JP5565601B2 - アドミッション制御のための通信装置、方法、及びコンピューター実施可能製品 - Google Patents

Description

本発明は、ネットワークへのトラフィックのアドミッション制御に関し、限定はしないが特に、セルラー電気通信ネットワーク又は無線電気通信ネットワークへのトラフィックのアドミッション制御に関する。本発明は、限定はしないが特に、アドミッション制御判定に用いるためのアドミッション制御しきい値の自動調整に関する。

本出願は、２０１０年９月２９日に出願された英国特許出願第１０１６３６２．４号を基礎としており、この英国特許出願の優先権の利益を主張する。この英国特許出願の開示は、参照によりその全体が本明細書に援用される。

セルラー通信ネットワークにおいて、ネットワークの現在の負荷に基づいて通信ネットワークへの着呼のアドミッションを統制する或る種のアドミッション制御機能を含むことが通例である。通常、新たなユーザーからの呼は、以下の条件が満たされる場合に認められる。

ここで、ρはセルの現在の負荷であり、Δρは新たなユーザーの呼のアドミッションによって生じることになる推定負荷増加であり、ρ_ｔｈはしきい値パラメーターである。呼アドミッション（call admission：コールアドミッション）判定に用いるための負荷値ρを測定又は推定するための様々な方法が既知である。

しきい値ρ_ｔｈは、着呼要求を遮断すること（blocking：呼損させること）と、既にセルに接続されているユーザーに提供されるサービス品質（ＱｏＳ）を維持することの、両者間のトレードオフ関係を表している。しきい値が高くなると、遮断される呼が少なくなるが、結果としてセルの利用可能な容量を共有するユーザーが増え、これによって接続された各ユーザーのＱｏＳが低減する場合がある。

通常、しきい値ρ_ｔｈは、ネットワークオペレーターによって「手動的に」設定され、これはセルごとの単位で行われる場合がある。しかしながら、この手法は、負荷しきい値ρ_ｔｈと、ユーザーＱｏＳと、遮断との間の関係の予測が簡単でないので、実用的には困難な場合が多い。適切なしきい値の推定値は、基地局におけるネットワーク性能の解析及びコンピューターシミュレーションによって求めることができるが、実際の性能は、トラフィックの混合、セルの大きさ、及び局所的な無線環境等の多くの要因に依拠する場合があるので、正確に予測するのが非常に難しい。

したがって、ρ_ｔｈを自動的に調整する方法は、ネットワークの管理を単純にすること、並びに動作効率及びユーザーにおける不快な経験を少なくすることの双方の観点において非常に有益であろう。

本発明の例示的な実施の形態は、上述した従来技術の問題のうちの幾つかに少なくとも部分的に対処することを企図している。

本発明の第１の態様によれば、ネットワーク内のノードにおいて呼アドミッションを制御するための通信装置であって、前記ノードにおいて１つ又は複数の現在の呼の機能停止率を得る手段と、前記ノードにおいてアドミッション要求の遮断率（blocking rate：呼損率）を得る手段と、前記機能停止率（outage rate：アウテージレート）及び前記遮断率に応じて負荷しきい値を調整する手段と、前記ノードにおいて現在のネットワーク負荷の推定値を得る手段と、前記推定された現在の負荷及び前記負荷しきい値に応じて前記ノードにおいて呼のアドミッションを制御する手段と、を備える、ネットワーク内のノードにおいて呼アドミッションを制御するための通信装置が提供される。このため、負荷しきい値は、ネットワークのユーザーの体験に直接影響を及ぼすパラメーター、すなわち遮断率及び機能停止率に基づいて、アドミッション制御判定を行うときに、遮断と機能停止との間の所望のトレードオフを自動的に達成するように調整することができる。

通信装置は、ネットワーク内の１つ又は複数の他の要素から、遮断率、機能停止率、及び現在のネットワーク負荷の推定値のうちの１つ又は複数を得るように構成することもできるし、これらのパラメーターのうちの１つ又は複数を、例えばネットワーク動作の測定値から自身で求めることによってこれらを得ることもできる。

前記機能停止率は、最低限のサービス品質要件を現在満たしていない接続されたユーザーの割合として定義することができ、特に、前記機能停止率は、少なくとも必要最低限のデータレートを現在受信していない接続されたユーザーの割合として定義することができる。

負荷しきい値の調整は、得られた機能停止率が所定の最大機能停止値よりも大きい場合に負荷しきい値を第１の値だけ低減することと、得られた機能停止率が所定の最小機能停止値未満である場合に負荷しきい値を第２の値だけ増大させることと、

である場合に負荷しきい値を第２の値だけ増大させること、とを含むことができ、ここで、

は得られた遮断率であり、Ｐ_{ｏｕｔａｇｅ}は得られた機能停止率（又は機能停止確率）であり、

は所望される最小機能停止率であり、γは遮断対機能停止比であり、

の場合に負荷しきい値を減少させ、かつ／又はノードにおいて新たな呼要求の遮断が生じていると判断されるときのみ負荷しきい値を増大させることができる。

第１の値及び第２の値は手動で予め定めることができ、等しい値でもよく、異なる値でもよい。代替的に、第１の値及び第２の値は、例えば、得られた機能停止率に基づいて、非常に大きな機能停止率を受ける場合に負荷しきい値をより迅速に低減することができるように、かつ／又は低い機能停止率を受ける場合に負荷しきい値をより迅速に増大させることができるように計算することができる。

前記遮断率は、測定間隔中に、遮断されたアドミッション要求の数Ｎ_ｂ（ｋ）及び送信要求の総数Ｎ_ｒ（ｋ）を測定して式

を用いることによって求めることができる。

前記機能停止率は、機能停止測定期間ΔＴ_０中に測定された、最低限のサービス品質要件を現在満たしていないユーザーの割合を、

しきい値調整期間ΔＴ_ｔｈにわたって、式

を用いてブロック平均化することによって求めることができる。ここで、

である。

前記機能停止率は代替的に、機能停止測定期間ΔＴ_０中に測定された、最低限のサービス品質要件を現在満たしていないユーザーの割合

を、式

を用いて連続指数平均化することによって求めることができる。ここで、０＜β_０≦１は平均化重みである。

特にＬＴＥネットワークに適用可能な更なる例では、スケジューラーは、次式を用いて機能停止率を得るのに用いることができる測定データを供給することができる。

ここで、Ｔ_ｉ（ｔ）は、サブフレームごとに更新されるベアラごとのスループット推定値であり、

はベアラごとの必要なビットレートであり、Ｂ（ｔ）はサブフレームｔ内に存在するベアラ数であり、指示関数Ｉ（ｘ）は以下のように定義される。

ノードは基地局とすることができ、特に、ノードは移動通信ネットワーク内の基地局とすることができる。幾つかの実施態様によれば、移動通信ネットワークはＬＴＥ標準規格に準拠する。

本発明の別の態様によれば、ネットワーク内のノードにおける呼アドミッション制御において用いるための負荷しきい値を調整する方法であって、ノードにおいて１つ又は複数の現在の呼の機能停止率を得ることと、ノードにおいてアドミッション要求の遮断率を得ることと、機能停止率及び前記遮断率に応じて前記負荷しきい値を調整することとを含む、ネットワーク内のノードにおける呼アドミッション制御において用いるための負荷しきい値を調整する方法が提供される。

本発明の別の態様によれば、１つ又は複数のプログラマブルコンピューターデバイスが上記の通信装置のうちのいずれかとして構成されるようにするためのコンピューター実施可能命令を含むコンピューター実施可能製品が提供される。

本発明は、開示される全ての方法の場合に、対応する装置において処理するための対応するコンピュータープログラム又はコンピュータープログラム製品、機器自体（ユーザー機器、ノード又はその構成要素）及び機器を更新する方法を提供する。

次に、本発明の例示的な実施形態を、例として、添付の図面を参照しながら説明する。

本発明を適用することができるタイプの移動電気通信システムを概略的に示す図である。 遮断領域及び機能停止領域を示すグラフである。 本発明の一実施形態によるしきい値更新方法のフローチャートである。 図１に示すシステムの一部分を形成する基地局を概略的に示す図である。 遮断領域及び機能停止領域の代替的な定義を示すグラフである。

概説
図１は移動（セルラー）電気通信システム１を概略的に示しており、その通信システムでは、移動電話（ＭＴ）３−０、３−１及び３−２のユーザーが基地局５−１又は５−２のうちの１つ及び電話網７を介して他のユーザー（図示せず）と通信することができる。移動電話３と基地局５との間の無線リンクのために、複数のアップリンク通信リソース及びダウンリンク通信リソース（サブキャリア、タイムスロット等）が利用可能である。この実施形態では、基地局５は、移動電話３に送信されることになるデータ量に応じて、各移動電話３にダウンリンクリソースを割当てる。同様に、基地局５は、移動電話３が基地局５に送信しなければならないデータの量及びタイプに応じて、各移動電話３にアップリンクリソースを割当てる。

基地局は一般的に、要求されるサービスごとに無線ベアラを確立することによって、移動電話にサービスを提供する。例えば、ビデオデータを搬送するために１つの無線ベアラが規定される場合があり、オーディオデータを搬送するために１つの無線ベアラが規定される場合があり、バースト状のウェブトラフィックを搬送するために１つの無線ベアラが規定される場合がある等である。無線ベアラによって搬送されるデータのタイプに関連付けられるサービス品質に応じて、種々のタイプの無線ベアラが規定される。例えば、ビデオトラフィック又はオーディオトラフィックのために用いられる無線ベアラは、インターネットトラフィックに用いられる無線ベアラよりも高いクラスにおいて提供される場合がある。なぜなら、ユーザーは、インターネットトラフィックに伴う遅延については許容できても、ビデオデータの配信における遅延を許容することはできないからである。新たな接続を確立する時点で、必要とされるサービスに所望のサービス品質を提供することになる無線ベアラが確立される。

新たな接続が確立されることになるとき、基地局５は、所望のサービスを提供できるリソースを確保しなくてはならず、かつ既存の接続のサービスに影響を及ぼすことなく、サービスを提供できるようにしなければならない。これを達成することを可能にするために、基地局５は、基地局５に対する既存の負荷に基づいてネットワークへの新たな接続のアドミッションを制御する。新たな呼は、基地局５に対する既存の負荷及び新たな接続によって生じる予測負荷が負荷しきい値ρ_ｔｈ未満である場合にのみ、ネットワークに入ることを許容される。

この実施形態では、負荷しきい値ρ_ｔｈは、システムにおける呼の遮断率（blocking rate）（又は遮断確率）及びサービス品質（ＱｏＳ）の測定値に基づいて調整される。遮断率又は遮断確率は、基地局５において、行われた呼試行の数と、遮断された呼の数とをカウントすることによって求められる。

本実施形態において用いられるＱｏＳ測定は、機能停止（outage）の測定値に基づく。機能停止の確率、又は機能停止率（outage rate）は、現在最低ＱｏＳ要件を満たしていない接続ユーザーの割合として定義される。これによって、連続的に測定及び更新することができ、かつシステムが過負荷に近づくとともに滑らかに増加する傾向にあるＱｏＳの測定値が得られる。これによって、基地局において多数の呼が遮断される前に措置を講じ、ネットワークのユーザーに対する影響を低減することができる。通常、システムが既に重度に過負荷となっているときしか呼損は生じないので、この方法は、呼損数をＱｏＳの表示として用いることに依拠するＱｏＳ測定方法を上回る利点を有する。なぜなら、呼損数をＱｏＳ表示として用いる方法では、（複数の呼損を受けているとき）呼損数に基づいて過負荷の始まりを検出し、これによってシステムが重度に過負荷になるのを回避することは困難であるからである。

さらに、遮断確率（又は遮断率）及びＱｏＳはともに、ネットワークに対するユーザーの経験と直接関係している。このため、しきい値の調整がネットワークのユーザー経験と直接依拠するように、これらの量の測定値を用いてρ_ｔｈの設定を制御することは、有効である。

基地局
図４は、図１に示される各基地局５の主要構成要素を示すブロック図である。図に示されるように、各基地局５は送受信機回路部３１を備え、送受信機回路部３１は、１つ又は複数のアンテナ３３を介して、移動電話３に対し信号を送受信するように動作可能であり、かつ、ネットワークインターフェース３５を介して、電話網７に対し信号を送受信するように動作することができる。コントローラー３７が、メモリ３９に格納されるソフトウェアに従って、送受信機回路部３１の動作を制御する。ソフトウェアは、中でも、オペレーティングシステム４１と、しきい値計算モジュール４３と、遮断率（blocking rate）計算モジュール４４と、機能停止率(outage rate)計算モジュール４５と、負荷推定器モジュール４６と、アドミッション制御モジュール４７とを含む。オペレーティングシステム４１は、基地局の動作を制御するように動作可能である。しきい値計算モジュール４３は、本発明に従ってアドミッション制御判定において用いる負荷しきい値を計算するように動作可能である。遮断率計算モジュール４４及び機能停止率計算モジュール４５は、それぞれ、現在の遮断率及び現在の機能停止率を計算し、これらは負荷しきい値を計算するのに用いるしきい値計算モジュール４３に供給される。負荷推定器モジュール４６は、既存の無線ベアラ及び新たに要求された無線ベアラのための負荷推定値を求め、これらの負荷推定値をアドミッション制御モジュール４７に報告する役割を果たす。アドミッション制御モジュール４７は、負荷推定器モジュール４６によって求められた負荷推定値をしきい値計算モジュール４３によって計算された負荷しきい値とともに用いて、要求された新たな無線ベアラを許可するか否かを判断するか、輻輳制御するか、又はセル間で移動電話３を負荷分散する役割を果たす。

上記の説明では、基地局５は、理解を容易にするために、複数の別々のモジュール（しきい値計算モジュール４３、遮断率計算モジュール４４、機能停止率計算モジュール４５、負荷推定器モジュール４６、アドミッション制御モジュール４７等）を有するものとして説明されている。これらのモジュールは、或る応用形態の場合、例えば、本発明を実施するために既存のシステムが変更された場合には、このようにして設けられてもよいが、他の応用形態、例えば、最初から本発明の特徴を念頭に置いて設計されるシステムでは、これらのモジュールはオペレーティングシステム又はコード全体の中に組み込むことができるので、これらのモジュールは別個の実体として区別可能でない場合もある。

しきい値調整方法
しきい値調整方法の基本的なメカニズムが図２に示されている。このメカニズムは、しきい値計算モジュール４３に、アドミッション制御判定において用いられることになる負荷しきい値を求めるために実装される。

構成可能な測定間隔ΔＴ_ｔｈ（例えば約６０秒）にわたって、現在の遮断率及び機能停止率が遮断率計算モジュール４４及び機能停止率計算モジュール４５によって推定される。測定された遮断率及び機能停止率が、図２において「遮断領域」（blocking region）とラベル付けされた領域内にある場合、負荷しきい値ρ_ｔｈは、小量だけ増大され、基地局５における遮断率(Pblocking)を低減しようとする。一方、測定された遮断率及び機能停止率が、「機能停止領域」(outage region)内にある場合、負荷しきい値ρ_ｔｈは、小量だけ減少され、機能停止を低減しようとする。経時的に、システムは遮断領域と機能停止領域との間の境界上のどこかの点に収束する傾向を有する。システムが収束する正確な点は、提供されるトラフィックのレベルに依拠している。ここで、提供されるトラフィックは、システムにアクセスすることを望む全てのユーザーの要件を満たすためにネットワークが提供しなくてはならない総スループットである。

遮断領域と機能停止領域との間の境界は、ネットワークオペレーターによって設定することができる３つのパラメーターによって制御される。

第１のパラメーターは、次式で表される。

このパラメーターは、任意の環境下で許容することができる最大機能停止率を表す。測定された機能停止率が第１のパラメーター、即ち、

よりも高い場合、負荷しきい値ρ_ｔｈは常に減少される。このパラメーターの目的は、提供されるトラフィックが非常に高い場合に機能停止率が高くなりすぎることを阻止することである。提供されるトラフィックが非常に高い状況において、アルゴリズムは機能停止率を

に維持し、提供されるトラフィックが増大するとともに遮断が増加するのを可能にする。

は０と１との間の値である。

第２のパラメーターは次式で表される。

測定された機能停止率がこのレベル未満である場合、機能停止率は、無視できるほど低いと仮定され、遮断が生じた場合、しきい値ρ_ｔｈは常に増大される。これは、提供されるトラフィックが低く、システムが軽負荷である場合、いずれの呼も遮断する理由がほとんど又は全くなく、このため、いかなる遮断イベントも、結果としてしきい値の増大をもたらすべきであるという仮定に基づいている。第２のパラメータ、即ち、

は０と１との間の値であり、

よりも小さい。

最後のパラメーターは、遮断対機能停止比γである。これによって、オペレーターは、遮断率と機能停止率との間の必要とされるバランスを制御することが可能になる。各更新において、アルゴリズムはＰ_{ｂｌｏｃｋｉｎｇ}を

と効果的に比較し、いずれがより大きいかに従って負荷しきい値ρ_ｔｈを調整する。このため、γを低減することによって遮断率が低減するとともに機能停止率を増大させ、他方、γを増大させることによって、遮断率を増大させるとともに機能停止率を低減させることができる。γは任意の非負値とすることができる。このパラメーターは、提供されるトラフィックが増大するとともに、遮断率を低減するために、より高い機能停止率を許容できることを意味している。必要な場合、γはゼロに設定することができる。この場合、γは効果を有せず、アルゴリズムは、機能停止率を

未満に保ちながら、遮断率を最小にしようとすることになる。

機能停止領域において、負荷しきい値ρ_ｔｈが次式を満足していないものとする。

この場合、負荷しきい値ρ_ｔｈは、遮断が生じている場合にのみ減少される。これは、提供されるトラフィック負荷が非常に低いときに、しきい値がゼロに向かっていくことを回避するのに役立つ。

しきい値調整方法が、図３のフローチャートにおいて示されている。フローチャートに示す方法は、各測定間隔の最後に処理される。

及び

は、それぞれ、ｋ番目の測定間隔の最後に推定される機能停止率及び遮断率である。ρ_ｔｈ（ｋ）はｋ番目の測定間隔の開始時の負荷しきい値である。

δρ_ｕｐ及びδρ_ｄｏｗｎは、調整率を制御するステップサイズパラメーターである。これらのパラメーターはともにゼロよりも大きい。

ρ_ｔｈの最大許容値及び最小許容値を設定するパラメーターは、それぞれ次式で表される。

及び

これらのパラメーターは、しきい値調整アルゴリズムの動作範囲を制限するのに用いることができる。

図３に示すように、しきい値調整方法の処理は、判定ブロック２２における、機能停止率計算モジュール４５によって求められた測定された機能停止率、即ち、

が、最大許容可能機能停止率

よりも大きいか否かの判断から開始する。

であることが判断された場合、処理はブロック３４に進み、ブロック３４において、負荷しきい値はδρ_ｄｏｗｎだけデクリメントされる。そうでない場合、ブロック２４に進み、遮断率計算モジュール４４によって求められた遮断率

がゼロより大きい（すなわち何らかの遮断が生じている）か否かが判断される。遮断が生じていない場合、処理はブロック３０に進み、現在の負荷しきい値に対し何ら変更が行われない。遮断が生じている場合、処理はブロック２６に進む。次に、

であるか否かに関して判断が行われる。

である場合、処理はブロック３２に進み、しきい値はδρ_ｕｐだけインクリメントされ、そうでない場合、

に関する最終的な比較が行われる。

が

よりも大きい場合、処理はブロック３２に進み、しきい値がインクリメントされ、

が

よりも大きくない場合、処理はブロック３４に進み、しきい値はδρ_ｄｏｗｎだけデクリメントされる。最終的に、ブロック３６において、調整された負荷しきい値が所望の範囲内にとどまっていることを確保するための検査が行われ、とどまっていない場合、負荷パラメーターが適宜

又は

に調整される。

遮断率(blocking rate)計算
遮断率即ち、数４２で表される。

遮断率の測定は、単に、測定間隔中に行われた遮断されたアドミッション要求の数を測定し、遮断された要求の数とアドミッション要求の総数とを比較することによって達成することができる。より正式には、Ｎ_ｒ（ｋ）がｋ番目の測定期間中に行われたＡＣアドミッション要求の総数であり、Ｎ_ｂ（ｋ）がアドミッション制御モジュール４７によって遮断されたこれらの試行の数である場合、遮断率（blockage rate）計算モジュール４４において、遮断率、即ち、数４３

が以下のように計算される。

Ｎ_ｒ（ｋ）＝０の場合（すなわち、アドミッション制御要求が存在しない場合）、

であることに留意されたい。

機能停止率(outage rate)計算
機能停止率は、現在自身のサービス品質（ＱｏＳ）要件を達成していないベアラの割合として上記で定義されている。ＱｏＳ要件を表す（又は近似する）１つの方法は、必要とされるデータレートＲ^ｒｅｑとして表すことであり、ベアラが現在達成しているスループットがＲ^ｒｅｑよりも低い場合に、このベアラが機能停止しているとみなされるようにする。

この方法で機能停止を測定することの１つの潜在的な問題は、この方法が測定期間に依拠することである。例えば、呼が６０秒続くと仮定する。最初の３０秒の間、ユーザーは必要とされるレートの９５％を得る。最後の３０秒の間、ユーザーは必要とされるレートの１１０％を得る。機能停止が、例えば１０秒おきに測定される場合、このユーザーは５０％の時間機能停止していることになる。しかし、機能停止が６０秒おきに測定される場合、呼にわたる平均獲得レートが、必要とされるレートよりも大きいため、このユーザーは全く機能停止していないことになる。通常、測定される機能停止は、測定期間が増大するとともに減少する可能性が高い。なぜなら、スループットが必要とされるレートよりも大きい値に平均化されることになる見込みが増えるためである。機能停止を測定する「正しい」期間は存在しない。しかしながら、測定期間を選択する１つの方法は、機能停止がユーザーにとって知覚可能なものとなるのにかかる長さがどの程度であるかを検討することである。例えば、ストリーミングサービスの場合、これは約数秒であり得る。当業者であれば、提供されるサービスのタイプに応じて、様々な測定期間が適切であることを理解できるであろう。

次に、機能停止率計算モジュール４５において機能停止を測定し、機能停止率を計算する２つの可能な方法を説明する。この方法は、ＬＴＥ標準規格に従って施行された無線通信標準規格において用いるのに特に適している。

直接スループット測定
持続時間ΔＴ_０秒の各機能停止測定期間中に、各ベアラについて以下の量が収集されると仮定する：
Ｓ_ｉ ベアラｉについて送達される総ビット数。
Ａ_ｉ ベアラｉが送信するデータを有する（すなわちキューが空でない）サブフレーム数。

の場合、ベアラは機能停止しているとみなされる。ここで、

はビット／サブフレーム単位の必要とされるビットレートである。

を、ｎ番目の機能停止測定期間中に機能停止しているベアラの割合とする。

を、しきい値調整期間ΔＴ_ｔｈにわたってブロック平均化し（block-averaged）、以下のように

を得ることができる。

ここで、

である。

代替的に、ブロック平均化の代わりに、連続指数平均化を適用することができる。すなわち、

であり、ここで、０＜β_０≦１は平均化重みである。
（ΔＴ_ｔｈにわたる平均化は推定値を平滑化するが、これは機能停止測定期間を拡張することと等価ではないことに留意されたい。なぜなら、ベアラが機能停止しているか否かに関する判定が依然としてΔＴ_０秒おきに行われるためである）。

この方式の不利な点は、この方式がベアラごとにＳ_ｉ、Ａ_ｉ、及び

を格納するメモリを必要とすることである。

スケジューラーからのスループット測定（From Scheduler Throughput Measurement）：
ＬＴＥシステムにおいて、無線リソースの個々のベアラへの割当は、ＭＡＣスケジューラーによって制御される。通常、ＭＡＣスケジューラーは、比例公平（ＰＦ:Proportional Fair）スケジューリングアルゴリズム、又はその派生物を用いる。

ＰＦに基づくスケジューラーは、各ベアラについてスループット推定値Ｔ_ｉ（ｔ）を維持し、この推定値は、通常、指数平均化によってサブフレームごとに更新される。

任意のサブフレームにおいて、

の場合、ベアラは機能停止しているとみなすことができる。Ｂ（ｔ）を、サブフレームｔ内に存在するベアラ数とする。このとき、

を以下のように推定することができる。

ここで、指示関数Ｉ（ｘ）は以下のように定義される。

この方法の利点は、実施がより単純であり、追加のメモリ記憶装置がほぼ不要であることである。不利な点は、機能停止測定期間が、Ｔ_ｉ（ｔ）について用いられる平均化の時定数によって有効に制御されることである。最も良好なスケジューラー性能を与える平均化期間は機能停止測定に最適でない場合がある。

変更形態及び代替形態
上記で、幾つかの詳細な実施形態が説明されてきた。当業者であれば理解できるように、上記の実施形態において具現される発明から依然として利益を享受しながら、上記の実施形態に対して複数の変更形態及び代替形態を実施できる。例示としてのみ、ここで、これらの変更形態及び代替形態のうちの幾つかを説明する。

上記の実施形態例は、計算された機能停止パラメーターを用いるものとして説明されてきたが、上述したしきい値制御方法は、機能停止確率の代わりに呼損確率が用いられるシステムにも等しく適用可能であることが認識されよう。

図２における機能停止領域と遮断領域との間の境界は、３つの直線セグメントで示されているが、柔軟性を増大させるために、３つよりも多くのセグメント（必要に応じて更なるパラメーターが加えられる）の観点で定義することができる。代替的に、境界は、Ｐ_{ｏｕｔａｇｅ}及びＰ_{ｂｌｏｃｋｉｎｇ}を関係付ける連続関数の観点で定義することができ、例えば、

である。ここで、Ａ＞０及び０＜Ｃ＜１は構成可能なパラメーターである（図５参照）。

別の可能な拡張は、ステップサイズパラメーターδρ_ｕｐ及びδρ_ｄｏｗｎに関する。過負荷の状態から迅速に回復するために、機能停止率が高い場合、より大きな値のδρ_ｄｏｗｎを用いることが有利な場合がある。同様に、提供される負荷が低いとき、遮断イベントがまれであるので、しきい値が低速に増大する場合があり、このため、機能停止率が低い場合、より大きな値のδρ_ｕｐを用いることが有利である場合がある。幾つかの可能な解決法は以下の通りである：
・機能停止率が高いとき、例えば

のとき、より大きな値のδρ_ｄｏｗｎを用いる。
・機能停止率が低いとき、例えば

のとき、より大きな値のδρ_ｕｐを用いる。
・δρ_ｄｏｗｎを

に比例させる（又はこれの他の増大関数にする）
・δρ_ｕｐを１−

に比例させる（又は１−これの何らかの他の増大関数にする）
・δρ_ｕｐ及びδρ_ｄｏｗｎの大きさを、観察された測定値（すなわち点

）から遮断／機能停止境界上の最も近い点までの距離に比例させる（又はこの距離の何らかの他の増大関数にする）。

図３によれば、遮断が生じていない場合、この場合には低い機能停止率は過剰な遮断ではなく提供されるトラフィックが低いことを示すので、機能停止率が低い場合であっても負荷しきい値は増大されない。一方、幾つかの実施態様では、この場合にしきい値を増大されることもできる。なぜなら、上述したように、そうでない場合、しきい値は収束するのに時間がかかる場合があるためである。これを達成する１つの可能な方法は、

の場合にしきい値を（おそらくδρ_ｕｐよりも小さい量だけ）増大させることである。

幾つかの実施態様では、アドミッション要求の異なるタイプ間を区別することが望ましい場合がある。例えば、近傍のセルからハンドオーバーされるユーザーについて、新たな呼よりも高いアドミッション制御しきい値を用いることが一般的な慣例である。これは、単一の適応的なしきい値を維持し、次に（構成可能な）固定オフセットをこのしきい値に適用し、異なるタイプのアドミッション要求に対応する一組のしきい値を得ることによって、しきい値調整アルゴリズムに適応させることができる。この場合、固定オフセットを付加した後に、

及び

によって範囲集合に制限を適用することが好ましい場合がある。

さらに、ＬＴＥ標準規格に従って実施されるような幾つかのシステムでは、ユーザー（又はより具体的にはベアラ）は品質クラスインジケーター（ＱＣＩ）に従って分類され、このＱＣＩによって、ユーザーがサービングされるべきＱｏＳが決まる。この場合、ＱＣＩごとに別個のアドミッションしきい値を維持することが適切である場合がある。これを行う１つの方法は、ＱＣＩごとに、しきい値調整アルゴリズムの別個のインスタンスを実施することである。

上記の実施形態では、移動電話ベースの電気通信システムが説明されてきた。当業者であれば理解できるように、本出願において記述されるアドミッション制御技法は、任意の通信システムにおいて利用できる。一般的な場合には、基地局及び移動電話は、互いに通信する通信ノード又は通信デバイスとみなすことができる。他の通信ノード又は通信デバイスは、アクセスポイント、及び、例えば、携帯情報端末、ラップトップコンピューター、ウェブブラウザ等のユーザーデバイスを含むこともできる。

上記の実施形態では、複数のソフトウェアモジュールが説明された。当業者であれば理解するように、それらのソフトウェアモジュールは、コンパイル済みの形式又は未コンパイルの形式において与えることもでき、コンピューターネットワークを介して信号として、又は記録媒体において基地局に供給することもできる。さらに、このソフトウェアの一部又は全部によって処理される機能は、１つ又は複数の専用のハードウェア回路を用いて処理することもできる。しかしながら、ソフトウェアモジュールを使用することによって、その機能を更新するために基地局５を更新することが容易になるので、ソフトウェアモジュールを使用することが好ましい。同様に、上記の実施形態は送受信機回路部を利用したが、送受信機回路部の機能のうちの少なくとも幾つかはソフトウェアによって処理することができる。

上記の実施形態では、遮断率及び機能停止率の推定を計算するための複数の異なる技法が説明されてきた。遮断率計算機及び機能停止率計算機は、上述した技法のうちの任意のものを用いるように構成することができ、情報／測定値に応じて、用いられる方法を選択することができる。

上記の実施形態では、基地局がアドミッション制御を処理した。他の実施形態では、他の通信ノードがアドミッション制御を処理することもできる。そのような他の通信ノードは、コアネットワークの一部を形成することもできるし、基地局とコアネットワークとの間のゲートウェイデバイス内に位置することもできる。

種々の他の変更は当業者には明らかであり、ここでは、これ以上詳しくは説明しない。

Claims (16)

1. ネットワーク内のノードにおいて呼アドミッションを制御するための通信装置であって、
   前記ノードにおいて１つ又は複数の現在の呼の機能停止率(outage rate)を得る手段と、
   前記ノードにおいてアドミッション要求の遮断率(blocking rate)を得る手段と、
   前記機能停止率及び前記遮断率に応じて負荷しきい値を調整する手段と、
   前記ノードにおいて現在のネットワーク負荷の推定値を得る手段と、
   前記推定された現在の負荷及び前記負荷しきい値に応じて前記ノードにおいて呼のアドミッションを制御する手段と、を備え、
   前記機能停止率を得る手段は、
   

   

   

   を用いて前記機能停止率を求めるように構成されていることを特徴とするネットワーク内のノードにおいて呼アドミッションを制御する通信装置。
   (ここで、Ｔ _ｉ （ｔ）はサブフレームごとに更新されるベアラごとのスループット推定値であり、
   

   

   はベアラごとの必要なビットレートであり、Ｂ（ｔ）はサブフレームｔ内に存在するベアラ数であり、指示関数Ｉ（ｘ）は以下のように定義される、
   

   
2. 前記機能停止率は、最低限のサービス品質要件を現在満たしていない接続されたユーザーの割合を含む、請求項１に記載の通信装置。
3. 前記機能停止率は、少なくとも必要最低限のデータレートを現在受信していない接続されたユーザーの割合を更に含む、請求項２に記載の通信装置。
4. 前記負荷しきい値を調整する手段は、前記得られた機能停止率が所定の最大機能停止値よりも大きい場合、前記負荷しきい値を第１の値だけ低減するように構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信装置。
5. 前記負荷しきい値を調整する手段は、前記得られた機能停止率が所定の最小機能停止値よりも小さい場合、前記負荷しきい値を第２の値だけ増大するように構成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の通信装置。
6. 前記負荷しきい値を調整する手段は、前記得られた遮断率がゼロよりも大きい場合にのみ前記負荷しきい値を増大させるように更に構成される、請求項５に記載の通信装置。
7. 前記負荷しきい値を調整する手段は、
   

   

   である場合、前記負荷しきい値を前記第２の値だけ増大させ、ここで、
   

   

   は前記求められた遮断率であり、Ｐ_{ｏｕｔａｇｅ}前記は得られた機能停止率であり、
   

   

   は所望される前記最小機能停止率であり、γは遮断対機能停止比であり、
   

   

   である場合に前記負荷しきい値を減少させるように更に構成される、請求項５又は６に記載の通信装置。
8. 前記第１の値及び前記第２の値のうちの少なくとも一方は前記得られた機能停止率に応じて計算される、請求項５〜７のいずれか１項に記載の通信装置。
9. 前記遮断率
   

   

   を得る手段は、測定間隔中に、遮断されたアドミッション要求の数Ｎ_ｂ（ｋ）及び送信要求の総数Ｎ_ｒ（ｋ）を測定するように構成され、前記遮断率は、
   

   

   を用いて求められる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の通信装置。
10. 前記機能停止率
    

    

    を得る手段は、機能停止測定期間ΔＴ_０中に測定された、最低限のサービス品質要件を現在満たしていないユーザーの割合
    

    

    を、しきい値調整期間ΔＴ_ｔｈにわたって、
    

    

    を用いてブロック平均化するように構成され、ここで、
    

    

    である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の通信装置。
11. 前記機能停止率
    

    

    を得る手段は、機能停止測定期間ΔＴ_０中に測定された、最低限のサービス品質要件を現在満たしていないユーザーの割合
    

    

    を、
    

    

    を用いて連続指数平均化するように構成され、ここで、０＜β_０≦１は平均化重みである、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の通信装置。
12. 前記ノードは基地局を含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の通信装置。
13. 前記ネットワークは移動通信ネットワークを含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の通信装置。
14. 前記移動通信ネットワークは、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）標準規格に準拠するネットワークを含む、請求項１３に記載の通信装置。
15. ネットワーク内のノードにおける呼アドミッション制御において用いるための負荷しきい値を調整する方法であって、
    前記ノードにおいて１つ又は複数の現在の呼の機能停止率を得ることと、
    前記ノードにおいてアドミッション要求の遮断率を得ることと、
    前記機能停止率及び前記遮断率に応じて前記負荷しきい値を調整することと、
    を含み、
    前記機能停止率は、
    

    

    

    を用いて前記機能停止率を求めるように構成され、ネットワーク内のノードにおける呼アドミッション制御において用いるための負荷しきい値を調整する方法。
    (ここで、Ｔ_ｉ（ｔ）はサブフレームごとに更新されるベアラごとのスループット推定値であり、
    

    

    はベアラごとの必要なビットレートであり、Ｂ（ｔ）はサブフレームｔ内に存在するベアラ数であり、指示関数Ｉ（ｘ）は以下のように定義される、
    

    
16. １つ又は複数のプログラマブルコンピューターデバイスが請求項１〜１４のいずれか一項に記載の通信装置として構成されるようにするための命令をコンピュータに実行させるプログラム。

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