JP2009516451A - 移動加入者の効率的な位置特定及び追跡 - Google Patents

Abstract

【課題】
【解決手段】
移動電話ネットワークにおいてデバイスの位置を特定し且つデバイスを追跡する方法は、（ａ）加入者データベースにおいて移動電話制御パラメータを受信するステップと、（ｂ）クエリされた場合、各々が制御パラメータを地理的場所にマッピングし、位置特定の結果を返す１つ以上の位置特定パラメータデータベース（ＬＰＤＢ）を使用するステップとを含む。１つ以上のフィルタは、加入者データベースにより受信される制御パラメータに適用され、各フィルタは、フィルタのタスク及びデバイスの現在の状態に適するＬＰＤＢを使用して処理を選択的に開始する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、移動電話ネットワークにおいてデバイスの位置を効率的に特定及び追跡する技術に関し、そのデバイスを所持する加入者がそのネットワークに現れた時にその加入者の位置を自動的に特定及び追跡する方法及び装置に関する。

移動電話システムにおいては、加入者はハンドセットを所持する。加入者が通話又はテキストメッセージ又はデータセッションを開始又は受信すると、ハンドセットと、現在ではよく見かける電柱である基地局トランシーバ（ＢＴＳ）との間で無線通信が行なわれる。ハンドセット及びＢＴＳは、発呼者と被呼者との間で渡されるメッセージの符号化を送信する他、通信を確実且つ効率的にサポートすることを目的として、それらの間で大量の制御情報を送信する。例えば、システムは、加入者の動きに従って通話を別のＢＴＳに渡すタイミングを選択する必要がある。グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（ＧＳＭ）における制御情報は、隣接するＢＴＳの信号強度に関する情報、ハンドセットのタイムスロットを一致させるためにより早く送信するようにＢＴＳからハンドセットに更に指示するためのタイミングアドバンス情報及び伝送誤り率等を含む。符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）等の他の技術では、確実且つ効率的な通信といった同様の目的を達成するために、異なる情報を使用する。それらパラメータを総称して移動電話制御パラメータと呼ぶ。

（移動電話システム）
位置特定パラメータデータベース（ＬＰＤＢ）は、移動電話制御パラメータをハンドセットの地理的場所と関係付ける。ＬＰＤＢは、いくつかの手段のうちの１つにより構成及び維持され、制御パラメータのいくつかの有用な部分集合のうち１つを地理的場所にマッピングできる。種々の正確度、処理コスト及び地理的範囲の網羅性を有するＬＰＤＢのいくつかの例を提供する。

（移動加入者位置データベース）
移動加入者位置データベースは、位置特定クエリ（問い合わせ：query）がサービスされる際に介するデータベースである。そのデータベースは、加入者データベース及び複数の位置特定パラメータデータベースから成る。位置特定パラメータデータベースは、データベースマネージャにより制御される。

（加入者データベース）
加入者データベースは、加入者とネットワークとの間で渡される制御情報から得られる移動加入者パラメータの生レコードを含む。それらレコードは、全ての加入者に対して保持され、加入者の場所がクエリされるべき場合にその加入者の場所のクエリを満足するのに必要とされる情報を提供する。加入者データベースが保持するレコードは、関連する加入者の場所がクエリされない限り且つクエリされるまで処理される必要がないため、加入者データベースを維持するコストは安価である。

（位置特定パラメータデータベース）
位置特定パラメータデータベース（ＬＰＤＢ）は、制御パラメータの部分集合を地理的領域内の地理的場所の形式にマッピングする。位置特定データベースは、１つ以上のＬＰＤＢを含んでもよい。位置特定データベースに維持されるべきＬＰＤＢの選択は、少なくともその領域の地理的パラメータ、各位置特定クエリが利用可能なコンピュータ処理電力、ネットワークトポロジ及び利用可能な移動電話ネットワーク制御情報に依存する。ＬＰＤＢにより使用される座標系及び適切な移動電話制御パラメータのＬＰＤＢ内の符号化は、ＬＰＤＢに固有である。ＬＰＤＢは出力時に、場所を残りのシステムにより使用可能な形式に変換する。そのような形式の１つはマップポリゴンである。

正確度及びコストの値は、位置特定データベースの各ＬＰＤＢと関連付けられる。それら値により、位置特定データベースは各位置特定クエリの実行方法を選択できる。次にＬＰＤＢのいくつかの例を説明する。

（無線周波数（ＲＦ）レベルのＬＰＤＢ）
ＧＳＭハンドセットに対する制御情報は、対応しているＢＴＳ及び最大６つの隣接するＢＴＳに対してハンドセットにおいて観測された信号強度を含む。信号強度は、ＢＴＳからの距離、領域の地形、建物の存在及び多くの他の要因に従って変動する。ＲＦレベルのＬＰＤＢにおいて、地理的領域は「バケット」と呼ばれる小さな正方形に細分される。ＲＦレベルのＬＰＤＢは、可視のＢＴＳから受信される予想信号強度値のプロファイルをバケット毎に維持する。位置特定クエリの際、場所がクエリされている加入者の電話機に関して最後に記録された信号強度プロファイルと最も適合するバケットは、加入者が位置するバケットとして選択される。

（組み合わせ割合ＬＰＤＢ）
モバイルネットワークにおいて、各々が周囲の領域の１２０度の区域にサービスを提供するために方向付けられる３つのＢＴＳを単一の場所に共に配置するのが現在では非常に一般的である。任意の対のＢＴＳからのハンドセットにより観測されるＲＦ信号強度の割合は、所定の半径方向に沿うＢＴＳからの距離に対して一定であり、ＢＴＳからの電話機の方角に大きく依存する。その結果、１つの場所に共に配置される一対のＢＴＳ及び第１の対とは物理的に離れた場所に共に配置される別の一対のＢＴＳが双方とも電話機から可視である場合、電話機の場所は三角測量等により正確に得られる。

この場合、ＬＰＤＢは、共に配置される全ての対のＢＴＳの方角に対するＲＦ割合の機能の符号化から成る。位置特定クエリの際、割合はハンドセットにより観測された最後のＲＦレベルについて計算される。方角はＬＰＤＢにおける機能を使用して調べられ、２つの方角が三角測量されハンドセットの場所を得る。共に配置されるＢＴＳの対の２つの集合が移動装置から可視である場合、三角測量により非常に厳密な場所が提供される。共に配置されたＢＴＳの対の２つの集合がない場合、場所の読み出しはできない。従って、このＬＰＤＢは、別のより均一なデータベースにより補完される必要がある場合があるが、適切な移動電話の有効範囲の領域においては非常に正確である。

（セル、タイミングアドバンスＬＰＤＢ）
ＧＳＭ移動電話ネットワークにおいて、アクティブハンドセットに対応するセルは常に認識されている。更に制御情報は、送信時に使用するタイミングアドバンス（ＴＡ）スロットを通知するために電話機に渡される。これにより、電話機は電話機自体とＢＴＳとの間の送信遅延を補償でき、また、ＢＴＳと電話機との距離の粗粒度符号化を自動的にする。単一ＴＡスロットの半径は、約５５０ｍである。３６０度の範囲に対応するＢＴＳの場合、これは電話機の場所をドーナツ型の領域内に制限するが、実際の領域はＴＡ値とともに変動する。一般的にＢＴＳが１２０度の区域のみに対応する場合が増加しているが、そのような場合、場所はドーナツ型の領域の１／３に制限される。（セル，ＴＡ）方法の重要な要素は、（セル，ＴＡ）から場所への変換が迅速になされることである。特に、（セル，ＴＡ）の対が十分少ないため、各々に対して結果として得られるポリゴンはルックアップテーブルに格納される。

（セルのみのＬＰＤＢ）
更に粒度の粗いＬＰＤＢは、対応しているセルのみに基づく場所を返すＬＰＤＢである。実際のセルの最大範囲を推定するために使用され得る技術がある。その最大範囲は、セルの理論上の範囲より非常に小さくてもよい。従って、結果として得られる円の半径は減少し、多くの位置特定アプリケーションに対して十分に有用である。

第１の面は、移動電話ネットワークにおいてデバイスの位置を特定し且つデバイスを追跡する方法であって、
（ａ）加入者データベースにおいて移動電話制御パラメータを受信するステップと、
（ｂ）クエリされた場合、各々が制御パラメータを地理的場所にマッピングし、位置特定の結果を返す１つ以上の位置特定パラメータデータベース（ＬＰＤＢ）を使用するステップと
を含み、
１つ以上のフィルタは、加入者データベースにより受信される制御パラメータに適用され、各フィルタは、フィルタのタスク及びデバイスの現在の状態に適するＬＰＤＢを使用して処理を選択的に開始する方法である。

フィルタは、少なくとも１つの位置特定パラメータデータベースに対して、位置特定パラメータデータベースに制御パラメータが供給されるかを判定してもよい。更にフィルタは、所定の加入者又は加入者のグループのメンバに対する制御パラメータの変更を観測できる。それら制御パラメータは、最小コストの位置特定パラメータデータベースを使用して、特定の重要な地理的領域に関連してもよい。

フィルタは、最小の計算コストを提供する適切な位置特定パラメータデータベースを選択してもよい。特定の要求に対して、最小の処理コストを有するが必要な正確度の結果を返すと予想される位置特定機構が更に選択される。

フィルタは、トリガ条件が満たされるか否かに依存して適切な位置特定パラメータデータベースを選択してもよい。トリガ条件は、規定された領域に入る加入者に関連してもよい。トリガ条件は、規定された領域から離れる加入者に関連してもよい。トリガ条件が満たされる場合、フィルタにより、適切な位置特定パラメータデータベースに制御パラメータが供給され、関連する加入者の地理的場所を返すようにする。トリガ条件が満たされない場合、加入者の予想速度の関数である期間後、フィルタは再計算する。１つの位置フィックスからの情報は、次のフィックスの可能な場所を制限するために使用される。

フィルタは、格納された加入者データベースコンテンツに対するレトロスペクティブ処理を呼び出し、地理的領域に入る加入者の出発地を発見できる。フィルタは、格納された加入者データベースコンテンツに対するレトロスペクティブ処理を呼び出し、加入者の活動の履歴を発見できる。

種々のコストの点でトレードオフした追加のＬＰＤＢは、更に多くのオプションをシステムに提供するために追加される。一部の有効範囲のみ存在する場合、次に正確度の高いＬＰＤＢが選択されるか、又は利用可能な最も正確で正確度がより低いＬＰＤＢが選択される。正確度の高い追跡は、ＲＦ ＬＰＤＢにおいて候補バケットを識別するために最初の（セル，タイミングアドバンス）ＬＰＤＢを使用する。

起点トリガがフィルタを使用して実現される場合、加入者又は加入者の集合のメンバが規定された地理的領域から離れる時に起点トリガはトリガされる。目的地トリガがフィルタを使用して実現される場合、加入者又は加入者の集合のメンバが規定された地理的領域に入る時に目的地トリガはトリガされる。近接トリガは、２人の加入者が互いに近接するかを監視する。

加入者のグループは、特定の時間に特定の領域にいる加入者として自動的に規定される。グループの一部のメンバが再び近接して現れるか又はその最初の領域と同様の特性を有する別の領域に入る時、適切なトリガが呼び出される。コンタクトツリーは、通話レコードを使用して生成され、特定のハンドセットに対する被呼者の集合又は特定のハンドセットへの発呼者の集合を発見する。

方法は、混雑区間の車両の存在、道路通行料金システム又は道路使用料金システムにおける車両の存在、保険料設定に対する道路上の車両の使用量を判定するため、政府取り締まり法執行の目的で移動加入者の位置を特定し且つ移動加入者を追跡するため、１つの集団の車両を追跡するために使用される。

第２の面は、移動電話ネットワークにおいてデバイスの位置を特定し且つデバイスを追跡する装置であって：
（ａ）移動電話制御パラメータを受信する加入者データベースと、
（ｂ）クエリされた場合、各々が制御パラメータを地理的場所にマッピングし、位置特定の結果を返す１つ以上の位置特定パラメータデータベースと
を具備し、
１つ以上のフィルタは、加入者データベースにより受信される制御パラメータのストリームに適用され、各フィルタは、フィルタのタスク及びデバイスの現在の状態に適するＬＰＤＢを使用して処理を選択的に開始する装置である。

本発明は、移動電話ネットワークにおいてデバイスの位置を効率的に特定及び追跡し、そのデバイスを所持する加入者がそのネットワークに現れた時にその加入者の位置を自動的に特定及び追跡する方法及び装置に関する。効率的な全体の位置特定の構成は、一実現形態において詳細に説明する。追跡及びトリガの概念を導入し、効率的な追跡及びトリガ構成を説明する。

システムは、移動電話加入者のハンドセットの制御パラメータが監視中の移動電話ネットワークにおいて観測された時にそれら制御パラメータを処理し、パラメータを加入者データベース内に格納する。更新された制御パラメータは、ネットワーク上で観測されると、加入者データベースに絶え間なく投入される。例えば、いくつかの制御パラメータは、ハンドセットの場所を自動的に符号化し、最も簡単には、ハンドセットは対応しているセル基地局の数キロメータ内にほぼ常に存在する。

１つ以上の位置特定パラメータデータベース（ＬＰＤＢ）が構成及び維持される。各ＬＰＤＢは、ハンドセット制御パラメータの部分集合から地理的場所への変換をカプセル化する。例えば、対応しているセルのＬＰＤＢが存在してもよい。特定の移動装置に対する位置特定要求が受信又は生成されると、加入者データベースに格納されたパラメータが選択されたＬＰＤＢにより参照及び処理され、位置特定要求に応答するのに用いる位置フィックスを生成する。

任意の位置特定要求に受動的に反応するためにＬＰＤＢを構築するのに加え、アクティブフィルタが加入者データベースに投入される更新制御パラメータのストリームに添付される。それらフィルタは、種々の位置指向関数を実行するように構成される。例えば、それらフィルタは、加入者及び機器識別子により識別されるように、特定の地理的領域の活動又は特定の加入者による活動を監視できる。可能な加入者及び機器識別子番号は、移動加入者ＩＳＤＮ番号（ＭＳＩＳＤＮ）、国際移動加入者識別番号（ＩＭＳＩ）及び製造番号（ＩＭＥＩ）の番号を含む。フィルタは、発見した活動を外部クライアントに通知するように更に構成され、フィルタが渡した情報の更なる処理を実行するように内部の構成要素をトリガできる。例えばフィルタは、レトロスペクティブ処理を呼び出し、ある地理的領域に入る加入者の起点を発見できる。

本発明の一実施形態を図１に示す。移動電話１０は、制御パラメータ１１をＢＴＳ１００に送信する。制御パラメータは、加入者データベース１２に格納される。１つ以上の位置特定パラメータデータベース（ＬＰＤＢ）１９は、加入者データベース１２からのデータを使用して構成及び維持される。各ＬＰＤＢ１９は、ハンドセット制御パラメータの部分集合から地理的場所への変換をカプセル化する。アクティブフィルタ１３、１５及び１７は、加入者データベースに投入される更新制御パラメータのストリームに添付される。それらフィルタは、種々の位置指向関数を実行するように構成される。例えば、それらフィルタは、加入者及び機器識別子により識別されるように、特定の地理的領域の活動又は特定の加入者による活動を監視できる。ＬＰＤＢ１４は、フィルタ１３により渡されるパラメータデータに基づいて構成される。ＬＰＤＢ１６は、フィルタ１５により渡されるパラメータデータに基づいて構成される。ＬＰＤＢ１８は、フィルタ１７により渡されるパラメータデータに基づいて構成される。

本発明の更なる実施形態を図２に示す。移動電話２０は、制御パラメータ２１をＢＴＳ２００に送信する。制御パラメータは、加入者データベース２２に格納される。１つ以上の位置特定パラメータデータベース２３は、加入者データベース２２からのデータを使用して構成及び維持される。各ＬＰＤＢ２３は、ハンドセット制御パラメータの部分集合から地理的場所への変換をカプセル化する。アクティブフィルタ２４、２６及び２８は、加入者データベース２２から得られる更新制御パラメータのストリームに添付される。それらフィルタは、種々の位置指向関数を実行するように構成される。例えば、それらフィルタは、加入者及び機器識別子により識別されるように、特定の地理的領域の活動又は特定の加入者による活動を監視できる。ＬＰＤＢ２５は、フィルタ２４により渡されるパラメータデータに基づいて構成される。ＬＰＤＢ２７は、フィルタ２６により渡されるパラメータデータに基づいて構成される。ＬＰＤＢ２９は、フィルタ２８により渡されるパラメータデータに基づいて構成される。

図１及び図２に示す本発明の実現形態の特徴を取り入れる本発明の更なる実現形態を創造できることは、当業者には理解されるだろう。

ＬＰＤＢにより必要とされるまで生パラメータを格納する方法は、ある形式の位置特定情報が特定の加入者に必要とされない限り且つ必要とされるまでその加入者に関連する情報の処理を要求しないため特に効率的である。その代わり、未処理の制御パラメータは、古いものとされるまで保存され、位置サービスがその加入者に適用された場合にのみ処理される。これは、随時、位置特定モードにされる加入者に関してコミットする必要がないという利点を更に有する。全ての加入者の位置が潜在的に特定可能であり、任意の個々の加入者の位置を特定する必要性が突然生じた場合はこの方法が実行される。

処理コストの安価な動作が位置サービスの形式を満足するのに十分であることが多いようにそれら位置サービスの形式を構成することにより効率化される。正確度が数百メートルであるＲＦレベルではなく、正確度が数キロメータである対応しているセルによりハンドセットの位置を特定する方が数桁も安価である。位置特定要求はいずれも、明示的に表現されても暗黙的に表現されても必要な正確度を有すると考えられる。必要な正確度は大きく変動する可能性がある。特定の要求に対して、処理コストが最も安価であるが必要な正確度の結果を返すと予想される位置特定機構が選ばれる。このように、多くの位置特定要求は低コストの要求となり、システムは低コストでない場合と比較して全体の速度が非常に速い要求をサポートできる。維持される各ＬＰＤＢは、それ自体の位置特定機構を提供し、種々のコストの点でトレードオフした新しいＬＰＤＢは更に多くのオプションをシステムに提供するために追加される。

（動機（Motivation））
移動通信システムにおいて、移動加入者の位置を特定及び追跡する機能は、政府取り締まり法執行機関にとって非常に重要であり、また多くの商機の手段である。緊急時、緊急サービスの発呼者の位置を迅速且つ自動的に特定する機能により命が守られる。タクシー会社は、顧客がタクシーを要求してきた時に最も近くの利用可能なタクシーを効率的に割り当てられるように会社の全てのタクシーを追跡したいであろう。地元企業は、その土地内に入ってきた全ての人に特別サービスの詳細をテキストメッセージで送信することにより宣伝してもよい。警察は、ある人の電話機が家の敷地外に出た時にトリガすることにより、家又は家の近くに留まるようにその人の行動を制約する法的命令を執行してもよい。加入者又は加入者のグループは、特定の領域に入った時又はその領域から出た時にのみ対象となってもよい。この場合、加入者が到着又は出発したことを利害関係者に通知するためにトリガが行なわれる。

本発明の方法は、受信した位置特定要求を最適化するために利用可能なＬＰＤＢを使用する。本発明の例はＧＳＭパラメータに固有であるが、同様の原理が他の技術に関連するパラメータにも当てはまることは明らかであり、適用可能なＬＰＤＢはそれら技術を使用して移動電話システムに対して構成される。上述した追跡及びトリガするための機構において、セルのみのＬＰＤＢにより提供されるような低レゾリューションの場所は、追跡及びトリガ処理の多くの段階で十分に正確である。

（位置特定クエリ）
簡単な位置特定クエリの場合、正確度はクエリ内で表現される必要がある。位置特定データベースは、十分な正確度を有する最小コストのＬＰＤＢを選択し、クエリをそのＬＰＤＢに転送する。通常の事象において、選択されたＬＰＤＢは位置特定の結果を返す。ＬＰＤＢが部分的な有効範囲のみを有する場合のようにそれが不可能である場合、次に正確度の高いＬＰＤＢが選択される。そのようなＬＰＤＢが存在しない場合、少しでも役に立つ結果を生成するために更に正確度の低いＬＰＤＢがクエリされる。

（場所の追跡）
システムが特定の状況に対して加入者及び領域の少なくとも１つを監視するように要求される場合、複数の補完的なＬＰＤＢの柔軟性は、特に明らかである。追跡機構は、加入者の集合の全てのメンバ又は任意の個々の加入者が追従する経路の監視をシステムがサポートするのに使用する手段である。特定の加入者を追跡したいシステムのユーザが、必要とする正確度で加入者の場所を単純に繰り返しクエリできることは明らかである。しかし、これは、特に加入者が実際に動いていない場合にはリソースを浪費することになる。

（追跡の通知）
加入者を追跡する場合、システムは、加入者が最後に報告された場所からユーザが指定したある特定の距離だけ動いた場合は常に、ユーザが指定した正確度で計算された加入者の場所を報告する。追跡のトリガは、フィルタを使用して効率化される。フィルタが加入者に関する新しいパラメータの集合を観測した場合、フィルタは、加入者が最後に報告され場所から指定の距離の場所に近付いているかを確認する必要がある。通常、これは低コストで正確度の低いＬＰＤＢにより達成される。この段階で追跡通知条件が満たされていないと判断された場合、そのフィルタにおいて更なる処理は必要ない。

（セーフ時間）
追跡通知条件が満たされていないと判定した後、フィルタはこの先ある時間にわたり更なる処理を実行しないように設定される。システムは、加入者が移動できる速度の上限を推定し、それを使用して加入者が通知条件を満たすのに十分離れた場所まで動くのにかかる最短時間を計算する。例えば、高速道路の運転が可能な場合には上限は時速８０マイルであり、都市部での運転のみが可能な場合には上限は時速４０マイルである。システムは、その時間間隔が終了するまで加入者に対する別の位置特定計算を行なう必要がない。任意の更なるアドホック位置特定クエリを満足するために、当然、加入者に関するパラメータは、任意の加入者に対して記録されるように、依然としてそれらが到着するとＬＰＤＢに記録される。

次に正確度の低いＬＰＤＢクエリは、セーフ時間間隔が経過した後、新しいパラメータが到着した時にのみ実行される必要がある。加入者が追跡通知条件を満足したかを正確度の低いＬＰＤＢが最終的に判定できない場合にのみ、より正確度の高いＬＰＤＢが使用される必要がある。この時点において更なる追跡通知に対する条件が満たされたと判定された場合、加入者の場所は必要とされる正確度で通知される。

図３において、加入者が複雑な経路に沿って移動した際にその経路に沿う６つの場所の各々において追跡通知が行なわれる方法が示される。順に置かれた場所は、３０、３１、３２、３３、３４及び３５で示される塗りつぶされた黒色の円である。塗りつぶされていない円は、塗りつぶされた黒色の円を中心とする円であり、塗りつぶされていない円の半径は最高速度×セーフ時間により与えられる。点３０、３１、３２、３３、３４及び３５は、クライアントにより必要とされる正確度の全ての位置特定要求が要求された経路に沿う点である。加入者が移動するのに３０分かかった場合、３０秒間隔で場所をポーリングすると、６０個の位置特定要求が必要とされたが、本発明の追跡機構を使用すると必要とされる位置特定要求は６つである。

（追跡の正確度の向上）
連続する位置特定要求が実際には独立していないため、追跡中の位置フィックスの正確度は殆どコストをかけずに向上される。１つのフィックスからの情報は、次のフィックスの可能な場所を制限できる。これを以下の例に示す。

追跡が高い正確度の追跡となるように要求され、実際には正確度の高いＬＰＤＢが最初の（セル，タイミングアドバンス）ＬＰＤＢを使用してＲＦ ＬＰＤＢの候補バケットを識別する場合を考慮する。図４に一例を示す。時間ｔ１において、（セル１，ＴＡ１）と呼ばれる（セル，ＴＡ）ＬＰＤＢフィックスは、領域４０により与えられる２つの円の間であると加入者の位置を特定する。時間ｔ１においてＲＦ及び（セル，ＴＡ）フィックスを使用して、加入者の位置は円４２内で特定される。時間ｔ２において、（セル２，ＴＡ２）と呼ばれる（セル，ＴＡ）ＬＰＤＢフィックスは、領域４１により与えられる２つの円の間であると加入者の位置を特定する。時間ｔ２においてＲＦ及び（セル，ＴＡ）フィックスを使用して、加入者の位置は円４９内で特定される。図４は、加入者が時間ｔ１の円４２からｔ２の円４９に動いたことを示す。しかし、追跡フィルタは、領域４５において時間ｔ３で（セル１，ＴＡ１）から（セル２，ＴＡ２）への加入者の引継ぎがあることを更に観測する。時間差ｔ３−ｔ１及び加入者に対する感知可能な最大移動速度を使用することにより、ｔ１において加入者の位置は領域４４で特定されたはずであることが分かる。また、加入者はｔ１において円４２中にいたことを認識されているため、ｔ１における加入者の位置は、小さな領域４３である４２と４４との交差部分に絞られる。この結果は報告される。更に、時間差ｔ２−ｔ３及び加入者に対する感知可能な最大移動速度を使用することにより、ｔ２において加入者の位置は領域４６で特定されたはずであることが分かる。また、加入者はｔ２において円４９中にいたことを認識されているため、ｔ２における加入者の位置は小さな領域４８である４６と４９との交差部分に絞られる。この結果は報告される。４つの曲線の辺により囲まれる領域４７は、加入者が時間ｔ３において領域４５に存在していたことに基づいて加入者がｔ１とｔ２との間に存在していた可能性のある領域である。

（位置特定トリガ）
位置特定トリガ機構は、場所追跡において使用された多くの効率的な技術を共用する。特に、セーフ時間機構は、適切な条件が満足された時に迅速にトリガされることを保証する一方で、システム内部のクエリ率を制限するために使用される。

（起点／目的地トリガ）
起点及び目的地トリガは互いに類似している。起点トリガは、加入者（又は加入者の集合のメンバ）が規定された地理的領域を離れた時に行なわれるトリガである。目的地トリガは、加入者（又は加入者の集合のメンバ）が規定された地理的領域に入った時に行なわれるトリガである。最も一般的な例において、目的地トリガは領域の補完的なものを使用する起点トリガであってもよいが、最も一般的な例は下位ポリゴンにより規定された領域に入ること又は領域を離れることをそれぞれ考慮するため、区別が重要である。多くの場合、重要な領域は関心点の範囲内の領域である。

起点及び目的地トリガは、フィルタにより実現される。フィルタは、関連する集合において加入者に対するパラメータの新しい集合を観測した場合、加入者が目的地トリガの場合には外側から及び起点トリガの場合には内側から領域の境界に近付いているかを確認する必要がある。

（起点トリガ）
起点トリガの場合、システムは、低コストで正確度の低いＬＰＤＢの座標空間においてセーフ領域を規定する。セーフ領域は、全体が起点領域に含まれる対応するセルの集合と同様に単純である。セーフ領域のサイズとＬＰＤＢにおける位置特定クエリのコストとの積により、領域に対して特定のＬＰＤＢを使用するための合計のコストが提供される。この測定基準により最小コストのＬＰＤＢを選択し、ケージトリガに最初のフィルタを提供できる。フィルタが新しいパラメータを受信し、低コストのＬＰＤＢに従って加入者がセーフ領域にいることを迅速に判定する場合、フィルタは処理を完了できる。追跡通知の場合のように、セーフ領域内の位置は、位置特定の結果に加えてセーフ時間間隔を生成するのに使用される。このセーフ時間はフィルタに添付され、それにより、その時間間隔の間に更なる位置特定クエリを実行することを回避する。低コストのＬＰＤＢを使用して、加入者がセーフ領域にいることをフィルタが判定できない場合、実際にはフィルタは、加入者がトリガ領域を離れ、クライアントに通知するためにトリガが行なわれるべきであると判定してもよい。しかし、フィルタはより厳密でコストの高いＬＰＤＢを使用して更なるクエリを実行する必要がある可能性がより高い。十分に厳密なＬＰＤＢが使用される場合、加入者はトリガ領域を離れたと判定されるか、あるいは加入者は新しいセーフ領域（小さいながらも）及び新しいセーフタイマ（短いながらも）を与えられる。

図５は、起点トリガ領域５３内の加入者５０を示す。矩形領域５２はセーフ領域として規定される。円５１は加入者５０を中心とする。円５１は、加入者５０からセーフ領域５２の辺までの最小距離となるような半径を有する。セーフ時間は、５１の半径を加入者５０の最高速度で除算した値で規定される。セーフ時間中、それ以上の位置特定処理は加入者に対して要求されない。

（目的地）
目的地トリガは、起点トリガと同様の方法で監視される。目的地の場合、アンセーフ領域は、目的地トリガ領域を含む低コストのＬＰＤＢを使用して規定される。セーフタイマは、加入者がアンセーフ領域に到達する最短時間に基づいて規定される。セーフタイマが終了した時、十分に正確な結果を得て、新しいアンセーフ領域及びセーフタイマをセットアップするまで又は目的地領域に入ったことを報告するまで、最初は最小コストのＬＰＤＢから、加入者の場所が計算される。図６は、目的地トリガの一例を示す。図中、加入者６０に対するアンセーフ領域６２及びセーフタイマは監視される。目的地トリガ領域６３が規定され、アンセーフ領域６２が規定される。加入者６０は、アンセーフ領域６２の外側にいる。円６１は、加入者６０を中心とし、加入者６０からアンセーフ領域６２までの最短距離により与えられる半径を有する。セーフ時間は、この半径を最高速度で除算した値で規定される。

（近接トリガ）
近接トリガは、２人の所定の加入者が他方に近接するかを監視する。近接トリガは、加入者の別個の対又は加入者の集合における任意の対に対してトリガされる。加入者の別個の対の近接性を追跡する際、セーフ時間の概念が再び使用される。その対が十分に離れていることを正確度の低いＬＰＤＢを使用して確認する際、タイマは可能な最高接近速度に従って設定される。セーフ時間は、加入者間の距離をいずれかの加入者の最高接近速度で除算し、１／２を乗算した値で規定されてもよい。２人の加入者が地表に対して最高接近速度で互いに近づくことができるため、係数１／２が得られる。このタイマの期間、位置特定クエリは、少なくともこの対が近接する目的でいずれの加入者に対しても要求されない。タイマが終了した時、処理は繰り返される。加入者が十分に近接する場合にのみ、正確度の高いＬＰＤＢが使用される必要がある。

加入者の集合からの加入者の任意の対が近接することにより、トリガイベントが引き起こされる場合、より高度な変形例が使用される。複数の対の全ての順列の近接性を検査するのではなく、システムは、加入者の現在の場所に基づいて各加入者に対してセーフ領域を規定する。セーフ領域は、それに到達する加入者の集合の任意の他のメンバに対するセーフ時間と整合性をとって、加入者の周辺の領域を可能な限り遠くまで拡張する。各加入者のセーフ領域は、セーフ時間中、その加入者に対する起点トリガと同様の方法で処理される。加入者の集合の各メンバに対してセーフ領域を生成する処理は、ＬＰＤＢの効率的な選択に適しており、以下のように与えられる。各加入者の位置は、低コストのＬＰＤＢにより特定される。各対の間の可能な最短距離が計算される。各加入者に対するセーフ領域は、この計算値を使用して規定される。加入者が低コストのＬＰＤＢに従って十分に大きなセーフ領域を有する場合、その加入者はセーフ領域を確立する際に更に考慮される必要はない。各加入者に対して十分に大きなセーフ領域を生成するために又は加入者が十分に近接している場合にクライアントにトリガを通知するために、残りの加入者は、正確度のより高いＬＰＤＢを使用して位置特定される。全ての加入者のセーフタイマが開始される。セーフタイマが完了すると、新しいセーフタイマは、加入者がセーフ領域に留まっていることを保証できる時間に基づいて加入者に対して再計算される。加入者がセーフ領域を離れると、新しいセーフ領域は、当該加入者の集合の他のメンバの現在のセーフ領域からの最小距離に基づいて計算される。

機構は、隣接する加入者のセーフ領域を繰り返し更新するように修正される。ここで、これは処理が行なわれる必要のない十分に大きなセーフ領域を各加入者に許可するために必要である。近接トリガがセットアップされると、他の加入者と接触するように非常に近接する加入者に対してのみ多くの処理コストが費やされるという状況に達する。

図７は、監視されている複数の加入者７０、７１、７２、７３及び７４を示し、各セーフ領域は円７５、７６、７７、７８及び７９により囲まれる。種々の加入者が種々のセーフ領域により監視されており、従って種々のセーフタイマが存在することは明らかである。最近接する２人の加入者、加入者７０及び７１は、必ず最小のセーフ領域が割り当てられており、従ってそれら加入者が十分に近接しているかを検証するために最大の位置特定処理量を必要とする。加入者７２、７３及び７４は、集合中の他の加入者と現在近接していないため、非常に長い時間遅延の後、再びチェックされる必要がある。

（加入者のグループの自動的な規定）
追跡及び種々の形式のトリガにより、加入者のグループの監視が可能になる。それらグループは、手動で規定できるが、特定の履歴位置特定条件を満足する加入者としても規定できる。特定の時間における特定の領域の加入者としてグループが規定され、そのグループは、システムユーザの状況において対象となる可能性のある全員を含むことが周知である。グループの一部のメンバが再び近接して現れた場合、又はその最初の領域と類似する特性を有する別の領域に入った場合、適切なトリガが呼び出される。自動グループ化なしで、クライアントは、最初の要求を満足する加入者を明示的に記録する必要があり、それらを後続する要求に供給する。

（履歴解析）
位置特定要求が過去の時間を参照する可能性があり、対象（例えば、加入者）が後の時間まで分からないため、いくつかのロケーションベースのサービスは履歴情報の保存を必要とする。この場合、システムは、解析のために必要とされる限り履歴情報を保存するオプションのみを有する。例えば、証拠が明らかとなった時に法執行機関が過去の犯罪を識別する場合、法執行機関は、その証拠に関して容疑者となった人の移動電話の履歴を規制下で解析したいだろう。

一般に、任意の種類の追跡又はトリガ解析はレトロスペクティブの時にのみ対象となってもよい。しかし、これを達成するために、全ての加入者の完全な履歴が行動と容疑との間の期間に保存される必要があり、それは数年になる可能性がある。十分なデータ記憶容量を仮定すると、問題は上述のシステムにより対処される。保存されたデータが履歴解析の対象となるまで、処理はそのデータに対して要求されない。未処理の制御パラメータは単純に格納され、システムは、履歴間隔が対象となった時、問題になっているそのデータに対する保存データを実行し、新しい入力データとして再生する。

（コンタクトツリーの追跡）
履歴解析の特定の例は、コンタクトツリーの生成である。その原理は、通話レコードを使用して、特定のハンドセットに対する被呼者又は特定のハンドセットへの発呼者の集合を発見することである。ハンドセットへの発呼者、ハンドセットからの被呼者、ハンドセットへのショートメッセージサービス（ＳＭＳ）の送信者又はハンドセットからのＳＭＳ受信者であるそのハンドセットの連絡先を識別できる。

ハンドセットを介する他の形式の対話が生じると、連絡先がネットワーク制御情報において送信される識別番号を有する場合は必ず、連絡先を判定するためにそれら対話が使用される。連絡先集合のクロージャを識別できる。例えば、ＡがＢに電話をかけ、ＢがＣに電話をかけ、ＣがＤに電話をかけ、ＸがＹに電話をかけ、ＹがＡにテキストメッセージを送信したと仮定する。従って、Ａが対象である場合、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｘ及びＹも対象となる。しかし、連絡先の解析は、匿名の現金払い方式のハンドセット等の複数の別個のハンドセットを使用する処理により妨げられる可能性がある。しかし、ＡがＢに対してＢの第１のハンドセットに電話をかけ、ＢがＣに対してＢの第２のハンドセットにおいて電話をかける場合、双方のＢのハンドセットは、ＡがＢに電話をかけた直後又はそのすぐ後には物理的に近くにある可能性が高い。従って、システムは、直接通話の関係に加え近接性に関するコンタクトツリーを生成するための機能を取り入れている。例えば、ＡがＢに対してＢの第１のハンドセットに電話をかけ、Ｂの第１のハンドセットに近接する別のハンドセットがＣに電話をかけるとする。他のハンドセットがＢの第２のハンドセットであると仮定する。これにより、連絡先集合Ａ、Ｂの第１のハンドセット、Ｂの第２のハンドセット及びＣが得られる。

この技術は、履歴データにおいて全てのモバイルネットワークの有効範囲全体に対して最も有用である。全ての連絡先が識別されることが保証される。しかし、範囲に含まれる一部のネットワークのみに対しても、同一ネットワーク内の近接する連絡先を識別でき、個々のハンドセットに対して以前可能であった範囲より広範囲の連絡先ネットワークを構築するために課金レコードの通話連絡先によりそれら連絡先を改良できる。例えば、複数の匿名のプリペイド式移動電話が同一ネットワーク上で購入され、課金情報から生成された対象のハンドセットに対する連絡先集合がそれらハンドセットのうちの１つを含む場合、監視中のネットワーク内の近接する連絡先は、他のプリペイド式ハンドセットを識別でき、それらハンドセットは連絡先に関して解析され、元のハンドセットの連絡先集合を拡張できる。

（相対的近接性）
２つのハンドセットが同一モバイルネットワーク上にある場合、システムは、第１のハンドセットに非常に近接する候補ハンドセットを非常に効率的且つ正確に生成できる。生成された物理的場所はある程度のエラーを有する可能性があるが、ハンドセットは観測され、多くのほぼ同一の制御パラメータを有する。このように挙動するパラメータの集合を使用してシステムを構成できる。近接性は、正確度の高いＬＰＤＢを使用して生パラメータを場所に変換するコストのかかるステップなしで、生パラメータを比較することにより評価される。

２つのハンドセットが異なるモバイルネットワーク上にある場合、種々のネットワークがＢＴＳの場所を共用する場合があるため、相対的近接性のいくつかの面が使用されてもよい。しかし、一般に、近接している可能性のあるハンドセットの集合は低コストのＬＰＤＢを使用して計算され、集合中のそれら近接している可能性のあるハンドセットに対して、正確度の高い位置特定要求が正確な近接性を判定するために行なわれる。

本発明の範囲から逸脱せずに、本発明の種々の変形及び変更が当業者に対して明らかとなるだろう。本発明は、本明細書に説明された実施形態に不当に制限されないことが理解されるべきである。

本発明の一実現例において使用される装置の構成の一例を示す図である。 本発明の一実現例において使用される装置の構成の一例を示す図である。 場所追跡の一例を示す図である。 場所追跡の間に正確度を向上できる方法の一例を示す図である。 起点トリガの場合の一例を示す図である。 目的地トリガの場合の一例を示す図である。 複数の加入者が近接する場合の一例を示す図である。

Claims (35)

1. 移動電話ネットワークにおいてデバイスの位置を特定し且つデバイスを追跡する方法であって、
   （ａ）加入者データベースにおいて移動電話制御パラメータを受信するステップと、
   （ｂ）クエリされた場合、各々が制御パラメータを地理的場所にマッピングし、位置特定の結果を返す１つ以上の位置特定パラメータデータベース（ＬＰＤＢ）を使用するステップと
   を含み、
   １つ以上のフィルタは、前記加入者データベースにより受信される前記制御パラメータに適用され、各フィルタは、前記フィルタのタスク及び前記デバイスの現在の状態に適するＬＰＤＢを用いて処理を選択的に開始する方法。
2. フィルタは、少なくとも１つの位置特定パラメータデータベースに対して、前記位置特定パラメータデータベースに制御パラメータが供給されるかを判定する請求項１記載の方法。
3. フィルタは、所定の加入者又は加入者のグループのメンバに対する制御パラメータの変更を観察する請求項１記載の方法。
4. フィルタは、最小コストの位置特定パラメータデータベースを使用して、特定の重要な地理的領域に関連する制御パラメータを観察する請求項３記載の方法。
5. フィルタは、トリガ条件が満たされるか否かに依存して適切な位置特定パラメータデータベースを選択する請求項１記載の方法。
6. フィルタは、最小の計算コストを提供する前記位置特定パラメータデータベースを選択する請求項１記載の方法。
7. 特定の要求に対して、最小の処理コストを有するが必要な正確度の結果を返すと予想される位置特定機構が選択される請求項１記載の方法。
8. トリガ条件は、規定された領域に入る加入者に関連する請求項５記載の方法。
9. トリガ条件は、規定された領域から離れる加入者に関連する請求項５記載の方法。
10. トリガ条件が満たされない場合、前記加入者の予想速度の関数である期間後、前記フィルタは再計算する請求項５記載の方法。
11. １つの位置フィックスからの情報は、次のフィックスの可能な場所を制限するために使用される請求項１記載の方法。
12. トリガ条件が満たされる場合、前記フィルタにより、適切な位置特定パラメータデータベースに制御パラメータが供給され、前記関連する加入者の地理的場所を返すようにする請求項５記載の方法。
13. フィルタは、格納された加入者データベースコンテンツに対するレトロスペクティブ処理を呼び出し、地理的領域に入る加入者の出発地を発見する請求項１記載の方法。
14. フィルタは、格納された加入者データベースコンテンツに対するレトロスペクティブ処理を呼び出し、加入者の活動の履歴を発見する請求項１記載の方法。
15. 種々のコストの点でトレードオフした追加のＬＰＤＢは、更に多くのオプションを前記システムに提供するために追加される請求項１記載の方法。
16. 前記加入者データベースは、ネットワーク上の全ての加入者に対する制御パラメータレコードを保存する請求項１記載の方法。
17. 位置特定パラメータデータベースは、ＲＦレベルを使用する請求項１記載の方法。
18. 位置特定パラメータデータベースは、一対の割合を使用する請求項１記載の方法。
19. 位置特定パラメータデータベースは、セルタイミングアドバンスを使用する請求項１記載の方法。
20. 位置特定パラメータデータベースは、セル識別を使用する請求項１記載の方法。
21. 位置特定パラメータデータベースは、前記加入者により使用されるＧＰＳデバイスからフィードバックされるＧＰＳ追跡データを使用する請求項１記載の方法。
22. 一部の有効範囲のみ存在する場合、次に正確度の高いＬＰＤＢが選択されるか、又は利用可能な最も正確で正確度がより低いＬＰＤＢが選択される請求項１乃至２１のいずれか１項に記載の方法。
23. 正確度の高い追跡は、ＲＦ ＬＰＤＢにおいて候補バケットを識別するために最初の（セル，タイミングアドバンス）ＬＰＤＢを使用する請求項１記載の方法。
24. 起点トリガがフィルタを使用して実現される場合、加入者又は加入者の集合のメンバが規定された地理的領域から離れる時に前記起点トリガはトリガされる請求項１記載の方法。
25. 目的地トリガがフィルタを使用して実現される場合、加入者又は加入者の集合のメンバが規定された地理的領域に入る時に前記目的地トリガはトリガされる請求項１記載の方法。
26. 近接トリガは、２人の加入者が互いに近接するかを監視する請求項１記載の方法。
27. 加入者のグループは、特定の時間に特定の領域にいる前記加入者として自動的に規定される請求項１記載の方法。
28. 前記グループの一部のメンバが再び近接して現れるか又はその最初の領域と同様の特性を有する別の領域に入る時、前記適切なトリガが呼び出される請求項２７記載の方法。
29. コンタクトツリーは、通話レコードを使用して生成され、特定のハンドセットに対する被呼者の集合又は特定のハンドセットへの発呼者の集合を発見する請求項１記載の方法。
30. 前記方法は、混雑区間の車両の存在を判定するために使用される請求項１記載の方法。
31. 前記方法は、道路通行料金システム又は道路使用料金システムにおける車両の存在を判定するために使用される請求項１記載の方法。
32. 前記方法は、保険料設定に対する道路上の車両の使用量を判定するために使用される請求項１記載の方法。
33. 前記方法は、政府取り締まり法執行の目的で移動加入者の位置を特定し且つ移動加入者を追跡するために使用される請求項１記載の方法。
34. 前記方法は、１つの集団の車両を追跡するために使用される請求項１記載の方法。
35. 移動電話ネットワークにおいてデバイスの位置を特定し且つデバイスを追跡する装置であって、
    （ａ）移動電話制御パラメータを受信する加入者データベースと
    （ｂ）クエリされた場合、各々が制御パラメータを地理的場所にマッピングし、位置特定の結果を返す１つ以上の位置特定パラメータデータベースと
    を具備し、
    １つ以上のフィルタは、前記加入者データベースにより受信される前記制御パラメータのストリームに適用され、各フィルタは、前記フィルタのタスク及び前記デバイスの現在の状態に適するＬＰＤＢを使用して処理を選択的に開始する装置。

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