JP2002533037A - セルラ移動通信システム及びそのようなシステムのための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ページを送信するセルラ移動通信システムにおける方法とそのようなシステムに関する。システムのセルは２つのクラスに細分化される。セルが指定されるクラスは、ページを送信する容量又はセル内で受信されたページ応答の量によって決定される。移動局をページングするとき、ページは最初に第１のクラスのセルに送信される。そのページに対して何の応答も受信できなかったら、ページは第２のクラスのセルにも送信される。利点は、送信の容量が足りないために輻輳状態となるページが少なくなることである。第２のクラスのセルに送信されたページは、これらのセル内に実際に存在する移動局に最初に送信される。これにより、全ての移動局に送られたページがそれらの移動局に到達する確率が上昇する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 技術分野 本発明はセルラ移動通信システム及びそのようなシステムで移動局をページン
グする方法に関する。

【０００２】 従来の技術 セルラ移動通信システムによってカバーされるエリアは、セルに細分化されて
いる。各セルには、該セル内の移動局をサービスする無線基地局がある。無線基
地局を介して、移動局と固定ネットワークとの間での通信が行われ得る。

【０００３】 更に、カバーエリアは小さな数の位置登録エリアに細分化されている。各位置
登録エリアは複数のセルを含んでいる。

【０００４】 移動通信システムの固定された部分は、どのセルにアイドルモードの移動局が
位置しているのかに関する情報を持っていない。一方で、移動局は位置登録エリ
アに登録されている。

【０００５】 ネットワークから始まる移動局へのリンクが設定されるとき、登録された位置
登録エリア内の全てのセル内の移動局にページが送信される。移動局はページを
受信し、１つのセルで応答する。そのセル内で連続した通信が行われる。位置登
録エリアには、概して多数の移動局が存在し、位置登録エリアで送信されるペー
ジの数は、位置登録エリア内の移動局の数に比例する。ページ送信の容量が常に
要求と合うものではないことが問題となる。このため、いくつかのページが輻輳
状態となる。

【０００６】 この問題に対する解決策が、米国特許番号５５９０３９８号明細書に記載され
ている。この解決策は、移動通信システムが、それぞれの移動局に対して、その
移動局が通常トラフィックを生じページに応答するセルについての統計を集める
ものである。この統計を用いて、各移動局に対する仮想登録位置エリアが作り出
される。その移動局へのページは、その後で仮想位置登録エリア内に送信される
。仮想位置登録エリアは、以前に規定された位置登録エリアより小さいので、ペ
ージはより少ない数のセル内に送信され、これによりページが輻輳状態となる全
リスクが減少される。提案された解決策の問題点は、移動通信システムに係わる
全ての移動局の統計を集め、更新し、整理するのが困難なことである。従ってこ
の解決策は実施が難しい。この解決策の更なる問題点は、統計が個人情報の侵害
となる可能性があることである。

【０００７】 発明の要旨 本発明は、ページが輻輳状態となりそのため送信されていないというリスクを
低減するべく、全ての移動局の統計を集める手段を用いずに、移動通信システム
における問題に対処するものである。

【０００８】 別の問題は、移動局がページを受信するまでに長い時間がかかる可能性がある
ことである。この問題は第１の問題と結びつけられる。ほとんど多くの場合、第
１の問題は他方を犠牲にして低減され得、逆の場合も同じである。

【０００９】 更に別の問題は、ページを送信する新たな方法は、既存の移動通信システムに
導入するのが困難であってはいけないことである。

【００１０】 従って、本発明の目的は、少なく数のセルへのページの送信を制限するが、ペ
ージングされた移動局にそのページが到達する確率を高く保つことである。

【００１１】 この問題は本発明によれば、システムのセルが２つのクラスに分けられた、セ
ルラ移動通信システム及びそのようなシステムにおける方法によって解決される
。

【００１２】 本発明の一態様によれば、セルがページの送信に対して大きな容量を有してい
れば、そのセルは第１のクラスに指定される。本発明の別の態様によれば、セル
内でページに対する応答の大部分が受信されれば、そのセルは第１のクラスに指
定される。

【００１３】 本発明は、例えば、セルの位置登録エリアへの分類と共に使用される。移動通
信システムは、各移動局が存在する位置登録エリアを登録する。ページがある移
動局に送信されるとき、その移動局に対して登録された位置登録エリア内の第１
のクラスのセルに最初に送信される。移動局が所定の時間内に応答しなければ、
ページはより多くのセル、例えば、位置登録エリア内の全てのセルに送信される
。

【００１４】 本発明による利点は、ページが届くべき移動局に送信する必要のあるページの
数が少なくなることである。その点で、ページの送信に使用される無線容量が少
ない。この無線容量は代わりに他の無線トラフィックに使用され得る。

【００１５】 本発明によれば、ページを送信する容量の小さいセル内に存在する移動局に、
実際にページが届く確率が上昇する。セルでは、ページのわずかな部分、すなわ
ち、ページ容量の小さなセル内に存在する移動局に高い確率で向けられたページ
が送信される。これらのセルにはページのわずかな部分だけが送信されればよい
ので、これらのセル内でページが輻輳状態となるリスクが低減される。

【００１６】 本発明は、より多くの移動局のグループがより多くのページを送信する共有リ
ソースを聴取するように、ページを送信するのに限定された数の専用チャネルが
分配されるので、打ち切りの基本的ゲインを決定できるという利点を有する。こ
れは輻輳のリスクを低減する。この解決法及び利点は、セル構造が現在では多く
の階層からなるので可能である。これは、例えば、許容最大信号強度の最大値が
セルで異なっていることを意味する。アイドルモードの移動局は、最初に信号強
度の強いセルを聴取する。このため、移動局が階層構造において高位のセル内で
応答する機会が多い。

【００１７】 更に別の利点は、ページが最初に送信されるべきセルを選択するのが簡単であ
ることである。従って、本発明の方法を使用するための、既存の移動通信システ
ムの変更が簡単にできる。

【００１８】 以下、本発明を添付図面を参照して好適な実施形態によってより詳細に説明す
る。

【００１９】 好適な実施形態 図１Ａは、本発明の実施形態を明確すするために使用される、従来技術のＧＳ
ＭネットワークＰＬＭＮを示している。従来技術のＧＳＭシステムＰＬＭＮがど
のように働くのかを説明することから始める。ＧＳＭネットワークＰＬＭＮは、
カバレージの地理的領域内の移動局ＭＳ１−ＭＳ２に対する通信サービスを提供
する。地理的カバレージ領域は、いくつかのセルＣ１−Ｃ６に細分化されている
。Ｃ１−Ｃ６の各セルは、対応する無線基地局ＢＴＳ１−ＢＴＳ６によってサー
ビスされる。いくつかの無線基地局ＢＴＳ１−ＢＴＳ６は、基地局コントローラ
ＢＳＣ１−ＢＳＣ３の１つに接続されている。いくつかの基地局コントローラＢ
ＳＣ１−ＢＳＣ３は、交換機ＭＳＣ１及びＭＳＣ２の１つに接続されている。図
１Ａには、互いに接続され、ゲートウェイＧＭＳＣに接続されている、２つの交
換機ＭＳＣ１及びＭＳＣ２が示されている。ゲートウェイＧＭＳＣを介して、Ｇ
ＭＳネットワークＰＬＭＮは、図１には示されていないが、他の通信ネットワー
クＰＳＴＮに接続されている。

【００２０】 ゲートウェイＧＭＳＣを介して、ＧＳＭネットワークＰＬＭＮは、第１の移動
局ＭＳ１への接続を設定する要求を受信する。ゲートウェイＧＭＳＣは、図１Ａ
には示されていないが、レジスタを備えている。このレジスタには、交換機ＭＳ
Ｃ１及びＭＳＣ２のどちらが現在第１の移動局ＭＳ１をサービスしているのかに
関する情報がある。この場合、第１の移動局ＭＳ１をサービスするのは第１の交
換機ＭＳＣ１である。ゲートウェイＧＭＳＣは、第１の交換機ＭＳＣ１に第１の
移動局ＭＳ１への要求された接続を設定するよう要求する。

【００２１】 第１の交換機ＭＳＣ１は、どの位置登録エリアＬＡに第１の移動局が存在する
のかに関する情報を持っている。位置登録エリアは、このエリアに属するものと
して定義されたいくつかのセルからなる。図１では、位置登録エリアＬＡは全部
で５個のセルＣ１−Ｃ５からなる。位置登録エリアＬＡを形成する５個のセルＣ
１−Ｃ５をハッチングで示した。第１の移動局ＭＳ１が存在するセルの情報はな
い。第１の移動局ＭＳ１に連絡するために、第１の交換機ＭＳＣ１は接続された
基地局コントローラＢＳＣ１−ＢＳＣ２に、位置登録エリアＬＡを構成する５個
のセルＣ１−Ｃ５に、移動局ＭＳ１に与えるページＰを送信するよう命令する。
ページＰは、第１のセルＣ１内に存在する第１の移動局ＭＳ１によりＰＲで応答
される。そして第１の移動局ＭＳ１との連続した信号送信が、第１のセルＣ１を
サービスする第１の無線基地局ＢＴＳ１を介して行われる。

【００２２】 第１の移動局ＭＳ１が位置登録エリアＬＡを離れ、これがＧＳＭネットワーク
ＰＬＭＮに登録されていないことが起こるかもしれない。第１の移動局ＭＳ１が
ページに応答しなかったら、ＧＳＭネットワークＰＬＭＮ全体に更に別のページ
が送信される。

【００２３】 図１に示したセル構造は、単純化したイメージである。実際のシステムでは、
セルの境界は認識できない。すなわち、あるエリアは同時に１つ以上のセルでカ
バーされ、カバレージに隙間があるかもしれない。その上、セルＣ１−Ｃ６は異
なったサイズである。ＧＳＭネットワークＰＬＭＮを構築するとき、地理的カバ
レージが重要であり、セル構造は図１のものと似ている。しばらく経つと、より
大きなトラフィック容量が必要とされ、ネットワークは階層的とほとんどの場合
に表現されるセル構造で拡張される。この拡張は、基地局を有する既存のセル内
でアンテナを高く設置し、新たに小さなセルを作ることを意味する。図２は、高
く設置されたアンテナを有し、大きなカバレージエリアを有するマクロセルＭａ
ｃＣを示している。マクロセルＭａｃＣの中に、２つのマイクロセルＭｉｃＣが
作られている。マイクロセルＭｉｃＣは、カバレージがマクロセルＭａｃＣより
小さく、通信トラフィックが少ない。

【００２４】 図３は、いくつかの移動局が複数のセルに対して不規則に分布している、単純
化したセル構造を示している。これは、異なったセルでは異なった数の移動局に
サービスすることを説明するためのものである。

【００２５】 Ｃ１−Ｃ６の各セルで、ＭａｃＣ−ＭｉｃＣは自由に使用できる無線チャネル
のセットを持っている。無線チャネルの数は、セルＣ１−Ｃ６、ＭａｃＣ、Ｍｉ
ｃＣ間で異なり、各セルＣ１−Ｃ６、ＭａｃＣ、ＭｉｃＣでの要求に比例すべき
である。ページを送信する容量もセルＣ１−Ｃ６、ＭａｃＣ、ＭｉｃＣ間で異な
る。セルＣ１−Ｃ６、ＭａｃＣ、ＭｉｃＣには１つ以上のページチャネル（ペー
ジングチャネルＰＣＨ）が提供され得、更にページチャネルのページ送信容量は
異なっていてもよい。このページを送信する容量の不規則な分布は、要求を反映
していないが、ページに無線チャネルを使用する要求と他のトラフィックの要求
との間での妥協によるものである。無線チャネルが階層構造の多くのセルＣ１−
Ｃ６、ＭａｃＣ、ＭｉｃＣに分配されるとき、ページチャネルの割合は増えるが
、トラフィックチャネル数の利益のために限定されたままとすべきである。特に
、チャネルの少ないセル、例えば、ピコ及びマイクロセルでは、チャネルの大部
分がページの送信に使用される。

【００２６】 セルＣ１−Ｃ６、ＭａｃＣ、ＭｉｃＣには、ページＰを送信する一定の容量が
あり、この容量はそれぞれのセルセルＣ１−Ｃ６、ＭａｃＣ、ＭｉｃＣ間で異な
る。従来技術による方法では、ページＰは位置登録エリアＬＡ内の全てのセルＣ
１−Ｃ６、ＭａｃＣ、ＭｉｃＣに送信される。ある時間間隔におけるページ数が
ページＰを送信する容量を越えると、輻輳のためそのいくつかは送信されない。
これはセルＣ１−Ｃ６、ＭａｃＣ、ＭｉｃＣのページＰの送信容量が小さいセル
で最初に起こる。各セルＣ１−Ｃ６、ＭａｃＣ、ＭｉｃＣに対して、一定時間ペ
ージが格納され得、送信されるのを待つバッファがある。一定時間格納されたら
、ページＰは送信されずにバッファから削除される。これはセルＣ１−Ｃ６、Ｍ
ａｃＣ、ＭｉｃＣの容量の小さいセルでは、あるページは送信されないことを意
味する。第１の移動局ＭＳ１がそのようなセルＣ１−Ｃ６、ＭａｃＣ、ＭｉｃＣ
に居る場合、送られたページＰは到着しない。

【００２７】 図１Ｂは、図１Ａと同様な移動通信システムを示している。位置登録エリアを
構成する５個のセルＣ１−Ｃ６の内、３つのセルＣ１、Ｃ３、Ｃ５が破線でマー
クされている。これは、これら３つのセルＣ１、Ｃ３、Ｃ５が、以下に述べる方
法により第１のクラスに指定されたためである。

【００２８】 本発明の一つの方法によれば、セルＣ１−Ｃ６、ＭａｃＣ、ＭｉｃＣは、図４
のステップＭ１に示されるように、第１及び第２のクラスに細分化される。とり
わけ、図１Ｂの３つのセルＣ１、Ｃ３、Ｃ５は第１のクラスに指定される。

【００２９】 第１の移動局ＭＳ１へのページＰは、続くステップＭ２で、位置登録エリアＬ
Ａ内の第１のクラスに属する３つのセルＣ１、Ｃ３、Ｃ５に最初に送信される。
このページに対する応答が第１の移動局ＭＳ１から何も受信されなかったら、す
なわち、ステップＭ３での問いに対して「ＮＯ」であれば、ステップＭ５により
、位置登録エリアＬＡ全体に更に別のページが送信される。

【００３０】 このページに対して何も応答が受信されなかったら、すなわち、ステップＭ６
の問いに対して「ＮＯ」であれば、ステップＭ７により、第１の移動局ＭＳ１に
対して更にまた別のページがＧＳＭネットワークＰＬＭＮ全体に送信される。

【００３１】 このページに対しても何も応答が受信されなかったら、すなわち、ステップＭ
８の問いに対して「ＮＯ」であれば、ステップＭ９により、設定の試みを止める
。

【００３２】 反対に、第１の移動局ＭＳ１がページの１つに応答すれば、すなわち、ステッ
プＭ３、Ｍ６又はＭ８の問いの１つに「ＹＥＳ」であれば、第１の移動局ＭＳ１
との接続の設定が従来技術により既知の方法で続けられる。これは、第１の移動
局ＭＳ１が応答したセルＣ１−Ｃ６で、連続した信号送信が実行されることを意
味する。

【００３３】 １つの実施形態によれば、各セルＣ１−Ｃ６のページＰを送信する容量に基づ
いて、ステップＭ１により、セルＣ１−Ｃ６は第１及び第２のクラスに細分化さ
れる。このように、２つのページチャネルを有するセルはクラス１に指定され、
１つのページチャネルを有するセルはクラス２に指定される。

【００３４】 代替的実施形態によれば、各セルＣ１−Ｃ６で生じたページＰへの応答の数に
関する統計が集められる。セルＣ１−Ｃ６の応答頻度が高いセルはクラス１に指
定され、残りのセルはクラス２に指定される。

【００３５】 集められた統計は、例えば、日中及び夜の時間について応答がどのように分布
し、対応する方法で日中及び夜の時間についてクラス分けがどのように変化する
のかを表している。

【００３６】 上記の実施形態では、セルは２つのグループに細分化された。セルをより多く
のグループに分けることももちろん可能である。第１のグループでページの送信
の後に応答が受信できなかったら、ページは第２のグループに送信され、その後
第３のグループのように続く。しかしながら、ほとんどの場合では、移動局がペ
ージを受信するまでに時間がかかりすぎることがないので、２つのグループへの
細分化が適切である。

【００３７】 この代替的実施形態は、無線リソースをトラフィック要求に応じて分配する、
移動通信システムＰＬＭＮで使用するのに、特に適している。ＣＤＭＡの原理に
基づいてスペクトルを分配する移動無線システムの１つの利点は、扱う無線トラ
フックの容量がセルに固定的に分配されず、要求に応じて変化することである。
従って、本発明の方法によりページの送信を分配することは、ＣＤＭＡシステム
に都合が良い。

【００３８】 周波数計画があることに基づいた他のシステムに対して、システム自身がチャ
ネルを適応的に分配する方法がある。そのような方法は、時折、ＡＣＡＡ（適応
チャネル割り当て）あるいはＤＣＡＡ（動的チャネル割り当て）と呼ばれる。既
知の方法は、例えば、セルのトラフィック要求及び干渉の低い無線チャネルの利
用可能性に応じて、移動通信システムＰＬＭＮによって選択され、セルがアクセ
スする無線チャネルに基づいている。本発明の高い容量／高い応答頻度を有する
セルへのページの最初の送信は、ＡＣＡＡ又はＤＣＡを利用するシステムで好適
に用いられる。本発明はもちろん上記で説明し図に示した実施形態に限定される
ものではなく、特許請求の範囲の範囲内で変更することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】 従来の移動通信システムのノード及びセルを示す図である。

【図１Ｂ】 本発明に従って変更した図１Ａと同じ移動通信システムを示す図である。

【図２】 セルの階層構造を示す図である。

【図３】 異なった／様々なセル内の移動局の分布を示す図である。

【図４】 本発明による方法のフローチャートを示す図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年１２月５日（２０００．１２．５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5K067 AA15 AA25 BB03 CC10 EE02 EE10 EE16 EE23 GG01 GG11 HH23 JJ66

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セルラ移動通信システム（ＰＬＭＮ）における方法であって
   、移動通信システムのセル（Ｃ１−Ｃ６）の少なくとも２つのクラスへの細分化
   と、ページ（Ｐ）が前記２つのクラスの第１に指定されたセル（Ｃ１、Ｃ３、Ｃ
   ５）に最初に送信されることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 ある移動局（ＭＳ１）へのページが第１のクラスに指定され
   た前記セル（Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５）に最初に送信され、移動局（ＭＳ１）から何も
   応答が受信できなかったら、更に別のページ（Ｐ）が第２のクラスに指定された
   前記セル（Ｃ２、Ｃ５）にも送信されることを特徴とする請求項１に記載の方法
   。
3. 【請求項３】 前記セル（Ｃ１−Ｃ６）は位置登録エリア（ＬＡ）にグルー
   プ化され、ある移動局（ＭＳ１）に送られたページを、前記移動局（ＭＳ１）が
   中に存在する位置登録エリアに属する第１のクラスのセルに最初に送信するため
   に、各移動局（ＭＳ１、ＭＳ２）に対して、移動局が存在している前記位置登録
   エリアが登録されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記セル（Ｃ１−Ｃ６）が、ページ（Ｐ）を送信する容量に
   応じて前記第１のクラスに指定されることを特徴とする請求項１、２又は３に記
   載の方法。
5. 【請求項５】 前記セル（Ｃ１−Ｃ６）が、階層的セル構造のレベルに応じ
   て前記クラスの１つに指定されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 【請求項６】 前記セル（Ｃ１−Ｃ６）が、階層的セル構造のレベルにおい
   て、高いレベルであれば第１のクラスに指定され、低いレベルであれば第２のク
   ラスに指定されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 【請求項７】 前記セル（Ｃ１−Ｃ６）が、各セルのページ応答の量に応じ
   て前記第１のクラスに指定されることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の
   方法。
8. 【請求項８】 セルラ移動通信システム（ＰＬＭＮ）であって、 ２つのクラスの１つにシステムに属するセルを登録する手段と、 前記２つのクラスの第１のクラスに属する前記セル（Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５）に、
   ページ（Ｐ）を最初に送信する手段と、を備えることを特徴とするセルラ移動通
   信システム。
9. 【請求項９】 ２つのクラスの１つにシステムに属するセルを登録する前記
   手段と、前記２つのクラスの第１のクラスに属するセルへの前記ページの送信を
   制御する手段とを有する少なくとも１つの交換機（ＭＳＣ）を備えることを特徴
   とする請求項８に記載のセルラ移動通信システム（ＰＬＭＮ）。