JP3883406B2

JP3883406B2 - 通信システムおよびそのリソース割り当て方法並びに通信制御装置

Info

Publication number: JP3883406B2
Application number: JP2001306456A
Authority: JP
Inventors: 義裕石川; 誠蔵尾上; 隆明佐藤; 武宏中村
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2000-10-02
Filing date: 2001-10-02
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2021-10-02
Also published as: JP2002190830A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信システムおよびそのリソース割り当て方法並びに通信制御装置に関し、より具体的には、通信の要求が発生した時点で通信のためのリソースを確保し、通信が終了すればそのリソースを解放することで、複数の通信が同一のリソースを共有し、要求されるリソースの量が通信ごとに異なるような通信システム、およびその通信システムにおいてリソースの共有効率を高め得るリソースの割り当て方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多数のユーザが相互に通信を行う通信システムでは、交換機内の通信回路、中継のためのケーブルや無線回線の容量、あるいはユーザが移動しながら基地局と通信を行う移動通信システムにおいては、移動局と基地局の通信に用いる無線チャネルなど、通信のための種々のリソースが必要となる。そして、それぞれの通信システムについて、ユーザ数に見合う量のリソースを用意することがシステム設計に求められる。
【０００３】
通常、多数のユーザすべてが同時に通信を行う確率は非常に低くほとんど無視できる程度だと考えられるため、多数のユーザすべてが同時に通信を行えるだけのリソースを用意する必要はない。ところが、予め用意されたリソース量を超えて通信の要求が発生すると、通信を行いたいにも関わらずシステムに受け容れられない、いわゆる、呼損が発生する。システム設計では、通常、この呼損が発生する率（呼損率）が１％から数％程度と十分小さな確率となるようにリソースの量が決定される。このようなシステム設計については、たとえば文献（L. Kleinrock, "Queuing systems Volume I: Theory," John Wiley & Sons, 1975）などに詳細に記載されているので、ここでは説明を省略する。
【０００４】
近年、これまで音声が主であった通信が、動画通信やデータ通信など種々の形態に多様化するとともに、通信の要求が多様化しており、通信のために要求されるリソース量も常に一定ではなく、種々の量のリソースが要求されるようになってきた。しかし、個々の小さなリソースが解放されて空きにはなるものの、それらが多く集まって大きな空きリソースになる確率は小さいため、なかなか空きリソースは確保できない。したがって、多くのリソースを必要とする通信は呼損になりやすいという問題点が生じる。
【０００５】
このような問題点を解決し、呼損率を公平にするために、あらかじめ一定のリソースを確保しておくなどの方法が採られることが多い。たとえば、特開平１１−４１２３９号公報「多元トラフィックの呼受付制御方法」には、現在使用中のリソース数がある一定のしきい値を越えている場合には、新たなリソース要求を受け付けない、という簡潔な方法をとることにより、呼損率を公平化する手法が詳細に説明されている。
【０００６】
このようなシステム設計は、近年、急速に発展している移動通信システムでも行われている。移動通信システムでは移動局と基地局の通信には無線チャネルが用いられる。通常、ある移動通信システムが使用できる無線帯域は限られているため、リソース量についてはより厳密な設計が求められることになる。
【０００７】
移動通信システムに用いられる無線アクセスの方法として、周波数分割多元接続（Frequency Division Multiple Access; FDMA）、時分割多元接続（Time Division Multiple Access; TDMA）、および符号分割多元接続（Code Division Multiple Access; CDMA）などがある。FDMAやTDMA方式では、現在使用中の無線チャネル数やタイムスロット数を計数することにより現在のトラフィックを知ることができ、すでに説明したようにこれまで固定電話網で採られてきた設計手法を適用することができる。
【０００８】
一方、CDMA方式では、無線チャネル数を計数することはできないが、国際公開番号WO98/30057の公報に詳細に記載されているように、基地局における干渉電力や、基地局の総送信電力を計測することにより、当該基地局におけるトラフィックを知ることができ、これまでの設計手法や多元トラフィックに対する手法も適用可能である。
【０００９】
このように、従来から、種々の通信システムで多元トラフィックをも考慮した種々のシステム設計やトラフィック制御の手法が適用されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来採用されてきたトラフィック制御の手法では、多元トラフィックの状況下において、リソースの共有効率が低下するという問題を回避できなかった。一般に、呼損率が等しいという条件で比較すると、ひとつの通信が使用するリソースが大きくなればなるほど、リソースの利用率は低下する。これは、ひとつの通信において使用されるリソースの大小に拘わらず、全体として使用できるリソースが多ければ多いほどリソース全体の利用率が向上するという、いわゆる大群化効果と同じ理由により発生する現象である。
【００１１】
このように、従来の多元トラフィックに対する設計手法や、特開平１１−４１２３９号公報に開示されたトラフィック制御の手法では、呼損率を公平にすることはできるものの、多くのリソースを必要とする通信が多くなってきた場合には、全体としてのリソースの利用率が低下してしまうという問題があった。
【００１２】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、多元トラフィックの条件下で、大量のリソースを必要とする通信が多く存在しても、全体としてのリソースの利用率を維持し得るような通信システムおよびそのリソース割り当て方法並びに通信制御装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の移動通信システムは、第１のノードから送信されるリソースの要求により、複数の通信によって共有されるリソースの割り当てを行う第２のノードを備えた移動通信システムであって、前記第２のノードは、現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量を測定する測定手段と、前記第１のノードから要求された前記リソースの量が大きいほど、基準値をより小さく設定する設定手段と、前記測定手段によって測定された前記現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量が前記設定手段によって設定された前記基準値を超えない場合、前記リソースの要求を受付けることと判定し、前記現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量が前記基準値を超える場合、要求された前記リソースに相当する空きリソースがあるか否かに関わらず、前記リソースの要求を受付けないことと判定する第１の判定手段と、該第１の判定手段によって前記リソースの要求を受付けることと判定された場合、前記リソースの要求を受付ける受付手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
したがって、要求されるリソースの量が通信ごとに異なるような通信システムにおいて、リソースの共有効率を高め得るリソースの割り当てを行うことができる。
【００１６】
また、複数の通信が同一のリソースを共有する通信システムにおいて、現在のトラフィックまたはそれに相当する量を測定し、新たに要求されたリソースの量に基づいて該要求されたリソースが大きいほどしきい値が低くなるような基準に基づいて受付判定のためのしきい値を決定し、測定された現在のトラフィックが決定されたしきい値を越えていれば、新たなリソース要求の受付を不可と判定することができる。
【００１７】
ここで、前記第１の判定手段により、前記リソースの要求を受付けないことと判定された場合、複数の通信が競合して共通に使用するリソースを使用することにより、通信を行うことを特徴とすることができる。
【００１８】
このような手法により、専有すべきリソースが割り当てられなかった場合であっても、通信自体を継続することができるような構成とすることができる。
【００１９】
また、前記現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量が前記基準値をこえた場合、前記第１のノードから要求された前記リソースの量を減らすことができるか否かを判定する第２の判定手段を備え、前記第１の判定手段は、前記第２の判定手段により前記リソース量を減らすことができると判定された場合に前記リソースの要求を受付けるか否かを判定することを特徴とすることができる。
【００２０】
したがって、第２のノードにおいて受付不可と判定された場合に、要求リソース量を減らしてリソースの割り当てを再度要求することができる。
【００２１】
また、前記第１の判定手段によって前記リソースの割り当ての要求を受付けることと判定された場合、要求された前記リソースに相当する空きリソースがあるかどうかを判定する第３の判定手段を備え、前記第２の判定手段は、前記第３の判定手段によって前記空きリソースがないと判定された場合に、前記リソース量を減らすことができるか否かを判定することを特徴とすることができる。
【００２２】
したがって、受付可と判定された場合に、要求されたリソース分の空きリソースがあるかどうかをチェックし、空きリソースがない場合には受付不可と判定することができる。
【００２３】
また、前記第２の判定手段によって前記リソース量を減らすことができないと判定された場合、複数の通信が競合して共通に使用するリソースを使用することにより、通信を継続することを特徴とすることができる。
【００２４】
したがって、受付不可と判定された場合には、複数の通信が競合して共通に使用するリソースを使用することにより、通信を継続することができる。
【００２５】
また、前記通信システムは、複数の基地局と、無線チャネルを介して前記基地局と相互に通信を行う複数の移動局とを備え、前記測定手段は、前記通信システムにおいて現在使用中の無線チャネルを計数することにより前記現在のトラフィック量を測定することを特徴とすることができる。
【００２６】
したがって、ＦＤＭＡ方式やＴＤＭＡ方式による移動通信システムにおいても、現在のトラフィックを測定することが可能となる。
【００２７】
また、前記通信システムは、複数の基地局と、情報データ変調信号を拡散符号にて拡散することにより前記基地局と相互に通信を行う複数の移動局とを備え、前記測定手段は、前記基地局において受信する信号の干渉電力を測定することにより前記現在のトラフィック量を測定することを特徴とすることができる。
【００２８】
したがって、ＣＤＭＡ方式による移動通信システムにおいても、無線基地局が受けている干渉電力を測定することにより、現在のトラフィックを測定することができる。
【００２９】
また、前記通信システムは、複数の基地局と、情報データ変調信号を拡散符号にて拡散することにより前記基地局と相互に通信を行う複数の移動局とを備え、前記測定手段は、前記基地局の送信電力の総計を測定することにより前記現在のトラフィック量を測定することを特徴とすることができる。
【００３０】
したがって、ＣＤＭＡ方式による移動通信システムにおいても、無線基地局の総送信電力を測定することにより現在のトラフィックを測定することができる。
【００３１】
また、上記目的を達成するために、本発明の通信システムのリソースの割り当て方法は、第１のノードから送信される、複数の通信によって共有されるリソースの要求に基づき、第２のノードにおいて行われる通信システムのリソースの割り当て方法であって、現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量を測定する測定ステップと、前記第１のノードから要求された前記リソースの量が大きいほど、基準値を小さく設定する設定ステップと、前記測定ステップによって測定された前記現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量が前記設定ステップによって設定された前記基準値をこえない場合、前記リソースの要求を受付けることと判定し、前記現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量が前記基準値を超える場合、要求された前記リソースに相当する空きリソースがあるか否かに関わらず、前記リソースの要求を受付けないことと判定する第１の判定ステップと、該第１の判定ステップによって前記リソースの要求を受付けることと判定された場合、前記リソースの要求を受付ける受付ステップとを備えたことを特徴とする。
【００３３】
また、前記第１の判定ステップにおいて、前記リソースの要求を受付けないことと判定された場合、複数の通信が競合して共通に使用するリソースを使用することにより、通信を行うことを特徴とすることができる。
【００３４】
また、前記現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量が前記基準値をこえた場合、前記第１のノードから要求された前記リソースの量を減らすことができるか否かを判定する第２の判定ステップを備え、前記第１の判定ステップは、前記第２の判定ステップにおいて前記リソース量を減らすことができると判定された場合に前記リソースの要求を受付けるか否かを判定することを特徴とすることができる。
【００３５】
また、前記第１の判定ステップにおいて前記リソースの割り当ての要求を受付けることと判定された場合、要求された前記リソースに相当する空きリソースがあるかどうかを判定する第３の判定ステップを備え、前記第２の判定ステップは、前記第３の判定ステップにおいて前記空きリソースがないと判定された場合に、前記リソース量を減らすことができるか否かを判定することを特徴とすることができる。
【００３６】
また、前記第２の判定ステップにおいて前記リソース量を減らすことができないと判定された場合、複数の通信が競合して共通に使用するリソースを使用することにより、通信を継続することを特徴とすることができる。
【００３７】
また、前記通信システムは、複数の基地局と、無線チャネルを介して前記基地局と相互に通信を行う複数の移動局とを備え、前記測定ステップは、前記通信システムにおいて現在使用中の無線チャネルを計数することにより前記現在のトラフィック量を測定することを特徴とすることができる。
【００３８】
また、前記通信システムは、複数の基地局と、情報データ変調信号を拡散符号にて拡散することにより前記基地局と相互に通信を行う複数の移動局とを備え、前記測定ステップは、前記基地局において受信する信号の干渉電力を測定することにより前記現在のトラフィック量を測定することを特徴とすることができる。
【００３９】
さらに、前記通信システムは、複数の基地局と、情報データ変調信号を拡散符号にて拡散することにより前記基地局と相互に通信を行う複数の移動局とを備え、前記測定ステップは、前記基地局の送信電力の総計を測定することにより前記現在のトラフィック量を測定することを特徴とすることができる。
【００４０】
また、上記目的を達成するために、本発明の通信制御装置は、端末から送信されるリソースの要求により、複数の通信によって共有されるリソースの割り当てを行う通信制御装置であって、現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量を測定する測定手段と、前記端末から要求された前記リソースの量が大きいほど、基準値をより小さく設定する設定手段と、前記測定手段によって測定された前記現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量が前記設定手段によって設定された前記基準値をこえない場合、前記リソースの要求を受付けることと判定し、前記現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量が前記基準値を超える場合、要求された前記リソースに相当する空きリソースがあるか否かに関わらず、前記リソースの要求を受付けないことと判定する第１の判定手段と、該第１の判定手段によって前記リソースの要求を受付けることと判定された場合、前記リソースの要求を受付ける受付手段とを備えたことを特徴とする。
【００４２】
また、前記第１の判定手段により、前記リソースの要求を受付けないことと判定された場合、複数の通信が競合して共通に使用するリソースを使用することにより、前記端末どうしの通信を行うことを特徴とすることができる。
【００４３】
また、前記現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量が前記基準値をこえた場合、前記端末から要求された前記リソースの量を減らすことができるか否かを判定する第２の判定手段を備え、前記第１の判定手段は、前記第２の判定手段により前記リソース量を減らすことができると判定された場合に前記リソースの要求を受付けるか否かを判定することを特徴とすることができる。
【００４４】
また、前記第１の判定手段によって前記リソースの割り当ての要求を受付けることと判定された場合、要求された前記リソースに相当する空きリソースがあるかどうかを判定する第３の判定手段を備え、前記第２の判定手段は、前記第３の判定手段によって前記空きリソースがないと判定された場合に、前記リソース量を減らすことができるか否かを判定することを特徴とすることができる。
【００４５】
また、前記第２の判定手段によって前記リソース量を減らすことができないと判定された場合、複数の通信が競合して共通に使用するリソースを使用することにより、前記端末どうしの通信を継続することを特徴とすることができる。
【００４６】
また、前記通信制御装置は、複数の基地局と、無線チャネルを介して前記基地局と通信を行う移動局とにより構成される通信システムに適用され、前記測定手段は、前記基地局において現在使用中の無線チャネルを計数することにより前記現在のトラフィック量を測定することを特徴とすることができる。
【００４７】
また、前記通信制御装置は、複数の基地局と、情報データ変調信号を拡散符号にて拡散することにより前記基地局と通信を行う移動局とにより構成される通信システムに適用され、前記測定手段は、前記基地局において受信する信号の干渉電力を測定することにより前記現在のトラフィック量を測定することを特徴とすることができる。
【００４８】
また、前記通信制御装置は、複数の基地局と、情報データ変調信号を拡散符号にて拡散することにより前記基地局と通信を行う移動局とにより構成される通信システムに適用され、前記測定手段は、前記基地局の送信電力の総計を測定することにより前記現在のトラフィック量を測定することを特徴とすることができる。
【００４９】
また、上記目的を達成するために、本発明の通信制御装置のリソースの割り当て方法は、端末から送信される複数の通信によって共有されるリソースの要求に基づく通信制御装置のリソースの割り当て方法であって、現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量を測定する測定ステップと、前記端末から要求された前記リソースの量が大きいほど、基準値を小さく設定する設定ステップと、前記測定ステップによって測定された前記現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量が前記設定ステップによって設定された前記基準値をこえない場合、前記リソースの要求を受付けることと判定し、前記現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量が前記基準値を超える場合、要求された前記リソースに相当する空きリソースがあるか否かに関わらず、前記リソースの要求を受付けないことと判定する第１の判定ステップと、該第１の判定ステップによって前記リソースの要求を受付けることと判定された場合、前記リソースの要求を受付ける受付ステップとを備えたことを特徴とする。
【００５１】
また、前記第１の判定ステップにおいて、前記リソースの要求を受付けないことと判定された場合、複数の通信が競合して共通に使用するリソースを使用することにより、前記端末どうしの通信を行うことを特徴とすることができる。
【００５２】
また、前記現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量が前記基準値をこえた場合、前記端末から要求された前記リソースの量を減らすことができるか否かを判定する第２の判定ステップを備え、前記第１の判定ステップは、前記第２の判定ステップにおいて前記リソース量を減らすことができると判定された場合に前記リソースの要求を受付けるか否かを判定することを特徴とすることができる。
【００５３】
また、前記第１の判定ステップにおいて前記リソースの割り当ての要求を受付けることと判定された場合、要求された前記リソースに相当する空きリソースがあるかどうかを判定する第３の判定ステップを備え、前記第２の判定ステップは、前記第３の判定ステップにおいて前記空きリソースがないと判定された場合に、前記リソース量を減らすことができるか否かを判定することを特徴とすることができる。
【００５４】
また、前記第２の判定ステップにおいて前記リソース量を減らすことができないと判定された場合、複数の通信が競合して共通に使用するリソースを使用することにより、前記端末どうしの通信を継続することを特徴とすることができる。
【００５５】
また、前記通信制御装置は、複数の基地局と、無線チャネルを介して前記基地局と通信を行う移動局とにより構成される通信システムに適用され、前記測定ステップは、前記基地局において現在使用中の無線チャネルを計数することにより前記現在のトラフィック量を測定することを特徴とすることができる。
【００５６】
また、前記通信制御装置は、複数の基地局と、情報データ変調信号を拡散符号にて拡散することにより前記基地局と通信を行う移動局とにより構成される通信システムに適用され、前記測定ステップは、前記基地局において受信する信号の干渉電力を測定することにより前記現在のトラフィック量を測定することを特徴とすることができる。
【００５７】
また、前記通信制御装置は、複数の基地局と、情報データ変調信号を拡散符号にて拡散することにより前記基地局と通信を行う移動局とにより構成される通信システムに適用され、前記測定ステップは、前記基地局の送信電力の総計を測定することにより前記現在のトラフィック量を測定することを特徴とすることができる。
【００５８】
このような構成をとることにより、トラフィックがある一定量以上の場合には、大量のリソースを必要とする通信に対しては使用するリソースを減少させた上で通信を開始するように作用するため、大量のリソースを使用する通信が存在するために全体としてのリソース利用率が低下することがない。
【００５９】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００６０】
（第１実施形態）
図１は、本発明のリソース割り当て方法が適用される通信システムを示す図である。図１では、一例として、一般家庭などの固定の電話網と、移動通信システムとを併せて示している。たとえば、移動通信システムに属する移動局１０２から、固定電話網に属する一般家庭の電話機１０４に電話をかける場合を例にとって説明する。移動局１０２は、通信に必要なリソースの割り当てを基地局１０１−ｂに要求する。
【００６１】
移動通信システムにおいて、複数の無線基地局の動作を制御する制御局１０７は、基地局１０１（１０１−ａ，１０１−ｂ，１０１−ｃ）から固定電話への接続に必要な経路を決定したり、おのおのの経路における回線の割り当てを制御したりする。制御局１０７の制御により、基地局１０１−ｂから関門交換局１０５−ａ，１０５−ｂを経て、固定電話網への接続がなされ、さらに、固定電話網内での経路が決定され、複数の交換局１０３−ｂ，１０３−ｄを経て目的の電話機１０４に到達する。移動局１０２から固定電話機１０４に至る上述の経路上では、種々のリソースが必要となる。たとえば、移動局１０２と無線基地局１０１との間の無線チャネル、基地局１０１から交換局１０３−ａへの伝送路上のリソース、さらには各交換局１０３間の伝送路リソース、また上述の各ノード（網にアクセスできる接続ポイントであり、上述の基地局１０１、交換局１０３、関門交換局１０５、および制御局１０７を含む）上でのハードウェアリソースなどである。
【００６２】
本実施形態に係るリソース割り当ては、図１に示す各ノード上でトラフィック測定を行うように構成することにより、各ノードに適用することができる。その際、ユーザの端末から発せられるリソース割り当て要求をそのまま用いてもよいし、各ノードが独自に必要なリソースを算出し、接続するノードに対してリソース割り当て要求を発するように構成してもよい。
【００６３】
図２は、本実施形態に係る通信システムのリソース割り当て方法を説明するためのフローチャートである。まず、現在のトラフィック量を測定し（ステップＳ２０１）、次に要求されたリソース量に基づいてしきい値（基準値）を決定する（ステップＳ２０３）。そして、現在のトラフィック量としきい値の比較を行い、リソース要求を受付けるか否かを判定する（ステップＳ２０５）。すなわち、測定されたトラフィックがこのしきい値を上回っていれば受付不可と判定し、処理を終了する一方、測定されたトラフィックがしきい値以下であれば受付可と判定し、リソース要求の受付処理を行った上で処理を終了する（ステップＳ２０７）。
【００６４】
図３は、図１においてしきい値を決定する部分の動作の例を詳細に説明するための図で、(a)は動作のフローを、(b)はその過程で用いるデータがメモリ上に格納されている様子をそれぞれ示す図である。
【００６５】
まず、ユーザから送出された情報などに基づいて、要求リソース量Nを取得する（ステップＳ３０１）。次に、変数ｉを１に初期化し（ステップＳ３０３）、メモリ上からN_iを取得する。そして、要求リソースNとN_iを比較し（ステップＳ３０５）、Nの方が小さければN_iに対応するしきい値THR_iをメモリから取得し、処理を終了する（ステップＳ３０７）。一方、NがN_i以上であれば、ｉを1だけ増やし（ステップＳ３０９）、ｉと最大値Mとの比較処理を行なう（ステップＳ３１１）。
【００６６】
比較の結果、ｉが最大値Mに達していなければ、次の処理を継続する。もし最大値Mに達していれば、メモリからしきい値THR_M+1を取得して、処理を終了する（ステップＳ３１３）。
【００６７】
なお、ここではしきい値を決定する動作の一例を示したが、本発明はこの実施形態によって限定されるものではない。たとえば、図３で説明した方法のほかにも、要求トラフィック量N、定数C1およびC2を用いて、しきい値THRを
THR = C1 N×C2
のように数式により算出するように構成してもよい。いずれの方法を採用しても、要求トラフィック量Nが大きいほど小さいしきい値THRが設定され、リソースの要求の受付がより行われにくくなるように構成する限りにおいては、同様の効果が得られる。
【００６８】
（第２実施形態）
上述の実施形態では、現在のトラフィック量がしきい値を越えている場合にリソース割り当ての処理を終了したが、要求リソース量を減らすことができる場合に、リソース割り当ての処理を繰り返すこととしても良い。
【００６９】
図４は、本発明の他の実施形態における動作を説明するためのフローチャートである。まず現在のトラフィック量を測定し、次にしきい値の決定を行う（ステップＳ４０１およびＳ４０３）。しきい値の決め方は、たとえば図３に示したように構成することができる。
【００７０】
次に、決定されたしきい値と、測定されたトラフィック量を比較する（ステップＳ４０５）。そして、測定されたトラフィック量がしきい値以下であれば、受付可と判定してリソース要求の受付処理を実行し処理を終了する（ステップＳ４０７）。一方、測定されたトラフィックがしきい値を越えていた場合は、要求リソース量を減らすことができるかどうかを判定する（ステップＳ４０９）。ここで、要求リソース量を減らせない場合としては、たとえばユーザが唯一の伝送速度を指定しており、それ以外の速度で通信を行うことを望まない場合、すでにシステムにおいて提供されている最低の伝送速度に達しており、それ以上のリソースの削減をはかることができない場合等の状況が考えられる。
【００７１】
ステップＳ４０９の判定処理において、要求リソース量を減らすことができないと判定した場合には、そのまま処理を終了する。一方、要求リソース量を減らすことができると判定した場合には、ステップＳ４０３に戻って再度しきい値を設定し、ステップＳ４０５に移行してリソース要求を受付けるか否かの判定処理を継続する。
【００７２】
（第３実施形態）
上述の実施形態では、現在のトラフィック量がしきい値を超えている場合に限り、要求リソース量を減らせるか否かの判定を行う場合について説明したが、この判定処理は上述の場合に限らず、要求リソース分の空きリソースがない場合にも行うことができる。
【００７３】
図５は、本発明の他の実施形態における動作を説明するためのフローチャートである。まず、現在のトラフィック量を測定し、次にしきい値の決定を行う（ステップＳ５０１およびＳ５０３）。しきい値の決め方は、たとえば図３に示したように構成することができる。次に、決定されたしきい値と測定されたトラフィック量との比較処理を行い（ステップＳ５０５）、測定されたトラフィック量がしきい値未満であれば、受付可と判定し、次に空きリソースのチェックに移行する。すなわち、現在要求されているリソースに相当する空きリソースがあるかどうかをチェックする（ステップＳ５０７）。
【００７４】
ステップＳ５０７におけるチェックの結果、空きがあればリソース要求の受付処理を行って処理を終了する（ステップＳ５０９）。一方、空きがなければ受付不可として、要求リソース量を減らせるかどうかのチェックに移る（ステップＳ５１１）。測定されたトラフィックがしきい値を越えていた場合は、要求リソース量を減らすことができるかどうかを判定する（ステップＳ５１１）。ここで、要求リソース量を減らせない場合については、たとえばユーザが唯一の伝送速度を指定しており、それ以外の速度で通信を行うことを望まない場合、すでにシステムにおいて提供されている最低の伝送速度に達しており、それ以上のリソースの削減をはかることができない場合などの状況が考えられる。
【００７５】
この判定処理において、要求リソース量を減らすことができないと判定した場合にはそのまま処理を終了し、減らすことができると判定した場合には、再度しきい値の設定に戻り、処理を継続する。
【００７６】
以上のような処理を施すことにより、たとえば、システムにより提供されている伝送速度の種類が、伝送速度1、伝送速度２、伝送速度３（伝送速度１＞伝送速度２＞伝送速度３）の３種類であった場合に、図６の例に示すような動作を実現できる。全体のトラフィック量がある一定量に達していない場合、まず伝送速度１での割り当てを試みる（ステップＳ６０１およびステップＳ６０３）。ここで、割り当て不可ならば伝送速度を落として伝送速度２での割り当てを試みる。さらに、全体のトラフィック量がある程度低ければ、伝送速度２での割り当てを試みる（ステップＳ６０７およびステップＳ６０９）。そして、割り当て不可ならば伝送速度をさらに落として伝送速度３での割り当てを試みる（ステップＳ６１３およびステップＳ６１５）。最終的に、すべて割り当て不可となった場合は呼損となる。
【００７７】
なお、図２、および図４ないし６を参照した動作の説明においては、リソース要求の受付不可と判定された場合には処理を終了すると説明したが、これは通信自体を継続することができなくなるということを意味しない。多くの通信システムでは、一人のユーザがあるリソースを専有して使用するような通信形態を提供すると同時に、他方で、リソースを専有することをせず、複数のユーザが競合して共通に使用するリソースを使用することにより通信を行う通信形態を提供することが多い。
【００７８】
このようなリソースの共有では、たとえば、ALOHA方式などのランダムアクセス、あるいは、ローカルエリアネットワーク（LAN）にみられるように、他のユーザのキャリアが検知されなければ自由にデータ送出を行う方法などが採用される場合が多い。複数のユーザが競合しつつリソースを共有する手法については、たとえば、文献（L. Kleinrock, "Queuing Systems Volume II: Computer Applications," John Wiley & Sons, 1976）などに詳しく説明されているので、ここでは説明を省略する。このような手法により、専有すべきリソースが割り当てられなかった場合であっても、複数の通信が競合して共通に使用するリソースを使用することにより、通信自体を継続することができるような構成とすることができる。
【００７９】
また、図２、および図４ないし６を参照した動作の説明における、現在のトラフィックを測定する方法として、これには種々の手法を適用することが可能である。すでに説明したように、交換局同士を導線や光ファイバで結ぶような固定通信網においては、各交換局で使用中の回線数を計測したり、伝送路（導線や光ファイバ）で使用中の回線数を計測したり、あるいは伝送中の情報量を計測したりするなどの方法により、現在のトラフィックを測定することが可能である。
【００８０】
また、無線チャネルを介して複数の基地局と移動局とが相互に通信を行う、FDMA方式やTDMA方式による移動通信システムにおいては、各無線基地局にて使用中の無線チャネルの数を計測したり、使用中の無線スロット数を計測したりすることにより、現在のトラフィックを測定することができる。
【００８１】
さらに、情報データ変調信号をそれよりもレートの高い拡散符号で拡散することにより、複数の基地局と複数の移動局とが相互に通信を行うCDMA方式による移動通信システムでは、各無線基地局において基地局が受けている信号の干渉電力を測定したり、基地局が送信する信号の送信電力の総計を測定したりすることにより、現在のトラフィックを測定することができる。
【００８２】
どのような測定手法を用いるとしても、それが測定時点におけるシステムへの負荷の状況を表す値を測定する限りにおいて、本発明の適用が可能であり、本発明と同様の効果が得られる。また、トラフィックの測定値については、測定値をそのまま用いてもよいし、測定値を加工したり、測定値に基づいて算出される平均値等の、現在のトラフィックに相当する量を用いたりすることも可能である。
【００８３】
たとえば、通常の通信システムでは数秒ごとに使用中の回線数を計数し、それにより得られた測定値の系列を数分間にわたって平均化するという手法が採用されることが多い。このように、数分間あるいは数十分間など、さらに長時間にわたって平均化した値を用いても差し支えない。
【００８４】
また、平均化に類する操作として、短時間の変動成分を取り除くようなフィルタを通したり、あるいは逆に長期的な変動成分を除去して短時間の変動を抽出するフィルタを通したりした結果を用いてもよい。または、ある期間内に得られた複数の測定値の中央値を用いたり、大きい順に並べた場合の所定の順位に位置する統計値を用いたりするようにしてもよい。
【００８５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、複数のユーザによりリソースを共有する通信システムにおいて、要求されるリソース量が通信ごとに異なるいわゆる多元トラフィックの状況下においてもシステム全体のリソース利用率低下を招くことのないリソース割り当て方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリソース割り当て方法が適用される通信システムを示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】図１においてしきい値を決定する部分の動作の例を詳細に説明するための図で、(a)は動作のフローを、(b)はその過程で用いるデータがメモリ上に格納されている様子をそれぞれ示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１０１−ａ，１０１−ｂ，１０１−ｃ無線基地局
１０２無線移動局
１０３−ａ，１０３−ｂ，１０３−ｃ，１０３−ｄ，１０３−ｅ交換局
１０４電話機
１０５−ａ，１０５−ｂ関門交換局
１０７制御局

Claims

第１のノードから送信されるリソースの要求により、複数の通信によって共有されるリソースの割り当てを行う第２のノードを備えた移動通信システムであって、
前記第２のノードは、
現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量を測定する測定手段と、
前記第１のノードから要求された前記リソースの量が大きいほど、基準値をより小さく設定する設定手段と、
前記測定手段によって測定された前記現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量が前記設定手段によって設定された前記基準値を超えない場合、前記リソースの要求を受付けることと判定し、前記現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量が前記基準値を超える場合、要求された前記リソースに相当する空きリソースがあるか否かに関わらず、前記リソースの要求を受付けないことと判定する第１の判定手段と、
該第１の判定手段によって前記リソースの要求を受付けることと判定された場合、前記リソースの要求を受付ける受付手段と
を備えたことを特徴とする通信システム。
前記第１の判定手段により、前記リソースの要求を受付けないことと判定された場合、複数の通信が競合して共通に使用するリソースを使用することにより、通信を行うことを特徴とする請求項１または１に記載の通信システム。
前記現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量が前記基準値をこえた場合、前記第１のノードから要求された前記リソースの量を減らすことができるか否かを判定する第２の判定手段を備え、前記第１の判定手段は、前記第２の判定手段により前記リソース量を減らすことができると判定された場合に前記リソースの要求を受付けるか否かを判定することを特徴とする請求項１または２に記載の通信システム。
前記第１の判定手段によって前記リソースの割り当ての要求を受付けることと判定された場合、要求された前記リソースに相当する空きリソースがあるかどうかを判定する第３の判定手段を備え、前記第２の判定手段は、前記第３の判定手段によって前記空きリソースがないと判定された場合に、前記リソース量を減らすことができるか否かを判定することを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
前記第２の判定手段によって前記リソース量を減らすことができないと判定された場合、複数の通信が競合して共通に使用するリソースを使用することにより、通信を継続することを特徴とする請求項３または４に記載の通信システム。
前記通信システムは、複数の基地局と、無線チャネルを介して前記基地局と相互に通信を行う複数の移動局とを備え、前記測定手段は、前記通信システムにおいて現在使用中の無線チャネルを計数することにより前記現在のトラフィック量を測定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の通信システム。
前記通信システムは、複数の基地局と、情報データ変調信号を拡散符号にて拡散することにより前記基地局と相互に通信を行う複数の移動局とを備え、前記測定手段は、前記基地局において受信する信号の干渉電力を測定することにより前記現在のトラフィック量を測定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の通信システム。
前記通信システムは、複数の基地局と、情報データ変調信号を拡散符号にて拡散することにより前記基地局と相互に通信を行う複数の移動局とを備え、前記測定手段は、前記基地局の送信電力の総計を測定することにより前記現在のトラフィック量を測定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の通信システム。
第１のノードから送信される、複数の通信によって共有されるリソースの要求に基づき、第２のノードにおいて行われる通信システムのリソースの割り当て方法であって、
現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量を測定する測定ステップと、
前記第１のノードから要求された前記リソースの量が大きいほど、基準値を小さく設定する設定ステップと、
前記測定ステップによって測定された前記現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量が前記設定ステップによって設定された前記基準値をこえない場合、前記リソースの要求を受付けることと判定し、前記現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量が前記基準値を超える場合、要求された前記リソースに相当する空きリソースがあるか否かに関わらず、前記リソースの要求を受付けないことと判定する第１の判定ステップと、
該第１の判定ステップによって前記リソースの要求を受付けることと判定された場合、前記リソースの要求を受付ける受付ステップと
を備えたことを特徴とするリソースの割り当て方法。
前記第１の判定ステップにおいて、前記リソースの要求を受付けないことと判定された場合、複数の通信が競合して共通に使用するリソースを使用することにより、通信を行うことを特徴とする請求項９に記載のリソースの割り当て方法。
前記現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量が前記基準値をこえた場合、前記第１のノードから要求された前記リソースの量を減らすことができるか否かを判定する第２の判定ステップを備え、前記第１の判定ステップは、前記第２の判定ステップにおいて前記リソース量を減らすことができると判定された場合に前記リソースの要求を受付けるか否かを判定することを特徴とする請求項９または１０に記載のリソースの割り当て方法。
前記第１の判定ステップにおいて前記リソースの割り当ての要求を受付けることと判定された場合、要求された前記リソースに相当する空きリソースがあるかどうかを判定する第３の判定ステップを備え、前記第２の判定ステップは、前記第３の判定ステップにおいて前記空きリソースがないと判定された場合に、前記リソース量を減らすことができるか否かを判定することを特徴とする請求項１１に記載のリソースの割り当て方法。
前記第２の判定ステップにおいて前記リソース量を減らすことができないと判定された場合、複数の通信が競合して共通に使用するリソースを使用することにより、通信を継続することを特徴とする請求項１１または１２に記載のリソースの割り当て方法。
前記通信システムは、複数の基地局と、無線チャネルを介して前記基地局と相互に通信を行う複数の移動局とを備え、前記測定ステップは、前記通信システムにおいて現在使用中の無線チャネルを計数することにより前記現在のトラフィック量を測定することを特徴とする請求項９ないし１３のいずれか１項に記載のリソースの割り当て方法。
前記通信システムは、複数の基地局と、情報データ変調信号を拡散符号にて拡散することにより前記基地局と相互に通信を行う複数の移動局とを備え、前記測定ステップは、前記基地局において受信する信号の干渉電力を測定することにより前記現在のトラフィック量を測定することを特徴とする請求項９ないし１３のいずれか１項に記載のリソースの割り当て方法。
前記通信システムは、複数の基地局と、情報データ変調信号を拡散符号にて拡散することにより前記基地局と相互に通信を行う複数の移動局とを備え、前記測定ステップは、前記基地局の送信電力の総計を測定することにより前記現在のトラフィック量を測定することを特徴とする請求項９ないし１３のいずれか１項に記載のリソースの割り当て方法。
端末から送信されるリソースの要求により、複数の通信によって共有されるリソースの割り当てを行う通信制御装置であって、
現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量を測定する測定手段と、
前記端末から要求された前記リソースの量が大きいほど、基準値をより小さく設定する設定手段と、
前記測定手段によって測定された前記現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量が前記設定手段によって設定された前記基準値をこえない場合、前記リソースの要求を受付けることと判定し、前記現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量が前記基準値を超える場合、要求された前記リソースに相当する空きリソースがあるか否かに関わらず、前記リソースの要求を受付けないことと判定する第１の判定手段と、
該第１の判定手段によって前記リソースの要求を受付けることと判定された場合、前記リソースの要求を受付ける受付手段と
を備えたことを特徴とする通信制御装置。
前記第１の判定手段により、前記リソースの要求を受付けないことと判定された場合、複数の通信が競合して共通に使用するリソースを使用することにより、前記端末どうしの通信を行うことを特徴とする請求項１７に記載の通信制御装置。
前記現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量が前記基準値をこえた場合、前記端末から要求された前記リソースの量を減らすことができるか否かを判定する第２の判定手段を備え、前記第１の判定手段は、前記第２の判定手段により前記リソース量を減らすことができると判定された場合に前記リソースの要求を受付けるか否かを判定することを特徴とする請求項１７または１８に記載の通信制御装置。
前記第１の判定手段によって前記リソースの割り当ての要求を受付けることと判定された場合、要求された前記リソースに相当する空きリソースがあるかどうかを判定する第３の判定手段を備え、前記第２の判定手段は、前記第３の判定手段によって前記空きリソースがないと判定された場合に、前記リソース量を減らすことができるか否かを判定することを特徴とする請求項１９に記載の通信制御装置。
前記第２の判定手段によって前記リソース量を減らすことができないと判定された場合、複数の通信が競合して共通に使用するリソースを使用することにより、前記端末どうしの通信を継続することを特徴とする請求項１９または２０に記載の通信制御装置。
前記通信制御装置は、複数の基地局と、無線チャネルを介して前記基地局と通信を行う移動局とにより構成される通信システムに適用され、前記測定手段は、前記基地局において現在使用中の無線チャネルを計数することにより前記現在のトラフィック量を測定することを特徴とする請求項１７ないし２１のいずれか１項に記載の通信制御装置。
前記通信制御装置は、複数の基地局と、情報データ変調信号を拡散符号にて拡散することにより前記基地局と通信を行う移動局とにより構成される通信システムに適用され、前記測定手段は、前記基地局において受信する信号の干渉電力を測定することにより前記現在のトラフィック量を測定することを特徴とする請求項１７ないし２１のいずれか１項に記載の通信制御装置。
前記通信制御装置は、複数の基地局と、情報データ変調信号を拡散符号にて拡散することにより前記基地局と通信を行う移動局とにより構成される通信システムに適用され、前記測定手段は、前記基地局の送信電力の総計を測定することにより前記現在のトラフィック量を測定することを特徴とする請求項１７ないし２１のいずれか１項に記載の通信制御装置。
端末から送信される複数の通信によって共有されるリソースの要求に基づく通信制御装置のリソースの割り当て方法であって、
現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量を測定する測定ステップと、
前記端末から要求された前記リソースの量が大きいほど、基準値を小さく設定する設定ステップと、
前記測定ステップによって測定された前記現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量が前記設定ステップによって設定された前記基準値をこえない場合、前記リソースの要求を受付けることと判定し、前記現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量が前記基準値を超える場合、要求された前記リソースに相当する空きリソースがあるか否かに関わらず、前記リソースの要求を受付けないことと判定する第１の判定ステップと、
該第１の判定ステップによって前記リソースの要求を受付けることと判定された場合、前記リソースの要求を受付ける受付ステップと
を備えたことを特徴とする通信制御装置のリソースの割り当て方法。
前記第１の判定ステップにおいて、前記リソースの要求を受付けないことと判定された場合、複数の通信が競合して共通に使用するリソースを使用することにより、前記端末どうしの通信を行うことを特徴とする請求項２５に記載の通信制御装置のリソースの割り当て方法。
前記現在のトラフィック量または該トラフィック量に相当する量が前記基準値をこえた場合、前記端末から要求された前記リソースの量を減らすことができるか否かを判定する第２の判定ステップを備え、前記第１の判定ステップは、前記第２の判定ステップにおいて前記リソース量を減らすことができると判定された場合に前記リソースの要求を受付けるか否かを判定することを特徴とする請求項２５または２６に記載の通信制御装置のリソースの割り当て方法。
前記第１の判定ステップにおいて前記リソースの割り当ての要求を受付けることと判定された場合、要求された前記リソースに相当する空きリソースがあるかどうかを判定する第３の判定ステップを備え、前記第２の判定ステップは、前記第３の判定ステップにおいて前記空きリソースがないと判定された場合に、前記リソース量を減らすことができるか否かを判定することを特徴とする請求項２７に記載の通信制御装置のリソースの割り当て方法。
前記第２の判定ステップにおいて前記リソース量を減らすことができないと判定された場合、複数の通信が競合して共通に使用するリソースを使用することにより、前記端末どうしの通信を継続することを特徴とする請求項２７または２８に記載の通信制御装置のリソースの割り当て方法。
前記通信制御装置は、複数の基地局と、無線チャネルを介して前記基地局と通信を行う移動局とにより構成される通信システムに適用され、前記測定ステップは、前記基地局において現在使用中の無線チャネルを計数することにより前記現在のトラフィック量を測定することを特徴とする請求項２５ないし２９のいずれか１項に記載の通信制御装置のリソースの割り当て方法。
前記通信制御装置は、複数の基地局と、情報データ変調信号を拡散符号にて拡散することにより前記基地局と通信を行う移動局とにより構成される通信システムに適用され、前記測定ステップは、前記基地局において受信する信号の干渉電力を測定することにより前記現在のトラフィック量を測定することを特徴とする請求項２５ないし２９のいずれか１項に記載の通信制御装置のリソースの割り当て方法。
前記通信制御装置は、複数の基地局と、情報データ変調信号を拡散符号にて拡散することにより前記基地局と通信を行う移動局とにより構成される通信システムに適用され、前記測定ステップは、前記基地局の送信電力の総計を測定することにより前記現在のトラフィック量を測定することを特徴とする請求項２５ないし２９のいずれか１項に記載の通信制御装置のリソースの割り当て方法。