JPH0622365A - 無線通信ネットワークにおいて引き継ぎ決定を行う方法 - Google Patents

無線通信ネットワークにおいて引き継ぎ決定を行う方法

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JPH0622365A
JPH0622365A JP5109872A JP10987293A JPH0622365A JP H0622365 A JPH0622365 A JP H0622365A JP 5109872 A JP5109872 A JP 5109872A JP 10987293 A JP10987293 A JP 10987293A JP H0622365 A JPH0622365 A JP H0622365A
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JP
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base station
fixed base
mobile unit
network
pseudo
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JP5109872A
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Robert Kaellman
ケルマン ロベルト
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TEREBERUKETSUTO
Televerket
Original Assignee
TEREBERUKETSUTO
Televerket
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 無線通信ネットワークにおいて正確な時点で
の引き継ぎ決定を実行するための方法を提供しようとす
るものである。 【構成】 多数の固定基地局と多数の移動ユニットを含
む無線通信ネットワークにおいて引き継ぎ決定を行う方
法に関するものである。この方法は、各基地局１の現実
のネットワークを擬し、かつそのネットワークから獲得
した情報を通じて学習された挙動パターンを示す擬似神
経回路を用いるものである。次いで、擬似神経回路にお
いては、いずれも与えられた位置を有する引き継ぎの実
行にとって望ましい基地局のリストを発生するというシ
ミュレーションを実行する。その後で引き継ぎがネット
ワークによって実行されるべきか否かが決定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多数の無線基地局及び
移動ユニットを含む無線通信ネットワークにおいて、引
き継ぎ決定を行うための方法に関するものである。
【０００２】本発明の方法によれば、引き継ぎ決定は移
動ユニットとの通信を一つの基地局から別の基地局に引
き継ぐか否か、及びその時点に関しての決定が行われ
る。このような決定は、それがもし誤れば通信の中断を
もたらすため、正確に行われることが重要である。さら
に、引き継ぎに関する誤った決定は、他の移動ユニット
が通信に対する可能性を奪われることにもなりかねな
い。
【０００３】
【従来の技術】米国特許第４７９６１９９号、同第４９
１８６１７号、及び同第４９８３９６２号には、一般的
な神経回路（neural networks ）が記載されている。こ
れらの米国特許は提案されたアーキテクチャー構造の組
織に関し、神経回路に関連する好ましい情報源を提供す
るものである。以下の説明において、この神経回路に関
する情報は移動電話通信に関して用いられる。
【０００４】移動無線システムにおいて、通信は移動ユ
ニットと固定ユニット、すなわち基地局との間で確立さ
れる。実際上、移動ユニットは効果的な通信を確立する
ために最もふさわしい基地局と接触（通信）する。基地
局の選択は、それら基地局に関する移動ユニットの地理
的位置に関しプログラムされ得る。別の可能性は、端末
において又は基地局においてある種の測定を実行するこ
とである。考慮されるべきパラメータは例えば、信号強
度、距離などである。移動ユニットが関連する基地局を
変更しなければならないとき、それは通常、上述の原理
の一つに従って実行される。このような変更、すなわち
一つの基地局から別の基地局への引き継ぎに関して誤っ
た決定が下されると、より劣った送信チャネルが接続さ
れるか、又は通信が中断されることになる。何らかの引
継ぎの欠落は、干渉に基づいて他の接続を破断すること
につながる場合がある。したがって、引き継ぎに関する
決定は、正確な仮定に従って実行されることが重要であ
る。
【０００５】本発明の一つの目的は、無線通信ネットワ
ークにおける引き継ぎ決定を正確な時点において行う方
法を提供することである。このため、本発明において
は、擬似神経回路を形成する。この擬似神経回路は現実
の無線通信ネットワークのモデルを表すものである。
【０００６】
【発明の概要】本発明は、多数の基地局と多数の移動ユ
ニットを含む無線通信ネットワークにおいて、一つの移
動ユニットと第１の無線基地局との間の通信を、前者と
第２の無線基地局との通信が可能な状態において切り離
すようにした引き継ぎ決定の方法を提供するものであ
る。この方法は、各基地局の現実のネットワークを模擬
した擬似神経回路を形成してその回路から所定の情報を
得ることにより学習された挙動パターンを示すように
し、前記獲得された情報がその移動ユニットと通信可能
な前記無線通信ネットワーク中の固定基地局に対するそ
の移動ユニットの位置に関連するようにしたステップ
と、前記移動ユニットが通信可能な固定基地局のリスト
を提供して前記擬似神経回路が各固定基地局との通信の
好適度を判定するようにしたステップと、前記移動ユニ
ットと通信するために最もふさわしい固定基地局に関す
る前記無線通信ネットワークの情報を提供するステップ
と、及び、前記移動ユニットを選択された固定基地局に
接続することに関して決定を行うステップからなること
を特徴とするものである。
【０００７】ここに、“引き継ぎ”なる用語は、無線通
信ネットワークにおける一つの移動ユニットがそのネッ
トワーク中の一つの無線基地局との通信から別の無線基
地局への通信に切り換えられることを通信にとってより
好ましい観点から実行することを意味する。
【０００８】本発明の一局面によれば、擬似神経回路が
入力層、出力層及び多数の中間層からなる多層構造を割
り当てられ、この場合において、前記入力層が選択され
た測定データ単位群を表す多数の結節点を割り当てら
れ、前記出力層が移動ユニットと現実に通信している固
定基地局から通信の引き継ぎが可能な他の固定基地局を
表す多数の結節点を割り当てられ、さらに、前記多数の
中間層の結節点がシミュレーションのために用いられる
ことを特徴とするものである。
【０００９】本発明の別の局面によれば、前記神経回路
の各結節点が神経単位であって、先行層におけるすべて
の神経単位からの入力データを重み付けするものであ
り、さらに、重み付けされたすべての信号が一括加算さ
れ、かつその後で変換処理されるものであることを特徴
とするものである。
【００１０】本発明のさらに別の局面によれば、擬似神
経回路が規準化された訓練データを割り当てられたもの
であり、前記訓練データが可能な限り無線通信ネットワ
ークの挙動を表すように選択され、さらに、前記訓練デ
ータが前記固定基地局によって奉仕されるべき全受信領
域及びその隣接領域に対して割り当てられ、さらに、前
記擬似神経回路の所望の構造が各組の訓練データに対し
て決定されることを特徴とするものである。
【００１１】したがって、本発明の方法は、情報の獲得
を通じてある種の習性を学習することができる擬似神経
回路の助けを得て引き継ぎを解決しようとするものであ
る。
【００１２】この擬似神経回路は、現実の無線通信ネッ
トワークを擬したものであり、このネットワーク中の無
線基地局の各一つは関連する基地局のネットワークを反
映した擬似神経回路にアクセスすることができる。移動
ユニットは、それ自身の地理的位置を認識してこの情報
を無線基地局に伝達し、基地局はその後前述した神経回
路を用いて基地局の変更、すなわち引継ぎを行うべきか
否かを決定する。
【００１３】本発明による前述の及びその他の特徴は、
図面を参照して行う以下の説明からより良く理解される
であろう。
【００１４】
【実施例】図１に示された無線通信ネットワークは多数
の基地局１を含み、各基地局は中央交換機に接続され、
かつ多数の移動ユニットと通信できるようになってい
る。中央交換機は多数のＬＭＡＮＮ機能を有し、この機
能の一つが各基地局に適用される。これらのＬＭＡＮＮ
機能には以下擬似神経回路と称する機能を含んでいる。
【００１５】図１に示す通り、移動無線ユニットは電波
によって無線基地局１の各一つと通信可能である。無線
基地局１は移動無線ユニットからその位置、受信信号強
度などの情報を連続して受信する。
【００１６】図２に示す通り、この情報、すなわち移動
無線システムからの測定データは、無線基地局１に関連
する位置判定ブロックに供給され、受信した情報の発生
源である移動無線ユニットの位置を判定するものであ
る。位置判定ブロックにより受信された情報は、ここで
処理され、問題の移動無線ユニットの地理的位置及び移
動方向に関する考察がなされる。この処理により、その
移動無線ユニットの通信にとって望ましい無線基地局１
のリストが確立される。このリストはその移動無線ユニ
ットとの通信に関する望ましい無線基地局の好適度に関
する優先順位を特定する優先順位表である。
【００１７】図２に示す通り、この優先順位表は移動無
線ユニットが通信に関与する無線基地局を変更すべきか
否かを決定し、かつその出力を発生する決定ブロックに
伝達される。この決定は次に移動無線システムに伝達さ
れる。
【００１８】このような構成によって最も可能性の高い
決定を行うためには、図３に示すような擬似神経回路
（ＡＮＮ）を形成することが必要である。この構成によ
れば、測定データは規準化ブロックに供給され、このブ
ロックの出力における規準化データは擬似神経回路に伝
達される。擬似神経回路の出力は移動無線ユニットの位
置判定情報である。
【００１９】擬似神経回路は各基地局の現実の無線ネッ
トワークを擬したものである。擬似神経回路はそれ自体
の通信可能範囲の限界と隣接基地局との重複に関する情
報を与えられる。
【００２０】最も可能性の高い決定を得るために、擬似
神経回路は移動無線ユニットの位置及び移動方向に応じ
た望ましい行動を学習しなければならない。
【００２１】図４に示す通り、擬似神経回路は多数の
層、すなわち入力層と、複数の中間層及び出力層として
構成される。
【００２２】入力層は各選択された測定ユニットに対す
る節点として示されている。図４に示す通り、入力層に
おける各一つの結節点は第１中間層における円として示
されたすべての結節点に対してその情報を伝達する。第
１中間層における各結節点は、それらの情報を次の中間
層の結節点に伝達し、順次このような層間伝達が行われ
る。図４には、中間層として第１中間層及び最終中間層
のみが示されている。神経回路における中間層の数は一
層又は多層として自由に選択される。最後に、最終中間
層におけるすべての結節点は、その情報を引き継ぎ先と
しての可能な候補局を表す情報を出力層におけるすべて
の結節点に伝達する。これは移動無線ユニットが現在接
続されている基地局を含むものである。擬似神経回路の
構造は、異なった無線環境が異なった最適構造をもたら
すことを表す測定データによって変化するものである。
【００２３】擬似神経回路の各結節点は、先行層におけ
るすべての神経単位からの入力データを重み付けする神
経単位である。図５は各神経単位からの入力データが重
み付けされ、かつ加算された後、変換処理される態様を
示している。この変換処理は１神経単位当たり１入力し
か含まない入力層を除き、神経回路中のすべての層にお
いて実行される。所望の習性を得るため、非線形変換関
数が選択される。
【００２４】引き継ぎに関する正確な決定を行うために
は、神経回路が情報の取得を通じてある種の行動を学習
することが必要である。これはシステムの訓練データを
供給することにより達成される。この訓練データは、そ
の基地局によって取り扱われるべき全受信領域、及び隣
接領域に対して提供されるべきである。
【００２５】図６は基地局のための測定領域を示してい
る。図中の実線は各基地局１のための所望の受信領域を
示している。また、破線は訓練データのための測定点を
表し、破線領域は基地局１の通信可能領域を示してい
る。隣接基地局２及び３はこれらと基地局１との三局間
において重複領域が存在するものとして示されている。
【００２６】擬似神経回路の構造は各組の訓練データに
対して決定される。規準化（図３参照）は、訓練データ
の完全セットにおける各データアイテムごとに最大値を
用いて０及び１間で実行される。
【００２７】学習プロセス中において、移動無線ユニッ
トは基地局の通信可能範囲及び隣接局の通信可能範囲内
を移動する。移動無線ユニットにおいて、測定は上述し
た関連パラメータについて実行される。移動無線ユニッ
トはその結果を無線基地局に送信し、基地局ではその情
報をさらに処理する。訓練相においては、異なった地理
的位置が定義され、これがまた、他の移動無線ユニット
に対して定義される。
【００２８】さらに、学習プロセス中において、図５に
関して述べた重み付けは、まず無作為に選択され、その
後、ネットワークは訓練データによって作動する。各組
の訓練データに対して、神経回路の出力結節点における
結果は、所望の結果に対してチェックされる。所望の結
果と訓練データによって得られた結果との差は、誤差に
関する上昇を与えるものである。重み付けの計算は例え
ば、選択された勾配法により実施され、誤差はネットワ
ークを通じて逆方向に広まる。異なった重み付けを変化
させることにより、その結果は所望の結果に向かって収
斂する。誤差が所定レベル以下になると、擬似神経回路
は訓練されたものと考えられ、学習が終了する。
【００２９】神経回路が訓練されると、移動無線ユニッ
トの地理的位置はネットワークから得られたデータの示
すところにより明確に決定される。上に述べた通り、移
動無線ユニットの位置に関する情報は、位置判定ブロッ
クに伝達され、このブロックは情報を決定ブロックに伝
達する。決定ブロックは各無線基地局への引継ぎの好適
度に関する数値をもったベクトルを発生する。この数
は、選択された伝達関数に応じた範囲内で変化する。決
定は履歴（Hysteresis）及び経歴（History ）に関連し
て行われる。“経歴”とは、決定ブロックが多数の最も
遅い位置判定ベクトルをストアしていることを意味す
る。これらの一定数の位置判定ベクトルは引継ぎが生ず
るために同一の結果を示すべきであることが要求され
る。短い経歴は早い決定を与えるが、長い経歴は速度コ
ストにおいてより信頼性ある決定を提供する。したがっ
て、これら究極の事態間の妥当な平衡は、異なった局面
が互いに平衡するような個々の場合において実行されな
ければならない。次に、“履歴”とは、引き継ぎの候補
局が現存する基地局の好適度数に関するある種の測定に
より改良された通信をもたらすことを意味する。引継ぎ
を可能にするため、履歴値は変換関数の範囲内になけれ
ばならない。履歴は現在の基地局における好適度数に関
する引き継ぎ決定に関連して、経歴としての引き継ぎ関
数におけるものと同一の結果を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】移動無線ユニットと、中央交換機に接続された
多数の基地局を含む無線通信ネットワークを模式的に示
す図である。
【図２】移動無線システムにおける測定データを位置判
定ブロックに伝達し、その後、さらに、決定ブロックに
伝達して、ここから移動無線システムに対して引き継ぎ
に関する決定を発する方法を示すブロック線図である。
【図３】測定データを規準化ブロックに導入し、ここで
規準化したデータをＡＮＮ（擬似神経回路）に伝達して
その回路の出力によって移動無線ユニットのための位置
判定情報を表すようにした方法を示すブロック線図であ
る。
【図４】擬似神経回路の構造を示す略図である。
【図５】擬似神経回路の一層中のすべての結節点（神経
範囲）からの入力データを重み付けし、かつ一括加算し
た後、変換する状態を示す略図である。
【図６】無線通信ネットワークの一つの無線基地局及び
隣接基地局のための測定領域を示す略図である。
【符号の説明】
１ 通信中基地局 ２、３ 隣接基地局

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 多数の固定基地局と多数の移動ユニット
    を含む無線通信ネットワークにおいて、一つの移動ユニ
    ットと第１の無線基地局間の通信を切り離して前記移動
    ユニットと第２の無線基地局との通信に引き継がれるよ
    うにようにするための引き継ぎ決定方法であって、 各基地局の現実のネットワークに擬した擬似神経回路を
    形成してその神経回路から所定の情報であって、前記移
    動ユニットと通信可能な前記無線通信ネットワーク中の
    固定基地局に対するその移動ユニットの位置に関連する
    ものを得ることにより学習された挙動パターンを示すス
    テップと、 前記移動ユニットが通信可能な固定基地局のリストを提
    供して前記擬似神経回路が各固定基地局との通信の好適
    度を判定するようにしたステップと、 前記移動ユニットと通信するために最もふさわしい固定
    基地局に関する前記無線通信ネットワークの情報を提供
    するステップ、及び、 前記移動ユニットを選択された固定基地局に接続するこ
    とに関して決定を行うステップからなることを特徴とす
    る無線通信ネットワークにおける引き継ぎ決定方法。
  2. 【請求項２】 前記擬似神経回路が入力層、出力層及び
    多数の中間層からなる多層構造を割り当てられ、この場
    合において、前記入力層が選択された測定データ単位群
    を表す多数の結節点を割り当てられ、前記出力層が移動
    ユニットが現実に通信している固定基地局からの引き継
    ぎが可能な他の固定基地局を表す多数の結節点を割り当
    てられ、さらに、前記多数の中間層の結節点がシミュレ
    ーションのために用いられることを特徴とする請求項１
    記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記擬似神経回路の各結節点が神経単位
    であって、先行層におけるすべての神経単位からの入力
    データを重み付けするものであり、さらに、重み付けさ
    れたすべての信号が一括加算され、かつその後で変換処
    理されるものであることを特徴とする請求項２記載の方
    法。
  4. 【請求項４】 前記擬似神経回路が規準化された訓練デ
    ータを割り当てられたものであり、前記訓練データが可
    能な限りネットワークの挙動を表すように選択され、さ
    らに、前記訓練データが前記固定基地局によって奉仕さ
    れるべき全受信領域及びその隣接領域に対して割り当て
    られ、さらに、前記擬似神経回路の所望の構造が各組の
    訓練データに対して決定されることを特徴とする請求項
    １〜３のいずれか１項に記載した方法。
  5. 【請求項５】 訓練処理中において、重み付けが無作為
    に選択され、かつその後で前記神経回路が受信されたデ
    ータによって作動し、さらに、前記神経回路は出力結節
    点における結果が所望の結果と比較され、前記所望の結
    果と前記受信された結果との差が前記重み付けの選択に
    関する誤差を構成し、さらに、新たな重み付けが計算さ
    れて前記神経回路の出力結節点における結果が所望の値
    に向かって収斂するまで前記処理を繰り返し、さらに、
    前記訓練処理を前記所望の結果と前記受信された結果と
    の差が所定レベル以下の誤差を表すまで低下したとき終
    了させるものであることを特徴とする請求項４記載の方
    法。
  6. 【請求項６】 ベクトル形式における入力データが移動
    ユニットの位置判定ブロックに伝達され、前記位置判定
    ブロックが前記データを決定ブロックに伝達するもので
    あり、前記決定ブロックが別の固定基地局間の引き継ぎ
    についての好適度に関する数値を有するベクトルを発生
    し、さらに、引き継ぎ決定が履歴情報に基づき、かつ前
    記別の固定基地局までの引継ぎを行うべか否かを前記移
    動ユニットが現実に通信している固定基地局の好適度数
    に関する一定の測定により決定し、これをもって改良さ
    れた通信をもたらすものであることを特徴とする請求項
    １〜５のいずれ１項に記載した方法。
  7. 【請求項７】 引き継ぎ決定が請求項１〜６項のいずれ
    か１項に記載の方法に従って形成されることを特徴とす
    る無線通信ネットワーク。
JP5109872A 1992-04-13 1993-04-12 無線通信ネットワークにおいて引き継ぎ決定を行う方法 Pending JPH0622365A (ja)

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SE9201164-2 1992-04-13
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JP (1) JPH0622365A (ja)
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CA (1) CA2091014A1 (ja)
DE (1) DE69319017T2 (ja)
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