JP2597940B2 - 細長い無線電話セルのためのハンドオフアルゴリズム - Google Patents

細長い無線電話セルのためのハンドオフアルゴリズム

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JP2597940B2
JP2597940B2 JP4501870A JP50187092A JP2597940B2 JP 2597940 B2 JP2597940 B2 JP 2597940B2 JP 4501870 A JP4501870 A JP 4501870A JP 50187092 A JP50187092 A JP 50187092A JP 2597940 B2 JP2597940 B2 JP 2597940B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、一般的には、無線電話通信の分野に関しか
つ特定的にはセル間の無線電話ハンドオフに関する。
発明の背景 今日のセルラ無線電話通信システムにおけるセルは典
型的には、セルの中央に配置され、各々セルの60度のセ
クタに放射する、６個の方向性アンテナを含む。複数の
このようなセルが組合わされてある地理的領域をカバー
するセルラ無線電話通信システムを形成する。このセル
ラシステムは移動無線電話トラフィックを陸線電話ネッ
トワークとかつ他の移動無線電話と前記領域を移動する
間に通信できるようにする。そのような無線電話の一例
はアメリカ合衆国イリノイ州60196、シャンバーグ、イ
ースト・アルゴンクイン・ロード1313、モトローラ・イ
ンコーポレイテッドから入手可能なモトローラ・マニュ
アル＃68P81049E55に見ることができる。
各セルは周波数の妨害問題のためそれに割当てられ隣
接セルにおいて使用できない、低電力送信機により送信
される、数多くの周波数を有する。しかしながら、セル
の送信の低電力のため、同じ大都市領域において、共チ
ャネルセルと称される、同じ周波数を他のセルにおいて
再使用することができる。
セルラシステムにおける無線電話の運用はそれ自身を
無線電話にサービスするシステムに識別させ、該システ
ムが無線電話を陸線電話システムにインタフェースでき
るようにしなければならない。前記識別は典型的にはシ
ステムに該無線電話に割当てられた電話番号を通知する
ことに加えてその特定のシステムにおいて該無線電話が
活動できる（active）ことをシステムに通知することを
含む。この識別は無線電話が電源投入されかつ受信して
いるが送信していない場合、言い換えれば、アイドル状
態において行なわれる。
自主的な登録の１つのそのような識別方法である。モ
トローラ・インコーポレイテッドに譲渡された、ウィリ
アムズに対する米国特許第4,775,999号はそのような登
録方法を開示する。この登録は種々の時間間隔で無線電
話がシステムにおにてアクティブであることを表示する
ために行なわれる。
呼の最中に、移動無線電話が１つのセルから他のもの
に移動した時、それは通信を継続するために次のセルに
ハンドオフされなければならない。このハンドオフ手順
はアナログセルラシステムに対しては以下のようにして
達成される。移動電話にサービスしているセルおよび近
隣のセルサイトは受信した移動電話の信号強度を走査す
る（サンプルを取る）。この情報は交換機で集められか
つ移動無線電話を近接にセルにハンドオフするか否かの
決定が行なわれる。合衆国のデジタルセルラシステムに
ついては、Electronic Industries Association/Tele
communications Industry Association（EIA/TIA）標
準IS−54文書に概略説明されているように、移動無線電
話はまたそれ自身のチャネル品質情報（チャネルのビッ
トエラレート（BER）および信号強度）および近接セル
のチャネルにおける信号強度測定値を集める。この情報
はハンドオフ決定を行なうための基本走査情報に加えら
れるべき移動補助ハンドオフ（mobile assisted hand
−off:MAHO）メッセージとしてサービス中のセルサイト
に送信される。
セルの大きさを低減することにより、周波数の再使用
を増大することができそれによりセルラシステムが取扱
うことができる無線電話のトラフィックの量を増大でき
る。セルの大きさが小さくなると、その形状はより円形
でなくなりかつ通り（streets）に対しカバレージを提
供するためにより細長くなる。この形式の細長いセルが
第１図に示されている。
しかしながら、セルの大きさが小さくなると、ハンド
オフ方法も変えなければならない。セルがいまやより小
さくなると、移動無線電話はセル間をより頻繁に移動
し、より頻繁にハンドオフが必要となる。これはセルの
ベースステーションに対しハンドオフ条件を判定する過
度の量の時間を消費させ、セルのトラフィック処理能力
を低下させる。その結果、小さな無線電話セルにおいて
使用しセルに正常な容量で動作できるようにするハンド
オフ方法が必要になる。
発明の概要 本発明のハンドオフプロセスは通りに沿った都市環境
において使用することができるより小さな、細長いセル
を使用する無線電話システムにおいてハンドオフの数を
最小化するために使用される。無線電話の本プロセス
は、アイドルモードにある間に、無線電話の移動方向を
追跡し、かつ交差するセルを無視し、無線電話が他の通
りをカバーする他のセルを通って移動するためにコーナ
ーを曲る場合にのみハンドオフする。
ベースステーションに対する本発明のプロセスは呼を
生成している間に無線電話を追跡する。このプロセスは
最初に該無線電話がハンドオフされるべきか否かを決定
するために短時間の積分を行なう。該ベースステーショ
ンの走査受信機は無線電話の信号強度を判定して該無線
電話がフェードを受けているか否かを判定する。また、
該ベースステーションは長期間の積分を行ない該無線電
話が長い期間にわたりフェードを受けているか否かを判
定する。
図面の簡単な説明 第１図は、ある地理的領域をカバーする細長いセルの
レイアウトを示す。
第２図は、アイドル状態にある無線電話のための本発
明の選択プロセスのフローチャートを示す。
第３図は、呼を送信しておりあるいは受信している無
線電話をハンドオフするためにベースステーションによ
って使用される本発明のハンドオフ処理のフローチャー
トを示す。
好ましい実施例の詳細な説明 本発明のプロセスは細長いセルを有するセルラシステ
ムにおけるハンドオフの数を最小化する。無線電話の移
動方向を追跡することにより、本セルラシステムはハン
ドオフの数を最小化することができ、それによりシステ
ムが最大容量で動作できるようにする。
第２図に示された、アイドル状態における呼を選択す
るために無線電話によって使用される本発明の選択アル
ゴリズムは円形のセルラシステムにおいて使用される従
来技術のハンドオフアルゴリズムを備えた無線電話に設
けられる。第３図に示される、無線電話をハンドオフす
るためにベースステーションによって使用される本発明
のハンドオフアルゴリズムはベースステーションに設け
られる。
本システムは本発明のアルゴリズムが細長いセルにお
いてのみ作動するため、無線電話に対しそれが細長いセ
ルを使用したセルラシステム内にある場合につき表示し
なければならない。該システムは無線電話にオーバヘッ
ドメッセージトレイン（overhead message train）に
あるコードをセットすることによりそれが細長いセル内
にあることを通知する。このコードはEIA標準553におい
て将来使用するために確保されたコードとして規定され
ている。
本発明のアルゴリズムによって使用される細長いセル
のレイアウトが第１図に示されている。これらのセルは
都市環境における道路をカバーするよう設計されてい
る。もし無線電話が建物に入ると、これらの細長いセル
との通信が失われる。この場合、無線電話はその特定の
建物を取扱うマイクロセルにハンドオフされる。この形
式のマイクロセルラ構造はモトローラ・インコーポレイ
テッドに譲渡された、ラベッツに対する米国特許第4,79
7,947号に述べられている。
第１図のセルのレイアウトおよび第２図のプロセスを
参照すると、２つのセルの放射パターンの交叉部（11
0）にある無線電話は通信に使用するために２つのセル
の内の一方を選択することができ、すなわち移動の方向
にあるもの（102）と移動の方向に直角のもの（103）で
ある。本発明のプロセスは無線電話の移動方向にあるセ
ルを使用することによってハンドオフの数を最小化す
る。最初に、30〜60秒の移動の期間にわたり測定され
た、周囲のセルからの信号の強度が監視される（20
1）。これらの信号強度は２つの最も強力なセルを決定
するために使用され（202）かつこれらのセルの番号が
無線電話のメモリに記憶される。移動方向に沿ったセル
（102）はこの時間インターバルにわたり強力であるよ
うに見える。移動方向に垂直なセル（103,105,107およ
び109）は無線電話がそのセルを通過する場合に１つの
強い読みのみを有する。
次に、前２つの内の現在最も強力なセルが記憶され、
それによりそれが30秒で使用できるようにする（20
3）。現在最も強力なセルが30秒前に最も強く見えれば
（204）、そのセルが通信のために選択される（206）。
もし現在２番目に強力なセルが30秒前に最も強力である
ように見えれば（205）その現在２番目に強力なセルが
通信のために選択されるが（207）、それは移動方向に
あるものであるからである。この第２の条件は無線電話
が交叉部に入った場合に生じ得る。
このアルゴリズムの一例は第１図を参照することによ
り見ることができる。もし無線電話がポイント101で始
まりかつセル102において南側に移動すれば、最初に２
つの最も強力なセルは102および103である。103は最も
強力であるが、それは該無線電話はその中央の放射アン
テナに最も近いからである。無線電話が南側に102を通
りポイント104に向けて移動すると、それは102の中心に
より近くなりかつ103からより遠くなる。104において、
本アルゴリズムはもし現在最も強力なセル（102）が30
秒前に最も強力であれば、セル102が使用されるべきこ
とを要求する。この例では、これに当てはまらない。本
アルゴリズムは次に現在２番目に強力なセル（105）が3
0秒前に最も強力であればそのセル105が使用されるべき
ことを要求する。この例では、これも当てはまらず従っ
て本アルゴリズムは現在最も強力なセル（102）が通信
のために使用されるべきであることを要求する。
第２図に示されるアルゴリズムは通信のために選択さ
れるセルが移動方向に沿ったものであることを保証する
ために使用される。車両は交叉部において方向転換する
より直進する傾向が大きいから、このアルゴリズムはハ
ンドオフの数を最小化する。このアルゴリズムの別の実
施例も可能であるが、該アルゴリズムは後に比較するた
めに１つまたはそれ以上のセルの信号強度を記録する必
要がある。
もし車両が交叉部で方向転換すれば、新しい進行方向
におけるセルへのハンドオフが通信を中断しないように
するため迅速に行なわれなければならない。もし車両が
方向転換しておれば、第２図に示されるアルゴリズムは
使用されないが、それはこのアルゴリズムは直進する車
両に対するハンドオフを最小化することを意図している
からである。別の実施例における、方向転換を認識する
ための最善の方法は運転者が彼の車両の方向転換（tur
n）信号をオンにしたことの表示を得るかあるいは方向
転換を検出する方向転換センサを含めるかである。
ベースステーションによって行なわれる、現在呼を生
成している無線電話をハンドオフするために本発明のプ
ロセスは第３図に示されている。無線電話は初めにその
移動補助ハンドオフ（MAHO）メッセージをベースステー
ションに送信する（301）。このメッセージはEIA/TIA標
準IS−54に述べられておりかつ無線電話からのチャネル
品質表示子を含む。無線電話は、信号強度およびビット
エラーレート（BER）平均である、この表示子を毎秒25
の受信信号強度およびEBA読みを得ることにより計算す
る。
ベースステーションは次に、好ましい実施例において
は２つのMAHOメッセージの時間を、短時間にわたり、積
分する（302）。この積分の結果、すなわちIS、が好ま
しい実施例においては1.0％のBERおよび−95dBmのRSSI
測定値である第１の所定のしきい値より大きければ（30
3）、無線電話は現在のセルからフェードを受けておら
ずかつ処理は最初のステップ（301）から繰返される。
もしISが前記しきい値より小さければ、フェードが生じ
ておりかつセルのベースステーションは無線電話が他の
セルにハンドオフされるべき否かを決定しなければなら
ない。これは無線電話の信号強度を監視しているベース
ステーションにおけるベースステーション走査受信機に
よって行なわれる。このベース走査受信機はベースステ
ーションのセルまたは周囲のセルにおいて無線で話の信
号強度を監視する。
もしベース走査受信機が強い信号を得れば（304）、
該セルは無線電話をハンドオフしない。ベース走査受信
機のしきい値は1.0％のBERおよび−95dBmのRSSI計測値
である。上記以外の場合は、無線電話はフェードを受け
ておりかつセルは他のセルへのハンドオフを試みる（30
6）。このフェードは無線電話がコーナーを他の通りに
方向転換する時に起こり得る。
もしセルがハンドオフを試みなければ、ベースステー
ションは無線電話がより長い期間にわたりフェードを受
けているか否かを判定する。これはベースステーション
により、好ましい実施例においてはほぼ６個のMAHOメッ
セージである、より長いインターバルにわたり積分を行
なうことにより達成される（305）。もしその結果、す
なわちIL、が好ましい実施例において1.0％のBERおよび
−95dBmのRSSI計測値である、第３のしきい値より小さ
ければ（307）、無線電話はベースステーションからあ
まりにも遠くを移動しておりかつベースステーションは
無線電話をハンドオフすることを試みるべきである（30
6）。それ以外では、無線電話はフェードを受けておら
ずかつ処理は最初から繰返される（301）。
言い換えれば、もしベースステーションおよび無線電
話の双方が短い期間にわたりフェードを受けておれば、
無線電話は多分コーナーを他のセルに方向転換したかあ
るいは建物に入ったかである。これはベースステーショ
ンがハンドオフすることを必要とする。もし無線電話の
みが短い期間にわたりフェードを受けておれば、該無線
電話は他のセルからあるいは建物から妨害を受けている
かもしれずかつハンドオフされるべきではない。もし無
線電話がより長い期間にわたりフェードを受けておれ
ば、該無線電話は多分コーナーを方向転換しておりかつ
ハンドオフされるべきである。
要約すると、より小さな、細長い無線電話セルにおい
て使用できるハンドオフプロセスが示された。このプロ
セスは従来技術のハンドオフ処理が使用されれば生じた
であろうハンドオフの数を最小化し、それによりセルが
正常なまたは通常の容量で動作できるようにする。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−41031（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−318830（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−171039（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−501347（ＪＰ，Ａ) Ｐｒｏｃｅｅ ｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈ ｅ 38ｔｈ ＩＥＥＥ Ｖｅｈｉｃｕｌ ｏｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃｏｎｆ ｅｒｅｎｃｅ，15−17 Ｊｕｎｅ, 1988，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ｐｅ ｎｎｓｙｌ−ｖａｎｉａ，Ｐ．170〜175 ＥＲＩＣＳＳＯＮ ＲＥＶＩＥＷ Ｎ ｏ．１，Ｖｏｌ．67，1990 Ｐ．49〜50

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】細長い、無線電話セルを選択する方法であ
    って、前記セルは、メモリを有する、無線電話装置が複
    数に細長い無線電話セルを有するセルラ通信システムに
    おいて通信できるようにし、各セルはセル番号により表
    示されかつ無線電話装置の接近とともに変化する信号強
    度を有し、前記方法は、 ａ）前記無線電話装置を囲む第１の複数の細長い、無線
    電話セルの内の各セルの信号強度を測定する段階、 ｂ）第１の信号強度を前記無線電話装置を囲む前記第１
    の複数の細長い無線電話セルの第２の信号強度と比較
    し、それにより最大の信号強度を有するセルの内の、少
    なくとも２つのセル番号を含む、無線電話セル番号の第
    １のリストを形成する段階、 ｃ）前記無線電話装置のメモリにおいて、無線電話セル
    番号の前記第１のリストを保存する段階、 ｄ）前記無線電話装置を囲む第２の複数の細長い、無線
    電話セルの内の各セルの信号強度を測定する段階、 ｅ）第１の信号強度を前記無線電話装置を囲む前記第２
    の複数の細長い無線電話セルの第２の信号強度と比較
    し、それにより最大の信号強度を有するセルの内の、少
    なくとも２つのセル番号を含む、無線電話セル番号の第
    ２のリストを形成する段階、 ｆ）前記無線電話装置によって使用するために、前記第
    １のリストおよび前記第２のリストにおいて最も強力
    な、セル番号を選択し、無線電話装置の進行方向を表示
    する段階、そして ｇ）前記段階ａから反復する段階、 を具備する細長い無線電話セルを選択する方法。
  2. 【請求項２】複数の細長い無線電話セルを有する無線電
    話システムにおいて、第１の細長い無線電話セルから第
    ２の細長い無線電話セルに無線電話装置をハンドオフす
    る方法であって、前記無線電話装置は移動補助ハンドオ
    フ（MAHO）メッセージを送信する能力を有し、前記方法
    は、 ａ）前記無線電話装置が前記MAHOメッセージを第１のセ
    ルに送信する段階、 ｂ）第１のセルが第１の所定の時間にわたりMAHOメッセ
    ージを積分する段階であって、該積分の結果がISである
    もの、 ｃ）もし前記ISが第１の所定のしきい値より大きければ
    前記ステップａから繰返す段階、 ｄ）もしベース走査受信機が第２の所定のしきい値より
    小さければ、無線電話通信装置を前記第２のセルにハン
    ドオフするよう試みる段階、 ｅ）前記第１のセルがMAHOメッセージを第２の所定の時
    間にわたり積分する段階であって、該第２の所定の時間
    は前記第１の所定の時間より長く、該積分の結果はILで
    あるもの、 ｆ）もしILが第３の所定のしきい値より小さければ、無
    線電話通信装置を第２のセルにハンドオフするよう試み
    る段階、そして ｇ）前記段階ａから反復する段階、 を具備する第１の細長い無線電話セルから第２の細長い
    無線電話セルに無線電話装置をハンドオフする方法。
  3. 【請求項３】前記第１の所定の時間は２個のMAHOメッセ
    ージの長さである請求の範囲第２項に記載の方法。
  4. 【請求項４】前記第２の所定の時間は６個のMAHOメッセ
    ージの長さである請求の範囲第２項に記載の方法。
  5. 【請求項５】前記第１の所定のしきい値は1.0％のBERお
    よび−95dBMのRSSI計測値である請求の範囲第２項に記
    載の方法。
  6. 【請求項６】前記第２の所定のしきい値は1.0％のBERお
    よび−95dBmのRSSI計測値である請求の範囲第２項に記
    載の方法。
  7. 【請求項７】前記第３の所定のしきい値は1.0％のBERお
    よび−95dBmのRSSI計測値である請求の範囲第２項に記
    載の方法。
  8. 【請求項８】複数の細長い無線電話セルを有しかつ各セ
    ルは複数の通信チャネルを有する無線電話システムにお
    ける、無線電話装置を第１の細長い無線電話セルから第
    ２の細長い無線電話セルにハンドオフする方法であっ
    て、前記無線電話装置はチャネル品質および走査信号強
    度を含む移動補助ハンドオフ（MAHO）メッセージを送信
    する能力を有し、前記方法は、 ａ）第１の通信チャネルによって無線電話装置から前記
    MAHOメッセージを受信する段階、 ｂ）もしMAHOチャネル品質の低下が走査信号強度の低減
    を伴なっておれば、前記第２の細長い無線電話セルにハ
    ンドオフする段階、そして ｃ）もしMAHOチャネル品質の低下に走査信号強度の低減
    が伴なっておらなければ、前記第１の細長い無線電話セ
    ルによって通信する段階、 を具備する無線電話装置を第１の細長い無線電話セルか
    ら第２の細長い無線電話セルにハンドオフする方法。
JP4501870A 1990-11-07 1991-11-05 細長い無線電話セルのためのハンドオフアルゴリズム Expired - Lifetime JP2597940B2 (ja)

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US609,860 1990-11-07
US07/609,860 US5170485A (en) 1990-11-07 1990-11-07 Hand-off algorithm for elongated radiotelephone cells

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