JP6509316B2 - 移動無線ネットワークでのハンドオーバ処理における移動無線ネットワーク加入者局のハンドオーバのための方法、並びに、当該方法において使用するための移動無線ネットワーク加入者局及び移動無線ネットワーク管理ユニット並びに車両 - Google Patents

Description

本発明は、移動無線ネットワークでのハンドオーバ処理における移動無線ネットワーク加入者局のハンドオーバのための方法に関する。本提案はさらに、当該方法において使用するための移動無線ネットワーク加入者局及び移動無線ネットワーク管理ユニット並びに車両に関する。

発明の背景
無線通信モジュールが装備された車両同士が公道上で相互に直接的に通信するシナリオでは、協調運転の場合であれ自律運転の場合であれ、又は、移動無線の加入者及びインターネット接続の場合であれ他のデータサービスの供給の場合であれ、セーフティクリティカルな用途における非常に高い信頼性、又は、顧客に対する非常に高い信頼性が極めて重要である。

しかしながら、移動無線ネットワークの分野においても車両通信が可能である。もっとも、この技術では、基地局が車両から車両にメッセージを中継しなければならない。これは、いわゆる「インフラストラクチャドメイン」において通信が実施される分野である。今後の移動無線世代では、直接車両通信も可能になる。このバリエーションは、ＬＴＥ（ロングタームエボリューション）ではＬＴＥ−Ｖと呼ばれており、５ＧイニシアチブではＤ２Ｄと呼ばれている。

典型的な通信シナリオは、安全性シナリオ、トラフィック効率性シナリオ、及び、インフォテイメントである。安全性の分野に関しては、「協調型前方衝突警告（Cooperative Forward Collision Warning）」、「プリクラッシュ検知／警告（Pre-Crash Sensing/Warning）」、「危険場所警告（Hazardous Location Warning）」のシナリオが挙げられる。これらの分野では、車両同士が相互に、位置、方向及び速度のような情報や、寸法及び重量のようなパラメータも交換する。伝送される別の情報は、どのようにして車両が追い越しを実施するつもりであるか、どのようにして車両が右折／左折するか等のような、協調運転にとって関心が持たれる意図情報に関する。この場合には、しばしばセンサデータが伝送される。危険な状況が存在していて運転者が反応しない場合には、自動車を自動的に減速させることができ、これによって事故が阻止され、又は、少なくとも不可避の事故での結果ができるだけ小さく抑制される。

トラフィック効率性の分野では、「改善された経路案内及びナビゲーション（Enhanced Route Guidance and Navigation）」、「青信号最適速度アドバイザリー（Green-Light Optimal Speed Advisory）」、「Ｖ２Ｖマージング支援（V2V Merging Assistance）」、及び、「プラトーニング（Platooning）」が挙げられる。プラトーニングとは、「高密度プラトーニング（High Density Platooning）」という用語でも知られている適用例として、インテリジェントな隊列走行を意味している。この場合には、隊列の車両間、例えばトラック間の距離が、その時々の交通状況に適合され、制御される。エネルギー消費量を削減するために、隊列の車両間の距離をできるだけ短縮することが目的である。このために、隊列の車両間でメッセージを常時交換する必要がある。

インフォテイメントの分野では、インターネットアクセスが大変重要である。

現在のところ車両通信のために、３ＧＰＰベースのＵＭＴＳ、ＨＳＰＡ、ＬＴＥ、及び、次世代５Ｇ標準のような移動無線技術を使用することが可能である。車両直接通信に関しては、ＬＴＥ−Ｖ及び５Ｇ Ｄ２Ｄが挙げられる。

データを定期的に反復的に伝送しなければならなくなると直ちに、これらのデータを伝送するための伝送リソースを予約して、これらの伝送リソースを送信局に割り当てることが比較的効率的である。このタスクは、今日の移動無線規格においては、スケジューラという用語でも知られている管理ユニットが引き受けている。この管理ユニットは、今日では、典型的に移動無線基地局内に配置されている。ＬＴＥ移動体通信システムの場合、基地局は、“Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂａｓｉｓ”に対応するｅＮｏｄｅＢと略称される。

即ち、移動無線基地局上での車両間の直接通信（ＬＴＥ−Ｖ、５Ｇ）の場合には、車両から車両への伝送が実施されるけれども、ネットワークプロバイダが基地局ｅＮｏｄｅＢを介してリソースを制御する、という状況が存在する。

特に−移動無線において−セル内のユーザの全てのアクティビティは、基地局によってオーケストレーションされる。基本的に基地局内のソフトウェアコンポーネントであるスケジューラは、それぞれの加入者に対して、これらの加入者が所定のデータをどの時点に、伝送フレームのどの周波数で送信してよいかを通知する。即ち、スケジューラの主なタスクは、複数の異なる加入者に対する伝送リソースの公平な割り当てである。これによって衝突が回避され、加入者からの伝送方向（アップリンク）及び加入者への伝送方向（ダウンリンク）の両方においてデータトラフィックが制御され、多数のユーザのための効率的なアクセスが可能となる。車両直接通信のためにスケジューラは、直接通信のためにどの周波数リソースをどの時点で使用してよいかを決定する。

これまで、ネットワークリソースは、移動無線ネットワーク加入者局の現在の需要と現在の位置とに基づいて予約されてきた。

移動無線ネットワークでの移動体通信における重要な処理は、ハンドオーバ処理である。移動無線ネットワークは、複数の移動無線セルに分割されたセルラーネットワークである。それぞれの移動無線セルは、基地局によって操作される。コネクション引き渡し処理とも呼ばれるハンドオーバ処理では、移動無線ネットワーク加入者局は、通話中又はデータ接続中、この通話又はデータ接続が中断されることなく一方の無線セルから他方の無線セルにハンドオーバされる。

典型的にハンドオーバ処理（国内ローミング）は、移動無線ネットワークのチャネル品質及び状態（無線チャネルの品質、現在使用されているセルの利用率、基地局に対する距離）に基づいて実施される。セルラーネットワークにおいて無線セルが変更される最もよくある理由は、加入者局ＵＥ（ユーザイクイップメント）が、移動によって管轄の基地局（ｅＮｏｄｅＢ）の供給エリアの縁部に到着し、隣接する移動無線セルの供給エリアの中に入った場合である。その後、この加入者局は、ネットワークに接続されたまま維持されるように、移動無線ネットワーク事業者によって、この加入者局を接続すべき別の基地局へと転送される。

その時々の移動無線標準において規定されている典型的なハンドオーバ処理は、電界強度の測定、又は、ＣＱＩレポート（チャネル品質指標）とも称される、通信チャネルの品質を記述する他のパラメータの測定に基づいている。

米国特許第６３８５４５４号明細書（ＵＳ６，３８５，４５４Ｂ１）からは、移動無線ネットワーク加入者局の以前の移動（経路）の登録によって移動無線ネットワーク加入者局の現在の経路が推定され、この推定された経路がハンドオーバ処理のために利用される、ハンドオーバ戦略のための解決策が公知である。

英国特許出願公開第２４９６１６５号明細書（ＧＢ２４９６１６５Ａ１）からは、加入者局の将来の経路及び移動も移動無線ネットワーク管理ユニットに通信し、これをリソース計画のために考慮することが公知である。移動無線ネットワーク加入者のナビゲーションシステムに由来し、移動無線事業者に伝送されたこの経路情報は、ハンドオーバ処理のためにも利用される。経路情報を処理する移動無線ネットワーク管理ユニットは、同明細書において「車両位置制御エンティティ（Vehicle Location Control Entity）」ＶＬＣＥと呼ばれる。

欧州特許出願公開第２０８８８１８号明細書（ＥＰ２０８８８１８Ａ２）及び特開２０１３−１７２４０７号公報（ＪＰ−Ａ−２０１３−１７２４０７）からは、移動無線通信加入者からの経路情報が考慮される、移動無線のための別のハンドオーバシステムが公知である。

米国特許第６３８５４５４号明細書 英国特許出願公開第２４９６１６５号明細書 欧州特許出願公開第２０８８８１８号明細書 特開２０１３−１７２４０７号公報

本発明
本発明は、ハンドオーバ処理をさらに改善するという課題を設定している。特に改善された、先を見越したハンドオーバ処理を実施すべきである。ここでは特に、個別輸送機関の要求に対して重点が置かれる。道路上にはますます多くの車両が存在しており、これらの車両は、協調的又は自律的に制御される。このためには、移動無線ネットワークと車両との間において、さらには車両間においても、ますます多くのデータを相互に交換することが必要となる。それだけでもう、ネットワークの利用率が大幅に増加し、無線セルのボトルネック及び過負荷が発生する可能性がある。適用例の中には、安定した接続を要求するものもある。このためにも、改善されたハンドオーバ処理が特に重要である。さらには、運転者が車両を操舵するタスクから解放されると、車両の乗員の媒体消費量及び情報需要も増加する。

上記の課題は、請求項１に記載の移動無線ネットワークでのハンドオーバ処理における移動無線ネットワーク加入者局のハンドオーバのための方法と、請求項７に記載の移動無線ネットワーク加入者局と、請求項１１に記載の移動無線ネットワーク管理ユニットと、請求項１４に記載の車両とによって解決される。

従属請求項は、これらの手段に関する以下の説明に即した、本発明の有利な発展形態及び改善形態を含む。

本解決策は、ハンドオーバ処理の際に少なくとも１つの追加的なパラメータを考慮することにある。追加的なパラメータは、車両の装備又は車両のカテゴリに関する。今日の車両には、装備バリエーションに応じて多数のコンポーネントが取り付けられる。特に車両には、装備バリエーションに応じて多数のセンサが取り付けられる。典型的なセンサは、車輪速度センサ、操舵角センサ、加速度センサ、ヨーレートセンサ、タイヤ圧力センサ、距離センサ等である。これらは、最近では殆どの装備バリエーションにおいて設けられている古典的なセンサである。他のセンサは、例えば、カメラ、並びに、レーダシステム及びライダシステムであり、これらは、例えば、車線逸脱警報、道路状態監視、又は、距離警告のために使用される。このようなセンサは、今のところ車両の特定の装置バリエーションのみにおいて見受けられる。

協調運転又は自律運転のために新たに開発されたシステムは、複数の車両が相互に観察し合い、所定の観察に関して相互に情報を伝え合うようにも設計されている。この場合においては、このために、センサデータ又はセンサデータから導出された観察データが車両間で交換される。カメラセンサ、レーダセンサ又はライダセンサからのデータが伝送される場合においては、伝送すべき大量のデータが発生する。これらのデータの伝送は、観察期間の長期化にも関連し得る。この期間中も車両は移動し続けるので、必然的にハンドオーバ処理も発生し得る。本提案によれば、ハンドオーバ処理の際にセンサ装備が考慮される。このことは、ハンドオーバ処理の際に、車両がログイン可能な移動無線セルを複数選択することができる場合に有利である。この場合においては、本提案によれば、センサ装備を考慮して、センサデータの伝送を確実に継続することが可能な移動無線セルへと車両が引き渡されるようにハンドオーバ処理が実施される。即ち、センサデータの確実な伝送がもはや不可能であると思われるほどに既に著しく利用し尽くされている移動無線セルは、回避される。

移動無線ネットワーク加入者局の計画された走行経路に関する経路情報を移動無線ネットワーク管理ユニットに伝送することによって、先を見越したコンポーネントによってハンドオーバ処理を拡張することによって、ハンドオーバ処理をさらに改善することができる。

有利には、移動無線ネットワーク加入者局のオプション装備に関する情報を、ハンドオーバ処理の前又は最中に、移動無線ネットワーク管理ユニットによって、当該移動無線ネットワーク加入者局がログインされている基地局の近傍に位置するハンドオーバ制御ユニットに伝送することができる。このハンドオーバ制御ユニットは、典型的には移動無線ネットワーク加入者局と協力してハンドオーバ処理に参加する。この場合には、移動無線ネットワーク加入者局の経路情報を中央で管理している移動無線ネットワーク管理ユニットに、データを送信する必要はない。

本方法は有利に拡張することができる。この場合、特に、警察車両、消防車、救急車、患者搬送車、軍用車両、技術救援機関、又は、公共近距離機関のカテゴリの緊急車両の場合に、移動無線ネットワーク加入者局のオプション装備に関する情報が優先度に関する情報とリンクされる。移動無線ネットワーク加入者局に優先的に伝送リソースが割り当てられるように、ハンドオーバ処理の際に優先度に関する情報が考慮される場合には、特に有利である。これらの車両は、使用時には常に移動無線ネットワークとの最適な接続を有する。

ハンドオーバ処理の際にオプション装備のデータを伝送するために適当な移動無線セルが利用可能でない場合に、当該オプション装備において生成されたデータが一時的に保存されるバッファメモリが装備されている場合には、移動無線ネットワーク加入者局にとってさらに有利である。この場合には、移動無線ネットワーク加入者局が最終的にオプション装備のデータを伝送するために適当な移動無線セルにハンドオーバされるときにも、これらのデータが依然として用意されている。

図面
本発明の実施形態が図面に図示されており、以下、図面に基づいてより詳細に説明される。

移動無線を介した車両通信の原理を示す図である。 移動無線ネットワーク加入者局が１つの移動無線セルから次の移動無線セルに引き渡されるハンドオーバ処理の典型的な経過を示す図である。 自動車の車両エレクトロニクスに関するブロック図である。 車両にライダセンサが装備されている場合における、車両と移動無線ネットワーク管理ユニットとの間のメッセージ交換を示す図である。 車両にライダセンサが装備されている場合における、本発明の実施形態によるハンドオーバ処理の経過を示す図である。 車両にライダセンサが装備されていない場合における、車両と移動無線ネットワーク管理ユニットとの間のメッセージ交換を示す図である。 車両にライダセンサが装備されていない場合における、本発明の実施形態によるハンドオーバ処理の経過を示す図である。

本発明の実施例の詳細な説明
本明細書は、本発明による開示の原理を説明するものである。従って、当業者は、本明細書に明示的に記載されていなくとも本発明による開示の原理を具現化する複数の異なる構成を構想することが可能であり、このような構成もまた本発明の範囲において保護すべきであることを理解すべきである。

図１は、移動無線を介した車両通信の原理を示す。車両には参照符号３０が付されている。

車両という用語は、内燃機関を有する自動車であれ電気モータを有する自動車であれ、電気モータを有する自転車や電気モータを有さない自転車であれ筋力で動作する他の車両であれ、１つ、２つ、４つの車輪を有する車両であれそれ以上の車輪を有する車両であれ、これらに対する総称として理解される。オートバイ、乗用車、トラック、バス、農業用車両、又は、建設機械に対してでも構わない。上記の列挙は網羅的ではなく、他の車両カテゴリも含む。

図１の車両には、それぞれ車載器（On-Board Unit）３１が装備されており、この車載器３１は、移動無線ネットワークにおける通信のための送受信ユニットとして使用される。この車載器は、本発明の開示の意味での移動無線ネットワーク加入者局の一部である。車両からの全てのメッセージ（アップリンク）及び車両への全てのメッセージ（ダウンリンク）は、移動無線セルを操作する基地局２０を介してルーティングされる場合、又は、車両直接通信（サイドリンク）の場合には、直接的に車両間で交換される。この移動無線セルの内側に車両が位置する場合には、これらの車両は、基地局２０において登録又はログインされている。車両が移動無線セルから退出すると、これらの車両は、隣接するセルに引き渡され（ハンドオーバ）、従って、基地局２０において登録解除又はログアウトされる。基地局２０は、インターネットへのアクセスも提供し、これにより、移動無線セル内にいる車両３０又は他の全ての移動無線ネットワーク加入者にインターネットデータが供給される。このために基地局２０は、いわゆるＳ１インターフェースを介してＥＰＣ４０（Evolved Packet Core 進化したパケットコア）に接続されている。インターネット１０又は他のワイドエリアネットワークＷＡＮを介して、移動無線プロバイダの中央コンピュータ５０にもアクセス可能であり、この中央コンピュータ５０は、本発明の開示の意味での移動無線ネットワーク管理ユニットとして使用される。この中央コンピュータ５０は、ネットワークリソース計画のタスクを引き受けている。ネットワークリソース計画の目的は、できるだけ多くの加入者にデータを供給することができるように、かつ、移動無線セル内の過負荷又はボトルネックが回避されるように、ネットワーク利用率を最適化することである。移動無線ネットワークの計画における容量監視の既存の方法に関する概要は、『ＷｉｓｓｅｎＨｅｕｔｅ』第６３ ６／２０１０巻のＳ．Ｒｏｅｍｅｒ及びＲ． Ｌａｒｒｅｓによるレビュー記事である“Ｋａｐａｚｉｔａｅｔｓｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｉｍ Ｒａｈｍｅｎ ｄｅｒ Ｎｅｔｚｐｌａｎｕｎｇ ｆｕｅｒ Ｔｅｌｅｋｏｍｍｕｎｉｋａｔｉｏｎｓｎｅｔｚｅ”（電気通信ネットワークのためのネットワーク計画の枠内における容量監視）に記載されている。特にユーザの挙動が測定され、時間的及び場所的に解析される。このために、毎日の行動、毎週の行動、及び、毎月の行動を測定し、統計的に評価して予測を立てることができる。ネットワーク拡張計画のために、トラフィック予測におけるさらなるトラフィック推移も考慮される。

このような移動無線技術は標準化されており、これに関しては移動無線標準の対応する仕様書が参照される。最新の移動無線標準の例として、３ＧＰＰイニシアチブと、ＬＴＥ標準（ロングタームエボリューション）とが参照される。これらに対応するＥＴＳＩ仕様書の多くは、今のところバージョン１３で公開されている。一例として、ＥＴＳＩ ＴＳ １３６ ２１３ − Ｖ１３．０．０（２０１６−０５）、Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ（Ｅ−ＵＴＲＡ）、物理層手順（３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１３ ｖｅｒｓｉｏｎ １３．０．０ Ｒｅｌｅａｓｅ １３）が挙げられる。

ＬＴＥは、特に高い伝送速度及び短い応答時間を表している。ＬＴＥでは、より良好な変調方式と、より柔軟な周波数利用と、より広範囲のチャネル帯域幅とによって伝送速度の向上が達成される。今のところＬＴＥでは、仕様書によれば、２０ＭＨｚ帯域当たりオーバヘッドを差し引いて計算上、ダウンリンクで３００ＭＢｉｔ／ｓを超える伝送速度と、アップリンクで７５ＭＢｉｔ／ｓを超える伝送速度とが達成される。

ＬＴＥの伝送速度は、実質的に周波数領域と、チャネル幅と、基地局２０に対する距離と、移動無線セル内の加入者数とに依存している。帯域幅を同時に利用するユーザが多ければ多いほど、１加入者当たりの伝送速度は遅くなる。

８００ＭＨｚ近辺の周波数領域は、当初はアナログＵＨＦテレビチャネルのために設けられていた。地上波テレビの受信がＤＶＢ−Ｔ／ＤＶＢ−Ｔ２に変換され、これに伴って無線を介したアナログテレビの伝送が停止されたことにより、この周波数領域が解放された。従って、この周波数領域は、デジタル化による恩恵（digital devidend）としても知られている。さらに、全てのネットワーク事業者は、約１８００ＭＨｚ近辺の周波数領域においてＬＴＥのために利用してよい周波数を有する。

２６００ＭＨｚ近辺の周波数は、主に大都市の非常に混み合った場所（ホットスポット）で利用されるが、その一方で、移動無線事業者は、８００ＭＨｚの周波数領域を有する広帯域拡張（非供給領域）のホワイトスポットを供給することが義務付けられている。従って、必要性及び需要に応じてこの周波数領域がいつかは満杯になり、２６００ＭＨｚ付近の周波数を農村部でも使用する必要がくるものと予想される。

しかしながら、比較的高い周波数領域は、比較的短い射程距離を有する。８００ＭＨｚ帯は、３つ全ての周波数領域の中で最も広範囲の射程距離を提供し、ネットワーク適用範囲において比較的少ない基地局数で対処することができる。しかしながら、ＬＥＴの場合には、基地局と端末間との間の距離が１０キロメートルを超えてはならない。

複数の移動無線機器が同時にデータを伝送できるようにするために、ＬＴＥは、スケーラブルで個別的なチャネルを用いて動作する。具体的に言えば、このことは、リソースを割り当てる際に周波数スペクトルが分割され、所定の時間の間、スペクトルの一部が個々の機器に割り当てられるということを意味する。

ダウンリンクに対しては、ＯＦＤＭＡ技術（直交周波数分割多元接続）が使用される。同技術では、公知のマルチキャリア伝送技術であるＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）が使用され、この場合には、データシンボルが、ＱＰＳＫ（四位相偏移変調）又はＱＡＭ（直角位相振幅変調）を用いて個々の搬送波に変調される。ＯＦＤＭＡでは、利用可能な周波数帯域が多数の狭帯域（チャネル）に分割される。帯域幅は、周波数から最大の送信電力を取り出すためにフレキシブルに利用される。

１０，１５又は２０ＭＨｚの帯域幅を有する周波数帯域は、それぞれ１５ｋＨｚまでのサブキャリアに分割される。それぞれ１２個のサブキャリアは、１つのリソースブロック（ＲＢ）に統合され、これは、ＬＴＥ機器に割り当てることができるものの最小の単位である。１つの機器は、１つの方向につき１個乃至数個のリソースブロックを占有することができる。この数は、セルの利用率と信号品質とに依存する。上限は、基地局が使用する周波数ブロックの幅から生じる。１０ＭＨｚの周波数ブロックの場合には、上限は５０リソースブロックである。２０ＭＨｚの場合には、１００である。

ブロックの伝送は、時間的に１０ｍｓに設定される（フレーム）。これは、１秒当たり１００ブロックである。それぞれのフレーム自体は、１０個のサブフレームからなる。１つのサブフレームにつき１つのトランスポートブロックを伝送することができる。このトランスポートブロックは、信号品質に応じて異なるサイズである。トランスポートブロックのサイズは、実質的に信号品質に依存しているが、加入者局によって要求されるデータ量にも依存している。信号品質は、使用される変調、ペイロードと誤り訂正との比（符号化率）、及び、使用されるリソースブロックの数を決定する。これらの３つのパラメータは、相互に直接的に関連している。

特別なアルゴリズムが適切なチャネルを選択し、この際に環境からの影響を考慮する。この場合、好ましくはユーザにとってその時々の場所において最も有利な搬送波だけが、伝送のために利用される。

アップリンクに対しては、ＳＣ−ＦＤＭＡ技術（シングルキャリア周波数分割多元接続）が使用される。これは、その他ではＯＦＤＭＡに非常に類似しているシングルキャリアアクセス方法である。ＳＣ−ＦＤＭＡは、電力変動がより小さく、より簡単な電力増幅を可能にする。これは、特にモバイル機器のバッテリを保護する。

ＬＴＥは、空間的に分離されたデータストリームを用いても動作する。ＬＴＥの仕様書によれば、基地局には４つのアンテナが設けられ、端末には２つのアンテナが設けられる。送信信号は、伝送のために複数の送信アンテナに転送される。受信信号は、２つのアンテナによって受信される。この技術は、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）と呼ばれる。この場合、Ｔｘモードにおいて両方の信号から１つのより良好な信号が算出される。これにより、送信パス及び受信パスの両方が同じ障害（損失及び干渉）の影響を受けなくなるので、改善されたデータスループットが得られる。ＬＴＥはさらに、共有チャネル原理、ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）、及び、適応変調符号化（ＡＭＣ）のような別の技術を使用する。

ハンドオーバ処理の原理が図２に示されている。図２には、２つの隣接する基地局２０が示されており、これらの基地局２０の間を車両３０が移動する。車両３０は、図中で左から右に移動する。車両３０は、ハンドオーバ処理の開始時には、基地局２０ａにおいて移動無線ネットワーク加入者局としてログインされている。車両３０は、基地局２０ｂに接近するとすぐに基地局２０ｂの信号を受信して、基地局２０ｂとの通信も開始する。受信信号が十分に強くなると同時に、基地局２０ａからの受信信号が閾値未満に減少すると、基地局２０ｂの無線セルにログインされ、次いで、基地局２０ａからログアウトされる。この手順は、図２の右側に図示されている。

複数の異なるハンドオーバ技術が存在しており、そのうちのいくつかについて簡単に説明する。

接続遷移の方式に基づく区別
・ハードハンドオーバ
現在のセルとの既存の接続が、新しいセルとの接続が形成される前に完全に切断される。ＧＳＭ隣接セル同士は、それぞれ異なる無線周波数を利用するので、ＧＳＭハンドオーバは、常にハードハンドオーバ技術である。この場合には、移動無線機器は、ハンドオーバ処理中に送信周波数及び受信周波数を変更しなければならない。
・ソフトハンドオーバ
既存の接続が切断される前に、新しいセルとの接続が構築される。しばらくの時間、それぞれ異なるセルとの２つの同時接続が存在する。この方法は、例えばＵＭＴＳにおいて使用される。ここでは基本的に隣接セル同士は、同じ無線周波数を使用する。

ハンドオーバ処理の開始は、複数の異なる方法で実施することができる。それでもなお、これらの技術は、ハンドオーバ処理を実施するために測定データを収集することを共通して有する。例えば、以下のハンドオーバ技術が区別される。

ａ）移動体支援ハンドオーバ（Mobile-Assisted-Handover ＭＡＨＯ）
ＧＳＭネットワークにおいて実施される全てのハンドオーバ処理は、もっぱらＭＡＨＯタイプのものである。ハンドオーバの実施は、基地局コントローラ（ＢＳＣ）によって決定及び命令されはするが、ただし、ＢＳＣの測定結果と、移動無線ネットワーク加入者局ＭＳの測定結果とに基づいている。ハンドオーバのために選択された最も近傍のセルであっても、移動無線ネットワーク加入者局ＭＳが検出した測定データに基づいている。ＢＳＣは、信号レベルの悪化を識別して、移動無線ネットワーク加入者局ＭＳのために変更を準備する。

ｂ）ネットワーク制御ハンドオーバ（Network-Controlled-Handover ＮＣＨＯ）
ＮＣＨＯ技術は、アナログネットワークにおいて例えば１９８４年以降のＣ−Ｎｅｔｚにおいて使用されていた。この場合、ハンドオーバ処理の開始は、次の基地局に呼を転送した基地局の測定結果に基づいて実施されていた。

ｃ）移動体制御ハンドオーバ（Mobile-Controlled-Handover ＭＣＨＯ）
ＭＣＨＯ技術では、その名前が示唆するようにハンドオーバ処理が移動無線ネットワーク加入者局自体によって実施される。このようなハンドオーバ技術は、移動無線分野では制御が困難であり、従って、実用的でもない。従って、このようなハンドオーバ技術は、ＤＥＣＴ機器又はＷＬＡＮネットワークのような、移動局の数が最初から既知であるシステムアーキテクチャにおいて主に利用される。

端末は、現在のセルの信号強度及び信号品質と、隣接セルの電界強度とを常時測定する−ＧＭＳでは、ブロードキャスト制御チャネル（ＢＣＣＨ）の受信信号強度を測定する。測定結果は、基地局コントローラ（ＢＳＣ）に送信される（ＧＳＭでは４８０ｍｓ毎）。その後、ＢＳＣにおいて、ハンドオーバの必要性に関する判定が下される。ハンドオーバが実施可能となる前に、ターゲットセルを担当するＢＳＣによって、適切なチャネルを予約しておかなければならない。これが成功した場合に初めてＢＳＣは、移動無線ネットワーク加入者局にハンドオーバ命令を下すことができる。

殆どの移動無線システムでは、ハンドオーバの開始及び進行に影響を与える多数のシステムパラメータが存在する。ハンドオーバの種類に応じて、実施すべき調整が異なる。例えばＵＭＴＳでは、複数の基地局を頻繁にソフトハンドオーバ中にすることにより、即ち、複数の基地局に同時に接続することにより、ネットワーク容量の犠牲を払って無線接続の品質（呼品質）を改善することができる。無線接続の品質及びネットワーク容量の同時の改善は、例えば、基地局のアンテナパラメータを最適化することによって達成することができる。

ＬＴＥでは、ハンドオーバ処理の詳細に関して標準が参照される。ハンドオーバ処理に関するプロトコルは、仕様書ＥＴＳＩ ＴＳ １３６ ４１３ Ｖ１２．３．０（２０１４−０９）と、Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）と、Ｓ１アプリケーションプロトコル（Ｓ１ＡＰ）（３ＧＰＰ ＴＳ ３６．４１３ ｖｅｒｓｉｏｎ １２．３．０ Ｒｅｌｅａｓｅ １２）とに記載されている。

図３は、最新の自動車３０の自動車エレクトロニクス１００の典型的な構造を示す。エンジン制御装置には、参照符号１５１が付されている。参照符号１５２は、ＥＳＰ制御装置に対応し、参照符号１５３は、ＡＢＳ制御装置を表している。トランスミッション制御装置、エアバッグ制御装置等のような他の制御装置を自動車に設けることもできる。このような制御装置のネットワーク化は、典型的には、ＩＳＯ規格、即ち、ＩＳＯ１１８９８として標準化されているＣＡＮバスシステム（コントローラエリアネットワーク）１０４を介して実施される。自動車には複数の異なるセンサが設置されており、これらのセンサはただ１つの制御装置だけに接続されているわけではないので、このようなセンサデータも、バスシステム１０４を介して個々の制御装置に伝送される。自動車におけるセンサの例は、車輪速度センサ、操舵角センサ、加速度センサ、回転速度センサ、タイヤ圧力センサ、距離センサ等である。車両に装備された種々のセンサには、図３において参照符号１６１，１６２，１６３が付されている。

しかしながら、最新の自動車は、交通状況を観察するために、例えば、リアビューカメラ、又は、運転者監視カメラ、又は、フロントビューカメラとして、ビデオカメラのようなさらに別のコンポーネントを有することもできる。別のコンポーネントの例として、レーダクルーズコントロールを実現するための、又は、距離警告機器若しくは衝突警告機器を実現するためのレーダ機器も挙げられる。

数年来、運転者支援システムが提供されており、この運転者支援システムは、レーダ、ライダ、又は、ビデオセンサを用いて運転環境を検出し、これらのセンサデータを解釈することによって運転状況の内部表現を形成し、この知識に基づいて運転者に情報提供及び警告することにより、車両操縦への所期の介入に至るまで、ますます要求が増加する機能を実施する。従って、例えば、高速道路のような良好に構造化された道路上での縦方向制御を、ライダセンサ及び／又はレーダセンサが装備されたＡＣＣシステム（アダプティブクルーズコントロール）によって時間的に大きな割合で自動的に実施することができる。図３では、一例としてライダセンサに参照符号１０５が付されている。

自動車には、さらに別の電子装置も設けられている。これらの電子装置は、多くの場合、車室内の領域に配置されており、運転者によって操作されることも多い。その一例は、ユーザインターフェース装置であり、運転者は、このユーザインターフェース装置を介して運転モードを選択することができるが、古典的なコンポーネントを操作することも可能である。ユーザインターフェース装置には、ギア選択装置、方向指示器制御装置、フロントガラスワイパ制御装置、照明制御装置等が含まれる。このユーザインターフェース装置には、参照符号１３０が付されている。ユーザインターフェース装置１３０には、多くの場合、ロータリスイッチ／プッシュスイッチも装備されており、このロータリスイッチ／プッシュスイッチを介して運転者は、コックピッドのディスプレイ上に表示される種々のメニューを選択することができる。他方で、タッチセンシティブディスプレイもこのカテゴリに含まれる。操作者支援のための音声入力自体も、このカテゴリに含まれる。

同じくコックピッドの領域に設置されるナビゲーションシステム１２０は、多くの場合、これらとは区別される。もちろん、地図上に表示されるルートをコックピッドのディスプレイ上に表示することもできる。スピーカホンのような別のコンポーネントを設けることもできるが、詳細には図示されていない。参照符号１１０は、さらに車載器（Ｏｎ−Ｂｏａｒｄ Ｕｎｉｔ）を表している。この車載器１１０は、通信モジュールに相当し、この通信モジュールを介して車両は、移動体データを送受信することができる。上述したようにこの通信モジュールは、ここでは例えばＬＴＥ及びＬＴＥ−Ｖ標準に準拠した移動無線通信モジュールとすることができる。

車室の機器もまた、参照番号１０２が付されたバスシステムを介して相互にネットワーク化されている。このバスシステムは、ＩＳＯ１１８９８−２標準に準拠した高速ＣＡＮバスシステムとすることができるが、この変形例では、インフォテインメント機器間における比較的高速のデータ転送速度でのデータ伝送のためのバスシステムとすることができる。あるいは、車両内のコンポーネントをネットワーク化するためにイーサネットも使用される。車両に関連したセンサデータを、通信モジュール１１０を介して別の車両又は別の中央コンピュータに伝送すべきであるという目的で、ゲートウェイ１４０が設けられている。このゲートウェイ１４０は、２つの異なるバスシステム１０２及び１０４に接続されている。ゲートウェイ１４０は、ＣＡＮバス１０４を介して受信したデータを変換して、高速ＣＡＮバス１０２の伝送フォーマットに変換し、これらのデータをそこで指定されたパケットに分配することができるように構成されている。これらのデータを外部に転送するために、通信モジュール１１０は、これらのデータパケットを受信し、今度は、これに応じて使用される通信標準の伝送フォーマットに変換するように構成されている。ゲートウェイ１４０を、他のタスクのための計算手段として使用することもできる。

本発明の典型的な適用例においては、車両３０は、自身の計画された走行経路を中央コンピュータ５０に通知する。車載器３１から中央コンピュータ５０への計画された走行経路の伝送は、図４に図示されている。車両３０は、走行経路に加えて、自身にライダセンサ１０５が装備されていることを中央コンピュータ５０に通知する。図４では、走行経路と、ライダセンサがオプション装備されていることとを伝送するためのメッセージに、参照符号ＮＡＶＲ＋ＬＩＤＡＲが付されている。オプション装備に関する情報は、走行経路を伝送することなく別個に中央コンピュータ５０に通知することもできる。走行経路の伝送には、計画された、走行経路が開始される時点も含まれる。走行経路が開始される時点は、中央コンピュータ５０におけるリソース計画にとって重要である。任意選択的に、経路情報を伝送する際にサービス要求も伝送することができる。このようなサービス要求によって、例えば走行経路に対する所定のサービス品質（ＱｏＳ）が要求される。図４の場合、毎日の行動、毎週の行動、及び、毎月の行動によってネットワークリソースの供給時におけるボトルネックが示されていない時点において、走行経路が開始されることが前提とされる。従来の毎日の行動、毎週の行動、毎月の行動に対して、本提案による解決策によれば、他の車両が計画した走行経路が中央コンピュータに通知される。これによって、予期すべきトラフィック及びネットワーク利用に関する予測がより正確になる。ボトルネックが示されていなければ、中央コンピュータ５０から車両３０の車載器３１に肯定応答が返送される。図４においては、この肯定応答メッセージに参照符号ＲＲ＿ＮＡＶＲ＋ＬＩＤＡＲ＿ＡＣＫが付されている。肯定応答メッセージによって、計画された走行経路Ａのための対応するネットワークリソースが時間的及び場所的に提供可能であること、及び、ハンドオーバ処理のためにオプション装備に関する情報が考慮されることが肯定応答される。

これから図５に基づいて、オプション装備に関する情報を考慮したハンドオーバ処理の例を説明する。３つの移動無線セルＦＺ１乃至ＦＺ３が関与している。車両は、自身の走行経路Ａ上を移動する。車両は、移動無線セルＦＺ１の基地局にログインされている。走行経路及びオプション装備に関する情報は、中央コンピュータ５０から走行経路Ａに沿ったＢＳＣに伝送された。ここで、車両３０が移動無線セルＦＺ２のセル境界に接近すると、ハンドオーバ処理が開始される。移動無線セルＦＺ２の基地局２０からの受信信号がより強くなり、これに従って移動無線セルＦＺ２へのハンドオーバが示されているけれども、車両３０にライダセンサ１０５が装備されていることと、このライダセンサ１０５のデータを伝送するために特に多くのネットワークリソースを予約しなければならないこととがＢＳＣには分かっているので、車両３０は、移動無線セルＦＺ１内に留まっている。従って、移動無線セルＦＺ２への変更は回避される。なぜなら、このケースでは、移動無線セルＦＺ２の大部分が既に利用し尽くされているからである。車両が移動無線セルＦＺ３のセル境界に到達して初めて、移動無線セルＦＺ３へのハンドオーバ処理が実施される。このケースでは、ここで、ライダセンサ１０５のデータを伝送するために十分なリソースを利用することが可能となる。

図６は、車両３０が走行経路Ａのみを中央コンピュータ５０に通知するケースを示している。このケースにおいては、車両３０には、ライダセンサ１０５を含むオプション装備が設けられていない。中央コンピュータ５０に走行経路を伝送するメッセージには、参照符号ＮＡＶＲが付されている。中央コンピュータ５０は、メッセージＲＲ＿ＮＡＶＲ＿ＡＣＫによって、走行経路の到着と、経路に沿った対応するリソース予約とを肯定応答する。

図７には、このケースに対するハンドオーバ処理の経過が図示されている。車両３０がセル境界から移動無線セルＦＺ２に接近すると、改めてハンドオーバ処理が開始される。このケースでは、受信信号が所要の強度に達すると、移動無線セルＦＺ２へのセル変更も実施される。その後、移動無線セルＦＺ３への変更によってさらなるハンドオーバ処理が実施される。このケースでは、当然、ライダセンサ１０５を含むオプション装備が登録されていないのだから、移動無線セルＦＺ２は、車両３０のログインによって過負荷にならないことが前提とされる。

ハンドオーバ処理の際にオプション装備のデータを伝送することが可能な移動無線セルが存在しない場合に、さらなるハンドオーバ処理の後に伝送が可能になるまでデータが一時的に保存されるバッファメモリを設けることができる。

もちろん、他の任意のオプション装備も、ハンドオーバ処理に関して同様に考慮することができる。大量のデータを供給するセンサは、例えばカメラセンサやレーダセンサである。

オプション装備に関する情報は、ハンドオーバ処理の前又は最中に、移動無線ネットワーク加入者局からハンドオーバ制御ユニット４２に直接的に送信して、その後、ハンドオーバ処理の際にハンドオーバ制御ユニット４２において考慮することができる。ハンドオーバ制御ユニット４２は、ＥＰＣ４０に配置することもでき、その場合には１つ又は複数の隣接する移動無線セルを担当する。

さらには、ハンドオーバ処理における移動無線セルＦＺ２へのハンドオーバが実施されるかどうかの判定を、車両がオプション装備を現在使用中であるかどうかに基づいて実施することができる。当然、その場合にのみリソースが実際にも必要になる。しかしながら、戦略として、装備が施されている車両のためにリソースを計画すること、即ち、常にオプション装備を考慮してハンドオーバ処理を実施することが可能である。なぜなら、センサがスイッチオンされる可能性は、当然、常に存在するからである。

本提案の方法及び対応する装置は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、専用プロセッサ、又は、これらの組み合わせの種々の形態で実装することができることを理解すべきである。専用プロセッサは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、及び／又は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含み得る。好ましくは、本提案の方法及び装置は、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせとして実装される。ソフトウェアは、好ましくはプログラム記憶装置上のアプリケーションプログラムとしてインストールされる。典型的には、１つ又は複数の中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び、１つ又は複数の入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェースのようなハードウェアを有するコンピュータプラットフォームに基づいたマシンである。コンピュータプラットフォーム上では、典型的にはさらにオペレーティングシステムがインストールされる。本明細書に記載された種々のプロセス及び機能は、アプリケーションプログラムの一部分であってもよく、又は、オペレーティングシステムによって実行される部分であってもよい。

本開示は、本明細書に記載された実施形態に限定されていない。当業者が各自の専門知識に基づいて本開示にも含まれるとして考慮し得る、種々の適合及び修正のための余地が存在する。

１０ インターネット
２０ 基地局
２０ａ 基地局
２０ｂ 基地局
３０ 移動無線ネットワーク加入者局
３１ 移動無線ネットワーク通信モジュール
４０ 進化したパケットコア（ＥＰＣ）
４２ ハンドオーバ制御ユニット
５０ 移動無線ネットワーク管理ユニット
１００ 車両エレクトロニクスのブロック図
１０２ 高速ＣＡＮバス
１０５ ライダセンサ
１０４ ＣＡＮバス
１１０ 車載器
１２０ ナビゲーションシステム
１３０ ユーザインターフェース装置
１４０ ゲートウェイ
１５１ エンジン制御装置
１５２ ＥＳＰ制御装置
１５３ ＡＢＳ制御装置
１６１ 第１のセンサ
１６２ 第２のセンサ
１６３ 第３のセンサ
Ａ 走行経路
ＦＺ１ 第１の無線セル
ＦＺ２ 第２の無線セル
ＦＺ３ 第３の無線セル

Claims (8)

1. 移動無線ネットワークでのハンドオーバ処理における移動無線ネットワーク加入者局（３０）のハンドオーバのための方法において、
   前記移動無線ネットワーク加入者局（３０）から、オプション装備に関する情報を、当該移動無線ネットワーク加入者局の計画された走行経路（Ａ）に関する経路情報と共に移動無線ネットワーク管理ユニット（５０）に伝送し、
   前記オプション装備に関する前記情報を、前記移動無線ネットワーク管理ユニット（５０）によって評価し、
   前記移動無線ネットワーク加入者局（３０）の前記オプション装備に関する前記情報を、前記移動無線ネットワーク管理ユニット（５０）から、前記走行経路（Ａ）に沿った、移動無線基地局（２０）に割り当てられたハンドオーバ制御ユニット（４２）に伝送し、前記ハンドオーバ制御ユニット（４２）において、前記移動無線ネットワーク加入者局（３０）のためのハンドオーバ処理の際に考慮する、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記移動無線ネットワーク加入者局（３０）の前記オプション装備に関する前記情報を考慮することにより、前記ハンドオーバ処理の際に複数の移動無線セル（ＦＺ１，ＦＺ２，ＦＺ３）が利用可能である場合に、前記オプション装備のデータを伝送するために現在のところ適当ではないことが判明している移動無線セル（ＦＺ２）への前記移動無線ネットワーク加入者局（３０）のハンドオーバが実施されないようにする、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記移動無線セル（ＦＺ２）が、前記オプション装備のデータを伝送するために現在のところ適当ではないとされるのは、前記オプション装備のデータを伝送することによって、当該移動無線セル（ＦＺ２）内のデータトラフィックの過負荷が差し迫るほど顕著に当該移動無線セル（ＦＺ２）内の利用可能な伝送容量が制限される場合である、
   請求項２に記載の方法。
4. 特に、警察車両、消防車、患者搬送車、救急車、軍用車両、技術救援機関、または、公共近距離交通車両のカテゴリの緊急車両の場合に、前記移動無線ネットワーク加入者局（３０）の前記オプション装備に関する前記情報を優先度に関する情報とリンクさせ、
   前記移動無線ネットワーク加入者局（３０）に優先的にネットワークリソースが割り当てられるように、前記ハンドオーバ処理の際に前記優先度に関する情報を考慮する、
   ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
5. 請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法において使用するための移動無線ネットワーク加入者局（３０）であって、
   前記移動無線ネットワーク加入者局（３０）は、移動無線システムを介してメッセージを送受信するための移動無線ネットワーク通信モジュール（３１）を有し、
   前記移動無線ネットワーク通信モジュール（３１）は、前記移動無線ネットワーク加入者局（３０）のオプション装備に関する情報を移動無線ネットワーク管理ユニット（５０）に送信するように構成されており、
   前記移動無線ネットワーク加入者局（３０）はさらに、前記ハンドオーバ処理の際に前記オプション装備のデータを伝送するために適当な移動無線セルが現在のところ利用可能でない場合に、当該オプション装備において生成されたデータが一時的に保存されるバッファメモリを有する、
   ことを特徴とする移動無線ネットワーク加入者局（３０）。
6. 請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法において使用するための移動無線ネットワーク管理ユニット（５０）であって、
   前記移動無線ネットワーク管理ユニット（５０）は、移動無線ネットワーク加入者局（３０）とメッセージを交換するための送受信ユニットを有する、
   移動無線ネットワーク管理ユニット（５０）において、
   前記移動無線ネットワーク管理ユニット（５０）は、経路情報と、前記移動無線ネットワーク加入者局（３０）のオプション装備に関する情報とを前記移動無線ネットワーク加入者局（３０）から受信するように構成されており、
   前記移動無線ネットワーク管理ユニット（５０）は、前記移動無線ネットワーク加入者局（３０）の前記オプション装備に関する前記情報を、前記走行経路に沿った、移動無線基地局（２０）に割り当てられたハンドオーバ制御ユニット（４２）に送信するように構成されている、
   ことを特徴とする移動無線ネットワーク管理ユニット（５０）。
7. 請求項５に記載の移動無線ネットワーク加入者局（３０）が設置されている、
   ことを特徴する車両。
8. 前記オプション装備に関する前記情報は、前記車両のセンサ装備に関する情報に相当し、特に、カメラセンサ、レーダセンサ、または、ライダセンサ（１０５）を含む、前記車両の装備に関する情報に相当する、
   請求項７に記載の車両。

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