JP2010068054A - ネットワーク制御システム、優先制御装置、優先制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明が解決しようとする課題は、優先制御を実施する際、低優先移動機のサービスを切断せず、継続させることで、システム全体のサービス継続率の向上やサービス（呼）切断率の軽減を実現することにある。
【解決手段】本発明のシステムは、サービスの開始要求が送信され、このサービスで必要となるリソースが確保できないと判断された場合に、現在実行中のサービスにおいて前記開始要求されたサービスより優先度が低いサービスのリソースを減らすことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ネットワークの制御に関し、特に、異なる優先度を持つ端末へのサービス実行を制御する技術に関する。

図２は、優先制御がパケットサービスのみを実施する低優先移動機（ＵＥ５４）に対して実施されるシステムの構成を示すブロック図である。

このシステムは、高優先移動機（ＵＥ５１）のサービス開始要求を受信し、基地局制御装置ＲＮＣ２１において必要な無線リソースが足りないことを検出すると優先制御を起動する。起動した優先制御により、該当エリア内の低優先移動機の存在を検知し、低優先移動機（ＵＥ５４）がパケットサービスのみを実施していればビットレートを変更することが可能なため、複数の移動機でチャネルを共有する共通チャネル状態での再接続処理を実施する。再接続処理とは、一度通信を切断し再度通信を接続する処理であり、通信を一時的に切断することにより確保できたリソースを速やかに高優先移動機に割り当てることが可能となる。

図３も、高優先移動機（ＵＥ５１）への優先制御を実施するためのシステム構成を示している。図２との違いは低優先移動機（ＵＥ５５）の実施サービスがマルチコール（パケットサービスとリアルタイムサービスの同時接続）を実施している点である。

基地局制御装置（ＲＮＣ２１）が優先制御を実施するにあたって、低優先移動機（ＵＥ５５）が実行しているマルチコールサービスはリアルタイムサービスが含まれているため、共通チャネル状態への切替が実施できない。そのため、高優先移動機（ＵＥ５１）の接続を優先するために、呼を切断してサービスの中段を実施することになる。呼切断を実施することで速やかに必要な無線リソースを高優先移動機に割り当てることが可能となる。

このように、優先度の低い移動機の呼を切断してリソースを確保し、優先度の高い移動機に割り当てる技術として特許文献１が挙げられる。

高優先移動機のリソース確保を優先するために、低優先移動機のリソースを割り当てることになるが、共通チャネル状態による再接続処理や呼切断の実施によりリソースを確保するため、結果として低優先移動機においてサービス中断やデータの欠落が発生したり、移動機より再度接続を試みたりする必要が発生する。

更に、切断したサービスを復旧させたい場合、複数の機器と通信を行なう必要があり、サービス復旧までに多くの時間を要してしまう。
特開２００７‐８９００１号公報

本発明が解決しようとする課題は、優先制御を実施する際、低優先移動機のサービスを切断せずに継続することで、システム全体のサービス継続率の向上やサービス（呼）切断率の軽減を実現することにある。

上記課題を解決するための本発明は、ネットワーク制御システムであって、サービスの開始要求が送信され、このサービスで必要となるリソースが確保できないと判断された場合に、現在サービスを実行中で、前記開始要求を送信した端末より優先度が低い端末のリソースを減らすことを特徴とする。

上記課題を解決するための本発明は、優先制御装置であって、サービスの開始要求が送信され、このサービスで必要となるリソースが確保できないと判断された場合に、現在サービスを実行中で、前記開始要求を送信した端末より優先度が低い端末のリソースを減らすことを特徴とする。

上記課題を解決するための本発明は、優先制御方法であって、サービスの開始要求が送信され、このサービスで必要となるリソースが確保できないと判断された場合に、現在サービスを実行中であって、前記開始要求を送信した端末より優先度が低い端末のリソースを減らすことを特徴とする。

上記課題を解決するための本発明は、ネットワーク制御装置のプログラムであって、前記プログラムは前記ネットワーク制御装置に、サービスの開始要求が送信され、このサービスで必要となるリソースが確保できないと判断された場合に、現在サービスを実行中で、前記開始要求を送信した端末より優先度が低い端末のリソースを減らすように機能させることを特徴とする。

本発明によると、低優先移動機においてもサービスを切断することなく最低限のサービスを継続しながら、高優先移動機の要求を満たすことで、システム全体のサービス継続率の向上やサービス切断率の軽減が可能になる。

本発明は、優先制御機能と呼ばれる異なる優先度を持つ移動機が混在する無線環境において、限りある無線リソースを有効活用して高優先移動機のサービス接続を向上させる機能を実施する上で、サービス中の低優先移動機に対するサービス断状態を減らし、ネットワーク全体で無線リソースを有効利用することを特徴としている。

この本発明の特徴を、以下において、図面を参照して具体的に述べる。

図１は、本発明の優先制御システムのブロック図である。

図１を参照すると、本発明のシステムは、コアネットワークに配置されている回線交換機（ＭＳＣ１１）及びパケット交換機（ＳＧＳＮ１２）と、無線リソースの管理や移動機の受付制御や優先制御を行なう無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ２１）と、無線基地局装置（ＮｏｄｅＢ３１）と、無線基地局装置がカバーするセルエリア（セルエリア４１）と、ユーザが用いる高優先移動機（ＵＥ５１、ＵＥ５２）及び低優先移動機（ＵＥ５３、ＵＥ５４、ＵＥ５５）とから構成される。本実施の形態では、無線アクセス方式としてＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）を用いている場合について説明するが、他の方式であっても良い。

図４は、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）２１の構成の一例を示すブロック図である。

図４に示すように、ＲＮＣ２１は、受付監視部２１１と、優先制御部２１２と、パケット速度制御部２１３とを保持している。

受付監視部２１１は、サービスの開始が要求された場合に移動機のサービス実行の許可を判定する。受付監視部２１１は、セルエリア４１において実行中の無線リソース量であるトータル無線リソースと、セルエリア４１が使用することができる無線リソース量である許容閾値とを管理している。また、移動機のサービス開始要求をNode Bを介して受信すると、この開始要求に示されているサービスに必要なリソースに関する情報に基づいて、サービス実行に必要なリソース量を判断することができる。また、サービス実行許可を行なう機能を有している。更に、受付監視部２１１は、セルエリア４１に空きリソースガあるかを検出して、優先制御を停止するかを判断する。尚、本システムにおいて実行されるサービスは、音声通話、ＴＶ電話通話、パケット通信等を示し、移動機によってはマルチコールサービスも利用できるものとする。

優先制御部２１２は、優先処理を実施したり停止したりする。優先制御部２１２は、受付監視部２１１からの要求に従い、優先制御を実施する。また、優先制御部２１２は、サービスの開始要求を受信した際に各装置間で行われるネゴシエーションで上位ノードであるＭＳＣ１１又はＳＧＳＮから通知される優先クラス情報とサービスに必要なリソースに関する情報とに基づいてセルエリア４１でサービスを実行している全移動機の優先度情報と各移動機が使用している個々の無線リソースとを管理する管理部を有しており、低優先移動機の選択やパケット速度低減／解除の実施をパケット速度制御部２１３に要求することが可能である。

パケット速度制御部２１３は、移動機のパケット速度を制御する。パケット速度制御部２１３は、優先制御部２１２からの要求に従い、該当移動機のパケット速度の低減や低減解除を制御することが可能である。

続いて、本発明の動作を説明する。

図５は、サービス開始要求を受信した際の動作を説明するための図である。

セルエリア４１のトータル無線リソースを管理している受付監視部２１１は、セルエリア４１に対して移動機のサービス開始要求をNode Bを介して受信し、セルエリア４１でサービス実行可能状態であるかを判定する。

受付監視部２１１はサービスの実行が不可能な状態を検出し、該当移動機が高優先移動機５１であれば、優先制御部２１２に対して、必要無線リソースと共に優先制御を実施するよう依頼する。一方、低優先であれば、サービス開始要求を受け付けない。また、優先制御部２１２より、優先制御の実施ができない旨の通知がある場合、サービス開始要求を受け付けない。

優先制御部２１２は、受付監視部２１１から優先制御の実施依頼を受信すると、高優先移動機５１よりも低優先で、且つサービス実行中である移動機を検索し、低優先移動機のビットレートを下げるようにパケット速度制御部２１３に対して要求する。低優先移動機が検索できなかったり、ビットレートを下げてもリソースが得られなかったりする場合は、優先制御の実施ができない旨を受付監視部２１１に通知する。

パケット速度制御部２１３は、ビットレートを下げる要求を優先制御部２１２から受信すると、低優先移動機に割り当てられているＴＦＣＳ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｆｏｒｍａｔ Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ Ｓｅｔ）の設定を変更することで、無線リソースに空きができるまで低優先移動機のビットレートを０にならないように低減する。このＴＦＣＳにはパラメータが設定されており、使用するパラメータを移動機毎に設定することで高ビットレートを使用させなくすることが可能である。

受付監視部２１１は、セルエリア４１のトータル無線リソースを定期的に監視しており、実行中だったサービスの終了によりリソースに空きができたり、速度制御部２１３による低優先移動機のビットレートの低減によってリソースに空きができたりすると、サービスの開始要求をした移動機に対してサービス実行許可をする。

図６は、優先制御実施後に、変更した低優先移動機のビットレートを元に戻す場合の動作を説明するための図である。

受付監視部２１１がセルエリア４１のトータル無線リソースが優先制御解除閾値以下に下がったことを検出すると、低優先移動機のビットレートの低減を解除するために、優先制御部２１２に対して優先制御を停止するよう依頼する。尚、優先制御解除閾値は、管理者によって予め設定されているものとする。

優先制御部２１２は、受付監視部２１１から優先制御停止の依頼を受けると、ビットレート低減中の低優先移動機を検索し、その低優先移動機のビットレート低減を解除するようにパケット速度制御部２１３に対して要求する。

パケット速度制御部２１３は、優先制御部２１２から低優先移動機のビットレート低減状態解除を受信すると、制限解除の依頼を受けた低優先移動機に対して実行していたＴＦＣＳの設定変更を戻す。これにより、低優先移動機に対しても要求に従ったビットレートの割り当てを再開する。

続いて、本発明の動作の詳細を説明する。

まず、優先制御処理について詳細に説明する。

図７は、ＲＮＣ２１がサービス開始要求を受信すると実行する優先制御処理のフロー図である。尚、以下の説明では、図１に示されるシステム構成において高優先移動機５１がサービスの開始を要求してきた場合を用いて説明する。

受付監視部２１１は、セルエリア４１のトータル無線リソース（ＲＲ４１１）と、許容閾値（ＴＨ４１２）と、高優先移動機５１のサービスの実行に必要なリソース（ＲＲ５１１）とに基づいて、サービス開始を要求する移動機をセルエリア４１に受付けて良いかを判定する（ステップ７０１）。
ＲＲ４１１＋ＲＲ５１１ ＜＝ ＴＨ４１２ (式１)
受け付けてよい場合は、受付監視部２１１は、サービス開始要求にしたがって、高優先移動機５１の接続を許容してサービスを実行する（ステップ７０７）。

式１の条件を満たさない場合、サービス開始要求を受付けることができないため、対象移動機の優先度を確認する（ステップ７０２）。

優先度が低優先であれば、受付監視部２１１は高優先移動機５１のサービス開始要求を拒絶する（ステップ７０８）。

一方、優先度が高優先であれば、優先制御部２１２がサービス中の低優先移動機が存在するかチェックする（ステップ７０３）。

チェックの結果、低優先の移動機が存在しない場合はその旨を受付監視部２１１に通知し、受付監視部２１１は高優先移動機５１のサービス開始要求を拒絶する（ステップ７０８）。

チェックの結果、低優先移動機が存在する場合（ここでは、低優先移動機として低優先移動機５３と５４とが存在しているものとする）、１つの低優先移動機、即ち、低優先移動機５３において制限可能なリソース（ＲＲ５３１）または低優先移動機５４において制限可能なリソース（ＲＲ５４１）と高優先移動機が必要としているリソース(ＲＲ５１１)とを用いて式２の条件を満たすかを判定することにより、高優先移動機が必要としているリソースを確保できるかを判定する（ステップ７０４）。
高優先移動機の必要リソース＜＝低優先移動機の制限可能リソース（式２）
低優先移動機５３又は低優先移動機５４の制限可能なリソースで式２の条件を満たせるならば、パケット速度制御部２１３に対して、低優先移動機５３又は低優先移動機５４のＴＦＣＳの設定変更を要求する（ステップ７０６）。なお、低優先移動機内でも優先度を定義し、最低優先の移動機からＴＦＣＳの設定を変更しても、任意の移動機から設定を変更してもよい。

１つの低優先移動機のＴＦＣＳの設定変更が可能なリソースだけでは、式２の条件を満たせない場合、複数の低優先移動機、即ち低優先移動機５３の制限可能なリソース及び低優先移動機５４の制限可能なリソースを合わせた低優先移動機の制限可能リソースと、高優先移動機が必要としているリソースとを比較して、式２の条件を満たすかを判定する（ステップ７０５）。尚、複数の移動機中の幾つかの移動機で式２を条件を満たせる場合は、低優先移動機内でも優先度を定義し、最低優先の移動機からＴＦＣＳの設定を変更しても、任意の移動機から設定を変更してもよい。また、全低優先移動機が用いているリソースを少しずつ減らして、式２を満たすことができる場合、それを考慮して全低優先移動機のＴＦＣＳを設定する。

式２の条件を満たさない場合、その旨を受付監視部２１１に通知し、受付監視部２１１は高優先移動機５１のサービス開始要求を拒絶する（ステップ７０８）。

式２の条件を満たせるならば、パケット速度制御部２１３に対して、低優先移動機５３又は５４のＴＦＣＳの設定変更を要求する（ステップ７０６）。

ＴＦＣＳの設定変更後、リソースに空きができると、受付監視部２１１はサービス開始要求にしたがって高優先移動機５１の接続を許容してサービスを実行する（ステップ７０７）。

次に、優先制御処理の解除について詳細に説明する。

図８は、ＲＮＣ２１における優先制御処理の解除を説明するためのフロー図を示している。

受付監視部２１１は、定期的にセルエリア４１のトータル無線リソース（ＲＲ４１３）を監視する（ステップ８０１）。

そして、トータル無線リソース（ＲＲ４１１）が解除閾値（ＴＨ４１４）を下回ったかどうかを判定する（ステップ８０２）。
ＲＲ４１３ ＜ ＴＨ４１４ (式３)
式３の条件を満たさない場合、ＴＦＣＳの設定変更は継続される（ステップ８０６）。

式３の条件を満たした場合、優先制御処理を停止（ＴＦＣＳ設定変更の解除）するために、優先制御部２１２はＴＦＣＳが設定変更中である低優先移動機が存在するかをチェックする（ステップ８０３）。

ＴＦＣＳの設定変更中の低優先移動機が存在すれば、その各低優先移動機において本来必要となるリソースと空きリソースとの比較を実施する（ステップ８０４）。
低優先移動機の必要リソース ＜＝ 空きリソース（ＴＨ４１２−ＲＲ４１１）（式４）
式４の条件を満たす低優先移動機が存在しない場合、ＴＦＣＳの設定変更状態は継続される（ステップ８０６）。

式４の条件を満たす低優先移動機が存在する場合、パケット速度制御部２１３は、その低優先移動機のＴＦＣＳの設定変更状態を解除する（ステップ８０５）。このとき、式４の条件を満たす低優先移動機が複数存在する場合、低優先移動機内でも優先度を定義し、優先度の高い移動機から設定変更状態を解除しても、任意の移動機から設定変更状態を解除してもよい。

上述の通り、本発明を用いると、低優先移動機のサービスを中断せず、最低限のサービスを継続しながら高優先移動機の要求を満たしているので、システム全体のサービス継続率の向上やサービス切断率の軽減を行うことが可能になる。

また、本発明を用いると、サービス開始要求の受付制御と、優先制御とを同一の装置（RNC）で行っているため、低優先移動機のビットレートを低減している状態から復旧する際、他ノードとのネゴシエーションが不必要となる。そのため、低優先移動機のビットレートを低減している状態からの復旧時間の短縮も可能となる。

尚、上記本発明の説明では、リソースを確保するためにレートを低減する場合の構成を用いて説明したが、例えば、サービスの実行で送受信されるデータの符号量を減らしてリソースを確保する等のような他の構成によりリソースを確保しても良い。

また、本発明では、W-CDMAシステムにおける基本的な接続構成による実施例を示したが、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）のように基地局制御装置と基地局が同じノードに集約されたシステムにおいても実現することが可能である。

また、優先制御解除閾値は、管理者によって予め設定されているものとしたが、レートを低減した移動機が本来必要とするリソース分を許容閾値（ＴＨ４１２）から減らした値を毎回設定しても良い。

また、上述した本発明の装置は、上記説明からも明らかなように、ハードウェアで構成することも可能であるが、コンピュータプログラムにより実現することも可能である。このような場合、プログラムメモリに格納されているプログラムで動作するプロセッサによって、上述した実施の形態と同様の機能、動作を実現させる。尚、上述した実施の形態の一部の機能のみをコンピュータプログラムにより実現することも可能である。

図１は、本発明の優先制御システムのブロック図である。 図２は、本発明に関係する技術のブロック図である。 図３は、本発明に関係する技術のブロック図である。 図４は、本発明の無線ネットワーク制御装置のブロック図である。 図５は、本発明の無線ネットワーク制御装置の各部の動作を説明するための図である。 図６は、本発明の無線ネットワーク制御装置の各部の動作を説明するための図である。 図７は、優先制御動作を説明するためのフロー図である。 図８は、優先制御動作の解除を説明するためのフロー図である。

符号の説明

１１ 回線交換機（ＭＳＣ）
１２ パケット交換機（ＳＧＳＮ）
２１ 無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）
３１ 基地局（Ｎｏｄｅ Ｂ）
４１ セルエリア
５１、５２ 高優先移動機
５３、５４ 低優先移動機
５５ 低優先マルチコール移動機
２１１ 受付監視部
２１２ 優先制御部
２１３ パケット速度制御部

Claims (10)

1. サービスの開始要求が送信され、このサービスで必要となるリソースが確保できないと判断された場合に、現在サービスを実行中で、前記開始要求を送信した端末より優先度が低い端末のリソースを減らすことを特徴とするネットワーク制御システム。
2. 前記リソースを減らした結果、開始要求されたサービスで必要となるリソースが確保できる場合に、前記開始要求を受け付けることを特徴とする請求項１に記載のネットワーク制御システム。
3. 前記リソースを減らした結果、開始要求されたサービスで必要となるリソースが確保できない場合に、前記開始要求を受け付けないことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のネットワーク制御システム。
4. 前記開始要求を受け付けた後、現在使用中のリソースを監視し、空きリソースがある場合に、リソースを減らしたサービスのリソースを増やすことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のネットワーク制御システム。
5. サービスの開始要求が送信され、このサービスで必要となるリソースが確保できないと判断された場合に、現在サービスを実行中で、前記開始要求を送信した端末より優先度が低い端末のリソースを減らすことを特徴とする優先制御装置。
6. 前記リソースを減らした結果、開始要求されたサービスで必要となるリソースが確保できる場合に、前記開始要求を受け付けることを特徴とする請求項５に記載の優先制御装置。
7. 前記リソースを減らした結果、開始要求されたサービスで必要となるリソースが確保できない場合に、前記開始要求を受け付けないことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の優先制御装置。
8. 前記開始要求を受け付けた後、現在使用中のサービスのリソースを監視し、空きリソースがある場合に、リソースを減らしたサービスのリソースを増やすことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の優先制御装置。
9. サービスの開始要求が送信され、このサービスで必要となるリソースが確保できないと判断された場合に、現在実行中のサービスにおいて前記開始要求されたサービスより優先度が低いサービスのリソースを減らすことを特徴とする優先制御方法。
10. ネットワーク制御装置のプログラムであって、前記プログラムは前記優先制御装置に、
    サービスの開始要求が送信され、このサービスで必要となるリソースが確保できないと判断された場合に、現在サービスを実行中で、前記開始要求を送信した端末より優先度が低い端末のリソースを減らすように機能させることを特徴とするプログラム。

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