(57)【要約】地上セルサイトのハンドオフ先リストが、空中セルラーシステム（１０）のために動的に保守される。ビームパターンは、空中セルラーシステム用リピーターからみると維持されているが、カバレージの地理的エリアからみて回転している。航空機（３５）の位置および飛行方向、航空機から送信される個々のビームの位置、および航空機の飛行パターンデータに基づいて、航空機から送信される個々のビームフットプリントの近くの個々のセルサイトの位置が決定される。ビームパターン、航空機の位置および飛行方向、航空機の飛行パターンデータに基づいた航空機から送信される個々のビームの位置、ならびに個々のセルサイトの位置に基づいて、変化するハンドオフ先候補の地上セルサイトのリストが割り出される。
2005500722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空中セルラーシステムのために地上セルサイトのハンドオフ先リストを保守するための方法であって、
セルラーシステムの利用者からみて、航空機から送信される通信ビームのビームパターンを維持するステップと、
前記航空機の位置および飛行方向を決定するステップと、
航空機の飛行パターンデータに基づいて前記航空機から送信される個々のビームの位置を決定するステップと、
前記航空機から送信される個々のビームのフットプリントの近くに存在する個々のセルサイトの位置を決定するステップと、
前記ビームパターンの維持、前記航空機の位置および飛行方向の決定、前記航空機から送信される個々のビームの位置の決定、ならびに前記航空機の飛行パターンデータに基づいた個々のセルサイトの位置の決定に基づいて、変化する地上セルサイトのハンドオフ先候補のリストを求めるステップとを含む方法。
【請求項２】
空中リピーターを備えるセルラー通信システムにおいて、地上セルサイトのハンドオフ先候補のリストを求めるための装置であって、
航空機の飛行パターン情報を受信するための受信装置と、前記航空機から送信される通信ビームの地理的カバレージに関する航空機ビームパターン情報と、地上セルサイトの位置情報と、
ハンドオフ座標情報を記憶するためのデータベースと、
通話トラフィックのルーティングを最適化する方法で、前記航空機から送信される通信ビームから地上セルサイトに呼をハンドオフできるように、前記受信装置からの情報および前記データベースからの情報に基づいてハンドオフ先候補のリストを求めるためのプロセッサとを備える装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、空中リピーターを備えた無線通信システムに関し、より詳細には、空中セルラーシステム（ａｉｒｂｏｒｎｅ  ｃｅｌｌｕｌａｒ  ｓｙｓｔｅｍ）用のハンドオフ先地上セルサイト（ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  ｃｅｌｌ  ｓｉｔｅ）のリストの動的保守に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線ネットワークおよび無線通信に対するニーズが高まったことにより、市街地から離れ、かつ地理的に多様な地域での無線システムに対する需要が増大している。無線システムの基幹施設を提供する新規通信事業者の多くが、できる限り多くの地上セルステーションを建設すべく資産を投じている。この結果、通信事業者は、個々のカバレージエリアを拡大し、これによってより多くの収益を得るようになっている。
【０００３】
しかし、道路が少なく、最低限の基幹施設しか建設されていない山岳地帯や人口過疎地域においては、地上ベースステーションの建設が遅れ、かつ建設に費用がかかることが多い。さらに、上記のような過疎地域の一部では、通信事業者の投資利益率が低く、必要なセルステーションを建設する動機付けが得られないため、このような地域には限られた無線通信サービスしか提供されていなかったり、無線通信サービスが全く提供されていない。さらに、多くの地域において、オフピーク時およびピーク時に通話を処理するために十分な数の無線通信用ベースステーションが建設されてはいるものの、スポーツイベントなどの数日間に大勢の人が集まる特別なイベントの開催時に生じる一時的な通話の増大に適切に対処することができない。
【０００４】
上記の問題に対応すべく、空中無線システムが提唱されている。このシステムでは、無線通信カバレージを提供する地理的エリアの上空を、所定の飛行パターンで飛行する航空機に搭載された無線リピーターが、カバレージ内の地理的エリア内に存在する無線電話機からの発呼を、地上ベースステーションおよび地上基幹施設装置に中継する。航空機は地理的な制約を克服することができると共に、セルステーションに代わる機能を果たすため、空中無線システムは上記の問題を解決する。
【０００５】
ただ、空中セルラーシステムは多くの利点を有してはいるものの、設計および実施するうえで、従来の地上セルラーシステムの設計および実施にはない事項を考慮する必要がある。最も重要な考慮事項として、呼のハンドオフ先候補のセルステーションのリストの保守が挙げられる。ＴＩＡ／ＥＩＡ  １３６、ＧＳＭおよびＣＤＭＡ  ＩＳ−９５等の、セルラー通信の従来の各種標準およびプロトコルは、ハンドオフ先候補に対応している。地上セルラーシステムにおいては、ハンドオフ先候補はシステムスイッチにおいて管理されており、電力のモニター（ｐｏｗｅｒ  ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）のためにハンドセットに送信される。スイッチは、ハンドセットから報告された電力測定の結果に基づいてハンドオフ先を決定する。プロトコルが対応しているハンドオフ先候補の数は限られており、通常は、時間の経過に伴って変わることはない。例えば、セルラー通信用のＴＩＡ／ＥＩＡ  １３６プロトコルでは、ハンドオフ先候補の数の上限は２４である。
【０００６】
空中セルラーシステムにおいては、航空機が飛行パターンを周回するため、航空機のアンテナから放射される通信ビームは地上からみると移動しており、同システムは、通信ビームが回転して、システムの所定のエリアのカバレージに出たり入ったりする際に呼のハンドオフを実行する。通常、空中セルラーシステムは広い地理的エリアをカバーしているため、各々のシステムビームが多くの地上セルサイトと重なり合う可能性がある。このため、あるビームと重なり合う地上セルサイトの数が、所与のセルラー通信プロトコルのハンドオフ先候補の数の上限を越えることが考えられる。
【０００７】
さらに、空中セルラーシステムは、大きな通話容量を犠牲にして地理的カバレージを得ている。このため、利用者密度が高い地域が部分的に存在するが、大部分は利用者密度が低い地域に空中セルラーシステムを導入する場合、サービスプロバイダにとっては、部分的に利用者密度の高い地域に地上システム用セルステーションを建設して、それ以外の利用者密度の低いエリアには、空中セルラーシステムによってサービスを提供することが望ましい。しかし、空中セルラーシステムからの通信ビームが、地上システム用セルステーションからの通信ビームと重なり合う可能性がある。通常、地上システム用セルステーションの通信ビームは、空中セルラーシステムの通信ビームよりも出力が高いため、通信ビームが重なり合うエリアでは、システム利用者が地上システム用セルステーションに接続され易いと考えられる。
【０００８】
地上セルステーションがカバーしていないエリアにいる利用者が、最初は空中セルラーシステムを介して通信を行うが、後で地上システムに切り替えられる可能性が高い。これは、空中セルラーシステムから地上システム用セルステーションに利用者通話をハンドオフして、空中セルラーシステムの容量を低減することが望ましいためである。膨大な数の地上システム用セルステーションが存在することが多く、このため、空中セルラーシステムでは、ハンドオフ先候補として膨大な数のセルステーションを有するハンドオフ先候補リストを生成する必要がある。しかし、現時点では、標準のセルラー通信プロトコルは、このようなハンドオフ先候補リストを生成することに対応しておらず、上記の問題の解決策が求められている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の利点は、添付の図面を参照して下記の好適な実施形態の詳細説明を読めば容易に理解される。
図面において、同一の参照符号は同一の要素を参照している。空中セルラー通信システム１０を図１に示す。システム１０は一般に、セルラー基幹施設部１２、無線基幹施設部１４、および航空機部１６の３つの主要部を有する。上記３つの部分は、連係して広い地理的エリアにセルラー通信カバレージを提供し、システム利用者（代表してハンドセット１８として示す）が、リピーターを備える航空機ペイロード２２を介して公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）２０に接続できるようにする。上記３つのシステム部の構造および機能を下記に詳細に記載する。
【００１０】
セルラー基幹施設部１２は、移動交換局（ＭＳＯ：ｍｏｂｉｌｅ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｏｆｆｉｃｅ）２４を有し、ＭＳＯ２４は、電話交換機（ｔｅｌｅｐｈｏｎｙ  ｓｗｉｔｃｈ）のほか、ボイスメールおよびメッセージサービスセンターなどのセルラーサービスに必要な従来の装置を備える。ＭＳＯ２４は、ＰＳＴＮ２０に接続して、当業界において公知の方法によって電話呼を送受信する。さらに、ＭＳＯ２４は、セルラーシステムの事業者がセルラー基幹施設部１２の管理のために使用する運用保守センター（ＯＭＣ）２６にも接続している。ＭＳＯ２４は、符号３０ａ，３０ｂによって示されるＢＴＳなど、少なくとも１つの無線基地局装置（ｂａｓｅ  ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ  ｓｔａｔｉｏｎ：ＢＴＳ）にも接続している。ＢＴＳ３０ａ，３０ｂは、無線基幹施設部１４を介して、システム利用者１８との間でＲＦ信号を送受信する。
【００１１】
さらに詳しく説明すると、ＢＴＳ３０は、地上コンバータ装置（ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ  ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）３２を介してＲＦ信号を送受信する。地上コンバータ装置３２は、地上セルラー形式の信号をＣ帯域形式の信号に変換し、フィーダリンク（ｆｅｅｄｅｒ  ｌｉｎｋ）３３およびテレメトリリンク３４を介して航空機搭載ペイロード２２と通信を行う。フィーダリンク３３およびテレメトリリンク３４に関しては後述する。ペイロード２２は、地理的に広いカバレージ全体に呼を接続するために、無線リンク３６を確立する。このカバレージ（すなわちフットプリント）は、航空機が地上約９．１４ｋｍ（３０，０００フィート）で飛行パターンを維持する場合には３５０ｋｍを越える。
【００１２】
本システムは、切れ目のないカバレージを提供するために好ましくは３機の航空機を使用するため、航空機部１６は、航空機３５に加えて、飛行任務（ｍｉｓｓｉｏｎ  ｌｏｇｉｓｔｉｃｓ）を制御し、気象センター３８などの情報源からの情報を一部利用してシステムの全航空機を管理する航空機司令センター３７を備える。また、航空機は、航空交通管制センター４０などの情報源から通常の指令を受け取る。
【００１３】
システム１０の一部の装置の詳細を図２に示す。詳しく説明すると、地上コンバータ装置３２は、ペイロード２２との間で信号を送受信するためのＣ帯域アンテナ４２（冗長用の第２のアンテナも設けられる）と、ペイロード２２との間で送受信した信号を適切に変換するためのＣ帯域コンバータ４４とを有する。好適な実施形態においては、Ｃ帯域アンテナ４２およびＣ帯域コンバータ４４は、８００ＭＨｚの空中セルラーアンテナ７０が、確立済みのダウンリンク（フィーダリンク）３３を介してＢＴＳ３０ａ，３０ｂと通信できるようにする。また、コンバータ４４は、ＢＴＳ３０ａ，３０ｂからの正規信号（ｎｏｍｉｎａｌ  ｓｉｇｎａｌ）をＣ帯域信号にアップコンバートして、この信号を航空機３５に送信する。また、ＢＴＳ３０ａ，３０ｂの各々には、Ｃ帯域スペクトルにおいて異なる帯域が割り当てられているため、ＢＴＳ３０ａからの信号とＢＴＳ３０ｂからの信号とを分離して、ペイロード２２にあるアンテナ５６などの正しいアンテナに送信できるようなる。さらに、地上制御装置３２は、テレメトリアンテナ４６、テレメトリモデム４８、テレメトリプロセッサ５０等のテレメトリ装置を備えており、テレメトリリンク３４を介して空中テレメトリアンテナ５２から送られてくる航空機データを処理する。一方、制御端末５４は、処理したテレメトリデータを、ＯＭＣ２６および航空機司令センター３７に送信する処理を制御する。
【００１４】
航空機部１６において、上に記載した空中テレメトリアンテナ５２は、符号５８により総体的に示す航空機アビオニクス装置が生成した航空機のアビオニクスデータを送信する。このデータは、航空機の位置、方向および飛行パターンに関するデータのほか、航空機のピッチ、横転（ｒｏｌｌ）、偏揺れ（ｙａｗ）を示すデータなどを含む。航空機アビオニクス装置５８からのデータは、ペイロードプロセッサ６０に入力され、ここで処理されたのち、テレメトリモデム６２を経由してテレメトリアンテナ５２に出力される。また、ペイロードプロセッサ６０は、Ｃ帯域アンテナ４２，５６との間に確立されたフィーダリンク３３を介して地上コンバータ装置３２との間で送受信された信号を処理するほか、利用者１８とペイロードダウンリンクアンテナ（８００ＭＨｚアンテナ７０など）との間に確立されたダウンリンク（すなわち利用者リンク）６９を介してシステム利用者１８との間で送受信された信号も処理する。ペイロードにより送受信された信号は、８００ＭＨｚコンバータ７２によって適切にアップコンバートまたはダウンコンバートされる。ペイロード２２は、上記の装置に加えて、プロセッサ６０に入力され得、かつ航空管制または航空監視のために地上コンバータ装置３２または航空機司令センター３７にデータを送信し得るＧＰＳ装置７４を有する。航空機の諸装置とペイロードの諸装置とは、協働して空中リピーターを形成し、セルステーションの数が不足している等の理由により、地上セルラーカバレージを提供することができない広い地理的エリアにセルラーカバレージを提供する。
【００１５】
図１，２に示すシステム構成からわかるとおり、空中セルラーシステム１０、従来の地上セルラーシステムのいずれも、ＰＳＴＮ２０およびシステム利用者１８からみて同じようにみえる。換言すれば、セルラー基幹施設１２、無線基幹施設１４、航空機部１６を経由してＰＳＴＮ２０に接続される通話と、従来の地上システム基幹施設によって処理される通話とは、サービス面において識別可能な相違点がない。これは、一部には、セルラー基幹施設部１２が、従来の地上システム基幹施設と同等であるかほぼ同等のＭＳＯ２４およびＢＴＳ３０ａ，３０ｂに、標準的な電話交換機を備えているためである。
【００１６】
システム利用者１８が発信した呼を完了する場合の空中セルラーシステム１０の諸装置の動作を、図１，２を参照して記載する。航空機３５は、滞空時に、好ましくは円形かほぼ円形に近い飛行パターンで飛行し（ただし、飛行パターンは気候やカバレージの状態によって変わり得る）、飛行任務（ｍｉｓｓｉｏｎ）中に所定の地理的エリアにカバレージを提供する。航空機は、滞空時に、地上コンバータ装置３２との交信を維持し、無線基幹施設装置部１４を介してセルラー基幹施設部１２にフィーダリンク３３および利用者リンク３６を提供する。また、航空機３５は、所定の本数（例えば１３本）の通信ビームをカバレージエリア全体に送信する。各ビームは、ＢＴＳ３０ａ，３０ｂのうちのいずれかのセクタ（ｓｅｃｔｏｒ）に割り当てられており、システム利用者１８とセルラー基幹施設部１２との間で信号および音声データを伝送するために、制御チャネルとトラフィックチャネルとの組を有する。航空機３５が飛行パターン内を移動すると、航空機から放射されるビームが回転する。このため、システム利用者１８は、４５秒ごと（またはその他の間隔）に違うビームを受信することになり、セルラー基幹施設部は、セクタ間で呼をハンドオフして、通話が切断されることのないようにする。
【００１７】
呼を開始する場合、システム利用者（利用者１８のうちのいずれか等）は、ビーム内の制御チャネルを利用して、通話設定（ｃａｌｌ  ｓｅｔｕｐ）要求をＭＳＯ２４に送信する。この要求は、利用者１８のハンドセットから航空機ペイロード２２に送信されたのち、地上コンバータ装置３２に中継される。地上コンバータ装置３２は、この要求を対応するＢＴＳ（例えばＢＴＳ３０ａ）に中継する。ＢＴＳ３０ａは、この要求をＭＳＯ２４に中継し、ＭＳＯ２４はＰＳＴＮ２０との呼を設定する。このため、ペイロード２２は、ＢＴＳ３０の物理層を利用者１８に拡張して、通常の従来の地上システムが提供するエリアよりも広いカバレージエリアを提供すると共に、基幹施設の建設コストを低く抑える。また、わずか数日しかセルラーカバレージが必要とされない特別なイベントが開催されるエリアに一時的にセルラーカバレージを提供する場合、空中システム１０は、セルステーションを建設せずに済み、建設コストがかからず、かつ特別なイベントの終了後にセルステーションを解体できるため好ましい。
【００１８】
通話設定がひとたび完了したら、ビーム内のトラフィックチャネルを介してＰＳＴＮ２０との音声通信が開始されて、信号情報と同じように音声情報が中継される。通話が終了すると、ＭＳＯ２４に信号が送信されて呼が切断（ｔｅａｒ  ｄｏｗｎ）され、利用者１８のハンドセットが、音声通信に使用していたトラフィックチャネルを解放して、チャネルが空き状態に戻る。
【００１９】
図３に、空中セルラーシステム１０の航空機部１６によって形成されるフットプリント８０の例を示す。フットプリントは、アンテナ７０から放射されるビーム８２〜９４によって形成される。アンテナ７０は、好ましくは、２０００年６月２６日に提出されたＰＣＴ特許出願番号第ＰＣＴ／ＵＳ００／１７５５５号「空中セルラーシステム用スマートアンテナ（ＳＭＡＲＴ  ＡＮＴＥＮＮＡ  ＦＯＲ  ＡＩＲＢＯＲＮＥ  ＣＥＬＬＵＬＡＲ  ＳＹＳＴＥＭ）」に開示されているタイプのフェーズドアレイ（ｐｈａｓｅｄ−ａｒｒａｙ）スマートアンテナである。同出願の開示は参照によりここに援用される。航空機３５が飛行パターンを航行すると、中央を除いて各ビームが回転する。これに伴い、セルステーションＡ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ２等の地上セルステーションは、個々のビームの各ビームフットプリントのカバレージに出たり入ったりを繰り返す。航空機の飛行パターンは、図３において飛行パターンの向きを示す矢印（矢印ＦＰ）によって示されるように、反時計方向に回転する。これに伴い、ビーム８２〜９４は、カバレージの地理的エリアからみると航空機と同じ向きに回転するが、航空機は飛行パターンを航行しているため、航空機３５からみるとビーム８２〜９４は移動しない。
【００２０】
このため、各ビーム（例えばビーム９３）は、広いエリアを掃引（ｓｗｅｅｐ  ｏｕｔ）しており、多くの地上サイトと重なり合う可能性がある。静的なハンドオフ先候補リストには、現在ビームの下にある地上サイト（サイトＡ１，Ａ３）が含まれるのみならず、じきにビームの下に位置するようになるサイト（サイトＡ２，Ａ４など）に加えて、サイトＢ１，Ｂ２が含まれる必要がある。このため、通常はシステムのハンドオフ先候補の数は最大２４個であるが、候補の数がこの制限を大幅に越える可能性がある。
【００２１】
候補の数を減らすために、本発明に係るビームハンドオフ先候補の保守方法では、先ず、ビーム位置の関数としてハンドオフリストを生成する。このため、ビーム９３は、ハンドオフ先候補としてサイトＡ１〜Ａ４のみを有し、サイトＢ１〜Ｂ２を有さないのに対し、ビーム８７は、ハンドオフ先候補としてサイトＢ１，Ｂ２を有し、サイトＡ１〜Ａ４を有さない。航空機が飛行パターンを航行していくと、ビーム９３が地上サイトＢ１〜Ｂ２をカバーするようになり、Ａ１〜Ａ４ではなくＢ１〜Ｂ２がハンドオフ先候補となるように各ビームの候補リストが変わる。
【００２２】
本発明に係るビームハンドオフ先候補の保守方法では、ＯＭＣ２６に維持管理され、動的に更新されるハンドオフリストのデータベースに基づいて、各ビームのハンドオフ先候補のリストを定期的に作成する。このデータベースは、候補セルサイトのハンドオフリストを求めるために、使用中の地上セルサイトの位置に加えて、航空機テレメトリリンク３４を介してＯＭＣ２６に入力された航空機の位置および航空機の飛行方向データを記憶している。ＯＭＣ２６は、確率／優先度が高い候補を、所定の数だけ有するハンドオフ先候補リストを生成することができると共に、このリストを時間の関数として更新／変更することができる。例えば、ＴＩＡ／ＥＩＡ  １３６プロトコルを利用した空中セルラーシステムにおいては、ハンドオフ優先度に基づいた確率が高いほうから２４個のハンドオフ先候補のみが、各ビームのハンドオフリストに登録される。
【００２３】
例えば、図３において、ビーム９３からサービスを受けている利用者は、経時変化する（ｔｉｍｅ  ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）ハンドオフ先候補として、少なくともビーム９２，９４を有する。航空機３５が飛行パターンを航行する間に、ペイロード２２は、ハンドオフ先候補としてビーム９２，９４を絶えず監視する。また、ペイロード２２は、経時変化の少ない（ｔｉｍｅ  ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）候補として地上セルＡ１〜Ａ４を有する。システム１０の容量の制約を軽減するため、航空機３５と地上システムとの間のハンドオフが容易に行われるように、経時変化の少ないこれらの候補は定期的に評価される。航空機３５と地上システムとの間のハンドオフの遅延は、ビーム９３の潜在的な容量のみに影響を与え、通話の性能には影響を及ぼさないため、これらのハンドオフ先候補は、経時変化が少ないといえる。この結果、任意の時点において、経時変化するハンドオフ先候補がハンドオフ先候補リストに複数含まれており、これらの候補はハンドオフ先候補リスト内の枠（ｓｌｏｔ）を常に占めるのに対し、経時変化の少ないハンドオフ先候補はハンドオフ先候補リスト内の枠を定期的に占めるに過ぎない。
【００２４】
図４を参照して、本発明によるハンドオフ先候補の優先順位付けを記載する。この方法により、周期的に生成される通信ビームのハンドオフ先候補リストに候補を追加する頻度が決定される。経時変化の少ないハンドオフ先候補が数多くあるのに対してハンドオフ先候補リストの枠の数が少ないため、この種の優先順位付けが必要となり、この優先順位付けは、所与の地上セルが、利用者にとって最高のハンドオフ先セルとなる確率に基づいて行われる。好適な実施形態においては、優先順位付けは、あるセルに関する加入者密度に基づいて行われる。密度の高いセルは、最も多くのハンドオフを受ける確率が高く、このため、密度の低いセルよりも優先度の高い候補としてランク付けされる。このため、優先度の高い候補は、優先度の低い候補よりも、経時変化の少ないハンドオフ先候補リストの枠に頻繁に入るようになる。
【００２５】
図４に示すように、例えば、ビーム９５によって形成されるセル９６内の場所Ｃ１にいる加入者は、経時変化するハンドオフ先候補として、ハンドオフ先候補リストの枠を絶えず占めるビーム９８によって形成されるセル９７を有し得る。利用者密度の高い都市部のカバレージの周縁に位置する地上セルＣ２〜Ｃ５も、優先度の高い候補となり得る。このため、Ｃ１〜Ｃ６は、ハンドオフ先候補リストに頻繁に入り得る。利用者密度の低い田舎町にカバレージを提供するセルＣ６と、定まった都市のカバレージエリアの中央に位置するセルＣ７とは、優先度の低い候補であると判定されるため、ハンドオフ先候補リストに入る頻度が低い。詳しく説明すると、利用者がセルＣ７の近くにいる場合、利用者通話がシステム１０を介するのではなく、セルＣ７を介して対応する地上システムに直接接続されるため、セルＣ７は優先度の低い候補であると判断され得る。
【００２６】
このため、好ましくはＯＭＣ２６に維持管理されているハンドオフ先候補リストのデータベースは、航空機の位置、経時変化するハンドオフ先候補と経時変化の少ない候補との間の区別、および加入者密度から求めた経時変化の少ないハンドオフ先候補の優先順位付けに基づいて、上記した本発明の好適な実施形態によって動的に更新される。別法による実施形態は、システム特有のパラメーターに従って、加入者密度以外の要因に基づいて、経時変化の少ない候補の優先順位を決定してもよい。また、全ハンドオフ先候補の相対順位を、各ハンドオフ先候補のセルに関連する相対密度に基づいて決定し、次に、システム１０において、あるビームから別のビームにハンドオフされる利用者にとっての相対需要によって、ハンドオフ先候補のうち優先度の高いものと低いものとにさらに優先順位付けしてもよい。
【００２７】
生成した優先度の高い候補のリストに、候補の数が過剰に存在する場合、本発明に係る方法により、フットプリント内に存在する経時変化の少ないビームのハンドオフ先候補セルを定期的に循環することによって、候補の数をさらに減らすことできる。換言すれば、ビーム内に存在する経時変化の少ない地上ベースのセルサイトを複数のグループに分けることで、順位の精度をさらに高めるための本発明に係る方法を提供することができる。本ハンドオフリスト保守方法では、次に、経時変化の少ないセルのグループのみをさらに頻繁に循環して、図３のセルＣ１のような経時変化するセルのハンドオフに影響を与えることなく、ハンドオフリストを高精度で更新する。経時変化の少ないセルの複数のグループを循環するために、例えば１５秒程度のハンドオフ遅延が生じることもあるが、この遅延は許容できるものである。
【００２８】
図５は、本発明によるハンドオフ先候補リストの保守方法を示すフロー図を、総体的に符号１００として示す。この処理は、先ず１０２において、テレメトリリンク３４を介して航空機３５から提供されるＧＰＳデータによって、航空機の位置および飛行方向を測定し、１０４において、各通信ビームのビーム位置データを求める。１０６において、上記のようにセルラーシステムハンドオフ座標データベース１０８に記憶されている地上セルサイトの位置データに一部基づいて、ハンドオフ先候補の確率の計算を実行する。上記の計算を行ったのちに、１１０において、ハンドオフ先候補を順位付けして、優先度の高い候補を特定する。１１２において、特定のビーム内に存在する候補の数が過剰であるかどうかを判定する。候補の数が過剰である場合、１１４において、上記の方法によって経時変化の少ない候補を決定し、その後、１１６において、経時変化の少ない候補を定期的に循環する（ｃｙｃｌｅｄ  ｔｈｒｏｕｇｈ）。経時変化の少ないハンドオフ先候補を循環したのちに、１１８において、ハンドオフ先候補リストを更新して、１２０において、ハンドオフ先候補リストを生成する。
【００２９】
１１２において、候補の数が過剰ではないと判定された場合、１１４，１１６において経時変化の少ない候補を循環し、順位付けを決定することなく、１１８においてハンドオフ先候補リストを更新し、１２０においてハンドオフ先候補リストを生成する。また、１２２の点線に示すように、１１０における順位付け処理と１１２における過剰な候補の判定とが省略されて、処理が、１０６のハンドオフ先候補の確率計算から、１１６の経時変化の少ない候補の定期的な循環まで直接進んでもよい。
【００３０】
本発明に係るハンドオフ先候補リストの保守方法を、空中セルラーシステムから地上システムのセルサイトへのハンドオフを容易にすることに加えて、逆のハンドオフ、すなわち地上システムから近隣の航空機搭載通信システムへのハンドオフを容易にするように設計し得る。このような場合、空中システムのカバレージエリアの境界に存在するか、空中システムのカバレージエリアと重なっている地上セルでも、経時変化するハンドオフ先候補リストが必要となる。このリストは、ハンドオフ先候補となるのが地上セルではなく通信ビームである点を除いて、上記のリストと同様に機能する。しかし、地上セルの上空には一度に１〜２本のビームしか存在しないことが多いため、循環処理は必要ない。
【００３１】
上記の説明によって明らかなように、本発明に係るハンドオフ候補ビームのリストの保守方法は、広いエリアカバレージを有する空中セルラーシステムと地上システムとの間で信頼性の高いハンドオフを実現することによって、オーバーレイ用途（ｏｖｅｒｌａｙ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）のために、空中セルラーシステムと地上システムとの相互運用性を向上させる。また、本発明は、隣接する空中セルラーシステムとの間で信頼性の高いハンドオフを実現し、地上セルの利用者密度などの要因に基づいて、経時変化するハンドオフ先候補と経時変化の少ないハンドオフ先候補とを容易に見分けることができるようにする。
【００３２】
本発明の好適な実施形態を上記に記載したが、添付の特許請求の範囲の範囲ならびに意味から逸脱することなく、本発明の変更、変形または改良することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による空中セルラー通信を示すシステム図。
【図２】図１の空中セルラー通信システムに使用される装置をさらに詳細に示すブロック図。
【図３】所定の地理的エリアにセルラーカバレージを提供する空中リピーターから出力されるビームパターンと、ハンドオフ先候補となっている地上セルステーションとを示す平面図。
【図４】単一のビーム（図３のビームパターンのうちの１つのビーム）と、そのビームパターン内のハンドオフ先候補となっている地上セルステーションとを示す平面図。
【図５】本発明の好適な実施形態によるハンドオフ先候補リストの生成方法を示すフロー図。
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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