JP2003102061A - 無線回線割当方法、プログラム及び該プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents
無線回線割当方法、プログラム及び該プログラムを記録した記録媒体Info
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- JP2003102061A JP2003102061A JP2001288975A JP2001288975A JP2003102061A JP 2003102061 A JP2003102061 A JP 2003102061A JP 2001288975 A JP2001288975 A JP 2001288975A JP 2001288975 A JP2001288975 A JP 2001288975A JP 2003102061 A JP2003102061 A JP 2003102061A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 周波数帯域及び電力を同時に考慮して無線回
線を割り当てることができる無線回線割当方法、プログ
ラム及び該プログラムを記録した記録媒体を提供する。 【解決手段】 電力量制約条件として、各親局の所要電
力量が、親局の使用可能電力量以下となり、同時に、周
波数帯域制約条件として、システム全体の所要周波数帯
域が、システム全体の使用可能周波数帯域以下となり、
第１の制約条件として、スポットビームiの所要周波数
帯域が、スポットビームiの使用可能周波数帯域以下と
なり、目的関数として、ビームのトラヒック需要に対す
る収容率が最大となるように線形計画法を用いて算出す
るステップを有し、スポットビームiの無線回線を割り
当てる。
線を割り当てることができる無線回線割当方法、プログ
ラム及び該プログラムを記録した記録媒体を提供する。 【解決手段】 電力量制約条件として、各親局の所要電
力量が、親局の使用可能電力量以下となり、同時に、周
波数帯域制約条件として、システム全体の所要周波数帯
域が、システム全体の使用可能周波数帯域以下となり、
第１の制約条件として、スポットビームiの所要周波数
帯域が、スポットビームiの使用可能周波数帯域以下と
なり、目的関数として、ビームのトラヒック需要に対す
る収容率が最大となるように線形計画法を用いて算出す
るステップを有し、スポットビームiの無線回線を割り
当てる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の親局jを有
し、該親局jは複数のスポットビームiを用いて地表エリ
アを照射する無線通信システムにおける無線回線割当方
法、プログラム及び該プログラムを記録した記録媒体に
関する。
し、該親局jは複数のスポットビームiを用いて地表エリ
アを照射する無線通信システムにおける無線回線割当方
法、プログラム及び該プログラムを記録した記録媒体に
関する。
【０００２】本発明の対象とする無線通信システムは、
例えば、宇宙空間に複数の衛星を有する衛星通信システ
ムであり、大気圏中に複数の飛翔体（例えば飛行船）を
有する成層圏プラットホームであり、又は複数の基地局
を有するセルラ無線通信システムである。
例えば、宇宙空間に複数の衛星を有する衛星通信システ
ムであり、大気圏中に複数の飛翔体（例えば飛行船）を
有する成層圏プラットホームであり、又は複数の基地局
を有するセルラ無線通信システムである。
【０００３】
【従来の技術】図１は、無線通信システムが成層圏プラ
ットホームである場合のシステム概略図である。図１に
よれば、複数の飛翔体の親局から、複数のスポットビー
ムが照射されている。システム全体で収容する総トラヒ
ック量を増大化するためには、地表面からアクセス可能
な飛翔体は、複数存在する方が望ましい。
ットホームである場合のシステム概略図である。図１に
よれば、複数の飛翔体の親局から、複数のスポットビー
ムが照射されている。システム全体で収容する総トラヒ
ック量を増大化するためには、地表面からアクセス可能
な飛翔体は、複数存在する方が望ましい。
【０００４】図２は、図１における無線回線割当制御の
説明図である。無線通信システムにおける無線回線割当
の手段の１つとしては、集中制御型システム（Centrali
zedSystem）があり、この場合、無線回線割当は、シス
テム全体を制御する中央制御局によって行われる。
説明図である。無線通信システムにおける無線回線割当
の手段の１つとしては、集中制御型システム（Centrali
zedSystem）があり、この場合、無線回線割当は、シス
テム全体を制御する中央制御局によって行われる。
【０００５】無線通信システムにおける大きな課題は、
周波数資源と電力資源との制約である。特に、周波数資
源の有効利用は重要な課題であり、衛星通信システム又
はセルラ無線通信システムにおける様々な無線回線割当
方法が提案されてきた。衛星通信システムの分野では、
スポットビームに対する周波数資源の最適割当又は割当
結果に基づく運用方法（例えば、S.Konishi et.al, "Fl
exible TransmissionBandwidth Management with Effec
tive Channel Reservation Techniques for NGSO MSS",
IEEE JSAC, vol.15, pp.1197-1207）が提案されてい
る。
周波数資源と電力資源との制約である。特に、周波数資
源の有効利用は重要な課題であり、衛星通信システム又
はセルラ無線通信システムにおける様々な無線回線割当
方法が提案されてきた。衛星通信システムの分野では、
スポットビームに対する周波数資源の最適割当又は割当
結果に基づく運用方法（例えば、S.Konishi et.al, "Fl
exible TransmissionBandwidth Management with Effec
tive Channel Reservation Techniques for NGSO MSS",
IEEE JSAC, vol.15, pp.1197-1207）が提案されてい
る。
【０００６】一方、衛星通信システムで用いられる衛星
又は成層圏プラットフォームで用いられる飛翔体のよう
な親局は、太陽電池などの電力をもとに稼働するため、
電力も有限の資源である。この電力資源を制約条件とし
て、トラヒックを複数の可視衛星に配分し、システム全
体の収容可能トラヒックを増大化する方法（特願2000-2
49526「衛星の送信電力の制約に基づくトラヒック分配
方法」）も提案されている。
又は成層圏プラットフォームで用いられる飛翔体のよう
な親局は、太陽電池などの電力をもとに稼働するため、
電力も有限の資源である。この電力資源を制約条件とし
て、トラヒックを複数の可視衛星に配分し、システム全
体の収容可能トラヒックを増大化する方法（特願2000-2
49526「衛星の送信電力の制約に基づくトラヒック分配
方法」）も提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
親局における周波数資源及び電力資源の両方を同時に考
慮して、無線回線を割り当てるような無線回線割当方法
は存在しなかった。
親局における周波数資源及び電力資源の両方を同時に考
慮して、無線回線を割り当てるような無線回線割当方法
は存在しなかった。
【０００８】従来の技術を適用した場合、周波数帯域又
は電力のいずれかの制約条件のみを考慮した無線回線割
当を行うことは可能である。しかしながら、周波数帯域
制約のみを考慮した場合、電力に余裕がないときに電力
制約を満足しない割当結果となり、逆に、電力制約のみ
を考慮した場合、周波数帯域に余裕がないときに周波数
制約を満足しない割当結果となる。
は電力のいずれかの制約条件のみを考慮した無線回線割
当を行うことは可能である。しかしながら、周波数帯域
制約のみを考慮した場合、電力に余裕がないときに電力
制約を満足しない割当結果となり、逆に、電力制約のみ
を考慮した場合、周波数帯域に余裕がないときに周波数
制約を満足しない割当結果となる。
【０００９】周波数帯域においては、周波数資源の逼迫
という現状から、システムに割り当てられる周波数帯域
は少なくなる傾向にある。また、電力においては、衛星
又は飛翔体のような親局の小型化・簡易化・低廉化に伴
い、通信に使用できる電力が縮小化される傾向にある。
特に、成層圏プラットフォームでは、飛翔体が高度約20
kmの位置に配備され、その高度において生じる風力に対
して静止しうるだけの動力を有する必要があるため、通
信に使用できる電力はできるだけ少ない方が望ましい。
という現状から、システムに割り当てられる周波数帯域
は少なくなる傾向にある。また、電力においては、衛星
又は飛翔体のような親局の小型化・簡易化・低廉化に伴
い、通信に使用できる電力が縮小化される傾向にある。
特に、成層圏プラットフォームでは、飛翔体が高度約20
kmの位置に配備され、その高度において生じる風力に対
して静止しうるだけの動力を有する必要があるため、通
信に使用できる電力はできるだけ少ない方が望ましい。
【００１０】そこで、本発明は、周波数帯域及び電力を
同時に考慮して無線回線を割り当てることができる無線
回線割当方法、プログラム及び該プログラムを記録した
記録媒体を提供することを目的とする。
同時に考慮して無線回線を割り当てることができる無線
回線割当方法、プログラム及び該プログラムを記録した
記録媒体を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の無線回線割当方
法は、電力量制約条件として、各親局の所要電力量が、
親局の使用可能電力量以下となり、同時に、周波数帯域
制約条件として、システム全体の所要周波数帯域が、シ
ステム全体の使用可能周波数帯域以下となり、第１の制
約条件として、スポットビームiの所要周波数帯域が、
スポットビームiの使用可能周波数帯域以下となり、目
的関数として、ビームのトラヒック需要に対する収容率
が最大となるように、線形計画法を用いて算出するステ
ップを有し、スポットビームiの無線回線を割り当て
る。これにより、周波数帯域制約と使用可能電力制約と
の２つの制約条件を同時に考慮することができる。
法は、電力量制約条件として、各親局の所要電力量が、
親局の使用可能電力量以下となり、同時に、周波数帯域
制約条件として、システム全体の所要周波数帯域が、シ
ステム全体の使用可能周波数帯域以下となり、第１の制
約条件として、スポットビームiの所要周波数帯域が、
スポットビームiの使用可能周波数帯域以下となり、目
的関数として、ビームのトラヒック需要に対する収容率
が最大となるように、線形計画法を用いて算出するステ
ップを有し、スポットビームiの無線回線を割り当て
る。これにより、周波数帯域制約と使用可能電力制約と
の２つの制約条件を同時に考慮することができる。
【００１２】また、本発明の無線回線割当方法は、地表
エリアが複数のセルkに区分されており、電力量制約条
件として、各親局の所要電力量が、親局の使用可能電力
量以下となり、同時に、周波数帯域制約条件として、シ
ステム全体の所要周波数帯域が、システム全体の使用可
能周波数帯域以下となり、第１の制約条件として、スポ
ットビームiの所要周波数帯域が、スポットビームiの使
用可能周波数帯域以下となり、第２の制約条件として、
セルkの需要トラヒック量Dkと収容率αとの積からなる
収容トラヒック量α・Dkが、該セルkの収容トラヒック量
Ckに等しくなり、目的関数として、全セル共通のトラヒ
ックの収容率αを最大にするように、線形計画法を用い
て算出する第１のステップと、電力量制約条件と、同時
に、周波数帯域制約条件と、第１の制約条件とを満た
し、第３の制約条件として、セルkの需要トラヒック量D
kと収容率αとの積からなる収容トラヒック量α・Dkが、
該セルkの収容トラヒック量Ck以下となり、目的関数と
して、システム全体の収容トラヒック量を最大とするよ
うに、線形計画法を用いて算出する第２のステップとを
有し、地表エリアにおけるトラヒック需要の偏りに従っ
て無線回線を割り当てる。
エリアが複数のセルkに区分されており、電力量制約条
件として、各親局の所要電力量が、親局の使用可能電力
量以下となり、同時に、周波数帯域制約条件として、シ
ステム全体の所要周波数帯域が、システム全体の使用可
能周波数帯域以下となり、第１の制約条件として、スポ
ットビームiの所要周波数帯域が、スポットビームiの使
用可能周波数帯域以下となり、第２の制約条件として、
セルkの需要トラヒック量Dkと収容率αとの積からなる
収容トラヒック量α・Dkが、該セルkの収容トラヒック量
Ckに等しくなり、目的関数として、全セル共通のトラヒ
ックの収容率αを最大にするように、線形計画法を用い
て算出する第１のステップと、電力量制約条件と、同時
に、周波数帯域制約条件と、第１の制約条件とを満た
し、第３の制約条件として、セルkの需要トラヒック量D
kと収容率αとの積からなる収容トラヒック量α・Dkが、
該セルkの収容トラヒック量Ck以下となり、目的関数と
して、システム全体の収容トラヒック量を最大とするよ
うに、線形計画法を用いて算出する第２のステップとを
有し、地表エリアにおけるトラヒック需要の偏りに従っ
て無線回線を割り当てる。
【００１３】本発明の他の実施形態によれば、第２のス
テップの第３の制約条件は、セルkの需要トラヒック量D
kにおけるセルkの収容率αkの割合量が、該セルkの収容
トラヒック量Ckと等しくなり、セルkの収容率αkは、収
容率α以上となり且つ最大収容率α'以下となることに
より、収容率を引き上げることが可能なセルは更に収容
率を引き上げることも好ましい。
テップの第３の制約条件は、セルkの需要トラヒック量D
kにおけるセルkの収容率αkの割合量が、該セルkの収容
トラヒック量Ckと等しくなり、セルkの収容率αkは、収
容率α以上となり且つ最大収容率α'以下となることに
より、収容率を引き上げることが可能なセルは更に収容
率を引き上げることも好ましい。
【００１４】本発明の他の実施形態によれば、第２のス
テップの目的関数は、システム全体の収容トラヒック量
から、システム全体の最大収容トラヒック量α'・ΣkDk
に重み係数δ(0≦δ≦1)を積算したトラヒック量を、差
し引いたトラヒック量を最大とするようにするものであ
り、収容率αkの偏差を少なくすることも好ましい。
テップの目的関数は、システム全体の収容トラヒック量
から、システム全体の最大収容トラヒック量α'・ΣkDk
に重み係数δ(0≦δ≦1)を積算したトラヒック量を、差
し引いたトラヒック量を最大とするようにするものであ
り、収容率αkの偏差を少なくすることも好ましい。
【００１５】本発明の他の実施形態によれば、該セルk
は周波数繰り返し利用のためにカテゴリmが割り当てら
れており、第１の制約条件について、スポットビームi
におけるシステム全体の使用周波数帯域は、スポットビ
ームiがカテゴリmを使用しているか(1)否か(0)を表す行
列Ximと、カテゴリmに割り当てられている周波数帯域Fm
との積Xim・Fmから算出されることも好ましい。
は周波数繰り返し利用のためにカテゴリmが割り当てら
れており、第１の制約条件について、スポットビームi
におけるシステム全体の使用周波数帯域は、スポットビ
ームiがカテゴリmを使用しているか(1)否か(0)を表す行
列Ximと、カテゴリmに割り当てられている周波数帯域Fm
との積Xim・Fmから算出されることも好ましい。
【００１６】本発明の他の実施形態によれば、第１のス
テップ及び／又は第２のステップについて、更に第３の
制約条件として、セルkを照射する任意の２つの親局の
収容トラヒック量は、予め定められた分配比率を中心と
して一定の余裕範囲に許容されるように分配されること
も好ましい。
テップ及び／又は第２のステップについて、更に第３の
制約条件として、セルkを照射する任意の２つの親局の
収容トラヒック量は、予め定められた分配比率を中心と
して一定の余裕範囲に許容されるように分配されること
も好ましい。
【００１７】本発明の無線回線割当プログラムによれ
ば、電力量制約条件として、各親局の所要電力量が、親
局の使用可能電力量以下となり、同時に、周波数帯域制
約条件として、システム全体の所要周波数帯域が、シス
テム全体の使用可能周波数帯域以下となり、第１の制約
条件として、スポットビームiの所要周波数帯域が、ス
ポットビームiの使用可能周波数帯域以下となり、目的
関数として、ビームのトラヒック需要に対する収容率が
最大となるように、線形計画法を用いて算出するステッ
プを有し、スポットビームiの無線回線を割り当てるよ
うにコンピュータを機能させる。
ば、電力量制約条件として、各親局の所要電力量が、親
局の使用可能電力量以下となり、同時に、周波数帯域制
約条件として、システム全体の所要周波数帯域が、シス
テム全体の使用可能周波数帯域以下となり、第１の制約
条件として、スポットビームiの所要周波数帯域が、ス
ポットビームiの使用可能周波数帯域以下となり、目的
関数として、ビームのトラヒック需要に対する収容率が
最大となるように、線形計画法を用いて算出するステッ
プを有し、スポットビームiの無線回線を割り当てるよ
うにコンピュータを機能させる。
【００１８】また、本発明の無線回線プログラムによれ
ば、電力量制約条件として、各親局の所要電力量が、親
局の使用可能電力量以下となり、同時に、周波数帯域制
約条件として、システム全体の所要周波数帯域が、シス
テム全体の使用可能周波数帯域以下となり、第１の制約
条件として、スポットビームiの所要周波数帯域が、ス
ポットビームiの使用可能周波数帯域以下となり、第２
の制約条件として、セルkの需要トラヒック量Dkと収容
率αとの積からなる収容トラヒック量α・Dkが、該セルk
の収容トラヒック量Ckに等しくなり、目的関数として、
全セル共通のトラヒックの収容率αを最大にするよう
に、線形計画法を用いて算出する第１のステップと、電
力量制約条件と、同時に、周波数帯域制約条件と、第１
の制約条件とを満たし、第３の制約条件として、セルk
の需要トラヒック量Dkと収容率αとの積からなる収容ト
ラヒック量α・Dkが、該セルkの収容トラヒック量Ck以下
となり、目的関数として、システム全体の収容トラヒッ
ク量を最大とするように、線形計画法を用いて算出する
第２のステップとを有し、地表エリアにおけるトラヒッ
ク需要の偏りに従って無線回線を割り当てるようにコン
ピュータを機能させる。
ば、電力量制約条件として、各親局の所要電力量が、親
局の使用可能電力量以下となり、同時に、周波数帯域制
約条件として、システム全体の所要周波数帯域が、シス
テム全体の使用可能周波数帯域以下となり、第１の制約
条件として、スポットビームiの所要周波数帯域が、ス
ポットビームiの使用可能周波数帯域以下となり、第２
の制約条件として、セルkの需要トラヒック量Dkと収容
率αとの積からなる収容トラヒック量α・Dkが、該セルk
の収容トラヒック量Ckに等しくなり、目的関数として、
全セル共通のトラヒックの収容率αを最大にするよう
に、線形計画法を用いて算出する第１のステップと、電
力量制約条件と、同時に、周波数帯域制約条件と、第１
の制約条件とを満たし、第３の制約条件として、セルk
の需要トラヒック量Dkと収容率αとの積からなる収容ト
ラヒック量α・Dkが、該セルkの収容トラヒック量Ck以下
となり、目的関数として、システム全体の収容トラヒッ
ク量を最大とするように、線形計画法を用いて算出する
第２のステップとを有し、地表エリアにおけるトラヒッ
ク需要の偏りに従って無線回線を割り当てるようにコン
ピュータを機能させる。
【００１９】本発明の他の実施形態によれば、第２のス
テップの第３の制約条件は、セルkの需要トラヒック量D
kにおけるセルkの収容率αkの割合量が、該セルkの収容
トラヒック量Ckと等しくなり、セルkの収容率αkは、収
容率α以上となり且つ最大収容率α'以下となることに
より、収容率を引き上げることが可能なセルは更に収容
率を引き上げるようにコンピュータを機能させることも
好ましい。
テップの第３の制約条件は、セルkの需要トラヒック量D
kにおけるセルkの収容率αkの割合量が、該セルkの収容
トラヒック量Ckと等しくなり、セルkの収容率αkは、収
容率α以上となり且つ最大収容率α'以下となることに
より、収容率を引き上げることが可能なセルは更に収容
率を引き上げるようにコンピュータを機能させることも
好ましい。
【００２０】本発明の他の実施形態によれば、第２のス
テップの目的関数は、システム全体の収容トラヒック量
から、システム全体の最大収容トラヒック量α'・ΣkDk
に重み係数δ(0≦δ≦1)を積算したトラヒック量を、差
し引いたトラヒック量を最大とするようにするものであ
り、収容率αkの偏差を少なくするようにコンピュータ
を機能させることも好ましい。
テップの目的関数は、システム全体の収容トラヒック量
から、システム全体の最大収容トラヒック量α'・ΣkDk
に重み係数δ(0≦δ≦1)を積算したトラヒック量を、差
し引いたトラヒック量を最大とするようにするものであ
り、収容率αkの偏差を少なくするようにコンピュータ
を機能させることも好ましい。
【００２１】本発明の他の実施形態によれば、セルkは
周波数繰り返し利用のためにカテゴリmが割り当てられ
ており、第１の制約条件について、スポットビームiに
おけるシステム全体の使用周波数帯域は、スポットビー
ムiがカテゴリmを使用しているか(1)否か(0)を表す行列
Ximと、カテゴリmに割り当てられている周波数帯域Fmと
の積Xim・Fmから算出されるようにコンピュータを機能さ
せることも好ましい。
周波数繰り返し利用のためにカテゴリmが割り当てられ
ており、第１の制約条件について、スポットビームiに
おけるシステム全体の使用周波数帯域は、スポットビー
ムiがカテゴリmを使用しているか(1)否か(0)を表す行列
Ximと、カテゴリmに割り当てられている周波数帯域Fmと
の積Xim・Fmから算出されるようにコンピュータを機能さ
せることも好ましい。
【００２２】本発明の他の実施形態によれば、第１のス
テップ及び／又は第２のステップについて、更に第３の
制約条件として、セルkを照射する任意の２つの親局の
収容トラヒック量は、予め定められた分配比率を中心と
して一定の余裕範囲に許容されるように分配されるよう
にコンピュータを機能させることも好ましい。
テップ及び／又は第２のステップについて、更に第３の
制約条件として、セルkを照射する任意の２つの親局の
収容トラヒック量は、予め定められた分配比率を中心と
して一定の余裕範囲に許容されるように分配されるよう
にコンピュータを機能させることも好ましい。
【００２３】本発明の他の実施形態によれば、前述の無
線回線割当プログラムを記録した記録媒体であってもよ
い。
線回線割当プログラムを記録した記録媒体であってもよ
い。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下では、図面を用いて、本発明
の実施形態を詳細に説明する。
の実施形態を詳細に説明する。
【００２５】図３は、中央制御局１における無線回線割
当に関する機能構成図である。図３によれば、中央制御
局１は、トラヒック解析機能１０と、カバレッジ解析機
能１１と、無線回線割当計画機能１２とを有する。無線
回線割当計画機能１３は、システム情報のデータベース
１３から、親局における配置情報、スポットビーム情報
及びトラヒック情報を取得して、無線回線の割当を計画
し、その結果を無線回線割当計画のデータベース１４へ
通知する。図示していないが、中央制御局は、基本的機
能として、親局の各種情報を取得する機能と、計画され
た無線回線割当情報を親局へ通知する機能とを有する。
無線回線割当情報を受信した親局は、無線回線を利用し
又は解放する。
当に関する機能構成図である。図３によれば、中央制御
局１は、トラヒック解析機能１０と、カバレッジ解析機
能１１と、無線回線割当計画機能１２とを有する。無線
回線割当計画機能１３は、システム情報のデータベース
１３から、親局における配置情報、スポットビーム情報
及びトラヒック情報を取得して、無線回線の割当を計画
し、その結果を無線回線割当計画のデータベース１４へ
通知する。図示していないが、中央制御局は、基本的機
能として、親局の各種情報を取得する機能と、計画され
た無線回線割当情報を親局へ通知する機能とを有する。
無線回線割当情報を受信した親局は、無線回線を利用し
又は解放する。
【００２６】トラヒック解析機能１０は、システムのサ
ービス領域の地表面を、微小領域である地表セルに区分
けし、特定の方法で、地表セル毎の過去のトラヒック量
の時系列データを取得する。これにより、地表セル毎の
需要トラヒック量を決定することができる。特定の方法
とは、例えば、「過去１日の最大のトラヒック量」又は
「過去１ヶ月のトラヒック量累積分布の90%値」等のい
かなる方法であってもよい。同様に、スポットビーム毎
の過去のトラフィック需要量を用いて、スポットビーム
毎の需要トラヒック量も決定できる。ここで決定された
需要トラヒック量は、後述する第１の実施形態において
用いることができる。
ービス領域の地表面を、微小領域である地表セルに区分
けし、特定の方法で、地表セル毎の過去のトラヒック量
の時系列データを取得する。これにより、地表セル毎の
需要トラヒック量を決定することができる。特定の方法
とは、例えば、「過去１日の最大のトラヒック量」又は
「過去１ヶ月のトラヒック量累積分布の90%値」等のい
かなる方法であってもよい。同様に、スポットビーム毎
の過去のトラフィック需要量を用いて、スポットビーム
毎の需要トラヒック量も決定できる。ここで決定された
需要トラヒック量は、後述する第１の実施形態において
用いることができる。
【００２７】カバレッジ解析機能１１は、親局のカバレ
ッジ領域及び親局から照射されるスポットビームのカバ
レッジ領域を解析する。例えば、「各親局の各スポット
ビームがどの地表セルを照射しているか」又は「各地表
セルがどの親局のどのスポットビームに照射されている
か」を求める。
ッジ領域及び親局から照射されるスポットビームのカバ
レッジ領域を解析する。例えば、「各親局の各スポット
ビームがどの地表セルを照射しているか」又は「各地表
セルがどの親局のどのスポットビームに照射されている
か」を求める。
【００２８】また、カバレッジ解析機能１１は、無線回
線の割当を行う際に必要なカテゴリmを決定する。この
とき、周波数を効率良く利用するために、ビーム間干渉
が発生しない程度離れた複数のスポットビームに対して
同じ周波数帯域を再利用する。ここでは、地上系セルラ
無線通信システムで用いられている４セル繰り返しパタ
ーンを使用する。勿論、例えば、３セル、７セル、９セ
ル等の４セル繰り返し以外であっても良い。
線の割当を行う際に必要なカテゴリmを決定する。この
とき、周波数を効率良く利用するために、ビーム間干渉
が発生しない程度離れた複数のスポットビームに対して
同じ周波数帯域を再利用する。ここでは、地上系セルラ
無線通信システムで用いられている４セル繰り返しパタ
ーンを使用する。勿論、例えば、３セル、７セル、９セ
ル等の４セル繰り返し以外であっても良い。
【００２９】図４は、４セル繰り返しパターンの説明図
である。図４によれば、４カテゴリに（即ち４色に塗
り）分けられる。１親局でLeftとRightに分け、それぞ
れ別の４カテゴリ（即ち計８カテゴリ）が必要となる。
である。図４によれば、４カテゴリに（即ち４色に塗
り）分けられる。１親局でLeftとRightに分け、それぞ
れ別の４カテゴリ（即ち計８カテゴリ）が必要となる。
【００３０】図５は、親局の列（衛星の場合は「軌道
面」）が複数ある場合の説明図である。図５によれば、
更にカテゴリを細分化する必要がある。即ち、４×２×
２＝１６のカテゴリが必要となる。
面」）が複数ある場合の説明図である。図５によれば、
更にカテゴリを細分化する必要がある。即ち、４×２×
２＝１６のカテゴリが必要となる。
【００３１】更に、カバレッジ解析機能１１は、各スポ
ットビームに割り振られたカテゴリ（「ノミナルカテゴ
リ」と呼ぶ）及び他のカテゴリの中で、干渉が生じない
カテゴリが存在するか否かを調査し、スポットビーム対
使用可能カテゴリの使用可能カテゴリを示す「使用可能
カテゴリマトリックス」Ｘi'mを作成する。干渉を生じ
ないカテゴリが存在するか否かの調査は、例えば、スポ
ットビーム半径が一定だとすると、半径rにおいて４セ
ル繰り返しを適用する場合、あるビームのノミナルカテ
ゴリ以外のカテゴリをノミナルカテゴリとしている全て
のスポットビームと当該ビームとの中心距離がより大き
ければ、そのカテゴリを再利用できる。
ットビームに割り振られたカテゴリ（「ノミナルカテゴ
リ」と呼ぶ）及び他のカテゴリの中で、干渉が生じない
カテゴリが存在するか否かを調査し、スポットビーム対
使用可能カテゴリの使用可能カテゴリを示す「使用可能
カテゴリマトリックス」Ｘi'mを作成する。干渉を生じ
ないカテゴリが存在するか否かの調査は、例えば、スポ
ットビーム半径が一定だとすると、半径rにおいて４セ
ル繰り返しを適用する場合、あるビームのノミナルカテ
ゴリ以外のカテゴリをノミナルカテゴリとしている全て
のスポットビームと当該ビームとの中心距離がより大き
ければ、そのカテゴリを再利用できる。
【００３２】無線回線割当計画機能１２は、トラヒック
解析機能で得られた需要トラヒック量の情報、カバレッ
ジ解析機能で得られたカバレッジ情報又は使用可能カテ
ゴリマトリックス情報、システム情報として得られる各
種情報（使用可能帯域や回線当たりの情報伝送速度、又
は使用可能電力量や各種パラメータ）を元に、本発明に
よる無線回線割当方法に基づいて、カテゴリm毎に無線
回線を最適に割り当てる。
解析機能で得られた需要トラヒック量の情報、カバレッ
ジ解析機能で得られたカバレッジ情報又は使用可能カテ
ゴリマトリックス情報、システム情報として得られる各
種情報（使用可能帯域や回線当たりの情報伝送速度、又
は使用可能電力量や各種パラメータ）を元に、本発明に
よる無線回線割当方法に基づいて、カテゴリm毎に無線
回線を最適に割り当てる。
【００３３】また、無線回線割当計画機能１２は、カテ
ゴリm毎に割り当てた無線回線から、スポットビームiで
使用可能な無線回線を算出する。使用可能カテゴリマト
リックスＸi'mを用いて、スポットビームiが使用可能な
カテゴリmを調査し、各カテゴリmに割り当てられた無線
回線の総和を算出する。
ゴリm毎に割り当てた無線回線から、スポットビームiで
使用可能な無線回線を算出する。使用可能カテゴリマト
リックスＸi'mを用いて、スポットビームiが使用可能な
カテゴリmを調査し、各カテゴリmに割り当てられた無線
回線の総和を算出する。
【００３４】以下では、無線回線割当方法について、具
体的に説明する。
体的に説明する。
【００３５】最初に、以下で説明するための変数及び既
知の値について定義する。 i:衛星or飛翔体内のスポットビームID（i=1,2,...,B） i':衛星or全飛翔体のスポットビームの通しID（i'=1,
2,...,Ball） j:衛星or飛翔体ID m:カテゴリID（m=1,2,...,M） d:１周波数スロット(又は１チャネル若しくは１回線)当
りの伝送容量[kbps] p:親局(衛星or飛翔体)直下点での１周波数スロット当り
に必要な送信電力[W] L(i):伝搬損補正値(＝スポットビーム中心での伝搬損失
／直下点での伝搬損失、又は１）尚、「伝搬損失」は真
数であり、「スポットビーム中心での伝搬損失」は、(4
π×伝搬距離／λ)2で与えられる。 Pmax:親局で通信に使用可能な送信電力総量 P(j):親局jの所要電力[W] Xi'm:スポットビームi'がカテゴリmを利用できる（=1）
か否（=0）かを表すマトリックス（使用可能カテゴリマ
トリックス） Ftotal:システムが利用可能な周波数総帯域（周波数ス
ロット総数） Fm:カテゴリmに割り当てられる周波数スロット数 C(i,j), C(i'):親局j及びスポットビームi、又は、スポ
ットビームの通しID i'、に収容するトラヒック量[kbp
s]
知の値について定義する。 i:衛星or飛翔体内のスポットビームID（i=1,2,...,B） i':衛星or全飛翔体のスポットビームの通しID（i'=1,
2,...,Ball） j:衛星or飛翔体ID m:カテゴリID（m=1,2,...,M） d:１周波数スロット(又は１チャネル若しくは１回線)当
りの伝送容量[kbps] p:親局(衛星or飛翔体)直下点での１周波数スロット当り
に必要な送信電力[W] L(i):伝搬損補正値(＝スポットビーム中心での伝搬損失
／直下点での伝搬損失、又は１）尚、「伝搬損失」は真
数であり、「スポットビーム中心での伝搬損失」は、(4
π×伝搬距離／λ)2で与えられる。 Pmax:親局で通信に使用可能な送信電力総量 P(j):親局jの所要電力[W] Xi'm:スポットビームi'がカテゴリmを利用できる（=1）
か否（=0）かを表すマトリックス（使用可能カテゴリマ
トリックス） Ftotal:システムが利用可能な周波数総帯域（周波数ス
ロット総数） Fm:カテゴリmに割り当てられる周波数スロット数 C(i,j), C(i'):親局j及びスポットビームi、又は、スポ
ットビームの通しID i'、に収容するトラヒック量[kbp
s]
【００３６】本発明の無線回線割当方法における、第１
の実施形態の線形計画法を用いるステップについて説明
する。尚、スポットビームi'に収容するトラヒック量C
(i')は「既知」である。
の実施形態の線形計画法を用いるステップについて説明
する。尚、スポットビームi'に収容するトラヒック量C
(i')は「既知」である。
【００３７】また、第１の実施形態におけるαは、以下
のように定義する。 α:ビームのトラヒック需要に対する収容率
のように定義する。 α:ビームのトラヒック需要に対する収容率
【００３８】
【数１】
【００３９】（１）式は、電力制約条件を規定したもの
であり、親局jの所要電力量が、親局の使用可能電力量
以下となることを規定する。また、但書では、各親局の
所要電力量P(j)は、スポットビームで収容すべきトラヒ
ック量と、チャネル当たりの所要電力及びチャネル当た
りの伝送速度とから算出されることを表している。
（２）式は、αは負の値としないことを規定する。
（３）式は、任意のスポットビームi'が使用可能な周波
数帯域の総和ΣmXi'mF mは、当該スポットビームで使用
する周波数帯域以上であることを規定する。スポットビ
ームで使用する周波数帯域は、スポットビームが収容す
べきトラヒック量C(i')とチャネル当たりの伝送速度dか
ら算出される。（４）式は、システム全体で使用する周
波数帯域ΣmFmは、システムで使用可能な総周波数帯域F
totalを超えないことを規定する。前述の（１）〜
（４）の制約条件を満たす上で、ビームのトラヒック需
要に対する収容率αを最大とするように、線形計画法を
用いて算出する。この第１の実施形態によれば、周波数
帯域及び電力を同時に考慮して無線回線を割り当てるこ
とができる。
であり、親局jの所要電力量が、親局の使用可能電力量
以下となることを規定する。また、但書では、各親局の
所要電力量P(j)は、スポットビームで収容すべきトラヒ
ック量と、チャネル当たりの所要電力及びチャネル当た
りの伝送速度とから算出されることを表している。
（２）式は、αは負の値としないことを規定する。
（３）式は、任意のスポットビームi'が使用可能な周波
数帯域の総和ΣmXi'mF mは、当該スポットビームで使用
する周波数帯域以上であることを規定する。スポットビ
ームで使用する周波数帯域は、スポットビームが収容す
べきトラヒック量C(i')とチャネル当たりの伝送速度dか
ら算出される。（４）式は、システム全体で使用する周
波数帯域ΣmFmは、システムで使用可能な総周波数帯域F
totalを超えないことを規定する。前述の（１）〜
（４）の制約条件を満たす上で、ビームのトラヒック需
要に対する収容率αを最大とするように、線形計画法を
用いて算出する。この第１の実施形態によれば、周波数
帯域及び電力を同時に考慮して無線回線を割り当てるこ
とができる。
【００４０】（３）式は、以下の行列式で詳細に表され
る。
る。
【数２】
ビームIDi=1については、カテゴリm=1及びm=5が対応
し、以下の式となる。 F1＋F5 ≧ C(1)/d ビームIDi=2については、カテゴリm=2及びm=mが対応
し、以下の式となる。 F2＋Fm ≧ C(2)/d ビームIDi=3については、カテゴリm=3及びm=5が対応
し、以下の式となる。 F3＋F5 ≧ C(3)/d
し、以下の式となる。 F1＋F5 ≧ C(1)/d ビームIDi=2については、カテゴリm=2及びm=mが対応
し、以下の式となる。 F2＋Fm ≧ C(2)/d ビームIDi=3については、カテゴリm=3及びm=5が対応
し、以下の式となる。 F3＋F5 ≧ C(3)/d
【００４１】また、前述した（３）式によって、（４）
式は、以下の行列式で表される。
式は、以下の行列式で表される。
【数３】
【００４２】次に、本発明の無線回線割当方法におけ
る、第２の実施形態の線形計画法を用いるステップにつ
いて説明する。第２の実施形態によれば、一連の２つの
線形計画法のステップを行う。
る、第２の実施形態の線形計画法を用いるステップにつ
いて説明する。第２の実施形態によれば、一連の２つの
線形計画法のステップを行う。
【００４３】第２の実施形態を説明するために、前述の
定義に加えて、更に以下の変数及び既知の値を定義す
る。 k:地表セルID Dk:地表セルkでのトラヒック量[kbps] Wk(j)：地表セルkのトラヒック量の配分に使用する重み
関数 visible prob.関数 vk(j)＝{(kから見たjの仰角(度)−サービス仰角(度))／
(90(度)−サービス仰角(度))}
定義に加えて、更に以下の変数及び既知の値を定義す
る。 k:地表セルID Dk:地表セルkでのトラヒック量[kbps] Wk(j)：地表セルkのトラヒック量の配分に使用する重み
関数 visible prob.関数 vk(j)＝{(kから見たjの仰角(度)−サービス仰角(度))／
(90(度)−サービス仰角(度))}
【数４】
β:Wk(j)に応じて配分する際の余裕を表すパラメータ
γ:目的関数で使用する重み係数
δ:目的関数で使用する重み係数
Ck(i,j):親局j、スポットビームiに収容される地表セル
#kのトラヒック量[kbps]
#kのトラヒック量[kbps]
【００４４】また、第１の実施形態と異なり、第２の実
施形態では以下のように定義する。 α:全地表セル共通のトラヒック需要に対する収容率 αk:地表セルkのトラヒック需要に対する収容率 α':全地表セル共通のトラヒック需要に対する収容率
(αkの最大値)
施形態では以下のように定義する。 α:全地表セル共通のトラヒック需要に対する収容率 αk:地表セルkのトラヒック需要に対する収容率 α':全地表セル共通のトラヒック需要に対する収容率
(αkの最大値)
【００４５】以下で説明する第１の線形計画法のステッ
プは、一定の制約条件の下、全地表セル共通のトラヒッ
ク需要に対する収容率αを最大とするものであり、第２
の線形計画法のステップは、この共通収容率αを用い
て、システム全体の収容トラヒック量を最大とするもの
である。
プは、一定の制約条件の下、全地表セル共通のトラヒッ
ク需要に対する収容率αを最大とするものであり、第２
の線形計画法のステップは、この共通収容率αを用い
て、システム全体の収容トラヒック量を最大とするもの
である。
【００４６】
【数５】
【００４７】
【数６】
【００４８】［第１のステップ］（１）式は、電力制約
条件を規定したものであり、親局jの所要電力量P(j)
が、親局の使用可能電力量Pmax以下となることを規定す
る。但書については、第１の実施形態で説明したものと
同様である。（２）式は、地表セルkの需要トラヒック
量Dkと収容率αとの積からなる収容トラヒック量α・Dk
が、当該地表セルkの収容トラヒック量Ck(i,j)に等しく
なることを規定する。（３）式は、αは負の値としない
ことを規定する。（４）式は、地表セルを覆う任意の２
つの親局に収容されるトラヒック量が、予め定められた
分配比率に沿って分配される（β=0のとき）ことを規定
する。尚、余裕変数（β≠0）を与えることにより、予
め定められた分配比率に近い分配を許容する。（５）式
は、任意の地表セルを覆うスポットビームに収容する当
該地表セルkのトラヒック量Ck(i,j)は負としないことを
規定する。（６）式は、任意のスポットビームi'が使用
可能な周波数帯域の総和ΣmXi'mF mは、当該スポットビ
ームで使用する周波数帯域以上であることを規定する。
第１の実施形態で説明したものと同様である。（７）式
は、システム全体で使用する周波数帯域ΣmFmは、シス
テムで使用可能な総周波数帯域Ftotalを超えないことを
規定する。第１の実施形態で説明したものと同様であ
る。前述の（１）〜（７）の制約条件を満たす上で、全
地表セル共通のトラヒック需要に対する収容率αを最大
とするように、線形計画法を用いて算出する。
条件を規定したものであり、親局jの所要電力量P(j)
が、親局の使用可能電力量Pmax以下となることを規定す
る。但書については、第１の実施形態で説明したものと
同様である。（２）式は、地表セルkの需要トラヒック
量Dkと収容率αとの積からなる収容トラヒック量α・Dk
が、当該地表セルkの収容トラヒック量Ck(i,j)に等しく
なることを規定する。（３）式は、αは負の値としない
ことを規定する。（４）式は、地表セルを覆う任意の２
つの親局に収容されるトラヒック量が、予め定められた
分配比率に沿って分配される（β=0のとき）ことを規定
する。尚、余裕変数（β≠0）を与えることにより、予
め定められた分配比率に近い分配を許容する。（５）式
は、任意の地表セルを覆うスポットビームに収容する当
該地表セルkのトラヒック量Ck(i,j)は負としないことを
規定する。（６）式は、任意のスポットビームi'が使用
可能な周波数帯域の総和ΣmXi'mF mは、当該スポットビ
ームで使用する周波数帯域以上であることを規定する。
第１の実施形態で説明したものと同様である。（７）式
は、システム全体で使用する周波数帯域ΣmFmは、シス
テムで使用可能な総周波数帯域Ftotalを超えないことを
規定する。第１の実施形態で説明したものと同様であ
る。前述の（１）〜（７）の制約条件を満たす上で、全
地表セル共通のトラヒック需要に対する収容率αを最大
とするように、線形計画法を用いて算出する。
【００４９】［第２のステップ］（１）式は、電力制約
条件を規定したものであり、親局jの所要電力量P(j)
が、親局の使用可能電力量Pmax以下となることを規定す
る。（２）式は、地表セルkの需要トラヒック量Dkとセ
ルkの収容率αkとの積からなる収容トラヒック量αk・Dk
が、当該地表セルkの収容トラヒック量Ck(i,j)に等しく
なることを規定する。（３）式は、セルkの収容率α
kは、第１のステップで得られた全地表セル共通の収容
率α以上となることを規定する。（４）式は、セルkの
収容率αkは、全セル共通の最大収容率α'以下となるこ
とを規定する。（５）式は、地表セルを覆う任意の２つ
の親局に収容されるトラヒック量は、予め定められた分
配比率に沿って分配される（β=0のとき）ことを規定す
る。なお、余裕変数（β≠0）を与えることにより、予
め定められた分配比率に近い分配を許容する。（６）式
は、任意の地表セルを覆うスポットビームに収容する当
該地表セルkのトラヒック量Ck(i,j)は負としないことを
規定する。（７）式は、任意のスポットビームi'が使用
可能な周波数帯域の総和ΣmXi'mF mは、当該スポットビ
ームで使用する周波数帯域以上であることを規定する。
（８）式は、システム全体で使用する周波数帯域ΣmFm
は、システムで使用可能な総周波数帯域Ftotalを超えな
いことを規定する。前述の（１）〜（８）の制約条件を
満たす上で、（δ=0のとき）システム全体で収容する総
トラヒック量を最大にするように、線形計画法を用いて
算出する。また、（δ≠0のとき）α'（収容率の最大
値）をおさえることにより地表セル毎の収容率の差を少
なくするようにすることも好ましい。
条件を規定したものであり、親局jの所要電力量P(j)
が、親局の使用可能電力量Pmax以下となることを規定す
る。（２）式は、地表セルkの需要トラヒック量Dkとセ
ルkの収容率αkとの積からなる収容トラヒック量αk・Dk
が、当該地表セルkの収容トラヒック量Ck(i,j)に等しく
なることを規定する。（３）式は、セルkの収容率α
kは、第１のステップで得られた全地表セル共通の収容
率α以上となることを規定する。（４）式は、セルkの
収容率αkは、全セル共通の最大収容率α'以下となるこ
とを規定する。（５）式は、地表セルを覆う任意の２つ
の親局に収容されるトラヒック量は、予め定められた分
配比率に沿って分配される（β=0のとき）ことを規定す
る。なお、余裕変数（β≠0）を与えることにより、予
め定められた分配比率に近い分配を許容する。（６）式
は、任意の地表セルを覆うスポットビームに収容する当
該地表セルkのトラヒック量Ck(i,j)は負としないことを
規定する。（７）式は、任意のスポットビームi'が使用
可能な周波数帯域の総和ΣmXi'mF mは、当該スポットビ
ームで使用する周波数帯域以上であることを規定する。
（８）式は、システム全体で使用する周波数帯域ΣmFm
は、システムで使用可能な総周波数帯域Ftotalを超えな
いことを規定する。前述の（１）〜（８）の制約条件を
満たす上で、（δ=0のとき）システム全体で収容する総
トラヒック量を最大にするように、線形計画法を用いて
算出する。また、（δ≠0のとき）α'（収容率の最大
値）をおさえることにより地表セル毎の収容率の差を少
なくするようにすることも好ましい。
【００５０】図６は、トラヒック量が多い地表セルkか
ら順に並べたグラフである。編線の棒は、地表セルkの
トラヒック量Dk[kbps]である。斜線の棒は、地表セルk
のトラヒック量Dkと、全地表セル共通のトラヒック需要
に対する収容率αとの積α・Dkである。線無しの棒は、
地表セルkでのトラヒック量Dkと、地表セルkのトラヒッ
ク需要に対する収容率αkとの積αk・Dkである。
ら順に並べたグラフである。編線の棒は、地表セルkの
トラヒック量Dk[kbps]である。斜線の棒は、地表セルk
のトラヒック量Dkと、全地表セル共通のトラヒック需要
に対する収容率αとの積α・Dkである。線無しの棒は、
地表セルkでのトラヒック量Dkと、地表セルkのトラヒッ
ク需要に対する収容率αkとの積αk・Dkである。
【００５１】図７は、図６に対応して、地表セルkのト
ラヒック需要に対する収容率αkのグラフである。
ラヒック需要に対する収容率αkのグラフである。
【００５２】図６及び図７からも明らかなように、第１
のステップにおいて全セル共通の収容率αを算出する
が、第２のステップにおいて、セルkのトラヒック需要
の偏りを維持しつつ、更にセルk毎に収容率を引き上げ
ようとしたものである。
のステップにおいて全セル共通の収容率αを算出する
が、第２のステップにおいて、セルkのトラヒック需要
の偏りを維持しつつ、更にセルk毎に収容率を引き上げ
ようとしたものである。
【００５３】また、この場合、セルk毎の収容率αkの偏
差を少なくすることが好ましいときもある。そのとき
は、第２のステップの目的関数は、システム全体の収容
トラヒック量ΣkDkから、システム全体の最大収容トラ
ヒック量α'・ΣkDkに重み係数δ(0≦δ≦1)を積算した
トラヒック量を、差し引いたトラヒック量を最大とする
ようにする。δが0に近い場合、システム全体の収容ト
ラヒック量を最大にするが、セルk毎の収容率αkの偏差
は大きくなる可能性がある。一方で、δが1に近い場
合、システム全体の収容トラヒック量は最大とはならな
いが、セルk毎の偏りを維持しつつ、収容率αkの偏差は
小さくなる可能性がある。
差を少なくすることが好ましいときもある。そのとき
は、第２のステップの目的関数は、システム全体の収容
トラヒック量ΣkDkから、システム全体の最大収容トラ
ヒック量α'・ΣkDkに重み係数δ(0≦δ≦1)を積算した
トラヒック量を、差し引いたトラヒック量を最大とする
ようにする。δが0に近い場合、システム全体の収容ト
ラヒック量を最大にするが、セルk毎の収容率αkの偏差
は大きくなる可能性がある。一方で、δが1に近い場
合、システム全体の収容トラヒック量は最大とはならな
いが、セルk毎の偏りを維持しつつ、収容率αkの偏差は
小さくなる可能性がある。
【００５４】尚、第１のステップの（４）式及び第２の
ステップの（５）式は、Sk(j1,j2)なる変数を用いて、
以下のように置き換えてもよい。前述の式では、需要ト
ラヒック量又は各スポットビームに割り当てられる無線
回線数に、時刻の次元を入れていない。従って、以下の
式では、時刻の次元を入れる（つまりDk(t)、Ck(t,i,j)
などとして）ことにより、時刻変化に基づいて時刻毎の
無線回線割当結果を得ることも可能である。
ステップの（５）式は、Sk(j1,j2)なる変数を用いて、
以下のように置き換えてもよい。前述の式では、需要ト
ラヒック量又は各スポットビームに割り当てられる無線
回線数に、時刻の次元を入れていない。従って、以下の
式では、時刻の次元を入れる（つまりDk(t)、Ck(t,i,j)
などとして）ことにより、時刻変化に基づいて時刻毎の
無線回線割当結果を得ることも可能である。
【数７】
【００５５】前述した本発明の種々の実施形態によれ
ば、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修
正及び省略が、当業者によれば容易に行うことができ
る。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しよう
とするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びそ
の均等物として限定するものにのみ制約される。
ば、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修
正及び省略が、当業者によれば容易に行うことができ
る。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しよう
とするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びそ
の均等物として限定するものにのみ制約される。
【００５６】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、ビームのトラヒック需要に対する収容率を最大
とすることができるので、システム全体のトラヒック収
容量を最大にすることができる。また、全セル共通の収
容率を算出した上で、セルkのトラヒック需要の偏りを
維持しつつ、更にセルk毎に収容率を引き上げることが
できる。更に、地表面のトラヒックを複数の親局に分配
するときは、別途定められた配分比になるべく近づける
ことができる。
よれば、ビームのトラヒック需要に対する収容率を最大
とすることができるので、システム全体のトラヒック収
容量を最大にすることができる。また、全セル共通の収
容率を算出した上で、セルkのトラヒック需要の偏りを
維持しつつ、更にセルk毎に収容率を引き上げることが
できる。更に、地表面のトラヒックを複数の親局に分配
するときは、別途定められた配分比になるべく近づける
ことができる。
【図１】無線通信システムが成層圏プラットホームであ
る場合のシステム概略図である。
る場合のシステム概略図である。
【図２】図１における無線回線割当制御の説明図であ
る。
る。
【図３】中央制御局における無線回線割当に関する機能
構成図である。
構成図である。
【図４】４セル繰り返しパターンの説明図である。
【図５】親局の列が複数ある場合の説明図である
【図６】トラヒック量Dkが多い地表セルkから順に並べ
たグラフである。
たグラフである。
【図７】図６に対応して、地表セルkのトラヒック需要
に対する収容率αkのグラフである。
に対する収容率αkのグラフである。
１ 中央制御局
１０ トラヒック解析機能
１１ カバレッジ解析機能
１２ 無線回線割当計画機能
１３ システム情報のデータベース
１４ 無線回線割当計画のデータベース
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 難波 忍
埼玉県上福岡市大原二丁目１番15号 株式
会社ケイディーディーアイ研究所内
Ｆターム(参考） 5K067 AA12 BB41 EE02 EE08 EE12
EE16 FF02 JJ04 JJ43
Claims (13)
- 【請求項１】 複数の親局jを有し、該親局jは複数のス
ポットビームiを用いて地表エリアを照射する無線通信
システムにおける無線回線割当方法であって、 電力量制約条件として、各親局の所要電力量が、親局の
使用可能電力量以下となり、同時に、周波数帯域制約条
件として、システム全体の所要周波数帯域が、システム
全体の使用可能周波数帯域以下となり、 第１の制約条件として、スポットビームiの所要周波数
帯域が、スポットビームiの使用可能周波数帯域以下と
なり、 目的関数として、ビームのトラヒック需要に対する収容
率が最大となるように、線形計画法を用いて算出するス
テップを有し、スポットビームiの無線回線を割り当て
ることを特徴とする無線回線割当方法。 - 【請求項２】 複数の親局jを有し、該親局jは複数のス
ポットビームiを用いて地表エリアを照射し、該地表エ
リアが複数のセルkに区分されている無線通信システム
における無線回線割当方法であって、 電力量制約条件として、各親局の所要電力量が、親局の
使用可能電力量以下となり、同時に、周波数帯域制約条
件として、システム全体の所要周波数帯域が、システム
全体の使用可能周波数帯域以下となり、 第１の制約条件として、スポットビームiの所要周波数
帯域が、スポットビームiの使用可能周波数帯域以下と
なり、 第２の制約条件として、セルkの需要トラヒック量Dkと
収容率αとの積からなる収容トラヒック量α・Dkが、該
セルkの収容トラヒック量Ckに等しくなり、 目的関数として、全セル共通のトラヒックの収容率αを
最大にするように、線形計画法を用いて算出する第１の
ステップと、 前記電力量制約条件と、同時に、前記周波数帯域制約条
件と、前記第１の制約条件とを満たし、 第３の制約条件として、セルkの需要トラヒック量Dkと
前記収容率αとの積からなる収容トラヒック量α・D
kが、該セルkの収容トラヒック量Ck以下となり、 目的関数として、システム全体の収容トラヒック量を最
大とするように、線形計画法を用いて算出する第２のス
テップとを有し、地表エリアにおけるトラヒック需要の
偏りに従って無線回線を割り当てることを特徴とする無
線回線割当方法。 - 【請求項３】 前記第２のステップの前記第３の制約条
件は、 セルkの需要トラヒック量Dkとセルkの収容率αkとの積
からなるセルkの収容トラヒック量αk・Dkが、該セルkの
収容トラヒック量Ckと等しくなり、 前記セルkの収容率αkは、前記収容率α以上であり且つ
最大収容率α'以下となることにより、収容率を引き上
げることが可能なセルは更に収容率を引き上げることを
特徴とする請求項２に記載の無線回線割当方法。 - 【請求項４】 前記第２のステップの前記目的関数は、 前記システム全体の収容トラヒック量から、システム全
体の最大収容トラヒック量α'・ΣkDkに重み係数δ(0≦
δ≦1)を積算したトラヒック量を、差し引いたトラヒッ
ク量を最大とするようにするものであり、前記収容率α
kの偏差を少なくすることを特徴とする請求項３に記載
の無線回線割当方法。 - 【請求項５】 前記第１のステップ及び／又は前記第２
のステップについて、更に第３の制約条件として、セル
kを照射する任意の２つの親局の収容トラヒック量は、
予め定められた分配比率を中心として一定の余裕範囲に
許容されるように分配されることを特徴とする請求項２
から４のいずれか１項に記載の無線回線割当方法。 - 【請求項６】 前記セルkは周波数繰り返し利用のため
にカテゴリmが割り当てられており、 前記第１の制約条件について、前記スポットビームiに
おけるシステム全体の使用周波数帯域は、スポットビー
ムiがカテゴリmを使用しているか(1)否か(0)を表す行列
Ximと、カテゴリmに割り当てられている周波数帯域Fmと
の積Xim・Fmから算出されることを特徴とする請求項１か
ら５のいずれか１項に記載の無線回線割当方法。 - 【請求項７】 複数の親局jを有し、該親局jは複数のス
ポットビームiを用いて地表エリアを照射する無線通信
システムにおける無線回線を割り当てるようにコンピュ
ータを機能させるプログラムであって、 電力量制約条件として、各親局の所要電力量が、親局の
使用可能電力量以下となり、同時に、周波数帯域制約条
件として、システム全体の所要周波数帯域が、システム
全体の使用可能周波数帯域以下となり、 第１の制約条件として、スポットビームiの所要周波数
帯域が、スポットビームiの使用可能周波数帯域以下と
なり、 目的関数として、ビームのトラヒック需要に対する収容
率が最大となるように、線形計画法を用いて算出するス
テップを有し、スポットビームiの無線回線を割り当て
るようにコンピュータを機能させることを特徴とする無
線回線割当プログラム。 - 【請求項８】 複数の親局jを有し、該親局jは複数のス
ポットビームiを用いて地表エリアを照射し、該地表エ
リアが複数のセルkに区分されている無線通信システム
における無線回線を割り当てるうようにコンピュータを
機能させるプログラムであって、 電力量制約条件として、各親局の所要電力量が、親局の
使用可能電力量以下となり、同時に、周波数帯域制約条
件として、システム全体の所要周波数帯域が、システム
全体の使用可能周波数帯域以下となり、 第１の制約条件として、スポットビームiの所要周波数
帯域が、スポットビームiの使用可能周波数帯域以下と
なり、 第２の制約条件として、セルkの需要トラヒック量Dkと
前記収容率αとの積からなる収容トラヒック量α・D
kが、該セルkの収容トラヒック量Ckに等しくなり、 目的関数として、全セル共通のトラヒックの収容率αを
最大にするように、線形計画法を用いて算出する第１の
ステップと、 前記電力量制約条件と、同時に、前記周波数帯域制約条
件と、前記第１の制約条件とを満たし、 第３の制約条件として、セルkの需要トラヒック量Dkと
前記収容率αとの積からなる収容トラヒック量α・D
kが、該セルkの収容トラヒック量Ck以下となり、 目的関数として、システム全体の収容トラヒック量を最
大とするように、線形計画法を用いて算出する第２のス
テップとを有し、地表エリアにおけるトラヒック需要の
偏りに従って無線回線を割り当てるようにコンピュータ
を機能させることを特徴とする無線回線割当プログラ
ム。 - 【請求項９】 前記第２のステップの前記第３の制約条
件は、 セルkの需要トラヒック量Dkにおけるセルkの収容率αk
の割合量が、該セルkの収容トラヒック量Ckと等しくな
り、 前記セルkの収容率αkは、前記収容率α以上となり且つ
最大収容率α'以下となることにより、収容率を引き上
げることが可能なセルは収容率を引き上げるようにコン
ピュータを機能させることを特徴とする請求項８に記載
の無線回線割当プログラム。 - 【請求項１０】 前記第２のステップの前記目的関数
は、 前記システム全体の収容トラヒック量から、システム全
体の最大収容トラヒック量α'・ΣkDkに重み係数δ(0≦
δ≦1)を積算したトラヒック量を、差し引いたトラヒッ
ク量を最大とするようにするものであり、前記収容率α
kの偏差を少なくするようにコンピュータを機能させる
ことを特徴とする請求項９に記載の無線回線割当プログ
ラム。 - 【請求項１１】 前記第１のステップ及び／又は前記第
２のステップについて、更に第３の制約条件として、セ
ルkを照射する任意の２つの親局の収容トラヒック量
は、予め定められた分配比率を中心として一定の余裕範
囲に許容されるように分配されるようにコンピュータを
機能させることを特徴とする請求項８から１０のいずれ
か１項に記載の無線回線割当プログラム。 - 【請求項１２】 該セルkは周波数繰り返し利用のため
にカテゴリmが割り当てられており、 前記第１の制約条件について、前記スポットビームiに
おけるシステム全体の使用周波数帯域は、スポットビー
ムiがカテゴリmを使用しているか(1)否か(0)を表す行列
Ximと、カテゴリmに割り当てられている周波数帯域Fmと
の積Xim・Fmから算出されるようにコンピュータを機能さ
せることを特徴とする請求項７から１１のいずれか１項
に記載の無線回線割当プログラム。 - 【請求項１３】 請求項７から１２のいずれか１項に記
載の無線回線割当プログラムを記録した記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001288975A JP4613464B2 (ja) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | 無線回線割当方法、プログラム及び該プログラムを記録した記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001288975A JP4613464B2 (ja) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | 無線回線割当方法、プログラム及び該プログラムを記録した記録媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003102061A true JP2003102061A (ja) | 2003-04-04 |
| JP4613464B2 JP4613464B2 (ja) | 2011-01-19 |
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ID=19111538
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001288975A Expired - Fee Related JP4613464B2 (ja) | 2001-09-21 | 2001-09-21 | 無線回線割当方法、プログラム及び該プログラムを記録した記録媒体 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4613464B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9432938B2 (en) | 2011-05-13 | 2016-08-30 | Nec Corporation | Network control method, path control apparatus, network control system and path control program |
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| WO2000021316A2 (en) * | 1998-10-06 | 2000-04-13 | Ericsson Inc. | High power short message service using tdma frames and/or bcch |
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-
2001
- 2001-09-21 JP JP2001288975A patent/JP4613464B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP4613464B2 (ja) | 2011-01-19 |
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