JP5143441B2 - 位置登録エリア割り当て方法、ユーザ端末及び位置登録エリア管理装置 - Google Patents

位置登録エリア割り当て方法、ユーザ端末及び位置登録エリア管理装置 Download PDF

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Description

本発明は、移動通信の分野に関し、特に移動通信システムにおいてユーザ端末がセル選択を行った軌跡を報告する方法、位置登録エリア管理装置が位置登録エリアを割り当てる方法、並びにこれらに対応するユーザ端末、基地局及び位置登録エリア管理装置に関する。
移動通信システムでは、ユーザ端末がどのセルにいても発着信ができるように、ユーザ端末は位置登録エリア（ＴＡ：Tracking Area、ＬＡ：Location Area又はＲＡ：Routing Area）という単位でネットワークに登録されている。待ち受け中のユーザ端末への着信時には、位置登録エリア内の全ての基地局からユーザ端末を呼び出す。このため、ユーザ端末は、位置登録エリアが変わる毎に、位置登録エリア管理装置に対して位置登録（ＴＡＵ：Tracking Area Update）を行わなければならない（非特許文献１参照）。
３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で検討が行われているＬＴＥ（Long Term Evolution）による移動通信システムのアーキテクチャを図１に示す。この移動通信システムでは、ＭＭＥ（Mobile Management Entity）と呼ばれる基地局（ｅＮＢ）の上位に位置する装置が、位置登録エリアを管理している。基地局（ｅＮＢ）はいずれかの位置登録エリア（ＴＡ）に属しており、ユーザ端末（ＵＥ）がＴＡ＃１に属するｅＮＢ＃１２からＴＡ＃２に属するｅＮＢ＃２１に移動すると、ユーザ端末（ＵＥ）はｅＮＢ＃２１を介してＭＭＥに対して位置登録を行う。
ＴＳ２３．０６０ ｖｅｒ６．１５．０
位置登録エリアを小さく設計すると、ユーザ端末の呼び出しを行う基地局が少なくなるため、ページングの負荷が小さくなる。しかし、位置登録エリアを小さくすると、位置登録エリアが変わる毎にユーザ端末は位置登録を行わなければならないため、位置登録の負荷が大きくなる。一方、位置登録エリアを大きく設計すると、位置登録の負荷は小さくなるが、ページングの負荷は大きくなる。このように、位置登録の負荷とページングの負荷とはトレードオフの関係にある。最適な位置登録エリアを決定するために、従来ではネットワーク運用者が机上検討又はフィールド試験を通じて位置登録エリアを設計している。しかし、この設計は複雑であり、柔軟に設計変更できないという問題がある。
また、３ＧＰＰで検討が行われているＬＴＥでは、ユーザ端末（ＵＥ）に複数の位置登録エリアを割り当てることが検討されている（多重位置登録）。例えば、高速移動するユーザ端末には複数の位置登録エリアを割り当て、あまり移動しないユーザ端末には１つの位置登録エリアを割り当てることが可能になる。別法として、ＬＴＥでは、基地局が複数の位置登録エリアに属することも検討されている（オーバーラッピング位置登録）。しかし、従来でのネットワーク運用者による設計では、柔軟にユーザ端末に位置登録エリアを割り当てることができないという問題がある。
そこで本発明は、前述した問題点の少なくとも１つを解決するためになされたものであり、位置登録エリアの設計又は位置登録エリアの割り当てを効率的に行うことを目的とする。
本発明の前記の目的は、移動通信システムにおいてユーザ端末が移動した軌跡を位置登録エリア管理装置に報告し、該位置登録エリア管理装置が該ユーザ端末に位置登録エリアを割り当てる位置登録エリア割り当て方法であって：
前記ユーザ端末が、セル選択を行った基地局の識別子と、セル選択を行った時間とを識別子記憶部に格納する格納ステップ；
前記ユーザ端末が、基地局との通信時に、前記識別子記憶部に格納された識別子及び時間を前記位置登録エリア管理装置に報告する報告ステップ；及び
前記位置登録エリア管理装置が、報告された識別子を予め格納されているパターンと比較し、更に、報告された時間により算出されたセル選択の時間差を予め格納されている時間範囲と比較し、報告された識別子が予め格納されているパターンと一致する場合、且つ、セル選択の時間差が予め格納されている時間範囲内である場合、予め格納されているパターンに従って前記ユーザ端末に位置登録エリアを割り当てる割り当てステップ；
を有する位置登録エリア割り当て方法、によって解決することができる。
また、本発明の前記の目的は、移動通信システムにおいて、移動した軌跡を位置登録エリア管理装置に報告するユーザ端末であって：
セル選択を行った基地局の識別子と、セル選択を行った時間とを識別子記憶部に格納する識別子記憶部；
基地局との通信時に、前記識別子記憶部に格納された識別子及び時間を前記位置登録エリア管理装置に報告する軌跡報告部；及び
報告した識別子が前記位置登録エリア管理装置に予め格納されているパターンと一致する場合、報告した時間により算出されたセル選択の時間差が前記位置登録エリア管理装置に予め格納されている時間範囲内である場合、予め格納されているパターンに従って前記位置登録エリア管理装置により割り当てられた位置登録エリアを受信する受信部；
を有するユーザ端末によっても解決することができる。
また、本発明の前記の目的は、
移動通信システムにおいて、ユーザ端末に位置登録エリアを割り当てる位置登録エリア管理装置であって：
前記ユーザ端末がセル選択を行った基地局の識別子と、セル選択を行った時間とを基地局から受信する識別子受信部；
受信した識別子を予め格納されているパターンと比較し、更に、受信した時間により算出されたセル選択の時間差を予め格納されている時間範囲と比較し、受信した識別子が予め格納されているパターンと一致する場合、且つ、セル選択の時間差が予め格納されている時間範囲内である場合、予め格納されているパターンに従って前記ユーザ端末に位置登録エリアを割り当てる制御部；
を有する位置登録エリア管理装置、によっても解決することができる。
本発明の実施例によれば、位置登録エリアの設計又は位置登録エリアの割り当てを効率的に行うことができる。
本発明の実施例について、図面を参照して以下に説明する。
＜第１実施例：位置登録エリアの割り当ての効率化＞
第１実施例では、位置登録エリア管理装置（ＭＭＥ）がユーザ端末（ＵＥ）に位置登録エリアを効率的に割り当てる方法について、図２、図３Ａ及び図３Ｂを参照して説明する。図２は、本発明の第１実施例にかかる位置登録エリア割り当て方法を示すフローチャートである。図３Ａは、本発明の第１実施例に従って割り当てられる位置登録エリアの例（多重位置登録の場合）であり、図３Ｂは、本発明の第１実施例に従って割り当てられる位置登録エリアの例（オーバーラッピング位置登録の場合）である。
ユーザ端末（ＵＥ）は、待ち受け中にセル選択を行ったセルＩＤをセルＩＤリストとして順番に格納する（Ｓ１０１）。このときに、重複するセルＩＤは格納しなくてもよい。図３Ｂの例では、ＵＥ＃１がＴＡ＃１内でｅＮＢ＃１１→ｅＮＢ＃１２を移動してきたため、ＵＥ＃１はｅＮＢ＃１１とｅＮＢ＃１２とをセルＩＤリストとして格納する。ＵＥ＃１がｅＮＢ＃１２からｅＮＢ＃２１に移動すると、セル選択を行ったｅＮＢ＃２１をセルＩＤリストに更に格納する。また、ＵＥ＃１は、ｅＮＢ＃２１からの報知情報によってＴＡ＿ＩＤがＴＡ＃１からＴＡ＃２に変わったことを認識するため、位置登録要求（ＴＡＵ）を行う（Ｓ１０３）。ユーザ端末は、位置登録要求と共に、セルＩＤリスト（ｅＮＢ＃１１、ｅＮＢ＃１２、ｅＮＢ＃２１）を基地局ｅＮＢ＃２１に送信する（Ｓ１０５）。基地局ｅＮＢ＃２１は、これらの内容を受信し、位置登録エリア管理装置（ＭＭＥ）に報告する（Ｓ１０７）。
位置登録エリア管理装置（ＭＭＥ）は、ｅＮＢ＃１１→ｅＮＢ＃１２→ｅＮＢ＃２１→ｅＮＢ＃４１→ｅＮＢ＃４２に移動するユーザ端末が多いことを、予めパターン記憶部に格納しておく。パターン記憶部には、移動パターン（ｅＮＢ＃１１→ｅＮＢ＃１２→ｅＮＢ＃２１）とＴＡ＿ＩＤのリスト（ＴＡ＃２、ＴＡ＃４）とを対応付けたものが格納されてもよい。例えば、鉄道又は幹線道路で移動するユーザの移動パターンをパターン記憶部に格納しておく。別法として、このような軌跡で移動するユーザ端末が多いことを、ユーザ端末からの軌跡の報告によってパターン記憶部に格納しておいてもよい。
位置登録エリア管理装置（ＭＭＥ）が、位置登録要求と共にセルＩＤリスト（ｅＮＢ＃１１、ｅＮＢ＃１２、ｅＮＢ＃２１）を受信すると、このセルＩＤの軌跡とパターン記憶部に格納されたパターンとを比較する。例えば、ｅＮＢ＃１１→ｅＮＢ＃１２→ｅＮＢ＃２１というパターンがパターン記憶部に格納されている場合には、ユーザ端末がｅＮＢ＃２１の次にＴＡ＃４（ｅＮＢ＃４１→ｅＮＢ＃４２）に移動する可能性が高いことがわかる。従って、ＭＭＥは、ＴＡ＿ＩＤとしてｅＮＢ＃２が属するＴＡ＃２と共に、ｅＮＢ＃４１及びｅＮＢ＃４２が属するＴＡ＃４をユーザ端末に割り当てる（Ｓ１０９）。位置登録エリア管理装置（ＭＭＥ）は、位置登録完了通知（ＴＡＵ＿ａｃｃｅｐｔ）と共に、ＴＡ＿ＩＤのリスト（ＴＡ＃２、ＴＡ＃４）を基地局に送信する（Ｓ１１１）。基地局は、これらの内容を受信し、ユーザ端末に送信する（Ｓ１１３）。これにより、ユーザ端末の位置登録が完了する（Ｓ１１５）。
ユーザ端末（ＵＥ＃１）は、位置登録エリアとしてＴＡ＃２及びＴＡ＃４を割り当てられるため、ｅＮＢ＃２１からｅＮＢ＃４１に移動しても、位置登録（ＴＡＵ）を行う必要がない。このように、第１実施例によれば、ユーザ端末に位置登録エリアを動的且つ柔軟に割り当てることが可能になる。
例えば、鉄道又は幹線道路を移動中の場合には、多数のユーザ端末からの報告が集中することによって位置登録エリア管理装置の負荷が高くなる状況が生じ得る。位置登録エリア管理装置の負荷を軽減するために、基地局（ｅＮＢ）から報知チャネル（ＢＣＨ：Broadcast Channel）又は個別制御チャネル（ＤＣＨ：Dedicated Channel）で、報告の必要性の有無、セルＩＤリストの最大数、報告すべき期間、報告確率等を指定してもよい。
なお、図２では、ユーザ端末が位置登録（ＴＡＵ：Tracking Area Update）時にセルＩＤリストをＭＭＥに報告しているが、発着信時又は終話時にセルＩＤリストをＭＭＥに報告してもよい。また、ユーザ端末が移動した軌跡としてセルＩＤリストを報告しているが、基地局のスクランブルコードＩＤを報告してもよい。基地局のスクランブルコードＩＤは、セル選択時にシステム内で決められた所定数のスクランブルコードＩＤとの相関処理によって検出される。
また、図２及び図３Ａではユーザ端末に複数の位置登録エリアを割り当てる多重位置登録の場合について説明したが、基地局が複数の位置登録エリアに属するオーバーラッピング位置登録の場合も同様の手順で実現可能である。（なお、多重位置登録とオーバーラッピング位置登録を併用した場合にも同様の手順で実現可能である。）オーバーラッピング位置登録では、ユーザ端末は単一の位置登録エリアに属するが、基地局は複数の位置登録エリアに属することができる。例えば、図３Ｂに示すように、ＴＡ＃２及びＴＡ＃４を定義すると共に、これらを併せてＴＡ＃５として定義することができる。従って、位置登録エリア管理装置（ＭＭＥ）は、ユーザ端末から待ち受け中のセルＩＤリスト（ｅＮＢ＃１１、ｅＮＢ＃１２、ｅＮＢ＃２１）を受信し、予め格納されたパターン（ｅＮＢ＃１１→ｅＮＢ＃１２→ｅＮＢ＃２１）と比較する。パターンが一致した場合には、位置登録エリア管理装置は、予めパターン記憶部に格納された位置登録エリア（ＴＡ＃５）を割り当てる。このようにすることで、上記と同様に、ユーザ端末がｅＮＢ＃２１からｅＮＢ＃４１に移動しても、位置登録（ＴＡＵ）を行う必要がなくなる。
＜第１実施例：ユーザ端末における軌跡報告方法のフローチャート＞
次に、ユーザ端末が移動した軌跡を報告する方法について、図４Ａ及び図４Ｂを参照して詳細に説明する。図４Ａは、ユーザ端末が位置登録（ＴＡＵ）時に軌跡を報告する方法を示すフローチャートである。
ユーザ端末は、待ち受け中に継続的にセルサーチを行っており、伝搬レベルの良好なセルを選択する（Ｓ２０１）。次に、選択したセルから報知チャネルを受信する（Ｓ２０３）。報知チャネルで受信する情報には、選択したセルのセルＩＤ、選択したセルが属するＴＡ＿ＩＤが含まれている。また、ユーザ端末がセルＩＤリストを報告するか否かを報知チャネルで受信してもよい。
ユーザ端末は、セルＩＤをセルＩＤリストとして順番に格納する（Ｓ２０５）。このときに、セル選択を行った時間をセルＩＤと対応付けて格納してもよい。次に、ユーザ端末は、ＴＡ＿ＩＤが現在のＴＡ＿ＩＤと同じであるか否かを確認する（Ｓ２０７）。同じである場合には位置登録が不要であるため、セル選択に戻る（Ｓ２０１）。ＴＡ＿ＩＤが異なる場合には位置登録が必要になる。このときに、ユーザ端末がセルＩＤリストを報告するか否かを報知チャネルで受信している場合には、ユーザ端末はこの内容を確認する（Ｓ２０９）。セルＩＤリストの報告が不要である場合には、ユーザ端末は位置登録エリア管理装置に対して位置登録（ＴＡＵ）を行う（Ｓ２１１）。位置登録後は、セルＩＤリストをクリアしてもよく（Ｓ２１５）、セル選択に戻ってもよい（Ｓ２０１）。セルＩＤリストの報告が必要である場合には、ユーザ端末は位置登録エリア管理装置に対して位置登録を行うと共に、セルＩＤリストを報告する（Ｓ２１３）。報告したセルＩＤリストはクリアされ（Ｓ２１５）、セル選択に戻る（Ｓ２０１）。
この手順に従って、ユーザ端末は位置登録時に位置管理装置に対して軌跡を報告することが可能になる。
図４Ｂは、ユーザ端末が位置登録時及び発着信時に軌跡を報告する方法を示すフローチャートである。
位置登録に関する手順（Ｓ２０１〜Ｓ２１５）は図４Ａで説明した手順と同じであるため、説明を省略する。位置登録が不要であると判定された後（Ｓ２０７）又は位置登録を行った後（Ｓ２１１及びＳ２１３）に、ユーザ端末はセル選択を行うと共に、発着信があるか否かを確認する（Ｓ２１７）。発着信がある場合には、ユーザ端末は基地局と接続を行う（Ｓ２１９）。ユーザ端末がセルＩＤリストを報告するか否かを報知チャネルで受信している場合には、ユーザ端末はこの内容を確認する（Ｓ２２１）。セルＩＤリストの報告が不要である場合には、基地局と通信を行い、通信後は、セルＩＤリストをクリアしてもよく（Ｓ２２５）、終話してもよい（Ｓ２２７）。セルＩＤリストの報告が必要である場合には、ユーザ端末は位置登録エリア管理装置に対してセルＩＤリストを報告する（Ｓ２２３）。報告したセルＩＤリストはクリアされ（Ｓ２２５）、終話する（Ｓ２２７）。
なお、終話時にユーザ端末がセルＩＤリストを位置登録エリア管理装置に報告する場合には、図４ＢのＳ２２７がＳ２１９とＳ２２１との間に行われる。
＜第１実施例：位置登録エリア管理装置における位置登録割り当て方法のフローチャート＞
次に、位置登録エリア管理装置がユーザ端末に位置登録エリアを割り当てる方法について、図５を参照して説明する。図５は、位置登録エリア管理装置がユーザ端末に位置登録エリアを割り当てる方法を示すフローチャートである。
位置登録エリア管理装置は、鉄道又は幹線道路のような移動パターンを予めパターン記憶部に格納しておく。位置登録エリア管理装置が、位置登録時にユーザ端末から基地局を介してセルＩＤリストを受信すると（Ｓ３０１）、このセルＩＤリストと、予め格納されたパターンとを比較する（Ｓ３０３）。パターンと一致する場合には、パターンに応じて決められたＴＡ＿ＩＤ（又はＴＡ＿ＩＤのリスト）をユーザ端末に割り当てる（Ｓ３０５）。このＴＡ＿ＩＤ（又はＴＡ＿ＩＤのリスト）は、位置登録完了通知と共にユーザ端末に送信される（Ｓ３０７）。
＜第１実施例：ユーザ端末（ＵＥ）の構成＞
次に、ユーザ端末の構成について図６を参照して説明する。図６は、本発明の第１実施例にかかるユーザ端末１００の構成図である。ユーザ端末１００は、受信ＲＦ部１０１と、セル選択部１０３と、報知情報受信部１０５と、セルＩＤリスト記憶部（識別子記憶部）１０７と、セルＩＤリスト報告部（軌跡報告部）１０９と、送信ＲＦ部１１１とを有する。
受信ＲＦ部１０１は、基地局からの信号を受信する。セル選択部１０３は、受信信号の伝搬レベルの良好なセルを選択する。セル選択部１０３は、システム内で予め決められた所定数のスクランブルコードＩＤとの相関処理を行い、セル選択した基地局で使用されているスクランブルコードＩＤを特定してもよい。
報知情報受信部１０５は、基地局の報知情報を受信する。報知情報には、選択したセルのセルＩＤ、選択したセルが属するＴＡ＿ＩＤが含まれる。また、ユーザ端末がセルＩＤリストを報告するか否か、報告すべきセルＩＤリストの最大数、報告すべき期間（過去数時間分等）、報告確率のようなパラメータが含まれてもよい。例えば、報告確率は、Ｎ回に１回報告するという内容でもよく、ユーザ端末のＩＤ（Ｃ−ＲＮＴＩ（Cell specific Radio Network Temporary ID）、ＴＭＳＩ（Temporary Mobile Subscriber ID）、ＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber ID）等）をモジュロ演算したときの値が予め決められた値であるときに報告するという内容でもよい。図示しないが、上記のパラメータは、個別制御チャネル（ＤＣＨ：Dedicated Channel）を介して受信されてもよい。
セルＩＤリスト記憶部１０７は、ユーザ端末がセル選択を行ったセルＩＤをセルＩＤリストとして順番に格納する。任意選択で、セルＩＤリスト記憶部１０７は、ユーザ端末がセル選択を行った時間をセルＩＤに対応付けて格納してもよい。時間を格納することにより、位置登録エリア管理装置がパターンの比較を正確に行うことが可能になる。報知情報受信部１０５でセルＩＤリストの最大数、報告すべき期間を受信している場合には、セルＩＤリスト記憶部１０７は、これらの条件に合致するセルＩＤリストを構築する。また、重複するセルＩＤは、セルＩＤリストに格納しなくてもよい。
なお、セルＩＤリスト記憶部１０７は識別子記憶部に相当し、セルＩＤの代わりにスクランブルコードＩＤを格納してもよい。
セルＩＤリスト報告部１０９は、基地局との通信時（位置登録時、発信時、着信時又は終話時）に、セルＩＤリスト記憶部１０７に格納されたセルＩＤリストを位置登録エリア管理装置に報告する。この報告は送信ＲＦ部１１１から基地局に対して行い、基地局が位置登録エリアに報告する。報知情報受信部１０５でセルＩＤリストを報告するか否か、報告確率を受信している場合には、セルＩＤリスト報告部１０９は、これらの条件に合致する場合にセルＩＤリストを報告する。報告が完了すると、セルＩＤリスト報告部１０９は、セルＩＤリスト記憶部１０７のリストを削除する。
なお、セルＩＤリスト報告部１０９は軌跡報告部に相当し、セルＩＤリストの代わりにスクランブルコードＩＤリストを位置登録エリア管理装置に報告してもよい。
＜第１実施例：基地局（ｅＮＢ）の構成＞
次に、基地局の構成について図７を参照して説明する。図７は、本発明の第１実施例にかかる基地局２００の構成図である。基地局２００は、受信ＲＦ部２０１と、セルＩＤリスト転送部２０３と、ＮＷインタフェース部２０５と、ＲＲＣ処理部２０７と、報知情報生成部２０９と、送信ＲＦ部２１１とを有する。
受信ＲＦ部２０１は、ユーザ端末からの信号を受信する。この信号には、位置登録エリア管理装置に報告するセルＩＤリストが含まれる。セルＩＤリスト転送部２０３は、ユーザ端末から受信したセルＩＤリストを位置登録エリア管理装置に転送する。この転送はＮＷインタフェース部２０５を介して行われる。
なお、セルＩＤリスト転送部２０３は識別子転送部に相当し、セルＩＤリストの代わりにスクランブルコードＩＤリストを位置登録エリア管理装置に転送してもよい。
ＲＲＣ処理部２０７は、レイヤ３のＲＲＣ（Radio Resource Control）処理を行う部分であり、ユーザ端末への制御情報及び報知情報を制御する。ユーザ端末がセルＩＤリストを報告するか否か、報告すべきセルＩＤリストの最大数、報告すべき期間（過去数時間分等）、報告確率のようなパラメータを報知情報としてユーザ端末に通知する場合には、ＲＲＣ処理部２０７は、これらの報知情報を生成するように報知情報生成部２０９を制御する。報知情報生成部２０９は、上記のパラメータを報知情報として生成する。報知情報は送信ＲＦ部２１１からユーザ端末に送信される。上記のパラメータを個別制御情報として送信する場合には、ＲＲＣ処理部２０７が個別制御情報を生成して、送信ＲＦ部２１１からユーザ端末に送信するように制御する。
なお、ＲＲＣ処理部２０７と報知情報生成部２０９とを併せたものが報告パラメータ通知部に相当し、ユーザ端末が位置登録エリア管理装置に送信するときの各種のパラメータを生成する。
＜第１実施例：位置登録エリア管理装置（ＭＭＥ）の構成＞
次に、位置登録エリア管理装置の構成について図８を参照して説明する。図８は、本発明の第１実施例にかかる位置登録エリア管理装置３００の構成図である。位置登録エリア管理装置３００は、ＮＷインタフェース部３０１と、ＮＡＳプロトコル処理部３０３と、制御部３０５と、ＴＡ＿ＩＤ割り当て情報記憶部３０７と、ＴＡ設計情報記憶部３０９と、パターン記憶部３１１とを有する。
ＮＷインタフェース部３０１は、基地局からの信号を受信する。この信号には、ユーザ端末から報告されたセルＩＤリストが含まれる。ＮＡＳプロトコル処理部３０３は、ユーザ端末の位置登録を管理する部分であり、ユーザ端末から位置登録と共にセルＩＤリストを受信すると、セルＩＤリストを制御部３０５に通知する。
制御部３０５は、セルＩＤリストがパターン記憶部３１１に格納されているパターンと一致するか否かを比較する。セルＩＤリストと共に、ユーザ端末がセル選択を行った時間も報告されている場合には、セルＩＤリストが予め格納されているパターンと一致するか否か、且つセルを移動した時間が所定の範囲内であるか否かを比較する。例えば、セルＩＤリストがパターン記憶部に格納されているｅＮＢ＃１１→ｅＮＢ＃１２→ｅＮＢ＃２１に一致したときに、ｅＮＢ＃１１をセル選択した時間とｅＮＢ＃１２をセル選択した時間との差が±Δ１内であるか否か、ｅＮＢ＃１２をセル選択した時間とｅＮＢ＃２１をセル選択した時間との差が±Δ２内であるか否かを確認する。より好適なパターン一致判定方法については後に詳述する。パターンが一致すると、予め決められた割り当てＴＡ＿ＩＤ（ＴＡ＃２、ＴＡ＃４）を割り当てる。一致しない場合には、制御部３０５はＴＡ設計情報記憶部３０９を確認してユーザ端末がセル選択したＴＡ＿ＩＤを割り当ててもよく、ユーザ端末がセル選択時にＴＡ＿ＩＤを認識しているため、制御部３０９はＴＡ＿ＩＤを割り当てなくてもよい。ユーザ端末に割り当てたＴＡ＿ＩＤは、ＴＡ＿ＩＤ割り当て情報記憶部３０７に格納される。
制御部３０７でユーザ端末に割り当てるＴＡ＿ＩＤのリスト（又はＴＡ＿ＩＤ）が決まると、ＮＡＳプロトコル処理部３０３は、これらの情報を制御部３０７から受け取り、ＴＡ＿ＩＤのリスト（又はＴＡ＿ＩＤ）と共に位置登録完了通知をユーザ端末に送信する。
なお、ＮＡＳプロトコル処理部３０３が識別子受信部に相当し、セルＩＤリストの代わりにスクランブルコードＩＤリストを受信してもよい。
セルＩＤリストと共に、ユーザ端末からセル選択を行った時間も報告されている場合のパターン一致判定のより好適な実施例を説明する。まず、パターン記憶部３１１には、セル選択のパターンとして、ｅＮＢ＃１１→ｅＮＢ＃１２→ｅＮＢ＃２１→ｅＮＢ＃４１→ｅＮＢ＃４２というリストが格納されている。また、これと併せて、各ｅＮＢを選択する相対タイミングのパターンとして、Ｔ０→Ｔ１→Ｔ２→Ｔ３→Ｔ４が格納されている。ここで、ＵＥがセル選択軌跡として、ｅＮＢ＃１１→ｅＮＢ＃１２→ｅＮＢ＃２１→ｅＮＢ＃４１→ｅＮＢ＃４２を報告し、同時にこれらのセルを選択したタイミングとしてｔ０→ｔ１→ｔ２→ｔ３→ｔ４を報告したとする。このとき、制御部３０５は、ΔＴ１＝Ｔ１−Ｔ０、ΔＴ２＝Ｔ２−Ｔ１、ΔＴ３＝Ｔ３−Ｔ２、ΔＴ４＝Ｔ４−Ｔ３を計算し、同様にΔｔ１＝ｔ１−ｔ０、Δｔ２＝ｔ２−ｔ１、Δｔ３＝ｔ３−ｔ２、Δｔ４＝ｔ４−ｔ３を計算する。次に制御部３０５は、ベクトルΔＴ＝{ΔＴ１，ΔＴ２，ΔＴ３，ΔＴ４}とΔｔ＝{Δｔ１，Δｔ２，Δｔ３，Δｔ４}に対して、例えばＭＭＳＥ法を用いてε＝｜ｖ・ΔＴ−Δｔ｜が最小となるスカラーｖを計算する。そして、その結果εがある閾値E以下であった場合にパターンが一致したと判断する。このような計算を行うことで、同じ経路を異なる速度で移動したＵＥにも対応可能となる。
なお、この例で分かるように、パターン記憶部３１１には、Ｔ０〜Ｔ４の値を記憶する必要はなく、ΔＴ１〜ΔＴ４を記憶しても良い。また、ＵＥからの報告も同様にｔ０〜ｔ４の値ではなく、Δｔ１〜Δｔ４を報告しても良い。また、ＵＥから報告された軌跡がパターンの一部のみであった場合、例えばｅＮＢ＃１１→ｅＮＢ＃１２→ｅＮＢ＃２１及びｔ０→ｔ１→ｔ２しか報告されなかった場合であっても、Δｔ１、Δｔ２のみを用いてΔＴ１、ΔＴ２から同様な方法でパターン一致判定を行っても良い。また、パターン一致と判定された場合に、報告されたタイミング情報Δｔ１などを用いてΔＴ１などの記憶情報を更新しても良い。例えば忘却係数を用いて更新しても良いし、スライディングウィンドウを用いて更新しても良い。また、リストが長い場合には誤差が大きくなる場合があるため、εに対する閾値Ｅは、比較する際の要素数が少ない場合は小さく、多い場合は大きくしても良い。例えば2要素（Δｔ１、Δｔ２）で比較する場合はE、３要素（Δｔ１、Δｔ２、Δｔ３）で比較する場合は1.5Ｅ、といった具合である。
また、計算したスカラーｖの値に応じて割り当てるＴＡを変えても良い。例えばｖが小さい場合は、ＵＥが低速移動していることを意味しており、大きいＴＡを割り当てるとページング信号量が増大して無駄となってしまう。このようなＵＥには、より小さいＴＡを割り当てた方が好適となる。一方、ｖが大きいＵＥは高速移動しているため、このようなＵＥに対してはより大きいＴＡを割り当てることが望ましい。このように、ｖに応じて割り当てるＴＡを最適化するために、同一パターンに一致した場合であってもｖに応じて割り当てるＴＡを制御しても良い。このために、パターン記憶部３１１にはｖの範囲毎に割り当てるＴＡのリストを記憶しておいても良い。
＜第２実施例：位置登録エリアの設計の効率化＞
第２実施例では、位置登録エリア管理装置（ＭＭＥ）が位置登録エリアを効率的に設計する方法について、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、本発明の第２実施例にかかる位置登録エリア設計方法を示すフローチャートである。図１０は、本発明の第２実施例に従って最適化される位置登録エリアの例である。
Ｓ１５１〜Ｓ１５７は図２のＳ１０１〜Ｓ１０７に対応するため、説明を省略する。位置登録エリア管理装置（ＭＭＥ）が、位置登録要求と共にセルＩＤリスト（ｅＮＢ＃１１、ｅＮＢ＃１２、ｅＮＢ＃２１）を受信すると（Ｓ１５７）、このセルＩＤの軌跡をパターン記憶部に格納する。軌跡が格納された結果、同じ軌跡が所定回数以上パターン記憶部に格納されている場合には、これらの軌跡に沿って位置登録エリアを再設計するほうが好ましいことがわかる。従って、ｅＮＢ＃１１、ｅＮＢ＃１２、ｅＮＢ＃２１が所定回数以上格納されている場合には、ＭＭＥは、これらの基地局が１つの位置登録エリアに属するように位置登録エリアを再設計する（Ｓ１５９）。例えば、ｅＮＢ＃１１、ｅＮＢ＃１２、ｅＮＢ＃２１をＴＡ＃１に設定してもよく、現在のＴＡ＃１にｅＮＢ＃２１を追加してＴＡ＃１にしてもよい。位置登録エリアが変更されると、位置登録エリア管理装置（ＭＭＥ）は、この情報を関係する基地局（ｅＮＢ）に通知して位置登録エリアを変更すると共に、位置登録完了通知を送信する（Ｓ１６１）。基地局は、ＴＡ＿ＩＤを変更し、位置登録完了通知をユーザ端末に送信する（Ｓ１６３）。これにより、ユーザ端末の位置登録が完了する（Ｓ１６５）。
なお、位置登録エリアの再設計（Ｓ１５９）は、ユーザ端末からセルＩＤリストを受信する毎に実行される必要はなく、任意の時点でまとめて実行されてもよい。上記の処理が繰り返されることにより、図１０に示すように、鉄道又は幹線道路のようなユーザ端末の移動が頻繁に生じる領域が１つの位置登録エリアになり、位置登録エリアが最適化される。このように、第２実施例によれば、位置登録エリアを動的且つ柔軟に設計することが可能になる。
第１実施例と同様に、第２実施例もまた、多重位置登録だけでなく、オーバーラッピング位置登録にも適用可能である。また、多重位置登録とオーバーラッピング位置登録が併用された場合にも適用可能である。
＜第２実施例：位置登録エリア管理装置における位置登録設計方法のフローチャート＞
第２実施例にかかるユーザ端末の軌跡報告方法は、第１実施例と同じである。
次に、位置登録エリア管理装置が位置登録エリアを再設計する方法について、図１１を参照して説明する。図１１は、位置登録エリア管理装置が位置登録エリアを再設計する方法を示すフローチャートである。
位置登録エリア管理装置は、位置登録時にユーザ端末から基地局を介してセルＩＤリストを受信すると（Ｓ３５１）、このセルＩＤリストをパターン記憶部に格納すると共に、このセルＩＤリストと同じ軌跡が所定回数以上格納されているかを分析する（Ｓ３５３）。同じ軌跡が所定回数以上格納されている場合には、セルＩＤリストが１つの位置登録エリアに属するように、位置登録エリアを再設計する（Ｓ３５５）。位置登録エリアを変更する場合には、ＴＡ＿ＩＤを基地局に送信し、位置登録完了通知をユーザ端末に送信する（Ｓ３５７）。
＜第２実施例：基地局（ｅＮＢ）の構成＞
第２実施例にかかるユーザ端末の構成は、第１実施例と同じである。
次に、基地局の構成について図１２を参照して説明する。図１２は、本発明の第２実施例にかかる基地局２００の構成図である。基地局２００は、図７の構成に加えて、ＴＡ＿ＩＤ設定部２１３を更に有する。
位置登録エリア管理装置でＴＡ＿ＩＤが変更されると、この情報がＮＷインタフェース部２０５を介してＴＡ＿ＩＤ設定部２１３に通知される。ＴＡ＿ＩＤ設定部２１３は、位置登録エリア管理装置から通知されたＴＡ＿ＩＤを設定する。
他の部分は、図７と同じである。
＜第２実施例：位置登録エリア管理装置（ＭＭＥ）の構成＞
次に、位置登録エリア管理装置の構成について図１３を参照して説明する。図１３は、本発明の第２実施例にかかる位置登録エリア管理装置３００の構成図である。位置登録エリア管理装置３００は、図８の構成に加えてＴＡ＿ＩＤ設定部３１３を更に有する。
ＮＷインタフェース部３０１及びＮＡＳプロトコル処理部３０３は、図８と同じである。
制御部３０５は、受信したセルＩＤリストをパターン記憶部３１１に格納すると共に、同じセルＩＤリストが所定回数以上格納されているか否かを検索する。格納されていない場合には、制御部３０５はＴＡ＿ＩＤの変更を行わず、ＮＡＳプロトコル処理部３０３から位置登録完了通知をユーザ端末に送信する。同じセルＩＤリストが所定回数以上格納されている場合、制御部３０５は、セルＩＤリストに含まれるセルが同じ位置登録エリアに属するように位置登録エリアを再設計し、ＴＡ設計情報記憶部３０９の情報を更新する。同時に、制御部３０５は、ユーザ端末に割り当てているＴＡ＿ＩＤを変更し、この情報をＴＡ＿ＩＤ割り当て情報記憶部３０７に格納する。変更されたＴＡ＿ＩＤは、ＴＡ＿ＩＤ設定部３１３により基地局に通知される。更新された位置登録エリアに関係するセルＩＤリストは、パターン記憶部３１１から削除される。
なお、本発明は、上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々の変更及び応用が可能である。
３ＧＰＰで検討が行われているＬＴＥによる移動通信システムのアーキテクチャ 本発明の第１実施例にかかる位置登録エリア割り当て方法を示すフローチャート 本発明の第１実施例に従って割り当てられる位置登録エリアの例（多重位置登録の場合） 本発明の第１実施例に従って割り当てられる位置登録エリアの例（オーバーラッピング位置登録の場合） ユーザ端末が位置登録時に軌跡を報告する方法を示すフローチャート ユーザ端末が位置登録時及び発着信時に軌跡を報告する方法を示すフローチャート 位置登録エリア管理装置がユーザ端末に位置登録エリアを割り当てる方法を示すフローチャート 本発明の第１実施例にかかるユーザ端末の構成図 本発明の第１実施例にかかる基地局の構成図 本発明の第１実施例にかかる位置登録エリア管理装置の構成図 本発明の第２実施例にかかる位置登録エリア設計方法のフローチャート 本発明の第２実施例に従って最適化される位置登録エリアの例 位置登録エリア管理装置が位置登録エリアを再設計する方法を示すフローチャート 本発明の第２実施例にかかる基地局の構成図 本発明の第２実施例にかかる位置登録エリア管理装置の構成図
符号の説明
１００ ユーザ端末
１０１ 受信ＲＦ部
１０３ セル選択部
１０５ 報知情報受信部
１０７ セルＩＤリスト記憶部
１０９ セルＩＤリスト報告部
１１１ 送信ＲＦ部
２００ 基地局
２０１ 受信ＲＦ部
２０３ セルＩＤリスト転送部
２０５ ＮＷインタフェース部
２０７ ＲＲＣ処理部
２０９ 報知情報生成部
２１１ 送信ＲＦ部
２１３ ＴＡ＿ＩＤ設定部
３００ 位置登録エリア管理装置
３０１ ＮＷインタフェース部
３０３ ＮＡＳプロトコル処理部
３０５ 制御部
３０７ ＴＡ＿ＩＤ割り当て情報記憶部
３０９ ＴＡ設計情報記憶部
３１１ パターン記憶部
３１３ ＴＡ＿ＩＤ設定部

Claims (9)

  1. 移動通信システムにおいてユーザ端末が移動した軌跡を位置登録エリア管理装置に報告し、該位置登録エリア管理装置が該ユーザ端末に位置登録エリアを割り当てる位置登録エリア割り当て方法であって：
    前記ユーザ端末が、セル選択を行った基地局の識別子と、セル選択を行った時間とを識別子記憶部に格納する格納ステップ；
    前記ユーザ端末が、基地局との通信時に、前記識別子記憶部に格納された識別子及び時間を前記位置登録エリア管理装置に報告する報告ステップ；及び
    前記位置登録エリア管理装置が、報告された識別子を予め格納されているパターンと比較し、更に、報告された時間により算出されたセル選択の時間差を予め格納されている時間範囲と比較し、報告された識別子が予め格納されているパターンと一致する場合、且つ、セル選択の時間差が予め格納されている時間範囲内である場合、予め格納されているパターンに従って前記ユーザ端末に位置登録エリアを割り当てる割り当てステップ；
    を有する位置登録エリア割り当て方法。
  2. 前記割り当てステップで報告された識別子が予め格納されているパターンと一致する場合、且つ、セル選択の時間差が予め格納されている時間範囲内である場合、前記位置登録エリア管理装置が、予め格納されているパターンを更新する更新ステップ；
    を更に有する請求項１に記載の位置登録エリア割り当て方法。
  3. 前記位置登録エリア管理装置が、前記ユーザ端末の移動速度を判定する判定ステップ；
    前記位置登録エリア管理装置が、前記ユーザ端末の移動速度に基づいて、前記ユーザ端末に割り当てる位置登録エリアを制御する制御ステップ；
    を更に有する請求項１に記載の位置登録エリア割り当て方法。
  4. 前記ユーザ端末が、識別子を前記位置登録エリア管理装置に報告する必要があるか否かを基地局から受信するステップ；
    を更に有し、
    前記報告ステップは、前記ユーザ端末が識別子を前記位置登録エリア管理装置に報告する必要がある場合に、識別子及び時間を報告することを特徴とする請求項１に記載の位置登録エリア割り当て方法。
  5. 前記ユーザ端末が、前記位置登録エリア管理装置に報告する識別子の数、前記位置登録エリア管理装置に報告する識別子の期間、及び前記位置登録エリア管理装置に報告する確率のうちいずれか１つを基地局から受信するステップ；
    を更に有する請求項１に記載の位置登録エリア割り当て方法。
  6. 前記報告ステップは、位置登録時、発信時、着信時、及び終話時のうちいずれか１つのときに、識別子及び時間を報告することを特徴とする請求項１に記載の位置登録エリア割り当て方法。
  7. 前記基地局の識別子は、
    セルＩＤ；及び
    スクランブルコードＩＤ；
    のうちいずれか１つであることを特徴とする請求項１に記載の位置登録エリア割り当て方法。
  8. 移動通信システムにおいて、移動した軌跡を位置登録エリア管理装置に報告するユーザ端末であって：
    セル選択を行った基地局の識別子と、セル選択を行った時間とを識別子記憶部に格納する識別子記憶部；
    基地局との通信時に、前記識別子記憶部に格納された識別子及び時間を前記位置登録エリア管理装置に報告する軌跡報告部；及び
    報告した識別子が前記位置登録エリア管理装置に予め格納されているパターンと一致する場合、報告した時間により算出されたセル選択の時間差が前記位置登録エリア管理装置に予め格納されている時間範囲内である場合、予め格納されているパターンに従って前記位置登録エリア管理装置により割り当てられた位置登録エリアを受信する受信部；
    を有するユーザ端末。
  9. 移動通信システムにおいて、ユーザ端末に位置登録エリアを割り当てる位置登録エリア管理装置であって：
    前記ユーザ端末がセル選択を行った基地局の識別子と、セル選択を行った時間とを基地局から受信する識別子受信部；
    受信した識別子を予め格納されているパターンと比較し、更に、受信した時間により算出されたセル選択の時間差を予め格納されている時間範囲と比較し、受信した識別子が予め格納されているパターンと一致する場合、且つ、セル選択の時間差が予め格納されている時間範囲内である場合、予め格納されているパターンに従って前記ユーザ端末に位置登録エリアを割り当てる制御部；
    を有する位置登録エリア管理装置。
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