JP2011517178A - 地震津波セルラー警告システム - Google Patents

Abstract

セルラーシステム（１００）で使用するための方法（７００）であり、これは、プライマリ警告通知（７１０）とプライマリ警告通知に関連する検証情報（７１５）を備える所定のメッセージ（７０５）を、セルラー通信システムの１つ以上のセル内のユーザ端末群へ送信するステップを備える。この所定のメッセージは、シングルユーザへのメッセージに対して専用とされている、セルラー通信システムの物理チャネル（７４５）上で、セルラー通信システム（１００）内の複数のユーザ端末（７４０）へ同時に送信され、また、所定のメッセージは、ユーザ端末群に、同一のチャネル上で後続するメッセージ群でセカンダリ警告通知を検出させる（７２０）。
【選択図】 なし

Description

本発明は、セルラー通信システムにおける警告を改善するための方法及び装置を開示するものである。

第３世代パートナーシッププロジェクトである３ＧＰＰと呼ばれる、セルラー通信プロジェクトでは、いわゆる、地震津波警告システムであるＥＴＷＳシステムが定義されている。

この名称が示すように、ＥＴＷＳの機能は、３ＧＰＰシステムのユーザに、地震、津波、加えて、可能であれば、他の災害を通知し、更に、何をすべきかをユーザに通知することである。

ＥＴＷＳは、プライマリ通知とセカンダリ通知と呼ばれる、２種類の通知を備えている。プライマリ通知の主目的は、地震、津波、あるいは可能であれば、他の災害の発生をユーザに迅速に警告することであり、一方、セカンダリ通知の主目的は、例えば、ビル等からの非難のような取るべき手順に関するいくつかの情報をユーザに提供することである。

ＥＴＷＳシステムの性質及び目的によって、ある地域内のユーザへのプライマリ通知の送信に対する時間的な要件は、できる限り厳密には４秒であり、この時間内に、プライマリ通知は対象とするユーザのすべてに送信されなければならない。

加えて、ＥＴＷＳシステム内で送信されるプライマリ通知は、ＥＴＷＳメッセージ、特に、プライマリ通知メッセージが未認可ユーザへ送信されてしまうことを防止するためのビルトインメカニズムを有するべきである。

上述のように、セルラー通信システム内のＥＴＷＳシステムに、かなり短い時間制限内で多数のユーザへプライマリ通知を送信することが可能になるソリューションが必要とされている。加えて、このソリューションは、このＥＴＷＳシステムに、ＥＴＷＳシステムの未認可ユーザが回避されるような、安全な方法でプライマリ通知を送信することを可能にするべきである。

このようなソリューションは、本発明によって提案される。本発明では、セルラー通信システムにおいて使用するための方法を開示している。本発明の方法は、プライマリ警告通知とそのプライマリ警告通知に関連する検証情報を備える所定のメッセージを、セルラー通信システムの１つ以上のセル内のユーザ端末に送信するステップを備える。

本発明の方法に従えば、所定のメッセージは、シングルユーザ群へのメッセージ群に対して専用とされる、セルラー通信システムにおける物理チャネル上で、そのセルラー通信システム内の複数のユーザ端末に同時に送信される。

本発明の一実施形態では、その所定のメッセージに対して使用される物理チャネルは、セルラー通信システム内のページングチャネルである。

本発明の一実施形態では、所定のメッセージは、ユーザに、同一の物理チャネル上の後続のメッセージでセカンダリ警告通知を検出させる。

本発明の一実施形態では、所定のメッセージは、その所定のメッセージを識別し、かつ受信するユーザ端末に、所定の方法でその所定のメッセージを取り扱わせるメッセージのタイプである。

本発明の一実施形態では、所定のメッセージは、プライマリ警告通知と検証情報に対する専用メッセージタイプである。

一実施形態では、プライマリ警告通知と検証情報は、所定のメッセージの情報要素群で構成される。

適切には、本発明の方法は、広帯域符号分割多元アクセスであるＷＣＤＭＡ、あるいは時分割同期符号分割多元アクセスであるＴＤ ＳＣＤＭＡに適用される。

本発明は、更に、無線ネットワークコントローラであるＲＮＣ、ユーザ端末であるＵＥを開示していて、これらは、本発明に適用されるシステムにおいて使用されるものである。

本発明に適用されるシステムの概観を示す図である。 本発明に適用されるシステムの概観を示す図である。 本発明の実施形態１のイベント群のシーケンスを示す図である。 本発明の実施形態１のメッセージを示す図である。 本発明の実施形態２のイベント群のシーケンスを示す図である。 本発明の実施形態２のメッセージを示す図である。 本発明の方法を示すフローチャートである。 本発明のＲＮＣを示すブロック図である。 本発明のＵＥを示すブロック図である。

本発明は、以下では、広帯域符号分割多元アクセスであるＷＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）として知られるセルラーシステム、時分割同期符号分割多元アクセスであるＴＤ ＳＣＤＭＡ（Time Division Synchronous Code Division Multiple Access）として知られるセルラーシステムの用語を使用して説明する。これは、本発明は、主に、このようなシステムに対して意図されていることに起因するが、この用語が本発明に対して想定されるあるいは本発明に与えられる保護の範囲を制限するものとして解釈されるべきではない。これは、本発明が、同様の状況あるいは問題が存在する他のセルラーシステムについても適用することができるからである。

図１は、本発明を適用することができるシステム１００の概観を示している。システム１００はセルラーシステムであり、これは、いくつかのセルを備え、それらの内の１つが、図１では１０５で示されている。セル１０５は、いくつかのユーザ端末であるＵＥを収容することができ、それらの内の１つが例として１１０で示されている。

このシステム内の各セルに対して、制御ノード１１５、ノードＢが更に存在し、このノードＢは、その役割の１つとして、セル１０５内のＵＥ群に対するトラフィックを制御する役割を有している。システム１００は、更に、無線ネットワークコントローラであるＲＮＣ１２０と、サービングＧＰＲＳサポートノードであるＳＧＳＮ１２５、セルブロードキャストセンタであるＣＢＣ１３０を備えている。ＲＮＣ、ＳＧＳＮ及びＣＢＣの機能及び役割は、当業者には周知であるので、ここではその詳細は記載しない。

上述のように、本発明は、図１のシステム１００のようなセルラーシステムにおける、地震津波警告システムであるＥＴＷＳに向けられている。本発明の目的は、システム１００のオペレータに、いわゆるＥＴＷＳプライマリ警告通知を、できる限り迅速にかつ確実に４秒の時間制限内にシステムの１つ以上のセル内のユーザに送信することを可能にすることである。このプライマリ警告通知は、ＥＴＷＳシステムの不正使用を不可能にするように、安全に送信されるべきである。

プライマリ警告通知の送信に対して必要な速度を獲得するために、本発明は、より少ない頻度でＵＥ群が検出する物理チャネルに比べて、セル内のＵＥ群が頻繁に検出することになる物理チャネルを使用する。プライマリ警告通知を送信するための、本発明によって利用される物理チャネルは、システム１００内の、いわゆるページングチャネルＰＣＨであることが適切である。

ＥＴＷＳシステムに対して必要とされる安全性を確保するために、本発明に従うＵＥ群は、ＥＴＷＳ認証キーを受信する。これは、プライマリ通知警告が真正であることを検証するために使用される。このキーは、ＵＥが最初にＳＧＳＮに登録する時点に、ＵＥに最初に与えられるものである。

適切には、ＥＴＷＳ認証キーは、ある間隔でシステムによって変更されるあるいは更新され、それらの間隔の間でＵＥによって記憶される。オプションとしては、安全性をより高めるために、異なるセル内のユーザ群あるいはセル群の異なるグループは、異なるキーが与えられる。

上述のように、安全性のために、定期的にキーを置換あるいは更新することが要求される場合がある。例えば、ローカルタイムで２３時５０分に、あるＵＥがＳＧＳＮに登録して、キーｋ１が与えられるとする。また、ローカルタイムで００時００分に、そのキーがキーｋ２に置換されるとする。

更に、００時０５分に、地震が発生して、ローカルタイムで００時０９分にプライマリ通知警告が生成されるとする。この警告がｋ２によって保護される場合、ＵＥは、それを検証することができないことになる。つまり、それと、異なるキーを備える同一のプライマリ警告通知を２回送信する必要がある可能性がある。一方で、これは、どのキーによって検証すべきかを試行すべきメッセージであるについて混乱を招く可能性がある。この目的を達成するために、キーインジケータを使用することができる。これは、キーに対する単純な「バージョン番号」であり、例えば、ｖ＝０、１、２、０、１、２、０、１のように、キーが更新される毎に、「周期的」な形態で増加する。ＵＥにキーのバージョン番号が与えられると、そのバージョン番号は、セキュリティ情報を含むメッセージに追加される。

どのようにしてプライマリ警告通知が関係するＵＥへ送信されるかについての具体的なメカニズムについて着目すると、このシステムは、（物理的な）ページングチャネルを使用して、１つ以上のセル群に同時にプライマリ警告通知を送信するが、これに対しては所定のメッセージタイプを使用する。

本発明に従えば、ＵＥは、このメッセージタイプのページングメッセージをＥＴＷＳメッセージとして取り扱うようにプログラムされていて、また、所定の方法であるいはそのメッセージに定義されている方法でＵＥのユーザに通知されることになる。ここで、その定義されている方法には、例えば、ＵＥのディスプレイにメッセージを点滅すること、あるいは、テキストメッセージ（ＳＭＳ）が受信される場合にビープ音を発生させること等がある。

図１のセル１０５内に、ＵＥ１１０−１１３のグループが存在する状況が、図２に示されている。システム１００のオペレータは、ＥＴＷＳプライマリ警告通知を、セル１０５内のＵＥ１１０−１１３へ送信する必要がある。

ＥＴＷＳプライマリ警告通知は、ＣＢＣ１３０で開始される。ＣＢＣ１３０は、これをＲＮＣ１２０へ通信する（ＥＴＷＳメッセージに対してトランスペアレントである、ＳＧＳＮ１２５をバイパスして）。次に、ＲＮＣ１２０は、対応するメッセージをノードＢ１１５へ送信し、このノードＢ１１５は、所定のメッセージタイプのページングメッセージを、セル１１０内のＵＥ１１０−１１３へ送信する。

本発明は、ＥＴＷＳプライマリ警告通知と、それに付随する検証情報がＵＥに送信され得る、２つの実施形態を開示している。図３に示される実施形態１では、システム１００内の異なるノード間でやり取りされるメッセージが示されている。ステップ（矢印）１及び２は、ＥＴＷＳプライマリ警告通知に対する時間制限内に完了されなければならない。

１：いわゆる書込−置換メッセージは、この状況では、ＳＧＳＮが「トランスペアレント」である状態で、ＣＢＣからＲＮＣへ送信される。

２：ＲＮＣは、ＣＢＣからの書込−置換メッセージを、ＲＮＣが「制御する」１つ以上のセル内のＵＥ群へＥＴＷＳプライマリ警告通知を送信するための命令として解釈する。本発明の実施形態では、ＵＥ群へ送信されるメッセージは、専用メッセージであり、これは、例えば、ＥＴＷＳ＿Ｐｒｉｍａｒｙ＿Ｎｏｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＥＴＷＳ＿プライマリ＿通知）である。専用メッセージの使用は、このようなデータを構成することをメッセージに対して必要となることを未然に防ぐものである。このようなデータには、例えば、移動体地域コードであるＭＣＣ、あるいは移動体ネットワークコードであるＭＮＣがあり、これは、送信のスピードアップに役立たせるものである。専用メッセージは、更に、適切な検証情報を備えている。

ステップ３−５は、セカンダリＥＴＷＳ通知に関するものであり、これについて、以下で簡単に説明する。

３：ＲＮＣは、いわゆるＢＭＣ（ブロードキャストマルチキャスト制御）スケジュールメッセージをＵＥあるいはＵＥ群に送信する。ＢＭＣスケジュールメッセージは、各ＢＭＣ ＣＢＳ（セルブロードキャストサービス）メッセージに対するタイムロケーションと、後続するＣＢＳスケジュール期間内のＢＭＣスケジュールメッセージのタイムロケーションを記述している。

４：ＲＮＣからＵＥあるいはＵＥ群へ送信されるＢＭＣ ＣＢＳメッセージは、セカンダリ警告メッセージをＵＥ群へ搬送する。

５：ＲＮＣは、警告メッセージを受信していることと、可能であれば、特定エリア内でブロードキャストされたそのメッセージの数についての情報を、ＣＢＣに報告する。この報告は、異なるシステム間で変更されても良いが、例えば、この報告には、メッセージがＣＢＣからＲＮＣによって受信されたことを示す「ＡＣＫ」を備えても良く、あるいは、ノードＢがそのエリア内でメッセージをブロードキャストされている回数をＲＮＣが一旦判定していることを示す、ＲＮＣからの「ＡＣＫ」であっても良い。

ノードＢ１１５を介してＲＮＣ１２０からＵＥ１１０−１１３へ送信される専用メッセージの実施形態の例が、図４に示される。このメッセージは、いわゆる無線リソース制御であるＲＲＣメッセージであり、図４に示されるフィールド群を備える。図４のＲＲＣメッセージのフィールド群内の略語は、以下のように解釈されるべきである。

ＭＰ：必須
ＣＨ：履歴上の条件
ＯＰ：オプション
図４に示されるように、以下のフィールドは、ＲＲＣメッセージで示されている。

・メッセージタイプ、ＭＰ
・整合性チェック情報、ＭＰ
・ＥＴＷＳ情報：
○警告タイプ、ＭＰ
○メッセージＩＤ、ＭＰ
○シリアル番号、ＭＰ
・ＥＴＷＳ警告セキュリティ情報、ＯＰ
この実施形態では、上述のように、メッセージが、ページングチャネルＰＣＨである物理チャネル上で送信される。これに対して使用される論理チャネルは、アイドルモードあるいは接続モードＵＲＡ＿ＰＣＨ、ＣＥＬＬ＿ＰＣＨあるいはＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨ状態であるＵＥに対するＣＣＣＨであっても良い。代替としては、このメッセージは、接続モードＣＥＬＬ＿ＤＣＨ状態で、ＤＣＣＨチャネルでＵＥに対して送信されても良い。

ＥＴＷＳプライマリ警告通知メッセージと、それに付随する検証情報を送信するための、本発明によって開示される実施形態２が、図５に示される。ここでは、図３の同一の番号を有するいくつかの矢印が示されていて、これは、送信されるメッセージの間に類似性があるからである。

これらの実施形態の違いは、ＲＮＣからＵＥ群へ送信されるメッセージである、図５の番号２’によるメッセージである。メッセージ２’と図３のメッセージ２との間の違いは、メッセージ２’が、ＥＴＷＳプライマリ通知メッセージに対して専用とされるメッセージでないことである。代わりに、このメッセージ２’は、情報要素群であるＩＥ群に存在するページングチャネル上のメッセージである。このＩＥ群は、ＥＴＷＳプライマリ通知メッセージと検証情報を備えている。

図６は、この実施形態のＲＲＣメッセージ内で構成される以下のフィールド群を示している。

・メッセージタイプ、ＭＰ、この場合、ページングタイプ１
・ページングレコードリスト、ＣＨ
・ページングレコード、ＭＰ
・ＢＣＣＨ修正、ＯＰ
・ＥＴＷＳ情報：
○ＥＴＷＳ情報警告タイプ、ＭＰ
○メッセージＩＤ、ＭＰ
○シリアル番号、ＭＰ
・ＥＴＷＳ警告セキュリティ情報、ＯＰ
上述のように、図６のＲＲＣメッセージ内の２つのＩＥ群だけがＥＴＷＳに関連していて、実質的には、図３に関連して説明されるものと同一である。ＲＲＣメッセージの残りのＩＥ群は、当業者には周知であるので、ここでは、説明しない。

図７は、本発明の方法７００のフローチャートである。代替あるいはオプションのステップが、図７の破線で示されている。

上述のように、方法７００は、図１に示されるシステム１００のようなセルラー通信システムで使用することを意図するものであり、これは、ステップ７０５と、プライマリ警告通知を備える所定のメッセージを、システムの１つ以上のセル内のユーザ端末群に送信する、ステップ７１０と、プライマリ警告通知に関連する検証情報を送信する、ステップ７１５とを備える。

ステップ７２０は、一実施形態では、同一のチャネル上の後続メッセージ群において、ユーザ端末群に、セカンダリ警告通知を検出させるための所定のメッセージを示している。ステップ７２５は、一実施形態では、所定のメッセージが、その所定のメッセージを識別するメッセージタイプであり、また、受信するユーザ端末に、その所定のメッセージを所定の方法で取り扱わせることを示している。

ステップ７３０は、一実施形態では、所定のメッセージが、プライマリ警告通知と検証情報に対する専用メッセージであることを示していて、一方、ステップ７３５は、一実施形態では、プライマリ警告通知と検証情報が、所定のメッセージの情報要素に構成されていることを示している。

ステップ７４０で示されるように、所定のメッセージは、複数のユーザ端末に同時に送信され、これは、ステップ７４５で、システムの物理チャネル上で、シングルユーザ群へのメッセージに対して専用のものとなる。

ステップ７５０で、一実施形態では、所定のメッセージに対して使用される物理チャネルは、システムのページングチャネルであることを示している。

上述しているように、方法７００は、ＷＣＤＭＡシステム、即ち、広帯域符号分割多元アクセスシステム、あるいはＴＤ ＳＣＤＭＡシステム、即ち、時分割同期符号分割多元アクセスシステムに適用される。

図８は、本発明の無線ネットワークコントローラである、ＲＮＣ８００のブロック図を示していて、図８では、主に、本発明によって追加されるあるいは補正されるＲＮＣ８００の機能について着目している。

本発明のＲＮＣは、ＣＢＣからの書込−置換リクエスト／指示を受信するように構成されていて、これは、パラメータ「ページングＥＴＷＳインジケータ」とパラメータ「警告タイプ」とを備え、これには、パラメータ「警告セキュリティ情報」が付随するあるいは付随しない。ＲＮＣ８００は、ＣＢＣからこれらのリクエスト／指示を処理するように構成されていて、ここでは、ＲＮＣ８００は、それらをＣＢＣによって特定される、適切なノードＢに転送する。

書込−置換リクエスト／指示は、本発明において構成される２つの方法の内の１つで、ＲＮＣ８００によって処理される。この２つの方法は、即ち、プライマリ警告通知と検証情報に対する専用メッセージタイプで、そのリクエスト／指示における情報をノードＢに送信すること、あるいは、プライマリ警告通知と検証情報とを、所定のメッセージ内の情報要素群であるＩＥ群に構成させることである。本発明のＲＮＣ８００によって使用される、これらの２種類の方法のどちらかは、システムに依存し、そのどちらもが本発明によっって包含される。

本発明は、更に、図９に示される、参照番号９００のＵＥのブロック図を開示している。図９は、本発明によって主に関係のあるＵＥ９００のいくつかの部分のみを示している。

本発明のＵＥ９００は、ページングチャネルＰＣＨのような、シングルユーザへのメッセージのために使用される物理チャネルにおいて、メッセージを受信するための機能９０５を備える。加えて、ＵＥ９００は、例えば、注目の物理チャネル上で通常送信されるページングメッセージあるいは他のメッセージに対して、そのチャネル上のメッセージを、ＥＴＷＳメッセージとして認識する機能９１０を備える。このような認識は、本発明の一実施形態によって開示されるメッセージタイプによって行われる、あるいは本発明の別の実施形態によって開示されるような、メッセージ内の１つ以上の個別のＩＥを識別することによって行われる。どちらの実施形態も、詳細は、本明細書において上述したものである。

本発明は、上述の実施形態及び図で示されるいくつかの例に制限されるものではなく、添付の請求の範囲内で自由に変形され得る。

Claims (14)

1. セルラー通信システム（１００）において使用するための方法（７００）であって、
   プライマリ警告通知（７１０）と前記プライマリ警告通知に関連する検証情報（７１５）を備える所定のメッセージ（７０５）を、前記セルラー通信システムの１つ以上のセル内のユーザ端末群へ送信するステップを備え、
   前記所定のメッセージは、シングルユーザ群へのメッセージ群に対して専用とされている、前記セルラー通信システムの物理チャネル（７４５）上で、前記セルラー通信システム（１００）内の複数のユーザ端末（７４０）へ同時に送信される
   ことを特徴とする方法（７００）。
2. 前記物理チャネルは、前記セルラー通信システム（１００）のページングチャネル（７５０）である
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法（７００）。
3. 前記所定のメッセージは、前記複数のユーザ端末に、同一のチャネル上で後続するメッセージ群でセカンダリ警告通知を検出させる（７２０）
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法（７００）。
4. 前記所定のメッセージは、該所定のメッセージを識別し（７２５）、かつそれを受信するユーザ端末（１１０）に、所定の方法で前記所定のメッセージを取り扱わせる、メッセージタイプである
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法（７００）。
5. 前記所定のメッセージは、前記プライマリ警告通知と前記検証情報に対する専用メッセージタイプ（７３０）である
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法（７００）。
6. 前記プライマリ警告通知と前記検証情報は、前記所定のメッセージ内の情報要素群（７３５）に構成される
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法（７００）。
7. 広帯域符号分割多元アクセスであるＷＣＤＭＡのシステム、あるいは時分割同期符号分割多元アクセスであるＴＤ ＳＣＤＭＡのシステムに適用される
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法（７００）。
8. セルラー通信システム（１００）用の無線ノードコントローラＲＮＣ（８００）であって、
   当該無線ノードコントローラＲＮＣ（８００）は、前記セルラー通信システム内のＣＢＣから書込−置換リクエスト／指示を受信するように構成され、
   前記書込−置換リクエスト／指示は、「警告セキュリティ情報」を付随するあるいは付随しない、パラメータ「ページングＥＴＷＳインジケータ」とパラメータ「警告タイプ」を含み、
   当該無線ノードコントローラＲＮＣ（８００）は、前記ＣＢＣから前記書込−置換リクエスト／指示を処理し、かつ処理された情報を対応するメッセージで、ノードＢのＵＥへ転送するための前記ＣＢＣによって特定される、前記ノードＢへ転送するように構成されている
   ことを特徴とする無線ノードコントローラＲＮＣ（８００）。
9. 当該無線ノードコントローラＲＮＣ（８００）は、専用メッセージとして、前記処理された情報を前記ノードＢへ転送するように構成されている
   ことを特徴とする請求項８に記載の無線ノードコントローラＲＮＣ（８００）。
10. 当該無線ノードコントローラＲＮＣ（８００）は、所定のメッセージ内の情報要素群での情報要素専用メッセージとして、前記処理された情報を前記ノードＢへ転送するように構成されている
    ことを特徴とする請求項８に記載の無線ノードコントローラＲＮＣ（８００）。
11. セルラー通信システム（１００）で使用するためのユーザ端末ＵＥ（９００）であって、
    当該ユーザ端末ＵＥ（９００）は、シングルユーザ群へのメッセージ群に対して使用される物理チャネル上でメッセージを受信する機能（９０５）と、
    前記物理チャネル上のメッセージを、地震津波警告メッセージであるＥＴＷＳメッセージとして認識するための機能（９１０）と
    を備えることを特徴とするユーザ端末ＵＥ（９００）。
12. 前記ＥＴＷＳメッセージの認識は、メッセージタイプによって行われる
    ことを特徴とする請求項１１に記載のユーザ端末ＵＥ（９００）。
13. 前記ＥＴＷＳメッセージの認識は、前記物理チャネル上のメッセージ内の１つ以上の情報要素群によって行われる
    ことを特徴とする請求項１１に記載のユーザ端末ＵＥ（９００）。
14. 前記物理チャネルは、ページングチャネルＰＣＨである
    ことを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載のユーザ端末ＵＥ（９００）。

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