JP5388315B2

JP5388315B2 - 無線基地局および緊急情報送信方法

Info

Publication number: JP5388315B2
Application number: JP2012069013A
Authority: JP
Inventors: 匠吾矢葺; 和則小畑; 聖悟原野; 俊哉平間
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2032-03-26
Also published as: WO2013146250A1; JP2013201627A

Description

本発明は、無線基地局および緊急情報送信方法に関する。

3GPP(3rd Generation Partnership Projects)において、符号分割多元接続（Code Division Multiple Access（CDMA））技術に基づいたW-CDMA（Wideband-Code Division Multiple Access）システムまたは、UMTS（Universal Mobile Telecommunications System）と呼ばれる移動通信システムが仕様化され、日本やヨーロッパをはじめ多数の国で普及している（以降、W-CDMAおよびUMTSを3Gと呼称する）。また、OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技術を用いた次世代通信システムとして、3G通信システムより大幅に通信速度を向上させたLTE（Long Term Evolution）システムが仕様化されている。

背景技術１
LTEシステムにおいては、無線基地局（eNB (evolved Node B））は、複数の移動局（UEs (user equipments)）にシステム情報（System information）を報知するように規定されている（非特許文献１、Section 5.2）。非特許文献１においては、システム情報には、MIB (Master Information Block)および複数のSIBs (System Information Blocks)がある。MIBは、移動局にとって最も重要で頻繁に送信されるパラメータを含む。複数のSIBsは、System Information Block Type 1と、それ以外のSIBs（System Information Block Type 2など）を含む。System Information Block Type 1以外のSIBsは、いくつかにグループ化されて各SI (System Information)メッセージにまとめられる。以下、System Information Block Type 1をSIB1と略称する。以下、SIメッセージをSI-nと表記することがある（nは１から３２までの整数である）。

これらのシステム情報の情報ブロックおよび情報メッセージは周期的に無線基地局から送信される。図１および図２は、無線基地局からのシステム情報の送信の態様の例を示す。図１に示すように、SIB1は定期的に送信される。非特許文献１では、SIB1の送信周期は80msと規定されている。但し、移動局の受信失敗を考慮して、80msの周期の間に、同一のSIB1を繰り返し送信することも可能と規定されている。図２の例においては、SIB1の再送周期は20msである。図２に示すように、SIB1を送信する周波数帯はダイナミックスケジューリングで動的に決定される。

図２に示すように、MIBも定期的に送信される。非特許文献１では、MIBの送信周期は40msと規定されている。但し、移動局の受信失敗を考慮して、40msの周期の間に、同一のMIBを繰り返し送信することも可能と規定されている。図２の例においては、MIBの再送周期は10msである。図２に示すように、MIBを送信する周波数帯は固定である。

図１に示すように、各SIメッセージも定期的に送信される。より具体的には、各SIメッセージは、定期的に発生する時間ウィンドウ（SI-ウィンドウ）で送信される。例えば、SI-1のSI-ウィンドウの周期は160msであり、SI-2のSI-ウィンドウの周期は320msであり、SI-3のSI-ウィンドウの周期は640msであり、SI-4のSI-ウィンドウの周期は1280msである。移動局の受信失敗を考慮して、各SI-ウィンドウ内では、同種のSIメッセージを繰り返し送信することも可能である。例えば、図２の最も左側のSI-ウィンドウはSI-1のためのSI-ウィンドウであり、そのSI-ウィンドウ内ではSI-1が繰り返し送信される。図２の左から２番目のSI-ウィンドウはSI-2のためのSI-ウィンドウであり、そのSI-ウィンドウ内ではSI-2が繰り返し送信される。図２では、SI-1のSI-ウィンドウ、SI-2のSI-ウィンドウ、SI-3のSI-ウィンドウ、およびSI-4のSI-ウィンドウは連続して並んでいるが、SIメッセージの種類によりSI-ウィンドウの周期が異なるので、これらのSI-ウィンドウが２周期目以降は連続して並ぶとは限らない（つまり、図２は、図１の期間IIの詳細を示す）。

SI-ウィンドウの長さは調節可能であるが、図２の例では、20msである。上記のように、MIBの送信周期が10msである場合には各SI-ウィンドウでMIBは２回送信され、SIB1の再送周期が20msである場合には各SI-ウィンドウでSIB1は１回送信される。各SI-ウィンドウ内で、SIメッセージを送信する時期（具体的にはサブフレーム）および周波数帯は、無線基地局がダイナミックスケジューリングを用いて動的に決定する。

背景技術２
LTEシステムにおいては、無線基地局（eNB）は、移動局に着信があることを通知する。移動局は、アイドルモードでは間欠受信（DRX）を使用して、無線基地局からのページングメッセージ（着信を知らせるメッセージ）を受信するように規定されている（例えば、非特許文献２、Section 7）。

LTEシステムに関する非特許文献２では、ページングメッセージが送信されるサブフレームであるPaging Occasion（PO）と、Paging Occasionを含みうる無線フレームであるPaging Frame（PF）を下記のように計算するように規定されている。POおよびPFは、無線基地局（eNB）と移動局の両方で計算される。

PFのシステムフレーム番号（SFN）は、下記の式から求められる。
SFN mod T= (T div N) * (UE_ID mod N)
ここで、Tは、ページングメッセージを受信するための移動局のDRXサイクルであり、無線フレームの数で表される。Nは、TとnBのうち最小値である。nBは、4T, 2T, T, T/2, T/4, T/8, T/16, およびT/32から選択される値である。

また、UE_IDは、下記の式から求められる。
UE_ID = IMSI mod 1024
ここで、IMSIは移動局のIMSI（International Mobile Subscriber Identity）であり、移動局は移動局自身のIMSIを知っている。移動局は、MME（Mobile Management Entity）に移動局のIMSIを通知し、MMEは無線基地局にそのIMSI、もしくはMMEが計算したUE-IDを通知する。

このようにして求められたPFのうち、POのサブフレーム番号は、下記のように求められる。まず下記の式により、インデックスi_sを求める。
i_s = floor(UE_ID/N) mod Ns
ここで、Nsは、１とnB/Tのうち最大値である。

次に、表１または表２からNsとインデックスi_sに対応するPOを求める。表１はLTE FDD（Frequency Division Duplex）システムに適用され、表２はLTE TDD（Time Division Duplex）システムに適用される。表１および表２において、N/Aは非適用を表す。

このようにして定められた定期的なPFのPOにおいて、ページングメッセージが無線基地局から送信されて移動局で受信される。

背景技術３
LTEシステムにおいては、地震や津波などの緊急情報配信に関する技術として、ETWS(Earthquake and Tsunami Warning System)が標準化されている(非特許文献３、Section 5)。ETWSは、自治体や政府などから提供される地震速報などの緊急情報を、移動通信システムの特性である広域性を活かし、可能な限り早く、より多くの移動局に届けるためのシステムである。

ETWSは、最短時間での情報配信を実現するため、地震発生など最も急を要する最低限の情報部分を切り出し、理論上実現可能な最速で配信する第１報(Primary Notification)と、これだけでは伝えきれない、補足的な情報（震度、震源地など）を配信する第２報(Secondary Notification)の２種類の信号に分離配信することで、緊急度に応じた柔軟な情報配信を実現している。

ETWSにおける警告メッセージは、MME（Mobile Management Entity）を経由して、複数の無線基地局（eNB）に配信されるように規定されている（非特許文献１、Section 5.12.2）。無線基地局（eNB）は、それぞれのセル内における新しいメッセージの送信と繰り返しのスケジューリングを行う。図３に、全体的な警告メッセージ配信の手順を示す。

図３に示すように、気象庁などの情報配信元であるCBE(Cell Broadcast Entity)は、地震や津波などの発生を検出すると、警告の種別、警告メッセージ、影響を受ける地域、期間などの緊急情報を、緊急情報の配信要求(Emergency Broadcast Request)として、情報配信サーバーであるCBC(Cell Broadcast Center)に送信する。

この配信要求を受信したCBCは、配信要求に含まれる緊急情報から、移動局(UE: User Equipment)に配信するメッセージ本文を作成すると同時に、配信エリアを特定する。次に、CBCは、特定したエリアのMMEに対して、Write-Replace Warning Requestメッセージを送信する。そのメッセージには、警告の種別、警告メッセージ本文、配信エリアなどが含まれている。非特許文献１によれば、CBCは配信エリアを特定するが、配信エリアを特定せずにCBCは自身が通信可能なすべてのMMEにこのメッセージを送信してもよい。

このWrite-Replace Warning Requestメッセージを受信したMMEは、CBCに受信したことを通知する応答を送信し(Write-Replace Warning Response)、CBCはCBEに配信要求を受け付けて処理が開始されたこと通知する(Emergency Broadcast Response)。

また同時に、MMEは受信した配信エリア情報を確認し、この配信エリア情報にTAI(Tracking Area Identity)のリストが含まれている場合には、該当するTAIに属するeNBにのみWrite-Replace Warning Requestメッセージを転送する。TAIのリストが設定されていない場合は、MMEが接続されるすべてのeNBに対してWrite-Replace Warning Requestメッセージを転送する。

eNBは、MMEからWrite-Replace Warning Requestメッセージを受信すると、Write-Replace Warning Requestメッセージに設定されている情報に基づいて、配信対象のエリアを決定し、同報配信を行う。

LTEのETWSにおいては、より広範囲の情報伝達を実現するため、待受中(RRC_IDLE)状態の移動局と、通信中(RRC_CONNECTED)状態の移動局が緊急情報を受信することを可能にしている。LTEで緊急情報を移動局に送信するに当たって、eNBは緊急情報が送信されることを通知するビット(ETWS indication)を設定したページングメッセージを、移動局(UE)に対して送信する。そして、緊急情報自体は報知情報として送信する。

ETWSに対応している移動局は、待受中、通信中にかかわらず少なくともDefault Paging Cycleに１度はページングメッセージの受信を試み、ETWS Indicationが設定されているページングメッセージを受信すると、緊急情報が含まれている報知情報の受信を開始する（非特許文献１、Section 5.2.1.4）。なお、Default Paging Cycleの値は、3GPPの仕様上、320ms、640ms、1.28sもしくは2.56sに設定可能である。

ETWSメッセージ自体は、報知情報として送信される。具体的には、第１報(Primary Notification)は報知情報のSIB10(System Information Block Type 10)にてWarning Typeとして送信される。そして、第２報(Secondary Notification)はSIB11(System Information Block Type 11)にてWarning Messageとして送信される。SIB10およびSIB11は、図１および図２に示すSI-1、SI-2、SI-3、SI-4等のいずれかのSIメッセージに配分される。

SIB10とSIB11を繰り返し送信することにより、移動局による受信確率を向上させることができる。また、SIB10とSIB11のスケジューリング情報は、80ms周期でeNBが報知するSIB1(System Information Block Type 1)に含まれるので、ETWS Indicationを受信した移動局は、まずSIB1を受信してからSIB10およびSIB11の受信を試みる。報知情報の送信が完了すると、eNBはその結果をMMEに対して返信する (Write-Replace Warning Response)。

3GPP TS 36.331 V10.3.0 (2011-09), 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); "Radio Resource Control (RRC)"; Protocol specification, (Release 10), 2011年9月 3GPP TS 36.304 V10.3.0 (2011-09), 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); "User Equipment (UE) procedures in idle mode", (Release 10), 2011年9月 3GPP TS 22.268 V11.3.0 (2011-12), 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Public Warning System (PWS) requirements (Release 11), 2011年12月

上記の通り、緊急情報が送信されることを通知するビット(ETWS indication)を設定したページングメッセージは、Default Paging Cycleごとに送信される。図４の例ではDefault Paging Cycle は32radioframeである。1radioframeが10msなので、32radioframeは320msとなる。

通信中(RRC_CONNECTED)状態の移動局は、Default Paging Cycleごとに１回、任意のタイミングでページングメッセージの受信を試みる。
また、待受中(RRC_IDLE)状態の移動局においては、背景技術２で説明したように、eNBと移動局とでページングメッセージを受信するタイミングを合わせており、この場合にも、Default Paging Cycleごとに１回、eNBと移動局とで合わせたタイミングでページングメッセージの受信を試みる。

また、報知情報であるSIB10とSIB11のスケジューリング情報（送信周波数と送信時期を指定する情報）は、SIB1(System Information Block Type 1)に含まれており、SIB1は、背景技術１で説明したように、80ms周期で送信され、この80ms周期の間に繰り返し送信される。

そして、報知情報であるSIB10とSIB11は、上記スケジューリング情報にしたがって、背景技術１で説明した何れかのSIメッセージとして送信される。ETWSでは、報知情報はSI Periodicity(例えば、SI-1の場合には160ms)に従って送信するように規定されている。

したがって、ETWSでは、図５に示すように、Default Paging Cycle(320ms)で、ページングメッセージと、SIB10およびSIB11のスケジューリング情報を含むSIB1と、報知情報としてのSIB10およびSIB11とが繰り返し送信されることになる。

この時、第２報(Secondary Notification)であるSIB11は、配信されるデータ量が状況ごとに異なるため、セグメントという処理を行った後に配信を行っている。例えば、SIB11のデータサイズが150バイトであったとすると、この150バイトを所定のセグメントサイズである100バイトで割り、小数点を切り上げて、分割数を算出する。この場合には、150/100=1.5であるから、分割数は2となる。

しかしながら、図６に示すように、SIB11のメッセージが２分割され、ページングメッセージとSIB1の間に、分割されたSIB11が存在する場合には、SIB11を復調することができないことがあるという問題があった。

移動局は、ページングメッセージを受信した場合には、スケジューリング情報を取得するためにSIB1を復調するように試みる。したがって、図６に示すようなタイミングで、ページングメッセージとSIB1の間に、分割されたSIB11のうちの１番目のSIB11(#1)が存在する場合には、１番目のSIB11(#1)を復調することができず、２番目のSIB11(#2)のみを復調することになってしまう。Default Paging Cycleは、SI-ウィンドウの周期（SI-Periodicity）のｎ倍または１／ｎであるので（ｎは１を含む自然数）、図６の場合、移動局は、いつまでも１番目のSIB11(#1)を復調することができず、１番目のSIB11(#1)と２番目のSIB11(#2)を統合して元のSIB11のメッセージを再生することができない。

そこで、本発明は、緊急警報が分配されたSIB11のメッセージを移動局に確実に復調させることのできる無線基地局および緊急情報送信方法を提供する。

本発明に係る無線基地局は、緊急警報を、移動局へ送信する複数のシステム情報メッセージに分配する緊急情報分配部と、前記緊急警報が分配されたシステム情報メッセージの送信スケジュールを示すスケジューリング情報を含むシステム情報ブロックを定期的に移動局へ送信することを繰り返すシステム情報ブロック送信部と、前記緊急警報が分配されたシステム情報メッセージの送信を前記移動局に行うことを示すページングメッセージを定期的に移動局へ送信することを繰り返すページングメッセージ送信部と、前記スケジューリング情報を作成し、作成したスケジューリング情報にしたがって前記緊急警報が分配された前記複数のシステム情報メッセージを定期的に移動局へ送信することを繰り返すシステム情報メッセージ送信部とを備え、前記緊急情報分配部は、前記緊急警報の長さを前記システム情報メッセージの長さで割り算して小数点以下を切り上げることにより得られる数Ｓが偶数である場合には、前記数Ｓに正または負の奇数を加えて得られる数のシステム情報メッセージに前記緊急警報を分配し、前記数Ｓが奇数である場合には、前記数Ｓのシステム情報メッセージに前記緊急警報を分配する。
本発明によれば、緊急警報の長さをシステム情報メッセージの長さで割り算して小数点以下を切り上げることにより得られる数Ｓが偶数である場合には、数Ｓに正または負の奇数を加えて得られる数のシステム情報メッセージに緊急警報を分配し、数Ｓが奇数である場合には、数Ｓのシステム情報メッセージに緊急警報を分配する。したがって、いずれかのシステム情報メッセージが、ページングメッセージの送信タイミングと、システム情報ブロックの送信タイミングとの間に送信されたとしても、残りの全てのシステム情報メッセージがページングメッセージの送信の一周期内で送信されることがない。つまり、ページングメッセージの送信タイミングと、システム情報ブロックの送信タイミングとの間に送信されるシステム情報メッセージは、ページングメッセージの送信周期ごとに入れ替わることになり、ページングメッセージのいくつかの送信周期後には、全てのシステム情報メッセージが、ページングメッセージの送信タイミングと、システム情報ブロックの送信タイミングとの間の送信タイミング以外の送信タイミングで送信されることになる。その結果、これらのメッセージを受信する移動局は、適切に全てのシステム情報メッセージを復調することができる。

本発明に係る無線基地局は、緊急警報を、移動局へ送信する複数のシステム情報メッセージに分配する緊急情報分配部と、前記緊急警報が分配されたシステム情報メッセージの送信スケジュールを示すスケジューリング情報を含むシステム情報ブロックを定期的に移動局へ送信することを繰り返すシステム情報ブロック送信部と、前記緊急警報が分配されたシステム情報メッセージの送信を前記移動局に行うことを示すページングメッセージを定期的に移動局へ送信することを繰り返すページングメッセージ送信部と、前記スケジューリング情報を作成し、作成したスケジューリング情報にしたがって前記緊急警報が分配された前記複数のシステム情報メッセージを移動局へ送信することを繰り返すシステム情報メッセージ送信部とを備え、前記システム情報メッセージ送信部は、前記移動局との間で設定される前記ページングメッセージの送信時期である第１時期と、その後の前記システム情報ブロックの最初の送信との間の時期である第２時期とを取得し、前記第１時期と前記第２時期との間の時期を除外して、前記緊急警報が分配されたシステム情報メッセージの送信時期を設定し、前記スケジューリング情報を作成する。そして、システム情報メッセージ送信部は、このスケジューリング情報にしたがって前記緊急警報が分配されたシステム情報メッセージを移動局へ送信することを繰り返す。
本発明によれば、システム情報メッセージの送信スケジュールは、前記移動局との間で設定される前記ページングメッセージの送信時期である第１時期と、その後の前記システム情報ブロックの最初の送信との間の時期である第２時期とを取得し、前記第１時期と前記第２時期との間の時期を除外して、前記緊急警報が分配されたシステム情報メッセージの送信時期を設定して作成される。したがって、全てのシステム情報メッセージが、ページングメッセージの送信タイミングと、システム情報ブロックの送信タイミングとの間の送信タイミング以外の送信タイミングで送信されることになる。その結果、これらのメッセージを受信する移動局は、適切に全てのシステム情報メッセージを復調することができる。

LTEシステムでの無線基地局からのシステム情報の送信の態様の例を示す図である。 LTEシステムでの無線基地局からのシステム情報の送信の態様のより詳細な例を示す図である。 LTEシステムでの緊急情報の送信手順を示す図である。 LTEシステムでのページングメッセージ送信の態様の例を示す図である。 LTEシステムでの緊急情報の送信の態様の例を示す図である。 LTEシステムでSIB11が２分割されている場合の送信の態様の例を示す図である。 LTEシステムでSIB11が３分割されている場合の送信の態様の例を示す図である。本発明の実施の形態に係る無線基地局を示すブロック図である。前記無線基地局でのSIB11のセグメント処理の例を示すフローチャートである。前記無線基地局でのNsが１のときのSIB11の送信タイミングを示す図である。前記無線基地局でのNsが２のときのSIB11の送信タイミングを示す図である。

以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る様々な実施の形態を説明する。
図８に示すように、本発明の実施の形態に係る無線基地局１０は、移動局２０と無線通信するための送受信回路である送受信部１２を備える。また、無線基地局１０は、有線制御部１１と、緊急情報分配部１４と、システム情報ブロック送信部１５と、システム情報メッセージ送信部１６と、ページングメッセージ送信部１７とを備える。緊急情報分配部１４、システム情報ブロック送信部１５、システム情報メッセージ送信部１６、および、ページングメッセージ送信部１７は、無線基地局１０の図示しないＣＰＵ（central processing unit）がコンピュータプログラムを実行し、そのコンピュータプログラムに従って機能することによって実現される機能ブロックである。この実施の形態に係る通信システムはLTEシステムであり、無線基地局１０はeNBであり、各移動局２０はUEである。

図３に示すように、無線基地局１０は、有線制御部１１によって、ETWSのWrite-Replace Warning RequestメッセージをMMEから受信すると、Write-Replace Warning Requestメッセージに設定されている情報に基づいて、配信対象のエリアを決定し、同報配信を行う。

ページングメッセージ送信部における処理
ページングメッセージ送信部１７は、緊急情報が送信されることを通知するビット(ETWS indication)を設定したページングメッセージを、移動局２０に対して送信する。１つの移動局２０に対して、ページングメッセージは、Default Paging Cycleごとに送信する。異なる移動局２０については、異なるPaging Frameと異なる Paging Occasionでページングメッセージが送信される。Default Paging Cycleは、3GPPの仕様上、320ms、640ms、1.28s、または、2.56sに設定可能である。本実施形態では、一例として、図４に示すように、32radioframeのDefault Paging Cycleごとに送信する例を示す。1radioframeが10msなので、32radioframeは320msとなる。

待受中(RRC_IDLE)状態の移動局２０は、ページングメッセージを受信するタイミングを、無線基地局１０との間で合わせている。具体的には、ページングメッセージが送信されるサブフレームであるPaging Occasion（PO）と、Paging Occasionを含みうる無線フレームであるPaging Frame（PF）を下記のように計算する。POおよびPFは、無線基地局１０と移動局２０の両方で計算される。

次に、表1または表２からNsとインデックスi_sに対応するPOを求める。表１はLTE FDD（Frequency Division Duplex）システムに適用され、表２はLTE TDD（Time Division Duplex）システムに適用される。表１および表２において、N/Aは非適用を表す。

このようにして定められた定期的なPFのPOにおいて、ページングメッセージが無線基地局１０から送信されて移動局２０で受信される。

図４は、PFはRadio Frame #0で、POはサブフレーム#4とサブフレーム#9に設定された例を示している。

緊急情報分配部における処理
緊急情報分配部１４は、ETWSの緊急情報のうち、第１報(Primary Notification)のメッセージを、報知情報のSIB10(System Information Block Type 10)により送信するように分配を行う。

SIB10により送信されるメッセージは、識別情報(Message Identifier, Serial Number)、セキュリティ情報(Warning Security Info)、災害種別情報(Warning Type)を含んでいる。

識別情報は、Message IdentifierとSerial Numberから成り、Message Identifierは、ETWSの緊急情報の種別とその発信元を示す情報である。また、Serial Numberは、ETWSの緊急情報自体に割り当てられたシリアル番号である。緊急情報分配部１４は、これらのMessage IdentifierとSerial Numberから、すでに配信中の緊急情報がある場合、これを上書きして受信した緊急情報を送信するか、あるいは、破棄するかを決定する。

具体的には、受信したMessage IdentifierとSerial Numberが、現在配信している緊急情報のMessage IdentifierおよびSerial Numberと同じ場合には、受信したWrite-Replace Warning Requestを破棄する。また、受信したMessage IdentifierとSerial Numberが、現在配信している緊急情報のMessage IdentifierおよびSerial Numberと違う場合には、緊急情報を上書きする。

セキュリティ情報(Warning Security Info)は、SIB10に付与するデジタル署名などのセキュリティ情報である。なお、セキュリティ情報を設定することはオプションとなっている。

災害種別情報(Warning Type)は、第１報(Primary Notification)の災害種別を示す情報である。この災害種別情報により、地震に関する情報なのか、あるいは、津波に関する情報なのかが判別できるようになっている。

緊急情報分配部１４は、ETWSの緊急情報のうち、第２報(Secondary Notification)のメッセージを、報知情報のSIB11(System Information Block Type 11)により送信するように分配を行う。

SIB11により送信されるメッセージは、データコーディングスキーム情報(Data Coding Scheme)、識別情報(Message Identifier, Serial Number)、警告メッセージセグメント(Warning Message Segment)、および、第２報(Secondary Notification)のメッセージである警告メッセージ(Warning Message)を含む。

データコーディングスキーム情報(Data Coding Scheme)は、ETWSの緊急情報に用いられるコーディング方式を示す情報である。また、識別情報は、Message IdentifierとSerial Numberから成り、Message Identifierは、ETWSの緊急情報の種別とその発信元を示す情報である。また、Serial Numberは、ETWSの緊急情報自体に割り当てられたシリアル番号である。

緊急情報分配部１４は、警告メッセージ(Warning Message)を、複数のセグメントに分配する。警告メッセージセグメント(Warning Message Segment)は、各セグメントが、一つの第２報(Secondary Notification)のメッセージの最後のセグメントであるか否かについて示す情報が設定される。

警告メッセージ(Warning Message)は、例えば、震源地や震度などの詳細な文字情報であり、そのサイズは一定ではなく、場合によって異なる。

ここで、緊急情報分配部１４によるセグメント処理について説明する。１つのSIB11で送信される警告メッセージのセグメントサイズは、例えば、100バイトに設定されている。そこで、受信した警告メッセージのサイズをWarning Message Contentsで表すと、セグメント数は、下記の式から求められる。
ceil(Warning Message Contents/セグメントサイズ)
ここで、ceilは、括弧内の演算結果について小数点を切り上げるという関数を意味している。
例えば、警告メッセージのサイズが150バイトであったとすると、
ceil(150/100)=2
となるので、セグメント数は2となる。

本発明の緊急情報分配部１４においては、
ceil(Warning Message Contents/セグメントサイズ) mod 2 = 0
となる場合、つまり、セグメント数が偶数になる場合には、セグメント数を+1とする処理を行う。詳しくは後述する。

システム情報メッセージ送信部における処理
システム情報メッセージ送信部１６は、上述のように分配されたSIB10およびSIB11の送信スケジュールであるスケジューリング情報を作成する。このスケジューリング情報自体は、システム情報ブロック送信部１５においてSIB1により送信される。

そして、システム情報メッセージ送信部１６は、作成したスケジューリング情報に基づいて、SIB10およびSIB11を図１および図２に示すようなSIメッセージとして送信する。ETWSにおいては、SI Periodicity（例えば80ms）単位で報知情報を送信するので、周期が80msであるSI-ウィンドウ内のいずれかのサブフレームでSIB10とSIB11が送信されることになる。システム情報メッセージ送信部１６は、移動局２０の受信失敗を考慮して、SIB10とSIB11を定期的に繰り返して送信するようになっている。なお、SIB10とSIB11は、SI Periodicity内で、繰り返し送信するようにしてもよい。

また、システム情報メッセージ送信部１６は、第２報(Secondary Notification)のメッセージがセグメント処理されて複数のセグメントに分割されている場合には、各セグメントのSIB11を順次送信するようになっている。

システム情報ブロック送信部における処理
システム情報ブロック送信部１５は、上述したスケジューリング情報を含むSIB1を、図１および図２に示すように、80msの周期で定期的に送信する。システム情報ブロック送信部１５は、移動局２０の受信失敗を考慮して、80msの周期の間に、同一のSIB1を繰り返し送信するようにしてもよい。

以上のように、無線基地局１０は、MMEからWrite-Replace Warning Requestメッセージを受信すると、ページングメッセージ、SIB1、SIB10およびSIB11を、図５に示すように定期的に繰り返し送信する。

緊急情報分配部におけるセグメント処理の実施の形態
ETWSに対応している移動局は、待受中(RRC_IDLE)状態または通信中(RRC_CONNECTED)状態にかかわらず、少なくともDefault Paging Cycleに１度はページングメッセージの受信を試みる。

移動局は、ETWS indicationが設定されているページングメッセージを受信すると、必ずSIB1を受信するように試みる。そして、SIB1を受信すると、SIB1に含まれているスケジューリング情報を取得し、このスケジューリング情報に基づいて、SIB10とSIB11を受信するように試みる。

報知情報であるSIB10とSIB11は、スケジューリング情報にしたがって、背景技術１で説明した何れかのSIメッセージとして送信される。SIB10で送信されるメッセージは、第１報(Primary Notification)のメッセージである災害種別情報(Warning Type)なので、データのサイズも小さく、繰り返し送信されるSIB10のうちのいずれかのSIB10を復調できれば、移動局において災害種別を知ることができる。

しかしながら、SIB11で送信されるメッセージは、第２報(Secondary Notification)のメッセージであり、震源地や震度などの詳細な文字情報である。データのサイズは、状況によって異なり、サイズが大きい場合には、セグメント処理により分割して送信する必要がある。

上述したように、緊急情報分配部１４においては、復調した警告メッセージのサイズをWarning Message Contentsで表すと、下記の式からセグメント数を求めている。
ceil(Warning Message Contents/セグメントサイズ)
ここで、ceilは、括弧内の演算結果について小数点を切り上げるという関数を意味している。

例えば、SIB11のデータサイズが150バイトであったとすると、この150バイトを所定のセグメントサイズである100バイトで割り、小数点を切り上げて、分割数を算出する。この場合には、150/100=1.5であるから、セグメント数は2となる。

しかしながら、このようにSIB11のメッセージを２分割し、例えば、SI-1のシステムメッセージ(周期＝160ms)で送信する場合には、Default Paging Cycleが320msの時には、図６に示すように、ページングメッセージとSIB1の間に、分割されたSIB11のうちの１番目のSIB11(#1)が送信されることがある。そして、この１番目のSIB11(#1)の送信は、Default Paging Cycle周期で繰り返されるため、その送信タイミングは常にページングメッセージとSIB1の間になってしまう。

移動局は、ETWS indicationが設定されているページングメッセージを受信すると、必ずSIB1を受信するように試みるので、ページングメッセージとSIB1の間のタイミングで送信される１番目のSIB11(#1)を復調することができない。

SIB11で送信されるメッセージは、セグメントされた全てのSIB11を受信して、しかるべき順序に並べて繋ぎ合わせることにより、その内容がわかるようになっている。したがって、復調できないセグメントがあると、SIB11で送信されるメッセージを正確に把握できないことになる。

そこで、本実施形態では、緊急情報分配部１４は、
ceil(Warning Message Contents/セグメントサイズ) mod 2 = 0
となる場合、つまり、セグメント数が偶数になる場合には、セグメント数を+1とする処理を行う。

まず、緊急情報分配部１４は、警告メッセージのサイズであるWarning Message Contentsを取得する(図９、ステップＳ１)。次に、セグメント数をＳとすると、下記の式によりセグメント数Ｓを計算する（図９、ステップＳ２）。
Ｓ＝ceil(Warning Message Contents/セグメントサイズ)

そして、下記の式が成立するかどうかで、セグメント数Ｓが偶数かどうかを判断する（図９、ステップＳ３）。
Ｓ mod 2 = 0

上記の式が成立した場合には、下記の式により、セグメント数Ｓに1を加える。
Ｓ = Ｓ + 1

例えば、SIB11のデータサイズが150バイトで、所定のセグメントサイズが100バイトの場合には、
ceil(Warning Message Contents/セグメントサイズ)＝2
となり、
ceil(Warning Message Contents/セグメントサイズ) mod 2 = 0
となる。そこで、このセグメント数2に1を加算してセグメント数を3にする。

セグメント数3にして、SI-1のシステムメッセージ(周期＝160ms)で送信する場合には、Default Paging Cycleが320msの時には、図７に示すように、最初のサイクルでは、セグメントされたSIB11のうちの１番目のSIB11(#1)は、ページングメッセージとSIB1の間に送信される。しかし、次のサイクルでは、セグメントされたSIB11のうちの３番目のSIB11(#3)が、ページングメッセージとSIB1の間に送信され、３つ目のサイクルでは、セグメントされたSIB11のうちの２番目のSIB11(#2)が、ページングメッセージとSIB1の間に送信される。

その結果、移動局は、最初のサイクルでは２番目のSIB11(#2)を復調し、次のサイクルでは１番目のSIB11(#1)を復調し、３つ目のサイクルで３番目のSIB11(#3)を復調する。このように、３サイクル目でセグメントされた全てのSIB11の復調を行うことができる。もし、途中で受信に失敗しても、いずれは全てのSIB11の受信を行うことができる。移動局は、全てのSIB11の復調が完了すると、これらのSIB11をしかるべき順序、つまり、SIB11(#1)、SIB11(#2)、SIB11(#3)の順序に並べ繋ぎ合わせ、SIB11の復調および復号を行う。このようにして、元の警告メッセージを正しく再生することができる。

なお、移動局は、SIB10およびSIB11に含まれる識別情報を確認することにより、同一内容の緊急情報の重複受信を回避できるようになっている。

上記の実施の形態では、Default Paging Cycleを320ms、SIB11をSI-1のシステムメッセージとして送信する例について説明したが、Default Paging Cycleについては、320ms、640ms、1.28s、2.56sのいずれかに設定可能である。また、SIB11については、SI-1以外のシステムメッセージとして送信することが可能である。

上記の実施の形態では、緊急警報の長さ（Warning Message Contents）をシステム情報メッセージの長さ（セグメントサイズ）で割り算して小数点以下を切り上げることにより得られる数Ｓが奇数である場合には、緊急情報分配部１４は、セグメント数Ｓのシステム情報メッセージに緊急警報を分配し、数Ｓが偶数である場合には、緊急情報分配部１４は、数Ｓに＋１を加えて得られるセグメント数のシステム情報メッセージに緊急警報を分配する。しかし、数Ｓが偶数である場合には、緊急情報分配部１４は、数Ｓに＋１以外の正または負の奇数（例えば−１）を加えて得られるセグメント数のシステム情報メッセージに緊急警報を分配してもよい。

さらに、セグメント数に上限がある状況を想定する。この状況では、数Ｓが偶数である場合には、数Ｓに正の奇数（例えば＋１）を加えて得られるセグメント数が上限以下であれば、そのセグメント数のシステム情報メッセージに緊急警報を分配し、数Ｓに正の奇数を加えて得られるセグメント数が上限を越えるのであれば、数Ｓに負の奇数（例えば−１）を加えて得られるセグメント数のシステム情報メッセージに緊急警報を分配してもよい。但し、セグメント数を減らす場合には、緊急警報内のすべてのデータがシステム情報メッセージに分配されるように、前記のシステム情報メッセージの長さ（セグメントサイズ）よりも長く通信システムで許容可能な別のセグメントサイズを有するシステム情報メッセージに緊急警報を分配する。

スケジューリング情報の作成の実施の形態
上記の実施の形態では、ページングメッセージの送信タイミングと、SIB1の送信タイミングを考慮することなくスケジューリング情報を作成した。しかし、スケジューリング情報を作成に当たっては、ページングメッセージの送信タイミングと、SIB1の送信タイミングを考慮するようにしてもよい。

システム情報メッセージ送信部１６は、まず、ページングメッセージ送信部１７において設定されたページングメッセージのサブフレームを特定する。次に、システム情報メッセージ送信部１６は、システム情報ブロック送信部１５において設定されたSIB1のサブフレームを特定する。

そして、システム情報メッセージ送信部１６は、SIB11を送信するサブフレームを決める際には、そのサブフレームが、ページングメッセージのサブフレームとSIB1のサブフレームとの間のサブフレーム以外のサブフレームとなるように、スケジューリング情報を作成する。

例えば、表１でNs=1の場合には、ページングメッセージのサブフレームは番号9に設定される。また、SIB1は、3GPPの仕様上、番号5のサブフレームで送信することが規定されている。この場合には、システム情報メッセージ送信部１６は、図１０に示すように、番号9のサブフレームと番号5のサブフレームの間のサブフレーム、つまり、番号0、1、2、3、4のサブフレームを避けて、番号6、7、8、9のサブフレームでSIB11を送信するようにスケジューリング情報を作成する。

また、表１でNs=2の場合には、ページングメッセージのサブフレームは番号4と番号9に設定される。また、SIB1は、3GPPの仕様上、番号5のサブフレームで送信することが規定されている。この場合には、システム情報メッセージ送信部１６は、図１１に示すように、番号9のサブフレームと番号5のサブフレームの間のサブフレーム、つまり、番号0、1、2、3、4のサブフレームを避けて、番号6、7、8、9のサブフレームでSIB11を送信するようにスケジューリング情報を作成する。

このように、SIB11の送信タイミングが、ページングメッセージの送信タイミングとSIB1の送信タイミングの間にならないようにスケジューリング情報を作成することにより、移動局は常に全てのSIB11を適切に復調することができる。

なお、SIB11がセグメント処理されて複数のSIB11に分割されている場合でも、SIB11の送信タイミングが、ページングメッセージの送信タイミングとSIB1の送信タイミングの間にならないようにスケジューリング情報を作成すればよい。

上記の実施の形態は、警報としてETWSを送信する場合に適応する。しかし、本発明の用途はETWSに限られない。例えばPWS(Public Warning System)に本発明を利用してもよい。

無線基地局１０において、ＣＰＵが実行する各機能は、ＣＰＵの代わりに、ハードウェアで実行してもよいし、例えばFPGA（Field Programmable Gate Array），DSP（Digital Signal Processor）等のプログラマブルロジックデバイスで実行してもよい。

１０無線基地局、１２送受信部、１４緊急情報分配部、１５システム情報ブロック送信部、１６システム情報メッセージ送信部、１７ページングメッセージ送信部。

Claims

緊急警報を、移動局へ送信する複数のシステム情報メッセージに分配する緊急情報分配部と、
前記緊急警報が分配されたシステム情報メッセージの送信スケジュールを示すスケジューリング情報を含むシステム情報ブロックを定期的に移動局へ送信することを繰り返すシステム情報ブロック送信部と、
前記緊急警報が分配されたシステム情報メッセージの送信を前記移動局に行うことを示すページングメッセージを定期的に移動局へ送信することを繰り返すページングメッセージ送信部と、
前記スケジューリング情報を作成し、作成したスケジューリング情報にしたがって前記緊急警報が分配された前記複数のシステム情報メッセージを定期的に移動局へ送信することを繰り返すシステム情報メッセージ送信部とを備え、
前記緊急情報分配部は、前記緊急警報の長さを前記システム情報メッセージの長さで割り算して小数点以下を切り上げることにより得られる数Ｓが偶数である場合には、前記数Ｓに正または負の奇数を加えて得られる数のシステム情報メッセージに前記緊急警報を分配し、前記数Ｓが奇数である場合には、前記数Ｓのシステム情報メッセージに前記緊急警報を分配する、
ことを特徴とする無線基地局。
緊急警報を、移動局へ送信する複数のシステム情報メッセージに分配する緊急情報分配部と、
前記緊急警報が分配されたシステム情報メッセージの送信スケジュールを示すスケジューリング情報を含むシステム情報ブロックを定期的に移動局へ送信することを繰り返すシステム情報ブロック送信部と、
前記緊急警報が分配されたシステム情報メッセージの送信を前記移動局に行うことを示すページングメッセージを定期的に移動局へ送信することを繰り返すページングメッセージ送信部と、
前記スケジューリング情報を作成し、作成したスケジューリング情報にしたがって前記緊急警報が分配された前記複数のシステム情報メッセージを移動局へ送信することを繰り返すシステム情報メッセージ送信部とを備え、
前記システム情報メッセージ送信部は、前記移動局との間で設定される前記ページングメッセージの送信時期である第１時期と、その後の前記システム情報ブロックの最初の送信時期である第２時期とを取得し、前記第１時期と前記第２時期との間の時期を除外して、前記緊急警報が分配されたシステム情報メッセージの送信時期を設定し、前記スケジューリング情報を作成する、
ことを特徴とする無線基地局。
緊急警報が分配されたシステム情報メッセージの送信を移動局に行うことを示すページングメッセージを定期的に移動局へ送信することを繰り返すステップと、
前記緊急警報を、前記移動局へ送信する複数のシステム情報メッセージに分配するステップと、
前記緊急警報が分配されたシステム情報メッセージの送信スケジュールを示すスケジューリング情報を作成するステップと、
前記スケジューリング情報を含むシステム情報ブロックを定期的に移動局へ送信することを繰り返すステップと、
前記スケジューリング情報にしたがって前記緊急警報が分配された前記複数のシステム情報メッセージを定期的に移動局へ送信することを繰り返すステップとを備え、
前記分配するステップでは、前記緊急警報の長さを前記システム情報メッセージの長さで割り算して小数点以下を切り上げることにより得られる数Ｓが偶数である場合には、前記数Ｓに正または負の奇数を加えて得られる数のシステム情報メッセージに前記緊急警報を分配し、前記数Ｓが奇数である場合には、前記数Ｓのシステム情報メッセージに前記緊急警報を分配する、
ことを特徴とする緊急情報送信方法。
緊急警報が分配されたシステム情報メッセージの送信を移動局に行うことを示すページングメッセージを定期的に移動局へ送信することを繰り返すステップと、
前記緊急警報を、前記移動局へ送信する複数のシステム情報メッセージに分配するステップと、
前記緊急警報が分配されたシステム情報メッセージの送信スケジュールを示すスケジューリング情報を作成するステップと、
前記スケジューリング情報を含むシステム情報ブロックを定期的に移動局へ送信することを繰り返すステップと、
前記スケジューリング情報にしたがって前記緊急警報が分配された前記複数のシステム情報メッセージを移動局へ送信することを繰り返すステップとを備え、
前記スケジューリング情報を作成するステップでは、前記移動局との間で設定される前記ページングメッセージの送信時期である第１時期と、その後の前記システム情報ブロックの最初の送信時期である第２時期とを取得し、前記第１時期と前記第２時期との間の時期を除外して、前記緊急警報が分配されたシステム情報メッセージの送信時期を設定し、前記スケジューリング情報を作成する、
ことを特徴とする緊急情報送信方法。