JPWO2013108319A1 - ページングエリア制御装置、ページングエリア制御方法、移動通信システム、及び移動局 - Google Patents

Abstract

一実施形態において、ページングエリア制御方法は、（ａ）複数のページングエリア決定アルゴリズムの中から移動局（１００）の移動特性に対応したアルゴリズムを特定すること、及び（ｂ）特定されたアルゴリズムを用いて移動局（１００）のページングエリアを決定すること、を含む。これにより、移動局の移動特性に応じた適切なページングエリアの決定に寄与するための技術が提供される。

Description

本発明は、移動通信システムにおける移動局のページングに関し、特に、ページング信号が送出されるエリア（以下、ページングエリア）の決定に関する。

多元接続方式の移動通信システムは、時間、周波数、及び送信電力のうち少なくとも１つを含む無線リソースを複数の移動局の間で共有することで、複数の移動局が実質的に同時に無線通信を行うことを可能としている。代表的な多元接続方式は、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）、ＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）、若しくはＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）又はこれらの組み合わせである。

本明細書で用いる移動通信システムの用語は、特に断らない限り多元接続方式の移動通信システムを意味する。移動通信システムは、移動局及び上位ネットワークを含む。上位ネットワークは、基地局、トラフィックを中継する中継ノード、並びに無線リソース管理・モビリティ管理及びベアラ管理などを行う制御ノードを含む。

上位ネットワークは、待ち受け状態の移動局に対する新たな下りトラフィック（下りデータ又は音声着信）が到着した場合に、移動局に対してページング信号を送信する。待ち受け状態の移動局は、ページング信号を受信するために間欠受信（Discontinuous Reception（DRX））を行っている。そして、移動局は、自局宛てのページング信号を受信したことに応じて、下りトラフィックを受信する通信のためのシグナリングを開始する。このシグナリングは、ページングに対する応答メッセージを含む。当該応答メッセージは、制御コネクションの確立要求、若しくはユーザーデータ転送用の通信路（ベアラ）の確立のためのサービス要求、又はこれら両方を含む。応答メッセージを受信したネットワークは、下りトラフィックを移動局に送信するために必要な制御コネクション及び通信路（ベアラ）を設定するための手順を実行する。

なお、上位ネットワークは、移動局のページングを実施するに際して、ページング信号が送出されるエリアを決定する必要がある。本明細書では、"ページング信号が送出されるエリア"を"ページングエリア"と呼ぶ。ページングエリアは、少なくとも１つのセルを含み、一般的には複数のセル（又はセクタ）を含む。典型的には、ページングエリアは、移動局が属する最新の位置登録エリアに一致する。位置登録エリアとは、待ち受け状態にある移動局の上位ネットワークにおける管理単位である。移動局は、位置登録エリアを跨って移動した場合に、位置更新要求を上位ネットワークに送信する。また、移動局は、位置登録エリアの変化に関わらず周期的に位置更新要求を送信してもよい。

たとえば、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）のＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunications System）のパケット交換ドメインでは、位置登録エリアはルーティングエリア（ＲＡ：Routing Area）と呼ばれる。したがって、待ち受け状態（CELL_PCH状態又はURA_PCH状態）にある移動局のページングは、一般的に、ルーティングエリア全体にページング信号をブロードキャストすることにより行われる。

また、３ＧＰＰのＬＴＥ（Long Term Evolution）では、位置登録エリアはトラッキングエリア（ＴＡ：Tracking Area）と呼ばれる。したがって、待ち受け状態（RRC_IDLE（ECM_IDLE）状態）にある移動局のページングは、一般的に、ルーティングエリア全体にページング信号をブロードキャストすることにより行われる。

しかしながら、ページング負荷を低減するために、一般的な位置登録エリア単位でのページングに比べてページングエリアをより絞り込むことが必要とされている。特許文献１及び２は、移動局の移動履歴を利用することによって、一般的な位置登録エリアに比べてページングエリアをより絞り込む技術を開示している。

特許文献１は、移動局から送信された位置更新要求の履歴を用いて単位時間当たりの移動局の移動距離（i.e. 移動スピード）を計算し、計算された移動距離を半径とする円内に含まれる基地局群をページングエリアとして決定することを開示している。

特許文献２は、位置更新要求だけでなくＧＰＳ（Global Positioning System）による位置情報も用いて移動局の位置管理を行うことを開示している。特許文献２に開示された方法は、上位ネットワークが把握している移動局の最新の位置情報がＧＰＳ位置情報である場合に、当該ＧＰＳ位置情報に基づいて、位置登録エリアに比べて限定された範囲のページングエリアを決定することを含む。

さらに、特許文献２は、位置更新メッセージ及びＧＰＳ位置情報の履歴を用いて移動局の移動速度を計算し、移動局の移動速が大きくなるほどページングエリアを大きくすることを開示している。具体的には、ページングエリアを大きくするために、ページングエリアを特定するための識別子が、セクタ識別子、無線制御局（ＲＮＣ：Radio Network Controller）識別子、ＲＡＩ（Routing Area Indicator）の順で変更される。

特開２０１１−４９６１６号公報 特開２００６−２１１３３５号公報

本願の発明者は、ＭＴＣ（Machine Type Communication）を移動通信システムに収容する利用形態について詳細な検討を行った。ＭＴＣは、Ｍ２Ｍネットワーク又はセンサネットワークとも呼ばれる。ＭＴＣを移動通信システムに収容する場合、機械（e.g. 自動販売機、ガスメータ、電気メータ、自動車、鉄道車両）及びセンサ（e.g. 環境、農業、交通等に関するセンサ）に移動局の機能が配置される。そして、データセンター等の監視拠点に配置された監視システム（i.e. コンピュータ）は、これらの機械及びセンサが所持している情報（e.g. 売上情報、在庫情報、センサの計測情報）を、無線通信システムを経由して収集する。

本願の発明者は、ＭＴＣ（Machine Type Communication）を移動通信システムに収容する利用形態において以下に述べる問題があることを見出した。携帯電話、スマートフォン、及びタブレットコンピュータ等の人が所持する一般的な移動局（i.e. 通信端末）と、ＭＴＣで利用される移動局とでは、移動特性が大きく異なることが想定される。さらに、ＭＴＣの中でも、自動販売機及びガスメータ等の静的に設置される機器と自動車及び鉄道車両等の輸送機械とでは移動特性が大きく異なる。さらに、輸送機械カテゴリの中でも、自動車と鉄道車両とでは移動特性が異なることが想定される。ここで移動特性とは、移動性の有無、移動スピード、移動方向、移動範囲に対する制約、移動のランダム性、及び移動の反復性のうち少なくとも１つを含む。

特許文献１及び２は、移動局の移動スピードに応じてページングエリアの大きさを変更するという１つのアルゴリズムに従ってページングエリアを決定することを示すのみである。したがって、特許文献１及び２に開示された技術は、ある移動特性を持つ移動局に関して適切なページングエリアを決定できる可能性があるものの、他の移動特性を持つ移動局に関しては適切なページングエリアを決定できないおそれがある。

本発明は、上述した本願の発明者による知見に基づいてなされたものである。つまり、本発明は、移動局の移動特性に応じた適切なページングエリアの決定に寄与することが可能なページングエリア制御装置、ページングエリア制御方法、移動通信システム、移動局、及びプログラムの提供を目的とする。

本発明の第１の態様は、ページングエリア制御装置を含む。当該ページングエリア制御装置は、アルゴリズム特定部及びＰＡ決定部を含む。前記アルゴリズム特定部は、複数のページングエリア決定アルゴリズムの中から移動局の移動特性に対応したアルゴリズムを特定する。前記ＰＡ決定部は、特定されたアルゴリズムを用いて前記移動局のページングエリアを決定する。

本発明の第２の態様は、ページングエリア制御方法を含む。当該方法は、（ａ）複数のページングエリア決定アルゴリズムの中から移動局の移動特性に対応したアルゴリズムを特定すること、及び（ｂ）特定されたアルゴリズムを用いて前記移動局のページングエリアを決定すること、を含む。

本発明の第３の態様は、移動通信システムを含む。当該システムは、ＰＡ決定部及びページング部を含む。前記ＰＡ決定部は、複数のページングエリア決定アルゴリズムの中から移動局の移動特性に基づいて特定されたアルゴリズムを用いて前記移動局のページングエリアを決定する。前記ページング部は、前記移動局をページングするために、前記ページングエリアに対してページング信号を送信する。

本発明の第４の態様は、述した本発明の第３の態様に係る移動通信システムにおいて使用され、前記ページング信号に応答して通信を開始するよう構成された移動局を含む。

本発明の第５の態様は、上述した本発明の第２の態様に係る方法をコンピュータに行わせるためのプログラムを含む。

上述した本発明の各態様によれば、移動局の移動特性に応じた適切なページングエリアの決定に寄与することが可能なページングエリア制御装置、ページングエリア制御方法、移動通信システム、移動局、及びプログラムを提供できる。

本発明の実施の形態１に係る移動通信システムの構成例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る移動管理ノードの構成例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るページング制御手順の具体例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る移動通信システムの構成例を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る加入者サーバが保持する情報の一例を示す図である。 本発明の実施の形態２に係るページング制御手順の具体例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２におけるページング手順の一例を示すシーケンス図である。 本発明の実施の形態３に係る移動管理ノードの構成例を示す図である。 本発明の実施の形態３に係るページング決定アルゴリズムの特定手順の具体例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３におけるページング手順の一例を示すシーケンス図である。 本発明の実施の形態４に係る移動通信システムの構成例を示す図である。 本発明の実施の形態４に係るＰＡ制御ノードの構成例を示す図である。 本発明の実施の形態４におけるページング手順の一例を示すシーケンス図である。 本発明の実施の形態５に係るページングエリア決定手順を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態５に係るページングエリア決定手順を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態５に係るページングエリア決定手順を説明するための概念図である。 本発明の実施の形態５に係るページングエリア決定手順の具体例を示すフローチャートである。

以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。

＜発明の実施の形態１＞
図１は、本実施の形態に係る移動通信システム１の構成例を示すブロック図である。移動通信システム１は、移動局１００、複数の基地局２００、及び上位ネットワーク３０を含む。なお、図１では、説明の便宜のために１つの移動局１００のみを示しているが、システム１は複数の移動局１００を含んでもよい。各基地局２００は、セル２１０を生成し、無線アクセス技術により移動局１００と接続し、移動局１００と上位ネットワーク３０との間でユーザーデータを中継する。

上位ネットワーク３０は、複数の基地局２００と通信可能に接続されており、移動局１００と外部ネットワーク９との間で転送されるユーザーデータを中継する機能を有する。また、上位ネットワーク３０は、移動局１００に関する加入者情報の管理、及び移動管理（モビリティ管理）を行う。ここで、移動管理は、移動局１００の位置管理、及び待ち受け状態にある移動局１００に対するページング制御を含む。上位ネットワーク３０は、主に移動通信サービスを提供するオペレータによって管理されるネットワークである。例えば、上位ネットワーク３０は、コアネットワーク（e.g. ＬＴＥのＥＰＣ（Evolved Packet Core）、ＵＭＴＳパケットコア）を含む。また、上位ネットワーク３０は、複数の基地局２００を除く無線アクセスネットワークのノード（e.g. ＲＮＣ）を含んでもよい。

図１の例では、上位ネットワーク３０は、移動管理ノード３００及び転送ノード３１０を含む。転送ノード３１０は、ユーザープレーンのノードであり、ユーザーデータの転送処理（e.g. ルーティング及びフォワーディング）を行う。なお、転送ノード３１０は、複数の転送ノードを含んでもよい。例えば、ＵＭＴＳの場合、転送ノード３１０は、ＳＧＳＮ（Serving GPRS Support Node）のユーザープレーン機能、及びＧＧＳＮ（Gateway GPRS Support Node）のユーザープレーン機能を含む。また、ＬＴＥの場合、転送ノード３１０は、Ｓ−ＧＷ（Serving Gateway）、及びＰ−ＧＷ（Packet Data Network Gateway）を含む。

移動管理ノード３００は、コントロールプレーンのノードであり、移動局１００のページング制御を含む移動管理を行う。例えば、ＵＭＴＳの場合、移動管理ノード３００は、ＳＧＳＮのコントロールプレーン機能を含む。また、ＬＴＥの場合、移動管理ノード３００は、ＭＭＥ（Mobility Management Entity）を含む。

本実施の形態では、移動管理ノード３００は、移動局１００のページング制御に関して以下の処理を行う。すなわち、移動管理ノード３００は、移動局１００の移動特性に応じて、複数のページングエリア（ＰＡ）決定アルゴリズムの中から移動局１００のＰＡ決定に使用するアルゴリズムを特定する。さらに、移動管理ノード３００は、特定されたＰＡ決定アルゴリズムを用いて移動局１００のＰＡを決定する。そして、移動管理ノード３００は、待ち受け状態の移動局１００に対する下りトラフィック（e.g. データ、音声）が上位ネットワーク３０に到着した場合に、複数の基地局２００のうち決定されたＰＡに含まれる少なくとも１つの基地局に対してページング信号の送信を指示する。移動管理ノード３００からページング指示を受けた基地局２００は、下りリンクチャネルを用いてページング信号を送信する。なお、ＵＭＴＳでは、ＲＮＣが基地局２００を経由してページング信号を送信する。したがって、移動管理ノード３００は、ＲＮＣに対してページング信号の送信を要求すればよい。

ＰＡ決定アルゴリズムの特定のために参酌される移動局１００の移動特性は、例えば、移動局１００の移動性の有無、移動スピード、移動方向、移動範囲に対する制約、移動のランダム性、及び移動の反復性のうち少なくとも１つを含む。

移動性の有無とは、移動局１００が実質的な移動性を有するか否かを意味する。例えば、自動販売機及びガスメータ等の静的に設置される機器に移動局１００が搭載される場合、移動局１００は実質的な移動性を有していない。

移動範囲に対する制約とは、移動局１００が実質的に移動可能とされる地理的な範囲に何らかの制限があることを意味する。例えば、鉄道車両に移動局１００が搭載される場合、移動局１００が実質的に移動可能とされる地理的な範囲は、鉄道線路に沿った一次元的な領域に制約される。

移動のランダム性とは、移動局１００の移動方向が過去の移動履歴に関わらず不規則な方向であること、言い換えると移動局１００の移動軌跡に実質的な規則性がないことを意味する。移動の反復性とは、移動のランダム性と反対の概念であり、移動局１００の移動方向又は移動軌跡に何らかの規則性が見いだせる場合を意味する。

複数のＰＡ決定アルゴリズムは、移動局１００の移動性に関する複数のタイプに応じた複数のアルゴリズムを含む。ＰＡ決定アルゴリズムの４つの例を以下に示す。ただし、本実施形態において利用可能なＰＡ決定アルゴリズムは以下の４つに限定されるものではなく、他のＰＡ決定アルゴリズムを利用してもよい。

（アルゴリズム１）
アルゴリズム１は、移動局１００の直近の位置（e.g. 移動局１００が帰属する基地局２００、移動局１００が帰属するセル２１０、又はＧＰＳによる位置）を含む固定された地理的領域を特定し、当該地理的領域に含まれる基地局２００又は当該地理的領域と少なくとも一部が重なるセル２１０をページングエリア（ＰＡ）として決定することを含む。固定された地理的領域は、例えば、移動局１００の直近の位置を含む固定半径の円としてもよい。また、固定された地理的領域は、移動局１００が属する位置登録エリア（e.g. ルーティングエリア、トラッキングエリア）としてもよい。アルゴリズム１は、移動局１００が一般的な携帯端末（e.g. 携帯電話、スマートフォン、及びタブレットコンピュータ）であるときに適用されてもよい。

（アルゴリズム２）
アルゴリズム２は、移動局１００の移動方向への依存性が小さく、かつ大きさが可変である地理的領域を特定し、当該地理的領域に含まれる基地局２００又は当該地理的領域と少なくとも一部が重なるセル２１０をＰＡとして選択することを含む。移動方向依存性の小さい地理的領域とは、例えば円形の領域である。地理的領域の大きさは、移動局１００の移動スピードに応じて決定すればよい。例えば、特許文献１又は２に記載されているＰＡ決定手法をアルゴリズム２として用いることができる。アルゴリズム２は、移動局１００の移動のランダム性が大きい場合、例えば移動局１００が自動車に搭載される場合、に適用されてもよい。

（アルゴリズム３）
アルゴリズム３は、移動局１００の移動方向への依存性が大きい地理的領域を特定し、当該地理的領域に含まれる基地局２００又は当該地理的領域と少なくとも一部が重なるセル２１０をＰＡとして選択することを含む。移動方向依存性の大きい地理的領域とは、移動局１００の移動方向が他の方向に比べて優先的に含まれる非円形かつ非球形の地理的領域を意味する。例えば、移動方向依存性の大きい地理的領域は、楕円（２次元）又は楕円体（３次元）の領域である。なお、アルゴリズム３において、地理的領域の大きさを可変としてもよい。地理的領域の大きさは、移動局１００の移動スピードに応じて決定すればよい。アルゴリズム３は、移動局１００の移動範囲に対する制約が存在する場合、又は移動局１００の移動の反復性が大きい場合、特に移動局１００の移動方向が直線的である場合に適用してもよい。移動局１００の移動方向が直線的となる具体例の１つは、移動局１００が鉄道車両に搭載されるケースである。

（アルゴリズム４）
アルゴリズム４は、移動局１００の直近の位置（e.g. 移動局１００が帰属する基地局２００、移動局１００が帰属するセル２１０、又はＧＰＳによる位置）を含む１つのセルのみをＰＡとして選択することを含む。当該アルゴリズム４は、移動局１００の移動性が実質的に無い場合、例えば移動局１００が静的に設置される機器（e.g. 自動販売機、ガスメータ、電気メータ）に搭載される場合に、適用してもよい。

次に、移動管理ノード３００がＰＡ決定アルゴリズムの特定及びＰＡの決定を行うタイミングに関して説明する。移動局１００に関するＰＡ決定アルゴリズムの特定及びＰＡの決定は、移動局１００への下りトラフィックの到着を契機として行われてもよい。また、少なくともＰＡ決定アルゴリズムの特定は、下りトラフィックの到着に関わらず予め行われてもよい。また、ＰＡ決定アルゴリズムの特定及びＰＡの決定の両方とも、下りトラフィックの到着に関わらず予め行われてもよい。

続いて、ページングエリアの選択に関して説明する。図１は、移動局１００が属する１つの位置登録エリア（e.g. ＵＭＴＳパケットドメインにおけるルーティングエリア（ＲＡ）、ＬＴＥにおけるトラッキングエリア（ＴＡ））の中からＰＡを特定する例を示している。すなわち、待ち受け状態の移動局１００が属する位置登録エリアに含まれている複数の基地局２００（又は複数のセル２１０）のうち、ページング信号の送信を行う少なくとも１つの基地局２００（又は少なくとも１つのセル２１０）がＰＡとして選択される。

しかしながら、例えばＬＴＥでは、１つの移動局１００が複数のＴＡに属することが許容されている。したがって、移動管理ノード３００は、移動局１００に適用されるＰＡ決定アルゴリズムに従って、移動局１００が属する複数のＴＡの中からページング信号の送信を行う少なくとも１つＴＡをＰＡとして選択してもよい。

さらに、移動管理ノード３００は、待ち受け状態の移動局１００が属する位置登録エリアに依存することなくＰＡを決定してもよい。移動管理ノード３００は、待ち受け状態の移動局１００の直近の位置を、位置登録エリアよりも詳細に把握することができる場合がある。例えば、移動管理ノード３００は、移動局１００から定期的に送信される位置更新要求（e.g. ＬＴＥのＴＡＵ（Tracking Area Update）リクエスト、ＵＭＴＳのＲＡＵ（Routing Area Update）リクエスト）を受信できる。この場合、移動管理ノード３００は、移動局１００の直近の位置を、位置更新要求を受信した基地局２００（又はセル２１０）の単位で把握することができる。また、移動管理ノード３００は、ＧＰＳによる移動局１００の位置情報を利用できる場合がある。これらの場合には、移動管理ノード３００は、移動局１００の直近の位置（e.g. 基地局２００、セル２１０、ＧＰＳによる位置）を含む地理的領域をＰＡ決定アルゴリズムにより決定し、当該地理的領域に含まれる少なくとも１つの基地局２００又はセル２１０をＰＡとして選択してもよい。

続いて、移動管理ノード３００の構成及び動作の具体例について説明する。図２は、移動管理ノード３００の構成例を示すブロック図である。なお、図２は、移動管理ノード３００が有する機能のうちページング制御に関する要素について示している。図２の構成例は、ページングエリア（ＰＡ）制御部３０１及びページング制御部３０４を含む。ＰＡ制御部３０１は、アルゴリズム特定部３０２及びＰＡ決定部３０３を含む。アルゴリズム特定部３０２は、上述した移動局１００に関するＰＡ決定アルゴリズムの特定を行う。また、ＰＡ決定部３０３は、アルゴリズム特定部３０２により特定されたアルゴリズムを用いて、移動局１００のＰＡを決定する。

ページング制御部３０４は、待ち受け状態の移動局１００への下りトラフィックが上位ネットワーク３０に到着した場合に、ＰＡ決定部３０３により決定されたＰＡに含まれる基地局２００（又はＲＮＣ等の制御装置）に対してページング指示を送信する。ページング指示は、ページング対象の移動局１００を特定するための移動局識別子（以下、ＭＳＩＤ）を含む。ページング指示に含まれるＭＳＩＤは、例えば、ＴＭＳＩ（Temporary Mobile Subscriber Identity）、Ｐ−ＴＭＳＩ（Packet TMSI）、Ｍ−ＴＭＳＩ（MME-TMSI）、ＧＵＴＩ（Globally Unique Temporary ID）、又はＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identity）である。

図３は、移動管理ノード３００によるＰＡ制御手順の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１１では、移動管理ノード３００は、移動局１００の移動特性を取得する。移動局１００の移動特性の取得は、例えば、移動局１００の種別情報を加入者サーバ（不図示）から取得することにより行えばよい。加入者サーバは、移動局１００の加入者情報を保持する装置であり、例えばＨＳＳ（Home Subscriber Server）又はＨＬＲ（Home Location Server）がこれに相当する。移動局１００の種別情報は、移動局１００の移動種別に対応付けられたものであればよい。例えば、移動局１００の種別情報は、一般の携帯端末（e.g. 携帯電話、スマートフォン、及びタブレットコンピュータ）、自動車、鉄道車両、自動販売機といった移動局１００が搭載される機器の相違に基づいて付与されてもよい。

また、ステップＳ１１における移動局１００の移動特性の取得は、移動局１００の移動履歴を保持するサーバ（不図示）から移動履歴を取得することにより行なってもよい。また、移動管理ノード３００は、移動局１００から定期的に送信される位置更新要求を参照することにより、移動局１００の移動履歴を自立的に把握してもよい。移動履歴は、移動局の位置の経時的な変化を把握可能であればよい。したがって、移動履歴は、移動局１００が接続した基地局２００、移動局１００が接続したセル２１０、又はＧＰＳによる移動局１００の位置情報の履歴とすればよい。移動局１００の移動履歴に基づいて移動の軌跡を把握することによって、移動局１００の移動特性を取得することができる。

図３のステップＳ１２では、移動管理ノード３００は、複数のＰＡ決定アルゴリズムの中から、取得した移動特性に対応するアルゴリズムを特定する。ステップＳ１３では、移動管理ノード３００は、特定したアルゴリズムを用いて移動局１００のＰＡを決定する。

上述したように、本実施の形態は、複数のＰＡ決定アルゴリズムの中から移動局１００の移動特性に対応したアルゴリズムを特定し、特定されたアルゴリズムを用いて移動局１００のページングエリアを決定することとした。上述したように、ＭＴＣ（Machine Type Communication）を含む移動局１００の多様な利用形態を考慮すると、移動局１００は利用形態によってその移動特性が大きく異なることが考えられる。したがってあらゆる移動局１００に対して１つのＰＡ決定アルゴリズムを適用したのでは効率よくＰＡ決定を行えないことが想定される。しかしながら、本実施の形態によれば、移動局１００の移動特性に対応したＰＡ決定アルゴリズムを用いてＰＡを決定できる。このため、本実施の形態は、移動局１００の移動特性に応じた適切なページングエリアの決定に寄与することができる。

＜発明の実施の形態２＞
本実施の形態では、発明の実施の形態１で述べたＰＡ決定アルゴリズムの特定に関する具体例を説明する。図４は、本実施の形態に係る移動通信システム２の構成例を示すブロック図である。図４の上位ネットワーク３０は、加入者サーバ３２０を含む。加入者サーバ３２０は、移動局１００の加入者情報を保持する装置であり、例えばＨＳＳ（Home Subscriber Server）又はＨＬＲ（Home Location Server）がこれに相当する。加入者サーバ３２０が保持する加入者情報は、移動局１００の移動種別を含む。移動管理ノード３００は、移動局１００の移動種別を加入者サーバ３２０から取得することによって、移動局１００の移動特性を取得する。

図５は、加入者サーバ３２０に保持される移動種別の具体例を示している。図５に示されているように、加入者サーバ３２０は、複数の移動局１００の各々について、移動種別を移動局識別子（ＭＳＩＤ）と関連付けて保持すればよい。ＭＳＩＤは、加入者識別子と呼ばれる場合もある。ＭＳＩＤは、例えばＩＭＳＩである。図５には、移動種別としてタイプＡ〜タイプＤの４通りが示されている。例えば、タイプＡは、一般ユーザ、つまり一般の移動端末（e.g. 携帯電話、スマートフォン、及びタブレットコンピュータ）、に対応付けられた識別子である。タイプＢは、ＭＴＣのうち移動のランダム性の大きい輸送機械、例えば自動車、に対応付けられた識別子である。タイプＣは、ＭＴＣのうち移動の制約が大きい、言い換えると移動のランダム性の小さい輸送機械、例えば鉄道車両、に対応付けられた識別子である。タイプＤは、ＭＴＣのうち実質的に移動性の無い静的に設置される機器、例えば自動販売機・電気メータ・ガスメータ等、に対応付けられた識別子である。

図６は、本実施の形態に係る移動管理ノード３００によるＰＡ制御手順の一例を示すフローチャートである。なお、本実施の形態に係る移動管理ノード３００の構成は、図２に示した構成例と同様とすればよい。ステップＳ２１では、移動管理ノード３００は、移動局１００の移動種別を加入者サーバ３２０から取得する。ステップＳ２２では、移動管理ノード３００は、複数のＰＡ決定アルゴリズムの中から、取得した移動種別に対応するアルゴリズムを特定する。例えば、図５に示したタイプＡ〜タイプＤを、実施の形態１で述べたアルゴリズム１〜４にそれぞれ対応付ければよい。ステップＳ２３では、移動管理ノード３００は、特定したアルゴリズムを用いて移動局１００のＰＡを決定する。

移動管理ノード３００は、図６のステップＳ２１に示した移動局１００の移動種別の取得を、移動局１００からアタッチ要求又は位置更新要求を受信したことに応じて行えばよい。この例について、図７のシーケンス図を用いて説明する。図７のステップＳ３１では、移動局１００は、アタッチ要求又は位置更新要求を基地局２００に送信する。ステップＳ３２では、基地局２００は、移動局１００からのアタッチ要求又は位置更新要求を移動管理ノード３００に転送する。アタッチ要求は、上位ネットワーク３０への初期登録を要求するために送信される。アタッチ要求及び位置更新要求は、移動局１００を特定するためのＭＳＩＤ（e.g. ＧＵＴＩ、又はＩＭＳＩ）を含む。ＬＴＥにおいては、ＩＭＳＩが加入者サーバ３２０に管理されている全ての移動局にユニークに割り当てられた加入者識別子に相当する。一方、ＧＵＴＩは、移動管理ノード３００としてのＭＭＥが移動局１００に割り当てた一時的な識別子である。移動管理ノード３００としてのＭＭＥは、移動局１００から受信したＧＵＴＩをもとに、必要に応じて移動局１００が過去に接続した旧ＭＭＥに問い合わせることによって、移動局１００のＩＭＳＩを取得することができる。

ステップＳ３３では、移動管理ノード３００は、アタッチ要求又は位置更新要求の受信に応じて、加入者サーバ３２０に当該移動局１００の加入者情報の送信を要求する。ステップＳ３３で送信される要求は、移動局１００のＭＳＩＤ（ただし、加入者サーバ３２０によって管理されているＩＤ、例えばＩＭＳＩ）を含む。ステップＳ３３で送信される要求は、例えば位置更新要求（e.g. ＴＡＵリクエスト、ＲＡＵリクエスト）である。ステップＳ３４では、移動管理ノード３００は、移動局１００の加入者情報を加入者サーバ３２０から受信する。この加入者情報は、上述した移動局１００の移動種別を含む。すなわち、図７の例では、移動管理ノード３００は、移動局１００のアタッチ又は位置更新の過程において、移動局１００の移動種別を加入者サーバ３２０から取得する。ステップＳ３５では、移動管理ノード３００は、必要に応じて移動局１００のアタッチ処理を実行する。ただし、ステップＳ３５は、移動局１００の初期アタッチ時のみに行えばよい。

ステップＳ３６及び３７では、移動管理ノード３００は、ステップＳ３４において加入者サーバ３２０から取得した移動局１００の移動種別を用いて、ＰＡ決定アルゴリズムの特定及びＰＡの決定を行う。ステップＳ３６及び３７の処理は、例えば図６のフローチャートに従って行われればよい。ステップＳ３６及び３７が実施されるタイミングは特に限定されない。つまり、ステップＳ３６及び３７は、移動局１００からのアタッチ要求又は位置更新要求の受信と一連の手順で行われてもよい。また、ステップＳ３６及び３７は、移動局１００からのアタッチ要求又は位置更新要求の受信の後に、任意のタイミングにおいて行われてもよい。また、ステップＳ３６及び３７は、移動局１００のページング（下りトラフィックの到着）を契機として行われてもよい。また、移動管理ノード３００は、ステップＳ３６をアタッチ要求又は位置更新要求の受信と一連の手順で実施し、ステップＳ３６を移動局１００のページング（下りトラフィックの到着）を契機として行なってもよい。

ステップＳ３８では、移動管理ノード３００は、移動局１００への下りトラフィックが上位ネットワーク３０に到着したことに応じて、移動局１００のＰＡに含まれる基地局２００に対してページング要求を送信する。ステップＳ３９では、基地局２００は、セル２１０内にページング信号を送信する。

上述したように、本実施の形態では、移動局１００の移動種別を示す情報を加入者サーバ３２０に保持しておき、当該情報を用いて移動局１００に適用するＰＡ決定アルゴリズムを特定することとした。したがって、本実施の形態は、移動局１００の移動種別に対応した適切なＰＡ決定アルゴリズムを使用することができる。

＜発明の実施の形態３＞
本実施の形態では、発明の実施の形態１で述べたＰＡ決定アルゴリズムの特定に関する他の具体例について説明する。本実施の形態に係る移動通信システムの構成は、図１に示した構成例と同様とすればよい。本実施の形態では、移動管理ノード３００は、移動局１００の移動履歴を取得し、移動履歴を用いて移動局１００の移動特性を判定する。

図８は、本実施の形態に係る移動管理ノード３００の構成例を示すブロック図である。図８の構成例は、基地局データベース（ＤＢ）３０５及び移動履歴データベース（ＤＢ）３０６を含む。基地局ＤＢ３０５は、移動管理ノード３００が複数の移動局１００に関して共通的に使用する情報を格納している。つまり、基地局ＤＢ３０５は、各基地局２００の識別子（以下、ＢＳＩＤ）と地理的な位置との対応関係を示す情報を格納している。移動履歴ＤＢ３０６は、移動局１００毎の移動履歴、言い換えると移動局１００の地理的位置の時間変化、に関する情報を格納している。つまり、移動履歴ＤＢ３０６は、移動局１００が接続した基地局２００と接続した時間の履歴を格納する。ＰＡ制御部３０１は、基地局ＤＢ３０５及び移動履歴ＤＢ３０６を合わせて用いることによって、移動局１００の地理的位置の時間変化を把握することができる。なお、図８の例は一例に過ぎない。例えば、移動管理ノード３００は、移動局１００のＧＰＳ位置情報の収集履歴を参照することによって、移動局１００の地理的位置の時間変化を把握してもよい。

図９は、本実施の形態に係る移動管理ノード３００（アルゴリズム特定部３０２）によるＰＡ決定アルゴリズムの特定手順の具体例を示すフローチャートである。図９の例は、実施の形態１で述べたアルゴリズム１が標準的なアルゴリズムとして最初に選択された状態から、実施の形態１で述べたアルゴリズム２〜４のいずれかに移動局１００の移動特性に応じて振り分ける例を示している。ステップＳ４１では、移動管理ノード３００は、移動局１００の移動履歴を取得する。ステップＳ４２では、移動管理ノード３００は、移動局１００の移動履歴を参照することによって、移動局１００の実質的な移動性の有無を判定する。移動性が無い場合（ステップＳ４２でＮＯ）、移動管理ノード３００は、移動局１００に適用するＰＡ決定アルゴリズムとしてアルゴリズム４を選ぶ（ステップＳ４３）。

移動性有りの場合（ステップＳ４２でＹＥＳ）、移動管理ノード３００は、移動局１００の移動軌跡が直線的であるか否かを判定する（ステップＳ４４）。移動局１００の移動軌跡が直線的でない場合（ステップＳ４４でＮＯ）、移動管理ノード３００は、移動局１００に適用するＰＡ決定アルゴリズムとしてアルゴリズム２を選ぶ（ステップＳ４５）。一方、移動局１００の移動軌跡が直線的である場合（ステップＳ４４でＹＥＳ）、移動管理ノード３００は、移動局１００に適用するＰＡ決定アルゴリズムとしてアルゴリズム３を選ぶ（ステップＳ４６）。

次に、移動管理ノード３００による移動局１００の移動履歴の取得に関する具体例を説明する。移動管理ノード３００は、移動局１００からの定期的な位置更新要求の処理過程において、移動局１００の移動履歴を取得・蓄積すればよい。この例について、図１０のシーケンス図を用いて説明する。図１０のステップＳ５１では、移動局１００は、定期的な位置更新要求を基地局２００に送信する。

ステップＳ５２では、基地局２００は、移動局１００からの位置更新要求を移動管理ノード３００に転送する。ここで、基地局２００から移動管理ノード３００に転送される位置更新要求には、位置更新要求を受信した基地局２００の識別子（ＢＳＩＤ）が付加されている。したがって、移動管理ノード３００は、基地局２００から転送されてきた位置更新要求を参照することによって、移動局１００の現在位置（i.e. 接続中の基地局２００）を把握することができる。ステップＳ４３では、移動管理ノード３００は、把握した移動局１００の現在位置（i.e. 接続中の基地局２００）を移動局１００の移動履歴に追加する。具体的には、移動管理ノード３００は、把握した移動局１００の現在位置を移動履歴ＤＢ３０６に記録すればよい。

ステップＳ５４及びＳ５５では、移動管理ノード３００は、図示しない加入者サーバとの間で位置更新処理が完了したことに応じて、基地局２００を経由して位置更新応答を移動局１００に送信する。

ステップＳ５６及び５７では、移動管理ノード３００は、ステップＳ５３において取得された移動局１００の移動履歴を用いて、ＰＡ決定アルゴリズムの特定及びＰＡの決定を行う。ステップＳ５６及び５７の処理は、例えば図９のフローチャートに従って行われればよい。ステップＳ５６及び５７が実施されるタイミングは特に限定されないことは、実施の形態１及び２で述べた通りである。

ステップＳ５８では、移動管理ノード３００は、移動局１００への下りトラフィックが上位ネットワーク３０に到着したことに応じて、移動局１００のＰＡに含まれる基地局２００に対してページング要求を送信する。ステップＳ５９では、基地局２００は、セル２１０内にページング信号を送信する。

上述したように、本実施の形態では、移動管理ノード３００は、移動局１００の移動履歴を自立的に収集し、この移動履歴を用いて移動局１００に適用するＰＡ決定アルゴリズムを特定することとした。したがって、本実施の形態は、加入者情報を保持する加入者サーバに新たな情報（e.g. 移動種別）を保持させること無く、移動局１００の移動特性に対応した適切なＰＡ決定アルゴリズムを特定することができる。

＜発明の実施の形態４＞
本実施の形態では、上述した発明の実施の形態１〜３の変形例について説明する。実施の形態１〜３では、移動管理ノード３００が、ＰＡ決定アルゴリズムの特定及びＰＡの決定を行う例について示した。しかしながら、移動通信システムにおける機能配置の自由度に照らすと、ＰＡ決定アルゴリズムの特定機能及びＰＡ決定機能の配置は、適宜変更することができる。また、ＰＡ決定アルゴリズムの特定機能とＰＡ決定機能とは分離されてもよい。

以下では、ＰＡ決定アルゴリズムの特定機能及びＰＡ決定機能が移動管理ノードから分離された例について説明する。図１１は、本実施の形態に係る移動通信システム４の構成例を示すブロック図である。図１１に示されたＰＡ制御ノード４００は、発明の実施の形態１〜３で説明されたＰＡ決定アルゴリズムの特定機能及びＰＡ決定機能を有する。図１１に示された移動管理ノード３３０は、移動局１００のページングに際して、ＰＡ制御ノード４００によって決定されたＰＡに含まれている基地局２００に対してページング指示を行う。ＰＡ制御ノード４００は、複数の移動管理ノード３３０と接続され、複数の移動管理ノード３００に関するＰＡ決定アルゴリズムの特定及びＰＡ決定を行なってもよい。また、図１１の構成例では、ＰＡ制御ノード４００が上位ネットワーク３０に配置されている。しかしながら、ＰＡ制御ノード４００は、移動管理ノード３３０と通信可能であればよく、上位ネットワーク３０の外部に配置されてもよい。

図１２は、ＰＡ制御ノード４００の構成例を示すブロック図である。図１２から理解されるように、図２又は図８において移動管理ノード３００が有する要素として説明したＰＡ制御部３０１がＰＡ制御ノード４００に配置される。

ＰＡ制御ノード４００は、例えば、移動管理ノード３３０からの要求に応じて移動局１００のＰＡ決定を行えばよい。また、移動管理ノード３３０は、例えば、移動局１００から位置更新要求を受信したことを契機としてＰＡ制御ノード４００に対する要求（ＰＡの確認）を行えばよい。この例について、図１３のシーケンス図を用いて説明する。

図１３のステップＳ６１では、移動局１００は、位置更新要求を基地局２００に送信する。ステップＳ６２では、基地局２００は、移動局１００からの位置更新要求を移動管理ノード３３０に転送する。ステップＳ６３では、移動管理ノード３３０は、位置更新要求の受信を契機として、移動局１００のＰＡの変更をＰＡ制御ノード４００に確認する。移動管理ノード３３０は、ＰＡ変更確認メッセージをＰＡ制御ノード４００に送信すればよい。

ステップＳ６４及び６４では、ＰＡ制御ノード４００は、移動局１００のＰＡ決定アルゴリズムの特定及びＰＡの決定を行う。ＰＡ制御ノード４００は、実施の形態１〜３のいずれかで説明したＰＡ決定アルゴリズムの特定及びＰＡの決定の手順を実施すればよい。ステップＳ６６では、ＰＡ制御ノード４００は、移動局１００の新たなＰＡを移動管理ノード３３０に通知する。

ステップＳ６７では、移動管理ノード３３０は、移動局１００への下りトラフィックが上位ネットワーク３０に到着したことに応じて、移動局１００のＰＡに含まれる基地局２００に対してページング要求を送信する。ステップＳ６８では、基地局２００は、セル２１０内にページング信号を送信する。

上述したように、本実施の形態は、移動管理ノード３３０から分離されたＰＡ制御ノード４００において移動局１００のＰＡ決定アルゴリズムの特定及びＰＡの決定を行う構成とした。したがって、移動管理ノード３３０の負荷が大きくなることを防止できる。

＜発明の実施の形態５＞
本実施の形態では、発明の実施の形態１で説明したＰＡ決定アルゴリズム３の具体例について説明する。ＰＡ決定アルゴリズム３は、移動局１００の移動方向が他の方向に比べて優先的に含まれる非円形かつ非球形の地理的領域を特定し、当該地理的領域に含まれる基地局２００、又は当該地理的領域と少なくとも一部が重なるセル２１０をＰＡとして選択することを含む。本実施の形態では、非円形かつ非球形の地理的領域として、楕円又は楕円体の地理的領域が特定される例を示す。

移動局１００の移動方向を優先的に含むように楕円の地理的領域を特定する例について、図１４Ａ〜１４Ｃを用いて説明する。図１４Ａ及び１４Ｂは、地理的領域としての楕円７０の長軸及び短軸の方向を固定した例である。例えば、楕円７０の長軸及び短軸が地図上の南北方向及び東西方向に一致するようにすればよい。図１４Ａ及び１４Ｂの例では、移動局１００の移動方向を用いる。移動方向は、移動局１００の移動履歴を用いて得ることができる。移動局１００の移動方向は、予め定められた期間内における平均移動方向としてもよい。移動局１００の移動方向は、移動局１００の移動速度ベクトルＶとして求めてもよい。移動速度ベクトルＶの向きは、移動局１００の移動の向きを示す。移動速度ベクトルＶは、予め定められた期間内における平均移動速度であってもよい。

図１４Ａ及び１４Ｂでは、移動局１００の直近の位置ＣＰを楕円７０の中心としている。そして、楕円７０の長軸及び短軸は以下のように決定される。すなわち、楕円７０の長軸及び短軸は、長軸と移動局１００の移動方向（e.g. 移動速度ベクトルＶ）とのなす角度が、短軸と移動局１００の移動方向（e.g. 移動速度ベクトルＶ）とのなす角度より小さくなるように決定される。言い換えると、楕円７０の長軸及び短軸は、移動局１００の移動速度ベクトルＶの長軸への射影成分が、移動速度ベクトルＶの短軸への射影成分より大きくなるように決定される。

一方、図１４Ｃでは、地理的領域としての楕円７０の長軸及び短軸の方向が、移動局１００の移動方向（e.g. 移動速度ベクトルＶ）に沿うように決定される。図１４Ｃのようにすれば、図１４Ａ及び１４Ｂに比べて、移動局１００の移動方向に基づいて移動局１００の存在確率が高いと予測される地理的領域を一層効率よくＰＡに含めることができ、移動局１００が存在する可能性が低い領域をＰＡから除外することができる。

なお、図１４Ａ〜１４Ｃに示した例では、地理的領域としての楕円７０の大きさは、移動局１００の移動スピード（e.g. 移動速度ベクトルＶの大きさ）に応じて変更すればよい。つまり、移動局１００の移動スピードが大きいほど、楕円７０の大きさを大きくすればよい。

また、図１４Ａ〜１４Ｃに示した例では、移動局１００の直近の位置ＣＰを楕円７０の中心としているが、これを中心からずらしてもよい。例えば、図１４ＣにＣＰ１として示すように、移動局１００の移動の向き（e.g. 移動速度ベクトルＶの向き）の逆方向に長軸方向に沿って楕円７０の中心からずらした位置に移動局１００の直近の位置ＣＰ１を置いてもよい。例えば、ＣＰ１は、楕円７０の焦点位置としてもよい。

さらに、地理的領域としての楕円７０は、移動局１００の直近の位置ＣＰを含まなくてもよい。例えば、移動局１００の直近の位置ＣＰが取得された時点からの経過時間と、移動局１００の移動速度ベクトルＶに基づいて、移動局１００の現在位置を予測してもよい。そして、予測された現在位置を含むように楕円７０の場所を決定すればよい。

さらにまた、楕円７０の離心率は、移動局１００の移動のランダム性の程度に応じて調整してもよい。具体的には、移動局１００の移動方向が直線的であるほど、楕円７０離心率を大きく、つまり長軸と短軸の長さの差を大きく、すればよい。例えば、移動局１００の移動履歴を用いて計算された移動局１００の平均移動距離（又は平均移動速度）のばらつき（e.g. 分散、標準偏差）が小さい場合には、移動局１００の移動のランダム性が小さい、言い換えると移動局１００の移動方向が直線的であると考えられる。したがって、動局１００の平均移動距離（又は平均移動速度）のばらつき（e.g. 分散、標準偏差）が小さいほど、楕円７０の離心率を大きくすればよい。

図１５は、本実施の形態で説明したＰＡ決定アルゴリズム３によるＰＡ決定手順の一例を示すフローチャートである。ステップＳ７１では、移動管理ノード３００（又はＰＡ制御ノード４００）は、移動局１００の移動履歴を取得する。ステップＳ７２では、移動管理ノード３００（又はＰＡ制御ノード４００）は、移動局１００の移動方向を計算する。そして、移動管理ノード３００（又はＰＡ制御ノード４００）は、移動局１００の移動方向が他の方向に比べて優先的に含まれる楕円の地理的領域を決定する。ステップＳ７３では、移動管理ノード３００（又はＰＡ制御ノード４００）は、決定された楕円の地理的領域に含まれる基地局２００、又は当該地理的領域と少なくとも一部が重なるセル２１０をＰＡとして選択する。

続いて以下では、地理的領域としての楕円７０を求める計算式の具体例を示す。ここでは、楕円７０を決定するために以下のパラメータ（ａ）〜（ｄ）を使用する。
（ａ）移動局１００の移動履歴：移動局１００の位置およびその取得時刻 （ｘ_{ｋ−ｎ＋１}，ｙ_{ｋ−ｎ＋１}，ｔ_{ｋ−ｎ＋１}）、（ｘ_{ｋ−ｎ＋２}，ｙ_{ｋ−ｎ＋２}，ｔ_{ｋ−ｎ＋２}）、・・・（ｘ_ｋ，ｙ_ｋ，ｔ_ｋ）
（ｂ）参照する移動履歴の数：ｎ
（ｃ）ページングエリア更新間隔：Ｔ
（ｄ）制限パラメータ：α （０≦α≦１）

１つめのパラメータである（ａ）移動履歴において（ｘ_ｋ，ｙ_ｋ）は移動局１００の直近の位置ＣＰである。つまり、ここでは、移動局１００の直近の位置（ｘ_ｋ，ｙ_ｋ）から順にｎ個の履歴を使用する。以下に述べる計算式では、（ｃ）ページングエリア更新間隔Ｔが大きいほど楕円７０の面積大きくなるようにする。また、（ｄ）制限パラメータαは、楕円７０（つまりページングエリア）の面積を制限するパラメータである。制限パラメータαが小さいほど楕円７０の面積が小さくなる。

（第１の例）
第１の例では、地理的領域としての楕円７０の長軸及び短軸の方向を固定する。楕円７０の長軸及び短軸の方向は、移動局１００の移動履歴のｘ軸及びｙ軸の方向と一致させればよい。例えば、楕円７０の長軸及び短軸が地図上の南北方向及び東西方向に一致する。第１の例では、移動局１００のｎ個の移動履歴を用いて、移動局１００のｘ軸方向の単位時間当たりの平均移動量σ_ｘ、及びｙ軸方向の単位時間当たりの平均移動量σ_ｙを求める。σ_ｘ及びσ_ｙは、以下の式（１）により表すことができる。

そして、上述したσ_ｘ及びσ_ｙを用いて以下の式（２）で表される楕円形の不等式領域を求める。この不等式領域は、ページングエリアを求めるための地理的領域（楕円７０）に対応する。式（２）によって表される地理的領域は、移動局１００の直近の位置（ｘ_ｋ，ｙ_ｋ）を中心とする楕円形の内部領域である。

（第２の例）
第２の例では、地理的領域としての楕円７０の長軸及び短軸の方向を、移動局１００の移動方向に沿うように決定する。始めに、最小二乗法を用いて、移動局１００のｎ個の移動履歴を1次方程式によって近似する。具体的には、移動局１００のｘ座標およびその取得時刻に関するｎ個の観測点（ｘ_{ｋ−ｎ＋１}，ｔ_{ｋ−ｎ＋１}）、（ｘ_{ｋ−ｎ＋２}，ｔ_{ｋ−ｎ＋２}）、・・・（ｘ_ｋ，ｔ_ｋ）を、横軸をｘ軸とし縦軸を時間軸（ｔ軸）とする直交座標系において１次方程式（ｔ＝μ_ｘｔ＋ｂ_ｘ）によって近似する。同様に、移動局１００のｙ座標およびその取得時刻に関するｎ個の観測点（ｙ_{ｋ−ｎ＋１}，ｔ_{ｋ−ｎ＋１}）、（ｙ_{ｋ−ｎ＋２}，ｔ_{ｋ−ｎ＋２}）、・・・（ｙ_ｋ，ｔ_ｋ）を１次方程式（ｔ＝μ_ｙｔ＋ｂ_ｙ）によって近似する。このとき、傾きμ_ｘ及びμ_ｙは、以下の式（３）及び式（４）により求めることができる。

次に、ｘｙ座標系において、移動局１００の移動方向のｘ軸に対する仰角θを求める。仰角θは、傾きμ_ｘ及びμ_ｙを用いて以下の式（５）により求めることができる。さらに、移動履歴の座標系を仰角θだけ回転することによって、地理的領域としての楕円７０の長軸及び短軸の方向を移動局１００の移動方向に沿うように変換できる。もとの座標系を（ｘ，ｙ）とし、変換後の座標系を（ｘ´，ｙ´）とすると、座標系の回転変換は、式（６）によって表される。

そして、第１の例と同様に、移動局１００のｎ個の移動履歴を用いて、移動局１００のｘ´軸方向の単位時間当たりの平均移動量σ´_ｘ、及びｙ´軸方向の単位時間当たりの平均移動量σ´_ｙを求める。σ´_ｘ及びσ´_ｙは、以下の式（７）により表すことができる。

最後に、上述したσ´_ｘ及びσ´_ｙを用いて以下の式（８）で表される楕円形の不等式領域を求める。この不等式領域は、ページングエリアを求めるための地理的領域（楕円７０）に対応する。

なお、以上の説明では、楕円の地理的領域に関して述べた。しかしながら、移動局１００の移動履歴として３次元の位置情報が得られる場合、ＰＡ決定アルゴリズム３によって特定される地理的領域は楕円体でもよい。

＜その他の実施の形態＞
発明の形態１〜５で説明した移動管理ノード３００、ＰＡ制御ノード４００、ＰＡ制御部３０１により行われる処理は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）を含む半導体処理装置を用いて実現してもよい。また、これらの処理は、マイクロプロセッサ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のコンピュータにプログラムを実行させることによって実現してもよい。具体的には、フローチャート及びシーケンス図を用いて説明したアルゴリズムをコンピュータに行わせるための命令群を含む１又は複数のプログラムを作成し、当該プログラムをコンピュータに供給すればよい。

このプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

また、発明の実施の形態１〜５は、適宜組み合わせることも可能である。さらに、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
＜参考の形態＞

特許文献１及び２は、移動局の移動スピードの大きさに応じてページングエリアの大きさを変更することを示すのみであって、移動局の移動方向を考慮してページングエリアを決定することについては開示していない。これに対して、発明の実施の形態１〜５で説明したＰＡ決定アルゴリズム３は、移動局１００の移動方向が他の方向に比べて優先的に含まれる非円形かつ非球形の地理的領域に基づいて、移動局１００のページングエリア（ＰＡ）を決定することを特徴とする。したがって、ＰＡ決定アルゴリズム３により決定されるＰＡは、特許文献１及び２の技術により決定されるＰＡに比べて、移動局１００の移動方向を効率よくカバーできる可能性が高い。したがって、ＰＡ決定アルゴリズム３は、特許文献１及び２の技術に比べて、ページング負荷の低減、及びページング失敗の防止に寄与できる。

すなわち、発明の実施の形態１〜５で説明したＰＡ決定アルゴリズム３は、移動局１００の移動特性に応じたＰＡ決定アルゴリズムの特定（変更）を行わない場合にも優れた効果を奏する。言い換えると、ＰＡ決定アルゴリズム３による上述の効果を得るためには、移動局１００の移動特性に応じたＰＡ決定アルゴリズムの特定を行うことを必須としない。ＰＡ決定アルゴリズム３を用いる実施の形態は、例えば、以下の付記のように記載することができる。

（付記１）
移動局の移動方向が他の方向に比べて優先的に含まれる非円形かつ非球形の地理的領域に基づいて前記移動局のページングエリアを決定すること、
を含むページングエリア制御方法。
（付記２）
前記決定することは、前記移動局が属する位置登録エリアの中から前記ページングエリアを決定することを含む、付記１に記載の方法。
（付記３）
前記領域の形状は、楕円又は楕円体である、付記１又は２に記載の方法。
（付記４）
前記楕円又は楕円体の長軸と前記移動方向とのなす角度は、前記楕円又は楕円体の短軸と前記移動方向とのなす角度より小さい、付記３に記載の方法。
（付記５）
前記楕円又は楕円体は、前記移動方向に沿った長軸を有する、付記３又は４に記載の方法。
（付記６）
前記楕円又は楕円体の離心率は、前記移動局の移動のランダム性、又は前記移動方向のばらつきに応じて決定される、付記３〜５のいずれか１項に記載の方法。
（付記７）
前記決定することは、前記移動局への下りトラフィックが到着したこと契機として行われる、付記１〜６のいずれか１項に記載の方法。
（付記８）
前記決定することは、前記領域に含まれる基地局群を前記ページングエリアとして選択すること含む、付記１〜７のいずれか１項に記載の方法。
（付記９）
前記決定することは、前記位置登録エリアに含まれる基地局群のうち、前記領域に含まれる基地局群を前記ページングエリアとして選択すること含む、付記２、並びに付記２を引用する付記３〜７のいずれか１項に記載の方法。
（付記１０）
前記決定することは、前記領域と少なくとも一部が重なるセル群を前記ページングエリアとして選択すること含む、付記１〜７のいずれか１項に記載の方法。
（付記１１）
前記決定することは、前記位置登録エリアに含まれるセル群のうち、前記領域と少なくとも一部が重なるセル群を前記ページングエリアとして選択すること含む、付記２、並びに付記２を引用する付記３〜７のいずれか１項に記載の方法。
（付記１２）
異なる時間において収集された前記移動局に関する複数の位置情報を用いて前記移動方向を判定することをさらに備える、付記１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
（付記１３）
移動局の移動方向が他の方向に比べて優先的に含まれる非円形かつ非球形の地理的領域に基づいて前記移動局のページングエリアを決定するよう構成されたページングエリア制御装置。
（付記１４）
移動局の移動方向が他の方向に比べて優先的に含まれる非円形かつ非球形の地理的領域に基づいて前記移動局のページングエリアを決定する決定手段と、
前記移動局をページングするために、前記ページングエリアに対してページング信号を送信するページング手段と、
を備える移動通信システム。
（付記１５）
移動局の移動方向が他の方向に比べて優先的に含まれる非円形かつ非球形の地理的領域に基づいて前記移動局のページングエリアを決定することを含むページングエリア制御方法をコンピュータに行わせるためのプログラム。

この出願は、２０１２年１月１６日に出願された日本出願特願２０１２−６３４４を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１、２、４ 移動通信システム
９ 外部ネットワーク
３０ コアネットワーク
１００ 移動局
２００ 基地局
２１０ セル
３００、３３０ 移動管理ノード
３０１ ページングエリア（ＰＡ）制御部
３０２ アルゴリズム特定部
３０３ ページングエリア（ＰＡ）決定部
３０４ ページング制御部
３０５ 基地局データベース（ＤＢ）
３０６ 移動履歴データベース（ＤＢ）
３１０ 転送ノード
３２０ 加入者サーバ
４００ ページングエリア（ＰＡ）制御ノード

Claims (40)

1. 複数のページングエリア決定アルゴリズムの中から移動局の移動特性に対応したアルゴリズムを特定する特定手段と、
   特定されたアルゴリズムを用いて前記移動局のページングエリアを決定する決定手段と、
   を備えるページングエリア制御装置。
2. 前記決定手段は、前記移動局が属する位置登録エリアの中から前記ページングエリアを決定する、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記移動特性は、移動性の有無、移動スピード、移動方向、移動範囲に対する制約、移動のランダム性、及び移動の反復性のうち少なくとも１つを含む、請求項１又は２に記載の制御装置。
4. 前記移動特性は、前記移動局の種別情報によって指定される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御装置。
5. 前記種別情報は、移動性の有無、移動スピード、移動方向、移動範囲に対する制約、移動のランダム性、及び移動の反復性のうち少なくとも１つに基づいて区別される、請求項４に記載の制御装置。
6. 前記種別情報を含む前記移動局の属性情報を加入者サーバから取得する手段をさらに備える、請求項４又は５に記載の制御装置。
7. 前記移動特性は、前記移動局の移動履歴を用いて判定される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の制御装置。
8. 前記複数のページングエリア決定アルゴリズムの各々は、複数の移動特性のうち少なくとも１つと予め対応付けられている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の制御装置。
9. 前記決定手段は、前記移動局への下りトラフィックが到着したこと契機として前記ページングエリアの決定を行う、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記ページングエリアの決定は、前記位置登録エリアに含まれる基地局群又はセル群の中から、少なくとも１つの基地局又はセルを前記ページングエリアとして選択することにより行われる、請求項２に記載の制御装置。
11. 前記複数のページングエリア決定アルゴリズムは、第１のアルゴリズムを含み、
    前記第１のアルゴリズムは、前記移動局の移動方向が他の方向に比べて優先的に含まれる非円形かつ非球形の地理的領域に基づいて前記ページングエリアを決定することを含む、
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の制御装置。
12. 前記領域の形状は、楕円又は楕円体である、請求項１１に記載の制御装置。
13. 前記楕円又は楕円体の長軸と前記移動方向とのなす角度は、前記楕円又は楕円体の短軸と前記移動方向とのなす角度より小さい、請求項１２に記載の制御装置。
14. 前記楕円又は楕円体は、前記移動方向に沿った長軸を有する、請求項１２又は１３に記載の制御装置。
15. 前記楕円又は楕円体の離心率は、前記移動局の移動のランダム性、又は前記移動方向のばらつきに応じて決定される、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の制御装置。
16. 前記第１のアルゴリズムは、前記移動局が属する位置登録エリアに含まれる基地局群のうち、前記領域に含まれる基地局群を前記ページングエリアとして選択すること含む、請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の制御装置。
17. 前記第１のアルゴリズムは、前記移動局が属する位置登録エリアに含まれるセル群のうち、前記領域と少なくとも一部が重なるセル群を前記ページングエリアとして選択すること含む、請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の制御装置。
18. 複数のページングエリア決定アルゴリズムの中から移動局の移動特性に対応したアルゴリズムを特定すること、及び
    特定されたアルゴリズムを用いて前記移動局のページングエリアを決定すること、
    を備える、ページングエリア制御方法。
19. 前記決定することは、前記移動局が属する位置登録エリアの中から前記ページングエリアを決定することを含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記移動特性は、移動性の有無、移動スピード、移動方向、移動範囲に対する制約、移動のランダム性、及び移動の反復性のうち少なくとも１つを含む、請求項１８又は１９に記載の方法。
21. 前記移動特性は、前記移動局の種別情報によって指定される、請求項１８〜２０のいずれか１項に記載の方法。
22. 前記種別情報は、移動性の有無、移動スピード、移動方向、移動範囲に対する制約、移動のランダム性、及び移動の反復性のうち少なくとも１つに基づいて区別される、請求項２１に記載の方法。
23. 前記種別情報を含む前記移動局の属性情報を加入者サーバから取得することをさらに備える、請求項２１又は２２に記載の方法。
24. 前記移動局の移動履歴を用いて前記移動局の移動特性を判定することをさらに備える、請求項１８〜２０のいずれか１項に記載の方法。
25. 前記決定することは、前記移動局への下りトラフィックが到着したこと契機として行われる、請求項１８〜２４のいずれか１項に記載の方法。
26. 前記決定することは、前記位置登録エリアに含まれる基地局群又はセル群の中から、少なくとも１つの基地局又はセルを前記ページングエリアとして選択することを含む、請求項１９に記載の方法。
27. 前記複数のページングエリア決定アルゴリズムは、第１のアルゴリズムを含み、
    前記第１のアルゴリズムは、前記移動局の移動方向が他の方向に比べて優先的に含まれる非円形かつ非球形の地理的領域に基づいて前記移動局のページングエリアを決定することを含む、
    請求項１８〜２６のいずれか１項に記載の方法。
28. 前記領域の形状は、楕円又は楕円体である、請求項２７に記載の方法。
29. 複数のページングエリア決定アルゴリズムの中から移動局の移動特性に基づいて特定されたアルゴリズムを用いて前記移動局のページングエリアを決定する決定手段と、
    前記移動局をページングするために、前記ページングエリアに対してページング信号を送信するページング手段と、
    を備える移動通信システム。
30. 前記決定手段は、前記移動局が属する位置登録エリアの中から前記ページングエリアを決定する、請求項２９に記載のシステム。
31. 前記移動特性は、移動性の有無、移動スピード、移動方向、移動範囲に対する制約、移動のランダム性、及び移動の反復性のうち少なくとも１つを含む、請求項２９又は３０に記載のシステム。
32. 前記移動特性は、前記移動局の種別情報によって指定される、請求項２９〜３１のいずれか１項に記載のシステム。
33. 前記種別情報は、移動性の有無、移動スピード、移動方向、移動範囲に対する制約、移動のランダム性、及び移動の反復性のうち少なくとも１つに基づいて区別される、請求項３２に記載のシステム。
34. 前記移動特性は、前記移動局の移動履歴を用いて判定される、請求項２９〜３３のいずれか１項に記載のシステム。
35. 前記決定手段は、前記移動局への下りトラフィックが到着したこと契機として前記ページングエリアの決定を行う、請求項２９〜３４のいずれか１項に記載のシステム。
36. 前記ページングエリアの決定は、前記位置登録エリアに含まれる基地局群又はセル群の中から、少なくとも１つの基地局又はセルを前記ページングエリアとして選択することにより行われる、請求項３０に記載のシステム。
37. 前記複数のページングエリア決定アルゴリズムは、第１のアルゴリズムを含み、
    前記第１のアルゴリズムは、前記移動局の移動方向が他の方向に比べて優先的に含まれる非円形かつ非球形の地理的領域に基づいて前記移動局のページングエリアを決定することを含む、
    請求項２９〜３６のいずれか１項に記載のシステム。
38. 前記領域の形状は、楕円又は楕円体である、請求項３７に記載のシステム。
39. 請求項２９〜３８のいずれか１項に記載の移動通信システムと結合して使用され、前記ページング信号に応答して通信を開始するよう構成された移動局。
40. ページングエリア制御方法をコンピュータに行わせるためのプログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
    前記方法は、
    複数のページングエリア決定アルゴリズムの中から移動局の移動特性に対応したアルゴリズムを特定すること、及び
    特定されたアルゴリズムを用いて前記移動局のページングエリアを決定すること、
    を含む、コンピュータ可読媒体。

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