(57)【要約】  無線通信システムにおける移動デバイスを追跡する方法が提示される。この方法は、移動デバイスと移動デバイスが、ＵＭＴＳなどの第１のモードで動作しているマスカレード基地局との間の通信を確立することを含む。移動デバイスは、ＧＭＳなどの第２のモードで動作させられ、次いで、移動デバイスは、第２の動作モードで追跡される。
2009500950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおいて移動デバイスを追跡する方法であって、
前記移動デバイスと第１の動作モードで動作しているマスカレード基地局との間の通信を確立することと、
前記移動デバイスを第２の動作モードで動作させることと、
前記第２の動作モードの前記移動デバイスを追跡することとを含む方法。
【請求項２】
前記移動デバイスと第１の動作モードで動作しているマスカレード基地局との間の通信を確立することは、さらに、前記移動デバイスとユニバーサル移動電話システム動作モードで動作しているマスカレード基地局との間の通信を確立することを含み、前記移動デバイスを前記第２の動作モードで動作させることは、さらに、前記移動デバイスを前記グローバル移動通信システム動作モードで動作させることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の動作モードの前記移動デバイスを追跡することは、さらに、前記グローバル移動通信システム動作モードの前記移動デバイスを追跡することを含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
さらに、前記移動デバイスが前記第１の動作モードの第１の基地局と通信することと、前記第１の基地局と前記移動デバイスとの間の前記通信の品質を落とすこととを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
さらに、前記移動デバイスが前記第１の動作モードの第１の基地局と通信することと、前記移動デバイスに前記マスカレード基地局を再選択させることとを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記移動デバイスに前記マスカレード基地局を再選択させることは、さらに、前記第１の基地局と前記移動デバイスとの間の前記通信の品質を落とすことを含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記基地局と前記移動デバイスとの間の通信の品質を落とすことは、さらに、前記第１の基地局と前記移動デバイスとの間の通信に干渉する信号を送信することを含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記移動デバイスに前記第２の動作モードで動作させることは、さらに、前記第２の動作モードを使用する基地局は再選択時に好ましいものであることを示すシステム情報を前記マスカレード基地局からブロードキャストすることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
さらに、永続的ユーザ識別番号を前記移動デバイスに要求することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
さらに、前記移動デバイスを、完全性保護機構を回避する過渡状態に移行させることを含む請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、電気通信に関するものであり、より具体的には、無線通信に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの無線通信の分野において、システムは、典型的には、複数の基地局を含み、それぞれの基地局は、そのシステムによるサービス対象エリア内に分散されているセルにサービスを提供する。次いで、エリア内のさまざまな移動デバイスは、基地局の１つまたは複数を介してシステムに、したがって他の相互接続されている通信システムにアクセスすることができる。典型的には、１つの移動デバイスは、ある基地局から別の基地局へ次々に通信することにより１つのエリアを通過するときにシステムとの通信を維持し、その際にネットワークとのアクティブなユーザ接続を維持しながら移動する。ある基地局から別の基地局へ移動するプロセスは、一般に、ハンドオフと呼ばれ、アクティブな移動デバイスが素早く動いている場合には比較的頻繁に発生しうる。移動デバイスは、最も近い基地局、信号強度が最大の基地局、通信を受け入れるのに十分な容量を持つ基地局などと通信することができる。現在アクティブなユーザ接続にかかわっていない移動デバイスは、測定に基づく標準化された基準、およびサービング・セルにより示される、周囲のセルのランク付けアルゴリズムを適用することにより、キャンプ・オンするために最も適したセルを選択する。アイドル状態の移動デバイスのための、キャンプ・オンするセルを選択するプロセスは、一般に、セル再選択とも呼ばれる。
【０００３】
規制当局により、そのような移動デバイスを使用するターゲット加入者を識別し、追跡することを必要とする可能性がある状況がときおり生じる。移動通信用グローバル・システム（ＧＳＭ）では、規制当局はＧＳＭ移動デバイスを通信に使用するターゲット加入者を識別し、追跡するために特別な機器を使用する。ＧＳＭでは、この機器は、ターゲット加入者が現在配置されているＧＳＭネットワークのセルにマスカレードすることにより動作する。これがトリガとなって、移動デバイスはマスカレード・セルへの再選択を行い、最終的に、マスカレード・セルにその永続的な識別子が通知される（例えば、標準化されたレイヤ３信号メッセージによる）。この手順では、ＧＳＭ標準のセキュリティ・ギャップに効果的に利用する。
【０００４】
ＧＳＭは、ユニバーサル移動電話システム（ＵＭＴＳ）により置き換えられる過程にある。しかし、ＵＭＴＳ標準ではセキュリティ・ギャップが閉じられているため、ターゲット加入者を識別し、追跡するＧＳＭ手順は、ＵＭＴＳに直接適用することはできない。したがって、ＵＭＴＳシステム内で動作しているターゲット加入者の識別または追跡は、ＧＳＭと同じ手順を使用したのでは行えない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題のうちの１つまたは複数の問題を解消することを対象とする。以下では、本発明のいくつかの態様の基本的な内容を理解できるように、発明の開示を簡単に説明する。本発明の開示は、本発明の概要を網羅的に述べたものではない。本発明の鍵となる要素または重要な要素を明らかにすること、または本発明の範囲を定めることは、意図されていない。後で述べる詳細な説明の前置きとして、本発明のいくつかの概念を簡略化した形式で述べることのみを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様では、無線通信システムにおいて移動デバイスを追跡する方法が提示される。この方法は、移動デバイスと移動デバイスが第１のモードで動作しているマスカレード基地局との間の通信を確立することを含む。移動デバイスは、第２のモードで動作させられ、次いで、移動デバイスは、第２の動作モードで追跡される。
【０００７】
本発明は、類似の参照番号は類似の要素を示している、付属の図面とともに以下の説明を参照することにより理解できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、さまざまな修正および代替形態を許すが、特定の実施形態は、図面の実施例で示されており、本明細書において詳細に説明される。しかし、特定の実施形態の本明細書の説明は、本発明を開示されている特定の形態に限定することを意図しておらず、それどころか、本発明は、添付の請求項により定められている本発明の精神および範囲内に収まるすべての修正形態、均等物、および代替形態を対象とすることを理解されたい。
【０００９】
本発明の例示的な実施形態について以下で説明する。わかりやすくするために、本明細書では、実際の実装のすべての特徴を説明することはしない。もちろん、このような実際の実施形態の開発において、実装毎に異なる可能性のある、システムに関係した制約条件およびビジネスに関係した制約条件への準拠など、開発者の具体的目標を達成するために、多くの実装特有の決定を下す場合があることは理解されるであろう。さらに、このような開発は、複雑で、時間がかかる作業になるとも思われるが、それでも本開示の利益を受ける当業者にとっては決まり切った仕事であるといってよいことは理解されるであろう。
【００１０】
そこで、図面を参照すると、特に図１を参照すると、本発明の一実施形態による、無線通信システム１００が例示されている。本発明の一実施形態では、図１の通信システム１００は、ユニバーサル移動電話システム（ＵＭＴＳ）である。通信システム１００を使用することで、１つまたは複数の移動デバイス１２０は、インターネットなどのデータ・ネットワーク１２５、および／または１つまたは複数の基地局１３０を介した公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）１６０と通信することができる。移動デバイス１２０は、携帯電話、パーソナル・デジタル・アシスタント（ＰＤＡ）、ラップトップ・コンピュータ、デジタル・ページャ、無線カード、およびデータ・ネットワーク１２５および／または基地局１３０経由のＰＳＴＮ  １６０にアクセスすることができる他のデバイスを含む、さまざまなデバイスのいずれかの形態をとりうる。
【００１１】
一実施形態では、複数の基地局１３０は、Ｔ１／ＥＩ回線または回路、ＡＴＭ回路、ケーブル、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）などの１つまたは複数の接続１３９により無線ネットワーク・コントローラ（ＲＮＣ）１３８に結合することができる。１つのＲＮＣ  １３８が例示されているが、当業者であれば、多数の基地局１３０とインターフェイスするために複数のＲＮＣ  １３８を使用できることを理解するであろう。一般に、ＲＮＣ  １３８は、これが接続されている基地局１３０を制御し、調整するように動作する。図１のＲＮＣ  １３８は、一般に、レプリケーション、通信、ランタイム、およびシステム管理サービスを提供する。ＲＮＣ  １３８は、例示されている実施形態において、呼経路の設定および終了などの処理機能の呼び出しを取り扱い、それぞれのユーザ１２０および基地局１３０のそれぞれによりサポートされるそれぞれのセクタについて順方向および／または逆方向リンクにおけるデータ転送レートを決定することができる。
【００１２】
ＲＮＣ  １３８は、さらに、Ｔ１／ＥＩ回線または回路、ＡＴＭ回路、ケーブル、光伝送線路などのさまざまな形態をとりうる、接続１４５を介してコアネットワーク（ＣＮ）１６５に結合される。一般に、ＣＮ  １６５は、データ・ネットワーク１２５および／またはＰＳＴＮ  １６０とのインターフェイスとして動作する。ＣＮ  １６５は、ユーザ認証などのさまざまな機能およびオペレーションを実行するが、ＣＮ  １６５の構造およびオペレーションの詳細な説明は、本発明の理解および評価に必要というわけではない。したがって、本発明をいたずらにわかりにくくするのを避けるために、ＣＮ  １６５の詳細について、本明細書で取りあげない。
【００１３】
データ・ネットワーク１２５は、インターネット・プロトコル（ＩＰ）によるデータ・ネットワークなどのパケット交換データ網としてよい。データ・ネットワーク１２５は、さらに、他の実施形態におけるパケット・ベースの他の種類のデータ・ネットワークを含むこともできる。そのような他のパケット・ベースのデータ・ネットワークの実施例は、非同期転送モード（ＡＴＭ）、フレーム・リレー・ネットワークなどを含む。
【００１４】
本明細書で使用されているように、「データ・ネットワーク」は、１つまたは複数の通信ネットワーク、チャネル、リンク、または経路、およびそのようなネットワーク、チャネル、リンク、または経路上でデータの経路指定を行うために使用されるシステムまたはデバイス（ルータなど）を意味しうる。
【００１５】
そのため、当業者であれば、通信システム１００を使用すると、移動デバイス１２０とデータ・ネットワーク１２５および／またはＰＳＴＮ  １６０との間の通信が容易に行えることを理解するであろう。しかし、図１の通信システム１００の構成は、本質的に例示的なものであること、および本発明の精神および範囲から逸脱することなく通信システム１００の他の実施形態において使用されるコンポーネントの数を加減してよいことを理解するであろう。
【００１６】
ＵＭＴＳ標準では、完全性保護と呼ばれる機構を明らかにしている。この機構により、移動デバイス１２０は、受信された信号メッセージが信頼できる発信源、例えば、ユーザが加入している通信事業者またはローミング・ネットワークから届いたものかどうかを確認することができる。完全性保護は、移動デバイス１２０とシュテム１００との間の信号通信の非常に早い段階においてオンにされる。この早期のアクティブ化により、未保護の信号メッセージの使用は、ＵＭＴＳにおいては制限される。完全性保護が存在するため、ＧＳＭにおいて加入者を識別し、追跡するために使用される手順が、ＵＭＴＳにおいて全く同じように実施されるのを防ぐことができる。
【００１７】
一般に、移動デバイス１２０の多くは、デュアル・モード・タイプのデバイスであり、ＵＭＴＳベースまたはＧＳＭベースのいずれかのシステムとともに動作することが可能である。したがって、このようなデュアル・モード・移動デバイス１２０が、ＧＳＭのみをサポートする領域内にある場合、ＧＳＭシステムと通信することができる第２の動作モードに制御可能な形で切り換えられる。本発明の一実施形態では、これらのデュアル・モード・デバイス１２０は、「強制的に」ＧＳＭモードで動作させられ、これらは、既存のＧＳＭ識別および追跡システムにより取り扱うことができる。
【００１８】
図１に示されているように、従来のＧＳＭ識別および追跡システム１６６ならびにＵＭＴＳ追跡および識別システム１６８が示されている。ＵＭＴＳ追跡および識別システム１６８は、ＵＭＴＳ試験移動局１７５およびラップトップ・コンピュータなどのコンピュータ１８０と連携して動作するマスカレード基地局１７０からなる。ＵＭＴＳ追跡および識別システム１６８は、デュアル・モード・移動デバイス１２０を強制的にＧＳＭモードで動作させるプロセスを制御する。ＵＭＴＳ追跡および識別システム１６８は、ターゲット・セルに関連付けられている領域への移送が容易になるように、携帯型とする、および／または車両内に配置することができる。したがって、本発明のいくつかの実施形態において、マスカレード基地局１７０は軽量で、小型のＵＭＴＳ基地局とするのが有益であると思われる。さらに、当業者であれば、ＵＭＴＳ試験移動局１７５は、専用ソフトウェアを搭載した商用移動機器の形態も取りうることを理解するであろう。マスカレード基地局１７０、ＵＭＴＳ試験移動局１７５、およびコンピュータ１８０のオペレーションは、図３の流れ図に関して以下でさらに詳しく説明される。
【００１９】
特に断りのない限り、または説明から明らかなように、「処理（すること）」または「計算（すること）、コンピューティング（ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）」または「計算（すること）（ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ）」または「決定（すること）」または「表示（すること）」などの用語は、コンピュータ・システムのレジスタおよびメモリ内で物理的、電子的量として表されているデータを操作し、コンピュータ・システムのメモリまたはレジスタまたはそのような他の情報記憶、伝送、または表示デバイス内で物理的量として同様に表されている他のデータに変換するコンピュータ・システム、または類似の電子コンピューティング・デバイスの動作およびプロセスを指す。
【００２０】
次に、図２を参照すると、例示的な基地局１３０および移動デバイス１２０に関連付けられている機能構造の一実施形態のブロック図が示されている。基地局１３０は、インターフェイス・ユニット２００、コントローラ２１０、アンテナ２１５、および共通チャネル２２０、トラヒック・チャネル２３０、制御チャネル２４０などの複数のチャネルを備える。インターフェイス・ユニット２００は、例示されている実施形態では、基地局１３０とＲＮＣ  １３８との間の情報の流れを制御する（図１を参照）。コントローラ２１０は、一般に、アンテナ２１５および複数のチャネル２２０、２３０、２４０上のデータおよび制御信号の伝送と受信の両方を制御し、インターフェイス・ユニット２００を介して受信された情報の少なくとも一部をＲＮＣ  １３８に伝達するように動作する。
【００２１】
移動デバイス１２０は、いくつかの機能的属性を基地局１３０と共有する。例えば、移動デバイス１２０は、コントローラ２５０、アンテナ２５５、および共通チャネル２６０、トラヒック・チャネル２７０、制御チャネル２８０などの複数のチャネルを備える。コントローラ２５０は、一般に、アンテナ２５５および複数のチャネル２６０、２７０、２８０を介したデータおよび制御信号の伝送と受信の両方を制御するように動作する。通常、移動デバイス１２０のチャネル２６０、２７０、２８０は、基地局１３０の対応するチャネル２２０、２３０、２４０と通信する。コントローラ２１０、２５０のオペレーションの下で、チャネル２２０、２６０、２３０、２７０、２４０、２８０は、移動デバイス1１２０と基地局１３０との間の通信の制御転送を行わせるために使用される。
【００２２】
当業者であれば、マスカレード基地局１７０の構造および機能は、上述の基地局１３０のいくつかの態様に実質的に類似していることを理解するであろう。
本発明の一実施形態では、デュアル・モード・移動デバイス１２０により実行される再選択シーケンスがＧＳＭモードで動作する移動デバイス１２０で必ず終わるようにする５ステップ手順が実施される。ＧＳＭモードでは、識別および追跡用の既存のＧＳＭ機器を完全な利用可能機能とともに使用することができる。
【００２３】
一般に、図３の流れ図で説明されているように、この手順は、ターゲット・ユーザが現在動作しているセルの品質を落とすことによりブロック３００から始まる。セルの品質は、マスカレード基地局１７０から干渉信号を伝送するなどのさまざまな従来技術を使用して落とすことができる。マスカレード基地局１７０は、ターゲット・ユーザが最初にキャンプ・オンした無線通信システム１００の複数のセルのうちの１つを模倣する。そうすることができるようにするために、ＵＭＴＳ試験移動局１７５は、システム・パラメータを発見するために近隣エリア内の無線通信システム１００をスキャンし、これにより、結局は、マスカレード基地局１７０からの伝達を適切に構成することができる。ラップトップ・コンピュータ１８０を使用することにより、ＵＭＴＳ試験移動局１７５により無線通信システム１００から抽出されたシステム・パラメータを使用して干渉信号を発生するようにマスカレード基地局１７０を構成し、制御することができる。セルの品質が落とされると、移動デバイス１２０は、従来の再選択プロセスを開始し、通信するのにより適したセルを特定する。
【００２４】
ブロック３０２において、ＵＭＴＳ試験移動局１７５および／またはラップトップ・コンピュータ１８０は、ターゲット・移動デバイス１２０がＵＭＴＳ識別および追跡システム１６８によりマスカレードされたセルに必ず再選択するようにマスカレード基地局１７０を制御する。移動デバイス１２０により実行される再選択プロセスは、ターゲット・移動デバイス１２０を中心とする近隣エリア内にある他のＵＭＴＳ基地局１３０と比較して、相対的に高い出力レベルで送信するようにマスカレード基地局１７０を制御するなどのさまざまな従来の方法のいずれかによって影響を受ける可能性がある。ブロック３０４に示されているように、ＵＭＴＳ識別および追跡システム１６８は、ターゲット・移動デバイス１２０が特定のＧＳＭ隣接セルを後続のセル再選択に対し最も魅力的なものであると識別するように操作されたシステム情報をブロードキャストする。
【００２５】
ブロック３０６において、ＵＭＴＳ識別および追跡システム１６８は、ターゲット・移動デバイス１２０に永続的ユーザ識別情報を要求する。永続的ユーザ識別情報を使用して、ターゲット・ユーザ・移動デバイス１２０を識別し、移動デバイス１２０がＧＳＭ識別および追跡システムに再選択した後にターゲット・ユーザ・移動デバイス１２０をその後追跡することができる。
【００２６】
ブロック３０８において、ターゲット・移動デバイス１２０が、マスカレードＵＭＴＳ基地局１７０にキャンプ・オンすると、ターゲット移動１２０デバイスとの特別な信号による双方向のやり取りにより、１）完全性保護の使用が回避され、２）移動デバイス１２０は強制的に過渡状態にされ、これにより後でＧＳＭへのセル再選択を行える。この再選択プロセスは、例えば、１）マスカレードＵＭＴＳ基地局１７０のパイロット電力を低減し、それによりキャンプ・オンする魅力を減らすことにより、または２）マスカレードＵＭＴＳ基地局１７０によりブロードキャストされるセル再選択パラメータを操作することにより、または３）ページングの後に強制的システム間リダイレクトを行わせることにより強制的に実行することができる。その後、ＧＳＭ識別および追跡システム１６６は、従来の方法で動作し、ＧＳＭモードで動作するように強制されていた移動デバイス１２０を識別し、追跡する。
【００２７】
当業者であれば、本明細書のさまざまな実施形態において例示されているさまざまなシステム・レイヤ、ルーチン、またはモジュールを実行可能制御ユニットとすることができることを理解するであろう。制御ユニットは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル・シグナル・プロセッサ、プロセッサ・カード（１つまたは複数のマイクロプロセッサまたはコントローラを含む）、または他の制御もしくはコンピューティング・デバイスを含むことができる。本明細書の説明で参照されている記憶装置デバイスは、データおよび命令を格納するための１つまたは複数の機械可読記憶媒体を含むことができる。記憶媒体は、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）またはスタティック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ）、消去可能およびプログラム可能読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能およびプログラム可能読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、およびフラッシュ・メモリなどの半導体メモリ・デバイス、固定ディスク、フロッピー（登録商標）・ディスク、取り外し可能ディスクなどの磁気ディスク、テープを含む他の磁気媒体、およびコンパクト・ディスク（ＣＤ）またはデジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）などの光媒体を含むさまざまな形態のメモリを含むことができる。さまざまなシステムにおいてさまざまなソフトウェアレイヤ、ルーチン、またはモジュールを構成する命令は、それぞれの記憶装置デバイス内に格納することができる。命令が制御ユニットによって実行されると、対応するシステムがプログラムされた活動を実行する。
【００２８】
本発明は、本明細書の教示を利用することで当業者には明らかに異なるが、同等の方法で修正し、実施することができるため、上で開示されている特定の実施形態は例示のみを目的としている。さらに、請求項で説明されていることを除き、本明細書に示されている構成または設計の詳細に制限を設けることは意図されていない。説明されているシステムを実装し、使用するために必要な処理回路は、本開示を利用する当業者であれば理解するように、特定用途向け集積回路、ソフトウェア駆動処理回路、ファームウェア、プログラム可能論理デバイス、ハードウェア、ディスクリート・コンポーネント、または上記のコンポーネントの配列で実装することができる。したがって、上で開示されている特定の実施形態は、改変または修正することができることは明らかであり、そのようなすべての変更形態は、本発明の精神および範囲に含まれるものと考えられる。したがって、本明細書で求めている保護は、請求項において述べられているとおりである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態による、通信システムのブロック図である。
【図２】図１の通信システム内の基地局および移動デバイスの一実施形態のブロック図である。
【図３】図１および２の移動デバイスをＧＳＭモードで強制的に動作させるために使用できる方法の一実施形態の流れ図である。
【図１】
2009500950.tif 000003
【図２】
2009500950.tif 000004
【図３】
2009500950.tif 000005
【国際調査報告】
2009500950.tif 000006
2009500950.tif 000007
2009500950.tif 000008