JPH0622363A - 無線ネットワークにおける移動局の追跡 - Google Patents
無線ネットワークにおける移動局の追跡Info
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- JPH0622363A JPH0622363A JP5051153A JP5115393A JPH0622363A JP H0622363 A JPH0622363 A JP H0622363A JP 5051153 A JP5051153 A JP 5051153A JP 5115393 A JP5115393 A JP 5115393A JP H0622363 A JPH0622363 A JP H0622363A
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- H04W68/04—User notification, e.g. alerting and paging, for incoming communication, change of service or the like multi-step notification using statistical or historical mobility data
Abstract
(57)【要約】
【目的】 トラフィックの分布は均一ではないセルラネ
ットワーク内において移動局の位置を効率的に追跡する
方法に関する。 【構成】 ある特定のレポートセルに移動局が入ったと
きにのみ、基地局に対して報告がなされる。当該移動局
に対する交信を行なうときはそのレポートセルの近傍の
セルにのみ探索がなされる。その探索範囲は他のレポー
トセルに侵入することなく到達できる全てのセルに対し
て行う。
ットワーク内において移動局の位置を効率的に追跡する
方法に関する。 【構成】 ある特定のレポートセルに移動局が入ったと
きにのみ、基地局に対して報告がなされる。当該移動局
に対する交信を行なうときはそのレポートセルの近傍の
セルにのみ探索がなされる。その探索範囲は他のレポー
トセルに侵入することなく到達できる全てのセルに対し
て行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、セルラネットワーク
における移動局の位置を追跡する方法に関する。
における移動局の位置を追跡する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】セルラ移動通信は、世界中に広がり、現
在では多くの通信ネットワークの一部を確立している。
将来の移動無線ネットワークは、目下、研究及び開発の
強い関心を引く話題である。
在では多くの通信ネットワークの一部を確立している。
将来の移動無線ネットワークは、目下、研究及び開発の
強い関心を引く話題である。
【０００３】セルラアーキテクチャは、２つのレベルか
らなる階層構成である。すなわち、その１つのレベルは
移動ユニットを含み、他のレベルは固定され、静止した
基地局からなる。移動ユニットは、互いに通信するばか
りでなく、固定ネットワークとの通信をも行う装置であ
る。また基地局は、一方では無線リンクを介して移動ユ
ニットと通信し、また、他方では有線リンクにより固定
ネットワークに接続される固定装置である。固定ネット
ワークと共に基地局の集合は、無線ネットワークの有線
の基幹を形成する。各基地局に関連して、セルと呼ばれ
る地理的領域があり、その中では、移動ユニットがこの
基地局と通信することが可能である。全体の領域をカバ
ーすると共に、通信の連続性を保証するために、セルは
オーバーラップしなければならない。セルラネットワー
クについての詳細はWilliam leeによる「自動車セルラ
通信システム」（“Mobile Cellular Telecommunicatio
nsSystem ”）（１９８９年，Mcgraw-Hill 社，ニュー
ヨーク）を参照されたい。
らなる階層構成である。すなわち、その１つのレベルは
移動ユニットを含み、他のレベルは固定され、静止した
基地局からなる。移動ユニットは、互いに通信するばか
りでなく、固定ネットワークとの通信をも行う装置であ
る。また基地局は、一方では無線リンクを介して移動ユ
ニットと通信し、また、他方では有線リンクにより固定
ネットワークに接続される固定装置である。固定ネット
ワークと共に基地局の集合は、無線ネットワークの有線
の基幹を形成する。各基地局に関連して、セルと呼ばれ
る地理的領域があり、その中では、移動ユニットがこの
基地局と通信することが可能である。全体の領域をカバ
ーすると共に、通信の連続性を保証するために、セルは
オーバーラップしなければならない。セルラネットワー
クについての詳細はWilliam leeによる「自動車セルラ
通信システム」（“Mobile Cellular Telecommunicatio
nsSystem ”）（１９８９年，Mcgraw-Hill 社，ニュー
ヨーク）を参照されたい。
【０００４】セルラネットワークの移動局は、ネットワ
ークによってカバーされる地理的領域内で絶えず移動す
る。局と通信する必要がある時には常に、自動車が現在
位置しているセルに関連される基地局を介して、通信が
確立される。問題は、それとの通信が必要な時に、特定
の移動局の位置が判らないことである。この問題に対す
る一つの可能な解決は、移動局が新しいセルに移動する
時毎に更新メッセージを移動局に送信させることである
（この解決は、Mobitex network （１９９１年４月２２
−２６日、ノースカロライナ州ラレイにおけるＩＢＭ無
線通信シンポジウム会議）としてEricssonによって用い
られ、また、K.Natarajan によって１９９０年１０月２
９日に出願されたシリアル番号６０５，７２３「マルチ
オーバーラップセルでの無線ネットワークシステムにお
ける自動車のユーザの追跡のための分散アルゴリズム」
（“Distributed Algorithms for Keeping Track of Mo
bile Users in a Wireless Network System with Multi
ple Overlapping Cells"）において記載されるものがこ
こでは参照として記される）。しかしながら、この解決
は、多くの更新メッセージの送信を含むので、極めて多
くの移動局及びたいへん小さなセルが存在するネットワ
ークにとっては高価すぎ、しかも、移動ユニットの送信
がコスト高であるネットワークにとっても大変高価であ
る。
ークによってカバーされる地理的領域内で絶えず移動す
る。局と通信する必要がある時には常に、自動車が現在
位置しているセルに関連される基地局を介して、通信が
確立される。問題は、それとの通信が必要な時に、特定
の移動局の位置が判らないことである。この問題に対す
る一つの可能な解決は、移動局が新しいセルに移動する
時毎に更新メッセージを移動局に送信させることである
（この解決は、Mobitex network （１９９１年４月２２
−２６日、ノースカロライナ州ラレイにおけるＩＢＭ無
線通信シンポジウム会議）としてEricssonによって用い
られ、また、K.Natarajan によって１９９０年１０月２
９日に出願されたシリアル番号６０５，７２３「マルチ
オーバーラップセルでの無線ネットワークシステムにお
ける自動車のユーザの追跡のための分散アルゴリズム」
（“Distributed Algorithms for Keeping Track of Mo
bile Users in a Wireless Network System with Multi
ple Overlapping Cells"）において記載されるものがこ
こでは参照として記される）。しかしながら、この解決
は、多くの更新メッセージの送信を含むので、極めて多
くの移動局及びたいへん小さなセルが存在するネットワ
ークにとっては高価すぎ、しかも、移動ユニットの送信
がコスト高であるネットワークにとっても大変高価であ
る。
【０００５】上述の２つの特性を有するネットワークの
例は、屋内移動無線ネットワークである。このようなネ
ットワークは、目下、ＩＢＭ Research（この特許出願
と同時に出願された、A.Bar-Noy 及びI.Kessler による
米国特許出願第８７１２５２「無線ネットワークにおけ
る自動車ユーザの追跡」（“Tracking Mobile Usersin
Wireless Networks" ）において検討されている。この
ネットワークにおいて、セルの典型的なサイズは、オフ
ィスの大きさと同等とされる。例えば、もし、物理チャ
ネルが赤外線技術による場合は、見通せる範囲の空間の
サイズよりも大きいセルを有することができない。さら
に、このようなネットワークにおいて、移動ユニットは
携帯型であり、従って、バッテリ駆動である。これは、
送信を大変高価なものにする電力供給上の制約を暗示す
る（送信は、他の動作よりもかなり多くの電力を消費す
る）。
例は、屋内移動無線ネットワークである。このようなネ
ットワークは、目下、ＩＢＭ Research（この特許出願
と同時に出願された、A.Bar-Noy 及びI.Kessler による
米国特許出願第８７１２５２「無線ネットワークにおけ
る自動車ユーザの追跡」（“Tracking Mobile Usersin
Wireless Networks" ）において検討されている。この
ネットワークにおいて、セルの典型的なサイズは、オフ
ィスの大きさと同等とされる。例えば、もし、物理チャ
ネルが赤外線技術による場合は、見通せる範囲の空間の
サイズよりも大きいセルを有することができない。さら
に、このようなネットワークにおいて、移動ユニットは
携帯型であり、従って、バッテリ駆動である。これは、
送信を大変高価なものにする電力供給上の制約を暗示す
る（送信は、他の動作よりもかなり多くの電力を消費す
る）。
【０００６】このようなネットワークに対して考えられ
る可能な解決は、自動車のユーザが彼らの位置に関する
情報を更新しないことである。この解決により、多くの
更新の送信の問題を回避することは明らかである。しか
しながら、この方法によれば特定のユーザとの通信が必
要な時は常に、その移動局のための全ネットワーク的な
探索が必要となる。このような探索も大変高価な動作と
なる。
る可能な解決は、自動車のユーザが彼らの位置に関する
情報を更新しないことである。この解決により、多くの
更新の送信の問題を回避することは明らかである。しか
しながら、この方法によれば特定のユーザとの通信が必
要な時は常に、その移動局のための全ネットワーク的な
探索が必要となる。このような探索も大変高価な動作と
なる。
【０００７】このように、移動局ユーザの追跡を含む、
２つの基本的な動作、すなわち、更新及び発見がある。
これらの動作のそれぞれに付随した一定の費用がある。
上述の２つの端的な解決は、これら２つのうちの１つの
費用の低下がもう一方の費用の増加を必要とするという
事実を示す。換言すれば、移動局ユーザにより送出され
る更新に関するメッセージが増大すれば、システムは、
ユーザを探索するための労力は少なくなり、また、その
逆も同様である。この発明により言及される問題は、効
率的構造の設計、すなわち、移動局ユーザを追求するた
めの、低いトータルコストを有する構造である。
２つの基本的な動作、すなわち、更新及び発見がある。
これらの動作のそれぞれに付随した一定の費用がある。
上述の２つの端的な解決は、これら２つのうちの１つの
費用の低下がもう一方の費用の増加を必要とするという
事実を示す。換言すれば、移動局ユーザにより送出され
る更新に関するメッセージが増大すれば、システムは、
ユーザを探索するための労力は少なくなり、また、その
逆も同様である。この発明により言及される問題は、効
率的構造の設計、すなわち、移動局ユーザを追求するた
めの、低いトータルコストを有する構造である。
【０００８】上述の１つまたは２つの端的な解決である
従来技術のどちらにも、追跡構成がない。１つの構成
は、米国特許第４，４５６，７９３号に記載される。こ
の特許に記載される機構は、セルラシステムによる移動
局の周期的なポーリングに基づいている。しかしなが
ら、上述のトータルコストを最適とする意図はない。他
の構成は、米国特許第４，７７５，９９９号に記載され
る。この特許において、全体のネットワークは、ページ
ング域に区画化され、そのそれぞれは、多くのセルから
なる。一のページング域から他に移動した時のみに、移
動局は更新メッセージを送出する（この規則の唯一の例
外は、移動局は、１日に少なくとも一回更新メッセージ
を送信することである）。この構成におけるページング
域は既知であり、設計されたものではない。従って、各
移動局に対するトータルコストを最適とする意図はな
い。
従来技術のどちらにも、追跡構成がない。１つの構成
は、米国特許第４，４５６，７９３号に記載される。こ
の特許に記載される機構は、セルラシステムによる移動
局の周期的なポーリングに基づいている。しかしなが
ら、上述のトータルコストを最適とする意図はない。他
の構成は、米国特許第４，７７５，９９９号に記載され
る。この特許において、全体のネットワークは、ページ
ング域に区画化され、そのそれぞれは、多くのセルから
なる。一のページング域から他に移動した時のみに、移
動局は更新メッセージを送出する（この規則の唯一の例
外は、移動局は、１日に少なくとも一回更新メッセージ
を送信することである）。この構成におけるページング
域は既知であり、設計されたものではない。従って、各
移動局に対するトータルコストを最適とする意図はな
い。
【０００９】他の構成は、本出願と同一の譲受人である
ＩＢＭコーポレーションによって本出願と同時に米国特
許商標庁に出願されている、A.Bar-Noy 及びI.Kessler
による出願番号８７１２５３「無線ネットワークにおけ
る移動局ユーザを追跡するための動的ストラテジー」(
Dynamic Strategies for Tracking Mobile Users inWir
eless Networks") に提示されている。この出願は、Ｉ
ＢＭドケット番号ＹＯ９９２０２９として、現に認識さ
れる同時継続のものであり、また、本出願人と同日に出
願されたものである。本出願がセルラネットワークにお
ける地理的な非均一通信量パターンのために設計される
のに対して、この構造は、移動局の動きに対して動的な
適合を提供するために設計される。
ＩＢＭコーポレーションによって本出願と同時に米国特
許商標庁に出願されている、A.Bar-Noy 及びI.Kessler
による出願番号８７１２５３「無線ネットワークにおけ
る移動局ユーザを追跡するための動的ストラテジー」(
Dynamic Strategies for Tracking Mobile Users inWir
eless Networks") に提示されている。この出願は、Ｉ
ＢＭドケット番号ＹＯ９９２０２９として、現に認識さ
れる同時継続のものであり、また、本出願人と同日に出
願されたものである。本出願がセルラネットワークにお
ける地理的な非均一通信量パターンのために設計される
のに対して、この構造は、移動局の動きに対して動的な
適合を提供するために設計される。
【００１０】Perry による米国特許４，７２３，２６６
号には、セルの分割が生じた時に、制御チャネルの数を
減少する方法が記載されている。開示された解決は、元
来の大きなセルの中に各呼を設定し、新しいより小さい
セルの１つに呼を渡すことである。
号には、セルの分割が生じた時に、制御チャネルの数を
減少する方法が記載されている。開示された解決は、元
来の大きなセルの中に各呼を設定し、新しいより小さい
セルの１つに呼を渡すことである。
【００１１】Yotsutani 他による米国特許４，８４３，
６２２号には、特定の移動ユニットを全体のネットワー
クにわたって探索する方法が開示される。この探索は、
所定の地域で、ある所定の順序に従って行われる。その
探索の方法の本質は、オーバーラップしていない地域
（セル）内を同時に探索することである。この特許は、
移動局から基地局に送出される更新メッセージに言及し
ているが、このようなメッセージが送出された時に関す
る如何なる規定をも特定していない。
６２２号には、特定の移動ユニットを全体のネットワー
クにわたって探索する方法が開示される。この探索は、
所定の地域で、ある所定の順序に従って行われる。その
探索の方法の本質は、オーバーラップしていない地域
（セル）内を同時に探索することである。この特許は、
移動局から基地局に送出される更新メッセージに言及し
ているが、このようなメッセージが送出された時に関す
る如何なる規定をも特定していない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、多
くのセル内において高密度通信量パターンを有するセル
ラネットワークにおいて、利用可能な帯域幅使用効率を
向上させる移動局追跡システムを提供することである。
くのセル内において高密度通信量パターンを有するセル
ラネットワークにおいて、利用可能な帯域幅使用効率を
向上させる移動局追跡システムを提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】従って、この発明は、セ
ルラネットワークにおける移動局を追跡するための方法
及び装置を提供する。この発明では、ネットワークの多
くのセルが報告セルとなるために選択される。移動局が
報告セルの１つに入る時、移動局の位置を識別する報告
信号がネットワークの基地局に送出される。移動局との
通信が望まれる時には、移動局が基地局へその最後の報
告信号を送出した最後の報告セルの近傍部を、移動局は
探索される。報告セルの近傍部とは、他の報告セルを通
過することなしに、その報告セルから到達可能である全
てのセルの集合として規定される。
ルラネットワークにおける移動局を追跡するための方法
及び装置を提供する。この発明では、ネットワークの多
くのセルが報告セルとなるために選択される。移動局が
報告セルの１つに入る時、移動局の位置を識別する報告
信号がネットワークの基地局に送出される。移動局との
通信が望まれる時には、移動局が基地局へその最後の報
告信号を送出した最後の報告セルの近傍部を、移動局は
探索される。報告セルの近傍部とは、他の報告セルを通
過することなしに、その報告セルから到達可能である全
てのセルの集合として規定される。
【００１４】この発明により、たいへん過密した通信量
パターンを有するセル内における報告信号を削減するこ
とが可能になり、それにより、他の使用のために帯域幅
が保存される。
パターンを有するセル内における報告信号を削減するこ
とが可能になり、それにより、他の使用のために帯域幅
が保存される。
【００１５】
【実施例】この解決の記載は３つの部分からなる。すな
わち、第１の部分では、基礎となるセルラシステムが記
載される。第２の部分では、移動局ユーザを効率的に追
跡するための一般的な構成が示され、また、報告センタ
及び近傍部の概念が導入さる。第３の部分では、報告セ
ンタを選択するための特定の手順が記載される。
わち、第１の部分では、基礎となるセルラシステムが記
載される。第２の部分では、移動局ユーザを効率的に追
跡するための一般的な構成が示され、また、報告センタ
及び近傍部の概念が導入さる。第３の部分では、報告セ
ンタを選択するための特定の手順が記載される。
【００１６】システム セルラアーキテクチャは、２レベルの階層構造である
（図１参照）。１つのレベルは、移動局（ＭＵ１−ＭＵ
３）からなり、他のレベルは静止した基地局（ＢＳ１−
ＢＳ５）を含む。移動局は、互いに通信するのと同様
に、固定ネットワーク（Ｎ１）と通信するために、移動
局ユーザにより使用される装置である。基地局は固定装
置であり、それは、一方では、無線リンク（Ｗ１−Ｗ
３）を介して移動局と通信し、他方では、固定リンク
（Ｌ１，…，Ｌ６）により固定ネットワークに接続され
る。無線リンク（Ｗ１−Ｗ３）は、赤外線や無線通信等
の実行可能な技術に基づいて可能とされる。固定ネット
ワークと共に基地局の集合は、移動ネットワークの基幹
を形成する。各基地局に関連して、セルと称される地理
的領域があり、その中では、移動局ユーザがその基地局
（Ｃ１−Ｃ３）と通信可能である。例えば、セルＣ１
は、基地局ＢＳ１に関連される。全体の領域をカバーす
ると共に、通信の連続性を保証するために、セルは、オ
ーバーラップしなければならない。例えば、セルＣ１及
びセルＣ２は、領域ＯＬ１２でオーバーラップし、セル
Ｃ２及びセルＣ３は、領域ＯＬ２３でオーバーラップす
る。より詳しいセルラネットワークについては、Willia
m lee による「自動車セルラ通信システム」（“Mobile
Cellular Telecommunications Systems”）（１９８９
年，Mcgraw-Hill 社，ニューヨーク）を参照されたい。
（図１参照）。１つのレベルは、移動局（ＭＵ１−ＭＵ
３）からなり、他のレベルは静止した基地局（ＢＳ１−
ＢＳ５）を含む。移動局は、互いに通信するのと同様
に、固定ネットワーク（Ｎ１）と通信するために、移動
局ユーザにより使用される装置である。基地局は固定装
置であり、それは、一方では、無線リンク（Ｗ１−Ｗ
３）を介して移動局と通信し、他方では、固定リンク
（Ｌ１，…，Ｌ６）により固定ネットワークに接続され
る。無線リンク（Ｗ１−Ｗ３）は、赤外線や無線通信等
の実行可能な技術に基づいて可能とされる。固定ネット
ワークと共に基地局の集合は、移動ネットワークの基幹
を形成する。各基地局に関連して、セルと称される地理
的領域があり、その中では、移動局ユーザがその基地局
（Ｃ１−Ｃ３）と通信可能である。例えば、セルＣ１
は、基地局ＢＳ１に関連される。全体の領域をカバーす
ると共に、通信の連続性を保証するために、セルは、オ
ーバーラップしなければならない。例えば、セルＣ１及
びセルＣ２は、領域ＯＬ１２でオーバーラップし、セル
Ｃ２及びセルＣ３は、領域ＯＬ２３でオーバーラップす
る。より詳しいセルラネットワークについては、Willia
m lee による「自動車セルラ通信システム」（“Mobile
Cellular Telecommunications Systems”）（１９８９
年，Mcgraw-Hill 社，ニューヨーク）を参照されたい。
【００１７】「ユーザ」及び「移動局」という言葉は、
この出願では置換可能に使用される。より正確には、探
索動作が移動局を探索し、報告は、移動局から基地局へ
信号を送信することにより達成される。
この出願では置換可能に使用される。より正確には、探
索動作が移動局を探索し、報告は、移動局から基地局へ
信号を送信することにより達成される。
【００１８】一般的なストラテジー この記載で提案される基本的なストラテジーは、以下の
ようである。ネットワークの全ての基地局の中で、幾つ
かの基地局が選択され、報告センタとして指定される。
報告センタである基地局が存在するセルを、報告セルと
いう。報告センタとして指定された基地局は、それ自身
が報告セルであるということを公告する短いメッセージ
を無線チャネルで周期的に送信する。このように、各移
動局ユーザは、基地局の送信を聴取することにより、そ
れが報告セル内にいるか否かを容易に知ることができ
る。
ようである。ネットワークの全ての基地局の中で、幾つ
かの基地局が選択され、報告センタとして指定される。
報告センタである基地局が存在するセルを、報告セルと
いう。報告センタとして指定された基地局は、それ自身
が報告セルであるということを公告する短いメッセージ
を無線チャネルで周期的に送信する。このように、各移
動局ユーザは、基地局の送信を聴取することにより、そ
れが報告セル内にいるか否かを容易に知ることができ
る。
【００１９】報告セルＲＣ１に関して以下考える。ま
た、ここでＲＣＩの近傍部とは他の報告セルと交差する
ことなく、セルＲＣ１から到達可能な全ての非報告セル
として定義する。もし、セルｘi 及びｘi+1 が全てのｉ
＝０，１，…，ｋ−１に関してオーバーラップしている
ようなセル（ｘ＝ｘ0 ，ｘ1 ，…，ｘk ＝ｙ）のシーケ
ンスが存在しているならば、、セルｘは、セルｙから到
達可能であるとされる。規定によって、セルＲＣ１は、
またそれ自体で近傍部内にあるものと考えられる。
た、ここでＲＣＩの近傍部とは他の報告セルと交差する
ことなく、セルＲＣ１から到達可能な全ての非報告セル
として定義する。もし、セルｘi 及びｘi+1 が全てのｉ
＝０，１，…，ｋ−１に関してオーバーラップしている
ようなセル（ｘ＝ｘ0 ，ｘ1 ，…，ｘk ＝ｙ）のシーケ
ンスが存在しているならば、、セルｘは、セルｙから到
達可能であるとされる。規定によって、セルＲＣ１は、
またそれ自体で近傍部内にあるものと考えられる。
【００２０】図２は、報告センタ及び近傍部の概念を表
す例を示す。この例においては、Ｃ１，…，Ｃ９により
示される９つのセルが存在する。セルＣ１及びＣ２は、
オーバーラップセルの一例であり、一方、セルＣ１及び
Ｃ５は、非オーバーラップセルの例である。セルＣ２，
Ｃ４，Ｃ６，Ｃ８は、報告セルとして指定され、各近傍
部は、４つのセルからなる。例えば、図２における斜線
領域において、報告セルＣ２の近傍部Ｖ２は、セルＣ
１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ５からなる。例えば、セルＣ２から
セルＣ９に到達するために、移動局は、報告セルＣ６ま
たは報告セルＣ８の一方と横切らねばならないので、Ｃ
９は報告セルＣ２の近傍部ではないことに注意された
い。
す例を示す。この例においては、Ｃ１，…，Ｃ９により
示される９つのセルが存在する。セルＣ１及びＣ２は、
オーバーラップセルの一例であり、一方、セルＣ１及び
Ｃ５は、非オーバーラップセルの例である。セルＣ２，
Ｃ４，Ｃ６，Ｃ８は、報告セルとして指定され、各近傍
部は、４つのセルからなる。例えば、図２における斜線
領域において、報告セルＣ２の近傍部Ｖ２は、セルＣ
１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ５からなる。例えば、セルＣ２から
セルＣ９に到達するために、移動局は、報告セルＣ６ま
たは報告セルＣ８の一方と横切らねばならないので、Ｃ
９は報告セルＣ２の近傍部ではないことに注意された
い。
【００２１】提案されたストラテジーにより規定される
ように、更新及び発見の動作の規則は、以下のものであ
る。 更新 移動局ユーザが報告セルに入る度に、ユーザ
は、そのセル（報告センタ）の基地局に対して更新メッ
セージを送信する。更新メッセージは、報告センタでは
ない基地局には送信されない。
ように、更新及び発見の動作の規則は、以下のものであ
る。 更新 移動局ユーザが報告セルに入る度に、ユーザ
は、そのセル（報告センタ）の基地局に対して更新メッ
セージを送信する。更新メッセージは、報告センタでは
ない基地局には送信されない。
【００２２】発見 移動局ユーザに伝送されるべき
メッセージがある時には常に、このユーザは、その移動
局が最後に報告した報告センタの近傍部内にある全ての
セルで探索される。
メッセージがある時には常に、このユーザは、その移動
局が最後に報告した報告センタの近傍部内にある全ての
セルで探索される。
【００２３】このストラテジーの背景にある原理は、も
し、移動局が更新メッセージを送出した最後の報告セン
タがｘならば、ユーザは、ｘの近傍部内にあるセルのう
ちの１つに存在するはずである。従って、ユーザに対す
る探索は、常に、幾つかの報告センタ（全体のネットワ
ークの小さな部分集合である）の近傍部に限定される一
方、更新メッセージは、特定セル（その数は、ネットワ
ークにおけるセルの全体の数に比べて少ない）からのみ
送信される。
し、移動局が更新メッセージを送出した最後の報告セン
タがｘならば、ユーザは、ｘの近傍部内にあるセルのう
ちの１つに存在するはずである。従って、ユーザに対す
る探索は、常に、幾つかの報告センタ（全体のネットワ
ークの小さな部分集合である）の近傍部に限定される一
方、更新メッセージは、特定セル（その数は、ネットワ
ークにおけるセルの全体の数に比べて少ない）からのみ
送信される。
【００２４】図３では、追跡ストラテジーの実行例が示
される。この例において、Ｃ１，…，Ｃ９により示され
る９つのセルが存在し、そこでは、セルＣ２，Ｃ４，Ｃ
６，Ｃ８が報告セルとして指定される。ユーザＭＵ１が
Ｃ２，Ｃ５，Ｃ８，Ｃ９，Ｃ６，Ｃ５，Ｃ８からなるパ
ス３０に沿って移動するとしよう。そして、ユーザＭＵ
１は、セルＣ２において最初に報告し、それがセルＣ８
及びＣ６に到達した時に、また最終的に再びセルＣ８に
到達した時に報告する。セルＣ５に対する２回の訪問の
それぞれの間で、システムがＭＵ１を探索するとしよ
う。第１の訪問において、システムは、セルＣ５がセル
Ｃ２の近傍部であるので、セルＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ５
内でＭＵ１を探索する。セルＣ２は、ＭＵ１が報告した
最後の報告センタである。２回目の訪問では、システム
は、セルＣ３，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ９を含む報告セルＣ６の
近傍部内でＭＵ１を探索する。
される。この例において、Ｃ１，…，Ｃ９により示され
る９つのセルが存在し、そこでは、セルＣ２，Ｃ４，Ｃ
６，Ｃ８が報告セルとして指定される。ユーザＭＵ１が
Ｃ２，Ｃ５，Ｃ８，Ｃ９，Ｃ６，Ｃ５，Ｃ８からなるパ
ス３０に沿って移動するとしよう。そして、ユーザＭＵ
１は、セルＣ２において最初に報告し、それがセルＣ８
及びＣ６に到達した時に、また最終的に再びセルＣ８に
到達した時に報告する。セルＣ５に対する２回の訪問の
それぞれの間で、システムがＭＵ１を探索するとしよ
う。第１の訪問において、システムは、セルＣ５がセル
Ｃ２の近傍部であるので、セルＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ５
内でＭＵ１を探索する。セルＣ２は、ＭＵ１が報告した
最後の報告センタである。２回目の訪問では、システム
は、セルＣ３，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ９を含む報告セルＣ６の
近傍部内でＭＵ１を探索する。
【００２５】報告センタとして指定される基地局の特定
の選択は、ストラテジーの効率を決定する。上述のよう
に、発見動作のコストは、近傍部の大きさに直接的に関
連する。近傍部の大きさは、近傍部内のセルの数として
規定される。例えば、セルＣ２の近傍部の大きさは４で
あり、それは、この近傍部が４つのセル、すなわち、Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３及びＣ５からなるからである。更新動作
のコストは、報告センタの数に関連し、より一般的に
は、報告センタの「重み」に関連する（後に簡略して述
べられる）。従って、近傍部の大きさと報告センタの合
計重みの両方が最小になるような方法で報告センタの選
択が望まれる。しかしながら、近傍部の大きさを減少す
るためには、報告センタの数を増加する必要がある（そ
の逆も同様）ので、一般的に、それらは相互に矛盾す
る。次のセクションでは、効率的解決を生じさせるため
の報告センタの選択手順について述べる。
の選択は、ストラテジーの効率を決定する。上述のよう
に、発見動作のコストは、近傍部の大きさに直接的に関
連する。近傍部の大きさは、近傍部内のセルの数として
規定される。例えば、セルＣ２の近傍部の大きさは４で
あり、それは、この近傍部が４つのセル、すなわち、Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３及びＣ５からなるからである。更新動作
のコストは、報告センタの数に関連し、より一般的に
は、報告センタの「重み」に関連する（後に簡略して述
べられる）。従って、近傍部の大きさと報告センタの合
計重みの両方が最小になるような方法で報告センタの選
択が望まれる。しかしながら、近傍部の大きさを減少す
るためには、報告センタの数を増加する必要がある（そ
の逆も同様）ので、一般的に、それらは相互に矛盾す
る。次のセクションでは、効率的解決を生じさせるため
の報告センタの選択手順について述べる。
【００２６】報告センタの選択 ある時間間隔で送信される更新メッセージの数は、この
時間間隔で移動局ユーザが報告セルに入る回数である。
従って、もし、各セルの重みをこのセルに対する移動局
ユーザの転送量と規定するならば、更新動作のコスト
は、全ての報告セルの重みの合計でなる。
時間間隔で移動局ユーザが報告セルに入る回数である。
従って、もし、各セルの重みをこのセルに対する移動局
ユーザの転送量と規定するならば、更新動作のコスト
は、全ての報告セルの重みの合計でなる。
【００２７】報告セルを選択する第１のステップは、重
みｗ（ｘ）を各セルｘに関係づけることである。このス
テップを実現する正確な方法は、この発明に無関係であ
り、それは、システムの設計者によるものである。しか
しながら、各ｗ（ｘ）は、セルｘに対する移動局ユーザ
の転送量を反映したものでなくてはならない。例えば、
ｗ（ｘ）は、所定の時間間隔（１時間、１日等）でセル
ｘに入るユーザの平均的な数として選びうる。このよう
な平均数は、動作の初期の段階で、ネットワークにより
なされる統計的計測により容易に決定可能である。ま
た、平均数を計算する正確な方法は、システムの設計者
の自由度に委ねられる。
みｗ（ｘ）を各セルｘに関係づけることである。このス
テップを実現する正確な方法は、この発明に無関係であ
り、それは、システムの設計者によるものである。しか
しながら、各ｗ（ｘ）は、セルｘに対する移動局ユーザ
の転送量を反映したものでなくてはならない。例えば、
ｗ（ｘ）は、所定の時間間隔（１時間、１日等）でセル
ｘに入るユーザの平均的な数として選びうる。このよう
な平均数は、動作の初期の段階で、ネットワークにより
なされる統計的計測により容易に決定可能である。ま
た、平均数を計算する正確な方法は、システムの設計者
の自由度に委ねられる。
【００２８】報告センタを選択するためのアルゴリズム
の設計の方法は、以下のものである。システムの設計者
は、近傍部ｚの許容しうる最大の大きさがどのようなも
のかを決定しなければならない。これは、移動局を探索
するのに必要とされる最大の時間を決定する。ｚの数を
計算するための正確な方法は、システムの設計者に依存
する。一旦ｚが決定されると、問題は、それぞれの近傍
部の大きさがｚを超過しない大きさとなるように、その
合計重みが最小となる報告センタの集合を発見すること
である。以下に、この問題に対する近似−最適解を生じ
させるアルゴリズムを説明する。
の設計の方法は、以下のものである。システムの設計者
は、近傍部ｚの許容しうる最大の大きさがどのようなも
のかを決定しなければならない。これは、移動局を探索
するのに必要とされる最大の時間を決定する。ｚの数を
計算するための正確な方法は、システムの設計者に依存
する。一旦ｚが決定されると、問題は、それぞれの近傍
部の大きさがｚを超過しない大きさとなるように、その
合計重みが最小となる報告センタの集合を発見すること
である。以下に、この問題に対する近似−最適解を生じ
させるアルゴリズムを説明する。
【００２９】アルゴリズム アルゴリズムに対する入力は、ネットワーク、セルの重
み及びパラメータｚのトポロジーである。ネットワーク
のトポロジーは、干渉グラフにより示される。図４のグ
ラフを参照すると、Ｃ１からＣ９までラベル付けされた
Ｎノードは、セルＣ１からＣ９に対応し、２つの対応す
るセルがオーバーラップする場合に、２つの頂点間に辺
結合が存在する。例えば、図３に示されるネットワーク
の干渉グラフであるグラフにおいて、セルＣ１は、セル
Ｃ２及びＣ４とオーバーラップするので、セルＣ１は、
一つの辺Ｅ１及びＥ２によりそれぞれセルＣ２及びＣ４
に結合される。グラフにおいて、アルゴリズムの出力
は、それぞれの近傍部の大きさがｚ以下であるような報
告セルの集合である。アルゴリズムの背景にある基本的
な考え方は、以下のものである。始めに、全てのセルが
報告セルとして指定される。そして、セルは、減少重み
の順序で考慮され、もし、あるセルを非報告セルとする
ことがｚよりも大きい近傍部を作成しないならば、この
セルは、非報告セルとされる。
み及びパラメータｚのトポロジーである。ネットワーク
のトポロジーは、干渉グラフにより示される。図４のグ
ラフを参照すると、Ｃ１からＣ９までラベル付けされた
Ｎノードは、セルＣ１からＣ９に対応し、２つの対応す
るセルがオーバーラップする場合に、２つの頂点間に辺
結合が存在する。例えば、図３に示されるネットワーク
の干渉グラフであるグラフにおいて、セルＣ１は、セル
Ｃ２及びＣ４とオーバーラップするので、セルＣ１は、
一つの辺Ｅ１及びＥ２によりそれぞれセルＣ２及びＣ４
に結合される。グラフにおいて、アルゴリズムの出力
は、それぞれの近傍部の大きさがｚ以下であるような報
告セルの集合である。アルゴリズムの背景にある基本的
な考え方は、以下のものである。始めに、全てのセルが
報告セルとして指定される。そして、セルは、減少重み
の順序で考慮され、もし、あるセルを非報告セルとする
ことがｚよりも大きい近傍部を作成しないならば、この
セルは、非報告セルとされる。
【００３０】ネットワークのセルをＣ１，…，ＣＮによ
り示すものとする。一般性なしに、ｗ（Ｃ１）≧ｗ（Ｃ
２）……≧ｗ（ＣＮ）と仮定する。Ｃをネットワーク中
のセルの集合とする。Ｃとされる報告セルの集合を有す
る最大近傍部の大きさとなるＺ（Ｃ）を規定する。以下
のものは、アルゴリズムの高級記述である。
り示すものとする。一般性なしに、ｗ（Ｃ１）≧ｗ（Ｃ
２）……≧ｗ（ＣＮ）と仮定する。Ｃをネットワーク中
のセルの集合とする。Ｃとされる報告セルの集合を有す
る最大近傍部の大きさとなるＺ（Ｃ）を規定する。以下
のものは、アルゴリズムの高級記述である。
【００３１】１． Ｃ：＝｛Ｃ１，…，ＣＮ｝ ２． ｘ：＝１ ３． If Ｚ（Ｃ−｛Ｃｘ｝）≦ｚ then Ｃ：＝Ｃ
−｛Ｃｘ｝ ４． ｘ：＝ｘ＋１ ５． If ｘ≦Ｎ then go to step３ ６． Return the set Ｃ
−｛Ｃｘ｝ ４． ｘ：＝ｘ＋１ ５． If ｘ≦Ｎ then go to step３ ６． Return the set Ｃ
【００３２】アルゴリズムは、従来の、最適アルゴリズ
ムによって到達される合計重みのΔｚ2 倍である合計重
みを達成する。ここで、Δは、ネットワーク内の特定の
セルとオーバーラップするセルの最大数である。実際の
ネットワークにおいて、Δ及びｚの両方は、小さな定数
で制限される。このように、この解決は、センタの集合
に対して、最もありそうな合計重みの定数要素の範囲内
にある合計重みを保証する。このアルゴリズムが最適解
を生じさせるネットワークが存在することは最悪の場合
であることに注意されたい。また、センタの最適な集合
を発見することは、ＮＰ−完全問題であることに注意さ
れたい。このため、センタの最適集合を生じさせる簡単
なアルゴリズム（すなわち、多項式時間インプリメンテ
ーション）が存在するということはありそうもない。
ムによって到達される合計重みのΔｚ2 倍である合計重
みを達成する。ここで、Δは、ネットワーク内の特定の
セルとオーバーラップするセルの最大数である。実際の
ネットワークにおいて、Δ及びｚの両方は、小さな定数
で制限される。このように、この解決は、センタの集合
に対して、最もありそうな合計重みの定数要素の範囲内
にある合計重みを保証する。このアルゴリズムが最適解
を生じさせるネットワークが存在することは最悪の場合
であることに注意されたい。また、センタの最適な集合
を発見することは、ＮＰ−完全問題であることに注意さ
れたい。このため、センタの最適集合を生じさせる簡単
なアルゴリズム（すなわち、多項式時間インプリメンテ
ーション）が存在するということはありそうもない。
【００３３】上述した他の構成は、本出願と同一の譲受
人であるＩＢＭコーポレーションによって本出願と同時
に米国特許商標庁に出願されている、A.Bar-Noy 及びI.
Kessler による出願番号８７１２５３「無線ネットワー
クにおける移動局ユーザを追跡するための動的ストラテ
ジー」( Dynamic Strategies for Tracking Mobile Use
rs in Wireless Networks") に示され、提案されている
移動局ユーザを追跡するための動的ストラテジーを記述
している。この他の方法は、ユーザ関連費用のみを最適
化し、ネットワーク全体に関連する費用（密集したセル
内での負荷）の最適化の問題には言及していない。
人であるＩＢＭコーポレーションによって本出願と同時
に米国特許商標庁に出願されている、A.Bar-Noy 及びI.
Kessler による出願番号８７１２５３「無線ネットワー
クにおける移動局ユーザを追跡するための動的ストラテ
ジー」( Dynamic Strategies for Tracking Mobile Use
rs in Wireless Networks") に示され、提案されている
移動局ユーザを追跡するための動的ストラテジーを記述
している。この他の方法は、ユーザ関連費用のみを最適
化し、ネットワーク全体に関連する費用（密集したセル
内での負荷）の最適化の問題には言及していない。
【図１】セルラネットワークを示す略図である。
【図２】報告セル及び報告セルの近傍部と共にネットワ
ークのセルを示す図である。
ークのセルを示す図である。
【図３】ネットワークのセル間の移動局の動きを示す図
である。
である。
【図４】図３に示されるネットワークの干渉グラフであ
る。
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アイラン・ケッセラー アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ブロン クス、ネザーランドアベニュー 2600、ア パートメント 401
Claims (1)
- 【請求項１】 セルラネットワークにおいて移動局ユー
ザを追跡するための方法であって、上記ネットワーク内
のセルのうちいくつかを報告セルとして指定するステッ
プと、 特定ユーザが上記報告セルのうちの一つに進入するたび
に上記特定ユーザの位置を検出する機能を有する報告信
号を発信するステップと、 上記特定ユーザに対しての交信がなされる場合に上記特
定ユーザが上記報告信号を最後に発信したセルの近傍セ
ルに対して探索するステップであって、当該近傍セルは
上記最後に発信したセルから他の報告セルに進入するこ
となしに到達可能な全ての非報告セルの集合であるとし
て定義される、ステップと、を含む方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US871252 | 1992-04-20 | ||
| US07/871,252 US5524136A (en) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | Tracking mobile users in wireless networks |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0622363A true JPH0622363A (ja) | 1994-01-28 |
| JPH07123316B2 JPH07123316B2 (ja) | 1995-12-25 |
Family
ID=25357034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5051153A Expired - Fee Related JPH07123316B2 (ja) | 1992-04-20 | 1993-03-12 | 無線ネットワークにおける移動局の追跡 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5524136A (ja) |
| JP (1) | JPH07123316B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180023842A (ko) * | 2016-08-26 | 2018-03-07 | 애플 인크. | 셀룰러 시스템 선택 주파수 스캔 범주 |
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| US6934558B1 (en) * | 1993-12-15 | 2005-08-23 | Mlr, Llc | Adaptive omni-modal radio apparatus and methods |
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| WO2009036497A1 (en) * | 2007-09-17 | 2009-03-26 | Seeker Wireless Pty Limited | Systems and methods for triggering location based voice and/or data communications to or from mobile radio terminals |
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| US8504077B2 (en) | 2010-12-04 | 2013-08-06 | Wavemarket, Inc. | System and method for monitoring and disseminating mobile device location information |
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1992
- 1992-04-20 US US07/871,252 patent/US5524136A/en not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-03-12 JP JP5051153A patent/JPH07123316B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5524136A (en) | 1996-06-04 |
| JPH07123316B2 (ja) | 1995-12-25 |
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