JP5541042B2 - ネットワーク設計装置及び方法並びにネットワーク設計プログラム - Google Patents
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Description
図1に、開示のネットワーク設計装置による設計の対象となるネットワークの一例を示す。図1に示されるネットワーク200は、移動通信システム等を構成するネットワークの一部を示すものである。ネットワーク200では、信号分岐装置又は信号中継装置等のノード装置1乃至6が配置される線形区間について示している。尚、ネットワーク200は、所謂メッシュ型のネットワークにおける或る線形区間について示しているが、例えば、ネットワーク200はその他の態様のネットワークの一部であってもよい。
以下、本実施例で用いる整数計画問題及びその解法について説明する。
式(1)において、pe(t)及びne(t)は、配置される用品のコストの和と、目標コストとの差分、つまり誤差を示す成分である。尚、pe(t)は、正の誤差について、ne(t)は負の誤差について夫々示す成分であり、pe(t)+ne(t)により誤差の絶対量を示す。変数tは、ネットワーク200上におけるトラヒックが生じる所定の経路(トラヒック経路)を示す。関数w(t)は、或る経路tにおける配置用品のコストと目標コストとの誤差に重みづけを行うための係数である。かかる係数を設定することにより、ネットワーク200における特定の箇所をトラヒック毎に決定し、優先的に用品の配置決定を行うことが出来る。重みづけ係数w(t)は、用品候補選択部121、問題生成部122又は用品交換部123等において設定される。尚、その他の態様で、用品配置の決定に係る優先度を別途指定してもよい。
式(2)は、ネットワーク200に配置される用品について、各区間(つまり、図3における区間1’乃至6’のいずれか)の用品の候補より1つずつ選択するという条件を示す制約式である。式(2)において、x(c)は、区間(segment)sにおける用品cについての存在又は非存在を示す関数である。x(c)=1である場合、用品cが配置され、x(c)=0である場合、用品cが配置されていないことを夫々示す。つまり、式(2)によれば、或る区間sにおいて配置される用品は、該区間に配置される用品候補(candidate c on s)のうち、1つが選択されることを示している。
従って、式(3)によれば、所定のトラヒック経路tにおける各区間に配置される用品のコストの総和と該トラヒック経路における目標コストとの差分が誤差成分pe(t)+ne(t)により表される。
ここに、Nは、非基底成分の(言い換えれば、選択されていない)変数(つまり、各用品xn並びに誤差成分pe及びneを含む変数)に対応する行列である。具体的には、図5に示す行列Aにおいて、非基底成分である用品xn、誤差成分pe、neについての列の集合が行列Nにあたる。また、cNは、行列cの非基底成分を示す行列である。具体的には、図5に示す行列cにおいて、非基底成分である用品xn、誤差成分pe、neについての列(値)の集合がcNにあたる。尚、πは以下の式(5)により表される。
ここに、Bは基底成分の(言い換えれば、ネットワーク200に仮に配置されている)用品候補を示す行列である。具体的には、図5に示す行列Aにおいて、基底成分である用品xn、誤差成分pe、neについての列の集合が行列Bにあたる。また、cBは、行列cの基底成分を示す行列である。具体的には、図5に示す行列cにおいて、基底成分である用品xn、誤差成分pe、neについての列(値)の集合がcBにあたる。図3及び図5の例に基づく行列B及びcBは、図6(1)に示されるものとなる。また、行列Bの逆行列B−1は、図6(2)に示されるものとなる。
図9及び図10を参照して、ネットワーク設計装置100の第1変形動作例について説明する。図9は、第1変形動作例における配置用品の選択動作の流れを示すフローチャートである。図10は、第1変形動作例における被約費用に基づく用品の選択と、選択された用品を配置した場合の目的関数の算出の態様について示すテーブルの集合である。
図11及び図12を参照して、ネットワーク設計装置100の第2変形動作例について説明する。図11は、第2変形動作例における配置用品の選択動作の流れを示すフローチャートである。図12は、第2変形動作例における被約費用に基づく用品の選択と、選択された用品を配置した場合の目的関数の算出の態様について示すテーブルの集合である。
線形区間を含むネットワークにおいて、前記線形区間内に含まれる複数の配置点に配置される伝送装置の候補を示す装置候補情報、前記伝送装置の候補の夫々の配置コスト、及び前記線形区間における一又は複数の前記配置点を含む所定の区間における前記伝送装置の配置コストの和である目標コストの夫々を取得する情報取得手段と、
前記装置候補情報、前記配置コスト、及び前記目標コストに基づいて、前記線形区間に配置する前記伝送装置の候補の組み合わせを決定するための数理計画法における問題を生成する問題生成手段と、
前記数理計画法における問題を、前記伝送装置の候補のうち少なくとも一つについて解き、得られた目的関数に基づいて、前記線形区間に配置する前記伝送装置の候補の組み合わせを決定する装置選択手段と
を備え、
前記装置選択手段は、前記伝送装置の候補の組み合わせについて算出した被約費用に基づいて、次に前記数理計画法における問題を解く前記伝送装置の候補を決定することを特徴とするネットワーク設計装置。
前記装置選択手段は、(1)前記伝送装置の候補から第1の組み合わせを選択し、(2)該第1の組み合わせについて前記数理計画法における問題の目的関数及び被約費用を算出し、(3)算出された前記被約費用に基づいて、前記伝送装置の候補から前記第1の組み合わせとは異なる第2の組み合わせを選択し、(4)該第2の組み合わせについて算出した、前記数理計画法における問題の目的関数と、前記第1の組み合わせについて算出した、前記数理計画法における問題の目的関数とを比較し、(5)目的関数が前記数理計画法における問題の目標値により近い組み合わせを前記線形区間に配置する前記伝送装置の候補の組み合わせとして決定することを特徴とする付記1に記載のネットワーク設計装置。
前記装置選択手段は、前記伝送装置の候補の組み合わせについて算出した被約費用が負であり且つ最小の前記伝送装置を、次に前記数理計画法における問題を解く前記伝送装置の候補として決定することを特徴とする付記1又は2に記載のネットワーク設計装置。
前記装置選択手段は、前記第1の組み合わせについて算出した被約費用が負であり且つ最小の前記伝送装置を、次に前記数理計画法における問題を解く前記第2の組み合わせに含めることを特徴とする付記2に記載のネットワーク設計装置。
前記装置選択手段は、前記伝送装置の候補の組み合わせについて算出した被約費用が負であり且つ最小の前記伝送装置と同一の前記配置点に配置される前記伝送装置のうち、被約費用が負であり、前記同一の配置点に配置されるものとして前記伝送装置の候補の組み合わせに含まれる前記伝送装置と最も配置コストが近い前記伝送装置を、次に前記数理計画法における問題を解く前記伝送装置の候補として決定することを特徴とする付記1又は2に記載のネットワーク設計装置。
前記装置選択手段は、前記第1の組み合わせについて算出した被約費用が負であり且つ最小の前記伝送装置と同一の前記配置点に配置される前記伝送装置のうち、被約費用が負であり、前記同一の配置点に配置されるものとして前記第1の組み合わせに含まれている前記伝送装置と最も配置コストが近い前記伝送装置を、次に前記数理計画法における問題を解く前記第2の組み合わせに含めることを特徴とする付記2に記載のネットワーク設計装置。
前記装置選択手段は、前記伝送装置の候補の組み合わせに含まれる一つの前記伝送装置と最も配置コストが近く且つ前記伝送装置の候補の組み合わせに含まれない前記伝送装置のうち、該伝送装置の候補の組み合わせについて算出した被約費用が負であり且つ最小の前記伝送装置を、次に前記数理計画法における問題を解く前記伝送装置の候補として決定することを特徴とする付記1又は2に記載のネットワーク設計装置。
前記装置選択手段は、前記第1の組み合わせに含まれる一つの前記伝送装置と最も配置コストが近く且つ前記第1の組み合わせに含まれない前記伝送装置のうち、前記第1の組み合わせについて算出した被約費用が負であり且つ最小の前記伝送装置を、次に前記数理計画法における問題を解く前記第2の組み合わせに含めることを特徴とする付記2に記載のネットワーク設計装置。
線形区間を含むネットワークにおいて、前記線形区間内に含まれる複数の配置点に配置される伝送装置の候補を示す装置候補情報、前記伝送装置の候補の夫々の配置コスト、及び前記線形区間における一又は複数の前記配置点を含む所定の区間における前記伝送装置の配置コストの和である目標コストの夫々を取得する情報取得工程と、
前記装置候補情報、前記配置コスト、及び前記目標コストに基づいて、前記線形区間に配置する前記伝送装置の候補の組み合わせを決定するための数理計画法における問題を生成する問題生成工程と、
前記数理計画法における問題を、前記伝送装置の候補のうち少なくとも一つについて解き、得られた目的関数に基づいて、前記線形区間に配置する前記伝送装置の候補の組み合わせを決定する装置選択工程
とを備え、
前記装置選択工程は、前記伝送装置の候補の組み合わせについて算出した被約費用に基づいて、次に前記数理計画法における問題を解く前記伝送装置の候補を決定することを特徴とするネットワーク設計方法。
コンピュータを、
線形区間を含むネットワークにおいて、前記線形区間内に含まれる複数の配置点に配置される伝送装置の候補を示す装置候補情報、前記伝送装置の候補の夫々の配置コスト、及び前記線形区間における一又は複数の前記配置点を含む所定の区間における前記伝送装置の配置コストの和である目標コストの夫々を取得する情報取得手段と、
前記装置候補情報、前記配置コスト、及び前記目標コストに基づいて、前記線形区間に配置する前記伝送装置の候補の組み合わせを決定するための数理計画法における問題を生成する問題生成手段と、
前記数理計画法における問題を、前記伝送装置の候補のうち少なくとも一つについて解き、得られた目的関数に基づいて、前記線形区間に配置する前記伝送装置の候補の組み合わせを決定する装置選択手段と
して機能させ、
前記装置選択手段は、前記伝送装置の候補の組み合わせについて算出した被約費用に基づいて、次に前記数理計画法における問題を解く前記伝送装置の候補を決定することを特徴とするネットワーク設計プログラム。
110 入出力インタフェース、
111 入力部、
112 出力部、
120 CPU、
121 用品候補選択部、
122 問題生成部、
123 用品選択部、
130 メモリ。
Claims (6)
- 線形区間を含むネットワークにおいて、前記線形区間内に含まれる複数の配置点に配置される伝送装置の候補を示す装置候補情報、前記伝送装置の候補の夫々の配置コスト、及び前記線形区間における一又は複数の前記配置点を含む所定の区間における前記伝送装置の配置コストの和である目標コストの夫々を取得する情報取得手段と、
前記装置候補情報、前記配置コスト、及び前記目標コストに基づいて、前記線形区間に配置する前記伝送装置の候補の組み合わせを決定するための数理計画法における問題を生成する問題生成手段と、
前記数理計画法における問題を生成することで得られた目的関数の値が前記目標コストに応じて定まる最適値となるように前記数理計画法における問題を前記伝送装置の候補について解くことで、前記線形区間に配置する前記伝送装置の候補の組み合わせを決定する装置選択手段と
を備え、
前記装置選択手段は、前記伝送装置の候補の第1の組み合わせについて算出した被約費用に基づいて、次に前記目的関数の値を得るべき前記伝送装置の候補の第2の組み合わせを決定し、
前記装置選択手段は、前記第1の組み合わせについて算出した被約費用が負であり且つ最小の前記伝送装置と同一の前記配置点に配置される前記伝送装置のうち、被約費用が負であり、前記同一の配置点に配置されるものとして前記第1の組み合わせに含まれている前記伝送装置と最も配置コストが近い前記伝送装置を、次に前記目的関数の値を得るべき前記第2の組み合わせに含めることを特徴とするネットワーク設計装置。 - 前記装置選択手段は、(1)前記伝送装置の候補から前記第1の組み合わせを選択し、(2)該第1の組み合わせについて前記数理計画法における問題の目的関数の値及び被約費用を算出し、(3)算出された前記被約費用に基づいて、前記伝送装置の候補から前記第1の組み合わせとは異なる前記第2の組み合わせを選択し、(4)該第2の組み合わせについて算出した、前記目的関数の値と、前記第1の組み合わせについて算出した、前記目的関数の値とを比較し、(5)前記目的関数の値が前記最適値により近い組み合わせを前記線形区間に配置する前記伝送装置の候補の組み合わせとして決定することを特徴とする請求項1に記載のネットワーク設計装置。
- 前記装置選択手段は、前記第1の組み合わせについて算出した被約費用が負であり且つ最小の前記伝送装置を、次に前記目的関数の値を得るべき前記第2の組み合わせに含めることを特徴とする請求項1又は2に記載のネットワーク設計装置。
- 前記装置選択手段は、前記第1の組み合わせに含まれる一つの前記伝送装置と最も配置コストが近く且つ前記第1の組み合わせに含まれない前記伝送装置のうち、前記第1の組み合わせについて算出した被約費用が負であり且つ最小の前記伝送装置を、次に前記目的関数の値を得るべき前記第2の組み合わせに含めることを特徴とする請求項1又は2に記載のネットワーク設計装置。
- 線形区間を含むネットワークにおいて、前記線形区間内に含まれる複数の配置点に配置される伝送装置の候補を示す装置候補情報、前記伝送装置の候補の夫々の配置コスト、及び前記線形区間における一又は複数の前記配置点を含む所定の区間における前記伝送装置の配置コストの和である目標コストの夫々を取得する情報取得工程と、
前記装置候補情報、前記配置コスト、及び前記目標コストに基づいて、前記線形区間に配置する前記伝送装置の候補の組み合わせを決定するための数理計画法における問題を生成する問題生成工程と、
前記数理計画法における問題を生成することで得られた目的関数の値が前記目標コストに応じて定まる最適値となるように前記数理計画法における問題を前記伝送装置の候補について解くことで、前記線形区間に配置する前記伝送装置の候補の組み合わせを決定する装置選択工程
とを備え、
前記装置選択工程は、前記伝送装置の候補の第1の組み合わせについて算出した被約費用に基づいて、次に前記目的関数の値を得るべき前記伝送装置の候補の第2の組み合わせを決定し、
前記装置選択工程は、前記第1の組み合わせについて算出した被約費用が負であり且つ最小の前記伝送装置と同一の前記配置点に配置される前記伝送装置のうち、被約費用が負であり、前記同一の配置点に配置されるものとして前記第1の組み合わせに含まれている前記伝送装置と最も配置コストが近い前記伝送装置を、次に前記目的関数の値を得るべき前記第2の組み合わせに含めることを特徴とするネットワーク設計方法。 - コンピュータを、
線形区間を含むネットワークにおいて、前記線形区間内に含まれる複数の配置点に配置される伝送装置の候補を示す装置候補情報、前記伝送装置の候補の夫々の配置コスト、及び前記線形区間における一又は複数の前記配置点を含む所定の区間における前記伝送装置の配置コストの和である目標コストの夫々を取得する情報取得手段と、
前記装置候補情報、前記配置コスト、及び前記目標コストに基づいて、前記線形区間に配置する前記伝送装置の候補の組み合わせを決定するための数理計画法における問題を生成する問題生成手段と、
前記数理計画法における問題を生成することで得られた目的関数の値が前記目標コストに応じて定まる最適値となるように前記数理計画法における問題を前記伝送装置の候補について解くことで、前記線形区間に配置する前記伝送装置の候補の組み合わせを決定する装置選択手段と
して機能させ、
前記装置選択手段は、前記伝送装置の候補の第1の組み合わせについて算出した被約費用に基づいて、次に前記目的関数の値を得るべき前記伝送装置の候補の第2の組み合わせを決定し、
前記装置選択手段は、前記第1の組み合わせについて算出した被約費用が負であり且つ最小の前記伝送装置と同一の前記配置点に配置される前記伝送装置のうち、被約費用が負であり、前記同一の配置点に配置されるものとして前記第1の組み合わせに含まれている前記伝送装置と最も配置コストが近い前記伝送装置を、次に前記目的関数の値を得るべき前記第2の組み合わせに含めることを特徴とするネットワーク設計プログラム。
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