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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-01-23
(45)【発行日】2025-01-31
(54)【発明の名称】無線装置
(51)【国際特許分類】
H04W 60/00 20090101AFI20250124BHJP
H04W 4/08 20090101ALI20250124BHJP
H04W 64/00 20090101ALI20250124BHJP
H04W 92/18 20090101ALI20250124BHJP
【ＦＩ】
H04W60/00
H04W4/08
H04W64/00 150
H04W92/18
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2021047901
(22)【出願日】2021-03-22
(65)【公開番号】P2022146768
(43)【公開日】2022-10-05
【審査請求日】2024-02-16
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 ２０２１年１月１１日、ｈｔｔｐｓ：／／ｉｅｅｅｘｐｌｏｒｅ．ｉｅｅｅ．ｏｒｇ／ｄｏｃｕｍｅｎｔ／９３６９４８７、２０２１ ＩＥＥＥ １８ｔｈ Ａｎｎｕａｌ Ｃｏｎｓｕｍｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ＆ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅにおける予稿集 ［刊行物等］２０２１年１月１１日、ｈｔｔｐｓ：／／ｃｃｎｃ２０２１．ｉｅｅｅ－ｃｃｎｃ．ｏｒｇ／、２０２１ ＩＥＥＥ １８ｔｈ Ａｎｎｕａｌ Ｃｏｎｓｕｍｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ＆ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅにおける仮想会議 （Ｖｉｒｔｕａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ）
(73)【特許権者】
【識別番号】301022471
【氏名又は名称】国立研究開発法人情報通信研究機構
(74)【代理人】
【識別番号】110001092
【氏名又は名称】弁理士法人サクラ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】タイ ゾゥ
(72)【発明者】
【氏名】松村 武
(72)【発明者】
【氏名】児島 史秀
【審査官】永井 啓司
(56)【参考文献】
【文献】特表２００９－５３８５８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－１７７８６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０９３５３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１２６４５８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１６／１８４４９２（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｂ ７／２４－ ７／２６
Ｈ０４Ｗ ４／００－９９／００
３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４
ＳＡ ＷＧ１－４
ＣＴ ＷＧ１、４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基地局の接続相手の位置を、該基地局の通信エリアを含む追跡エリアの単位で管理するコアネットワークにおいて、前記基地局と接続する無線装置であって、前記基地局を介して前記コアネットワークと通信する第１の無線インタフェースと、
共通する前記追跡エリアに位置する他の無線装置と通信する第２の無線インタフェースと、
自己の過去の位置情報に基づいて自己の移動の軌跡情報を生成する測位部と、
所定のタイミングで前記軌跡情報を含む送信信号を生成して前記第２の無線インタフェースを介して前記他の無線装置に送信し、
前記送信信号に応じて前記他の無線装置から返信された応答信号を前記第２の無線インタフェースを介して受信し、
前記応答信号を返信した前記他の無線装置のＩＤを含むグループリストを生成し、
前記グループリストに基づいて、自己および前記応答信号を返信した前記他の無線装置の位置情報の登録要求を、前記第１の無線インタフェースを介して前記コアネットワークに送信する、
グループ管理部と、
前記第２の無線インタフェースを介して前記他の無線装置から該他の無線装置の移動の軌跡情報を含む信号を受信し、
前記自己の移動の軌跡情報および前記他の無線装置の移動の軌跡情報に基づいて両者の相関を示す相関情報を生成し、
前記相関情報に基づいて前記他の無線装置がなすグループに属するか否かを判定し、
判定の結果前記グループに属する場合に前記第２の無線インタフェースを介して自己のＩＤを含む応答信号を送信する、
グループ判定部と、
を具備する無線装置。
【請求項2】
基地局の接続相手の位置を、該基地局の通信エリアを含む追跡エリアの単位で管理するコアネットワークにおいて、前記基地局と接続する無線装置であって、前記基地局を介して前記コアネットワークと通信する第１の無線インタフェースと、
共通する前記追跡エリアに位置する他の無線装置と通信する第２の無線インタフェースと、
自己の過去の位置情報に基づいて自己の移動の軌跡情報を生成する測位部と、
所定のタイミングで前記軌跡情報を含む送信信号を生成して前記第２の無線インタフェースを介して前記他の無線装置に送信し、
前記送信信号に応じて前記他の無線装置から返信された応答信号を前記第２の無線インタフェースを介して受信し、
前記応答信号を返信した前記他の無線装置のＩＤを含むグループリストを生成し、
前記グループリストに基づいて、自己および前記応答信号を返信した前記他の無線装置の位置情報の登録要求を、前記第１の無線インタフェースを介して前記コアネットワークに送信する、
グループ管理部と、
を具備する無線装置。
【請求項3】
基地局の接続相手の位置を、該基地局の通信エリアを含む追跡エリアの単位で管理するコアネットワークにおいて、前記基地局と接続する無線装置であって、前記基地局を介して前記コアネットワークと通信する第１の無線インタフェースと、
共通する前記追跡エリアに位置する他の無線装置と通信する第２の無線インタフェースと、
自己の過去の位置情報に基づいて自己の移動の軌跡情報を生成する測位部と、
前記第２の無線インタフェースを介して前記他の無線装置から該他の無線装置の移動の軌跡情報を含む信号を受信し、
前記自己の移動の軌跡情報および前記他の無線装置の移動の軌跡情報に基づいて両者の相関を示す相関情報を生成し、
前記相関情報に基づいて前記他の無線装置がなすグループに属するか否かを判定し、
判定の結果前記グループに属する場合に前記第２の無線インタフェースを介して自己のＩＤを含む応答信号を送信する、
グループ判定部と、
を具備する無線装置。
【請求項4】
前記測位部は、前記第１の無線インタフェースを介して接続する前記基地局の通信エリアを含む追跡エリアの識別情報を、前記位置情報として取得することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の無線装置。
【請求項5】
前記グループ判定部は、前記応答信号を送信した後、自己の位置情報が前記コアネットワークに登録されたことを示す更新受付情報を受信することを特徴とする請求項１または３に記載の無線装置。
【請求項6】
前記グループ管理部は、前記登録要求を送信した後、所定の期間経過後に前記送信信号を再度生成して前記第２の無線インタフェースを介して前記他の無線装置に送信することを特徴とする請求項１または２に記載の無線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、無線装置に関する。
【背景技術】
【0002】
移動体の管理は、セルラネットワークにおいて重要な機能である。移動体の管理は、コアネットワークＣＮがユーザ機器ＵＥの位置を追跡するプロセスであり、登録と呼出の二つの要素がある。
【0003】
登録は、コアネットワークＣＮに対してユーザ機器ＵＥが自己の位置情報を報告するプロセスである。現行の４ＧＬＴＥ（Long-Term Evolution）やＥＰＣ（Evolved Packet Core）システムにおいて、セル（すなわちEvolved Node B (ｅＮＢｓ)）は、移動体の移動を管理するトラッキングエリア（ＴＡｓ；追跡エリア）を形成するようにグループ化されている。各々のセルは一つの追跡エリアＴＡに割り当てられ、それぞれのユーザ機器ＵＥは一つの追跡エリアＴＡについて登録を行う。ユーザ機器ＵＥがある追跡エリアＴＡから他の追跡エリアＴＡへ移動するとき、ユーザ機器ＵＥは、コアネットワークＣＮに対して最近の位置情報を報告（登録）する。
【0004】
コアネットワークＣＮに対する位置情報の登録手順は、ＬＴＥ／ＥＰＣにおいてはトラッキングエリアアップデート（Tracking Area Update；追跡エリア更新手順）と呼ばれる。ユーザ機器ＵＥは、新しい追跡エリアＴＡへ移動したときや、追跡エリアの更新タイマが所定の時間経過したときなどに、登録または追跡エリア更新手順を実行する必要がある。追跡エリアＴＡは、さらに追跡エリアリスト（Tracking Area List）を形成するようグループ化されている。追跡エリアリストは、複数の追跡エリアＴＡを含んでいるから、ユーザ機器ＵＥは、追跡エリア更新手順を実行することなくこれら追跡エリアＴＡ相互間を自由に移動することができる。ユーザ機器ＵＥが、現在の追跡エリアリストに含まれていない他の追跡エリアＴＡへ移動するとき、ユーザ機器ＵＥは追跡エリア更新手順を完了する必要がある。
【0005】
呼出（Paging, Call termination）は、着信データやユーザ機器ＵＥへの呼出ルーティング手続である。コアネットワークＣＮ（移動管理機構（Mobility Management Entity; ＭＭＥ）を含む）が、ユーザ機器ＵＥへの呼出やデータを受信すると、コアネットワークＣＮは、ユーザ機器ＵＥが最近登録された追跡エリアＴＡに属するすべてのセルにおいて呼出メッセージを送信する。ユーザ機器ＵＥが呼出メッセージを受信すると、ユーザ機器ＵＥが呼出メッセージに応答するセルを通じて接続が確立される。移動管理の目的は、コアネットワークＣＮがユーザ機器ＵＥを正確に追跡することである。そのため、ユーザ機器ＵＥは、その位置情報を定期的にその位置情報を報告する。
【0006】
コアネットワークＣＮは、報告がなされた情報を随時アップデートする。もしコアネットワークＣＮにおける位置情報が不正確であれば、コアネットワークＣＮはユーザ機器ＵＥへの呼出を正しく転送することができない。
【0007】
ユーザ機器ＵＥが、いわゆる携帯電話などではなく、Ｍ２Ｍ通信（Machine to Machine）を行う機器（Ｍ２Ｍデバイス）である場合を考えると、一般に、Ｍ２Ｍのネットワークは、セルラネットワークにおいて参照されるＭ２Ｍデバイスの数が多く、何百ものＭ２Ｍデバイスを参照する。そのため、Ｍ２Ｍネットワークにおいては、現在の移動体の加入者に加えて何百万ものデバイスが移動体通信システムに接続されることになる。大量の数のデバイスに係る移動管理は、移動体ネットワークにとって無視できない負担となる。
【0008】
移動管理に関する通信を減らす解決策の一つとして、特に登録に関する通信において、グルーピングアプローチ（グループ化手法）が知られている。グループ化手法では、同じような移動パターンをもつＭ２Ｍデバイス（またはユーザ機器ＵＥ）がグループ化され、その中の一つのデバイスがグループリーダ（ＧＬ）として選択される。グループが新しい追跡エリアＴＡに移動すると、グループリーダＧＬのみが当該グループを代表して登録動作を実行する。このように、この手法では、登録や位置情報のアップデートに起因する通信の集中を減らすことができる。
【0009】
しかし、この手法では、登録や呼出の機能についてグループリーダＧＬに過度に依存してしまう問題がある。グループリーダＧＬがグループを離脱したり、混信や端末の電力不足等により登録手順（あるいは追跡エリア更新手順）を確立できない場合、コアネットワークＣＮはグループ全体の追跡に失敗してしまう。また、グループ化手法では、ユーザ機器ＵＥやデバイスの離脱を検出するメカニズムを持たないため、メンバたるユーザ機器ＵＥやＭ２Ｍデバイスがグループの軌跡から逸脱した場合、コアネットワークＣＮは離脱を検出することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【文献】特開２０１８－０９３５３７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
このように、従来の無線装置では、グループ化手法を用いた場合でもコアネットワークが追跡に失敗する可能性がある。本実施形態は係る課題を解決するためになされたもので、移動体の管理にグルーピング手法を用いた場合でもコアネットワークが追跡を維持することのできる無線装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
実施形態の無線装置は、基地局の接続相手の位置を、該基地局の通信エリアを含む追跡エリアの単位で管理するコアネットワークにおいて、基地局と接続する無線装置である。この無線装置は、基地局を介してコアネットワークと通信する第１の無線インタフェースと、共通する追跡エリアに位置する他の無線装置と通信する第２の無線インタフェースと、自己の過去の位置情報に基づいて自己の移動の軌跡情報を生成する測位部と、所定のタイミングで軌跡情報を含む送信信号を生成して第２の無線インタフェースを介して送信し、該送信信号に応じて他の無線装置から返信された応答信号を第２の無線インタフェースを介して受信し、該応答信号を返信した他の無線装置のＩＤを含むグループリストを生成し、グループリストに基づいて、自己および前記応答信号を返信した前記他の無線装置の位置情報の登録要求を、第１の無線インタフェースを介してコアネットワークに送信する、グループ管理部を具備する。また、この無線装置は、第２の無線インタフェースを介して他の無線装置から該他の無線装置の移動の軌跡情報を含む信号を受信し、自己の移動の軌跡情報および他の無線装置の移動の軌跡情報に基づいて両者の相関を示す相関情報を生成し、相関情報に基づいて他の無線装置がなすグループに属するか否かを判定し、判定の結果グループに属する場合に第２の無線インタフェースを介して自己のＩＤを含む応答信号を送信する、グループ判定部を具備する。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】セルラネットワークの概要を示す図である。
【図2】セルラネットワークにおいて呼出の受信を示す図である。
【図3】セルラネットワークにおいて移動するＭ２Ｍデバイスを示す図である。
【図4】Ｍ２Ｍデバイスのグループからデバイスが離脱した様子を示す図である。
【図5】Ｍ２Ｍデバイスのグループからデバイスが離脱する様子を示す図である。
【図6】グループ化されたデバイスが移動する様子を示す図である。
【図7】実施形態に係るデバイスの構成を示す図である。
【図8】実施形態に係るデバイスのグループ化動作を示す図である。
【図9】実施形態に係るデバイスのグループ化動作を示す図である。
【図10】デバイスのグループ化動作における通信手順を示す図である。
【図11】二つのデバイスが移動する様子を示す図である。
【図12】実施形態に係るデバイスの効果を示す図である。
【図13】実施形態に係るデバイスの効果を示す図である。
【図14】実施形態に係るデバイスの効果を示す図である。
【図15】実施形態に係るデバイスの効果を示す図である。
【図16】実施形態に係るデバイスの効果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
（セルラネットワークの概要）
図１を参照して、実施形態に係るセルラネットワークについて説明する。図１に示すように、実施形態のセルラネットワークＮＷは、コアネットワークＣＮを有している。コアネットワークＣＮは、いわゆるバックボーンネットワークであり、ユーザ機器ＵＥはコアネットワークＣＮに属している。コアネットワークは、ユーザ機器ＵＥへ呼出メッセージを送るため、ユーザ機器ＵＥの位置情報を管理するシステムを有している。
図１を参照して、実施形態に係るセルラネットワークについて説明する。図１に示すように、実施形態のセルラネットワークＮＷは、コアネットワークＣＮを有している。コアネットワークＣＮは、いわゆるバックボーンネットワークであり、ユーザ機器ＵＥはコアネットワークＣＮに属している。コアネットワークは、ユーザ機器ＵＥへ呼出メッセージを送るため、ユーザ機器ＵＥの位置情報を管理するシステムを有している。
【0015】
実施形態のセルラネットワークＮＷは、基地局ｅＮＢ１ないしｅＮＢ５を有している。基地局ｅＮＢ１ないしｅＮＢ５は、コアネットワークＣＮと接続されている。図１に示す例では、基地局ｅＮＢ１およびｅＮＢ２の通信エリア（セル）それぞれが、追跡エリア（Tracking Area）ＴＡ１を構成している。同様に、基地局ｅＮＢ３ないしｅＮＢ５の通信エリアそれぞれが、追跡エリアＴＡ２を構成している。
【0016】
追跡エリアＴＡは、セルラネットワークの端末たるユーザ機器ＵＥを追跡する単位となる領域である。各基地局の通信エリアたるセルそれぞれは、いずれか一つの追跡エリアＴＡに割り当てられている。ユーザ機器ＵＥは、一つの追跡エリアＴＡに位置するものとして、コアネットワークＣＮに対して登録を行う。ユーザ機器ＵＥが基地局ｅＮＢ１のセルから基地局ｅＮＢ２のセルへ移動しても、ユーザ機器ＵＥは、依然として追跡エリアＴＡ１に位置したままである。一方、ユーザ機器ＵＥが基地局ｅＮＢ２のセルから基地局ｅＮＢ３のセルへ移動した場合、ユーザ機器ＵＥは追跡エリアＴＡ１から追跡エリアＴＡ２へ移動することになる。コアネットワークＣＮは、追跡エリアを単位としてユーザ機器ＵＥの位置と移動を管理する。
【0017】
ユーザ機器ＵＥが、例えば追跡エリアＴＡ１から追跡エリアＴＡ２へ移動するとき、ユーザ機器ＵＥは、コアネットワークＣＮに対して自己の最新の位置情報を報告する。位置情報は、追跡エリアＴＡのＩＤとして表すことができる。図１に示す例では、移動後のユーザ機器ＵＥは、追跡エリアＴＡ２を自己の最新の位置情報としてコアネットワークＣＮに報告する。
【0018】
続いて、図１および図２を参照して、実施形態に係るセルラネットワークＮＷにおいてユーザ機器ＵＥが受ける呼出の流れ（着信する通信の流れ）を説明する。コアネットワークＣＮがユーザ機器ＵＥに対する呼出を受信すると、コアネットワークＣＮは、ユーザ機器ＵＥが最後に登録された追跡エリアＴＡに属する全てのセルの基地局に対して、ユーザ機器ＵＥの呼出メッセージを送信する（図２中、一点鎖線）。ユーザ機器ＵＥが呼出メッセージを受信すると、ユーザ機器ＵＥが呼出メッセージに応答するセルの基地局を通じて接続が確立される（図２中、実線）。
【0019】
図１および図２に示す例では、移動後のユーザ機器ＵＥは、追跡エリアＴＡ２を位置情報としてコアネットワークＣＮに報告しているから、コアネットワークＣＮが受信したユーザ機器ＵＥに対する呼出は、追跡エリアＴＡ２に属する基地局ｅＮＢ３ないしｅＮＢ５の通信エリアすべてに向けて送信される（図２中一点鎖線）。ユーザ機器ＵＥは呼出メッセージを受信すると、自己が属するセルの基地局ｅＮＢ３を通じて接続を確立する。ユーザ機器ＵＥの以後の通信は、基地局ｅＢＮ３を介して行われる（図２の実線矢印）。
【0020】
（ユーザ機器がＭ２Ｍデバイスの場合）
図３を参照して、ユーザ機器ＵＥがＭ２Ｍデバイスのように一定数がまとまって移動する場合について説明する。ユーザ機器ＵＥが、いわゆる携帯電話などではなく、Ｍ２Ｍ通信（Machine to Machine）を行う機器（Ｍ２Ｍデバイス）である場合を考える。この場合、一般に、セルラネットワークＮＷにおいて参照されるＭ２Ｍデバイスは数が多く、何百ものＭ２Ｍデバイスを参照することがあり得る。そのため、Ｍ２Ｍデバイスが属するセルラネットワークにおいては、現在の移動体の加入者に加えて何百万ものＭ２Ｍデバイスがセルラネットワークに接続されることになる。大量の数のデバイスの移動管理は、コアネットワークＣＮや基地局にとって無視できない負担となる。図３に示す例では、複数のユーザ機器ＵＥが追跡エリアＴＡ１から追跡エリアＴＡ２へ移動した場合に、ユーザ機器ＵＥそれぞれが自己の位置情報を、基地局ｅＮＢ３を介してコアネットワークＣＮに報告している状況を示している。この場合、基地局ｅＮＢ３やコアネットワークＣＮの負担が極めて大きくなる。
図３を参照して、ユーザ機器ＵＥがＭ２Ｍデバイスのように一定数がまとまって移動する場合について説明する。ユーザ機器ＵＥが、いわゆる携帯電話などではなく、Ｍ２Ｍ通信（Machine to Machine）を行う機器（Ｍ２Ｍデバイス）である場合を考える。この場合、一般に、セルラネットワークＮＷにおいて参照されるＭ２Ｍデバイスは数が多く、何百ものＭ２Ｍデバイスを参照することがあり得る。そのため、Ｍ２Ｍデバイスが属するセルラネットワークにおいては、現在の移動体の加入者に加えて何百万ものＭ２Ｍデバイスがセルラネットワークに接続されることになる。大量の数のデバイスの移動管理は、コアネットワークＣＮや基地局にとって無視できない負担となる。図３に示す例では、複数のユーザ機器ＵＥが追跡エリアＴＡ１から追跡エリアＴＡ２へ移動した場合に、ユーザ機器ＵＥそれぞれが自己の位置情報を、基地局ｅＮＢ３を介してコアネットワークＣＮに報告している状況を示している。この場合、基地局ｅＮＢ３やコアネットワークＣＮの負担が極めて大きくなる。
【0021】
そこで、実施形態のセルラネットワークでは、まずユーザ機器ＵＥがグループリーダＧＬを代表とするグループを形成する。このグループは、移動する軌跡が似ているユーザ機器ＵＥをメンバとして構成される。
【0022】
（グループ化の基準）
ユーザ機器ＵＥをグループ化する基準を説明する。数式１に示すようにＭ２ＭデバイスｍがＭ個存在すると仮定する。
コアネットワークＣＮの追跡エリアは、ＴＡ１，ＴＡ２，．．．，ＴＡＮのようにＮ個に分割されているものとする。Ｍ２Ｍデバイス各々は追跡エリアＴＡ内を独立して移動し、コアネットワークＣＮにはＭ２Ｍデバイスそれぞれの過去の軌跡が記録されている。Ｍ２Ｍデバイスそれぞれの移動に関する相関は、Ｍ２Ｍデバイスの過去の軌跡をもとに推定することができる。そこで、Ｍ２Ｍデバイスは、Ｍ２Ｍデバイス相互の移動に関する相関をもとにグループ化する。
ユーザ機器ＵＥをグループ化する基準を説明する。数式１に示すようにＭ２ＭデバイスｍがＭ個存在すると仮定する。
【数1】
【0023】
Ｍ２Ｍデバイスｍｘが追跡エリアＴＡｉから追跡エリアＴＡｊに向けて時刻ｔにおいて移動したとすると、デバイスｍｘの移動は数式２のようにあらわされる。
数式２は、時刻ｔにおいてデバイスｍｘが追跡エリアＴＡｉから追跡エリアＴＡｊに向かうこと意味する。もしデバイスｍｘが時刻［ｔ，ｔ＋Ｔ］の間においてｗ個の追跡エリアＴＡを移動すると、デバイスｍｘの軌跡は数式３のようになる。
同様に、もしデバイスｍｙが時刻［ｔ，ｔ＋Ｔ］の間においてｗ２個の追跡エリアＴＡを移動すると、デバイスｍｙの軌跡は数式４のようになる。
【数2】
【数3】
【数4】
【0024】
デバイスｍｘが訪れるＫ個（Ｋ＞０）の直近の追跡エリアＴＡを含むデバイスｍｘの軌跡をρｘ（Ｋ）とおくと、数式５のようにあらわされる。
ここで、軌跡ρｉ
ｘは、時刻ｔｉにおいて追跡エリアＴＡｉに存在するデバイスｍｘを示すツータプル（ＴＡｉ
ｘ，ｔｉ
ｘ）である。移動体ｍｘおよびｍｙの相関Ｃは、数式６のように推定することができる。
∈は、閾値であり、デバイスｍｘおよびｍｙの相関を決定するために用いられる。さらに、Ｚ（ρｖ
ｘ，ρｖ
ｙ）は、１または０の値をとる二値関数である。例えば、Ｋ＝３とおき、もしＣｘ，ｙ（３）＝１であれば、デバイスｍｘおよびｍｙの移動の軌跡は、時刻および空間に関して三つの追跡エリアＴＡにおいて共通していることになる。それゆえ、もしＣｘ，ｙ（Ｋ）＝１であれば、デバイスｍｘおよびｍｙが移動の相関をもつと決定できる。すなわち、グループ化可能なデバイスであると判定することができる。
【数5】
【数6】
【数7】
【0025】
実施形態のセルラネットワークでは、ユーザ機器ＵＥが自己の軌跡と他のユーザ機器の軌跡との相関性に基づいてグループ化の適否を判定する。
【0026】
（ユーザ機器ＵＥのグループ化手順）
続いて、実施形態におけるユーザ機器ＵＥのグループ化手順について説明する。グループ化手順は、帯域外の通信により行われる。すなわち、Ｍ２Ｍデバイス間の通信は、ライセンスされた基地局を介して行う通信規格ではなく、ライセンスされていない通信規格（帯域）を経由して行うことができる。いかなるＭ２ＭデバイスもグループにおけるグループリーダＧＬとしてふるまうことができ、その移動パターンをブロードキャスト送信することによりグループ化手順を開始することができる。
続いて、実施形態におけるユーザ機器ＵＥのグループ化手順について説明する。グループ化手順は、帯域外の通信により行われる。すなわち、Ｍ２Ｍデバイス間の通信は、ライセンスされた基地局を介して行う通信規格ではなく、ライセンスされていない通信規格（帯域）を経由して行うことができる。いかなるＭ２ＭデバイスもグループにおけるグループリーダＧＬとしてふるまうことができ、その移動パターンをブロードキャスト送信することによりグループ化手順を開始することができる。
【0027】
Ｍ２Ｍデバイスｍｘがグループ化手順を開始する場合、デバイスｍｘは、自己のＩＤと軌跡ρｘ（Ｋ）を含むグループ化メッセージをブロードキャスト送信する。他のＭ２Ｍデバイスｍｙが当該メッセージを受信すると、デバイスｍｙは、受信した軌跡ρｘ（Ｋ）および自己の軌跡ρｙ（Ｋ）の値それぞれを比較することにより、グループリーダＧＬたるデバイスｍｘとの相関Ｃを推定する。もし、数式６および数式７を用いた演算の結果、Ｃｘ，ｙ（Ｋ）＝１であれば、デバイスｍｙは、デバイスｍｘと移動に関して相関があると判定できる。
【0028】
デバイスｍｙは、判定の結果デバイスｍｘと移動に関して相関がある場合、自己のデバイスＩＤを含むグループ登録メッセージをデバイスｍｘに対して送信する。これによりデバイスｍｙは、デバイスｍｘをグループリーダＧＬとするグループに所属したことになる。
【0029】
ここで、もし移動に関する相関基準を満たすたくさんのデバイスが、同時にグループ登録メッセージを送信した場合、メッセージの衝突が発生し、グループ化を確立することが難しくなる。かかるメッセージの衝突問題については、プリバックオフウィンドウ方式を適用することができる。
【0030】
プリバックオフウィンドウ方式は、各デバイスがグループ登録メッセージを送信する前に、ランダムバックオフを実施することで衝突を軽減する。グループ化メッセージに応答するデバイスは、０からＷｂの範囲のランダムバックオフを選択しておく。ここで、Ｗｂは、あらかじめ決められたタイムスロットに関するバックオフウィンドウである。グループ化メッセージに応答するデバイスは、各々が選択したバックオフの値に応じた時間差でグループ登録メッセージを送信する。これにより、グループ登録メッセージの衝突を抑えることができる。
【0031】
前述したとおり、グループ化したユーザ機器それぞれが自己の位置情報をコアネットワークＣＮに報告すると、ネットワークの負荷が大きくなってしまう。そこで、実施形態のセルラネットワークでは、グループ化したユーザ機器ＵＥのうち、グループを代表するグループリーダＧＬのみが自己のグループの位置情報をコアネットワークＣＮに報告する。
【0032】
グループリーダＧＬとなったデバイスｍｘは、時間Ｗｂの間に時間的に分散した複数のデバイスからのグループ登録メッセージを取得し、グループ構成手順を実行する。プリバックオフウィンドウ方式により、多くのデバイスはグループ登録メッセージのデバイスｍｘへの送信に成功するが、デバイスｍｘは、ｒ個のグループ登録メッセージのみ（ｒ≦ｒｍａｘ）を受け入れてグループを構成してもよい。ｒｍａｘは、グループメンバの最大数を規定するあらかじめ設定された値である。
【0033】
グループリーダたるデバイスｍｘは、グループ登録メッセージを記録するとともに、グループメンバのＩＤのリストを含むグループ受領通知（ＡＣＫ）をブロードキャスト送信する。グループ受領通知を受信したデバイスは、自己のＩＤがグループ受領通知に含まれていれば、自己がグループに参加したことを知ることができる。
【0034】
グループ受領通知を受信した結果、自己のＩＤがグループ受領通知に含まれていない場合、そのデバイスはデバイスｍｘのグループには参加することができなかったことになる。グループ登録メッセージを送信したものの当該リストに含まれていないＭ２Ｍデバイスは、さらなるグループ化手順によりグループを構成することができる。すなわち、自己がグループリーダとなることができる。
【0035】
（グループ化されたユーザ機器の位置情報の登録更新）
通常の移動体管理と同様に、グループ化されたＭ２Ｍデバイスについても位置情報の登録手順を必要とする。すなわち、Ｍ２Ｍデバイスは、（１）新しい追跡エリアＴＡへと移動したときや、（２）タイマの時間Ｔｕｐｄａｔｅが経過したときに、自己の位置情報をコアネットワークＣＮへ報告する必要がある。
通常の移動体管理と同様に、グループ化されたＭ２Ｍデバイスについても位置情報の登録手順を必要とする。すなわち、Ｍ２Ｍデバイスは、（１）新しい追跡エリアＴＡへと移動したときや、（２）タイマの時間Ｔｕｐｄａｔｅが経過したときに、自己の位置情報をコアネットワークＣＮへ報告する必要がある。
【0036】
グループに属したＭ２Ｍデバイスが、グループに属したまま新しい追跡エリアＴＡへと移動したときは、当該グループのグループリーダＧＬのみがグループを代表して登録手順や更新手順を実行することができる。すなわち、Ｍ２Ｍデバイスのグループが新しい追跡エリアＴＡへと移動すると、グループリーダＧＬのみが登録手順や追跡エリア更新手順を実行する。登録手順や追跡エリア更新手順においてグループリーダＧＬたるデバイスが送信する追跡エリア更新メッセージは、グループメンバのＩＤのリストを含んでいる。従って、コアネットワークＣＮは、グループリーダＧＬから追跡エリア更新メッセージを受信することで、グループに属するデバイス個々の位置情報を登録し更新することができる。コアネットワークＣＮは、グループリーダＧＬから追跡エリア更新メッセージを受けると、追跡エリア更新受付メッセージをグループリーダＧＬたるデバイスへ返信する。グループリーダＧＬたるデバイスは、追跡エリア更新受付メッセージをそのグループのメンバに転送する。グループメンバたるデバイスは、追跡エリア更新受付メッセージを受信することで、自己の位置情報がコアネットワークＣＮに登録されまたは更新されたことを知ることになる。
【0037】
Ｍ２Ｍデバイスは、グループに属してからの時間をカウントする更新タイマを有している。更新タイマのカウント値が所定の値Ｔｕｐｄａｔｅを経過すると、すべてのＭ２Ｍデバイスは、グループの所属を解除する。すなわち、更新タイマの値が値Ｔｕｐｄａｔｅを経過すると、Ｍ２Ｍデバイスは、現在のグループへの所属をキャンセルし、グループ化手順を再度実行する。これは、定期的にグループ化を更新することで、グループメンバたるデバイスがグループから離脱したことを検出することを可能にする。
【0038】
グループ化手順を再実行するのは元のグループリーダＧＬである必要はない。グループへの所属を解除してすぐ再実行してもよい。ただし、グループリーダＧＬとなるための手順が同じタイミングで集中するとグループ化手順が滞る可能性があるから、Ｍ２Ｍデバイス個々がもつＩＤなどをもとにランダムに時間差を設けてグループ化手順を開始する構成が望ましい。これにより、グループリーダＧＬとなるＭ２Ｍデバイスが平準化させることができる。
【0039】
グループが再構成されると、グループごとの新たなグループリーダＧＬは、コアネットワークＣＮへの登録手順を実行する。
【0040】
グループ単位での位置情報の登録や更新が完了すると、グループに属するＭ２Ｍデバイスは、コアネットワークＣＮから呼出を受けることが可能になる。呼出手順については、コアネットワークＣＮからデバイスへの個別呼出メッセージや、グループ呼出の仕組みによるグループ呼出メッセージを送信することで実現できる。Ｍ２Ｍデバイスが呼出メッセージを受信すると、デバイスは呼出メッセージに応じて接続を確立する。
【0041】
（離脱の検出）
あるグループが新しい追跡エリアＴＡへと移動すると、いくつかのメンバの軌跡がグループから離脱することがあり得る。例えば、図４に示すように、グループＧｉが追跡エリアＴＡｉから追跡エリアＴＡｊへと移動し、メンバーデバイスたるデバイスｍｋ（ｍｋ∈Ｇｉ）が追跡エリアＴＡｋ（ｋ≠ｊ）へ移動した場合を考える。
あるグループが新しい追跡エリアＴＡへと移動すると、いくつかのメンバの軌跡がグループから離脱することがあり得る。例えば、図４に示すように、グループＧｉが追跡エリアＴＡｉから追跡エリアＴＡｊへと移動し、メンバーデバイスたるデバイスｍｋ（ｍｋ∈Ｇｉ）が追跡エリアＴＡｋ（ｋ≠ｊ）へ移動した場合を考える。
【0042】
デバイスｍｋはメンバーデバイスであるから、登録手順を実行することはなく、グループリーダＧＬから追跡エリアの更新受付メッセージを待つ立場にある。そのため、もしデバイスｍｋが、所定の時間間隔Ｔｕｐｄａｔｅ経過後に更新受付メッセージをグループリーダＧＬから受け取らなかった場合、デバイスｍｋは自分がグループから離脱したことを知ることになる。その場合、デバイスｍｋは、自らをグループリーダＧＬとして自己のρｋ（Ｋ）およびＩＤをブロードキャストすることで新しいグループ化手順を実行する。
【0043】
同様に、グループから離脱したデバイスやグループに属していないデバイスは、前述の手順によりグループリーダＧＬとなるか、グループリーダＧＬからのグループ登録メッセージに応答することで、グループに属することができる。グループ化後、新たなグループリーダＧＬとなったデバイスｍｋは、登録メッセージをコアネットワークＣＮへ送信する。
【0044】
新しいグループ化手順を実行したグループリーダＧＬたるデバイスｍｋは、修正された追跡エリア更新メッセージをコアネットワークＣＮに送信する。その結果、コアネットワークＣＮは、デバイスｍｋについて、旧グループＧｉのグループリーダから受け取った位置情報と、現行グループＧｋのグループリーダから受け取った位置情報の異なる二つの位置情報を持つことになる。コアネットワークＣＮは、修正された登録メッセージの情報（新しく受け取った情報）を優先することで、混乱や誤報を避けるように動作する。以上の流れにより、離脱したデバイスの位置情報はコアネットワークＣＮにおいて更新される。
【0045】
グループリーダＧＬがグループから離脱する場合も同様である。例えば、図５に示すように、グループＧｉが追跡エリアＴＡｉから追跡エリアＴＡｊへと移動し、グループリーダＧＬが追跡エリアＴＡｋ（ｋ≠ｊ）へ移動した場合も、同様の手順によりグループを更新することができる。
【0046】
（実施形態の構成）
次に、図６ないし図１１を参照して、実施形態に係る無線装置について説明する。実施形態に係る無線装置は、いわゆるＭ２Ｍ通信を行うＭ２Ｍデバイスであり、複数のデバイスが類似の軌跡をたどって移動する。図６に示すように、例えば複数のデバイスが同じ運搬手段により移動しており、当該デバイスがコアネットワークＣＮに対して登録等の動作を行う。
次に、図６ないし図１１を参照して、実施形態に係る無線装置について説明する。実施形態に係る無線装置は、いわゆるＭ２Ｍ通信を行うＭ２Ｍデバイスであり、複数のデバイスが類似の軌跡をたどって移動する。図６に示すように、例えば複数のデバイスが同じ運搬手段により移動しており、当該デバイスがコアネットワークＣＮに対して登録等の動作を行う。
【0047】
図７は、実施形態の無線装置の構成を示している。図７に示すように、実施形態の無線装置１ａないし１ｅは、少なくとも一部が共通の構成を有しており、基地局ｅＮＢや他の無線装置と通信を行う。以下の説明においては、代表して無線装置１ａの構成を説明し、無線装置１ｂないし１ｅの共通する構成について図示および説明を省略する。図７に示すように、実施形態の無線装置１ａは、無線インタフェース（無線Ｉ／Ｆ）１０ａ、端末通信部１１ａ、グループ管理部１２ａ、測位部１３ａ、グループ判定部１４ａおよび記憶部１５ａを有している。
【0048】
無線インタフェース１０ａは、無線装置１ａが送信するデータをアンテナＡＮＴに送る送信信号に変換し、アンテナＡＮＴが受けた受信信号を受信データに変換する。無線インタフェース１０ａは、無線装置１ａが基地局ｅＮＢを通じて音声やデータなどを送受信する第１の規格と、近接する他の無線装置１ｂないし１ｅとグループ化メッセージなどを送受信する第２の規格とに対応している。
【0049】
端末通信部１１ａは、第１の規格に対応する演算ブロックである。端末通信部１１ａは、送信データを生成するとともに受信データを復号する。端末通信部１１ａが準拠する第１の規格は、例えばセルラネットワークＮＷに用いられる規格であり、ＬＴＥや５Ｇ規格などが例示される。端末通信部１１ａは、主として基地局ｅＮＢと通信する送受信データを処理する。
【0050】
グループ管理部１２ａは、無線装置１ａが属するグループを管理する演算ブロックである。グループ管理部１２ａは、自らがグループリーダＧＬとなる場合のグループ管理手順を実行する。グループ管理部１２ａにより他の無線装置と通信する場合、無線インタフェース１０ａは、第２の規格を用いることができる。
【0051】
測位部１３ａは、無線装置１ａの位置情報を取得する演算ブロックである。測位部１３ａは、ＧＰＳなどの手段により自ら位置情報を取得してもよいが、無線インタフェース１０ａが通信する基地局ｅＮＢが属する追跡エリアＴＡを位置情報として管理してもよい。測位部１３ａは、過去の自己の位置情報に基づいて、自己が移動した軌跡に関する軌跡情報を演算し、記憶部１５ａに保存する。
【0052】
グループ判定部１４ａは、他の無線装置１ｂないし１ｅがグループリーダＧＬとして送信したグループ化メッセージを受信した場合、当該グループ化メッセージに係るグループに所属するか否かを判定し決定する演算ブロックである。グループ判定部１４ａは、測位部１３ａが生成した自己の軌跡情報と、受信したグループ化メッセージに含まれる軌跡情報とを比較演算してグループへの所属の適否を判定する。グループ判定部１４ａにより他の無線装置と通信する場合、無線インタフェース１４ａは、第２の規格を用いることができる。
【0053】
記憶部１５ａは、不揮発性のメモリである。記憶部１５ａは、グループ管理部１２ａが管理する所属グループに関する情報や、測位部１３ａが管理する位置情報・軌跡情報などを記憶する。
【0054】
次に、図７ないし１０を参照して、実施形態の無線装置の動作を説明する。ここでは、無線装置１ａがグループ化手順を実行し、無線装置１ｂが無線装置１ａのグループに所属するか否かを判定するものとして説明する。
【0055】
測位部１３ａは、無線インタフェース１０ａを介して無線装置１ａが属する基地局セルおよび追跡エリアＴＡに関する情報を取得する。測位部１３ａは、取得した追跡エリアＴＡの情報と時刻情報とを対応付けて軌跡ρｘ（ｋ）を生成し、記憶部１５ａに記憶させる（Ｓ１００）。ここで記憶部１５ａに蓄積された軌跡ρｘ（ｋ）は、無線装置１ａの移動に関する軌跡情報を構成する。
【0056】
グループ管理部１２ａは、無線装置１ａがグループに属しているかを管理している。無線装置１ａがグループに属していない状態で所定の時間が経過した場合、あるいは、無線装置１ａが所属していたグループからグループの解除がなされた場合、グループ管理部１２ａは、記憶部１５ａに記憶された自己の移動に関する軌跡情報を読み出し、軌跡情報と自己のＩＤを含む送信信号を生成する。無線インタフェース１０ａは、生成された送信信号を第２の規格に基づいて送信する（Ｓ１１０）。図１０に示すように、無線装置１ａが送信した送信信号は、他の無線装置１ｂないし１ｅにより受信される。
【0057】
グループ管理部１２ａは、所定の時間ＴＷが経過するまで他の無線装置１ｂないし１ｅからの応答を待機する。応答がない場合、無線インタフェース１０ａは、自己のＩＤと軌跡情報を含む送信信号の送信を繰り返す（Ｓ１２０でＮｏ）。
【0058】
所定の時間ＴＷが経過するまでに他の無線装置からのグループ登録メッセージとして応答信号ｄＩＤを受信すると（Ｓ１２０でＹｅｓ）、グループ管理部１２ａは、受信した応答信号ｄＩＤに基づいて、応答信号を発した他の無線装置のＩＤのリスト（グループリスト）を生成して記憶部１５ａに記憶させる（Ｓ１３０）。図１０に示す例では、無線装置１ｂないし１ｄから応答信号ｄＩＤが送信されているが、無線装置１ｅからは応答信号が発せられていない。これは、無線装置１ａの軌跡情報と無線装置１ｅの軌跡情報とが相関が低いため、無線装置１ｅがグループに属さない判定をしたことを意味している。
【0059】
グループリストが生成されると、無線インタフェース１０ａは、応答信号を発した他の無線装置に対してグループ受領通知（ＡＣＫ）を送信する（Ｓ１４０）。このグループ受領通知は、グループメンバとしてグループに参加したことを示すものである。図１０に示す例では、無線装置１ａは、応答信号ｄＩＤを送信した無線装置１ｂないし１ｄに対してグループ受領通知を送信している。
【0060】
この段階で、無線装置１ａは、自己および他の無線装置１ｂないし１ｄをメンバとするグループのグループリーダＧＬとなったことになる。グループ管理部１２ａは、グループメンバである自己および他の無線装置１ｂないし１ｄのＩＤのリストを含む追跡エリア更新メッセージを基地局ｅＮＢに送信する（Ｓ１５０）。基地局ｅＮＢは、受け取ったグループ更新情報をコアネットワークＣＮに転送する。コアネットワークＣＮは、ネットワークのバックボーンであって追跡ネットワークＴＡ配下に属する無線装置を管理するデータベースを包含するから、受け付けたグループ更新情報を用いてデータベース上の追跡エリアＴＡ情報を更新する。追跡エリアの更新が完了すると、コアネットワークＣＮは更新受付情報を基地局ｅＮＢに送り、基地局ｅＮＢは更新受付情報を無線装置１ａに転送する。
【0061】
更新受付情報を受信すると、無線インタフェース１０ａは、更新受付情報をグループメンバである他の無線装置１ｂないし１ｄに転送する（Ｓ１６０）。更新受付情報を受信すると、他の無線装置１ｂないし１ｄは、自己がグループメンバとして登録されたことを知ることになる。
【0062】
このように、この実施形態では、グループリーダＧＬとなる無線装置が自己の軌跡情報を他の無線装置に対して送信し、その軌跡情報に基づいてグループ化が適切と判定した無線装置が返す応答信号に基づいて、グループ化が行われる。従って、グループ化された無線装置は、同様の軌跡に沿った移動を行うことが強く推定されるから、コアネットワークＣＮによる移動管理が適切に行われる。また、グループリーダＧＬが自己の軌跡情報を発することをトリガーとしてグループ化手順が開始するので、コアネットワークＣＮ等が関与することなく自律的にグループ化を進めることができる。また、グループ化後にグループリーダＧＬとなった無線装置により追跡エリア更新メッセージが送信されるので、位置情報の更新等による通信の集中を抑えることができる。
【0063】
続いて、グループ化手順におけるグループメンバたる無線装置１ｂないし１ｅを代表して無線装置１ｂの動作を説明する。
【0064】
測位部１３ｂは、無線インタフェース１０ｂを介して無線装置１ｂが属する基地局セルおよび追跡エリアＴＡに関する情報を取得する。測位部１３ｂは、取得した追跡エリアＴＡの情報と時刻情報とを対応付けて軌跡ρｙ（ｋ）を生成し、記憶部１５ｂに記憶させる（Ｓ２００）。ここで記憶部１５ｂに蓄積された軌跡ρｙ（ｋ）は、無線装置１ｂの移動に関する軌跡情報を構成する。
【0065】
無線インタフェース１０ｂが無線インタフェース１０ａから軌跡情報（軌跡ρｘ（ｋ））を含むグループ化メッセージを受信すると（Ｓ２１０のＹｅｓ）、グループ判定部１４ｂは、取得した軌跡情報（軌跡ρｘ（ｋ））と、記憶部１５ｂに記憶した自己の軌跡情報（軌跡ρｙ（ｋ））に基づいて、グループ化メッセージを送信した無線装置１ａと自己との相関Ｃｘ，ｙ（ｋ）を算出する（Ｓ２２０）。
【0066】
算出した相関Ｃｘ，ｙ（ｋ）が「０」である場合（Ｓ２３０でＮｏ）、グループ判定部１４ｂは応答信号を生成せず、無線インタフェース１０ｂは何も送信せず処理を終了する。これは、無線装置１ａとの間の相関性が低く、同一のグループに属することが適切ではないからである。図１０に示す例では、無線装置１ｅが相当し、応答信号ｄＩＤを送信せず処理を終了している。
【0067】
算出した相関Ｃｘ，ｙ（ｋ）が「１」である場合（Ｓ２３０でＹｅｓ）、グループ判定部１４ｂは、応答信号ｄＩＤを生成し、無線インタフェース１０ｂは応答信号ｄＩＤを無線装置１ａに対して送信する（Ｓ２４０）。これは、無線装置１ｂが無線装置１ａとの間の相関性が高く、同一のグループに属することが適切であることを意味する。図１０に示す例では、無線装置１０ｂないし１０ｄが応答信号ｄＩＤを無線装置１ａに送信している。
【0068】
応答信号ｄＩＤを送信すると、無線インタフェース１０ｂはグループ受領通知の受信を待機する（Ｓ２５０）。一定時間Ｔｗの間にグループ受領通知が受信できない場合、無線インタフェース１０ｂは応答信号ｄＩＤを再送信する（Ｓ２５０でＮｏ）。
【0069】
グループ受領通知を受信すると（Ｓ２５０でＹｅｓ）、グループ判定部１４ｂは、無線装置１ａのＩＤをグループリーダＧＬとして記憶部１５ｂに記憶する（Ｓ２６０）。これにより、無線装置１ｂは、無線装置１ａをグループリーダＧＬとするグループに所属したことを知ることができる。
【0070】
その後、無線インタフェース１０ｂは、追跡エリア更新受付情報を受信する（Ｓ２７０）。これにより、グループ判定部１４ｂは、無線装置１ｂが無線装置１ａをグループリーダＧＬとするグループに属することがコアネットワークＣＮに記録されたことを知ることができる。
【0071】
かかる一連の動作により、無線装置１ａをグループリーダＧＬとし、無線装置１ａないし１ｄをグループメンバとするグループが形成されるとともに、グループ化された情報がコアネットワークＣＮに記録される。これにより、コアネットワークＣＮは無線装置１ａないし１ｄの位置を追跡することができ、無線装置１ａないし１ｄはコアネットワークからの呼出を受けることが可能になる。
【0072】
（相関の判定）
図１１を参照して、実施形態におけるＭ２Ｍデバイスの相関の判定について説明する。二つのデバイスが時間的・位置的に同じような移動経路（軌跡）を取った場合、二つのデバイスは相関するものと規定する。例えば、グループリーダＧＬ候補のデバイスｍｘと相関を判定するデバイスｍｙの軌跡をそれぞれＪｘ、Ｊｙとすると、以下のようにあらわすことができる。
ここで、ＴＡは追跡エリアＴＡのＩＤ、ｔは対応する追跡エリアに入った時刻である。
図１１を参照して、実施形態におけるＭ２Ｍデバイスの相関の判定について説明する。二つのデバイスが時間的・位置的に同じような移動経路（軌跡）を取った場合、二つのデバイスは相関するものと規定する。例えば、グループリーダＧＬ候補のデバイスｍｘと相関を判定するデバイスｍｙの軌跡をそれぞれＪｘ、Ｊｙとすると、以下のようにあらわすことができる。
【数8】
【数9】
【0073】
軌跡ρ（ｋ）は、デバイスが訪れたｋ個の追跡エリアＴＡの集合で表される。
【数10】
【0074】
時刻ｔｉにＴＡｉに入ったデバイスｍｘをρｉ
ｘと表すと、二つのユーザの相関は、以下の通り見積もることができる。
ここで、
Ｚは１または０を取る二値関数なので、Ｃの結果は１か０の二値となる。もし時刻ｔｉにおけるデバイスｍｘの追跡エリアとデバイスｍｙの追跡エリアとが同一であり、かつ当該追跡エリアＴＡに入った両者の時刻の差が所定の値を下回る場合、Ｃ＝１（相関あり）となる。この条件を満たさない場合はＣ＝０（相関なし）となる。ｋ＝３でＣ＝１であれば、デバイスｍｘとデバイスｍｙの移動は最後の３つの追跡エリアＴＡについて時間的・位置的に同等ということができる。
【数11】
【数12】
【0075】
Ｍ２Ｍデバイスｍｘは、そのρｘ（ｋ）を近隣デバイスにブロードキャストする。この時、デバイスｍｘは自らグループリーダになることを宣言する。近隣デバイスｍｙは、デバイスｍｘがブロードキャスト送信したρｘ（ｋ）を受信する。
【0076】
デバイスｍｙは、デバイスｍｘとの相関を演算する。もしＣ＝１であれば、デバイスｍｙは、デバイスｍｘと移動体の相関があると判定する。デバイスｍｙは応答信号ＩＤをデバイスｍｘに送信しグループに参加する。
【0077】
グループが新しい追跡エリアＴＡに入った時、グループリーダＧＬたるデバイスのみが登録を実行する（ＴＡＵ手順）。グループリーダＧＬたるデバイスがコアネットワークＣＮに送信する追跡エリア更新メッセージにはメンバーデバイスのＩＤが含まれている。グループ化は、所定のタイミングＴｕｐｄａｔｅ毎に行われる。その際、メンバを構成していたどのデバイスがグループ化手順を開始してもよい。グループ化手順が再実行されたら、その時のグループリーダＧＬが更新登録情報をコアネットワークＣＮに送信する。
【0078】
コアネットワークＣＮは、グループを構成するデバイス個々の位置情報を追跡エリアＴＡの単位で記録する。コアネットワークＣＮは、特定のデバイスに対して呼出やデータが届くと、対応する追跡エリアＴＡを介して当該デバイスへ転送する。
【0079】
（実施形態の評価）
実施形態について二つの手法で評価を行った。一つ目は、信号減少率（Signaling Reduction Ratio: ＳＳＲ）で、以下の数式によりあらわされる。
ここで、Ｒｎは、グループ化されていないデバイスにより登録された登録メッセージ総数、Ｒｇは、グループ化したデバイスにより登録された登録メッセージ総数である。大きいＳＳＲは、高い登録メッセージ負担を低減することを示す。
実施形態について二つの手法で評価を行った。一つ目は、信号減少率（Signaling Reduction Ratio: ＳＳＲ）で、以下の数式によりあらわされる。
【数13】
【0080】
二つ目は、呼出失敗率（Page Miss Ratio; ＰＭＲ）で、以下の数式によりあらわされる。
ここで、Ｐｔｏｔａｌは、コアネットワークＣＮによりなされた呼出総数、Ｐｍｉｓｓは、呼出総数のうち呼び出しに失敗した数である。大きいＰＭＲは、呼出手順における高いリスクの存在を示している。
【数14】
【0081】
二つの移動モデルについてシミュレーションを行った。一つ目の移動モデルは、ランダムウォークモデルである。ランダムウォークモデルは、デバイスは独立して隣接する追跡エリアＴＡへランダムに移動するものであり、デバイス個々の移動に相関がないものである。二つ目の移動モデルは、計画的な運搬モデルである。運搬モデルは、複数のデバイスが車両やコンテナなどの移動体に積み込まれた状態のものである。移動体は、個々に移動する追跡エリアＴＡや滞在時間を決定できる替りに移動は道路上などあらかじめ決められた軌跡上を移動するものである。同じ移動体に積み込まれたデバイスの移動は強い相関性が存在する。
【0082】
（Ｋの効果）
図１２は、指数Ｋが与える影響を表したものである。指標Ｋは、グループ化の基準である。ある二つのデバイスがグループ化するにあたって、過去の追跡エリアＴＡの変更（変化）が共通している数が指標Ｋである。指標Ｋが大きいということは、相関性がより高いデバイス同士がグループ化していることを表している。また、指標Ｋが大きければ離脱が少ないことでもあり、ＰＭＲ値も小さくなる。ランダムウォークモデルでは、指標Ｋが大きい場合ＳＲＲも小さく、ＳＲＲはグループ化するメリットはあまりない。
図１２は、指数Ｋが与える影響を表したものである。指標Ｋは、グループ化の基準である。ある二つのデバイスがグループ化するにあたって、過去の追跡エリアＴＡの変更（変化）が共通している数が指標Ｋである。指標Ｋが大きいということは、相関性がより高いデバイス同士がグループ化していることを表している。また、指標Ｋが大きければ離脱が少ないことでもあり、ＰＭＲ値も小さくなる。ランダムウォークモデルでは、指標Ｋが大きい場合ＳＲＲも小さく、ＳＲＲはグループ化するメリットはあまりない。
【0083】
（Ｔｕｐｄａｔｅの効果）
図１３は、グループ化の更新タイミングが与える影響を表したものである。運搬モデルでは、更新タイミングごとにすべてのデバイスがグループを更新している。図１３に示すように、実施形態では、ランダムウォークモデルにおいても運搬モデルにおいてもＰＭＲが小さい値となっており、定期的にグループ化を更新する仕組みが有効に働いていることがわかる。
図１３は、グループ化の更新タイミングが与える影響を表したものである。運搬モデルでは、更新タイミングごとにすべてのデバイスがグループを更新している。図１３に示すように、実施形態では、ランダムウォークモデルにおいても運搬モデルにおいてもＰＭＲが小さい値となっており、定期的にグループ化を更新する仕組みが有効に働いていることがわかる。
【0084】
（平均滞在時間の効果）
図１４は、ある追跡エリアＴＡにおける滞在時間を平均化した平均滞在時間が与える影響を表したものである。平均滞在時間が短い場合、デバイスは頻繁に追跡エリアＴＡを変更していることになる。図１４に示すように、実施形態では、追跡エリアＴＡにおける滞在時間の長短にかかわらず、ＰＭＲが小さい値となっている。
図１４は、ある追跡エリアＴＡにおける滞在時間を平均化した平均滞在時間が与える影響を表したものである。平均滞在時間が短い場合、デバイスは頻繁に追跡エリアＴＡを変更していることになる。図１４に示すように、実施形態では、追跡エリアＴＡにおける滞在時間の長短にかかわらず、ＰＭＲが小さい値となっている。
【0085】
（呼出メッセージの到着レートの効果）
図１５は、コアネットワークＣＮからの呼出の到着率が与える影響を表したものである。図１５に示すように、呼出メッセージ到着レートは、グループ化の登録とは関係がない。実施形態では、呼出メッセージ到着レートに関わらずＰＭＲが小さい値となっているが、これは離脱検出機能が有効に働いていることによるものである。
図１５は、コアネットワークＣＮからの呼出の到着率が与える影響を表したものである。図１５に示すように、呼出メッセージ到着レートは、グループ化の登録とは関係がない。実施形態では、呼出メッセージ到着レートに関わらずＰＭＲが小さい値となっているが、これは離脱検出機能が有効に働いていることによるものである。
【0086】
（受容できるＰＭＲにおけるＳＳＲの最大効果）
図１６に示すように、指標Ｋと交信タイミングＴｕｐｄａｔｅを適切に設定することで、登録メッセージ数を大幅に減らすことができる。
図１６に示すように、指標Ｋと交信タイミングＴｕｐｄａｔｅを適切に設定することで、登録メッセージ数を大幅に減らすことができる。
【0087】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は，例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0088】
１ａ～１ｅ…無線装置（デバイス）、
１０ａ～１０ｂ…無線インタフェース、
１１ａ～１１ｂ…端末通信部、
１２ａ～１２ｂ…グループ管理部、
１３ａ～１３ｂ…測位部、
１４ａ～１４ｂ…グループ判定部、
１５ａ～１５ｂ…記憶部、
ｅＮＢ…基地局、
ＣＮ…コアネットワーク、
ＴＡ…追跡エリア。
１０ａ～１０ｂ…無線インタフェース、
１１ａ～１１ｂ…端末通信部、
１２ａ～１２ｂ…グループ管理部、
１３ａ～１３ｂ…測位部、
１４ａ～１４ｂ…グループ判定部、
１５ａ～１５ｂ…記憶部、
ｅＮＢ…基地局、
ＣＮ…コアネットワーク、
ＴＡ…追跡エリア。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】