JP4619933B2 - ページング方法 - Google Patents

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Description

本発明は、通信ネットワークにおいて使用されるページング方法および位置登録方法に関するものであり、特に、前記通信ネットワークにおいて特定の位置登録エリアに存在する移動機に対してページング要求メッセージを送信する場合のページング方法、および移動機の移動に伴って実行される位置登録方法、に関するものである。
近年、いわゆる第３世代（３Ｇ）のセルラーシステムなどにおいては、音声通信のみならず、インターネット通信や電子メールの送受信などの非音声データ通信を、比較的容易に行うことができるようになってきている。そして、今後更に多くの人々がセルラーシステムを使用して通信を行うようになり、トラヒックの増加が予想される。
そのため、セルラーシステムのトラヒック軽減およびデータ伝送の高速／大容量化を実現する技術仕様の標準化検討作業が進められており、そのようなトラヒックの軽減を実現する技術仕様として、たとえば、下記非特許文献１および２が存在する。
下記非特許文献１によれば、ネットワーク（セルラーシステム）を形成する複数の基地局を含む特定の位置登録エリアに存在する移動機（ＵＥ：User Equipment）に対してページング要求メッセージを送信する（ページングを行う）場合、コアネットワーク（ＣＮ：Core Network）は、その移動機が存在する位置登録エリアを形成する無線ネットワーク制御ノード（ＲＮＣ:Radio Network Controller）に対してページング要求メッセージ送信する。そして、ＲＮＣは、コアネットワークから受信したページング要求メッセージを、位置登録エリアを形成する全ての無線基地局を介して移動通信端末宛に送信する。
また、非特許文献２によれば、通信ネットワークは、位置登録エリアのサイズを動的に変更することにより、位置登録時の信号トラヒックを軽減させる。また、移動機に対してページングを行う際には、位置登録エリアをさらに小さなエリアに分割し、分割したエリア毎に順次呼び出しを行うことにより、ページング要求信号（メッセージ）送信のために使用するトラヒックを軽減させる。
3GPP Technical Report「UTRAN functions, examples, on signaling procedures」TR 25.931, v6.2.0, p.22, Figure 5, 2005年6月 電子情報通信学会, 信学技報「移動通信における適応的位置登録制御方式の検討」RCS2001-314, p.15-22, 2002年3月
しかしながら、ＲＮＣを介してページング要求メッセージを送信することにより発生する接続遅延を削減するために、上記従来のシステムからＲＮＣを排除したネットワークを構築した場合、コアネットワークは、位置登録エリアを形成する全ての無線基地局に対して個別にページング要求メッセージを配布する必要性がある。そのため、ページング要求メッセージ送信時のコアネットワーク側の処理負荷が大きくなる、という問題があった。また、上記順次呼び出しを行う場合、接続遅延が生じる、という問題があった。
さらに、位置登録エリアを動的に変更することは示されているが、動的に変わっていく位置登録エリアに対して、ページング信号をどのように効率的に転送していくのか、その方法が示されていない、という問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、上記コアネットワークの加入者ノードに相当する装置がページング信号を送信する際の処理負荷を軽減するページング方法を実現することを目的とする。
また、動的に変化する位置登録エリアに対して効率的にページング要求メッセージを転送するとともに、ページング後の接続遅延を削減するページング方法を実現することを目的とする。
さらに、上記ページング方法を実行するために必要な情報をネットワークへ登録する位置登録方法を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるページング方法は、移動機宛にページング要求メッセージを送信する場合のページング方法であって、加入者ノードが、特定の移動機がキャンプしている位置登録エリアを形成する複数の基地局の中から、当該移動機宛のページング要求メッセージを受信しかつ当該ページング要求メッセージを前記位置登録エリア内の他の基地局に転送する基地局（送信先基地局）、を検索する基地局検索工程と、前記加入者ノードが、前記送信先基地局に対して前記移動機宛のページング要求メッセージを送信するメッセージ送信工程と、前記送信先基地局が、前記位置登録エリアを形成する全ての基地局に対してページング要求メッセージが到達するように、受信したページング要求メッセージを転送するメッセージ転送工程と、を含むことを特徴とする。
この発明によれば、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、という効果を奏する。
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。
以上のように、本発明にかかるページング方法および位置登録方法は、通信ネットワークに有用であり、特に、移動機の移動に伴う位置登録処理、および特定の位置登録エリアに存在する移動機に対するページング処理、を実行するノード装置および移動機に適している。
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移動体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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 実施の形態５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。 実施の形態６の基地局が、位置登録エリアに関する情報を移動機宛に送信する動作例を示すシーケンス図である。 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。 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。 実施の形態９にかかる位置登録エリアの変更動作の一例を示すフローチャートである。 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。 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。 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。 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。 基地局が移動機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。
符号の説明
１１、１２ 移動機
２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９ 無線基地局
３１、３２、３３ 加入者ノード
４１、４２ ゲートウェイノード
５１、５２、５３、５４、５５ 位置登録エリア（無線アクセスネットワーク）
６１ 移動体ネットワーク
７１ 通信ネットワーク

Claims (15)

  1. 移動機宛にページング要求メッセージを送信する場合のページング方法であって、
    加入者ノードが、特定の移動機が位置している（キャンプしている）位置登録エリアを形成する複数の基地局の中から、当該移動機宛のページング要求メッセージを受信しかつ当該ページング要求メッセージを前記位置登録エリア内の他の基地局に転送する基地局（送信先基地局）、を検索する基地局検索工程と、
    前記加入者ノードが、前記送信先基地局に対して前記移動機宛のページング要求メッセージを送信するメッセージ送信工程と、
    前記送信先基地局が、前記位置登録エリアを形成する全ての基地局に対してページング要求メッセージが到達するように、受信したページング要求メッセージを転送するメッセージ転送工程と、
    を含み、
    前記加入者ノードは、前記メッセージ送信工程を実行するごとに、送信先基地局を、当該送信先基地局が存在する位置登録エリア内の他の基地局に変更し、同一位置登録エリア内の各基地局が順番に送信先基地局として動作するように制御する
    ことを特徴とするページング方法。
  2. 移動速度に応じて広さが階層的に設定された複数の位置登録エリア（階層化された位置登録エリア）の一つにキャンプしている移動機宛にページング要求メッセージを送信する場合のページング方法であって、
    加入者ノードが、前記位置登録エリアを形成する複数の基地局の中から、前記移動機宛のページング要求メッセージを受信しかつ当該ページング要求メッセージを前記位置登録エリア内の他の基地局に転送する基地局（送信先基地局）、を検索する基地局検索工程と、
    前記加入者ノードが、前記送信先基地局に対して前記移動機宛のページング要求メッセージを送信するメッセージ送信工程と、
    前記送信先基地局が、前記位置登録エリアを形成する全ての基地局に対してページング要求メッセージが到達するように、受信したページング要求メッセージを転送するメッセージ転送工程と、
    を含み、
    前記加入者ノードは、前記メッセージ送信工程を実行するごとに、送信先基地局を、当該送信先基地局が存在する位置登録エリア内の他の基地局に変更し、同一位置登録エリア内の各基地局が順番に送信先基地局として動作するように制御する
    ことを特徴とするページング方法。
  3. さらに、
    前記移動機が、移動速度の変化に応じて、前記複数の位置登録エリアの中から一つの位置登録エリアを再選択し、再選択された位置登録エリアに関する情報（位置登録エリア情報）を前記加入者ノード宛に送信するエリア再選択工程と、
    前記加入者ノードが、前記位置登録エリア情報に基づいて前記移動機がキャンプしている位置登録エリアに関する情報（キャンプエリア情報）を更新するエリア情報更新工程と、
    を含み、
    前記加入者ノードは、キャンプエリア情報を更新した場合、以降、更新後のキャンプエリア情報に基づいて前記移動機宛にページング要求メッセージを送信することを特徴とする請求項２に記載のページング方法。
  4. 前記エリア再選択工程では、移動速度の増加を検出した場合、現在の位置登録エリアよりも広い位置登録エリアを再選択し、一方、移動速度の減少を検出した場合、現在の位置登録エリアよりも狭い位置登録エリアを再選択することを特徴とする請求項３に記載のページング方法。
  5. さらに、
    前記移動機が、位置登録エリアの変更を検出した場合に、新しい位置登録エリアに関する情報（位置登録エリア情報）を前記加入者ノード宛に送信する変更エリア情報送信工程と、
    前記移動機が、現在の位置登録エリアに関する情報（位置登録エリア情報）を前記加入者ノード宛に周期的に送信する周期的エリア情報送信工程と、
    を含み、
    前記エリア情報更新工程では、さらに、前記変更エリア情報送信工程および前記周期的エリア情報送信工程において送信された位置登録エリア情報に基づいて、移動機のキャンプエリア情報を更新することを特徴とする請求項３または４に記載のページング方法。
  6. さらに、
    前記加入者ノードが、前記移動機にて選択可能な階層（位置登録エリア）の数に関する情報（階層数情報）を含んだ報知情報更新要求メッセージを、前記移動機と通信を行う基地局に対して送信し、当該基地局が、受信した報知情報更新要求メッセージから当該階層数情報を取得して前記移動機に対して通知する階層数通知工程、
    を含み、
    前記エリア再選択工程では、前記階層数情報および自己の移動速度に基づいて位置登録エリアを再選択することを特徴とする請求項３、４または５に記載のページング方法。
  7. 前記階層数通知工程では、前記加入者ノードが、前記報知情報更新要求メッセージに、さらに、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に関する情報（速度しきい値）を含めて送信し、前記基地局が、受信した報知情報更新要求メッセージから前記階層数情報および前記速度しきい値を取得して前記移動機に対して通知し、
    前記エリア再選択工程では、前記階層数情報、自己の移動速度および前記速度しきい値に基づいて位置登録エリアを再選択することを特徴とする請求項６に記載のページング方法。
  8. さらに、
    前記加入者ノードが、前記エリア情報更新工程の処理が終了後、当該エリア情報更新工程の処理が終了した旨を通知するための位置登録更新受付メッセージに、前記移動機にて選択可能な階層（位置登録エリア）の数に関する情報（階層数情報）を含めて、前記移動機宛に送信する階層エリア情報送信工程、
    を含み、
    前記エリア再選択工程では、前記階層数情報および自己の移動速度に基づいて位置登録エリアを再選択することを特徴とする請求項３、４または５に記載のページング方法。
  9. 前記階層エリア情報送信工程では、前記加入者ノードが、前記位置登録更新受付メッセージに、さらに、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に関する情報（速度しきい値）を含めて送信し、前記基地局が、受信した位置登録更新受付メッセージから前記階層数情報および前記速度しきい値を取得して前記移動機に対して通知し、
    前記エリア再選択工程では、前記階層数情報、自己の移動速度および前記速度しきい値に基づいて位置登録エリアを再選択することを特徴とする請求項８に記載のページング方法。
  10. さらに、
    前記加入者ノードが、前記エリア再選択工程において選択通知された位置登録エリア情報の履歴情報を更新する履歴情報更新工程と、
    前記加入者ノードが、更新された履歴情報に基づいて前記階層数情報を変更する階層数変更工程と、
    を含み、
    前記階層数通知工程では、前記加入者ノードが、前記報知情報更新要求メッセージに前記変更された階層数情報を含めて送信し、前記基地局が、受信した報知情報更新要求メッセージから前記変更された階層数情報を取得して前記移動機に対して通知することを特徴とする請求項６または７に記載のページング方法。
  11. さらに、
    前記加入者ノードが、前記エリア再選択工程において選択通知された位置登録エリア情報の履歴情報を更新する履歴情報更新工程と、
    前記加入者ノードが、更新された履歴情報に基づいて前記階層数情報を変更する階層数変更工程と、
    を含み、
    前記階層エリア情報送信工程では、前記加入者ノードが、前記位置登録更新受付メッセージに前記変更された階層数情報を含めて送信し、前記基地局が、受信した位置登録更新受付メッセージから前記変更された階層数情報を取得して前記移動機に対して通知することを特徴とする請求項８または９に記載のページング方法。
  12. さらに、
    前記加入者ノードが、前記送信先基地局の障害発生を検出した場合、当該送信先基地局の存在する位置登録エリアを形成する当該送信先基地局以外の基地局を、前記移動機宛のページング要求メッセージを受信する新しい送信先基地局として選択する基地局再選択工程、
    を含み、
    前記新しい送信先基地局が、前記位置登録エリアを形成する全ての基地局に対してページング要求メッセージが到達するように、受信したページング要求メッセージを転送することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載のページング方法。
  13. 前記基地局再選択工程では、前記送信先基地局に対して、正常動作しているかどうかを確認するための問合せを周期的に行い、規定の時間内に応答があった場合、正常動作していると判断し、一方、規定の時間内に応答がない場合、障害が発生したと判断することを特徴とする請求項１２に記載のページング方法。
  14. 前記メッセージ送信工程では、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ためのホップリミットを、ページング要求メッセージに設定し、
    前記メッセージ転送工程では、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、周囲の基地局に対して当該ページング要求メッセージを転送し、以降、転送されたページング要求メッセージを受信した基地局が、受信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に基づいて、さらに周囲の基地局に対して当該ページング要求メッセージを転送することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一つに記載のページング方法。
  15. 前記メッセージ送信工程では、セッション初期化要求メッセージに含まれる情報を設定したページング要求メッセージを送信し、
    前記ページング要求メッセージを受信した移動機が、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に含まれる情報を、ページング要求メッセージに対する応答メッセージに設定して、前記加入者ノード宛に返信することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一つに記載のページング方法。
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