JP4838853B2 - 無線通信システムの加入者端末機器に警報メッセージを送出する方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムの加入者端末機器に警報メッセージを送出する方法たとえば移動無線システムの移動加入者端末機器に警報メッセージを送出する方法に関する。さらに本発明は、本発明による方法を実施する手段をそれぞれ備えた加入者端末機器、無線ネットワーク制御装置ならびに無線通信システムに関する。

自然に起因する災害または人為的な災害の発生は、該当住民への迅速かつ広範囲に及ぶ警報に関して殊に、公共機関にとっては大きな要求を課すものである。この場合、少なくともいくつかの国々で広域的に導入されている警報の典型的な利用法の欠点は殊に、何ら特有の情報を伝送できないことにあり、これはとりわけ住民が様々な警報を区別するすべを心得ているものとすることができないからである。住民への警報を行うさらに別の公知の手法は、テレビジョンならびにラジオの放送によるブロードキャストであるが、不都合なことにこれは稼働中の端末機器でしか受信できない。

公共的な設備をこのように利用すること以外に、有線接続された通信システムまたは移動通信システムを介して警報を実施する手法も開発されてきた。この場合、とりわけ移動無線システムはこのような用途に適していると思われる。それというのも、普及率の高い国々では殊に、目下の居場所に左右されることなく大半の住民に通達可能だからである。ただし通信システムをベースとする手法は、多数の電話に対しそれ専用にダイヤリングないしは通達を行うにはかなりの時間を要する、という欠点を有している。このことは、公知のＧＳＭ移動無線システムにおいて実現されているいわゆるショートメッセージサービス（ＳＭＳ Short Message Service）を利用した場合に殊にあてはまる。しかもショートメッセージサービスの送信は、一般にすでに大きな負荷を受けている移動無線システムに対しさらに負荷を加える結果となり、これによりショートメッセージサービス送信時にさらに遅延が発生してしまう可能性がある。

それゆえショートメッセージサービス送信を加速するために、ＧＳＭ移動無線システムにおけるいわゆる「セル・ブロードキャスト Cell Broadcasting」機能を使う手法が用いられる。これについてはたとえばインターネットのページhttp : //www. cell-alert.co.uk/emergency_management .htmを参照されたい。このページは上述の記載の裏付けにもなる。ただし、警報速度および移動無線システムの負荷に関してこれにより利点が得られるにもかかわらず、不都合なことに個々の加入者は自身の端末機器においてセル・ブロードキャストメッセージの受信機能を許可していることが必要とされる。その理由は、さもなければ端末機器はこのようなメッセージを受信しないし、もしくはディスプレイにおいて出力を行わないからである。

したがって本発明の課題は、加入者端末機器における警報メッセージの確実な受信と出力を保証する方法を提供することにある。この課題は独立請求項の特徴により解決される。従属請求項には本発明の有利な実施形態が示されている。

本発明によれば、無線通信システムにおける少なくとも１つの基地局から少なくとも１つのシステム情報を用い制御チャネルを介して、警報の存在が加入者端末機器に対しシグナリングされ、それによって加入者端末機器から少なくとも１つの記憶されている警報メッセージが出力される。

有利なことに本発明によるこのような特徴によって殊に、加入者端末機器はその目下の状態に左右されることなく、すなわちそれがいわゆるアイドルモードにあろうとアクティブな音声伝送またはペイロードデータ伝送ないしは有効データ伝送が行われていようと、このこととは無関係に、システム情報を用いて警報の存在が通知され、これによって著しく広い領域をカバーすることができる。これに加えて、個々の加入者端末機器が警報メッセージの出力を固有に制御することができる。つまりこの出力をたとえば加入者が選択した音声として行うことができる。

冒頭で述べたようなセル・ブロードキャスト機能の利用に比べてさらに有利であるのは、制御チャネルを介して伝送されるシステム情報の受信と、この種のサービスに加入済みであることもしくはこの種のサービスを起動していることとの間に、何ら依存関係が存在しない点である。つまりどのような加入者端末機器であろうと、システム情報を受信し適切に評価することができる。さらに有利なことに、本発明による方法によっても加入者のインタラクションは不要である。

有利なことに本発明による方法によれば、警報伝送時点でアクティブなサービスの妨害が回避される。つまりたとえば、アクティブな音声コネクションまたはデータコネクションを中断する必要なく、加入者端末機器から警報メッセージを出力することができ、したがって加入者は引き続きそのコネクションを通常どおり続行し終了させることができるし、あるいはそのようにせず警報出力中、確立しているコネクションを終了させる。

本発明によるシステム情報の変更もしくは補足をサポートしていない加入者端末機器に対し本発明による方法によって不都合が生じることはない。その理由は、そのような加入者端末機器は付加的な情報ブロックを無視するからである。

次に、図面に示された実施例に基づき本発明について詳しく説明する。

図１は、ＵＭＴＳ標準をベースとする無線通信システムのブロック図である。

図２は、警報メッセージをシステム情報ブロックにおいて伝送する２つの例とともにフレーム構造を示す図である。

図３は、本発明による方法を示すフローチャートである。

図１には、公知のＵＭＴＳ標準による無線通信システムの簡略化された構造が例示されている。この場合、本発明による方法を他の標準たとえばＧＳＭまたは将来の世代の標準による無線通信システムにおいて実現することも同様に可能である。

ＵＭＴＳ標準に準拠した無線通信システムの構造は、１つまたは複数の移動交換局ＭＳＣ（Mobile Switching Center）によって構成されており、これはいわゆる回線交換型コネクション（Circuit Switched）ならびにシステムの様々な機能の管理を実行する。さらに移動交換局ＭＳＣは、公衆電話回線網ＰＳＴＮ（Public Switched Telephone Network）に対するインタフェース機能の役割も担う。ここには移動交換局ＭＳＣのほかさらにいわゆるゲートウェイＧＷたとえばＳＧＳＮもしくはＧＧＳＮも設けられており、これによればパケット指向型伝送ＰＤＮ（Packet Data Network）を利用したネットワークたとえばインターネットプロトコルＩＰに準拠した伝送を行うインターネットを利用したネットワークに対するパケット交換型コネクション（Packet Switched）のインタフェースが実現される。

移動交換局ＭＳＣもしくはゲートウェイＧＷには複数の無線ネットワーク制御装置ＲＮＣ（Radio Network Controller）が接続されており、そこにおいて殊に無線インタフェースの物理的リソースが管理される。さらに無線ネットワーク制御装置ＲＮＣには複数の基地局ＮＢ１，ＮＢ２（ノードＢ）が接続されており、これらは割り当てられた無線インタフェースの物理的リソースを利用して端末機器ＵＥ（User Equipment）へのコネクションを確立し開始することができる。各基地局ＮＢ１，ＮＢ２は割り当てられた物理的リソースを用いてそれぞれ少なくとも１つの地理的領域を提供する。これらの領域を無線セルＺ１，Ｚ２とも称する。無線インタフェースを介した伝送は、アップリンクＵＬ（Uplink）においてもダウンリンクＤＬ（Downlink）においても行われる。基地局ＮＢ１，ＮＢ２も端末機器ＵＥもそれぞれ、無線インタフェースを介した信号伝送のために送受信装置ＳＥＥを有している。さらに無線ネットワーク制御装置も、基地局ならびに移動交換局もしくはゲートウェイとデータおよびシグナリングの交換を行うために送受信装置ＳＥＥを有している。これに加えて端末機器ＵＥならびに無線ネットワーク制御装置ＲＮＣはそれぞれ制御装置ＳＴを有しており、この制御装置ＳＴによってあとで説明する本発明による方法を実施することができる。

ＧＳＭ標準およびＵＭＴＳ標準をベースとする移動無線システムの場合、いわゆる無線送信チャネルたとえばいわゆるＢＣＣＨ（Broadcast Common Control Channel）もしくはＢＣＨ（Broadcast Control Channel）を介して基地局から送信されるシステム情報を、加入者端末機器によりいわゆるアイドルモード中に受信して評価することができる。これについては参考文献［１］による技術仕様を参照されたい。ただし加入者端末機器がいわゆるコネクションモードにあるとき、つまり音声伝送またはパケット伝送に対するコネクションをアクティブに維持しているときは、いわゆる専用制御チャネル（Dedicated Control Channel）を介することによってもシステム情報を伝送することができる。これについては参考文献［２］および［３］による技術仕様を参照されたい。以下ではこの違いについて考慮する。その際、まずはＵＭＴＳベースのシステムにおいて本発明を実現することについて説明し、ついでＧＳＭベースのシステムにおける実現について説明する。

参考文献［２］の表８．１．１によれば、ＵＭＴＳベースのシステムにおけるシステム情報には、「エリアスコープ area scope」と称する広がりをもつそれぞれ異なる地理的到達距離をもたせることができる。したがってたとえば、ネットワーク全体（ＰＬＭＮ Public Land Mobile Network）のカバーエリア内あるいは１つの無線セル（Cell）のみのカバーエリア内における送信について区別がなされる。

システム情報の構造は一般に著しくフレキシブルである。なぜならば、その構造がモジュール構造をとっており、このため簡単に拡張できるからである。それゆえ本発明を実装するために、システム情報に対し警報ないしは警報メッセージのシグナリングについて拡張を行うことができる。この種の拡張は、いわゆるＲＲＣプロトコル（Radio Resource Control）に関して問題とはならない。過去の事例としてたとえば、位置特定サービスないしはロケーションサービスを実現するためにシステム情報の拡張がすでに行われている。これに加えて、たとえば拡張により変更されたシステム情報は、ＲＲＣプロトコル（Paging Type 1, System Information Change Indication）に従い加入者端末機器が読み取って評価する必要がある。つまり、警報メッセージを伴うおそらくはごくまれにしか伝送しなくてよいシステム情報が、受信側の加入者端末機器によってただちに検知される。

システム情報の拡張を、一例として図２ａに示したようにして行うことができる。図２ａには、繰り返し送信されるフレームｆｒの構造が例示されており、このフレームには、複数のシステム情報ブロックＳＩＢと、いわゆるマスタ情報ブロックＭＩＢと、２つのいわゆるスケジューリングブロックＳＣＢ１，ＳＣＢ２が含まれている。

参考文献［１］の表８．１．１に従い目下存在しているシステム情報ブロックＳＩＢ１〜ＳＩＢ１８が、たとえば１つの新たなシステムブロックＳＩＢ１９によって補足される。この表であれば、「エリアスコープ area scope」として補足された上述のシステム情報フロックに対し、たとえば「セル cell」が割り当てられる。この目的は、これを無線セル固有に送信できるようにするためである。一般に警報メッセージはネットワーク全体のうち局所的に制限されたある特定の部分のみに該当することから、このことは殊に有用である。

この場合、補足されたシステム情報ブロックＳＩＢ１９は特定の長さを有している。たとえば１バイト（８ビット）を実際の情報として利用できる場合には、この８ビットを用いることでＮ＝２５５個のそれぞれ異なるいわゆる警報カテゴリ指示子（Alert Category Indicator）を符号化することができ、このような指示子によってたとえば火災、地震、洪水等の様々な警報事由が特定される。そしてこれらの警報カテゴリ指示子は最終的に種々の警報メッセージとして受信側加入者端末機器のユーザインタフェースＵＩ（User Interface）に出力される。

システム情報を１つまたは複数の付加的なシステム情報ブロックによって拡張する代わりに、通常は他のシグナリングに利用される１つまたは複数のシステム情報ブロックの一部分を用いることも可能であり、これについては図２ｂに例示されている。たとえば警報カテゴリ指示子の特別な符号化を用いることによって、受信したシステム情報の内容の変化を検知する加入者端末機器に対し警報の存在を指示することができ、それらの加入者端末機器によって相応に変換することができる。図２ｂには、システム情報ブロックＳＩＢ３が警報カテゴリ指示子によって符号化されている様子が例示されている。参考文献［１］の第８．１．１．６．３章に挙げられているシステム情報ブロックＳＩＢ３は、アイドルモードでもコネクションモードでも加入者端末機器によってこのブロックが読み出されることから、殊に適している。警報カテゴリ指示子のシグナリングのために、代替として適切なシステム情報ブロックを選択することができる。

システム情報はたとえば、複数の無線セルのために制御を行う無線ネットワーク制御装置ＲＮＣにより、たとえば無線ネットワーク制御装置を介して接続されている基地局ＮＢのすべての無線セルまたはそれらのうち選択された無線セルのために制御を行う無線ネットワーク制御装置ＲＮＣにより、補足ないしは変更される。無線ネットワーク制御装置ＲＮＣは、場合によってはシステムにおける別の装置たとえば移動交換局ＭＳＣまたはゲートウェイＧＷを介して、公共施設または民間施設の中央局たとえばいわゆる警報センタＡＣ（Alarm Centre）から警報を受信し、受信した警報に依存して、無線ネットワーク制御装置ＲＮＣにより対応するシステム情報がコンフィギュレーションされ、該当領域内でこの該当領域をカバーする基地局からこのシステム情報が送信される。この場合、中央局の警報は、警報タイプならびに警報を送信すべき無線セルないしは地理的領域の具体的な記述に係わるものである。システム情報は無線ネットワーク制御装置により、コンフィギュレーション可能なタイムインターバルたとえば数秒にわたり警報シグナリングのぶんだけ拡張されるので、アクティブなコネクションを持続的に妨害することはない。受信を行う加入者端末機器の側での確実な受信を保証する目的で、付加的にこれを何度も行うことができる。

参考文献［１］によれば加入者端末機器は、ブロードキャストチャネルＢＣＨを介して基地局から送信されるシステム情報を、アイドルモード中もコネクションモード中も以下のステータスすなわちCELL_FACH, CELL_PCH, URA_PCH, CELL_DCHで読み取る。これに加えて、ＦＤＤモードにおいてＳＣＣＰＣＨ（Secondary Common Control Physical Channel）ならびにＤＰＣＨ（Dedicated Physical Channel）の同時受信をサポートする加入者端末機器はたとえば、それらがいわゆるＣＥＬＬ＿ＤＣＨステータスにあるときに、ＦＡＣＨトランスポートチャネルを介してシステム情報を受信することができる。

ＧＳＭベースのシステムの場合に本発明による方法の実装を、加入者端末機器がアイドルモードにあるときに殊に、ＵＭＴＳベースのシステムにおける実装とほとんど同様に行うことができる。

加入者端末機器が回線交換型（ＣＳ Circuit Switched）サービスのみをサポートする機器であるならば、あるいはＰＢＣＣＨ（パケットブロードキャストコントロールチャネルPacket Broadcast Control Channel）を無線セル内で利用できないのであれば、ブロードキャストチャネルＢＣＣＨのシステム情報が読み出される。これに対し加入者端末機器がパケット交換型（ＰＳ Packet Switched）サービスをサポートしており、ＰＢＣＣＨを無線セル内で利用できるのであれば、加入者端末機器はＰＢＣＣＨのシステム情報を読み出す。これについては参考文献［３］の第５．５．１．２章および第５．５．１．３章を参照されたい。

ブロードキャストチャネルＢＣＣＨの場合にはたとえば、システム情報タイプ４メッセージにおける"SI 4 Rest Octets"の１つのバイトを、警報シグナリングもしくは警報カテゴリ指示子のために利用することができる。これについては参考文献［２］の第１０．５．２．３．５章を参照されたい。同様に、ＰＢＣＣＨを利用できる場合には、パケットシステム情報内で警報シグナリングもしくは警報カテゴリ指示子の符号化を行うことができる。これについては参考文献［３］の第１１．２．１８章〜第１１．２．２５ｃ章を参照されたい。

コネクションモード（Connected-Mode）中すなわちアクティブな回線交換型コネクションの間、あるいはパケット伝送モード（Packet Transfer Mode）中すなわちアクティブなパケットデータ伝送の間、同等のやり方でシステム情報メッセージを専用の制御チャネル（Dedicated Control Channel）または関連づけられた制御チャネル（Dedicated or Associated Control Channel）を介して伝送することができる。この目的でたとえば、いわゆるＳＡＣＣＨ（Slow Associated Control Channel）を介して伝送されるシステム情報タイプ６メッセージにおける"SI 6 Rest Octects"の１つのバイトを利用することができる。情報要素"SI 6 Rest Octects"は７バイトの固定長を有しており、それらのうち目下のところ２つまたは３つだけが利用されているので、現時点ではさらに少なくとも４バイトを別の用途のために利用することができる。パケット伝送モード中、警報シグナリングもしくは警報カテゴリ指示子の符号化は、ＰＡＣＣＨ（Packet Associated Control Channel）を介して伝送されるシステム情報メッセージ内で行われることになる。これについてはやはり参考文献［３］の第１１．２．１８章〜第１１．２．２５ｃ章を参照されたい。

次に、図３に例示されているフローチャートに基づき図１のシステム構成ならびに図２のフレーム構造を参照しながら、本発明による方法についてもう一度説明する。ここでは以下のことを前提とする。すなわち本発明による方法が単に間接的に係わっている基地局ＮＢ１から、シグナリングブロックＳＩＢならびにその他の情報ブロックたとえばマスタ情報ブロックＭＩＢが、ブロードキャストチャネルにおいて無線インタフェース介して周期的に送信され、これにより基地局ＮＢ１の無線セルＺ１内に存在する加入者端末機器ＵＥがそれらを受信できるようになる。

ここで公共または民間のいわゆる警報センタＡＣから、たとえば消防署の出動管理センタから、警報メッセージが発せられると、この警報メッセージは図示されていない別の処理、変換、ならびにどの地理的領域にこの警報メッセージを送出すべきかの定義が行われた後、無線ネットワーク制御装置ＲＮＣへ伝送され、もしくはシグナリングされる。無線ネットワーク制御装置自体は警報メッセージ「アラーム」を受信して、適切な警報カテゴリ指示子「アラーム」をシステム情報ブロックＳＩＢに挿入する。この場合、警報メッセージを図２ａおよび図２ｂに対する既述の説明に従い、たとえば補足された特別なシステム情報ブロックによって、あるいは別のシグナリングに使用されるシステム情報ブロックの符号化によって加えることができる。必要に応じて無線ネットワーク制御装置ＲＮＣは、まえもって定義されている地理的領域に基づき、警報カテゴリ指示子「アラーム」をフレームｆｒに挿入する前に、どの基地局から、もしくはどの複数の基地局から、受信した警報メッセージを送出すべきかについて評価し、選択された１つまたは複数の基地局のフレームｆｒをその評価に応じて補足する。

最終的に、基地局ＮＢ１の無線セル内に存在する加入者端末機器ＵＥが警報カテゴリ指示子を他のシステム情報ブロックとともに受信して評価し、加入者端末機器ＵＥの記憶装置ＳＰに格納されている警報メッセージにアクセスすることにより、加入者端末機器ＵＥのユーザが理解できる警報メッセージに変換し、ユーザインタフェースＵＩを介してたとえば視覚的および／または聴覚的な指示として出力する。

これまで説明してきた方法のほか、本発明にはこの方法を無線通信システムの該当するコンポーネントないしは装置に適切に実装することにも含まれる。このためそれらのコンポーネントないしは装置は、本発明による方法を実施するために適切に整合された手段を有している。

参考文献
[1] 3GPP TS 25.331, Rel. 6.4.0 (2004-12), Technical Specification Group Radio Access Network, Radio Resource Control (RRC) protocol specification
[2] 3GPP TS 44.018, Rel. 7.1.0 (2005-09), Technical Specification Group GSM/EDGE Radio Access Network, Radio Resource Control (RRC) protocol
[3] 3GPP TS 44.060, Rel. 7.1.0 (2005-09), Technical Specification Group GSM/EDGE Radio Access Network, General Packet Radio Service (GPRS), Mobile Station (MS) - Base Station System (BSS) interface, Radio Link Control/Medium Access Control (RLC/MAC) protocol

ＵＭＴＳ標準をベースとする無線通信システムのブロック図 警報メッセージをシステム情報ブロックにおいて伝送する２つの例とともにフレーム構造を示す図 本発明による方法を示すフローチャート

Claims (8)

1. 無線通信システムの加入者端末機器（ＵＥ）において警報メッセージを送出する方法において、
   無線通信システムにおける少なくとも１つの基地局（ＮＢ１）から少なくとも１つのシステム情報（ＳＩＢ）を用い、制御チャネルを介して加入者端末機器（ＵＥ）に対し警報の存在がシグナリングされ、
   該加入者端末機器（ＵＥ）が前記少なくとも１つのシステム情報（ＳＩＢ）を受信することにより、該加入者端末機器（ＵＥ）から少なくとも１つの記憶されている警報メッセージが出力され、
   無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）により、まえもって定義された警報出力領域に基づき、警報をどの基地局から通知すべきかが決定され、該警報出力領域における該当する基地局から前記加入者端末機器（ＵＥ）へ、警報を表すシステム情報（ＳＩＢ）がまえもって定められた期間にわたり送信されることを特徴とする、
   無線通信システムの加入者端末機器（ＵＥ）において警報メッセージを送出する方法。
2. 請求項１記載の方法において、
   前記少なくとも１つの記憶されている警報メッセージが視覚的および／または聴覚的に前記加入者端末機器（ＵＥ）から出力されることを特徴とする方法。
3. 請求項１または２記載の方法において、
   前記少なくとも１つのシステム情報（ＳＩＢ）を用いて複数の警報カテゴリ（アラーム）を区別可能であり、該警報カテゴリは前記加入者端末機器（ＵＥ）から対応する警報メッセージとして出力されることを特徴とする方法。
4. 請求項１から３のいずれか１項記載の方法において、
   前記加入者端末機器（ＵＥ）内に前記警報カテゴリ（アラーム）に対応づけられた警報メッセージが記憶されていることを特徴とする方法。
5. 請求項３または４記載の方法において、
   前記警報カテゴリ（アラーム）は特別なシステム情報（ＳＩＢ）によって、または別の情報のために用いられているシステム情報（ＳＩＢ３）の符号化によって、前記加入者端末機器（ＵＥ）に対しシグナリングされることを特徴とする方法。
6. 無線通信システムの加入者端末機器（ＵＥ）において、
   基地局から制御チャネルを介して伝送され警報の存在をシグナリングする少なくとも１つのシステム情報（ＳＩＢ）を受信する少なくとも１つの受信装置（ＳＥＥ）と、
   記憶装置（ＳＰ）内に格納されている少なくとも１つの警報メッセージの出力を制御する制御装置（ＳＴ）と、
   前記警報メッセージを出力する出力手段（ＵＩ）が設けられており、
   警報を表すシステム情報を前記受信装置（ＳＥＥ）において受信すると、前記制御装置（ＳＴ）は、指示された警報に対応する個々の警報メッセージの出力を制御し、前記出力手段（ＵＩ）は警報メッセージを送出し、
   前記受信装置（ＳＥＥ）は警報を表すシステム情報を、まえもって定義された警報出力領域に基づき決定された基地局からまえもって定められた期間にわたり受信することを特徴とする、
   無線通信システムの加入者端末機器（ＵＥ）。
7. 無線通信システムの無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）において、
   少なくとも１つの警報を受信し、個々の警報メッセージを少なくとも１つの受信側加入者端末（ＵＥ）において送出するために無線インタフェースを介しシステム情報を用いて警報の存在をシグナリングする少なくとも１つの送受信装置（ＳＥＥ）と、
   前記無線インタフェースを介して送出する少なくとも１つの警報に関して少なくとも１つのシステム情報への補足を制御する制御装置（ＳＴ）が設けられており、
   該無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）は、まえもって定義された警報出力領域に基づき、警報をどの基地局から通知すべきかを決定し、該警報出力領域における該当する基地局から前記加入者端末機器（ＵＥ）へ、警報を表すシステム情報（ＳＩＢ）がまえもって定められた期間にわたり送信されることを特徴とする、
   無線通信システムの無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）。
8. 無線通信システムにおいて、
   請求項１記載の方法を実施する手段を有する少なくとも１つの無線ネットワーク制御装置と基地局（ＮＢ１）と加入者端末機器（ＵＥ）が設けられていることを特徴とする無線通信システム。

Images