以下に、本発明にかかるページング方法および位置登録方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、本発明にかかるページング方法および位置登録方法を実現する通信ネットワークを含んだ通信システムの実施の形態1の構成例を示す図である。この通信システムは、本発明にかかるページング方法および位置登録方法を実現する通信ネットワークを形成する移動体ネットワーク61,位置登録エリア(無線アクセスネットワーク)51〜55と、通信ネットワーク同士の関門となるゲートウェイノード41および42と、移動機11および12と、ゲートウェイノード41および42を介して移動体ネットワーク61に接続する通信ネットワーク71と、を含む。なお、通信ネットワーク71は、たとえば、無線アクセスネットワークと移動体ネットワークで形成され、移動体ネットワーク61および位置登録エリア51〜55を提供する事業者とは異なる事業者によって提供される。
また、移動体ネットワーク61は、複数の同一または異なる無線アクセスネットワーク(位置登録エリア)の制御、複数の移動機の追跡交換およびセッション管理、などを行う加入者ノード31〜33を含む。また、位置登録エリア51〜55は、無線基地局(以下、基地局と呼ぶ)を含み、移動機に対する着信呼が発生した場合、その移動機の一斉呼出(一斉ページング)を行うエリアを示す。本実施の形態においては、基地局21〜29が、位置登録エリア51〜55を形成する。なお、各基地局は、制御信号用伝送路により、周囲の基地局(同一の位置登録エリア内の基地局に限らない)と接続されている。また、移動機は、待ち受け状態時に周期的またはエリアの変化を検出した際に位置登録を行う。
以下、移動機11宛の着信呼が発生した場合の動作(ページング方法)を、図1および図2に基づいて説明する。なお、図2は、実施の形態1のページング方法の一例を示すシーケンス図である。また、移動機11は、位置登録エリアの識別子(位置登録エリアID)が、“01 00 00 00”である位置登録エリア51において位置登録を完了し、位置登録エリア51を形成する基地局22の配下に位置している(キャンプしている)ものとする。
移動体ネットワーク61のゲートウェイノード41は、移動機11宛のVoIP(Voice over Internet Protocol)等のアプリケーション通信用のセッション初期化要求(Session Initiation Request)メッセージ(以下、「セッション初期化要求メッセージ」と記述する)を受信すると、各移動機が登録している位置登録エリアの管理情報に従ってルーティング先を検索する(ステップS101)。そして、ゲートウェイノード41は、受信したセッション初期化要求メッセージを、移動機11の位置登録先の加入者ノード32へ転送する(ステップS102)。加入者ノード32は、上記セッション初期化要求メッセージを受信すると、移動機11が位置登録している位置登録エリアを検索する(ステップS103)。つぎに、加入者ノード32は、ステップS103の検索結果である位置登録エリア51においてページング要求(Paging Request)メッセージの転送の起点となる基地局を検索する(ステップS104)。そして、加入者ノード32は、ステップS104の検索結果である基地局23に対してページング要求メッセージを送信する(ステップS105)。
上記ページング要求メッセージを受信した基地局23は、受信したページング要求メッセージが自局の存在する位置登録エリア(位置登録エリア51)内の全ての基地局に到達するように(配布されるように)、制御信号用伝送路を介して当該メッセージを転送する(ステップS106)。この転送手順は、通信ネットワークの構成などに応じて効率良くメッセージが配布されるような方法を使用する。たとえば、基地局23は、隣接する基地局22および24に対してページング要求メッセージを転送し、さらに、基地局22および24は、それぞれ受信したメッセージを隣接する基地局21、25に対して転送する。そして、ページング要求メッセージ受信した基地局21〜25は、無線インタフェースで規定された手順に従ってページングを実施する(ステップS107)。なお、図2に示した例では、起点である基地局23がまず2つの基地局に対してメッセージを転送しているが、これに限らず3つ以上の基地局に対して転送することとしてもよい。また、起点の基地局から転送されたメッセージを受信した基地局が、さらに複数の基地局に対してメッセージを転送することとしてもよい。
基地局22の配下において(基地局22を介して)ページング要求メッセージを受け取った移動機11は、ページング応答メッセージ(Paging Response)を、基地局22を介して加入者ノード32へ送信する(ステップS108)。ページング応答メッセージを受け取った加入者ノード32は、必要に応じて移動機11の認証処理を実行後(ステップS109)、上記ステップS102において受信したセッション初期化要求メッセージを移動機11宛に転送する(ステップS110)。移動機11は、セッション初期化要求メッセージを受信すると、VoIP等のアプリケーション通信用のセッションを開始するために、初期化応答(Session Initiation Response)メッセージを、基地局22を介して加入者ノード32へ送信する(ステップS111)。
加入者ノード32は、基地局22を介して移動機11から受け取ったセッション初期化要求メッセージを、ゲートウェイノード41に転送する。ゲートウェイノード41が、受け取ったセッション初期化要求メッセージを、上記ステップS101において受信したセッション初期化要求メッセージの送信元に対して返送するとEnd-to-Endでセッションが確立する(ステップS112)。また、加入者ノード32は、上記ステップS111においてセッション初期化要求メッセージを受信すると、基地局22を介して移動機11との間でVoIP通信等のアプリケーション通信用の無線アクセスベアラを設定する(ステップS113)。
なお、本実施の形態においては、ページング要求メッセージの転送の起点となる基地局を同一の位置登録エリアから一つ選択することとしたが、これに限らず位置登録エリアの広さなどに応じて複数の基地局を起点として選択し、それらの基地局に対して加入者ノードがページング要求メッセージを送信することとしてもよい。
このように、本実施の形態においては、位置登録エリアを形成する複数の基地局のうち、ページング要求メッセージを当該位置登録エリア内の基地局へ配布する際の起点として選択された基地局が、移動体ネットワークの加入者ノードから送信されたページング要求メッセージを直接受信し、そのメッセージを、位置登録エリアを形成する他の基地局に対して転送することとした。これにより、加入者ノードが全ての基地局に対してページング要求メッセージを送信する処理が削減され、ページング要求を送信する際の加入者ノードの処理負荷を軽減することができる。
実施の形態2.
つづいて、実施の形態2について説明する。本実施の形態の通信システムの構成は、上述した実施の形態1の通信システムと同様である。本実施の形態においては、ページング要求メッセージの転送の起点として選択された基地局においてシステム障害が発生した場合の加入者ノードの動作について説明する。
図3は、ページング要求メッセージの転送の起点である基地局においてシステム障害が発生した場合の加入者ノードの動作例を示すシーケンス図である。ここでは、基地局23がページング要求メッセージの転送の起点であるものとし、基地局23においてシステム障害が発生した場合の加入者ノードの動作を、図1および図3に基づいて説明する。
周期起床タイマーがタイムアウトすると、加入者ノード32は、ページング要求メッセージの転送の起点として選択した基地局23に対して、基地局23が正常に動作しているかどうかを確認するためのヘルスチェック要求を送信する(ステップS201)。そして、加入者ノード32は、そのヘルスチェック要求に対する応答待ちタイマーを起床する(ステップS202)。正常動作を行っている場合、基地局23は、加入者ノード32に対してヘルスチェック応答を送信する(ステップS203)。そして、ヘルスチェック応答を受信した加入者ノード32は、応答待ちタイマーを停止し、ヘルスチェック要求を周期的に送信するためのタイマーを起床する。以下、加入者ノード32は、基地局23との間で、ヘルスチェック(上記ステップS201〜203に相当)を周期的に実行する。
その後、基地局23においてシステム障害が発生すると、加入者ノード32は、ヘルスチェック要求を送信後(ステップS204)、そのヘルスチェック要求に対する応答待ちタイマーを起床する(ステップS205)。ヘルスチェック要求に対応する応答待ちタイマーがタイムアウトする前に、基地局23からのヘルスチェック応答を受信できない場合、加入者ノード32は、ヘルスチェック要求を基地局23に対してNRmax回再送する(NRmaxは加入者ノード32のシステム定数)。そして、加入者ノード32は、ヘルスチェック要求の再送をNRmax回行ったにもかかわらず、基地局23からのヘルスチェック応答を受信できない場合、基地局23においてシステム障害が発生したと判断し、ページング要求メッセージの転送の起点を基地局22に変更する(ステップS206)。
以後、加入者ノード32は、変更後のページング要求メッセージの転送の起点である基地局22との間で上述した実施の形態1と同様の動作を行う。具体的には、ゲートウェイノード41から移動機11宛のセッション初期化要求メッセージを受信した場合、基地局22に対してページング要求メッセージを送信する。そして、基地局22は、受信したページング要求メッセージを同一位置登録エリア内の基地局に対して転送する。以下、上述した実施の形態1と同様の処理が実行される。
このように、本実施の形態においては、ページング要求メッセージの転送の起点として選択した基地局のシステム障害発生を周期的に監視し、システム障害の発生を検出した場合、加入者ノードは、ページング要求メッセージの転送の起点となる基地局を選択し直すこととし、以後、選択し直した基地局に対してページング要求メッセージを送信することとした。これにより、ページング要求メッセージを送信する際の加入者ノードの処理負荷を軽減するとともに、ページング要求メッセージの転送の起点となる基地局においてシステム障害が発生した場合においてもページングを行うことができる。
実施の形態3.
つづいて、実施の形態3について説明する。本実施の形態の通信システムの構成は、上述した実施の形態1の通信システムと同様である。本実施の形態においては、ページング要求メッセージの転送の起点となる基地局が、受信したページング要求メッセージを転送し、移動機のページングを行う動作(上述した実施の形態1のステップS106に相当する動作)について説明する。
図4は、同一の位置登録エリアに含まれる基地局がページング要求メッセージを転送する動作例を示すシーケンス図である。また、図5は、加入者ノードが基地局に対して送信するページング要求メッセージの構成例を示す図である。図5において、CRC(Cyclic Redundancy Check)は、メッセージのヘッダ部分(Header)を精査するためのチェックサムである。FT(Frame Type)は、メッセージのタイプを示し、ページング要求メッセージの場合は、“1”(固定)とする。CFN(Connection Frame Number)は、基地局がペイロード2(Payload 2)に格納された移動機宛のページング要求メッセージを無線インタフェースへ送信するタイミングを示す。PI(Paging Indicator)はペイロード1(Payload 1(PI-Bitmapの領域)の有無(0:無,1:有)を示す。TFI(Transport Format Indicator)は、ペイロード2(Payload 2)の有無(0:無,1:有)を示す。ホップリミット(Hop Limit)は、受信したメッセージを他の基地局に対して転送するかどうかを判断するための情報であり、基地局は、受信したメッセージに設定されていたホップリミットから“1”を減算し、その減算結果が“0”となった場合にはメッセージを転送しない。ペイロード2には、ページングを行う移動機に対するページング要求(Paging Request)が含まれる。なお、同一の位置登録エリアに存在する複数の移動機に対するページング要求が重なった場合、それら複数の移動機に対するページング要求を、一つのページング要求メッセージに設定して送信することが可能である。そのため、ペイロード2に設定されたページング要求の数を示す情報を格納するための領域(多重数)が設けられている。
以下、基地局が、受信したページング要求メッセージを転送し、移動機のページングを行う動作を、図1および図4に基づいて説明する。ここでは、位置登録エリア51にキャンプしている移動機11に対してページングを行う場合の動作について説明する。また、位置登録エリア51において、基地局23が、ページング要求メッセージの転送の起点であるものとする。
加入者ノード32は、移動機11宛のセッション初期化要求メッセージをゲートウェイノード41から受信すると、移動機11が位置登録している位置登録エリアの検索を行う(ステップS301)。つぎに、加入者ノード32は、ステップS101の検索結果である位置登録エリア51においてページング要求メッセージの転送の起点となる基地局およびそのページング要求メッセージに設定するホップリミット(Hop Limit)を検索する(ステップS302)。そして、加入者ノード32は、ステップS302の検索結果である基地局23に対して、同じくステップS302の検索結果であるホップリミットを設定したページング要求メッセージを送信する(ステップS303)。
なお、ホップリミットは、ネットワークの構成等に応じて、たとえば、第1方向へのメッセージ転送時に使用するホップリミット、第2方向へのメッセージ転送時に使用するホップリミット、など、複数使用することとしてもよい。これにより、加入者ノードは、メッセージの転送の起点となる基地局が複数の方向に対してメッセージを転送する場合、それぞれの転送方向についてのホップリミットを個別に指定することができ、必要以上にメッセージが転送されることを回避できる。この例においては、2方向についてのホップリミットを使用し、メッセージの転送の起点となる基地局は、隣接する2つの基地局に対して、メッセージを転送するものとする。
加入者ノード32からページング要求メッセージを受信した基地局23は、そのメッセージに設定されているホップリミットを“1”減算し(ステップS304)、減算処理実行後のホップリミットが“0”であるかどうかを判断する(ステップS305)。減算処理実行後のホップリミットが“0”でない場合(ステップS305,No)、基地局23は、受信したページング要求メッセージを、制御信号用伝送路を介して隣接する基地局22および24に対して転送する。なお、上記減算処理実行後のホップリミットが“0”の場合(ステップS305,Yes)、基地局23は、受信したページング要求メッセージの転送を行わない。
同様に、基地局23からページング要求メッセージを受信した基地局22および24は、それぞれ受信したメッセージに設定されているホップリミットを“1”減算する(ステップS306、S307)。つぎに、基地局22および24は、減算処理実行後のホップリミットが“0”であるかどうかを判断する(ステップS308、S309)。減算処理実行後のホップリミットが“0”でない場合(ステップS308,No、ステップS309,No)、基地局22および24は、それぞれ受信したページング要求メッセージを隣接する基地局21および25に対して転送する。なお、上記減算処理実行後のホップリミットが“0”の場合(ステップS308,Yes、ステップS309,Yes)、基地局22および24は、受信したページング要求メッセージの転送を行わない。
さらに、ページング要求メッセージを受信した基地局21および25は、それぞれ受信したメッセージに設定されているホップリミットを“1”減算する(ステップS310、S311)。つぎに、基地局21および25は、減算処理実行後のホップリミットが“0”であるかどうかを判断し(ステップS308、S309)、減算処理を実行後のホップリミットが“0”の場合、受信したページング要求メッセージの転送を行わない(ステップS308,Yes、ステップS309,Yes)。
なお、本実施の形態の加入者ノードは、上述した実施の形態2の加入者ノードと同様に、ページング要求メッセージの転送の起点となる基地局において障害が発生した場合、起点となる基地局を再選択することとしてもよい。
このように、本実施の形態においては、ページング要求メッセージの情報要素にホップリミットを設け、移動体ネットワークの加入者ノードは、そのページング要求メッセージが同一の位置登録エリア内の複数の基地局に転送されるようにホップリミットを設定したページング要求メッセージを転送の起点となる基地局に対して送信し、ページング要求メッセージを受信した基地局は、そのページング要求メッセージに設定されたホップリミットに基づいて、ページング要求メッセージを転送するかどうかを判断することとした。これにより、ページング要求を送信する際の加入者ノードの処理負荷を軽減することができ、さらに、所定の位置登録エリアに対してページング要求メッセージを容易に配布することができる。
実施の形態4.
つづいて、実施の形態4について説明する。本実施の形態の通信システムの構成は、上述した実施の形態1の通信システムと同様である。本実施の形態においては、自己の移動速度の変化を検出した移動機が、その検出結果に基づいてキャンプする位置登録エリアを選択し、選択したエリアに対して位置登録を実行する動作(位置登録を要求している移動機に関する情報を加入者ノードが取得する動作)について説明する。
以下、移動機11が加入者ノード32に対して位置登録を実行する動作を、図1、図6および図7に基づいて説明する。ここで、図6は、実施の形態4にかかる位置登録方法の一例を示すシーケンス図である。また、図7は、実施の形態4にかかる位置登録方法を実現する位置登録エリアの構成例を示す図である。図7において、最も狭い最下位側の階層(階層1)の位置登録エリアは、1つの基地局のセルまたはセクター単位に構成し、最も広い最上位側の階層(階層4)の位置登録エリアは、最下位側の階層を8個組み合わせた構成をとる。なお、本実施の形態においては、各階層における位置登録エリア数を最下位側より2N(N=3,2,1,0)としているが、N(階層数から“1”減算したもの)の数や各階層間の関係(本実施の形態においては、各階層間で下位と上位とのエリア数を一律2:1とした)は、収容するユーザ数(移動機の数)や配置する基地局数など、諸条件を考慮して設定する。また、図7において、階層2〜4の位置登録エリアIDの例を示す数値の中で“xx”と記載されている部分は、該箇所をマスクして扱う(Don't Careとする)ことを示している。そのため、上位の階層の位置登録エリアは、位置登録エリアIDの一部が共通している階層1の複数の位置登録エリアを組み合わせて形成される。
移動機11は、待ち受け状態時において、たとえば、速度センサーを一定周期で監視することにより、自己の移動速度が変化したかどうかを監視する(ステップS401、ステップS402,No)。速度の変化を検出した場合(ステップS402、Yes)、移動機11は、速度の増減を判断する(ステップS403)。速度が増加したと判断した場合(ステップS403、Yes)、移動機11は、現在選択している位置登録エリアよりも上位の階層の位置登録エリアを選択する(ステップS404)。これに対して、速度が減少したと判断した場合(ステップS403、No)、移動機11は、現在選択している位置登録エリアよりも下位の階層の位置登録エリアを選択する(ステップS405)。つぎに、移動機11は、位置登録エリアID(選択した階層に関わらず、最下位の階層である階層1のIDを使用)と上記ステップS404またはS405において選択した位置登録エリアの階層の情報(階層識別子:1〜4)とを設定した位置登録更新要求(Routing Area Update Request)メッセージ(再選択した位置登録エリアに関する情報を設定した位置登録更新要求メッセージ)を、加入者ノード32宛に送信する(ステップS406)。なお、位置登録更新要求メッセージには、移動機11が位置登録済みの位置登録エリアを管理している加入者ノードの識別子(ID)も含まれる。
加入者ノード32は、受信した位置登録更新要求メッセージに設定された位置登録エリアID(最下位の階層である階層1のID)および階層の情報(階層識別子)に基づいて、位置登録エリアIDの一部をマスクし、移動機11が選択した位置登録エリアのIDを抽出する。つぎに、加入者ノード32は、抽出されたIDに基づいて、移動機11がキャンプする位置登録エリアに関する情報を管理するデータベースを更新する(ステップS407)。つぎに、加入者ノード32は、移動機11がキャンプする位置登録エリアに関する情報を管理するデータベースの内容に基づいて、移動機11から受信したメッセージが、新規登録を要求するもの、更新を要求するもの、のいずれかを判断する(ステップS408)。移動機11が、新規登録を要求する場合(ステップS408、Yes)、加入者ノード32は、移動機11の移動元の旧加入者ノードから移動機11に関するコンテキスト情報(移動機11に一時的に割当てた移動機の識別子など)を取得する(ステップS409)。そして、位置更新(Update Location)メッセージをゲートウェイノード41に対して送信する(ステップS410)。
ゲートウェイノード41は、位置更新メッセージを受信すると、上記移動機11の移動元の旧加入者ノードに対して位置登録情報削除を要求する(ステップS411)。つぎに、ゲートウェイノード41は、加入者ノード32に対して移動機11の加入者情報を通知するために、加入者情報の登録(Insert Subscriber Data)メッセージを送信する(ステップS412)。加入者ノード32は、ゲートウェイノード41から移動機11の加入者情報を取得すると(ステップS413)、応答(Insert Subscriber Data Acknowledge)メッセージをゲートウェイノード41に対して送信する(ステップS414)。
ゲートウェイノード41は、応答メッセージを受信すると、上記ステップS410で受信した位置更新メッセージに対する応答(Update Location Acknowledge)メッセージを加入者ノード32に対して送信する(ステップS415)。加入者ノード32は、一時的に割当てる移動機の識別子を更新するため、移動機の識別子を設定した位置登録更新受付(Routing Area Update Accept)メッセージを、基地局23を介して移動機11に送信する(ステップS416)。そして、移動機11が、位置更新受付メッセージに対する完了(Routing Area Accept Complete)メッセージを、基地局23を介して加入者ノード32へ送信すると(ステップS417)、位置登録エリアの更新動作が完了する。なお、加入者ノード32は、上記ステップS407において、移動機11が、新規登録を要求しないと判断した場合(ステップS408、No)、上記ステップS416およびS417を実行する。以後、加入者ノード32は、移動機11に対してページングを行う場合、再選択された位置登録エリアに対して、上述した実施の形態1または3のページング方法を使用してページング要求メッセージを配布する。
なお、本実施の形態の加入者ノードは、上述した実施の形態2の加入者ノードと同様に、ページング要求メッセージの転送の起点となる基地局において障害が発生した場合、起点となる基地局を再選択することとしてもよい。
このように、本実施の形態においては、移動機は、自己の移動速度に基づいて、階層化された位置登録エリアを選択し、選択した位置登録エリアの識別子および位置登録エリアの階層に関する情報(階層識別子)を設定した位置登録更新要求メッセージを、基地局を介して加入者ノードに送信し、加入者ノードは、位置登録更新要求メッセージに設定された位置登録エリアの識別子および階層に関する情報に基づいて、上記移動機が位置登録を行う位置登録エリアを選択することとした。これにより、移動機の移動に伴い位置登録の実行回数が増加するのを抑え、位置登録更新処理に使用する信号量を軽減することができる。
また、上記位置登録エリアは、位置登録エリアの識別子の一部が共通する基地局またはセクター毎に階層化された位置登録エリアを構成することとした。これにより、位置登録エリアを容易に階層化することができる。
実施の形態5.
つづいて、実施の形態5について説明する。本実施の形態の通信システムの構成は、上述した実施の形態1の通信システムと同様である。本実施の形態においては、周期的に実行する位置登録動作、地理的な条件の変更に伴い実行する位置登録動作、および、移動速度の変化(階層化された位置登録エリアの変更)に伴い実行する位置登録動作(上述した実施の形態4の位置登録動作)の相互関係を図1および図8に基づいて説明する。なお、図8は、実施の形態5にかかる位置登録方法を実行する移動機11の動作例を示すフローチャートである。また、移動機11は、加入者ノード32に対して位置登録を行うものとする。
移動機11は、待ち受け中(ステップS501)に、自己の速度を監視するタイミングを通知するタイマーのタイムアウト通知を受けると(ステップS502)、自己の速度情報を取得する(ステップS503)。そして、移動機11は、ステップS503において取得した速度情報とそれ以前に取得した速度情報の履歴とを比較し、速度変化の有無を判断する(ステップS504)。ステップS504において、速度変化無と判断した場合(ステップS505、No)、移動機11は、状態を変えずに待ち受け中となる(ステップS513)。
これに対して、上記ステップS504において、速度変化有と判断した場合(ステップS505、Yes)、移動機11は、上記ステップS503において取得した速度情報に基づいて、階層化された位置登録エリアを選択し、位置登録更新(Routing Area Update Request)要求メッセージに設定する位置登録更新理由として“位置登録エリアの更新”を選択する(ステップS506)。つぎに、移動機11は、上記ステップS506において選択した位置登録エリアのIDおよび更新理由(位置登録エリアの更新)を含む位置登録更新要求メッセージを組立て、基地局23を介して加入者ノード32へ送信する(ステップS515)。そして、移動機11は、位置登録更新中状態へ遷移し(ステップS516)、基地局23を介して加入者ノード32から応答(Routing Area Update Accept)メッセージが送信されてくるのを待つ。なお、上記ステップS502〜504、S505,Yes、S506、S515およびS516に示した位置登録動作の詳細は、上述した実施の形態4の位置登録動作と同様である。
また、移動機11は、待ち受け中(ステップS501)に、報知情報受信の通知を受ける(ステップS507)と、通知を受けた報知情報から位置登録エリアの識別子を取得し(ステップS508)、位置登録エリアの変化の有無を判断する(ステップS509)。位置登録エリアの変化無と判断した場合(ステップS509、No)、移動機11は、状態を変えずに待ち受け中となる(ステップS513)。これに対して、位置登録エリアの変化有と判断した場合(ステップS509、Yes)、移動機11は、位置登録更新要求メッセージに設定する位置登録更新理由として“位置登録エリアの更新”を選択する(ステップS510)。そして、移動機11は、当該更新理由(位置登録エリアの更新)および上記ステップS508において取得した位置登録エリアの識別子(ID)を含む位置登録更新要求メッセージ(新しい位置登録エリアに関する情報を設定した位置登録更新要求メッセージ)を組立て、基地局23を介して加入者ノード32に対して送信する(ステップS515)。そして、移動機11は、位置登録更新中状態へ遷移し(ステップS516)、基地局23を介して加入者ノード32から応答メッセージが送信されてくるのを待つ。
また、移動機11は、待ち受け中(ステップS501)に、周期的な位置登録更新要求メッセージの送信を行うためのタイミングを通知するタイマーのタイムアウト通知を受けると(ステップS511)、位置登録更新要求メッセージに設定する位置登録更新理由として“周期的な更新”を選択する(ステップS512)。つぎに、移動機11は、当該更新理由および変化していない位置登録エリア(キャンプ中の位置登録エリア)のIDを含む位置登録更新要求メッセージ(現在の位置登録エリアに関する情報を設定した位置登録更新要求メッセージ)を組立て、基地局23を介して加入者ノード32に対して送信する(ステップS515)。そして、移動機11は、位置登録更新中状態へ遷移し(ステップS516)、基地局23を介して加入者ノード32から応答メッセージが送信されてくるのを待つ。
位置登録が終了後、加入者ノード32は、移動機11に対してページングを行う場合、再選択された位置登録エリアに対して、上述した実施の形態1または3のページング方法を使用してページング要求メッセージを配布する。
なお、本実施の形態の加入者ノードは、上述した実施の形態2の加入者ノードと同様に、ページング要求メッセージの転送の起点となる基地局において障害が発生した場合、起点となる基地局を再選択することとしてもよい。
このように、本実施の形態においては、周期的、地理的な位置登録エリアの変更、および移動速度をもとにした階層化された位置登録エリアの変更のいずれにおいても、移動体ネットワークの加入者ノード宛に位置登録更新要求メッセージを送信することとした。これにより、移動機は、従来の位置登録実行条件である周期的および地理的な位置登録エリアの変更に伴う位置登録動作に影響を与えることなく、本発明にかかる階層化した位置登録エリアの更新に追従して位置登録を実行し、加入者ノードは待ち受け状態時の位置管理を行うことができる。
実施の形態6.
つづいて、実施の形態6について説明する。本実施の形態の通信システムの構成は、上述した実施の形態1の通信システムと同様である。本実施の形態においては、階層化された位置登録エリアの階層の数に関する情報を基地局から通知された移動機が、通知された情報に基づいて位置登録を行う動作(位置登録エリアを再選択し、再選択したエリアに対して位置登録を行う動作)を、図1および図9に基づいて説明する。なお、図9は、実施の形態6の基地局が、位置登録エリアの階層の数に関する情報を移動機に対して通知する動作例を示すシーケンス図であり、基地局23が移動機11に対して位置登録エリアに関する情報を通知する動作例を示している。
加入者ノード32は、階層化された位置登録エリアの階層の数に関する情報(移動機が選択可能な位置登録エリアの階層の数に関する情報、以下、階層数情報と呼ぶ)を含んでいる情報要素を設定した報知情報更新要求(System Information Update Request)メッセージを基地局23に対して送信する(ステップS601)。報知情報更新要求メッセージを受信した基地局23は、加入者ノード32に対して応答(System Information Update Response)メッセージを送信する(ステップS602)。また、基地局23は、報知情報更新要求メッセージに設定された情報要素を格納する(ステップS603)。つぎに、基地局23は、ステップS603において格納した情報要素(階層数情報を含む)を含んだ報知情報(System Information)を組立て、スケジューリングを決定する(ステップS604)。そして、基地局23は、当該報知情報を、ステップ604において決定したスケジューリングに従い、無線インタフェース上の報知用のチャネルを使用して周期的に送信する(ステップS605)。
なお、報知情報の送信は全ての基地局が実施する必要がある。そのため、加入者ノード32は、基地局23以外にも管理、制御している基地局がある場合、それらの基地局に対して、上述した基地局23に対する報知情報更新要求の送信動作(上記ステップS601およびS602に相当)と同様の動作を行い、報知情報更新要求を送信する。そして、報知情報更新要求を受信した基地局は、報知情報更新要求に含まれる報知情報を、スケジューリングに従って周期的に送信する。
移動機11は、基地局23から報知情報を受信すると(ステップS606)、その報知情報に含まれる階層数情報を取得する(ステップS607)。以後、移動機11は、移動速度の変化を検出し、階層化された位置登録エリアを変更する(再選択する)場合、上記ステップS607において取得した階層数情報および自己の移動速度の変化の状態に基づいて適切な位置登録エリアを選択する。なお、階層化された位置登録エリアを選択する動作は、上述した実施の形態4と同様であるため、ここでは説明を省略する。また、位置登録エリアを再選択した場合、移動機11は、上述した実施の形態4と同様の動作を実行し、再選択した位置登録エリアに対して位置登録を行う。
位置登録が終了後、加入者ノード32は、移動機11に対してページングを行う場合、再選択された位置登録エリアに対して、上述した実施の形態1または3のページング方法を使用してページング要求メッセージを配布する。
なお、本実施の形態の加入者ノードは、上述した実施の形態2の加入者ノードと同様に、ページング要求メッセージの転送の起点となる基地局において障害が発生した場合、起点となる基地局を再選択することとしてもよい。
このように、本実施の形態においては、基地局が、移動機が選択可能な位置登録エリアの階層の数に関する情報(階層数情報)を設定した報知情報を周期的に送信し、移動機は、移動速度の変化を検出した場合、報知情報に設定された階層数情報に基づいて、階層化された位置登録エリアを再選択し、加入者ノード宛に位置登録更新要求メッセージを送信することとした(位置登録を実行することとした)。これにより、移動機は、階層化された位置登録エリアを、自己の移動速度の変化状況に応じて適切に選択することができる。
実施の形態7.
つづいて、実施の形態7について説明する。本実施の形態の通信システムの構成は、上述した実施の形態1の通信システムと同様である。本実施の形態においては、「階層化された位置登録エリアを選択するための情報」を、報知情報メッセージを使用して基地局から通知された移動機が、階層化された位置登録エリアのどのエリアにキャンプするかを決定(選択)し、選択したエリアに対して位置登録を行う動作について説明する。ここで、「階層化された位置登録エリアを選択するための情報」とは「移動機が選択可能な位置登録エリアの階層の数に関する情報(階層数情報)」および「移動速度に応じてどの階層の位置登録エリアにキャンプするかを決定するためのしきい値」をいう。
なお、本実施の形態にかかる位置登録方法を実行するにあたり、基地局は、上述した実施の形態6と同様の動作を行うことにより、「移動機が選択可能な位置登録エリアの階層の数に関する情報(階層数情報)」および「移動速度に応じてどの階層の位置登録エリアにキャンプするかを決定するためのしきい値」(以下、速度しきい値と呼ぶ)の情報を設定した報知情報を周期的に送信する。具体的には、上述した実施の形態6のステップS605および606(図9参照)に相当する動作において、階層数情報および速度しきい値を設定した報知情報を送信する。
また、本実施の形態にかかる位置登録方法を実行する移動機は、上述した実施の形態6のステップS607(図9参照)に相当する動作において、階層数情報および速度しきい値を取得し、取得した情報に基づいて位置登録動作を実行する。以下、図1および図10に基づいて移動機の位置登録動作を詳細に説明する。ここで、図10は、実施の形態7にかかる位置登録方法を実行する移動機の動作例を示すフローチャートである。ここでは、移動機11が、加入者ノード32の管理する位置登録エリアに対して位置登録を行うものとして説明を行う。なお、図10において、上述した実施の形態5の移動機の処理と同様の処理については、同一の符号を付与し、説明を省略する。
移動機11は、待ち受け中(ステップS501)に、自己の速度を監視するタイミングを通知するタイマーのタイムアウト通知を受けると(ステップS502)、上述した実施の形態5の場合と同様に、ステップS503およびS504を実行する。そして、ステップS504において、速度変化有と判断した場合(ステップS505、Yes)、移動機11は、基地局から予め取得しておいた階層数情報および速度しきい値に基づいて階層化された位置登録エリアを判定(再選択)する(ステップS706)。具体的には、移動速度の変化を検出すると、移動機11は、検出した移動速度と速度しきい値とを比較し、現在の位置登録エリアと異なる位置登録エリアを選択すべきと判断した場合、位置登録エリアを再選択する。そして、移動機11は、位置登録更新要求メッセージに設定する位置登録更新理由として“位置登録エリアの更新”を選択する(ステップS707)。
また、移動機11は、待ち受け中(ステップS501)に、報知情報受信の通知を受ける(ステップS507)と、上述した実施の形態5の場合と同様に、ステップS508を実行する。つぎに、移動機11は、報知情報に含まれる階層数情報および速度しきい値を格納する(ステップS710)。なお、移動機11は、ステップS710において格納した情報に基づいて、上記ステップS706の処理を実行する。
そして、移動機11は、移動速度の変化を検出した場合、上記ステップS710において取得した階層数情報と速度しきい値および自己の移動速度の変化の状態に基づいて適切な位置登録エリアを再選択する。なお、階層化された位置登録エリアを再選択する動作は、上述した実施の形態4と同様である。また、位置登録エリアを再選択した場合、移動機11は、上述した実施の形態4と同様の動作を実行し、再選択した位置登録エリアに対して位置登録を行う。
位置登録が終了後、加入者ノード32は、移動機11に対してページングを行う場合、再選択された位置登録エリアに対して、上述した実施の形態1または3のページング方法を使用してページング要求メッセージを配布する。
なお、本実施の形態においては、加入者ノードが「階層化された位置登録エリアを選択するための情報」として階層数情報および速度しきい値を通知することとしたが、これに限らず、上述した実施の形態6と同様に階層数情報のみを通知し、実施の形態4の手順で階層化された位置登録エリアを再選択することとしてもよい。また、加入者ノードは、上述した実施の形態2の加入者ノードと同様に、ページング要求メッセージの転送の起点となる基地局において障害が発生した場合、起点となる基地局を再選択することとしてもよい。
このように、本実施の形態においては、基地局が、階層数情報(移動機が選択可能な位置登録エリアの階層の数に関する情報)およびしきい値(移動速度に応じてどの階層の位置登録エリアにキャンプするかを決定するためのしきい値)の情報を設定した報知情報を周期的に送信し、移動機は、移動速度の変化を検出した場合、報知情報に設定された階層数情報および速度しきい値に基づいて、階層化された位置登録エリアを再選択し、再選択したエリアに対して位置登録を行うこととした。これにより、移動機は、階層化された位置登録エリアを、自己の移動速度の変化状況に応じて適切に選択することができる。
実施の形態8.
つづいて、実施の形態8について説明する。本実施の形態の通信システムの構成は、上述した実施の形態1の通信システムと同様である。本実施の形態においては、移動機から位置登録更新要求メッセージを受信した加入者ノードが、そのメッセージに対する応答メッセージを送信することにより、「階層化された位置登録エリアを選択するための情報」(階層数情報およびしきい値)を当該移動機に対して通知する動作について説明する。以下、図1および図11に基づいて加入者ノードの動作を説明する。なお、図11は、実施の形態8の加入者ノードが、移動機の位置登録エリアを更新する動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、加入者ノード32が基地局23を介して移動機11へ上記「階層化された位置登録エリアを選択するための情報」を通知するものとする。
加入者ノード32は、自己の管理している位置登録エリアに存在する移動機の待ち受け状態を監視する(ステップS801)。加入者ノード32は、基地局23を介して移動機11から位置登録更新要求(Routing Area Update Request)メッセージを受信すると(ステップS802)、その位置登録更新要求メッセージに設定された更新理由が位置登録エリアの更新か否かを判断する(ステップS803)。更新理由が位置登録エリアの更新である場合(ステップS803、Yes)、加入者ノード32は、新規更新か、すなわち他の加入者ノードが管理している位置登録エリアから移動してきたことに伴う更新か、自己の管理している位置登録エリア間を移動したことに伴う更新か、を判断する(ステップS804)。新規更新であると判断した場合(ステップS804、Yes)、加入者ノード32は、上記位置登録更新要求メッセージに含まれる加入者ノードの識別子(ID)に基づいて移動機11の移動元の旧加入者ノードを特定し、移動機11のコンテキスト情報(移動機11に一時的に割当てた移動機の識別子など)を取得する(ステップS805)。
つぎに、加入者ノード32は、ゲートウェイノード41に対して位置登録エリアの更新を通知し、ゲートウェイノード41から移動機11の加入者情報を取得する(ステップS806)。つぎに、加入者ノード32は、移動機11の位置登録エリアを更新し(ステップS807)、移動機11の待ち受け状態を監視するタイマーを再起動する(ステップS808)。つぎに、加入者ノード32は、上記位置登録更新要求メッセージに含まれる位置登録エリアの識別子(ID)に基づいて、「階層化された位置登録エリアを選択するための情報」(階層数情報および速度しきい値)を決定し、その情報を設定した位置登録更新受付メッセージ(Routing Area Update Accept)を組み立てて、移動機11宛に送信する(ステップS809およびS810)。そして、加入者ノード32は、移動機11から基地局23を介して送信されてくる位置登録完了(Routing Area Update Complete)メッセージ待ちの状態となる(ステップS811)。
なお、上記ステップS804において、新規更新ではないと判断した場合(ステップS804、No)、加入者ノード32とゲートウェイノード41間の関係に変化はない。そのため、加入者ノード32は、ステップS805およびS806の処理を実行せずに、上述したステップS807〜S811の処理を実行する。
また、上記ステップS803において、更新理由が位置登録エリアの更新ではないと判断した場合(ステップS803、Yes)、加入者ノード32は、その更新理由が周期的な更新か否かを判断する(ステップS812)。更新理由が周期的な更新であると判断した場合(ステップS812、Yes)、加入者ノード32は、さらに、移動機11から通知された位置登録エリアの識別子に変更がないか(位置登録エリアの変更はないか)どうかを判断する(ステップS813)。位置登録エリアの変更がないと判断した場合(ステップS813、Yes)、加入者ノード32は、上述したステップS808〜S811の処理を実行する。
一方、上記ステップS812において、更新理由が周期的な更新ではないと判断した場合(ステップS812、No)または、上記ステップS813において、位置登録エリアの変更があると判断した場合(ステップS813、No)、加入者ノード32は、上記ステップS802において受け取った位置登録更新要求メッセージの内容が正しくないと判断する。そして、加入者ノード32は、位置登録更新拒否メッセージを組み立てて、その拒否メッセージを移動機11宛に送信し(ステップS814)、待ち受け状態監視中の状態へ遷移する(ステップS815)。
また、上記ステップS810において送信された位置登録更新受付メッセージを受け取ると、以後、移動機11は、そのメッセージに含まれる情報(階層数情報および速度しきい値)および自己の移動速度の変化の状態に基づいて適切な位置登録エリアを再選択する。なお、階層化された位置登録エリアを再選択する動作は、上述した実施の形態7と同様である。また、位置登録エリアを再選択した場合、移動機11は、上述した実施の形態4と同様の動作を実行し、再選択した位置登録エリアに対して位置登録を行う。
位置登録が終了後、加入者ノード32は、移動機11に対してページングを行う場合、再選択された位置登録エリアに対して、上述した実施の形態1または3のページング方法を使用してページング要求メッセージを配布する。
なお、本実施の形態においては、加入者ノードが「階層化された位置登録エリアを選択するための情報」として階層数情報および速度しきい値を通知することとしたが、これに限らず、上述した実施の形態6と同様に階層数情報のみを通知し、実施の形態4の手順で階層化された位置登録エリアを再選択することとしてもよい。また、加入者ノードは、上述した実施の形態2の加入者ノードと同様に、ページング要求メッセージの転送の起点となる基地局において障害が発生した場合、起点となる基地局を再選択することとしてもよい。
このように、本実施の形態においては、加入者ノードは、基地局を介して移動機から位置登録更新要求メッセージを受信すると、階層数情報(移動機が選択可能な位置登録エリアの階層の数に関する情報)および速度しきい値(移動速度に応じてどの階層の位置登録エリアにキャンプするかを決定するためのしきい値)を設定した応答メッセージを移動機宛に送信し、以後、移動機は、その応答メッセージに設定された階層数情報および速度しきい値に基づいて、階層化された位置登録エリアを再選択し、選択したエリアに対して位置登録を行うこととした。これにより、移動機は、階層化された位置登録エリアを、自己の移動速度の変化状況に応じて適切に選択することができる。
実施の形態9.
つづいて、実施の形態9について説明する。本実施の形態の通信システムの構成は、上述した実施の形態1の通信システムと同様である。本実施の形態においては、移動機から受信した位置登録更新要求メッセージの内容の履歴に基づいて、加入者ノードが必要に応じて動的に位置登録エリアを組み合わせて拡張した位置登録エリアを形成する動作、および、組み合わせを解いて位置登録エリアを縮小する動作について説明する。さらに、加入者ノードが変更した(拡張または縮小した)位置登録エリアに関する情報を、基地局を介して移動機へ通知する動作について説明する。以下、図1、図12および図13に基づいて動作を詳細に説明する。
図12は、加入者ノードが、実施の形態9にかかる動作である位置登録エリアを変更する動作、および変更後の位置登録エリアに関する情報を基地局を介して移動機へ通知する動作、の一例を示すフローチャートである。なお、図12において、上述した実施の形態8の加入者ノードと同様の処理については同一の符号を付してその説明を省略する。また、図13は、実施の形態9にかかる位置登録エリアの変更動作に伴い階層化された位置登録エリアの構成例を示す図である。なお、点線で示した階層3および階層4は、通常は位置登録エリアとしては存在しないが、必要に応じて拡張(追加)される位置登録エリアである。また、図13において、位置登録エリアIDの例を示す数値の中で“xx”と記載されている部分は、該箇所をマスクして扱う(Don't Careとする)ことを示している。ここでは、加入者ノード32が位置登録エリアを変更し、変更したエリアに関する情報を、基地局23を介して移動機11へ通知するものとする。
加入者ノード32は、正常な位置登録更新要求メッセージを、基地局23を介して移動機11から受信すると、上述した実施の形態8のステップS803からステップS807に至るまでの処理(図11参照)と同様の処理を実行し、移動機11の位置登録エリアを更新する。そして、加入者ノード32は、上記ステップS807の処理に続いて、図12に示された処理を実行する。
加入者ノード32は、移動機11がどのように位置登録エリアを移動してきたかを管理する統計情報(位置登録更新要求メッセージの内容の履歴情報)を更新する(ステップS901)。そして、ステップS901で更新した統計情報の解析結果が、たとえば、移動機11が図13に示した階層2の位置登録エリア間を頻繁に移動することを示す場合、加入者ノード32と移動機11との間で、位置登録更新に伴う制御メッセージの送受信が多くなる。そのため、加入者ノード32は、階層3の追加が必要(階層構造の段数を増加する必要がある)、かつ図13に示した階層化された位置登録エリアの階層数の変更を、報知情報を使用して移動機11に対して通知すると判断した場合(ステップS902、Yes)、自己の管理している各基地局に対して、拡張した階層数(変更後の階層数情報)および速度しきい値(移動速度に応じてどの階層の位置登録エリアにキャンプするかを決定するためのしきい値)を設定した報知情報更新要求メッセージを基地局に対して送信する(ステップS903)。基地局は、上述した実施の形態6と同様の動作を行うことにより、拡張した階層数および速度しきい値の情報を設定した報知情報を周期的に送信する。
そして、加入者ノード32は、移動機11の待ち受け状態を監視する監視タイマーを再起動する(ステップS904)。なお、加入者ノード32は、上記ステップS902において、階層3の追加が不要または、階層数の変更を、報知情報を使用して移動機11に対して通知しないと判断した場合(ステップS902、No)、移動機11の待ち受け状態を監視する監視タイマーを再起動する(ステップS904)。また、上記報知情報更新要求メッセージを受信した基地局23は、上述した実施の形態6の基地局と同様の動作を行い、報知情報(System Information)を送信する。
また、加入者ノード32は、階層3の追加が必要、かつ図13に示した階層化された位置登録エリアの階層数の変更を、位置登録更新受付メッセージを使用して移動機11に対して通知すると判断した場合(ステップS905、Yes)、拡張した階層数(変更後の階層数情報)および移動しきい値を設定した位置登録更新受付メッセージを組み立て、上述した実施の形態8の加入者ノードと同様に基地局23を介して移動機11へ送信する(ステップS907およびS810)。そして、加入者ノード32は、移動機11から基地局23を介して送信されてくる位置登録完了メッセージ待ちの状態となる(ステップS909)。
一方、加入者ノード32は、上記ステップS905において、階層3の追加が不要または、位置登録エリアの階層数の変更を、位置登録更新受付メッセージで通知しないと判断した場合(ステップS905、No)、変更していない階層数(階層数情報)および速度しきい値を設定した位置登録更新受付メッセージを組み立て、基地局23を介して移動機11へ送信する(ステップS809およびS810)。
上記ステップS903またはS907において送信されたメッセージに含まれる情報(拡張した階層数および速度しきい値)を受け取ると、移動機11は、上述した実施の形態7と同様に受け取った情報に基づいてエリアを再選択し、上述した実施の形態4と同様の手順により位置登録を実行する。
なお、加入者ノード32が、階層3の位置登録エリアを追加後、移動機11が階層3の位置登録エリア間を頻繁に移動することを検出し、さらに階層4位置登録エリアを追加する場合の処理も同様の手順となる。また、加入者ノード32が、階層3または階層4の位置登録エリアを追加後、移動機11の位置登録エリア間の移動頻度の低下を検出し、階層3または階層4の位置登録エリアを削除する場合の処理(拡張した階層数および速度しきい値を移動機宛に通知する処理)も同様の手順である。
位置登録が終了後、加入者ノード32は、移動機11に対してページングを行う場合、再選択された位置登録エリアに対して、上述した実施の形態1または3のページング方法を使用してページング要求メッセージを配布する。
なお、本実施の形態においては、加入者ノードが「階層化された位置登録エリアを選択するための情報」として階層数情報および速度しきい値を通知することとしたが、これに限らず、上述した実施の形態6と同様に階層数情報のみを通知し、実施の形態4の手順で階層化された位置登録エリアを再選択することとしてもよい。また、加入者ノードは、上述した実施の形態2の加入者ノードと同様に、ページング要求メッセージの転送の起点となる基地局において障害が発生した場合、起点となる基地局を再選択することとしてもよい。
このように、本実施の形態においては、位置登録更新要求を、基地局を介して移動機から受け取った場合、加入者ノードは、受け取った位置登録更新要求メッセージの内容の履歴に基づいて、動的に位置登録エリアを変更し、変更結果を示す情報(変更後の階層数情報)を、基地局を介して送信する報知情報、または、上記位置登録更新要求メッセージに対する応答メッセージを使用して通知することとした。これにより、加入者ノードは、階層化された位置登録エリアを必要に応じて柔軟に増減させることができ、移動機は、階層化された位置登録エリアを、自己の移動速度の変化状況に応じて適切に選択することができる。
実施の形態10.
つづいて、実施の形態10について説明する。本実施の形態の通信システムの構成は、上述した実施の形態1の通信システムと同様である。本実施の形態においては、加入者ノードが、移動機に対してページングを行う際に、当該移動機がキャンプしている位置登録エリアを形成している全ての基地局にページング要求メッセージが転送されるようなホップリミットの値を設定してページング要求メッセージを送信する動作、および受信したページング要求メッセージを基地局が転送する動作、について説明する。
以下、図1および図14に基づいて、加入者ノードが、移動機に対してページングを行う動作を詳細に説明する。ここで、図14は、実施の形態10にかかるページング方法を実行する加入者ノードおよび基地局の動作の一例を示すシーケンス図である。
まず、上述した実施の形態4〜9のいずれかに示した手順により位置登録を実行し、IDが“01 00 00 01"、階層が“1"である位置登録エリアにキャンプしている移動機11に対して、加入者ノード32がページングを行う場合の動作を説明する。なお、上記位置登録エリアにおいて、基地局22が、ページング要求メッセージの転送の起点として選択されているものとする。
加入者ノード32は、待ち受け状態にある移動機11に対してページングを行う場合、まず、移動機11が位置登録している位置登録エリアの検索を行う(ステップS1001)。つぎに、加入者ノード32は、検索により得られた位置登録エリア(ID:01 00 00 01,階層:1)に基づいて、ページング要求メッセージの転送の起点となる基地局およびそのページング要求メッセージに設定するホップリミット(Hop Limit)を検索する(ステップS1002)。なお、ホップリミットは、ネットワークの構成等に応じて、たとえば、第1方向へのメッセージ転送時に使用するホップリミット、第2方向へのメッセージ転送時に使用するホップリミット、など、複数使用することとしてもよい。これにより、加入者ノードは、メッセージの転送の起点となる基地局が複数の方向に対してメッセージを転送する場合、それぞれの転送方向についてのホップリミットを個別に指定することができ、必要以上にメッセージが転送されることを回避できる。この例においては、2方向についてのホップリミットを使用し、メッセージの転送の起点となる基地局は、隣接する2つの基地局に対して、メッセージを転送するものとする。また、上記ステップS1002における検索結果は、転送の起点が“基地局22”、第1方向への転送時のホップリミット(ホップリミット#1)および第2方向への転送時のホップリミット(ホップリミット#2)が共に“2”となる。
つぎに、加入者ノード32は、上記ステップS1002における検索結果のホップリミットを設定したページング要求メッセージを、基地局22に対して送信する(ステップS1003)。以下、上述した実施の形態3と同様の処理が実行され、基地局22に対して送信されたページング要求メッセージが移動機11のキャンプしている位置登録エリア内に配布される。具体的には、基地局22は、受信したページング要求メッセージに設定されているホップリミットに従って、ページング要求メッセージを隣接する基地局21および23に対して転送する(ステップS1004)。なお、ページング要求メッセージを転送する場合、各基地局は、上述した実施の形態4と同様の処理を行うことによりページング要求メッセージに設定されているホップリミットを減算する。この例においては、基地局22が基地局21および23に対して転送したページング要求メッセージに設定されたホップリミットは共に“1”となる。
ページング要求メッセージを受信した基地局21および23は、そのメッセージに設定されているホップリミットを確認し、ページング要求メッセージを転送するかどうか判断する。この例においては、基地局21および23が受信したページング要求メッセージに設定されているホップリミットは、共に“1”であるため、基地局21および23は、受信したメッセージを転送しない(ステップS1005、S1006)。
その後、上位の階層の位置登録エリアを再選択し、再選択した位置登録エリアに対して位置登録を行ったことにより、IDが“01 00 00 01"、階層が“2"である位置登録エリアにキャンプすることとなった移動機11に対して、加入者ノード32がページングを行う場合の動作を図1および14に基づいて説明する。なお、上記位置登録エリアにおいて、基地局23が、ページング要求メッセージの転送の起点として選択されているものとする。また、転送の起点となる基地局23は、基地局22に対して転送するページング要求メッセージに設定するホップリミットをホップリミット#1に基づいて決定し、基地局24に対して転送するページング要求メッセージに設定するホップリミットをホップリミット#2に基づいて決定するものとする。
まず、加入者ノード32は、移動機11が位置登録している位置登録エリアの検索を行う(ステップS1007)。つぎに、加入者ノード32は、検索により得られた位置登録エリア(ID:01 00 00 01,階層:2なので、最下位はマスクされID:01 00 00 xxとなる)に基づいて、ページング要求メッセージの転送の起点となる基地局およびそのページング要求メッセージに設定するホップリミットを検索する(ステップS1008)。なお、ステップS1008における検索結果は、転送の起点が“基地局23”、ホップリミット#1および#2の検索結果がそれぞれ“3”、“4”となる。
つぎに、加入者ノード32は、上記ステップS1008における検索結果のホップリミットを設定したページング要求メッセージを、基地局23に対して送信する(ステップS1009)。基地局23は、受信したページング要求メッセージに設定されているホップリミットに従って、そのページング要求メッセージを隣接する基地局22および24に対して転送する(ステップS1010)。なお、この例においては、基地局23が基地局22、24に対して転送したページング要求メッセージに設定されたホップリミットは、それぞれ“2”、“3”となる。
ページング要求メッセージを受信した基地局22および24は、そのメッセージに設定されているホップリミットを確認し、そのメッセージをそれぞれ基地局21、25に対して転送する(ステップS1011、S1012)。基地局21は、受信したページング要求メッセージに設定されているホップリミットを確認し、ホップリミットが“1”であるためそのメッセージを転送しない(ステップS1013)。一方、基地局25は、受信したページング要求メッセージに設定されているホップリミットを確認し、そのメッセージを、さらに基地局26に対して転送する(ステップS1014)。基地局26は、受信したページング要求メッセージに設定されているホップリミットを確認し、ホップリミットが“1”であるためそのメッセージを転送しない(ステップS1015)。
なお、本実施の形態の加入者ノードは、上述した実施の形態2の加入者ノードと同様に、ページング要求メッセージの転送の起点となる基地局において障害が発生した場合、起点となる基地局を再選択することとしてもよい。
このように、本実施の形態においては、加入者ノードが、移動機に対してページングを行う際に、当該移動機がキャンプしている(最後に位置登録を行った)位置登録エリアを形成する各基地局にページング要求メッセージが転送されるように考慮してホップリミットの値を設定して送信することとした。これにより、移動機が異なる階層の位置登録エリアに位置登録をし直した場合であっても、加入者ノードは、当該移動機が位置登録をし直した位置登録エリアを形成する各基地局に対してページング要求メッセージを容易に配布することができる。
実施の形態11.
つづいて、実施の形態11について説明する。本実施の形態の通信システムの構成は、上述した実施の形態1の通信システムと同様である。本実施の形態においては、加入者ノードが、ページング要求メッセージを送信する毎にページング要求メッセージの転送の起点となる基地局を変更し、さらに、そのメッセージに設定するホップリミットを起点となる基地局毎に調節しながら任意の移動機に対してページングを行う動作について説明する。
以下、図1および図15に基づいて、加入者ノードが、移動機に対してページングを行う動作を詳細に説明する。ここで、図15は、実施の形態11にかかるページング方法を実行する加入者ノードおよび基地局の動作の一例を示すシーケンス図である。
ここでは、上述した実施の形態4〜9のいずれかに示した手順により位置登録を実行し、IDが“01 00 00 00"である位置登録エリアにキャンプしている移動機11に対して、加入者ノード32がページングを行う動作について説明する。なお、上記位置登録エリアにおいて、基地局23が、ページング要求メッセージの転送の起点として選択されているものとする。なお、ページング要求メッセージを転送する基地局は、自局よりも小さい符号が付与された基地局に対して転送するメッセージに設定するホップリミットをホップリミット#1に基づいて決定し、自局よりも大きい符号が付与された基地局に対して転送するメッセージに設定するホップリミットをホップリミット#2に基づいて決定する。
加入者ノード32は、待ち受け状態にある移動機11に対してページングを行う際に、移動機11が位置登録している位置登録エリアの検索を行う(ステップS1101)。つぎに、加入者ノード32は、検索により得られた位置登録エリア(ID:01 00 00 00)に基づいて、ページング要求メッセージの転送の起点となる基地局およびそのページング要求メッセージに設定するホップリミットを検索する(ステップS1102)。なお、ステップS1102における検索結果は、転送の起点が“基地局23”、ホップリミット#1および#2の検索結果が共に“3”となる。つぎに、加入者ノード32は、上記ステップS1102における検索結果のホップリミットを設定したページング要求メッセージを、基地局23に対して送信する(ステップS1103)。また、加入者ノード32は、ページング要求メッセージを送信後、同一の位置登録エリアに対する次回のページングの実施に備えて、ページング要求メッセージの転送の起点を、基地局23から基地局24に変更する。
以下、上述した実施の形態3と同様の処理が実行され、基地局22に対して送信されたページング要求メッセージが移動機11のキャンプしている位置登録エリア内に配布される。具体的には、基地局23は、受信したページング要求メッセージに設定されているホップリミットに従って、そのページング要求メッセージを隣接する基地局22および24に対して転送する(ステップS1104)。なお、ページング要求メッセージを転送する場合、各基地局は、上述した実施の形態4と同様の処理を行うことによりページング要求メッセージに設定されているホップリミットを減算する。
ページング要求メッセージを受信した基地局22および24は、そのメッセージに設定されているホップリミットを確認し、そのメッセージをそれぞれ基地局21、25に対して転送する(ステップS1105、S1106)。基地局21および25は、受信したページング要求メッセージに設定されているホップリミットを確認する。そして、基地局21および25が受信したページング要求メッセージに設定されているホップリミットは、共に“1”であるため、基地局21および25は、受信したメッセージを転送しない(ステップS1107、S1108)。
その後、移動機11に対して再度ページングを行う場合、加入者ノード32は、移動機11が位置登録している位置登録エリアの検索を行う(ステップS1109)。つぎに、加入者ノード32は、検索により得られた位置登録エリア(ID:01 00 00 00)に基づいて、ページング要求メッセージの転送の起点となる基地局およびそのページング要求メッセージに設定するホップリミットを検索する(ステップS1110)。なお、ステップS1110における検索結果は、転送の起点が“基地局24”、ホップリミット#1および#2の検索結果がそれぞれ“4”、“2”となる。つぎに、加入者ノード32は、上記ステップS1110における検索結果のホップリミットを設定したページング要求メッセージを、基地局24に対して送信する(ステップS1111)。また、加入者ノード32はページング要求メッセージを送信後、同一の位置登録エリアに対する次回のページングの実施に備えて、ページング要求メッセージの転送の起点を、基地局24から基地局25に変更する。
基地局24は、受信したページング要求メッセージに設定されているホップリミットに従って、そのページング要求メッセージを隣接する基地局23および25に対して転送する(ステップS1112)。なお、この例においては、基地局24が基地局23、25に対して転送したページング要求メッセージに設定されたホップリミットは、それぞれ“3”、“1”となる。
基地局25は、受信したページング要求メッセージに設定されているホップリミットを確認し、ホップリミットが“1”であるためそのメッセージを転送しない(ステップS1114)。一方、基地局23は、受信したページング要求メッセージに設定されているホップリミットを確認し、そのメッセージを、さらに基地局22に対して転送する(ステップS1113)。基地局22は、受信したページング要求メッセージに設定されているホップリミットを確認し、そのメッセージを、さらに基地局21に対して転送する(ステップS1115)。基地局21は、受信したページング要求メッセージに設定されているホップリミットを確認し、ホップリミットが“1”であるためそのメッセージを転送しない(ステップS1116)。
なお、本実施の形態のページング動作(ページング方法)は、上述した実施の形態1〜3の位置登録エリア(階層化されていない位置登録エリア)に対するページング動作、実施の形態4〜10の位置登録エリア(階層化された位置登録エリア)に対するページング動作、のいずれにも適用できる。
また、本実施の形態の加入者ノードは、上述した実施の形態2の加入者ノードと同様に、ページング要求メッセージの転送の起点となる基地局において障害が発生した場合においても、起点となる基地局を再選択することとしてもよい。
このように、本実施の形態においては、加入者ノードが、ページング要求メッセージを位置登録エリア内の基地局へ配布する際のページング要求メッセージの転送の起点となる基地局を、ページングが発生する毎に順次変更し、また、ページング要求メッセージに設定するホップリミットを、そのメッセージの転送の起点となる基地局毎に調節することとした。これにより、ページングの発生が基地局に対して与える負担を、同一の位置登録エリアを形成する基地局間で分散することができる。
実施の形態12.
つづいて、実施の形態12について説明する。本実施の形態の通信システムの構成は、上述した実施の形態1の通信システムと同様である。本実施の形態においては、加入者ノードが、本来独立に送信するセッション制御プロトコルの制御メッセージをページング要求メッセージに重畳して移動機宛に送信する。また、移動機は、受け取った制御メッセージに対して、本来独立に送信する応答メッセージをページング応答メッセージに重畳して加入者ノード宛に送信する。
以下、図1、図16および図17に基づいて、加入者ノードが移動機に対してページングを行う動作を説明する。ここで、図16は、実施の形態12にかかるページング方法を実行する加入者ノードおよび基地局の動作の一例を示すシーケンス図である。また、図17は、基地局が移動機に対して送信するページング要求(Paging Request)メッセージの構成例を示す図である。なお、加入者ノードが基地局に対して送信するページング要求(Paging Request)メッセージ(以下、ページング要求MSG#1と呼ぶ)の構成は、上記実施の形態3において説明した構成と同一であり(図5参照)、図17に示したページング要求メッセージ(以下、ページング要求MSG#2と呼ぶ)は、ページング要求MSG#1の各移動機に対するページング要求の部分(図5におけるペイロード2に含まれる各“Paging Request(x)”(x:1,2,3,…,n))に対応している。
図17において、MT(Message Type)は、メッセージの種別を示し、ICI(Integrity Check Information)は、メッセージ自体の正当性を確認するための情報を格納するための領域である。Paging Causeは、ページングが発生した理由を示し、IMSI(International Mobile Subscriber Identifier)は、ページングの対象となる移動機の識別子を示す。また、オプションとして、セッション制御プロトコルの制御メッセージであるセッション初期化要求(Session Initiation Request)メッセージが重畳されている。
また、ここでは、IDが“01 00 00 00"である位置登録エリアにキャンプしている移動機11に対して、加入者ノード32がページングを行う動作について説明する。なお、上記位置登録エリアにおいて、基地局23が、ページング要求メッセージの転送の起点として選択されているものとする。
移動体ネットワーク61のゲートウェイノード41は、移動機11宛のセッション初期化要求メッセージ(Session Initiation Request)を受信すると、各移動機が登録している位置登録エリアの管理情報に従ってルーティング先を検索する(ステップS1201)。そして、ゲートウェイノード41は、受信したセッション初期化要求メッセージを、そのメッセージの宛先である移動機11の位置登録先の加入者ノード32へ転送する(ステップS1202)。加入者ノード32は、セッション初期化要求メッセージを受信すると、移動機11が位置登録している位置登録エリアを検索する(ステップS1203)。つぎに、加入者ノード32は、ステップS1203の検索結果である位置登録エリア51においてページング要求メッセージの転送の起点となる基地局を検索する(ステップS1204)。そして、加入者ノード32は、ステップS1204の検索結果である基地局23に対して上記セッション初期化要求メッセージを重畳したページング要求MSG#1を送信する(ステップS1205)。
ページング要求MSG#1を受信した基地局23は、自局が存在する位置登録エリア内の全ての基地局に到達するように、制御信号用伝送路を介してページング要求MSG#1に含まれる移動機11宛のページング要求MSG#2を転送する(ステップS1206)。たとえば、基地局23は、隣接する基地局22および24に対してページング要求MSG#2を転送し、さらに、基地局22および24は、それぞれ受信したメッセージを隣接する基地局21、25に対して転送する。ページング要求MSG#2を受信した基地局21〜25は、上述した実施の形態3の基地局と同様の動作を行うことによりページングを実施する(ステップS1207)。
基地局22の配下において(基地局22を介して)自分宛のページング要求MSG#2を受け取った移動機11は、基地局22を介して、上記セッション初期化要求メッセージに対する初期化応答(Session Initiation Response)を重畳したページング応答メッセージ(Paging Response)を加入者ノード32に対して送信する(S1208)。ページング応答メッセージを受け取った加入者ノード32は、そのメッセージに含まれる初期化応答を取り出し、その初期化応答を設定した初期化応答メッセージをゲートウェイノード41に対して送信する(ステップS1209)。また、加入者ノード32は、必要に応じて移動機11の認証処理を実行した後(S1210)、移動機11との間でアプリケーション通信用の無線アクセスベアラを設定する(ステップS1211)。
なお、本実施の形態のページング動作(ページング方法)は、上述した実施の形態1〜3の位置登録エリア(階層化されていない位置登録エリア)に対するページング動作、実施の形態4〜11の位置登録エリア(階層化された位置登録エリア)に対するページング動作、のいずれにも適用できる。
また、上述した実施の形態1において述べた本発明にかかるページング方法(転送の起点となる基地局に対してページング要求メッセージを送信する方法)のみならず、従来方法によるページング方法において、セッション初期化要求メッセージをページング要求メッセージに重畳し、セッション初期化要求メッセージに対する応答メッセージをページング応答メッセージに重畳することもできる。
また、本実施の形態の加入者ノードは、上述した実施の形態2の加入者ノードと同様に、ページング要求メッセージの転送の起点となる基地局において障害が発生した場合、起点となる基地局を再選択することとしてもよい。さらに、実施の形態11の加入者ノードと同様に、起点となる基地局を、ページングが発生する毎に順次変更することとしてもよい。
このように、本実施の形態においては、加入者ノードが、位置登録されている移動機に対してページングを行う際に、セッション制御プロトコルの制御メッセージを重畳して送信し、移動機は、その制御メッセージに対する応答メッセージを重畳したページング応答メッセージを当該加入者ノードに対して送信することとした。これにより、基地局と加入者ノード間でやり取りされるメッセージが削減され、セッション起動時の接続遅延を削減することができる、さらに、加入者ノードが移動機のページングを行う処理に使用する信号量を軽減することができる。