JP2000224641A - 移動体通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホーム位置登録管理部の負荷軽減及び、ホー
ム位置登録管理部に接続されるネットワーク負荷を軽減
することができ、ネットワークの効率的な利用を可能に
した移動体通信システムを提供する。 【解決手段】 移動体通信システムは、複数の移動端末
２０と、交換機網により接続され、移動端末間あるいは
移動端末と既存の電話網との接続を確立する交換機１
と、加入する全移動端末の位置情報及び認証情報を管理
するホーム位置登録管理部（ＨＬＲ）２と、交換機１に
接続され、交換機制御エリア内の移動端末の認証情報を
格納する一時情報記憶装置３とを備え、また、移動端末
２０は、前回位置登録を行った交換機の識別番号を記憶
することにより認証情報が保持される交換機を識別する
認証情報登録先記憶装置１３を備え、新たな位置登録時
に識別番号を交換機１に送出し、交換機１は識別番号に
より移動端末２０に関連する情報の格納位置を知るよう
に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動体通信システ
ムに係り、特に、多数の移動端末を有し、認証情報に対
するアクセスが集中する可能性がある移動体通信システ
ムにおいて、認証時に使用する認証情報の管理方法及
び、ホーム位置登録管理部に対する位置登録の管理方法
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動通信では、端末が移動するため通信
網の加入者を収容する交換機への固定した収容位置が存
在しない。また、複数の移動端末で無線回線を共有する
ため各種の移動通信共通の機能が要求される。移動通信
網は、周波数の繰り返し利用が可能なセル方式を採用
し、以下のような追跡交換を実現する。

【０００３】移動端末の加入者ファイル（加入者データ
や在圏エリアなどを記録）を特定の移動交換局（ホーム
メモリ局）に設置し、移動端末は自己の在圏エリアをホ
ームメモリ局に登録する位置登録を行う。移動端末の着
信時には、共通線信号網を介して加入者ファイルに遠隔
ファイルアクセスし、該当移動端末の在圏エリアで交換
機が一斉呼び出し（位置登録エリア内の全無線ゾーンで
該当移動端末を呼び出す）を行い、回線を接続する。無
線ゾーン間にまたがる通信の継続を可能とするため、通
話中チャネル切換えを行う。

【０００４】図９は従来の移動体通信システムの論理構
造を示す図である。

【０００５】図９において、最下位層のセル１００は、
移動端末が直接通信を行う無線局の通信範囲を示してい
る。その上の階層の位置登録エリア１０１は、複数のセ
ルによって構成されるが、この単位で移動端末の位置を
登録し、着信時にこの登録エリア全体に一斉呼び出しを
行うための領域である。その上の階層である交換機網１
０２は、位置登録エリア間の通信を確立するための交換
機から構成されている。

【０００６】この交換機網には、ホーム位置登録管理部
（ＨＬＲ）１０３が接続されており、位置登録の際の認
証で使用される認証情報、移動端末の現在位値等を保持
し、管理するものである。

【０００７】移動端末が、ある位置登録エリアから別の
位置登録エリアヘ移動した場合、移動端末は新たな位置
登録を要求する。ネットワークは、移動端末の新しい位
置をＨＬＲ１０３に記憶し、着信に使用できるようにす
る。

【０００８】従来の移動通信方式では、位置登録、発信
・着信、通信中のセルの切替の際に不正使用を防止し、
２重接続を防ぐために、認証を行っている。

【０００９】図１０は従来の移動体通信システムの位置
登録時の認証手順を示す図である。

【００１０】図１０において、１１０は移動端末（Ｍ
Ｓ）、１１１は交換機（ＭＳＣ）、１１２はホーム位置
登録管理部（ＨＬＲ）を示す。

【００１１】まず、移動端末（ＭＳ）が新たに別の位置
登録エリアに移動したとすると、位置登録要求を交換機
（ＭＳＣ）に対して出力する。交換機は、ホーム位置登
録管理部（以下、適宜ＨＬＲという）に対して位置登録
を要求した移動端末に対する認証情報読出要求を行い、
ＨＬＲが認証情報を返す。

【００１２】交換機はこの認証情報と発生した乱数を用
いて、認証演算を行う。また、交換機は、移動端末に対
して発生した乱数を送出し、認証要求を出力する。

【００１３】移動端末は、受け取った乱数と元々保持し
ている認証情報を用いて認証演算を行い、結果を交換機
に送出する。交換機は、自身で行った認証演算の結果と
移動端末から送出された認証演算結果を比較し、一致す
ればＨＬＲに対して位置登録指示を送出し、位置登録を
行い、一致しなければ位置登録を拒否する。

【００１４】上記のようにＨＬＲは、移動端末のすべて
の位置と認証情報を管理する必要がある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の移動体通信システムにあっては、以下のような
問題点があった。

【００１６】ＨＬＲで全加入端末の位置情報を一元管理
しているので、加入する移動端末の増加によって、位置
登録要求が頻発することになり、ＨＬＲの負荷の増大、
ＨＬＲに接続されるネットワーク負荷の増大をもたら
し、システムの稼働効率を低下させるという欠点があっ
た。また、位置登録に要する時間を増大させることにな
り、正常なシステムの運用が困難になるという欠点があ
った。

【００１７】また、移動端末が高速に移動する場合、位
置登録エリアが比較的小さく設定されている移動体通信
システムにおいては、移動端末の位置登録要求が頻発す
ることになり、移動端末の負荷及び、移動端末と基地局
間の通信路あるいは、基地局と交換機間のネットワーク
の負荷が増大するという欠点があった。

【００１８】本発明は、認証情報に対するアクセスが集
中する可能性がある移動体通信システムにおいて、ホー
ム位置登録管理部の負荷軽減及び、ホーム位置登録管理
部に接続されるネットワーク負荷を軽減することがで
き、ネットワークの効率的な利用を可能にした移動体通
信システムを提供することを目的とする。

【００１９】また、本発明は、移動端末が高速移動する
場合の位置登録要求が減少し、ホーム位置登録管理部に
対するアクセスの頻度を減少させるとともに、移動端末
あるいは、無線通信路、基地局と交換機の通信路の負荷
を軽減することができ、ネットワークの効率的な利用を
可能にした移動体通信システムを提供することを目的と
する。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る移動体通信
システムは、複数の移動端末と、交換機網により接続さ
れ、移動端末間あるいは移動端末と既存の電話網との接
続を確立する交換機と、交換機が接続を確立する際に読
み出されたり、移動端末が位置登録を行うときに使用さ
れ、加入する全移動端末の位置情報及び認証情報を管理
するホーム位置登録管理部と、交換機に接続され、交換
機制御エリア内の移動端末の認証情報を格納する認証情
報記憶装置とを備えた移動体通信システムであって、移
動端末の位置登録を要求する交換機に接続された認証情
報記憶装置が、認証情報を格納し、移動端末は、前回位
置登録を行った交換機の識別番号を記憶することにより
認証情報が保持される交換機を識別する記憶手段を備
え、新たな位置登録時に識別番号を交換機に送出し、交
換機は、識別番号により移動端末に関連する情報の格納
位置を知るように構成する。

【００２１】上記移動端末が、新たな位置登録時に識別
番号を交換機に送出することにより、ホーム位置登録管
理部に認証情報を要求することなく、情報記憶装置又は
交換機間の通信によって認証情報を得るようにしてもよ
い。

【００２２】上記交換機は、ホーム位置登録管理部か前
回位置登録を行った交換機のどちらに認証情報を要求す
るかを選択可能にする手段を備えていてもよい。

【００２３】本発明に係る移動体通信システムは、複数
の移動端末と、交換機網により接続され、移動端末間あ
るいは移動端末と既存の電話網との接続を確立する交換
機と、交換機が接続を確立する際に読み出されたり、移
動端末が位置登録を行うときに使用され、加入する全移
動端末の位置情報及び認証情報を管理するホーム位置登
録管理部とを備えた移動体通信システムにおいて、交換
機は、移動端末から位置登録要求があってからホーム位
置登録管理部に対して認証情報要求を行うまでの時間を
設定する手段と、移動端末による位置登録要求からの時
間を計測する手段と、遅延している間、移動端末の情報
を格納する手段と、設定された時間が経過した後に、ホ
ーム位置登録管理部に対して認証情報の要求を行うよう
に制御する手段とを備えて構成する。

【００２４】本発明に係る移動体通信システムは、複数
の移動端末と、交換機網により接続され、移動端末間あ
るいは移動端末と既存の電話網との接続を確立する交換
機と、交換機が接続を確立する際に読み出されたり、移
動端末が位置登録を行うときに使用され、加入する全移
動端末の位置情報及び認証情報を管理するホーム位置登
録管理部とを備えた移動体通信システムにおいて、移動
端末は、位置登録エリアの移動が検出されてから交換機
に対して位置登録要求を行うまでの時間を設定する手段
と、設定時間を計測する手段と、設定した時間が経過し
た後に、位置登録要求を行うように制御する手段とを備
えて構成する。

【００２５】本発明に係る移動体通信システムは、複数
の移動端末と、交換機網により接続され、移動端末間あ
るいは移動端末と既存の電話網との接続を確立する交換
機と、交換機が接続を確立する際に読み出されたり、移
動端末が位置登録を行うときに使用され、加入する全移
動端末の位置情報及び認証情報を管理するホーム位置登
録管理部とを備えた移動体通信システムにおいて、移動
端末は、位置登録要求間隔の最大値を設定する手段と、
前回の位置登録要求送出からの時間を計測する手段と、
位置登録エリアが移動した場合に、設定した時間が経過
した後に、位置登録要求を行うように制御する手段とを
備えて構成する。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。 第１の実施形態 本実施形態は、認証情報に対するアクセスが集中する可
能性がある移動体通信システムにおいて、認証情報への
アクセスを低減するものである。

【００２７】図１は本発明の第１の実施形態に係る移動
体通信システムの構成図である。

【００２８】図１において、１は交換機網により接続さ
れた交換機であり、交換機１は、移動端末間あるいは移
動端末と既存の電話網との接続を確立する。また、ホー
ム位置登録管理部（以下、適宜ＨＬＲという）２は、加
入する全移動端末の位置情報、認証情報を管理するもの
であり、交換機１が接続を確立する際に読み出された
り、移動端末が位置登録を行うことを可能にする。一時
情報記憶装置３（認証情報記憶装置）は、交換機１に接
続され、接続された交換機の交換機制御エリア内の移動
端末の認証情報を格納する。基地局（ＢＳ）４は、移動
端末５と無線通信を行う無線局であり、基地局が交信可
能な領域であるセル内の移動端末と交信を行う。移動端
末５は、通常の移動端末であり、セル間、位置登録エリ
ア間、交換機制御エリア間の移動においても通信が可能
であるものとする。

【００２９】交換機制御エリアは、一つ以上の位置登録
エリアから構成されており、一つの交換機が対象とする
領域を示す。

【００３０】図２は上記移動端末５の構成を示すブロッ
ク図であり、本発明に関連する部分のみを示している。

【００３１】図２おいて、移動端末５は、無線送受信部
１１、制御部１２及び認証情報登録先記憶装置１３（記
憶手段）から構成される。

【００３２】無線送受信部１１は、基地局との無線通信
を行うための送受信を行うものである。

【００３３】制御部１２は、移動端末に関わる制御を行
う部分であり、本発明に関連する機能としては、認証情
報１４、移動機番号１５を送出すること、基地局から受
け取った認証情報の登録先を認証情報登録先記憶装置１
３に書き込むことと、認証情報登録先記憶装置１３から
登録先を読み出し、基地局に送信することである。

【００３４】認証情報登録先記憶装置１３は、前回登録
された自身の端末の認証情報が記憶されている一時認証
情報記憶装置に接続された交換機を識別する識別子を格
納するものである。

【００３５】認証情報１４は、移動端末の登録時に格納
され、保持されるもので、この値と同じものがＨＬＲ２
にも登録される。移動機番号１５も同様に登録時に格納
され保持されるもので、通信及び認証の基準となる番号
である。

【００３６】以下、上述のように構成された移動体通信
システムの動作を説明する。

【００３７】図３及び図４は移動体通信システムの位置
登録時の認証手順を示す図であり、図４は図３の位置登
録時の認証手順の続きを示す。図中、２０〜５１は動作
を説明するための符号である。

【００３８】図３において、２０は移動端末（ＭＳ）、
２１は交換機１（ＭＳＣ１）、２２はホーム位置登録管
理部（ＨＬＲ）を示す。いま、移動端末（ＭＳ）２０
は、交換機（ＭＳＣ１）２１の制御領域にいるものとす
る。

【００３９】移動端末２０の電源が入ると、位置登録要
求（２３）を交換機２１に送出する。この時、移動端末
２０は、自身の移動機番号を同時に送出する。この場
合、移動端末２０は、電源投入後最初の位置登録である
ので、移動端末２０内の認証情報登録先記憶装置１３の
内容は有効でなく、交換機２１には送出されないか無効
であることを知らせる。

【００４０】位置登録要求（２３）を受け取った交換機
２１は、認証情報登録先が無効であるので、ＨＬＲ２２
に認証情報読出要求（２４）を送出する。この場合、移
動端末２０から受け取った移動機番号を同時に送出す
る。

【００４１】ＨＬＲ２２では、認証情報読出要求（２
４）を受けとると、移動機番号に対応する認証情報を認
証情報読出応答（２５）として、交換機２１に送出す
る。このとき送出される認証情報は、通常移動端末登録
時に登録された秘密鍵が使用される。

【００４２】認証情報を受け取った交換機２１では、乱
数を生成（２６）し、生成した乱数を移動端末２０に送
出し、認証要求（２７）を行う。

【００４３】生成された乱数と認証情報を用いて、移動
端末２０と交換機２１の両方で認証演算２８、２９が行
われる。移動端末２０では、認証演算（２８）を行った
結果を認証応答（３０）として、交換機２１に送り返
す。一方、交換機２１では、自身で演算した結果と移動
端末２０から送られた結果を比較（３１）し、不一致で
あれば、位置登録拒否（３２）を移動端末２０に送出
し、一致すれば、位置登録指示（３３）をＨＬＲ２２に
送出する。また、移動端末２０に位置登録が終了したこ
とを示す位置登録応答（３４）を自身の交換機番号とと
もに送出する。

【００４４】移動端末２０は、受け取った交換機番号を
認証情報登録先記憶装置１３（図２）に格納する（３
５）。交換機２１は、認証情報を一時情報記憶装置３
（図１）に格納する（３６）。ＨＬＲ２２は、移動端末
２０の位置情報を格納し、着信等の際、交換機２１から
の要求に応答可能なようにする（３７）。

【００４５】図４はこの後、移動端末２０が位置登録エ
リアを移動（４１）し、前回の位置登録エリアより他の
位置登録エリアに入った場合の位置登録の手順を示して
いる。上記と同様に、移動端末２０は、位置登録要求
（４２）を交換機２（ΜＳＣ２）４０に送出する。

【００４６】交換機２（ΜＳＣ２）４０は、前回位置登
録を行った時に属した位置登録エリアと現在の位置登録
エリアが同じ交換機制御エリアに属していれば、交換機
１（ΜＳＣ１）２１と同じものを指し、異なった交換機
制御エリアに属するものであれば、別の交換機を指すも
のとする。

【００４７】今回の位置登録要求（４２）は、移動端末
内の認証情報登録先記憶装置内の情報が有効であるの
で、登録先交換機番号を同時に送出する。

【００４８】交換機２（ΜＳＣ２）４０では、認証情報
登録先を確認（４３）するとともに、受け取った交換機
番号を自身の交換機番号と比較（４４）し、一致すれ
ば、移動端末が前回位置登録を行ったのが同じ位置登録
エリアであり、移動端末の認証情報が自身の一時情報記
憶装置３（図１）に存在するものと判断する。この後、
一時情報記憶装置３より、認証情報を取り出し、上記と
同様に認証演算を行う。この場合、ＨＬＲ２２に認証情
報を要求する必要がない。

【００４９】移動端末２０から受け取った交換機番号が
自身のものでないとすると、あらかじめ定められた規則
あるいは、ＨＬＲ２２の負荷の状態を調査することによ
り、ＨＬＲ２２に認証情報を要求するか、移動端末２０
から受け取った交換機番号に相当する交換機に要求する
かの判断（４５）を行う。この判断（４５）において、
交換機番号に相当する交換機、図４の場合には交換機１
（ΜＳＣ１）２１に要求する場合が番号（４６）、（４
７）である。

【００５０】この後、移動端末の認証情報は、交換機２
（ΜＳＣ２）４０において保持されるので、交換機１
（ΜＳＣ１）２１に対して認証情報の削除要求（４８）
を行う。交換機１（ΜＳＣ１）２１では、削除要求（４
８）を受けとると該当する移動機番号の認証情報を一時
情報記憶装置より削除する。この場合もＨＬＲ２２に対
して認証情報を要求する必要はない。

【００５１】また、上記判断がＨＬＲ２２に要求するも
のであれば、同様に認証情報が交換機２（ΜＳＣ２）４
０に保持されるので、交換機１（ΜＳＣ１）２１に対し
て認証情報削除要求（４９）を行う。交換機２（ΜＳＣ
２）４０は、削除要求（４９）を受けとると該当する移
動機番号の認証情報を一時情報記憶装置より削除する。

【００５２】次に、番号（５０）、（５１）に示すよう
にＨＬＲ２２に対して認証情報読み出し要求を行う。こ
の後は、図３に戻って上述した認証演算が続く。

【００５３】以上説明したように、第１の実施形態に係
る移動体通信システムは、複数の移動端末２０と、交換
機網により接続され、移動端末間あるいは移動端末と既
存の電話網との接続を確立する交換機１と、加入する全
移動端末の位置情報及び認証情報を管理するホーム位置
登録管理部（ＨＬＲ）２と、交換機１に接続され、交換
機制御エリア内の移動端末の認証情報を格納する一時情
報記憶装置３とを備え、また、移動端末２０は、前回位
置登録を行った交換機の識別番号を記憶することにより
認証情報が保持される交換機を識別する認証情報登録先
記憶装置１３を備え、新たな位置登録時に識別番号を交
換機１に送出し、交換機１は識別番号により移動端末２
０に関連する情報の格納位置を知るように構成したの
で、ＨＬＲ２に認証情報を要求することなしに、交換機
１に接続された一時情報記憶装置３あるいは、交換機間
の通信のみによって認証情報を得ることができ、ＨＬＲ
２の負荷軽減及び、ＨＬＲ２に接続されるネットワーク
負荷を軽減させることができる。また、交換機１は、あ
らかじめ定められた規則あるいは、ネットワークの状況
により、ＨＬＲ２か前回位置登録を行った交換機のどち
らに認証情報を要求するかを選択できるように構成した
ので、最適なネットワークの負荷配分が可能となる。

【００５４】第２の実施形態 本実施形態は、ホーム位置登録管理部（ＨＬＲ）に対す
る位置登録要求を低減するための方法に関連するもので
ある。

【００５５】図５は本発明の第２の実施形態に係る移動
体通信システムの構成図である。

【００５６】図５において、６１は通常の移動端末であ
り、移動端末６１は位置登録エリア間、交換機制御エリ
ア間の移動においても通信が可能なものとする。交換機
６２は移動端末間あるいは移動端末と既存の電話網との
接続を確立する。ホーム位置登録管理部（ＨＬＲ）６７
は、加入する全移動端末の位置情報、認証情報を管理す
るものであり、交換機６２が接続を確立する際に読み出
されたり、移動端末が位置登録を行うことを可能にす
る。

【００５７】交換機６２は、遅延時間レジスタ６３、タ
イマ６４、位置登録制御部６５及び端末機器情報レジス
タ６６から構成される。ここでは、本発明に関連する部
分のみを示している。

【００５８】遅延時間レジスタ６３は、移動端末６１よ
り位置登録要求があった場合、このレジスタの値だけＨ
ＬＲ６７に対する認証情報要求を遅らせるための設定値
を格納するためのレジスタであり、タイマ６４に接続さ
れている。タイマ６４は、移動端末６１より位置登録要
求があった場合、遅延時間レジスタ６３で設定された遅
延時間を計測するためのタイマであり、遅延時間レジス
タ６３及び位置登録制御部６５に接続されている。

【００５９】位置登録制御部６５は、移動端末６１から
位置登録を受けとり、タイマ６４の起動、端末機器番号
の保持、ＨＬＲ６７への認証情報要求、位置登録指示等
以下で説明するような位置登録に必要な動作の制御を行
う部分である。

【００６０】端末機器情報レジスタ６６は、位置登録要
求を行った移動端末６１の機器番号、位置登録エリア番
号を保持するレジスタである。

【００６１】以下、上述のように構成された移動体通信
システムの動作を説明する。

【００６２】図６は移動体通信システムの位置登録時の
手順を示す図であり、図中、２１０〜２３１は動作を説
明するための符号である。

【００６３】図６において、２１０は移動端末（Ｍ
Ｓ）、２２１は交換機（ＭＳＣ）、２１２はホーム位置
登録管理部（ＨＬＲ）を示す。いま、移動端末（ＭＳ）
２１０は、交換機（ＭＳＣ）２１１の制御領域にいるも
のとする。

【００６４】移動端末２１０の電源が入るか、あるいは
位置登録エリアを移動した場合に位置登録要求（２１
３）を交換機２１１に送出する。この時、移動端末２１
０は、自身の移動機番号を同時に送出する。位置登録要
求（２１３）を受け取った交換機２１１は、タイマ６４
を起動（２１４）し、次いで、端末機器番号、現在の位
置登録エリアの識別子を端末機器情報レジスタ６６に格
納（２１５）する。この後、タイマ６４があらかじめ設
定されている遅延時間レジスタ６３の値だけ経過（２２
１）すると認証情報をＨＬＲ２１２に対して要求（２２
２）する。この時、端末機器情報レジスタ６６に格納さ
れた端末機器番号が同時に送出される。ここで、タイマ
６４に遅延なしを示す値も設定でき、遅延なしを示す値
が設定されていると、直ちにＨＬＲ２１２に対して認証
情報要求（２２２）を送出する。

【００６５】ところが、タイマ６４が遅延時間レジスタ
６３の値だけ経過する前に、移動端末２１０がそれまで
にいた位置登録エリアから同じ交換制御エリアである別
の位置登録エリアに移動（２１６）したとすると、同じ
交換機に対して、位置登録要求（２１７）が行われる。
この場合、タイマ６４が終了する前に位置登録要求が再
びあったので、タイマ６４起動（２１９）により端末情
報が端末機器情報レジスタ６６に上書き（２２０）さ
れ、前回の位置登録要求により、ＨＬＲ２１２にアクセ
スすることはない。このとき、タイマ６４は、再起動さ
れることもできるし、今までの値を使用することも可能
である。

【００６６】図６は、再起動（２１９）する場合を示し
ている。この後、タイマ６４が予め設定されている遅延
時間レジスタ６３の値だけ経過（２２１）すると認証情
報をＨＬＲ２１２に対して要求（２２２）する。

【００６７】以下は、前記図１０に示す従来例の位置登
録手順と同じように進められ、ＨＬＲ２１２では、認証
情報読出要求を受けとると、移動機番号に対応する認証
情報を認証情報読出応答（２２３）として、交換機２１
１に送出する。このとき送出される認証情報は、通常移
動端末登録時に登録された秘密鍵が使用される。

【００６８】認証情報を受け取った交換機２１１では、
乱数を生成（２２４）し、生成した乱数を移動端末２１
０に送出し、認証要求（２２５）を行う。生成された乱
数と認証情報を用いて、認証演算（２２６）、（２２
７）が移動端末２１０、交換機２１１の両方で行われ
る。移動端末２１０では、認証情報は、登録時に通常Ｒ
ＯＭの形で保持している。移動端末２１０では、認証演
算（２２７）を行った結果を認証応答（２２８）とし
て、交換機２１１に送り返す。

【００６９】交換機２１１では、自身で演算した結果と
移動端末２１０から送られた結果を比較（２２９）し、
不一致であれば、位置登録を拒否（２３０）を移動端末
２１０に送出し、一致すれば、位置登録指示をＨＬＲ２
１２に送出（２３１）する。また、移動端末２１０に位
置登録が終了したことを示す位置登録応答（２３２）を
自身の交換機番号とともに送出する。

【００７０】以上説明したように、第２の実施形態に係
る移動体通信システムは、交換機６２が、移動端末６１
から位置登録要求があってからＨＬＲ６７に対して認証
情報要求を行うまでの時間を設定する遅延時間レジスタ
６３と、移動端末６１による位置登録要求からの時間を
計測するタイマ６４と、遅延している間、移動端末６１
の情報を格納する端末機器情報レジスタ６６と、設定さ
れた時間が経過した後に、ＨＬＲ６７に対して認証情報
の要求を行うように制御する位置登録制御部６５とを備
えて構成したので、移動端末６１が高速に移動し、位置
登録が頻発する場合のＨＬＲ６７に対するアクセスの頻
度を減少させることが可能になり、ＨＬＲ６７の負荷軽
減及び、ＨＬＲ６７に接続されるネットワーク負荷を軽
減させることができる。

【００７１】また、ネットワーク及び、ＨＬＲの負荷の
状況を交換機または、他のネットワーク装置が判断する
ことにより、遅延時間を適切に設定することができ、ネ
ットワークの効率的な利用が可能になる。

【００７２】第３の実施形態 本実施形態は、ホーム位置登録管理部（ＨＬＲ）に対す
る位置登録要求を低減し、かつ移動端末及びネットワー
クの負荷を低減するための方法に関連するものである。

【００７３】図７は本発明の第３の実施形態に係る移動
体通信システムの構成図である。

【００７４】図７において、移動端末７１は、通常の移
動端末であり、位置登録エリア間、交換機制御エリア間
の移動においても通信が可能なものとする。

【００７５】移動端末７１は、無線送受信部７２、位置
登録エリア移動検出部７３、タイマ７４、遅延時間レジ
スタ７５、位置登録要求間隔レジスタ７６、タイマ７７
及び位置登録制御部７８から構成される。ここでは、本
発明に関連する部分のみを示している。

【００７６】無線送受信部７２は、基地局との無線通信
の送受信を可能にする部分であり、位置登録エリア移動
検出部７３に接続されている。位置登録エリア移動検出
部７３は、移動端末７１が位置登録エリアを移動したこ
とを検出する部分である。タイマ７４は、位置登録エリ
ア移動検出部７３と遅延時間レジスタ７５と位置登録制
御部７８に接続されており、新たな位置登録エリアに入
ったことを検出してからの時間を計測し、遅延時間レジ
スタ７５の値に達したときその情報を位置登録制御部７
８に送出するものである。

【００７７】遅延時間レジスタ７５は、新たな位置登録
エリアに移動してから位置登録要求するまでの時間を設
定するレジスタであり、固定値にすることも、設定でき
るようにすることも可能である。

【００７８】位置登録要求間隔レジスタ７６は、前回に
位置登録要求を送出してから位置登録エリアを移動した
場合の位置登録要求を送出する最大の遅延を設定するも
のであり、遅延時間レジスタ７５と同様、固定にも、設
定可能にもできる。

【００７９】タイマ７７は、位置登録制御部７８と位置
登録要求間隔レジスタ７６に接続され、位置登録要求を
送出してからの時間を計測し、位置登録要求間隔レジス
タ７６の設定値に達すると、その情報を位置登録制御部
７８に送出する。

【００８０】位置登録制御部７８は、タイマ７４、タイ
マ７７及び無線送受信部７２に接続され、新たな位置登
録エリアに入った場合にタイマ７４による遅延とタイマ
７７による最大遅延の計測により、以下の動作で示すよ
うに位置登録要求を無線送受信部７２に送出するもので
ある。

【００８１】基地局７９は、移動端末７１と無線で通信
するものであり、位置登録要求を交換機８０に中継す
る。また、基地局７９は、常時位置登録エリア番号を報
知することにより、移動端末７１が位置登録エリアを移
動したことの検出を可能にする。

【００８２】交換機８０は、移動端末間あるいは移動端
末と既存の電話網との接続を確立するものである。ＨＬ
Ｒ８１は、加入する全移動端末の位置情報、認証情報を
管理するものであり、交換機８０が接続を確立する際に
読み出されたり、移動端末７１が位置登録を行うことを
可能にする。

【００８３】以下、上述のように構成された移動体通信
システムの動作を説明する。

【００８４】図８は移動体通信システムの位置登録時の
手順を示す図であり、図中、３２０〜３３３は動作を説
明するための符号である。

【００８５】図８において、３２０は移動端末（Ｍ
Ｓ）、３２１は交換機（ＭＳＣ）、３２２はホーム位置
登録管理部（ＨＬＲ）を示す。

【００８６】まず、移動端末３２０が位置登録エリアを
移動し、位置登録要求（３２３）を交換機３２１に対し
送出したとする。交換機３２１は、認証情報読出要求
（３２４）をＨＬＲ３２２に対し送出し、その後は、前
記図１０に示す従来例と同じように認証手順が続くが同
一手順のため図８では示していない。

【００８７】移動端末３２０では、位置登録要求が送出
されると位置登録制御部７８がタイマ７７を起動する。
この後、位置登録エリアを移動（３２６）したとする。
基地局７９による位置登録エリア番号の報知を無線送受
信部７２で受信し、以前の番号と異なっていることを位
置登録エリア移動検出部７３で検出すると、タイマ７４
を起動（３２７）する。この後、タイマ７７の値を調査
し、位置登録要求間隔レジスタ７６の設定値と比較（３
２８）する。タイマ７７の値が、設定値に等しくかつ、
前回位置登録要求した位置登録エリアより移動していれ
ば、前回位置登録要求を送出してから位置登録要求間隔
レジスタ７６に設定した位置登録要求間隔の最大時間が
経過したと判断して、位置登録要求（３３２）を交換機
３２１に対して送出する。

【００８８】また、タイマ７７による比較結果が位置登
録要求間隔レジスタ７６の設定値に達していない場合
は、タイマ７４の値を調査し、遅延時間レジスタ７５の
設定値と比較（３２９）する。タイマ７４の値が、設定
値に等しければ、位置登録エリアを移動してから遅延時
間レジスタ７５に設定した時間が経過したと判断して、
位置登録要求（３３２）を交換機３２１に対して送出す
る。

【００８９】タイマ７４による比較結果が遅延時間レジ
スタ７５の設定値に達していない場合は、次に位置登録
エリアを移動していないかどうかを調査（３３０）す
る。位置登録エリアを移動していたとするとタイマ７４
を再起動（３３１）し、再びタイマ７７を調査する段階
（３２８）へ戻る。したがって、この場合は前回の位置
登録エリアの移動に基づく位置登録要求（３３２）は、
起こらない。

【００９０】位置登録エリアを移動していない場合は、
タイマ７７の調査に戻りタイマ７４あるいは、タイマ７
７がそれぞれの比較するレジスタの値になるのを待つ。

【００９１】上記のようにタイマ７４あるいはタイマ７
７がそれぞれ比較するレジスタ７５、レジスタ７６の値
に達すると位置登録要求（３３２）を交換機３２１に対
して送出する。交換機３２１は、ＨＬＲ３２２に対して
認証情報読出要求（３３３）を送出する。この後は、従
来例と同じ方法で認証が行われ、位置登録あるいは位置
登録拒否がされる。

【００９２】以上説明したように、第３の実施形態に係
る移動体通信システムは、移動端末７１が、移動端末７
１が位置登録エリアを移動したことを検出する位置登録
エリア移動検出部７３と、新たな位置登録エリアに入っ
たことを検出してからの時間を計測するタイマ７４と、
新たな位置登録エリアに移動してから位置登録要求する
までの時間を設定する遅延時間レジスタ７５と、前回に
位置登録要求を送出してから位置登録エリアを移動した
場合の位置登録要求を送出する最大の遅延を設定する位
置登録要求間隔レジスタ７６と、位置登録要求を送出し
てからの時間を計測するタイマ７７と、位置登録エリア
が移動した場合に、設定した時間が経過した後に、位置
登録要求を行うように制御する位置登録制御部７８とを
備えて構成したので、位置登録エリアの移動が検出され
てから、交換機８０に対して位置登録要求を行うまでの
時間が経過した後、位置登録要求をするようになるた
め、移動端末７０が高速移動する場合の位置登録要求が
減少し、ＨＬＲ８１に対するアクセスの頻度を減少させ
るとともに、移動端末７１あるいは、無線通信路、基地
局と交換機の通信路の負荷を軽減することが可能にな
り、ネットワークの効率的な利用あるいは、移動端末の
消費電力を減少させることができる。

【００９３】また、位置登録要求間隔レジスタ７６に位
置登録要求間隔の最大値を設定し、前回の位置登録要求
送出からの時間をタイマ７７で計測し、位置登録制御部
７８が、位置登録エリアが移動した場合に、設定した時
間が経過した後に、位置登録要求を行うように制御する
ように構成したので、位置登録要求がされない時間を最
小限にすることができ、位置を細かく特定することが可
能になり、より一層のネットワークの負荷軽減が期待で
きる。

【００９４】なお、第１の実施形態では、多数の移動端
末を有し、認証情報に対するアクセスが集中する可能性
がある移動体通信システムに適用した例であるが、認証
情報のような集中管理されるデータをアクセスし、通信
端末が移動する移動体通信システムすべてに適用でき
る。

【００９５】また、第２の実施形態では、第１の実施形
態と同様に、認証情報のような集中管理されるデータを
アクセスし、通信端末が高速移動する移動体通信システ
ムすべてに適用できる。また、低速移動でも位置登録エ
リアの範囲が小さく設定されている場合も適用可能であ
る。

【００９６】また、第３の実施形態では、第１及び第２
の実施形態と同様に、高速移動が可能な移動端末を対象
とするすべての移動体通信システムに適用できる。

【００９７】また、上記各実施形態では、移動端末とし
て自動車電話に適用することができるが、これには限定
されず、移動通信を行うものであれば全ての移動体通信
システムに適用可能である。

【００９８】さらに、上記移動体通信システムを構成す
る各部の種類、移動通信網やアクセス方式の種類、着信
接続、位置登録、認証情報制御などは前述した各実施形
態に限られない。

【００９９】

【発明の効果】本発明に係る移動体通信システムでは、
移動端末の位置登録を要求する交換機に接続された認証
情報記憶装置が、認証情報を格納し、移動端末は、前回
位置登録を行った交換機の識別番号を記憶することによ
り認証情報が保持される交換機を識別する記憶手段を備
え、新たな位置登録時に識別番号を交換機に送出し、交
換機は、識別番号により移動端末に関連する情報の格納
位置を知るように構成したので、認証情報に対するアク
セスが集中する可能性がある移動体通信システムにおい
て、ホーム位置登録管理部の負荷軽減及び、ホーム位置
登録管理部に接続されるネットワーク負荷を軽減するこ
とができ、ネットワークの効率的な利用が可能になる。

【０１００】本発明に係る移動体通信システムでは、交
換機が、移動端末から位置登録要求があってからホーム
位置登録管理部に対して認証情報要求を行うまでの時間
を設定する手段と、移動端末による位置登録要求からの
時間を計測する手段と、遅延している間、移動端末の情
報を格納する手段と、設定された時間が経過した後に、
ホーム位置登録管理部に対して認証情報の要求を行うよ
うに制御する手段とを備えて構成したので、移動端末が
高速に移動し、位置登録が頻発する場合のホーム位置登
録管理部に対するアクセスの頻度を減少させることがで
き、ホーム位置登録管理部の負荷軽減及び、ホーム位置
登録管理部に接続されるネットワーク負荷を軽減させる
ことができる。

【０１０１】本発明に係る移動体通信システムでは、移
動端末が、位置登録エリアの移動が検出されてから交換
機に対して位置登録要求を行うまでの時間を設定する手
段と、設定時間を計測する手段と、設定した時間が経過
した後に、位置登録要求を行うように制御する手段とを
備えて構成したので、移動端末が高速移動する場合の位
置登録要求が減少し、ホーム位置登録管理部に対するア
クセスの頻度を減少させるとともに、移動端末あるい
は、無線通信路、基地局と交換機の通信路の負荷を軽減
することができ、ネットワークの効率的な利用が可能に
なる。

【０１０２】本発明に係る移動体通信システムでは、移
動端末が、位置登録要求間隔の最大値を設定する手段
と、前回の位置登録要求送出からの時間を計測する手段
と、位置登録エリアが移動した場合に、設定した時間が
経過した後に、位置登録要求を行うように制御する手段
とを備えて構成したので、移動端末が高速移動する場合
の位置登録要求が減少し、ホーム位置登録管理部に対す
るアクセスの頻度を減少させるとともに、移動端末ある
いは、無線通信路、基地局と交換機の通信路の負荷を軽
減することができ、ネットワークの効率的な利用が可能
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した第１の実施形態に係る移動体
通信システムの構成を示す図である。

【図２】上記移動体通信システムの移動端末の構成を示
すブロック図である。

【図３】上記移動体通信システムの位置登録時の認証手
順を示す図である。

【図４】上記移動体通信システムの位置登録時の認証手
順を示す図である。

【図５】本発明を適用した第２の実施形態に係る移動体
通信システムの構成を示す図である。

【図６】上記移動体通信システムの位置登録時の手順を
示す図である。

【図７】本発明を適用した第３の実施形態に係る移動体
通信システムの構成を示す図である。

【図８】上記移動体通信システムの位置登録時の手順を
示す図である。

【図９】従来の移動体通信システムの論理構造を示す図
である。

【図１０】従来の移動体通信システムの位置登録時の認
証手順を示す図である。

【符号の説明】

１，６２，８０ 交換機、２，６７，８１ ホーム位置
登録管理部（ＨＬＲ）、３ 一時情報記憶装置（認証情
報記憶装置）、４，７９ 基地局（ＢＳ）、５，６１，
７１ 移動端末、１１，７２ 無線送受信部、１２ 制
御部、１３ 認証情報登録先記憶装置（記憶手段）、６
３ 遅延時間レジスタ、６４，７４，７７ タイマ、６
５ 位置登録制御部、６６ 端末機器情報レジスタ、７
３ 位置登録エリア移動検出部、７５ 遅延時間レジス
タ、７６ 位置登録要求間隔レジスタ、７８ 位置登録
制御部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の移動端末と、 交換機網により接続され、移動端末間あるいは移動端末
   と既存の電話網との接続を確立する交換機と、 交換機が接続を確立する際に読み出されたり、移動端末
   が位置登録を行うときに使用され、加入する全移動端末
   の位置情報及び認証情報を管理するホーム位置登録管理
   部と、 交換機に接続され、交換機制御エリア内の移動端末の認
   証情報を格納する認証情報記憶装置とを備えた移動体通
   信システムであって、 移動端末の位置登録を要求する交換機に接続された前記
   認証情報記憶装置が、認証情報を格納し、 前記移動端末は、前回位置登録を行った交換機の識別番
   号を記憶することにより認証情報が保持される交換機を
   識別する記憶手段を備え、 新たな位置登録時に前記識別番号を交換機に送出し、 前記交換機は、前記識別番号により移動端末に関連する
   情報の格納位置を知ることを特徴とする移動体通信シス
   テム。
2. 【請求項２】 前記移動端末が、新たな位置登録時に前
   記識別番号を前記交換機に送出することにより、前記ホ
   ーム位置登録管理部に認証情報を要求することなく、前
   記情報記憶装置又は前記交換機間の通信によって認証情
   報を得ることを特徴とする請求項１記載の移動体通信シ
   ステム。
3. 【請求項３】 前記交換機は、前記ホーム位置登録管理
   部か前回位置登録を行った交換機のどちらに認証情報を
   要求するかを選択可能にする手段を備えたことを特徴と
   する請求項１記載の移動体通信システム。
4. 【請求項４】 複数の移動端末と、 交換機網により接続され、移動端末間あるいは移動端末
   と既存の電話網との接続を確立する交換機と、 交換機が接続を確立する際に読み出されたり、移動端末
   が位置登録を行うときに使用され、加入する全移動端末
   の位置情報及び認証情報を管理するホーム位置登録管理
   部とを備えた移動体通信システムにおいて、 前記交換機は、移動端末から位置登録要求があってから
   前記ホーム位置登録管理部に対して認証情報要求を行う
   までの時間を設定する手段と、 移動端末による位置登録要求からの時間を計測する手段
   と、 遅延している間、移動端末の情報を格納する手段と、 設定された時間が経過した後に、前記ホーム位置登録管
   理部に対して認証情報の要求を行うように制御する手段
   とを備えたことを特徴とする移動体通信システム。
5. 【請求項５】 複数の移動端末と、 交換機網により接続され、移動端末間あるいは移動端末
   と既存の電話網との接続を確立する交換機と、 交換機が接続を確立する際に読み出されたり、移動端末
   が位置登録を行うときに使用され、加入する全移動端末
   の位置情報及び認証情報を管理するホーム位置登録管理
   部とを備えた移動体通信システムにおいて、 前記移動端末は、位置登録エリアの移動が検出されてか
   ら前記交換機に対して位置登録要求を行うまでの時間を
   設定する手段と、 前記設定時間を計測する手段と、 設定した時間が経過した後に、位置登録要求を行うよう
   に制御する手段とを備えたことを特徴とする移動体通信
   システム。
6. 【請求項６】 複数の移動端末と、 交換機網により接続され、移動端末間あるいは移動端末
   と既存の電話網との接続を確立する交換機と、 交換機が接続を確立する際に読み出されたり、移動端末
   が位置登録を行うときに使用され、加入する全移動端末
   の位置情報及び認証情報を管理するホーム位置登録管理
   部とを備えた移動体通信システムにおいて、 前記移動端末は、位置登録要求間隔の最大値を設定する
   手段と、 前回の位置登録要求送出からの時間を計測する手段と、 位置登録エリアが移動した場合に、設定した時間が経過
   した後に、位置登録要求を行うように制御する手段とを
   備えたことを特徴とする移動体通信システム。