JPH09511632A - 移動通信システムのパケット交換データサービスのための位置更新方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、パケットデータ送信に関連して位置の管理を行う方法及び構成体に係る。移動通信システムは、通常の位置管理及び位置エリア構成に加えて、パケットサービスを用いて移動ステーションのための専用位置管理及び位置更新を行う。パケットサービスのこの位置管理は、１セル又は数個のセルより成るグループの精度で行われる。移動ステーションは、データサービスの使用を希望するときに、仮想接続の確立を開始し、そして専用のデータサービスデータベースに登録される。同時に、移動ステーションが現在位置しているセル又はセルグループを指示するデータがデータサービスデータベースに記憶される。移動ステーションが、あるセル又はセルグループから別のものへ移動するときに、新たな位置データがデータサービスのデータベースにおいて更新される。データサービスに関連した全てのページングメッセージ及びデータパケットは、データサービスの位置データにより決定されたセル又はセルグループを経て送信され、その結果、セルラーネットワークの通常の位置エリア構成が使用される場合に比して信号の量が少なくなる。パケットサービスの使用が終了しそして仮想接続が解除されたときには、データサービスのデータベースにおける移動ステーションの登録が除去され、そして移動通信ネットワークの通常の位置管理のみが移動ステーションにおいて行われる。

Description

【発明の詳細な説明】 移動通信システムのパケット交換データサービス のための位置更新方法発明の分野 本発明は、移動通信システムにおいてデータネットワークへのインターフェイ スを確立するように移動ステーションとデータサービスセンターとの間でパケッ トデータ送信を行うための位置管理方法であって、セルラーネットワークに使用 される位置エリア構成に基づいてセルラーネットワークの加入者データベースに おいて移動ステーションの位置データを維持及び更新することより成る方法に係 る。先行技術の説明 一般に移動通信システムと称するセルラー無線システムにおいては、システム によりカバーされる地域が小さな無線エリア即ち無線セルに分割され、システム の周波数帯域が更に効率的に利用される。移動無線ステーション即ち移動ステー ションは、システムのエリア内においてあるセルから別のセルへと自由に移動す る。移動着信通話及び信号をセルラー無線ネットワーク内の正しい位置へルート 指定できるようにするために、セルラー無線ネットワークは、移動ステーション の位置データをセルラー無線ネットワークの加入者データベースに維持する。 典型的に、セルラー無線ネットワークは、１つ以上のセル即ちセルのグループ より成るいわゆる位置エリアの精度で移動ステーションの位置を知る。加入者デ ータベースにおける移動ステーションの位置データは、移動ステーションがある 位置エリアから別の位置エリアへ移動した場合だけ更新される。位置エリアに基 づくこの形式の位置更新は、各セルにおいて実行される位置の更新とＰＬＭＮベ ース（公衆地上移動ネットワーク）の位置の更新との間の妥協である。ＰＬＭＮ ベースの位置の更新の欠点は、移動着信通話の場合に、ページングメッセージが ＰＬＭＮ内の全てのセルに送信されることである。更に、受信の確率を高めるた めに、全てのページングメッセージが、例えば３回繰り返される。この処理方法 は、周波数帯域を消費する。各々のセル横断に関連して位置の更新が行われる場 合には、位置更新メッセージの数が著しく増加する。これは、無線経路の容量を 消費し、移動サービス交換センター及びベースステーションコントローラにおけ るデータ処理の必要性も増加する。 位置エリアに基づく位置の更新及び位置の管理は、従来のネットワークにおい て満足な状態で機能する。 本発明の出願時に未公開である本発明と同じ出願人のフィンランド特許出願第 ９３３,８９４号及び第９４０,３１４号は、移動ステーションと特殊なデータサ ービスセンターとの間の新たなパケットデータ転送モードを開示している。パケ ットサービスセンターは、セルラー無線ネットワークと個別のデータネットワー クとの間のインターワーキング機能を発生する。データパケットは、いわゆる仮 想接続を使用することにより、データ送信可能な移動ステーションとパケットサ ービスユニットとの間で送信される。この場合に、１）セルラーネットワークを 通しての回路切り換え接続は、単一のパケットを送信するに必要な時間周期中の み確立されるか、又は２）パケットは、セルラーネットワークのネットワークエ レメントをノードとして用いることにより、回路切り換え接続を伴わずに、デー タパケットのアドレスに基づき、完全にノード対ノードの構成によりセルラー無 線ネットワークを通して転送される。 フィンランド特許出願第９３３，８９４号に開示された第１のケースにおいて は、データサービスセンターが、共通のダウンリンクページングチャンネルを経 て移動ステーションに到来データパケット送信を通知し、その結果、移動ステー ションは、仮想接続に関連した通話設定データを用いることにより、ネットワー クにおいて回路切り換え接続の確立を開始する。パケット送信が完了すると、回 路切り換え接続は直ちに解除され、仮想接続、即ち接続の切り換えデータのみが 保持される。到来データ送信の通知は、ページングメッセージを使用することに より共通のページングチャンネルを経てセルにおいて行われる。従って、セルに おけるパケット送信に関連したページングメッセージの数は、パケットサービス を利用する加入者の数及びパケット送信の量と共に根本的に増加する。セルラー ネットワークの位置管理が位置エリアに基づく場合には、位置エリアの各セルに ページングメッセージを送信することにより移動ステーションに到来データ送信 が通知される。その結果、周波数帯域の消費が相当に増加する。しかしながら、 位置情報がセルラーネットワークにおいて１セルの精度で維持される場合には、 多数のページングメッセージの送信が回避されるが、一方、全セルラーネットワ ークにおける位置更新の量が増加する。 フィンランド特許出願第９４０，３１４号に開示されたデータグラムベースの 無接続パケット送信においては、データ送信中に移動ステーションとパケットサ ービスセンターとの間に回路切り換え路が存在しない。無線経路において、デー タパケットは、アロハ型又は他の急速通話設定信号から導出される専用の媒体ア クセス制御を使用することにより主として送信される。従って、この別の方法に おいても、到来パケット送信の場合にページング又はパケットメッセージをペー ジングチャンネルを経て移動ステーションへ送信することが必要となり、これに より、ページングメッセージの数の最適化と位置更新の量の最適化との間に同様 の矛盾が生じる。発明の要旨 本発明の目的は、セルラーネットワークのデータパケット送信に関連した位置 管理を、ネットワークの通常の動作及びパケットデータ送信の両方について効果 的となるように構成することである。 これは、本発明によれば、仮想接続の始めに移動ステーションをデータサービ スのユーザデータベースに対し加入者として登録し；上記データサービスデータ ベースにおいて上記移動ステーションの位置データを１セル又はセルのグループ の精度で維持及び更新し；そして上記データサービスのユーザデータベースに含 まれた位置データにより指示されたセル又はセルのグループのみを経て移動ステ ーションへデータパケット及びメッセージを送信するという段階を備えたことを 特徴とする位置管理方法によって達成される。 又、本発明は、移動通信システムのパケットデータ送信に関連した位置管理の ための構成体であって、移動ステーションと、移動サービス交換センターと、移 動ステーションの位置データが維持及び更新される少なくとも１つの加入者デー タベースと、移動通信ネットワークからデータネットワークへのデータ接続を確 立するデータサービスセンターと、移動ステーションとデータサービスセンター との間で移動通信ネットワークを経て仮想パケットデータ接続を確立する手段と を備えた構成体にも係る。 この構成体は、仮想パケットデータ接続の始めに移動ステーションが登録され そして仮想パケットデータ接続の間に１セル又はセルのグループの精度で移動ス テーションの位置データが維持されるようなデータサービス加入者データベース を備えたことを特徴とする。 本発明の基本的な考え方は、移動通信システムの通常の位置管理及び位置エリ ア構成に加えて、パケットデータ送信のための個別の位置管理及び位置更新を与 えることである。ネットワークの通常の位置管理及び位置エリア構成は、ネット ワークの通常の使用に対し、位置更新及びページング信号の量に関して最適化さ れる。更に、本発明によれば、パケットデータサービスを使用する移動ステーシ ョンに対して他の位置データが維持される。パケットデータサービスのこの位置 管理は、１セル又は数個のセルより成るグループの精度で行われる。移動ステー ションは、データサービスを使用したいときに、仮想接続の確立を開始し、そし て専用のデータサービスデータベースに登録される。同時に、移動ステーション が現在位置しているセル又はセルグループの識別がデータサービスデータベース に記憶される。移動ステーションが、あるセル又はセルグループから別のものへ 移動するときに、データサービスデータベースにおいて新たな位置データが更新 される。データサービスに関連した全てのページングメッセージ及びデータパケ ットは、データサービスの位置データにより決定されたセル又はセルグループを 経て送信され、これにより、信号の量は、セルラーネットワークの通常の位置エ リア構成が使用される場合に比して少なくなる。パケットサービスの使用が終了 しそして仮想接続が解除されると、データサービスデータベースにおける移動ス テーションの登録が除去され、そして移動通信ネットワークの通常の位置管理の みが移動ステーションにおいて実行される。従って、単一の移動ステーションの 位置更新頻度がデータサービスの使用中に一般的に増加するとしても、位置更新 の量のこの増加は一時的なものに過ぎないと同時に、僅かな数の移動ステーショ ンのみに向けられ、従って、それにより生じる信号の増加は、全セルラーネット ワークに関して比較的僅かである。 位置更新によって生じる余分な信号は、移動ステーションからデータサービス センターに到達するデータパケットに、移動ステーションがそれらを送信したと ころのセル又はセルグループの識別子を与えることにより、減少することができ る。データサービスセンターは、受信したデータパケットに含まれたセル又はセ ルグループの識別子をデータサービスデータベースに記憶された以前の識別子と 比較し、そして識別子が変更されたことが分かった場合に、データベースにおけ る移動ステーションの位置データを新たな識別子で更新する。この手順は、パケ ットデータ送信中の位置の更新に関連した信号を相当に減少し又は完全に回避す ることもできるようにする。移動ステーション自体或いは移動通信ネットワーク は、データパケットがデータサービスセンターへ送信される前にデータパケット に必要な識別子を挿入することができる。 本発明の他の好ましい実施形態は、従属請求項に規定する。図面の簡単な説明 以下、添付図面を参照し、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。 図１は、本発明の移動通信ネットワーク、及びこれとデータネットワークとの 接続を示す図である。 図２は、移動通信ネットワークの通常の位置更新手順を示す図である。 図３は、本発明によるデータサービス位置更新を示す図である。 図４は、ベースステーションコントローラとパケット処理センターとの間に使 用されるパケットフォーマットを示す図である。 図５は、ベースステーションとベースステーションコントローラとの間に使用 されるパケットフォーマットを示す図である。好ましい実施形態の詳細な説明 本発明は、フィンランド特許出願第９３３,８９４号又は第９４０,３１４号に 基づくパケット送信或いは同様の形式のパケット送信が適用される全てのデジタ ル移動通信システムに使用することができる。本発明は、環ヨーロッパデジタル 移動通信システムＧＳＭ及びそれに対応するデジタルシステム、例えば、ＤＣＳ １８００及びＰＣＮに特に効果的に使用することができる。以下、本発明の好ま しい実施形態は、ＧＳＭシステムにおいて実施するものとして説明するが、本発 明は、これに限定されるものではない。 ＧＳＭシステムの詳細な構造及び動作については、ＥＴＳＩのＧＳＭ推奨勧告 及び文献「移動通信用のＧＳＭシステム(The GSM system for Mobile Communica tions)」、Ｍ．モーリー及びＭ．ポーテット、パライゼウ、フランス、ＩＳＢＮ ：２−９５０７１９０−０−７を参照されたい。 図１は、ＧＳＭセルラー無線システムの一部分を示す図である。セルラー無線 システムにおいて、システムによりカバーされるエリアは、無線セルに分割され る。ベースステーションシステムＢＳＳは、デジタル送信リンク９により移動サ ービス交換センターＭＳＣに接続される（明瞭化のために、これらシステムの２ つだけが図示されている）。各ベースステーションシステムＢＳＳは、ベースス テーションコントローラＢＳＣを備え、これには１つ以上のベースステーション ＢＴＳがデジタル送信リンク８によって更に接続される。典型的に、１つのベー スステーションＢＴＳの無線有効到達エリアが１つの無線セルを形成する。各ベ ースステーションＢＴＳ１−ＢＴＳ４には、多数の無線キャリアが指定される。 ＧＳＭシステムの信号は、ＴＤＭＡ（時分割多重アクセス）フレームより成り、 各フレームは好ましくは８個のタイムスロットを含み、これにより、論理チャン ネルが転送される。論理チャンネルは、セル内に位置する移動無線ステーション ＭＳで設定される通話（スピーチ及びデータ）のためのトラフィックチャンネル と、セル内に位置する移動無線ステーションＭＳ（移動ステーション）で行われ る信号伝送のための制御チャンネルとを備えている。 図１に示された本発明の好ましい実施形態において、データサービスセンター ＡＧＥＮＴ１９も、移動サービス交換センターＭＳＣ１０に接続され、データサ ービスセンターは、プロセッサ又はコンピュータである。データサービスセンタ ーは、通常、エージェント(Agent)と称される。データサービスセンターは、パ ケットデータに対して意図された新たなインターワーキング機能（ＩＷＦ）であ るが、ＩＷＦに加えて他のデータ機能を含むこともできる。ネットワークにおけ るデータサービスセンターの位置は、本発明に関しては重要でない。データサー ビスセンターは、移動サービス交換センターＭＳＣに接続され、ベースステーシ ョンコントローラＢＳＣに接続され（ＡＧＥＮＴ１９’のように）又はベースス テーションＢＴＳに接続される（破線２１によりＡＧＥＮＴ１９’のように）。 データサービスセンターＡＧＥＮＴの動作は、全ての態様において全く同様であ る。指定のエリア内の全ての移動ステーションからのパケットは、データサービ スセンターの位置に関わりなく、データサービスセンターへルート指定される。 ルート指定は、信号システム７、ＡＴＭ、インターネット、Ｘ．２５、等々をベ ースとする。通常の場合に、データサービスセンターＡＧＥＮＴは、次に低いハ イアラーキレベルにある全てのトラフィックを取り扱う。移動サービス交換セン ターＭＳＣに接続されたデータサービスセンターの場合に、データサービスセン ターは、この移動サービス交換センターに接続された多数のベースステーション コントローラＢＳＣのエリア内の移動ステーションを制御する。ベースステーシ ョンコントローラＢＳＣに接続されたデータサービスセンターは、１つのベース ステーションコントローラＢＳＣのエリア内及びこのベースステーションコント ローラに接続された多数のベースステーションＢＴＳのエリア内の移動ステーシ ョンを制御する。ベースステーションＢＴＳに接続されたデータサービスセンタ ーは、１つのベースステーションＢＴＳのパケットトラフィックを取り扱う。し かしながら、ベースステーションコントローラＢＳＣ又はベースステーションＢ ＴＳに接続されたデータサービスセンターＡＧＥＮＴは、他のベースステーショ ンコントローラに接続された移動ステーションのパケットトラフィックも取り扱 うことが考えられる。この場合に、ベースステーションコントローラＢＳＣ又は ベースステーションＢＴＳ間に集中型プロトコルが使用される。 データサービスセンターＡＧＥＮＴの目的は、移動サービス交換センターＭＳ Ｃ又はベースステーションコントローラＢＳＣの容量に過負荷を与えることなく 高度なサービスを提供することである。データサービスセンターへの及びそこか らのパケットの送信は、透過的に行われる。移動サービス交換センターＭＳＣ及 びベースステーションコントローラＢＳＣは、パケットデータをそれ以上処理せ ずにルート指定する。パケットは、データサービスセンターのみにおいてオープ ンされそして処理される。 データサービスセンターＡＧＥＮＴ１９のサービスエリアに位置する移動ステ ーションＭＳから到着する全てのデータパケットは、そこに送信される。更に、 以下に詳細に述べるように、データサービスを使用して移動ステーションＭＳの 位置の管理を行うためにデータサービスセンター１９にはデータベースＤＢ２２ が接続される。個別のデータベースＤＢ２２に代わるものは、移動通信システム の通常のレジスタ、例えば、ＧＳＭネットワークのＶＬＲ及びＨＬＲと組み合わ される対応データベースである。従って、ＡＧＥＮＴ１９には、このようなレジ スタへのリンクが設けられる。図１に示す本発明の好ましい実施形態では、デー タサービスセンターＡＧＥＮＴ１９は、従来のルータ１８によりＷＡＮ（ワイド エリアネットワーク）のような外部データネットワークに接続される。従って、 サービスセンターＡＧＥＮＴ１９又はＡＧＥＮＴ１９’は、移動サービス交換セ ンターＭＳＣ１０或いは対応的にベースステーションコントローラＢＳＣ又はベ ースステーションＢＴＳと、ＷＡＮのような外部ネットワークとの間のインター フェイスを与える。 フィンランド特許出願第９３３，８９４号に基づく仮想接続は、データサービ スを使用する移動ステーションＭＳとデータサービスセンターとの間で移動通信 ネットワークを経て確立され、従って、移動ステーションＭＳとサービスセンタ ーＡＧＥＮＴ１９との間の回路切り換え接続は、データパケットの送信に必要な 時間周期中のみに確立される。この手順を用いると、パケットデータ送信に関す る移動通信ネットワークの動作及び構造は、参考としてここに取り上げるフィン ランド特許出願第９３３，８９４号に基づくものとなる。 本発明の第２の実施形態において、移動通信ネットワークを経てサービスセン ターＡＧＥＮＴ１９とベースステーションＢＴＳとの間で行われるパケットデー タ送信は、参考としてここに取り上げるフィンランド特許出願第９４０，３１４ 号に開示されたように、データパケットに含まれたアドレスによりノード対ノー ド構成に基づき、回路切り換え接続なしに実行される。アロハ型又は他の急速通 話設定信号から導出される新たな形式の媒体アクセス制御を用いることにより、 無線経路においてデータパケットは専用無線チャンネルに送信される。パケット データ送信に適したこの形式の媒体アクセス制御の例は、参考としてここに取り 上げるフィンランド特許出願第９２３，６６７号、第９２３，６６８号及び第９ ２３，６６９号に開示されている。 しかしながら、本発明の位置管理は、無線経路において共通のページングチャ ンネルで移動ステーションをページングすることを必要とする仮想接続をパケッ トデータ送信と結び付けねばならないこと以外は、移動通信ネットワークに使用 されるパケットデータ送信手順とは全く独立していることに注意されたい。 以下、本発明は、ＧＳＭネットワークにおけるデータグラムベースの転送方法 を一例として用いて説明する。この方法は、フィンランド特許出願第９４０，３ １４号に基づくものであり、即ちデータ送信中に移動ステーションＭＳとパケッ トサービスセンターＡＧＥＮＴ１９との間に回路切り換え経路は確立されない。 本発明の移動通信ネットワークにおいては、移動ステーションＭＳの位置に関す るデータが、ネットワークにおいて決定された位置エリア構成に基づいて加入者 データベースに維持され、入呼びを通常のネットワーク手順により移動ステーシ ョンへルート指定するか又は他の何らかの理由で移動ステーションをページング することができる。又、移動通信ネットワークのこの通常の位置管理及び位置更 新は、本発明による専用位置管理が与えられたデータサービスを現在使用してい る移動ステーションＭＳにも関連する。典型的に、セルラーネットワークは、多 数のセルより成る大きなエリアの精度で移動ステーションＭＳの位置を知り、こ のエリアを一般に位置エリアと称する。 セルＣ１−Ｃ６及びＣ７−Ｃ１３を各々もつ２つの位置エリアＬＡ１及びＬＡ ２を示した図２には、セルラーネットワークの通常の位置更新が示されている。 セルラーネットワークのベースステーションは、それ自身及びその隣接ステーシ ョンに関する情報、例えば、位置エリア識別子ＬＡＩ、ベースステーション識別 子ＢＳＩ、ベースステーション形式識別子ＢＳＴＩ、等々を常時放送する。セル に登録された移動ステーションＭＳは、ベースステーションＢＴＳがどの位置エ リアに属するかを、ベースステーションＢＴＳにより放送された位置エリア識別 子に基づいて知る。ＭＳが、ベースステーションＢＴＳが切り換えられるときに 位置エリア識別子ＬＡＩが変化することを観察し、即ち位置エリアＬＡが変化す ることを観察する場合には、ＭＳは、セルラー無線ネットワークに位置更新要求 を送信することにより位置の更新を開始する。図２において、位置エリアの変化 及び位置の更新は、ポイントＩ、ＩＩ及びＩＩＩにおけるルートＡ−Ｂで行われ る。位置エリアが変化しない場合には、ＭＳは位置の更新を行わない。これは、 例えば、位置エリアＬＡ１内でセルＣ２からセルＣ３へ移行する場合である。 位置の更新は、ＭＳの加入者情報をセルラー無線ネットワークの加入者データ ベースにおいて更新させる。例えば、図１に示す移動通信システムにおいては、 移動ステーションＭＳの位置エリア情報が、各移動サービス交換センターＭＳＣ ごとに通常１つづつあるビジター位置レジスタＶＬＲに記憶される。更に、移動 通信ネットワークは、１つの集中型加入者レジスタ、即ちホーム位置レジスタＨ ＬＲも備え、これは、ＭＳがエリア内に位置しているところのＶＬＲを知ってい る。移動ステーションＭＳを何らかの理由でページングすべきときには、それに 対応する位置エリア情報がビジター位置レジスタＶＬＲから検索され、そして関 連位置エリアの各セルにおいて移動ステーションＭＳがページングされる。 本発明によれば、パケットデータサービスを利用する移動ステーションＭＳに 対する他の位置情報が、例えば、データサービスセンター１９に関連して配置さ れたデータサービスデータベース２２に維持されるか、又は通常の加入者データ ベースの一部分として維持される。システムが多数のデータサービスを含む場合 には、必要に応じて、各サービスごとに専用の位置エリア情報を維持することが できる。しかしながら、図２に関連して説明する移動通信ネットワークにおける 通常の位置更新は、データサービスを利用する移動ステーションＭＳにおいて同 時に実行される。本発明の好ましい実施形態では、データサービスの位置の管理 は、各横断に関連して行われる位置更新に基づく。これが図３に示されている。 或いは又、データサービスの位置の管理は、多数のセルを含む「位置エリア」を 使用してもよい。 図３を参照すれば、データサービスを利用する移動ステーションが、図２に示 す位置Ａから位置Ｂへのルートを進むときに、図２の通常の位置更新の実行に加 えて、各セル横断の間にデータサービスセンターのデータベース２２に向かって 図３に示す位置更新Ｉ−ＶＩＩを実行する。パケットデータ送信に関連したデー タパケット又はページングメッセージが、ダウンリンク方向（移動ステーション ＭＳ−着信送信）に移動ステーションＭＳへ送信されるときには、それらは、全 位置エリアＬＡ１又はＬＡ２ではなく、データベース２２に含まれた位置データ により指示されたセルにおいてのみ送信される。移動ステーションＭＳがパケッ トデータサービスを利用しない場合には、図２に基づく通常の位置更新のみが、 ルートＡ−Ｂを経て実行される。 以下、本発明の位置更新を最初から終わりまで詳細に説明する。移動通信ネッ トワークにおいてデータグラムベースの方法を使用することを望む移動ステーシ ョンＭＳは、その特定の瞬間に移動ステーションが位置しているエリアにサービ スするデータサービスセンターＡＧＥＮＴ１９に登録される。このサービスセン ター１９は、該サービスセンターのサービスエリア内に位置する１つの顧客とし て移動ステーションＭＳをそのデータベース２２に登録する。登録の瞬間に、デ ータサービスセンターＡＧＥＮＴ１９は、移動ステーションに移動ステーション 識別子を指定する。この識別子は、そのサービスセンターの全サービスエリア内 で独特である。この移動ステーション識別子は、移動ステーションから発信され たりそこに着信したりする各々のパケットにおいてその送信側及び対応的にその 受信側移動ステーションを識別するのに使用される。移動着信方向においては、 この識別子は、共通の発呼チャンネルにおいて、パケットの行先を識別するのに 使用することができる。又、登録段階においては、その後に送信されるパケット に使用される暗号化キーの交換も行われる。このように確立される仮想接続にお いて、移動ステーションＭＳは、データグラムベースの転送方法を使用すること ができる。 位置更新情報は、移動ステーションＭＳが２つのセル間の境界を横断するたび にサービスセンターＡＧＥＮＴ１９へ送信される。本発明の好ましい実施形態に おいては、データサービスのデータベース２２における位置情報は、１つのセル の精度、即ち考えられる最小地域の精度に基づく。これは、セルへ不必要に送ら れるパケットの数を減少する１つの方法である。移動ステーションＭＳは、位置 更新制御パケットを送信することによりサービスセンターＡＧＥＮＴ１９の方向 に登録される。このパケットにおいて、移動ステーションＭＳは、その識別子を 送信し、制御フィールドは、サービスセンター１９に到来制御パケットを指示す る。ベースステーションコントローラＢＳＣのような中継移動通信ネットワーク 要素は、パケットを受け取るところのセルの識別子を位置更新制御パケットに追 加し、そしてパケットを更にサービスセンターＡＧＥＮＴ１９へ送信する。 ＡＧＥＮＴ１９は、このセル識別子を位置更新の目的で使用し、このセル識別子 をデータベース２２における移動ステーションＭＳの現在位置データと比較し、 そして受け取った識別子と記憶された識別子が互いに異なる場合にデータベース ２２における移動ステーションＭＳの位置データを更新する。移動ステーション ＭＳは、セルの放送キャリアを監視することによりセルの横断の必要性を確認す る。ＧＳＭのような今日のセルラーシステムにおいては、移動ステーションへ制 御情報を送信するための共通のチャンネルが存在する。このチャンネルを監視す ることにより、移動ステーションＭＳは、セル横断の必要性を判断できる。 今日のセルラーシステムにおいては、ハンドオーバー機能がネットワークのイ ンフラストラクチャーによって主として実行される。移動ステーションがチャン ネルの質を測定しそして測定レポートをネットワークのインフラストラクチャー に送信できるようにすることにより、僅かな程度の分散化が達成されている。 パケットデータサービスを利用する移動ステーションＭＳは、移動通信ネット ワークの制御チャンネルを監視し、そして位置の更新について独立した判断を行 う。データサービスの位置更新に特に意図されたアルゴリズムが判断実行に使用 される。このアルゴリズムは、例えば、移動ステーションによって受け取られた 信号のレベル、信号の質（例えば、ビットエラー率）、他の対応する基準、又は その種々の組み合わせに基づく。２つのセルの間の境界領域における前後の位置 更新を防止するために、判断実行に使用される基準は、位置更新中にセルの境界 領域にヒステリシスが存在し、即ちあるセルから別のセルへの位置更新の基準が 一方の方向と逆の方向で異なるように決定される。或いは、位置の更新は、移動 ステーションＭＳが移動通信ネットワークの通常の手順に基づいて移動通信ネッ トワークにおいてセルの横断即ちハンドオーバーを行うたびに実行することがで きる。 移動ステーションが、セルの境界を横断するときに送信されるべきデータを有 する場合には、移動ステーションは、新たなセルとの接続が確立された後に通常 の情報パケットを送信する。移動ステーションＭＳとパケットサービスセンター ＡＧＥＮＴ１９との間の送信されるデータパケットは、図５に示すように、移動 ステーション識別子ＭＳ ＩＤと、考えられる制御情報フィールドＣＯＮＴＲＯ Ｌと、データフィールドＤＡＴＡとで構成される。データサービスセンターＡＧ ＥＮＴ１９のようなデータサービスセンターが移動サービス交換センターＭＳＣ に接続される場合、ベースステーションシステム、通常は、ベースステーション コントローラＢＳＣは、移動ステーションＭＳから受け取った図５に示すデータ パケットに、そのデータパケットを受け取ったところのセルの識別子を追加し、 そしてそれにより生じる図４に示すデータパケットをデータサービスセンターＡ ＧＥＮＴ１９へ送る。対応的に、ＡＧＥＮＴ１９’のようなデータサービスセン ターがベースステーションコントローラに接続される場合には、ベースステーシ ョンコントローラは、データサービスセンターへ送信されるべきデータパケット に、そのパケットを受け取ったところのセルの識別子ＣＥＬＬ ＩＤを与える。 ＡＧＥＮＴ１９’のようなパケットサービスセンターが破線２１によりベースス テーションＢＴＳに直結される場合には、状態が若干異なる。この場合には、移 動ステーションＭＳがデータパケットにセル識別子ＣＥＬＬ ＩＤを与え、そし てデータパケットを図４に従って送信する。移動ステーションには、それがどの ベースステーションに登録されるかが、共通のダウンリンク制御チャンネルに送 られるシステム情報により通知される。 データサービスセンターＡＧＥＮＴ１９は、図４に従ってデータパケットを受 け取ると、そのデータパケットに含まれたセル情報ＣＥＬＬ ＩＤを、データサ ービスデータベース２２に記憶された移動ステーションＭＳの位置データと比較 する。この位置データも、セルの識別子ＣＥＬＬ ＩＤである。受け取ったセル 識別子が異なる場合には、データサービスセンターは、データベース２２におけ る移動ステーションＭＳの位置データをこの新たなセル識別子で更新する。デー タパケットのセル識別子に基づくこの更新方法では、個別の更新制御メッセージ の送信を回避し、ひいては、無線インターフェイスの周波数帯域と、データサー ビスセンターＡＧＥＮＴ１９に必要とされるデータ処理容量とを節約することが できる。 本発明は、更に別の特徴として、データサービスセンターＡＧＥＮＴ１９によ り送信される位置更新確認を備えている。移動ステーションＭＳは、この確認を 受け取らないと、位置の更新を繰り返す。この確認手順により、移動ステーショ ンＭＳにより行われた位置の更新が、例えば、送信エラーによりデータサービス センター１９で無視されるおそれを防止することができる。送信エラーの場合に は、移動ステーションに意図されたその後のパケットが手前の位置データに基づ いて間違ったセルに送られてしまう。更に、位置更新及びセル横断中のデータパ ケットの消失は、移動ステーションＭＳが横断の開始にサービスセンター１９に メッセージを送信し、このメッセージが、移動ステーションがデータパケットを 受け取る準備ができていないことを示すようにして、防止することができる。セ ルの横断が行われると、移動ステーションＭＳは、パケット送信を継続できるこ とを別のメッセージによりサービスセンター１９に指示する。もちろん、この手 順は、同じサービスセンター１９のエリア内でセルの横断が実行される場合にの み使用される。セルの横断の後に、移動ステーションＭＳは、それが最後に受け 取ったのはどのデータパケットかも指示することができ、これにより、サービス センター１９は、正しいデータパケットで送信を続けることができる。しかしな がら、もし必要であれば、位置更新がデータパケットと共に送信される上記場合 において確認手順を省略することもできる。この場合には、パケット送信に関連 した上位レベルプロトコルが、何らかの理由でデータパケットが失われた場合に データパケットの再送信を取り扱う。従って、データサービスセンターＡＧＥＮ Ｔ１９が、あるデータパケット又はデータパケットグループの確認を受け取らな い場合に、その１つの理由は、移動ステーションの間違った位置情報となる。デ ータベース２２の位置データにより指示されたセルへの送信の試みが所定の回数 だけ不首尾に終わった後に、データサービスセンター１９は、全位置エリアのよ うな大きなエリア内にデータパケットを送信し、そして再び確認を待機する。移 動ステーションＭＳにより送信された確認メッセージにおいて、移動ステーショ ン識別子ＭＳ ＩＤ及びセル識別子ＣＥＬＬ ＩＤは、移動ステーションの現在 位置をデータサービスセンターへ指示する。データサービスセンターＡＧＥＮＴ １９は、データベース２２に対しこの新たな位置を更新し、そして移動ステーシ ョンに意図されたパケットを、この位置データで指示されたセルへのみ送信し続 ける。 仮想接続は、送信されるべきデータがそれ以上ない場合に移動ステーションに より終了することができる。従って、移動ステーションは、仮想チャンネル終了 パケットをデータサービスセンター１９へ送信し、その結果、データサービスの データベース２２におけるこの移動ステーションに関連した全ての情報が除去さ れる。 移動ステーションＭＳが別のデータサービスセンターＡＧＥＮＴ１９のエリア へ移動する場合に、現在のデータサービスセンターとの仮想接続が終了され、新 たなデータサービスセンターとの新たな仮想接続が直ちに確立される。 移動ステーションの消費電力を最適化するために、移動通信ネットワークの通 常のページングをパケットデータページングと組み合わせることができる。パケ ットデータページングは、移動ステーションへアドレスされるデータパケットを 供給する迅速な方法である。移動ステーションは、パケットトラフィックを要求 しない場合に、電力節約モードに入ることができる。この状態では、ページング チャンネルを通常の動作状態よりも低い頻度で聞き取る。論理チャンネル構造で あるために、ページングタイムスロットを低い頻度で送信することができ、従っ て、移動ステーションが通常の状態のように頻繁にページングメッセージを監視 する必要はない。一方、パケットデータページングを移動通信ネットワークの通 話ページングと組み合わせることもできる。従って、移動ステーションは、通常 のページングチャンネルのみを聞き、それにアドレスされたデータパケット及び 通話を受け取る。 データサービス位置更新に使用されるセルのグループのサイズは、異なるパケ ットデータサービスに対し異なってもよい。例えば、単位時間内の送信及び受信 の回数が多いサービスでは、１つのセル又は数個のセルのエリア内で更新が行わ れてもよい。単位時間内の送信及び受信の回数が少ないサービスでは、大きなセ ルグループを位置更新に使用することができる。又、位置更新に使用されるエリ アのサイズは、移動ステーションに基づいて変更してもよい。例えば、移動ステ ーション１は、移動ステーション２とは異なる更新エリア構造を有してもよい。 添付図面及びそれを参照した以上の説明は、本発明を単に開示するものに過ぎ ない。本発明の位置管理方法は、請求の範囲内で種々変更が可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘメレイネン ヤーリ フィンランド エフイーエン−33720 タ ンペレ マッティ タピオンカテュ １エ フ17 (72)発明者 ラヤラ ユッシー フィンランド エフイーエン−02340 エ スプー ヒュータコウック 31セー 【要約の続き】 る。パケットサービスの使用が終了しそして仮想接続が 解除されたときには、データサービスのデータベースに おける移動ステーションの登録が除去され、そして移動 通信ネットワークの通常の位置管理のみが移動ステーシ ョンにおいて行われる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．移動通信システムにおいてデータネットワークへのインターフェイスを確立 するように移動ステーションとデータサービスセンターとの間でパケットデータ 送信を行うための位置管理方法であって、セルラーネットワークに使用される位 置エリア構成に基づいてセルラーネットワークの加入者データベースにおいて移 動ステーションの位置データを維持及び更新することを含む方法において、 仮想接続の始めに移動ステーションをデータサービスのユーザデータベース に対し加入者として登録し； 上記データサービスデータベースにおいて上記移動ステーションの位置デー タを１セル又はセルのグループの精度で維持及び更新し；そして 上記データサービスのユーザデータベースに含まれた位置データにより指示 されたセル又はセルのグループのみを経て移動ステーションへデータパケット及 びメッセージを送信する、 という段階を備えたことを特徴とする位置管理方法。 ２．移動ステーションが２つのセル又はセルのグループ間の境界を横断するたび に移動ステーションからデータサービスセンターへ位置更新メッセージを送信し 、この位置更新メッセージは、新たなセル又はセルのグループの識別子を含むも のであり、そして 上記位置更新メッセージに含まれた識別子で上記データサービスの加入者デ ータベースにおいて移動ステーションの位置データを更新するという段階を備え た請求項１に記載の方法。 ３．移動ステーションが２つのセル又はセルのグループ間の境界を横断するたび に移動ステーションからデータサービスセンターへアドレスされる位置更新メッ セージを送信し、 移動通信システムのベースステーション、ベースステーションコントローラ 又は移動サービス交換センターにおいて、位置更新メッセージに、その位置更新 メッセージを受け取ったところのセル又はセルグループの識別子を追加し、そし て上記識別子が与えられた位置更新メッセージをデータサービスセンタ ーに送信し、上記データサービスのユーザデータベースにおける移動ステーショ ンの位置データを、上記位置更新メッセージに含まれた識別子で更新するという 段階を備えた請求項１に記載の方法。 ４．上記データサービスのユーザデータベースにおける移動ステーションの位置 データが、上記位置更新メッセージに含まれた識別子で更新されたときに、デー タサービスセンターから移動ステーションへ確認を送信しするという段階を備え た請求項２又は３に記載の方法。 ５．新たなセル又はセルのグループへ移動した直後に移動ステーションからデー タサービスセンターへ通常のデータパケットを送信し、 移動通信システムのベースステーション、ベースステーションコントローラ 又は移動サービス交換センターにおいて、データパケットに、そのデータパケッ トを受け取ったところのセル又はセルグループの識別子を追加し、 上記識別子が与えられたデータパケットをデータサービスセンターへ送信し 、 サービスセンターにおいて、受け取ったデータパケットに含まれたセル又は セルグループの識別子がデータサービスのユーザデータベースにおける移動ステ ーションの位置データとは異なることを観察し、そして データサービスのユーザデータベースにおける移動ステーションの位置デー タを、上記受け取ったデータパケットに含まれた新たな識別子で更新するという 段階を備えた請求項１に記載の方法。 ６．セルの横断の後に、移動ステーションは、どのデータパケットをその横断の 前に最後に受け取ったかをサービスセンターに通知し、そしてサービスセンター は、この報告されたデータパケットに続くデータパケットから送信を継続する請 求項の前記いずれかに記載の方法。 ７．セルの横断の始めに、移動ステーションは、移動ステーションがデータパケ ットを受け取る準備ができていないことを指示するメッセージをサービスセンタ ーに送信し、そして セルの横断の後に、移動ステーションは、データパケットの送信を継続でき ることを指示するメッセージをサービスセンターに送信する請求項の前記いずれ かに記載の方法。 ８．移動ステーションは、データパケットを要求しないときに電力節約モードに 入り、そして 移動ステーションは、電力節約モードにおいては、通常の動作状態よりも低 い頻度でページングチャンネルを監視する請求項の前記いずれかに記載の方法。 ９．移動ステーションは、通常通話のページングチャンネルのみを監視し、そし てそれにアドレスされたデータパケット及び通話を受け取る請求項の前記いずれ かに記載の方法。 10．位置更新の精度を決定する上記セルグループのセルの数は、移動ステーショ ンに特有であり、データサービスに特有であり及び／又は移動ステーションに向 けられるデータパケットトラフィックの量に依存する請求項の前記いずれかに記 載の方法。 11．移動通信システムのパケットデータ送信に関連した位置管理のための構成体 であって、移動ステーション(MS)と、移動サービス交換センター(MSC)と、移動 ステーションの位置データが維持及び更新される少なくとも１つの加入者データ ベース(HLR,VLR1)と、移動通信ネットワークからデータネットワーク(WAN)への データ接続を確立するデータサービスセンター(AGENT)と、移動ステーションと データサービスセンターとの間で移動通信ネットワークを経て仮想パケットデー タ接続を確立する手段とを備えた構成体において、 仮想パケットデータ接続の始めに移動ステーション(MS)が登録されそして仮 想パケットデータ接続の間に１セル又はセルグループの精度で移動ステーション の位置データが維持されるようなデータサービス加入者データベース(DB)を備え たことを特徴とする構成体。 12．上記移動通信ネットワークは、移動通信システムのベースステーション(BTS )、ベースステーションコントローラ(BSC)又は移動サービス交換センター(MSC) において、移動ステーションから受け取ったデータパケットに、そのデータパケ ットを受け取ったところのセル又はセルグループの識別子(CELL ID)を追加する と共に、その識別子が与えられたデータパケットをデータサービスセンター(AGE NT)へ送信するための手段を備え、 上記データサービスセンター(AGENT)は、受け取ったデータパケットに含ま れたセル又はセルグループの識別子がデータサービスセンターのデータベースに おける移動ステーションの位置データと異なるのに応答して、データサービスの ユーザデータベース(DB)における移動ステーションの位置データを、上記受け取 ったデータパケットに含まれた新たな識別子で更新するための手段を備えている 請求項１１に記載の構成体。 13．上記データサービスセンター(AGENT)は、上記データサービスのユーザデー タベースにおける移動ステーションの位置データが更新されるときに移動ステー ション(MS)へ確認を送信するための手段を備えている請求項１１又は１２に記載 の構成体。 14．上記データサービスセンター(AGENT)は、移動通信ネットワークのベースス テーション(BTS)、ベースステーションコントローラ(BSC)又は移動サービス交換 センター(MSC)に接続される請求項１１、１２又は１３に記載の構成体。