JP2002530956A - 通信システムにおける無線状態の測定及び予測を行う方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 移動体電気通信システムにおいては、伝送品質が広範囲の無線状態に依存する。本方法では、通信における移動局の無線環境の有用な推定を導き出すことに係る問題を解決し、考慮される移動局について目前の無線状態がどのように変化するかを予測する。移動局からその収容基地局へは測定報告（２１０）が送られる。測定報告において測定されている品質は、平滑化フィルタ（２２０）によりエリアに渡ってフィルタリングされると共に、その後に更新フィルタ（２３０）を通じて処理され、結果として時間変化するマップ（２４０）が得られる。いくつかのマップが分類される（２６０）。分類されたデータがグループ化（２７０）されて最終的なマップが得られ、その最終的なマップがデータベース（２８０）に記憶される。この最終的なマップは、無線通信網アルゴリズムの性能を高めるのに利用してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、移動局（mobile station）を用いる無線通信のための方法及び装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】

移動体電気通信システムにおいて、伝送品質（transmission quality）は、広
範囲の無線状態（radio conditions）に依存している。無線状態は、基地局（ba
se station）からの距離、大気の状態（atmospheric conditions）、考慮される
移動局周辺の地形（topography around the considered mobile station）等に
よって変動する。考慮される移動局にとって無線状態は目まぐるしく変動するた
め、時には接続が失われるほどにまで伝送品質が低下することもある。他方では
、無線状態が良好である場合、伝送品質が不必要なコストを生じさせる過大なも
の（oversized）となることもある。しかし、考慮される移動局に対して無線状
態が目前（near future）においてどのように変化するかを予測（predict）する
ために、通信において移動局の無線環境（radio environment）の有用な推定（e
stimation）を導き出すことに係る問題は、未解決のままとなっている。

【０００３】 通信において移動局のある場所（location）についての情報が全くないときは
、考慮される移動局に対して無線状態が目前においてどのように変化するかを予
測することは極めて困難である。無線通信システムのための無線通信網アルゴリ
ズム（radio network algorithms）は、無線状態の変化に追従し、かつ、その変
化に対して反作用（react）することを試み、移動局への伝送時における電気的
特性とその他の特性（electric and other characteristics）を好適に適応させ
るように構成されているのが通例である。しかし、移動局の無線環境は、非常に
速く変化していくのが一般的である。例えば、移動局の位置（position）におけ
る少しの変化は、急速なフェージング（rapid fading）により受信信号強度（re
ceived signal strength）における多くの変化を生じさせることもある。このた
め、変化する無線状態に対して十分に正確かつ迅速に追従していくことも一般に
は極めて困難である。基地局からの送信（伝送）を改善するためには、移動局の
地理的位置（geographic position）に係るデータを利用することができる。例
えば、ＧＢ−２２７１４８６に開示されている通信システムでは、基地局がいく
つかの移動通信装置（mobile communication devices）と通信を行い、かつ、そ
の基地局は、中央制御局（central controller）と接続され、制御局へのメッセ
ージを中継（relay）すると共に制御局からの制御情報を受信しかつ中継するも
のとなっている。いくつかの移動局は、ＧＰＳ（Global position system）受信
機を具備し、それぞれの移動通信装置を地理的位置（ｘ，ｙ，ｚ）と関連付ける
ＧＰＳからの情報を受信するようになっている。送受信機（transceiver）は、
基地局へメッセージを送信すると共に、基地局から制御情報を受信する。送信さ
れるメッセージは地理的位置（ｘ，ｙ，ｚ）に関する情報を含み、制御局は、基
地局の制御（管理）を通じて、移動通信装置により送信された地理的位置の情報
に応じた通信システムの制御を司る（administers）。特許出願ＧＢ−２２７１
４８６においては、カバレジ・エリア（coverage area）をオーバーラップする
エリアとオーバーラップしないエリア（overlapping and non-overlapping area
s）に分割すると共に、移動体（the mobile）の位置に応じて定まる別々のチャ
ネルを割り当てる方法が開示されている。そのエリアの区画（partitioning）は
、位置の情報についての何等のフィルタリングをも用いずに信号強度によって決
定される。不完全な点（the deficiency）として、前記データがそれぞれの測定
点（measurement point）について登録される（registered）ので、前記データ
の品質が不十分であるという点がある。

【０００４】 ＷＯ−９８０１７６８においては、複数基地局のうちの少なくとも一つからの
移動局の距離を指示するために、前記複数基地局と前記移動局との間でタイミン
グ測定（timing measurements）を行う機構（facility）が開示されている。そ
れらのシステムにおける距離の指示は、移動局の位置のあいまいな指示（ambigu
ous indication）を生成するように処理されることが多く、ＷＯ−９８１０７６
８では、信号の平均化（signal averaging）、信号等高線マップ（signal conto
ur map）の形成、ドップラー測定（Doppler measurements）の実行、トラヒック
・フロー情報（traffic flow information）の取得、及び履歴位置データ（hist
orical position data）の処理等のようないくつかの手法を用いて、位置のあい
まいさ（position ambiguities）を解消することに対処している。第２の側面と
して、あいまいさを解消する手法の２つ又はそれ以上の組合せをマルチ−センサ
・フュージョン（multi-sensor fusion）、確率的アプローチ（probabilistic a
pproaches）、最近隣（nearest neighbour）及びカルマン・フィルタ（Kalman f
ilter）の手法によって実現可能にしており、それらの手法は、経過時間を通じ
て多数の情報源を統合（the integration of multiple sources of information
over time）することを可能にするものとなっている。タイミング測定のシーケ
ンスを統合しかつ評価するための好ましい手法では、カルマン・フィルタを確率
的手法と組み合わせて用い、測定された事象（measured events）のそれぞれに
重み付けを行う。それらのシーケンスの最も確実と思われるものが移動局の真の
位置（the true position）を指示するものとして選ばれる。前記手法に派生し
て得られるもの（spin-off（スピン−オフ））として、信号強度の等高線マップ
を自動的に得る能力（ability）がある。それらのマップは、セルラー・ネット
ワーク（cellular network（移動電話通信網））のハンド−オフ性能（hand-off
performance）を向上させるのに利用することができると共に、ネットワークの
計画と設計（network planning and design）に供するものとして利用すること
ができる。それら信号強度のマップは絶えず更新され、このことからマルチパス
及び信号の閉鎖（multipath and signal occlusion）を変化させることによって
それらを樹木の葉等の季節的な変化（seasonal changes）に対して補償されたも
のにすることが可能であり、かつ、これが移動体通信網の構成におけるあらゆる
変化に対しての自動適応化（automatic adaptation）を可能にする。単一の信号
強度の測定（a single signal strength measurement）は、様々なフェージング
の影響を受けやすいものとなる場合があり、かつ、単一の信号強度を用いる方法
は、移動局の場所をより良く示す信号強度の測度（measure）を得るために、様
々な信号平均化手法を利用し得るものである。信号強度の等高線マップを生成す
ることとしてもよく、そのマップをあいまいさの解消にも利用することとしても
よい。ＷＯ−９８０１７６８に述べられている方法を実行するシステムでは、多
くのソース（many sources）からの情報を継続的に統合し、その情報を最新のも
のに維持すると共に時刻、日々及び季節の変化（the time-of-day, day to day
and seasonal variations）に対する補償を行うこととしてもよい。ＷＯ−９８
０１７６８に述べられている解決策での不完全な点は、それが移動局の正確な場
所を見付けることに取り組んでいるだけであるという点である。

【０００５】 ＷＯ−９４２７３９８においては、ＧＰＳ、ＬＯＲＡＮ（LOcation Radio Bas
ed Navigation）、三角法（triangulation）ないし他の位置決定システム（othe
r position determining systems）を利用して移動局の場所を判断する方法が開
示されている。それぞれのセルの地理的な場所、形状及びサイズについての情報
は、参照用テーブル（look-up table）に記憶（蓄積）される。移動局の位置は
絶えず更新され、かつ、ハンド−オフ等のような呼管理の決定（call managemen
t decisions）は移動局の場所に基づいて行うことができる。ＭＴＳＯ（Mobile
Telecommunication Switching Office（移動体電気通信交換局））は、そのデー
タ記憶機構内に参照用テーブルを有し、その参照用テーブルは、各移動局からの
位置のデータを各セル・サイトのカバレジ・エリア（the cell site coverage a
reas）に係るデータと比較するために利用される。このテーブル内での情報検索
に基づき、ＭＴＳＯは、呼に対して最も適切であるセル・サイトを選択すること
ができる。出願ＷＯ−９４２７３９８に開示されたものの不完全な点は、データ
ベース内のデータが定期的（regularly）に更新されていない点である。

【０００６】 ＪＰ−０６３５０５１６においては、ＧＰＳを利用して移動局の位置を判断す
る方法が開示されている。測定対象の移動局から受信機が電磁波を受信する。そ
れらの電磁波の振幅を統計処理装置（statistical processor）が処理する。制
御装置は、ナビゲーション・システム制御装置（navigation system controller
）の位置情報に基づき、統計的に処理されたデータを記憶（蓄積）する。ＪＰ−
０６３５０５１６による方法は、ハンド−オフにおいて基地局を判断するのに利
用される。それらのデータは統計的に処理されるのみであり、かつ、その場合に
時間は考慮されておらず、このような処理では、移動局周辺のエリアにおける無
線状態の正確な表現（accurate description）を与えるに十分なものとはいえな
い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】

引用した文献のＧＢ−２２７１４８６、ＧＢ−２３１３７４２、ＷＯ−９８０
１７６８、ＷＯ−９４２７３９８、ＪＰ−０６３５０５１６において開示されて
いる方法は、移動局の位置を取り扱うものである。これらの引用した文献では、
いずれにおいても、無線電気通信システムにおける移動局に関して到来するデー
タ（incoming data）を、考慮される移動局周辺の無線状態に関係する有用な情
報を抽出することができるような形態で処理することには取り組んでいない。

【０００８】 その不完全な点は、エリアと時間を考慮した係数（coefficients considering
area and time）を用いて情報をフィルタリングしていない点であり、そしてこ
れによってその情報が、通信網の性能を向上させ得るアルゴリズムにおいて利用
できないものとなっている。“フィルタ”（“filter”）という文言は、ここで
は、それ（“フィルタ”）によって移動局に関係するデータ、その位置、信号品
質（signal quality）及びその他の情報がエリア及び時間に渡って処理される、
数学的なプロセス（mathematical process）と定義する。“フィルタリング”（
“filtering”）という文言は、ここでは、それ（“フィルタリング”）によっ
て到来するデータが処理される、前記フィルタの使用と定義する。“平滑化フィ
ルタ”（“smoothing filter”）という文言は、ここでは、無線状態に関係する
データを平滑化するフィルタ、すなわち、データの平方偏差（variance）を減ら
すフィルタと定義する。“活動状態の組”（“active set”）という文言は、こ
こでは、考慮される移動局と通信を行う複数基地局の組と定義する。

【０００９】 上述したことから本発明の目的の一つは、移動局の場所に関係する情報をフィ
ルタによって処理して信号品質対場所（signal quality versus location）のマ
ップを生成することである。このマップは、それぞれの領域（zone）における無
線状態をより正確に予測するのに利用してもよく、かつ、それ故に無線通信網ア
ルゴリズムの性能を変化させることにも利用してもよい。

【００１０】 本発明のさらなる目的は、例えば、ＣＤＭＡシステムにおける滑らか（soft）
なハンド−オフないし一般におけるマクロ・ダイバーシティ（macro diversity
）のために、基地局が活動状態の組に属しているかどうかを判断することである
。

【００１１】 本発明の他の目的は、処理された前記情報を利用して、予期される何等かの変
化（some expected change）によって移動局に予定されたのよりも早く（例えば
トンネルに入る前に）ハンド−オフを強制的に行わせることである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本発明は、移動局の地理的位置及び無線環境についての情報を用い、その移動
局との通信における伝送を制御することに係る問題の解決を図るものである。そ
れは、例えば、情報を平滑化（smooth）するためのフィルタを用いることにより
、情報を処理することによって行う。その情報は、具体的で局所的な複数の地理
的位置（specific, localised geographic positions）について広く測定され、
一つのエリアについて測定されるものではない。この情報は、確率関数（probab
ility function）に基づいて広い地域（region）に対して有効なものとなるよう
に処理される。その後、ゆっくりと変動する、無線状態の情報に基づく位置が得
られ、これは、既存の無線通信網アルゴリズムの性能を高めることに利用するこ
とができる。

【００１３】 このようにして本発明は、移動局の場所と関連付けられる無線状態の情報を処
理し、例えば、ハンド−オフ、セル選択ないし動的なセル・サイズ生成（creati
ng dynamic cell sizes）のためのアルゴリズム等の、既存の無線通信網アルゴ
リズムを改良するための方法を提供する。この場所対応の情報（location depen
dent information）によれば、通信チャネル及び出力電力の初期選択も改良する
ことができる。

【００１４】 本発明の利点は、前述の処理された情報を用いて、干渉が最少であるチャネル
の選択を可能にする点である。

【００１５】 本発明の他の利点は、前述の処理された情報を用いて、エネルギーの使用を最
適化するための、すなわち、適切な量のエネルギーを使用するための、電力設定
（power setting）の選択を可能にする点である。

【００１６】 本発明のさらなる利点は、前述の処理された情報を用いて、例えば、最良の品
質対電力消費（quality versus power consumption）を与える階層化セル構成（
hierarchical cell structure）中の基地局等のような適切な基地局の選択を可
能にする点である。

【００１７】 本発明は、指定されたエリア内の無線状態を予測することにより、既存の無線
通信網アルゴリズムの性能を高めるという好機をもたらすものである。また、そ
れは、データベースにおけるいくつかの点についてなされた測定の結果をエリア
に渡るフィルタリングが平滑化するものとなっているので、通信網の機能におい
て情報を関連付けた位置を適用する際に位置測定の精度を高くすることの必要性
も軽減している。

【００１８】 また、本発明は、呼切断（dropped calls）や失敗したハンド−オフ（failed
hand-offs）等のような一定の事象が度々起こるエリアについて、サイズを縮小
すると共にそれらのエリアを識別することが実現可能な手段をもたらす。これは
、例えばセルのサイズ及び場所等の、通信システムの粗悪（poor）な計画ないし
構成に対する対策（countermeasures）を始めることを可能とするために利用す
ることができる。

【００１９】 本発明に基づくシステム、方法及び装置は、独立請求項１、２０及び４０並び
にそれらに係る従属請求項の特徴節（characterising clause）において宣言さ
れている特徴により特徴付けられている。

【００２０】 本発明のさらなる適用（applicability）の範囲は、以下に述べる詳細な説明
から明らかとなるであろう。しかし、本発明の精神と範囲の領域内での様々な改
変（changes）や変更（modifications）は、以下の詳細な説明から当業者にとっ
て明らかなものとなり、したがって、以下の詳細な説明と具体的な例は、本発明
の好ましい実施の形態を示すものではあるが、例示として述べるだけのものであ
るということを理解されたい。

【００２１】

【発明の実施の形態】

以下、本発明について、その限定的でない（non-limiting）好ましい実施形態
を参照すると共に添付図面も参照しつつ、例としてのより詳細な説明をする。

【００２２】 図１は、本発明の一実施形態の機能ステップ（functional steps）を例示した
フローチャートを示している。

【００２３】 最初のブロック１０においては、考慮される移動局の位置に関係するデータが
収集される。例えば、三角法ないしＧＰＳにより、登録された位置及び信号品質
での接続断ないしハンド−オフ失敗（lost connection or hand-off failure）
等の事象（events）、信号強度、及び前記事象が生じた時間（時刻）が集められ
る。接続断のケースでは、移動局の位置に関係する情報を接続が失われる時の時
刻に収集することとしてもよい。次のブロック２５において、前記データが移動
局から基地局へ送られ、そのときに基地局は、データを受信している時の信号品
質及び信号強度を測定すると共に、それらの測定した情報を受信データ中で報告
される位置と関連付ける。また、このブロック２５では、接続断等の事象も記録
され、かつ、その情報を、考慮される移動局の報告位置（the reported positio
n）ないし最終既知位置（the last known position）と関連付けることも行われ
る。その後すぐに、ブロック３０において、今回収集されて（now collected）
考慮される移動局と関連付けたデータは、多くの移動局からのデータを処理する
処理装置（processing unit）へ供給される。次に、ブロック４０において、デ
ータが処理装置でフィルタリングされる。その処理装置でのフィルタリングは、
考慮される移動局に関係する今回収集された情報（その移動局の位置を含む情報
）が、論理領域（logical zones）を生成するために、その移動局周辺のマップ
上における所定サイズのエリアに関係するデータであってより早く収集されかつ
処理されたデータ（earlier collected and processed data concerning an are
a of a predetermined size on the map around the mobile station）との関係
によって解析されるように、行われる。前記論理領域は、それぞれの領域内にお
ける無線状態が同様（similar）となるかあるいは少なくとも実質的に一定（sub
stantially constant）と見なせるものとなるように、決定される。次のブロッ
ク５０において、今回収集されたデータは、信号強度についての間隔（interval
）ないしビット・レートについての閾値等のような予め定められた規準（predef
ined criteria）に従って分類されると共に、グループ化されて前記論理領域に
分割されたマップを生成する。ここで、それぞれの論理領域は、セルの一部分で
あり、かつ、多くの場合セルよりも非常に小さいものであることにする。各論理
領域は分類（classification）を有し、各論理領域の分類は当該各論理領域にお
ける無線状態と関連付けられる。ブロック５５では、それらのデータがデータベ
ースに記憶（蓄積）される。このデータベースは、システムに応じて時折更新さ
れる。位置毎に関する測定の回数が増加していくと、それぞれの位置の無線状態
についての認識（knowledge）は増加する。システムが多忙（very busy）かつ最
適化の要求の多い（high demand of optimisation）状態にあるピーク時には、
前記データベースを頻繁に更新することとしてもよい。負荷が少ない夜間には、
予め定められたパラメータを使用することとしてもよい。また、古いマップを後
に使用するために保存しておくこともできる。例えば、１２月等に前年からの冬
季用マップ（the winter map）を再利用することも可能である。ブロック５０の
処理とブロック５５の処理は、逆の順序で行うこととしてもよい。その後、処理
されたデータが新たなデータと共に再び処理されてマップの質が高められる（ブ
ロック４０参照）。ブロック６０では、アルゴリズムがデータベース内の情報を
用いて、移動局の通信網への接続許可（admission）、妥当な基地局の選択、妥
当なチャネルの選択、及び必要な電力の量を制御する。移動局の“対地速度”（
“ground speed”）には限界がある（すなわち、移動局は自動車よりも速く移動
するものとは想定されない）ので、ここで述べる方法は、直後の未来（immediat
e future）における無線状態の予測が実現可能な手段（possibility）を提供す
る。データベース内に備えられた情報は、それぞれの呼のために利用される。

【００２４】 図２は、データのフィルタリング及び記憶（蓄積）をどのようにして実行する
かの例を示している。２１０では、測定報告（measurement report）が移動局か
ら基地局へ送られる。ここで、測定報告は、少なくとも一つの品質測度（qualit
y measure）と位置の情報を含むものとなっている。その品質測度は、ステップ
２２０で平滑化フィルタによりエリア中に渡ってフィルタリングされる。この例
では、等尺性の従属関係（isometric dependency）を有するフィルタを通じた処
理を行うステップ２３０を利用する。このフィルタを通じた処理では、

【数７】 とする。

【００２５】 数７において、Ｑは、推定値（estimated value）である。Ｑ′は、例えば信
号強度等の品質測度の入力値である。ｄは、入力値Ｑ′が測定された点（ｘ′，
ｙ′，ｚ′）と流通座標（the running coordinates）（ｘ，ｙ，ｚ）からの距
離である。ｘ，ｙ，ｚは、エリア内の点の流通座標である。ｘ′，ｙ′，ｚ′は
、入力値Ｑ′が測定された点の座標である。

【００２６】 ｚ方向における分解能（resolution）は、おそらくｘ方向及びｙ方向について
よりも高いものであることが必要となる。このため、フィルタは等尺性である必
要はない。すなわち、フィルタは、すべての方向において等しい従属関係（an e
qual dependency）を有する必要はない。マップ、すなわち、時刻ｔにｎの測定
点で平滑化フィルタから得られる新たな関数Ｑ（ｘ，ｙ，ｚ）は、δ（ｔ）と称
されると共に古い品質マップＭ（ｔ−１）（the old quality map M(t-1)）を更
新するのに利用される。その品質マップＭ（ｔ−１）は、更新フィルタ（the up
dating filter）と接続されたバッファに記憶しておくこととしてもよい。ステ
ップ２３０における更新フィルタは、ＩＩＲフィルタ（Infinite Impulse Respo
nse（無限インパルス応答））やＦＩＲフィルタ（Finite Impulse Response（有
限インパルス応答））とすることができるが、この例では、次式で表される一次
のＩＩＲフィルタとする。

【数８】 ここで、αはフィルタ係数である。

【００２７】 ステップ２４０では、それぞれの品質測度について時間変化するマップが取得
保持され（kept）、そのマップが分類ステップ（classifying step）２６０で用
いられることになる。ステップ２６０において、それらのマップは、ある規準に
従って分類される。例えば、信号強度が−９５ｄＢｍと−１０５ｄＢｍの間であ
る、あるいは、ＢＥＲ（Bit Error Rate（ビット誤り率））が１０^−６より大き
い、などの規準に従ってそれらのマップが分類される。これらの分類の組合せが
一定とみなされる各領域を識別することをデータのグループ化（grouping the d
ata）と称し、ステップ２７０でそのデータのグループ化を実行する。グループ
化ステップ２７０から結果として得られる最終的なマップは、後に使用するため
にステップ２８０でデータベースに記憶（蓄積）される。

【００２８】 図３の下段部分には、そのデータベースの利用法を示してある。ステップ２９
０において、測定報告がシステムに届くと共に、位置情報が抽出される。位置情
報は、データベース内のマップから、考慮される移動局の近傍（vicinity）にお
ける無線状態の情報を抽出するのに利用される。その後、ステップ２９５におい
て、無線状態の情報は、ハンド−オフ、電力設定ないしチャネル選択等の無線通
信網アルゴリズムの性能を高めることに利用される。そして、無線通信網アルゴ
リズムからの出力は、ステップ２９７で無線通信網の制御装置によってシステム
の制御に利用される。

【００２９】 他の実施形態として、ステップ２３０から更新される値をデータベース内にバ
ッファリングすると共に、それぞれのＱの値についていくつかのマップをバッフ
ァリングしておくこととしてもよい。ただし、この実施形態では、無線通信網ア
ルゴリズムで利用する無線状態の情報を抽出するための別のアルゴリズムが必要
となる。

【００３０】 図４は、データベースを利用するための方法の一例を例示したフローチャート
を表したものである。

【００３１】 ブロック３１０において、このデータベースにより取り扱う範囲とされる（co
vered）エリアは、そのエリアにおけるより小さい部分に分割される。それらの
各部分を領域（zones）と称し、各領域は、ある期間（some term(s)）中の無線
状態が同様とみなされるかあるいは少なくとも実質的に一定とみなせるものにす
る。ブロック３２０では、位置報告（position report）に基づき、移動局が位
置している領域が選択される。ブロック３３０では、それらの領域のそれぞれの
範囲内において、無線状態をより正確に予測することができ、かつ、それ故に無
線通信網アルゴリズムの性能を高めることができる。例えば、それらのアルゴリ
ズムは、 − ＣＤＭＡシステム（Code Division Multiple Access（符号分割多元接続）
）における滑らかなハンド−オフないし一般におけるマクロ・ダイバーシティ等
のために、基地局が活動状態の組に属しているかどうかを判断するものとするこ
とができる。 − 予期される何等かの変化により、予定されたのよりも早く（例えばトンネル
に入る前に）移動局にハンド−オフを強制的に行わせるものとすることができる
。 − どの領域に移動局が置かれているかに応じてチャネルを選ぶものとすること
ができる。 − エネルギーの利用を最適化するように電力設定を選ぶものとすることができ
、例えば、電力設定を選んで適切な量のエネルギーを使用するようにすることが
できる。 − 適切な基地局を選ぶものとすることができ、例えば、最良の品質対電力消費
を与える階層化セル構成中の基地局を選ぶことができる。 − 前記処理された情報を利用して動的なセル・サイズ（dynamic cell size）
を与えるものとすることができる。

【００３２】 図５は、基地局ＢＳの制御下（管理下）にあるセルＣ内の移動局Ｍを表した図
である。セルＣは、いくつかの領域ｚ１〜ｚ７に分割されている。これらの領域
ｚ１〜ｚ７においては、一領域内の移動局から基地局ＢＳまで、少なくとも一つ
の無線状態（例えば、上り線上の信号強度ないし下り線上の電力要求（power re
quirement）ないし領域内における所定のチャネルの選択が好ましい。）が同様
とみなされるかあるいは少なくとも実質的に一定とみなせるものとなっている。
例えば、領域ｚ１は、基地局ＢＳの最も近くに位置しているので、最良の信号品
質を与える領域である。そして、基地局ＢＳと領域ｚ３の間には丘陵があり、こ
のために領域ｚ３においては信号品質がかなり悪いと予想される。基地局は、あ
る無線状態（例えば、下り線上での比較的高い電力）を必要とする領域ｚ６を移
動局が離れようとしており、かつ、別の無線状態（例えば、下り線上での比較的
低い電力）を必要とする領域ｚ７へその移動局が入ろうとしていることを観測し
ている。これにより、基地局ＢＳは、下り線上での送信（伝送）を適応させるこ
とができ（さらに例えばエネルギーを節約することができ）、あるいは、より妥
当なチャネルへの同調を行うことができる。

【００３３】 図６は、トンネルの方向に移動している移動局Ｍを表した図である。移動局Ｍ
は、基地局ＢＳ１に制御されている状態にある。ＢＳ１による制御（管理）は、
トンネルには及ばない。基地局ＢＳ２は、トンネル内のエリアを管理する。デー
タベースは、ＢＳ１に対し、移動局Ｍ１がじきにトンネルに入ると共にそれによ
ってＢＳ１との交信（contact）を失うことを通知する。ＢＳ１は、予めＢＳ２
へのハンド−オフを実行する。これにより、移動局Ｍ１は、通信を継続して行う
ことができる。

【００３４】 上に本発明を説明したが、同様のものを様々な形態に変形し得ることは明白で
あろう。かかる変形（variations）は、本発明の範囲から逸脱したものとみなす
べきではなく、かつ、当業者にとって自明であるようなすべての変更は、特許請
求の範囲が規定する範囲内に含まれるものと解釈される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に基づくシステムの動作ステップ（operational steps）
を例示したフローチャートである。

【図２】 移動局と通信を行うためのシステムの構成要素及び処理ステップ
（processing steps）を例示した図である。

【図３】 移動局と通信を行うためのシステムの構成要素及び処理ステップ
を例示した図である。

【図４】 本発明に基づくデータベースの取扱い（handling a database）
で用いるステップのフローチャートである。

【図５】 本発明の他の実施形態を示す図である。

【図６】 本発明のさらに他の実施形態を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ， ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，Ｔ Ｊ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ヨハンソン， クリスター スウェーデン国 エス−171 66 ソルナ， フラムネスバッケン 18 (72)発明者 ハルヴァルソン， マッツ スウェーデン国 エス−976 33 リュレ オ， スネヴェーゲン 161 (72)発明者 カリン， ハラルド スウェーデン国 エス−192 53 ソレン ツナ， クルソルンスヴェーゲン 40 Ｆターム(参考） 5K022 EE02 EE11 EE21 5K067 AA02 AA23 CC24 EE02 EE10 GG01 HH21 HH23 JJ36 JJ39

Claims (58)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一つの移動局と、データベースと、前記データベ
   ースに接続される送信手段を有する少なくとも一つの基地局とを具備し、無線状
   態の組が測定されかつ前記少なくとも一つの移動局の位置と関連付けられる、無
   線電気通信システムであって、 前記移動局の位置を判断する位置判断手段と、 前記基地局と前記移動局の間の通信における無線状態を測定する測定手段と、 前記位置判断手段及び前記測定手段と接続され、前記無線状態に関係する測定
   されたデータ及び前記移動局の位置における測定されたデータの数学的な処理を
   する処理手段であって、無線状態及び位置の前記データを、前記移動局の判断さ
   れた位置周辺のエリアにおける移動局の位置と関連付けられる無線状態に関して
   より早く処理されかつ記憶されたデータとの関係によって解析する、ことを含む
   数学的な処理をする処理手段と、 前記処理手段と接続され、処理されたデータを前記データベースに記憶する記
   憶手段とを有し、 前記送信手段は、前記移動局の判断された位置に係る無線状態と関連付けられ
   る前記データベース内に記憶されたデータに基づいて、前記移動局への送信を制
   御するように構成されている ことを特徴とする無線電気通信システム。
2. 【請求項２】 請求項１記載のシステムにおいて、 前記基地局は、上り線上の情報を収集すると共に前記情報を前記移動局の位置
   と関連付ける手段を有する ことを特徴とするシステム。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のシステムにおいて、 接続が失われる時に前記データと位置の情報を収集する手段 を有することを特徴とするシステム。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載のシステムにおいて、 前記処理されたデータを用いて無線電気通信網の性能を変えるアルゴリズムを
   実行する手段 を有することを特徴とするシステム。
5. 【請求項５】 請求項４記載のシステムにおいて、 処理の過程で情報を前記エリアに渡って平滑化すると共に、より早く収集され
   かつ処理されたデータで前記情報の重み付けをする手段 を有することを特徴とするシステム。
6. 【請求項６】 前記処理手段がＩＩＲフィルタを有することを特徴とする請
   求項１ないし５のいずれかに記載のシステム。
7. 【請求項７】 請求項１ないし５のいずれかに記載のシステムにおいて、 Ｍを、時間と共に変化する、マップの各点における処理とし、 ｔを時間とし、かつ、 δ（ｔ）を、時間ｔに前記エリアに渡って処理される、測定された値としたと
   きに、 前記処理手段は、 【数１】 で表される一次のＩＩＲフィルタＭ（ｔ）を有する ことを特徴とするシステム。
8. 【請求項８】 前記処理手段がＦＩＲ−フィルタを有することを特徴とする
   請求項１ないし５のいずれかに記載のシステム。
9. 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれかに記載のシステムにおいて、 Ｑを推定値とし、 Ｑ′を品質測度の入力値とし、 ｄを、前記入力値Ｑ′が測定された点（ｘ′，ｙ′，ｚ′）と流通座標（ｘ， ｙ，ｚ）からの距離とし、 ｘ，ｙ，ｚを前記エリアにおける点の流通座標とし、かつ、 ｘ′，ｙ′，ｚ′を、前記入力値Ｑ′が測定された点の座標としたときに、 前記処理手段は、 【数２】 で表される等尺性の従属関係を有するフィルタを有する ことを特徴とするシステム。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし９のいずれかに記載のシステムにおいて、 処理された情報を、基地局が活動状態の組に属しているかどうかを判断するア
    ルゴリズムで利用する手段 を有することを特徴とするシステム。
11. 【請求項１１】 ＣＤＭＡシステムにおける滑らかなハンド−オフを実行す
    るために前記活動状態の組を利用することを特徴とする請求項１０記載のシステ
    ム。
12. 【請求項１２】 マクロ・ダイバーシティを実行するために前記活動状態の
    組を利用することを特徴とする請求項１０記載のシステム。
13. 【請求項１３】 請求項１ないし９のいずれかに記載のシステムにおいて、 処理された情報を、予期される何等かの変化によって予定されたのよりも早く
    移動局にハンド−オフを強制的に行わせるアルゴリズムで利用する手段 を有することを特徴とするシステム。
14. 【請求項１４】 請求項１ないし９のいずれかに記載のシステムにおいて、 処理された情報を、予期される何等かの地理的変化によって予定されたのより
    も早く移動局にハンド−オフを強制的に行わせるアルゴリズムで利用する手段 を有することを特徴とするシステム。
15. 【請求項１５】 請求項１ないし９のいずれかに記載のシステムにおいて、 処理された情報を、前記移動局がある領域に応じてチャネルを選ぶアルゴリズ
    ムで利用する手段 を有することを特徴とするシステム。
16. 【請求項１６】 請求項１ないし９のいずれかに記載のシステムにおいて、 処理された情報を、電力設定を選ぶアルゴリズムで利用する手段 を有することを特徴とするシステム。
17. 【請求項１７】 請求項１ないし９のいずれかに記載のシステムにおいて、 処理された情報を、適切な基地局を選ぶアルゴリズムで利用する手段 を有することを特徴とするシステム。
18. 【請求項１８】 請求項１ないし９のいずれかに記載のシステムにおいて、 処理された情報を、セルのサイズ及び場所を判断するアルゴリズムで利用する
    手段 を有することを特徴とするシステム。
19. 【請求項１９】 請求項１ないし９のいずれかに記載のシステムにおいて、 処理された情報を、新たな基地局の配置における支援をするアルゴリズムで利
    用する手段 を有することを特徴とするシステム。
20. 【請求項２０】 いくつかの移動局と少なくとも一つの基地局とを有し、無
    線状態が測定されかつその情報が移動局の最新に報告された位置と関連付けられ
    る無線電気通信システムにおける、接続から収集される、データをフィルタリン
    グする方法であって、 移動局と関連付けられた情報とその位置が、前記移動局周辺のマップ上におけ
    る所定サイズのエリアに関係するデータであってより早く収集されかつ処理され
    たデータとの関係によって解析されるように、到来するデータをフィルタによっ
    て処理する過程と、 前記データを分類しかつグループ化して領域に分割されたマップを生成し、各
    領域において無線状態が一様となるように、領域内の無線状態を示す分類を各領
    域に与える過程と、 分類されたデータをデータベースに記憶し、かつ、前記データベースに記憶さ
    れたデータを時折更新する過程と を有することを特徴とする方法。
21. 【請求項２１】 請求項２０記載の方法において、 前記基地局は、上り線上の情報を収集し、 前記情報は、前記移動局の位置と関連付けられる ことを特徴とする方法。
22. 【請求項２２】 三角法又はＧＰＳを通じて前記移動局の位置と関連付けら
    れる情報を得ることを特徴とする請求項２０又は２１記載の方法。
23. 【請求項２３】 請求項２０ないし２２のいずれかに記載の方法において、 接続が失われる時に、前記データと前記移動局の位置に関係する情報を収集す
    る ことを特徴とする方法。
24. 【請求項２４】 請求項２０ないし２３のいずれかに記載の方法において、 前記分類されたデータを、無線電気通信網の性能を変えるためのアルゴリズム
    で利用する過程 をさらに有することを特徴とする方法。
25. 【請求項２５】 請求項２４記載の方法において、 処理の過程で情報を前記エリアに渡って平滑化すると共に、より早く収集され
    かつ処理されたデータでその情報の重み付けをする ことを特徴とする方法。
26. 【請求項２６】 前記フィルタがＩＩＲフィルタであることを特徴とする請
    求項２０ないし２５のいずれかに記載の方法。
27. 【請求項２７】 請求項２０ないし２５のいずれかに記載の方法において、 Ｍを、時間と共に変化する、マップの各点におけるフィルタリングとし、 ｔを時間とし、 δ（ｔ）を、時間ｔに測定された値をフィルタリングされるエリアとしたとき
    に、 前記フィルタは、 【数３】 で表される一次のＩＩＲフィルタＭ（ｎ）である ことを特徴とする方法。
28. 【請求項２８】 前記フィルタがＦＩＲ−フィルタであることを特徴とする
    請求項２０ないし２５のいずれかに記載の方法。
29. 【請求項２９】 請求項２０ないし２８のいずれかに記載の方法において、 Ｑを推定値とし、 Ｑ′を品質測度の入力値とし、 ｄを、前記入力値Ｑ′が測定された点（ｘ′，ｙ′，ｚ′）と流通座標（ｘ，
    ｙ，ｚ）からの距離とし、 ｘ，ｙ，ｚを前記エリアにおける点の流通座標とし、かつ、 ｘ′，ｙ′，ｚ′を、前記入力値Ｑ′が測定された点の座標としたときに、 前記フィルタは、 【数４】 で表される等尺性の従属関係を有するフィルタである ことを特徴とする方法。
30. 【請求項３０】 請求項２０ないし２９のいずれかに記載の方法において、 フィルタリングされた情報を、基地局が活動状態の組に属しているかどうかを
    判断するアルゴリズムで利用する ことを特徴とする方法。
31. 【請求項３１】 ＣＤＭＡシステムにおける滑らかなハンド−オフを実行す
    るために前記活動状態の組を利用することを特徴とする請求項３０記載の方法。
32. 【請求項３２】 マクロ・ダイバーシティを実行するために前記活動状態の
    組を利用することを特徴とする請求項３０記載の方法。
33. 【請求項３３】 請求項２０ないし２９のいずれかに記載の方法において、 フィルタリングされた情報を、予期される何等かの変化によって予定されたの
    よりも早く移動局にハンド−オフを強制的に行わせるアルゴリズムで利用する ことを特徴とする方法。
34. 【請求項３４】 請求項２０ないし２９のいずれかに記載の方法において、 フィルタリングされた情報を、予期される何等かの変化によって予定されたの
    よりも早く移動局にハンド−オフを強制的に行わせるアルゴリズムで利用し、 前記変化が地理的なものである ことを特徴とする方法。
35. 【請求項３５】 請求項２０ないし２９のいずれかに記載の方法において、 フィルタリングされた情報を、前記移動局がある領域に応じてチャネルを選ぶ
    アルゴリズムで利用する ことを特徴とする方法。
36. 【請求項３６】 請求項２０ないし２９のいずれかに記載の方法において、 フィルタリングされた情報を、電力設定を選ぶアルゴリズムで利用する ことを特徴とする方法。
37. 【請求項３７】 請求項２０ないし２９のいずれかに記載の方法において、 フィルタリングされた情報を、適切な基地局を選ぶアルゴリズムで利用する ことを特徴とする方法。
38. 【請求項３８】 請求項２０ないし２９のいずれかに記載の方法において、 フィルタリングされた情報を、動的なセル・サイズを与えるアルゴリズムで利
    用する ことを特徴とする方法。
39. 【請求項３９】 請求項２０ないし２９のいずれかに記載の方法において、 フィルタリングされた情報を、新たな基地局の配置における支援をするアルゴ
    リズムで利用する ことを特徴とする方法。
40. 【請求項４０】 いくつかの移動局と少なくとも一つの基地局とを有し、無
    線状態が測定されかつその情報が最新の報告された位置と関連付けられる無線電
    気通信システムにおける、接続から収集される、データをフィルタリングする装
    置であって、 移動局と関連付けられた情報とその位置が、前記移動局周辺のマップ上におけ
    る所定サイズのエリアに関係するより早く収集されたデータとの関係によって解
    析されるように、到来するデータをフィルタによって処理する手段と、 前記データを分類しかつグループ化して領域に分割されたマップを生成し、領
    域内の無線状態を示す分類を各領域に与える手段であって、各領域において無線
    状態を一様とする手段と、 前記分類されたデータを、時折更新されるデータベースに記憶する手段と を有することを特徴とする装置。
41. 【請求項４１】 請求項４０記載の装置において、 前記基地局は、上り線上の情報を収集すると共に前記情報を前記移動局の位置
    と関連付ける手段を有する ことを特徴とする装置。
42. 【請求項４２】 請求項４０又は４１記載の装置において、 接続が失われる時に、前記データと位置の情報を収集する手段 を有することを特徴とする装置。
43. 【請求項４３】 請求項４０ないし４２のいずれかに記載の装置において、 前記分類されたデータを利用して無線電気通信網の性能を変えるアルゴリズム
    を実行するための手段 を有することを特徴とする装置。
44. 【請求項４４】 請求項４３記載の装置において、 処理の過程で情報を前記エリアに渡って平滑化すると共に、より早く収集され
    かつ処理されたデータで前記情報の重み付けをする手段 を有することを特徴とする装置。
45. 【請求項４５】 前記フィルタがＩＩＲフィルタであることを特徴とする請
    求項４０ないし４４のいずれかに記載の装置。
46. 【請求項４６】 請求項４０ないし４４のいずれかに記載の装置において、 Ｍを、時間と共に変化する、マップの各点におけるフィルタリングとし、 ｔを時間とし、かつ、 δ（ｔ）を、時間ｔに前記エリアに渡ってフィルタリングされる、測定された
    値としたときに、 前記フィルタは、 【数５】 で表される一次のＩＩＲフィルタＭ（ｔ）である ことを特徴とする装置。
47. 【請求項４７】 前記フィルタがＦＩＲ−フィルタであることを特徴とする
    請求項４０ないし４４のいずれかに記載の装置。
48. 【請求項４８】 請求項４０ないし４７のいずれかに記載の装置において、 Ｑを推定値とし、 Ｑ′を品質測度の入力値とし、 ｄを、前記入力値Ｑ′が測定された点（ｘ′，ｙ′，ｚ′）と流通座標（ｘ，
    ｙ，ｚ）からの距離とし、 ｘ，ｙ，ｚを前記エリアにおける点の流通座標とし、かつ、 ｘ′，ｙ′，ｚ′を、前記入力値Ｑ′が測定された点の座標としたときに、 前記フィルタは、 【数６】 で表される等尺性の従属関係を有するフィルタである ことを特徴とする装置。
49. 【請求項４９】 請求項４０ないし４８のいずれかに記載の装置において、 フィルタリングされた情報を、基地局が活動状態の組に属しているかどうかを
    判断するアルゴリズムで利用する手段 を有することを特徴とする装置。
50. 【請求項５０】 ＣＤＭＡシステムにおける滑らかなハンド−オフのために
    前記活動状態の組を利用することを特徴とする請求項４９記載の装置。
51. 【請求項５１】 マクロ・ダイバーシティを実行するために前記活動状態の
    組を利用することを特徴とする請求項４９記載の装置。
52. 【請求項５２】 請求項４０ないし４８のいずれかに記載の装置において、 フィルタリングされた情報を、予期される何等かの変化によって予定されたの
    よりも早く移動局にハンド−オフを強制的に行わせるアルゴリズムで利用する手
    段 を有することを特徴とする装置。
53. 【請求項５３】 請求項４０ないし４８のいずれかに記載の装置において、 フィルタリングされた情報を、予期される何等かの地理的変化によって予定さ
    れたのよりも早く移動局にハンド−オフを強制的に行わせるアルゴリズムで利用
    する手段 を有することを特徴とする装置。
54. 【請求項５４】 請求項４０ないし４８のいずれかに記載の装置において、 フィルタリングされた情報を、前記移動局がある領域に応じてチャネルを選ぶ
    アルゴリズムで利用する手段 を有することを特徴とする装置。
55. 【請求項５５】 請求項４０ないし４８のいずれかに記載の装置において、 フィルタリングされた情報を、電力設定を選ぶアルゴリズムで利用する手段 を有することを特徴とする装置。
56. 【請求項５６】 請求項４０ないし４８のいずれかに記載の装置において、 フィルタリングされた情報を、適切な基地局を選ぶアルゴリズムで利用する手
    段 を有することを特徴とする装置。
57. 【請求項５７】 請求項４０ないし４８のいずれかに記載の装置において、 フィルタリングされた情報を、セルのサイズ及び場所を判断するアルゴリズム
    で利用する手段 を有することを特徴とする装置。
58. 【請求項５８】 請求項４０ないし４８のいずれかに記載の装置において、 フィルタリングされた情報を、新たな基地局の配置における支援をするアルゴ
    リズムで利用する手段 を有することを特徴とする装置。