CN1251525C - 资源控制方法、移动通信系统、基站和移动站 - Google Patents

Abstract

一种资源控制方法，是在基站和多个移动站的各个之间的移动通信中由基站实行的资源控制方法，其特征在于，它具有以下步骤：在从一个移动站有新连接要求或切换要求时，测定剩余能分配的剩余资源量测定步骤；用测定中所得到的剩余能分配的资源量对一个移动站算出能提供的服务品质的服务品质算出步骤；判断在算出中得到的服务品质是否在对应于一个移动站所属的服务等级的规定范围内的判断设备；以及当服务品质不在对应一个移动站所属的服务等级的规定范围内的场合，按照各移动站所属的服务等级，对各移动站将资源进行再分配的再分配步骤。

Description

资源控制方法、移动通信系统、基站和移动站

技术领域

本发明涉及在基站和移动站之间的移动通信中的资源控制方法、该基站、该移动站、以及包含这些基站和移动站所构成的移动通信系统。

背景技术

在移动无线电通信环境中，由于终端的移动和电波环境的变化，使接收电平和干扰量的变动剧烈，通信所需的无线电信道等的资源量的变动很大。另外，在蜂窝状方式中，由于每个网格能利用的资源量发生变化、以及终端的移动的切换，在终端能利用的资源时刻发生变化、以及终端在产生新连接要求或切换要求时，在整个通信的继续时间范围内很难绝对保证被分配的传输速度和误码率等的所谓QoS(Quality of Service：网络的服务品质)。

在现有的品质保证服务(保障服务)，例如使用移动通信中的线路交换的声音服务中，当通信正在繁忙中，接收电平的下降、干扰的增加、以及在切换时在切换目的地没有空闲信道等最初所要求的QoS不能满足，在这种场合，就是说，在某种恒定的被确定的声音QoS的提供不能满足的场合，在这一时刻切断通信。对于用户来说，切断想继续的通信，将使服务品质大大地降低。

另一方面，在日本的特开2001-177865号公报中记载了题为“移动通信中的时间片分配方法以及使用该方法的基站和移动站”的发明，在这一发明中，将包含用户要求的资源的最大值和最小值的二个值的QoS要求通知网络。在产生新的连接要求时，网络将检查剩余可分配的资源，并在连接要求的最大要求资源量和最小要求资源量的范围内最大限度地利用资源。

但是，在这种方式中，由于按照产生新连接要求或切换要求时的业务状况分配资源，因此，在存在多个服务等级时，在同一服务等级的多个用户中，在连接要求的产生时刻不同的场合，给闲散时出现的用户分配最大要求资源，而给繁忙时出现的用户用最小资源量分配，在这种场合，在同一服务等级之间的用户中将产生不公平。

另外，由于有时在不同的服务等级之间的用户中，在闲散时出现优先级低的用户用最大要求资源量分配，而用最小资源量分配给在繁忙时出现的优先级高的用户，在等级之间的用户中也产生不公平。由于存在这样的同一等级之间的用户的不公平性和不同的等级之间的用户的不公平性，因此不能提供具公平性的某种服务，并能成为恶化用户满足度的因素。

例如，如图7A～图7D所示那样，假定移动站(以下，写作MS)1和MS3属于要求高传输速率的高服务等级，MS2属于要求低传输速率的低服务等级。此外，图7A表示从基站向移动站的下方向通信，图7C表示从移动站向基站的上方向通信。

另外，图7A中的粗箭头表示分配给各MS的发送电力的大小，图7B中还表示分配给各MS的发送电力的积累图表。后述的图8A中的粗箭头和图8B中的发送电力的积累图表也是同样的。此外，图7C中的粗箭头表示有关来自各MS的接收信号的接收电力的大小，图7D中还表示来自各MS的接收电力的积累图表。后述的图8C中的粗箭头和图8D的接收电力的积累图表也是相同的。

如图7A～图7D所示那样，由于在MS1、MS2产生新连接要求时资源有富裕，因此资源被分配给MS1、MS2，以便能满足QoS最大要求。例如，分配资源以便在MS1、MS2中分别形成384kbps、192kbps的传输速率。

然而，由于在该状态中，在MS3产生新要求的场合，剩余发送电力资源少，因此在MS3中只能提供64kbps的传输速率。为此，在提供给作为同一服务等级的用户的MS1、MS3的服务中产生不公平，在高等级的MS3中分配64kbps，在低等级的MS2中分配192kbps，在提供给作为不同等级用户的MS2、MS3的服务中也产生不公平。

这样的事态在产生切换要求的场合也会出现。即，如图8A～图8D所示那样，当MS1、MS2产生切换要求时，由于资源有富裕，因此，将资源分配给MS1、MS2，以便能满足QoS最大要求。例如，要象在MS1、MS2中分别形成384kbps、384kbps的传输速率那样地进行资源分配。

然而，在该状态下，在MS3产生切换要求的场合，由于剩余的发送电力小，因此，在MS3中只能提供32kbps的传输速率。为此，在提供给作为同一服务等级的用户的MS1、MS3的服务中将产生不公平，在高等级的MS3中分配32kbps，在低等级的MS2中分配384kbps，提供给作为不同等级用户的MS2、MS3的服务也产生不公平。

这样，用现有的方法不能提供公平性的某种服务，并能成为恶化用户满足度的要素。

在上述现有的资源控制方法中，在闲散时给产生新连接要求或切换要求的用户分配最大要求资源，在繁忙时给产生新连接要求或切换要求的用户分配最小要求资源，在这种场合，在同一等级之间的用户中将产生不公平。而且，在闲散时给产生新连接要求或切换要求的低优先级等级的用户分配最大要求资源，在繁忙时给产生新连接要求或切换要求的高优先级等级的用户分配最小要求资源，在这种场合，在不同等级之间的用户中将产生不公平。由于存在着这样的同一等级之间用户的不公平和不同等级之间的用户的不公平，因此存在着不能提供高成本性能的服务、难以提高用户满足度的缺点。

发明内容

因此，本发明是为解决上述课题而形成的，其目的在于提供能提供有公平性的服务的资源控制方法、移动通信系统、基站和移动站，即，在同一服务等级的用户之间提供该程度的QoS并保持服务的公平性，在不同的服务等级的用户之间能将传输速率的比率维持在预先规定的比率，并相对地保持服务等级之间的QoS。

为达成上述目的，涉及本发明的资源控制方法是基站和移动站之间的移动通信中的资源控制方法，其特征在于，在具有新连接要求或切换要求时，并且在没有足够的通信中所需的空闲资源的场合，基站根据同一服务等级的移动站之间或不同的服务等级的移动站之间的规定的状况将分配给各自的移动站的资源进行再分配。

此处的所谓“资源”叫做用于提供某种固定的通信品质或QoS(传输速率、延迟、误码率等)所必需的发送电力、缓冲器容量、以及在与它的其它移动站通信时对各个移动站占有地被分配的基站的资源。另外，此处的所谓“某种固定的通信品质”叫做对于提供给属于与该移动站相同的服务等级的其它用户的通信品质只不提高或降低预定的比例的范围的通信品质、或对于提供其它的服务等级的用户的通信品质只不提高或降低预定的比例的范围的通信品质。

即，在本发明中，所谓所述空闲资源不足的场合，其特征在于，它是能够由剩余的资源分配的资源对于分配给同一服务等级或不同服务等级的移动站的资源只是提高或降低规定的比例的场合。

另外，在本发明中，基站最好这样构成，即，通过调整所述规定的比例，调整同一服务等级的移动站之间或不同服务等级的移动站之间的公平性的程度。

另外，在本发明中，基站最好这样构成，即，作为能由剩余的资源分配的资源，估计给移动站能提供的传输速率。

另一方面，涉及本发明的资源控制方法也可以象以下那样地构成。即，涉及本发明的资源控制方法是在基站和移动站之间的移动通信中的资源控制方法，其特征在于，在产生空闲资源时或在一定时间间隔内，并且在需要资源的再分配部分的场合，基站按照同一服务等级的移动站之间或不同的服务等级的移动站之间的固定的状态将分配给各自的移动站的资源进行再分配。

此处，所谓需要资源的再分配部分的场合是这样的场合，其特征在于，它是分配给所述基站收容的移动站中的规定的比率以上的移动站的资源对于分配给同一服务等级或不同的服务等级的移动站的资源只是提高或降低规定的比例场合。

另外，在本发明中，基站最好这样构成，即，通过调整所述规定的比率和所述规定的比例的双方或一方调整同一服务等级的移动站之间或不同的服务等级的移动站之间的公平性的程度。

另外，在本发明中，基站最好这样构成，即，将分配给属于同一服务等级的各个移动站的资源成为预定的范围内那样的资源进行再分配。

另外，在本发明中，基站最好这样构成，即，将用分配给属于不同的服务等级的各个移动站的资源所提供的服务品质成为相互预定的相对比率那样的资源进行再分配。

若依据涉及以上那样的本发明的资源控制方法，按照用户所属的服务等级将资源再分配，即使在全部的业务容量变动的场合，通过在同一服务等级的用户之间提供该程度的资源后保持资源的公平性，与此同时，在不同的服务等级的用户之间维持预先确定的比率后保持服务等级之间的差别，也能提供公平性的某种服务。

这样，通过谋求同一服务等级内用户的公平性以及不同的服务等级之间用户的公平性，就能够提供公平性的某种服务，并能提高用户满足度。尤其在容量差大的第3代移动通信系统的网格(以下叫做“3G网格”。假定在附图中也相同)和第4代移动通信系统的网格(以下叫做“4G网格”，假定在附图中也相同)之间的切换中，能够降低同一服务等级的用户之间的品质级差。

涉及上述的资源控制方法象以下那样也可以作为涉及移动通信系统和基站的发明来叙述。

即，涉及本发明的移动通信系统是构成包含基站、以及位于该基站的无线电区域内的移动站，并在基站和移动站之间进行无线电通信的移动通信系统，其特征在于，所述基站在具有新连接要求或切换要求时、并在通信中所需的空闲信道不足的场合，按照同一服务等级的移动站之间或不同的服务等级的移动站之间的规定的状况将分配给各自的移动站的资源进行再分配。

另外，涉及本发明的移动通信系统是构成包含基站、以及位于该基站的无线电区域内的移动站，并在基站和移动站之间进行无线电通信的移动通信系统，其特征在于，所述基站在产生空闲资源时或在一定时间间隔内，并且在需要资源的再分配的场合，按照同一服务等级的移动站之间或不同的服务等级的移动站之间的规定的状况，将分配给各自的移动站的资源进行再分配。

另外，涉及本发明的基站是在与位于规定的无线电区域内的移动站之间进行无线电通信的基站，其特征在于，在具有新连接要求时，并且在通信中所需的资源不足的场合，按照同一服务等级的移动站之间或不同的服务等级的移动站之间的规定的状况将分配给各自的移动站的资源进行再分配。

另外，涉及本发明的基站是在与位于规定的无线电区域内的移动站之间进行无线电通信的基站，其特征在于，当产生空闲资源时或在一定时间间隔内，并且需要资源的再分配的场合，按照同一服务等级的移动站之间或不同的服务等级的移动站之间的规定的状况，将分配给各自的移动站的资源进行再分配。

而且，着眼于移动通信系统中的基站和移动站的动作，能够将涉及本发明的基站和涉及本发明的移动站记述如下。

即，涉及本发明的基站是在与位于规定的无线电区域内的移动站之间进行无线电通信的基站，其特征在于，它具备识别关于通信对方的移动站的现状的服务品质和服务等级的识别设备，估计为了用某种传输速率与移动站的进行接收发送所需要资源量的估计设备，根据该移动站的服务等级、现状的服务品质、以及所述必要的资源量决定分配给该移动站的资源量和传输速率的决定设备，以及将所决定的资源量和传输速率指示给该移动站的指示设备。

另外，涉及本发明的移动站是在与基站之间进行无线电通信的移动站，其特征在于，它具备将本站所属的服务等级通知给基站的等级通知设备，在新连接时和切换时，以及在规定的周期内，测定现状的服务品质的服务品质测定设备，将在测定中所得到的服务品质通知给基站的服务品质通知设备，识别从该基站所指示的资源量和传输速率的识别设备，以及根据所指示的资源量和传输速率与该基站进行无线电通信的通信设备。

但是，涉及本发明的资源控制方法，象以下那样，也可以作为由多个步骤组成的资源控制方法进行叙述。

即，涉及本发明的资源控制方法是在基站和多个移动站的各个之间的移动通信中由上述基站执行的资源控制方法，其特征在于包括：在从移动站有新连接要求或切换要求时，测定剩余能分配的资源量，用该剩余能分配的资源量对上述移动站计算出能提供的服务品质，或者在产生空闲资源时或以一定时间间隔，收集各移动站的服务品质信息，根据所得到的上述能提供的服务品质或各移动站的服务品质信息，判断是否需要进行资源的再分配的判断步骤；在判断为需要进行资源的再分配的情况下，向各服务等级的移动站再分配资源，使得同一服务等级的移动站的服务品质之间在规定的第1范围内近似，而不同的服务等级的移动站的服务品质之间的比率收敛到以与该不同的服务等级对应地确定的规定的比率为中心的规定的第2范围内的再分配步骤。

根据上述涉及本发明的各个资源控制方法，按照用户所属的服务等级，将资源进行再分配，在全部业务容量变动的场合，同一服务等级的用户之间也能够提供该程度的资源，并保持服务的公平性，与此同时，在不同的服务等级的用户之间，通过维持预先确定的比率，保持服务等级之间的差别，能提供公平性的某种服务。这样，通过谋求同一服务等级内用户的公平性和不同的服务等级之间用户的公平性，就能提供公平性的某种服务，并能提高用户满足度。

但是，在用上述涉及本发明的资源控制方法的再分配步骤中，希望基站，具体地说象以下进行的那样对各移动站将资源进行再分配。

例如，在一个移动站以外的其它的移动站属于与这一个移动站相同的服务等级的场合，在再分配步骤中，希望基站对各移动站将资源进行再分配，以便用分配给这一个移动站的资源所提供的服务品质对用分配给其它移动站的资源所提供的服务品质在规定的范围内近似。

另外，在一个移动站以外的其它移动站属于与这一个移动站不同的服务等级的场合，在再分配步骤中，希望基站对各移动站将资源进行再分配，以便用分配给这一个移动站的资源所提供的服务品质和用分配给其它移动站的资源所提供的品质的比率被收容在以按照这一个移动站的服务等级和该其它移动站的服务等级确定的规定值为中心的规定范围内。

此外，作为一个移动站以外的其它移动站，在属于与这一个移动站相同的服务等级的第1移动站和属于与这一个移动站不同的服务等级的第2移动站混合的场合，希望基站对各移动站将资源进行再分配，以便用分配给这一个移动站的资源所提供的服务品质对用分配给第1移动站的资源所提供的服务品质在规定的范围内近似，并且，用分配给这一个移动站的资源所提供的服务品质和用分配给第2移动站的资源所提供的服务品质的比率收容在以按照这一个移动站的服务等级和这个第2移动站的服务等级确定的规定值为中心的规定范围内。

象上述那样，由多个步骤组成的资源控制方法的发明象以下那样也能够作为涉及移动通信系统的发明和涉及基站的发明被叙述。

即，涉及本发明的移动通信系统包含基站和位于该基站的无线区域内的多个移动站，在基站和多个移动站的各个之间进行无线通信，其特征在于：上述基站包括：在从移动站有新连接要求或切换要求时，测定剩余能分配的资源量，用该剩余能分配的资源量对上述移动站计算出能提供的服务品质，或者在产生空闲资源时或以一定时间间隔，收集各移动站的服务品质信息，根据所得到的上述能提供的服务品质或各移动站的服务品质信息，判断是否需要进行资源的再分配的判断装置；在判断为需要进行资源的再分配的情况下，向各服务等级的移动站再分配资源，使得同一服务等级的移动站的服务品质之间在规定的第1范围内近似，而不同的服务等级的移动站的服务品质之间的比率收敛到以与该不同的服务等级对应地确定的规定的比率为中心的规定的第2范围内的再分配装置。

另一方面，涉及本发明的基站在与位于规定的无线区域内的多个移动站的各个之间进行无线通信，其特征在于：在从移动站有新连接要求或切换要求时，测定剩余能分配的资源量，用该剩余能分配的资源量对上述移动站计算出能提供的服务品质，或者在产生空闲资源时或以一定时间间隔，收集各移动站的服务品质信息，根据所得到的上述能提供的服务品质或各移动站的服务品质信息，判断是否需要进行资源的再分配的判断装置；在判断为需要进行资源的再分配的情况下，向各服务等级的移动站再分配资源，使得同一服务等级的移动站的服务品质之间在规定的第1范围内近似，而不同的服务等级的移动站的服务品质之间的比率收敛到以与该不同的服务等级对应地确定的规定的比率为中心的规定的第2范围内的再分配装置。

附图说明

图1是发明的实施形态中的基站的构成图。

图2是发明的实施形态中的移动站的构成图。

图3是表示在连接要求(新产生或切换)时由基站实行的处理的流程图。

图4是表示在空闲资源产生时或在一定时间间隔内由基站实行的资源再分配处理的流程图。

图5A是用于说明在本实施形态中，在新传输要求产生时关于下方向通信的资源分配的图。

图5B是分配给图5A的发送电力的积累图表。

图5C是用于说明在本实施形态中产生新传输要求时的关于上方向通信的资源分配的图。

图5D是来自图5C的各移动站的接收电力的积累图表。

图6A是用于说明在本实施形态中，关于在产生切换要求时的下方向通信的资源分配的图。

图6B是分配给图6A的各移动站的发送电力的积累图表。

图6C是用于说明在本实施形态中，关于在产生切换要求时的上方向通信的资源分配的图。

图6D是来自图6C的各移动站的接收电力的积累图表。

图7A是用于说明在现有方式中，关于产生新传输要求时的下方向通信的资源分配的图。

图7B是分配给图7A的各移动站的发送电力的积累图表。

图7C是用于说明在现有方式中，关于产生新传输要求时的上方向通信的资源分配的图。

图7D是来自图7C的各移动站的接收电力的积累图表。

图8A是用于说明在现有方式中，关于在产生切换要求时的下方向通信的资源分配的图。

图8B是分配给图8A的各移动站的发送电力的积累图表。

图8C是用于说明在现有方式中，关于在产生切换要求时的上方向通信的资源分配的图。

图8D是来自图8C的各移动站的接收电力的积累图表。

图9是表示涉及本发明的资源控制方法的第1形态的流程图。

图10是表示涉及本发明的资源控制方法的第2形态流程图。

图11是表示关于服务等级1、2的各自的最大要求量和最小要求量的前提条件的表。

图12A是表示在图3的处理中的资源再分配前的数值例子的表。

图12B是表示在图3的处理中的资源再分配后的数值例子的表。

图13A是表示在图4的处理中，在资源剩余的场合的资源再分配前的数值例子的表。

图13B是表示在图4的处理中，在资源剩余的场合的资源再分配后的数值例子的表。

图14A是表示在图4的处理中根据一定时间间隔的测定结果的资源再分配前的数值例子的表。

图14B是表示在图4的处理中根据一定时间间隔的测定结果的资源再分配后的数值例子的表。

具体实施方式

以下，参照附图，说明涉及本发明的实施形态。

涉及权利要求1、16等中记载的发明的第1实施形态是涉及连接要求(新或切换)时的基站的动作的形态，并用图9那样的一连串的处理表示。

即，涉及第1实施形态的资源控制方法是在基站和多个移动站的各个之间的移动通信中由所述基站实行的资源控制方法，其特征在于，它具有以下步骤：如图9所示那样，在从一个移动站有新连接要求或切换要求时，测定剩余能分配的资源量的剩余资源量测定步骤S01；用测定中所得到的剩余能分配的资源量对所述一个移动站算出能提供的服务品质的服务品质算出步骤S02；判断在算出中所得到的服务品质是否在对应于所述一个移动站所属的服务等级的规定范围内的判断S03；以及当所述服务品质不在对应于所属一个移动站所属的服务等级的规定范围内的场合(在S03中否定判断的场合)，按照各移动站所属的服务等级，对各移动站再分配资源的再分配S04。

另外，涉及权利要求5、17等记载的发明的第2实施形态是涉及产生空闲资源时或在经过一定时间间隔时的基站的动作的实施形态，并用图10那样的一连串的处理表示。

即，涉及第2实施形态的资源控制方法是在基站和多个移动站的各个之间的移动通信中由所述基站实行的资源控制方法，其特征在于，它具有以下步骤：如图10所示那样，在产生空闲资源时或在一定时间间隔中，收集各移动站的服务品质信息的服务品质信息收集步骤(S11)；根据所得到的各移动站的服务品质信息，对各移动站检查各移动站的服务品质是否在对应于该各移动站所属的服务等级的规定范围内，并对全部移动站中的规定比率以上的移动站判断服务品质是否是不在该移动站所属的服务等级的规定范围的状态的状态判断步骤(S12)；以及对于规定比率上的移动站，当服务品质是不在对应于该移动站所属的服务等级的规定范围内的状态的场合(S12中肯定判断的场合)，按照各移动站所属的服务等级，对各移动站再分配资源的再分配步骤(S13)。

根据上述第1、第2各个实施形态，按照用户所属的服务等级再分配资源，即使在全部业务容量变动的场合，也能在同一服务等级的用户之间提供该程度的资源，并保持服务的公平性，与此同时，在不同的服务等级的用户之间通过维持预选确定的比率并保持服务等级之间的差别，能够提供公平性的某种服务。这样，通过谋求同一服务等级内用户的公平性和不同的服务等级之间用户的公平性，能够提供公平性的某种服务，并能提高用户满足度。

以下，更详细地说明关于本发明的资源控制方法的实施形态，本实施形态所假定的移动通信系统，如图5A、图5C所示那样，是构成包含基站10和位于该基站10的无线电区域内的移动站(也叫做MS(Mobile Station))20，并且在基站10和移动站20之间进行无线电通信的移动通信系统。此外，移动站20适合便携式电话和移动终端等便携式终端。

在图1中表示示出基站10的一个构成例子的构成图。如图1所示那样，基站10被构成包含以下设备：循环器100，解调电路101，信号分离电路102，识别涉及通信对方的移动站20的现状的通信品质(例如传输速率等)和优先级(服务等级)的优先级识别电路104，确认剩余资源量的剩余资源量确认电路105，计算能提供给移动站的传输速率的传输速率计算电路106，在传输速率比预先设定的阈值小的场合计算再分配的传输速率的再分配的传输速率计算电路107，决定调制方式和无线电资源量的调制方式资源决定电路108，生成用于通知所决定传输速率、调制方式和资源量的通知信息的通知信息控制电路109，信号复用电路111，调制电路110，译码电路103，以及编码电路112。

对该基站10，从移动站20发送到上方向的传输要求或从上位网络发送到下方向的传输要求经由循环器100、解调电路101和信号分离电路102被输入到优先级识别电路104。在优先级识别电路104中，优先级(服务等级)被识别后，由剩余资源量确认电路105确认剩余资源量，并由传输速率计算电路106计算能提供给该移动站20的传输速率。该传输速率若比预先设定的阈值小，那么就起动再分配的传输速率计算电路107，并计算再分配的传输速率。

另外，调制方式和无线电资源量由调制方式资源决定电路108决定，所决定的调制方式、资源量以及在上述计算中所得到的传输速率被输入到通知信息控制电路109、信号复用电路111，并且与经过译码电路112的下信息一起经由调制电路110、循环器100被发送到移动站20。

另外，在译码电路103和编码电路112后(在图1中译码电路103和编码电路112的右侧)也可以设置信号分离电路102、优先级识别电路104、剩余资源量确认电路105、传输速率计算电路106、再分配的传输速率计算电路107、调制方式资源决定电路108、通知信息控制电路109、以及信号复用电路111。

此外，在涉及所述的本发明的基站中具备的识别设备相当于优先级识别电路104，估计设备相当于剩余资源量确认电路105，决定设备相当于传输速率计算电路106，并相当于再分配的传输速率计算电路107和调制方式资源决定电路108，指示设备相当于通知信息控制电路109。

图2表示示出移动站20的一个构成例子的构成图。如图2所示那样，移动站20构成包含确认传输对象的优先级的优先级确认部分200、编码电路21、调制电路202、循环器203、信号分离电路204、解调电路205和译码电路206、接收品质监视部分207、以及基站报知部分208。

在该移动站20中，优先级确认部分200确认传输对象的优先级。该优先级信息与传输要求一起经由编码电路201、调制电路202和循环器203往基站10(图1)发送(相当于本发明的等级通知设备)。另一方面，由基站10决定的无线电资源量和调制方式、有关传输速率的信息经由循环器203和信号分离电路204往编码电路201输入(相当于识别设备)。以后，传输对象的分组按照由基站10决定的无线电资源和调制方式在调制电路202中被调制，并经由循环器203往基站10传输(相当于通信设备)。另外，在下方向的场合，从信号分离电路206获得由基站10决定的无线电资源和调制方式，根据这一资源和方式在解调电路205中被解调后在译码电路206中被译码，变成下方向信息(相当于通信设备)。另外，接收品质测定部分207测定下方向的接收品质，并将其测定结果输出到基站报知部分208。基站报知部分208每隔一定时间将测定结果的接收品质信息(例如传输速率信息)报知基站10。此外，接收品质测定部分207相当于本发明的服务品质测定设备，基站报知部分208相当于本发明的服务品质通知设备。

接着，说明涉及作为本发明的特征的基站的资源控制方法的基本动作。此处，作为QoS的例子采取传输速率，作为优先级用户被分成高服务等级(等级1)和低服务等级(等级2)的2种，其中，假定等级1是要求高传输速率rate_1的用户，等级2是要求低传输速率rate_2的用户。

在系统的剩余容量A中，在能提供给新连接要求或要求切换的用户的传输速率rate_now_i比提供给各自的同一等级用户的传输速率rate_1或rate_2只提高或降低R的场合，资源被再分配。

此外，假定将等级1和等级2用户的合计(包含新连接要求或切换要求)作为N。其中，假定等级1的用户数为J，等级2的用户数为K(J+K＝N)。Total表示下或上的总容量。用rate_ch表示每个CDMA的代码能提供的传输速率，用SIR_tg表示目标SIR。

Sum_idown、Sum_iup是分别从MSi看到的下干扰量和从基站看到的上干扰量。在下的场合，用式1计算用于向用户I提供rate_ch的传输速率所必须的发送电力power_ch_i。此处，attenuation、shadow分别表示距离衰减和阴影。另一方面，在上的场合，为提供rate_ch的传输速率，用式2计算基站中的必要的接收电力power_ch_i。而且，能用式3计算在剩余量A中能提供用户的传输速率。

Power_ch_i＝(SIR_tg×Sum_idown)/(Attenuation_i×shadow_i)(下)

...＝式1

Power_ch_i＝SIR_tg×Sum_iup          (上)...式2

Rate_now_i＝rate_ch×(A/Power_ch_i       ...式3

若计算的Rate_now_i比提供给同一等级用户的传输速率rate_1或rate_2只提高或降低R，那么就将资源进行再分配。以下表示再分配方法。

rate_1/rate_2＝R  ...式4

$\underset{i=1}{\overset{J}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{rate}\_1/\mathrm{rate}\_\mathrm{Ch}\×\mathrm{Power}\_\mathrm{ch}\_i+\underset{i=J+1}{\overset{J+K}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{rate}\_2/\mathrm{rate}\_\mathrm{ch}\×\mathrm{Power}\_$

ch_i＝Total       ...式5

为计算能满足式4、5的rate_1，rate_2，并将rate_1，rate_2提供给等级1和等级2的用户，分配必要的资源量rate_1(或2)/rate_ch×Power_ch_i。

根据上述那样的基本动作，依次说明连接要求(新产生或切换)时和产生空闲资源时等的资源再分配时的各自的基站的资源控制处理。

图3中表示连接要求(新产生或切换)时的基站动作的流程图。

在基站中，在等待连接要求(S301)、并有连接要求的场合(在S301中是肯定判断)检查剩余能分配的资源量A(S302)、并计算在该剩余量A中能提供给该移动站(连接要求用户)的QoS，例如传输速率rate_now_i(S303)。而且，判断rate_now_i是否比提供给同一等级用户的传输速率rate_1或rate_2只提高或降低R(S304)。

在rate_now_i比传输速率rate_1或rate_2没有只提高或降低R的场合(在S304中是否定判断)，为了将该移动站(连接要求用户)的传输速率决定成rate_now_i(S308)、并提供rate_now_i，将必要的资源量(rate_now_i/rate_ch×Power_ch_i)向该移动站分配(S309)后结束处理。

另一方面，在rate_now_i比rate_1或rate_2只提高或降低R的场合，算出满足上述式4、5的rate_1和rate_2(S305)，并向等级1、2的用户分别决定rate_1、rate_2(S306)。然后，为提供该速率将必要的资源量(rate_1(或2)/rate_ch×Power_ch_i)分配给各服务等级的用户(S307)后结束处理。上述的R是预先决定的值，但通过使该值变动，在同一服务等级内和不同的服务等级之间能够调整用户的公平性的程度。

在图4中表示在产生空闲资源时或经过一定时间间隔时的基站的资源再分配动作的流程图。

在基站中，监视是否产生空闲资源或经过一定时间间隔(S401)，在产生空闲资源或经过一定时间间隔的场合，检查各服务等级的各用户的传输速率(S402)。然后，判断全部用户中的P％的用户的传输速率是否比提供给同一等级用户的传输速率只提高或降低R(S403)。

此处，若是否定判断，就返回到S401。另一方面，若P％的用户的传输速率比传输速率rate_1或rate_2只提高或降低R，那么就算出满足上述式4、式5的rate_1和rate_2(S404)、并向服务等级1、2的用户分别决定rate_1、rate_2(S405)。然后，为提供该传输速率将必要的资源量(rate_1(或2)/rate_ch×power_ch_i)分配给各服务等级的用户(S406)后结束处理。上述的R和用户比例P全都是预先决定的值。另外，通过使这些R、P的双方或一方变动，就能够调整同一服务等级内和不同的服务等级之间的用户的公平性的程度。

在图5A～图5D和图6A～图6D中表示上述那样的本实施形态的处理的再分配后的传输速率的图象。例如，如图5A～图5D所示那样，假定MS1和MS3属于要求高传输速率的高服务等级，MS2属于要求低传输速率的低服务等级。此外，图5A表示从基站向移动站的下方向的通信，图5B表示从移动站向基站的上方向的通信。

另外，图5A中的粗箭头表示分配给各MS的发送电力的大小，在图5B中也表示分配给各MS的发送电力的积累图表。后述的图6A中的粗箭头和图6B的发送电力的积累图表也相同。而且，图5C的粗箭头表示有关来自各MS的接收信号的接收电力的大小，在图5D中也表示来自各MS的接收电力的积累图表。后述的图6C的粗箭头和图6D的接收电力的积累图表也相同。

在资源只被分配给MS1、MS2的状态下，在MS3中产生新传输要求的场合，即使剩余资源不足，也进行资源再分配，资源被分配以便在作为同一服务等级的用户的MS1、MS3中形成256kbps的传输速率，并且资源被分配以便在低等级的MS2中形成128kbps的传输速率。

这样，根据需要对资源再分配，就能在同一等级用户中提供该程度的服务品质，在不同的服务等级用户之间通过将服务品质保持在恒定值，能够提供公平性的某种QoS。

该再分配也能适用于产生切换要求的场合。即，如图6A～图6D所示那样，假定MS1～MS3是同一服务等级的用户，在资源只分配给MS1、MS2的状态下，在随着移动从MS3产生切换要求的场合，即使剩余资源不足，也能进行再分配，并且资源被分配以便在作为同一服务等级的用户的MS1～MS3的各个中形成256的传输速率。在这种场合，通过将该程度的服务品质提供给同一等级用户，也能提供公平性的某种QoS。尤其在容量大的3G网格和4G网格之间的切换中，能降低同一服务等级之间的品质级差。

此处，使用具体的数值补充说明关于上述的图3的处理和图4的处理。

首先，叙述前提条件。在图11中，表示服务等级1、2的各自的最大要求量和最小要求量。假定每个代码的传输速率为500kbps，整个网格的容量W为10Mbps。另外，假定等级2对等级1的比率(等级2/等级1)R为2。作为服务品质(QoS)的一例将传输速率作为对象。此外，上述实施形态，在式5中，下方向将发往各用户的发送功率的合计等于基站的总发送功率作为前提而成立，上方向将来自各用户的总接收电力等于基站的合计容许的接收电力作为前提而成立，但在此处为说明的简化，从全部上下网格容量的观点来看，假定将分配给各用户的传输速率的合计等于网格总容量作为前提而成立。

下面，说明关于图3的处理的数值例子。

在图12中，表示用户的等级、产生顺序和被分配的传输速率。假定用户A、C是等级1的用户，用户B是等级2的用户，产生顺序为A、B、C的顺序。在用户A产生新连接要求时，由于资源是空闲的，因此，最大要求的3Mbps被分配。之后，当用户B产生新连接要求时，由于剩余资源量比B的最大要求多，因此，用户B的最大要求的6Mbps被分配。在该状态下，另外用户C产生新连接要求时，由于剩余资源只有1Mbps，因此作为用户C的最小要求的1Mbps被分配。在这种场合，在同一等级1的用户A、C之间，服务级差大，另外，在不同的等级的用户B、C之间传输速率竟达到6倍。

此处，说明应用了本发明的场合的资源再分配方法。假定再分配后的等级1、等级2用户的分配速率分别为r1、r2。此处，R是等级之间传说速率的比率，N1、N2分别是等级1、等级2的用户个数。W是全部网格的容量。

r2/r1＝R          (式6)

N1×r1+N2×r2＝W  (式7)

在这种场合，通过将N1＝2、N2＝1代入式7，从式6、7得到r1＝2.5Mbps、r2＝5Mbps。就是说，通过将5个代码分配给等级1的用户，能提供的传输速率变成2.5Mbps，通过将10个代码分配给等级2的用户，能提供的传输速率将变成5Mbps。

在图12B中，表示在适用本发明的场合分配给各用户的传输速率。象从该图中知道的那样，在等级1的用户A、C之间能提供该程度的服务。另外，在等级2的用户B和等级1的用户A、C之间使传输速率比率被维持为预定的值2。这样，通过谋求同一的等级内用户的公平性和不同的等级之间用户的公平性，就能提供公平性的某种服务，并能提高用户满足度。

下面，作为与图4有关的数值例子，说明在资源富裕的场合的例子。此外，此处，作为一例，假定对于等级1的用户不在以2Mbps为中心的1.6～2.4Mbps的范围内的状态、对于等级2的用户不在以4Mbps为中心的3.2～4.8Mbps的范围内的状态在全部用户的50％以上的用户中产生的场合，在图4的S403中将形成肯定判断(即，进行资源再分配的判断)。

在图13A中表示用户A结束之前的各用户的传输速率。这时，在等级1的用户中分配1.5Mbps，在等级2的用户B、D中分配3Mbps，因此在全部的用户(100％的用户)中产生上述状态。因此，在图S403中形成肯定判断，并实行关于在S404以后的资源再分配的处理。在这种场合，在用户A结束后，等级1、2的用户个数N1、N2分别变成1，2，因此，在使用上述的式6、7时，将变成r2＝4Mbps，r1＝2Mbps.

图13B表示在应用了本发明的场合分配给各用户的传输速率。象从该图知道的那样，在等级2的用户B、D之间能提供该程度的服务。另外，在等级2的用户B、D之间的传输速率比率R被维持为预定的值2。这样通过谋求同一等级内用户的公平性和不同的等级之间用户的公平性，就能提供公平性的某种服务，并能提高用户满足度。

最后，作为有关图4的处理的数值例子，说明在一定时间间隔内，在测定各用户的传输速率的结果判断要求资源再分配的场合的例子。此外，此处，作为一例，假定对于等级1的用户不在以2Mbps为中心的1.4～2.6Mbps的范围内的状态，对于等级2的用户不在以4Mbps为中心的2.8～5.2Mbps的范围内的状态，在全部用户的50％以上的用户中产生的场合，在图4的S403中将形成肯定判断(即，进行资源再分配的判断)另外，在本例中，假定全部网格的容量W为9Mbps。

图14A表示再分配前的各用户的传输速率。这时，在等级2的用户B、D中分配3Mbps，因此没有产生上述状态，但在等级1的用户A、C中只分配1Mbps，因此产生上述状态。即，在全部用户的50％的用户中产生上述状态，因此在图4的S403中形成肯定判断，并实行关于在S404后的资源再分配的处理。在这种场合，等级1、2的用户个数N1、N2全部为2，容量W为9Mbps，因此在使用上述的式6、7时，将变成r2＝Mbps，r1＝Mbps。

图14B表示在应用了本发明的场合分配给各用户的传输速率。象从该图知道的那样，在等级1的用户A、C之间，能提供该程度的服务，在等级2的用户B、D之间也能提供该程度的服务。另外，在等级2的用户B、D和等级1的用户A、C之间的传输速率比率R被维持为预定的值2。这样，通过谋求同一的等级内用户的公平性和不同的等级之间用户的公平性，就能提供公平性的某种服务，并能提高用户满足度。

此外，在上述实施形态中用设置了2个服务等级的状态说明，但在设置3个以上的服务等级的状态下也能适用。

象以上所说明的那样，若依据本发明，按照用户所属的服务等级将资源进行再分配，，即使在全部业务容量变动的场合，通过在同一服务等级的用户之间也能提供该程度的资源后保持服务的公平性，与此同时，在不同的服务等级的用户之间维持预先确定的比率后保持服务等级之间的差别，也能够提供公平性的某种服务。

这样，通过谋求同一服务等级内用户的公平性和不同的服务等级之间用户的公平性，就能够提供公平性的某种服务，并提高用户满足度。尤其在容量差大的3G和4G之间的切换中，能够降低同一服务等级的用户之间的品质级差。

Claims (15)

1.一种资源控制方法，是在基站和多个移动站的各个之间的移动通信中由上述基站执行的资源控制方法，其特征在于包括：

在从移动站有新连接要求或切换要求时，测定剩余能分配的资源量，用该剩余能分配的资源量对上述移动站计算出能提供的服务品质，或者在产生空闲资源时或以一定时间间隔，收集各移动站的服务品质信息，根据所得到的上述能提供的服务品质或各移动站的服务品质信息，判断是否需要进行资源的再分配的判断步骤；

在判断为需要进行资源的再分配的情况下，向各服务等级的移动站再分配资源，使得同一服务等级的移动站的服务品质之间在规定的第1范围内近似，而不同的服务等级的移动站的服务品质之间的比率收敛到以与该不同的服务等级对应地确定的规定的比率为中心的规定的第2范围内的再分配步骤。

2.根据权利要求1所述的资源控制方法，其特征在于：

上述再分配步骤包括：

在判断为需要进行资源的再分配的情况下，计算出各服务等级的移动站的服务品质，使得同一服务等级的移动站的服务品质之间在规定的第1范围内近似，而不同的服务等级的移动站的服务品质之间的比率收敛到以与该不同的服务等级对应地确定的规定的比率为中心的规定的第2范围内的服务品质计算步骤；

对各移动站再分配资源，使得向各服务等级的移动站分配为了提供所计算出的各服务等级的移动站的服务品质所必需的资源的资源再分配步骤。

3.根据权利要求1或2所述的资源控制方法，其特征在于：

上述判断步骤包括：

在从移动站有新连接要求或切换要求时，测定剩余能分配的资源量的剩余资源量测定步骤；

用测定中所得到的剩余能分配的资源量对上述移动站计算出能提供的服务品质的服务品质计算步骤；

通过判断在计算中所得到的服务品质是否在与上述移动站所属的服务等级对应的规定范围内，从而判断是否需要进行资源的再分配的品质判断步骤。

4.根据权利要求1或2所述的资源控制方法，其特征在于：

上述判断步骤包括：

在产生空闲资源时或以规定时间间隔，收集各移动站的服务品质信息的服务品质信息收集步骤；

根据所得到的各移动站的服务品质信息，针对各移动站，检查各移动站的服务品质是否在与该各移动站所属的服务等级对应的规定范围内，并针对全部移动站中的大于等于规定比率的移动站，判断是否处于服务品质不在与该移动站所属的服务等级对应的规定范围内的状态，从而判断是否需要进行资源的再分配的状态判断步骤。

5.根据权利要求3所述的资源控制方法，其特征在于：

上述基站被设计为：在上述品质判断步骤中，通过调整上述规定范围，而调整同一服务等级的移动站之间或不同服务等级的移动站之间的公平性的程度。

6.根据权利要求4所述的资源控制方法，其特征在于：

上述基站被设计为：在上述状态判断步骤中，通过调整上述规定范围和上述规定比率的双方或一方，而调整同一服务等级的移动站之间或不同服务等级的移动站之间的公平性的程度。

7.根据权利要求1所述的资源控制方法，其特征在于：

上述基站被设计为：作为根据剩余的资源而能分配的资源，估计能够向移动站提供的传送率。

8.一种移动通信系统，包含基站和位于该基站的无线区域内的多个移动站，在基站和多个移动站的各个之间进行无线通信，其特征在于：

上述基站包括：

在从移动站有新连接要求或切换要求时，测定剩余能分配的资源量，用该剩余能分配的资源量对上述移动站计算出能提供的服务品质，或者在产生空闲资源时或以一定时间间隔，收集各移动站的服务品质信息，根据所得到的上述能提供的服务品质或各移动站的服务品质信息，判断是否需要进行资源的再分配的判断装置；

在判断为需要进行资源的再分配的情况下，向各服务等级的移动站再分配资源，使得同一服务等级的移动站的服务品质之间在规定的第1范围内近似，而不同的服务等级的移动站的服务品质之间的比率收敛到以与该不同的服务等级对应地确定的规定的比率为中心的规定的第2范围内的再分配装置。

9.根据权利要求8所述的移动通信系统，其特征在于：

上述再分配装置包括：

计算出各服务等级的移动站的服务品质，使得同一服务等级的移动站的服务品质之间在规定的第1范围内近似，而不同的服务等级的移动站的服务品质之间的比率收敛到以与该不同的服务等级对应地确定的规定的比率为中心的规定的第2范围内的服务品质计算装置；

对各移动站再分配资源，使得向各服务等级的移动站分配为了提供所计算出的各服务等级的移动站的服务品质所必需的资源的资源再分配装置。

10.根据权利要求8或9所述的移动通信系统，其特征在于：

上述判断装置包括：

在从移动站有新连接要求或切换要求时，测定剩余能分配的资源量的剩余资源量测定装置；

用测定中所得到的剩余能分配的资源量对上述移动站计算出能提供的服务品质的服务品质计算装置；

通过判断在计算中所得到的服务品质是否在与上述移动站所属的服务等级对应的规定范围内，从而判断是否需要进行资源的再分配的品质判断装置。

11.根据权利要求8或9所述的移动通信系统，其特征在于：

上述判断装置包括：

在产生空闲资源时或以规定时间间隔，收集各移动站的服务品质信息的服务品质信息收集装置；

根据所得到的各移动站的服务品质信息，针对各移动站，检查各移动站的服务品质是否在与该各移动站所属的服务等级对应的规定范围内，并针对全部移动站中的大于等于规定比率的移动站，判断是否处于服务品质不在与该移动站所属的服务等级对应的规定范围内的状态，从而判断是否需要进行资源的再分配的状态判断装置。

12.一种基站，在与位于规定的无线区域内的多个移动站的各个之间进行无线通信，其特征在于：

在从移动站有新连接要求或切换要求时，测定剩余能分配的资源量，用该剩余能分配的资源量对上述移动站计算出能提供的服务品质，或者在产生空闲资源时或以一定时间间隔，收集各移动站的服务品质信息，根据所得到的上述能提供的服务品质或各移动站的服务品质信息，判断是否需要进行资源的再分配的判断装置；

在判断为需要进行资源的再分配的情况下，向各服务等级的移动站再分配资源，使得同一服务等级的移动站的服务品质之间在规定的第1范围内近似，而不同的服务等级的移动站的服务品质之间的比率收敛到以与该不同的服务等级对应地确定的规定的比率为中心的规定的第2范围内的再分配装置。

13.根据权利要求12所述的基站，其特征在于：

上述再分配装置包括：

在判断为需要进行资源的再分配的情况下，计算出各服务等级的移动站的服务品质，使得同一服务等级的移动站的服务品质之间在规定的第1范围内近似，而不同的服务等级的移动站的服务品质之间的比率收敛到以与该不同的服务等级对应地确定的规定的比率为中心的规定的第2范围内的服务品质计算装置；

对各移动站再分配资源，使得向各服务等级的移动站分配为了提供所计算出的各服务等级的移动站的服务品质所必需的资源的资源再分配装置。

14.根据权利要求12或13所述的基站，其特征在于：

上述判断装置包括：

在从移动站有新连接要求或切换要求时，测定剩余能分配的资源量的剩余资源量测定装置；

用测定中所得到的剩余能分配的资源量对上述移动站计算出能提供的服务品质的服务品质计算装置；

通过判断在计算中所得到的服务品质是否在与上述移动站所属的服务等级对应的规定范围内，从而判断是否需要进行资源的再分配的品质判断装置。

15.根据权利要求12或13所述的基站，其特征在于：

上述判断装置包括：

在产生空闲资源时或以一定时间间隔，收集各移动站的服务品质信息的服务品质信息收集装置；

根据所得到的各移动站的服务品质信息，针对各移动站，检查各移动站的服务品质是否在与该各移动站所属的服务等级对应的规定范围内，并针对全部移动站中的大于等于规定比率的移动站，判断是否处于服务品质不在与该移动站所属的服务等级对应的规定范围内的状态，从而判断是否需要进行资源的再分配的状态判断装置。

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