JP5310379B2 - Mobile terminal and its location registration request signal transmission method - Google Patents
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Description
本発明は、移動通信システムに用いられ、無線基地局及び無線ネットワーク制御装置を介して移動通信網に接続される移動端末及びその位置登録要求信号送信方法に関する。 The present invention relates to a mobile terminal used in a mobile communication system and connected to a mobile communication network via a radio base station and a radio network control device, and a location registration request signal transmission method thereof.
移動通信システムは、上位網(CN:Core Network)、無線ネットワーク制御装置(RNC:Radio Network Controller)、無線基地局(BTS:Base Transceiver Station)及び移動端末(UE:User Equipment)を含んで構成される。移動通信システムにおいては、移動端末(UE)の位置情報の管理を行う。移動端末(UE)がローカルエリア(LA:Local Area;位置情報管理エリア)を跨いで移動すると、移動端末(UE)、無線基地局(BTS)及び無線ネットワーク制御装置(RNC)は、上位網(CN)側に位置変更を通知する位置登録シーケンスを実施する。 A mobile communication system includes a host network (CN), a radio network controller (RNC), a radio base station (BTS: Base Transceiver Station), and a mobile terminal (UE: User Equipment). The In a mobile communication system, location information of a mobile terminal (UE) is managed. When the mobile terminal (UE) moves across a local area (LA), the mobile terminal (UE), the radio base station (BTS), and the radio network controller (RNC) A position registration sequence for notifying the CN) of the position change is performed.
図7に移動端末(UE)の位置登録のシーケンスの概要を示す。移動端末(UE)からは、位置登録の最初に位置登録要求のRRC CONNECTION REQUEST(RACH)信号が無線ネットワーク制御装置(RNC)に送信され、以降、図7に示すように、無線ネットワーク制御装置(RNC)と無線基地局(BTS)と移動端末(UE)との間で、位置登録のためのメッセージが送受される。 FIG. 7 shows an outline of a location registration sequence of the mobile terminal (UE). From the mobile terminal (UE), an RRC CONNECTION REQUEST (RACH) signal of a location registration request is transmitted to the radio network control device (RNC) at the beginning of location registration, and thereafter, as shown in FIG. Messages for location registration are transmitted and received among the RNC, the radio base station (BTS), and the mobile terminal (UE).
移動端末の位置登録を行う際、移動端末を所持した大勢の加入者が乗車した、例えば、電車やバス等の大量輸送手段が、位置情報管理エリアであるローカルエリア(LA)を跨いで移動するとき、以下のような問題が発生する。一例として図8に示すように、第1のローカルエリアLA#1から第2のローカルエリアLA#2へ、電車等の大量輸送手段8−1が移動したとき、該大量輸送手段8−1内に存在する多数の移動端末8−2から一斉に位置登録要求信号が送信される。
When performing location registration of a mobile terminal, a large number of means of transportation such as trains and buses on which a large number of subscribers possessing the mobile terminal get on, move across the local area (LA), which is a location information management area. When the following problems occur. As an example, as shown in FIG. 8, when a mass transport means 8-1 such as a train moves from the first local area LA # 1 to the second local
そのため、各移動端末8−2から無線基地局への上りリンクにおける位置登録要求信号の送信に輻輳が起こり、該輻輳の結果、該無線基地局配下のローカルエリアLA#2に在圏する他の移動端末8−3からの発信が妨げられるという問題が発生する。
Therefore, congestion occurs in the transmission of the location registration request signal in the uplink from each mobile terminal 8-2 to the radio base station, and as a result of the congestion, there is other congestion in the local
位置登録要求の輻輳を回避する従来技術の一例としては、図9に示すように、上位網(CN)において、各移動端末(UE)から無線基地局(BTS)及び無線ネットワーク制御装置(RNC)を介して送出される位置登録要求トラヒックを監視する。そして、上位網(CN)において輻輳状態を検出したときに、各移動端末(UE)に対して位置登録要求信号の送信タイミングを分散させる制御信号を送信し、該制御信号を受信した各移動端末で、位置登録要求信号を送信するタイミングを分散又は遅延をさせる技術が知られている(例えば特許文献1等参照)。 As an example of the prior art for avoiding the congestion of the location registration request, as shown in FIG. 9, in a higher level network (CN), each mobile terminal (UE) receives a radio base station (BTS) and a radio network controller (RNC). It monitors the location registration request traffic sent via. When a congestion state is detected in the upper network (CN), each mobile terminal that transmits the control signal for distributing the transmission timing of the location registration request signal to each mobile terminal (UE) and receives the control signal Thus, a technique for distributing or delaying the timing of transmitting the location registration request signal is known (see, for example, Patent Document 1).
上述の従来技術は、上位網側で位置登録要求の輻輳を監視し、輻輳状態を検出した後に、移動端末からの位置登録要求を分散させるため、緩やかに増加する位置登録要求に対して輻輳を予測し、位置登録要求を分散させることができる場合には有効である。しかし、多数の移動端末が持ち込まれている電車やバス等がトンネルから抜け出たときや、或いはローカルエリア(位置情報管理エリア)を跨いだときなどのように、密集状態の移動端末からの突発的に位置登録要求が発せられることによる輻輳に対して、該輻輳を事前に予知する期間自体がなく、有効に対応することができない。 In the above-described prior art, the location registration request congestion is monitored on the host network side, and after detecting the congestion state, the location registration requests from mobile terminals are distributed. This is effective when prediction and location registration requests can be distributed. However, suddenly from a crowded mobile terminal, such as when a train or bus carrying a large number of mobile terminals exits a tunnel or straddles a local area (location information management area) There is no period for predicting the congestion in advance, and it is not possible to effectively cope with the congestion caused by the location registration request.
本発明は、密集状態にある移動端末からの突発的な位置登録要求信号の送信を回避し、更には、移動端末の密集の程度に応じて位置登録要求信号の送信の分散度合いを変化させ、効率的に位置登録を行うことを可能にすることを目的とする。 The present invention avoids sudden transmission of location registration request signals from mobile terminals in a crowded state, and further changes the degree of dispersion of location registration request signal transmissions according to the degree of congestion of mobile terminals, The object is to enable efficient location registration.
上記課題を解決する移動端末は、無線基地局及び無線ネットワーク制御装置を介し、移動通信網に接続される移動端末において、他の移動端末とメッセージを無線により直接交信するアドホック通信部と、前記アドホック通信部によりメッセージの交信を行った他の移動端末の台数をカウントし、該移動端末の台数を保持する端末数カウント部と、前記無線基地局に位置登録要求信号を送信する際に、前記端末数カウント部に保持された他の移動端末の台数に応じて、位置登録要求信号の送信タイミングを分散させる位置登録モード判断部と、を備えたものである。 A mobile terminal that solves the above problems includes an ad hoc communication unit that directly communicates messages with other mobile terminals wirelessly in a mobile terminal connected to a mobile communication network via a radio base station and a radio network control device, and the ad hoc Counting the number of other mobile terminals that have communicated messages by the communication unit, and holding the number of mobile terminals, and when transmitting a location registration request signal to the radio base station, the terminal A location registration mode determination unit that distributes the transmission timing of the location registration request signal according to the number of other mobile terminals held in the number counting unit.
移動端末側で移動端末の集中具合を監視し、移動端末側で位置登録要求の輻輳を事前に予測し、輻輳が予想される場合に位置登録の分散を行うことができ、突発的な位置登録要求の集中を回避することができる。また、移動端末の集中具合によって位置登録の分散度合いを可変させ、効率的に位置登録を行うことが可能となる。 Monitors the concentration of mobile terminals on the mobile terminal side, predicts the congestion of location registration requests in advance on the mobile terminal side, and distributes the location registration when congestion is expected. Request concentration can be avoided. In addition, it is possible to perform location registration efficiently by varying the degree of dispersion of location registration depending on the concentration of mobile terminals.
この移動端末は、移動端末自体において位置登録要求信号の輻輳を予測し、位置登録要求信号の分散化を行う。そのために、移動端末の周辺に存在する移動端末の台数をカウントし、周辺に存在する移動端末台数に見合った位置登録要求信号の送信の分散方法を決定する。 This mobile terminal predicts congestion of the location registration request signal in the mobile terminal itself, and decentralizes the location registration request signal. For this purpose, the number of mobile terminals present in the vicinity of the mobile terminal is counted, and a distribution method for transmitting location registration request signals corresponding to the number of mobile terminals present in the vicinity is determined.
具体的には図1の(a)に示すように移動端末に、移動無線通信の機能を有する無線通信部1と、周辺の移動端末とのアドホック通信を行う機能を有するアドホック通信部2と、アドホックネットワークが形成される範囲内に存在する移動端末台数をカウントする端末数カウント部3と、該移動端末台数に応じて位置登録要求の分散方法を決定する位置登録モード判断部4と、これらの各部位を制御する制御部5とを備える。
Specifically, as shown in FIG. 1 (a), the mobile terminal includes a
図1の(b)にこの移動端末における動作フローを示す。移動端末は、電源がオンになると(1−1)、アドホック通信部2はアドホック通信を開始し(1−2)、該アドホック通信の結果により、端末数カウント部3は周辺に存在する移動端末の台数をカウントする(1−3)。カウントした移動端末の台数に従って、位置登録モード判断部4は、位置登録要求信号の送信の分散方法を決定する(1−4)。
FIG. 1B shows an operation flow in this mobile terminal. When the mobile terminal is turned on (1-1), the ad
図2にこの移動端末による位置登録要求の分散制御の態様を示す。この移動端末では、移動端末(UE)が主体となって周辺の移動端末の台数を認識し、周辺の移動端末の台数に応じて、無線基地局(BTS)及び無線ネットワーク制御装置(RNC)を介して上位網(CN)に送信する位置登録要求信号の分散制御を行う。 FIG. 2 shows a manner of distributed control of location registration requests by this mobile terminal. In this mobile terminal, the mobile terminal (UE) mainly recognizes the number of peripheral mobile terminals, and in accordance with the number of peripheral mobile terminals, the radio base station (BTS) and the radio network controller (RNC) The distribution control of the location registration request signal transmitted to the higher level network (CN) is performed.
図3にこの移動端末の位置登録要求の分散制御の動作例を示す。まず、移動端末で電源が投入されると、制御部5はアドホック通信部2を起動し(3−1)、アドホック通信部2は、周辺端末6アドホック通信を開始する。周辺に移動端末が存在する場合には、MANET(Mobile Adhoc NETwork)と称される移動アドホック通信ネットワークが構築され、該移動アドホック通信ネットワーク(MANET)上の端末として隣接する周辺移動端末6とリンクされる。
FIG. 3 shows an operation example of distributed control of location registration requests of this mobile terminal. First, when power is turned on at the mobile terminal, the
なお、移動アドホック通信ネットワーク(MANET)は、携帯電話機やノートパソコン等のような移動無線通信端末で構成され、各移動無線通信端末同士で通信を行う際に、基地局やアクセスポイント等を介することなく、互いに移動無線通信端末の通信を中継するマルチホップ通信の機能を有する。 The mobile ad hoc communication network (MANET) is composed of mobile radio communication terminals such as mobile phones and laptop computers, and the mobile radio communication terminals communicate with each other via a base station or an access point. And has a function of multi-hop communication for relaying communication between mobile radio communication terminals.
各移動端末は、隣接する周辺移動端末6とアドホック通信によりリンクされた状態で、周期的にメッセージ(例えばハローメッセージ)を周辺移動端末6向けにブロードキャストにより送信する。このメッセージには、自端末のIPアドレス、シーケンス番号、認識した周辺移動端末6のIPアドレスの情報を含む。なお、ここで、各移動端末の識別情報としてIPアドレスを用いる例を挙げているが、この情報はIPアドレスに限らず、各移動端末固有の識別情報であれば、電話番号等の識別情報を用いることができる。 Each mobile terminal periodically transmits a message (for example, a hello message) to the peripheral mobile terminal 6 by broadcasting while being linked to the adjacent peripheral mobile terminal 6 by ad hoc communication. This message includes information on the IP address of the own terminal, the sequence number, and the IP address of the recognized peripheral mobile terminal 6. In addition, although the example which uses an IP address as the identification information of each mobile terminal is given here, this information is not limited to the IP address, and if it is identification information unique to each mobile terminal, identification information such as a telephone number is used. Can be used.
上記の周期的なメッセージ(例えばハローメッセージ)を受信した移動端末は、自端末に直接隣接する周辺移動端末(自端末とリンクされた状態の移動端末端末)のIPアドレスに加え、該直接隣接する周辺移動端末(自端末とリンクされた状態の移動端末端末)と隣接する他の周辺移動端末のIPアドレスを取得する。 The mobile terminal that has received the periodic message (for example, hello message) is directly adjacent to the IP address of the peripheral mobile terminal (mobile terminal terminal linked to the local terminal) that is directly adjacent to the mobile terminal. An IP address of a peripheral mobile terminal (a mobile terminal terminal linked to its own terminal) and other peripheral mobile terminals adjacent to the peripheral mobile terminal is acquired.
例えば図4の(a)に示すように、移動端末Aのハローメッセージ(4−1)を移動端末Bで受信しているが、移動端末Cは移動端末Aとの距離が遠く、移動端末Aからのハローメッセージ(4−1)が受信失敗となる場合でも、移動端末Bからのハローメッセージ(4−2)に自身の識別情報と共に移動端末Aの識別情報を付与して送信することにより、移動端末Cは、移動端末Bを隣接周辺端末、移動端末Aを隣接周辺端末Bに隣接する周辺端末として認識する。同様に、移動端末Cからのハローメッセージ(4−3)により、移動端末Aは、移動端末Cを隣接周辺端末Bに隣接する周辺端末として認識する。 For example, as shown in FIG. 4A, the mobile terminal B receives the hello message (4-1) of the mobile terminal A, but the mobile terminal C is far from the mobile terminal A, and the mobile terminal A Even if the hello message (4-1) from the mobile terminal B fails to be received, by adding the identification information of the mobile terminal A to the hello message (4-2) from the mobile terminal B together with its own identification information, The mobile terminal C recognizes the mobile terminal B as an adjacent peripheral terminal and the mobile terminal A as a peripheral terminal adjacent to the adjacent peripheral terminal B. Similarly, the mobile terminal A recognizes the mobile terminal C as a peripheral terminal adjacent to the adjacent peripheral terminal B by the hello message (4-3) from the mobile terminal C.
このメッセージ送受信(ホッピング機能)によって、自端末と直接隣接する周辺移動端末のIPアドレスに加え、該周辺移動端末に更に隣接する周辺移動端末のIPアドレスを認識することができ、隣接する周辺移動端末のIPアドレス数と隣接先に隣接する周辺端末のIPアドレス数との合計を周辺移動端末台数として算出する。 By this message transmission / reception (hopping function), in addition to the IP address of the peripheral mobile terminal directly adjacent to the own terminal, the IP address of the peripheral mobile terminal further adjacent to the peripheral mobile terminal can be recognized. The total of the number of IP addresses and the number of IP addresses of peripheral terminals adjacent to the adjacent destination is calculated as the number of peripheral mobile terminals.
周辺移動端末の台数を集計することが可能な範囲は、図4の(b)に示すように、アドホック通信の通信距離が約200mであるため、上記の集計方法により半径約400mの範囲内の周辺移動端末台数をカウントすることができる。例えば、新幹線等の電車内の場合、電車の総全長が約400m程度であるため、新幹線等の電車内に存在する全ての周辺移動端末台数をカウントすることができる。 The range in which the number of peripheral mobile terminals can be tabulated is, as shown in FIG. 4B, the communication distance of ad hoc communication is about 200 m. The number of peripheral mobile terminals can be counted. For example, in the case of a train such as a Shinkansen, since the total length of the train is about 400 m, the number of all peripheral mobile terminals present in the train such as the Shinkansen can be counted.
図3に戻り、アドホック通信部2は、アドホック通信でリンク(接続)された周辺移動端末の台数を集計し(3−2)、該周辺移動端末の台数を端末数カウント部3に通知する(3−3)。端末数カウント部3は、周辺移動端末の台数をカウントし(3−4)、該周辺移動端末の台数を制御部5に通知する(3−5)。制御部5は、位置登録モード判断部4に対して、周辺移動端末台数により位置登録要求信号の送信タイミングを分散させるモードを決定させる(3−6)。
Returning to FIG. 3, the ad
次に、位置登録モード判断部4における、位置登録要求信号の送信タイミングを分散させるモードの決定について説明する。位置登録要求信号であるRRC CONNECTION REQUEST信号の送信(ランダムアクセス送信)において、1無線フレーム(フレーム長10ms)に多重可能なチャネル(RACH)数がN、周辺移動端末の台数がMの場合、M台の移動端末が或るタイミングで一斉に位置登録要求信号を送信すると、1無線フレームに多重可能な全てのチャネル(RACH)が埋め尽くされ、近隣の移動端末からの発信が妨げられる。
Next, determination of a mode for distributing the transmission timing of the location registration request signal in the location registration mode determination unit 4 will be described. In the transmission (random access transmission) of the RRC CONNECTION REQUEST signal that is a location registration request signal, when the number of channels (RACH) that can be multiplexed in one radio frame (
従って、M台の移動端末が位置登録要求信号を送信する際に、1無線フレームの全チャネル(N個)がそれらの移動端末によって占有されないよう、1無線フレーム毎に或る一定数の空きチャネルを確保して位置登録要求信号を送信するようにする。そのために、例えば2チャンネルの空きチャネルを確保する場合、1無線フレーム当たりに位置登録要求信号を送信する移動端末を(N−2)台に制限する。 Therefore, when M mobile terminals transmit a location registration request signal, a certain number of free channels are set for each radio frame so that all the channels (N) of one radio frame are not occupied by those mobile terminals. And a location registration request signal is transmitted. Therefore, for example, when two vacant channels are secured, the number of mobile terminals that transmit a location registration request signal per radio frame is limited to (N-2) units.
そうするために、M台の移動端末をM/(N−2)個のグループに分割し、1無線フレーム毎に1つのグループの移動端末のみが位置登録要求信号を送信するようにする。例として、図5に示すように、1無線フレームに位置登録要求信号を送信可能なチャネル(RACH)数Nが15、周辺移動端末台数Mが130である場合、130/(15−2)=10個のグループに周辺移動端末を分割し、1無線フレーム毎に1グループ(13台)の移動端末が位置登録要求信号を送信するようにする。 In order to do so, the M mobile terminals are divided into M / (N−2) groups so that only one group of mobile terminals transmits a location registration request signal for each radio frame. As an example, as shown in FIG. 5, when the number N of channels (RACH) that can transmit a location registration request signal in one radio frame is 15, and the number M of peripheral mobile terminals is 130, 130 / (15-2) = The peripheral mobile terminals are divided into 10 groups, and one group (13 units) of mobile terminals transmits a location registration request signal for each radio frame.
各移動端末の位置登録モード判断部4にはテーブル作成部41を備える。該テーブル作成部41は、前述の周辺移動端末台数の集計時に収集した周辺移動端末のIPアドレスを、図6に示すように所定の番号順、例えば若番順に並べたテーブルを作成し、該テーブルに並べたIPアドレスを、前述の分割値(図5の例の場合10)でグループ分けする。
The location registration mode determination unit 4 of each mobile terminal includes a
次に、各移動端末の位置登録モード判断部4内の送信タイミング遅延部42は、位置登録要求信号の送信時に、自端末のIPアドレスが何れのグループに属するかを上記のテーブルを参照して認識する。そして、自端末のIPアドレスが属するグループの順位番号に、1無線フレームのフレーム時間長(例えば10ms)乗じた時間に相当する分、先頭グループの位置登録要求信号の送信タイミングから位置登録要求信号の送信タイミングを遅延させる。
Next, the transmission
なお、位置登録要求信号の送信タイミングは、基地局から下りリンクで報知情報を受信したタイミングを基準タイミングとして送信するが、該送信タイミングを、移動端末毎に、自端末が属するグループの順位番号に応じた時間分、該基準タイミングから遅延させる。 The transmission timing of the location registration request signal is transmitted using the timing at which the broadcast information is received from the base station in the downlink as a reference timing. The transmission timing is set to the rank number of the group to which the own terminal belongs for each mobile terminal. The time is delayed from the reference timing by a corresponding time.
こうすることにより、周辺移動端末が位置登録要求信号を送信する際に、該周辺移動端末からの位置登録要求信号でチャネル(RACH)が全て埋め尽くされることなく、近隣の他の移動端末からの発信が妨害されることを回避することができる。 In this way, when the neighboring mobile terminal transmits the location registration request signal, the channel (RACH) is not completely filled with the location registration request signal from the neighboring mobile terminal, and from other neighboring mobile terminals. It is possible to prevent the transmission from being interrupted.
1 無線通信部
2 アドホック通信部
3 端末数カウント部
4 位置登録モード判断部
41 テーブル作成部
42 送信タイミング遅延部
5 制御部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
他の移動端末とメッセージを無線により直接交信するアドホック通信部と、
前記アドホック通信部によりメッセージの交信を行った周辺移動端末の台数をカウントし、該周辺移動端末の台数を保持する端末数カウント部と、
前記無線基地局に位置登録要求信号を送信する際に、前記端末数カウント部に保持された周辺移動端末の台数に応じて、位置登録要求信号の送信タイミングを分散させる位置登録モード判断部と、
を備えたことを特徴とする移動端末。 In a mobile terminal connected to a mobile communication network via a radio base station and a radio network controller,
An ad hoc communication unit that directly communicates messages with other mobile terminals wirelessly;
Counting the number of peripheral mobile terminals that have communicated messages by the ad hoc communication unit, and holding the number of peripheral mobile terminals, a terminal number counting unit,
When transmitting a location registration request signal to the radio base station, a location registration mode determination unit that distributes the transmission timing of the location registration request signal according to the number of peripheral mobile terminals held in the terminal count unit,
A mobile terminal comprising:
前記位置登録モード判断部は、
前記メッセージの交信により受信した周辺移動端末の識別情報を所定の順番に従って並べ替え、かつ、該周辺移動端末の識別情報を前記端末数カウント部に保持された周辺移動端末の台数に応じてグループ分けしたテーブルを作成するテーブル作成部と、
前記テーブルを参照し、自端末の識別情報が前記グループの何れに属するか認識し、該属するグループに対応した遅延時間分、前記位置登録要求信号の送信タイミングを遅延させる送信タイミング遅延部と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の移動端末。 The ad hoc communication unit has a function of communicating a message including identification information of its own mobile terminal with the other mobile terminal ,
The location registration mode determination unit
The identification information of the peripheral mobile terminals received by the message exchange is rearranged according to a predetermined order, and the identification information of the peripheral mobile terminals is grouped according to the number of peripheral mobile terminals held in the terminal count counter A table creation unit for creating the created table;
A transmission timing delay unit that refers to the table , recognizes to which group the identification information of the terminal belongs, and delays the transmission timing of the location registration request signal by a delay time corresponding to the group;
The mobile terminal according to claim 1, further comprising:
前記端末数カウント部は、直接アドホック通信を行う移動端末の台数と、該直接アドホック通信を行う移動端末から得られるメッセージに含まれる移動端末の識別情報から算出した台数とを合計し、前記周辺移動端末の台数としてカウントする機能を有することを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載の移動端末。 The ad hoc communication unit transmits identification information of the second mobile terminal acquired by ad hoc communication with a second mobile terminal different from the first mobile terminal to the first mobile terminal that performs direct ad hoc communication. A function of transmitting the message including the message to the first mobile terminal ;
The terminal number counting unit sums the number of mobile terminals that perform direct ad hoc communication and the number calculated from identification information of the mobile terminal included in a message obtained from the mobile terminal that performs direct ad hoc communication, and the mobile terminal according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it has a function of counting the number of terminals.
前記移動端末に備えたアドホック通信部により他の移動端末とメッセージを無線により直接交信する過程と、
前記アドホック通信部によりメッセージの交信を行った周辺移動端末の台数をカウントし、該周辺移動端末の台数を保持する過程と、
前記無線基地局に位置登録要求信号を送信する際に、前記周辺移動端末の台数に応じて、位置登録要求信号の送信タイミングを分散させる過程と、
を含むことを特徴とする移動端末の位置登録要求信号送信方法。 In a method for transmitting a location registration request signal of a mobile terminal connected to a mobile communication network via a radio base station and a radio network controller,
A process of directly communicating a message with another mobile terminal wirelessly by an ad hoc communication unit provided in the mobile terminal;
Counting the number of peripheral mobile terminals that have communicated messages by the ad hoc communication unit, and maintaining the number of peripheral mobile terminals;
When transmitting the location registration request signal to the radio base station, depending on the number of the surrounding mobile terminals , the process of distributing the transmission timing of the location registration request signal,
A location registration request signal transmission method for a mobile terminal.
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