JPH03126330A - 衛星セルラ通信システムのセル間受渡しの予測方法 - Google Patents

衛星セルラ通信システムのセル間受渡しの予測方法

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JPH03126330A
JPH03126330A JP2263271A JP26327190A JPH03126330A JP H03126330 A JPH03126330 A JP H03126330A JP 2263271 A JP2263271 A JP 2263271A JP 26327190 A JP26327190 A JP 26327190A JP H03126330 A JPH03126330 A JP H03126330A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、セルラ（ｃｅｌｌｕｌａｒ）・システムのセ
ル間の受渡しに関する。さらに詳しくは、衛星セルラ・
システムにおけるセル間の受渡しを予測する方法に関す
る。
（従来の技術） 地上セルラ電話システムは、通信中の移動加入者の通話
のセル間受渡しを行う。これらの地上セルラ電話システ
ムでは、地球上の地域にいくつかの隣接したセルを投影
する。アンテナは、セルのほぼ中央に位置しており、移
動加入者からの信号の送信と受信を行う。地上セルラ・
システム内の各セルは、自動車やその他の車両内にいる
移動加入者が、比較的短時間のうちにいくつかのセル間
を移動できるような大ぎさでおる。移動加入者があるセ
ルから他のセルに移動するとぎは、受渡しの手順が実行
される。切り換えネジ１ヘワークは移動加入者に対して
、第１のセルで用いられていたチャンネルの周波数から
、第２のセルで用いられる新しいチャンネルの新しい周
波数へ変えるよう指示を与える。
移動加入者が移動する可能性のある隣接したセルはいく
つもあるので、加入者をどのセルに受は渡すかを決定す
る方法が必要となる。もし加入者が新しい周波数を持つ
誤ったセルに受は渡されれば、その移動加入者の通話は
迷子になり、会話が中断されてしまう。このような受渡
し決定は、通常は移動加入者から受信された信号の振幅
を測定することにより行われる。このようなセルラ電話
システムの一例は、１９８７年３月３１日Ｓ。
Ｇ○ｌｄｍａｎに付与された米国特許第４，６５４．８
７９号に示されている。
衛星システムでは、地球上に投影されるセルは地上シス
テムの場合よりもはるかに人きい。ぎらに、衛星はたい
へん速い速度で移動するので、その結果、加入者は地上
システムの場合よりもはるかに頻繁に、あるセルから次
のセルへと移動しなければならない。
従って、本発明の目的は、衛星セルラ通信システムにお
いてセル間の受渡しを最適にする方法を捉供することで
ある。
（発明の概要） 本発明の目的を成し遂げるにあたって、衛星セルラ通信
システムのためのセル間受渡しを予測する新規の方法を
示す。
衛星通信システムの移動加入者のセル間受渡しを予測す
る方法には、セル間受渡しを予測する方法を実行するプ
ロセッサを有する衛星が含まれる。
セル間の受渡しを予測する方法の第１段階は、移動加入
者の位置が、衛星の特定のセル内にあると決定すること
である。
次に、衛星内の第２のセルを選択する。この第２のセル
は、衛星の移動方向内に位置しており、移動加入者の上
に位置する次のセルとなるものである。最後に、適当な
時期に、行ｊ星のプロセッサは第１のセルから第２のセ
ルに対して、移動加入者の通信リンクの受渡しを実行す
る。
本発明の上記及びその他の目的、特徴および利点は、添
付の図面を参照した以下の詳細な説明により、よりよく
理解されるであろう。
（実施例） 特願平１−２７８７７７、平成２年９月５日イ」特許願
［広域多重衛星通信システム用電力管理システム」本願
と同日出願の特許＠（１）、（２＞の詳細説明を参照と
してここに含める。
第１図は、低軌道において地球の軌道を回るいくつかの
衛星を示している。本発明の好適な実施例においては、
この配列で地球の軌道上にあるｉｎｊ星は７７個ある。
軌道上の？ＸＩ星の実質的な極面は７つある。衛星の各
極面には１１の衛星が含まれる。
第１図はこのような軌道上の衛星のいくつかを示してい
る。これらの軌道上の衛星は、地球の西半球を横切るよ
うな方向で、それぞれ、北極から南極に向かって、上に
移動している。既知の方向におけるこの移動により、衛
星のセルは地球上の特定の場所、づなわち移動加入者の
上を、予測可能な定められた方法で移動する。第１図に
示されるような衛星は、毎時約１７，０００マイルの速
度で航行する。この速度の結果として、衛星は地球上に
縛られた加入者の上をきわめて速い速度で移動する。衛
星はいくつかのビームまたはセルを地球上に投射するの
で、これらのセルのうちのいくつかは、衛星から加入者
への通常の通信中に、移動加入者の上を移動する。
第１図の衛星により投影されたセル・パターンを第２図
に示す。このセル・パターンは直径約２５０海里に配列
される。各セルが地球上の相対的に固定された移動加入
者の上を移動するのに、約１３０秒かかる。約７００な
いし８００秒で、第２図に示された完全なセル・パター
ンが、特定の移動加入者の上を移動する。
第１図を再び参照すると、地球上の移動加入者の動きは
、高速で航行中のジェット機内のものであっても、衛星
の毎時１７，０００マイルという速度ベクトルと比較す
ると、無視できる程度であることかわかる。その結果、
おるセル内の加入者の移動または速度ベクトルは、衛星
の全体的な移動または速度ベクトルにはほとんど影響を
与えない。移動加入者の移動は、衛星の移動に関しては
、無視できることになる。その結果、衛星のセル・パタ
ーンは、予測可能な方法で移動加入者の上を移動する。
たとえば、第１図では、それぞれ南米と北米にいる移動
加入者ＡとＢは、特定の時期に、南から北の方向に、そ
のセル・パターンが動くことになる。地球の東半球でも
、衛星は既知の方向に移動する。この方向は、北から南
になる。ただし、地球は回転しているので、この方向は
変わるが、地球上のセルの移動方向は常に予測可能であ
る。
ここでふたたび第２図を見ると、衛星１０は地球上にセ
ル・パターン１８を投影している。セル・パターン１８
は衛星のアンテナ・システム１４により形成される。衛
星１０は、また、予測方法を実行するプロセッサ・シス
テム（図示されず）をも含んでいる。このようなアンテ
ナ・システムの一例が本願と同日出願の特許願（１）　
［宇宙アンテナ・システム］という標題の特許出願に示
され、説明されている。この特許は本出願と同じ譲渡人
に譲渡されており、本出願と同一の発明の独自性を有し
ている。この特許出願は参照として、前記に含まれてい
る。
説明の便宜上、衛星１０の移動を方向３０にあるものと
する。パターン１８内の移動加入者は、衛星１０を通じ
て通信を行うように要求する。セル・パターン１８の各
セル、たとえばセル２０などは、円錐形のセルとみなす
ことができる。衛星１０は地球の周りの軌道上にあるの
で、パターン１８のセルのそれぞれは連続して移動して
いる。
これは地上セルラ電話システムとは対照的なことである
。地上セルラ・システムにおいては、セルは固定されて
おり移動加入者はセルを通じて移動する。地上セルラ・
システムは、移動加入者の送信信号の撮幅を検知するこ
とにより通話を受は渡す。
衛星１０は既知の移動方向３０を有しているので、現在
セル・ビーム２４内に位置する移動加入者２２はセル２
４からセル２６に受は渡される。
セル２６は次に、移動加入者２２の通話をセル２８に渡
す。最後に、加入者２２はその通話をセル２８からセル
３０に渡されるが、そのとき衛星１０は加入者２２の位
置の上を完全に通過する。
理解されるように、加入者２２の位置がわかれば、衛星
１０の移動方向は既知であるので、加入者２２の通話を
どのセルに移せばよいかということは容易に決定される
。加入者２２の移動は、衛星１０の移動に関しては無視
できるという点を再び強調する。ただし、加入者２２が
セル２４の境界線近くに位置している場合は、衛星１０
の移動により、その通信が隣接するセル２０または３２
により扱われることになる。このような場合、衛星１０
は加入者２２がセル２０とセル２４との間の境界線２１
に近いのか、セル３２とセル２４との間の境界線３１に
近いのかを決定しなければならない。この決定を行うた
めに、衛星１０は移動加入者２２からの送信を定期的に
要求して、ビット誤り率（３Ｅ　Ｒ：　Ｂｉｔ　Ｅｒｒ
ｏｒ　Ｒａｔｅ）を決定する。
ビット誤り率の決定を数回行った後、衛星のプロセッサ
は加入者２２が境界線２１または境界線３１のいずれに
より近い位置にあるのかを決定する。
ビット誤り率を決定するために、衛星１０は加入者２２
の移動セルラ電話に応答指令信号を送る。
移動加入者２２は、自分の電話で、既知のプリアンプル
またはＮビットのビット・ストリームを含むメツセージ
を用いて応答する。各移動加入者のチャンネルは、毎秒
チャンネル約６キロバイトでおるので、衛星はこの既知
のプリアンプルを数回送信して、ビット誤り率を求める
のに充分な送信情報を展ｍｌする。これにより、衛星は
加入者２２が境界線２１または境界線３１のような境界
線に近い位置にいる場合に、加入者２２の通話を、それ
ぞれセル２０またはセル３２などの、どのセルに渡すか
を予測する。
第３図及び第４図には、セル間の受渡しの予兆方法が示
されている。方法が開始され、ブロック５０にはいる。
まず、衛星は加入者の移動局からの、Ｎビットのプリア
ンプルを要求する。これがブロック５０である。衛星は
ひとたび移動加入者との通信を行うと、移動局がＮビッ
トのプリアンプルを衛星に送ったコマンド・チャンネル
を介してリクエストを送る。このプリアンプルは１６゜
３２ビット以上のごツ１−・ストリームで、衛星と移動
局によりあらかじめ定められている。たとえば、１とＯ
が交互に繰り返す３２ピツ１〜・スＩ〜リームのプリア
ンプルなどである。
彷ｊ星がプリアンプルを受信すると、衛星はビット誤り
率を決定するのに充分な送信ヒツトを有しているか否か
を決定する。これがブロック５２である。衛星１０と移
動加入者２２との間の送信チャンネルは、第２図に示さ
れるＪ：うに、通常は毎秒チャンネル６キロバイトでお
る。そのため、プリアンプルが数回送られてから、衛星
１０がビット誤り率を決定するのに充分な数のビット８
得ることになる。普通は、このビット誤り率の決定には
数千ビットが必要である。衛星がビット誤り率を決定で
きるだ（ブの充分なビットを収集できないときは、ブロ
ック５２からブロック５０へのＮパスをたどって戻り、
ここで衛星は再びＮビットのプリアンプルの送信を要求
する。充分なビットが収集されてビット誤り率が決定さ
れたときは、ブロック５２からブロック５４への経路を
とる。
ブロック５４で、ビット誤り率が一定の閾（直より低い
か否かを決定する。ビット誤り率の閾値は約１０−５に
設定するとよい。ビット誤り率が１０−５であるという
ことは、ビット誤り率がほぼゼロであり、加入者２２が
、たとえばセル２４の境界線内にきらんと位置している
ことを示している。この閾値は、いくつかの特定のレベ
ルのうちのひとつに設定されていればよい。これはあま
り精密な測定が、必要でないためである。ただし、ビッ
ト誤り率が１０−２や１０−３などの場合は、通常では
、高いビット誤り率である。ビット誤り率が閾値よりも
低い場合は、ブロック５４はブロック５６に制御を移す
。ブロック５６では加入者が、現在のセルの境界線の充
分内側に位置しているか否かを決定する。さらにブロッ
ク５６は、簡単な位置決定によりセルの受渡しを行うこ
とを決定する。これは方向３０における衛星１０の動き
が既知であるためである。ブロック５６ではさらに、制
御をブロック６８に移し、そこでセル間の移動を実行す
る。
次に、ブロック５４は制御をブロック５８に移す。ビッ
ト誤り率が閾値よりも高い場合は、移動加入者２２が、
境界線２１または境界線３１などの境界線に近いところ
にいることを示している。
その結果、加入者のビット誤り率を再測定することが必
要になる。これがブロック５８である。
ブロック６０で、新しいビット誤り率が閾値よりも低い
か否かを決定１−る。新しいビット誤り率が閾値よりも
低いときは、ブロック６０はブロック５６に制御を移し
、その後の処理は上記と同様に行われる。これは、衛星
１０と加入者２２の移動により、加入者が現在はセル２
４の境界線の充分内側にいることを示している。そのた
め、ブロック５６で、上記のように、位置決定により移
動加入者の通話を受信する次のセルを決定することがで
きる。たとえば、この場合、加入者２２の通話はセル２
４からセル２６に移される。その後、ブロック５６は制
御をブロック６８に移して、そこで受渡しが実行され、
処理は終了する。
新しいビット誤り率が閾値よりも高いときは、ブロック
６０はル１ｊ御をブロック６２（移す。これは、加入者
が依然として、たとえばセル２４の境界線近くにいるこ
とを示している。ブロック６２で最初のビット誤り率と
、新しいビット誤り率を比較する。この比較の結果、ブ
ロック６４でどの境界線セルが加入者２２に最も近いか
を決定する。
すなわち、ブロック６４は加入者２２がセル２４とセル
２０との間の境界線２１と、セル３２とセル２４との間
の境界線３１のどららに近いのかを決定する。
最後に、どのセルが受渡しを受けるか、いつ受渡しが行
われるかという予測がなされる。これがブ【コツクロロ
で必る。次にブロック６８で、受渡しが行われ、処理は
終了する。
以上の説明かられかるように、セル間の受渡し方法が簡
素化され、最適化される。大多数の移動加入者の場合は
、通話は単純な位置決定によりあるセルから、他のセル
へと受は渡される。すなわち、加入者がセルの境界線の
充分内側に位置しているので、セル間の受渡しが、単純
に行われる。
これは衛星１０の移動方向３０がわかっているためであ
る。この例では、加入者２２の通話はセル２４からセル
２６へ、ざらにセル２８へ受り渡され、Ｒ後にセル３０
へと渡される。
加入者が境界線付近にいる場合は、ビット誤り率を用い
て加入者の位置の検知が行われ、それにより加入者の通
話を受ける次のセルが決まる。その結果、衛星１０は加
入者の通話を受ける次のセルを正確に予測することがで
きる。これは、ビット誤り率と位置決定が組合せて用い
られるからである。これは、加入者の信号の振幅を用い
て、セル間の受渡しを決定する地上システムとは対照を
なすものである。ここで述べられた方法は、迷子になる
通話の率を従来の地上システムよりもはるかに小さくす
ることができる。
本発明の好適な実施例が図解されて、詳しく説明されて
いるが、本発明の精神及び従属クレームの見地から離れ
ることなく、さまざまな修正案が可能であることは、当
業者には明白であろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は地球全体を移動する衛星の配列を示している。 第２図は地球上に、３７ビームのセルラφパターンを投
影する衛星の詳細な説明である。 第３図及び第４図は、衛星のセル間受渡しを予測する方
法のフローチャートである。 １０　　、、、　　衛星、 １４　　、、、　　アンテナ・システム、２０．２４．
２６．２８，３２　　、、。 ２１．３１　　、、、　　境界線、 ２２　　、、、　　移動加入者、 ３０、、、　　移動方向。 セル、 ＦＩＧ、１

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　衛星通信システムの移動加入者のセル間受渡しを予
    測する方法において、前記衛星は、それぞれが前記加入
    者との通信を促進する、複数のセルを含んでおり、かつ
    セル間受渡しを予測する前記方法を実行するプロセッサ
    を含み、前記衛星が地球の周囲を回る軌道上にあるとこ
    ろの、衛星セルラ通信システムの移動加入者のセル間受
    渡しを予測する前記方法は： 前記衛星の前記移動加入者の位置が、第１セル内にある
    と決定する段階； 前記衛星の第２セルを選択する段階であつて、前記第２
    セルは前記衛星の移動方向に位置し、前記移動加入者の
    上に位置するべき次のセルとして、第２セルを選択する
    段階；および 前記第１セルから、前記第２セルへと前記加入者の前記
    受渡しを実行する段階； によつて構成されることを特徴とするセル間受渡しを予
    測する方法。 ２　セル間受渡しを予測する方法において、前記方法は
    ： 所定の数の前記セルに対して、前記移動加入者による通
    信のビット誤り率を決定する２回目の決定を行う段階： 前記ビット誤り率に基づき、第２セルを選択する２回目
    の選択を行う段階；および 前記第１セルから前記第２セルへの前記加入者の前記受
    渡しを行う２回目の実行を行う段階；によつてさらに構
    成されることを特徴とする、請求項１記載のセル間受渡
    しを予測する方法。 ３　セル間受渡しを予測する方法において、前記方法は
    、２回目の選択を行う前記段階が、前記ビット誤り率の
    最小値であるビット誤り率を発見する段階を含むことを
    特徴とする請求項２記載のセル間受渡しを予測する方法
    。 ４　セル間受渡しを予測する方法において、前記方法は
    、２回目の決定を行う前記段階が：前記メッセージの前
    記ビット誤り率を求める段階；および 前記ビット誤り率が、所定の閾値よりも低いか否かを決
    定する段階； によつてさらに構成されることを特徴とする、請求項３
    記載のセル間受渡しを予測する方法。 ５　セル間受渡しを予測する方法において、２回目の選
    択を行う前記段階が： 前記ビット誤り率が、前記閾値よりも低かつた場合に、
    前記衛星の移動方向にある前記第２セルを選択する３回
    目の選択を行う段階；および前記第１セルから前記第２
    セルへと、前記加入者の前記受渡しを実行する段階； によつてさらに構成されることを特徴とする、請求項４
    記載のセル間受渡しを予測する方法。 ６　セル間受渡しを予測する方法において、２回目の選
    択を行う前記段階が、前記移動加入者の前記位置に最も
    近い前記第１セルの境界線を決定する段階をさらに含む
    ことを特徴とする請求項５記載のセル間受渡しを予測す
    る方法。 ７　セル間受渡しを予測する方法において、前記方法が
    ： 前記移動加入者の位置に最も近い前記境界線の前記決定
    に基づき、第２セルを予測する１回目の子測を行う段階
    ；および 前記第１セルから前記第２セルへと前記受渡しを行う時
    期を予測する２回目の子測を行う段階；によって構成さ
    れることを特徴とする請求項６記載のセル間受渡しを予
    測する方法。 ８　セル間受渡しを予測する方法において、実行を行う
    前記段階が、前記の予測された時期に、前記第１セルか
    ら前記第２セルへと前記受渡しを行い、前記衛星により
    前記移動加入者との継続した通信を維持する段階を含む
    ことを特徴とする請求項７記載のセル間受渡しを予測す
    る方法。 ９　セル間受渡しを予測する方法において、前記軌道上
    の衛星の移動方向を、前記移動加入者に関して発見する
    段階をさらに含むことを特徴とする請求項１記載のセル
    間受渡しを予測する方法。 １０　衛星通信システムの移動加入者のセル間受渡しを
    予測する方法において、前記衛星は、それぞれが前記加
    入者との通信を促進する、複数のセルを含んでおり、か
    つセル間受渡しを予測する前記方法を実行するプロセッ
    サを含み、前記衛星が地球の周囲を回る軌道上にあると
    ころの、衛星セルラ通信システムの移動加入者のセル間
    受渡しを予測する前記方法は： 所定の数の前記セルに対して、第１セル内の前記移動加
    入者による通信のビット誤り率を決定する段階； 前記ビット誤り率の値に基づき、第２セルを選択する段
    階；および 前記第１セルから前記第２セルへの前記加入者の前記受
    渡しを実行する段階； によつて構成されることを特徴とするセル間受渡しを予
    測する方法。 １１　衛星通信システムの移動加入者のセル間受渡しを
    予測する方法において、前記衛星は、それぞれが前記加
    入者との通信を促進する、複数のセルを含んでおり、か
    つセル間受渡しを予測する前記方法を実行するプロセッ
    サを含み、前記衛星が地球の周囲を回る軌道上にあると
    ころの、衛星セルラ通信システムの移動加入者のセル間
    受渡しを予測する前記方法は： 前記移動加入者の位置が、前記衛星の第１セル内にある
    と決定する段階； 所定の数の前記セルに対して、前記移動加入者による通
    信のビット誤り率を決定する２回目の決定を行う段階； 前記衛星の第２セルを選択する段階であつて、前記第２
    セルは前記衛星の移動方向に位置しており、前記ビット
    誤り率が閾値よりも低いか、または等しい場合に、前記
    移動加入者の上に位置するべき次のセルとして、第２セ
    ルを選択する段階；前記ビット誤り率が前記閾値よりも
    大きい場合に、ビット誤り率の値に基づき第２セルを選
    択する段階；および 前記第１セルから前記第２セルへと前記受渡しを実行す
    る段階； によつて構成されることを特徴とするセル間受渡しを予
    測する方法。
JP2263271A 1989-10-02 1990-10-02 衛星セルラ通信システムのセル間受渡しの予測方法 Expired - Lifetime JP2606429B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/415,815 US5161248A (en) 1989-10-02 1989-10-02 Method of predicting cell-to-cell hand-offs for a satellite cellular communications system
US415,815 1989-10-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03126330A true JPH03126330A (ja) 1991-05-29
JP2606429B2 JP2606429B2 (ja) 1997-05-07

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ID=23647320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2263271A Expired - Lifetime JP2606429B2 (ja) 1989-10-02 1990-10-02 衛星セルラ通信システムのセル間受渡しの予測方法

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US (1) US5161248A (ja)
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