JP6761781B2 - Allocation device, allocation method, and program. - Google Patents

Allocation device, allocation method, and program. Download PDF

Info

Publication number
JP6761781B2
JP6761781B2 JP2017112679A JP2017112679A JP6761781B2 JP 6761781 B2 JP6761781 B2 JP 6761781B2 JP 2017112679 A JP2017112679 A JP 2017112679A JP 2017112679 A JP2017112679 A JP 2017112679A JP 6761781 B2 JP6761781 B2 JP 6761781B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mobile traffic
base station
allocation
traffic processing
processing function
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017112679A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018207364A (en
Inventor
雅之 辻野
雅之 辻野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2017112679A priority Critical patent/JP6761781B2/en
Publication of JP2018207364A publication Critical patent/JP2018207364A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6761781B2 publication Critical patent/JP6761781B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

本発明は、複数の基地局と、当該複数の基地局から発生する移動トラヒックを処理する複数の移動トラヒック処理機能を備える移動通信システムにおいて、各基地局を1つの移動トラヒック処理機能に割り当てる技術に関連するものである。 The present invention provides a technique for assigning each base station to one mobile traffic processing function in a mobile communication system including a plurality of base stations and a plurality of mobile traffic processing functions for processing mobile traffic generated from the plurality of base stations. It is related.

移動通信システムにおいて、端末が、基地局を経由して通信を行うことにより発生する移動トラヒックは、人間の生活状況に依存して基地局毎での特徴を有している。このため、特定のエリアにおいては、多量のトラヒックが発生することで帯域が逼迫していても周辺のエリアではトラヒックが少なく帯域に余裕があるという状況が起こり得る。 In a mobile communication system, mobile traffic generated when a terminal communicates via a base station has characteristics for each base station depending on the living conditions of human beings. For this reason, in a specific area, even if the bandwidth is tight due to the occurrence of a large amount of traffic, there may be a situation in which there is little traffic in the surrounding area and there is a margin in the bandwidth.

基地局毎に発生した移動トラヒックを分割して処理するのでなく、それらの統計多重効果を得るために柔軟に移動ネットワークの機能を割り付けるための各種方式が次世代移動通信システムとして検討されている。例えば、アクセスネットワーク装置が提供する機能を部品化し、それらを柔軟な組合せで提供するアーキテクチャFASA(Flexible Access System Architecture)が提唱されている。 Various methods for flexibly allocating mobile network functions in order to obtain their statistical multiplex effects, instead of dividing and processing the mobile traffic generated for each base station, are being studied as next-generation mobile communication systems. For example, an architecture FASA (Flexible Access System Architecture) has been proposed in which the functions provided by an access network device are made into components and provided in a flexible combination.

また、トラヒックの多重化領域を拡大する技術として、現在は固定帯域(CPRI規格)で構築されているMFH(Mobile Front Hall)を、パケット化により可変帯域とすることで、PONシステムでの多重収容を行うことが検討されている(例えば非特許文献1)。 In addition, as a technology to expand the multiplexing area of traffic, MFH (Mobile Front Hall), which is currently constructed in a fixed band (CPRI standard), is made into a variable band by packetization to accommodate multiplex in a PON system. (For example, Non-Patent Document 1).

図1は、C−RAN(Centralized/Cloud Radio Access Network)アーキテクチャによるMFHの例を示す図である。図1に示すように、当該MFHでは、小さなカバーエリアを持つ基地局(RRH1とONU2を備える)を複数配置し、BBU4でそれらを制御する。BBU4は、光終端機能であるOLT3により光ファイバで基地局のONU2と接続される。OLT3とBBU4は、移動トラヒックを処理する移動トラヒック処理機能(ネットワーク機能と称してもよい)の例である。 FIG. 1 is a diagram showing an example of MFH based on a C-RAN (Centralized / Cloud Radio Access Network) architecture. As shown in FIG. 1, in the MFH, a plurality of base stations (including RRH1 and ONU2) having a small cover area are arranged, and BBU4 controls them. The BBU4 is connected to the ONU2 of the base station by an optical fiber by the OLT3 which is an optical termination function. OLT3 and BBU4 are examples of mobile traffic processing functions (which may also be referred to as network functions) that process mobile traffic.

小林孝行、王寛、久野大介、島田達也、寺田純、大高明浩、「モバイルフロントホールへの適用に向けたトラヒックの統計多重情報に基づくTDM−PONの上り帯域割当手法」、信学総大2016.Takayuki Kobayashi, Hiroshi Wang, Daisuke Kuno, Tatsuya Shimada, Jun Terada, Akihiro Otaka, "TDM-PON Upbandwidth Allocation Method Based on Traffic Statistical Multiplexing for Application to Mobile Front Hall", Shingaku Sodai 2016.

上述した状況を踏まえ、移動ネットワークでのトラヒックの統計多重を効果的なものとするため、基地局でのトラヒックの時系列変化に基づき、基地局とそこで発生した移動トラヒックを処理する移動ネットワーク処理機能との対応を決定することが想定される。 Based on the above situation, in order to make statistical multiplexing of traffic in the mobile network effective, a mobile network processing function that processes the base station and the mobile traffic generated there based on the time series change of the traffic in the base station. It is expected to decide the correspondence with.

すなわち、図2に示すように、例えば割当処理機能7が、移動トラヒック処理機能側5の機能部品6に移動トラヒックを割り当てる。なお、図2における機能部品6は、例えば、図1に示した光終端機能(PON利用を想定)、BBU機能(C−RANアーキテクチャを想定)等である。 That is, as shown in FIG. 2, for example, the allocation processing function 7 allocates the moving traffic to the functional component 6 on the moving traffic processing function side 5. The functional component 6 in FIG. 2 is, for example, an optical termination function (assuming the use of PON), a BBU function (assuming the C-RAN architecture), and the like shown in FIG.

サービス提供者にとっては、サービス提供に係るコストが小さいことが望ましいことから、上記の割り当てを行う際には、基地局からネットワーク(移動トラヒック処理機能)側への移動トラヒックの基地局毎の時系列変化に基づき、構築することが必要な機能部品が少なくなるように割り当てを行うことが必要である。なお、本明細書での「コスト」には、設備構築費、割当変更回数に関するペナルティ等が含まれる。 Since it is desirable for the service provider to have a low cost for providing the service, when making the above allocation, the time series for each base station of the mobile traffic from the base station to the network (mobile traffic processing function) side. Based on the changes, it is necessary to make allocations so that the number of functional parts that need to be built is reduced. The “cost” in the present specification includes equipment construction costs, penalties for the number of allocation changes, and the like.

ここで、非特許文献1には、MFHへの帯域割当について、PONによる基地局の収容を前提に、基地局からの移動トラヒックをパケット化して可変帯域による統計多重効果を実現する帯域割当技術が提案されている。この技術は、従来の固定帯域での割当を実際に発生する移動トラヒック量に応じた可変帯域にすることで、過剰な割当帯域を削減することを目指す技術であり、割当帯域を最大限に削減するような基地局の収容法を決定する技術ではない。 Here, Non-Patent Document 1 describes a band allocation technique for allocating a band to MFH by packetizing a mobile traffic from the base station on the premise that the base station is accommodated by PON and realizing a statistical multiplexing effect by a variable band. Proposed. This technology aims to reduce the excessive allocated bandwidth by making the conventional fixed bandwidth variable bandwidth according to the amount of mobile traffic that actually occurs, and reduces the allocated bandwidth to the maximum. It is not a technology to determine the accommodation method of the base station.

また、C−RANにより分離された、BBUの機能をNFVにより仮想化基盤上で提供し、BBU機能を統合化・プール化することが検討されているが、当該技術はBBU機能を提供する機能部品の容量を出来るだけ少なくするように基地局の収容法を決定する技術ではない。 In addition, it is being considered to provide the BBU function separated by C-RAN on the virtualization platform by NFV and integrate and pool the BBU function, but the technology is a function that provides the BBU function. It is not a technology that determines the accommodation method of a base station so as to reduce the capacity of parts as much as possible.

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、基地局と、基地局から発生する移動トラヒックを処理する移動トラヒック処理機能とを備える移動通信システムにおいて、移動トラヒック処理機能に係るコストが小さくなるように、基地局に移動トラヒック処理機能を割り当てる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and in a mobile communication system including a base station and a mobile traffic communication function for processing mobile traffic generated from the base station, the cost related to the mobile traffic processing function is small. An object of the present invention is to provide a technique for assigning a mobile traffic processing function to a base station.

開示の技術によれば、 複数の基地局と、当該複数の基地局から発生する移動トラヒックを処理する複数の移動トラヒック処理機能を備える移動通信システムにおいて、各基地局を1つの移動トラヒック処理機能に割り当てる割当装置であって、
移動トラヒック処理機能に関するコスト情報、及び、基地局毎の時系列の移動トラヒック情報を入力する入力手段と、
各移動トラヒック処理機能における割当可能な移動トラヒック量、及び割当可能な基地局数に関する制約条件の下で、前記コスト情報から算出されるコストであって、構築される移動トラヒック処理機能に関するコストを最小にする最適化問題を解くことにより、各基地局に対する移動トラヒック処理機能の割り当てを算出する計算手段とを備え、
前記計算手段は、各基地局に対する移動トラヒック処理機能の割り当てが所定の時間長の中で可変であるという条件の下で、移動トラヒック処理機能の割り当ての変更回数に関するペナルティを更に使用して、前記最適化問題を解くことにより、当該所定の時間長の中の単位時間毎に基地局に対する移動トラヒック処理機能の割り当てを算出する
ことを特徴とする割当装置が提供される。
According to the disclosed technology, in a mobile communication system including a plurality of base stations and a plurality of mobile traffic processing functions for processing mobile traffic generated from the plurality of base stations, each base station has one mobile traffic processing function. It is an assignment device to be assigned
An input means for inputting cost information related to the mobile traffic processing function and time-series mobile traffic information for each base station.
The cost calculated from the cost information under the constraints on the amount of mobile traffic that can be allocated in each mobile traffic processing function and the number of base stations that can be allocated, and the cost related to the mobile traffic processing function to be constructed is minimized. It is equipped with a calculation means for calculating the allocation of mobile traffic processing functions to each base station by solving the optimization problem.
The calculation means further uses a penalty for the number of changes in the mobile traffic processing function assignment, provided that the mobile traffic processing function allocation to each base station is variable over a predetermined time length. By solving the optimization problem, an allocation device is provided that calculates the allocation of the mobile traffic processing function to the base station for each unit time within the predetermined time length .

開示の技術によれば、基地局と、基地局から発生する移動トラヒックを処理する移動トラヒック処理機能とを備える移動通信システムにおいて、移動トラヒック処理機能に係るコストが小さくなるように、基地局に移動トラヒック処理機能を割り当てる技術が提供される。 According to the disclosed technology, in a mobile communication system including a base station and a mobile traffic processing function for processing mobile traffic generated from the base station, the mobile communication system is moved to the base station so that the cost related to the mobile traffic processing function is reduced. Technology for assigning traffic processing functions is provided.

C−RANアーキテクチャによるMFH(Mobile Front Hall)の例を示す図である。It is a figure which shows the example of MFH (Mobile Front Hall) by the C-RAN architecture. 課題を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a problem. 本発明の実施の形態におけるシステム構成図である。It is a system block diagram in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における最適割当装置100の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the optimum allocation apparatus 100 in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における最適割当装置100のハードウェア構成例を示す図である。It is a figure which shows the hardware configuration example of the optimum allocation apparatus 100 in embodiment of this invention. 実施例1の処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process of Example 1. FIG. 実施例1の最適化モデルを示す図である。It is a figure which shows the optimization model of Example 1. FIG. 実施例2の処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process of Example 2. FIG. 実施例2の最適化モデルを示す図である。It is a figure which shows the optimization model of Example 2. 実施例3の処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the process of Example 3. FIG. 実施例3の最適化モデルを示す図である。It is a figure which shows the optimization model of Example 3. 実施例4における処理のフローチャートである。It is a flowchart of the process in Example 4.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態(本実施の形態)を説明する。以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention (the present embodiments) will be described with reference to the drawings. The embodiments described below are merely examples, and the embodiments to which the present invention is applied are not limited to the following embodiments.

(システム構成)
図3に、本実施の形態におけるシステム構成図を示す。図3に示すように、本実施の形態におけるシステムは、最適割当装置100、及び移動通信システム200を有する。移動通信システム200は、基地局201、転送機能202、光終端機能203を含む。図3には、基地局201、転送機能202が1つずつ示されているが、これは図示の便宜にためであり、実際にはそれぞれ複数備えられる。また、移動トラヒック処理機能として、光終端機能203を示しているが、これは例であり、移動トラヒック処理機能が、光終端機能203以外の機能であってもよい。
(System configuration)
FIG. 3 shows a system configuration diagram according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, the system in this embodiment includes an optimum allocation device 100 and a mobile communication system 200. The mobile communication system 200 includes a base station 201, a transfer function 202, and an optical termination function 203. In FIG. 3, one base station 201 and one transfer function 202 are shown, but this is for convenience of illustration, and a plurality of each is actually provided. Further, the optical termination function 203 is shown as the mobile traffic processing function, but this is an example, and the mobile traffic processing function may be a function other than the optical termination function 203.

本実施の形態では、移動通信システム200として、図1に示したような、PONシステムを適用したMFHを使用することを想定している。すなわち、図3の基地局201は、RRHとOLTを含む装置であり、転送機能202は、MFH区間(BBU−RRH)の機能であり、光終端装置は、ONUである。 In the present embodiment, it is assumed that the mobile communication system 200 uses an MFH to which a PON system is applied as shown in FIG. That is, the base station 201 in FIG. 3 is a device including RRH and OLT, the transfer function 202 is a function of the MFH section (BBU-RRH), and the optical network unit is an ONU.

MFH区間(BBU−RRH)にPONシステムを適用することで、心線共用による設備共用効果により、効率的に基地局から発生する移動トラヒックを収容することができる。 By applying the PON system to the MFH section (BBU-RRH), it is possible to efficiently accommodate the mobile traffic generated from the base station due to the equipment sharing effect by sharing the core wire.

また、本実施の形態では、従来、C−RANアーキテクチャに基づきBBUで実施してきたパケット化機能を基地局201に配備することで、PON区間による統計多重効果により移動トラヒックの収容率向上を図ることとしている。 Further, in the present embodiment, by deploying the packetization function previously implemented in the BBU based on the C-RAN architecture to the base station 201, the accommodation rate of mobile traffic is improved by the statistical multiplexing effect of the PON section. It is said.

図3に示す最適割当装置100は、基地局毎の移動トラヒック情報(時系列)、ネットワーク構成情報、設備構築費を入力とし、基地局から発生した移動トラヒックを処理する局側(例:中央集約局側)での光終端機能の割り当てを決定する。割り当ての情報は、例えば、最適割当装置100から転送機能202に送られる。転送機能202は、当該割り当てに従って、移動トラヒックの転送を行う。また、割り当ての情報は、運用者に送られ、運用者により設備構築が行われる。 The optimum allocation device 100 shown in FIG. 3 inputs mobile traffic information (time series), network configuration information, and equipment construction cost for each base station, and processes mobile traffic generated from the base station on the station side (example: central aggregation). Determine the assignment of the optical termination function on the station side). The allocation information is sent from the optimum allocation device 100 to the transfer function 202, for example. The transfer function 202 transfers the mobile traffic according to the allocation. In addition, the allocation information is sent to the operator, and the operator constructs the equipment.

最適割当装置100は、移動通信システム外のネットワーク、例えばインターネットに接続される装置であってもよいし、移動通信システム内の装置であってもよいし、スタンドアロンの装置であってもよい。 The optimum allocation device 100 may be a device connected to a network outside the mobile communication system, for example, the Internet, a device inside the mobile communication system, or a stand-alone device.

図4は、最適割当装置100の機能構成図である。図4に示すように、最適割当装置100は、基地局毎の移動トラヒック情報(時系列)、ネットワーク構成情報、設備構築費を入力する入力部101と、最適化問題を解くことにより、基地局に対する光終端機能の割り当てを決定する最適化計算部102と、計算結果を出力する出力部103と、入力データ、計算に必要なデータ、計算過程データ、計算結果等を格納するデータ格納部104を有する。最適化計算部102における処理内容については、最適割当装置100が実行する処理内容として後述する。 FIG. 4 is a functional configuration diagram of the optimum allocation device 100. As shown in FIG. 4, the optimum allocation device 100 includes an input unit 101 for inputting mobile traffic information (time series), network configuration information, and equipment construction cost for each base station, and a base station by solving an optimization problem. The optimization calculation unit 102 that determines the allocation of the optical termination function to the data, the output unit 103 that outputs the calculation result, and the data storage unit 104 that stores the input data, the data necessary for the calculation, the calculation process data, the calculation result, and the like. Have. The processing content of the optimization calculation unit 102 will be described later as the processing content executed by the optimum allocation device 100.

本実施の形態における最適割当装置100は、コンピュータに、本実施の形態で説明する処理内容を記述したプログラムを実行させることにより実現可能である。図5は、本実施の形態における最適割当装置100のハードウェア構成例を示す図である。図5の最適割当装置100は、それぞれバスBで相互に接続されているドライブ装置300、補助記憶装置302、メモリ装置303、CPU304、インタフェース装置305、表示装置306、及び入力装置307等を有する。 The optimum allocation device 100 according to the present embodiment can be realized by causing a computer to execute a program describing the processing contents described in the present embodiment. FIG. 5 is a diagram showing a hardware configuration example of the optimum allocation device 100 according to the present embodiment. The optimum allocation device 100 of FIG. 5 includes a drive device 300, an auxiliary storage device 302, a memory device 303, a CPU 304, an interface device 305, a display device 306, an input device 307, and the like, which are connected to each other by a bus B, respectively.

最適割当装置100での処理を実現するプログラムは、例えば、CD−ROM又はメモリカード等の記録媒体301によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体301がドライブ装置300にセットされると、プログラムが記録媒体301からドライブ装置300を介して補助記憶装置302にインストールされる。但し、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体301より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置302は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。 The program that realizes the processing in the optimum allocation device 100 is provided by, for example, a recording medium 301 such as a CD-ROM or a memory card. When the recording medium 301 storing the program is set in the drive device 300, the program is installed in the auxiliary storage device 302 from the recording medium 301 via the drive device 300. However, the program does not necessarily have to be installed from the recording medium 301, and may be downloaded from another computer via the network. The auxiliary storage device 302 stores the installed program and also stores necessary files, data, and the like.

メモリ装置303は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置302からプログラムを読み出して格納する。CPU304は、メモリ装置303に格納されたプログラムに従って最適割当装置100に係る機能を実現する。インタフェース装置305は、ネットワークに接続するためのインタフェースとして用いられる。表示装置306はプログラムによるGUI(Graphical User Interface)等を表示する。入力装置307はキーボード及びマウス、ボタン、又はタッチパネル等で構成され、様々な操作指示を入力させるために用いられる。 The memory device 303 reads the program from the auxiliary storage device 302 and stores the program when the program is instructed to start. The CPU 304 realizes the function related to the optimum allocation device 100 according to the program stored in the memory device 303. The interface device 305 is used as an interface for connecting to a network. The display device 306 displays a programmatic GUI (Graphical User Interface) or the like. The input device 307 is composed of a keyboard, a mouse, buttons, a touch panel, and the like, and is used for inputting various operation instructions.

(最適割当装置100が実行する処理内容)
以下、最適割当装置100が実行する処理内容の例として、実施例1〜実施例4を説明する。なお、以下の各実施例の説明において、最適化モデルでのインデックスとの紛らわしさを生じさせないために、「基地局201」、「光終端機能203」については参照符号201、203を使用していない。
(Processing content executed by the optimum allocation device 100)
Hereinafter, Examples 1 to 4 will be described as examples of the processing contents executed by the optimum allocation device 100. In the following description of each embodiment, reference numerals 201 and 203 are used for "base station 201" and "optical termination function 203" in order not to cause confusion with the index in the optimization model. Absent.

(実施例1)
実施例1では、考慮対象の全時間帯にわたり基地局とそこから発生する移動トラヒックを処理する機能(移動トラヒック処理機能(本実施の形態では光終端機能))との対応が固定であることを前提とする。
(Example 1)
In the first embodiment, it is determined that the correspondence between the base station and the function of processing the mobile traffic generated from the base station over the entire time zone to be considered (mobile traffic processing function (optical termination function in the present embodiment)) is fixed. As a premise.

最適割当装置100は、基地局毎の移動トラヒックの時系列変化の情報に基づいて、必要とする移動トラヒック処理機能の容量を少なくするように、基地局に対する移動トラヒック処理機能の割り当てを(準)最適化処理により決定する。ここで、「基地局」対「移動トラヒック処理機能」は、N対1(Nは1以上の整数)である。つまり、各基地局に対し、1つの移動トラヒック処理機能が割り当てられる。 The optimum allocation device 100 allocates the mobile traffic processing function to the base station (quasi) so as to reduce the capacity of the required mobile traffic processing function based on the information of the time-series change of the mobile traffic for each base station. Determined by optimization processing. Here, the "base station" vs. "mobile traffic processing function" is N to 1 (N is an integer of 1 or more). That is, one mobile traffic processing function is assigned to each base station.

実施例1では、(準)最適化処理は、(準)最適化プログラムにより、最適化計算部102において実行される。この点は、実施例2〜4でも同様である。なお、"(準)"と記載しているのは、後述する実施例4のように、厳密な最適解を導くことが保証されている方法ではなく、発見的手法で代表されるような良い解(厳密な最適解とは限らない)を導く手法であることを意図している。 In the first embodiment, the (quasi) optimization process is executed in the optimization calculation unit 102 by the (quasi) optimization program. This point is the same in Examples 2 to 4. It should be noted that the description of "(quasi)" is not a method that is guaranteed to derive an exact optimum solution as in Example 4 described later, but is represented by a discovery method. It is intended to be a method for deriving a solution (not necessarily an exact optimal solution).

実施例1における処理を図6を参照して説明する。まず、入力部101により、最適割当装置100に、ネットワーク構成情報(設備容量、設備構成の制約情報等)、設備構築費c、及び基地局毎の移動トラヒック情報(時系列)d が入力される。図6には、例として、基地局#0001〜#0003に関する移動トラヒック情報(時系列)が示されている。 The process according to the first embodiment will be described with reference to FIG. First, the input unit 101, the optimum allocation apparatus 100, the network configuration information (installed capacity, such constraint information equipment configuration), facility construction cost c j, and mobile traffic information (time-series) of each base station d i t is Entered. FIG. 6 shows mobile traffic information (time series) for base stations # 0001 to # 0003 as an example.

次に、最適化計算部102は、入力された情報を用いて、制約を考慮し、設備構築費が(準)最小となるような割り当てを計算する。実施例1では、当該割り当ては、考慮する全時間に固定的に適用されるものである。考慮する全時間とは、例えば、24時間、1週間、1ヶ月等の、予め定めた時間長である。 Next, the optimization calculation unit 102 uses the input information to calculate the allocation so as to minimize the equipment construction cost in consideration of the constraints. In Example 1, the allocation is fixedly applied to the entire time considered. The total time to be considered is a predetermined time length, for example, 24 hours, 1 week, 1 month, or the like.

最適化計算部102による割り当ての計算結果は、データ格納部104に格納され、出力部103により出力される。図6の例では、基地局#0001から発生する移動トラヒックと基地局#0003から発生する移動トラヒックが移動トラヒック処理機能#Aに割り当てられ、基地局#0002から発生する移動トラヒックが移動トラヒック処理機能#Bに割り当てられ、基地局#0004から発生する移動トラヒックが移動トラヒック処理機能#Cに割り当てられている。 The calculation result of the allocation by the optimization calculation unit 102 is stored in the data storage unit 104 and output by the output unit 103. In the example of FIG. 6, the mobile traffic generated from the base station # 0001 and the mobile traffic generated from the base station # 0003 are assigned to the mobile traffic processing function # A, and the mobile traffic generated from the base station # 0002 is assigned to the mobile traffic processing function. The mobile traffic assigned to # B and generated from the base station # 0004 is assigned to the mobile traffic processing function # C.

以下、最適化計算部102による処理内容をより具体的に説明する。実施例1における最適化計算部102は、最適化問題を解くことにより、基地局に対する移動トラヒック処理機能の割り当てを計算する。その最適化モデル(問題定義)は以下のとおりである。 Hereinafter, the processing content by the optimization calculation unit 102 will be described more specifically. The optimization calculation unit 102 in the first embodiment calculates the allocation of the mobile traffic processing function to the base station by solving the optimization problem. The optimization model (problem definition) is as follows.

<表記>
最適化モデルで使用される表記は以下のとおりである。
<Notation>
The notation used in the optimization model is as follows.

・i:基地局のIndex
・j:基地局からの移動トラヒックに対する局側の光終端機能に対するIndex
・t:時間のIndex
・I:基地局の集合
・J:(局側の)光終端機能の集合
・T:時間の数、t∈[1,T]
<パラメータ>
最適化モデルで使用されるパラメータは以下のとおりである。
-I: Base station Index
J: Index for the optical termination function on the station side for mobile traffic from the base station
T: Hour Index
・ I: Set of base stations ・ J: Set of optical termination functions (on the station side) ・ T: Number of hours, t ∈ [1, T]
<Parameter>
The parameters used in the optimization model are:

・c:光終端機能jの設備構築費
・U:光終端機能jに割当可能な移動トラヒックの容量
・M:光終端機能jに割当可能な基地局の最大数
・d :時間tにて基地局iから発生するトラヒック量
<変数>
最適化モデルで使用される変数は以下のとおりである。
· C j: optical terminal function j of the equipment construction cost · U j: Capacity · M j of the moving traffic can be allocated to the optical terminal function j: maximum number of assignable base station optical terminal function j · d i t: Amount of traffic generated from base station i at time t <variable>
The variables used in the optimization model are:

・y:光終端機能jの設備構築を規定するバイナリ変数(設備を構築する場合は1、そうでない場合は0)
・xi,j:基地局iの光終端機能jへの割り当てを規定するバイナリ変数(割当てる場合は1。そうでない場合は0)
<最適化モデル>
実施例1の最適化モデルを図7に示す。
-Y j : Binary variable that specifies the equipment construction of the optical termination function j (1 when constructing equipment, 0 otherwise)
-X i, j : Binary variable that specifies the allocation of base station i to the optical termination function j (1 if assigned, 0 otherwise)
<Optimized model>
The optimization model of Example 1 is shown in FIG.

図7に示すように、最適化計算部102は、式(2)、式(3)で示す制約条件の下、式(1)に示すΣj∈J・yを最小化する基地局iの光終端機能jへの割り当てを計算する。具体的には、各i、各jにおけるxi,jが割り当ての計算結果として得られる。 As shown in FIG. 7, the optimization calculation unit 102 minimizes Σ jJ c j · y j shown in equation (1) under the constraints shown in equations (2) and (3). Calculate the assignment of station i to the optical termination function j. Specifically, x i and j in each i and j are obtained as the calculation result of the allocation.

式(1)は、構築する光終端機能全体の設備構築費を最小にすることを示している。式(2)は、考慮する全時間Tの中の各時間t、及び、各光終端機能jにおいて、光終端機能jに割り当てられた全基地局のトラヒック量の合計が、当該光終端機能jに割当可能な移動トラヒックの容量以下であるという制約条件を示す。式(3)は、各光終端機能jにおいて、光終端機能jに割り当てられた全基地局の数が、当該光終端機能jに割当可能な基地局の最大数以下であるという制約条件を示す。 Equation (1) shows that the equipment construction cost of the entire optical terminal function to be constructed is minimized. In the equation (2), the total of the traffic amounts of all the base stations assigned to the optical terminal function j in each time t in the total time T to be considered and each optical terminal function j is the optical terminal function j. Indicates a constraint that is less than or equal to the capacity of mobile traffic that can be allocated to. Equation (3) shows a constraint condition that the number of all base stations assigned to the optical termination function j in each optical termination function j is equal to or less than the maximum number of base stations that can be assigned to the optical termination function j. ..

(実施例2)
実施例2では、基地局と移動トラヒック機能の対応が可変であることを前提とする。ただし、移動トラヒック機能は、考慮する時間で増減設されることなく、考慮する全時間において、その設備容量は一定である。つまり、例えば、考慮する全期間を1日とし、基地局と移動トラヒック機能の対応を変え得る単位時間を1時間とすると、1日の中で、基地局と移動トラヒック機能の対応関係は1時間単位で変化し得るが、移動トラヒック機能の設備は1日にわたって固定である。
(Example 2)
In the second embodiment, it is assumed that the correspondence between the base station and the mobile traffic function is variable. However, the mobile traffic function is not increased or decreased depending on the time to be considered, and its installed capacity is constant during the entire time to be considered. That is, for example, if the entire period to be considered is one day and the unit time that can change the correspondence between the base station and the mobile traffic function is one hour, the correspondence between the base station and the mobile traffic function is one hour in one day. Although it can vary from unit to unit, the equipment for mobile traffic is fixed for one day.

最適割当装置100は、基地局毎の移動トラヒックの時系列変化の情報に基づいて、必要とする移動トラヒック処理機能の容量を少なくするように、基地局に対する移動トラヒック処理機能の割り当て(「基地局」対「移動トラヒック処理機能」は、N対1(Nは1以上の整数))を(準)最適化処理により決定する。 The optimum allocation device 100 allocates the mobile traffic processing function to the base station (“base station”) so as to reduce the capacity of the required mobile traffic processing function based on the information of the time-series change of the mobile traffic for each base station. The "moving traffic processing function" determines N to 1 (N is an integer of 1 or more) by (quasi) optimization processing.

実施例2における処理を図8を参照して説明する。まず、実施例1と同様にして、入力部101により、最適割当装置100に、ネットワーク構成情報(設備容量、設備構成の制約情報等)、設備構築費c、及び基地局毎の移動トラヒック情報(時系列)d が入力される。 The process in the second embodiment will be described with reference to FIG. First, in the same manner as in the first embodiment, the input unit 101 provides the optimum allocation device 100 with network configuration information (equipment capacity, equipment configuration constraint information, etc.), equipment construction cost cj , and mobile traffic information for each base station. (time series) d i t is input.

次に、最適化計算部102は、入力された情報を用いて、制約を考慮し、設備構築費が(準)最小となるような割り当てを計算する。実施例2では、当該割り当ては、時間により変更されるものである。 Next, the optimization calculation unit 102 uses the input information to calculate the allocation so as to minimize the equipment construction cost in consideration of the constraints. In the second embodiment, the allocation is changed with time.

最適化計算部102による割り当ての計算結果は、データ格納部104に格納され、出力部103により出力される。図8の例では、時間1、時間2、...時間t、...のそれぞれの時間の割当結果が出力されている。例として、時間tにおいて、基地局#0001から発生する移動トラヒックと基地局#0003から発生する移動トラヒックが移動トラヒック処理機能#Aに割り当てられ、基地局#0002から発生する移動トラヒックと基地局#0004から発生する移動トラヒックが移動トラヒック処理機能#Bに割り当てられている。 The calculation result of the allocation by the optimization calculation unit 102 is stored in the data storage unit 104 and output by the output unit 103. In the example of FIG. 8, the allocation result of each time of time 1, time 2, ... time t, ... Is output. As an example, at time t, mobile traffic generated from base station # 0001 and mobile traffic generated from base station # 0003 are assigned to mobile traffic processing function # A, and mobile traffic generated from base station # 0002 and base station # 0002 are assigned. The mobile traffic generated from 0004 is assigned to the mobile traffic processing function # B.

以下、最適化計算部102による処理内容をより具体的に説明する。実施例1と同様、実施例2における最適化計算部102は、最適化問題を解くことにより基地局に対する移動トラヒック処理機能の割り当てを計算する。その最適化モデル(問題定義)は以下のとおりである。 Hereinafter, the processing content by the optimization calculation unit 102 will be described more specifically. Similar to the first embodiment, the optimization calculation unit 102 in the second embodiment calculates the allocation of the mobile traffic processing function to the base station by solving the optimization problem. The optimization model (problem definition) is as follows.

<表記>
最適化モデルで使用される表記は以下のとおりである。
<Notation>
The notation used in the optimization model is as follows.

・i:基地局のIndex
・j:基地局からの移動トラヒックに対する局側の光終端機能に対するIndex
・t:時間のIndex
・I:基地局の集合
・J:(局側の)光終端機能の集合
・T:時間の数、t∈[1,T]
<パラメータ>
最適化モデルで使用されるパラメータは以下のとおりである。
-I: Base station Index
J: Index for the optical termination function on the station side for mobile traffic from the base station
T: Hour Index
・ I: Set of base stations ・ J: Set of optical termination functions (on the station side) ・ T: Number of hours, t ∈ [1, T]
<Parameter>
The parameters used in the optimization model are:

・c:光終端機能jの設備構築費
・U:光終端機能jに割当可能な移動トラヒックの容量
・M:光終端機能jに割当可能な基地局の最大数
・d :時間tにて基地局iから発生するトラヒック量
<変数>
最適化モデルで使用される変数は以下のとおりである。
· C j: optical terminal function j of the equipment construction cost · U j: Capacity · M j of the moving traffic can be allocated to the optical terminal function j: maximum number of assignable base station optical terminal function j · d i t: Amount of traffic generated from base station i at time t <variable>
The variables used in the optimization model are:

・y:光終端機能jの設備構築を規定するバイナリ変数(設備を構築する場合は1、そうでない場合は0)
・xi,j,t:基地局iの光終端機能jへの割り当てを規定するバイナリ変数(割当てる場合は1。そうでない場合は0)
<最適化モデル>
実施例2の最適化モデルを図9に示す。
-Y j : Binary variable that specifies the equipment construction of the optical termination function j (1 when constructing equipment, 0 otherwise)
-X i, j, t : Binary variable that specifies the allocation of the base station i to the optical termination function j (1 if assigned, 0 otherwise)
<Optimized model>
The optimization model of the second embodiment is shown in FIG.

図9に示すように、最適化計算部102は、式(5)、式(6)で示す制約条件の下、式(4)に示すΣj∈J・yを最小化する基地局iの光終端機能jへの割り当てを計算する。具体的には、各i、各j、各tにおけるxi,j,tが割り当ての計算結果として得られる。 As shown in FIG. 9, the optimization calculation unit 102 minimizes Σ jJ c j · y j shown in equation (4) under the constraints shown in equations (5) and (6). Calculate the assignment of station i to the optical termination function j. Specifically, x i, j, t at each i, each j, and each t are obtained as the calculation result of the allocation.

式(4)は、構築する光終端機能全体の設備構築費を最小にすることを示している。式(5)は、考慮する全時間Tの中の各時間t、及び、各光終端機能jにおいて、光終端機能jに割り当てられた全基地局のトラヒック量の合計が、当該光終端機能jに割当可能な移動トラヒックの容量以下であるという制約条件を示す。式(6)は、各光終端機能jにおいて、光終端機能jに割り当てられた全基地局の数が、当該光終端機能jに割当可能な基地局の最大数以下であるという制約条件を示す。 Equation (4) shows that the equipment construction cost of the entire optical terminal function to be constructed is minimized. In the equation (5), the total of the traffic amounts of all the base stations assigned to the optical terminal function j in each time t in the total time T to be considered and each optical terminal function j is the optical terminal function j. Indicates a constraint that is less than or equal to the capacity of mobile traffic that can be allocated to. Equation (6) shows a constraint condition that the number of all base stations assigned to the optical termination function j in each optical termination function j is equal to or less than the maximum number of base stations that can be assigned to the optical termination function j. ..

(実施例3)
実施例3では、実施例2と同じく基地局と移動トラヒック機能の対応が可変であるが、対応関係の変更回数を最小限にすべく、基地局毎の変更、あるいは全基地局についての変更に対するペナルティを最適化の目的に加えて、基地局と移動トラヒック機能の対応を計算する。なお、実施例2と同様に、移動トラヒック機能の設備構築については、考慮する全時間において固定である。
(Example 3)
In the third embodiment, the correspondence between the base station and the mobile traffic function is variable as in the second embodiment, but in order to minimize the number of changes in the correspondence relationship, the change for each base station or the change for all base stations is made. In addition to the purpose of optimizing the penalty, calculate the correspondence between the base station and the mobile traffic function. As in the second embodiment, the construction of the equipment for the mobile traffic function is fixed at the entire time to be considered.

実施例3における処理を図10を参照して説明する。まず、入力部101により、最適割当装置100に、ネットワーク構成情報(設備容量、設備構成の制約情報等)、設備構築費c、基地局毎の移動トラヒック情報(時系列)d 、及び、基地局の割当変更に関するペナルティの情報が入力される。、基地局の割当変更に関するペナルティの情報とは、例えば、後述するペナルティ関数である。図10の例では、ペナルティの情報として(a)と(b)の2種類が示されている。(a)に示す場合では、基地局毎の割当変更回数に関するペナルティを使用し、(b)に示す場合には、全体の割当変更回数に関するペナルティを使用する。 The process according to the third embodiment will be described with reference to FIG. First, the input unit 101, the optimum allocation apparatus 100, the network configuration information (installed capacity, such constraint information equipment configuration), facility construction cost c j, mobile traffic information (time-series) of each base station d i t, and , Penalty information regarding base station assignment change is entered. The information on the penalty for changing the allocation of the base station is, for example, a penalty function described later. In the example of FIG. 10, two types of penalty information, (a) and (b), are shown. In the case shown in (a), the penalty regarding the number of allocation changes for each base station is used, and in the case shown in (b), the penalty regarding the total number of allocation changes is used.

次に、最適化計算部102は、入力された情報を用いて、制約を考慮し、設備構築費及びペナルティの合計が(準)最小となるような割り当てを計算する。実施例3でも、当該割り当ては、時間により変更されるものである。 Next, the optimization calculation unit 102 uses the input information to calculate the allocation so that the total of the equipment construction cost and the penalty is (quasi) minimum, taking into consideration the constraints. Also in the third embodiment, the allocation is changed with time.

最適化計算部102による割り当ての計算結果は、データ格納部104に格納され、出力部103により、出力される。図10の例では、時間1、時間2、...時間t、...のそれぞれの時間の割当結果が出力されている。例として、時間tにおいて、基地局#0001から発生する移動トラヒックと基地局#0003から発生する移動トラヒックが移動トラヒック処理機能#Aに割り当てられ、基地局#0002から発生する移動トラヒックと基地局#0004から発生する移動トラヒックが移動トラヒック処理機能#Bに割り当てられている。 The calculation result of the allocation by the optimization calculation unit 102 is stored in the data storage unit 104 and output by the output unit 103. In the example of FIG. 10, the allocation result of each time of time 1, time 2, ... time t, ... Is output. As an example, at time t, mobile traffic generated from base station # 0001 and mobile traffic generated from base station # 0003 are assigned to mobile traffic processing function # A, and mobile traffic generated from base station # 0002 and base station # 0002 are assigned. The mobile traffic generated from 0004 is assigned to the mobile traffic processing function # B.

以下、最適化計算部102による処理内容をより具体的に説明する。実施例1、2と同様、実施例3における最適化計算部102は、最適化問題を解くことにより基地局に対する移動トラヒック処理機能の割り当てを計算する。その最適化モデル(問題定義)は以下のとおりである。なお、ここでは、一例として、ペナルティを、全体の基地局‐移動トラヒック処理機能の割当変更回数に対して適用するケースについて説明している。 Hereinafter, the processing content by the optimization calculation unit 102 will be described more specifically. Similar to the first and second embodiments, the optimization calculation unit 102 in the third embodiment calculates the allocation of the mobile traffic processing function to the base station by solving the optimization problem. The optimization model (problem definition) is as follows. As an example, a case where the penalty is applied to the total number of base station-mobile traffic processing function allocation changes is described.

<表記>
最適化モデルで使用される表記は以下のとおりである。
<Notation>
The notation used in the optimization model is as follows.

・i:基地局のIndex
・j:基地局からの移動トラヒックに対する局側の光終端機能に対するIndex
・t:時間のIndex
・I:基地局の集合
・J:(局側の)光終端機能の集合
・T:時間の数、t∈[1,T]
<パラメータ>
最適化モデルで使用されるパラメータは以下のとおりである。
-I: Base station Index
J: Index for the optical termination function on the station side for mobile traffic from the base station
T: Hour Index
・ I: Set of base stations ・ J: Set of optical termination functions (on the station side) ・ T: Number of hours, t ∈ [1, T]
<Parameter>
The parameters used in the optimization model are:

・c:光終端機能jの設備構築費
・U:光終端機能jに割当可能な移動トラヒックの容量
・M:光終端機能jに割当可能な基地局の最大数
・d :時間tにて基地局iから発生するトラヒック量
<変数>
最適化モデルで使用される変数は以下のとおりである。
· C j: optical terminal function j of the equipment construction cost · U j: Capacity · M j of the moving traffic can be allocated to the optical terminal function j: maximum number of assignable base station optical terminal function j · d i t: Amount of traffic generated from base station i at time t <variable>
The variables used in the optimization model are:

・y:光終端機能jの設備構築を規定するバイナリ変数(設備を構築する場合は1、そうでない場合は0)
・xi,j,t:基地局iの光終端機能jへの割り当てを規定するバイナリ変数(割当てる場合は1。そうでない場合は0)
・z:光終端機能の割当変更回数の全基地局合計
<ペナルティ関数>
最適化モデルで使用されるペナルティ関数は以下のとおりである。
-Y j : Binary variable that specifies the equipment construction of the optical termination function j (1 when constructing equipment, 0 otherwise)
-X i, j, t : Binary variable that specifies the allocation of the base station i to the optical termination function j (1 if assigned, 0 otherwise)
-Z: Total number of all base station allocation changes for optical termination function <Penalty function>
The penalty functions used in the optimization model are:

・λ(z):全体での割当変更回数に伴い課するペナルティ
<最適化モデル>
実施例3の最適化モデルを図11に示す。
・ Λ (z): Penalty imposed according to the total number of allocation changes <optimization model>
The optimization model of Example 3 is shown in FIG.

図11に示すように、最適化計算部102は、式(8)、式(9)、式(10)で示す制約条件の下、式(7)に示すΣj∈J・y+λ(z)を最小化する基地局iの光終端機能jへの割り当てを計算する。具体的には、各i、各j、各tにおけるxi,j,tが割り当ての計算結果として得られる。 As shown in FIG. 11, the optimization calculation unit 102 performs Σ jJ c j · y j shown in equation (7) under the constraints shown in equations (8), (9), and (10). Calculate the allocation of the base station i to the optical termination function j that minimizes + λ (z). Specifically, x i, j, t at each i, each j, and each t are obtained as the calculation result of the allocation.

式(7)は、構築する光終端機能全体の設備構築費とペナルティとの和を最小にすることを示している。式(8)は、考慮する全時間Tの中の各時間t、及び、各光終端機能jにおいて、光終端機能jに割り当てられた全基地局のトラヒック量の合計が、当該光終端機能jに割当可能な移動トラヒックの容量以下であるという制約条件を示す。式(9)は、各光終端機能jにおいて、光終端機能jに割り当てられた全基地局の数が、当該光終端機能jに割当可能な基地局の最大数以下であるという制約条件を示す。式(10)は、考慮する全時間Tにおける全体での割当変更回数を示す。 Equation (7) shows that the sum of the equipment construction cost and the penalty of the entire optical terminal function to be constructed is minimized. In the equation (8), the total of the traffic amounts of all the base stations assigned to the optical termination function j in each time t in the total time T to be considered and each optical termination function j is the optical termination function j. Indicates a constraint that is less than or equal to the capacity of mobile traffic that can be allocated to. Equation (9) shows a constraint condition that the number of all base stations assigned to the optical termination function j in each optical termination function j is equal to or less than the maximum number of base stations that can be assigned to the optical termination function j. .. Equation (10) indicates the total number of allocation changes in the total time T to be considered.

なお、上記の例では、ペナルティをコストの一部として目的関数に使用しているが、ペナルティを、ある値以下に抑えるという制約条件として使用してもよい。 In the above example, the penalty is used for the objective function as a part of the cost, but it may be used as a constraint condition that the penalty is suppressed to a certain value or less.

(実施例4)
実施例4では、上記実施例1〜3の割当において、最適化計算部102での(準)最適化処理による計算時間の削減のため、ランダムに実施する割り当てを上界、基地局の移動トラヒックを分割して複数の移動トラヒック処理機能への割当を許容することで得られる下界の情報を利用して、下界での実行可能解が得られたときには、それを解に、得られないときには上界と下界の中点にて実行可能解が得られるか否かを評価し、得られるときにはその中点を新たな上界に、得られないときにはその中点を新たな下界として、解の範囲を狭めていき、最終的に許容される(準)最適解を導く。
(Example 4)
In the fourth embodiment, in the allocation of the first to third embodiments, in order to reduce the calculation time by the (quasi) optimization processing in the optimization calculation unit 102, the allocation to be randomly performed is an upper bound, and the mobile traffic of the base station is performed. By using the lower bound information obtained by dividing the above and allowing allocation to multiple mobile traffic processing functions, when a feasible solution in the lower bound is obtained, it is used as the solution, and when it is not obtained, the upper bound is used. Evaluate whether or not a feasible solution can be obtained at the midpoint between the boundary and the lower bound, and if it is obtained, set the midpoint as a new upper bound, and if not, set the midpoint as a new lower bound. Is narrowed down to finally derive an acceptable (quasi) optimal solution.

図12のフローチャートを参照して、実施例4における最適化計算部102の処理手順を説明する。以下の処理において、UBは処理の実施時点で得られている上界値を示し、LBは処理の実施時点で得られている下界値を示す。 The processing procedure of the optimization calculation unit 102 in the fourth embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. In the following processing, UB indicates the upper bound value obtained at the time of performing the treatment, and LB indicates the lower bound value obtained at the time of performing the processing.

ステップS101において、設備構成上の制約条件を満たしながら、ランダムに基地局を移動トラヒック処理機能に割当てることで得られた解の設備構築費UB_0を初期の上界値として設定する(UB:=UB_0)。例えば、実施例1に準じる手法を用いる場合、ステップS101では、各時間t、及び、各光終端機能jにおいて、光終端機能jに割り当てられた全基地局のトラヒック量の合計が、当該光終端機能jに割当可能な移動トラヒックの容量以下であるという制約条件と、各光終端機能jにおいて、光終端機能jに割り当てられた全基地局の数が、当該光終端機能jに割当可能な基地局の最大数以下であるという制約条件とを満たす割り当てをランダムに生成し、当該割り当ての設備構築費をUB_0とする。ここでは、実施例1に準じる手法を用いる場合を示したが、実施例2〜3に準じる手法を使用してもよい。 In step S101, the equipment construction cost UB_0 of the solution obtained by randomly allocating the base station to the mobile traffic processing function while satisfying the constraint condition on the equipment configuration is set as the initial upper bound value (UB: = UB_0). ). For example, when the method according to the first embodiment is used, in step S101, the total of the traffic amounts of all the base stations assigned to the optical termination function j at each time t and each optical termination function j is the optical termination. The constraint condition that it is less than or equal to the capacity of the mobile traffic that can be assigned to the function j, and the number of all base stations assigned to the optical terminal function j in each optical terminal function j are the bases that can be assigned to the optical terminal function j. Allocations that satisfy the constraint condition that the number of stations is less than or equal to the maximum number are randomly generated, and the equipment construction cost of the allocation is set to UB_0. Here, the case where the method according to Example 1 is used is shown, but the method according to Examples 2 to 3 may be used.

ステップS102において、基地局の移動トラヒックを分割して複数の移動トラヒック処理機能への割当を許容することを前提として、制約条件を満足しつつ最適な割当解を算出し、得られた解の設備構築費LB_0を初期の下界値として設定する(LB:=LB_0)。例えば、実施例1に準じる手法を用いる場合、ステップS102では、単一の基地局から発生する移動トラヒックを分割して複数の移動トラヒック処理機能への割当を許容することを前提として、各時間t、及び、各光終端機能jにおいて、光終端機能jに割り当てられた全基地局のトラヒック量の合計が、当該光終端機能jに割当可能な移動トラヒックの容量以下であるという制約条件と、各光終端機能jにおいて、光終端機能jに割り当てられた全基地局の数が、当該光終端機能jに割当可能な基地局の最大数以下であるという制約条件とを満たす割り当ての中で設備構築費が最小となる割り当てを最小化アルゴリズムで特定し、当該割り当ての当該設備構築費をLB_0とする。ここでは、実施例1に準じる手法を用いる場合を示したが、実施例2〜3に準じる手法を使用してもよい。 In step S102, on the premise that the mobile traffic of the base station is divided and allocation to a plurality of mobile traffic processing functions is allowed, the optimum allocation solution is calculated while satisfying the constraints, and the equipment of the obtained solution is installed. The construction cost LB_0 is set as the initial lower bound value (LB: = LB_0). For example, when a method according to the first embodiment is used, in step S102, it is assumed that the mobile traffic generated from a single base station is divided and assigned to a plurality of mobile traffic processing functions, and each time t And, in each optical termination function j, the constraint condition that the total traffic amount of all base stations assigned to the optical termination function j is equal to or less than the capacity of mobile traffic that can be assigned to the optical termination function j, and each In the optical termination function j, the equipment is constructed within the allocation satisfying the constraint that the total number of base stations assigned to the optical termination function j is equal to or less than the maximum number of base stations that can be assigned to the optical termination function j. The allocation that minimizes the cost is specified by the minimization algorithm, and the equipment construction cost of the allocation is set to LB_0. Here, the case where the method according to Example 1 is used is shown, but the method according to Examples 2 to 3 may be used.

ステップS103において、得られている下界値(LB)を実現する解が実行可能解であるか否かを制約充足問題としてチェックする。実行可能解は、基地局の移動トラヒックを分割しないで移動トラヒック処理機能への割当が行われる解である。また、LBを実現する実行可能解とは、設備構築費がLB以下になる実行可能解である。同様に、UBを実現する実行可能解とは、設備構築費がUB以下になる実行可能解である。このような実行可能解は、例えば、上述した割当可能な移動トラヒックの容量の制約条件と、割当可能な基地局の最大数の制約条件と、設備構築費(LB又はUB又はV)の制約条件を満たす制約充足問題の解として求めることができる。 In step S103, it is checked as a constraint satisfaction problem whether or not the solution that realizes the obtained lower bound value (LB) is a feasible solution. The feasible solution is a solution in which the mobile traffic of the base station is assigned to the mobile traffic processing function without being divided. Further, the feasible solution that realizes LB is a feasible solution in which the equipment construction cost is LB or less. Similarly, the feasible solution that realizes UB is a feasible solution whose equipment construction cost is UB or less. Such a viable solution is, for example, the above-mentioned constraint condition of the capacity of the mobile traffic that can be allocated, the constraint condition of the maximum number of base stations that can be allocated, and the constraint condition of the equipment construction cost (LB or UB or V). It can be found as a solution to the constraint satisfaction problem that satisfies.

実行可能解が存在する場合(S104のYes)にはステップS105に進み、LBを実現する実行可能解を最適解とし、処理を終了する。実行可能解が存在しない場合(S104のNo)にはステップS106に進む。 If there is a feasible solution (Yes in S104), the process proceeds to step S105, the feasible solution that realizes LB is set as the optimum solution, and the process ends. If there is no feasible solution (No in S104), the process proceeds to step S106.

ステップS106において、「UB−LB<目標値」(目標値は予め設定しておく値)を満たすかどうかをチェックし、満たす場合(S106のYes)にはステップS107に進み、UBを実現する実行可能解を準最適解とし、処理を終了する。 In step S106, it is checked whether or not "UB-LB <target value" (the target value is a preset value) is satisfied, and if it is satisfied (Yes in S106), the process proceeds to step S107 to realize UB. Set the possible solution as a quasi-optimal solution and end the process.

「UB−LB<目標値」を満たさない場合(S106のNo)にはステップS108に進む。 If “UB-LB <target value” is not satisfied (No in S106), the process proceeds to step S108.

ステップS108において、Vを(UB+LB)/2とし、Vを実現する解が実行可能解であるか否かを制約充足問題としてチェックする。実行可能解が存在する場合(S109のYes)にはステップS111に進み、UBをVとしてステップS108に進む。実行可能解が存在しない場合(S109のNo)にはステップS110に進み、LBをVとしてステップS103に進む。 In step S108, V is set to (UB + LB) / 2, and whether or not the solution that realizes V is a feasible solution is checked as a constraint satisfaction problem. If there is a feasible solution (Yes in S109), the process proceeds to step S111, and the process proceeds to step S108 with UB as V. If there is no feasible solution (No in S109), the process proceeds to step S110, and the process proceeds to step S103 with LB as V.

(各実施例の効果について)
実施例1、2によれば、移動トラヒック処理機能の容量が少なくなるような、基地局に対する移動トラヒック処理機能の割り当てを実施することができる。
(About the effect of each example)
According to Examples 1 and 2, it is possible to allocate the mobile traffic processing function to the base station so that the capacity of the mobile traffic processing function is reduced.

実施例3によれば、基地局と移動トラヒック処理機能の割当関係の変更を、その設備構築費削減への効果を踏まえて、最小限にすることができる。 According to the third embodiment, the change in the allocation relationship between the base station and the mobile traffic processing function can be minimized in view of the effect of reducing the equipment construction cost.

実施例4によれば、上記の実施例1〜3により望ましい割り当てを実施する(準)最適化プログラムは、計算負荷が大きく、問題の規模が大きくなるにつれ、計算に莫大な時間を要する場合がある。実施例4では、実施例1〜3の手法にて、最適化アルゴリズムを直接適用するのでなく、容易に計算可能な制約充足問題のアルゴリズムを適用することで、短時間で望ましい割り当てを決定することができる。 According to Example 4, the (quasi) optimization program that implements the desired allocation according to Examples 1 to 3 above may take an enormous amount of time to calculate as the computational load increases and the scale of the problem increases. is there. In Example 4, the method of Examples 1 to 3 is used to determine a desirable allocation in a short time by applying an easily computable constraint satisfaction problem algorithm instead of directly applying the optimization algorithm. Can be done.

(実施の形態のまとめ)
本実施の形態によれば、複数の基地局と、当該複数の基地局から発生する移動トラヒックを処理する複数の移動トラヒック処理機能を備える移動通信システムにおいて、各基地局を1つの移動トラヒック処理機能に割り当てる割当装置であって、移動トラヒック処理機能に関するコスト情報、及び、基地局毎の時系列の移動トラヒック情報を入力する入力手段と、各移動トラヒック処理機能における割当可能な移動トラヒック量、及び割当可能な基地局数に関する制約条件の下で、構築される移動トラヒック処理機能に関するコストを最小にする最適化問題を解くことにより、各基地局に対する移動トラヒック処理機能の割り当てを算出する計算手段とを備えることを特徴とする割当装置が提供される。
(Summary of embodiments)
According to the present embodiment, in a mobile communication system including a plurality of base stations and a plurality of mobile traffic processing functions for processing mobile traffic generated from the plurality of base stations, each base station has one mobile traffic processing function. An allocation device to be assigned to, an input means for inputting cost information related to the mobile traffic processing function and time-series mobile traffic information for each base station, and the amount of mobile traffic that can be assigned in each mobile traffic processing function, and allocation. A calculation method for calculating the allocation of mobile traffic processing functions to each base station by solving an optimization problem that minimizes the cost of the mobile traffic processing functions constructed under the constraints on the number of possible base stations. An allocation device characterized by being provided is provided.

最適割当装置100、入力部101、最適化計算部102はそれぞれ、割当装置、入力手段、計算手段の例である。また、設備構築費、割当変更回数に係るペナルティはいずれもコストの例である。 The optimum allocation device 100, the input unit 101, and the optimization calculation unit 102 are examples of the allocation device, the input means, and the calculation means, respectively. In addition, the facility construction cost and the penalty related to the number of allocation changes are both examples of costs.

前記計算手段は、各基地局に対する移動トラヒック処理機能の割り当てが所定の時間長の中で可変であるという条件の下で前記最適化問題を解くことにより、当該所定の時間長の中の単位時間毎に基地局に対する移動トラヒック処理機能の割り当てを算出することとしてもよい。 The calculation means solves the optimization problem under the condition that the allocation of the mobile traffic processing function to each base station is variable within a predetermined time length, thereby performing a unit time within the predetermined time length. The allocation of the mobile traffic processing function to the base station may be calculated for each.

前記計算手段は、前記最適化問題において、移動トラヒック処理機能の割り当ての変更回数に関するペナルティを更に使用することで、各基地局に対する移動トラヒック処理機能の割り当てを算出することとしてもよい。 The calculation means may calculate the allocation of the mobile traffic processing function to each base station by further using the penalty regarding the number of changes in the allocation of the mobile traffic processing function in the optimization problem.

前記計算手段は、ランダムに基地局を移動トラヒック処理機能に割り当てることで得られた解によるコストを上界値の初期値とし、基地局の移動トラヒックを分割して複数の移動トラヒック処理機能への割当を許容することを前提として計算される最適化問題の解によるコストを下界値の初期値としながら、当該初期値から始め、制約充足問題を解くことで下界値を実現する実行可能解が存在するかを調べ、存在する場合は下界値を実現する割り当てを算出し、存在しない場合は、その時点での上界値と下界値の間の値の実行可能解の存在を制約充足問題を解くことで確認し、上界値と下界値の間隔を狭めていくこととしてもよい。 The calculation means sets the cost of the solution obtained by randomly assigning the base station to the mobile traffic processing function as the initial value of the upper bound value, and divides the mobile traffic of the base station into a plurality of mobile traffic processing functions. There is a feasible solution that realizes the lower bound value by solving the constraint satisfaction problem, starting from the initial value, while using the cost of solving the optimization problem calculated on the premise that allocation is allowed as the initial value of the lower bound value. Find out if it does, calculate the allocation that realizes the lower bound value if it exists, and if it does not exist, constrain the existence of a viable solution of the value between the upper and lower bound values at that time and solve the constraint satisfaction problem. It may be confirmed by this, and the interval between the upper bound value and the lower bound value may be narrowed.

以上、本実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to such a specific embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It is possible.

100 最適割当装置
101 入力部
102 最適化計算部
103 出力部
104 データ格納部
200 移動通信システム
201 基地局
202 転送機能
203 光終端機能
300 ドライブ装置
301 記録媒体
302 補助記憶装置
303 メモリ装置
304 CPU
305 インタフェース装置
306 表示装置
307 出力装置
100 Optimal allocation device 101 Input unit 102 Optimization calculation unit 103 Output unit 104 Data storage unit 200 Mobile communication system 201 Base station 202 Transfer function 203 Optical termination function 300 Drive device 301 Recording medium 302 Auxiliary storage device 303 Memory device 304 CPU
305 Interface device 306 Display device 307 Output device

Claims (4)

複数の基地局と、当該複数の基地局から発生する移動トラヒックを処理する複数の移動トラヒック処理機能を備える移動通信システムにおいて、各基地局を1つの移動トラヒック処理機能に割り当てる割当装置であって、
移動トラヒック処理機能に関するコスト情報、及び、基地局毎の時系列の移動トラヒック情報を入力する入力手段と、
各移動トラヒック処理機能における割当可能な移動トラヒック量、及び割当可能な基地局数に関する制約条件の下で、前記コスト情報から算出されるコストであって、構築される移動トラヒック処理機能に関するコストを最小にする最適化問題を解くことにより、各基地局に対する移動トラヒック処理機能の割り当てを算出する計算手段とを備え、
前記計算手段は、各基地局に対する移動トラヒック処理機能の割り当てが所定の時間長の中で可変であるという条件の下で、移動トラヒック処理機能の割り当ての変更回数に関するペナルティを更に使用して、前記最適化問題を解くことにより、当該所定の時間長の中の単位時間毎に基地局に対する移動トラヒック処理機能の割り当てを算出する
ことを特徴とする割当装置。
In a mobile communication system including a plurality of base stations and a plurality of mobile traffic processing functions for processing mobile traffic generated from the plurality of base stations, each base station is assigned to one mobile traffic processing function.
An input means for inputting cost information related to the mobile traffic processing function and time-series mobile traffic information for each base station.
The cost calculated from the cost information under the constraints on the amount of mobile traffic that can be allocated in each mobile traffic processing function and the number of base stations that can be allocated, and the cost related to the mobile traffic processing function to be constructed is minimized. It is equipped with a calculation means for calculating the allocation of mobile traffic processing functions to each base station by solving the optimization problem.
The calculation means further uses a penalty for the number of changes in the mobile traffic processing function assignment, provided that the mobile traffic processing function allocation to each base station is variable over a predetermined time length. An allocation device characterized by calculating the allocation of mobile traffic processing functions to a base station for each unit time within the predetermined time length by solving an optimization problem .
前記計算手段は、ランダムに基地局を移動トラヒック処理機能に割り当てることで得られた解によるコストを上界値の初期値とし、基地局の移動トラヒックを分割して複数の移動トラヒック処理機能への割当を許容することを前提として計算される最適化問題の解によるコストを下界値の初期値としながら、当該初期値から始め、制約充足問題を解くことで下界値を実現する実行可能解が存在するかを調べ、存在する場合は下界値を実現する割り当てを算出し、存在しない場合は、その時点での上界値と下界値の間の値の実行可能解の存在を制約充足問題を解くことで確認し、上界値と下界値の間隔を狭めていく
ことを特徴とする請求項に記載の割当装置。
The calculation means sets the cost of the solution obtained by randomly assigning the base station to the mobile traffic processing function as the initial value of the upper bound value, and divides the mobile traffic of the base station into a plurality of mobile traffic processing functions. There is a feasible solution that realizes the lower bound value by solving the constraint satisfaction problem, starting from the initial value, while using the cost of solving the optimization problem calculated on the premise that allocation is allowed as the initial value of the lower bound value. Find out if it does, calculate the allocation that realizes the lower bound value if it exists, and if it does not exist, constrain the existence of a viable solution between the upper and lower bound values at that time and solve the constraint satisfaction problem. The allocation device according to claim 1 , wherein the interval between the upper bound value and the lower bound value is narrowed.
複数の基地局と、当該複数の基地局から発生する移動トラヒックを処理する複数の移動トラヒック処理機能を備える移動通信システムにおいて、各基地局を1つの移動トラヒック処理機能に割り当てる割当装置が実行する割当方法であって、
移動トラヒック処理機能に関するコスト情報、及び、基地局毎の時系列の移動トラヒック情報を入力する入力ステップと、
各移動トラヒック処理機能における割当可能な移動トラヒック量、及び割当可能な基地局数に関する制約条件の下で、前記コスト情報から算出されるコストであって、構築される移動トラヒック処理機能に関するコストを最小にする最適化問題を解くことにより、各基地局に対する移動トラヒック処理機能の割り当てを算出する計算ステップとを備え、
前記計算ステップにおいて、前記割当装置は、各基地局に対する移動トラヒック処理機能の割り当てが所定の時間長の中で可変であるという条件の下で、移動トラヒック処理機能の割り当ての変更回数に関するペナルティを更に使用して、前記最適化問題を解くことにより、当該所定の時間長の中の単位時間毎に基地局に対する移動トラヒック処理機能の割り当てを算出する
ことを特徴とする割当方法。
In a mobile communication system including a plurality of base stations and a plurality of mobile traffic processing functions for processing mobile traffic generated from the plurality of base stations, allocation performed by an allocation device that allocates each base station to one mobile traffic processing function. It ’s a method,
An input step for inputting cost information related to the mobile traffic processing function and time-series mobile traffic information for each base station, and
The cost calculated from the cost information under the constraints on the amount of mobile traffic that can be allocated in each mobile traffic processing function and the number of base stations that can be allocated, and the cost related to the mobile traffic processing function to be constructed is minimized. It has a calculation step to calculate the allocation of mobile traffic processing functions to each base station by solving the optimization problem.
In the calculation step, the assigning device further penalizes the number of changes in the mobile traffic processing function allocation to each base station, provided that the mobile traffic processing function allocation to each base station is variable within a predetermined time length. An allocation method, which is used to calculate the allocation of a mobile traffic processing function to a base station for each unit time within the predetermined time length by solving the optimization problem .
コンピュータを、請求項1又は2に記載の割当装置における各手段として機能させるためのプログラム。 A program for operating a computer as each means in the allocation device according to claim 1 or 2 .
JP2017112679A 2017-06-07 2017-06-07 Allocation device, allocation method, and program. Active JP6761781B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017112679A JP6761781B2 (en) 2017-06-07 2017-06-07 Allocation device, allocation method, and program.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017112679A JP6761781B2 (en) 2017-06-07 2017-06-07 Allocation device, allocation method, and program.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018207364A JP2018207364A (en) 2018-12-27
JP6761781B2 true JP6761781B2 (en) 2020-09-30

Family

ID=64958458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017112679A Active JP6761781B2 (en) 2017-06-07 2017-06-07 Allocation device, allocation method, and program.

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6761781B2 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010166627A (en) * 2010-05-06 2010-07-29 Fujitsu Ltd Apparatus for connection and control of radio channel, and mobile communication network system
JP5667958B2 (en) * 2011-09-30 2015-02-12 Kddi株式会社 Radio management apparatus and radio access network system
WO2016031101A1 (en) * 2014-08-28 2016-03-03 日本電気株式会社 Radio base station apparatus, base station cell processing resource allocation method, and nontemporary computer readable medium on which program has been stored
US9680695B2 (en) * 2014-10-24 2017-06-13 At&T Intellectual Property I, L.P. Facilitating mobility dimensioning via dynamic configuration of a switch
JP6359476B2 (en) * 2015-03-30 2018-07-18 株式会社Nttドコモ Radio base station control information generating apparatus and radio communication system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018207364A (en) 2018-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Han et al. Modeling profit of sliced 5G networks for advanced network resource management and slice implementation
US10660069B2 (en) Resource allocation device and resource allocation method
CN110636394B (en) Virtual optical network mapping method, device, equipment and medium
US11809895B2 (en) Control device, control method, and program
Moura et al. Fragmentation aware routing and spectrum assignment algorithm
WO2020004380A1 (en) Allocation device, system, task allocation method, and program
Żotkiewicz et al. Optimization models for flexgrid elastic optical networks
CN109905784B (en) Service reconstruction method and equipment for optical network wavelength allocation
CN114205317A (en) Service function chain SFC resource allocation method based on SDN and NFV and electronic equipment
CN105245307A (en) Method of determining communication path in communication network and equipment
US20190199649A1 (en) Resource allocation device and resource allocation method
JP6499097B2 (en) Resource allocation calculation device, resource allocation calculation method, and program
CN107204935B (en) Fault probability and load balancing compromise method and system for spectrum flexible optical network
JP6761781B2 (en) Allocation device, allocation method, and program.
JP6601526B2 (en) Optical communication system, master station device, bandwidth allocation device, bandwidth allocation program, and bandwidth allocation method
JP6439424B2 (en) Transmission path design apparatus and transmission path design method
Zhu et al. Multi-dimensional resource virtualization in spectral and spatial domains for inter-datacenter optical networks
Banez et al. Network virtualization resource allocation and economics based on prey–predator food chain model
CN106717084B (en) Apparatus and method for overlapping rate partition
Christodoulopoulos et al. Routing and spectrum allocation policies for time-varying traffic in flexible optical networks
Korcak et al. Competition and regulation in a wireless operator market: An evolutionary game perspective
US10341041B2 (en) Method and device for assisting wavelength reallocation in wavelength division multiplexing optical network
JP5563717B2 (en) Distributed method for fair bandwidth allocation for content distribution in networks
CN115633083A (en) Power communication network service arrangement method, device and storage medium
Malashenko et al. Estimate of resource distribution with the shortest paths in the multiuser network

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190621

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200218

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200420

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200901

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200907

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6761781

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150