JP3939142B2 - 位置登録エリア構成方法、移動通信システム及び無線基地局 - Google Patents
位置登録エリア構成方法、移動通信システム及び無線基地局 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、位置登録エリア構成方法、移動通信システム及び無線基地局に係り、より詳しくは、複数の無線基地局と、複数の移動局と、無線基地局が接続する網と、網に接続された位置情報管理サーバとを含んで構成された移動通信システムにおける位置登録エリア構成方法(特に無線基地局の新設及び撤去時の位置登録エリアの構成に係る方法)、当該移動通信システム、及び当該移動通信システムを構成する無線基地局に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、PHS(Personal Handyphone System)と呼ばれる第二世代コードレス電話システムが知られている(ARIB RCR STD−28 第二世代コードレス電話システム標準規格)。このシステムでは、各々の移動局が位置登録を行う位置登録エリアは、複数の無線基地局が形成する無線ゾーンから構成される位置登録エリア方式が採用されている。各々の移動局は自局が属する群の位置登録エリア情報を無線基地局からの報知情報により通知され、通知された位置登録エリア情報と自移動局が登録している位置登録エリア情報とを比較し、報知情報が登録情報と異なっている場合に位置登録を行う。この特徴として、個々の位置登録エリアを形成している無線ゾーンは、半径が小さいマイクロセル構成をとっているため、個々の無線ゾーン同士のオーバーラップが大きく、また、個々の移動局が位置登録を行う位置登録エリアの大きさは各々の移動局のトラヒック変動の多少に関わらず、常に固定の大きさとなっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術は、位置登録エリアを構成する複数の無線基地局が明確な物理リンクで交換機に接続されているため、前記位置登録エリア内に無線基地局を新設した場合や撤去される場合に、隣接する無線基地局同士であっても、接続している交換機が異なり一斉呼び出しの際の呼び出しエリアが異なることがある。このため、無線基地局が形成する無線ゾーンを移動する毎に頻繁に位置登録を行わなくてはならない、という問題が生じる恐れがあるため、無線基地局の新設及び撤去に関して柔軟に位置登録エリアを再構成するために無線基地局及び位置情報管理サーバを制御することが必須となる。
【0004】
また、位置登録エリアの大きさは、個々の位置登録エリア内における着信トラヒック特性と通信トラヒック特性の両方又は一方が多い少ないに関わらず、固定の大きさとなっているため、着信トラヒックの頻度によって、呼び出しチャネルが圧迫されチャネル効率が悪くなる、という問題がある。このため、位置登録エリア内における着信トラヒック特性と通信トラヒック特性の両方又は一方に応じて、位置登録エリア内の無線基地局の数を動的に変化させ位置登録エリアの大きさを最適化することがチャネル効率を上げる上で必須の技術となる。
【0005】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであり、位置登録エリア内に無線基地局が新設又は撤去される場合に自動的に位置登録エリアを再構成して位置登録エリアの最適化を図ることを第1の目的とする。また、着信トラヒック特性と通信トラヒック特性の両方又は一方をもとに、位置登録エリア内の無線基地局の数を動的に変化させることで、位置登録エリアの最適化、着信トラヒックの平滑化及びチャネル効率の向上を図ることを第2の目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記第1の目的を達成するために、本発明に係る位置登録エリア構成方法は、複数の移動局、網に接続された複数の無線基地局、並びに前記網に接続され、前記無線基地局が形成する無線ゾーンの集合により形成される位置登録エリア及び前記移動局の位置情報を管理する位置情報管理サーバ、を含んで構成され、前記無線基地局が無線又は有線の回線を介して周囲の無線基地局と通信を行うことが可能とされた移動通信システムにおける位置登録エリア構成方法であって、前記無線基地局が、前記移動通信システムに新設された場合に、自局の位置を認識するとともに、周囲の無線基地局との通信又は前記位置情報管理サーバとの通信によって周囲の無線基地局が形成している位置登録エリアの状態を認識する認識工程と、当該新設された無線基地局が、前記認識された自局の位置及び位置登録エリアの状態に基づいて、自局が所属すべき位置登録エリアを選択する選択工程と、当該新設された無線基地局が、前記選択した位置登録エリアに所属し、自局が前記位置登録エリア内に新設されたことを前記位置情報管理サーバに通知するとともに、当該位置登録エリアを識別するための位置登録エリア識別子を前記移動局に報知チャネルにより報知する報知工程と、を有することを特徴とする。
【0007】
即ち、この位置登録エリア構成方法では、認識工程にて、無線基地局が、移動通信システムに新設された場合に、自局の位置を認識するとともに、周囲の無線基地局との通信又は位置情報管理サーバとの通信によって周囲の無線基地局が形成している位置登録エリアの状態を認識し、選択工程にて当該新設された無線基地局が、認識された自局の位置及び位置登録エリアの状態に基づいて、自局が所属すべき位置登録エリアを選択する。そして、報知工程にて、当該新設された無線基地局は、選択した位置登録エリアに所属し、自局が当該位置登録エリア内に新設されたことを位置情報管理サーバに通知するとともに、当該位置登録エリアを識別するための位置登録エリア識別子を移動局に報知チャネルにより報知する。これにより、無線基地局の新設時に柔軟に位置登録エリアを再構成できると同時に、周囲の無線基地局との通信又は位置情報管理サーバとの通信を通じて認識された位置登録エリアの状態も勘案されることで、以前問題となっていた隣接する無線基地局同士で位置登録エリアが異なるという問題を回避することが可能となる。
【0010】
なお、位置情報管理サーバでは、当該新設された無線基地局の情報を円滑に管理するべく、位置情報管理サーバが、位置登録エリアを構成する無線基地局の登録テーブルに、当該新設された無線基地局の情報を登録する登録工程をさらに有する方が望ましい。
【0011】
一方、無線基地局が移動通信システムから撤去される場合については、当該無線基地局が、自局が撤去されることを位置情報管理サーバに通知する撤去通知工程と、位置情報管理サーバが、当該撤去される無線基地局が所属していた位置登録エリアを構成する無線基地局の登録テーブルから、当該撤去される無線基地局の情報を削除する削除工程とをさらに有する方が望ましい。このように位置情報管理サーバは、無線基地局からの通知により、無線基地局の登録テーブルを用いて、位置登録エリアを構成する無線基地局の登録状況を円滑に管理することができる。
【0012】
ところで、上記第2の目的を達成するために、本発明に係る位置登録エリア構成方法は、前記無線基地局が、当該無線基地局が形成する無線ゾーン内のトラヒック特性を測定する測定工程と、前記無線基地局が、測定で得られたトラヒック特性を前記位置情報管理サーバに通知するトラヒック通知工程と、前記位置情報管理サーバが、通知されたトラヒック特性に基づいて、各位置登録エリア内のトラヒックが平均化されるように、各位置登録エリアを構成する無線基地局の数を増減させる増減工程と、をさらに有することを特徴とする。
【0013】
即ち、無線基地局は、測定工程にて当該無線基地局が形成する無線ゾーン内のトラヒック特性を測定すると、トラヒック通知工程にて、上記測定で得られたトラヒック特性を位置情報管理サーバに通知する。この通知を受けた位置情報管理サーバは、増減工程にて、通知されたトラヒック特性に基づいて、各位置登録エリア内のトラヒックが平均化されるように、各位置登録エリアを構成する無線基地局の数を増減させる。このようにトラヒック特性をもとに位置登録エリア内の無線基地局の数を動的に変化させるため、トラヒックを平滑化する効果があると同時に、位置登録エリアの大きさを最適化し、チャネル効率を向上させる効果がある。
【0014】
また、上記第2の目的を達成するために、本発明に係る位置登録エリア構成方法は、前記無線基地局が、当該無線基地局が形成する無線ゾーン内のトラヒック特性を測定する測定工程と、前記無線基地局が、周囲の無線基地局との基地局間通信により、前記トラヒック特性に関する情報を交換する情報交換工程と、前記無線基地局が、交換により得られたトラヒック特性に基づいて、各位置登録エリア内のトラヒックが平均化されるように、自局が所属する位置登録エリアを構成する無線基地局の数を増減させる増減工程と、をさらに有することを特徴とする。
【0015】
即ち、無線基地局は、測定工程にて当該無線基地局が形成する無線ゾーン内のトラヒック特性を測定し、情報交換工程にて周囲の無線基地局との基地局間通信により、トラヒック特性に関する情報を交換する。そして、当該無線基地局は、増減工程にて、上記交換により得られたトラヒック特性に基づいて、各位置登録エリア内のトラヒックが平均化されるように、自局が所属する位置登録エリアを構成する無線基地局の数を増減させる。このようにトラヒック特性をもとに位置登録エリア内の無線基地局の数を動的に変化させるため、トラヒックを平滑化する効果があると同時に、位置登録エリアの大きさを最適化し、チャネル効率を向上させる効果がある。
【0016】
なお、上記の測定工程では、無線ゾーン内のトラヒック特性として、着信トラヒック特性と通信トラヒック特性の両方又は一方を測定することが望ましい。
【0017】
また、位置登録エリアは、緯度及び経度により区分けされる空間、立体構造物及び当該立体構造物のフロア、個別の車両、個別の船舶、又は個別の航空機として定義することができる。
【0018】
また、上記の認識工程では、無線基地局が、全地球測位システム(GPS:Global Positioning System)、周辺の無線基地局との通信、前記位置情報管理サーバとの通信、又は上記以外の位置情報認識手段を用いて自局の位置を認識することができる。
【0019】
ところで、上述した位置登録エリア構成方法に係る発明は、以下のように移動通信システムに係る発明、無線基地局に係る発明、位置情報管理サーバに係る発明として記述することもできる。これらは実質的に同一の技術的思想に基づくものであり、同様の作用・効果を奏する。
【0020】
即ち、上記第1の目的を達成するために、本発明に係る移動通信システムは、複数の移動局、網に接続された複数の無線基地局、並びに前記網に接続され、前記無線基地局が形成する無線ゾーンの集合により形成される位置登録エリア及び前記移動局の位置情報を管理する位置情報管理サーバ、を含んで構成され、前記無線基地局が形成する無線ゾーンの集合が位置登録エリアを形成し、前記無線基地局が無線又は有線の回線を介して周囲の無線基地局と通信を行うことが可能とされた移動通信システムであって、前記無線基地局が、前記移動通信システムに新設された場合に、自局の位置、及び周囲の無線基地局との通信又は前記位置情報管理サーバとの通信によって周囲の無線基地局が形成している位置登録エリアの状態、を認識する認識手段と、前記認識された自局の位置及び位置登録エリアの状態に基づいて、自局が所属すべき位置登録エリアを選択する選択手段と、自局が前記位置登録エリア内に新設されたことを前記位置情報管理サーバに通知するとともに、当該位置登録エリアを識別するための位置登録エリア識別子を前記移動局に報知チャネルにより報知する報知手段と、を備えたことを特徴とする。
【0022】
ここで、位置情報管理サーバが、前記位置登録エリアを構成する無線基地局の登録テーブルに、当該新設された無線基地局の情報を登録する登録手段をさらに備えた構成とすることが望ましい。
【0023】
また、無線基地局が、自局が前記移動通信システムから撤去される場合に、自局が撤去されることを前記位置情報管理サーバに通知する撤去通知手段と、前記位置情報管理サーバが、当該撤去される無線基地局が所属していた位置登録エリアを構成する無線基地局の登録テーブルから、当該撤去される無線基地局の情報を削除する削除手段と、をさらに備えた構成とすることが望ましい。
【0024】
ところで、上記第2の目的を達成するために、本発明に係る移動通信システムは、前記無線基地局が、当該無線基地局が形成する無線ゾーン内のトラヒック特性を測定する測定手段と、前記測定手段による測定で得られたトラヒック特性を前記位置情報管理サーバに通知するトラヒック通知手段と、をさらに備え、前記位置情報管理サーバが、前記通知されたトラヒック特性に基づいて、各位置登録エリア内のトラヒックが平均化されるように、各位置登録エリアを構成する無線基地局の数を増減させる増減手段をさらに備えたことを特徴とする。
【0025】
また、上記第2の目的を達成するために、本発明に係る移動通信システムは、前記無線基地局が、当該無線基地局が形成する無線ゾーン内のトラヒック特性を測定する測定手段と、周囲の無線基地局との基地局間通信により、前記トラヒック特性に関する情報を交換する情報交換手段と、前記情報交換手段による交換により得られたトラヒック特性に基づいて、各位置登録エリア内のトラヒックが平均化されるように、自局が所属する位置登録エリアを構成する無線基地局の数を増減させる増減手段と、をさらに備えたことを特徴とする。
【0026】
ここで、測定手段は、無線ゾーン内のトラヒック特性として、着信トラヒック特性と通信トラヒック特性の両方又は一方を測定する構成とすることが望ましい。
【0027】
また、位置登録エリアは、緯度及び経度により区分けされる空間、立体構造物及び当該立体構造物のフロア、個別の車両、個別の船舶、又は個別の航空機として定義されることが望ましい。
【0028】
また、認識手段は、全地球測位システム、周辺の無線基地局との通信、前記位置情報管理サーバとの通信、又は上記以外の位置情報認識手段を用いて自局の位置を認識する構成とすることが望ましい。
【0029】
次に、上記第1の目的を達成するために、本発明に係る無線基地局は、複数の移動局、並びに網に接続され、無線ゾーンの集合により形成される位置登録エリア及び前記移動局の位置情報を管理する位置情報管理サーバ、とともに移動通信システムを構成し、前記網に接続され、無線又は有線の回線を介して周囲の無線基地局と通信を行うことが可能とされ、自局及び周囲の無線基地局が形成する無線ゾーンの集合が位置登録エリアを形成する無線基地局であって、前記移動通信システムに新設された場合に、自局の位置、及び周囲の無線基地局との通信又は前記位置情報管理サーバとの通信によって周囲の無線基地局が形成している位置登録エリアの状態、を認識する認識手段と、前記認識された自局の位置及び位置登録エリアの状態に基づいて、自局が所属すべき位置登録エリアを選択する選択手段と、自局が前記位置登録エリア内に新設されたことを前記位置情報管理サーバに通知するとともに、当該位置登録エリアを識別するための位置登録エリア識別子を前記移動局に報知チャネルにより報知する報知手段と、を備えたことを特徴とする。
【0031】
ここで、上記第2の目的を達成するために、本発明に係る無線基地局は、当該無線基地局が形成する無線ゾーン内のトラヒック特性を測定する測定手段と、前記測定手段による測定で得られたトラヒック特性を前記位置情報管理サーバに通知するトラヒック通知手段と、をさらに備えたことを特徴とする。
【0032】
また、上記第2の目的を達成するために、本発明に係る無線基地局は、当該無線基地局が形成する無線ゾーン内のトラヒック特性を測定する測定手段と、周囲の無線基地局との基地局間通信により、前記トラヒック特性に関する情報を交換する情報交換手段と、前記情報交換手段による交換により得られたトラヒック特性に基づいて、各位置登録エリア内のトラヒックが平均化されるように、自局が所属する位置登録エリアを構成する無線基地局の数を増減させる増減手段と、をさらに備えたことを特徴とする。
【0033】
なお、本発明に係る無線基地局の測定手段は、無線ゾーン内のトラヒック特性として、着信トラヒック特性と通信トラヒック特性の両方又は一方を測定する構成とすることが望ましい。
【0034】
また、本発明に係る無線基地局の認識手段は、全地球測位システム、周辺の無線基地局との通信、前記位置情報管理サーバとの通信、又は上記以外の位置情報認識手段を用いて自局の位置を認識する構成とすることが望ましい。
【0039】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る各種の実施形態を説明する。
【0040】
[第1実施形態]
第1実施形態では、無線基地局が、移動通信システムへの新設時に自局の位置を認識し、周囲の無線基地局と基地局間通信を行うことで自局が所属すべき位置登録エリアを選択する態様、及び無線基地局が自局配下の無線ゾーンのトラヒックを測定し当該トラヒック特性に基づき位置登録エリア内の無線基地局の数を動的に変化させる態様を説明する。
【0041】
図1に本実施形態の想定する移動通信システム10を示す。図1に示すように、移動通信システム10は、網12に接続された無線基地局13と、無線基地局13が形成する無線ゾーン20内に存在する移動局14と、網12に接続され、無線ゾーン20の集合により形成される位置登録エリア30及び移動局14の位置情報を管理する位置情報管理サーバ11と、を含んで構成されている。図1には省略したが、無線基地局13及び移動局14は複数存在するものとする。各無線基地局13は、無線又は有線の回線を介して周囲の無線基地局13と通信を行うことが可能とされている。
【0042】
ここで、図2を用いて、位置情報管理サーバ11、無線基地局13のそれぞれの構成を概説する。
【0043】
図2に示すように、位置情報管理サーバ11は、各位置登録エリア30を構成する無線基地局13の登録情報が各位置登録エリア毎に記録された位置登録エリア管理テーブル11Cと、位置登録エリア管理テーブル11Cに、新設された無線基地局13の情報を登録する登録部11Dと、位置登録エリア管理テーブル11Cから、撤去される無線基地局13の情報を削除する削除部11Eと、網12を介して各無線基地局13と情報の送受信を行う網通信部11Bと、上記各部の動作を監視・制御する制御部11Aとを含んで構成されている。
【0044】
無線基地局13は、網12を介して位置情報管理サーバ11と通信するとともに、自局が位置登録エリア30内に新設されたことを位置情報管理サーバ11に通知する網通信部13Bと、自局が移動通信システム10に新設された場合に、自局の位置、及び周囲の無線基地局13との通信又は位置情報管理サーバ11との通信によって周囲の無線基地局13が形成している位置登録エリア30の状態を認識する認識部13Cと、認識された自局の位置及び位置登録エリア30の状態に基づいて、自局が所属すべき位置登録エリア30を選択する選択部13Dと、自局が形成する無線ゾーン20内のトラヒック特性を測定する測定部13Eと、情報交換手段による交換により得られたトラヒック特性に基づいて、各位置登録エリア30内のトラヒックが平均化されるように、自局が所属する位置登録エリア30を構成する無線基地局13の数を増減させる増減部13Fと、移動局14や他の無線基地局13との間で無線による通信を行うとともに、自局が新設された位置登録エリア30を識別するための位置登録エリア識別子を移動局14に報知チャネルにより報知し、周囲の無線基地局13との基地局間通信によりトラヒック特性に関する情報を交換する無線通信部13Gと、上記各部の動作を監視・制御する制御部13Aとを含んで構成されている。
【0045】
測定部13Eは、無線ゾーン20内のトラヒック特性として、着信トラヒック特性と通信トラヒック特性の両方又は一方を測定する。認識部13Cは、GPS又は周辺の複数の無線基地局13Qとの通信等により自局の位置を認識する。
【0046】
また、位置登録エリアについては、緯度及び経度により区分けされる空間、立体構造物及び当該立体構造物のフロア、個別の車両、個別の船舶、又は個別の航空機として定義することができる。
【0047】
次に、図3を用いて無線基地局新設時の当該無線基地局による位置登録エリアの選択方法について説明する。なお、以下では、位置登録エリアの呼称につき、複数の位置登録エリアの総称として「位置登録エリア30」を用い、特定の位置登録エリアについては「位置登録エリア30A、30B」などと称する。
【0048】
図3において位置登録エリア30A内に無線基地局13Pが新設されたとする。この新設された無線基地局13Pは、認識部13C(図2)によってGPS又は周辺の複数の無線基地局13Qとの通信等により自局の位置を認識する。そして、無線基地局13Pは、周辺無線基地局13Qと基地局間通信を行い周辺の位置登録エリア状況を把握し、該周辺の位置登録エリア状況と自局の位置とに基づいて、自局が所属するべき位置登録エリア30Aを認識する。
【0049】
ここで、もし、新設された無線基地局13Pが位置登録エリア30A、30B、30Cの境界付近に位置し、周辺無線基地局13Qが所属する位置登録エリア30が複数存在する場合には、位置登録エリア30毎の着信トラヒックが平滑化されるように所属すべき位置登録エリア30を選択してもよいし、位置登録エリア30毎の無線基地局数が平滑化されるように当該時点で所属している無線基地局数が最も少ない位置登録エリア30を選択してもよいし、これら以外の選択手段により位置登録エリア30を選択してもよい。
【0050】
そして、新設された無線基地局13Pは、当該位置登録エリア30Aに所属すると同時に、当該無線基地局13Pが形成する無線ゾーンに在圏する移動局14(図2)に対して前記所属した位置登録エリア30Aの位置登録エリア識別子を報知し、当該移動局14へのサービス提供を開始する。
【0051】
なお、無線基地局13Pが自局の位置を認識する手段としては、GPS又は周辺の無線基地局との通信を用いる以外にも、位置情報管理サーバ11との通信や前記以外の位置情報認識手段を用いてもよい。
【0052】
次に、図4を用いて無線基地局13Pにおいて実行される処理を説明する。まず、無線基地局13Pは、自局が撤去予定の無線基地局であるか否かを(S41)、また、自局が新設予定の無線基地局であるか否かを(S43)、それぞれ判断する。ここで、自局が撤去予定の無線基地局であれば(S41で肯定)、無線基地局13Pは、位置情報管理サーバ11に対し、撤去される旨を通知する(S42)。一方、無線基地局13Pは、自局が新設予定の無線基地局であれば(S43で肯定)、認識部13C(図2)によってGPS又は周辺の複数の無線基地局13Qとの通信等により自局の位置を認識する(S44)。そして、周囲の無線基地局13Qとの基地局間通信又は位置情報管理サーバ11との通信を行うことで周囲の無線基地局13Qが形成している位置登録エリア30の状態を認識し(S45)、これらの認識で得られた位置情報及び位置登録エリア30の状態をもとに、自局が所属すべき位置登録エリアを認識(選択)する(S46)。さらに、無線基地局13Pは、選択した位置登録エリアを位置情報管理サーバ11に通知し(S47)、当該新設された無線基地局13Pの配下に在圏する移動局14(図2)に対し位置登録エリア識別子を報知チャネルにより報知することで、無線基地局13Pが新設されたことを通知し、サービスを開始する(S48)。
【0053】
次に、図5を用いて、上記図4の処理と連動して位置情報管理サーバ11において実行される処理を説明する。まず、位置情報管理サーバ11は、無線基地局13から撤去の通知があったか否かを(S51)、また、無線基地局13から新設の通知があったか否かを(S53)、それぞれ判断する。ここで、無線基地局13から撤去の通知があった場合(S51で肯定)、位置情報管理サーバ11は、自局が持つ位置登録エリア管理テーブル11C(図2)から当該撤去予定の無線基地局の情報を削除し(S52)、位置登録エリアを再構成する。一方、無線基地局13(ここでは無線基地局13P)から新設の通知があった場合(S53で肯定)、位置登録エリア管理テーブル11Cにおいて、無線基地局13Pから通知された位置登録エリアに関する情報内に当該新設の無線基地局13Pの情報を登録し(S54)、位置登録エリア内の無線基地局13の数を変化させることにより位置登録エリアを再構成し(S55)、登録したことを無線基地局13へ通知する(S56)。
【0054】
以上説明した無線基地局13Pの新設時の処理により、無線基地局13Pの新設時に柔軟に位置登録エリアを再構成することができる。また、位置登録エリアの選択において、周囲の無線基地局13Qとの通信を通じて認識された位置登録エリアの状態も勘案されることで、隣接の無線基地局同士で位置登録エリアが異なるという問題を回避することが可能となる。
【0055】
次に、無線基地局13による位置登録エリアの再構成に係る方法を図6、図7に基づき説明する。図6に示すように、固定の大きさの位置登録エリア30A、30B、30Cが存在する。位置登録エリア30A内の無線基地局13Pは、自局宛ての着信トラヒック及び通信トラヒック(以下、トラヒックと総称する)を周期的又は連続的に測定し、周辺の複数の無線基地局13Q、13R(なお、無線基地局13Rは周辺の複数の無線基地局13Sと通信する)との間の直接通信により、無線基地局13P、13Q、13R、13Sのトラヒック情報を共有する。そして、無線基地局13Pは、共有されたトラヒック情報をもとに、位置登録エリア30を構成する無線基地局13の数を変化させる。
【0056】
ここで、トラヒックを測定した結果、位置登録エリア30A内のトラヒック量が少なく、位置登録エリア30B内、30C内ではトラヒック量が多かったものとする。この場合、各位置登録エリア30のトラヒック量を平滑化するため、位置登録エリア30B内、30C内であった無線基地局の一部を、位置登録エリア30A内へ移行させるようエリア構成の再構成を行う。
【0057】
例えば、位置登録エリア30B、30Cにおいて、その中心にある無線基地局(例えば無線基地局13R)からの距離が一定値以上の無線基地局を位置登録エリア30A内に包含させた(即ち、位置登録エリア30Aを拡張した)場合に、拡張した位置登録エリア30Aが境界部で飛び石とならないようにしつつ、位置登録エリア30B、30C内であった無線基地局の中から通信トラヒックの多いものを優先して1つ又は2つ以上の無線基地局を選択し、選択した無線基地局を位置登録エリア30A内に包含させる。これにより、図7のようなトラヒック特性を考慮した最適な位置登録エリア30A、30B、30Cを構成することが出来る。
【0058】
なお、トラヒックとしては、上記のように着信トラヒックと通信トラヒックの両方を参照してもよいし、着信トラヒックのみを測定し参照してもよいし、通信トラヒックのみを測定し参照してもよい。
【0059】
次に、図8を用いて無線基地局13Pにおいて実行される処理を説明する。まず、無線基地局13Pは、自局配下の無線ゾーン内のトラヒックを測定し(S81)、測定で得られたトラヒック情報について周囲の無線基地局13Q、13Rとの基地局間通信を行うことで(S82)、周囲の無線基地局13Q、13R、13Sのトラヒック情報を把握する(S83)。
【0060】
そして、無線基地局13Pは、図6、図7に基づき前述したようにトラヒック情報に応じて、トラヒックの多い無線基地局を優先的に選択しながら、位置登録エリア30を構成する無線基地局13の数を変化させることで、位置登録エリア30を再構成する(S84)。
【0061】
さらに、無線基地局13Pは、再構築後の位置登録エリア30の情報を位置情報管理サーバ11に通知し(S85)、報知チャネルを介して配下の移動局14に対しても位置登録エリア識別子を報知する(S86)。
【0062】
以上説明した無線基地局による位置登録エリアの再構成に係る処理により、トラヒック特性をもとに位置登録エリア内の無線基地局の数を動的に変化させるため、トラヒックを平滑化する効果があると同時に、位置登録エリアの大きさを最適化し、チャネル効率を向上させる効果がある。
【0063】
[第2実施形態]
第2実施形態では、移動通信システムへの無線基地局の新設時に、位置情報管理サーバが当該新設の無線基地局からの位置情報及び位置登録エリア状況に基づき当該新設の無線基地局が所属すべき位置登録エリアを選択する態様、及び位置情報管理サーバが各無線基地局からのトラヒック特性情報に基づき位置登録エリア内の無線基地局の数を動的に変化させる態様を説明する。
【0064】
第2実施形態では、図1に示す移動通信システム10の構成は第1実施形態と同様である。ただし、位置情報管理サーバ11、無線基地局13の構成が第1実施形態(図2)と一部異なるため、図9を用いて構成の相違点を説明する。
【0065】
図9の位置情報管理サーバ11では、位置登録エリア30の状態及び新設の無線基地局13から通知された位置情報に基づいて、当該新設の無線基地局13が所属すべき位置登録エリア30を選択する選択部11Gと、各無線基地局13から通知されたトラヒック特性に基づいて、各位置登録エリア30内のトラヒックが平均化されるように、各位置登録エリア30を構成する無線基地局13の数を増減させる増減部11Fとがさらに設けられており、網通信部11Bが、選択された位置登録エリア30を新設の無線基地局13に通知するエリア通知手段としての機能も有する。
【0066】
また、無線基地局13では、図2の選択部13D及び増減部13Fが不要であり、網通信部13Bは、認識された自局の位置情報を位置情報管理サーバ11に通知する位置通知手段として、また、測定で得られたトラヒック特性を位置情報管理サーバ11に通知するトラヒック通知手段としても機能する。また、無線通信部13Gは、位置情報管理サーバ11から通知された位置登録エリア30を識別するための位置登録エリア識別子を、移動局14に報知チャネルにより報知する報知手段として機能する。
【0067】
次に、図3を用いて無線基地局新設時の位置情報管理サーバ11による位置登録エリアの選択方法について説明する。
【0068】
図3において位置登録エリア30A内に無線基地局13Pが新設されたとする。この新設された無線基地局13Pは、認識部13C(図2)によってGPS又は周辺の複数の無線基地局13Qとの通信等により自局の位置を認識する。そして、無線基地局13Pは、認識で得られた位置情報を位置情報管理サーバ11へ通知する。位置情報管理サーバ11は、当該位置情報をもとに位置登録エリア管理テーブル11Cを参照して周辺の位置登録エリア状況を把握し、該周辺の位置登録エリア状況と新設の無線基地局13Pの位置とに基づいて、新設の無線基地局13Pが所属するべき位置登録エリア30Aを選択し、無線基地局13Pに通知する。
【0069】
ここで、もし、新設された無線基地局13Pが位置登録エリア30A、30B、30Cの境界付近に位置し、周辺無線基地局13Qが所属する位置登録エリア30が複数存在する場合には、位置登録エリア30毎の着信トラヒックが平滑化されるように所属すべき位置登録エリア30を選択してもよいし、位置登録エリア30毎の無線基地局数が平滑化されるように当該時点で所属している無線基地局数が最も少ない位置登録エリア30を選択してもよいし、これら以外の選択手段により位置登録エリア30を選択してもよい。
【0070】
そして、通知を受けた無線基地局13Pは、位置登録エリア30Aに所属すると同時に、当該無線基地局13Pが形成する無線ゾーンに在圏する移動局14(図9)に対して前記所属した位置登録エリア30Aの位置登録エリア識別子を報知し、当該移動局14へのサービス提供を開始する。
【0071】
なお、無線基地局13Pが自局の位置を認識する手段としては、GPS又は周辺の無線基地局との通信を用いる以外にも、位置情報管理サーバ11との通信や前記以外の位置情報認識手段を用いてもよい。
【0072】
次に、図10を用いて無線基地局13Pにおいて実行される処理を説明する。まず、無線基地局13Pは、自局が撤去予定の無線基地局であるか否かを(S101)、また、自局が新設予定の無線基地局であるか否かを(S103)、それぞれ判断する。ここで、自局が撤去予定の無線基地局であれば(S101で肯定)、無線基地局13Pは、位置情報管理サーバ11に対し、撤去される旨を通知する(S102)。一方、無線基地局13Pは、自局が新設予定の無線基地局であれば(S103で肯定)、認識部13C(図9)によってGPS又は周辺無線基地局13Qとの通信等により自局の位置を認識する(S104)。そして、認識で得られた位置情報を位置情報管理サーバ11に通知し(S105)、位置情報管理サーバ11からの位置登録エリアの通知待ちに入る(S106)。
【0073】
そして、後述の位置情報管理サーバ11の処理により選択された、自局が所属すべき位置登録エリアが通知されてきたら、通知された位置登録エリアに登録を行って所属し(S107)、当該新設の無線基地局13Pの配下に在圏する移動局14に対し位置登録エリア識別子を報知チャネルにより報知することで、無線基地局13Pが新設されたことを通知し、サービスを開始する(S108)。
【0074】
次に、図11を用いて、上記図10の処理と連動して位置情報管理サーバ11において実行される処理を説明する。まず、位置情報管理サーバ11は、無線基地局13Pから撤去の通知があったか否かを(S111)、また、無線基地局13Pから新設の通知があったか否かを(S113)、それぞれ判断する。ここで、無線基地局13Pから撤去の通知があった場合(S111で肯定)、位置情報管理サーバ11は、自局が持つ位置登録エリア管理テーブル11C(図9)から当該撤去予定の無線基地局13Pの情報を削除し(S112)、位置登録エリアを再構成する。一方、無線基地局13Pから新設の通知があった場合(S113で肯定)、無線基地局13Pからの位置情報の通知待ちに入る(S114)。
【0075】
そして、無線基地局13Pから位置情報の通知があると(S114で肯定)、通知された無線基地局13Pの位置情報をもとに位置登録エリア管理テーブル11Cを参照し(S115)、位置登録エリア管理テーブル11Cの登録情報及び当該新設の無線基地局13Pの位置情報をもとに、当該新設された無線基地局13Pが所属すべき位置登録エリアを選択し(S116)、選択した位置登録エリアを無線基地局13Pに通知する(S117)。
【0076】
以上説明した無線基地局13Pの新設時の位置情報管理サーバ11による選択処理により、無線基地局13Pの新設時に柔軟に位置登録エリアを再構成することができる。また、位置情報管理サーバ11にて管理された位置登録エリアの状態を勘案した位置登録エリアの選択によって、以前問題となっていた隣接する無線基地局同士で位置登録エリアが異なるという問題を回避することが可能となる。
【0077】
次に、位置情報管理サーバ11による位置登録エリアの再構成に係る方法を図6、図7に基づき説明する。図6に示すように、固定の大きさの位置登録エリア30A、30B、30Cが存在する。位置登録エリア30A内の無線基地局13Pは、自局宛ての着信トラヒック及び通信トラヒック(以下、トラヒックと総称する)を周期的又は連続的に測定し、測定結果を位置情報管理サーバ11に通知する。位置情報管理サーバ11は、通知されたトラヒック特性をもとに、位置登録エリア30を構成する無線基地局13の数を変化させ、位置登録エリア管理テーブル11Cを更新する。
【0078】
ここで、トラヒックを測定した結果、位置登録エリア30A内のトラヒック量が少なく、位置登録エリア30B内、30C内ではトラヒック量が多かったものとする。この場合、各位置登録エリア30のトラヒック量を平滑化するため、位置登録エリア30B内、30C内であった無線基地局の一部を、位置登録エリア30Aへ移行させるようエリア構成の再構成を行う。
【0079】
例えば、位置登録エリア30B、30Cにおいて、その中心にある無線基地局(例えば無線基地局13R)からの距離が一定値以上の無線基地局を位置登録エリア30A内に包含させた(即ち、位置登録エリア30Aを拡張した)場合に、拡張した位置登録エリア30Aが境界部で飛び石とならないようにしつつ、位置登録エリア30B、30C内であった無線基地局の中から通信トラヒックの多いものを優先して1つ又は2つ以上の無線基地局を選択し、選択した無線基地局を位置登録エリア30A内に包含させる。これにより、図7のようなトラヒック特性を考慮した最適な位置登録エリア30A、30B、30Cを構成することが出来る。
【0080】
なお、第1実施形態と同様、トラヒックとしては、上記のように着信トラヒックと通信トラヒックの両方を参照してもよいし、着信トラヒックのみを測定し参照してもよいし、通信トラヒックのみを測定し参照してもよい。
【0081】
次に、図12を用いて無線基地局13Pにおいて実行される処理を説明する。まず、無線基地局13Pは、自局配下の無線ゾーン内のトラヒックを測定し(S121)、測定で得られたトラヒック情報を位置情報管理サーバ11に通知する(S122)。そして、位置情報管理サーバ11からの位置登録エリアの通知待ちに入る(S123)。
【0082】
そして、後述の位置情報管理サーバ11による再編成の結果として、当該無線基地局13Pが所属すべき位置登録エリアが通知されてきたら(S123で肯定)、通知された位置登録エリアに登録を行って所属し(S124)、当該無線基地局13Pの配下に在圏する移動局14に対し位置登録エリア識別子を報知チャネルにより報知することで、無線基地局13Pが新設されたことを通知し、移動局14に対するサービスを開始する(S125)。
【0083】
次に、図13を用いて、上記図12の処理と連動して位置情報管理サーバ11において実行される処理を説明する。まず、位置情報管理サーバ11は、無線基地局13Pからのトラヒック情報の通知を待ち(S131)、通知を受けたら、位置登録エリア内のトラヒック特性を解析する(S132)。
【0084】
そして、位置情報管理サーバ11は、図6、図7に基づき前述したようにトラヒック情報に応じて、トラヒックの多い無線基地局を優先的に選択しながら、位置登録エリア30を構成する無線基地局13の数を変化させることで、位置登録エリア30を再構成する(S133)。
【0085】
さらに、位置情報管理サーバ11は、再構築後の位置登録エリア30内の無線基地局13に対し、新しい位置登録エリア30の位置登録エリア識別子を通知し(S134)、位置登録エリア管理テーブル11Cの更新を行う(S135)。
【0086】
以上説明した位置情報管理サーバ11による位置登録エリアの再構成に係る処理により、トラヒック特性をもとに位置登録エリア内の無線基地局の数を動的に変化させるため、トラヒックを平滑化する効果があると同時に、位置登録エリアの大きさを最適化し、チャネル効率を向上させる効果がある。
【0087】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、以上、説明したように本発明によれば、無線基地局の新設時に柔軟に位置登録エリアを再構成できると同時に、以前問題となっていた隣接する無線基地局同士で位置登録エリアが異なるという問題を回避することが可能となる。
【0088】
また、トラヒック特性をもとに位置登録エリア内の無線基地局の数を動的に変化させるため、トラヒックを平滑化する効果があると同時に、位置登録エリアの大きさを最適化し、チャネル効率を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1、第2実施形態に係る移動通信システムの全体構成図である。
【図2】第1実施形態の移動通信システムの各要素の構成を示す機能ブロック図である。
【図3】第1、第2実施形態に係る無線基地局新設時の位置登録エリア構成方法を説明するための図である。
【図4】第1実施形態の無線基地局新設時の無線基地局による処理を表す流れ図である。
【図5】第1実施形態の無線基地局新設時の位置情報管理サーバによる処理を表す流れ図である。
【図6】第1、第2実施形態に係る位置登録エリアの再構成に係る方法を説明するための図である。
【図7】図6について再構成後の状態を示す図である。
【図8】第1実施形態の位置登録エリア再構成時の無線基地局による処理を表す流れ図である。
【図9】第2実施形態の移動通信システムの各要素の構成を示す機能ブロック図である。
【図10】第2実施形態の無線基地局新設時の無線基地局による処理を表す流れ図である。
【図11】第2実施形態の無線基地局新設時の位置情報管理サーバによる処理を表す流れ図である。
【図12】第2実施形態の位置登録エリア再構成時の無線基地局による処理を表す流れ図である。
【図13】第2実施形態の位置登録エリア再構成時の位置情報管理サーバによる処理を表す流れ図である。
【符号の説明】
10…移動通信システム、11…位置情報管理サーバ、11A…制御部、11B…網通信部、11C…位置登録エリア管理テーブル、11D…登録部、11E…削除部、11F…増減部、11G…選択部、12…網、13、13P、13Q…無線基地局、13A…制御部、13B…網通信部、13C…認識部、13D…選択部、13E…測定部、13F…増減部、13G…無線通信部、14…移動局、20…無線ゾーン、30…位置登録エリア。
Claims (21)
- 複数の移動局、網に接続された複数の無線基地局、並びに前記網に接続され、前記無線基地局が形成する無線ゾーンの集合により形成される位置登録エリア及び前記移動局の位置情報を管理する位置情報管理サーバ、を含んで構成され、前記無線基地局が無線又は有線の回線を介して周囲の無線基地局と通信を行うことが可能とされた移動通信システムにおける位置登録エリア構成方法であって、
前記無線基地局が、前記移動通信システムに新設された場合に、自局の位置を認識するとともに、周囲の無線基地局との通信又は前記位置情報管理サーバとの通信によって周囲の無線基地局が形成している位置登録エリアの状態を認識する認識工程と、
当該新設された無線基地局が、前記認識された自局の位置及び位置登録エリアの状態に基づいて、自局が所属すべき位置登録エリアを選択する選択工程と、
当該新設された無線基地局が、前記選択した位置登録エリアに所属し、自局が前記位置登録エリア内に新設されたことを前記位置情報管理サーバに通知するとともに、当該位置登録エリアを識別するための位置登録エリア識別子を前記移動局に報知チャネルにより報知する報知工程と、
を有する位置登録エリア構成方法。 - 前記位置情報管理サーバが、前記位置登録エリアを構成する無線基地局の登録テーブルに、当該新設された無線基地局の情報を登録する登録工程をさらに有する請求項1に記載の位置登録エリア構成方法。
- 前記無線基地局が、前記移動通信システムから撤去される場合に、自局が撤去されることを前記位置情報管理サーバに通知する撤去通知工程と、
前記位置情報管理サーバが、当該撤去される無線基地局が所属していた位置登録エリアを構成する無線基地局の登録テーブルから、当該撤去される無線基地局の情報を削除する削除工程と、
をさらに有する請求項2記載の位置登録エリア構成方法。 - 前記無線基地局が、当該無線基地局が形成する無線ゾーン内のトラヒック特性を測定する測定工程と、
前記無線基地局が、測定で得られたトラヒック特性を前記位置情報管理サーバに通知するトラヒック通知工程と、
前記位置情報管理サーバが、通知されたトラヒック特性に基づいて、各位置登録エリア内のトラヒックが平均化されるように、各位置登録エリアを構成する無線基地局の数を増減させる増減工程と、
をさらに有する請求項1〜3の何れか1項に記載の位置登録エリア構成方法。 - 前記無線基地局が、当該無線基地局が形成する無線ゾーン内のトラヒック特性を測定する測定工程と、
前記無線基地局が、周囲の無線基地局との基地局間通信により、前記トラヒック特性に関する情報を交換する情報交換工程と、
前記無線基地局が、交換により得られたトラヒック特性に基づいて、各位置登録エリア内のトラヒックが平均化されるように、自局が所属する位置登録エリアを構成する無線基地局の数を増減させる増減工程と、
をさらに有する請求項1〜3の何れか1項に記載の位置登録エリア構成方法。 - 前記測定工程では、無線ゾーン内のトラヒック特性として、着信トラヒック特性と通信トラヒック特性の両方又は一方が測定されることを特徴とする請求項4又は5に記載の位置登録エリア構成方法。
- 前記位置登録エリアは、緯度及び経度により区分けされる空間、立体構造物及び当該立体構造物のフロア、個別の車両、個別の船舶、又は個別の航空機として定義されることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の位置登録エリア構成方法。
- 前記認識工程では、前記無線基地局が、全地球測位システム、周辺の無線基地局との通信、前記位置情報管理サーバとの通信、又は上記以外の位置情報認識手段を用いて自局の位置を認識する、
ことを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の位置登録エリア構成方法。 - 複数の移動局、網に接続された複数の無線基地局、並びに前記網に接続され、前記無線基地局が形成する無線ゾーンの集合により形成される位置登録エリア及び前記移動局の位置情報を管理する位置情報管理サーバ、を含んで構成され、前記無線基地局が形成する無線ゾーンの集合が位置登録エリアを形成し、前記無線基地局が無線又は有線の回線を介して周囲の無線基地局と通信を行うことが可能とされた移動通信システムであって、
前記無線基地局が、
前記移動通信システムに新設された場合に、自局の位置、及び周囲の無線基地局との通信又は前記位置情報管理サーバとの通信によって周囲の無線基地局が形成している位置登録エリアの状態、を認識する認識手段と、
前記認識された自局の位置及び位置登録エリアの状態に基づいて、自局が所属すべき位置登録エリアを選択する選択手段と、
自局が前記位置登録エリア内に新設されたことを前記位置情報管理サーバに通知するとともに、当該位置登録エリアを識別するための位置登録エリア識別子を前記移動局に報知チャネルにより報知する報知手段と、
を備えたことを特徴とする移動通信システム。 - 前記位置情報管理サーバが、前記位置登録エリアを構成する無線基地局の登録テーブルに、当該新設された無線基地局の情報を登録する登録手段をさらに備えたことを特徴とする請求項9に記載の移動通信システム。
- 前記無線基地局が、自局が前記移動通信システムから撤去される場合に、自局が撤去されることを前記位置情報管理サーバに通知する撤去通知手段と、
前記位置情報管理サーバが、当該撤去される無線基地局が所属していた位置登録エリアを構成する無線基地局の登録テーブルから、当該撤去される無線基地局の情報を削除する削除手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項10記載の移動通信システム。 - 前記無線基地局が、
当該無線基地局が形成する無線ゾーン内のトラヒック特性を測定する測定手段と、
前記測定手段による測定で得られたトラヒック特性を前記位置情報管理サーバに通知するトラヒック通知手段と、
をさらに備え、
前記位置情報管理サーバが、
前記通知されたトラヒック特性に基づいて、各位置登録エリア内のトラヒックが平均化されるように、各位置登録エリアを構成する無線基地局の数を増減させる増減手段をさらに備えたことを特徴とする請求項9〜11の何れか1項に記載の移動通信システム。 - 前記無線基地局が、
当該無線基地局が形成する無線ゾーン内のトラヒック特性を測定する測定手段と、
周囲の無線基地局との基地局間通信により、前記トラヒック特性に関する情報を交換する情報交換手段と、
前記情報交換手段による交換により得られたトラヒック特性に基づいて、各位置登録エリア内のトラヒックが平均化されるように、自局が所属する位置登録エリアを構成する無線基地局の数を増減させる増減手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項9〜11の何れか1項に記載の移動通信システム。 - 前記測定手段は、無線ゾーン内のトラヒック特性として、着信トラヒック特性と通信トラヒック特性の両方又は一方を測定することを特徴とする請求項12又は13に記載の移動通信システム。
- 前記位置登録エリアは、緯度及び経度により区分けされる空間、立体構造物及び当該立体構造物のフロア、個別の車両、個別の船舶、又は個別の航空機として定義されることを特徴とする請求項9〜14の何れか1項に記載の移動通信システム。
- 前記認識手段は、全地球測位システム、周辺の無線基地局との通信、前記位置情報管理サーバとの通信、又は上記以外の位置情報認識手段を用いて自局の位置を認識する、
ことを特徴とする請求項9〜15の何れか1項に記載の移動通信システム。 - 複数の移動局、並びに網に接続され、無線ゾーンの集合により形成される位置登録エリア及び前記移動局の位置情報を管理する位置情報管理サーバ、とともに移動通信システムを構成し、前記網に接続され、無線又は有線の回線を介して周囲の無線基地局と通信を行うことが可能とされ、自局及び周囲の無線基地局が形成する無線ゾーンの集合が位置登録エリアを形成する無線基地局であって、
前記移動通信システムに新設された場合に、自局の位置、及び周囲の無線基地局との通信又は前記位置情報管理サーバとの通信によって周囲の無線基地局が形成している位置登録エリアの状態、を認識する認識手段と、
前記認識された自局の位置及び位置登録エリアの状態に基づいて、自局が所属すべき位置登録エリアを選択する選択手段と、
自局が前記位置登録エリア内に新設されたことを前記位置情報管理サーバに通知するとともに、当該位置登録エリアを識別するための位置登録エリア識別子を前記移動局に報知チャネルにより報知する報知手段と、
を備えた無線基地局。 - 当該無線基地局が形成する無線ゾーン内のトラヒック特性を測定する測定手段と、
前記測定手段による測定で得られたトラヒック特性を前記位置情報管理サーバに通知するトラヒック通知手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項17に記載の無線基地局。 - 当該無線基地局が形成する無線ゾーン内のトラヒック特性を測定する測定手段と、
周囲の無線基地局との基地局間通信により、前記トラヒック特性に関する情報を交換する情報交換手段と、
前記情報交換手段による交換により得られたトラヒック特性に基づいて、各位置登録エリア内のトラヒックが平均化されるように、自局が所属する位置登録エリアを構成する無線基地局の数を増減させる増減手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項17に記載の無線基地局。 - 前記測定手段は、無線ゾーン内のトラヒック特性として、着信トラヒック特性と通信トラヒック特性の両方又は一方を測定することを特徴とする請求項18又は19に記載の無線基地局。
- 前記認識手段は、全地球測位システム、周辺の無線基地局との通信、前記位置情報管理サーバとの通信、又は上記以外の位置情報認識手段を用いて自局の位置を認識することを特徴とする請求項17〜20の何れか1項に記載の無線基地局。
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