JP3919662B2

JP3919662B2 - 移動遠隔通信機器の非常呼び出しを送信する方法および移動遠隔通信網

Info

Publication number: JP3919662B2
Application number: JP2002557153A
Authority: JP
Inventors: ベーアジークフリート; ゴッチャルクトーマス; コヴァレフスキーフランク; ハンスマーティン; ベックマンマーク; シュミットグナー; ラウメンヨーゼフ; チェヒョン−ナム
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-01-12
Filing date: 2002-01-04
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2022-01-04
Also published as: WO2002056624A2; EP1352539A2; US7215941B2; DE10101282A1; JP2004517423A; EP1352539B1; US20040081139A1; WO2002056624A3

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念による移動遠隔通信機器の非常呼出を送信する方法および請求項８の上位概念による移動遠隔通信網に関する。
【０００２】
近年移動無線網においては、非常呼出番号を手動でダイヤルする以外にも非常呼出を自動的に伝送する可能性がますます確立されてきている。このサービスは「緊急コール（emergency call）」と称され、移動遠隔通信機器と例えば非常呼出センターのようないわゆるＬＣＳクライアントとの間の自動的なコネクションを確立する。このために例えば自動車には事故センサが設けられており、この事故センサは事故を検出した際自動的に（場合によってはドライバの反応を求めた後に）緊急コールをトリガする。ここで例えばドライバの意識がない場合には車両の位置特定が可能なものでなければならない。このためにＵＭＴＳ（universal mobile telephone system）規格では問合せプロシージャが設けられており、この問合せプロシージャを用いることにより緊急コールを送信する際に、ユーザは関与せずとも移動遠隔通信機器の位置特定が可能となる。
【０００３】
緊急コール以外にも移動遠隔通信機器の位置特定は事情によっては望ましいものである。
ＷＯ９７／２３１０４から、ＰＣＳ１９００移動無線システムにおいて移動遠隔通信機器の非常呼出を非常呼出センタに伝送する方法が公知であり、この方法では非常時救助の要求に応じて例えば「９−１−１」のような非常呼出番号を入力することにより、必要に応じて移動無線加入者の位置データが伝送される。
ＵＳ５，３８８，１４７から、セルラ遠隔通信システムにおける非常呼出方法が公知であり、この方法ではコールを行う移動無線機器の位置データが、ディジタル無線チャネルの確立後に初めて非常呼出センタに伝送される。
【０００４】
本発明の課題は、移動遠隔通信機器の位置特定を迅速化することができる移動遠隔通信機器の非常呼出を送信する方法および移動遠隔通信網を提供することである。
【０００５】
非常呼出を送信する方法に関する課題は、ＵＭＴＳ移動遠隔通信網における移動遠隔通信機器の非常呼出を送信する方法であって、第１のステップにおいて、サービング無線網制御部（Serving Radio Network Controller,ＳＲＮＣ）に、ＲＲＣコネクションを確立するための要求ＲＲＣコネクション要求を送信し、第２のステップにおいて、サービング無線網制御部から問合せの識別が成功した後に、問合せの確認を信号ＲＲＣコネクション設定によって遠隔通信機器に返送し、第３のステップにおいて、遠隔通信機器によってメッセージＲＲＣコネクション設定完了でもってサービング無線網制御部とのＲＲＣコネクションの確立を確認し、それぞれの移動遠隔通信機器の目下の位置を、非常呼出を送信する前または非常呼出の送信中に移動遠隔通信網の別の構成要素に依存せずに求め、メッセージＲＲＣコネクション完了でもって既に第３のステップにおいてサービング無線網制御部に伝送し、引き続きサービング無線網制御部と接続されている移動交換局（Mobile-service Switching Center）によって遠隔通信機器と位置サービス・コール・クライアント（Location Service Call Client）との間の直接的なコネクションを確立する、移動遠隔通信機器の非常呼出を送信する方法によって解決される。
これによって非常呼出を送信するそれぞれの加入者機器の位置を非常呼出メッセージの開始と同時に伝送することによって、非常呼出メッセージを実施する時間が大幅に短縮されている。この場合移動遠隔通信機器は位置を求める要求を待機する必要はない。
移動遠隔通信網に関する課題は、移動遠隔通信機器、サービング無線網制御部、移動交換局および位置サービス・コール・クライアントを有する移動遠隔通信網において、移動遠隔通信機器からサービング無線網制御部にＲＲＣコネクションの確立に関する要求ＲＲＣコネクション要求が送信され、サービング無線網制御部から、問合せの識別が成功した後に、問合せの確認が信号ＲＲＣコネクション設定によって移動遠隔通信機器に返送され、遠隔通信機器によって、メッセージＲＲＣコネクション設定完了でもってサービング無線網制御部とのＲＲＣコネクションの確立が確認され、それぞれの移動遠隔通信機器の目下の位置が、非常呼出を送信する前または非常呼出の送信中に移動遠隔通信網の別の構成要素に依存せずに求められ、メッセージＲＲＣコネクション完了でもってサービング無線網制御部に伝送され、サービング無線網制御部と接続されている移動交換局によって遠隔通信機器と位置サービス・コール・クライアントとの間のコネクションが確立される、移動遠隔通信網によって解決される。
有利な実施形態は請求項２から７に記載されている。
【０００６】
移動遠隔通信機器の位置が、場合によっては行われる非常呼出を送信する前に既知であるか、非常呼出の間に移動遠隔通信網の別の構成要素に依存せずに求められる場合には、非常呼出の問合せプロシージャにおいてはもはや、複数の送信器による移動遠隔通信機器の方位測定でもって位置を求める必要はない。したがって非常呼出の伝送は非常に迅速化されており、それに加え信頼性も改善される。何故ならば事情によっては非常事態では、移動遠隔通信機器と移動遠隔通信網における他の構成要素、例えば固定の送信装置とのコネクションは劣悪であるからである。本発明の方法は、例えば端末機器のようないかなる種類の移動遠隔通信機器、または船舶または車両における配電機にも、または他の遠隔通信機器に適用できる。
【０００７】
殊に信頼性のある位置検出は、この位置検出が完全にそれぞれのユーザの関与無しに実行される、例えば規則的な時間クロックで実行される場合に可能である。この場合には、非常呼出信号を出力する必要性が生じた際に位置が検出されていることが何時でも保証されている。この位置検出はかなり前のものであるべきではなく、したがって時間クロックは狭く設定すべきである。
【０００８】
辺鄙な場所においても位置検出を事前に実施できるようにするために、位置検出を固定の送信装置を介するだけでなく、例えば別の移動遠隔通信機器を利用しても行うことができる。
【０００９】
この場合位置信号を非常呼出通知と共に、やはりユーザの作用無しに伝送することができる。
【００１０】
移動遠隔通信網の別の構成要素を使用しない位置検出は例えば、相応のモジュールが装備されている各移動遠隔通信機器のグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）によって可能である。
【００１１】
本発明の別の利点及び特徴は、図面に示されており以下説明する本発明の対象の実施例から生じる。ここで図１は、ＵＭＴＳ規格における位置検出の概略的な構成である。図２は、ＵＭＴＳ規格における非常呼出の慣例の経過プロトコルである。図３は、本発明の構成における非常呼出に関する経過スキーマである。図４は、複数の固定の送信装置及び移動遠隔通信機器を俯瞰図で表している、位置検出方法の原理図である。
【００１２】
第１の実施例においては移動遠隔通信機器ＵＥの位置は、非常呼出が送信される以前に検出される。
【００１３】
ここでは説明のために例示的に非常呼出の従来の経過プロトコル（図２には発展段階リリース（Entwicklungsstufe release）９９におけるＵＭＴＳ規格が示唆されている）が示されている。
【００１４】
非常呼出は、ここでは非常呼出である情報を既に包含している移動遠隔通信機器ＵＥ（ユーザ機器）の問合せ１によって開始される。このことは例えばユーザの手動の操作によって行われるか、例えば事故検出器のような自動的なメカニズムによって行われる。
【００１５】
初めに実行される最初の３つのステップでは、移動遠隔通信機器ＵＥと制御部ＳＲＮＣ（サービング無線網制御部(Serving Radio Network Controller)）との間のコネクションがＲＲＣ（Radio Ressource Control）プロトコルに応じて確立される。
【００１６】
コネクションの確立に関する問合せ１（ＲＲＣコネクション要求（RRC connection request））は遠隔通信網ＴＮに包含されている制御部ＳＲＮＣ（サービング無線網制御部）に送信される。この制御部ＳＲＮＣは、ノードＢとしても示されている複数の送信装置Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３...を管理及び制御し、したがって複数の移動無線セルも監視する。１つの（Ｓ）ＲＮＣ及び複数のノードＢからなるユニットは、図１に示されているように、ラジオネットワークシステム（ＲＮＳ）と称される。複数のＲＮＳはＵＴＲＡＮ（Universal Terrestrial Radio Access Network）に統合されている。
【００１７】
制御部ＳＲＮＣからは、問合せ１の識別が成功した後に、問合せ１の確認及びコネクションの確立が共通の信号２（ＲＲＣコネクション設定（RRC connection setup））によって、問合せを行った遠隔通信機器ＵＥに返送される。
【００１８】
第３のステップでは、この遠隔通信機器ＵＥはメッセージ３（ＲＲＣコネクション完了（RRC connection complete））でもってコネクションの確立を確認し、したがって制御部ＳＲＮＣと移動遠隔通信機器ＵＥとの間のＲＲＣコネクションは確立されている。
【００１９】
続く２つのステップではＭＳＣ（移動交換局(Mobile-services Switching Center)）とのコネクションが確立され、このＭＳＣは固定網と移動網との間のインタフェースを表す。図１において使用されている略号３Ｇ−ＭＳＣは第３世代のＭＳＣを表す。
【００２０】
メッセージ４（ＣＭサービス要求（CM Service Request））でもって移動遠隔通信機器ＵＥは先ずインタフェースＭＳＣとのコネクションを問合せるが、これは制御部ＳＲＮＣに問合わせられる。この制御部ＳＲＮＣはこれに基づいて問合せ５（ＲＡＮＡＰＣＭサービス要求（RANAP CM Service Request））をプロトコルＲＡＮＡＰ（Radio Access Network Application Part）によってインタエースＭＳＣに送信する。ＭＳＣでは移動遠隔通信機器ＵＥの位置特定はそもそも信頼性があるか否かも検査し、他方では構成要素ＨＬＲ（図１）は、移動遠隔通信機器ＵＥがそもそも位置特定サービスを支援しているか否かを検査する。
【００２１】
第６のステップでは、一方において移動遠隔通信機器ＵＥと、それぞれの位置特定サービス局（ＬＣＳクライアント）、例えば消防署、警察、民間の公共安全サービス等との間のコネクションが確立される。
【００２２】
この時点では、移動遠隔通信機器ＵＥと位置特定局（ＬＣＳクライアント）との間のコネクションの確立がいくつものステップで比較的繁雑であったために時間は既に大分経過しているのにもかかわらず、移動遠隔通信機器の位置特定は依然行われていない。
【００２３】
第７のステップにおいて初めて、移動交換局（Mobile Service Switching Center）ＭＳＣから、移動遠隔通信機器ＵＥは位置検出を実行すべきという要求としての信号７（ＲＡＮＡＰ位置報告制御（RANAP Location Reporting Control））が制御部ＳＲＮＣに送信される。
【００２４】
第８のステップでは、移動遠隔通信機器ＵＥの実際の位置検出が行われる。この位置検出は例えば経過時間法に応じて行われ、この方法では種々の固定の送信装置Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３がデータを移動遠隔通信機器ＵＥに伝送して、それぞれのデータの経過時間からＵＥの送信装置Ｓ１、Ｓ２及びＳ３までの距離が求められる。
【００２５】
このようにして求められた移動遠隔通信機器ＵＥの位置を伝送することができ、新たなステップでは信号９（ＲＡＮＡＰ位置報告（RANAP Location Report））でもって移動網と固定網との間のインタフェース、すなわち移動サービス局ＭＳＣに送信される。
【００２６】
時間的な経過の次のステップでは、ＭＡＰ加入者位置報告（Subscriber Location Report）がメッセージ１０としてＭＳＣからいわゆるＧＭＬＣ（Gateway Mobile Location Center）に送信される。この報告には、例えば移動遠隔通信機器ＵＥの識別子並びに移動遠隔通信機器ＵＥの位置及び最後に行われた位置検出以降経過した時間が包含されている。
【００２７】
ＧＭＬＣから確認として信号１１（ＭＡＰ加入者位置ａｃｋ（MAP Subscriber Location ack））がＭＳＣに返送される。
【００２８】
引き続きメッセージ１２（位置情報）として、目下の位置に関する情報が先行のメッセージ８によって既に位置情報の受信に備えていたＬＣＳクライアント、すなわち消防署または同様のものに送信される。
【００２９】
それに続く位置サービスクライアント（ＬＣＳクライアント）から移動遠隔通信機器ＵＥへのメッセージ１３（緊急コール解除（Emergency Call Release））でもって目下の非常呼出は終了され、システムは別の緊急呼出のために解放される。
【００３０】
メッセージ１４及びメッセージ１５は、さらにＧＭＬＣとサービス局ＭＳＣとの間の目下の非常呼出の終了を監視する。
【００３１】
これに対して本発明によれば、緊急サービスコールが開始される前に移動遠隔通信機器ＵＥによって、または移動遠隔通信機器ＵＥのユーザによってＵＥの位置が既知である場合には、非常呼出のための既述のプロシージャを修正することができ、したがって著しく短縮することができる。
【００３２】
この場合には既にメッセージ３でもって移動遠隔通信機器ＵＥからこの移動遠隔通信機器の目下の位置が、送信装置Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の制御装置ＳＲＮＣに転送される。この制御装置は位置を直接に位置サービスコール（ＬＣＳ）クライアント、すなわち消防署に転送する。移動遠隔通信機器ＵＥは位置検出の要求を待機する必要はない。本発明による実施形態のメッセージ３（ＲＲＣコネクション設定完了）の構造が図３に示されている。ここでは既に位置データが包含されていることが明らかである。
【００３３】
事前の位置検出は例えば規則的で時間的なインターバルをおいて以下の方法により行うことができる。
【００３４】
第１の方法では、例えば無線塔のようなそれぞれの固定の送信装置Ｓ１からその到達距離において、位置が求められるべき遠隔通信機器ＵＥに送信装置が存在するそれぞれのセルを識別するセル信号（いわゆるセルＩＤ）が送出される。この信号がセル内に存在する移動遠隔通信機器によって受信されることにより、セル内すなわち送信装置の受信領域における移動遠隔通信機器の位置が確認される。もっともそのようなセルは大きく拡張されているので、位置検出は精度の面において制限されている。
【００３５】
殊に東アジア地域において使用され、３．８４Ｍｃｈｉｐｓ／ｓの通常の伝送率を有するＴＤＤモードに比べ約１．２８Ｍｃｈｉｐｓ／ｓに低減されたモード、いわゆるＴＤＳＣＤＭＡ（time division synchronous code division multiple access）モードでは位置検出のために別の方法が使用され、この方法は配向された信号伝送を使用し、送信装置と移動遠隔通信機器ＵＥとの間の信号の経過時間を測定することによって、送信方向を求めるのと同時に移動遠隔通信機器ＵＥの位置も算出することができる。送信方向はいわゆるスマートアンテナを介して求められ、このスマートアンテナはデータの配向付けられた放射及び受信を可能にする。これらのスマートアンテナは固定の送信装置にも、移動遠隔通信機器ＵＥにも設ける必要がある。
【００３６】
別の非常に有利な方法においては、送信装置はデータを所定のブロックで送出する。ここで所定のブロックは、単に一時的にデータ例えば同期データによって占有されており、一時的に窓として空いた状態にとどまっている。この窓フェーズ（アイドルタイムスロット）では、移動遠隔通信機器ＵＥは送信装置Ｓ１からの信号を受信する必要はない。したがってこの休止期間を移動遠隔通信機器ＵＥが他の送信装置Ｓ２、Ｓ３の信号を受信するために使用することができる。したがって移動遠隔通信機器ＵＥはこのフェーズでは、他の送信装置Ｓ２、Ｓ３からの位置信号Ｐ２、Ｐ３を受信することができ、したがって同時に複数の送信装置Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３によって方位測定される。
【００３７】
別の送信装置Ｓ２、Ｓ３は送信装置Ｓ１と同一の信号列を送出する。したがって送信装置Ｓ２またはＳ３のタイムスロットは、送信装置Ｓ１から送出される信号におけるこのタイムスロットと同時に開始する。相応のタイムスロットにおいてＳ１から送信される信号列内に窓が残存する場合には常に、送信装置Ｓ２またはＳ３の同一の指定のタイムスロットに包含されている相応の信号を受信することができる。これらの送信装置も各送出時にタイムスロットを１つの信号で占有しているのではなく、他の送信装置の信号を受信できるようにするためにこのタイムスロットを、規則的または不規則的であるが相互に異なる順序でアイドルスロットとして自由にする。
【００３８】
移動遠隔通信機器ＵＥは、ある送信装置（例えばＳ１）のそれぞれ空いているタイムスロットにおいて受信した、別の送信装置（例えばＳ２、Ｓ３）のそれぞれのタイムスロットの信号の受信時点を評価する。これによって移動遠隔通信機器ＵＥは、タイムスロットの開始時とこのタイムスロットに所属する送信装置Ｓ１の信号の受信時点との間の時間差Δｔ１を検出する。この値を遠隔通信機器ＵＥは送信装置Ｓ１に通知する。同様にしてタイムスロットの開始時と送信装置Ｓ２の所属の信号の受信時との間の時間差Δｔ２が送信装置Ｓ１の休止時に検出され、この時間差が通知される。相応にしてタイムスロットの開始時と、送信装置Ｓ３の相応の信号の受信時との間の時間差Δｔ３が検出され、送信装置Ｓ１に通知される。
【００３９】
送信装置Ｓ１によって、信号遅延のそのようにして求められた値が、移動遠隔通信機器ＵＥの正確な位置を算出するために使用される。このためにそれぞれ差分Δｔ１２＝Δｔ１−Δｔ２及びΔｔ１３＝Δｔ１−Δｔ３が形成される。この差分から移動遠隔通信機器ＵＥの位置が、双曲線Ａ２及びＡ３（図４）の交点として検出される。この双曲線の経過は送信装置Ｓ２及びＳ３の既知の位置並びにΔｔ１２及びΔｔ１３から生じる。
【００４０】
信号伝播速度が既知である場合には、信号経過時間Δｔ１から移動遠隔通信機器ＵＥの送信装置Ｓ１までの距離が分かる。したがって移動遠隔通信機器の位置を、送信装置Ｓ１を中心とする距離円Ａ１並びに時間差双曲線Ａ２及びＡ３の交点の集合ＳＭから求めることができる（図４）。交点の集合ＳＭは移動遠隔通信機器の位置を表す。
【００４１】
位置が分かり、この位置が非常呼出メッセージの開始時と同時に伝送されることによって、非常呼出メッセージを実施する時間が大幅に短縮される。
【００４２】
第２の実施例では、位置は非常呼出を送信している間に求められるが、このことは移動遠隔通信網ＴＮの別の構成要素に依存しない方法でもって行われる。このためにＧＰＳ（Global positioning system）が位置検出に使用される。したがって約２０ｍの精度を達成することができる。移動遠隔通信機器ＵＥにＧＰＳユニットを設ける必要があるが、これによって位置検出を非常に迅速に行うことができ、また移動遠隔通信網ＴＮに依存せずに、例えば送信装置Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３...の信号の受信状態が劣悪である場合にも行うことができる。
【００４３】
したがって非常呼出の伝送を迅速化することは、非常呼出を伝送している間にＧＰＳを使用する場合にも達成されている。ＧＰＳを使用する位置検出を同様に事前に規則的な時間クロックで行うことができ、この場合位置検出データを記憶して非常呼出時に使用できるということが分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＵＭＴＳ規格における位置検出の概略的な構成である。
【図２】ＵＭＴＳ規格における非常呼出の慣例の経過プロトコルである。
【図３】本発明の構成における非常呼出に関する経過スキームである。
【図４】位置検出方法の原理図である。

Claims

ＵＭＴＳ移動遠隔通信網における移動遠隔通信機器（ＵＥ）の非常呼出を送信する方法であって、
第１のステップにおいて、サービング無線網制御部（Serving Radio Network Controller,ＳＲＮＣ）に、ＲＲＣコネクションの確立に関する要求ＲＲＣコネクション要求（１）を送信し、
第２のステップにおいて、前記サービング無線網制御部（ＳＲＮＣ）から、問合せ（１）の識別が成功した後に、問合せの確認を信号ＲＲＣコネクション設定（２）によって前記遠隔通信機器（ＵＥ）に返送し、
第３のステップにおいて、前記遠隔通信機器（ＵＥ）によってメッセージＲＲＣコネクション設定完了（３）でもって前記サービング無線網制御部とのＲＲＣコネクションの確立を確認し、それぞれの移動遠隔通信機器の目下の位置を、前記非常呼出を送信する前または前記非常呼出の送信中に前記移動遠隔通信網の別の構成要素に依存せずに求め、前記メッセージＲＲＣコネクション完了でもって既に該第３のステップにおいてサービング無線網制御部に伝送し、
引き続き前記サービング無線網制御部と接続されている移動交換局（ＭＳＣ）によって前記遠隔通信機器と位置サービス・コール・クライアント（ＬＣＳクライアント）との間の直接的なコネクションを確立することを特徴とする、移動遠隔通信機器の非常呼出を送信する方法。
前記位置を移動遠隔通信機器のユーザに依存せずに規則的な設定に応じて求める、請求項１記載の方法。
前記規則的な設定は、時間的なクロックによる位置検出である、請求項１または２記載の方法。
前記移動遠隔通信機器はＧＰＳ（Global Positioning System）を使用して位置を検出する、請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
前記位置検出を経過時間法によって行う、請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
種々の固定された送信器の信号の経過時間を、少なくとも１つの別の送信器の窓時間（アイドルスロット）において求める、請求項５記載の方法。
規則的に固有の位置検出を実施する別の移動遠隔通信機器の信号の経過時間を前記位置検出に使用する、請求項５または６記載の方法。
移動遠隔通信機器（ＵＥ）、サービング無線網制御部（ＳＲＮＣ）、移動交換局（ＭＳＣ）および位置サービス・コール・クライアントを有する移動遠隔通信網（ＴＮ）において、
前記移動遠隔通信機器（ＵＥ）から前記サービング無線網制御部（ＳＲＮＣ）にＲＲＣコネクションの確立に関する要求ＲＲＣコネクション要求（１）が送信され、
前記サービング無線網制御部（ＳＲＮＣ）から、問合せ（１）の識別が成功した後に、問合せの確認が信号ＲＲＣコネクション設定（２）によって前記移動遠隔通信機器（ＵＥ）に返送され、
前記遠隔通信機器（ＵＥ）によって、メッセージＲＲＣコネクション設定完了（３）でもって前記サービング無線網制御部（ＳＲＮＣ）とのＲＲＣコネクションの確立が確認され、それぞれの移動遠隔通信機器（ＵＥ）の目下の位置が、前記非常呼出を送信する前または前記非常呼出の送信中に前記移動遠隔通信網（ＴＮ）の別の構成要素に依存せずに求められ、前記メッセージＲＲＣコネクション完了でもってサービング無線網制御部（ＳＲＮＣ）に伝送され、
前記サービング無線網制御部（ＳＲＮＣ）と接続されている前記移動交換局（ＭＳＣ）によって前記遠隔通信機器（ＵＥ）と前記位置サービス・コール・クライアント（ＬＣＳクライアント）との間のコネクションが確立されることを特徴とする、移動遠隔通信網（ＴＮ）。