JP2012143013A - ページング負荷の均衡化およびトラッキングエリアの更新 - Google Patents

ページング負荷の均衡化およびトラッキングエリアの更新 Download PDF

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Abstract

【課題】トラッキングエリア（ＴＡ）を割り当てるための方法が開示されている。
【解決手段】無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）のモビリティ状態が判定され、判定されたモビリティ状態に基づいてＴＡが割り当てられる。さらに開示されているのは、クローズドサブスクライバグループ（ＣＳＧ）ＴＡにアクセスするための方法である。ＣＳＧ ＴＡ識別子はＷＴＲＵにおいて受信され、格納される。ブロードキャストされたＣＳＧ ＴＡが受信され、ブロードキャストＣＳＧ ＴＡの識別子が、すでに格納されているＣＳＧ ＴＡ識別子と一致する場合には、ブロードキャストＣＳＧ ＴＡがアクセスされる。さらに開示されているのは、ＷＴＲＵのモビリティ状態を変更するための方法である。ＷＴＲＵの現在のモビリティ状態が判定され、ＷＴＲＵの所定の距離関数が検出される。その所定の距離関数を判定して、その距離関数がしきい値を超えていると判断した場合には、モビリティ状態が、その判定された距離関数に基づいて変更される。
【選択図】図３

Description

本発明は、無線通信に関する。
Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ（３ＧＰＰ）では、近年、スペクトル効率を高め、さらに高速なユーザエクスペリエンス（ユーザ体験）をもたらすために、新しい技術、新しいネットワークアーキテクチャ、新しい構成、および新しいアプリケーションとサービスを無線セルラーネットワークにもたらすＬｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）プログラムに着手している。
ＬＴＥにおいて、トラッキングエリア（ＴＡ）の概念は、Universal Mobile Telecommunications Systems（ＵＭＴＳ：ユニバーサル移動電話システム）のルーティングエリア／ロケーションエリア（ＲＡ／ＬＡ）およびUMTS Terrestrial Radio Access Network Registration Area（ＵＲＡ）の概念に取って代わり、携帯電話エリアトラッキング操作を簡略化して、無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）が実行する必要のあるエリアの更新によって生じるオーバーヘッドを軽減する。ＷＴＲＵは、ＬＴＥ＿ＩＤＬＥ状態にあるときは通常、いかなるパケットも送信または受信していない。ＷＴＲＵが基地局またはｅｎｈａｎｃｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂ（ｅＮＢ）とアクティブに通信していないので、そのＷＴＲＵの位置は正確には知られていないこともある。ＴＡはＷＴＲＵが最新に登録されたエリアを表し、特定のセル内のＷＴＲＵの位置を見つけるためにＴＡ内のＷＴＲＵをページング（呼び出し）する必要がある。ＴＡアップデート（ＴＡＵ）は、ＷＴＲＵが、あるＴＡから別のＴＡへと境界を越えるときに生成される。
ＷＴＲＵアイドルモードにおいて、ＴＡの概念はまた、ＲＡアップデート（ＲＡＵ）およびＬＡアップデート（ＬＡＵ）または組み合わしたＲＡＵ／ＬＡＵも含む。現在のＬＴＥシステムでは、「複数ＴＡ登録（ｍｕｌｔｉｐｌｅ−ＴＡ ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）」方式（scheme）および「重複ＴＡ（ｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇ ＴＡ）」方式（scheme）という２つのＴＡの操作方式（scheme）を定義している。
「複数ＴＡ」方式においては、ＬＴＥセルは１つのＴＡのみに属すが、ＷＴＲＵは複数のＴＡで割り当てられてもよい。１つのＷＴＲＵが複数ＴＡに割り当てられる場合、ＷＴＲＵは、割り当てられているＴＡ間の境界を越えるときにＴＡＵを実行する必要がない。
「重複ＴＡ」方式においては、１つのセルは複数のＴＡに割り当てることができ（システム情報で放送する）、１つのＷＴＲＵは１つのＴＡのみに割り当てられる。重複割り当てされているセルにおいて、ＷＴＲＵは、その割り当てられているＴＡが重複するセルのＴＡリストにある場合、ＴＡＵを実行する必要がない。
ＴＡＵの回数およびシステムに対して結果として生じるシグナリングオーバーヘッドを減らすように、ＴＡを割り振ることが検討されてきた。ＬＴＥネットワークにおけるＴＡの配置および割り当ては、ＷＴＲＵページングがすべての割り当てられているＴＡでセルによって実行されるので、アイドルモード（待機モード）でのページング操作に影響を与える。加えて、複数ＴＡリスト方式では、ＷＴＲＵは複数のＴＡを割り当てられることもある。ＬＴＥ＿ＩＤＬＥ状態においては、ネットワークは、ＴＡレベルでしかＷＴＲＵを認識しない。このことは、ページングおよびその他の目的で、ネットワークが、すべての割り当てられているＴＡ上でＷＴＲＵとコンタクトすることしかできないことを意味するが、これはページングの負荷を不必要に増大させる可能性がある。さらに、複数のＴＡをＷＴＲＵに割り振る際に使用される基準および方法が不明確である。
近年、「フェムトセル」についてもかなりの関心が寄せられている。マクロセルにアクセスすることができないエリア内のセルラー受信可能範囲（cellular coverage）を提供するため、またはこれらのセルにアクセスする際にユーザに差別化した課金を行うために、家庭または特定の公共の場（例えば地下街や列車の駅など）に配備することができる短距離基地局のセルがある。そのようなセルは、フェムトセル、Ｈｏｍｅ Ｎｏｄｅ Ｂ（ＨＮＢ）セル、Ｈｏｍｅ ｅ−Ｎｏｄｅ Ｂ（ＨｅＮＢ）セル、または最も一般的には、クローズドサブスクライバグループ（ＣＳＧ：Ｃｌｏｓｅｄ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｇｒｏｕｐ）セルと呼ばれている。
したがって、ＴＡの割り振り（アロケーション）を支援し、さらにシステムのページング操作とＴＡＵ間でのＬＴＥシステム負荷に対する可能な最善の均衡化を達成するのに役立つように、モビリティ（移動性）および位置決め情報をネットワークに提供することができる方法および装置を提供することは有益であろう。
均衡化されたシステムページング負荷を達成して、不必要なトラッキングエリアの更新（ＴＡＵ）要求の回数を減らすことを目的とする、ＬＴＥトラッキングエリア（ＴＡ）操作のための方法および装置を開示する。ＬＴＥ ＴＡＵ要求とＬＴＥページング操作との間に適正な均衡化を達成することができるように、ＬＴＥ ＴＡ操作モビリティ状態、ＷＴＲＵでのそれらの遷移、およびネットワークへのそれらのシグナリングもまた記載する。これらの課題に対処するために、ＷＴＲＵ位置決め測定結果からのＷＴＲＵモビリティ検出、ＷＴＲＵセル再選択回数およびＴＡＵの計数値、調整可能ＴＡタイマーの使用を含む、様々な機構を提供する。
さらに詳細な理解は、一例として示した、添付の図面と併せて理解される、以下の説明から得ることができる。
複数ＴＡリスト方式のＴＡ配置を示す図である。 重複ＴＡ方式のＴＡ配置を示す図である。 無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）のモビリティ状態遷移図である。 低モビリティ状態から高モビリティ状態へとＷＴＲＵを遷移させる方法を示す流れ図である。 ＷＴＲＵを高モビリティ状態から低モビリティ状態へと遷移させる方法を示す流れ図である。 ＴＡＵおよびセル再選択を実行するように構成されたＷＴＲＵを示すブロック図である。 ＴＡ操作を示す典型的な信号図である。
これ以降「無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）」という用語が参照される場合、これはユーザ機器（ＵＥ）、移動局、固定または携帯電話加入者ユニット、ページャー（ポケットベル）、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、コンピュータ、または無線環境において動作することのできる他の任意の種類のユーザ装置を含むが、これらに限定されることはない。これ以降「基地局」という用語が参照される場合、これはＮｏｄｅ Ｂ、サイトコントローラ、アクセスポイント（ＡＰ）、または無線環境において動作することのできる他の任意の種類のインターフェース接続装置を含むが、これらに限定されることはない。
ＴＡの割り振り
システムレベルにおいて、現在のＴＡ割り振り（アロケーション）方式の各々に関して以下のＴＡ割り振りの原理が使用される。
１．ＷＴＲＵが携帯電話（モバイル）である場合、システムのシグナリング負荷を減らすように、可能な限り少ないＴＡＵを実行すべきである。このことは、セルからセルまで再選択するＷＴＲＵがＴＡアップデートをトリガしないように、１つのＴＡまたは複数のＴＡが可能な限り多くのセルをカバーする必要があることを意味する。
２．ＷＴＲＵが比較的静止の場合、ＷＴＲＵへの着信コールによって生じるＬＴＥページングは、システム全体のページング負荷（paging load system-wide）を減らすように、可能な限り少ないセルにおいて実施されるべきである。
ＴＡ割り振り（アロケーション）の原理の適正な均衡を達成するために、以下のＴＡ割り振り方式を使用することができる。
１．複数ＴＡリスト方式。ＷＴＲＵが静止状態にあるか、または低いモビリティ（移動性）状態にある場合には、１つのＴＡだけがＷＴＲＵに割り当てられる。１つのＴＡだけの場合、ＷＴＲＵは多数のＴＡＵを負わされることはないので、システムは、１つのＴＡの小さい有効範囲エリアでＷＴＲＵをページングすることができる。ＷＴＲＵが高いモビリティ状態にある場合には、ＴＡＵの回数を最小化するように複数のＴＡをＷＴＲＵに割り当てることができる。ただし、各セルは、１つのＴＡだけに属している。
図１は、複数ＴＡリスト方式でのＴＡ配置を示す。特に、図１は、様々なＴＡ、つまり大きなＴＡおよび小さなＴＡの配置および構成を示している。大きなＴＡは通常、ＷＴＲＵが一般に、例えばハイウエイ（幹線道路）エリアなどで、継続する期間にわたり高速で移動するようなところの多数のセルを持つ地理的エリアをカバーする。このエリアまたは同様のエリアにおいて、ＴＡは、移動を行う道路に沿った多数のＬＴＥセル上に配置されてもよい。このことは、大きなＴＡ−３およびＴＡ−４、ならびにそれらの関連するセルによって示されている。
小さなＴＡは一般に、ＷＴＲＵが、小さなＴＡ−１および小さなＴＡ−２のような低モビリティまたはさらに静止であるような場所に配置される。小さなＴＡはまた、高速エリアに隣接して配置することができる。図１のセル−１およびセル−２のような特定のセルは、幹線道路の入り口付近に配置されるので、ＷＴＲＵは、少ない回数のＴＡＵでの高速移動のために、複数のＴＡ（ＴＡ−３およびＴＡ−４）に割り当てられることとなる。
２．ＴＡ重複方式。個々のセルは、複数のＴＡに属すことができる。２段階のＴＡカバーの方式は、ＷＴＲＵが高モビリティ状態にあるとき、ＷＴＲＵが多数の個別のＬＴＥセルを持つ大きい地理的エリアをカバーするＴＡに割り当てられるように、用いられる。より大きなＴＡでは、ＷＴＲＵは、多くのＴＡＵを実行する必要がない。ＷＴＲＵが低モビリティ状態または静止状態にある場合には、ＷＴＲＵはセルの数がより少ない小さな地理的エリアを有するＴＡに割り当てられる。大きなＴＡと小さなＴＡとの間の遷移（トランジション）は、両方のＴＡによってカバーされるセルで生じることができる。
図２は、重複ＴＡ方式のＴＡ配置を示す。特に、大きなＴＡは一般に、ＷＴＲＵが、例えば幹線道路エリアなどで、継続する時間にわたり高速で移動できるところの地理的エリアをカバーするように割り当てられるが、小さなＴＡは、ＷＴＲＵが高速では移動しないところのセルに割り当てられる。大きなＴＡおよび小さなＴＡの両方の境遇にある重複セル（例えば、図２の重複セル−１および重複セル−２）は通常、多くの静止または低モビリティのＷＴＲＵが留まるところの小さなＴＡ（幹線道路に隣接するモール（商店街）エリアなど）に配置される。
ＣＳＧセルＴＡ
ＣＳＧセルは、通常（例えば）地域の一世帯相当量をカバーすることを目的とした非常に小さいセルである。したがって、ＣＳＧ ＴＡは、セルラー（携帯電話）の受信可能範囲として望ましい小さいエリア（例えば、家庭または地下ショッピングセンター）をカバーする１つまたは複数の小さいＣＳＧセルのＴＡを表す。ＣＳＧセルへのアクセスを許可される唯一のＷＴＲＵは、汎用加入者識別モジュール（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ）（ＵＳＩＭまたはそのＬＴＥ等価物もしくはＷＴＲＵの汎用集積回路カード（ＵＩＣＣ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｃａｒｄ）に常駐する別のアプリケーション）がＣＳＧセルのＣＳＧ ＴＡ ＩＤを含むようなＷＴＲＵである。
ＣＳＧ ＴＡコード（ＴＡＣ）とオペレータの地上波公共移動通信ネットワーク（ＰＬＭＮ：Ｐｕｂｌｉｃ Ｌａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）ＩＤを結びつけることによってとＣＳＧ ＴＡ ＩＤが判定されうるという点において、ＣＳＧ ＴＡ ＩＤはマクロセルＴＡ ＩＤと構造が似ているであろう。ＣＳＧ ＴＡＣは、マクロセルＴＡＣと同じ長さであってもよい。代替として、ＣＳＧ ＴＡ ＩＤは、マクロセルＴＡ ＩＤとは異なるフォーマット、構造、または長さを有することができる。そのＵＳＩＭ（またはＵＩＣＣに常駐する任意の他のアプリケーション）においてＷＴＲＵは、ＣＳＧ ＴＡ ＩＤの一部のみを格納することができる。
ＣＳＧ ＴＡ ＩＤは、ＣＳＧセルのプロパティ／スケールを指示するためのインジケータフィールドを有することができる。ＣＳＧセルは、ＣＳＧ ＴＡＣとＰＬＭＮ ＩＤを別個のフィールドでブロードキャスト（同報通信）することができ、（例えば、ＮＡＳ層内の）ＷＴＲＵは、ブロードキャストされた情報からＣＳＧ ＴＡ ＩＤを構築する必要がある場合がある。ＵＳＩＭ許可ＴＡリストにＣＳＧセルのＴＡ ＩＤを持つＷＴＲＵは、ＣＳＧセルのクローズドサブスクライバグループ（閉鎖的加入者グループ）またはＨＮＢ（Ｈｏｍｅ Ｎｏｄｅ Ｂ）に属すことができる。
アイドルモードにあるＷＴＲＵが、そのＵＳＩＭ（またはそのＬＴＥ等価物もしくはＵＩＣＣに常駐する別のアプリケーション）で構成されていないＴＡ ＩＤを有するＣＳＧセルを検出した場合、ＷＴＲＵはそのＣＳＧセルにアクセスを試みることはなく、またＴＳＵ手順（手続）を実行することはない。ＷＴＲＵがアクセスできるＣＳＧセルのＴＡ ＩＤで、ネットワークがＷＴＲＵを設定できるように、非アクセス階層（ＮＡＳ）Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ａｒｅａ Ａｃｃｅｐｔメッセージが新規な情報要素（ＩＥ）を含むことを提案する。１つの実施形態において、そのＩＥは、ＷＴＲＵがアクセスすることができるＣＳＧセルのＴＡ ＩＤを含む。
許容ＣＳＧセルＴＡ ＩＤのＴＡ ＩＤリストには含まれているＴＡ ＩＤであるが、（シグナリングフリーのモビリティの）ＴＡ ＩＤのＴＡ ＩＤ許容リストには含まれていないＴＡ ＩＤを有するＣＳＧセルを、アイドルモードにあるＷＴＲＵが検出した場合には、そのＷＴＲＵがこのＣＳＧセルにアクセスしても、このＣＳＧセルに対してアイドルモードセルの選択／再選択を行う際にＴＡＵ手順がトリガされる必要があると云える。言い換えれば、マクロＴＡとＣＳＧ ＴＡとの間のシグナリングフリーモビリティ（つまり、ＴＡＵ手順を実行することのない異なるＴＡに属する２つのセル間のモビリティ）は、（例えば、ＴＡＵ手順で設定された複数のＴＡの）シグナリングフリーモビリティのネットワークによってＷＴＲＵに設定された複数のＴＡのうちの１つとしてＣＳＧ ＴＡ ＩＤが明示的に含まれる場合に限り、許可するとすることができる。
ＣＳＧセルまたはマクロセルは、シグナリングフリーモビリティが許可されるかどうかを（例えば、ブロードキャストチャネルでＳＩＢを使用して）指示することができる。そのような指示は、例えば１ビットのインジケータ（指標）によって提供されてもよい。適切な指示が存在する場合、ＷＴＲＵは、ＣＳＧ ＴＡ ＩＤがＷＴＲＵで設定されているという条件で、ＴＡＵ手順を実行することなく、ＣＳＧセルに留まることができる。代替として、ＷＴＲＵは、ＣＳＧ ＴＡ ＩＤがＷＴＲＵ内に設定されているという条件で、ＴＡＵ手順を実行することなく、ＣＳＧセルに常時留まることができる。そのような指示がない場合には、またはその指示が否定（ネガティブ）である場合には、ＷＴＲＵは、ＣＳＧセルに留まることができるが、ＣＳＧ ＴＡ ＩＤがＷＴＲＵ内に設定されているという条件で、ＴＡＵ手順を実行する。
ＣＳＧセルＴＡユーザグループの外部のＷＴＲＵ（「ビジターＷＴＲＵ」と呼ぶ）がＣＳＧセルＴＡにアクセスするためには、それらＷＴＲＵは、特殊コード（例えば、５１１）またはオペレータ（演算子）を介しての手順を実行する必要があるとすることができる。その手順の一例は、ＣＳＧセルＴＡへの一時的な時限アクセスを取得する（したがって、ＣＳＧセルＡＰが特定の特殊アクセスコードを許可する）ための、ホストアクセスポイント（ＡＰ）／ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂ（ｅＮＢ）から適時生成された認証コードを伴った「２本立て認証（ｔｗｏ−ｆａｃｔｏｒ ａｕｔｈｅｎｔｉｃａｔｉｏｎ）」手順である。テンポラリー登録が成功した場合、この１つのＴＡだけが割り当てられる。関与する複数のＴＡが、頻繁なＴＡＵピンポン（ｐｉｎｇ−ｐｏｎｇ）効果が観察される場合に割り当てられてもよい。これらの状況におけるピンポン効果は、ＷＴＲＵが、ＣＳＧセルにアクセスしているときに不必要なＴＡＵを送信する場合に生じる。
ＣＳＧセルＴＡ内のすべてのＷＴＲＵは、静止または低モビリティと見なされる。したがって、ＷＴＲＵがＬＴＥ＿ＩＤＬＥ状態にある場合には、非周期のＴＡＵ（ｎｏ ｐｅｒｉｏｄｉｃ ＴＡＵ）、または長周期ＴＡＵ（ｌｏｎｇ ｐｅｒｉｏｄｉｃ ＴＡＵ）を提案する。したがって、ＴＡＵピンポン効果は頻繁に観察されている場合には、このＴＡ内の許可されたＷＴＲＵへのページングは、この１つの小さなセルまたは割り当てられたＴＡのみを対象にすることができる。
ＷＴＲＵモビリティ検出用の機構
ＷＴＲＵモビリティ検出用の機構は数多くある。ＴＡＵ計数（counting）、セル再選択計数、および位置決め検出は、ＷＴＲＵとネットワーク間の協働作業の労作（coordinated efforts）である。ＷＴＲＵは、変化（例えば、ＴＡの変化、セル受信可能範囲の変化、および位置の変化）を検出するなどのアクションを実行し、アップデート（ＴＡまたはセルの）を信号伝達するか、または位置をネットワークに報告する。ネットワークは統計値を収集して、ＷＴＲＵのモビリティ状態を判定し、それに応じてＴＡを割り当てる。
１．ＴＡＵの回数。ＷＴＲＵが低モビリティ状態から高モビリティ状態に遷移している場合、ＴＡＵの回数の計数は、変更をトリガする（引き起こす）ためのしきい値として使用することができる。低モビリティ状態におけるＬＴＥ ＷＴＲＵは通常、小規模サイズまたは中規模サイズのＴＡのもとにあるが、ＷＴＲＵがさらに高速に加速するときには、より大きなＴＡを備える必要性が、ＴＡＵ計数によって計測されることができる。一定時間（ｙ）内の異なるＴＡでのＴＡＵの回数（ｘ）は、モビリティ状態のトリガ基準として使用することができる。
２．セル再選択判定の回数。高モビリティ状態にあるＷＴＲＵが、（幹線道路から出る場合のように）その速度を低下しているときには、ＬＴＥ＿ＩＤＬＥ状態におけるモビリティ減少の１つの計測（measurement）は、ＷＴＲＵによって行われたセル再選択の回数である。ＬＴＥ ＷＴＲＵは通常、ＴＡＵの回数を減らすために大きなＴＡにすでに割り当てられているので、高モビリティ状態においてはＴＡＵ計数を使用することができない。それ故、ＴＡＵ計数は正確なモビリティの測度ではないであろう。
セル再選択の計数はまた、ＷＴＲＵが低モビリティ状態から高モビリティ状態に遷移しているかどうかを判定するためにも使用できることに留意されたい。
３．ＷＴＲＵ位置決め支援でのモビリティ検出。ＬＴＥ ＷＴＲＵが主に位置決めデバイスでサポートされることを条件として、ＷＴＲＵのモビリティ状態は、位置決め測定の結果、つまり、位置決めの経度および緯度で測定されてもよい。ＬＴＥ ＷＴＲＵによって得られる絶対位置オフセット量は、ネットワークにＷＴＲＵの速度を提供するが、これはＴＡＵ計数またはセル再選択計数と組み合わされた場合は、モビリティ状態検出に関して正確な測度である。
４．ＷＴＲＵドップラー測定に基づくＷＴＲＵモビリティ検出。ＷＴＲＵは、ＧＰＳ機能を備えていない場合があるので、ＷＴＲＵによるドップラー測定が、ＷＴＲＵ速度を検出するために使用されてもよい。この方法は、ＷＴＲＵモビリティ状態情報を取得するために、前述の計数の方法と組み合わせることができる。
ＷＴＲＵのモビリティ状態およびモビリティ状態遷移
図３は、ＷＴＲＵのモビリティ状態遷移図である。ＬＴＥ ＷＴＲＵは、静止状態、低モビリティ状態、および高モビリティ状態を含む複数のモビリティ状態にあってもよいが、これらに限定されることはない。
静止状態にあるＬＴＥ ＷＴＲＵは、セル再選択を経てセル境界を越えるという点に関して、動いていないかまたはほとんど動いていない場合には、ＬＴＥ＿ＩＤＬＥ状態における静止である。その結果、これらのＷＴＲＵは、ＴＡＵを実行することはまれである（ＴＡＵタイマーによって管理された周期ＴＡＵの場合を除く）。したがって、これらの静止ＬＴＥ ＷＴＲＵは、システムのページング負荷を軽減するために、１つまたは少数のセルを持つ単一の小さなＴＡに割り当てることができる。
低モビリティ状態において、ＬＴＥ ＷＴＲＵは、一般道路または渋滞した幹線道路で低速で走行する場合のように、低速で位置を移動または変更している（例えば、ｙ秒の時間にわたり新しいセルをｘ回再選択する、あるいはｚ ｋｍｐｈ（キロマイル／時）以下で移動する）。低モビリティ状態におけるＷＴＲＵは、１つまたは少数のＴＡ（複数ＴＡ）もしくは重複するＴＡのセルに割り当てることができ、ＬＴＥ＿ＩＤＬＥ状態ＷＴＲＵのＴＡＵ負荷および着信コールページング負荷が均衡化されているＴＡは小さい（つまり、１つのＴＡが多数のセルをカバーする）。
高モビリティ状態におけるＬＴＥ ＷＴＲＵは、幹線道路を走行してセルを迅速に変更している（ｙ秒あたりｘ回を超える）場合のように、高速で移動している。この状態におけるＬＴＥ ＷＴＲＵは、高速モバイルパスに沿った多数のＴＡ（複数ＴＡ）に割り当てることも、または多くのセルをカバーする大きなＴＡに割り当てることも、および多くのより小さなＴＡ（重複ＴＡ）に割り当てることもできる。ＷＴＲＵが高モビリティ状態にある場合、ＴＡＵの数を減らすことは、考慮すべき重要事項である。
図４は、低モビリティ状態から高モビリティ状態へとＷＴＲＵを遷移させる手順（method）４００を示す流れ図である。この手順４００は、低モビリティ状態にあるＷＴＲＵで開始する（ステップ４０２）。ＷＴＲＵは、ＴＡＵまたはセル再選択を実行し（ステップ４０４）、ＴＡＵの回数またはセル再選択の回数をカウントする（ステップ４０６）。ＴＡＵの回数またはセル再選択の回数が所定のしきい値よりも大きいかどうかについて判定する（ステップ４０８）。ＴＡＵの回数またはセル再選択の回数がしきい値よりも小さい場合には、この手順は、ＴＡＵまたはセル再選択の実行を続行する（ステップ４０４）。ＴＡＵの回数またはセル再選択の回数がしきい値を超える場合には（ステップ４０８）、ＷＴＲＵは高モビリティ状態に遷移し（ステップ４１０）、この手順は終了する（ステップ４１２）。
図５は、ＷＴＲＵを高モビリティ状態から低モビリティ状態へと遷移させる手順（method）５００を示す流れ図である。この手順５００は、高モビリティ状態にあるＷＴＲＵで開始する（ステップ５０２）。ＷＴＲＵは、セル再選択を実行し（ステップ５０４）、セル再選択の回数をカウントする（ステップ５０６）。セル再選択の回数が所定のしきい値よりも小さいかどうかについて判定する（ステップ５０８）。ＷＴＲＵがより低速に移動している場合には、ＷＴＲＵはより少ないセル再選択を実行することになる。セル再選択の回数がしきい値よりも大きい場合には、この手順は、セル再選択の実行を続行する（ステップ５０４）。セル再選択の回数がしきい値よりも小さい場合には（ステップ５０８）、ＷＴＲＵは低モビリティ状態に遷移し（ステップ５１０）、この手順は終了する（ステップ５１２）。
図６は、ＴＡＵおよびセル再選択を実行するように構成されたＷＴＲＵ６００、ならびにモビリティ状態判定機能を実行するネットワーク／ｅＮＢ６２０を示すブロック図である。ＷＴＲＵ６００は、送信機／受信機６０２、およびこの送信機／受信機６０２に接続されたアンテナ６０４を含む。ＴＡＵ機能６１０、セル再選択機能６１２、およびＷＴＲＵ位置決め機能６１４は、それぞれ、ＴＡＵ、セル再選択、およびＷＴＲＵ位置検出を実行するように構成され、レポート機能６１８を介して送信機／受信機６０２と交信する。ＷＴＲＵはまた、自身のアイドルモードモビリティ管理のためにモビリティ状態機能６１６を保持する。
ネットワーク／ｅＮＢ６２０は、送信機／受信機６２２、およびその送信機／受信機６２２に接続されたアンテナ６２４を含む。ＴＡＵ／セル再選択カウンタおよびＷＴＲＵ位置監視機能６２６は、送信機／受信機６２２と交信し、ＴＡＵおよび／またはセル再選択をカウントするように構成され、ＷＴＲＵの現在の位置の更新を受け取るように構成されている。モビリティ状態判定機能６２８は、ＷＴＲＵ６００のモビリティ状態を保持するように構成され、カウンタ６２６および送信機／受信機６２２と交信する。ネットワーク／ｅＮＢ６２０は、手順４００および手順５００の両方を実行することができる。
ＴＡタイマー管理
ほとんどの場合、ＷＴＲＵがＬＴＥ＿Ａｃｔｉｖｅ状態にあるとき、ネットワークは、ＷＴＲＵが実行したに違いないセルアップデート（セル更新）手順を通じてＷＴＲＵの位置を認識するであろう。したがって、ネットワークが定期的なアップデートを望まない限り、（タイマーを介して）ＴＡを定期的にアップデートする必要がない場合もありうる。アップデートは、明示的または黙示的のいずれで行われてもよい。代替として、ネットワークは、タイマーに信号を送り、ＬＴＥ＿ＩＤＬＥ状態に遷移するときに、そのタイマーを始動するようＷＴＲＵに指示することもできる。
ＬＴＥ＿ＩＤＬＥ状態において、ネットワークにとって、ページング負荷を最小にするために、ＷＴＲＵの正確なＴＡレベル情報を持つことが必要となる場合もある。ＷＴＲＵは、静止、低モビリティ、および高モビリティという異なるモビリティのシナリオにあってもよい。ネットワークは、ＷＴＲＵのモビリティ状態を考慮して、長さが適切である単一のタイマーを割り振ることができる。代替として、ネットワークは、ＴＡＵ効率に対して最適なページング効率を達成するように、長さが調整された複数のタイマー（例えば、モビリティ状態ごとに１つのタイマー、または割り当てられたＴＡごとに１つのタイマー）を割り振ることもでき、ＷＴＲＵは、そのＷＴＲＵのモビリティ状態および／または現在のＴＡの判断を考慮して、これらのタイマーを始動または再始動する機能を備えることができる。
ＴＡのスケール
ネットワークは、その手順の一環として、各ＴＡの相対的サイズをＷＴＲＵに指示するように選択してもよい。複数ＴＡリストの場合、ネットワークは、ＴＡ応答を使用してこれを行うように選択してもよい。一般に、ネットワークは、この情報をセルからブロードキャストチャネルのＳＩＢ上に置くことができる。代替として、ＴＡ ＩＤは、ＷＴＲＵが、（モビリティ状態機能６１６からの）そのモビリティ状態に基づいてＴＡ境界で望ましいセル再選択の判定を行い、続いて（モビリティ状態機能６１６からの）そのモビリティ状態に基づいてＴＡを選択してＴＡＵを要求することを容易にするために、ＴＡエリアの適用範囲についての指示領域をリザーブ（予約）しておくことができる。
ＴＡＵとページングトラフィックの均衡化
システムの観点からは、ネットワークによる均衡化されたＴＡＵとページング負荷のためのＷＴＲＵ ＴＡ割り当ては、ＷＴＲＵのモビリティ状態情報を頼りに達成される。図７は、ＷＴＲＵ７０２とネットワーク７０４との間のＴＡ操作を示す典型的な信号図７００である。
ＷＴＲＵ７０２は、電源投入されると、ＡＴＴＡＣＨ Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ７１０またはＬＴＥの等価メッセージを送信して、ネットワーク７０４に登録させる。ＡＴＴＡＣＨ Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ７１０は、ＷＴＲＵ ＩＤ（Ｐａｃｋｅｔ−Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ（Ｐ−ＴＭＳＩ）またはＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ（ＩＭＳＩ））、およびＷＴＲＵ７０２がネットワーク７０４から切断される前に最後に割り当てられた以前のＴＡ ＩＤを含む。オプションとして、ＷＴＲＵ７０２はまた、「ＷＴＲＵ−ｍｏｂｉｄｉｌｙ−ｉｎｆｏ」情報要素（ＩＥ）を入手可能な情報と共に送信して、ネットワーク７０４によるＷＴＲＵ７０２のＴＡ割り当てを助けることもできる。
ネットワーク７０４は、ＷＴＲＵ７０２から登録要求を受け入れると、ＡＴＴＡＣＨ Ａｃｃｅｐｔメッセージ７１２をＷＴＲＵ７０２に送信する。メッセージ７１２は、新しく割り当てられたＴＭＳＩと、おそらくはモビリティ情報に基づいてＷＴＲＵ７０２により割り当てられているＴＡについての新しいＴＡ ＩＤを含む。
ＷＴＲＵ７０２がＴＡＵを実行するときに「、ＷＴＲＵは、ＴＡ Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ７１４を送信することができるが、これにはＴＡへの割り当てに関するネットワーク７０４への（位置変更情報、セル再選択カウント、または派生ＷＴＲＵモビリティ状態情報などの）ＷＴＲＵモビリティ情報が含まれる。ＷＴＲＵモビリティ情報はまた、ＷＴＲＵのモビリティ状態、セル再選択の回数、ＷＴＲＵ位置変更測定結果、および好ましいＴＡ−ＩＤも含むことができる。
ネットワーク７０４は、ＴＡＵ Ａｃｃｅｐｔメッセージ７１６を送信することにより、ＴＡ Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ７１４に応答するが、このＴＡＵ ＡｃｃｅｐｔメッセージはＴＡ Ｒｅｑｕｅｓｔメッセージ７１４に含まれているＷＴＲＵモビリティ情報に基づいて、対応するＴＡ ＩＤ、ＴＭＳＩ、およびＴＡタイマーで新しいＴＡを割り当てる。
特徴および要素が特定の組合せで説明されているが、各々の特徴または要素は、他の特徴および要素を用いることなく単独で使用することができ、あるいはまた他の特徴および要素の有無にかかわらず様々な組合せで使用することもできる。本明細書において提供される手順法または流れ図は、汎用コンピュータまたはプロセッサによって実行するためにコンピュータ可読記憶媒体に明白に具現されるコンピュータプログラム、ソフトウェア、またはファームウェアで実施することができる。コンピュータ可読記憶媒体の例としては、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、内蔵ハードディスクおよび取り外し可能ディスクなどの磁気媒体、磁気光学媒体、ＣＤ−ＲＯＭディスクおよびデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）などの光媒体を含む。
適切なプロセッサは、一例として、汎用プロセッサ、特殊用途プロセッサ、標準的なプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと関連する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特殊用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ；Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）回路、任意の他のタイプの集積回路（ＩＣ）、および／または状態機械を含む。
ソフトウェアと関連するプロセッサは、無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）、ユーザ機器（ＵＥ）、端末、基地局、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、または任意のホストコンピュータにおいて使用する無線周波数送受信機を実施するために使用することができる。ＷＴＲＵは、ハードウェアおよび／またはソフトウェアで実施される、例えばカメラ、ビデオカメラモジュール、テレビ電話、スピーカーホン、振動装置、スピーカー、マイクロホン、テレビ送受信機、ハンドフリーヘッドセット、キーボード、ブルートゥース（登録商標）モジュール、周波数変調（ＦＭ）無線装置、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）表示装置、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）表示装置、デジタル音楽プレイヤー、メディアプレイヤー、テレビゲームプレイヤーモジュール、インターネットブラウザ、および／または任意の無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）モジュールなどのモジュールと共に使用することができる。
実施形態
１．トラッキングエリア（ＴＡ）を割り当てるための基地局における方法は、無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）のモビリティ状態を判定するステップと、判定されたモビリティ状態に基づいてＴＡを割り当てるステップとを含む。
２．割り当てるステップは、ＷＴＲＵが静止状態および低モビリティ状態のうちの１つにあるとき、１つのＴＡまたは小さなＴＡをＷＴＲＵに割り当てるステップを含むことを特徴とする実施形態１に記載の方法。
３．小さなＴＡは複数のセルを含むことを特徴とする実施形態２に記載の方法。
４．割り当てるステップは、ＷＴＲＵが高モビリティ状態にあるとき、複数のＴＡまたは大きなＴＡをＷＴＲＵに割り当てるステップを含むことを特徴とする実施形態１に記載の方法。
５．大きなＴＡは複数のセルを含むことを特徴とする実施形態４に記載の方法。
６．クローズドサブスクライバグループ（ＣＳＧ：ｃｌｏｓｅｄ ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｇｒｏｕｐ）セルへのアクセスを判定するための無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）における方法は、ＣＳＧトラッキングエリア（ＴＡ）識別子を受信するステップと、受信したＣＳＧ ＴＡ識別子を格納するステップと、ＣＳＧセルによってブロードキャストされたＣＳＧ ＴＡ識別子を受信するステップと、ＣＳＧセルによってブロードキャストされた識別子が格納されているＣＳＧ ＴＡ識別子と一致する場合にＣＳＧセルへのアクセスが許可されることを判定するステップとを含む。
７．格納するステップは、ＣＳＧ ＴＡ識別子を汎用集積回路カード（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｃａｒｄ）上または汎用加入者識別モジュール（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ）アプリケーション内に格納するステップを含むことを特徴とする実施形態６に記載の方法。
８．格納するステップは、ＣＳＧ ＴＡ識別子の一部を汎用集積回路カード上または汎用加入者識別モジュールアプリケーション内に格納するステップを含むことを特徴とする実施形態６に記載の方法。
９．ＣＳＧ ＴＡ識別子は、地上波公共移動通信ネットワーク（ＰＬＭＮ：Ｐｕｂｌｉｃ Ｌａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）識別子と連結されたＣＳＧ ＴＡコードから成ることを特徴とする実施形態６から８のいずれか一項に記載の方法。
１０．ブロードキャストＣＳＧ ＴＡ識別子は、ＣＳＧ ＴＡコードおよびＰＬＭＮ識別子を含む別個のフィールドを含むことを特徴とする実施形態９に記載の方法。
１１．ＣＳＧ ＴＡコードおよびＰＬＭＮ識別子を連結することによってブロードキャストＣＳＧ ＴＡ識別子を構築するステップをさらに備えることを特徴とする実施形態１０に記載の方法。
１２．ＣＳＧ ＴＡコードは、マクロセルのＴＡコードとは異なる長さを有することを特徴とする実施形態６から１１のいずれか一項に記載の方法。
１３．ＷＴＲＵがＣＳＧ ＴＡにアクセスするときにトラッキングエリアの更新（ＴＡＵ）手順が実行されるべきであるかどうかを判定するステップをさらに備えることを特徴とする実施形態６から１２のいずれか一項に記載の方法。
１４．判定するステップは、シグナリングフリーモビリティの指示を受信するステップを含み、ＴＡＵ手順はシグナリングフリーモビリティが指示されない場合に実行されることを特徴とする実施形態１３に記載の方法。
１５．指示は受信されたブロードキャストにビットセットを含むことを特徴とする実施形態１４に記載の方法。
１６．指示は、ブロードキャストＣＳＧ ＴＡ識別子がシグナリングフリーモビリティのＴＡ識別子リストにあるかどうかを判定するステップを含むことを特徴とする実施形態１４または１５に記載の方法。
１７．シグナリングフリーモビリティのＴＡ識別子リストは、ＷＴＲＵに割り当てられたＴＡのリストをＴＡ Ｕｐｄａｔｅ Ａｃｃｅｐｔメッセージ内に含むことを特徴とする実施形態１６に記載の方法。
１８．ブロードキャストＣＳＧ ＴＡ識別子が格納されているＣＳＧ ＴＡ識別子と一致しない場合、ＷＴＲＵはＣＳＧセルへのアクセスを試みないことを特徴とする実施形態６から１７のいずれか一項に記載の方法。
１９．ＴＡアップデート手順はＣＳＧセルで実行されないことを特徴とする実施形態１８に記載の方法。
２０．ブロードキャストＣＳＧ ＴＡ識別子が格納されているＣＳＧ ＴＡ識別子と一致しない場合、ＣＳＧ ＴＡへのテンポラリー登録手順を試みるステップをさらに含むことを特徴とする実施形態６から１７のいずれか一項に記載の方法。
２１．テンポラリー登録手順は、所定のコードを実行するステップを含むことを特徴とする実施形態２０に記載の方法。
２２．テンポラリー登録手順は、２段階認証手順を実行するステップを含むことを特徴とする実施形態２０に記載の方法。
２３．無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）のモビリティ状態を変更するための基地局における方法であって、ＷＴＲＵの現在のモビリティ状態を判定するステップと、ＷＴＲＵの所定の距離関数（metric）を検出するステップと、所定の距離関数がしきい値を超えているかどうかを判断するステップと、判断に基づいてモビリティ状態を変更するステップとを含む方法。
２４．現在のモビリティ状態は低モビリティ状態であり、所定の距離関数はＷＴＲＵによって実行されたトラッキングエリアの更新（ＴＡＵ）の回数の計数値またはＷＴＲＵによって実行されたセル再選択の回数の計数値であり、判断するステップはＴＡＵの回数またはセル再選択の回数がしきい値よりも大きいかどうかを判定するステップを含み、変更するステップはＷＴＲＵを高モビリティ状態に遷移させるステップを含むことを特徴とする実施形態２３に記載の方法。
２５．現在のモビリティ状態は高モビリティ状態であり、所定の距離関数はＷＴＲＵによって実行されたセル再選択の回数の計数値であり、判断するステップはセル再選択の回数がしきい値よりも小さいかどうかを判定するステップを含み、変更するステップはＷＴＲＵを低モビリティ状態に遷移させるステップを含むことを特徴とする実施形態２３に記載の方法。
２６．判断するステップは、ＷＴＲＵ位置決め測定結果を調査するステップを含むことを特徴とする実施形態２３から２５のいずれか一項に記載の方法。
２７．アンテナと、アンテナに接続された送信機／受信機と、送信機／受信機と通信するレポート機能であって、ＷＴＲＵに関する情報をレポートするように構成されたレポート機能と、レポート機能と通信するトラッキングエリアの更新機能であって、トラッキングエリアの更新を実行するように構成されたトラッキングエリアの更新機能と、レポート機能と通信するセル再選択機能であって、セル再選択を実行するように構成されたセル再選択機能と、レポート機能と通信するＷＴＲＵ位置決め機能であって、ＷＴＲＵの現在の位置を判定するように構成されたＷＴＲＵ位置決め機能とを含むことを特徴とする無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
２８．レポート機能と通信するＷＴＲＵであって、ＷＴＲＵのモビリティ状態を監視するように構成されたモビリティ状態機能をさらに含むことを特徴とする実施形態２７に記載のＷＴＲＵ。
２９．無線通信システムのページング負荷を管理するための基地局における方法であって、無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）のモビリティ状態を判定するステップと、ＷＴＲＵのタイマーを所定の時間に設定するステップであって、所定の時間はＷＴＲＵのモビリティ状態に基づくステップと、タイマーが満了するとＷＴＲＵからトラッキングエリアの更新を受信するステップであって、タイマーを使用することでページング負荷を最小化するステップとを含む方法。
３０．ＷＴＲＵのモビリティ状態が変化した場合、またはＷＴＲＵが異なるトラッキングエリアに移動した場合、タイマーはリセットされることを特徴とする実施形態２９に記載の方法。
３１．設定するステップは、割り当てられているトラッキングエリアごとにタイマーを設定するステップおよび／または各モビリティ状態に対してタイマーを設定するステップを含むことを特徴とする実施形態２９または３０に記載の方法。
３２．静止状態、低モビリティ状態、および高モビリティ状態の各々について１つずつ、３つのタイマーが設定されることを特徴とする実施形態２９から３１のいずれか一項に記載の方法。

Claims (10)

  1. 無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）において実行される方法であって、
    セル再選択の回数の計数を決定するステップと、
    セル再選択の回数の前記計数に基づいて、モビリティ状態を設定するステップと
    を含み、セル再選択の回数の前記計数が第１の閾値より小さい場合、前記モビリティ状態は低モビリティ状態に設定され、セル再選択の回数の前記計数が前記第１の閾値より大きいが第２の閾値より小さい場合、前記モビリティ状態は中モビリティ状態に設定され、セル再選択の回数の前記計数が前記第２の閾値より大きい場合、前記モビリティ状態は高モビリティ状態に設定されることを特徴とする方法。
  2. 前記モビリティ状態に基づいてタイマー値を調整するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 最適なページング効率を達成するように前記タイマー値を調整するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 前記モビリティ状態に基づいて前記タイマー値をスケーリングするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. 前記モビリティ状態が低モビリティ状態に設定された場合、前記タイマーを第１の値に調整するステップと、
    前記モビリティ状態が中モビリティ状態に設定された場合、前記タイマーを第２の値に調整するステップと、
    前記モビリティ状態が高モビリティ状態に設定された場合、前記タイマーを第３の値に調整するステップと
    をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
  6. 無線送信／受信ユニット（ＷＴＲＵ）であって、
    セル再選択の回数の計数を決定し、
    セル再選択の回数の前記計数に基づいてモビリティ状態を設定する
    ように構成されたプロセッサを含み、セル再選択の回数の前記計数が第１の閾値より小さい場合、前記モビリティ状態は低モビリティ状態に設定され、セル再選択の回数の前記計数が前記第１の閾値より大きいが第２の閾値より小さい場合、前記モビリティ状態は中モビリティ状態に設定され、セル再選択の回数の前記計数が前記第２の閾値より大きい場合、前記モビリティ状態は高モビリティ状態に設定されることを特徴とするＷＴＲＵ。
  7. 前記プロセッサは、
    前記モビリティ状態に基づいてタイマー値を調整するようにさらに構成されることを特徴とする請求項６に記載のＷＴＲＵ。
  8. 前記プロセッサは、
    最適なページング効率を達成するように前記タイマー値を調整するようにさらに構成されることを特徴とする請求項６に記載のＷＴＲＵ。
  9. 前記プロセッサは、
    前記モビリティ状態に基づいて前記タイマー値をスケーリングするようにさらに構成されることを特徴とする請求項６に記載のＷＴＲＵ。
  10. 前記プロセッサは、
    前記モビリティ状態が低モビリティ状態に設定された場合、前記タイマーを第１の値に調整し、
    前記モビリティ状態が中モビリティ状態に設定された場合、前記タイマーを第２の値に調整し、
    前記モビリティ状態が高モビリティ状態に設定された場合、前記タイマーを第３の値に調整する
    ようにさらに構成されることを特徴とする請求項７に記載のＷＴＲＵ。
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