JP4083736B2 - 移動通信網の位置登録システム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、移動通信システムに関し、特に、移動通信の位置登録システムに関する。

図３は、移動通信システムの基本構造を示す図である。

図３に示すように、移動通信システムの基本的要素は、モバイルスイッチングセンター(Mobile Switching Center；MSC)１０、訪問者位置レジスタ(Visitor Location Register；VLR)４０、ホーム位置レジスタ(HomeLocation Register；HLR)３０及び基地局(Base Station；BS)２０である。

前記モバイルスイッチングセンター(MSC)１０は、交換機能を有し、全ての通信線路の道路及び交差路の役割を遂行する。前記基地局(BS)２０は、前記モバイルスイッチングセンター(MSC)１０から受信した呼を無線プロトコルに合うように生成し、空中に放射する役割を遂行する。前記ホーム位置レジスタ(HLR)３０は、加入者の主要情報(加入者の人的情報、加入サービスの種類、移動通信端末機の種類など)が保存されたデータベースで、前記訪問者位置レジスタ(VLR)４０は、ホーム位置レジスタ(HLR)３０に対する頻繁な照会及び更新を減らすために、重要な加入者情報を一時的に保存するデータベースである。

前記ホーム位置レジスタ(HLR)３０がコンピュータのハードディスクのような装置であれば、前記訪問者位置レジスタ(VLR)４０は、コンピュータのRAM(RandomAccess Memory)のような装置である。

有線通信と比較となる移動通信の著しい特徴の一つは、加入者の位置を管理することである。有線通信においては、加入者の位置が固定されているため加入者の位置を管理する必要がないが、移動通信において、加入者位置の効率的管理及び移動通信端末機の位置登録は非常に重要な作業である。

クラスターの境界地域で移動通信端末機が活発に移動する場合、移動通信端末機の位置登録が頻繁に発生し、これにより、過度なトラフィックが誘発する。位置登録方法の最も大きいイシューは、クラスターの境界地域(または、境界セル)に位置する基地局のトラフィック過負荷である。前記クラスターとは、移動通信網において、セルに登録された使用者数及び電波環境を考慮して、複数のセルを括ったセルグループである。

今まで、位置登録トラフィックの過負荷を減らすための方法として、移動通信端末機が予め決まったセルに移動する度に位置登録を行う固定位置登録方法、距離、移動性、時間、方向情報を利用して位置登録を行う動的位置登録方法、各基地局が移動通信端末機の移動地域を互いに指示するようにして、ページング時に移動通信端末機の経路を追跡する順方向ポインタ位置登録方法、複数のセルを括って１つのクラスターにし位置登録を行うグループ位置登録方法、及び隣接するクラスターが互いに重なるようにサービス領域を運営して、位置登録トラフィックを減らす重畳(Overlapping)位置登録方法のような多様な位置登録方法が提案されてきた。

以下、従来の重畳位置登録方法について図４を参照して説明する。

図４は、従来の重畳位置登録方法を示す図で、重畳指数Ｗによる位置登録更新回数の変化を示す。

図４に示すように、隣接するクラスターが重ならない場合(重畳指数Ｗ＝０)、移動通信端末機は、自身の所属クラスター(または、ローカルエリア)が変わる度に位置登録を更新する。この場合(重畳指数Ｗ＝０)は、グループ位置登録方法に該当するもので、位置登録更新を５回行う。

隣接するクラスターが重なる場合、即ち、隣接するクラスターの重畳セルが一重(重畳指数Ｗ＝１)または二重(重畳指数Ｗ＝２)の場合、移動通信端末機の移動半径が重畳地域から外れないと位置登録更新は行われない。

しかしながら、移動通信端末機の移動半径が重畳地域から外れると、隣接するクラスターの重畳セルが一重の場合(重畳指数Ｗ＝１)、位置登録更新回数は３回となり、隣接するクラスターの重畳セルが二重の場合(重畳指数Ｗ＝２)、位置登録更新回数は１回となる。

このように、隣接するクラスターの重畳セルが二重の場合(重畳指数Ｗ＝２)は、一重の場合(重畳指数Ｗ＝１)より境界セルに加えられるトラフィックの負担が顕著に減少する。

図５は、図４の移動通信端末機がさらに大きな移動半径を有するとき、重畳指数Ｗによる位置登録更新回数の変化を示す。

図５に示すように、移動通信端末機の移動半径が大きくなると、重畳指数Ｗが１である場合の位置登録更新回数は、重畳指数Ｗが０である場合の位置登録更新回数と同じようになる。これに対し、重畳指数Ｗが２、即ち、隣接するクラスターの重畳セルが二重の場合の位置登録更新は依然として１回行われる。

図５から分かるように、従来の重畳位置登録方法は、重畳地域を広くするほど、境界セルに加えられるトラフィックの負担が軽減される。

このような従来の重畳位置登録方法は、移動通信網のクラスターが六角形の定形化された形状を有するときに理想的に実現される。しかしながら、移動通信網のクラスターは実際に不規則な形状を有するため、重畳位置登録方法を效果的に適用することが難しかった。

また、従来の重畳位置登録方法は、重畳地域の形状及び大きさが互いに異なり不規則であるため、クラスターの数だけ、またはそれ以上のモバイルスイッチングセンターを必要とするという問題点を有する。

従って、本発明の目的は、重畳セル及び境界セルが密集した地域に仮想クラスターを形成して、移動通信端末機の位置登録を管理する移動通信網の位置登録システム及び方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、１つのモバイルスイッチングセンターが複数のクラスターを管理する移動通信網の位置登録システム及び方法を提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明による移動通信網の位置登録システムは、クラスターグループの位置登録を管理するモバイルスイッチングセンターと、前記クラスターグループを構成する各クラスターの位置登録を管理する複数のサブ−モバイルスイッチングセンターと、から構成される。

好ましくは、前記モバイルスイッチングセンターは、複数のクラスターをグループに括り、そのグループの位置登録多発地域を仮想クラスターと定義して管理することを特徴とする。

好ましくは、前記モバイルスイッチングセンターは、複数のクラスターをグループに括り、そのグループの重畳セル及び境界セルが密集した地域を仮想クラスターと定義して管理することを特徴とする。

好ましくは、前記モバイルスイッチングセンターは、前記サブ−モバイルスイッチングセンターの位置登録情報を収集して管理することを特徴とする。

好ましくは、前記クラスターグループは、１つの仮想クラスターと、４つの一般クラスターと、から構成されることを特徴とする。

前記の目的を達成するために、本発明による移動通信網の位置登録方法は、複数のクラスターを１つのグループに括り、そのグループの位置登録多発地域を仮想クラスターと定義する段階と、前記クラスターグループの各クラスターにサブ−モバイルスイッチングセンターを割り当て、前記仮想クラスターにモバイルスイッチングセンターを割り当てて、前記クラスターグループの位置登録を管理する段階と、からなる。

好ましくは、前記位置登録を管理する過程は、前記仮想クラスター及び前記クラスターグループを構成する各クラスターに、前記モバイルスイッチングセンター及び複数のサブ−モバイルスイッチングセンターをそれぞれ割り当てる段階と、前記モバイルスイッチングセンター及び複数のサブ−モバイルスイッチングセンターを運営して、前記クラスターグループ内の各クラスターで発生する位置登録を処理する段階と、前記サブ−モバイルスイッチングセンターの位置登録情報を前記モバイルスイッチングセンターに伝送した後、前記モバイルスイッチングセンターを運営して、前記クラスターグループの全ての位置登録情報を管理する段階と、からなることを特徴とする。

上記に加えて、本発明は、以下を提供する：
項目１． クラスターグループの位置登録を管理するモバイルスイッチングセンターと、
前記クラスターグループを構成する各クラスターの位置登録を管理する複数のサブ−モバイルスイッチングセンターと、
から構成されることを特徴とする移動通信網の位置登録システム。
項目２． 前記モバイルスイッチングセンターは、複数のクラスターをグループに括り、そのグループの位置登録多発地域を仮想クラスターと定義して管理することを特徴とする項目１に記載の移動通信網の位置登録システム。
項目３． 前記モバイルスイッチングセンターは、複数のクラスターをグループに括り、そのグループの重畳セル及び境界セルが密集した地域を仮想クラスターと定義して管理することを特徴とする項目１に記載の移動通信網の位置登録システム。
項目４． 前記モバイルスイッチングセンターは、前記サブ−モバイルスイッチングセンターの位置登録情報を収集して管理することを特徴とする項目１に記載の移動通信網の位置登録システム。
項目５． 前記モバイルスイッチングセンターは、クラスターグループ内の所定地域を仮想クラスターと定義し、その仮想クラスターで発生する位置登録を管理することを特徴とする項目１に記載の移動通信網の位置登録システム。
項目６． 前記仮想クラスターは、重畳セル及び境界セルが密集した地域を含んで形成されることを特徴とする項目５に記載の移動通信網の位置登録システム。
項目７． 前記クラスターグループは、１つの仮想クラスターと、４つの一般クラスターと、から構成されることを特徴とする項目１に記載の移動通信網の位置登録システム。
項目８． 前記クラスターグループ内のクラスターの構成は、重畳位置登録方法によるものであることを特徴とする項目１に記載の移動通信網の位置登録システム。
項目９． 前記クラスターグループ内のクラスターの構成は、グループ位置登録方法によるものであることを特徴とする項目１に記載の移動通信網の位置登録システム。
項目１０． 複数のクラスターを１つのグループに括り、そのグループの位置登録多発地域を仮想クラスターと定義する段階と、
前記クラスターグループの各クラスターにサブ−モバイルスイッチングセンターを割り当て、前記仮想クラスターにモバイルスイッチングセンターを割り当てて、前記クラスターグループの位置登録を管理する段階と、
からなることを特徴とする移動通信網の位置登録方法。
項目１１． 前記位置登録を管理する過程は、
前記仮想クラスター及び前記クラスターグループを構成する各クラスターに、前記モバイルスイッチングセンター及び複数のサブ−モバイルスイッチングセンターをそれぞれ割り当てる段階と、
前記モバイルスイッチングセンター及び複数のサブ−モバイルスイッチングセンターを運営して、前記クラスターグループ内の各クラスターで発生する位置登録を処理する段階と、
前記サブ−モバイルスイッチングセンターの位置登録情報を前記モバイルスイッチングセンターに伝送した後、前記モバイルスイッチングセンターを運営して、前記クラスターグループの全ての位置登録情報を管理する段階と、
からなることを特徴とする項目１０に記載の移動通信網の位置登録方法。
項目１２． 前記クラスターグループは、１つの仮想クラスターと、４つの一般クラスターと、から構成されることを特徴とする項目１０に記載の移動通信網の位置登録方法。
項目１３． 前記位置登録多発地域は、重畳セル及び境界セルが密集した地域であることを特徴とする項目１０に記載の移動通信網の位置登録方法。

本発明による移動通信網の位置登録システム及び方法においては、クラスターグループの重畳セル及び境界セルが密集した地域を１つの仮想クラスターに指定して管理することにより、位置登録更新によるトラフィックの負担を減少させ、ネットワーク資源の浪費を減らすという効果がある。

また、クラスターグループ当たり１つのモバイルスイッチングセンターを割り当てることにより、システム設備にかかる費用を大きく削減できるという効果がある。

以下、図面を参照して本発明による移動通信網の位置登録システム及び方法を実施するための最良の形態を説明する。

本発明についての説明に先だって、モバイルスイッチングセンターの基本的機能及び構造を簡略に説明する。

モバイルスイッチングセンターは、個人通信網の中央に位置し、基地局、ホーム位置レジスタ(HLR)、運営／維持センター(Operating & Maintenance Center；OMC)、課金センター(BillingCenter)及び短文メッセージセンター(Short Message Center；SMC)などと整合して、音声及び非音性の通話路を構成する機能と、交換機自体の運用及びメンテナンス機能を行う。

モバイルスイッチングセンターは、接続スイッチングサブシステム(Access Switching Subsystem；ASS)、相互連結網サブシステム(Interconnection NetworkSubsystem；INS)、及び中央制御サブシステム(Central Control Subsystem；CCS)の三つのサブシステムにより構成され、前記接続スイッチングサブシステム(ASS)は、分散された呼処理機能を遂行し、前記相互連結網サブシステム(INS)は、集中化された呼処理機能及び移動加入者に対する情報の保存及び管理機能を遂行し、前記中央制御サブシステム(CSS)は、運用及びメンテナンス機能を遂行する。

図１は、本発明によるクラスターの結合形態を示す図で、図２は、本発明による移動通信網を示す図である。

本発明による移動通信システムにおいては、４つの隣接する既存クラスターＬＡ−３、ＬＡ−４、ＬＡ−５、ＬＡ−６を１つのグループに括る。そして、図１に示すように、位置登録が頻繁に発生する地域、即ち、クラスターグループの重畳セル及び境界セルが密集した地域ＬＡ−７を仮想クラスターと定義し、モバイルスイッチングセンター(MSC)１００がこれを管理するようにする。

また、本発明による移動通信システムにおいては、前記４つの隣接する既存クラスターＬＡ−３、ＬＡ−４、ＬＡ−５、ＬＡ−６にサブ−モバイルスイッチングセンター(SubMSC)１１０、１２０、１３０、１４０を１つずつ割り当てて、サブ−モバイルスイッチングセンター１１０、１２０、１３０、１４０が既存クラスターＬＡ−３、ＬＡ−４、ＬＡ−５、ＬＡ−６を管理するようにする。前記既存クラスターＬＡ−３、ＬＡ−４、ＬＡ−５、ＬＡ−６は、重畳位置登録方法またはグループ位置登録方法によって構成(または、結合)される。

前記サブ−モバイルスイッチングセンター１１０、１２０、１３０、１４０は、単純に移動通信端末機の位置登録のみを遂行及び管理するモバイルスイッチングセンター１００の補助的装置であって、前記相互連結網サブシステム(INS)のようなサブシステムにより実現されることができる。このようなサブ−モバイルスイッチングセンター１１０、１２０、１３０、１４０は、構造が簡単で且つ実現が容易であり、設置費用が低廉である。

図２は、本発明による移動通信網を示す図で、移動通信網に図１のクラスター結合構造を拡張適用した。

図２に示すように、移動通信網が１５個のクラスターからなると仮定したとき、従来の技術においては、１５個のクラスターそれぞれにモバイルスイッチングセンターを割り当てるが、本発明においては、４つのモバイルスイッチングセンターにより移動通信網の位置登録を管理する。即ち、本発明においては、４つのクラスターからなるクラスターグループ毎にモバイルスイッチングセンターを１つずつ割り当て、各モバイルスイッチングセンターの下位に４つのサブ−モバイルスイッチングセンターをおく。また、４つのサブ−モバイルスイッチングセンターが、該当クラスターグループの各クラスターを管理するようにする。

前記モバイルスイッチングセンターは、自身が担当するクラスターグループ内の仮想クラスターの位置登録を管理する一方、下位のサブ−モバイルスイッチングセンターから位置登録情報を収集し、その収集された位置登録情報を管理する。このように、本発明においては、１つのモバイルスイッチングセンターが、複数のサブ−モバイルスイッチングセンターの助けを受けて、４つのクラスターを管理することができる。

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明によるクラスターの結合形態を示す図である。 本発明による移動通信網を示す図である。 移動通信システムの基本構造を示す図である。 従来の重畳位置登録方法を示す図である。 従来の重畳位置登録方法を示す図である。

符号の説明

１０、１００ モバイルスイッチングセンター
２０ 基地局
３０ ホーム位置レジスタ
４０ 訪問者位置レジスタ
１１０、１２０、１３０、１４０ サブ−モバイルスイッチングセンター

Claims (10)

1. 複数のクラスターを含むクラスターグループにおける位置登録を管理するＭＳＣであって、前記複数のクラスターの各々は、複数のセルを含み、前記ＭＳＣは、前記複数のクラスターの重畳セルおよび境界セルの地域であって、位置登録が多発する地域を含む仮想クラスターに関連する、ＭＳＣと、
   前記複数のクラスターの前記位置登録を管理する複数のサブＭＳＣであって、前記複数のサブＭＳＣの各々は、前記複数のクラスターのうちの１つに関連し、前記複数のサブＭＳＣの各々は、ＩＮＳサブシステムを含む、サブＭＳＣと
   を備える、移動通信網の位置登録システム。
2. 前記ＭＳＣは、前記サブＭＳＣの位置登録情報を収集および管理する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記ＭＳＣは、クラスターグループの所定地域を仮想クラスターと定義し、前記仮想クラスターにおいて生成される位置登録を管理する、請求項１に記載のシステム。
4. 前記仮想クラスターは、前記重畳セルおよび前記境界セルが密集した地域を含んで形成される、請求項３に記載のシステム。
5. 前記クラスターグループは、１つの仮想クラスターと、４つの一般クラスターとを含む、請求項１に記載のシステム。
6. 前記クラスターグループ内のクラスターは、重畳位置登録方法に従って構成される、請求項１に記載のシステム。
7. 前記クラスターグループ内のクラスターは、グループ位置登録方法に従って構成される、請求項１に記載のシステム。
8. 複数のクラスターをクラスターグループに括り、前記グループの位置登録多発地域を仮想クラスターと定義することであって、前記位置登録多発地域は、重畳セルおよび境界セルが密集した地域である、ことと、
   前記クラスターグループの各クラスターに、ＩＮＳサブシステムを含むサブＭＳＣを割り当て、前記仮想クラスターに、ＭＳＣを割り当てることにより、前記クラスターグループの位置登録を管理することと
   を包含する、移動通信網の位置登録方法。
9. 前記位置登録を管理することは、
   前記仮想クラスターに前記ＭＳＣを割り当て、前記クラスターグループの各クラスターに複数のサブＭＳＣのうちの１つを割り当てることと、
   前記ＭＳＣと前記複数のサブＭＳＣとを管理することにより、前記クラスターグループの各クラスターにおいて生成される位置登録を処理することと、
   前記複数のサブＭＳＣの位置登録情報を前記ＭＳＣに伝送し、次いで、前記ＭＳＣを管理することによって前記クラスターグループの全ての位置登録情報を管理することと
   を包含する、請求項８に記載の方法。
10. 前記クラスターグループは、１つの仮想クラスターと、４つの一般クラスターとを含む、請求項８に記載の方法。

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