに上記各部の動作を監視・制御する制御部５Ａとを含んで構成されている。

なお、上記の構成とされた移動局１、無線基地局２及び位置情報管理サーバ５の各々の動作・連携については、後述する。

次に、本実施形態において、複数存在する位置登録エリア群Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・（以下の関係を満たす：Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞・・・）の構成方法について、図２、図３および図４を参照して説明する。

図２は、最大の大きさを持つ位置登録エリア群の構成を示しており、位置登録エリア群Ａ（一斉呼出エリア）に相当する。図２に示すように、無線基地局６、無線基地局６が形成する無線ゾーン７、無線ゾーン７の集合が作る一斉呼出エリア８は、それぞれ位置登録エリア群Ａに含まれている。通信状態にない移動局は、パケット通信のトラヒックが少ないことから、一斉呼出エリア８のような広い位置登録エリアを用いるのがネットワークの負荷およびバッテリーセービングの点において効果的である。

また、図３は、移動局が比較的長い期間スリープ状態にある場合に選択される位置登録エリア１０、１１、１２、１３を示しており、これらの位置登録エリア１０〜１３により位置登録エリア群Ｂを構成している。

また、図４は、スリープ状態ではあるがパケットの送受信が頻繁に行われトラヒックが多く、着信トラヒックも頻繁にある場合に選択される位置登録エリア１５、１６、１７、１８を示しており、これらの位置登録エリア１５〜１８により位置登録エリア群Ｃを構成している。さらに、図４は、パケットの送受信がさらに頻繁に行われトラヒックがより多く、着信トラヒックもさらに頻繁にある場合に選択される位置登録エリア１９、２０を示しており、これらの位置登録エリア１９、２０により位置登録エリア群Ｄを構成している。

本実施の形態では、パケット送受信のトラヒック量に応じて位置登録時のトラヒックおよび着信時の一斉呼出トラヒックのそれぞれのバランスを考慮した位置登録エリア群を移動局に選択させる。すなわち、パケット送受信時のトラヒックが少ない場合には、位置登録エリアを大きくして位置登録回数を減らすことによって、ネットワークの負荷の軽減とバッテリーセービングの点で効果がある。また、逆に多い場合には位置登録エリアを小さくして、１基地局あたりにかかる着信時の一斉呼出トラヒックを低減する点で効果がある。

図５は、一斉呼出エリア識別子の構成の例を示す図である。図５に示すように、一斉呼出エリア識別子は、位置登録エリア群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのそれぞれに対応した位置登録エリア群識別子（対応順に、ＡＩＣ、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３）から構成される。各無線基地局は、信号の間欠受信を行っている上記移動局へ位置登録エリア群識別子を、識別子報知部２Ｄ（図１６）によって報知している。

図６は、無線基地局の間欠送信の例を示す図である。図６では、位置登録エリア群Ａに対応する一斉呼出エリア群識別子ＡＩＣの間欠送信の周期はＴ×８であり、位置登録エリア群Ｂに対応する一斉呼出エリア群識別子Ｇ１の間欠送信周期はＴ×４であり、位置登録エリア群Ｃに対応する一斉呼出エリア群識別子Ｇ２の間欠送信周期はＴ×２であり、位置登録エリア群Ｄに対応する一斉呼出エリア群識別子Ｇ３の間欠送信周期はＴである。無線基地局は、これらの間欠送信周期に応じて一斉呼出エリア群識別子を移動局へ報知すると共に、移動局も、登録を行っている位置登録エリア群の報知周期に合わせて間欠受信を行う。

図７は、位置情報管理サーバにより管理された、移動局番号と位置登録エリア群との対応を示す管理テーブルを示し、図８は、位置情報管理サーバにより管理された、無線基地局番号と位置登録エリア群（図８では位置登録エリア群識別子で示す）との対応を示す管理テーブルを示している。ここで、図７および図８を用いて、位置情報管理サーバに着パケットが到着し、それを宛先の移動局へ転送する手順を説明する。なお、ここでは宛先の移動局はＭＴ＃４とする。

位置情報管理サーバでは、到着したパケットが示す宛先移動局ＭＴ＃４の情報に基づき、図７の対応テーブルからＭＴ＃４の位置登録エリアが参照される。参照した結果、ＭＴ＃４は位置登録エリアＤ３に位置登録をしていることがわかる。これにより、位置登録エリアＤ３が認識できたので、次に図８を用いて、位置登録エリアＤ３を参照すると、その位置登録エリアＤ３を形成する無線基地局は、ＢＳ＃５、ＢＳ＃６であるため、この２つの無線基地局ＢＳ＃５、ＢＳ＃６に対し、一斉呼出を行う。呼出を行った結果、ＢＳ＃５から応答があったとすると、当該応答があった無線基地局ＢＳ＃５へパケットを転送する。

次に、移動局に対し間欠送信を行っている無線基地局の動作を図９に示すフローチャートで説明する。まず、間欠送信のタイミングを設定するタイマーｔの値を０に設定する（ステップＳ１）。次に、間欠送信の周期Ｔだけ待って（ステップＳ２）、周期Ｔ間隔で位置登録エリア群Ｄに対応する識別子Ｇ３を送信する（ステップＳ３）。ｔの値を２Ｔで割った値が整数かどうかを判定し（ステップＳ４）、整数でない場合は、ステップＳ２に移行し、間欠送信周期Ｔだけ待機する。一方、ステップＳ４の判断の結果、ｔの値を２Ｔで割った値が整数である場合は、位置登録エリア群Ｃに対応する識別子Ｇ２を送信する（ステップＳ５）。同様に、ｔの値を４Ｔで割った値が整数であるかどうかを判断し（ステップＳ６）、整数である場合は、位置登録エリア群Ｂに対応する識別子Ｇ１を送信する（ステップＳ７）。また、ｔの値を８Ｔで割った値が整数であるかどうかを判断する（ステップＳ８）。整数である場合は、位置登録エリア群Ａに対応する識別子ＡＩＣを送信する（ステップＳ９）。これらの動作を繰り返し、各位置登録エリア群に対応する一斉呼出エリア識別子を報知する。

これにより、図６に示すように、周期Ｔ間隔で位置登録エリア群Ｄに対応する識別子Ｇ３が送信され、周期２Ｔ間隔で位置登録エリア群Ｃに対応する識別子Ｇ２が送信され、周期４Ｔ間隔で位置登録エリア群Ｂに対応する識別子Ｇ１が送信され、周期８Ｔ間隔で位置登録エリア群Ａに対応する識別子ＡＩＣが送信されることとなる。

なお、上記識別子Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、ＡＩＣの送信時には、制御信号も併せて移動局に送信する。即ち、制御信号も、識別子と同様、固定のタイミングではなく、各移動局が間欠受信する周期に合わせて周期的に報知される。

図１０は、位置情報管理サーバの動作を示すフローチャートである。位置情報管理サーバにおいて、パケットの着信があった場合（ステップＴ１）には、図７に示す各移動局と移動局の間欠受信周期に対応する位置登録エリア群との対応テーブルを基に、着パケットの目的の移動局が位置登録を行っている位置登録エリア群の参照を行う（ステップＴ２）。参照情報をもとに、当該位置登録エリア群に含まれる当該位置登録エリア内の複数の無線基地局に対し、一斉呼出を行う（ステップＴ３）。一斉呼出を行った結果、当該移動局から応答があった（ステップＴ４）無線基地局へ着パケットを転送する（ステップＴ５）。

図１１は、移動局の動作を示すフローチャートである。信号の間欠受信を行っている移動局は、無線基地局から報知される一斉呼出エリア識別子を受信すると、図１１の処理が実行開始され、まず、移動局が位置登録を行っている位置登録エリア群識別子と報知されている当該識別子とが異なるか否かを判定する（ステップＲ１）。この比較の結果、移動局が記憶している当該識別子と報知されている当該識別子の情報が同じ場合には位置登録更新は行わず（ステップＲ２）、異なる場合には、当該移動局の間欠受信周期に対応する位置登録エリア群を再選択する（ステップＲ３）。この際、当該移動局は必要ならば間欠受信周期の変更（例えば、一定時間通信を行わないアイドル状態においてスリープモードを規定し当該スリープモード時の間欠受信周期を変更すること）を行う（ステップＲ４）。これら更新後の位置登録エリア群の情報を位置登録情報として位置情報管理サーバへ送信する（ステップＲ５）。

上記図１１のステップＲ３において、移動局自身が、間欠受信周期に対応する位置登録エリア群を自律的に再選択し、更新後の位置登録エリア群の情報を位置登録情報として位置情報管理サーバへ送信するため、パケット通信特有の移動局ごとのトラヒック特性に合わせた制御が可能となり、位置登録エリアの大きさをより適正な大きさに維持し、バッテリーセービングを図ることが可能となる。また、ステップＲ４において、スリープモード時の間欠受信周期を可変にすることで、バッテリーセービングを図ることが可能となる。

このようにステップＲ３、Ｒ４の処理は単独でも効果を奏する。もちろん、図１１のように一連の処理として実行することで、トラヒックパターンに応じた大きさの位置登録エリアを選択し、当該選択に合わせてスリープモード時の間欠受信周期を変更することができ、移動局からの上り方向の位置登録のトラヒックと着信時のパケットに対する下り方向の呼出トラヒックとをバランス良く制御することが可能となる。

なお、無線基地局が、間欠受信するモードの移動局について、該移動局にてパケットの送受信が行われない期間に応じて該移動局が登録すべき位置登録エリア群を選択して該移動局に通知するような実施態様を採用することもできる。

例えば、図１９に示す以下の処理を無線基地局が実行してもよい。即ち、間欠受信するモードの移動局について、無線基地局が、該移動局の位置登録エリア群識別子と該移動局に報知した識別子とが異なるか否かを判定し（ステップＳ３１）、これらの識別子が異なる場合に、当該移動局の間欠受信周期に対応する位置登録エリア群を選択し（ステップＳ３２）、選択した位置登録エリア群を該移動局に通知する（ステップＳ３３）。

図１２は、本実施の形態における移動通信システムの無線基地局および移動局間の信号の送受の様子を示す図である。無線基地局１０１〜１０９は、無線または有線の回線で接続されており、互いに信号を送受信することが可能で、当該移動局の位置情報は位置情報管理サーバで管理されているものとする。移動局１１０は、無線基地局１０１が形成する無線ゾーンに在圏しており、今この無線ゾーンを形成している無線基地局１０１に位置登録を行おうとしている。ここで、移動局１１０は、位置登録エリア群Ｂに対応する位置登録エリアに位置登録を行うものとする。位置登録エリア群Ｂに対応する位置登録エリアは、無線基地局１０１〜１０６が形成する無線ゾーンから構成されるものとする。無線基地局１０１に位置登録を行った移動局１１０は、図１２に示すように、当該無線基地局１０１より位置登録エリア群Ｂを構成する無線基地局グループが通知される。これらの情報は間欠送信によって、各々の移動局へ報知されることも考えられる。

図１３は、図１２における移動通信システムであって、移動局１４０が位置登録を行っている、無線基地局１３１が形成する無線ゾーン（無線ゾーン１３１という。以下同様）の位置登録エリア群Ｂに含まれない無線ゾーン１４２へ移動を行った場合を示している。ここで、位置登録エリア群Ｂは、無線ゾーン１３１〜１３６で構成されている。

ここで移動局１４０が、位置登録エリア群Ｂに対応する位置登録エリアに含まれない無線ゾーン１４２へ移動を行うとする。このとき、移動を行った後の移動局１４７は、無線ゾーン１４２が、移動局１４７で記憶している無線ゾーンには含まれていないため、位置登録を行う。この際、移動局１４７は位置登録エリア群をＢからＡに変更し、無線基地局１４２に通知すると、当該無線基地局１４２は、移動局１４７へ、無線ゾーン１３５、１３６、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、および１４６から構成される位置登録エリア群Ａの情報を更新情報として通知する。ここで、無線基地局固有の位置登録エリアは、次のように形成される。即ち、無線基地局は、周辺の無線基地局の新設時または一定周期ごとに周辺の複数の無線基地局と無線または有線の回線を介して基地局間通信を行い、緯度、経度情報を交換する。これにより、当該無線基地局に近い位置に存在する周辺の無線基地局を認識することが可能となる。この情報をもとに当該無線基地局を中心とした位置登録エリアの再構成が行われる。

図１４は、無線基地局の動作を示すフローチャートである。ここで、無線基地局は、一定周期ごとに周辺基地局と無線または網を介して基地局間通信を行い、位置登録情報を交換し、当該無線基地局の周辺基地局の位置情報管理テーブルを作成する。まず、無線基地局は、一定周期、例えば、一日一回トラヒックの少ない夜中などに周辺無線基地局と位置情報を交換するため、位置情報交換周期であるかどうかを判断する（ステップＳＴ１）。位置情報交換周期となった場合には、当該無線基地局は、周辺基地局に対し、無線または網を介して当該無線基地局の位置情報（緯度、経度等）をブロードキャストする（ステップＳＴ２）。ブロードキャストの結果、周辺無線基地局と位置情報を交換し、周辺無線基地局の位置を把握し、周辺無線基地局の位置情報管理テーブルを更新する（ステップＳＴ３）。また、当該無線基地局の周辺基地局から同様にブロードキャストされる位置情報を受信した場合（ステップＳＴ４）、当該無線基地局は、周辺無線基地局から位置情報を通知された日時を記憶し（ステップＳＴ５）、ある一定期間周辺無線基地局からの更新がなされなければ、当該周辺無線基地局は撤去されたものとみなし、当該無線基地局は、自局の位置情報管理テーブルを更新する。

図１５は、本実施形態における移動局と位置登録エリアとの対応を表すデータベースを示す。予め周辺無線基地局と基地局間通信を行い、位置情報を交換した無線基地局は、無線基地局ごとに位置登録エリア群を形成し、この情報を移動局が位置登録を行った際、もしくは報知チャネルの報知情報として移動局へ通知する。通知を受けた移動局は、自局が登録を行うべき無線基地局を認識する。そして、位置登録を行う際に、移動局は、自局が位置登録を行うべき無線基地局を位置情報管理サーバに通知する。位置情報管理サーバは、通知された情報を基にして、移動局ごとの位置登録エリアの情報を記憶し図１５のデータベースを構築する。

このように無線基地局ごとに位置登録エリア群を規定するため、各階層の位置登録エリア同士を重ねて設定することが可能となるため、境界付近で位置登録のバタツキを抑える効果を奏すると共に、従来は手作業で行っていた位置登録エリア構成を、無線基地局が基地局間通信を用いて自動的に行うため、コスト軽減が可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、パケット通信を行っている移動局が、一定時間通信を行わないアイドル状態においてスリープモードを規定し、スリープモード時の間欠受信周期を変化させると共に、トラヒックパターンに応じた大きさの位置登録エリアを選択することによって上りの位置登録のトラヒックと着信時のパケットに対する下りの呼出トラヒックをバランス良く制御することが可能となる。

また、セルごとにハンドオーバーする方式では、セル移行に伴うハンドオーバー時の位置登録トラヒックが増大し、チャネル効率の低下やバッテリー消費、さらにはセル境界付近での位置登録のバタツキが問題となっていたが、これに対し、本発明では位置登録の回数を低く抑えることができ効果的なバッテリーセービングを行うことができ、個々の端末の小型化、連続通話時間および連続待ち受け時間の向上を図ることが可能となる。これと同時に、制御信号の送受信回数を低く抑えることができることから、チャネル効率を増大することができる。

また、既存の一斉呼出エリアを用いる方式では、着信時の一斉呼出トラヒックが増大し、ＰＣＨのチャネル容量を圧迫しているという問題があったが、本発明によれば、一斉呼出の容量を極力抑えることが可能となり、チャネル効率を上げる効果がある。

また、位置登録エリア群の選択に合わせてスリープモード時の間欠受信周期を可変にすることから、バッテリーセービングと着パケット受信時の遅延の両方のバランスをとった制御が可能となる。

さらに、無線基地局ごとに位置登録エリア群を規定するため、各階層の位置登録エリア同士を重ねて設定することが可能となるため、境界付近で位置登録のバタツキを抑える効果を奏すると共に、従来は手作業で行っていた位置登録エリア構成を、無線基地局が基地局間通信を用いて自動的に行うため、コスト軽減が可能となる。

実施の形態に係る移動通信システムの概略構成を示す図である。位置登録エリア群Ａの構成例を示す図である。位置登録エリア群Ｂの構成例を示す図である。位置登録エリア群Ｃの構成例を示す図である。一斉呼出エリア識別子の例を示す図である。無線基地局間欠送信の例を示す図である。移動局と位置登録エリアとの対応例を示す図である。無線基地局と一斉呼出エリア識別子との対応例を示す図である。基地局の動作を示すフローチャートである。位置情報管理サーバの動作を示すフローチャートである。移動局の動作を示すフローチャートである。移動通信システムおける無線基地局および移動局間の信号送受の様子を示す図である。移動通信システムにおける移動局が移動したときの無線基地局との信号送受の様子を示す図である。基地局の動作を示すフローチャートである。移動局と位置登録エリアとの対応例を示す図である。移動通信システムの構成を示す機能ブロック図である。本発明に係る通信制御プログラムの第１の態様を示す流れ図である。本発明に係る通信制御プログラムの第２の態様を示す流れ図である。無線基地局が移動局の位置登録エリア群を選択する実施態様を示すフローチャートである。

符号の説明

１…移動局、１Ａ…制御部、１Ｂ…無線通信部、１Ｃ…間欠受信モード制御部、１Ｄ…位置登録エリア群選択部、１Ｅ…位置登録部、２…無線基地局、２Ａ…制御部、２Ｂ…網通信部、２Ｃ…位置登録エリア群形成部、２Ｄ…識別子報知部、２Ｅ…固有識別子通知部、２Ｆ…無線通信部、３…無線ゾーン、４…網、５…位置情報管理サーバ、５Ａ…制御部、５Ｂ…データベース、５Ｃ…一斉呼出部、６…無線基地局、７…無線ゾーン、８…一斉呼出エリア、１０…位置登録エリア、１５…無線ゾーン、１０１…無線基地局、１１０…移動局、１３１…無線ゾーン、１４０…移動局、１４２…無線ゾーン、１４７…移動局。

Claims

網に接続され、複数の移動局と、前記網と、当該網に接続され前記各移動局の位置情報および状態に関する情報を管理する位置情報管理サーバとともに移動通信システムを構成する無線基地局であって、
前記構成される移動通信システムは、
無線基地局が複数存在し、各無線基地局が形成する無線ゾーンの集合が第１の位置登録エリア群を形成し、前記各無線ゾーン内で前記各無線基地局と前記各移動局とがパケット通信を行う一方、前記各移動局は通信状態にあっても一定期間パケットの送受信が行われない場合には前記各無線基地局から送信された信号を周期的に間欠受信するモードに移行し、前記各無線基地局が、前記各移動局が通信状態にない場合において使用される前記第１の位置登録エリア群に包含されるように、前記第１の位置登録エリアより範囲が小さい第２〜第ｎ（ｎは２以上の自然数）の位置登録エリア群を、ｎが大きくなるほど範囲が小さくなるように形成する、構成とされており、
前記第１〜第ｎの位置登録エリア群のそれぞれに対応した複数の一斉呼出エリア識別子を有し、前記各移動局の間欠受信する周期に合わせて前記各一斉呼出エリア識別子及び制御信号を周期的に報知することを特徴とする無線基地局。
網に接続され、複数の移動局と、前記網と、当該網に接続され前記各移動局の位置情報および状態に関する情報を管理する位置情報管理サーバとともに移動通信システムを構成する無線基地局であって、
前記構成される移動通信システムは、
無線基地局が複数存在し、各無線基地局が形成する無線ゾーンの集合が第１の位置登録エリア群を形成し、前記各無線ゾーン内で前記各無線基地局と前記各移動局とがパケット通信を行う一方、前記各移動局は通信状態にあっても一定期間パケットの送受信が行われない場合には前記各無線基地局から送信された信号を周期的に間欠受信するモードに移行し、前記各無線基地局が、前記各移動局が通信状態にない場合において使用される前記第１の位置登録エリア群に包含されるように、前記第１の位置登録エリアより範囲が小さい第２〜第ｎ（ｎは２以上の自然数）の位置登録エリア群を、ｎが大きくなるほど範囲が小さくなるように形成する、構成とされており、
自局に隣接する複数の無線基地局の位置情報を無線または前記網を介して相互に交換し、当該交換で得られた隣接無線基地局の位置情報に基づいて前記第１〜第ｎの位置登録エリア群を個別に形成することを特徴とする無線基地局。
無線基地局ごとに付与された固有識別子によって相互に識別され、前記移動局から位置登録を要求する信号を受信した場合、当該移動局に対し、前記第１〜第ｎの位置登録エリア群をそれぞれ構成する前記無線基地局の固有識別子を通知することを特徴とする請求項２記載の無線基地局。
網に接続され、複数の移動局と、前記網と、当該網に接続され前記各移動局の位置情報および状態に関する情報を管理する位置情報管理サーバとともに移動通信システムを構成する無線基地局における通信制御方法であって、
前記構成される移動通信システムは、
無線基地局が複数存在し、各無線基地局が形成する無線ゾーンの集合が第１の位置登録エリア群を形成し、前記各無線ゾーン内で前記各無線基地局と前記各移動局とがパケット通信を行う一方、前記各移動局は通信状態にあっても一定期間パケットの送受信が行われない場合には前記各無線基地局から送信された信号を周期的に間欠受信するモードに移行し、前記各無線基地局が、前記各移動局が通信状態にない場合において使用される前記第１の位置登録エリア群に包含されるように、前記第１の位置登録エリアより範囲が小さい第２〜第ｎ（ｎは２以上の自然数）の位置登録エリア群を、ｎが大きくなるほど範囲が小さくなるように形成する、構成とされており、
前記無線基地局が、前記第１〜第ｎの位置登録エリア群のそれぞれに対応した複数の一斉呼出エリア識別子を有し、前記各移動局の間欠受信する周期に合わせて前記各一斉呼出エリア識別子及び制御信号を周期的に報知することを特徴とする通信制御方法。
網に接続され、複数の移動局と、前記網と、当該網に接続され前記各移動局の位置情報および状態に関する情報を管理する位置情報管理サーバとともに移動通信システムを構成する無線基地局における通信制御方法であって、
前記構成される移動通信システムは、
無線基地局が複数存在し、各無線基地局が形成する無線ゾーンの集合が第１の位置登録エリア群を形成し、前記各無線ゾーン内で前記各無線基地局と前記各移動局とがパケット通信を行う一方、前記各移動局は通信状態にあっても一定期間パケットの送受信が行われない場合には前記各無線基地局から送信された信号を周期的に間欠受信するモードに移行し、前記各無線基地局が、前記各移動局が通信状態にない場合において使用される前記第１の位置登録エリア群に包含されるように、前記第１の位置登録エリアより範囲が小さい第２〜第ｎ（ｎは２以上の自然数）の位置登録エリア群を、ｎが大きくなるほど範囲が小さくなるように形成する、構成とされており、
前記無線基地局が、自局に隣接する複数の無線基地局の位置情報を無線または前記網を介して相互に交換し、当該交換で得られた隣接無線基地局の位置情報に基づいて前記第１〜第ｎの位置登録エリア群を個別に形成することを特徴とする通信制御方法。
前記無線基地局は、無線基地局ごとに付与された固有識別子によって相互に識別され、前記移動局から位置登録を要求する信号を受信した場合、当該移動局に対し、前記第１〜第ｎの位置登録エリア群をそれぞれ構成する前記無線基地局の固有識別子を通知することを特徴とする請求項５記載の通信制御方法。
複数の無線基地局と、前記各無線基地局が接続する網と、前記網に接続され移動局の位置情報および状態に関する情報を管理する位置情報管理サーバとともに移動通信システムを構成する移動局であって、
前記構成される移動通信システムは、
移動局が複数存在し、各無線基地局が形成する無線ゾーンの集合が第１の位置登録エリア群を形成し、前記各無線ゾーン内で前記各無線基地局と前記各移動局とがパケット通信を行う一方、前記各移動局は通信状態にあっても一定期間パケットの送受信が行われない場合には前記各無線基地局から送信された信号を周期的に間欠受信するモードに移行し、前記各無線基地局が、前記各移動局が通信状態にない場合において使用される前記第１の位置登録エリア群に包含されるように、前記第１の位置登録エリアより範囲が小さい第２〜第ｎ（ｎは２以上の自然数）の位置登録エリア群を、ｎが大きくなるほど範囲が小さくなるように形成する、構成とされており、
前記間欠受信するモードに移行し信号を周期的に間欠受信しているときに、前記第１〜第ｎの位置登録エリア群のうち、いずれかの位置登録エリア群に位置登録を行った後で移動し、当該移動の結果、前記一斉呼出エリア識別子の内容が変わっていた場合、パケットの送受信が行われない期間に応じて、前記信号の間欠受信周期を変化させる、
ことを特徴とする移動局。
複数の無線基地局と、前記各無線基地局が接続する網と、前記網に接続され移動局の位置情報および状態に関する情報を管理する位置情報管理サーバとともに移動通信システムを構成する移動局における通信制御方法であって、
前記構成される移動通信システムは、
移動局が複数存在し、各無線基地局が形成する無線ゾーンの集合が第１の位置登録エリア群を形成し、前記各無線ゾーン内で前記各無線基地局と前記各移動局とがパケット通信を行う一方、前記各移動局は通信状態にあっても一定期間パケットの送受信が行われない場合には前記各無線基地局から送信された信号を周期的に間欠受信するモードに移行し、前記各無線基地局が、前記各移動局が通信状態にない場合において使用される前記第１の位置登録エリア群に包含されるように、前記第１の位置登録エリアより範囲が小さい第２〜第ｎ（ｎは２以上の自然数）の位置登録エリア群を、ｎが大きくなるほど範囲が小さくなるように形成する、構成とされており、
前記移動局が、
前記間欠受信するモードに移行し信号を周期的に間欠受信しているときに、前記第１〜第ｎの位置登録エリア群のうち、いずれかの位置登録エリア群に位置登録を行った後で移動し、当該移動の結果、前記一斉呼出エリア識別子の内容が変わっているか否かを判断し、
当該一斉呼出エリア識別子の内容が変わっていた場合、パケットの送受信が行われない期間に応じて、前記信号の間欠受信周期を変化させる、
ことを特徴とする通信制御方法。
複数の無線基地局と、前記各無線基地局が接続する網と、前記網に接続され移動局の位置情報および状態に関する情報を管理する位置情報管理サーバとともに移動通信システムを構成する移動局、に設けたコンピュータにより実行される通信制御プログラムであって、
前記構成される移動通信システムは、
移動局が複数存在し、各無線基地局が形成する無線ゾーンの集合が第１の位置登録エリア群を形成し、前記各無線ゾーン内で前記各無線基地局と前記各移動局とがパケット通信を行う一方、前記各移動局は通信状態にあっても一定期間パケットの送受信が行われない場合には前記各無線基地局から送信された信号を周期的に間欠受信するモードに移行し、前記各無線基地局が、前記各移動局が通信状態にない場合において使用される前記第１の位置登録エリア群に包含されるように、前記第１の位置登録エリアより範囲が小さい第２〜第ｎ（ｎは２以上の自然数）の位置登録エリア群を、ｎが大きくなるほど範囲が小さくなるように形成する、構成とされており、
処理ステップとして、
前記間欠受信するモードに移行し信号を周期的に間欠受信しているときに、前記第１〜第ｎの位置登録エリア群のうち、いずれかの位置登録エリア群に位置登録を行った後で移動し、当該移動の結果、前記一斉呼出エリア識別子の内容が変わっているか否かを判断する判断ステップと、
当該一斉呼出エリア識別子の内容が変わっていた場合、パケットの送受信が行われない期間に応じて、前記信号の間欠受信周期を変化させる周期切替ステップと、
を有する通信制御プログラム。