(57)【要約】【課題】  移動局の集団移動に起因するバースト的な位置登録を抑制する。【解決手段】  移動局の位置登録の履歴から位置登録バーストが発生したセルを抽出するバーストセル抽出手段と、バーストが発生した時刻の位置登録履歴から、対応する移動局すべてに対するバーストセルに至る流入経路を解析し、抽出されたセルごとに、流入経路の利用頻度を計算する流入経路解析手段と、設定した閾値を超える利用頻度の流入経路を位置登録バーストに寄与する流入経路として特定し、この流入経路をもとにＴＡＬの生成に使用するＴＡＬルールを生成するＴＡＬルール生成手段と、移動局が行った位置登録を受け付け、位置登録を行ったセルがＴＡＬルールで規定される流入経路の起点となるセルの場合、ＴＡＬルールで規定されるバーストが発生したセルのＴＡＩも属するように設定した新たなＴＡＬを生成して移動局に通知する移動管理手段を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動局が行った位置登録の位置登録履歴から位置登録バーストが発生したセルを抽出するバーストセル抽出手段と、
前記位置登録バーストが発生した時刻における前記位置登録履歴から、当該位置登録履歴に対応するすべての移動局を対象として前記位置登録バーストが発生したセルに至る流入経路を解析し、前記バーストセル抽出手段により抽出された前記セルごとに、前記流入経路の利用頻度を計算する流入経路解析手段と、
前記流入経路解析手段が解析した前記流入経路で、設定した閾値を超える利用頻度の流入経路を位置登録バーストに寄与する流入経路として特定し、前記位置登録バーストに寄与する流入経路に基づいて、トラッキングエリアリスト（ＴＡＬ）の生成に使用するＴＡＬルールを生成するＴＡＬルール生成手段と、
移動局が行った位置登録を受け付け、前記移動局が位置登録を行ったセルが前記ＴＡＬルールで規定される前記位置登録バーストに寄与する流入経路の起点となるセルで、前記ＴＡＬルールが適用可能な場合、前記ＴＡＬルールで規定される前記位置登録バーストが発生したセルのトラッキングエリア識別子（ＴＡＩ）も属するように設定した新たなＴＡＬを生成して前記移動局に通知する移動管理手段と
を備えることを特徴とする移動通信システム。
【請求項２】
前記流入経路解析手段は、前記位置登録履歴に基づいて、バーストセルから１ステップずつ遡って位置登録が行われたセルと、当該位置登録が行われたセルから前記位置登録バーストが発生したセルに至る経路において通過するトラッキングエリアのＴＡＩを含む流入経路を解析し、遡ったステップ数ごとの前記流入経路の利用頻度を計算し、
前記ＴＡＬルール生成手段は、利用頻度が設定した閾値を超える流入経路を前記位置登録バーストに寄与する流入経路として特定し、前記位置登録バーストに寄与する流入経路における前記位置登録したセルを起点セルとし、前記位置登録したセルから前記位置登録バーストが発生したセルに至る経路において通過するトラッキングエリアのＴＡＩを当該ＴＡＬルールの適用の可否を判断する前提ＴＡＬとし、前記位置登録バーストが発生したセルのＴＡＩを追加ＴＡＩと設定した前記ＴＡＬルールを生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項３】
前記移動局は、保持するＴＡＬに含まれるＴＡＩで示されるＴＡ間の境界を跨いで移動した場合に、前記ＴＡ間の境界を跨いだ時刻、新しいＴＡＩを受けた基地局のセル識別子を含む仮想位置登録情報を蓄積する仮想位置登録手段を含み、
前記仮想位置登録手段は、保持する前記ＴＡＬに含まれていないＴＡＩを報知するセルに入った場合、蓄積している前記仮想位置登録情報を含めて位置登録を行い、
前記移動管理手段は、前記移動局が行った位置登録を受け付け、前記仮想位置登録情報を含めて前記位置登録履歴として蓄積する
ことを特徴とする請求項２に記載の移動通信システム。
【請求項４】
前記位置登録履歴は、位置登録が行われたセルのセル識別子と、当該位置登録が行われたセルで前記移動局に割り当てられたＴＡＬを含み、
前記流入経路解析手段は、前記位置登録バーストが発生したセルの直前で位置登録が行われたセルと、当該位置登録が行われたセルにおいて割り当てられた前記ＴＡＬを含む流入経路の集合において、頻出パターンの出現頻度を計算し、
前記ＴＡＬルール生成手段は、前記頻出パターンの出現頻度が設定した閾値を超える流入経路を前記位置登録バーストに寄与する流入経路として特定し、前記位置登録バーストに寄与する流入経路における前記位置登録バーストが発生したセルの直前で位置登録が行われたセルを起点セルとし、当該位置登録が行われたセルにおいて割り当てられた前記ＴＡＬを当該ＴＡＬルールの適用の可否を判断する前提ＴＡＬとし、前記位置登録バーストが発生したセルのＴＡＩを追加ＴＡＩと設定した前記ＴＡＬルールを生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の移動通信システム。
【請求項５】
前記移動管理手段は、前記ＴＡＬルールで規定される前提ＴＡＬが作成途中のＴＡＬの部分集合または部分列となっているとき、もしくは前提ＴＡＬに含まれるＴＡＩがすべて作成途中のＴＡＬに含まれるとき、に前記ＴＡＬルールが適用可能と判断することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかの請求項に記載の移動通信システム。
【請求項６】
前記ＴＡＬルール生成手段は、同じ起点セルの前記ＴＡＬルールが複数存在する場合、前記追加ＴＡＩが他のＴＡＬルールの前記前提ＴＡＬに含まれるか否かに応じた依存関係に従って各ＴＡＬルールをソートして保存し、
前記移動管理手段は、同じ起点セルの前記ＴＡＬルールが複数存在する場合、保存されている前記ＴＡＬルールに対してソートされている順番に、前記ＴＡＬルールの適用の可否を判定する
ことを特徴とする請求項５に記載の移動通信システム。
【請求項７】
前記移動管理手段は、前記ＴＡＬルールが適用可能と判断した場合であっても、ランダムな確率で、前記ＴＡＬルールに規定されている前記追加ＴＡＩを含めることなく新たなＴＡＬを生成して、前記移動局に通知することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかの請求項に記載の移動通信システム。
【請求項８】
移動局が行った位置登録の位置登録履歴から位置登録バーストが発生したセルを抽出し、
前記位置登録バーストが発生した時刻における前記位置登録履歴から、当該位置登録履歴に対応するすべての移動局を対象として前記位置登録バーストが発生したセルに至る流入経路を解析し、抽出された前記セルごとに前記流入経路の利用頻度を計算し、
設定した閾値を超える利用頻度の流入経路を位置登録バーストに寄与する流入経路として特定し、前記位置登録バーストに寄与する流入経路に基づいて、トラッキングエリアリスト（ＴＡＬ）の生成に使用するＴＡＬルールを生成し、
移動局が行った位置登録を受け付け、前記移動局が位置登録を行ったセルが前記ＴＡＬルールで規定される前記位置登録バーストに寄与する流入経路の起点となるセルで、前記ＴＡＬルールが適用可能な場合、前記ＴＡＬルールで規定される前記位置登録バーストが発生したセルのトラッキングエリア識別子（ＴＡＩ）も属するように設定した新たなＴＡＬを生成して前記移動局に通知する
ことを特徴とする位置登録履歴解析方法。
【請求項９】
前記流入経路の解析と利用頻度の計算は、
前記位置登録履歴に基づいて、バーストセルから１ステップずつ遡って位置登録が行われたセルと、当該位置登録が行われたセルから前記位置登録バーストが発生したセルに至る経路において通過するトラッキングエリアのＴＡＩを含む流入経路を解析し、遡ったステップ数ごとの前記流入経路の利用頻度を計算し、
前記ＴＡＬルールの生成は、
利用頻度が設定した閾値を超える流入経路を前記位置登録バーストに寄与する流入経路として特定し、前記位置登録バーストに寄与する流入経路における前記位置登録したセルを起点セルとし、前記位置登録したセルから前記位置登録バーストが発生したセルに至る経路において通過するトラッキングエリアのＴＡＩを当該ＴＡＬルールの適用の可否を判断する前提ＴＡＬとし、前記位置登録バーストが発生したセルのＴＡＩを追加ＴＡＩと設定した前記ＴＡＬルールを生成する
ことを特徴とする請求項８に記載の位置登録履歴解析方法。
【請求項１０】
前記位置登録履歴は、位置登録が行われたセルのセル識別子と、当該位置登録が行われたセルで前記移動局に割り当てられたＴＡＬを含み、
前記流入経路の解析と利用頻度の計算は、
前記位置登録バーストが発生したセルの直前で位置登録が行われたセルと、当該位置登録が行われたセルにおいて割り当てられた前記ＴＡＬを含む流入経路の集合において、頻出パターンの出現頻度を計算し、
前記ＴＡＬルールの生成は、
前記頻出パターンの出現頻度が設定した閾値を超える流入経路を前記位置登録バーストに寄与する流入経路として特定し、前記位置登録バーストに寄与する流入経路における前記位置登録バーストが発生したセルの直前で位置登録が行われたセルを起点セルとし、当該位置登録が行われたセルにおいて割り当てられた前記ＴＡＬを当該ＴＡＬルールの適用の可否を判断する前提ＴＡＬとし、前記位置登録バーストが発生したセルのＴＡＩを追加ＴＡＩと設定した前記ＴＡＬルールを生成する
ことを特徴とする請求項８に記載の位置登録履歴解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信システムに関し、特に、移動局の位置登録に必要な位置登録エリアの設定制御を実行する移動通信システムおよび位置登録履歴解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信システムでは、待ち受け状態の移動局に対する呼び出し（ページング）を実現するために、コアネットワークにおいて移動局の在圏するエリアを把握する必要がある。これを実現するために、移動局は位置登録を行い自局の在圏するエリア（位置登録エリア）をコアネットワークに登録する。
【０００３】
３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）のＬＴＥ（Long Term Evolution）では、トラッキングエリア（ＴＡ：Tracking Area）と呼ばれる、隣接セルを含むセルの集合を単位として移動局の位置を管理している。トラッキングエリアはトラッキングエリア識別子（ＴＡＩ：Tracking Area Identifier）によって識別され、基地局は自局の属するトラッキングエリアのトラッキングエリア識別子を報知する。これにより、移動局は在圏する基地局が報知する情報を受信してトラッキングエリアを把握することができる。
【０００４】
コアネットワークは、トラッキングエリア識別子のリストを利用して移動局の位置登録エリアを管理する。このリストはトラッキングエリアリスト（ＴＡＬ：Tracking Area List）と呼ばれる。移動局の位置登録エリアを表すＴＡＬは、移動局が位置登録（ＴＡＵ：Tracking Area Update）を行うことで登録され、コアネットワークと移動局で共有される。コアネットワークは登録された情報をもとに移動局の在圏するエリアを把握することができる。待ち受け状態の移動局に対して下りデータが到着した場合、コアネットワークは、トラッキングエリアをページングエリアとみなし、そこに含まれる全ての基地局を介してページング信号を送信する。
【０００５】
移動局は、自局宛のページング信号を受信すると、通信路を確立するためのシグナリングを行う。これによりデータの送受信が可能となり、移動局の呼び出しが実現する。
【０００６】
移動局の位置登録時に、どのようにＴＡＬを決定するかは仕様として決まっているわけではなく、ネットワークの運用者の裁量で自由に設計できる。例えば、移動局の位置登録地点の基地局が属するトラッキングエリア１つのみからなるＴＡＬを設計することもできる。また、位置登録地点の基地局が属するトラッキングエリアを中心として、その周囲にあるトラッキングエリアを含むようにＴＡＬを設計することも可能である。
【０００７】
移動通信システムでは、移動局の持つ多様な移動特性を想定して様々な設計を行う必要があるが、これはＴＡＬの設計にも当てはまる。例えば、ＴＡＬを大きく設計することで、位置登録の回数は減少するが、一方でページングを行うエリアのサイズが大きくなるためページングに必要なシグナリングコストが増大する。そのため、ＴＡＬの設計は位置登録およびページングに係るシグナリングコストを考慮し、注意深く行う必要がある。
【０００８】
このような、位置登録およびページングに係るシグナリングコストを考慮してトラッキングエリアを最適化する技術として特許文献１が開示する技術がある。特許文献１が開示する技術は、サービスリクエストの発生頻度および位置登録の発生頻度をセル毎に測定し、それらの発生頻度に基づいてトラッキングエリアを最適化するものである。
【０００９】
特許文献１のトラッキングエリア設定装置は、サービスリクエストの発生頻度が所定の閾値を超えるセルをそのセルが属するトラッキングエリアから仮分離する。そして、その仮分離されたセルに隣接するセルの内、隣接するセルから分割されたセルへの移動による位置登録の発生頻度が最大の隣接セルを選択する。トラッキングエリア設定装置は、選択した隣接セルと仮分離したセルとを仮合併し、仮合併したトラッキングエリアにおけるページングチャネル量が所定の許容範囲内であるか否かを判定する。仮合併したトラッキングエリアにおけるページングチャネル量が所定の許容範囲内であれば、選択された隣接セルと仮分離されたセルとを合併した新たなトラッキングエリアを生成する。
【００１０】
また、移動通信システムでは、電車やバスなどを利用して移動する多数の移動局がほぼ同時に位置登録エリアの境界を跨ぐような場合には、数百単位の移動局が同時に位置登録処理を開始することになる。その場合、基地局およびコアネットワークには瞬間的に大きな負荷が掛かることになる。
【００１１】
特許文献２は、電車やバスなどにより集団で移動する複数の移動局が位置登録エリアの境界を同時に超えることにより発生する一斉位置登録処理を抑制する技術を開示している。特許文献２が開示する技術は、移動局の移動パターンに基づいて移動局ごとにそれぞれ異なる位置登録エリア識別子リストを割り振る方法である。
【００１２】
特許文献２の呼処理制御装置は、移動局の移動パターンを考慮した位置登録エリアを構築するために、格子状に分割された位置登録エリアを管理する。そして、移動局が位置登録処理を行うたびに、移動局がどのトラッキングエリアを移動してきたのかを監視し、移動局が送信した位置登録メッセージの情報を基にして移動ルートを導出する。そして、導出した移動パターンに対応する通過エリアを含む位置登録エリア識別子リストを移動局に割り振る。
【００１３】
非特許文献１も、電車等により集団で高速移動する際の位置登録により発生するシグナリングの削減手法を開示している。特許文献１が開示する技術は、電車毎に基地局を配備し、電車に乗っている集団の位置登録を、電車に配置された基地局がまとめて位置登録するグループ位置登録（Group Location Update）を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１２−０２９３３０号公報
【特許文献２】特開２０１０−２４５７１４号公報
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】Ｉｌ Ｈａｎら著、「Ｇｒｏｕｐ  Ｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ  ａｎｄ  Ｖｉｒｔｕａｌ  ＶＬＲ  ｆｏｒ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」、Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、発行国：米国、ＩＥＥＥ、２００１年８月発行、Ｖｏｌｕｍｅ  ５、  Ｉｓｓｕｅ  ８、Ｐａｇｅｓ  ３４９−３５１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、移動局が集団で移動する場合に生じるバースト的な位置登録の抑制を目的としたものである。
【００１７】
特許文献１が開示する技術は、位置登録およびページングに係るシグナリングコストを考慮してトラッキングエリアを最適化する技術であって、移動局が集団で移動する場合に生じるバースト的な位置登録の抑制には寄与しない。
【００１８】
特許文献２が開示する技術は、移動パターンを考慮した位置登録エリアをそれぞれの移動局に割り振ることにより、複数の移動局が位置登録エリアの境界を同時に超える可能性を少なくし、それにより一斉位置登録処理を抑制するものである。そのため、この技術は、移動パターンを導出するために位置登録エリアを格子状に分割して管理する必要がある。しかし、電波の伝搬状況を考慮すると地形によってはそのように位置登録エリアを格子状に分割して管理することができない場所もあり得る。
【００１９】
非特許文献１が開示する技術は、電車毎に基地局を配備する必要があるため、実運用されている移動通信ネットワークに対して容易には適用することができない。
【００２０】
本発明の目的は、位置登録エリアの形状に依存することなく、実運用されている移動通信ネットワークに容易に適用可能な、移動局が集団で移動する場合に生じるバースト的な位置登録を抑制する移動通信システムおよび位置登録履歴解析方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の目的を実現するために、本発明の一形態である移動通信システムは、移動局が行った位置登録の位置登録履歴から位置登録バーストが発生したセルを抽出するバーストセル抽出手段と、前記位置登録バーストが発生した時刻における前記位置登録履歴から、当該位置登録履歴に対応するすべての移動局を対象として前記位置登録バーストが発生したセルに至る流入経路を解析し、前記バーストセル抽出手段により抽出された前記セルごとに、前記流入経路の利用頻度を計算する流入経路解析手段と、前記流入経路解析手段が解析した前記流入経路で、設定した閾値を超える利用頻度の流入経路を位置登録バーストに寄与する流入経路として特定し、前記位置登録バーストに寄与する流入経路に基づいて、トラッキングエリアリスト（ＴＡＬ）の生成に使用するＴＡＬルールを生成するＴＡＬルール生成手段と、移動局が行った位置登録を受け付け、前記移動局が位置登録を行ったセルが前記ＴＡＬルールで規定される前記位置登録バーストに寄与する流入経路の起点となるセルで、前記ＴＡＬルールが適用可能な場合、前記ＴＡＬルールで規定される前記位置登録バーストが発生したセルのトラッキングエリア識別子（ＴＡＩ）も属するように設定した新たなＴＡＬを生成して前記移動局に通知する移動管理手段と、を含むことを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の他の形態である位置登録履歴解析方法は、移動局が行った位置登録の位置登録履歴から位置登録バーストが発生したセルを抽出し、前記位置登録バーストが発生した時刻における前記位置登録履歴から、当該位置登録履歴に対応するすべての移動局を対象として前記位置登録バーストが発生したセルに至る流入経路を解析し、抽出された前記セルごとに前記流入経路の利用頻度を計算し、設定した閾値を超える利用頻度の流入経路を位置登録バーストに寄与する流入経路として特定し、前記位置登録バーストに寄与する流入経路に基づいて、トラッキングエリアリスト（ＴＡＬ）の生成に使用するＴＡＬルールを生成し、移動局が行った位置登録を受け付け、前記移動局が位置登録を行ったセルが前記ＴＡＬルールで規定される前記位置登録バーストに寄与する流入経路の起点となるセルで、前記ＴＡＬルールが適用可能な場合、前記ＴＡＬルールで規定される前記位置登録バーストが発生したセルのトラッキングエリア識別子（ＴＡＩ）も属するように設定した新たなＴＡＬを生成して前記移動局に通知することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、位置登録エリアの形状に依存することなく、実運用されている移動通信ネットワークに容易に適用可能な、移動局が集団で移動する場合に生じるバースト的な位置登録を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態の移動通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の移動通信システムの動作を示すシーケンス図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の移動通信システムの構成を示すブロック図である。
【図４】移動管理装置の構成を示すブロック図である。
【図５】位置登録履歴解析装置の構成を示すブロック図である。
【図６】位置登録履歴記憶部に記憶されている位置登録履歴の内容の一例を示す図である。
【図７】ＴＡＬルール記憶部に保持されているＴＡＬルールの内容の一例を示す図である。
【図８】第２の実施形態における位置登録処理の動作を示すシーケンス図である。
【図９】第２の実施形態におけるＴＡＬを生成する動作を説明するフロー図である。
【図１０】第２の実施形態におけるＴＡＬルールを生成する動作の一例を示すフロー図である。
【図１１】第３の実施形態における移動局の構成を示すブロック図である。
【図１２】第３の実施形態における移動局の動作を示すフロー図である。
【図１３】第４の実施形態における位置登録履歴記憶部が記憶する位置登録履歴の内容の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
【００２６】
図１は、本発明の第１の実施形態の移動通信システムの構成を示すブロック図である。
【００２７】
尚、実施の形態は例示であり、開示の装置及びシステムは、以下の実施の形態の構成には限定されない。
【００２８】
第１の実施形態の移動通信システムは、移動管理手段１、バーストセル抽出手段２、流入経路解析手段３、ＴＡＬルール生成手段４および移動局５を含んで構成される。
【００２９】
バーストセル抽出手段２は、移動局５が行った位置登録の位置登録履歴６から位置登録バーストが発生したセルを抽出する。
【００３０】
流入経路解析手段３は、位置登録バーストが発生した時刻における位置登録履歴から、当該位置登録履歴に対応するすべての移動局５を対象として位置登録バーストが発生したセルに至る流入経路を解析する。そして、流入経路解析手段３は、バーストセル抽出手段２により抽出されたセルごとに、流入経路の利用頻度を計算する。
【００３１】
ＴＡＬルール生成手段４は、流入経路解析手段３が解析した流入経路で、設定した閾値を超える利用頻度の流入経路を位置登録バーストに寄与する流入経路として特定する。ＴＡＬルール生成手段４は、位置登録バーストに寄与する流入経路に基づいて、トラッキングエリアリスト（ＴＡＬ）の生成に使用するＴＡＬルール７を生成する。
【００３２】
移動管理手段１は、移動局５が行った位置登録を受け付け、新たなＴＡＬを生成して移動局５に通知する。移動管理手段１は、位置登録が行われたセルがＴＡＬルールで規定される位置登録バーストに寄与する流入経路の起点となるセルで、ＴＡＬルールが適用可能な場合、ＴＡＬルールで規定される位置登録バーストが発生したセルのトラッキングエリア識別子（ＴＡＩ）も属するように設定した新たなＴＡＬを生成する。
【００３３】
図２は、本発明の第１の実施形態の移動通信システムの動作を示すシーケンス図である。図２に示すように、ＴＡＬの生成の動作とＴＡＬルールの生成の動作とがそれぞれ独立して行われる。
【００３４】
ＴＡＬルールの生成の動作を先に説明する。
【００３５】
まず、移動局が行った位置登録の位置登録履歴から位置登録バーストが発生したセルを抽出する（Ｓ１ｂ）。
【００３６】
次に、位置登録バーストが発生した時刻における位置登録履歴から、当該位置登録履歴に対応するすべての移動局を対象として位置登録バーストが発生したセルに至る流入経路を解析する。そして、抽出されたセルごとに、流入経路の利用頻度を計算する（Ｓ２ｂ）。
【００３７】
そして、設定した閾値を超える利用頻度の流入経路を位置登録バーストに寄与する流入経路として特定し、この位置登録バーストに寄与する流入経路に基づいて、トラッキングエリアリスト（ＴＡＬ）の生成に使用するＴＡＬルールを生成する（Ｓ３ｂ）。生成されたＴＡＬルールは、後述のＴＡＬの生成の動作で参照されるべく蓄積される（Ｓ４ｂ）。
【００３８】
次に、ＴＡＬルールを使用してＴＡＬを生成する動作を説明する。
【００３９】
移動局が行った位置登録を受け付ける（Ｓ１a）。
【００４０】
位置登録が行われたセルが、ＴＡＬルールで規定される位置登録バーストに寄与する流入経路の起点となるセルで、ＴＡＬルールが適用可能な場合、新たなＴＡＬを生成する（S２a）。この新たなＴＡＬには、ＴＡＬルールで規定される位置登録バーストが発生したセルのトラッキングエリア識別子（ＴＡＩ）も属するように設定されている。
【００４１】
生成されたＴＡＬは移動局に通知される（S３a）。受け付けた位置登録は、位置登録履歴として蓄積される（Ｓ４a）。
【００４２】
このように、第１の実施形態においては、位置登録履歴に基づいて、バーストセルへの流入経路を解析し、その利用頻度を計算し、位置登録バーストが発生したセルに至る頻度が高い流入経路に基づいてＴＡＬルールを作成しておく。そして、位置登録が行われたセルが、上記のように作成されたＴＡＬルールで規定される利用頻度が高い流入経路の起点となるセルで、ＴＡＬルールが適用可能な場合、位置登録バーストが発生したセルのＴＡＩも属するように設定した新たなＴＡＬが生成される。
【００４３】
したがって、位置登録を行った移動局が、位置登録バーストが発生したセルに移動するであろう確度が高いことが判明した場合には、位置登録バーストが発生したセルに入っても位置登録を行わないようなＴＡＬを通知するようにした。
【００４４】
以上に説明したように、本実施形態の移動通信システムは、位置登録エリアの形状に依存することなく、実運用されている移動通信ネットワークに容易に適用可能な、移動局が集団で移動する場合に生じるバースト的な位置登録を抑制することができる。
【００４５】
第２の実施形態を説明する。
［構成の説明］
図３は本発明の第２の実施形態の移動通信システムの構成を示すブロック図である。
【００４６】
第２の実施形態の移動通信システム２００は、コアネットワークと、複数の基地局６０を備えた無線アクセスネットワークとにより、複数の移動局７０に対して移動通信サービスを提供する。コアネットワークは、移動管理装置１０、位置登録履歴記憶部２０、位置登録履歴解析装置３０、ＴＡＬルール記憶部４０、ゲートウェイ５０を含む。
【００４７】
移動管理装置１０は、ＬＴＥネットワークにおけるＭＭＥ（Mobility Management Entity）に相当し、位置登録やページングなどによって移動局７０に対して接続性を確保する機能を有する。位置登録履歴記憶部２０は、移動局７０が行った位置登録に基づく位置登録情報を位置登録履歴として蓄積する。位置登録履歴解析装置３０は、位置登録履歴記憶部２０に蓄積された位置登録履歴を解析し、ＴＡＬを生成するために使われるＴＡＬルールを生成する装置である。ＴＡＬルール記憶部４０は、位置登録履歴解析装置３０が生成したＴＡＬルールを保持する。なお、ゲートウェイ５０は、ユーザデータを伝達するユーザプレーンを扱う装置で、本発明の位置登録には直接関与しないので、以降の説明は省略する。
【００４８】
図４は、移動管理装置１０の構成を示すブロック図である。移動管理装置１０は図４に示すように、位置登録転送部１１とＴＡＬ生成部１２とを備える。
【００４９】
位置登録転送部１１は、移動局７０が位置登録を行った際に、移動局７０から受信した位置登録情報を位置登録履歴記憶部２０に転送して蓄積させる。ここで位置登録情報は、少なくとも移動局７０の識別子、基地局６０がカバーするセルを示すセル識別子を含み、登録の時刻など登録の順序を判断するための情報と共に蓄積される。
【００５０】
移動局７０は、保持しているＴＡＬに含まれるトラッキングエリア識別子（ＴＡＩ）以外のＴＡＩを報知している基地局６０のセルに入ると位置登録を行う。そして、移動局７０は、その位置登録の応答として新たなＴＡＬの通知を受ける。ＴＡＬ生成部１２は、移動局７０の位置登録の際に、ＴＡＬルール記憶部４０に保持されるＴＡＬルールに基づき、移動局７０に通知するＴＡＬを生成する機能を有する。
【００５１】
図５は、位置登録履歴解析装置３０の構成を示すブロック図である。位置登録履歴解析装置３０は、図５に示すようにバーストセル検出部３１、流入経路解析部３２、ＴＡＬルール生成部３３から構成される。
【００５２】
バーストセル検出部３１は、位置登録履歴記憶部３０に蓄積されている位置登録履歴を分析し、バースト的な位置登録が発生しているセル（バーストセル）を抽出する機能を有する。バーストセルの抽出は、単位時間あたりの位置登録回数を分析することにより実現する。つまり、単位時間ごとの位置登録回数の時系列から、急激に位置登録回数が増加するセルを検出する。単位時間としては、例えば、３０秒、１分、２分といった単位が想定される。また、バーストセル検出部３１は、バーストセルの抽出と同時に、そのセルにおけるバーストが発生している単位時間あたりに含まれる位置登録情報を抽出する機能も備える。
【００５３】
流入経路解析部３２は、バーストセル検出部３１の抽出結果を利用して、対象となる移動局７０がバーストセルに至った流入経路を解析し、その流入経路の利用頻度を算出する。
【００５４】
ＴＡＬルール生成部３３は、流入経路解析部３２の処理結果から、設定した閾値を超える利用頻度の流入経路をバーストに対する影響が大きいと判断し、その流入経路に基づいてＴＡＬルールを生成し、ＴＡＬルール記憶部４０に保存する。
図６は、位置登録履歴記憶部２０に記憶されている位置登録履歴の内容の一例を示す図である。
【００５５】
図６には、移動局識別子がＵＥ＿Ａである移動局が、時刻欄に示されている各時刻に、セル識別子で示されるセルにおいて位置登録を行った履歴が示されている。そして、ここでは、セルＣ０において時刻Ｔｋ＝０５：３８にバーストが検出されたことを例示している。
【００５６】
図７は、ＴＡＬルール記憶部４０に保持されているＴＡＬルールの内容の一例を示す図である。
【００５７】
ＴＡＬルールは、位置登録発生基地局のセル識別子、ルール適用の前提条件を示す前提ＴＡＬ、ルール適用によって追加されるＴＡＩから構成される。そして、ＴＡＬルールは、検索のために、位置登録発生基地局のセル識別子毎に整理されて管理される。
【００５８】
ここで、「位置登録発生基地局」とは、前述したように、流入経路解析部３２が算出した利用頻度に基づいて、バーストに対する影響が大きいとＴＡＬルール生成部３３が判断した流入経路の起点となる基地局でもある。
【００５９】
「ルール適用の前提条件を示す前提ＴＡＬ」とは、「移動局に割り当てるために新たに作成途中のＴＡＬ（以降、「作成途中のＴＡＬ」と称す。）」と「前提ＴＡＬ」が、ある条件を満たす場合にルールが適用可能になるという意味である。
【００６０】
この「ある条件」とは、ＴＡＬを、ＴＡＬに含まれるＴＡＩの集合として見なした時に、「作成途中のＴＡＬ」と「前提ＴＡＬ」を比較し、「前提ＴＡＬ」が「作成途中のＴＡＬ」の部分集合であることを云う。または、ＴＡＬを列として見なした時に「前提ＴＡＬ」が「作成途中のＴＡＬ」の部分列であることを云う。
【００６１】
つまり、「作成途中のＴＡＬ」と「前提ＴＡＬ」の関係において、「前提ＴＡＬ」が「作成途中のＴＡＬ」の部分集合または部分列である場合に、そのＴＡＬルールが適用可能になることを意味する。なお、前提ＴＡＬに含まれるＴＡＩが、作成途中のＴＡＬにすべて含まれる場合もＴＡＬルールが適用可能とする。
【００６２】
そして、ＴＡＬルールが適用可能ということは、ＴＡＬルールの「ルール適用によって追加されるＴＡＩ」を「作成途中のＴＡＬ」に含めることを意味する。
【００６３】
また、同じセル識別子を持つＴＡＬルールに関しては、ルール適用の依存関係によってソート（トポロジカルソート）された状態で管理される。ここでの依存関係とは次のように定義される。
【００６４】
２つの同じセル識別子を持つＴＡＬルールＲａ＝＜Ｃ，ＴＡＬａ，ＴＡａ＞と、ＴＡＬルールＲｂ＝＜Ｃ，ＴＡＬｂ，ＴＡｂ＞を考える。なお、＜＞内は、前述したように、＜位置登録発生基地局のセル識別子，前提ＴＡＬ，追加ＴＡＩ＞を意味する。このとき、ＴＡａがＴＡＬｂに含まれるとき、ＲｂはＲａに依存すると云う。これは、ＲｂはＴＡＬがＴＡａを含まなければ適用できないため、Ｒａを先に評価する必要があることを意味する。つまり、ＲａがＲｂの前に来るようにＴＡＬルールを並び替える。
【００６５】
なお、この依存関係を、もう少し具体的に説明すると以下のようになる。
【００６６】
例えば、Ｒａ＝＜Ｃ，（ＴＡ１），ＴＡ２＞で、Ｒｂ＝＜Ｃ，（ＴＡ１，ＴＡ２），ＴＡ３＞であったとする。つまり、ＴＡＬａはＴＡＩとしてＴＡ１を含み、ＴＡＬｂはＴＡＩとしてＴＡ１およびＴＡ２を含む。そして、ＴＡａ＝ＴＡ２で、ＴＡｂ＝ＴＡ３である。
【００６７】
このとき、ＴＡａであるＴＡ２が、ＴＡＬｂである（ＴＡ１，ＴＡ２）に含まれるため、ＲｂがＲａに依存することになる。今、作成途中のＴＡＬが（ＴＡ１）だったとする。このとき、Ｒｂ→Ｒａの順に適用しようすると、Ｒｂは前提条件を満たさないため適用できないことになる。反対に、Ｒａ→Ｒｂの順では、Ｒａの適用によって作成途中のＴＡＬは（ＴＡ１，ＴＡ２）とすることができる。そして、この状態では、Ｒｂの前提条件を満たすためＲｂの適用も可能になる。
【００６８】
このように、適用順序がルールの適用可否に影響を与えるため、同じセル識別子を持つＴＡＬルールに関しては、ルール適用の依存関係が考慮されてソートされた状態でＴＡＬルール記憶部４０に保持されている。
［動作の説明］
次に、本発明の第２の実施形態における動作について詳細に説明する。
【００６９】
本実施形態の動作は、移動局７０が位置登録を行うことにより実行される位置登録履歴の蓄積、その蓄積情報に基づくＴＡＬルールの生成、およびＴＡＬルールを適宜適用して更新したＴＡＬの移動局７０への通知の動作が含まれる。
【００７０】
なお、本実施形態では、説明を簡単にするために、位置登録履歴記憶部２０には、移動局が位置登録を行った基地局の属するトラッキングエリアのみで構成されるＴＡＬを利用したときの位置登録履歴が十分蓄積されているものとする。このことは、移動管理装置１０が後述するＴＡＬルールの適用を行わない条件での履歴が十分に収集されていることと同義である。つまり、移動管理装置１０がＴＡＬルールを適用しないため、ＴＡＬに含まれるＴＡＩとしては、位置登録が行われた基地局が属するトラッキングエリアの識別子のみである。
【００７１】
ＴＡＬルール記憶部４０に保存されたＴＡＬルールを適宜適用してＴＡＬを更新し、それを移動局７０に通知する動作と、位置登録履歴の蓄積は、移動局７０が位置登録を行った際に実行される。
【００７２】
そして、蓄積した位置登録履歴を解析してＴＡＬルールを生成し、それをＴＡＬルール記憶部４０に保存する動作は、ネットワーク上の移動局の位置登録パターンが短期間で大きく変化するとは考えにくいため、それほど頻繁に行う必要はない。例えば、ネットワークのオペレータの操作がトリガとなってバッチ処理的に一括で行うという形態で実施してもよい。
【００７３】
以下に、位置登録の際の動作と、ＴＡＬルールの生成の動作を順次説明する。
(位置登録)
図８は本実施形態における位置登録処理の動作の一例を示すシーケンス図である。
【００７４】
移動局７０は、保持しているＴＡＬが示すエリア外に移動したタイミングで位置登録要求を基地局６０に送信する（Ｓ１１）。この基地局６０は、移動局７０が保持しているＴＡＬに示されていないＴＡＩを報知している基地局なので、移動局７０は、保持しているＴＡＬが示すエリア外に移動したことを知ることができる。ここで、移動局７０が位置登録を行った地点のセルをセルＣｒとする。
【００７５】
移動管理装置１０は、移動局７０からセルＣｒに対応する基地局６０経由で位置登録要求を受信する（Ｓ１１）と、ＴＡＬ生成部１２により新たなＴＡＬを生成する（Ｓ１２）。つまり、移動局７０が保持していたＴＡＬの示すエリア外に移動したことにより位置登録が行われたので、移動局７０に対して新たなＴＡＬを割り当てて通知する必要がある。なお、移動局７０に割り当てるＴＡＬの生成は図９を参照して後述する。
【００７６】
生成されたＴＡＬは、移動管理装置１０で保持されるとともに、移動局７０に対して位置登録応答として通知される（Ｓ１３）。その後、移動管理装置１０は、位置登録転送部１１により、位置登録情報を位置登録履歴記憶部２０に転送して蓄積させる（Ｓ１４）。
【００７７】
図９は、本実施の形態におけるＴＡＬを生成する動作を説明するフロー図である。これは、移動管理装置１０のＴＡＬ生成部１２により実行される動作である。ここでも移動局７０が位置登録を行った地点のセルをセルＣｒとする。
【００７８】
最初に、ＴＡＬ生成部１２は、セルＣｒの属するトラッキングエリアのＴＡＩであるＴＡ（Ｃｒ）をＴＡＬとして設定する（Ｓ２１）。
【００７９】
次に、ＴＡＬ生成部１２は、ＴＡＬルール記憶部４０を参照して、セルＣｒに対応するＴＡＬルールを検索する（Ｓ２２）。これは、図７を参照して説明したＴＡＬルールから、セル識別子がＣｒと一致するＴＡＬルールを取得することによって実現できる。
【００８０】
前述の通り、ＴＡＬルール記憶部４０に保持されるＴＡＬルールは、依存関係に基づきソートされている。そのため、セルＣｒに対応するＴＡＬルールが複数検索された場合、ＴＡＬ生成部１２は、検索結果のＴＡＬルールが適用可能か否かを、ソートされている順番に判断する（Ｓ２３）。
【００８１】
ここで、図９のステップＳ２３のＴＡＬルールの適用が可能か否かの判断について説明する。
【００８２】
ＴＡＬルールの適用が可能か否かの判断は、前述したように、移動局７０に割り当てるために作成途中のＴＡＬと、ＴＡＬルールに示される前提ＴＡＬを比較することで行う。具体的には、前提ＴＡＬが作成途中のＴＡＬの部分列（または部分集合）となっているときにＴＡＬルール適用可能と判断する。もしくは、前提ＴＡＬに含まれるＴＡＩが全て作成途中のＴＡＬに含まれることを以ってＴＡＬルール適用可能と判断する。
【００８３】
後述するようにＴＡＬルールは、バーストに寄与が大きいとみなされるバーストセルへの流入経路の解析に基づいて生成されている。そこで、バーストに寄与が大きいとみなされる流入経路の起点となるセルで位置登録が行われたときに、そのセルから移動局７０がバーストが発生したセルに至る確度が高いか否かをＴＡＬルールに基づいて判断するものである。そして、移動局７０がバーストが発生したセルに至る確度が高いと判断された場合には、バーストが発生したセルのＴＡＩが含まれるように生成したＴＡＬを移動局７０に割り当てる。
【００８４】
例えば、図７に示すＴＡＬルールにおいて、セルＣ０で位置登録があった場合のルール適用を説明する。
【００８５】
まず、最初に位置登録を行ったセルＣ０に対応するトラッキングエリアの識別子が追加され、ＴＡ（Ｃ０）＝ＴＡ０と仮定すると、図９のステップＳ２１において、作成途中のＴＡＬｇ＝（ＴＡ０）となる。
【００８６】
次に、図７に示すＴＡＬルールにおいて、セル識別子Ｃ０に対応するルールを上から順に適用してゆく。
【００８７】
１列目のルールでは、前提ＴＡＬに含まれるＴＡＩ＝ＴＡ０が作成途中のＴＡＬｇ＝（ＴＡ０）に含まれるので、このルールが適用可能と判断される。そして、追加ＴＡＩ＝ＴＡ１が追加されて作成途中のＴＡＬｇ＝（ＴＡ０，ＴＡ１）となる。
【００８８】
２列目のルールでは、前提ＴＡＬに含まれるＴＡＩ＝（ＴＡ０，ＴＡ１）が作成途中のＴＡＬｇ＝（ＴＡ０，ＴＡ１）に含まれるので、このルールが適用可能と判断される。そして、追加ＴＡＩ＝ＴＡ２が追加されてＴＡＬｇ＝（ＴＡ０，ＴＡ１，ＴＡ２）となる。
【００８９】
３列目のルールでは、前提ＴＡＬに含まれるＴＡＩ＝（ＴＡ０，ＴＡ３）は作成途中のＴＡＬｇ＝（ＴＡ０，ＴＡ１，ＴＡ２）には含まれないので、３列目のルールは適用不可と判断される。
【００９０】
以上の結果により、セルＣ０で位置登録があった場合に図７に示すＴＡＬルールを適用して生成されるＴＡＬは（ＴＡ０，ＴＡ１，ＴＡ２）となる。
【００９１】
同様に、セルＣ１で位置登録があったと仮定した場合は、ＴＡ１＝ＴＡ（Ｃ１）とすると、まずＴＡＬｇ＝（ＴＡ１）となる。
【００９２】
４列目のルールでは、前提ＴＡＬに含まれるＴＡＩ＝ＴＡ１が作成途中のＴＡＬｇ＝（ＴＡ１）に含まれるので、このルールが適用可能と判断される。そして、追加ＴＡＩ＝ＴＡ０が追加されて作成途中のＴＡＬｇ＝（ＴＡ１，ＴＡ０）となる。
【００９３】
５列目のルールでは、前提条件（ＴＡ１）⊆ＴＡＬｇ＝（ＴＡ１，ＴＡ０）で適用可能となり、追加ＴＡＩ＝ＴＡ３が追加されて作成途中のＴＡＬｇ＝（ＴＡ１，ＴＡ０，ＴＡ３）となる。
【００９４】
以上の結果により、Ｃ１で位置登録があったと仮定した場合には、図７に示すＴＡＬルールを適用して生成されるＴＡＬは（ＴＡ１，ＴＡ０，ＴＡ３）となる。
【００９５】
次に、図９のステップＳ２４について説明する。
【００９６】
図９のステップＳ２３でＴＡＬルールの適用が可能と判断した場合において、追加ＴＡＩを作成途中のＴＡＬに追加するのは、ある確率ρのもとに実行するものとする（Ｓ２４）。
【００９７】
これは、ＴＡＬルールの適用が可能と判断された場合でも、そのルールを適用しないことがあることを意味する。つまり、上述した図７を参照してのルール適用例の説明は、すべてにおいて「ρ＝１．０」を前提として説明した。
【００９８】
具体的には、「ρに０．０〜１．０の所定値を設定しておき、ステップＳ２４の処理実行時に０．０〜１．０の乱数を生成して、ρより小さければ追加ＴＡＩを作成途中のＴＡＬに追加」というランダムな要素を入れた制御が行われる。
【００９９】
ランダムな要素を入れているのは、多数のＴＡＬルールを適用することによってＴＡＬの長さが長くなりすぎないようにするためと、生成されるＴＡＬにばらつきをもたせるためである。つまり、生成されるＴＡＬにばらつきを持たせるのは、ある地点で位置登録をする全ての移動局７０に同じＴＡＬを割り当てないようにするためである。もし、ある地点で位置登録をする全ての移動局７０に同じＴＡＬを割り当ててしまうとエリアの境界が同じになり、別のセルでのバーストが抑制できない可能性が生じる。
【０１００】
なお、ここで確率ρは、ＴＡＬルール全体で同じ値を用いてもよいし、ＴＡＬルール毎に個別の値を用いてもよい。
【０１０１】
最終的に、ステップＳ２２で検索された、セルＣｒに対応する全ＴＡＬルールに対して、前述の処理を行うことによって生成されたＴＡＬを、位置登録を行った移動局７０のＴＡＬとする。そして、生成されたＴＡＬは、移動管理装置１０で保持されるとともに、移動局７０に対して位置登録応答として通知される（Ｓ２５）。
【０１０２】
例えば、上記に図７を参照して説明したセルＣ０で位置登録した移動局７０は、図７に示したＴＡＬルールにおいてすべてのルール適用は可能であった。しかし、もし、ステップＳ２４で確率ρによりすべてにおいて追加ＴＡＩが追加されなかった場合には、（ＴＡ０）のみを含むＴＡＬを受け取る。一方、ステップＳ２４ですべてにおいて確率ρ＝１でＴＡＬルールに規定された追加ＴＡＩが追加された場合には、移動局７０は（ＴＡ１，ＴＡ０，ＴＡ３）を含むＴＡＬを受け取る。
(ＴＡＬルール生成)
次に、上述した移動管理装置１０のＴＡＬ生成部１２がＴＡＬを生成する際に使用するＴＡＬルールの生成に関わる動作を説明する。
【０１０３】
ＴＡＬルール生成は、位置登録履歴解析装置３０により実行され、生成されたＴＡＬルールは、ＴＡＬルール記憶部４０に保存される。ネットワーク上の移動局の位置登録パターンが短期間で大きく変化するとは考えにくいため、それほど頻繁にＴＡＬルール生成動作を行う必要はない。例えば、ネットワークのオペレータの操作がトリガとなってバッチ処理的に一括で行うという形態で実施される。
【０１０４】
図１０は、本実施形態におけるＴＡＬルールを生成する動作を示すフロー図である。この動作は位置登録履歴解析装置３０で実行される。
【０１０５】
まず、バーストセル検出部３１においてバースト的な位置登録が発生しているセル（基地局６０）を抽出する（Ｓ３１）。
【０１０６】
バーストセルの抽出は、位置登録履歴記憶部２０に保持されている位置登録履歴をセル毎に解析することによって実現する。バーストセルの抽出は、それぞれのセルに対し、単位時間毎の位置登録回数をカウントし、その統計量に基づき判断することができる。なお、以降の説明において、単位時間の時間幅をタイムスロットと称する。
【０１０７】
具体的には、例えば、あるセルにおいて、あるタイムスロットにおける位置登録回数が、あらかじめ設定された閾値を超えた場合に、そのセルをバーストセルとして抽出する。また、タイムスロットあたりの位置登録回数の平均値μおよび標準偏差σを計算し、あるタイムスロットにおいてそれがμ＋２σを超える場合に、そのセルをバーストセルとして抽出してもよい。
【０１０８】
なお、バーストセルの抽出方法は、これらに限定されず、それぞれのセルに対し、タイムスロットあたりの位置登録回数の時間的変化から位置登録がバースト的に増加するセルを検出し、その検出を以ってバーストセルを抽出することができる。また、タイムスロットとしては、例えば、３０秒、１分、２分といった時間幅が想定される。
【０１０９】
バーストセルの抽出が完了すると、バーストセルとして抽出されたセルごとに以下の処理が行われる。なお、以下の説明では、図６に示すセルＣ０をバーストセルとして処理が行われるものとする。
【０１１０】
まず、バースト的な位置登録が発生しているタイムスロットに含まれる位置登録情報を抽出する（Ｓ３２）。これは、バーストセル検出部３１が実行する動作で、バーストセルの抽出と同時に、そのセルにおけるバーストが発生しているタイムスロットに含まれる位置登録情報を抽出する。
【０１１１】
次に、流入経路解析部３２は、抽出された位置登録履歴の集合に対する流入経路の解析を行う（Ｓ３３）。
【０１１２】
例えば、セルＣ０でのバーストが発生したタイムスロットに位置登録情報ＲＩ＝＜Ｔｋ，ＵＥ＿Ａ，Ｃ０＞が含まれているとき、移動局ＵＥ＿Ａの時刻Ｔｋ以前の位置登録履歴が図６に示すものだったとする。
【０１１３】
このとき、位置登録情報ＲＩに基づいて、セルＣ０から１ステップずつ遡った流入経路を解析する。まず、セルＣ０から１ステップ遡った１ステップ流入経路はＣ１→Ｃ０である。また、同様に、２ステップ遡った２ステップ流入経路Ｃ２→ＴＡ（Ｃ１）→Ｃ０、３ステップ遡った３ステップ流入経路Ｃ３→ＴＡ（Ｃ２）→ＴＡ（Ｃ１）→Ｃ０のようにｋステップ流入経路へと自然に拡張できる。ここで、ＴＡ（Ｃｒ）は、セルＣｒの属するトラッキングエリア識別子（ＴＡＩ）を示す。つまり、流入経路は、起点となるセルと、終点となるセル（バーストセル）、およびその間に経由したトラッキングエリアのＴＡＩで示される。
【０１１４】
上記の処理は、セルＣ０でのバーストが発生したタイムスロットに含まれる位置登録情報に対応するすべての移動局を対象として実行される。
【０１１５】
流入経路解析部３２は、この解析したｋステップ流入経路の利用頻度を計算する。つまり、ステップ数毎に流入経路の出現頻度を計算する。例えば、バーストセルＣ０でのバーストに含まれる位置登録が全部でＮ回あったとすると、このそれぞれに対してｋステップ流入経路も基本的には同数のＮサンプル抽出できることになる。このうち、流入経路ＩＲ＝Ｃｓ→ＴＡ１→…→ＴＡｋ→Ｃ０の数がｍサンプルだった場合、流入経路ＩＲの出現頻度はｍ／Ｎとなる。
【０１１６】
流入経路の利用頻度の計算が終わると、ＴＡＬルール生成部３３は、その結果の中から利用頻度がある閾値以上の流入経路からＴＡＬルールを生成する（Ｓ３４）。
【０１１７】
閾値を設ける理由は、生成されるＴＡＬルールの数を制限するためで、利用頻度が小さい流入経路はバーストへの寄与度が低いと言えるので、それらはＴＡＬルール生成の対象から除外される。そして、ＴＡＬルール生成部３３は、バーストの抑制効果が高いと判断できる、利用頻度がある閾値以上の流入経路を位置登録バーストに寄与する流入経路として特定し、その流入経路に基づいてＴＡＬルールを生成する。
【０１１８】
例えば、流入経路Ｃｓ→ＴＡ１→…→ＴＡｋ→Ｃｄの利用頻度が閾値を超えていた場合、この流入経路は「Ｃｄでのバーストを発生させるまでに、Ｃｓ→ＴＡ１→…→ＴＡｋを経る確度が高い」ことを意味する。そして、ＴＡＬルール生成部３３は、＜登録セル，前提ＴＡＬ，追加ＴＡＩ＞として、＜Ｃｓ，（ＴＡ１，…，ＴＡｋ），ＴＡ（Ｃｄ）＞を含むＴＡＬルールを生成する。
【０１１９】
ここで、「登録セル」は、バーストセルＣｄから流入経路をステップ数（例えば、ｋステップ流入経路の場合、ｋステップ）だけ遡った、この流入経路の起点のセルＣｓである。また、「追加ＴＡＩ」は、バーストセルＣｄのＴＡＩである。そして、「前提ＴＡＬ」は、「登録セルＣｓ」からバーストセルＣｄに至る流入経路において通過したトラッキングエリアのＴＡＩである。
【０１２０】
生成されたＴＡＬルールは、ＴＡＬルール記憶部に保存される（Ｓ３５）。
【０１２１】
以上に説明したように、本実施形態では、移動局７０が位置登録を行う度に位置登録情報を位置登録履歴として蓄積しておき、任意のタイミングでその蓄積した位置登録履歴を解析する。その解析の結果、バースト的な位置登録が発生しているセルを抽出すると、バーストの発生するセルに流入する経路を解析し、バーストの抑制効果が高いと判断できる、利用頻度がある閾値以上の流入経路に基づいてＴＡＬルールを生成する。さらに、生成したＴＡＬルールを利用して、移動局７０に対して位置登録応答として通知するＴＡＬを確率的に拡大する。つまり、ＴＡＬルールの適用が可能と判断された場合、ＴＡＬルールに記載された追加ＴＡＩを任意の確率ρでランダムに追加する。
【０１２２】
したがって、バーストに寄与が大きいと考えられる流入経路の起点となるセルから移動してくる移動局のＴＡＬをバーストが発生するセルの属するトラッキングエリア方向に拡大することができる。つまり、バーストに寄与が大きいと考えられる流入経路の起点となるセルで位置登録が行われ、しかもバーストが発生したセルに至る確度が高いとみなせる場合には、バーストが発生したセルも属するようにＴＡＬを生成し、そのＴＡＬを移動局７０に通知する。これにより、結果としてバーストセルでの位置登録を抑制することができる。
【０１２３】
なお、本実施形態でのＴＡＬルール生成では、ＴＡＬとして、ＴＡＬが位置登録セルの属するＴＡＩのみからなる位置登録履歴が位置登録履歴記憶部に十分蓄積されていることを前提としている。しかし、これはＴＡＬルールを利用してのＴＡＬの生成を行わないという意味ではない。例えば、移動局の一部に対して、ＴＡＬルールの適用をせずに運用し、それらの移動局の位置登録履歴のみを対象として解析を行い、ＴＡＬルールを生成することが可能である。このように、一部の移動局に対して本実施形態のルールを適用しない運用を行うことにより、上述したＴＡＬルールの生成が可能になる。
【０１２４】
以上に説明したように、本実施形態の移動通信システムは、位置登録エリアの形状に依存することなく、実運用されている移動通信ネットワークに容易に適用可能な、移動局が集団で移動する場合に生じるバースト的な位置登録を抑制することができる。
【０１２５】
次に、第３の実施形態を説明する。
【０１２６】
第３の実施形態は、第２の実施形態と比較して、移動局の構成と移動管理装置の機能が異なる。以下、第２の実施形態と差異のない構成要素については詳細の説明を省略する。
[構成の説明]
図１１は、第３の実施形態における移動局の構成を示すブロック図である。
【０１２７】
第３の実施形態における移動局７０ａは、仮想位置登録部７１、仮想位置登録記憶部７２を備える点において第２の実施形態の移動局７０と異なる。
【０１２８】
仮想位置登録部７１は、ＴＡＬに複数のＴＡＩが設定されている場合、そのＴＡＬの領域外に移動しない場合において、同一ＴＡＬ内のＴＡを跨ぐ移動を仮想位置登録情報として仮想位置登録記憶部７２に記録する。
【０１２９】
ＴＡを跨ぐ移動を行ったかどうかは、基地局から同報送信される基地局の属するトラッキングエリアのＴＡＩを確認することで判断できる。なお、仮想位置登録情報は、少なくとも、ＴＡ境界を跨いだ時刻、新しいＴＡＩを受けた基地局のセル識別子を含む。
【０１３０】
仮想位置登録記憶部７２は、仮想位置登録部７１が取得する仮想位置登録情報を記憶する。
[動作の説明]
本実施形態では、位置登録の処理における動作の一部が、第２の実施形態とは異なる。
【０１３１】
図１２は、本実施形態における移動局７０ａの動作を示すフロー図である。
【０１３２】
移動局７０ａは、定期的に基地局（セル識別子Ｃｒ）からの同報信号を受信し、そこに含まれるＴＡＩであるＴＡ（Ｃｒ）を確認する（Ｓ４１）。
【０１３３】
ＴＡ（Ｃｒ）が直前までに通知されていたもの（ＴＡＩ＿ｐｒｅｖ）と同じ場合は、特に何も行わない（Ｓ４２、ＹＥＳ）。つまり、受信したＴＡ（Ｃｒ）を、今度はＴＡＩ＿ｐｒｅｖとして管理する。
【０１３４】
ＴＡ（Ｃｒ）が直前までに通知されていたもの（ＴＡＩ＿ｐｒｅｖ）と異なる場合（Ｓ４２、ＮＯ）、まず、位置登録されているＴＡＬにＴＡ（Ｃｒ）が含まれているかどうかを確認する（Ｓ４３）。
【０１３５】
ＴＡ（Ｃｒ）が位置登録されているＴＡＬに含まれている場合（Ｓ４３、ＹＥＳ）、同一ＴＡＬ内のＴＡを跨ぐ移動なので、仮想位置登録部７１は、時刻、セル識別子Ｃｒを仮想位置登録情報として、仮想位置登録記憶部７２に記録する（Ｓ４４）。
【０１３６】
一方、ＴＡ（Ｃｒ）が位置登録されているＴＡＬに含まれていない場合は（Ｓ４３、ＮＯ）、位置登録が必要になる。そのため、移動局７０aは、位置登録要求を行う（S４５）。このとき、仮想位置登録記憶部７２に記録されている仮想位置登録情報は位置登録要求メッセージに含めて送信される。
【０１３７】
位置登録要求が行われると、仮想位置登録記憶部７２に記録されているデータは削除される（Ｓ４６）。そして、受信したＴＡ（Ｃｒ）を、今度はＴＡＩ＿ｐｒｅｖとして管理する。
【０１３８】
移動局７０aから位置登録要求を受けた移動管理装置は、図４に示した第２の実施形態の移動管理装置１０と同じ構成を備えるが、その機能が一部異なる。移動管理装置１０の位置登録転送部１１は、移動局７０aから位置登録要求を受けると、第２の実施形態での動作に加え、仮想位置登録情報も位置登録記憶部２０に記録する。
【０１３９】
本実施形態では、移動局７０aがＴＡＬの境界を跨いで移動した場合に加え、同一ＴＡＬに含まれるＴＡ間の境界を跨いで移動した場合にも情報を収集する点が、第２の実施形態とは異なる。そのため、ＴＡ間での移動局７０aの移動をより詳細に収集することが可能になることから、位置登録履歴解析装置３０は多くのデータを解析に利用できるようになる。
【０１４０】
ＴＡＬルールの生成および、それを利用したＴＡＬの生成に関わる動作は、第２の実施形態で説明した動作と同じである。
【０１４１】
また、第２の実施形態では、移動局の一部に対してＴＡＬルールの適用を除外して位置登録履歴を収集する手法を記載したが、本実施形態ではＴＡ間での移動局７０aの移動をより詳細に収集できることから、全ての移動局に対してＴＡＬルールの適用が可能となる。
【０１４２】
以上に説明したように、本実施形態の移動通信システムは、位置登録エリアの形状に依存することなく、実運用されている移動通信ネットワークに容易に適用可能な、移動局が集団で移動する場合に生じるバースト的な位置登録を抑制することができる。
【０１４３】
次に、第４の実施形態を説明する。
【０１４４】
第４の実施形態では、主に、位置登録履歴記憶部が保持する位置登録情報の内容と、位置登録履歴解析装置の流入経路解析部およびＴＡＬルール生成部の動作が、第２の実施形態とは異なる。つまり、バーストセルへの流入経路の解析と、それの基づくＴＡＬルールの生成方法が第２の実施形態と異なる。
【０１４５】
第４の実施形態では、それぞれ位置登録履歴記憶部２０ｂ、流入経路解析部３２ｂ、ＴＡＬルール生成部３３ｂと称して、第２の実施形態のそれらとは区別して説明する。つまり、第４の実施形態においては、図３および図５に示したブロック構成の位置登録履歴記憶部２０、流入経路解析部３２、ＴＡＬルール生成部３３を、それぞれ位置登録履歴記憶部２０ｂ、流入経路解析部３２ｂ、ＴＡＬルール生成部３３ｂと読み替える。また、以下、第２の実施形態と差異のない構成要素については詳細の説明を省略する。
【０１４６】
図１３は、第４の実施形態における位置登録履歴記憶部２０ｂが記憶する位置登録履歴の内容の一例を示す図である。
【０１４７】
位置登録履歴記憶部２０ｂは、図６を参照して説明した第２の実施形態における位置登録履歴の内容に加えて、位置登録後のＴＡＬを含む。つまり、本実施形態において位置登録転送部１１は、移動局に通知した位置登録後のＴＡＬ情報を転送情報に含めて位置登録記憶部２０ｂに保存させる。なお、ＴＡＬ情報は、移動管理装置１０の保持する情報から取得可能である。
【０１４８】
本実施形態における流入経路解析部３２ｂでの流入経路の解析は以下のように行われる。
【０１４９】
まず、第２の実施形態と同様に、バーストセル検出部３１がバースト的な位置登録が発生しているタイムスロットに含まれる位置登録情報を抽出する。
【０１５０】
セルＣ０でバーストが発生した際のタイムスロットに、図１３に示す位置登録情報＜Ｔｋ，ＵＥ＿Ａ，Ｃ０，（ＴＡ０）＞が含まれていたとする。
【０１５１】
流入経路解析部３２ｂは、移動局ＵＥ＿Ａの時刻Ｔｋの直前の位置登録情報に含まれるセル識別子Ｃ１およびＴＡＬ（ＴＡ１，ＴＡ４）を利用して、バーストセルであるセルＣ０に対する流入経路＜Ｃ１，（ＴＡ１，ＴＡ４）＞を解析する。
【０１５２】
これは、セルＣ１で位置登録をした結果、ＴＡＬとして（ＴＡ１，ＴＡ４）を割り当てられ、その後セルＣ０で位置登録をしたことを表している。言い換えれば、バーストセルＣ０に入る直前のセルはセルＣ１であり、そこで位置登録をした結果、ＴＡＬとして（ＴＡ１，ＴＡ４）を割り当てられたことになる。
【０１５３】
上記の処理は、セルＣ０でのバーストの発生したタイムスロットに含まれる位置登録情報に対応するすべての移動局を対象として実行される。
【０１５４】
流入経路解析部３２ｂは、こうして得られる、バーストセルＣ０に入る直前のセルとそこで割り当てられたＴＡＬを示す流入経路の中から、頻出するパターンを抽出する。
【０１５５】
つまり、あるセルＣ０への流入経路のリストをＩＮ（Ｃ０）とするとき、数１で示すＦ（Ｃ０，＜Ｃｘ，ＴＡＬｘ＞）の値を計算する。ここで、Ｆ（Ｃ０，＜Ｃｘ，ＴＡＬｘ＞）は、セルＣ０への流入経路のサンプル総数に対する、流入経路＜Ｃｘ，ＴＡＬｘ＞と適合するサンプル数の割合を表す。
【０１５６】
【数１】
2015056689.tif 000003
【０１５７】
つまり、数１の分母はセルＣ０に対する流入経路の総サンプル数で、分子における「Ｃｘ＝Ｃ１＆ＴＡＬｘ⊆ＴＡＬ１」は、流入経路＜Ｃ１，ＴＡＬ１＞が＜Ｃｘ，ＴＡＬｘ＞に適合していることを表している。
【０１５８】
なお、ここでの「適合している」とは、「＜Ｃｘ，ＴＡＬｘ＞が＜Ｃ１，ＴＡＬ１＞を一般化した流入経路である」ことを示す。例えば、＜Ｃ１，（ＴＡ１，ＴＡ２）＞は、＜Ｃ１，（ＴＡ１）＞に適合する。また、＜Ｃ１，（ＴＡ１，ＴＡ２）＞に適合する流入経路より＜Ｃ１，（ＴＡ１）＞に適合する流入経路の方が多くなるので、＜Ｃ１，（ＴＡ１）＞の方が一般的と言える。
【０１５９】
つまり、Ｆ（Ｃ０，＜Ｃｘ，ＴＡＬｘ＞）は、＜Ｃｘ，ＴＡＬｘ＞が一般的なほど、値が大きくなる関数といえる。
【０１６０】
この計算は、全ての組み合わせを考慮する必要はないが、可能性のあるＴＡＬｘの組み合わせに対して行う必要がある。なお、頻出パターンマイニングの手法を用いることで、頻出する組み合わせを効率的に見つけることができる。
【０１６１】
ＴＡＬルール生成部３３ｂは、この解析結果に基づきルールを生成する。
【０１６２】
具体的には、Ｆ（Ｃ０，＜Ｃｘ，ＴＡＬｘ＞）の値がある閾値を超えた＜Ｃｘ，ＴＡＬｘ＞に対して、ＴＡＬルールとして、＜Ｃｘ，ＴＡＬｘ，ＴＡ（Ｃ０）＞を生成する。
【０１６３】
つまり、本実施形態では、バーストセルに移動する直前のセルと、その直前のセルで割り当てられたＴＡＬで示される流入経路であって、その出現頻度が所定の閾値を超えた流入経路に基づいてＴＡＬルールを生成する。そして、セル識別子Ｃｘでの位置登録時に、「図７における生成途中のＴＡＬｇがＴＡＬｘの部分集合であれば、バーストセルであるセルＣ０の属するＴＡのＴＡＩをＴＡＬｇに追加する」というルールを作成する。
【０１６４】
つまり、ＴＡＬルールの適用条件は、第２の実施形態で説明したように、生成途中のＴＡＬｇがＴＡＬルールに規定されている前提ＴＡＬｘの部分集合か否かにより判断する。
【０１６５】
このように、本実施形態においても、バーストに寄与が大きいと考えられる流入経路の起点となるセルで位置登録が行われ、しかもバーストが発生したセルに至る確度が高いとみなせる場合には、バーストが発生したセルも属するようにＴＡＬを生成する。そして、そのＴＡＬを移動局７０に通知する。これにより、結果としてバーストセルでの位置登録を抑制することができる。
【０１６６】
本実施形態では、第２の実施形態と異なり直前のＴＡＬを加味してＴＡＬルールの生成を行う。そのため、第２の実施形態のような位置登録履歴の収集に関する制約を設けることなくＴＡＬルールの生成が可能である。そのため、逐次的に、ＴＡＬルール生成を行いルールの改善を図ることができる。
【０１６７】
以上に説明したように、本実施形態の移動通信システムは、位置登録エリアの形状に依存することなく、実運用されている移動通信ネットワークに容易に適用可能な、移動局が集団で移動する場合に生じるバースト的な位置登録を抑制することができる。
【符号の説明】
【０１６８】
１００、２００    移動通信システム
１０    移動管理装置
１１    位置登録転送部
１２    ＴＡＬ生成部
２０、２０ｂ    位置登録履歴記憶部
３０    位置登録履歴解析装置
３１    バーストセル検出部３１
３２、３２ｂ    流入経路解析部
３３、３３ｂ    ＴＡＬルール生成部
４０    ＴＡＬルール記憶部
５０    ゲートウェイ
６０    基地局
７０、７０a    移動局
７１    仮想位置登録部
７２    仮想位置登録記憶部
【図１】
2015056689.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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