JP5193219B2 - 緊急警報を与える方法およびワイヤレス通信システム - Google Patents

Description

本発明は、特にＩＥＥＥ８０２系のワイヤレス通信システム向けの、ワイヤレスローカルエリアネットアーク端末に緊急警報を与える方法に関する。

緊急事態が発生した場合、様々な地域機関が、自由に使用できる通信システムを用いてユーザに通知することを望む。考えられるのは、ボイスオーバーインターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）、テキスト、ビデオ、ファックス、Ｅメールおよびインスタントメッセンジャ（ＩＭ）などの使用されるアプリケーションに関係なく、どんなワイヤレス通信システムに対しても、法律でこの要求を義務づけることである。通信メディアを支えるワイヤレス技術は上記した機関にとっては関心事ではない。

ＩＥＥＥ８０２系の、特にＩＥＥＥ８０２．１１の、ワイヤレス通信システムはアーキテクチャの面で短距離ワイヤレス通信に基づいており、無線カバレッジの昇順に、ＩＥＥＥ８０２．１５（パーソナルエリアネットワーク）、ＩＥＥＥ８０２．１１（ローカルエリアネットワーク）、ＩＥＥＥ８０２．１６（ワイヤレスメトロポリタンネットワーク、またはＷｉＭＡＸとも呼ばれる）およびＩＥＥＥ８０２．２２（地域無線ネットワーク）を含む。さらに、高性能ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＨｉｐｅｒＬＡＮ）や高性能メトロポリタンエリアネットワーク（ＨｉｐｅｒＭＡＮ）などのように、本発明を使用することのできる非８０２系の他のネットワークも存在しており、ワイヤレスエリアネットワークと言った場合、これらのうちのいずれも含まれる。本発明の第１の側面によれば、ワイヤレスエリアネットワーク端末に緊急警報を与える方法は、ネットワークから所定のカテゴリのすべてのワイヤレスエリアネットワーク端末へ非請求ブロードキャストを送信することを含む。ここで、非請求ブロードキャストは緊急警報が待機していることを知らせるインジケータであり、このインジケータが端末から送られてきたリクエストをネットワークへトリガし、警報が端末にダウンロードされるようにする。

上記のいずれのタイプまたはカテゴリのワイヤレスエリアネットワークにおいても、受動ネットワークエッジエレメントはことによると非請求の形でユーザに信号を送らなければならない。ところが、セルラーシステムでは、割り当てられたユーザチャネルは緊急警報メッセージによって中断されてしまう。本発明は、ワイヤレス端末が別個のリクエストを２段階でネットワークに返すことにより、警報が送信されるようにする方法を提供する。

好ましくは、トリガはユーザへの警報であり、ネットワークに接続するようユーザに要求する。

リクエストはその後、確立されたコネクション上でネットワークに送られる。

あるいは、インジケータを含んだ非請求ブロードキャストの受信に応答して、トリガが端末からネットワークへのコネクションを自動的に確立する。
インジケータは端末が稼働しているネットワークから送信されてもよいが、端末の無線カバレッジ内にある隣接ネットワークから送信されてもよい。

好ましくは、所定のカテゴリとは、端末のタイプ、地理的範囲、または閉じたユーザグループのメンバーシップのうちのいずれかである。

好ましくは、インジケータはブロードキャスト、マルチキャスト、またはユニキャストメッセージの付加フィールドである。
あるいは、インジケータはページングメッセージの付加フィールドである。

一般に、ワイヤレスローカルエリアネットワークはＩＥＥＥ８０２系のネットワークであるが、本発明は、高性能ワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＨｉｐｅｒＬＡＮ）や高性能メトロポリタンエリアネットワーク（ＨｉｐｅｒＭＡＮ）のような他の種類のワイヤレスローカルエリアネットワークにも同様に適用できる。

以下では、添付図面を参照しながら、本発明に従ってワイヤレスローカルエリアネットワーク端末に緊急警報を与える方法の１つの例を説明する。

本発明の方法が適用される典型的なデプロイのシナリオを示す。 あるワイヤレスユーザデバイスに関して、図１のシナリオで適用される方法の一例を示すメッセージフローシーケンス図である。 本発明の方法においてネットワークによって送られる緊急警報メッセージフレームの例を詳細に示す。 本発明の方法においてユーザデバイスによって送られるリクエストメッセージの例を示す。 本発明の方法において図２のメッセージに応答してユーザデバイスによって送られるリクエストメッセージの例を示す。 閉じたユーザグループに対する緊急警報メッセージフレームの例を示す。 緊急警報を承知しているワイヤレスデバイスに関して、図１のシナリオにおけるメッセージフローシーケンスの例を示す。 ページング緊急警報メッセージフレームを示す。 図１に示されているシナリオに代わる代替シナリオを示す。 ＩＥＥＥ８０２．１１の緊急警報メッセージフレームの特定の実施例を示す。

ワイヤレスエリアネットワーク通信システムが緊急警報を出そうとするときの問題は、ＩＥＥＥ８０２．１１アクセスポイントのような受動ネットワークエッジエレメントがことによると非請求の形でユーザに信号を送らなければならないことである。これはこれらのタイプのシステムにおける通常動作モードに反することである。ユーザがデータセッションをすでに確立している場合、ネットワークがこのセッションを中断することがあり得る。しかし、ユーザがデータセッションを実行させていなければ、ネットワークエッジエレメント（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１アクセスポイント）はホットスポット内にユーザがいることを知らないかもしれない。

たとえデータセッションが確立されていても、警報が現在のユーザセッション（例えば、ＶｏＩＰコール）とは異なる形態（例えば、テキストメッセージ）をとっているかもしれない。ＩＥＥＥ８０２系のシステムはパケットに基づいたコネクションを使用するので、緊急警報メッセージは現在割り当てられているいずれの無線リソースも共有することができる。言い換えれば、緊急警報送信のための専用チャネルは不要である。さらに別の特徴は、現在のユーザセッション（例えば、前記したＶｏＩＰコール）中に他の送信形態（例えば、テキストメッセージまたは鳴動警報）で警報を同時送信することができることである。

確立されたデータセッションが存在しない場合には、ネットワークは緊急警報の受信をリクエストするようユーザに促す必要がある。より多くの情報をリクエストする一連のメッセージがすぐに続くことが予想されるので、これは貴重な無線リソースの節約になる。それゆえ、プロンプトのメカニズムが提案されている。緊急警報を非請求の形でブロードキャストする場合には、そのエリア内の使用可能なすべての無線リソースが消費されてしまうかもしれない。（例えば、あるネットワークエンティティからの）集中型の緊急警報通知を受信すると、ネットワークエッジエレメント（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１アクセスポイント）は、緊急警報を発令する準備ができていることを示す特別なフラグセットとともにシグナリングフレーム（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ビーコン）をブロードキャストする。このメッセージは一般的にはブロードキャストタイプのアドレスを使用するが、代わりにマルチキャストまたはユニキャストメッセージをしてもよい。

ユーザデバイスはその後、この警報の受信を可能にするアルゴリズムを開始する。ユーザデバイス内での警報の受信はユーザへのプロンプトをトリガする場合がある。プロンプトは、呼び出し音、ビデオディスプレイのウェイクアップ、またはバイブレーションなどのように、ユーザに反応するよう通知する任意のタイプのものであってよい。あるいは、フラグによってユーザデバイスにコネクションを自動的に確立させるようにしてもよい。

図１には、本発明の実施例の典型的なデプロイシナリオが示されている。これらの例はＩＥＥＥ８０２系のネットワークに関連して説明されているが、他のワイヤレスのパーソナルアリアネットワーク、ローカルエリアネットワーク、メトロポリタンエリアネットワーク、地域ネットワークにも同様に適用可能である。本明細書でワイヤレスローカルエリアネットワーク（ＷＡＮ）と言った場合、上記のようなワイヤレスエリアネットワークをすべて含んでいる。ネットワーク１はネットワークエッジデバイス３に緊急警報２を送り、ネットワークエッジデバイス３はこれを初期ホットスポット警報メッセージ４として中継する。この警報は、無線受信範囲内にある非ＩＥＥＥ８０２系のワイヤレスデバイスを含む近隣の複数のワイヤレスデバイスで受信される。

図１の例では、ネットワーク１からエッジデバイス３を介してホットスポット警報メッセージ４として中継された緊急警報メッセージ２は無線受信範囲内のすべてのデバイス５，６，７，８にブロードキャストされる。範囲内のデバイスのうち、３つはワイヤレスが可能なデバイス５，６，７であり、１つはセルラーデバイス８である。エッジデバイス３が特定のタイプのワイヤレスシステムの通信を送信しているときには、セルラー専用デバイス８はブロードキャストに応答しない。ワイヤレス可能デバイス７はＩＥＥＥ８０２ワイヤレス受信機の他にセルラー受信機を含むマルチモードデバイスであるので、ＩＥＥＥ８０２ワイヤレス緊急警報を受信すること、ならびに応答の促しを受けることができる。ワイヤレスデバイス５はネットワークエッジデバイス３と最近通信していないので、このエッジデバイス５に登録されていない。ワイヤレスデバイス６はすでにネットワークエッジデバイス３に接続されており、現在他のいくつかのトラフィックで通信しているので、ネットワークエッジデバイスに現在登録されている。緊急警報フラグ１２付きのホットスポット警報メッセージフレームを受信すると、ユーザデバイス６はネットワーク１にさらなる情報をリクエストすることなく、警報１３を受信するために接続する。

警報は適正なタイプのＷＬＡＮデバイスである無線受信範囲内のすべてのデバイスからの応答を促すように設定してもよいし、または下記のように、ユーザ固有の基準が適用されるようにしてもよい。さらに、ある状況では、ユーザデバイスはより多くの情報を手動または自動でリクエストするよう初期警報によって誘導される。メッセージフローシーケンスは図２に示す通りである。ネットワーク１はネットワークエッジデバイス３に緊急警報２を送信する。ネットワークエッジデバイス３は無線範囲内のすべてのデバイスにホットスポット警報メッセージ４を送信する。ワイヤレスデバイス５，６はさらなる情報を得るためにネットワークエッジデバイス３にリクエストメッセージ９を送ることを選んでもよく、また無線範囲内のすべてのデバイス５，６，７へブロードキャストされる応答１０を受信する。

緊急警報メッセージ２は、図３に示されているように、ネットワーク内に警報が存在していることを示すホットスポット警報メッセージ４の中の単一のフィールドであってよい。ホットスポット警報メッセージ４は一般に複数のフィールドから構成されており、ヘッダ１１、警報フィールド１２を含んでおり、メッセージ４内の残りのビットは予約フィールド１５である。図４には、ネットワークに送信されるリクエストフレームメッセージ９の例が示されている。リクエスト９はヘッダ１１、クエリ識別子１６、警報情報のリクエスト１７、および予約フィールド１８を含んでいる。リクエストがネットワークエッジデバイスにより一旦受信されると、ユーザデバイスは、もし有るならば、より多くの情報をネットワークエッジデバイスへの応答１０を通して与えられる。応答メッセージ１０の例は図５に示されている。応答メッセージ１０では、ヘッダ１１、ブロードキャストフラグもしくはクエリ識別子１９、および警報情報２０が提供される。ネットワークエッジデバイスは、もし有るならば、さらなる情報を応答で返す。ネットワークエッジデバイス３からの応答はブロードキャストで送信されるため、無線範囲内の他のどの端末６，７，８も同じ情報を受信することができる。あるいは、送信の受信を許可されるユーザデバイスの数を制限するために、マルチキャストまたはユニキャスト送信を使用してもよい。

最低でも、緊急警報フィールドの受信は、ユーザアクションまたは自動化シーケンスを通して、緊急警報情報コンテンツを受信するために受信デバイスにコネクションを促す。しかし、ブロードキャストを特定のユーザグループに適合させるために、無線受信範囲内のすべてのユーザが応答することに頼るのではなく、予約フィールドのうちのいくつかをユーザグループの識別子として割り当ててもよい（例えば図６では、ユーザグループ識別子２１が設けられており、残りのビットが予約フィールド２２である）。無線帯域リソースを節約するために、緊急警報の通知はこのようにして送信される。図１のシナリオでは、ユーザデバイス７はすでに接続され、作動しているので、緊急警報フラグ１２付きのブロードキャストホットスポット警報メッセージフレーム４を受信すると、ユーザデバイス７は、ユーザグループ識別子フィールド２１から、ユーザデバイスが特定のユーザグループ内になく、通常の動作を続けていると判断する。デバイスが要求されたユーザグループ内に実際にあれば、デバイスは警報の受信をリクエストするために単純にリソースを振り向けることができる。

図７には、図１のシナリオにおけるユーザデバイス７との典型的なメッセージ交換が示されている。まず初めに、ネットワーク１が緊急警報メッセージ２を発し、緊急警報メッセージ２はネットワークエッジデバイス３からホットスポット警報４として中継される。このシナリオでは、適切なセルラー送信機からの同様の警報がマルチモードデバイス内のセルラー受信機ですでに受信されていることに基づいて、通知はマルチモードデバイス７によって無視されることもある。セルラー受信機で通知が受信されていなければ、マルチモードデバイス７は、図２に関連して説明したように、ワイヤレスデバイス５，６と同様に、マルチモードデバイス７がその時点でＩＥＥＥ８０２ワイヤレスインタフェースを介してデータを送信しているか否かに応じて警報２を処理することができる。
別のオプションは、割り込みを要求するのではなく、現在のユーザセッションで警報の同時送信を許可することである。そうすれば、ユーザは現在のメディアセッションにおいてポップアップウィンドウとして、あるいは、テキストメッセージ、Ｅメールまたは鳴動警報として警報を知覚することができる。

リクエストおよび応答メッセージ９，１０の中のクエリＩＤフィールド１６，１９はワイヤレスデバイス５によって生成されるトークンであり、そうする必要があれば、ネットワークエッジデバイス３がワイヤレスデバイス５に直接応答することを可能にする。応答メッセージ１０はクエリＩＤ値を用いて警報情報をリクエストした特定のデバイス５へユニキャストモードで送られてもよいし、または、ブロードキャストモードですべてのＩＥＥ８０２ワイヤレスデバイス５，６，７に、もしくはマルチキャストモードでクエリＩＤ値によって決まるＩＥＥＥ８０２ワイヤレスデバイスの特定のサブセット５，６に送信してもよい。

ページングを用いてアイドル状態のワイヤレスデバイスをウェイクアップさせるＩＥＥＥ８０２系システム内では、動作は上記方法と非常に類似している。違いは、ページングアップデートに図３の警報通知が添付されるので、ワイヤレスデバイスがページングアップデートのためにウェイクアップしときには、警報通知に応答できることにある。従来、ページングアップデートはページンググループ識別子フィールドによってＩＥＥＥ８０２．１１ビーコンを拡張する。アイドルモードに入りたいユーザデバイスは、ローカルホットスポット内で動作中の現在のページンググループに自らを加える。次に、ユーザデバイスは、以前にＩＥＥＥ８０２．１１アクセスポイントからのページングビーコンと同期していたＩＥＥＥ８０２．１１無線受信機の電源を切る。このことはつまり、ユーザデバイスがネットワークとのコネクションを保つには各ページングビーコンのあいだ起きているだけでよいことを意味する。このページンググループ識別子フィールドは、図８に示されているように、ネットワーク緊急警報フィールドを含むようにさらに拡張されてもよい。ページングアップデート２３は、エレメント識別子２４、長さフィールド２５、ページンググループ識別２６、ページング間隔フィールド２７、ディジタルパルス間隔変調（ＤＰＩＭ）カウントフィールド２８、およびネットワーク緊急警報２９を含んでいる。このメカニズムの利点は、この改変されたページングメッセージが受信されると、アイドルモードのＩＥＥＥ８０２．１１デバイスがウェイクアップし、上記のように緊急警報情報のリクエストに移ることにある。

上で述べたように、本発明のさらなる拡張は、ある状況の下では、緊急警報システムは閉じたユーザグループに限定されるというものである。これは、例えば、化学薬品漏出の場合などのように緊急警報を地理的に限定されたエリアに制限したい場合や、安全上の理由で（例えば、市民のパニックを防ぐため）、警察や軍隊のような特定のユーザタイプに緊急警報を限定したい場合に起こり得る。この限定は図６に示されているように適用される。図６では、ヘッダ１１と警報フィールド１２にユーザグループ識別子２１が加わり、残りのフィールド２２は予約されている。図３に示されている初期ホットスポット警報メッセージ４はユーザグループ識別子２１の追加により改変されている。ネットワークエッジデバイス３はこのメッセージを緊急警報として送信するが、ユーザグループ識別子を認識するＩＥＥＥ８０２ワイヤレスデバイスのみがこのメッセージに応答する。これらのメッセージのセキュリティは、ディフィー・ヘルマン鍵交換のような従来の方法、良く知られたセッション鍵の使用、またはユーザグループデバイス内での証明書の使用によって達成される。

本発明の別の実施例では、図９に示されているように、ＩＥＥＥ８０２ワイヤレスデバイス５はさらなる情報を求めるリクエスト９を初段ホットスポット送信機３に対して発するが、別のネットワークエッジデバイス３０が応答１０を送信するのを止めるものは何もない。これは、デバイス５が移動中の場合に、特に移動中の車中にある場合に、有用な機能である。というのも、移動中の車両において、緊急警報は大いに望ましいからである。ネットワークシグナリング３１は、リクエスト９と同様のフォーマットでクエリＩＤ１６と警報情報のリクエスト１７をデバイス５から中継する２つのネットワークエッジデバイス３，３０の間で行われる。

図１０には、ＩＥＥＥ８０２．１１向けの特定の実施形態が示されている。ＩＥＥＥ８０２．１１システム（ワイヤレスローカルエリアネットワーク）内では、ホットスポット警報の実装の詳細の一例は次の通りである。ビット０（Ｂ０）はサービス品質（ＱｏＳ）マップを提供し、ビット１（Ｂ１）は予想される帯域幅リクエストのためのものであり、ビット２（Ｂ２）は緊急サービス専用に予約されており、連携能力フィールドのビット３（Ｂ３）はネットワーク緊急警報通知に使用され（連携能力フィールドは一般にＩＥＥＥ８０２．１１ビーコンフレーム内で送信される）、ビット４〜１５（Ｂ４〜Ｂ１５）は予約されている。この警報を受信すると、ＩＥＥＥ８０２．１１端末は、図４に示されているようなフォーマットに従って、さらなる情報を求めるテストリクエストメッセージを発することができる。

Claims (13)

1. ネットワークからワイヤレスエリアネットワークのワイヤレスエリアネットワーク端末に緊急警報を与える方法において、
   前記ワイヤレスエリアネットワークは、ＩＥＥＥ８０２系のネットワーク、高性能ワイヤレスローカルエリアネットワーク、または高性能メトロポリタンエリアネットワークであり、
   該方法は、ネットワークのネットワークエッジデバイスから所定のカテゴリのすべてのワイヤレスエリアネットワーク端末へ非請求ブロードキャストを送信することを含み、
   前記非請求ブロードキャストは緊急警報が待機していることを知らせるインジケータを含んでおり、
   前記端末への緊急警報のダウンロードを許可するよう、該インジケータは、前記端末からネットワークへ送られるリクエストをトリガする
   ことを特徴とする方法。
2. 緊急警報を発信する準備ができていることを示す前記インジケータは、特別なフラグセットとともにメッセージフレーム内にある、請求項１記載の方法。
3. 前記トリガはネットワークへの接続を開始するようユーザに要求するユーザへの警報である、請求項１または２記載の方法。
4. 前記トリガは前記インジケータを含んだ非請求ブロードキャストの受信に応答して、前記端末からネットワークへの接続を自動的に開始する、請求項１または２記載の方法。
5. 前記所定のカテゴリは、端末のタイプ、地理的範囲、または閉じたユーザグループのメンバーシップのうちのいずれかである、請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
6. 前記インジケータはブロードキャスト、マルチキャスト、またはユニキャストメッセージ内の付加フィールドである、請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
7. 前記インジケータはページングメッセージ内の付加フィールドである、請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
8. ワイヤレスネットワークエンティティと、ワイヤレスエリアネットワークエッジエレメントと、ワイヤレスエリアネットワークのワイヤレスエリアネットワーク端末とを含むワイヤレス通信システムにおいて、
   前記ワイヤレスエリアネットワークは、ＩＥＥＥ８０２系のネットワーク、高性能ワイヤレスローカルエリアネットワーク、または高性能メトロポリタンエリアネットワークであり、
   前記ワイヤレスエリアネットワークエンティティは緊急警報を送信し、
   前記ネットワークエッジエレメントはネットワークから所定のカテゴリのすべてのワイヤレスエリアネットワーク端末へ非請求ブロードキャストを送信し、前記ブロードキャストは緊急警報が待機していることを知らせるインジケータを含んでおり、
   前記端末は、前記インジケータによりトリガされて、前記端末への緊急警報のダウンロードを許可するよう、前記ネットワークエッジエレメントにリクエストを送信する、
   ことを特徴とするワイヤレス通信システム。
9. 前記トリガはネットワークへの接続を開始するようユーザに要求するユーザへの警報である、請求項８記載のシステム。
10. 前記ワイヤレスエリアネットワーク端末は付加的な情報を求めるリクエストを前記ネットワークエッジデバイスに送信する、請求項８または９記載のシステム。
11. 前記トリガは前記インジケータを含んだ非請求ブロードキャストの受信に応答して、前記端末からネットワークへの接続を自動的に開始する、請求項８記載のシステム。
12. 前記端末の無線範囲内の近隣ネットワークを含み、前記インジケータが該近隣ネットワークから送信される、請求項８記載のシステム。
13. 前記インジケータはブロードキャスト、マルチキャスト、もしくはユニキャストメッセージ内の付加フィールドであるか、またはページングメッセージ内の付加フィールドである、請求項８から１２のいずれか１項記載のシステム。

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