JP3571351B2 - 移動通信システムのページング負荷を制限する方法及び構成体 - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は、移動ステーションがページングされるときに移動通信システムのページング負荷を制限するための方法及び構成体に係る。
先行技術の説明
移動通信システムにおいては、コールのルート指定及び他のサービスのために移動ステーションの位置情報が必要となる。添付図面の図１は、GSM移動通信システムの構造体をブロック図として例示している。図示されたユニットは、他の移動ネットワークにも見られるが、異なる名前をもつことがある。移動ステーションMSは、スタンバイモード又はアクティブモードにおいて、ベーストランシーバステーションBTSに連続的に接続される。ベースステーションサブシステムBSSはベースステーションコントローラBSC及びその付随的なベースステーションBTSを備えている。通常、複数のベースステーションコントローラBSCが移動サービス交換センターMSCに付随する。移動サービス交換センターMSCは、メッセージを他の移動サービス交換センターへ切り換える。移動ステーションMSの位置情報及び他の加入者データは、システムのホーム位置レジスタHLRに永久的に記憶されると共に、移動ステーションMSが各特定の瞬間にそのエリアに位置するところのビジター位置レジスタVLRに一時的に記憶される。ビジター位置レジスタVLRは、VLRのエリアにいる全ての移動ステーションMSに必要な加入者データを備えている。
ビジター位置レジスタにより監視される地理的エリアは、１つ以上のローカルエリアLA1ないしKA3に分割され、その各々の中でMSはVLRに通知せずに自由に移動することができる。各位置エリアでは１つ又は多数のベースステーションBTSが動作できる。ベースステーションBTSは、それら自身及びそれらの環境についての情報、例えば、ベースステーション認識コードBSIC及び位置エリア識別子LAIを連続的に送信する。これらに基づき、ベースステーションBTSにロックされた移動ステーションMSは、それがどの特定位置エリアLAに位置するかを知る。ベースステーションBTSが変更され、そして移動ステーションMSが、そのベースステーションの位置エリア識別子LAIが変化したことを検出すると、移動ステーションは、位置更新要求をネットワークに送信する。移動ステーションMSの位置エリアは、各特定の瞬間に移動ステーションがそのエリアに位置するところのビジター位置レジスタVLRにおいて更新される。MSがそのエリアに位置したVLRの情報は、ホーム位置レジスタHLRに送信される。
ビジター位置レジスタVLRは、VLRの故障、ソフトウェアの更新又は装置のメンテナンスの後の再スタートにより加入者データを失うことがある。これから回復するために、ビジター位置レジスタVLRは、ホーム位置レジスタHLRから必要な加入者データの更新を要求しなければならない。しかしながら、正確な位置情報は、移動ステーションからしか受信できない。この場合に、移動ステーションMSは、当該ビジター位置レジスタVLRの全ての位置エリアLAにおいてページングを行わねばならない。ビジター位置レジスタが多数の加入者にサービスする場合には、移動ステーションのページングは、主として次の３つのセクタにおいて著しい過負荷を生じさせる。１）移動サービス交換センターMSCとベースステーションサブシステムBSSとの間;2）ベースステーションサブシステムBSSの信号プロセス；及び３）無線チャンネル。位置情報は、データが必要とされるまで更新されず、即ち、例えば入呼びの場合に移動加入者へサービスを提供しなければならないとき、又は移動ステーションがコールを発するか又はその位置を更新するための接続を確立するときまで更新されない。実際に、位置の更新は、各MSに対してしばしば同時に生じる。公知のシステムは、この状況において移動システムの過負荷を防止することができない。又、通常のネットワークオペレーションも、特定の位置エリアLAに著しく多数の加入者が位置していて、それらがコール及び位置更新でベースステーションサブシステムBSSに負荷を与える場合に、移動システムに過負荷を生じさせる。
発明の要旨
本発明の目的は、移動ステーションに関する位置情報をビジター位置レジスタに記憶し及び／又はそれを更新する間に移動システムの過負荷を防止することである。
本発明の別の目的は、多数の加入者が特定の位置エリアに位置するときに移動システムの過負荷を防止することである。
この新規な形式のコール負荷制限は、所与の時間間隔中に開始されるコールの数をカウントし、そして開始されるべきコールの数を所定値に制限することを特徴とする本発明の方法により達成される。
又、本発明は、移動システムのコール負荷を制限する構成体にも係る。この構成体は、所与の時間間隔中に開始されるべきコールの数をカウントするためのカウント手段と、所望の時間間隔を測定する手段と、開始されるべきコールの数を所定の最大値に制限するための比較手段とを移動システムが備えたことを特徴とする。
本発明は、所与の時間間隔中に開始して、コールの数を移動システムの性能に比例する数に制限するという考え方に基づく。
本発明の方法において、移動ステーションをコールするために開始されたコールの数がカウントされる。コールが開始されたときに時間測定がスタートする。コールの開始から所定時間の後に、それを開始されたコールの数から除去することができる。カウントされるコールの数が上記間隔中に開始されるべきコールの最大許容数に等しくなるまで、新たなコールが開始される。この状態は、越えてはならない最大コール負荷に対応する。早期に開始されたコールのスタートから所定時間が経過しそしてそのコールがカウントされたコールの数から除去されるまで新たなコールを開始することができない。
このようなページング負荷制限の効果は、移動システムの無線ユニットが過負荷状態にならず、従って、他のシステム状態が危機に陥らないことである。
本発明の構成体の更に別の効果は、既存のシステムの変更が、例えば、移動サービス交換センターMSCのソフトウェアにおける比較的僅かな変更で実施できることである。これらの変更は、あらゆる観点で既存のシステムに適合し得る。従って、本発明の変更が実施されたセンターと、この変更が実施されていないセンターとをネットワークにおいて同時に柔軟に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
以下、添付図面を参照し、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明に適用できる移動システムの重要な部分を示す図である。
図２は、本発明によるコール負荷制限の好ましい実施形態の移動サービス交換センターを示すブロック図である。
図３は、本発明の方法の好ましい実施形態を示すフローチャートである。
好ましい実施形態の詳細な説明
本発明は、移動システムに関連して適用できる。本発明は、パンヨーロピアンデジタル移動通信システムGSMに関連して詳細に説明する。
図１は、GSMネットワークの既に説明した簡単な構造体を示す。GSMシステムのより詳細な説明については、GSM推奨勧告、及び出版物「移動通信用のGSMシステム（The GSM System for Mobile Communications）」、M.モーリ及びM.ポーテット、パライゼウ、フランス、1992年、ISBN:2−9507190−０−７を参照されたい。
本発明は、単一の移動サービス交換センターにおけるコール制限について以下に説明する。特に、移動ステーションに向けられた問合せによりビジター位置レジスタVLRに記憶された移動ステーションMSの位置情報を更新するときに、移動サービス交換センターMSCのコールを制限するのが効果的である。又、本発明の方法は、所与のベースステーションサブシステムBSSを通過するコールを制限するのにも適用できる。
本発明の方法においては、開始されるべきコールの数がカウントされる。コール特有タイマーにより測定される所定の当該時間間隔T_intの間に開始されるべきコールの数N_maxが制限される（N_max/T_int）。許容コール数N_maxは、他の信号又はシステム性能の低下も考慮して、システムコール負荷処理容量より小さい値にセットされるのが好ましい。当該時間間隔T_int及び開始されるべきコール数N_maxは、オペレータによりセットすることができ、例えば、各移動サービス交換センターMSCに対し別々にセットすることができる。処理容量は、コール負荷に関してネットワークの最も弱いユニット、例えば、ベースステーションサブシステムBSS、単一ベースステーションBTSのコールチャンネル、又は例外的であるが、移動サービス交換センターMSCによって決定される。
本発明の方法は、例えば、移動サービス交換センターMSCに関連して構成されたカウント、タイミング及び比較手段により実施される。カウント手段は、例えば、カウンタである。例えば、タイマーをタイミング手段として使用することができ、それらの数は、開始されるべき各コールを計時するために充分なものでなければならない。カウント手段、例えば、カウンタの現在値は、比較手段により、プリセットカウンタスレッシュホールド値と比較される。
図２を参照して、本発明の主たる実施形態を説明する。図２は、本発明による移動サービス交換センターMSCのブロック図であり、本発明に関連した移動サービス交換センターの要素のみを示している。図２の移動サービス交換センターは、デジタルスイッチ81を備え、これを経て移動サービス交換センターMSCは、ベースステーションサブシステムBSS、他の移動サービス交換センターMSC、公衆電話ネットワークPSTN、ビジター位置レジスタVLR、等にリンクされる。スイッチ81は、コールを移動ステーションMSに接続する。移動サービス交換センターMSCの動作は、コール制御コンピュータ82により制御され、これは、スイッチSWの動作も制御する。レジスタ84は、プリセットパラメータ、即ち考慮すべき時間間隔T_int及び開始されるべきコール数N_maxを含む。カウンタ85は、当該移動システムMSCにおいて開始されたコールの数をカウントする。更に、各コールの開始から経過した時間を測定するための多数のコール特有のコールタイマー86_l−86_Nもある。コール制御コンピュータ82は、以下に述べるように、本発明に基づいてこれらのタイマー、レジスタ及びカウンタを使用し、コール負荷を制限する。
図３は、１つの移動サービス交換センターMSCに関する本発明の方法の主たる実施形態を示すフローチャートである。この方法が実施されるとき又は変数が再定義されるときには、開始されるべきコールの数に比例してカウントするコールカウンタが値N_maxに初期化される（図３のステップ21）。コールカウンタの初期値、及びコールカウンタのスレッシュホールド値は、考慮すべき時間間隔中に開始されるコールの数を制限する。移動サービス交換センターMSCがある移動ステーションMSにコールを送信しなければならないときには（ステップ22）、コールカウンタの値がプリセットスレッシュホールド値、この場合は０に達したかどうかのチェックを行う（ステップ23）。コールカウンタの値が０を越えるときには、所定のコールステップ、この場合は１が、コールカウンタの値から減少される（ステップ24）。
考慮されるべく選択される時間間隔は、使用されていないコール特有のコールタイマーで測定され、即ち開始されるべき各コールに対して新たなコールカウンタが選択される。ステップ25において、コールカウンタは、考慮されるべき時間間隔の値T_intを使用して初期化され、そしてステップ26において、コール及びそれに対応するコールタイマーが初期化される。動作中のコールタイマーの時間測定が監視される（ステップ28）。測定されるべき当該時間がコールカウンタにおいて終了したときには、コールステップ、この場合は１がコールカウンタの値に追加される（ステップ29）。
コールカウンタがプリセットスレッシュホールド値、図３では０に達すると、コールを要求している当事者に、コールを開始できないことが通知される（ステップ27）。GSMシステムを一例として使用すると、この通知は、「ノー・ページング・レスポンス」メッセージにより行うことができる。当該時間間隔がコールタイマーの１つで終了しそしてコールカウンタの値が増加してスレッシュホールド値を越えるまで新たなコールを開始することができない。
図３の実施形態の動作は、以下の例により説明することができる。この例に用いられる数値は、単に本発明の考え方を明らかにするために選択されたに過ぎない。コールカウンタの初期値N_maxが例えば値50に初期化され、そして当該時間間隔T_intが1sにセットされた場合には、移動サービス交換センターにおいて50コール/sを開始することが許される。各コールが開始されると、コールカウンタの値は１だけ減少する。第１のコール要求後の１秒間に、全部で50個のコールを開始することができる。この１秒間に51番目のコール要求がなされた場合には、新たなコールの開始が防止され、第１コールの当該時間間隔の終了を待機する。
本発明の方法の別の実施形態では、コールカウンタは、上記のカウントダウンカウンタに比して逆方向にカウントすることができる。この場合、コールカウンタの初期設定値及びスレッシュホールド値は、例えば、図３の実施形態の初期設定値及びスレッシュホールド値の数値を交換することにより適切にセットしなければならない。カウントアップカウンタが使用されるときには、コールが開始される前にカウンタ値がコールステップにより増加され、そしてコールタイマーが所定のタイマースレッシュホールド値に達すると、コールカウンタがコールステップだけ減少される。コールステップ値は、充分なコール負荷でこのコールステップによりコールカウンタの設定スレッシュホールド値に到達するように選択されねばならない。
コールタイマーの時間測定は、カウントアップ又はカウントダウンにより実施することができる。各々の場合に、コールタイマーのカウントの終了の監視は、適切に構成しなければならない。図３の実施形態では、カウントダウンコールタイマーが使用される。各開始されたコールがそれ自身のコールタイマーを開始するときには、許されたコールの当該時間間隔を測定するために充分な数のコールタイマーが使用できねばならない。
本発明の方法の別の実施形態は、通常のモードで移動システムの位置エリアにおいてコールを制限するのに特に適している。この実施形態では、開始されるべきコール数は、各位置エリアごとに別々にカウントされる。当該時間間隔T_int及び開始されるべきコール数N_maxは、例えば、各ベースステーションコントローラBSCごとに、それらの性能に基づき別々のセットすることができる。
位置エリアにおいてコール負荷を制限する構成体は、移動サービス交換センターMSC又はネットワークの他の部分、例えば、ベースステーションサブシステムBSSに関連して配置することができる。この実施形態の構成では、各位置エリアがそれ自身のカウンタを有する。各カウンタに対して比較器を構成することができる。各位置エリアは、オペレータによりプリセットされたパラメータを含むそれ自身のレジスタを有する。
本発明の方法は、移動システムにおいては連続動作モードである。ビジター位置レジスタVLRに記憶された移動ステーションMSの位置情報が更新されるときには、ビジター位置レジスタVLRの再スタート後にページング負荷が急速に減少し、従って、この方法は、通常のネットワーク動作を本質的に制限するものではない。
添付図面及びそれを参照した以上の説明は、本発明の考え方を単に例示するものに過ぎない。本発明のコール負荷制限方法及び構成体は、請求の範囲内でその細部を種々変更することができる。

Claims (7)

1. 移動通信システムのページング負荷を制限する方法であって、所与の時間間隔中に開始されるコールの数をカウントし、そして開始されるべきコールの数を所定の最大値に制限する段階を含む方法において、
   開始されるべきカウントされるコールの上記数は、新たなコールが開始されるときに増加／減少され、
   コールの開始から経過する時間を測定し、
   開始されるべきカウントされるコールの上記数は、コールの開始から上記所与の時間間隔が経過したときに、各々、減少／増加される、という段階を含み、
   開始されるべきコールの数の上記制限は、カウントされたコールの上記数が
   上記所定の最大値に等しいときに新たなコールの開始を防止することを含む、ことを特徴とする方法。
2. 開始されたコールの数をカウントするコールカウンタは、その実施に関連した所定値にセットされ、そしてコールを開始するときに、次の動作ステップを行い、即ち
   コールカウンタの値を所定のカウンタスレッシュホールド値と比較し、
   コールカウンタの値がカウンタスレッシュホールド値に等しいときに、コールの開始が防止され、そして動作の防止に関するメッセージが加入者へ形成され、
   コールカウンタ値がカウンタのステッシュホールド値と異なるときには、コールカウンタ値が所定のコールステップだけ減少／増加され、上記所与の時間間隔を測定するコール特有のコールカウンタは所定値にセットされ、そしてコールタイマー及び移動ステーション（MS）のページングが開始され、そしてコールカウンタ値は、コール特有のコールタイマーが所定のタイマースレッシュホールド値に達したときにコールステップだけ各々増加／減少される請求項１に記載の方法。
3. 開始されるべきコールの数を制限する上記所定の最大値は、移動通信システムが同時に取り扱うことのできるコールの最大数より小さい請求項１又は２に記載の方法。
4. 上記方法は、位置エリア（LA）のコール負荷を制限するのに使用される請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
5. 上記方法は、ビジター位置レジスタ（VLR）に記憶された移動ステーション（MS）の位置データが移動ステーション（MS）のページング及び移動ステーション（MS）の位置エリア（LA）の問合せにより更新されるときに移動サービス交換センター（MSC）のコール負荷を制限するのに使用される請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
6. 移動通信システムのコール負荷を制限する構成体であって、所与の時間間隔中に開始されるべきコールの数をカウントするための第１のカウント手段（85）と、開始されるべきコールの数を所定の最大値に制限するための第２の手段（82）とを備えた構成体において、
   新たなコールが開始されるときに開始されるべきカウントされるコールの上記数を増加／減少するための手段（22−24）と、
   コールの開始から経過する時間を測定する手段（25−28）と、
   コールの開始から上記所与の時間間隔が経過したときに、開始されるべきカウントされるコールの上記数を各々減少／増加する手段（29）と、を備えており、
   上記第２の手段（82）は、カウントされたコールの上記数が上記所定の最大値に等しいときに、新しいコールの開始を防止する手段を備える、
   ことを特徴とする構成体。
7. 上記各手段は、移動サービス交換センターMSCに関連して配置される請求項６に記載の構成体。

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