JP6360551B2 - 無線ネットワーク接続において伝送チャネルを選択する方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線ネットワーク接続において伝送チャネルを選択する方法及び装置に関する。本発明は、特に、少なくとも二つのアンテナを備えた少なくとも一つの無線基地局と移動端末機器の間で無線信号を伝送するマルチアンテナ伝送方法に基づくワイヤレス通信網における伝送チャネル又は接続網の選択に関する。更に、本発明は、特に、それぞれ異なる伝送方式を有する複数の無線チャネルから一つの無線伝送チャネルを選択することに関する。

移動無線網で伝送チャネル又は接続網を選択する場合、移動無線機器、例えば、携帯電話機が、データ伝送のために、如何なる固定基地局と通信するのかを定期的に決定する。例えば、移動無線機器が二つの基地局の信号を受信できる領域に有る時に、伝送チャネルの切換が必要となる場合が有る。特に、例えば、移動無線機器が、例えば、自動車で走行している時に、第一の基地局の送受信領域、即ち、移動無線セルから第二の基地局の送受信領域に移動した場合に、それが必要となる。そのような第一の基地局との伝送チャネルから第二の基地局との伝送チャネルへの移動無線機器の通信の切換は、ハンドオーバープロセスとも呼ばれる。

特許文献１には、二つの伝送周波数の間を切り換えるセルベースの伝送システムのハンドオーバープロセスを制御する異なる方法が記載されている。第一の方法では、各伝送周波数での信号強度が移動無線機器で検出されて、より大きい信号強度を有する周波数を介した接続が構築されている。第二の方法では、各伝送周波数での信号品質が移動無線機器で検出されて、より良好な信号品質を有する周波数を介した接続が構築されている。

同様に、特許文献２には、例えば、信号強度及び信号対雑音比などのプロセスを制御するための一連の受信信号パラメータを考慮した、移動無線セルの間のハンドオーバープロセスが記載されている。

更に、例えば、携帯電話機、スマートフォン、タブレットＰＣ又はラップトップなどの移動端末機器は、特に、異なる通信システムを介してワイヤレス通信することが、特に、異なる伝送方式の無線チャネルを介してワイヤレス通信することが益々可能となっている。そのために、それらは、それに対応した通信システム特有の電子部品又は方式と結び付いており、そのために、各方式に対応した電子部品を備えている。例えば、そのような第一の通信システム方式は、例えば、グローバル移動通信システム（ＧＳＭ）、ユニバーサル移動体電気通信システム（ＵＭＴＳ）又はロングタームエボリューション（ＬＴＥ）などの相応の移動無線標準に基づく移動無線データ伝送方式である。別のワイヤレス伝送方式は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘ標準に対応するワイヤレスローカルネットワーク（ＷＬＡＮ）用のコンピュータネットワーク動作方式である。更に別の移動端末機器用ワイヤレス伝送方式は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．１技術標準に対応したブルートゥース方式である。異なる伝送方式は、例えば、伝送周波数で区別することができる。各データ伝送を制御するために、伝送方式には、それぞれ対応する標準化された伝送プロトコルが規定されており、例えば、各実装形態に関する詳細がそれぞれ互いに異なるＧＳＭ２Ｇ／３Ｇ又はＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｎなどの異なるバージョンの標準をそれぞれ規定することができる。

移動無線網において伝送チャネル又は接続網を選択する場合、移動無線機器が、例えば、携帯電話機が、データ伝送のために、如何なる固定基地局と通信するのかを定期的に決定する。例えば、移動無線機器が二つの基地局の信号を受信できる領域に有る時に、伝送チャネルの切換が必要となる場合が有る。特に、例えば、移動無線機器が、例えば、自動車で走行している時に、第一の基地局の送受信領域、即ち、移動無線セルから第二の基地局の送受信領域に移動した場合に、それが必要となる。そのような第一の基地局との伝送チャネルから第二の基地局との伝送チャネルへの移動無線機器の通信の切換及び／又は移動無線網又は伝送チャネルの間の移動無線機器の通信の切換は、水平ハンドオーバープロセスとも呼ばれる。

所謂ハイブリッド通信ネットワークでは、異なる伝送方式の無線チャネル及び／又は異なる接続インフラストラクチャコンポーネントを介したワイヤレスデータ接続を行なうことができる。

ハイブリッド通信ネットワークでは、端末機器、基地局、中継交換器及び／又は中央データソースの間のワイヤレスデータ接続を異なる伝送方式の無線チャネルの間で選択的及び／又は並行的に、完全又は部分的に、並びに継続的又は一時的に切り換えることが時として有利であるか、それどころか必要となる。そのような、所謂垂直ハンドオーバープロセスを自動的に制御できるとともに、ハイブリッド通信ネットワークでのそれに付随する決定を有利に実施するためには、好適な決定判定基準又はアルゴリズムが必要である。ハイブリッド通信ネットワークでは、端末機器、基地局、中継交換器及び／又は中央データソースの間のワイヤレスデータ接続を同じ伝送方式の異なる接続インフラストラクチャの無線チャネルの間で、例えば、異なる移動無線提供業者のインフラストラクチャコンポーネントの間又は異なる移動無線セルの基地局の間で選択的及び／又は並行的に、完全又は部分的に、並びに継続的又は一時的に切り換えることが時として有利であるか、それどころか必要となる。そのような水平ハンドオーバープロセスを自動的に制御できるとともに、ハイブリッド通信ネットワークにおけるそれに付随する決定を有利に実施するためには、同様に、好適な決定判定基準又はアルゴリズムが必要である。

例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘ又はＥＴＳＩ ＩＴＳ Ｇ５標準に基づくＷＬＡＮ構成要素、或いは、例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥ標準に基づくマルチアンテナ無線による移動無線網などを例とする異なる接続方式の固定又は移動ネットワーク構成要素の並行的な使用可能性が益々広く拡大していることによって、移動端末機器を中央機器（所謂バックエンド）と結び付ける接続形態が益々多くなっている。

米国特許公開第２００９／００５９８６１号明細書 米国特許公開第２０１１／０２６７９６９号明細書

本発明の第一の考え得る課題は、それぞれ少なくとも二つのアンテナを備えた少なくとも一つの無線基地局と一つの移動端末機器の間で無線信号を用いてデータを伝送することが可能なマルチアンテナ無線ネットワーク接続を有する通信システムに関して、高い接続品質を達成するような伝送チャネル選択を可能とすることである。

本発明の第二の考え得る課題は、異なる伝送方式及び／又は異なるインフラストラクチャコンポーネントの無線チャネルを介したワイヤレスデータ接続を可能とする通信ネットワークにおいて、高い接続品質を達成することである。

これらの課題の中の少なくとも一つは、それぞれ独立請求項に記載された発明によって解決される。本発明の有利な実施構成は、それぞれ従属請求項に記載されている。

本発明の第一の特徴では、無線基地局と移動端末機器の間で無線信号を用いてデータを伝送する無線ネットワーク接続において伝送チャネルを選択するために、
これらの無線基地局と移動端末機器は、それぞれ少なくとも二つのアンテナを備え、これらのアンテナを介して、無線接続のために複数の伝送パスが構築されるとともに、データ伝送のために、チャネルマトリックスに対応して、これらの伝送パスの中の一つ又は複数を使用する少なくとも二つの伝送チャネルが構築され、
この移動端末機器は、データを取得するために、端末機器のアンテナの中の少なくとも一つから受信した無線信号を復号することが可能な少なくとも一つのデコーダを備えており、
この伝送チャネルの選択により、伝送パスの中の如何なる伝送パスを介して、及び／又は如何なる通信システム方式により、無線基地局と移動端末機器の間のデータ伝送を行なうかが決定される、
と規定される。

この場合、以下の工程が規定される。

移動無線基地局から、伝送パスを介して、移動端末機器に、少なくとも一つの通信システム方式により第一のデータのための移動無線信号を伝送する工程、
これらの移動無線信号を伝送チャネル毎にデコーダに供給する工程、
デコーダが、これらの移動無線信号を復号して、それにより伝送チャネル毎に第一のデータを取得する工程、
これらの復号された第一のデータを用いて、伝送チャネル毎に、各伝送チャネルを介したデータ伝送の品質を表す少なくとも一つの品質値を生成する工程、及び
これらの伝送チャネルの品質値の比較に基づき、ユーザデータを構成する第二のデータを次に伝送するための伝送チャネル選択を行なう工程。

本発明の第一の特徴は、各伝送チャネルの最適な選択のためには、チャネル特有の品質値を決定することが、電力レベル又は信号対雑音比などの信号特有の値だけを決定するよりも有利であるとの知見に基づいている。本発明は、移動端末機器が少なくとも二つのアンテナを備えている場合に、チャネル特有の品質値に基づく伝送チャネルの選択が特に有利であるとの知見に基づいている。

この場合、受信アンテナが空間的に近いために、しばしば、信号特有の値は、例えば、各チャネルで使用する通信システム方式などの別の要因にも依存するチャネル特有の品質値よりも僅かしか異ならない。

更に、本発明のこの特徴によって、電力が、しばしば電磁波の反射、回折及び／又は散乱などの空間的な影響に依存するので、品質値に基づく伝送チャネルの選択によって、電力に関連する閾値決定に基づく伝送チャネルの選択を行なう場合よりも効率的な無線リソースの利用が可能になることが分かった。本発明による規定は、端末機器側では、機能品質を向上させる形で作用し、網運用者側では、入手可能なスペクトル効率の利用を改善する、即ち、時間毎及びヘルツ帯域幅毎の伝送可能な情報量を向上するように作用する。更に、本発明により、有利には、無線接続の堅牢性を向上するとともに、インフラストラクチャと移動端末機器の間の伝送容量及び到達範囲を拡大することができる。更に、端末機器側では、有利には、必要な電力消費量を削減して、それにより、場合によっては、バッテリの寿命を高めることができる。

本発明の第一の特徴の有利な実施例では、少なくとも無線基地局の一つのアンテナと移動端末機器の一つのアンテナが、少なくとも二つの異なる通信システム方式に基づきデータを伝送するように構成される。これらのアンテナの中の一つ又は複数を二つの通信システム方式のために、例えば、ＧＳＭとＬＴＥ方式のために同時又は並行的に使用することができる。この移動端末機器は、特に、異なる通信システム方式のために少なくとも二つのアンテナを備えることができる。

この品質値は、伝送パス及び／又はチャネルの物理特性に基づき、特に、重み付けしたチャネルパラメータから生成することができる。そのために、多数の好適な物理量が有り、ここでは、それらの中で、例えば、パス又はチャネルを介して達成される絶対データ伝送速度、チャネルマトリックスに基づき得られる伝送チャネルの条件数及び／又はパス又はチャネルのスペクトル効率だけを挙げる。

如何なる伝送チャネルを使用するのかを決定するために、複数の使用可能な伝送チャネルに対して、特に、予め選択したチャネル又は無線接続で使用可能な全てのチャネルに対して、それらに属するチャネルパラメータから成る伝送マトリックスを生成することができる。この伝送又はチャネルマトリックスは、マルチアンテナ伝送システムの送受信アンテナの全ての組合せの間の複素チャネル比重から構成することができる。そして、二つの送信アンテナと二つの受信アンテナから成る２ｘ２伝送システムでは、例えば、全部で４つの複素伝送パラメータを求める。

本発明では、特に、ハイブリッド通信ネットワークでの垂直ハンドオーバー決定を有利に実施することができ、その際、移動無線基地局と移動端末機器の間のユーザデータの伝送が、伝送チャネルと関連する如何なる無線伝送標準に基づき行なわれるか、及び／又は如何なる通信システム方式を用いて行なわれるかが決定される。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘ又はＥＴＳＩ ＩＴＳ Ｇ５標準に基づく、例えば、ＷＬＡＮ構成要素などの異なる接続方式の固定又は移動ネットワーク構成要素又は、例えば、３ＧＰＰ ＬＴＥ標準に基づくマルチアンテナ無線による移動無線網の並行的な使用可能性が益々幅広く普及していることによって、移動端末機器を中央機器（所謂、バックエンド）と繋ぐための益々多くのネットワーク接続手法が得られている。本発明では、そのような無線ネットワークにおいて、関連する通信システム方式及び／又は関連する無線伝送標準を含めて伝送チャネルを選択するために、即ち、垂直ハンドオーバー決定のために、純粋に電力に基づくチャネルパラメータの代わりに物理的なチャネル特性を考慮することが、より良好な伝送特性を達成できることが分かった。

この品質値を決定するために、伝送マトリックスのチャネルパラメータを求めることができる。本発明の有利な実施例では、品質値を決定するために、チャネル推定を行なうことができる。そのために、例えば、端末機器側での各無線信号を復号するデコーダの出力において、伝送マトリックスのチャネルパラメータを推定することができる。このチャネルパラメータの推定は、例えば、有限の測定時間と有限の分解能と共に有限の帯域幅を有する通信モデムの分析値に基づき行なわれる。このチャネル推定は、例えば、所与の限定された受信帯域幅と有限の測定時間に渡る、例えば、プリアンブルの少なくとも一部に渡る、即ち、無線接続に使用される伝送プロトコルの既知のビットシーケンスに渡る積分、特に、短時間積分及び／又は各ネットワーク、特に、ＯＳＩ（開放形システム相互接続）レイヤモデルの物理ネットワークレイヤ（ＰＨＹ）の別のパラメータを含むことができる。この品質値は、特に、受信した無線信号の復調時のデータ伝送に対するチャネルの影響をチャネル選択時に考慮するために用いることができる。そのために、チャネル推定は、所与のルールに基づき定期的に、例えば、定期的な時間間隔で行なうことができる。このチャネル情報に基づき、無線品質の幅広い評価が可能であり、移動端末機器側で伝送パラメータの純粋に受動的な評価を行なうことができる。それによって、追加のシステム帯域幅が不要となる。

本発明により達成可能な改善された無線網品質又は伝送チャネル品質の判定は、有利には、無線基地局又はインフラストラクチャと移動端末機器の間で接続方式を切り換える際の垂直ハンドオーバー決定のために用いることができる。それは、データ伝送速度を一層高めるとともに、データ伝送の堅牢性を一層向上させることとなる。更に、この無線網品質又は伝送チャネル品質の改善された判定は、水平ハンドオーバー決定を導き出すために、即ち、同じ接続方式の二つのネットワークの間の切換のために、言い換えると、例えば、ＧＳＭなどの同じ移動無線標準の重なり合う、或いは互いに接する移動無線セルの間又は二つのＷＬＡＮネットワークの間での切換時に用いることができる。そのため、本発明により、各伝送チャネル又は無線網の品質に関して入手可能な情報の有利な二重使用が可能となる。

本発明の第一の特徴により、次の別の利点が達成可能である。
（ａ）移動端末機器での受信電力レベルが比較的低いにも関わらず、伝送容量を増大することができる。
（ｂ）移動端末機器での比較的低い受信電力レベル時に同じ無線品質を提供することによって、無線接続の堅牢性が向上される。
（ｃ）無線品質が一定の場合に、無線システムの到達範囲が拡大される。
（ｄ）チャネルマトリックス全体の情報を評価することにより、例えば、異なるアンテナ所在地又は異なるアンテナ効率に起因する伝送の非対称性が補正される。

本発明の第一の特徴と組み合わせて、或いはそれと独立して実現できる、本発明の第二の特徴に基づき、移動ユニットと中央ユニットの間でデータ接続を構築するために、それぞれ異なる伝送方式に対応する無線伝送チャネル及び／又は異なるインフラストラクチャコンポーネントを使用する無線伝送チャネルのグループからの一つの無線伝送チャネルの選択が行なわれる。この場合、中央ユニットは、異なる伝送方式の第一の伝送方式に対応する第一の無線伝送チャネル及び／又は第一のインフラストラクチャコンポーネントを使用する第一の無線伝送チャネルを用いて移動ユニットとのデータ伝送接続を構築することが可能な、局所領域に配置された第一のローカルユニットと接続することが可能であり、特に、それと接続される。更に、中央ユニットは、異なる伝送方式の第二の伝送方式に対応する第二の無線伝送チャネル及び／又は第二のインフラストラクチャコンポーネントを使用する第二の無線伝送チャネルを用いて移動ユニットとの接続を構築することが可能な、局所領域に配置された第二のローカルユニットと接続することが可能であり、特に、それと接続される。移動ユニットは、それぞれ二つの無線伝送チャネルの中の一つを介したデータ伝送のために構成された少なくとも二つの無線ユニットを備えている。この無線伝送チャネルのグループからの無線伝送チャネルの選択は、移動ユニットの外で生成及び／又は保存された制御データを用いて行なわれる。それらは、特に、外部データソースの選択を制御するために移動ユニットに伝送することができる。この選択に基づき、移動ユニットと中央ユニットの間で、選択された無線伝送チャネルを介したデータ接続を構築することができる。

この無線伝送チャネルの選択は、特に、データ接続を構築する通信ネットワークにおいて行なわれる。この選択は、特に、移動ユニットが、少なくとも二つの無線ユニットを用いて第一のローカルユニットとの接続も第二のローカルユニットとの接続も構築することが可能な局所領域に有るか、或いはその領域に向かって移動している場合、移動ユニットで行なうことができる。この選択は、特に、第一の局所領域から第二の局所領域に切り換える途中に行なうことができ、移動ユニットにおいて、その選択に応じて無線伝送チャネルを変更又は切り換えることができる。この選択に基づき、無線伝送チャネルの水平及び／又は垂直ハンドオーバープロセスを行なうことができる。そのために、無線ユニットは、それぞれ、それに応じて、例えば、各無線伝送方式に対応する送信ユニット及び／又は受信ユニットによって、及び／又は通信ネットワークのインフラストラクチャコンポーネントとの連結を行なうことが可能な電子コンポーネント及び／又はプログラム式コンポーネント、例えば、ＳＩＭ移動無線カードによって構成することができる。

この無線伝送チャネルのグループからの無線伝送チャネルの選択は、完全又は部分的に自動的に行なうことができる。それは、例えば、移動ユニット内に配備されたプロセッサを用いて実行されるコンピュータプログラムによって完全又は部分的に制御することができる。この選択制御は、それ以外の好適な電子コンポーネント、特に、デジタル制御コンポーネントによって行なうこともできる。

本発明の第二の特徴の有利な実施例では、これらの制御データは、中央ユニット及び／又はローカルユニットの中の少なくとも一つにより生成されて、移動ユニットに提供及び／又は伝送される。この無線伝送チャネルの選択は、特に、移動ユニットで行なうことができる。無線伝送チャネルを選択するために、移動ユニットに配備された制御部、中央ユニットに配備された制御部及び／又はローカルユニットに配備された制御部が協力して動作することができる。この移動ユニットは、特に、車両とすることができる。

単独で、或いは本発明の二つの別の特徴の中の少なくとも一つと組み合わせて実現することができる本発明の第三の特徴では、移動ユニットと中央ユニットの間でデータ接続を構築するために、それぞれ異なる伝送方式に対応する無線伝送チャネル及び／又は異なるインフラストラクチャコンポーネントを使用する無線伝送チャネルのグループからの一つの無線伝送チャネルの選択が行なわれる。この場合、中央ユニットは、異なる伝送方式の中の第一の伝送方式に対応する第一の無線伝送チャネル及び／又は第一のインフラストラクチャコンポーネントを使用する第一の無線伝送チャネルを用いて移動ユニットとのデータ伝送接続を構築することが可能である、局所領域に配置された第一のローカルユニットと接続することが可能であり、特に、接続される。更に、中央ユニットは、異なる伝送方式の中の第二の伝送方式に対応する第二の無線伝送チャネル及び／又は第二のインフラストラクチャコンポーネントを使用する第二の無線伝送チャネルを用いて移動ユニットとの接続を構築することが可能である、局所領域に配置された第二のローカルユニットと接続することが可能であり、特に、接続される。移動ユニットは、それぞれ二つの無線伝送チャネルの中の一つを介したデータ伝送のために構成された少なくとも二つの無線ユニットを備えている。無線伝送チャネルのグループから無線伝送チャネルを選択するために、局所領域における無線伝送チャネルの中の少なくとも一つとの少なくとも一つの以前の無線接続に関するデータ、所謂履歴データが用いられる。そして、移動ユニットと中央ユニットの間で、選択した無線伝送チャネルを介したデータ接続を構築することができる。

これらの履歴データは、特に、経験的に取得したデータ、タイムスタンプを付与したデータ及び保存したデータの中の一つ以上とすることができる。これらの履歴データは、特に、移動ユニット、ローカルユニットの中の少なくとも一つ、中央ユニット及び別のデータソース、例えば、通信ネットワークと接続可能なバックエンドサーバの中の一つ以上において検出、提供及び／又は保存することができ、特に、それぞれそこで入手可能である。これらの履歴データは、特に、これらのユニットの中の一つ又は複数の間で交換することができる。移動ユニットは、移動性である、特に、局所領域内を移動する。

このインフラストラクチャコンポーネントは、例えば、移動無線基地局、ネットワーク運用者の中央ユニット又は各通信網、特に、ネットワーク運用者の移動無線網の制御コンポーネントとすることができる。このインフラストラクチャコンポーネントは、別の伝送方式の無線伝送チャネル用の相応のコンポーネント、例えば、ＷＬＡＮネットワーク用アクセスポイントとすることもできる。

本発明の第三の特徴は、局所領域における無線伝送チャネルの中の少なくとも一つに関して、移動ユニットの外で生成及び／又は保存された所謂外部制御データを使用することが可能であり、それを使用した場合に、局所領域における無線伝送チャネルの選択プロセスを大幅に簡単かつ精確に制御できるとの知見に基づいている。そして、この選択決定は、特に、外部制御データも移動ユニット内で生成された、或いは入手可能な内部データ、例えば、無線接続チャネルの受信強度に関するセンサデータも使用した場合に、より幅広い情報ベースに基づき行なうことができる。これは、特に、ハイブリッドネットワークでの垂直及び／又は水平ハンドオーバーの選択決定時に、次の一連の利点を生み出すことができる。
（ａ）特に、内部データも外部データも使用可能であり、それらを使用した場合の高い接続品質。この接続品質は、例えば、無線接続のフェイルセーフ性、接続の速い構築及び／又は安価な接続を実現するとの作用を奏することができる。
（ｂ）特に、複数の無線伝送チャネルの受信強度に関する外部データをチャネル選択制御のために使用した場合の高い受信強度。
（ｃ）皆無の接続中断又は少ない接続中断並びに比較的少ない垂直ハンドオーバーイベント、それによる、より堅牢な通信。これは、特に、移動ユニットが、例えば、車両と一緒のスマートフォンとして、特に、例えば、移動無線カードが車両に固定的に組み込まれた車両の形で移動している場合に、より重要である。
（ｄ）移動ユニットとローカルユニットの間の短い接続時間（所謂エアタイム）。それによって、無線伝送チャネルのより効率的な利用を行ない、通信時の不要なプロトコルオーバーヘッドを防止して、無線インタフェースのリソースを最適化することができる。

特に、これらのユニットの中の少なくとも一つに、有利には、移動ユニットに、無線伝送品質に関して重要である各無線伝送チャネルの測定値を検出する少なくとも一つのセンサを配備して、それらを同じく無線伝送チャネルの選択に使用すると規定することができる。このセンサ又はこれらのセンサにより、例えば、次の測定量を検出できる。
（ａ）電力特性値、受信強度、信号対雑音比、チャネル負荷、干渉挙動などの測定可能な受動的なネットワークパラメータ。
（ｂ）待ち時間、パケット誤り率、最大データ伝送速度又は平均データ伝送速度などの測定可能な能動的なネットワークパラメータ。

このセンサは、特に、移動無線モデムに組み込むか、或いは移動無線モデム自体をセンサとすることができる。

特に、移動ユニットにおいて、特に、ネットワーク特有でないか、或いは無線伝送チャネルに特有でない別のローカル測定量及び／又は車両のセンサ機器により、例えば、位置センサ機器、方向センサ機器、速度センサ機器、加速度センサ機器、回転速度センサ機器、方向センサ機器、画像処理センサ機器、気象センサ機器、特に、降水量センサ機器等を用いて検出された別のローカル測定量を検出して、この選択に使用することができる。

本発明の有利な実施例では、履歴データ及び／又は外部制御データが、測位データを基準とするデータであり、無線伝送チャネルの選択が、移動ユニットの位置計測と測位データを基準とする履歴データに基づき行なわれる。この場合、更に有利には、ナビゲーションシステムを用いて、移動ユニットの位置計測を行ない、ナビゲーションシステムに保存されたルート（このルートに沿って、移動ユニットが移動する）と測位データを基準とする履歴データに基づき、このルートに沿った区間部分に関する無線伝送チャネルの各選択プロセスの事前条件設定を行なうことができる。これらの履歴データは、時間を基準とするデータとすることもでき、この選択を時間計測と時間を基準とする履歴データに基づき行なうことができる。

無線伝送チャネル又はそれにより接続されるデータ伝送網の選択に関する判定基準は、測定技術により検出した値及び／又は走査したデータに基づき移動ユニット内でローカルに決定することも、協力し合って決定することもできる。協力し合って決定する場合、無線伝送チャネルに関するデータは、例えば、ローカルユニットなどの別のデータソースから、或いは中央データサービス、特に、中央ユニットから受信して使用することもできる。各データ伝送網及び／又はデータ伝送方式に関する履歴データ及び／又は実際のデータは、複数のローカル領域を包含する、時間を基準とした、及び／又は移動ユニット又はネットワークプロバイダ又は別のサービスプロバイダの外部データソースの側で作成された所謂使用可能性カードとして提供することができる。更に、特に、ネットワーク運用者によって、各網又は各無線伝送方式の実際の負荷状態を表す網負荷状態カードを提供することができる。この使用可能性カード及び／又は網負荷状態カードに基づき、追加データ、実績値及び／又は評価点、特に、履歴データを含む実績カードを作成することができる。これらの対応する履歴データは、それぞれ、例えば、網使用可能性、各伝送方式の使用可能性及び／又は各信号強度に関する多数の経験的に、特に、測定技術により検出したデータに基づいている。使用可能性カード、網負荷状態カード及び／又は実績カードのデータは、無線伝送チャネル及び／又はインフラストラクチャコンポーネントを選択するために使用することができる。この位置センサ機器は、例えば、グローバル測位システム（ＧＰＳ）に基づく測位データを基準とするセンサ機器とすることができる。

移動ユニット又は移動端末機器は、特に、車両とすることができる。本発明の文脈において、車両とは、如何なる形式の車両、例えば、自転車、自動車、電気自動車、列車、船などとすることができる。移動ユニットは、例えば、スマートフォン又は少なくとも一つの電子通信モジュールを備えたそれ以外のユニットなどの移動無線機器とすることもできる。

前記の測定量は、特に、移動ユニットが車両であるか、或いは車両による輸送途上で用いた場合に、有利に使用することができる。この場合、ローカル車両パラメータが測定量として検出されて、無線伝送チャネルを選択するために使用することができる。

車両センサ機器の実際の測定量及び／又はそれに対応する別のソースの実際のデータを無線伝送チャネルの選択に使用することによって、特に、垂直及び／又は水平ハンドオーバー決定時、例えば、降雪又は強い雨などの気象の影響時、或いは道路交通の増加時における事前条件設定を改善することが可能となる。そのような事前条件設定によって、特に、二つの移動無線セルの間を通過している途上の移動する移動ユニットに対して行なわれる垂直及び／又は水平ハンドオーバー決定を改善することができる。

本発明の別の有利な実施例では、移動ユニットに配備された制御部、中央ユニットに配備された制御部及び／又はローカルユニットに配備された制御部が無線伝送チャネルを選択するために協力して動作する。

履歴データ及び／又は外部制御データは、これらの制御部の中の一つに、特に、完全又は部分的に保存することができる。これらは、無線伝送チャネルの選択プロセスの進行中に、その制御部から別の制御部に伝送することができる。

移動ユニットには、有利には、第一の無線方式の無線接続制御及び／又は第一のインフラストラクチャコンポーネントの使用のために、第一の制御コンポーネントを配備し、第二の無線方式の無線接続制御及び／又は第二のインフラストラクチャコンポーネントの使用のために、第二の制御コンポーネントを配備することができる。これら二つの制御コンポーネントは、無線伝送チャネルを選択するために制御技術的に協力して動作することができる。履歴データは、特に、移動ユニットに保存される。これらの保存されたデータは、特に、無線伝送チャネルを選択するために利用される。

本発明の別の有利な実施構成では、無線伝送チャネルの選択は、更に、制御技術により移動ユニットと接続された、特に、移動ユニットに統合されたプロセッサ上で進行する少なくとも一つのコンピュータ制御式アプリケーションに依存して行なわれる。この実施構成は、例えば、移動ユニットが車両である場合、特に有利に適用可能である。そして、少なくとも一つのアプリケーションの形態に応じて、無線伝送チャネルの中の少なくとも一つを選択する際に優先することができる。それによって、各アプリケーションに関する各接続方式及び／又はインフラストラクチャコンポーネントの最適化を行ない、それによって、それぞれアプリケーションにより提供されるサービスの品質を最適化することができる。例えば、エンターテイメント・アプリケーションのためには、高いデータ速度で伝送することが可能な無線伝送チャネル、例えば、ＷＬＡＮチャネルが有利である一方、例えば、緊急通話機能などの安全に関するアプリケーションのためには、出来る限り強い信号の無線チャネル、例えば、ＧＳＭチャネルが有利であると規定することができる。この優先順位に関して、例えば、無線伝送チャネルを選択するための相応の決定アルゴリズムにおいて、一つのパラメータを規定することができる。各アプリケーションは、優先順位に関する選択のためにも配分することができる。そのために、例えば、緊急通話機能及び渋滞の終端データ又は交差点の交通データなどの交通の流れに関連するデータを伝送するための運転者支援システム機能は、より高い優先順位を付与され、インターネット及びマルチメディア機能は、中間の優先順位を付与され、情報サービスは、低い優先順位を付与される。

無線伝送チャネルの選択時のアプリケーションに関する最適化は、移動ユニット内でローカルに検出、保存されたデータ及び／又は中央ユニットから提供されるデータ及び／又は移動ユニットに伝送されるデータに基づき行なうことができる。この場合、これらのデータは、履歴データ及び／又は別の制御データを含むことができる。無線伝送チャネルを選択するための決定パラメータ又は最適化目標として、例えば、各データサービスの最大データ速度、最小伝送時間、最小伝送コスト又は最大堅牢性を用いることができる。

例えば、局所領域内において、毎日、例えば、通勤のための交通の所謂ラッシュアワーの間などの所定の時刻に、同時加入者が多数であるために、所定の無線伝送チャネルが過負荷となり、別の無線伝送チャネルが僅かな負荷しか加わっていないことが履歴データに基づき検知することが可能な場合、本発明により、有利には、局所領域に関しても、異なる無線伝送チャネルの負荷状態又は等級分けを最適化することができる。この状況では、履歴データに基づき、僅かな負荷が加わっている無線伝送チャネルを目的通り選択することができる、即ち、局所領域において、例えば、ＧＳＭ移動無線伝送チャネルとＷＬＡＮ無線伝送チャネルの間などの異なる無線伝送チャネルの間の負荷の均等化を行なうことができる。それによって、この領域での無線伝送チャネルのスペクトル効率を向上することができる。ラッシュアワー又はそれと別に発生する交通渋滞又は状態に関する実際のデータは、その都度中央ユニット及び／又は外部データソースを介して提供して、無線接続チャネルを選択するために使用することもできる。それに対応するデータを提供するために、所謂クラウド・ソーシング方法を用いることもでき、その場合、同じ局所領域に存在するか、或いは直前まで存在した多くの車両からのデータは、例えば、所謂バックエンドサーバなどの中央ソースを介して、或いは直接車両間において、無線伝送チャネルの選択を行なう各移動ユニットに伝送される。

制御データ及び／又は履歴データは、例えば、車両対車両（カー・ツー・カー）通信の形のワイヤレスにより、特に、局所領域から走り去る第一の車両から、特に、局所領域に走り込む第二の車両に直接伝送することもできる。そして、これらの最新のデータは、第二の車両によって、無線伝送チャネルの選択のために使用することができる。

更に、多数のデータ伝送が一つの無線伝送チャネルを介して並列的に行なわれる場合、各データを伝送するアプリケーションを考慮する中央制御部を配備するのが有利である。この制御部は、完全又は部分的に移動ユニット、ローカルユニット及び／又は中央ユニットに配備することができる。この場合、移動ユニット又はローカルユニットによりローカルに検出された測定量は、好適なインタフェースを介して、例えば、無線伝送チャネルの中の一つ又は複数を介して、それぞれ別のユニットに対して提供可能とするのが有利である。

移動ユニットが車両である場合、それが無線伝送チャネルと中央ユニットを介して、バックエンドサーバとも接続可能であり、このサーバを介して、又もや多数の別の車両とデータ技術により接続可能であることによって、本発明を特に有利に適用することができる。そのため、それは、各局所領域の各車両から、例えば、そこの無線伝送チャネルに伝送される多数の履歴データを検出して保存することができる。この場合、伝送されるデータは、特に、測位基準のデータとするか、或いはバックエンドサーバに保存する途中に測位基準のデータとすることができる。

無線伝送チャネルを選択するために、履歴データ、場合によっては、別のデータ又はパラメータ並びにその分類、重み付け及び組合せを用いた異なるアルゴリズムを実現することができる。それに対応する選択プロセス内での決定のために、例えば、閾値に基づくルール、ファジー論理に基づくアルゴリズム及び／又は分析階層処理（ＡＨＰ）方法に基づくアルゴリズムを用いることができる。

本発明の別の有利な実施例では、無線伝送チャネルの中の一つを介した少なくとも一つのデータ伝送過程に対して、局所領域内かつ移動ユニット外において、チャネル接続データ、所謂外部チャネル接続データが生成される。そして、無線伝送チャネルのグループからの無線伝送チャネルの選択は、この外部チャネル接続データを用いて行なうことができる。更に、無線伝送チャネルの選択は、特に、移動ユニットで行なうことができる。

本発明の文脈において、伝送方式とは、特に、セル方式のネットワーク、少なくとも一つのアクセスポイント及び／又は少なくとも一つの臨時無線ネットワークであると規定することができる。この伝送方式は、それに対応するデータ伝送のための技術標準に、例えば、次の標準の中の一つに対応付けることができる。
（ａ）移動通信用グローバルシステム（ＧＳＭ）、ＧＳＭ２、ＧＳＭ３（ユニバーサル移動体電気通信システム、ＵＭＴＳ）、ＧＳＭ４（ロングタームエボルーション、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａ）
（ｂ）ＩＥＥＥ８０２．１１ｘ標準グループによるワイヤレスローカルネットワーク（ＷＬＡＮ）
（ｃ）欧州電気通信標準化機構のインテリジェンス・トランスポート・システムＥＴＳＩ ＩＴＳ Ｇ５
（ｄ）マイクロ波アクセス用の世界規模の相互互換性（ＷｉＭＡＸ）標準、場合によっては、その所定のバージョン及びそれから導き出された標準
（ｅ）それ以外のデータ伝送標準
これらに対応する無線基地局は、例えば、移動無線基地局、ＷＬＡＮネットワークルータ又はＷＬＡＮアクセスポイントとすることができる。これらの通信システム方式のアンテナは、それぞれ、それに対応して構成することができる。

アンテナは、所定の通信システム方式に基づくデータ伝送のために排他的に使用するか、或いは非排他的に使用することができ、そして、アンテナは、別の通信システム方式に基づくデータ伝送のために共有される。例えば、アンテナアレー又は少なくとも二つのアンテナから成るアンテナ装置の一つのアンテナは、例えば、ＬＴＥ方式などのマルチアンテナ通信システム方式に基づくデータのために共同で使用することも、例えば、ＧＳＭ方式などの単一アンテナ方式に基づく伝送のために個別に使用することもできる。

本発明を用いて、有利には、異なる無線伝送チャネル又は通信方式及び／又はインフラストラクチャコンポーネントの制御機器の間の制御技術的な調整を行なうことができる。本発明による無線伝送チャネルの選択方法によって、特に、移動ユニット側で、各無線伝送チャネルの能動的なリソース管理と能動的な接続管理を行なうことができる。これらは、特に、アプリケーションに関連付けることができる。それらは、中央で制御することができる。更に、有利には、特別なコスト関数を用いて、ハイブリッドネットワークで使用可能な自由度による最適な取り扱いを、そのため、その使用時の機能品質の改善を達成することができる。無線伝送チャネルの目的通りの選択によって、例えば、その無線伝送チャネルに関して、軽減された送信電力を設定できるか、或いは複雑な信号処理の負担を軽くして無線伝送チャネルを選択することによって、移動ユニットのエネルギー効率も改善することができる。

本発明により、特に、外部データが、それぞれ局所領域及び／又は時刻に割り振られた各無線伝送チャネルの料金表に対応する料金パラメータを含む場合、移動ユニットと中央ユニットの間のデータ接続に関する接続料金の節約も達成することができる。そして、この料金パラメータも考慮して、無線伝送チャネルの選択を行なうことができる。

以下において、図面に基づき本発明の更なる実施例を詳しく説明する。

理想化された無線伝送システムの模式図 現実の無線伝送システムの模式図 移動端末機器のブロック接続図 無線伝送システムのチャネル容量グラフ 自動車が二つの局所領域を通って走行する模式図 履歴データのデータ伝送接続図 伝送チャネルを決定するためのフローチャート図 無線伝送チャネルを選択するための構造フロー図

図１に図示されたマルチアンテナ移動無線伝送システム１では、移動無線基地局２と、自動車に固定接続され、少なくとも部分的に自動車の外側の屋根に取り付けられたアンテナ装置に、例えば、所謂ルーフフィンに組み込まれた、移動端末機器の移動無線伝送ユニット３との間で通信が行なわれる。この移動端末機器は、移動無線電話機、スマートフォン、或いは移動無線コンポーネント及び／又は別のネットワークコンポーネントを有するとともに、特に、インターネット接続を構築するためのコンポーネントを備えた、それ以外の移動通信機器とすることができる。この移動無線基地局２は二つのアンテナ４，５を備え、移動無線伝送ユニット３は二つのアンテナ６，７を備えている。これらのアンテナ４，５，６及び７には、それぞれ移動無線伝送用の通常の電子送受信コンポーネントが繋がっている。図１には、移動無線基地局２と移動無線伝送ユニット３の間の通信のために、データが、それぞれ精確に二つのアンテナを介して、そのため、精確に二つの伝送パス８，９を介して伝送される理想化された状況が図示されている。この場合、第一の伝送パス８がアンテナ４と６の間に構成され、第二の伝送パス９がアンテナ５と７の間に構成される。それに対応して、移動無線基地局２から移動無線伝送ユニット３へのデータ伝送は、一方ではアンテナ４から第一の伝送パス８を介して矢印方向にアンテナ６に行なわれ、他方ではアンテナ５から第二の伝送パス９を介して矢印方向にアンテナ７に行なわれる。ここに図示された最適な場合、二つの伝送パス８，９は妨害されず、各無線信号は重なり合わないか、或いは相互作用しない。それによって、二つの伝送パス８，９は物理的に完全に互いに独立している。それに対応して、例えば、送信アンテナ４の電力は受信アンテナ６によってのみ受信され、送信アンテナ５の放出電力は受信アンテナ７によってのみ受信される。そのため、２ｘ２を上回るアンテナ、特に、ｎｘｍのアンテナ（ｎ，ｍ＞＝２）を備えることもできる、そのようなマルチアンテナ無線システムでは、複数の物理的な伝送パスを介したデータの伝送が可能である。

図１に図示された伝送パスの理想形態は、送信機と受信機の間の反射、回折及び屈折などの物理的な影響下におけるアンテナシステムの現実の動作では完全には達成できない。この場合、特に、図２に模式的に図示された、伝送システムの性能低下を引き起こすクロスカップリングの効果が起こり得る。このクロスカップリングによって、例えば、アンテナ４の無線信号が伝送パス１０を介してアンテナ７により受信され、そのことが、又もや矢印により模式的に表示されている。アンテナ５の無線信号が伝送パス１１を介してアンテナ６により受信され、そのことが、同じく矢印により模式的に表示されている。それにより、アンテナ４又は５から伝送パス８，９を介したアンテナ６又は７での直接的な受信に加えて、それぞれ伝送パス１１，１０を介した別の送信アンテナ５又は４による交差した受信が行なわれる。

最適な伝送シナリオでも現実の伝送シナリオでも全ての伝送パスを介した合計では、同じ電力が伝送される、即ち、合計での減衰特性は変わらないことを出発点とすると、例えば、全ての受信アンテナでの受信電力の合計を測定するＲＳＳＩ（受信強度指標）パラメータなどの純粋に電力に基づくパラメータの評価は、ハンドオーバーを決定するためのチャネル及びシステム評価には非常に限定的にしか適さないことが明らかである。この場合、確かに各伝送チャネルの損失特性に関する記述は可能であるが、特に、それに対応する伝送パスでの回折、散乱及び反射の影響を受けるチャネルの空間的な特性が考慮されていない。しかし、これらの空間的な特性は、マルチアンテナシステムの使用時に目的通り活用して、ハンドオーバー決定時に考慮することができ、そして、システム性能に大きな影響を与える。

図２に図示された伝送システムでは、移動無線伝送ユニット３の移動無線基地局２の如何なるアンテナの間でユーザデータ、例えば、電話の音声データ、ＳＭＳ／ＭＭＳデータ又はインターネットデータの伝送を行なうかという趣旨で、ハンドオーバー決定を実施することができる。この場合、伝送パスとして、次のパスが利用できる。

伝送パスＰ１：アンテナ４とアンテナ６の間の伝送
伝送パスＰ２：アンテナ４とアンテナ７の間の伝送
伝送パスＰ３：アンテナ５とアンテナ６の間の伝送
伝送パスＰ４：アンテナ５とアンテナ７の間の伝送
これらの伝送パスの中の如何なる伝送チャネルをユーザデータの伝送のために使用するかの決定（ハンドオーバー決定）のために、チャネル毎に品質値を決定する。各品質値を決定するために、各チャネルの伝送速度、例えば、伝送パスＰ１とＰ３に基づく伝送チャネルに関して、アンテナ６に到着する、場合によっては、それと繋がったデコーダを用いて検出されるユーザデータの伝送速度を用いることができる。

データ伝送速度、無線受信電力、受信機側のエネルギー消費量、データ伝送時の時間遅延、信号対雑音比、信号中断時間、ローカルプリファランス設定等の別の特性量は、品質値を決定するために用いることができる。

チャネルのチャネル係数の評価負担を低く保持するために、各品質値を決定するための主指標（キーパフォーマンスインジケータ、ＫＩＰ）として、各チャネル伝送マトリックスの条件数を用いることができる。それにより、各伝送区間の処理能力の速い評価、即ち、各品質値のチャネル毎の決定が可能となり、各チャネル品質値の比較に基づき、そのようなマルチアンテナシステムでのハンドオーバー決定を改善するか、或いは最適に実施することができる。

これらの伝送チャネル決定は、図２に図示されている通り、空間的な、或いはアンテナ毎の伝送パスに関して行なうだけでなく、例えば、ＧＳＭ、ＵＭＴＳ又はＬＴＥなどの、移動無線基地局２及び移動無線伝送ユニット３の側でサポート又は提供される各通信システム方式に関しても行なうことができる。その場合でも、異なる伝送チャネルに関して、それぞれ品質値が決定され、各チャネル品質値の比較に基づき、如何なる伝送チャネル、即ち、如何なる伝送方式をユーザデータの伝送に使用するのかが決定される。

図３には、アンテナ６，７を含む受信側コンポーネントを備えた、自動車と固定接続された移動端末機器１７が図示されている。更に、受信移動無線信号に対する伝送の影響が模式的に図示されている。アンテナ６を介して入って来た移動無線信号は、受信機１２（レシーバＲｘ１）により受信されて、処理される。更に、この受信信号の振幅と位相の適合１４が、次の式１に基づき行なわれる。

ここで、
α_１は、マルチアンテナ入力信号に基づく振幅適合値であり、
ｊは、虚数であり、
φ_１は、マルチアンテナ入力信号に基づく位相適合値である。

それに対応する式が、アンテナ７を介して受信される移動無線信号に関して成り立ち、ここでは、受信機１３（レシーバＲｘ２）と振幅・位相適合部１５が配備されている。

そして、移動無線信号は、マルチアンテナ移動無線伝送システム１の信号を復号するための共通のコンプレックス受信機、所謂時空間デコーダ１６において伝送チャネル毎に復号され、それによりユーザデータが得られる。次に、これらのデータは、制御部１６ａに伝送することができ、この制御部において、復号プロセス又はユーザデータに基づき伝送チャネルパラメータを生成することができ、各伝送チャネルの品質値を生成することができるとともに、伝送チャネルの決定を実施することができる。品質値を決定するために、例えば、ＬＴＥ標準に基づく伝送に関して、例えば、１００ｍｓの測定時間及び１０ＭＨｚの受信帯域幅に渡って、データ伝送速度などのチャネルパラメータ及び／又はＬＴＥ伝送プロトコルのプリアンブルデータの値の積分を行なうことができる。

図４には、既に図２に図示したアンテナ構成が再度図示されており、伝送チャネルに関して、損失電力が発生しないとの仮定の下で、受信電力が、それぞれ正規化されて、理想化されて与えられているが、伝送の非対称性を生じさせる場合が有る。この場合、伝送パス８では、アンテナ６が電力μを受信し、伝送パス９では、アンテナ７が電力δを受信し、伝送パス１０では、アンテナ７が電力１−μを受信し、伝送パス１１では、アンテナ６が電力１−δを受信する。

次の伝送マトリックスを用いて、二つの基準構成ＡとＢを考察すると、

特異値分解により、それぞれ次の固有値が得られる。

二つの基準構成に関して同じ条件数が得られるにも関わらず、チャネルマトリックス［Ｈ_Ｂ］の測定の方がチャネルマトリックス［Ｈ_Ａ］よりも低いスペクトル効率となっている。それは、各伝送非対称度δ，μに応じた図４の二つのグラフ１８，１９に図示されており、グラフ１９は条件数κ［Ｈ］／ｄＢを図解し、グラフ１８はスペクトル効率

を図解している。グラフ１９の円２４ａは基準構成Ａの状況を示し、円２４ｂは基準構成Ｂの状況を示す。両方の状況に関して、約４０ｄＢのほぼ同じ条件数が得られている。それに対して、スペクトル効率は、大きく異なっている。基準状況Ａでは、それが約４．５ＭＢｉｔ／ｓＨｚの範囲（円２３ａ）内に有る一方、基準状況Ｂでは、３．５ＭＢｉｔ／ｓＨｚの範囲（円２３ｂ）内にしかない。

各伝送チャネルの品質値を決定するために２ｘ２伝送マトリックス［Ｈ_Ａ］，［Ｈ_Ｂ］の全ての四つのパラメータを分析することによって、伝送特性を非常に良好に評価して、高い伝送速度を達成することができる。それに対して、受信側で電力関連の分析しか実行しない場合、高いデータ速度を達成するためには、基準状況Ａの方がずっとより良く適しているにも関わらず、両方の基準状況Ａ，Ｂが等しく好適であると判定されてしまう。

図５には、ハイブリッドネットワークインフラストラクチャ１００ａが図示されており、この例では、ＧＳＭ ３Ｇ移動無線網１２０、ＷＬＡＮネットワーク１３０及びＥＴＳＩ ＩＴＳ Ｇ５移動無線網１４０が含まれている。このネットワークインフラストラクチャ１００ａは、それ以外の伝送方式も含むことができる。それに対応して、第一のネットワークインフラストラクチャに完全又は部分的に依存しない、例えば、別のネットワーク運用者により運営される第二のネットワークインフラストラクチャを配備することもできる。これら二つのネットワークインフラストラクチャは、場合によっては、完全又は部分的に同じコンポーネントを用いるか、同じ伝送方式を備える、例えば、基地局を共通に使用するか、或いはその両方であるが、制御技術的に異なる形で構成することができる。このＧＳＭ ３Ｇ移動無線網１２０は、二つの局所領域Ａ，Ｂに渡って広域をカバーする形で広がっており、図５では、二つの互いに接する移動無線セル１２０ｃ，１２０ｄが図形で表示され、そこに示された分割線１２００がこれらの局所領域Ａ，Ｂを分離している。局所領域は、地域又はゾーンとして表すか、或いはそれ自体又はその部分を表すこともできる。それらは、基本的に地図の中に任意に、或いは互いに接して設定することができる。しかし、局所領域は、切れ目なく互いに接する必要が無く、そのようにすることができる。それらは、例えば、重なり合うことができる。局所領域の境界は、例えば、移動無線網の無線網セルの境界によって決めることができる。

局所領域Ａには、ネットワークインフラストラクチャ１００ａのＧＳＭ ３Ｇ移動無線網１２０に対して、それぞれ少なくとも一つの移動無線アンテナを備えた移動無線基地局１２０ａと１２０ｂの形の二つのローカルユニットと、特に、相応の移動無線データを通信するための移動無線網のネットワーク運用者により運営される移動無線ネットワーク制御部１５０とが表示されている。この移動無線ネットワーク制御部１５０は、又もや二つの別のネットワーク１３０（ＷＬＡＮ），１４０（ＥＴＳＩ ＩＴＳ ５）ともデータを交換できる中央ユニット１６０と接続されている。この接続は、少なくとも部分的にケーブル接続とすることができる。更に、ＷＬＡＮネットワーク１３０には、ＷＬＡＮアンテナを備えたＷＬＡＮ基地局１３０ａの形の局所領域Ｂに配備されたローカルユニットと、ＷＬＡＮネットワーク制御部１１３０とが設けられている。ＥＴＳＩ ＩＴＳ Ｇ５移動無線網１４０には、それに対応して、少なくとも一つのＥＴＳＩ ＩＴＳ ５アンテナを備えたＥＴＳＩ ＩＴＳ ５基地局１４０ａの形のローカルユニットと、ＥＴＳＩ ＩＴＳ ５ネットワーク制御部１１４０が配備されている。このＷＬＡＮネットワーク１３０は、局所領域ＢにＷＬＡＮ無線セル１３０ｂを有し、その中では、ＷＬＡＮ伝送方式に基づく移動ユニットとのワイヤレス通信が可能である。このＥＴＳＩ ＩＴＳ Ｇ５移動無線網１４０は、局所領域ＢにＩＴＳ無線セル１４０ｂを有し、その中では、ＥＴＳＩ ＩＴＳ Ｇ５伝送方式に基づく移動ユニットとのワイヤレス通信が可能である。

図５には、更に、自動車１７０が模式的に表示されており、特に、そのサイズは、移動無線セル１２０ｃと比べて縮尺が正しくない。この例では、車両１７０は、無線に基づくデータ伝送のための複数のコンポーネントを有する。この場合、無線制御部１８０は、ワイヤレス通信に関して、前記の三つの無線伝送方式に基づく無線伝送方式を選択することを可能とする。そして、データ伝送は、ＧＳＭ３伝送方式をサポートするＧＳＭ通信モジュール１９０を介して行なわれるか、ＷＬＡＮ伝送方式をサポートするＷＬＡＮ通信モジュール１００を介して行なわれるか、或いはＥＴＳＩ ＩＴＳ Ｇ５伝送方式をサポートする通信モジュール１１０を介して行なわれる。そのために、この通信制御部１８０では、これらのモジュール１００，１１０，１９０の中の如何なるモジュールを介して、即ち、如何なる無線伝送チャネルを介して、車両１７０と中央ユニット１６０の間のデータ接続を構築するのかがそれぞれ選択される。この選択（垂直ハンドオーバー）は、特に、自動車１７０がその所与の局所領域Ａから方向Ｃへの移動により所与の局所領域Ｂに到達した場合に新たに行なわれる。

図６には、局所領域Ａ内の車両１７０が再度図示されており、そこでは、無線伝送モジュール１００，１１０，１８０及び１９０に加えて、更に、例えば、各信号強度などの各無線伝送チャネルの無線伝送パラメータを検出することが可能なセンサ１６０ａが図示されている。そして、無線伝送パラメータの測定値は、この選択又は垂直ハンドオーバーのために使用することもできる。更に、自動車１７０には、データ交換のために、無線伝送を制御するための通信制御部１８０と接続される中央車両制御部１９０ａが配備されている。この中央車両制御部１９０ａは、例えば、速度センサ、位置センサ、加速度センサなどの車両内部のセンサ１８０ａから測定データを受け取る。これらの移動ユニット又は自動車１７０でローカルに検出されたデータは、通信制御部１８０で無線伝送チャネルを選択するために使用することができる。通信制御部１８０には、更に、以前に局所領域Ａを通って走行していた時に、自動車１７０内に有るセンサを用いて検出された測位基準の履歴データを保存することができる。これらのデータも、局所領域Ａで無線伝送チャネルを選択するために使用することができる。更に、この制御部１８０は、実際に構築されている無線接続を介して中央ユニット１６０のデータメモリ１５００から履歴データを取り出すことができ、そのデータに基づき、無線伝送チャネルの選択が制御される。これらの履歴データは、同じく局所領域Ａに対する位置座標に基づく測位基準のデータとすることができる。更に、中央ユニット１６０は、別のソース６００ａからデータを取り出して、通信制御部１８０に提供するか、或いはその制御部に送信して、その制御部が無線伝送チャネルを選択するために使用することができる。例えば、移動無線網の網運用者によって、別のデータソース６００ａが提供され、それによって、網運用者がその時々の障害に関する情報を伝えることができる。そのような網運用者の実際のデータ又は履歴データは、時間関連データ及び／又は測位基準データとすることができる。

図６では、同じく車両１７０に関して前述したコンポーネントを有する車両１７００がローカルな局所領域Ｂに有る。しかし、この場合、車両１７００は、その走行方向Ｄにちょうど局所領域Ｂから出ようとする所である。この場合、移動ユニット又は車両１７００の通信制御部８００ａは、局所領域Ｂに滞在していた時に車両１７００で検出したデータを無線伝送チャネルにより中央ユニット１６０に伝送して、このユニットにより履歴データとして保存され、その後の別の車両への転送時のリアルタイム性を考慮して、これらのデータの入力に関してタイムスタンプを付与することができる。これらの検出データは、無線センサ１６００ｂ及び／又は車両センサ１８００ｂの測定値とすることができるが、各無線伝送モジュール９００ａ，１０００ａ，１１００ａの障害又はエラーメッセージとするか、それ以外に通信制御部８００ａに保存された、既に以前に検出された履歴データ又は実績カードとするか、或いはその両方とすることもできる。この車両１７００は、機能的に車両１７０の制御部１９０ａに相当するとともに、それに対応するデータを処理する中央制御部１９００ｂを備えている。

図７には、伝送チャネル選択とも呼ばれる無線伝送チャネル選択のフローチャートが図示されている。この場合、第一フェーズ２０で、決定の準備が行なわれ、第二フェーズ２１で、工程２０からの情報に基づき所与のルールを用いて、如何なる伝送チャネルを選択するかの決定が実施され、第三フェーズ２２で、それに応じて、選択された伝送チャネルを介したデータ伝送を実現するように、受信機が設定される。この場合、伝送チャネルを選択するフェーズ２０，２１，２２は、移動端末機器が移動している場合でも、出来る限り高いデータ伝送速度による出来る限り中断されないデータ伝送を可能とするために定期的な時間間隔で新たに実行される。これらのフェーズの実行は、位置情報を用いても行なうことができ、所与の局所領域に到達した時に、新たな実行が行なわれる。この場合、更に、道路地図と、速度、ハンドル旋回角度などの車両の実際のセンサデータに基づき、移動端末機器又は車両が何時所与の領域内に入るのかを予測することができる。この場合、特に、ナビゲーションシステムにプログラミングされた、車両が存在する走行ルートのデータも用いることができる。そして、これらの情報と、例えば、使用可能な無線伝送チャネルに関する前述した、或いは後述する別の情報とに基づき、少なくとも移動ユニット又は車両がその後の時点で漸く到達する局所領域において無線伝送チャネルを選択するための事前に先を見越した決定判定基準と、特に、事前決定又は固定的な決定を準備又は実施することができる。それによって、その領域に到着した時に、場合によっては実施されるハンドオーバープロセスを迅速、効率的かつ問題無く、特に、中断すること無く実行することができる。

フェーズ２０は、四つの工程に分かれる。工程２０ａでは、判定基準は、それぞれ受信機側で測定技術により直接検出又は走査した値に基づきローカルに決定することも、協力し合って決定することもできる。協力し合って決定する場合、実際の網及び／又は直ぐに使用可能となる網に関するデータは、中央データサービスにより提供される使用可能性カード又は受信機側で時間の推移と共に作成される実績カードなどの、それぞれ多数の経験的に調べたデータに基づく別のデータソースから決定することもできる。工程２０ｂでは、ルールに基づく伝送チャネルの事前選択が行なわれ、これは、同じくローカルに、協力し合って、或いはローカルかつ協力し合って行なうことができる。ローカルな場合、例えば、データ伝送の下限速度又は無線電力下限に基づき伝送チャネルを除外することができる。協力し合った場合、例えば、中央データサービスが網サービスの使用中止を勧告し、そのため、この網サービスを使用する伝送チャネルを除外することができる。例えば、網運用者が、関連する局所領域において所定の網又は所定の無線伝送チャネルがビジーであるとの情報を提供することができる。この情報に基づき、当該の無線伝送チャネルを選択から除外することができる。

工程２０ｃでは、所与の決定に重要な電力指標（ＫＰＩ）が評価されて、それから伝送チャネル毎に品質値が導き出される。この場合、チャネル毎に、例えば、データ伝送速度、無線強度、スペクトル効率、受信機側のエネルギー消費量、データ伝送時間遅延、信号対雑音比、信号中断、ローカルプリファランス設定などのローカルに相違する電力値を評価ルールに基づき評価することができる。そのために、例えば、伝送プロトコルデータのプリアンブルデータを使用すること及び測定値を時間的に積分することの一つ以上を行なうこともできる。これらの電力指標は、各無線伝送チャネルに関する料金情報又はプリファランス情報などの別の情報を含むこともできる。工程２０ｃでも、ローカルな評価及び／又は協力し合った評価を行なうことができる。工程２０ｄでは、使用可能な無線伝送チャネルの評価が行なわれ、所与のルールに基づく順序付けを作成することもできる。

図８では、前述したプロセス変化形態に対して用いることができる、移動ユニットにおいて異なる無線伝送チャネルのグループから一つの無線伝送チャネルを選択するプロセスの構造フロー図が図解されている。そのために、移動ユニットにおいて、例えば、図１に図示された通信制御部１８０には、それに対応する選択方法を実現するコンピュータプログラムを実行するプロセッサ２５が配備されている。更に、この選択方法を制御するために、様々なデータがプロセッサ２５にロードされる。特に、例えば、このコンピュータプログラムがサポートする選択方法のための異なる選択アルゴリズムの中の所定の選択アルゴリズムを適用するための制御パラメータ３１、所謂インテリジェントデータ策定パラメータ（ＩＤＰパラメータ）がプロセッサ２５にロードされる。更に、このグループにおいて使用可能な幾つかの無線伝送チャネルに対応する、特に、中央ユニット、ローカルユニット及び／又は移動ユニットから提供されるネットワークパラメータ２６がプロセッサ２５にロードされる。更に、特に、移動ユニットで検出されたセンサ機器データ２７がプロセッサ２５にロードされる。これらは、例えば、無線特有のセンサ機器のデータ又は車両特有のセンサ機器のデータとすることができる。更に、例えば、移動ユニットが実際に有る地域又はナビゲーションシステムにロードされた走行ルートに基づき到達する地域のトポロジーに関する道路地図データ２８と、グローバル測位システム（ＧＰＳ）データ又は速度データ等のそれから導き出されるデータなどのそれに対応する実際の滞在場所に関するセンサデータとをプロセッサ２５にロードすることができる。更に、例えば、中央ユニットなどの移動ユニットに対して外部のデータソースから提供されて、そこから取り出される外部データ２９をプロセッサ２５にロードすることができる。

これらの外部データもローカルデータも履歴データとすることができ、それらは、特に、移動ユニットが実際に有る同じ局所領域での以前の無線接続時に、同じ無線伝送チャネルで受信されて、その後保存されたデータである。しかし、これらの履歴データは、別の境界条件に基づき、例えば、時間設定に基づき構築することもでき、それによると、例えば、所定の無線伝送チャネルは、所定の時間空間では非常にビジーであり、そして比較的不利な形で使用可能である。多数の局所領域又は地域に関する履歴データを保存した相応のデータ集合を実績カードとして提供することができる。特に、移動ユニットのセンサにより検出された測定データから構成される、移動ユニットに保存された相応の履歴データを同じくローカル履歴データ３０としてプロセッサ２５にロードすることができる。

プロセッサ２５で実行されるコンピュータプログラムがそれぞれロードされたデータを処理した場合、少なくとも一つのデータセット又は制御値３２が出力され、それを用いて、移動ユニットにおいて、特に、各無線伝送チャネルの各通信モジュールへの移動ユニットの切り換えによって、使用可能な無線伝送チャネルのグループからの無線伝送チャネルの選択が行なわれる。

以下の情報カテゴリーは、無線伝送チャネルの選択のために、それぞれ個別に、或いは組み合わせて用いることができる。
（ａ）交通情報
（ｂ）網負荷
（ｃ）使用可能性カード
（ｄ）実績カード及び／又は
（ｅ）道路地図
各情報は、測位基準情報とすることができ、その結果、全体として、複雑な多層の情報形態又は地図形態を作成することができる。各情報は、実際のデータ及び／又は履歴データを含むことができる。

ここで述べた機器及びシステムコンポーネントは、特に、コンピュータプログラムにより制御され、そのために、コンピュータの別の周知の要素と、マイクロプロセッサ、揮発性メモリ及び不揮発性メモリ、インタフェースなどのデジタル制御機器を備えることができる。そのため、本発明は、コンピュータにロードされて実行された場合に本発明によるフローを完全又は部分的に実現するコンピュータプログラム製品の形で完全又は部分的に実現することもできる。それは、例えば、電子的に読取可能なデータ記憶媒体の形で提供することができる。

Claims (15)

1. 無線基地局（２，１２０ａ，１２０ｂ，１３０ａ，１４０ａ）と移動端末機器（１７，１７０，１７００）の間で無線信号を用いてデータを伝送するマルチアンテナ無線ネットワーク接続における伝送チャネル選択方法であって、
   無線基地局（２，１２０ａ，１２０ｂ，１３０ａ，１４０ａ）と移動端末機器（１７，１７０，１７００）が、それぞれ少なくとも二つのアンテナ（４，５，６，７）を備え、それらのアンテナを介して、無線接続のための複数の伝送パス（８，９，１０，１１）と、チャネルマトリックスに対応して、これらの伝送パス（８，９，１０，１１）の中の一つ又は複数をそれぞれ使用する、データ伝送のための少なくとも二つの伝送チャネルとが構成され、
   移動端末機器（１７，１７０，１７００）が、データを取得するために、端末機器のアンテナ（６，７）の中の少なくとも一つから受信した無線信号を復号することが可能な少なくとも一つのデコーダ（１６）を備えており、
   この伝送チャネル選択により、これらの伝送パス（８，９，１０，１１）の中の如何なる伝送パスを介して、及び／又は如何なる通信システム方式を用いて、無線基地局（２，１２０ａ，１２０ｂ，１３０ａ，１４０ａ）と移動端末機器（１７，１７０，１７００）の間のデータ伝送を行なうかを決定する、
   方法において、
   異なる局所領域（Ａ，Ｂ）に少なくとも一つの無線基地局（２，１２０ａ，１２０ｂ，１３０ａ，１４０ａ）がそれぞれ設けられ、
   移動端末器（１７，１７０，１７００）の位置情報に基づいて、移動端末器（１７，１７０，１７００）が何時所定の局所領域（Ａ，Ｂ）内に入るのかを予測し、その局所領域（Ａ，Ｂ）における伝送チャネルの選択を事前に準備し、
   事前に準備された伝送チャネルについて、移動無線基地局（２，１２０ａ，１２０ｂ，１３０ａ，１４０ａ）から伝送パス（８，９，１０，１１）を介して移動端末機器（１７，１７０，１７００）に、少なくとも一つの通信システム方式により第一のデータのための移動無線信号を伝送する工程と、
   伝送チャネル毎に、移動無線信号をデコーダ（１６）に供給する工程と、
   デコーダ（１６）が、移動無線信号を復号して、それにより伝送チャネル毎に第一のデータを取得する工程と、
   この復号した第一のデータを用いて、伝送チャネル毎に、各伝送チャネルを介したデータ伝送の品質を表す少なくとも一つの品質値を生成する工程と、
   これらの伝送チャネルの品質値の比較に基づき、ユーザデータを構成する第二のデータを次に伝送するための伝送チャネル選択を行なう工程と、
   を有する方法。
2. 当該の伝送パス（８，９，１０，１１）の中の如何なる伝送パスを介して、無線基地局（２，１２０ａ，１２０ｂ，１３０ａ，１４０ａ）と移動端末機器（１７，１７０，１７００）の間のデータ伝送を行なうかを決定するために、復号した第一のデータに基づき、チャネルマトリックスの係数を少なくとも評価することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 無線基地局（２，１２０ａ，１２０ｂ，１３０ａ，１４０ａ）の少なくとも一つのアンテナ（４，５）と移動端末機器（１７，１７０，１７００）の少なくとも一つのアンテナ（６，７）が、少なくとも二つの異なる通信システム方式に基づきデータを伝送するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 当該の品質値を決定するために、少なくともデータ伝送速度、チャネルマトリックスに基づき算出された伝送チャネルの条件数及び／又は伝送チャネルのスペクトル効率を検出して用いることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法。
5. 無線基地局（２，１２０ａ，１２０ｂ，１３０ａ，１４０ａ）と移動端末機器（１７，１７０，１７００）の間で無線信号を用いてデータを伝送するマルチアンテナ無線ネットワーク接続における伝送チャネル選択方法であって、
   無線基地局（２，１２０ａ，１２０ｂ，１３０ａ，１４０ａ）と移動端末機器（１７，１７０，１７００）が、それぞれ少なくとも二つのアンテナ（４，５，６，７）を備え、それらのアンテナを介して、無線接続のための複数の伝送パス（８，９，１０，１１）と、チャネルマトリックスに対応して、これらの伝送パス（８，９，１０，１１）の中の一つ又は複数をそれぞれ使用する、データ伝送のための少なくとも二つの伝送チャネルとが構成され、
   移動端末機器（１７，１７０，１７００）が、データを取得するために、端末機器のアンテナ（６，７）の中の少なくとも一つから受信した無線信号を復号することが可能な少なくとも一つのデコーダ（１６）を備えており、
   この伝送チャネル選択により、これらの伝送パス（８，９，１０，１１）の中の如何なる伝送パスを介して、及び／又は如何なる通信システム方式を用いて、無線基地局（２，１２０ａ，１２０ｂ，１３０ａ，１４０ａ）と移動端末機器（１７，１７０，１７００）の間のデータ伝送を行なうかを決定する、
   方法において、
   移動無線基地局（２，１２０ａ，１２０ｂ，１３０ａ，１４０ａ）から伝送パス（８，９，１０，１１）を介して移動端末機器（１７，１７０，１７００）に、少なくとも一つの通信システム方式により第一のデータのための移動無線信号を伝送する工程と、
   伝送チャネル毎に、移動無線信号をデコーダ（１６）に供給する工程と、
   デコーダ（１６）が、移動無線信号を復号して、それにより伝送チャネル毎に第一のデータを取得する工程と、
   この復号した第一のデータを用いて、伝送チャネル毎に、各伝送チャネルを介したデータ伝送の品質を表す少なくとも一つの品質値を生成する工程と、
   これらの伝送チャネルの品質値の比較に基づき、ユーザデータを構成する第二のデータを次に伝送するための伝送チャネル選択を行なう工程と、
   を有し、
   当該の伝送パス（８，９，１０，１１）の中の如何なる伝送パスを介して、無線基地局（２，１２０ａ，１２０ｂ，１３０ａ，１４０ａ）と移動端末機器（１７，１７０，１７００）の間のデータ伝送を行なうかを決定するために、復号した第一のデータに基づき、チャネルマトリックスの係数を少なくとも評価し、
   無線基地局（２，１２０ａ，１２０ｂ，１３０ａ，１４０ａ）の少なくとも一つのアンテナ（４，５）と移動端末機器（１７，１７０，１７００）の少なくとも一つのアンテナ（６，７）が、少なくとも二つの異なる通信システム方式に基づきデータを伝送するように構成され、
   当該の品質値を決定するために、少なくともデータ伝送速度、チャネルマトリックスに基づき算出された伝送チャネルの条件数及び／又は伝送チャネルのスペクトル効率を検出して用いることを特徴とする方法。
6. 当該の品質値を決定するために、所与の受信帯域幅と無線接続に使用される伝送プロトコルのプリアンブルの少なくとも一部とに渡って積分が行なわれることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の方法。
7. 複数の使用可能な伝送パス（８，９，１０，１１）に対して、一つのチャネルマトリックスを作成することを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載の方法。
8. 当該の無線ネットワーク接続が移動無線接続又はＷＬＡＮ接続であることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の方法。
9. 当該の無線基地局（２，１２０ａ，１２０ｂ，１３０ａ，１４０ａ）が固定局であり、当該の移動端末機器（１７，１７０，１７００）が自動車に固定接続された機器であることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の方法。
10. 車両が車体を備え、当該の移動端末機器（１７，１７０，１７００）のアンテナ（６，７）が車体の外に搭載されていることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 特に、請求項１から１０までのいずれか一つに基づき、移動端末機器（１７，１７０，１７００）と中央ユニット（６）の間でデータ接続を構築するために、それぞれ異なる伝送方式に対応する無線伝送チャネル及び／又は異なるインフラストラクチャコンポーネントを使用する無線伝送チャネルのグループから一つの無線伝送チャネルを選択する方法であって、
    中央ユニット（６）が、局所領域（Ａ，Ｂ）に配置された第一のローカルユニット（２，１２０ａ，１２０ｂ，１３０ａ，１４０ａ）と接続することが可能であり、このローカルユニットを介して、異なる伝送方式の中の第一の伝送方式に対応する第一の無線伝送チャネル及び／又は第一のインフラストラクチャコンポーネントを使用する第一の無線伝送チャネルを用いて、移動ユニット（１７，１７０，１７００）とのデータ伝送接続を構築することが可能であり、
    中央ユニット（６）が、局所領域（Ａ，Ｂ）に配置された第二のローカルユニット（２，１２０ａ，１２０ｂ，１３０ａ，１４０ａ）と接続することが可能であり、このローカルユニットを介して、異なる伝送方式の中の第二の伝送方式に対応する第二の無線伝送チャネル及び／又は第二のインフラストラクチャコンポーネントを使用する第二の無線伝送チャネルを用いて、移動ユニット（１７，１７０，１７００）とのデータ伝送接続を構築することが可能であり、
    移動ユニット（１７，１７０，１７００）は、それぞれ二つの無線伝送チャネルの中の一方を介してデータを伝送するように構成された少なくとも二つの無線ユニット（１９０，１００，１１０）を備えており、
    この無線伝送チャネルのグループからの無線伝送チャネルの選択が、移動ユニット（１７，１７０，１７００）の外で生成及び／又は保存された制御データを用いて行なわれ、 当該の制御データが、中央ユニット（６）及び／又はローカルユニット（１２０ａ，１３０ａ，１４０ａ）の中の少なくとも一つにより生成されて、移動端末機器（１７，１７０，１７００）に提供及び／又は伝送され、
    当該の選択が移動ユニット（１７，１７０，１７００）で行なわれることを特徴とする方法。
12. 当該の無線伝送チャネルのグループからの無線伝送チャネルの選択のために、局所領域（Ａ，Ｂ）における無線伝送チャネルの中の少なくとも一つとの少なくとも一つの以前の無線接続に関するデータ、所謂履歴データを使用することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 移動ユニット（１７，１７０，１７００）、特に、移動ユニット（１７，１７０，１７００）の少なくとも一つの制御部には、無線伝送品質に関して重要な測定値を検出して、無線伝送区間の選択に使用するための少なくとも一つのセンサ（１６０ａ）が配備されていることを特徴とする請求項１から１２までのいずれか一つに記載の方法。
14. 移動端末機器（１７，１７０，１７００）と中央ユニット（６）の間でデータ接続を構築することを可能とする、それぞれ異なる伝送方式に対応する無線伝送チャネル及び／又は異なるインフラストラクチャコンポーネントを使用する無線伝送チャネルのグループから一つの無線伝送チャネルを選択するための装置であって、
    請求項１から１３までのいずれか一つに記載の方法を実行するための手段を備えた装置。
15. 移動端末機器（１７，１７０，１７００）と中央ユニット（６）の間でデータ接続を構築するために、それぞれ異なる伝送方式に対応する無線伝送チャネル及び／又は異なるインフラストラクチャコンポーネントを使用する無線伝送チャネルのグループから一つの無線伝送チャネルを選択するコンピュータプログラムであって、
    このコンピュータプログラム製品をコンピュータにロードして実行した場合に、請求項１から１３までのいずれか一つに記載の方法を実現するコンピュータプログラム。

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