(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信網内の基地局よりも上位のノードにおいて、移動端末についての位置登録エリアを決定する位置登録方法であって、移動特性及び着信頻度に関する情報を前記移動端末から取得し、取得した情報と、通信網内の基地局とページングを実行するノードとのホップ数に関する情報と、該通信網内の基地局と位置管理ノードとのホップ数に関する情報と、該通信網内の基地局数に関する情報と、セル数に関する情報と、セル面積に関する情報に応じて位置登録エリアを決定するようにしたことを特徴とする位置登録方法。
【請求項２】
前記移動端末についての位置登録及びページングに伴う総信号数を計算し、この計算された総信号数を最小とする位置登録エリアを決定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の位置登録方法。
【請求項３】
前記総信号数の計算においては、前記通信網内の基地局とページングを実行するノードとのホップ数と前記セル数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記ホップ数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と前記移動端末の位置を管理する位置管理ノードとのホップ数と該移動端末の位置登録エリア変更頻度との乗算を行い、さらにこれら乗算結果の加算を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の位置登録方法。
【請求項４】
前記総信号数の計算においては、ある範囲内のセル数とその範囲内の基地局以外のノード数と値「−１」との加算を行い、この加算結果と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と前記ページングを実行するノードとのホップ数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と位置管理ノードとのホップ数と前記移動端末の位置登録エリア変更頻度との乗算を行い、さらにこれら乗算結果の加算を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の位置登録方法。
【請求項５】
前記移動端末の位置登録エリア変更頻度は、前記通信網内の基地局数とセル面積との乗算を行い、この乗算結果によって前記移動端末の移動速度を除算することによって算出するようにしたことを特徴とする請求項３又は４記載の位置登録方法。
【請求項６】
前記基地局数を所定初期値から１ずつ増加しつつ前記総信号数を計算し、該総信号数の値が最小となる基地局情報に基づいて、位置登録エリアを設定するようにしたことを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の位置登録方法。
【請求項７】
通信網内の基地局よりも上位のノードにおいて、移動端末についての位置登録エリアを決定する位置登録システムであって、前記移動端末は、自端末についての移動特性及び着信頻度を測定し、それらの値を位置登録要求と共に移動通信網に通知する手段を含み、前記移動通信網内のノードは、通信網内のノードやセルに関する情報であるネットワーク情報を管理する手段を含み、前記移動特性と、前記着信頻度と、該通信網内の基地局とページングを実行するノードとのホップ数に関する情報と、該通信網内の基地局と位置管理ノードとのホップ数に関する情報と、該通信網内の基地局数に関する情報と、セル数に関する情報と、セル面積に関する情報と、ノード数に関する情報とに基づいて、前記移動端末の位置登録エリアを決定するようにしたことを特徴とする位置登録システム。
【請求項８】
前記移動端末についての位置登録及びページングに伴う総信号数を計算し、この計算された総信号数を最小とする位置登録エリアを決定することを特徴とする請求項７記載の位置登録システム。
【請求項９】
前記総信号数の計算においては、前記ホップ数と前記セル数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記ホップ数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と前記移動端末の位置を管理する位置管理ノードとのホップ数と該移動端末の位置登録エリア変更頻度との乗算を行い、さらにこれら乗算結果の加算を行うことを特徴とする請求項８記載の位置登録システム。
【請求項１０】
前記総信号数の計算においては、ある範囲内のセル数とその範囲内の基地局以外のノード数と値「−１」との加算を行い、この加算結果と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と前記ページングを実行するノードとのホップ数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と位置管理ノードとのホップ数と前記移動端末の位置登録エリア変更頻度との乗算を行い、さらにこれら乗算結果の加算を行うことを特徴とする請求項８記載の位置登録システム。
【請求項１１】
前記移動端末の位置登録エリア変更頻度は、前記通信網内の基地局数とセル面積との乗算を行い、この乗算結果によって前記移動端末の移動速度を除算することによって算出するようにしたことを特徴とする請求項９又は１１記載の位置登録システム。
【請求項１２】
前記基地局数を所定初期値から１ずつ増加しつつ前記総信号数を計算し、該総信号数の値が最小となる基地局情報に基づいて、位置登録エリアを設定するようにしたことを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の位置登録システム。
【請求項１３】
通信網内の基地局よりも上位のノードにおいて、移動端末についての位置登録エリアを決定する位置登録システムにおける移動端末であって、自端末についての移動特性及び着信頻度を測定し、それらの値を位置登録要求と共に前記上位のノードに通知する手段を含むことを特徴とする移動端末。
【請求項１４】
通信網内の基地局よりも上位のノードにおいて、移動端末についての位置登録エリアを決定する位置登録システムにおける位置登録エリア設定装置であって、通信網内の基地局とページングを実行するノードとのホップ数に関する情報と、該通信網内の基地局と位置管理ノードとのホップ数に関する情報と、該通信網内の基地局数に関する情報と、セル数に関する情報と、セル面積に関する情報と、ノード数に関する情報と、を含むネットワーク情報を管理する手段を含み、移動端末から送信される移動特性及び着信頻度の他、前記ネットワーク情報に基づいて、前記移動端末の位置登録エリアを決定するようにしたことを特徴とする位置登録エリア設定装置。
【請求項１５】
前記移動端末についての位置登録及びページングに伴う総信号数を計算し、この計算された総信号数を最小とする位置登録エリアを決定することを特徴とする請求項１３記載の位置登録エリア設定装置。
【請求項１６】
前記総信号数の計算においては、前記ホップ数と前記セル数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記ホップ数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と前記移動端末の位置を管理する位置管理ノードとのホップ数と該移動端末の位置登録エリア変更頻度との乗算を行い、さらにこれら乗算結果の加算を行うことを特徴とする請求項１５記載の位置登録エリア設定装置。
【請求項１７】
前記総信号数の計算においては、ある範囲内のセル数とその範囲内の基地局以外のノード数と値「−１」との加算を行い、この加算結果と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と前記ページングを実行するノードとのホップ数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と位置管理ノードとのホップ数と前記移動端末の位置登録エリア変更頻度との乗算を行い、さらにこれら乗算結果の加算を行うことを特徴とする請求項１５記載の位置登録エリア設定装置。
【請求項１８】
前記移動端末の位置登録エリア変更頻度は、前記通信網内の基地局数とセル面積との乗算を行い、この乗算結果によって前記移動端末の移動速度を除算することによって算出するようにしたことを特徴とする請求項１６又は１７記載の位置登録エリア設定装置。
【請求項１９】
前記基地局数を所定初期値から１ずつ増加しつつ前記総信号数を計算し、該総信号数の値が最小となる基地局情報に基づいて、位置登録エリアを設定するようにしたことを特徴とする請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の位置登録エリア設定装置。
【請求項２０】
通信網内の基地局よりも上位のノードにおいて、移動端末についての位置登録及びページングに伴う総信号数を計算し、この計算された総信号数を最小とする位置登録エリアを決定するための位置登録エリア設定プログラムであって、前記総信号数の計算において、通信網内の基地局とページングを実行するノードとのホップ数とセル数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記ホップ数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と前記移動端末の位置を管理する位置管理ノードとのホップ数と該移動端末の位置登録エリア変更頻度との乗算を行い、さらにこれら乗算結果の加算を行うことを特徴とする位置登録エリア設定プログラム。
【請求項２１】
通信網内の基地局よりも上位のノードにおいて、移動端末についての位置登録及びページングに伴う総信号数を計算し、この計算された総信号数を最小とする位置登録エリアを決定するための位置登録エリア設定プログラムであって、前記総信号数の計算において、ある範囲内のセル数とその範囲内の基地局以外のノード数と値「−１」との加算を行い、この加算結果と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と前記ページングを実行するノードとのホップ数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と位置管理ノードとのホップ数と前記移動端末の位置登録エリア変更頻度との乗算を行い、さらにこれら乗算結果の加算を行うことを特徴とする位置登録エリア設定プログラム。
【請求項２２】
前記移動端末の位置登録エリア変更頻度は、前記通信網内の基地局数とセル面積との乗算を行い、この乗算結果によって前記移動端末の移動速度を除算することによって算出するようにしたことを特徴とする請求項２０又は２１記載の位置登録エリア設定プログラム。
【請求項２３】
前記基地局数を所定初期値から１ずつ増加しつつ前記総信号数を計算し、該総信号数の値が最小となる基地局情報に基づいて、位置登録エリアを設定するようにしたことを特徴とする請求項２０〜２２のいずれか１項に記載の位置登録エリア設定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は位置登録方法、位置登録エリア設定装置、及び、移動端末に関し、特に移動通信システムにおける移動端末の位置登録エリア（ロケーションエリアとも呼ばれている）の設定に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の移動通信システムでは、非通信中の移動端末の位置を複数セルから構成される位置登録エリア単位で管理している。
従来の移動通信システムでは、位置登録エリアは予めネットワークにおいて固定的に設定するもので、かつ全端末に対して画一的なものである。
【０００３】
一般に、位置登録エリアの変更契機は、非通信中の移動端末が旧位置登録エリアを出て新位置登録エリアに入ることで、端末は基地局が報知する位置登録エリア識別情報の変化を検知すると、それをネットワークに通知し、ネットワークにおいて移動端末の位置登録エリア情報が変更される。非通信中端末に対する通信要求が生じた場合、ネットワークではその端末の位置登録エリア内の全セルにページング（一斉呼出）要求を送信し、該当端末はページング要求を受信するとネットワークに対してページング応答を返す。これにより、ネットワークは該当端末が位置しているセル（在圏基地局）を知ることができる。
【０００４】
最適位置登録エリアを、端末の位置登録トラヒックとページングトラヒックの和を最小とするものと考えると、最適位置登録エリアは端末の移動特性やトラヒック特性に依存するもので、本来は端末毎に異なるものである。
さらに、端末の移動特性やトラヒック特性は時間変化するため、１つの端末に対する最適位置登録エリアも時間変化する。
【０００５】
よって、従来の画一的かつ固定的な位置登録エリアを用いる位置管理方法では、例えば、静止している移動端末に対しても、位置登録エリアを頻繁に変更する移動端末に対しても同じ位置登録エリアで位置管理を行っているため、位置登録及びページングの際に無駄なトラヒックが生じる場合があり、非効率的であった。
このような問題を解決する技術として、例えば特開平７−３２２３３３号公報には、移動端末毎に位置登録エリアを設定する方法として、移動端末が最適位置登録エリアを計算し設定する方法、基地局が最適位置登録エリアを計算し設定する方法が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
最適な位置登録エリアを設定するための情報のひとつに周辺セルの面積があるが、現実のシステムでは、例えば繁華街と郊外で異なるように、セルの面積はそのエリア内の予想収容者数により設定されるため、場所によって異なる。そのため、上記公報の方法において、移動端末が最適位置登録エリアを計算する際には周辺セルのサイズ情報を把握する必要があり、そのためのトラヒックが問題となる。
【０００７】
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は移動端末の効率的な位置管理を実現し、トラヒックを削減することのできる位置登録方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１による位置登録方法は、通信網内の基地局よりも上位のノードにおいて、移動端末についての位置登録エリアを決定する位置登録方法であって、移動特性及び着信頻度に関する情報を前記移動端末から取得し、取得した情報と、通信網内の基地局とページングを実行するノードとのホップ数に関する情報と、該通信網内の基地局と位置管理ノードとのホップ数に関する情報と、該通信網内の基地局数に関する情報と、セル数に関する情報と、セル面積に関する情報に応じて位置登録エリアを決定するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項２による位置登録方法は、請求項１において、前記移動端末についての位置登録及びページングに伴う総信号数を計算し、この計算された総信号数を最小とする位置登録エリアを決定するようにしたことを特徴とする。
本発明の請求項３による位置登録方法は、請求項１又は２において、前記総信号数の計算においては、前記通信網内の基地局とページングを実行するノードとのホップ数と前記セル数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記ホップ数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と前記移動端末の位置を管理する位置管理ノードとのホップ数と該移動端末の位置登録エリア変更頻度との乗算を行い、さらにこれら乗算結果の加算を行うことを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項４による位置登録方法は、請求項１又は２において、前記総信号数の計算においては、ある範囲内のセル数とその範囲内の基地局以外のノード数と値「−１」との加算を行い、この加算結果と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と前記ページングを実行するノードとのホップ数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と位置管理ノードとのホップ数と前記移動端末の位置登録エリア変更頻度との乗算を行い、さらにこれら乗算結果の加算を行うことを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項５による位置登録方法は、請求項３又は４において、前記移動端末の位置登録エリア変更頻度は、前記通信網内の基地局数とセル面積との乗算を行い、この乗算結果によって前記移動端末の移動速度を除算することによって算出するようにしたことを特徴とする。
本発明の請求項６による位置登録方法は、請求項３〜５のいずれか１項において、前記基地局数を所定初期値から１ずつ増加しつつ前記総信号数を計算し、該総信号数の値が最小となる基地局情報に基づいて、位置登録エリアを設定するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項７による位置登録システムは、通信網内の基地局よりも上位のノードにおいて、移動端末についての位置登録エリアを決定する位置登録システムであって、前記移動端末は、自端末についての移動特性及び着信頻度を測定し、それらの値を位置登録要求と共に移動通信網に通知する手段を含み、前記移動通信網内のノードは、通信網内のノードやセルに関する情報であるネットワーク情報を管理する手段を含み、前記移動特性と、前記着信頻度と、該通信網内の基地局とページングを実行するノードとのホップ数に関する情報と、該通信網内の基地局と位置管理ノードとのホップ数に関する情報と、該通信網内の基地局数に関する情報と、セル数に関する情報と、セル面積に関する情報と、ノード数に関する情報とに基づいて、前記移動端末の位置登録エリアを決定するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項８による位置登録システムは、請求項７において、前記移動端末についての位置登録及びページングに伴う総信号数を計算し、この計算された総信号数を最小とする位置登録エリアを決定することを特徴とする。
本発明の請求項９による位置登録システムは、請求項８において、前記総信号数の計算においては、前記ホップ数と前記セル数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記ホップ数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と前記移動端末の位置を管理する位置管理ノードとのホップ数と該移動端末の位置登録エリア変更頻度との乗算を行い、さらにこれら乗算結果の加算を行うことを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項１０による位置登録システムは、請求項８において、前記総信号数の計算においては、ある範囲内のセル数とその範囲内の基地局以外のノード数と値「−１」との加算を行い、この加算結果と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と前記ページングを実行するノードとのホップ数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と位置管理ノードとのホップ数と前記移動端末の位置登録エリア変更頻度との乗算を行い、さらにこれら乗算結果の加算を行うことを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項１１による位置登録システムは、請求項９又は１１において、前記移動端末の位置登録エリア変更頻度は、前記通信網内の基地局数とセル面積との乗算を行い、この乗算結果によって前記移動端末の移動速度を除算することによって算出するようにしたことを特徴とする。
本発明の請求項１２による位置登録システムは、請求項９〜１１のいずれか１項において、前記基地局数を所定初期値から１ずつ増加しつつ前記総信号数を計算し、該総信号数の値が最小となる基地局情報に基づいて、位置登録エリアを設定するようにしたことを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項１３による移動端末は、通信網内の基地局よりも上位のノードにおいて、移動端末についての位置登録エリアを決定する位置登録システムにおける移動端末であって、自端末についての移動特性及び着信頻度を測定し、それらの値を位置登録要求と共に前記上位のノードに通知する手段を含むことを特徴とする。
本発明の請求項１４による位置登録エリア設定装置は、通信網内の基地局よりも上位のノードにおいて、移動端末についての位置登録エリアを決定する位置登録システムにおける位置登録エリア設定装置であって、通信網内の基地局とページングを実行するノードとのホップ数に関する情報と、該通信網内の基地局と位置管理ノードとのホップ数に関する情報と、該通信網内の基地局数に関する情報と、セル数に関する情報と、セル面積に関する情報と、ノード数に関する情報と、を含むネットワーク情報を管理する手段を含み、移動端末から送信される移動特性及び着信頻度の他、前記ネットワーク情報に基づいて、前記移動端末の位置登録エリアを決定するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項１５による位置登録エリア設定装置は、請求項１３において、前記移動端末についての位置登録及びページングに伴う総信号数を計算し、この計算された総信号数を最小とする位置登録エリアを決定することを特徴とする。
本発明の請求項１６による位置登録エリア設定装置は、請求項１５において、前記総信号数の計算においては、前記ホップ数と前記セル数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記ホップ数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と前記移動端末の位置を管理する位置管理ノードとのホップ数と該移動端末の位置登録エリア変更頻度との乗算を行い、さらにこれら乗算結果の加算を行うことを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項１７による位置登録エリア設定装置は、請求項１５において、前記総信号数の計算においては、ある範囲内のセル数とその範囲内の基地局以外のノード数と値「−１」との加算を行い、この加算結果と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と前記ページングを実行するノードとのホップ数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と位置管理ノードとのホップ数と前記移動端末の位置登録エリア変更頻度との乗算を行い、さらにこれら乗算結果の加算を行うことを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項１８による位置登録エリア設定装置は、請求項１６又は１７において、前記移動端末の位置登録エリア変更頻度は、前記通信網内の基地局数とセル面積との乗算を行い、この乗算結果によって前記移動端末の移動速度を除算することによって算出するようにしたことを特徴とする。
本発明の請求項１９による位置登録エリア設定装置は、請求項１６〜１８のいずれか１項において、前記基地局数を所定初期値から１ずつ増加しつつ前記総信号数を計算し、該総信号数の値が最小となる基地局情報に基づいて、位置登録エリアを設定するようにしたことを特徴とする。
【００２３】
本発明の請求項２０による位置登録エリア設定プログラムは、通信網内の基地局よりも上位のノードにおいて、移動端末についての位置登録及びページングに伴う総信号数を計算し、この計算された総信号数を最小とする位置登録エリアを決定するための位置登録エリア設定プログラムであって、前記総信号数の計算において、通信網内の基地局とページングを実行するノードとのホップ数とセル数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記ホップ数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と前記移動端末の位置を管理する位置管理ノードとのホップ数と該移動端末の位置登録エリア変更頻度との乗算を行い、さらにこれら乗算結果の加算を行うことを特徴とする。
【００２４】
本発明の請求項２１による位置登録エリア設定プログラムは、通信網内の基地局よりも上位のノードにおいて、移動端末についての位置登録及びページングに伴う総信号数を計算し、この計算された総信号数を最小とする位置登録エリアを決定するための位置登録エリア設定プログラムであって、前記総信号数の計算において、ある範囲内のセル数とその範囲内の基地局以外のノード数と値「−１」との加算を行い、この加算結果と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と前記ページングを実行するノードとのホップ数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と位置管理ノードとのホップ数と前記移動端末の位置登録エリア変更頻度との乗算を行い、さらにこれら乗算結果の加算を行うことを特徴とする。
【００２５】
本発明の請求項２２による位置登録エリア設定プログラムは、請求項２０又は２１において、前記移動端末の位置登録エリア変更頻度は、前記通信網内の基地局数とセル面積との乗算を行い、この乗算結果によって前記移動端末の移動速度を除算することによって算出するようにしたことを特徴とする。
【００２６】
要するに、通信網内のノードやセルに関する情報であるネットワーク情報に応じて位置登録エリアを決定するのであり、移動通信端末は、移動特性及び着信頻度を測定し、それらの値を位置登録要求と共に移動通信網に通知し、移動通信網内のノードは、通信網内のノードやセルに関する情報であるネットワーク情報を管理し、移動特性及び着信頻度並びにネットワーク情報に基づいて、移動通信端末の位置登録エリアを決定しているのである。こうすることにより、移動端末の効率的な位置管理を実現し、トラヒックを削減することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において参照する各図では、他の図と同等部分は同一符号によって示されている。
図１は本発明による位置登録システムを採用した移動通信システムの構成例を示す図である。同図に示されているように、本システムにおいては、複数のセルＣ１１〜Ｃ１ｎ及びセルＣ２１〜Ｃ２ｎ、基地局Ｂ１１〜Ｂ１ｎ及び基地局Ｂ２１〜２ｎ、図示せぬノードから構成されるある範囲Ａ１，Ａ２毎にページングを実行するページングポイントノードＰＰＮ１，ＰＰＮ２が存在し、位置管理ノードＬＭＮにおいて非通信中端末の位置管理を行っている。ここで、各基地局において個別に位置管理を行うと、管理が複雑になる。これに対し、本例のように基地局よりも上位の装置で位置管理を行うことにより、一元管理を行うことができる。
【００２８】
位置登録エリア設定ノードは、位置登録エリア設定装置を搭載するノードである。本実施例では、ページングポイントノードＰＰＮ１及びＰＰＮ２が位置登録エリア設定ノードとしての機能を有しているものとする。つまり、本実施例では、簡単のためページングポイントノードと位置登録エリア設定ノードとが物理的に同一ノードであるものとする。
【００２９】
上記の範囲Ａ１又はＡ２に位置している移動端末からその移動特性、トラヒック特性を表す情報が通知されると、その情報とネットワーク情報（ホップ数、基地局数、セル数、セル面積、ノード数）を用いて、移動通信網内で、該当端末の最適位置登録エリアを設定する。
最適位置登録エリアの導出方針としては、ロケーション制御コストを最小にすることが重要である。つまり、位置登録制御コストとページング制御コストとの和を最小にする位置登録エリアを導出する。
【００３０】
ここでは、コストとしてネットワーク内を流れる総信号数に着目する。コストに影響を与えるパラメータとしては以下のものが考えられる。すなわち、端末のロケーションエリア変更頻度ｕ、端末の着信頻度ａ、ロケーションエリア内のセル数Ｎcell、ロケーションエリア内の基地局以外のノード数Ｎnode、位置管理ノードと基地局との間のホップ数ｈu、ページングポイントと基地局との間のホップ数ｈp、がパラメータとして考えられる。これらは端末側、ネットワーク側いずれかで測定されるか、ネットワーク管理者が予め設定するものである。
【００３１】
ネットワークを流れる総信号数を表す際、位置登録エリアをユニキャストアドレスにより管理する場合とマルチキャストアドレスにより管理する場合とでは、ページング要求信号数が異なる。すなわち、図２（ａ）に示されているようにユニキャストを用いる場合、ページングポイントノードＰＰＮから各基地局Ｂ１〜Ｂ７に個別に信号を送ることになる。したがって、総信号数は多くなる。
【００３２】
これに対し、図２（ｂ）に示されているようにマルチキャストを用いる場合、ページングポイントノードＰＰＮから各基地局Ｂ１〜Ｂ７に個別に信号を送るのではなく、途中のノードＮ１，Ｎ２によって各基地局Ｂ１〜Ｂ７に信号を配信するので、総信号数は少なくなる。
図２（ａ）に示されているユニキャストを用いる場合のコスト（Ｃuni）と図２（ｂ）に示されているマルチキャストを用いる場合のコスト（Ｃmulti）は次式（１）のように表せる。
【００３３】
Ｃuni＝ｈpＮcellａ＋ｈpａ＋２ｈuｕ
Ｃmulti＝（Ｎcell＋Ｎnode−１）ａ＋ｈpａ＋２ｈuｕ…（１）
ここで、式（１）において、第１項はページング要求コスト、第２項はページング応答コスト、第３項は位置登録制御コストにそれぞれ対応している。第１項に係るページング要求は下り方向に送られる信号であり、第２項に係るページング応答は上り方向に送られる信号である。第３項の位置登録制御は下り方向及び上り方向に関するものであるので「２」が乗じられている。マルチキャストを用いる場合のコストＣmultiの算出において、「１」を減算（「−１」を加算）しているのは、ノードの総数からページング要求ノードを除くためである。
【００３４】
また、単位時間当たりの確率である、ロケーションエリア変更頻度ｕはｆｌｕｉｄ  ｆｌｏｗ  ｍｏｄｅｌを用いると式（２）のように表せる。
ｕ＝ｖ／（ρＡLA）  …（２）
式（２）において、ｖは端末の移動速度、ＡLAは位置登録エリアの面積、ρは位置登録エリア内の端末密度を表す。さらに、位置登録エリア内のセルが全て同じ面積（Ａcell）である条件の元では式（３）のように表せる。
【００３５】
ＡLA＝ＮcellＡcell  …（３）
式（１）〜（３）を用いて、端末の移動速度ｖ、着信頻度ａに応じた最適位置登録エリアを導出する。この場合、式（３）によって算出される面積ＡLAを式（２）に代入し、式（２）によって算出されるロケーションエリア変更頻度ｕを式（１）に代入する。
【００３６】
最適位置登録エリアの設定手法について、図３及び図４を参照して説明する。
図３はユニキャストアドレスを用いた場合における、移動速度に対する最適位置登録エリアの関係を示す図、図４はユニキャストアドレスを用いた場合における、着信頻度に対する最適位置登録エリアの関係を示す図である。両図において、パラメータとしては表１に示されている値を用いる。
【００３７】
【表１】
0003982604.tif 000002
【００３８】
すなわち、端末の移動速度ｖについて５，４０，７０，１００［ｋｍ／ｈ］、端末の着信頻度ａについて０．０１，０．１，０．５，１［１／ｈ］、ノードと基地局との間のホップ数ｈu及びページングポイントと基地局との間のホップ数ｈpについて２、セルの面積Ａcellについて１２［ｋｍ2］の各値をパラメータとして用いる。
【００３９】
図３は着信頻度を一定にし、移動速度のみを変化させた場合の信号数である。移動速度ｖ＝５，４０，７０，１００［ｋｍ／ｈ］におけるセル数（横軸）に対する信号数（縦軸）が実線で示されている。各実線において、信号数が最低値となるセル数の値（破線）が最適位置登録エリアサイズである。同図の場合、移動速度が大きくなると最適位置登録エリアサイズも大きくなっている。
【００４０】
また、図４は移動速度を一定にし、着信頻度のみを変化させた場合の信号数である。着信頻度ａ＝０．０１，０．１，０．５，１［１／ｈ］におけるセル数（横軸）に対する信号数（縦軸）が実線で示されている。各実線において、信号数が最低値となるセル数の値（破線）が最適位置登録エリアサイズである。同図の場合、着信頻度が大きくなると最適位置登録エリアサイズが小さくなっている。
【００４１】
ただし、図３、図４の結果は位置登録エリア内の全セルの面積が同一である条件下での結果であり、実際のシステムでは周辺セルのサイズを考慮しながら最適位置登録エリアを導出する必要がある。
ところで、端末の移動特性、トラヒック特性は時間変化する。そのため、最適ロケーションエリアも時間変化することになり、ロケーションエリアの動的設定が必要になる。ロケーションエリアの変更契機としては以下の２つの場合が考えられる。すなわち、端末が旧ロケーションエリアから出る場合、端末の最適ロケーションエリアが変化する場合、である。
【００４２】
前者は、移動通信網における一般的な位置登録契機であり、基地局が報知するロケーションエリア情報の変化を端末が検知することにより位置登録が行われ、ロケーションエリアが変更される。
また、後者については、例えば、最適ロケーションエリアが旧ロケーションエリア内にあり、かつ旧ロケーションエリアより小さくなる場合が考えられる。例えば、車で家に帰宅した場合である。この場合、端末が旧ロケーションエリアから他のエリアに出ないことも十分考えられる。そのため、このような場合を想定したロケーションエリア変更契機のメカニズムが必要になる。
【００４３】
ロケーションエリアの動的設定方法としては、以下の２つが考えられる。すなわち、フレキシブルロケーションエリア、多重化ロケーションエリア、である。前者はロケーションエリアの形、面積がともに全く自由に設定される方法である。また、後者は予めネットワークで、複数クラス（サイズ）のロケーションエリアを用意しておく方法である。
【００４４】
図５（ａ）〜（ｃ）は後者の方法について、例としてクラス１ロケーションエリア〜クラス３ロケーションエリアまでの３クラスを設定した場合を示す図である。同図を参照すると、同図（ａ）中の太線で示されているクラス１ロケーションエリアは、同図（ｂ）中の太線で示されているように、複数のクラス２ロケーションエリアに分割される。本例では、７個のクラス２ロケーションエリアに分割される。さらに同図（ｂ）中の太線で示されている各クラス２ロケーションエリアは、同図（ｃ）中の太線で示されているように、複数のクラス３ロケーションエリアに分割される。本例では、４９個のクラス３ロケーションエリアに分割される。同図（ｃ）に示されているクラス３ロケーションエリアは、１つのセルと同じ大きさである。このように複数クラスのロケーションエリアを用意しておくことにより、１つのセルは各クラスで唯一のロケーションエリアに所属することになる。
【００４５】
ロケーションエリアを動的設定する際には、ロケーションエリア認識を端末側とネットワーク側で一致させることが重要であるが、フレキシブルロケーションエリアの場合では、例えばロケーションエリア内に含まれる全ての基地局識別番号を用いる方法や、基地局が自身の座標（緯度・経度など）情報を報知してそれを用いる方法が考えられる。一方、多重化ロケーションエリアの場合では、予め用意する複数クラスのロケーションエリアに対して、それぞれ識別番号を与えておけば、位置登録応答の際に端末の移動特性、トラヒック特性に応じたクラスのロケーションエリア識別番号を端末に通知することにより容易に一致をとることが可能となる。また、全クラスのロケーションエリア識別番号を含む情報を各基地局が報知することにより、端末は自身が現在所属しているクラスの識別番号のみを見ることでロケーションエリアの変更を容易に検知することができる。
【００４６】
また、フレキシブルロケーションエリア方式、多重化ロケーションエリア方式のそれぞれにおいてマルチキャストを用いることが考えられるが、前者の場合は新エリアに対してマルチキャストアドレスを割り当てるための信号等を考慮する必要がある。一方、後者の場合では、各クラスのロケーションエリアの識別情報としてマルチキャストアドレスを予め割り当てることでページング信号量を削減することができる。以上のことから、図２を参照して説明したように、これら２方式では、それぞれページング要求信号量、さらに位置登録応答信号量が異なることになる。
【００４７】
図６には本システムにおける位置登録エリア設定ノードの装置構成が示されている。同図に示されているように、位置登録エリア設定ノードは、インタフェース部１１と、制御部１２と、データベース部１３と、最適位置登録エリア計算部１４とが示されている。
データベース部１３には、ネットワーク内のノードやセルに関する情報であるネットワーク情報が格納されているものとする。このネットワーク情報は、例えば、ホップ数、基地局数、セル数、ノード数である。
【００４８】
移動端末から通知された移動速度、着信頻度の情報はインタフェース部１１を経由して制御部１２によって、データベース部１３に格納されたネットワーク情報と共に最適位置登録エリア計算部１４に送られる。この最適位置登録エリア計算部１４においては、上述した式（１）〜式（３）を用いて最適位置登録エリアが計算される。
【００４９】
図７は最適位置登録エリア計算部の動作を示すフローチャートである。同図において、移動端末から移動速度、着信頻度が通知されると（ステップＳ７０１）、位置登録エリアをｋセルとして、上述した式（１）〜式（３）によりコストを計算する（ステップＳ７０２）。なお、初期値はｋ＝１である。この計算結果（ＲｅｓｕｌｔＡ）を保存する（ステップＳ７０３）。
【００５０】
次に、位置登録エリアを（ｋ＋１）セルとして上述した式（１）〜式（３）によりコストを計算する（ステップＳ７０４）。この計算結果（ＲｅｓｕｌｔＢ）を保存する（ステップＳ７０５）。
上記の２つの計算結果（ＲｅｓｕｌｔＡ）と計算結果（ＲｅｓｕｌｔＢ）とを比較する（ステップＳ７０６）。この比較の結果、計算結果（ＲｅｓｕｌｔＡ）が計算結果（ＲｅｓｕｌｔＢ）よりも大であれば、計算結果（ＲｅｓｕｌｔＢ）を新たな計算結果（ＲｅｓｕｌｔＡ）とし（ステップＳ７０６→Ｓ７０７）、保存する（ステップＳ７０３）。一方、比較の結果、計算結果（ＲｅｓｕｌｔＢ）が計算結果（ＲｅｓｕｌｔＡ）よりも大であるか等しいければ、位置登録エリアをｋセルとして設定する（ステップＳ７０６→Ｓ７０８）。以上の手順に従って、位置登録エリアを設定する。
【００５１】
図８及び図９は本システムの適用例を示す図である。図８の場合は移動端末が静止している状態である。例えば、携帯端末のユーザが自宅に居る場合である。このように静止している移動端末に対しては、端末の在圏するセルのみを位置登録エリアと設定する。こうすることで、画一的な位置登録エリア内の全セルにページングを行っていた従来方式と比較して、ページングトラヒック削減が実現できる。
【００５２】
図９の場合は移動端末が動いている状態である。例えば、携帯端末のユーザが自動車に乗っており、その自動車が高速道路を走行している場合である。高速道路上の移動端末に対して、渋滞時のように端末の移動速度が遅い場合は、位置登録エリアを小さく設定する。例えば、各自動車Ｍ１〜Ｍ５（各ユーザ）に対して１つのセルを設定する。こうすることで従来方式と比較してページングトラヒック削減が実現できる。逆に、端末の移動速度が速い場合は、位置登録エリアを大きく設定する。例えば、各自動車（各ユーザ）Ｍ６，Ｍ７に対して複数のセルを設定する。こうすることで位置登録トラヒック削減を実現できる。
【００５３】
これら図８及び図９においては、移動速度のみを考慮した例について示されているが、一般に、移動速度が速いユーザに対しては位置登録エリアを大きく設定し、遅いユーザに対しては位置登録エリアを小さく設定することが有効である。
また、実際には、着信頻度も位置登録エリアサイズに影響を与えるパラメータである。つまり、着信頻度が高いユーザについては位置登録エリアを小さく設定し、着信頻度が低いユーザについては位置登録エリアを大きく設定することが有効である。
【００５４】
上記のように、ユーザの移動特性、トラヒック特性に応じて最適位置登録エリアサイズは変化するため、ユーザが位置登録を行う際に最適位置登録エリアを設定することにより、効率的なロケーション制御が実現できる。
最適位置登録エリアの導出には端末の移動速度、着信頻度が必要であるが、ここではこれらのパラメータを移動端末が測定する場合を考える。
【００５５】
まず、移動速度に関して実現方法としては、単位時間あたりのセル変更回数を計測することが考えられる。しかしながら、これのみではある範囲内で移動しているか、直線的に移動しているかを判断できない。これを解決する方法として、基地局が自身の座標（緯度・経度など）情報を報知する方法が考えられる。端末は自身が最後に位置登録を行った基地局座標を保存して、基地局を変更するごとにその座標と現在の基地局座標とを合わせて用いることにより移動速度を測定することができる。
【００５６】
また、着信頻度に関しては端末側、ネットワーク側どちらで測定する場合も精度は同じだが、端末側で行う場合は端末でこれを計算する必要がある。実現方法としては、
▲１▼ある一定時間内の着呼数を計測する方法、
▲２▼着信頻度をデータベース化する方法（例えば、月曜日の９：００−１０：００というように）、が考えられる。
【００５７】
図１０は本システムにおける移動端末の装置構成を示す図である。同図において、移動端末は、最近位置登録を行った基地局の位置情報と単位時間内のページング要求受信回数とが保存されているメモリ１０１と、タイマ１０２と、ある一定時間内の着呼数を計測して着信頻度を計算する着信頻度計算部１０３と、着信頻度に関する情報がデータベース化されて格納されているデータベース部１０４と、移動速度を計算する移動速度計算部１０５と、基地局との間で信号送受信を行うための送受信部１０６と、アンテナ１０７と、各部を制御する制御部１０８とを含んで構成されている。
【００５８】
まず、移動速度に関して説明する。端末が基地局を変更する度、基地局から報知される位置情報とタイマ１０２、そしてメモリ１０１に保存されている情報を用いることにより移動速度を移動速度計算部で計算する。
次に、着信頻度に関して説明する。タイマ１０２とメモリ１０１とを用いることにより、着信頻度計算部１０３において、ある単位時間（例えば、１時間）あたりのページング要求受信回数を計算する。
【００５９】
さらに、この結果を着信頻度計算部１０３において、データベース部１０４に格納されている情報と比較し、再計算することにより、データベース情報を更新し再びデータベース部１０４に保管する。
以上のように移動端末は、自端末の移動特性、トラヒック特性を測定する機能と、位置登録エリア設定装置に対して自身の移動特性、トラヒック特性を位置登録要求と合わせて通知する機能とを有している。
【００６０】
図１１は、本システムにおける位置登録手順を示すフローチャートである。同図には、移動端末、基地局、位置登録エリア設定ノード、位置管理ノード、それぞれにおける動作シーケンスが示されている。基地局から移動端末に対して基地局座標情報及び位置登録エリア識別情報が報知されると（ステップＳ１１１）、移動端末は位置登録エリアが変更されることを検出する（ステップＳ１１２）。すると、移動端末は、移動速度、着信頻度を計算する（ステップＳ１１３）。
【００６１】
次に移動端末は、移動機番号に、計算した移動速度及び着信頻度を付加した、位置登録要求を基地局に送信する（ステップＳ１１４）。これを受信した基地局は、それを位置登録エリア設定ノードに送信する（ステップＳ１１５）。すると、位置登録エリア設定ノードは、位置登録エリアを設定する（ステップＳ１１６）。そして、位置登録エリア設定ノードは、移動機番号に、位置登録エリア情報を付加した、位置登録要求を位置管理ノードに送信する（ステップＳ１１７）。
【００６２】
これを受信した位置管理ノードは、位置登録エリア情報を含む位置登録応答を基地局に送信する（ステップＳ１１８）。これを受信した基地局は、それを移動端末に送信する（ステップＳ１１９）。
ところで、上述した実施例においては、位置登録エリア設定の際にサイズのみを考慮したが、本発明は高速道路などのように端末の移動方向が特定できる場合においては、ネットワーク内に保持するセルの配置情報と地図情報を関連付けることにより位置登録エリアの形状も設定できる。
【００６３】
また上述した実施例では、位置登録エリア変更の契機を旧位置登録エリアから出る場合のみで説明を行ったが、実際には端末が旧位置登録エリアから出ない場合でも、最適位置登録エリアが変更される可能性がある。そのため、本発明は最適位置登録エリア変更時においても適用できる。
さらに上述した実施例では、移動端末のトラヒック特性を表すパラメータとして着信頻度を端末自身が測定する場合を示したが、このパラメータは端末側、ネットワーク側どちらで測定する場合も精度は同じである。よって、本発明は着信頻度をネットワーク側で測定する場合にも適用できる。
【００６４】
なお、実施例では、コストとしてネットワーク内を流れる総信号数で評価したが、他にも信号量、無線チャネル数、ネットワーク負荷によって評価しても良い。
以上のように、本システムにおいては、位置登録エリアを設定する際に、ネットワーク情報（ホップ数、基地局数、セル数、セル面積、ノード数）を考慮したトラヒック評価を行う。また、移動端末から移動特性、トラヒック特性が通知されると、その情報とネットワーク情報（ホップ数、基地局数、セル面積、ノード数）を用いて、その移動端末の位置登録エリアを設定する位置登録エリア設定装置を移動通信網内に設けている。
（位置登録方法、位置登録エリア設定プログラム）
以上説明した位置登録システムにおいては、以下のような位置登録方法が実現されている。すなわち、移動端末についての位置登録エリアを決定する位置登録方法であり、通信網内のノードやセルに関する情報であるネットワーク情報に応じて位置登録エリアを決定するようにした位置登録方法が上記システムによって実現されている。そして、この位置登録方法においては、上記位置登録エリアを決定する際、上記ネットワーク情報の他、その移動端末の移動特性及び着信頻度をも参照しても良い。なお、上記ネットワーク情報は、少なくとも、該通信網内の基地局とページングを実行するノードとのホップ数に関する情報と、該通信網内の基地局と位置管理ノードとのホップ数に関する情報と、該通信網内の基地局数に関する情報と、セル数に関する情報と、セル面積に関する情報と、ノード数に関する情報と、を含んでいる。
【００６５】
また、上記移動端末についての位置登録及びページングに伴う総信号数を計算し、この計算された総信号数を最小とする位置登録エリアを決定する。この総信号数の計算においては、前記通信網内の基地局とページングを実行するノードとのホップ数と前記セル数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、上記ホップ数と上記移動端末の着信頻度との乗算を行い、上記基地局と上記移動端末の位置を管理する位置管理ノードとのホップ数と該移動端末の位置登録エリア変更頻度との乗算を行い、さらにこれら乗算結果の加算を行うか、又は、ある範囲内のセル数とその範囲内の基地局以外のノード数と値「−１」との加算を行い、前記基地局と前記ページングを実行するノードとのホップ数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、上記基地局と上記移動端末の位置を管理する位置管理ノードとのホップ数と該移動端末の位置登録エリア変更頻度との乗算を行い、上記基地局と位置管理ノードとのホップ数と上記移動端末の位置登録エリア変更頻度との乗算を行い、さらにこれら乗算結果の加算を行う。
【００６６】
上記移動端末の位置登録エリア変更頻度は、上記通信網内の基地局数とセル面積との乗算を行い、この乗算結果によって上記移動端末の移動速度を除算することによって算出する。上記基地局数を所定初期値から１ずつ増加しつつ上記総信号数を計算し、該総信号数の値が最小となる基地局情報に基づいて、位置登録エリアを設定するようにしても良い。
【００６７】
ところで、上述した位置登録システムにおいては、以下のような位置登録エリア設定プログラムが採用されている。すなわち、上記移動端末についての位置登録及びページングに伴う総信号数を計算し、この計算された総信号数を最小とする位置登録エリアを決定するための位置登録エリア設定プログラムであり、上記総信号数の計算において、上記ホップ数と上記セル数と上記移動端末の着信頻度との乗算を行い、上記ホップ数と上記移動端末の着信頻度との乗算を行い、上記基地局と上記移動端末の位置を管理する位置管理ノードとのホップ数と該移動端末の位置登録エリア変更頻度との乗算を行い、さらにこれら乗算結果の加算を行うプログラムが実現されている。
【００６８】
また、上述した位置登録システムにおいては、以下のような位置登録エリア設定プログラムも採用されている。すなわち、上記移動端末についての位置登録及びページングに伴う総信号数を計算し、この計算された総信号数を最小とする位置登録エリアを決定するための位置登録エリア設定プログラムであり、上記総信号数の計算において、ある範囲内のセル数とその範囲内の基地局以外のノード数と値「−１」との加算を行い、この加算結果と上記移動端末の着信頻度との乗算を行い、前記基地局と前記ページングを実行するノードとのホップ数と前記移動端末の着信頻度との乗算を行い、上記基地局と位置管理ノードとのホップ数と上記移動端末の位置登録エリア変更頻度との乗算を行い、さらにこれら乗算結果の加算を行うプログラムが実現されている。
【００６９】
そして、上記移動端末の位置登録エリア変更頻度は、上記通信網内の基地局数とセル面積との乗算を行い、この乗算結果によって上記移動端末の移動速度を除算することによって算出している。また、上記基地局数を所定初期値から１ずつ増加しつつ上記総信号数を計算し、該総信号数の値が最小となる基地局情報に基づいて、位置登録エリアを設定している。
【００７０】
これらのプログラムを用意し、これによってコンピュータを制御すれば、上述と同様に位置登録動作を行うことができる。このプログラムを記録するための記録媒体には、種々の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク等の他、種々の記録媒体を用いることができる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明を用いればユーザの移動特性・トラヒック特性に応じた位置登録エリアを設定することができるため、従来の位置管理方法に比べて位置登録トラヒックとページングトラヒックとの和を削減できるという効果がある。また、本発明を用いればネットワーク内のトラヒック面において上記公報に比べて効率的な位置管理が実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による位置登録システムの実施の一形態を示すブロック図である。
【図２】ページング要求信号数を示す図である。
【図３】移動速度と最適位置登録エリアの関係を示す図である。
【図４】着信頻度と最適位置登録エリアの関係を示す図である。
【図５】ロケーションエリアの動的設定方法の１つである、多重化ロケーションエリアを説明するための図である。
【図６】本発明における位置登録エリア設定ノードの装置構成を示す図である。
【図７】最適位置登録エリア計算部におけるフロー図である。
【図８】本発明の第１の適用例を示す図である。
【図９】本発明の第２の適用例を示す図である。
【図１０】本発明における移動端末の装置構成を示す図である。
【図１１】本発明における位置登録手順を示す図である。
【符号の説明】
１１  インタフェース部
１２  制御部
１３  データベース部
１４  最適位置登録エリア計算部
１０１  メモリ
１０２  タイマ
１０３  着信頻度計算部
１０４  データベース部
１０５  移動速度計算部
１０６  送受信部
１０７  アンテナ
１０８  制御部
Ａ１，Ａ２  範囲
Ｂ１１〜Ｂ１ｎ，Ｂ２１〜Ｂ２ｎ  基地局
Ｃ１１，Ｃ２１  セル
Ｍ１〜Ｍ７  自動車
Ｎ１，Ｎ２  ノード
ＬＭＮ  位置管理ノード
ＰＰＮ１，ＰＰＮ２  ページングポイントノード
【図１】
0003982604.tif 000003
【図２】
0003982604.tif 000004
【図３】
0003982604.tif 000005
【図４】
0003982604.tif 000006
【図５】
0003982604.tif 000007
【図６】
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【図７】
0003982604.tif 000009
【図８】
0003982604.tif 000010
【図９】
0003982604.tif 000011
【図１０】
0003982604.tif 000012
【図１１】
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