(57)【要約】      （修正有）【課題】携帯電話端末がコアネットワークとの間で認証シーケンスを実行することなく、移動基地局が自ら、携帯電話端末の位置範囲を検出する方法を提供する。【解決手段】移動基地局１は、第１の電波到達範囲で第１の報知情報を報知しＳ１３、携帯電話端末２から第１の登録要求を受信するＳ１４。携帯電話端末２へ、第１の登録要求を送信しないように制御するエラー応答値を含む第１の登録応答を返信するＳ２。第１の電波到達範囲と重畳しない第２の電波到達範囲へ移動するＳ３１。第２の電波到達範囲から第１の電波到達範囲へ移動しながら、単位時間毎に第２の報知情報を報知しＳ４１、第２の報知情報を受信した携帯電話端末２から第２の登録要求を受信するＳ４２。第２の登録要求Ｓ４２を受信した第２の電波到達範囲と、第２の登録要求Ｓ４２を受信しなかった第２の電波到達範囲と、第１の電波到達範囲とから、携帯電話端末２の位置範囲を検出するＳ５。【選択図】図２
2019027791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯電話端末との間で通信可能な移動基地局における端末位置検出方法において、
前記移動基地局が、
第１の電波到達範囲で第１の報知情報を報知し、第１の報知情報を受信した携帯電話端末から第１の登録要求を受信する第１のステップと、
前記携帯電話端末へ、第１の登録要求を送信しないように制御するエラー応答値を含む第１の登録応答を返信する第２のステップと、
第１の電波到達範囲と重畳しないであろう第２の電波到達範囲へ移動する第３のステップと、
第２の電波到達範囲から第１の電波到達範囲へ移動しながら、単位時間又は単位距離毎に第２の報知情報を報知し、第２の報知情報を受信した前記携帯電話端末から第２の登録要求を受信する第４のステップと、
第２の登録要求を受信した現在時刻tの第２の電波到達範囲と、第２の登録要求を受信しなかった過去時刻t-1の第２の電波到達範囲とから第２の単位差分範囲を導出し、第２の単位差分範囲と第１の電波到達範囲とが重畳する範囲を、当該携帯電話端末の位置範囲として検出する第５のステップと
を実行することを特徴とする移動基地局の端末位置検出方法。
【請求項２】
第１の報知情報は、第１のネットワーク番号を含み、
第２の報知情報は、第２のネットワーク番号を含む
前記移動基地局は、
第１のステップについて、第１の電波到達範囲で用いる第１のネットワーク番号を設定し、
第３のステップについて、第２の電波到達範囲で用いる第２のネットワーク番号を設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の移動基地局の端末位置検出方法。
【請求項３】
前記移動基地局と前記携帯電話端末との間の無線通信は、携帯電話網であり、
ネットワーク番号はＰＬＭＮＩＤ(Public Land Mobile Network IDentify)とＴＡＣ(Tracking Area Code)との組からなり、
第１のネットワーク番号及び第２のネットワーク番号は、ＰＬＭＮＩＤ又はＴＡＣの少なくともいずれか一方が異なるものである
ことを特徴とする請求項２に記載の移動基地局の端末位置検出方法。
【請求項４】
前記移動基地局は、水平方向へ移動可能なものであり、
第３のステップについて、前記移動基地局は、第１の電波到達範囲における第１の位置から、第１の電波到達範囲に重畳しない第２の電波到達範囲における第２の位置へ移動する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の移動基地局の端末位置検出方法。
【請求項５】
前記移動基地局は、鉛直方向へ移動可能なものであり、
第３のステップについて、前記移動基地局は、第１の電波到達範囲における第１の高度から、第１の電波到達範囲よりも広範囲となる第２の電波到達範囲における第２の高度へ移動する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の移動基地局の端末位置検出方法。
【請求項６】
前記移動基地局は、電波の指向方向を変更可能なものであり、
第３のステップについて、前記移動基地局は、第１の電波到達範囲における第１の指向方向から、第１の電波到達範囲に重畳しない第２の電波到達範囲における第２の指向方向へ変更する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の移動基地局の端末位置検出方法。
【請求項７】
前記移動基地局は、異なる周波数に切替可能なものであり、
第３のステップについて、前記移動基地局は、第１の電波到達範囲の第１の周波数から、第１の電波到達範囲よりも広範囲の第２の電波到達範囲となるように第１の周波数よりも低い第２の周波数へ切り替え、
第４のステップについて、第２の電波到達範囲から第１の電波到達範囲へ移動するように、第２の周波数から第１の周波数へと高くなるように切り替える
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の移動基地局の端末位置検出方法。
【請求項８】
前記移動基地局は、
前記携帯電話端末へ、第２の登録要求を送信しないように制御するエラー応答値を含む第２の登録応答を返信する第６のステップと、
第１の電波到達範囲と重畳しないであろう第３の電波到達範囲へ移動する第７のステップと、
第３の電波到達範囲から第１の電波到達範囲へ移動しながら、単位時間又は単位距離毎に第３の報知情報を報知し、第３の報知情報を受信した前記携帯電話端末から第３の登録要求を受信する第８のステップと
第３の登録要求を受信した現在時刻tの第３の電波到達範囲と、第３の登録要求を受信しなかった過去時刻t-1の第３の電波到達範囲とから第３の単位差分範囲を導出し、第３の単位差分範囲と、第５のステップの当該携帯電話端末の位置範囲とが重畳する範囲を、当該携帯電話端末の位置範囲として更に絞り込んで検出する第９のステップと
を実行することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の移動基地局の端末位置検出方法。
【請求項９】
携帯電話端末との間で通信可能な移動基地局において、
第１の電波到達範囲で第１の報知情報を報知する第１の報知信号送信手段と、
第１の報知情報を受信した携帯電話端末から第１の登録要求を受信する第１の登録要求受信手段と、
前記携帯電話端末へ、第１の登録要求を送信しないように制御するエラー応答値を含む第１の登録応答を返信する第１の登録応答返信手段と、
第１の電波到達範囲と重畳しないであろう第２の電波到達範囲へ移動するべく制御する電波到達範囲変更手段と、
第２の電波到達範囲から第１の電波到達範囲へ移動しながら、単位時間又は単位距離毎に第２の報知情報を報知する第２の報知情報送信手段と、
第２の報知情報を受信した前記携帯電話端末から第２の登録要求を受信する第２の登録要求受信手段と、
第２の登録要求を受信した現在時刻tの第２の電波到達範囲と、第２の登録要求を受信しなかった過去時刻t-1の第２の電波到達範囲とから第２の単位差分範囲を導出し、第２の単位差分範囲と第１の電波到達範囲とが重畳する範囲を、当該携帯電話端末の位置範囲として検出する端末位置範囲検出手段と
を有することを特徴とする移動基地局。
【請求項１０】
携帯電話端末との間で通信可能な移動基地局に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
第１の電波到達範囲で第１の報知情報を報知する第１の報知信号送信手段と、
第１の報知情報を受信した携帯電話端末から第１の登録要求を受信する第１の登録要求受信手段と、
前記携帯電話端末へ、第１の登録要求を送信しないように制御するエラー応答値を含む第１の登録応答を返信する第１の登録応答返信手段と、
第１の電波到達範囲と重畳しないであろう第２の電波到達範囲へ移動するべく制御する電波到達範囲変更手段と、
第２の電波到達範囲から第１の電波到達範囲へ移動しながら、単位時間又は単位距離毎に第２の報知情報を報知する第２の報知情報送信手段と、
第２の報知情報を受信した前記携帯電話端末から第２の登録要求を受信する第２の登録要求受信手段と、
第２の登録要求を受信した現在時刻tの第２の電波到達範囲と、第２の登録要求を受信しなかった過去時刻t-1の第２の電波到達範囲とから第２の単位差分範囲を導出し、第２の単位差分範囲と第１の電波到達範囲とが重畳する範囲を、当該携帯電話端末の位置範囲として検出する端末位置範囲検出手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする移動基地局のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局が、携帯電話端末の位置範囲を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話端末が接続する広域無線ネットワークとして、ＵＴＲＡＮ(Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) Radio Access Networks)や、ｅＵＴＲＡＮ(evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network)がある。これらは、１つ以上の基地局となるｅＮＢ(evolved Node B)から構成され、複数の携帯電話端末と、パケットコアネットワークのＥＰＣ(Evolved Packet Core)との間のシグナリングを中継する。ＥＰＣは、携帯電話端末の位置登録を処理するＭＭＥ(Mobility Management Entity)を有する。
ＵＴＲＡＮ等のｅＮＢは、ＥＰＣからのシグナリングに応じて、携帯電話端末へ向けて、基地局ＩＤ（識別子）を含む報知情報を報知する。この報知情報には、基地局の所属事業者の識別子であるＰＬＭＮＩＤ(Public Land Mobile Network Identity)と、エリア識別子であるＴＡＣ(Tracking Area Code)とが含まれる。
これに対し、携帯電話端末は、登録要求をｅＮＢへ送信することによって、その登録要求はＥＰＣへ転送される。これによって、ＥＰＣは、その携帯電話端末に対する位置登録の処理を実行する。このように、ＥＰＣが、各携帯電話端末の大凡の位置を管理することによって、携帯電話端末に対して着信の呼び出し処理（ページング）を実現することができる。
【０００３】
３ＧＰＰ(Third Generation Partnership Project)によれば、携帯電話端末による位置登録手順及び状態遷移処理が規定されている（例えば非特許文献１参照）。
また、ｅＵＴＲＡＮの位置登録処理については、Attach処理やTracking Area Update処理も規定されている（例えば非特許文献２参照）。これらは、携帯電話端末がＥＰＣに位置登録未完了の状態から通信サービスの提供を受けるために位置登録完了の状態になろうとする場合、又は、携帯電話端末が位置登録完了の状態について端末の移動に伴って端末が検知できる基地局の報知情報が変更され、携帯電話端末がＥＰＣに自身の移動を通知する必要がある場合等に、実行するものである。
【０００４】
ここで、災害時に基地局のバックホール回線が切断された場合や、遭難時に携帯電話端末が基地局の電波到達範囲に存在しない場合に、被災者やその救助対象者を発見するケースを想定する。広く普及しているスマートフォンのような携帯電話端末は、その位置範囲を検出するためのプラットフォームとなりうる。
【０００５】
災害時における人命救助を目的として、携帯電話端末から位置情報を取得するためのガイドラインが公開されている（例えば非特許文献３参照）。
ここでは、位置登録に基づく基地局情報と、携帯電話端末で測位可能なＧＰＳ(Global Positioning System)情報とが利用されている。携帯電話端末が、コアネットワークに対して位置登録に基づく認証シーケンスを実行することによって、基地局情報が取得される。また、スマートフォンのような携帯電話端末は、一般的にＧＰＳ機能を搭載しており、そのＧＰＳ情報をサーバへ送信することもできる。
【０００６】
また、災害時に基地局のバックホール回線が切断されたケースでは、基地局に備えられた簡易的なコアネットワーク設備及び認証設備を用いて、携帯電話端末に対して限定的な通信サービスを提供する技術もある（例えば非特許文献４参照）。このような基地局は、移動型として被災地エリアに配備することができる。この場合、携帯電話端末から送信された登録要求に基づく位置情報も、携帯電話端末で測位されたＧＰＳ情報も、いずれも利用可能となる。
【０００７】
更に、移動基地局が、簡易的なコアネットワーク及び認証設備を備えることで、携帯電話端末に対して、移動基地局が移動した複数の地点で位置登録を成功させることによって、当該携帯電話端末の位置検出の精度を向上させる技術もある（例えば特許文献１参照）。
【０００８】
更に、移動基地局が、簡易的なコアネットワーク及び専用アプリケーションを備えることによって、認証設備が無くても、携帯電話端末をコアネットワークに接続させて、当該携帯電話端末で測位されたＧＰＳ情報を収集する技術もある（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１６−１６３１６５号公報
【特許文献２】特開２０１７−１０３６９４号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】3GPP, TS 23.122、「Non-Access-Stratum (NAS) functions related to Mobile Station (MS) in idle mode」
【非特許文献２】3GPP TS 23.401、「General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access」
【非特許文献３】総務省, 「人命救助等における GPS位置情報の取扱いに関するとりまとめ,”報道資料, 2013年 7月、[online]、［平成２９年７月１７日検索］、インターネット＜URL:http://www.soumu.go.jp/main_content/000237319.pdf＞
【非特許文献４】3GPP, TR 22.897、「Study on isolated Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) operation for public safety」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ＧＰＳ情報の場合、測位精度は数ｍ〜数十ｍと高い。しかしながら、携帯電話端末は、測位電波を受信するために、衛星に対する見通しが必要となる。また、携帯電話端末は、ＧＰＳ情報をサーバへ送信するためには、コアネットワークに対する位置登録の認証シーケンスを予め実行しておく必要がある。携帯電話端末は、コアネットワークと通信することができなければ、ＧＰＳ情報をサーバへ送信することもできない。また、被災地などでは、ＧＰＳ情報を送信するために、ユーザ自らが携帯電話端末を操作することができない場合も多い。
【００１２】
被災地に、簡易コアネットワークを搭載した移動型基地局を配備した場合、携帯電話端末は、位置登録の認証シーケンスを実行することができ、携帯電話端末が通信する基地局情報を取得することができる。しかしながら、基地局の電波到達範囲は、一般に数百ｍ〜数ｋｍとなり、被災者の位置範囲を発見するには、その測位精度では極めて不十分となる。複数の位置登録に基づく基地局情報を用いたとしても、その位置精度は、基地局が点在する位置間隔に依存するものとなる。
【００１３】
そこで、本発明は、携帯電話端末がコアネットワークとの間で認証シーケンスを実行することなく、且つ、ユーザが携帯電話端末を操作することなく、移動基地局が自ら、携帯電話端末の位置範囲を検出することができる方法、移動基地局及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によれば、携帯電話端末との間で通信可能な移動基地局における端末位置検出方法において、
移動基地局が、
第１の電波到達範囲で第１の報知情報を報知し、第１の報知情報を受信した携帯電話端末から第１の登録要求を受信する第１のステップと、
携帯電話端末へ、第１の登録要求を送信しないように制御するエラー応答値を含む第１の登録応答を返信する第２のステップと、
第１の電波到達範囲と重畳しないであろう第２の電波到達範囲へ移動するべく制御する第３のステップと、
第２の電波到達範囲から第１の電波到達範囲へ移動しながら、単位時間又は単位距離毎に第２の報知情報を報知し、第２の報知情報を受信した携帯電話端末から第２の登録要求を受信する第４のステップと、
第２の登録要求を受信した現在時刻tの第２の電波到達範囲と、第２の登録要求を受信しなかった過去時刻t-1の第２の電波到達範囲とから第２の単位差分範囲を導出し、第２の単位差分範囲と第１の電波到達範囲とが重畳する範囲を、当該携帯電話端末の位置範囲として検出する第５のステップと
を実行することを特徴とする。
【００１５】
本発明の移動基地局の端末位置検出方法における他の実施形態によれば、
第１の報知情報は、第１のネットワーク番号を含み、
第２の報知情報は、第２のネットワーク番号を含む
移動基地局は、
第１のステップについて、第１の電波到達範囲で用いる第１のネットワーク番号を設定し、
第３のステップについて、第２の電波到達範囲で用いる第２のネットワーク番号を設定することも好ましい。
【００１６】
本発明の移動基地局の端末位置検出方法における他の実施形態によれば、
移動基地局と携帯電話端末との間の無線通信は、携帯電話網であり、
ネットワーク番号はＰＬＭＮＩＤ(Public Land Mobile Network IDentity)とＴＡＣ(Tracking Area Code)との組からなり、
第１のネットワーク番号及び第２のネットワーク番号は、ＰＬＭＮＩＤ又はＴＡＣの少なくともいずれか一方が異なるものであることも好ましい。
【００１７】
本発明の移動基地局の端末位置検出方法における他の実施形態によれば、
移動基地局は、水平方向へ移動可能なものであり、
第３のステップについて、移動基地局は、第１の電波到達範囲における第１の位置から、第１の電波到達範囲に重畳しない第２の電波到達範囲における第２の位置へ移動することも好ましい。
【００１８】
本発明の移動基地局の端末位置検出方法における他の実施形態によれば、
移動基地局は、鉛直方向へ移動可能なものであり、
第３のステップについて、移動基地局は、第１の電波到達範囲における第１の高度から、第１の電波到達範囲よりも広範囲となる第２の電波到達範囲における第２の高度へ移動することも好ましい。
【００１９】
本発明の移動基地局の端末位置検出方法における他の実施形態によれば、
移動基地局は、電波の指向方向を変更可能なものであり、
第３のステップについて、移動基地局は、第１の電波到達範囲における第１の指向方向から、第１の電波到達範囲に重畳しない第２の電波到達範囲における第２の指向方向へ変更することも好ましい。
【００２０】
本発明の移動基地局の端末位置検出方法における他の実施形態によれば、
移動基地局は、異なる周波数に切替可能なものであり、
第３のステップについて、移動基地局は、第１の電波到達範囲の第１の周波数から、第１の電波到達範囲よりも広範囲の第２の電波到達範囲となるように第１の周波数よりも低い第２の周波数へ切り替え、
第４のステップについて、第２の電波到達範囲から第１の電波到達範囲へ移動するように、第２の周波数から第１の周波数へと高くなるように切り替えることも好ましい。
【００２１】
本発明によれば、移動基地局は、
携帯電話端末へ、第２の登録要求を送信しないように制御するエラー応答値を含む第２の登録応答を返信する第６のステップと、
第１の電波到達範囲と重畳しないであろう第３の電波到達範囲へ移動する第７のステップと、
第３の電波到達範囲から第１の電波到達範囲へ移動しながら、単位時間又は単位距離毎に第３の報知情報を報知し、第３の報知情報を受信した携帯電話端末から第３の登録要求を受信する第８のステップと
第３の登録要求を受信した現在時刻tの第３の電波到達範囲と、第３の登録要求を受信しなかった過去時刻t-1の第３の電波到達範囲とから第３の単位差分範囲を導出し、第３の単位差分範囲と、第５のステップの当該携帯電話端末の位置範囲とが重畳する範囲を、当該携帯電話端末の位置範囲として更に絞り込んで検出する第９のステップと
を実行することを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、携帯電話端末との間で通信可能な移動基地局において、
第１の電波到達範囲で第１の報知情報を報知する第１の報知信号送信手段と、
第１の報知情報を受信した携帯電話端末から第１の登録要求を受信する第１の登録要求受信手段と、
携帯電話端末へ、第１の登録要求を送信しないように制御するエラー応答値を含む第１の登録応答を返信する第１の登録応答返信手段と、
第１の電波到達範囲と重畳しないであろう第２の電波到達範囲へ移動するべく制御する電波到達範囲変更手段と、
第２の電波到達範囲から第１の電波到達範囲へ移動しながら、単位時間又は単位距離毎に第２の報知情報を報知する第２の報知情報送信手段と、
第２の報知情報を受信した携帯電話端末から第２の登録要求を受信する第２の登録要求受信手段と、
第２の登録要求を受信した現在時刻tの第２の電波到達範囲と、第２の登録要求を受信しなかった過去時刻t-1の第２の電波到達範囲とから第２の単位差分範囲を導出し、第２の単位差分範囲と第１の電波到達範囲とが重畳する範囲を、当該携帯電話端末の位置範囲として検出する端末位置範囲検出手段と
を有することを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、携帯電話端末との間で通信可能な移動基地局に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
第１の電波到達範囲で第１の報知情報を報知する第１の報知信号送信手段と、
第１の報知情報を受信した携帯電話端末から第１の登録要求を受信する第１の登録要求受信手段と、
携帯電話端末へ、第１の登録要求を送信しないように制御するエラー応答値を含む第１の登録応答を返信する第１の登録応答返信手段と、
第１の電波到達範囲と重畳しないであろう第２の電波到達範囲へ移動するべく制御する電波到達範囲変更手段と、
第２の電波到達範囲から第１の電波到達範囲へ移動しながら、単位時間又は単位距離毎に第２の報知情報を報知する第２の報知情報送信手段と、
第２の報知情報を受信した携帯電話端末から第２の登録要求を受信する第２の登録要求受信手段と、
第２の登録要求を受信した現在時刻tの第２の電波到達範囲と、第２の登録要求を受信しなかった過去時刻t-1の第２の電波到達範囲とから第２の単位差分範囲を導出し、第２の単位差分範囲と第１の電波到達範囲とが重畳する範囲を、当該携帯電話端末の位置範囲として検出する端末位置範囲検出手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の位置範囲検出方法、移動基地局及びプログラムによれば、携帯電話端末がコアネットワークとの間で認証シーケンスを実行することなく、且つ、ユーザが携帯電話端末を操作することなく、移動基地局が自ら、携帯電話端末の位置範囲を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明におけるシステム構成図である。
【図２】本発明における第１のシーケンス図である。
【図３】第１及び第２のステップにおける移動基地局と携帯電話端末との位置関係を表す説明図である。
【図４】第３のステップにおける移動基地局と携帯電話端末との位置関係を表す説明図である。
【図５】第４のステップにおける移動基地局と携帯電話端末との位置関係を表す第１の説明図である。
【図６】第４のステップにおける移動基地局と携帯電話端末との位置関係を表す第２の説明図である。
【図７】第５のステップにおける移動基地局と携帯電話端末との位置関係を表す説明図である。
【図８】図２の第１のシーケンス図に続いて実行される第２のシーケンス図である。
【図９】第７のステップにおける移動基地局と携帯電話端末との位置関係を表す説明図である。
【図１０】第８のステップにおける移動基地局と携帯電話端末との位置関係を表す第１の説明図である。
【図１１】第８のステップにおける移動基地局と携帯電話端末との位置関係を表す第２の説明図である。
【図１２】移動基地局と携帯電話端末との高度関係を表す説明図である。
【図１３】移動基地局と携帯電話端末との電波の指向関係を表す第１の説明図である。
【図１４】移動基地局と携帯電話端末との電波の指向関係を表す第２の説明図である。
【図１５】移動基地局と携帯電話端末との電波の指向関係を表す第３の説明図である。
【図１６】本発明における移動基地局の機能構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明におけるシステム構成図である。
【００２８】
本発明の移動基地局１は、自ら移動可能であり、携帯電話端末２と無線通信することによって当該携帯電話端末２の位置範囲を検出するものである。移動基地局１と携帯電話端末２との間は、例えばＵＴＲＡＮやｅＵＴＲＡＮのような広域無線ネットワークを介して通信する。
移動基地局１は、例えば空中で移動可能なドローンとして実装されたものであってもよい。勿論、飛行船、気球、ヘリコプタであってもよいし、地上を走行可能な自動車であってもよい。例えば災害時には、移動基地局１は、広範囲の通信孤立地域を、空中（又は地上）で移動可能なものである。
携帯電話端末２は、ユーザ所持の既存のスマートフォンや携帯電話機のようなものである。
【００２９】
図１によれば、本発明の移動基地局１は、基地局機能１１と、登録要求制御機能１２と、移動制御機能１３とを一体的に組み込んだものである。これら機能構成部は、移動基地局に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。
【００３０】
基地局機能１１は、例えばＬＴＥ(Long Term Evolution)に基づくｅＮＢ(evolved Node B)である。
登録要求制御機能１２は、例えばＥＰＣとして携帯電話端末２の位置登録の登録要求を処理すると共に、携帯電話端末２の位置範囲を検出するものである。
移動制御機能１３は、例えばドローンの場合、ＧＰＳによって自らの現在位置を認識した上で、目的位置へ移動するべくマルチコプタを制御する。
尚、後述する図２〜図１１の実施形態については、移動基地局１は、水平方向へ移動可能なものであるとして説明する。
【００３１】
図２は、本発明における第１のシーケンス図である。
【００３２】
［Ｓ１：第１のステップ］
図３は、第１及び第２のステップにおける移動基地局と携帯電話端末との位置関係を表す説明図である。
【００３３】
（Ｓ１１）移動基地局１の登録要求制御機能１２は、第１の電波到達範囲に基づく位置Ａ（中心位置）へ移動するべく、移動条件要求を移動制御機能１２へ出力する。
これに対し、移動制御機能１３は、現在位置に応じてマルチコプタを制御して、移動基地局１自らを位置Ａへ移動させる。
そして、移動制御機能１３は、位置Ａへの移動が完了した後、移動位置通知を、登録要求制御機能１２へ出力する。
尚、移動基地局１からの電波到達範囲は、必ずしも円状となるとは限らない。但し、移動基地局１は、携帯電話端末２の位置範囲を検出する上で、電波到達範囲の形状及び距離を予め認識しておく必要がある。
【００３４】
（Ｓ１２）移動基地局１の登録要求制御機能１２は、第１の電波到達範囲で用いる第１のネットワーク番号を設定する。
移動基地局１と携帯電話端末２とがＬＴＥに基づく通信方式によって接続される場合、ネットワーク番号は、ＰＬＭＮＩＤ(Public Land Mobile Network IDentity)とＴＡＣ(Tracking Area Code)との組からなる。図２によれば、第１のネットワーク番号として、［PLMNID#1, TAC#1］に設定されている。
そして、移動基地局１の登録要求制御機能１２は、基地局機能１１との間で、第１のネットワーク番号に基づいてリンク確立を実行する。例えばＬＴＥ／ＥＰＣにおけるS1Setupによって、第１のネットワーク番号を交換する。
【００３５】
（Ｓ１３）移動基地局１の基地局機能１１は、第１の電波到達範囲へ、第１のネットワーク番号［PLMNID#1, TAC#1］を含む報知情報を報知する。 
【００３６】
（Ｓ１４）報知情報を受信した携帯電話端末２は、第１のネットワーク番号を許容し、その登録要求を移動基地局１へ送信する。
登録要求を受信した移動基地局１は、登録要求制御機能１２によって、端末ＩＤ（識別子）を確認する。例えばＬＴＥ／ＥＰＣによれば、ＩＭＥＩ(International Mobile Equipment Identity)である。端末ＩＤは、同一端末であるかどうかの判定に用いる目的に限れば、ＩＭＳＩ（International Mobile Subscriber Identity）又はＭＳＩＳＤＮ（Mobile Station International ISDN Number）で代用してもよい。
登録要求に端末ＩＤが含まれていない場合、移動基地局１の登録要求制御機能１２は、携帯電話端末２へＩＤ要求を送信する。これに対し、携帯電話端末２は、ＩＤ応答を移動基地局２へ返信する。これによって、移動基地局１の登録要求制御機能１２は、携帯電話端末２の端末ＩＤを取得する。
【００３７】
［Ｓ２：第２のステップ］
移動基地局１の登録要求制御機能１２は、携帯電話端末２へ、第１のネットワーク番号の第１の登録要求を送信しないように制御するエラー応答値を含む第１の登録応答を返信する。
エラー応答値は、例えばＬＴＥ／ＥＰＣによれば、"tracking area not allowed"となる。これは、携帯電話端末２が、同一のネットワーク番号に基づく報知情報を受信したとしても、登録要求を送信しないように指示するものである。
具体的には、エラー応答値は、携帯電話端末２が、過去に、第１のネットワーク番号［PLMNID#1, TAC#1］の報知情報を受信し且つその登録要求を送信した場合、更なる第１のネットワーク番号［PLMNID#1, TAC#1］の報知情報を受信しても、その登録要求を送信しないように制御される。
【００３８】
本来、携帯電話端末は、基地局を介して認証設備と通信できない場合、認証シーケンスを実行することができず、位置登録処理は失敗となる。携帯電話端末からの登録要求の再送回数は有限であり、その再送回数に達した場合、それ以降、登録要求を送信しないようになる。本発明によれば、移動基地局は、携帯電話端末に対してあえて、登録要求の再送を抑止するようなエラー応答値を含む登録応答を返信することによって、過剰なシグナリングを発生させることなく、携帯電話端末からの登録要求を必要に応じて受信するべく制御する。
【００３９】
［Ｓ３：第３のステップ］
図４は、第３のステップにおける移動基地局と携帯電話端末との位置関係を表す説明図である。
【００４０】
（Ｓ３１）移動基地局１の登録要求制御機能１２は、第１の電波到達範囲と重畳しないであろう第２の電波到達範囲に基づく位置Ｂ（中心位置）へ移動するべく、移動条件要求を移動制御機能１２へ出力する。具体的には、位置Ａから、第１の電波到達範囲の直径以上離れた位置を、位置Ｂとする。これによって、第１の電波到達範囲と第２の電波到達範囲とが重畳しないようにする。移動方位は、最初の位置検出処理では任意であってもよい。
これに対し、移動制御機能１３は、現在位置に応じてマルチコプタを制御して、移動基地局１自らを位置Ｂへ移動させる。
そして、移動制御機能１３は、位置Ｂへの移動が完了した後、移動位置通知を、登録要求制御機能１２へ出力する。
【００４１】
（Ｓ３２）移動基地局１の登録要求制御機能１２は、第２の電波到達範囲で用いる第２のネットワーク番号［PLMNID#1, TAC#2］を設定する。第２のネットワーク番号は、第１のネットワーク番号と比較して、PLMNID又はTACの少なくともいずれか一方が異なるものである。
そして、登録要求制御機能１２は、基地局機能１１との間で、第２のネットワーク番号に基づいてリンク確立を実行する。例えばＬＴＥ／ＥＰＣにおけるS1Setupによって、第２のネットワーク番号を交換する。
【００４２】
［Ｓ４：第４のステップ］
図５は、第４のステップにおける移動基地局と携帯電話端末との位置関係を表す第１の説明図である。
【００４３】
（Ｓ４１）移動基地局１の移動制御機能１３は、移動基地局１自らを、第２の電波到達範囲から第１の電波到達範囲へ移動させながら、基地局機能１１が、単位時間又は単位距離毎に、第２の電波到達範囲へ、第２のネットワーク番号［PLMNID#1, TAC#2］を含む第２の報知情報を報知する。
これは、第１の電波到達範囲で検出された携帯電話端末２が、第２の電波到達範囲で発見されるまで、第２の電波到達範囲と第１の電波到達範囲と重畳する範囲を絞り込むことができる。
尚、「単位時間又は単位距離」の長さによって、後述する第５のステップにおける「単位差分範囲」の広さが制御される。即ち、分解能としての設定要素である。単位時間は、移動基地局１の移動速度に応じてその単位距離も変化する。単位距離は、移動基地局１自ら測位した位置の変化によって判定する。
【００４４】
図６は、第４のステップ及び第５のステップにおける移動基地局と携帯電話端末との位置関係を表す第２の説明図である。
【００４５】
（Ｓ４２）移動基地局１が、第２の電波到達範囲から第１の電波到達範囲へ移動しながら、第２の報知情報を報知しているために、第１の電波到達範囲に到達する前に、いずれかのタイミングで、携帯電話端末２は第２の報知情報を受信する。
このとき、携帯電話端末２は、第２のネットワーク番号を含む第２の登録要求を、移動基地局１へ送信する。
尚、前述したＳ１４と同様に、第２の登録要求に端末ＩＤが含まれていない場合、移動基地局１の登録要求制御機能１２は、携帯電話端末２へＩＤ要求を送信することによって、携帯電話端末２から端末ＩＤを取得する。これによって、移動基地局１の登録要求制御機能１２は、携帯電話端末２の端末ＩＤであることを確認する。
【００４６】
［Ｓ５：第５のステップ］
移動基地局１の登録要求制御機能１２は、携帯電話端末ＩＤについて、第２の登録要求を受信した現在時刻tの第２の電波到達範囲と、第２の登録要求を受信しなかった過去時刻t-1の第２の電波到達範囲とから第２の単位差分範囲を導出する。
図６によれば、過去時刻t-1と現在時刻tとの時間差を、前述した「単位時間」とする。また、その単位時間と移動速度との関係に基づく「単位距離」も導出される。
これは、移動基地局１は、過去時刻t-1に報知された報知情報に対して携帯電話端末２から登録要求を受信しなかったものの、次の現時刻tに報知された報知情報に対して携帯電話端末２から登録要求を受信したことを意味する。
【００４７】
そして、登録要求制御機能１２は、第２の単位差分範囲と第１の電波到達範囲とが重畳する範囲を、当該携帯電話端末ＩＤの位置範囲として検出する（図６の斜線範囲）。携帯電話端末ＩＤは、その位置範囲に存在することを特定することができる。
【００４８】
図７は、第１〜第５のステップの終了後における移動基地局と携帯電話端末との位置関係を表す説明図である。
最終的に、移動基地局１は、第１のステップにおける第１の電波到達範囲の位置へ戻ることとなる。
図３〜図７によれば、１台の携帯電話端末２の位置範囲を検出しようとしているが、複数台の携帯電話端末２であっても、全く同様に処理することができる。全ての携帯電話端末２の位置範囲を検出するために、移動基地局１は、第２の電波到達範囲から第１の電波到達範囲まで戻ることとなる。勿論、所定の携帯電話端末２の位置範囲が検出できた際に、移動基地局１自体の移動を停止してもよい。
【００４９】
図８は、図２の第１のシーケンス図に続いて実行される第２のシーケンス図である。
【００５０】
［Ｓ６：第６のステップ］
前述したＳ２と同様に、移動基地局１の登録要求制御機能１２は、携帯電話端末２へ、第２のネットワーク番号の第２の登録要求を送信しないように制御するエラー応答値を含む第２の登録応答を返信する。
具体的には、エラー応答値は、携帯電話端末２が、過去に、第２のネットワーク番号［PLMNID#1, TAC#2］の報知情報を受信し且つその登録要求を送信した場合、更なる第２のネットワーク番号［PLMNID#1, TAC#2］の報知情報を受信しても、その登録要求を送信しないように制御される。
【００５１】
［Ｓ７：第７のステップ］
図９は、第７のステップにおける移動基地局と携帯電話端末との位置関係を表す説明図である。
（Ｓ７１）前述したＳ３と同様に、移動基地局１の登録要求制御機能１２は、第１の電波到達範囲と重畳しないであろう第３の電波到達範囲に基づく位置Ｃ（中心位置）へ移動するべく、移動条件要求を移動制御機能１２へ出力する。
これに対し、移動制御機能１３は、測位位置に応じてマルチコプタを制御して、移動基地局１自らを位置Ｃへ移動させる。
そして、移動制御機能１３は、位置Ｃへの移動が完了した後、移動位置通知を、登録要求制御機能１２へ出力する。
【００５２】
（Ｓ７２）そして、登録要求制御機能１２は、第３の電波到達範囲で用いる第３のネットワーク番号［PLMNID#2, TAC#1］を設定する。第３のネットワーク番号は、第１及び台２のネットワーク番号と異なるものである。
そして、登録要求制御機能１２は、基地局機能１１との間で、第３のネットワーク番号に基づいてリンク確立を実行する。例えばＬＴＥ／ＥＰＣにおけるS1Setupによって、第３のネットワーク番号を交換する。
尚、第３のネットワーク番号の設定方法における実施形態については、後述する。
【００５３】
［Ｓ８：第８のステップ］
図１０は、第８のステップにおける移動基地局と携帯電話端末との位置関係を表す説明図である。
（Ｓ８１）前述したＳ４と同様に、移動制御機能１３が、移動基地局１自らを、第３の電波到達範囲から第１の電波到達範囲へ移動させながら、基地局機能１１が、単位時間又は単位距離毎に、第３の電波到達範囲へ、第３のネットワーク番号［PLMNID#2, TAC#1］を含む第３の報知情報を報知する。
【００５４】
図１１は、第８のステップ及び第９のステップにおける移動基地局と携帯電話端末との位置関係を表す説明図である。
【００５５】
（Ｓ８２）移動基地局１が、第３の電波到達範囲から第１の電波到達範囲へ移動しながら、第３の報知情報を報知しているために、第１の電波到達範囲に到達する前に、いずれかのタイミングで、携帯電話端末２は、第３の報知情報を受信する。
このとき、携帯電話端末２は、第３の登録要求を、移動基地局１へ送信する。
【００５６】
［Ｓ９：第９のステップ］
前述したＳ５と同様に、移動基地局１の登録要求制御機能１２は、第３の登録要求を受信した現在時刻tの第３の電波到達範囲と、第３の登録要求を受信しなかった過去時刻t-1の第３の電波到達範囲とから第３の単位差分範囲を導出する。
そして、登録要求制御機能１２は、第３の単位差分範囲と、第５のステップの当該携帯電話端末２の位置範囲とが重畳する範囲を、当該携帯電話端末２の位置範囲として更に絞り込んで検出する。
このように、移動基地局１と携帯電話端末２との間で、３回の登録要求及び登録応答のやりとりだけで、携帯電話端末の位置範囲を絞り込むことができる。
【００５７】
前述したように、移動基地局１が自ら、第１〜第５のステップ、更に第６〜第９のステップを実行することによって、携帯電話端末２がコアネットワークとの間で認証シーケンスを実行することなく、且つ、ユーザが携帯電話端末２を操作することなく、携帯電話端末２の位置範囲を検出することができる。
【００５８】
＜移動基地局が鉛直方向へ移動可能なものであるとする実施形態＞
図１２は、移動基地局と携帯電話端末との高度関係を表す説明図である。
【００５９】
前述した第３のステップについて、移動基地局１は、第１の電波到達範囲における第１の高度から、第１の電波到達範囲よりも広範囲となる第２の電波到達範囲における第２の高度へ移動する。
図１２によれば、移動基地局１は、鉛直方向の高度に応じて、電波到達範囲の広狭を変化させることができる。
移動基地局１の高度が高い：電波到達範囲が広い
移動基地局１の高度が低い：電波到達範囲が狭い
そのために、移動基地局１は、高い高度で、第１の報知情報を報知することによって、携帯電話端末２から第１の登録要求を受信する（Ｓ１、Ｓ２参照）。そして、移動基地局１は、携帯電話端末２と通信できないであろう高度まで低く移動する（Ｓ３参照）。その後、移動基地局１は、第２の報知情報を報知しながら、高度を上げていき、携帯電話端末２から第２の登録要求を受信した時、携帯電話端末の位置範囲を検出する（Ｓ４、Ｓ５参照）。
【００６０】
＜移動基地局の電波の指向方向を変更可能なものであるとする実施形態＞
図１３は、移動基地局と携帯電話端末との電波の指向関係を表す第１の説明図である。
図１４は、移動基地局と携帯電話端末との電波の指向関係を表す第２の説明図である。
図１５は、移動基地局と携帯電話端末との電波の指向関係を表す第３の説明図である。
【００６１】
第３のステップについて、移動基地局１は、第１の電波到達範囲における第１の指向方向から、第１の電波到達範囲に重畳しない第２の電波到達範囲における第２の指向方向へ変化させる。指向方向の変化は、電波到達範囲（指向範囲）の変化となる。
図１３によれば、移動基地局１は、第１の指向方向で、第１の報知情報を報知することによって、携帯電話端末２から第１の登録要求を受信する（Ｓ１、Ｓ２参照）。
次に、図１４によれば、移動基地局１は、携帯電話端末２と通信できないであろう第２の指向方向へ変化させる（Ｓ３参照）。
その後、図１５によれば、移動基地局１は、第２の報知情報を報知しながら、第２の指向方向から第１の指向方向へ変化させていき、携帯電話端末２から第２の登録要求を受信した時、携帯電話端末の位置範囲を検出する（Ｓ４、Ｓ５参照）。
【００６２】
＜異なる周波数に切替可能な移動基地局の実施形態＞
移動基地局１が、基地局機能の一部（例えばアンテナ部のみ）又は全部を複数個持ち、それぞれに対して報知情報以外にも、出力電波の周波数や電波強度等について異なる設定が可能であるとする。これによって、電波到達範囲の形状及び距離を柔軟に設定することができる。
例えば、使用する周波数を変えることで、移動基地局は、２重円状の電波到達範囲を作ることができる。
第１の基地局機能は高い周波数を使用：第１の電波到達範囲は狭い（例えば内円）
第２の基地局機能は低い周波数を使用：第２の電波到達範囲は広い（例えば外円）
内円の中は、第１と第２の基地局機能両方からの電波が到達するため、携帯電話端末２は、高い周波数の電波を優先して接続するよう、システムを設計する。
これにより、携帯電話端末２から第１の基地局機能に基づく登録要求を受信した際には内円の中（第１の電波到達範囲内）に、携帯電話端末２が位置することが検出される。
一方で、携帯電話端末２から第２の基地局機能に基づく登録要求を受信した際には、内円の外で且つ外円の中（第１の電波到達範囲の外側で、第２の電波到達範囲の内側）に、携帯電話端末２が位置することが検出される。
本発明は、電波到達範囲の形状及び距離による制限は無いために、本実施形態を他の実施形態と組合せて実施することができる。
【００６３】
即ち、第３のステップについて、移動基地局１は、第１の電波到達範囲の第１の周波数から、第１の電波到達範囲よりも広範囲の第２の電波到達範囲となるように第１の周波数よりも低い第２の周波数へ切り替える。
そして、第４のステップについて、第２の電波到達範囲から第１の電波到達範囲へ移動するように、第２の周波数から第１の周波数へと高くなるように切り替える。
【００６４】
＜ネットワーク番号の変更における実施形態＞
端末ＩＤ毎に、以下のようなリストを保持するとする。
------------------------------------------------------------------------
［端末ID］        ［同一PLMNのTAC数］［同一PLMNのTAC上限数］
ab-xxxyyy-zzzxxx-dc          ２                  ２
bc-dddeee-fffzzz-hi          １                  ７
------------------------------------------------------------------------
［端末ID TAC］［製造元］［製品型］［端末アクセス条件］
ab-xxxyyy        ABC      model a  if 報知PLMN＝ホームPLMN then
TAC上限数＝2、アクセス間隔＝10秒
else if 報知PLMN＝海外PLMN then
TAC上限数＝5、アクセス間隔＝10秒
end
bc-dddeee        DEF      model b  if 報知PLMN＝ホームPLMN then
TAC上限数＝7、アクセス間隔＝10秒
else if 報知PLMN＝海外PLMN then
TAC上限数＝10、アクセス間隔＝15秒
end
------------------------------------------------------------------------
ＩＭＥＩ（端末ＩＤ）の上位８桁には、製造元及び製造型がマッピングされている。
TAC数は、同一のPLMNに対して、変更可能なTACの数である。
TAC上限数が設定されていない場合、所定設定値に固定してもよい。
【００６５】
移動基地局１の登録要求制御機能１２は、携帯電話端末の端末ＩＤ毎に、TAC数とTAC上限数とを比較する。TAC数がTAC上限数に達してなければ（同値でない）、PLMNIDは変更せず、TACのみ変更する。一方で、TAC数がTAC上限数に達すれば（同値）、PLMNIDを変更する。例え以下のように、異なるネットワーク番号を設定することができる。
第１のネットワーク番号：PLMNID#1、TAC#1
第２のネットワーク番号：PLMNID#1、TAC#2
第３のネットワーク番号：PLMNID#2、TAC#1
第４のネットワーク番号：PLMNID#2、TAC#2
また、PLMNIDを変更するか、TACを変更するかは、例えば携帯電話端末数が所定閾値以上か否かに基づくものであってもよい。
尚、ネットワーク番号の変更は、このような方法に限られない。
【００６６】
図１６は、本発明における移動基地局の機能構成図である。
【００６７】
図１６によれば、移動基地局１の登録要求制御部１２は、第１の報知信号送信部１２１と、第１の登録要求受信部１２２と、第１の登録応答返信部１２３と、電波到達範囲変更部１２４と、第２の報知情報送信部１２５と、第２の登録要求受信部１２６と、端末位置範囲検出部１２７とを有する。これら機能構成部は、移動基地局に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。
【００６８】
第１の報知信号送信部１２１は、第１の電波到達範囲で第１の報知情報を報知する（前述したＳ１参照）。
第１の登録要求受信部１２２は、第１の報知情報を受信した携帯電話端末から第１の登録要求を受信する（前述したＳ１参照）。
第１の登録応答返信部１２３は、携帯電話端末２へ、第１の登録要求を送信しないように制御するエラー応答値を含む第１の登録応答を返信する（前述したＳ２参照）。
電波到達範囲変更部１２４は、第１の電波到達範囲と重畳しないであろう第２の電波到達範囲へ移動するべく制御する（前述したＳ３参照）。
第２の報知情報送信部１２５は、第２の電波到達範囲から第１の電波到達範囲へ移動しながら、単位時間又は単位距離毎に第２の報知情報を報知する（前述したＳ４参照）。
第２の登録要求受信部１２６は、第２の報知情報を受信した携帯電話端末から第２の登録要求を受信する（前述したＳ４参照）。
端末位置範囲検出部１２７は、第２の登録要求を受信した現在時刻tの第２の電波到達範囲と、第２の登録要求を受信しなかった過去時刻t-1の第２の電波到達範囲とから第２の単位差分範囲を導出し、第２の単位差分範囲と第１の電波到達範囲とが重畳する範囲を、当該携帯電話端末の位置範囲として検出する（前述したＳ５参照）。
【００６９】
以上、詳細に説明したように、本発明の位置範囲検出方法、移動基地局及びプログラムによれば、携帯電話端末がコアネットワークとの間で認証シーケンスを実行することなく、且つ、ユーザが携帯電話端末を操作することなく、移動基地局が自ら、携帯電話端末の位置範囲を検出することができる。
【００７０】
本発明の移動基地局は、例えばドローンや、ヘリコプタ、気球、自動車のようなものであり、簡易に移動させることができる。特に、１台の移動基地局の移動で、多数の携帯電話端末の位置範囲を検出することができる。
また、移動基地局は、携帯電話端末からの登録要求に対して、エラー応答値を含む登録応答を返信するために、認証シーケンスを実行する必要がない。即ち、認証設備を搭載したコアネットワークを必要としない。これは、移動基地局のみの制御によって携帯電話端末の位置範囲を検出するために、ユーザによる携帯電話端末への操作も必要としない。
本発明は特に、災害時に基地局のバックホール回線が切断された場合や、遭難時に携帯電話端末が基地局の電波到達範囲に存在しない場合に、被災者やその救助対象者を発見するケースに適する。
【００７１】
前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
【符号の説明】
【００７２】
１  移動基地局
１１  基地局機能
１２  登録要求制御機能
１２１  第１の報知信号送信部
１２２  第１の登録要求受信部
１２３  第１の登録応答返信部
１２４  電波到達範囲変更部
１２５  第２の報知情報送信部
１２６  第２の登録要求受信部
１２７  端末位置範囲検出部
１３  移動制御機能
２  携帯電話端末
【図１】
2019027791.tif 000003
【図２】
2019027791.tif 000004
【図３】
2019027791.tif 000005
【図４】
2019027791.tif 000006
【図５】
2019027791.tif 000007
【図６】
2019027791.tif 000008
【図７】
2019027791.tif 000009
【図８】
2019027791.tif 000010
【図９】
2019027791.tif 000011
【図１０】
2019027791.tif 000012
【図１１】
2019027791.tif 000013
【図１２】
2019027791.tif 000014
【図１３】
2019027791.tif 000015
【図１４】
2019027791.tif 000016
【図１５】
2019027791.tif 000017
【図１６】
2019027791.tif 000018