JPH0632503B2

JPH0632503B2 - 端末呼出し方法

Info

Publication number: JPH0632503B2
Application number: JP62333361A
Authority: JP
Inventors: 之綱古谷
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1987-12-29
Filing date: 1987-12-29
Publication date: 1994-04-27
Anticipated expiration: 2009-04-27
Also published as: JPH01175421A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は移動無線通信システム、特に多数の無線通信ゾ
ーンを持ち端末がゾーン間を移動するようなシステムの
端末呼出し方法に関する。

〔従来の技術とその問題点〕

複数の無線基地局を有し周波数を空間的に再利用する、
いわゆる小ゾーン方式は移動無線において通信範囲を広
げる有力な方式として自動車電話で用いられている。更
に最近ではデータ端末に対してサービスを行うテレター
ミナルシステムも小ゾーン方式を採用しようとしてい
る。これら小ゾーンシステムにおいては、移動するる端
末を呼出すにはどのようにすればよいかが大きな問題と
なる。ゾーン間を移動する端末を呼出す方法としては、
従来から登録方式と一斉呼出し方式がある。

登録方式は端末が一定時間ごとにもしくはゾーンを変わ
るごとに登録パケットを送信し、常に交換機において端
末の位置を把握できるようにする方式である。この方法
は端末数が多いと、例え呼出しがかからなくてもかなり
の登録パケットが送信されることになり無線回線を圧迫
する。またフェージング等の影響により登録に失販した
場合の対策を交換機のほうで講じる必要があり、交換機
の制御が複雑になるという欠点がある。

一方、一斉呼出し方式は呼出しがある場合にのみ呼出し
パケットを発生させ、全ゾーン一斉に呼出す方式であ
る。この方式は端末からの不必要な送信を行わないため
バッテリーの節約になり、また制御は簡単になるものの
ゾーン数が増えると呼出しパケットの総数がどんどん増
大してしまうという欠点がある。先に述べたテレターミ
ナルシステムにおいては、端末は携帯型を想定している
ため不必要な端末からの送信をできるだけ少なくするこ
とがバッテリーを有効に利用するために重要である。従
ってテレターミナルシステムにおいては、一斉呼出し方
式を採用しようとしている。この方式は昭和60年８月発
行の報告書〔テレターミナルシステムに関する調査研究
報告書〕（郵政省テレターミナルシステム研究会編）に
詳しく記述されている。

このような登録方式及び一斉呼出し方式の問題点を解消
する方式として、各端末の通信時のゾーンを記憶しそれ
ぞれのゾーンにおける存在確率を求めることにより端末
の存在するゾーンを予測し登録を行うことなく呼出しの
トラフィックの増加を抑える方式が本願人により既に提
案されている（特願昭61-132733 号（特開昭62-290218
号公報）、「端末呼出し方法」）。しかしながらこの方
法はシステムに加入直後で十分に使用実績のない端末に
対して存在確率を求めることが困難なため、うまく適用
することができないという欠点があった。

本発明の目的は上述の従来の端末呼出し方法の欠点を取
り除き、使用実績の少ない端末に対しても端末が呼出さ
れた時にのみ呼出しパケットを送信し、かつ呼出しパケ
ット数が少なく効率のよい端末呼出し方法を提供するこ
とにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、複数の無線通信
ゾーン間を端末が移動するような移動無線通信システム
において、交換局が端末の存在するゾーンを予測して呼
出す端末呼出し方法であって、交換局がそれぞれの端末
と各通信を行う場合、端末の存在しているゾーンに関す
る統計的情報を収集するとともに、端末全体の各ゾーン
間の移動率を求め、呼出そうとする端末に関して前記統
計的情報が十分に得られている場合には、その統計的情
報に基づいて端末の存在ゾーンを予測し、前記統計的情
報が不十分な場合には、前記移動率を用いて前記統計的
情報を重み付けることにより、それぞれのゾーンにおけ
る存在確率を算出し、端末の存在ゾーンを予測すること
により、予測に基づいて選択的にゾーンを定めて呼出す
ようにしたものである。

〔作用〕

一般に移動端末といっても全てのゾーンを一様に動き回
るわけではなく、必ず通信するゾーンには偏りが生じ
る。例えばセールスマンならばその受け持ち区域を中心
に動き回るであろうし、会社員ならば自分の会社の回り
で通信することが多いであろう。本発明においては交換
機がそれぞれの端末の通信ゾーンの統計的情報を持ち端
末の位置を推定することにより、選択的にゾーンを呼出
すことによって呼出しのトラフィックを減少させる。使
用実績が少なく端末の存在ゾーンを推定することが困難
な端末に対しては、システム全体の統計的情報として端
末全体のゾーン存在確率の相互相関を求めて端末の存在
位置を予測する。端末全体のゾーン存在確率の相互相関
を近似的に求める最も簡単な方法は、それぞれのゾーン
における基地局間の距離を求める方法である。すなわち
互いに近くにある基地局のカバーするゾーン間を端末が
移動することが最も多いであろうという予測方法であ
る。仮に各端末が使用開始時にどこかのゾーンをホーム
ポジションとして登録していたとすると、その周辺のゾ
ーンが存在確率が高いとして優先的に呼出すような方法
がこれに相当する。ただしこの方法では小ゾーン化が極
度に進みゾーン数が膨大になると、基地局の位置を交換
機で管理するのが大変になる。また道路沿いに移動する
ことが多い場合などは予測があわなくなる。このような
場合には既に十分使用実績のある端末ｋの各ゾーンへの
存在確率Ｓ_Ｋ（ｉ）から、端末全体の各ゾーン間の移動
率ｋについての平均を計算すればよい。これにより端末全
体の各ゾーン間の移動率が使用実績のある端末のゾーン
存在確率の相互相関として算出される。つまりＱ（ｊ
１，ｊ２）はゾーンｊ１に端末が居る確率が与えられた
場合に、その端末がゾーンｊ２に居る確率を与えること
になる。従って不十分な端末の存在確率Ｓ（ｉ）とＱ
（ｊ１，ｊ２）を組合わせることによって、その端末の
位置を予測することができる。こうすれば移動パターン
が道路に沿って細長く伸びているような場合にも予測が
可能である。端末の通信回数が増加して十分な統計情報
が得られるようになれば、その端末に関する統計情報の
みから予測を行うようにすればよい。

〔実施例〕

次に図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明す
る。

第２図（ａ）に本発明の用いられるシステムのゾーン構
成と、ある端末の存在確率の例を示す。第２図（ａ）の
棒グラフがそれぞれのゾーンにおける存在確率を示す。
なお、ゾーン数は25あるものとする。通常の会社員はオ
フィスと支店のあるゾーンで使用する確率が高いのでこ
の図のように２ゾーン（ゾーン７，23）で確率が高くな
り、あとはいくつかのゾーンでわずかに通信するような
パターンが予想される。従って交換機にとってはこのよ
うな存在確率が先に述べた統計的情報となる。このよう
な各ゾーンにおける通信の確率を交換機が端末ごとに持
っていると、まず確率の高いゾーンで呼出し、応答がな
かった場合にのみ確率の低いゾーンを呼出すようにする
ことができる。このようにすれば全体としての呼出しト
ラフィックを大幅に減少させることができる。

第２図（ｂ）には登録しただけで一度しか使用実績のな
いような端末の存在確率の例を示す。この場合、ある特
定のゾーンの存在確率が１で他のゾーンの存在確率は全
て０であるようになってしまう。しかし実際の小ゾーン
システムではこのように存在確率が偏るとは考えにく
く、これはむしろ使用実績がが一度しかないために１ゾ
ーンの情報しか得られないのが原因であると考えるほう
が妥当であろう。このような場合に本発明においては、
他の端末の移動パターンの平均的な値を利用して不完全
な存在確率を補間する。

第１図には本発明の実施例のアルゴリズムを示す。端末
ｋに対して呼出しがかかると（ステップ）、交換機で
はまずその端末に対する呼出し実績を調べる（ステップ
）。呼出しの実績の不十分な端末であれば相関テーブ
ルＱ（ｉ，ｊ）を読み出す（ステップ）。同時にこれ
までの使用実績テーブルＳ_ｋ（ｉ）を読み出す。使用実
績テーブルＳ_ｋ（ｉ）と端末全体の各ゾーン間の移動率
Ｑ（ｉ，ｊ）とから存在確率Ｐ_ｋ（ｊ）を、として求める（ステップ）。これは不十分な統計情報
である実績テーブルに対して端末全体のゾーン間の移動
率で重み付け平均を求めていることに相当する。

この時のＱ（ｉ，ｊ）の定め方として一般的に長い距離
を移動する確率は小さいことを利用して基地局間の距離
の増大につれて単調減少する関数として固定的に定める
方式を採用すると、第２図（ｂ）のゾーン６に対するＱ
（６，ｊ）の値は第３図（ａ）のようなイメージにな
る。このＱ（ｉ，ｊ）の定め方は、具体的な単調減少関
数の例としては基地局ｉと基地局ｊとの間の距離をｒと
する時に、Ｑ（ｉ，ｊ）＝ｅ^-r があげられる。またＱ（ｉ，ｊ）を他の端末ｋの使用実
績から求めるには、Ｌは使用実績のある端末数ｋについての平均とすればよい。この場合、全ての端末
の使用実績を平均する必要はなく、例えばＱ（ｎ，ｍ）
を求めるにはゾーンｎに居る確率の高い端末についての
み計算すればよい。このようにして求めると、先ほどの
Ｑ（６，ｊ）は第３図（ｂ）にようになることがある。
これは例えば鉄道が走っており、その方向に端末の移動
が多い場合に生じる。端末ｋに対する使用実績が十分あ
る場合には、このような操作をせずＳ_ｋ（ｉ）をそのま
まＰ_ｋ（ｉ）として用いればよい（ステップ）。

Ｐ_ｋ（ｉ）が求まると、これを利用して平均呼出しゾー
ン数が最も少なくなるように呼出しを複数回に分けて行
う。本実施例では呼出しを２回に分けて行う場合を示
す。基本的には存在確率の高い幾つかのゾーンを１回目
に呼出し、応答がない場合には残りのゾーンを呼出すよ
うにする。存在確率の高いゾーンを先に呼出す方がよい
のは明らかであるが、１回目に幾つかのゾーンを呼出せ
ばよいかは明らかではない。全ての呼出し方法について
平均呼出しゾーン数を求めてそれを最小にする呼出し方
法を行ってもよいが、本実施例では簡易化した方法とし
て累積存在確率が一定値を越えたところまで呼出す方法
を示す。

そのためにまず累積存在確率の閾値Ａを定める。この値
は例えば 0.9とする。次に確率の高いゾーンから順にそ
のゾーンにおける存在確率Ｐ_ｋ（ｉ）を読み出し順次加
算してゆく。加算した合計値がＡを越えると、交換機は
それまでのゾーンを呼出す（ステップ）。確率の分布
が第２図（ａ）のようになっていれば、ゾーン７とゾー
ン23の存在確率の合計が 0.9になるのでゾーン７とゾー
ン23が呼出される。またＳ（ｉ）が第２図（ｂ）のよう
になっており、それから求めたＰ_ｋ（ｉ）が第３図
（ａ）のようになっていれば、ゾーン６の周辺数ゾーン
が呼出されることになる。同時に交換機ではタイマＴ_０
をセットする。もし呼出されたいずれかのゾーンから応
答があれば（ステップ）、交換機はそのゾーンに接続
する（ステップ）。Ｔ_０が経過してもまだ応答がない
場合には、交換機は残りのゾーンを呼出す（ステップ
）。そして応答があれば（ステップ）、そのゾーン
に接続するし、応答がなければＴ_０時間経過後に接続で
きないとして（ステップ）、接続不能メッセージを発
呼者に返す。同時にどのゾーンと接続したかによってそ
の端末の存在確率分布Ｓ（ｉ）を更新する。

このようにすると第２図（ａ）の例では、確率0.9 で２
ゾーンだけの呼出しで接続を完了し、確率 0.1で全ゾー
ン呼出すことになる。第２図（ａ）のように全体で25ゾ
ーンあるとすると平均呼出しゾーン数は 4.3となり、全
体を一斉に呼出す場合に比べて約５分の１の呼出しゾー
ン数になる。また第２図（ｂ）のように１ゾーンしか呼
出し実績のない場合には、単純にＳ_ｋ（ｉ）をＰ
_ｋ（ｉ）として用いるとゾーン６に端末が居ない場合に
は全て全ゾーンを呼出しになってしまうため得策ではな
い。従って相関テーブルＱ（ｉ，ｊ）を用いてＰ
_ｋ（ｉ）を計算する。

このようにしてシステムを運用しながら交換機が端末に
関する統計的情報Ｓ_ｋ（ｉ）を収集するようにする必要
がある。そのためには各通信時にどのゾーンに接続され
たかによって、Ｓ_ｋ（ｉ）を更新していけばよい。具体
的には各端末に対する総呼出し回数Ｎ_ｋを記憶し、これ
を用いてＳ_ｋ（ｉ）を更新する。そのためには、Ｓ_ｋ（ｉ）＝｛Ｓ_ｋ（ｉ）×Ｎ_ｋ＋１｝／（Ｎ_ｋ＋１）呼出しゾーンＳ_ｋ（ｉ）＝Ｓ_ｋ（ｉ）×Ｎ_ｋ／（Ｎ_ｋ＋１）その他
ゾーンＮ_ｋ＝Ｎ_ｋ＋１とすればよい。一度に幾つのゾーンを呼出すかは、接続
のために最大どこまでの時間を許すかで決まる。もしも
時間が許されるならば、存在確率の高いゾーンから順に
１ゾーンずつ呼出す方法が呼出しトラフィックを最小に
できる。しかし実際には接続時間に制限があり、１ゾー
ンずつ呼出すようなことはできない。本実施例では最大
でも２回の呼出しで接続ができるようにしている。３回
以上の呼出しをする場合には第１図におけるＡの値を複
数個持ち、累積存在確率がＡのそれぞれの値を越えた時
に呼出し、応答がなければ再び次のゾーンの確率をＳに
加算し、次のＱの値を越えると該当するゾーンを呼出す
ようにして繰り返してゆけばよい。この呼出しゾーンを
定めるアルゴリズムは必ずしも本実施例のように存在確
率の値を加算するようにする必要はなく、他のアルゴリ
ズムでもよい。例えばそのゾーンの存在確率がある値を
越えるゾーンのみを呼出すようにしてもよい。また処理
速度の問題がなければ、あらゆる呼出しパターンのうち
で平均呼出しゾーン数が最も少なくなるような方式をコ
ンピュータにより求めてもよい。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば、端末から登録を行うことな
くしかもゾーン数が増えても呼出しトラフィックはさほ
ど増えない端末呼出し方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアルゴリズムを示す図、第２図及び第３図は本発明で用いられる端末の各ゾーン
における存在確率の例を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の無線通信ゾーン間を端末が移動する
ような移動無線通信システムにおいて、交換局が端末の
存在するゾーンを予測して呼出す端末呼出し方法であっ
て、交換局がそれぞれの端末と各通信を行う場合、端末
の存在しているゾーンに関する統計的情報を収集すると
ともに、端末全体の各ゾーン間の移動率を求め、呼出そ
うとする端末に関して前記統計的情報が十分に得られて
いる場合には、その統計的情報に基づいて端末の存在ゾ
ーンを予測し、前記統計的情報が不十分な場合には、前
記移動率を用いて前記統計的情報を重み付けることによ
り、それぞれのゾーンにおける存在確率を算出し、端末
の存在ゾーンを予測することにより、予測に基づいて選
択的にゾーンを定めて呼出すことを特徴とする端末呼出
し方法。
【請求項２】端末全体の各ゾーン間の移動率を、各ゾー
ンに配置された基地局間の距離の増大につれて単調減少
する関数として固定的に算出することを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の端末呼出し方法。
【請求項３】端末全体の各ゾーン間の移動率を、使用実
績のある端末のゾーン存在確率の相互相関を求めること
により算出することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の端末呼出し方法。