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JP4612975B2 - Frequency resource allocation method in communication system - Google Patents

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JP4612975B2
JP4612975B2 JP2001256666A JP2001256666A JP4612975B2 JP 4612975 B2 JP4612975 B2 JP 4612975B2 JP 2001256666 A JP2001256666 A JP 2001256666A JP 2001256666 A JP2001256666 A JP 2001256666A JP 4612975 B2 JP4612975 B2 JP 4612975B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、周波数資源が限られている通信システムにおいて可変伝送レートの通信端末に割当可能な最大の伝送レートを割り当てる周波数資源割当方法に関し、特に移動通信における可変伝送レートの移動通信端末に適応的に伝送レートを割り当てる割当方法として好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
最近、異なる通信速度とそれに伴う通信品質を要求するユーザが存在するマルチメディア移動通信が提案されている。このマルチメディア移動通信では様々な通信速度および通信品質を要求するトラフィックが混在するものとされている。このため、ユーザが期待する通信品質を満足すると同時に、特に移動通信の場合は時間的、場所的変動が激しい無線リソースである周波数資源を最大限活用するための周波数資源割当制御が必要となる。このように周波数資源を最大限活用するために、伝送レートをユーザに固定で割り当てるのではなく、ユーザに最大速度/最低速度の2つの速度の伝送レートを要求させ、ユーザの要求速度範囲内の可変の伝送レートを割り当てることが提案されている。
【0003】
この場合における周波数資源の割り当てでは、割り当てられる伝送レートをある条件に従ってリアルタイムに変化させたり、トラフィックが要求する品質に合わせて伝送レートを割り当てたり、最大速度/最低速度に応じたサービス分けを行い、サービスに応じた優先制御を行うことが考えられている。サービス分けを行う場合は、サービスの優先度に従って周波数資源の割り当てを行い、周波数資源が不足している場合には、最低速度以上で通信を行っている優先度の低いサービスのユーザの伝送レートを要求範囲内で低速とさせることにより、優先度の高いサービスユーザの伝送レートを確保する。また、この手法によっても必要とする周波数資源の量を確保できない場合は待ち行列に入るという方法がとられるようになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通信端末手段の優先度は、ユーザの要求する品質やアプリケーション条件、課金クラスに従って予め固定的に決めることができる。しかしながら、従来の方法では可変伝送レートの通信端末手段の複数のユーザに対して、周波数資源の割り当てを変動させる必要が生じた場合の優先度については規定されていない。この場合、可変伝送レートの通信端末手段のユーザの優先度をランダムに決め、ユーザの要求範囲内で周波数資源の割り当てを変動させる方法が考えられるが、この方法ではユーザのトラフィックに対し規定された最低伝送レートを保証することはできるものの、可変伝送レートの通信端末手段のユーザ間における周波数資源の割り当て結果に不均一が存在する場合があるという問題点があった。
【0005】
そこで、本発明は、可変伝送レートの通信端末手段のユーザ間における周波数資源の割り当て結果に不均一が極力存在しないようにした通信システムにおける周波数資源割当方法を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の通信システムにおける周波数資源割当方法は、通信をする際に1以上のチャネルが割り当てられて可変伝送レート通信が可能な通信端末手段を備える通信システムにおいて、該通信端末手段が通信を開始する際に、割当可能な最大のチャネル数が割り当てられるようにした周波数資源割当方法であって、
前記通信端末手段に割り当てられるチャネルは、固定のチャネル数の割当が保証されている保証チャネルと、可変のチャネル数がチャネル割当状況に応じて割り当てられる付加チャネルとが割当可能とされて、前記保証チャネルの固定のチャネル数が前記通信端末手段のサービスグレードに応じて異なるチャネル数とされており、前記通信端末手段における各通信端末手段に割り当てられた前記付加チャネルのチャネル数毎の累積通信時間情報、前記各通信端末手段の総累積通信時間情報、および、前記付加チャネルのチャネル数毎の累積通信時間情報と前記総累積通信時間情報とに基づいて算出された割当優先順位の評価情報とが少なくとも格納されている管理テーブルを参照して、前記各通信端末手段に所定のチャネル数の前記付加チャネルを割り当てることにより、前記通信端末手段に割り当てられる前記付加チャネルの数の時間平均値が前記通信端末手段間において略平均化されるようにしている。
【0007】
また、上記本発明の通信システムにおける周波数資源割当方法において、前記通信端末手段に割当可能な前記付加チャネルのチャネル数の最大値が、前記サービスグレードに応じて異なるようにしてもよい。
さらに、上記本発明の通信システムにおける周波数資源割当方法において、前記通信システムには、通信をする際に固定チャネル数のチャネルだけが割り当てられる固定割当通信端末手段がさらに備えられており、前記固定割当通信端末手段が通信を開始する際に、前記固定割当通信端末手段には前記固定チャネル数のチャネルが割り当てられるようにしてもよい。
【0008】
さらにまた、上記本発明の通信システムにおける周波数資源割当方法において、前記通信端末手段が通信を開始する際に、該通信端末手段に割り当てる空きチャネルが不足している場合は、通信中の通信端末手段に割り当てられている前記付加チャネルの内の必要なチャネル数を前記通信を開始する通信端末手段に割り当てるようにしてもよい。
さらにまた、上記本発明の通信システムにおける周波数資源割当方法において、前記固定割当通信端末手段が通信を開始する際に、該固定割当通信端末手段に割り当てる周波数資源が不足している場合は、通信中の通信端末手段に割り当てられている前記付加チャネルの内の前記固定チャネル数を、通信を開始する前記固定割当通信端末手段に割り当てるようにしてもよい。
【0009】
さらにまた、上記本発明の通信システムにおける周波数資源割当方法において、前記付加チャネルの内の必要なチャネル数を前記通信を開始する通信端末手段あるいは固定割当通信手段に割り当てた結果、空きとなった付加チャネルが生じた場合は、前記割当優先順位の評価情報を参照して該空きとなった付加チャネルを前記通信端末手段へ再割当するようにしてもよい。
さらにまた、上記本発明の通信システムにおける周波数資源割当方法において、前記管理テーブルの前記評価情報における優先順位の高い順に、前記通信端末手段に前記付加チャネルを割り当てるような再割当が行われるようにしてもよい。
【0010】
さらにまた、上記本発明の通信システムにおける周波数資源割当方法において、前記通信端末手段が通信を終了した時に、該通信端末手段における通信時間情報と割り当てられていた前記付加チャネルのチャネル数の情報に基づいて、前記管理テーブルを更新するようにされていてもよい。
さらにまた、上記本発明の通信システムにおける周波数資源割当方法において、前記通信端末手段における通信時間情報と割り当てられてい前記付加チャネルのチャネル数の情報に基づいて、一定時間毎に前記管理テーブルを更新するようにされていてもよい。
【0011】
さらにまた、上記本発明の通信システムにおける周波数資源割当方法において、前記通信端末手段に割り当てられる前記付加チャネルのチャネル数が変更される毎に、該通信端末手段における通信時間情報と割り当てられていた前記付加チャネルのチャネル数の情報に基づいて、前記管理テーブルを更新するようにされていてもよい。
さらにまた、上記本発明の通信システムにおける周波数資源割当方法において、前記通信システムが、前記通信端末手段とされている移動通信端末と、該移動通信端末への周波数資源の割当を実行する基地局と、複数の基地局を制御する制御局とからなる無線アクセスネットワークと、該無線アクセスネットワーク上の前記移動通信端末情報を蓄積するメモリ局が少なくとも含まれているコアネットワークから少なくとも構成されており、前記コアネットワークにおける前記メモリ局に前記管理テーブルが設置されていてもよい。
【0012】
さらにまた、上記本発明の通信システムにおける周波数資源割当方法において、前記通信システムが、前記通信端末手段とされている移動通信端末と、該移動通信端末への周波数資源の割当を実行する基地局と、複数の基地局を制御する制御局とからなる無線アクセスネットワークと、該無線アクセスネットワーク上の前記移動通信端末情報を蓄積するメモリ局が少なくとも含まれているコアネットワークから少なくとも構成されており、前記無線アクセスネットワークにおける前記制御局に前記管理テーブルが設置されてされていてもよい。
さらにまた、上記本発明の通信システムにおける周波数資源割当方法において、前記通信システムが、前記通信端末手段とされている移動通信端末と、該移動通信端末への周波数資源の割当を実行する基地局と、複数の基地局を制御する制御局とからなる無線アクセスネットワークと、該無線アクセスネットワーク上の前記移動通信端末情報を蓄積するメモリ局が少なくとも含まれているコアネットワークから少なくとも構成されており、前記無線アクセスネットワークにおける前記基地局に、該基地局が制御している前記移動通信端末に関する前記管理テーブルが設置されていてもよい。
【0013】
さらにまた、上記本発明の通信システムにおける周波数資源割当方法において、前記通信システムが、少なくとも前記通信端末手段とされている移動通信端末と、該移動通信端末への周波数資源の割当を実行する基地局と、複数の基地局を制御する制御局とからなる無線アクセスネットワークと、該無線アクセスネットワーク上の前記移動通信端末情報を蓄積するメモリ局が少なくとも含まれているコアネットワークから構成されており、前記無線アクセスネットワークにおける前記移動通信端末に、自機に関する前記管理テーブルが設置されていてもよい。
さらにまた、上記本発明の通信システムにおける周波数資源割当方法において、前記評価情報は、前記各通信端末手段の総累積通信時間情報に対する前記各通信端末手段に割り当てられた付加チャネルのチャネル数毎の累積通信時間情報の割合から算出された時間平均されたチャネル数に基づいて算定された割当優先順位の情報とされていてもよい。
さらにまた、上記本発明の通信システムにおける周波数資源割当方法において、前記評価情報は、前記各通信端末手段の総累積通信時間情報に対する前記各通信端末手段に割り当てられた付加チャネルのチャネル数毎の累積通信時間情報の割合にそれぞれ重み付けをして算出された時間平均されたチャネル数に基づいて算定された割当優先順位の情報とされていてもよい。
【0014】
このような本発明によれば、通信端末手段に対する通信履歴や割り当てられていた付加チャネルの時間平均されたチャネル数に基づく割当優先順位の評価情報を管理テーブルに格納するようにしている。そして、この管理テーブル評価情報を参照して割り当てられる付加チャネルのチャネル数が通信端末手段間において平均化されるように各通信端末手段に所定のチャネル数の付加チャネルを割り当てるようにされている。これにより、各通信端末手段に割り当てられる付加チャネルのチャネル数を平均化することができ、各通信端末手段における不公平感をなくすことができるようになる。
【0015】
また、通信を開始する通信端末手段に割り当てるチャネルが不足している場合は、通信中の通信端末手段に割り当てられている付加チャネルを再割当することにより、必要なチャネル数を確保して、通信を開始する通信端末手段に割り当てるようにしている。この場合、固定割当通信端末手段であっても必要なチャネル数を確保して、通信を開始する固定割当通信端末手段に割り当てることができる。なお、通信端末手段における割当の調整は、管理テーブルにおける評価情報における割当優先順位順に行うことにより、各通信端末手段に割り当てられる付加チャネルのチャネル数を平均化することができるようになる。
さらに、通信端末手段が通信を終了した時に、その通信時間や割り当てられた付加チャネルのチャネル数等の履歴情報を反映させるように管理テーブルを更新するようにしたので、時間的、場所的な要因による周波数資源の変動に応じて適応的に周波数資源を通信端末手段に割り当てることができるようになる。この場合、管理テーブルの更新は一定時間毎や割り当てられている付加チャネルのチャネル数が変更される毎に更新してもよい。
【0016】
さらにまた、本発明においては、従来のようにランダムに決められる優先度に基づくのではなく、可変伝送レートの通信端末手段について過去の通信実績を収集しそれを反映した優先度に基づき付加チャネルのチャネル数を割り当てることができる。これにより、可変伝送レートの通信端末手段間における付加チャネルのチャネル数割り当ての公平性を常に保つ効果が得られ、可変伝送レートの通信端末手段を使用するユーザにおける満足度の向上と、周波数資源を最大限に活用することが可能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の周波数資源割当方法が適用される通信システムと、適用される周波数資源割当方法の概要について以下に説明する。
図1には、本発明の実施の形態である本発明にかかる周波数資源割当方法が適用された移動通信システムにおける一つのセル1の構成が示されている。図1に示す通信システムでは、可変伝送レートの通信が可能な複数の移動通信端末を備え、基地局BSが移動通信端末M1ないし移動通信端末M3に対する周波数資源の割当を行っている。本発明で云う周波数資源とは、通信システムで使用される周波数帯域に依存しており、具体的には個々の移動通信端末M1〜M3に伝送レートという形態で割り当てられる。伝送レートは、個々の移動通信端末M1〜M3が使用するチャネル数を指定することにより割り当てられ、1チャネルに設定されている伝送レートが単位伝送レートとなる。すなわち、伝送レートの大きさは使用するチャネル数に依存するようになる。チャネルの形態は、通信システムに応じて異なる形態となる。例えば、通信システムがFDMA(Frequency Division Multiple Access)システムとされていれば、周波数分割された1つの単位周波数帯域がチャネルとなり、TDMA(Time Division Multiple Access)システムとされていれば、時分割された1つの単位時間スロットがチャネルとなる。さらに、CDMA(Code Division Multiple Access)システムとされていれば、異なる拡散コード毎にチャネルを設定することができる。このような形態のチャネルにおいては、当然のことながら、1チャネルの伝送レートはチャネル固有の固定の伝送レートとなる。
【0018】
図1に示すセル1では、基地局BSは移動通信端末M1ないし移動通信端末M3の接続制御を行っている。この例では、セル1において利用可能なチャネル数は13チャネルとされており、通信中の移動通信端末M1ないし移動通信端末M3に割当状況として示すようにチャネルが割り当てられている。この場合、各移動通信端末にはユーザの必要に応じた伝送レートのサービスグレードが設定されており、例えばサービスグレードはサービスグレードA,サービスグレードB,サービスグレードC,サービスグレードDの4つのグレード種類が用意されている。これらのサービスグレードは可変伝送レートとするために、図2に示すように割当チャネル数を可変できるようにされている。すなわち、グレードAの移動通信端末には、通信を開始する際に少なくとも割り当てられる固定割当チャネル(以下、「保証チャネル」という)が1チャネル割り当てられ、チャネルの割当状況に応じて付加的に割り当てられる可変割当チャネル(以下、「付加チャネル」という)が最大3チャネル割当可能とされる。また、サービスグレードBの移動通信端末には、保証チャネルが2チャネル割り当てられ、付加チャネルが最大3チャネル割当可能とされ、サービスグレードCの移動通信端末には、保証チャネルが3チャネル割り当てられ、付加チャネルが最大3チャネル割当可能とされ、サービスグレードDの移動通信端末には、保証チャネルが4チャネル割り当てられ、付加チャネルが最大3チャネル割当可能とされている。このように、保証チャネルは設定されているサービスグレードにおいて少なくとも割り当てられるチャネルであり、保証チャネルにより最低限の伝送レートが確保される。また、付加チャネルはチャネル割当てする際の割当状況に応じて付加的に割り当てられるチャネルであり、付加チャネルが割り当てられるとより高速の伝送レートのサービスを受けることができるようになる。この付加チャネルのチャネル数の最大値は、サービスグレードによらず一定とすることができると共に、サービスグレードの向上に応じて増加させるようにしてもよい。
【0019】
そして、図1に示すセル1の構成では移動通信端末M1は保証チャネルが4チャネル、付加チャネルが最大3チャネル割当可能なサービスグレードD(GradeD)とされており、移動通信端末M2,M3は保証チャネルが3チャネル、付加チャネルが最大3チャネル割当可能なサービスグレードC(GradeC)とされている。このセル1における利用可能な周波数資源は、例えば13チャネルとされており、この13チャネルの周波数資源を基地局BSが通信中の移動通信端末M1〜M3に割り当てている。この割当状況が図示されているが、サービスグレードDの移動通信端末M1には保証チャネルである4つのチャネル(図1に「1」として示している)だけが割り当てられている。さらに、サービスグレードCの移動通信端末M2には保証チャネルである3つのチャネルと付加チャネルである3つのチャネルの合計6チャネル(図1に「2」として示している)が割り当てられており、サービスグレードCの移動通信端末M3には保証チャネルである3つのチャネル(図1に「3」として示している)だけが割り当てられている。なお、可変伝送レートとされる移動通信端末M1,M2,M3は、通信を開始する際に割当可能な最大の伝送レートが割り当てられるベストエフォート型とされており、後述するチャネル割当の優先順位が移動通信端末M2において最も高いことから、移動通信端末M2に付加チャネルが割り当てられている。
【0020】
次に、以上説明した図1に示すセル1において具体的なチャネル割当の態様を説明する。図1に示す基地局BSは、新たな発呼あるいは着呼を検出した際に、その移動通信端末に対してチャネルを割り当てる。ここでは、サービスグレードBの移動通信端末M4が新たに発呼したものとする。移動通信端末M4はサービスグレードBとされていることから少なくとも2チャネルの保証チャネルを割り当てる必要がある。移動通信端末M4の発呼直前のチャネル割当状況を図3(a)に示す。図3(a)に示すように、発呼直前においてサービスグレードDの移動通信端末M1とサービスグレードCの移動通信端末M2,M3が通話中であり、前述したように移動通信端末M1には合計4チャネル、移動通信端末M2には合計6チャネル、移動通信端末M3には合計3チャネルが割り当てられている。セル1において利用可能なチャネル数は、前述したように13チャネルとされており、その全てのチャネルが使用されている。すなわち、利用できる13チャネルが全て使用中であることから、そのままでは移動通信端末M4に保証チャネルである2チャネルを割り当てることができない。
【0021】
そこで、基地局BSは付加チャネルの再割当を行うことにより移動通信端末M4に与える2チャネルを確保する。再割当に先だってセル1において割り当てられている付加チャネルの総数を検出し、検出されたチャネル数が移動通信端末M4に割り当てる保証チャネルの数より大きいことが確かめられる。ここでは、付加チャネルの総数がサービスグレードDの移動通信端末M2に割り当てられている3チャネルとされており、移動通信端末M4に割り当てる保証チャネルの2チャネルを超えている。これにより、この3チャネルのうちの2チャネルを移動通信端末M4に与える保証チャネルとして確保する。そして、残る1チャネルを最も優先順位の高い移動通信端末M2に付加チャネルとして再割当を行う。
【0022】
この際の優先順位は、基地局BSが内蔵する管理テーブルを参照することにより優先順位を得ることができ、管理テーブルにおける優先順位順に付加チャネルを割り当てるようにする。この管理テーブルの例を図4に示す。管理テーブルは、可変伝送レートとされる移動通信端末M1,M2,M3,M4・・・,Mnの通信履歴情報からなり、各移動通信端末における通信履歴情報としては、今までの総通信時間である総累積通信時間T0、保証チャネルだけが割り当てられて通信を行った今までの累積通信時間T0Bの総累積通信時間T0に対する時間割合T0B/T0(%)、付加チャネルが1チャネル割り当てられて通信を行った今までの累積通信時間T1Bの総累積通信時間T0に対する時間割合T1B/T0(%)、付加チャネルが2チャネルが割り当てられて通信を行った今までの累積通信時間T2Bの総累積通信時間T0に対する時間割合T2B/T0(%)、付加チャネルが3チャネルが割り当てられて通信を行った今までの累積通信時間T3Bの総累積通信時間T0に対する時間割合T3B/T0(%)、および、時間割合T0B/T0,T1B/T0,T2B/T0,T3B/T0をその際の付加チャネルのチャネル数で重み付けして算出した評価関数F、評価関数Fから算定した優先順位とされている。
【0023】
なお、評価関数Fは次式から求めている。
F=(α0×T0B/T0+α1×T1B/T0+2α2×T2B/T0
+3α3×T3B/T0)/100
ただし、右辺における係数α1,α2,α3にそれぞれ乗算されている定数1,2,3は、算出されている時間割合における付加チャネルのチャネル数に対応しており、係数α0,α1,α2,α3は伝送レートに対応する重み係数である。なお、図4に示す管理テーブルの例ではα0=α1=α2=α3=1として評価関数Fを算出しているが、これに限るものではない。例えば、()内で示す評価関数の場合は、α0=0,α1=α2=α3=1として評価関数Fを算出している。このように、α0=α1=α2=α3=1として評価関数Fを算出すると、保証チャネルと付加チャネルとを割り当てた合計チャネル数が反映された評価関数Fとすることができる。また、α0=0,α1=α2=α3=1として評価関数Fを算出すると、割り当てた付加チャネルのチャネル数が反映された評価関数Fとすることができる。
【0024】
図示する管理テーブルの例では、α0=α1=α2=α3=1として評価関数Fを算出した場合の移動通信端末M1の評価関数は1.50、移動通信端末M2の評価関数は1.40、移動通信端末M3の評価関数は1.60、移動通信端末M4の評価関数は1.70、移動通信端末Mnの評価関数は1.95と算出されて、その優先順位は図示する通りになる。ここで、図1に示すように移動通信端末M1,M2,M3が通信中とされて移動通信端末M4が発呼した場合には、通信中の移動通信端末に割り当てられている付加チャネルの総数が検出される。この場合、付加チャネルの総数は移動通信端末M2に割り当てられている3チャネルと検出され、移動通信端末M4における保証チャネルのチャネル数2以上のチャネル数と判断される。そこで、付加チャネルの再割当を行うのであるが、付加チャネルとして割り当てられていた3チャネルのうちの2チャネルを移動通信端末M4に割り当てる保証チャネルとして確保する。そして、残る1チャネルを付加チャネルとして再割当てする。再割当てする際には、図4に示す管理テーブルを参照して優先順位が最も高い移動通信端末M2へ付加チャネルとして割り当てるようにする。
【0025】
この結果、発呼した移動通信端末M4に保証チャネルの2チャネルだけが割り当てられ、移動通信端末M2における付加チャネルのチャネル数が3チャネルから1チャネルに変更されるようになる。この際のチャネル割当状況は図3(b)に示すようになる。ここで、仮に移動通信端末M4の優先順位が最も高くされていると、付加チャネルの再割当を行った際に発呼した移動通信端末M4に付加チャネルが1チャネル割り当てられるようになり、チャネル割当状況は図3(c)に示すように移動通信端末M4に合計3チャネル割り当てられるようになる。
【0026】
上記したように、本発明の周波数資源割当方法においては、管理テーブルを参照してその優先順位に従って周波数資源であるチャネルを割り当てるようにされている。また、既に割り当てている付加チャネルの再割当を行う際も同様とされる。これにより、可変伝送レートの移動通信端末に割り当てられる周波数資源を平均化することができ、可変伝送レートの各移動通信端末を使用するユーザにおける不公平感をなくすことができるようになる。この場合、可変伝送レートの移動通信端末と固定伝送レートの移動通信端末が混在していてもよく、固定伝送レートの移動通信端末が発呼した際には、固定伝送レートに対応するチャネル数のチャネルを確保して割り当てるようにすればよい。
【0027】
次に、本発明にかかる周波数資源割当方法を適用することのできる無線アクセスネットワーク(Radio Access Network:RAN)と、コアネットワーク(Core Network)からなる図5に示す移動通信システムを説明する。
図5において、無線アクセスネットワークRANは、セルA、セルB、セルC、・・・の複数のセルを備えている。各セルには、基地局BSが設けられており、基地局BSは当該セルに属する移動通信端末の接続制御を行っている。例えば、セルAにおける基地局BSAは、セルAに属する移動通信端末MA1の接続制御を行っており、移動通信端末MA1がセルAからセルBへ移動し、ハンドオーバされた際には移動通信端末MA1の接続制御を終了させる。また、セルBにおける基地局BSBは、セルBに属する移動通信端末MB1,MB2,MB3の接続制御を行っており、移動通信端末MA1がセルAからセルBへ移動し、ハンドオーバされた際には移動通信端末MA1の接続制御も行うようになる。セルCにおける基地局BSCは、セルCに属する移動通信端末MC1の接続制御を行っている。これらの基地局BSA,BSB,BSCは制御局(RNC:Radio access Network Controller)11に接続されており、このように構成された無線アクセスネットワークRANにより無線アクセス制御が行われるようになる。
【0028】
コアネットワークCNには、交換局12,14が設けられていると共に無線アクセスネットワーク上の移動通信端末情報が蓄積されるホームメモリ局15が設けられている。ホームメモリ局15には、回線交換サービス、パケット交換サービス用ノード、ユーザデータや移動通信端末の位置を登録するホームロケーションレジスタ(HLR)15aが備えられている。なお、HLR15aには全移動通信端末のプロファイルや位置情報に加えて、前述した図4に示すような管理テーブルTBLが格納されている。また、本発明の周波数資源割当方法においては、HLR15aに格納している管理テーブルTBLをコピーしてRNC11や基地局BSあるいは移動通信端末におくようにしてもよい。このようにすると、後述するがコアネットワークCNへのアクセスを減少させることができる。
【0029】
次に、本発明にかかる周波数資源割当方法が適用された図5に示す通信システムにおける周波数資源割当方法の処理を説明する。最初に、図6に示す管理テーブル更新処理の割当処理シーケンスを参照しながら説明する。ただし、図6に示す割当処理シーケンスの例は、セルCに属するサービスグレードがサービスグレードBとされた移動通信端末MC1の接続制御シーケンスとされている。
移動通信端末MC1が発呼して基地局BSCに対して通信要求を行うと、基地局BSCは空きチャネルを検出してそのチャネルを割り当てる通知を移動通信端末MC1に送信する。具体的には、基地局BSCは割り当てたチャネルに対応するチャネル番号を移動通信端末MC1に送信する。移動通信端末MC1はこれを受けて、割り当てられたチャネルを通信チャネルとして設定して通信を行う。通信先は、例えばRNC11および他の基地局を介して接続された他の移動通信端末や、コアネットワークCNを介して接続された固定電話機とされる。
【0030】
ここで、通話が終了し移動通信端末MC1がオンフックされると、通信終了信号が基地局BSCへ送られる。すると、基地局BSCは、移動通信端末MC1が通信を継続していた時間情報tC1と、その際に割り当てていた付加チャネル数情報をRNC11を介して、コアネットワークCNのホームメモリ局15へ送る。これにより、HLR15aに格納されている管理テーブルTBLにおける移動通信端末MC1のデータが最新の情報で書き換えられるようになる。そして、この書き換えられた情報に基づいて、時間割合T0B/T0,T1B/T0,T2B/T0,T3B/T0および評価関数F、優先順位が算出し直されて管理テーブルTBLが更新されるようになる。このように、管理テーブルTBLは最新の情報に更新されるため、時間的、場所的な要因による周波数資源の変動に応じて適応的に周波数資源を移動通信端末に割り当てることができるようになる。
【0031】
次に、セルAに属するサービスグレードAの移動通信端末MA1がセルAからセルBへ移動し、ハンドオーバされる際の割当処理を図7および図8に示す割当処理シーケンスを参照しながら説明する。
サービスグレードBの移動通信端末MA1はセルAに属しており、通信中とされている。また、セルBに属している可変伝送レートとされるサービスグレードDの移動通信端末MB1、およびサービスグレードCの移動通信端末MB2、移動通信端末MB3も通信中とされている。ここで、移動通信端末MA1がセルAからセルBへ移動し、基地局BSAにおける移動通信端末MA1の受信レベルが低下したとする。すると、RNC11は移動通信端末MA1の受信レベルが低下したことを検出してセルAに隣接するセルBの基地局BSBおよびセルCの基地局BSCに対して移動通信端末MA1の受信レベルを監視するように通知(S1,S2)する。
【0032】
ここで、移動通信端末MA1がセルAからセルBへ移動していることから、基地局BSBは移動通信端末MA1の受信レベルが上昇したことを検出してRNC11へ通知する。これにより、RNC11は移動通信端末MA1の移動先はセルBと判断し、セルBにおいてチャネルの割当を調整する準備のために、ホームメモリ局15にセルBにおいて通信中のサービスグレードDの移動通信端末MB1、およびサービスグレードCの移動通信端末MB2、移動通信端末MB3、さらに移動した移動通信端末MA1の優先順位を問い合わせる(S3)。これにより、HLR15aに格納されている管理テーブルTBLが参照されて、管理テーブルTBLからセルBにおいて通信中の移動通信端末MB1、移動通信端末MB2、移動通信端末MB3と移動した移動通信端末MA1の優先順位が読み出され、この優先順位がRNC11へ通知される。この場合、管理テーブルTBLの内容が図9に示す通りであったとすると、移動通信端末MB1の優先順位は「2」、移動通信端末MB2の優先順位は「3」、移動通信端末MB3の優先順位は「1」、移動通信端末MA1の優先順位は「4」と通知される。また、基地局BSAおよび基地局BSBに移動通信端末MA1がハンドオーバされることが通知される。
【0033】
RNC11は通知された優先順位の情報を移動通信端末MA1の移動先である基地局BSBへ通知する。基地局BSBはこれを受けて、サービスグレードBの移動通信端末MA1に割り当てる保証チャネルである2チャネルを確保するために、通信中のサービスグレードDの移動通信端末MB1、およびサービスグレードCの移動通信端末MB2、移動通信端末MB3に割り当てられている付加チャネルのチャネル数を検出する。この場合、調整する前のセルBにおけるチャネルの割当状況が図10(a)に示す通りであったとする。すなわち、移動通信端末MB1へ付加チャネルが1チャネル割り当てられており、移動通信端末MB3へ付加チャネルが2チャネル割り当てられていることから、合計した付加チャネルのチャネル数は3チャネルと検出される。基地局BSBは、この3チャネルのうちの2チャネルを移動通信端末MA1に割り当てる保証チャネルとして確保し、残る1チャネルを付加チャネルして再割当を行う。ここで、基地局BSBは図9に示す管理テーブルTBLを参照し、移動通信端末MB3の優先順位が最も高いことから移動通信端末MB3に付加チャネルを1チャネル割り当てるようにする。このようにして、セルAからセルBへハンドオーバした移動通信端末MA1に、保証チャネルを2チャネル割り当てた際のセルBにおけるチャネル割当状況は、図10(b)に示すようになる。
【0034】
上記のようにチャネル割当が制御されると、基地局BSBは再割当後のチャネル割当情報を移動通信端末MB1、移動通信端末MB2、移動通信端末MB3、移動通信端末MA1に送信し、各移動通信端末は受けたチャネル割当情報に従い割り当てられたチャネルを設定する。そして、移動通信端末MA1がチャネル割当情報に従ったチャネル設定を終了すると、移動通信端末MA1はハンドオーバ完了通知を基地局BSBに通知し、これを受けた基地局BSBはハンドオーバ完了通知をRNC11に通知する。これにより、RNC11は基地局BSAへ移動通信端末MA1の接続を開放するよう通知し、これを受けて基地局BSAは移動通信端末MA1の接続を開放する。これにより、ハンドオーバの処理が完了する。
【0035】
次に、ハンドオーバした移動通信端末MA1が通信を終了した際の処理を図8を参照して説明する。移動通信端末MA1が通信を終了すると、通信終了通知が基地局BSBへ送信され、基地局BSBは移動通信端末MA1の接続を開放する。これにより、セルBにおいて空きチャネルが生じ、この空きチャネルである周波数資源を有効に活用するために、通信中の移動通信端末へ割り当てる付加チャネルを再割当する。そこで、基地局BSBはホームメモリ局15にセルBにおいて通信中のサービスグレードDの移動通信端末MB1、およびサービスグレードCの移動通信端末MB2、移動通信端末MB3の優先順位を問い合わせる(S5)。これにより、HLR15aに格納されている管理テーブルTBLが参照されて、管理テーブルTBLからセルBにおいて通信中の移動通信端末MB1、移動通信端末MB2、移動通信端末MB3の優先順位が読み出され、この優先順位が基地局BSBへ通知される。
【0036】
この場合、管理テーブルTBLの内容が図9に示す通りであったとすると、移動通信端末MB1の優先順位は「2」、移動通信端末MB2の優先順位は「3」、移動通信端末MB3の優先順位は「1」と通知される。基地局BSBはこれを受けて、空きチャネルとされた2チャネルを優先順位が「1」とされた移動通信端末MB3に付加チャネルとして割り当てる。これにより、調整する前のセルBにおける図10(b)に示すチャネルの割当状況が、図10(c)に示すようになる。割当制御されたチャネル割当情報は基地局BSBから移動通信端末MB3へ通知され、移動通信端末MB3は受けたチャネル割当情報に従い使用するチャネルを設定する。
【0037】
ここで、仮に移動通信端末MB2が通信を終了し、図8に示すように通信終了信号を基地局BSBが受け取ったとする。基地局BSBは、移動通信端末MB2が通信を継続していた時間情報tB2と、その際に割り当てていた伝送レート情報をRNC11を介して、コアネットワークCNのホームメモリ局15へ送る。これにより、HLR15aに格納されている管理テーブルTBLにおける移動通信端末MB2のデータが最新の情報で書き換えられるようになる。そして、この書き換えられた情報に基づいて、移動通信端末MB2の時間割合T0B/T0,T1B/T0,T2B/T0,T3B/T0、および、評価関数Fや優先順位が算出し直されて管理テーブルTBLが更新されるようになる。このように、管理テーブルTBLは最新の情報に更新されるため、時間的、場所的な要因による周波数資源の変動に応じて適応的に周波数資源を移動通信端末に割り当てることができるようになる。なお、図8には示されていないが、移動通信端末MA1が通信を終了した際にも同様の処理が行われ、HLR15aに格納されている管理テーブルTBLにおける移動通信端末MA1のデータが最新の情報に更新されるようになる。
【0038】
以上の説明では、管理テーブルTBLを更新するタイミングを、通信終了時としたが、本発明はこれに限るものではなく、一定時間毎に管理テーブルTBLを更新するようにしたり、可変伝送レートとされる移動通信端末に割り当てられる付加チャネルのチャネル数が変更される毎に、管理テーブルTBLを更新するようにしてもよい。
また、評価関数Fを算出する前述した式における重みα0,α1,α2,α3はα0=α1=α2=α3=1、あるいはα0=0,α1=α2=α3=1としたが、α0<α1<α2<α3なる重みとしてもよい。
【0039】
さらに、管理テーブルTBLをホームメモリ局におけるHLR15aに格納するようにしたが、図5に破線で示すようにHLR15aに格納されている管理テーブルTBLをコピーしてRNC11におくようにしてもよい。これにより、コアネットワークCNに対するアクセス回数を低減させることができる。さらに、図5に破線で示すようにHLR15aに格納されている自セルに関する管理テーブルTBL部分をコピーして基地局BSにおくようにしたり、HLR15aに格納されている自機に関する管理テーブルTBL部分をコピーして可変伝送レートの各移動通信端末におくようにしてもよい。これにより、RNC11に対するアクセス回数を低減させることができる。なお、管理テーブルTBLを更新する際には、HLR15aに格納されている管理テーブルTBLとコピーした管理テーブルTBLを更新するようにする。さらに、管理テーブルTBL部分をコピーして基地局BSや各移動通信端末におく場合に可変伝送レートの移動通信端末がハンドオーバされる場合は、ハンドオーバ先の基地局へハンドオーバされる移動通信端末の管理テーブルTBLを送るようにする。
【0040】
次に、本発明にかかる周波数資源割当方法を説明するまとめとして、移動通信端末が発呼してチャネル割当要求が発生した際の処理の一例を示すフローチャートを図11に示す。
図11に示すフローチャートにおいて、移動通信端末が発呼信号を送信すると、当該移動通信端末が在圏している基地局BSが発呼信号を受信することにより、その移動通信端末のサービスグレードを検出すると共にチャネル割当要求が発生される(ステップS10)。次いで、基地局BSは内蔵するチャネルテーブルを参照して発呼した移動通信端末に割り当てるために空きチャネルを調べる(ステップS11)。そして、移動通信端末のサービスグレードに対応する保証チャネルとして移動通信端末に割り当てられる空きチャネルがあるか否かが判断される(ステップS12)。ここで、移動通信端末に割り当てられる空きチャネルがない場合は、ステップS13に進んで基地局BSは使用チャネルとして、各端末に割り当てられている付加チャネルの総数が新規移動通信端末のサービスグレードに対応する保証チャネル分あるか否かが判断される。
【0041】
ここで、保証チャネル分の付加チャネルがあると判断された場合はステップS14に進み、基地局BSは各移動通信端末に割り当てられている付加チャネルから保証チャネル分のチャネルを確保する。次いで、ステップS15にて基地局BSは管理テーブルを参照し各移動通信端末に割り当てる付加チャネルの割当優先順位を決定する。そして、決定された優先順位順に付加チャネルを再割当てすることにより、新規移動通信端末が使用するチャネル(保証チャネル+付加チャネル)と、再割当された移動通信端末が使用する付加チャネルを決定して、その割当情報を各移動通信端末へ通知する(ステップS16)。割当情報が通知された移動通信端末では、移動通信端末における制御部が通知されたチャネルを使用するように設定する(ステップS17)。また、基地局BSにおける制御部では決定されたチャネルが割り当てられた移動通信端末において使用できるようにチャネルを設定する(ステップS18)。さらに、HLR15aにおける管理テーブルTBLにおいて、再割当を行った移動通信端末に関する通信履歴情報を再割当時点までのチャネル割当を反映させるように書き換える(ステップS19)。さらにまた、基地局BSではステップS16にて決定されたチャネル(保証チャネル+付加チャネル)に基づきチャネルテーブルを更新する(ステップS20)。
【0042】
また、ステップS12にて移動通信端末のサービスグレード対応する保証チャネルの空きチャネルがあると判断された場合は、ステップS21へ分岐し、使用するチャネルとして、新規移動通信端末のサービスグレードに応じた保証チャネル分を空きチャネルから決定する。次いで、ステップS22にて空きチャネルに余りがあればその空きチャネルを付加チャネルとして新規移動通信端末に割り当てる。このようにして、新規移動通信端末が使用するチャネル(保証チャネル+付加チャネル)を決定し、その割当情報を新規移動通信端末へ通知する(ステップS23)。割当情報が通知された新規移動通信端末では、新規移動通信端末における制御部が通知されたチャネルを使用するように設定する(ステップS24)。また、基地局BSにおける制御部では決定されたチャネルが割り当てられた新規移動通信端末において使用できるようにチャネルを設定する(ステップS25)。さらに、HLR15aにおける管理テーブルTBLにおいて、新規割当を行った新規移動通信端末に関する通信履歴情報をチャネル割当を反映させるように書き換える(ステップS26)。さらにまた、基地局BSではステップS23にて決定されたチャネル(保証チャネル+付加チャネル)に基づきチャネルテーブルを更新する(ステップS27)。
【0043】
以上説明した本発明の周波数資源割当方法は、CDMAシステムをはじめとしてFDMAシステム、TDMAシステム等の通信方式に適用することができる。この場合は、チャネルは拡散コードからなるチャネル、あるいは周波数分割チャネルや時分割チャネルとされる。
【0044】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、通信端末手段に対する通信履歴や割り当てられていた付加チャネルの時間平均されたチャネル数に基づく割当優先順位の評価情報を管理テーブルに格納するようにしている。そして、この管理テーブル評価情報を参照して割り当てられる付加チャネルのチャネル数が通信端末手段間において平均化されるように各通信端末手段に所定のチャネル数の付加チャネルを割り当てるようにされている。これにより、各通信端末手段に割り当てられる付加チャネルのチャネル数を平均化することができ、各通信端末手段における不公平感をなくすことができるようになる。
【0045】
また、通信を開始する通信端末手段に割り当てるチャネルが不足している場合は、通信中の通信端末手段に割り当てられている付加チャネルを再割当することにより、必要なチャネル数を確保して、通信を開始する通信端末手段に割り当てるようにしている。この場合、固定割当通信端末手段であっても必要なチャネル数を確保して、通信を開始する固定割当通信端末手段に割り当てることができる。なお、通信端末手段における割当の調整は、管理テーブルにおける評価情報における割当優先順位順に行うことにより、各通信端末手段に割り当てられる付加チャネルのチャネル数を平均化することができるようになる。
さらに、通信端末手段が通信を終了した時に、その通信時間や割り当てられた付加チャネルのチャネル数等の履歴情報を反映させるように管理テーブルを更新するようにしたので、時間的、場所的な要因による周波数資源の変動に応じて適応的に周波数資源を通信端末手段に割り当てることができるようになる。この場合、管理テーブルの更新は一定時間毎や割り当てられている付加チャネルのチャネル数が変更される毎に更新してもよい。
【0046】
さらにまた、本発明においては、従来のようにランダムに決められる優先度に基づくのではなく、可変伝送レートの通信端末手段について過去の通信実績を収集しそれを反映した優先度に基づき付加チャネルのチャネル数を割り当てることができる。これにより、可変伝送レートの通信端末手段間における付加チャネルのチャネル数割り当ての公平性を常に保つ効果が得られ、可変伝送レートの通信端末手段を使用するユーザにおける満足度の向上と、周波数資源を最大限に活用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態である本発明にかかる周波数資源割当方法が適用された移動通信システムの構成を示す図である。
【図2】本発明にかかる周波数資源割当方法におけるサービスグレードを説明するための図である。
【図3】本発明にかかる周波数資源割当方法におけるチャネル割当状況を示す図である。
【図4】本発明にかかる周波数資源割当方法における管理テーブルの構成を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態である本発明にかかる周波数資源割当方法が適用された無線アクセスネットワークとコアネットワークからなる移動通信システムの構成を示す図である。
【図6】本発明の周波数資源割当方法の実施の形態におけるテーブル更新処理を行う割当処理シーケンスを示す図である。
【図7】本発明の周波数資源割当方法の実施の形態におけるハンドオーバ時の割当処理シーケンスを示す図である。
【図8】本発明の周波数資源割当方法の実施の形態におけるハンドオーバ時の割当処理シーケンスを示す図である。
【図9】図5に示す移動通信システムにおける管理テーブルの例を示す図である。
【図10】図5に示す移動通信システムにおけるチャネル割当状況の変遷を示す図である。
【図11】本発明の周波数資源割当方法の実施の形態においてチャネル割当要求が発生した際の処理の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 セル、11 RNC、12,14 交換局、15 ホームメモリ局、15aHLR、A,B,C セル、BS 基地局、BSA,BSB,BSC 基地局、CN コアネットワーク、F 評価関数、M1,M2,M3,M4 移動通信端末、MA1 移動通信端末、MB1,MB2,MB3 移動通信端末、MC1 移動通信端末、Mn 移動通信端末、RAN 無線アクセスネットワーク、T0 総累積通信時間、T0B 累積通信時間、T1B 累積通信時間、T2B 累積通信時間、T3B累積通信時間、T0B/T0,T1B/T0,T2B/T0,T3B/T0 時間割合、tB2 時間情報、TBL 管理テーブル、tC1 時間情報、α0,α1,α2,α3 重み係数
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a frequency resource allocation method for allocating a maximum transmission rate that can be allocated to a communication terminal having a variable transmission rate in a communication system with limited frequency resources, and more particularly to a mobile communication terminal having a variable transmission rate in mobile communication. This is a suitable allocation method for assigning a transmission rate to.
[0002]
[Prior art]
Recently, multimedia mobile communication has been proposed in which there are users who require different communication speeds and communication quality associated therewith. In this multimedia mobile communication, traffic requiring various communication speeds and communication quality is mixed. For this reason, it is necessary to perform frequency resource allocation control for maximizing the use of frequency resources, which are radio resources that are subject to significant temporal and locational fluctuations, especially in the case of mobile communications, while satisfying the communication quality expected by the user. In order to make maximum use of frequency resources in this way, the transmission rate is not fixedly allocated to the user, but the user is requested to transmit the transmission rate at the maximum speed / minimum speed, and within the requested speed range of the user. It has been proposed to assign a variable transmission rate.
[0003]
In frequency resource allocation in this case, the allocated transmission rate is changed in real time according to certain conditions, the transmission rate is allocated according to the quality required by the traffic, the service is divided according to the maximum speed / minimum speed, It is considered to perform priority control according to the service. When service division is performed, frequency resources are allocated according to the priority of the service, and when the frequency resources are insufficient, the transmission rate of the low priority service user performing communication at the minimum speed or higher is set. By reducing the speed within the required range, the transmission rate of service users with high priority is secured. In addition, even if this method cannot secure the necessary amount of frequency resources, a method of entering a queue is adopted.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the priority of the communication terminal means can be fixedly determined in advance according to the quality requested by the user, application conditions, and charging class. However, the prior art does not define the priority when it is necessary to change the allocation of frequency resources for a plurality of users of the communication terminal means of variable transmission rate. In this case, a method of randomly determining the priority of the user of the communication terminal means of the variable transmission rate and changing the allocation of the frequency resource within the user's request range can be considered, but this method is specified for the user traffic. Although the minimum transmission rate can be guaranteed, there has been a problem that there may be non-uniformity in the frequency resource allocation result between users of communication terminal means of variable transmission rate.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a frequency resource allocation method in a communication system in which non-uniformity does not exist as much as possible in the result of frequency resource allocation between users of variable transmission rate communication terminal means.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a frequency resource allocation method in a communication system according to the present invention is a communication system comprising communication terminal means capable of variable transmission rate communication by allocating one or more channels when performing communication. A frequency resource allocation method in which the maximum number of channels that can be allocated is allocated when the communication terminal means starts communication,
As the channel allocated to the communication terminal means, a guaranteed channel in which allocation of a fixed number of channels is guaranteed and an additional channel in which a variable number of channels is allocated according to channel allocation status can be allocated. Accumulated communication time information for each number of channels of the additional channel assigned to each communication terminal means in the communication terminal means, where the number of fixed channels is different depending on the service grade of the communication terminal means. At least the total accumulated communication time information of each communication terminal means, the accumulated communication time information for each number of channels of the additional channel, and the evaluation information of the allocation priority calculated based on the total accumulated communication time information With reference to the stored management table, each communication terminal means has a predetermined number of additional channels. By assigning Le, time average value of the number of the additional channels allocated to the communication terminal device is to be substantially averaged between the communication terminal unit.
[0007]
In the frequency resource allocating method in the communication system of the present invention, the maximum value of the number of additional channels that can be allocated to the communication terminal means may be made different depending on the service grade.
Furthermore, in the frequency resource allocation method in the communication system according to the present invention, the communication system further includes fixed allocation communication terminal means to which only a fixed number of channels are allocated when performing communication, and the fixed allocation When the communication terminal means starts communication, the fixed number of channels may be assigned to the fixed assignment communication terminal means.
[0008]
Furthermore, in the frequency resource allocation method in the communication system of the present invention, when the communication terminal means starts communication, if there are not enough free channels to be assigned to the communication terminal means, the communication terminal means in communication A necessary number of channels among the additional channels allocated to the communication terminal means for starting the communication may be allocated.
Furthermore, in the frequency resource allocation method in the communication system of the present invention, when the fixed allocation communication terminal means starts communication, if the frequency resource allocated to the fixed allocation communication terminal means is insufficient, communication is in progress. The number of fixed channels among the additional channels assigned to the communication terminal means may be assigned to the fixed assignment communication terminal means for starting communication.
[0009]
Furthermore, in the frequency resource allocation method in the communication system of the present invention, as a result of allocating the required number of channels among the additional channels to the communication terminal means or fixed allocation communication means for starting the communication, When a channel is generated, the vacant additional channel may be reassigned to the communication terminal means by referring to the assignment priority evaluation information.
Furthermore, in the frequency resource allocation method in the communication system of the present invention, reassignment is performed such that the additional channels are allocated to the communication terminal means in descending order of priority in the evaluation information of the management table. Also good.
[0010]
Furthermore, in the frequency resource allocating method in the communication system of the present invention, when the communication terminal means ends communication, it is based on communication time information in the communication terminal means and information on the number of channels of the additional channels allocated. The management table may be updated.
Furthermore, in the frequency resource allocating method in the communication system of the present invention, the management table is updated at regular intervals based on communication time information in the communication terminal means and information on the number of allocated additional channels. It may be made like.
[0011]
Furthermore, in the frequency resource allocating method in the communication system of the present invention, each time the number of additional channels allocated to the communication terminal means is changed, the communication time information in the communication terminal means is allocated. The management table may be updated based on information on the number of channels of additional channels.
Furthermore, in the frequency resource allocation method in the communication system of the present invention, the communication system includes a mobile communication terminal serving as the communication terminal means, and a base station that performs allocation of frequency resources to the mobile communication terminal; A radio access network composed of a control station that controls a plurality of base stations, and a core network including at least a memory station that stores the mobile communication terminal information on the radio access network, The management table may be installed in the memory station in the core network.
[0012]
Furthermore, in the frequency resource allocation method in the communication system of the present invention, the communication system includes a mobile communication terminal serving as the communication terminal means, and a base station that performs allocation of frequency resources to the mobile communication terminal; A radio access network composed of a control station that controls a plurality of base stations, and a core network including at least a memory station that stores the mobile communication terminal information on the radio access network, The management table may be installed in the control station in the radio access network.
Furthermore, in the frequency resource allocation method in the communication system of the present invention, the communication system includes a mobile communication terminal serving as the communication terminal means, and a base station that performs allocation of frequency resources to the mobile communication terminal; A radio access network composed of a control station that controls a plurality of base stations, and a core network including at least a memory station that stores the mobile communication terminal information on the radio access network, The management table related to the mobile communication terminal controlled by the base station may be installed in the base station in the radio access network.
[0013]
Furthermore, in the frequency resource allocation method in the communication system of the present invention, the communication system is at least a mobile communication terminal serving as the communication terminal means, and a base station that performs allocation of frequency resources to the mobile communication terminal And a radio access network composed of a control station that controls a plurality of base stations, and a core network including at least a memory station that stores the mobile communication terminal information on the radio access network, The management table related to the own device may be installed in the mobile communication terminal in the radio access network.
Furthermore, in the frequency resource allocating method in the communication system of the present invention, the evaluation information is an accumulation for each number of additional channels allocated to each communication terminal unit with respect to total accumulated communication time information of each communication terminal unit. The allocation priority order information calculated based on the time-averaged channel number calculated from the communication time information ratio may be used.
Furthermore, in the frequency resource allocating method in the communication system of the present invention, the evaluation information is an accumulation for each number of additional channels allocated to each communication terminal unit with respect to total accumulated communication time information of each communication terminal unit. The allocation priority information may be calculated based on the number of channels averaged by weighting the ratio of the communication time information.
[0014]
According to the present invention, assignment priority evaluation information based on the communication history for the communication terminal means and the time-averaged number of assigned additional channels is stored in the management table. A predetermined number of additional channels are assigned to each communication terminal means so that the number of additional channels assigned with reference to the management table evaluation information is averaged between the communication terminal means. As a result, the number of additional channels allocated to each communication terminal means can be averaged, and unfairness in each communication terminal means can be eliminated.
[0015]
In addition, when there are not enough channels to be assigned to the communication terminal means for starting communication, the additional channels assigned to the communication terminal means in communication are reassigned to ensure the necessary number of channels and Is assigned to the communication terminal means for starting the communication. In this case, even the fixed assignment communication terminal means can secure the necessary number of channels and assign it to the fixed assignment communication terminal means for starting communication. The adjustment of allocation in the communication terminal means is performed in the order of priority of assignment in the evaluation information in the management table, so that the number of additional channels allocated to each communication terminal means can be averaged.
Furthermore, when the communication terminal means terminates communication, the management table is updated to reflect the history information such as the communication time and the number of assigned additional channels. The frequency resource can be adaptively allocated to the communication terminal means according to the fluctuation of the frequency resource due to. In this case, the management table may be updated every fixed time or whenever the number of allocated additional channels is changed.
[0016]
Furthermore, in the present invention, it is not based on priorities determined at random as in the prior art, but on the basis of priorities that collect past communication results for communication terminal means of variable transmission rate and reflect them. The number of channels can be assigned. As a result, the effect of always maintaining the fairness of the allocation of the number of additional channels between the communication terminal means of variable transmission rate can be obtained. It is possible to make the most of it.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A communication system to which the frequency resource allocation method of the present invention is applied and an outline of the applied frequency resource allocation method will be described below.
FIG. 1 shows the configuration of one cell 1 in a mobile communication system to which a frequency resource allocation method according to the present invention which is an embodiment of the present invention is applied. The communication system shown in FIG. 1 includes a plurality of mobile communication terminals capable of communication at a variable transmission rate, and the base station BS allocates frequency resources to the mobile communication terminals M1 to M3. The frequency resource referred to in the present invention depends on the frequency band used in the communication system, and is specifically assigned to each mobile communication terminal M1 to M3 in the form of a transmission rate. The transmission rate is assigned by designating the number of channels used by the individual mobile communication terminals M1 to M3, and the transmission rate set for one channel becomes the unit transmission rate. That is, the magnitude of the transmission rate depends on the number of channels used. The form of the channel is different depending on the communication system. For example, if the communication system is an FDMA (Frequency Division Multiple Access) system, one unit frequency band that is frequency-divided becomes a channel, and if it is a TDMA (Time Division Multiple Access) system, it is time-divided. One unit time slot is a channel. Furthermore, if the CDMA (Code Division Multiple Access) system is used, a channel can be set for each different spreading code. In such a form of channel, as a matter of course, the transmission rate of one channel is a fixed transmission rate specific to the channel.
[0018]
In the cell 1 shown in FIG. 1, the base station BS performs connection control of the mobile communication terminals M1 to M3. In this example, the number of channels that can be used in the cell 1 is 13, and channels are allocated as shown in the allocation status to the mobile communication terminals M1 to M3 in communication. In this case, service grades of transmission rates according to the user's needs are set for each mobile communication terminal. For example, the service grades are four grade types of service grade A, service grade B, service grade C, and service grade D. Is prepared. Since these service grades have variable transmission rates, the number of allocated channels can be varied as shown in FIG. That is, at least one fixed allocation channel (hereinafter referred to as “guaranteed channel”) allocated at the time of starting communication is allocated to a grade A mobile communication terminal, and is additionally allocated according to the channel allocation status. Variable allocation channels (hereinafter referred to as “additional channels”) can be allocated up to three channels. Service grade B mobile communication terminals are assigned 2 guaranteed channels, and up to 3 additional channels can be assigned, and service grade C mobile communication terminals are assigned 3 guaranteed channels. A maximum of 3 channels can be allocated, 4 channels of guaranteed channels can be allocated to mobile communication terminals of service grade D, and a maximum of 3 channels can be allocated to additional channels. Thus, the guaranteed channel is a channel assigned at least in the set service grade, and a minimum transmission rate is secured by the guaranteed channel. Further, the additional channel is a channel that is additionally allocated according to the allocation status when the channel is allocated. When the additional channel is allocated, a service with a higher transmission rate can be received. The maximum value of the number of additional channels may be constant regardless of the service grade, and may be increased as the service grade is improved.
[0019]
In the configuration of the cell 1 shown in FIG. 1, the mobile communication terminal M1 has four guaranteed channels and a service grade D (Grade D) that can allocate up to three additional channels, and the mobile communication terminals M2 and M3 are guaranteed. The service grade C (Grade C) is such that three channels can be allocated and a maximum of three additional channels can be allocated. The available frequency resources in the cell 1 are, for example, 13 channels, and the 13-channel frequency resources are allocated to the mobile communication terminals M1 to M3 with which the base station BS is communicating. This allocation situation is illustrated, but only four channels (indicated as “1” in FIG. 1) that are guaranteed channels are allocated to the mobile communication terminal M1 of service grade D. Furthermore, a total of 6 channels (shown as “2” in FIG. 1) of 3 channels that are guaranteed channels and 3 channels that are additional channels are assigned to the service grade C mobile communication terminal M2. Only three channels (indicated as “3” in FIG. 1), which are guaranteed channels, are allocated to the grade C mobile communication terminal M3. Note that the mobile communication terminals M1, M2, and M3, which have variable transmission rates, are of the best-effort type to which the maximum transmission rate that can be allocated when communication is started, and the channel allocation priority order to be described later is Since it is the highest in the mobile communication terminal M2, an additional channel is assigned to the mobile communication terminal M2.
[0020]
Next, a specific channel allocation mode in the cell 1 shown in FIG. 1 described above will be described. When the base station BS shown in FIG. 1 detects a new call or incoming call, the base station BS allocates a channel to the mobile communication terminal. Here, it is assumed that service grade B mobile communication terminal M4 newly originates a call. Since the mobile communication terminal M4 is service grade B, it is necessary to allocate at least two guaranteed channels. FIG. 3 (a) shows the channel assignment status immediately before the call of the mobile communication terminal M4. As shown in FIG. 3 (a), the service grade D mobile communication terminal M1 and the service grade C mobile communication terminals M2 and M3 are in a call immediately before calling, and as described above, the mobile communication terminal M1 has a total number of calls. 4 channels, a total of 6 channels are allocated to the mobile communication terminal M2, and a total of 3 channels are allocated to the mobile communication terminal M3. The number of channels that can be used in the cell 1 is 13 channels as described above, and all of the channels are used. That is, since all 13 available channels are in use, it is not possible to assign 2 channels, which are guaranteed channels, to the mobile communication terminal M4 as they are.
[0021]
Therefore, the base station BS secures two channels to be given to the mobile communication terminal M4 by reassigning additional channels. Prior to reassignment, the total number of additional channels assigned in cell 1 is detected and it is verified that the number of detected channels is greater than the number of guaranteed channels assigned to mobile communication terminal M4. Here, the total number of additional channels is three channels allocated to the mobile communication terminal M2 of service grade D, and exceeds the two guaranteed channels allocated to the mobile communication terminal M4. As a result, two of the three channels are secured as guaranteed channels to be given to the mobile communication terminal M4. Then, the remaining one channel is reassigned as an additional channel to the mobile communication terminal M2 having the highest priority.
[0022]
The priority order at this time can be obtained by referring to the management table built in the base station BS, and the additional channels are assigned in the order of priority in the management table. An example of this management table is shown in FIG. The management table is composed of communication history information of mobile communication terminals M1, M2, M3, M4,..., Mn that have variable transmission rates, and the communication history information in each mobile communication terminal is the total communication time so far. Total accumulated communication time T0Cumulative communication time T until now when only guaranteed channels are allocated0BTotal accumulated communication time T0Time ratio T0B/ T0(%), Cumulative communication time T until the time when communication was performed with one additional channel assigned.1BTotal accumulated communication time T0Time ratio T1B/ T0(%), Accumulated communication time T until the time when communication was performed with 2 additional channels allocated2BTotal accumulated communication time T0Time ratio T2B/ T0(%), The accumulated communication time T until the time when communication was performed with 3 additional channels assigned.3BTotal accumulated communication time T0Time ratio T3B/ T0(%) And time ratio T0B/ T0, T1B/ T0, T2B/ T0, T3B/ T0Is calculated by weighting with the number of additional channels at that time, and the priority is calculated from the evaluation function F.
[0023]
The evaluation function F is obtained from the following equation.
F = (α0× T0B/ T0+ Α1× T1B/ T0+ 2α2× T2B/ T0
+ 3αThree× T3B/ T0) / 100
However, the coefficient α on the right side1, Α2, ΑThree, 1, 2, and 3 are respectively multiplied by the number of additional channels in the calculated time ratio, and the coefficient α0, Α1, Α2, ΑThreeIs a weighting factor corresponding to the transmission rate. In the example of the management table shown in FIG.0= Α1= Α2= ΑThreeAlthough the evaluation function F is calculated as = 1, the present invention is not limited to this. For example, in the case of the evaluation function shown in parentheses, α0= 0, α1= Α2= ΑThreeThe evaluation function F is calculated with = 1. Thus, α0= Α1= Α2= ΑThreeIf the evaluation function F is calculated with = 1, the evaluation function F reflecting the total number of channels to which guaranteed channels and additional channels are allocated can be obtained. Α0= 0, α1= Α2= ΑThreeWhen the evaluation function F is calculated with = 1, the evaluation function F reflecting the number of allocated additional channels can be obtained.
[0024]
In the example of the management table shown in the figure, α0= Α1= Α2= ΑThree= 1, the evaluation function of the mobile communication terminal M1 is 1.50, the evaluation function of the mobile communication terminal M2 is 1.40, the evaluation function of the mobile communication terminal M3 is 1.60, and the mobile communication terminal The evaluation function of M4 is calculated as 1.70, and the evaluation function of the mobile communication terminal Mn is calculated as 1.95. Here, as shown in FIG. 1, when the mobile communication terminals M1, M2, and M3 are in communication and the mobile communication terminal M4 makes a call, the total number of additional channels assigned to the mobile communication terminal in communication Is detected. In this case, the total number of additional channels is detected as three channels allocated to the mobile communication terminal M2, and it is determined that the number of guaranteed channels is two or more in the mobile communication terminal M4. Therefore, reassignment of the additional channel is performed, and two of the three channels assigned as the additional channel are secured as guaranteed channels assigned to the mobile communication terminal M4. Then, the remaining one channel is reassigned as an additional channel. When reassigning, the management table shown in FIG. 4 is referred to assign as an additional channel to the mobile communication terminal M2 having the highest priority.
[0025]
As a result, only two guaranteed channels are allocated to the calling mobile communication terminal M4, and the number of additional channels in the mobile communication terminal M2 is changed from 3 channels to 1 channel. The channel assignment situation at this time is as shown in FIG. Here, if the priority order of the mobile communication terminal M4 is the highest, one additional channel is allocated to the mobile communication terminal M4 that has made a call when the additional channel is reassigned. As shown in FIG. 3C, a total of 3 channels are allocated to the mobile communication terminal M4.
[0026]
As described above, in the frequency resource allocation method according to the present invention, a channel that is a frequency resource is allocated according to the priority order with reference to the management table. The same applies to the reassignment of the already assigned additional channel. As a result, frequency resources allocated to mobile communication terminals with variable transmission rates can be averaged, and unfairness in users who use mobile communication terminals with variable transmission rates can be eliminated. In this case, a mobile communication terminal with a variable transmission rate and a mobile communication terminal with a fixed transmission rate may be mixed. When a mobile communication terminal with a fixed transmission rate makes a call, the number of channels corresponding to the fixed transmission rate A channel may be secured and assigned.
[0027]
Next, the mobile communication system shown in FIG. 5 including a radio access network (RAN) to which the frequency resource allocation method according to the present invention can be applied and a core network (Core Network) will be described.
In FIG. 5, the radio access network RAN includes a plurality of cells A, B, C,. Each cell is provided with a base station BS, and the base station BS controls connection of mobile communication terminals belonging to the cell. For example, base station BS in cell AAIs a mobile communication terminal M belonging to cell AA1Mobile communication terminal MA1Moves from cell A to cell B and is handed over, the mobile communication terminal MA1Terminate connection control. Also, base station BS in cell BBIs a mobile communication terminal M belonging to cell BB1, MB2, MB3Mobile communication terminal MA1Moves from cell A to cell B and is handed over, the mobile communication terminal MA1Connection control is also performed. Base station BS in cell CCIs a mobile communication terminal M belonging to cell CC1Is performing connection control. These base stations BSA, BSB, BSCIs connected to a control station (RNC: Radio Access Network Controller) 11, and wireless access control is performed by the wireless access network RAN configured as described above.
[0028]
The core network CN is provided with exchange stations 12 and 14 and a home memory station 15 in which mobile communication terminal information on the radio access network is stored. The home memory station 15 includes a circuit switching service, a node for packet switching service, and a home location register (HLR) 15a for registering user data and the position of the mobile communication terminal. The HLR 15a stores the management table TBL as shown in FIG. 4 in addition to the profiles and position information of all mobile communication terminals. In the frequency resource allocation method of the present invention, the management table TBL stored in the HLR 15a may be copied and placed in the RNC 11, the base station BS, or the mobile communication terminal. In this way, as will be described later, access to the core network CN can be reduced.
[0029]
Next, processing of the frequency resource allocation method in the communication system shown in FIG. 5 to which the frequency resource allocation method according to the present invention is applied will be described. First, a description will be given with reference to the assignment processing sequence of the management table update processing shown in FIG. However, in the example of the allocation processing sequence shown in FIG. 6, the mobile communication terminal M whose service grade belonging to the cell C is service grade B is shown.C1Connection control sequence.
Mobile communication terminal MC1Makes a call to the base station BSCWhen a communication request is made to the base station BSCNotifies the mobile communication terminal M of detecting a free channel and assigning that channel.C1Send to. Specifically, the base station BSCAssigns a channel number corresponding to the assigned channel to the mobile communication terminal M.C1Send to. Mobile communication terminal MC1In response to this, the assigned channel is set as a communication channel for communication. The communication destination is, for example, another mobile communication terminal connected via the RNC 11 and another base station, or a fixed telephone connected via the core network CN.
[0030]
Here, the call ends and the mobile communication terminal MC1Is put on hook, the communication end signal is transmitted to the base station BS.CSent to. Then, base station BSCIs a mobile communication terminal MC1Information tC1Then, the additional channel number information allocated at that time is sent to the home memory station 15 of the core network CN via the RNC 11. Thereby, the mobile communication terminal M in the management table TBL stored in the HLR 15a.C1Data will be rewritten with the latest information. And based on this rewritten information, the time ratio T0B/ T0, T1B/ T0, T2B/ T0, T3B/ T0And the evaluation function F and the priority are recalculated, and the management table TBL is updated. As described above, since the management table TBL is updated to the latest information, the frequency resources can be adaptively allocated to the mobile communication terminals in accordance with changes in the frequency resources due to time and place factors.
[0031]
Next, service grade A mobile communication terminal M belonging to cell AA1Will be described with reference to the allocation processing sequence shown in FIGS. 7 and 8 when the cell A moves from cell A to cell B and is handed over.
Service grade B mobile communication terminal MA1Belongs to cell A and is in communication. Also, a mobile communication terminal M of service grade D, which is a variable transmission rate belonging to the cell BB1And service grade C mobile communication terminal MB2, Mobile communication terminal MB3Is also in communication. Here, the mobile communication terminal MA1Moves from cell A to cell B and base station BSAMobile communication terminal MA1Suppose that the reception level of The RNC 11 then moves to the mobile communication terminal MA1Cell B's base station BS adjacent to cell ABAnd cell C base station BSCMobile communication terminal MA1Is notified to monitor the reception level (S1, S2).
[0032]
Here, the mobile communication terminal MA1Is moving from cell A to cell B, the base station BSBIs a mobile communication terminal MA1Is detected and the RNC 11 is notified. As a result, the RNC 11 makes the mobile communication terminal MA1Is moved to the cell B, and in preparation for adjusting the channel assignment in the cell B, the mobile communication terminal M of service grade D communicating with the home memory station 15 in the cell BB1And service grade C mobile communication terminal MB2, Mobile communication terminal MB3Mobile communication terminal M that has moved furtherA1Is inquired about the priority order (S3). As a result, the management table TBL stored in the HLR 15a is referred to, and the mobile communication terminal M communicating in the cell B from the management table TBL.B1, Mobile communication terminal MB2, Mobile communication terminal MB3Mobile communication terminal M that has movedA1Is read out, and this priority is notified to the RNC 11. In this case, assuming that the contents of the management table TBL are as shown in FIG. 9, the mobile communication terminal MB1Has a priority of “2” and the mobile communication terminal MB2Has a priority of “3” and the mobile communication terminal MB3Has a priority of “1” and the mobile communication terminal MA1Is reported as “4”. Base station BSAAnd base station BSBMobile communication terminal MA1Is handed over.
[0033]
The RNC 11 sends the notified priority information to the mobile communication terminal M.A1Base station BSBTo notify. Base station BSBIn response, the mobile communication terminal M of service grade BA1Mobile communication terminal M of service grade D during communication in order to secure two channels which are guaranteed channels to be allocated toB1And service grade C mobile communication terminal MB2, Mobile communication terminal MB3Detect the number of additional channels assigned to. In this case, it is assumed that the channel assignment state in the cell B before adjustment is as shown in FIG. That is, the mobile communication terminal MB1One additional channel is allocated to the mobile communication terminal M.B3Since 2 additional channels are allocated to the channel, the total number of additional channels is detected as 3 channels. Base station BSB2 of these 3 channels are connected to the mobile communication terminal M.A1As a guaranteed channel to be allocated to the other channel, the remaining one channel is added as an additional channel and reassigned. Where the base station BSBRefers to the management table TBL shown in FIG.B3Mobile communication terminal M because of its highest priorityB3One additional channel is assigned to. In this way, the mobile communication terminal M handed over from the cell A to the cell BA1In addition, the channel assignment situation in cell B when two guaranteed channels are assigned is as shown in FIG.
[0034]
When channel assignment is controlled as described above, the base station BSBShows the channel assignment information after the reallocation in the mobile communication terminal M.B1, Mobile communication terminal MB2, Mobile communication terminal MB3, Mobile communication terminal MA1Each mobile communication terminal sets the allocated channel according to the received channel allocation information. And mobile communication terminal MA1Ends the channel setting according to the channel assignment information, the mobile communication terminal MA1Notifies base station BSBTo the base station BSBNotifies the RNC 11 of the handover completion notification. As a result, the RNC 11 makes the base station BSAMobile communication terminal MA1To release the connection of the base station BSAIs a mobile communication terminal MA1Release the connection. Thereby, the handover process is completed.
[0035]
Next, the handed over mobile communication terminal MA1Will be described with reference to FIG. Mobile communication terminal MA1When the communication ends, the communication end notification is sent to the base station BS.BTo the base station BSBIs a mobile communication terminal MA1Release the connection. As a result, an empty channel is generated in the cell B, and an additional channel to be allocated to the mobile communication terminal in communication is reassigned in order to effectively use the frequency resource that is the empty channel. Therefore, base station BSBIs a mobile communication terminal M of service grade D communicating with the home memory station 15 in the cell B.B1And service grade C mobile communication terminal MB2, Mobile communication terminal MB3Is inquired about the priority order (S5). As a result, the management table TBL stored in the HLR 15a is referred to, and the mobile communication terminal M communicating in the cell B from the management table TBL.B1, Mobile communication terminal MB2, Mobile communication terminal MB3Is read out, and this priority is determined by the base station BS.BTo be notified.
[0036]
In this case, assuming that the contents of the management table TBL are as shown in FIG. 9, the mobile communication terminal MB1Has a priority of “2” and the mobile communication terminal MB2Has a priority of “3” and the mobile communication terminal MB3Is reported as “1”. Base station BSBIn response to this, the mobile communication terminal M in which the priority is set to “1” for the two channels set as the empty channels.B3Assigned as an additional channel. Thereby, the channel allocation state shown in FIG. 10B in the cell B before adjustment is as shown in FIG. 10C. The allocation-controlled channel allocation information is the base station BS.BTo mobile communication terminal MB3To the mobile communication terminal MB3Sets the channel to be used according to the received channel assignment information.
[0037]
Here, it is assumed that the mobile communication terminal MB2Terminates the communication and transmits a communication end signal to the base station BS as shown in FIG.BIs received. Base station BSBIs a mobile communication terminal MB2Information tB2Then, the transmission rate information assigned at that time is sent to the home memory station 15 of the core network CN via the RNC 11. Thereby, the mobile communication terminal M in the management table TBL stored in the HLR 15a.B2Data will be rewritten with the latest information. Based on the rewritten information, the mobile communication terminal MB2Time ratio T0B/ T0, T1B/ T0, T2B/ T0, T3B/ T0And the evaluation function F and the priority are recalculated, and the management table TBL is updated. As described above, since the management table TBL is updated to the latest information, the frequency resources can be adaptively allocated to the mobile communication terminals in accordance with changes in the frequency resources due to time and place factors. Although not shown in FIG. 8, the mobile communication terminal MA1The same processing is performed when the communication ends, and the mobile communication terminal M in the management table TBL stored in the HLR 15a is processed.A1Data will be updated to the latest information.
[0038]
In the above description, the timing for updating the management table TBL is set at the end of communication. However, the present invention is not limited to this, and the management table TBL is updated at regular intervals, or the transmission rate is variable. The management table TBL may be updated each time the number of additional channels allocated to the mobile communication terminal is changed.
Further, the weight α in the above-described equation for calculating the evaluation function F0, Α1, Α2, ΑThreeIs α0= Α1= Α2= ΑThree= 1 or α0= 0, α1= Α2= ΑThree= 1 but α012ThreeIt is good also as the weight which becomes.
[0039]
Further, although the management table TBL is stored in the HLR 15a in the home memory station, the management table TBL stored in the HLR 15a may be copied and placed in the RNC 11 as indicated by a broken line in FIG. Thereby, the frequency | count of access with respect to the core network CN can be reduced. Further, as shown by a broken line in FIG. 5, the management table TBL portion related to the own cell stored in the HLR 15a is copied and placed in the base station BS, or the management table TBL portion related to the own device stored in the HLR 15a is copied. It may be copied and placed in each mobile communication terminal having a variable transmission rate. Thereby, the access frequency with respect to RNC11 can be reduced. When the management table TBL is updated, the management table TBL stored in the HLR 15a and the copied management table TBL are updated. Further, when a mobile communication terminal with a variable transmission rate is handed over when the management table TBL part is copied and placed in the base station BS or each mobile communication terminal, management of the mobile communication terminal handed over to the handover destination base station The table TBL is sent.
[0040]
Next, as a summary for explaining the frequency resource allocation method according to the present invention, FIG. 11 shows a flowchart showing an example of processing when a mobile communication terminal makes a call and a channel allocation request is generated.
In the flowchart shown in FIG. 11, when a mobile communication terminal transmits a call signal, the base station BS where the mobile communication terminal is located receives the call signal, thereby detecting the service grade of the mobile communication terminal. At the same time, a channel allocation request is generated (step S10). Next, the base station BS refers to a built-in channel table, and checks a free channel for allocation to the mobile communication terminal that has made the call (step S11). Then, it is determined whether there is a free channel allocated to the mobile communication terminal as a guaranteed channel corresponding to the service grade of the mobile communication terminal (step S12). Here, if there is no free channel assigned to the mobile communication terminal, the process proceeds to step S13, where the base station BS is used as a channel, and the total number of additional channels assigned to each terminal corresponds to the service grade of the new mobile communication terminal. It is determined whether there are enough guaranteed channels.
[0041]
If it is determined that there are additional channels for the guaranteed channels, the process proceeds to step S14, and the base station BS secures channels for the guaranteed channels from the additional channels allocated to each mobile communication terminal. Next, in step S15, the base station BS refers to the management table and determines the allocation priority of the additional channel allocated to each mobile communication terminal. Then, by reassigning the additional channels in the determined priority order, the channel used by the new mobile communication terminal (guaranteed channel + additional channel) and the additional channel used by the reassigned mobile communication terminal are determined. The allocation information is notified to each mobile communication terminal (step S16). In the mobile communication terminal to which the allocation information is notified, the control unit in the mobile communication terminal is set to use the notified channel (step S17). Further, the control unit in the base station BS sets a channel so that it can be used in the mobile communication terminal to which the determined channel is assigned (step S18). Furthermore, in the management table TBL in the HLR 15a, the communication history information related to the reassigned mobile communication terminal is rewritten so as to reflect the channel assignment up to the time of reassignment (step S19). Furthermore, the base station BS updates the channel table based on the channel (guaranteed channel + additional channel) determined in step S16 (step S20).
[0042]
If it is determined in step S12 that there is a vacant channel of the guaranteed channel corresponding to the service grade of the mobile communication terminal, the process branches to step S21 and guarantees according to the service grade of the new mobile communication terminal as the channel to be used The amount of channels is determined from free channels. Next, if there is a remaining empty channel in step S22, the empty channel is assigned as an additional channel to the new mobile communication terminal. In this way, the channel (guaranteed channel + additional channel) used by the new mobile communication terminal is determined, and the allocation information is notified to the new mobile communication terminal (step S23). In the new mobile communication terminal notified of the allocation information, the control unit in the new mobile communication terminal is set to use the notified channel (step S24). Further, the control unit in the base station BS sets the channel so that it can be used in the new mobile communication terminal to which the determined channel is assigned (step S25). Further, in the management table TBL in the HLR 15a, the communication history information related to the new mobile communication terminal that has made the new assignment is rewritten to reflect the channel assignment (step S26). Furthermore, the base station BS updates the channel table based on the channel (guaranteed channel + additional channel) determined in step S23 (step S27).
[0043]
The frequency resource allocation method of the present invention described above can be applied to communication systems such as a CDMA system, an FDMA system, and a TDMA system. In this case, the channel is a channel composed of a spreading code, or a frequency division channel or a time division channel.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the evaluation information of the allocation priority based on the communication history with respect to the communication terminal means and the time-averaged number of channels of the allocated additional channels is stored in the management table. A predetermined number of additional channels are assigned to each communication terminal means so that the number of additional channels assigned with reference to the management table evaluation information is averaged between the communication terminal means. As a result, the number of additional channels allocated to each communication terminal means can be averaged, and unfairness in each communication terminal means can be eliminated.
[0045]
In addition, when there are not enough channels to be assigned to the communication terminal means for starting communication, the additional channels assigned to the communication terminal means in communication are reassigned to ensure the necessary number of channels and Is assigned to the communication terminal means for starting the communication. In this case, even the fixed assignment communication terminal means can secure the necessary number of channels and assign it to the fixed assignment communication terminal means for starting communication. The adjustment of allocation in the communication terminal means is performed in the order of priority of assignment in the evaluation information in the management table, so that the number of additional channels allocated to each communication terminal means can be averaged.
Furthermore, when the communication terminal means terminates communication, the management table is updated to reflect the history information such as the communication time and the number of assigned additional channels. The frequency resource can be adaptively allocated to the communication terminal means according to the fluctuation of the frequency resource due to. In this case, the management table may be updated every fixed time or whenever the number of allocated additional channels is changed.
[0046]
Furthermore, in the present invention, it is not based on priorities determined at random as in the prior art, but on the basis of priorities that collect past communication results for communication terminal means of variable transmission rate and reflect them. The number of channels can be assigned. As a result, the effect of always maintaining the fairness of the allocation of the number of additional channels between the communication terminal means of variable transmission rate can be obtained. It is possible to make the most of it.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a mobile communication system to which a frequency resource allocation method according to the present invention as an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram for explaining a service grade in the frequency resource allocation method according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a channel allocation situation in the frequency resource allocation method according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a management table in the frequency resource allocation method according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a mobile communication system including a radio access network and a core network to which a frequency resource allocation method according to the present invention as an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 6 is a diagram showing an allocation process sequence for performing a table update process in the embodiment of the frequency resource allocation method of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing an allocation processing sequence at the time of handover in the embodiment of the frequency resource allocation method of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an allocation processing sequence at the time of handover in the embodiment of the frequency resource allocation method of the present invention.
9 is a diagram showing an example of a management table in the mobile communication system shown in FIG.
10 is a diagram showing transition of channel assignment status in the mobile communication system shown in FIG.
FIG. 11 is a flowchart showing an example of processing when a channel allocation request is generated in the embodiment of the frequency resource allocation method of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 cell, 11 RNC, 12, 14 switching center, 15 home memory station, 15a HLR, A, B, C cell, BS base station, BSA, BSB, BSC  Base station, CN core network, F evaluation function, M1, M2, M3, M4 mobile communication terminal, MA1  Mobile communication terminal, MB1, MB2, MB3  Mobile communication terminal, MC1  Mobile communication terminal, Mn mobile communication terminal, RAN radio access network, T0  Total accumulated communication time, T0B  Cumulative communication time, T1B  Cumulative communication time, T2B  Cumulative communication time, T3BCumulative communication time, T0B/ T0, T1B/ T0, T2B/ T0, T3B/ T0  Time ratio, tB2  Time information, TBL management table, tC1  Time information, α0, Α1, Α2, ΑThree  Weighting factor

Claims (16)

通信をする際に1以上のチャネルが割り当てられて可変伝送レート通信が可能な通信端末手段を備える通信システムにおいて、該通信端末手段が通信を開始する際に、割当可能な最大のチャネル数が割り当てられるようにした周波数資源割当方法であって、
前記通信端末手段に割り当てられるチャネルは、固定のチャネル数の割当が保証されている保証チャネルと、可変のチャネル数がチャネル割当状況に応じて割り当てられる付加チャネルとが割当可能とされて、前記保証チャネルの固定のチャネル数が前記通信端末手段のサービスグレードに応じて異なるチャネル数とされており、前記通信端末手段における各通信端末手段に割り当てられた前記付加チャネルのチャネル数毎の累積通信時間情報、前記各通信端末手段の総累積通信時間情報、および、前記付加チャネルのチャネル数毎の累積通信時間情報と前記総累積通信時間情報とに基づいて算出された割当優先順位の評価情報とが少なくとも格納されている管理テーブルを参照して、前記各通信端末手段に所定のチャネル数の前記付加チャネルを割り当てることにより、前記通信端末手段に割り当てられる前記付加チャネルの数の時間平均値が前記通信端末手段間において略平均化されるようにしたことを特徴とする通信システムにおける周波数資源割当方法。
In a communication system having communication terminal means capable of variable transmission rate communication by allocating one or more channels during communication, the maximum number of assignable channels is assigned when the communication terminal means starts communication. A frequency resource allocation method adapted to be
The channel allocated to the communication terminal means can be allocated a guaranteed channel in which allocation of a fixed number of channels is guaranteed and an additional channel in which a variable number of channels is allocated according to channel allocation status. Accumulated communication time information for each number of channels of the additional channel allocated to each communication terminal means in the communication terminal means, wherein the fixed number of channels is different depending on the service grade of the communication terminal means. , At least the total accumulated communication time information of each communication terminal means, the accumulated communication time information for each number of channels of the additional channel, and the evaluation information of the allocation priority calculated based on the total accumulated communication time information With reference to the stored management table, each communication terminal means has a predetermined number of additional channels. By assigning Le, frequency resource allocation method in a communication system, wherein a time-averaged value of the number of the additional channels allocated to the communication terminal device is to be substantially averaged between the communication terminal unit.
前記通信端末手段に割当可能な前記付加チャネルのチャネル数の最大値が、前記サービスグレードに応じて異なるようにされていることを特徴とする請求項1記載の通信システムにおける周波数資源割当方法。2. The frequency resource allocation method in a communication system according to claim 1, wherein a maximum value of the number of additional channels that can be allocated to the communication terminal means is made different according to the service grade. 前記通信システムには、通信をする際に固定チャネル数のチャネルだけが割り当てられる固定割当通信端末手段がさらに備えられており、
前記固定割当通信端末手段が通信を開始する際に、前記固定割当通信端末手段には前記固定チャネル数のチャネルが割り当てられるようにしたことを特徴とする請求項1記載の通信システムにおける周波数資源割当方法。
The communication system further includes fixed assignment communication terminal means for assigning only a fixed number of channels when communicating,
2. The frequency resource allocation in a communication system according to claim 1, wherein when the fixed allocation communication terminal means starts communication, the fixed allocation communication terminal means is allocated with the fixed number of channels. Method.
前記通信端末手段が通信を開始する際に、該通信端末手段に割り当てる空きチャネルが不足している場合は、通信中の通信端末手段に割り当てられている前記付加チャネルの内の必要なチャネル数を前記通信を開始する通信端末手段に割り当てるようにしたことを特徴とする請求項1記載の通信システムにおける周波数資源割当方法。When the communication terminal means starts communication, if there are not enough free channels to be assigned to the communication terminal means, the necessary number of channels among the additional channels assigned to the communication terminal means in communication is set. 2. The frequency resource allocating method in a communication system according to claim 1, wherein the frequency resource allocating method is allocated to a communication terminal means for starting the communication. 前記固定割当通信端末手段が通信を開始する際に、該固定割当通信端末手段に割り当てる周波数資源が不足している場合は、通信中の通信端末手段に割り当てられている前記付加チャネルの内の前記固定チャネル数を、通信を開始する前記固定割当通信端末手段に割り当てるようにしたことを特徴とする請求項3記載の通信システムにおける周波数資源割当方法。When the fixed allocation communication terminal means starts communication, if the frequency resources allocated to the fixed allocation communication terminal means are insufficient, the additional channel of the additional channel allocated to the communication terminal means in communication 4. A frequency resource allocation method in a communication system according to claim 3, wherein a fixed channel number is allocated to said fixed allocation communication terminal means for starting communication. 前記付加チャネルの内の必要なチャネル数を前記通信を開始する通信端末手段あるいは固定割当通信手段に割り当てた結果、空きとなった付加チャネルが生じた場合は、前記割当優先順位の評価情報を参照して該空きとなった付加チャネルを前記通信端末手段へ再割当するようにしたことを特徴とする請求項4あるいは5記載の通信システムにおける周波数資源割当方法。When the required number of channels among the additional channels is allocated to the communication terminal means or fixed allocation communication means that starts the communication, and there is an additional channel that becomes empty, refer to the evaluation information of the allocation priority 6. The frequency resource allocating method in a communication system according to claim 4, wherein the additional channel that becomes free is reassigned to the communication terminal means. 前記管理テーブルの前記評価情報における優先順位の高い順に、前記通信端末手段に前記付加チャネルを割り当てるような再割当が行われるようにしたことを特徴とする請求項6記載の通信システムにおける周波数資源割当方法。7. The frequency resource allocation in the communication system according to claim 6, wherein reallocation is performed such that the additional channel is allocated to the communication terminal means in descending order of priority in the evaluation information of the management table. Method. 前記通信端末手段が通信を終了した時に、該通信端末手段における通信時間情報と割り当てられていた前記付加チャネルのチャネル数の情報に基づいて、前記管理テーブルを更新するようにしたことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の通信システムにおける周波数資源割当方法。When the communication terminal means ends communication, the management table is updated based on communication time information in the communication terminal means and information on the number of allocated additional channels. A frequency resource allocation method in a communication system according to any one of claims 1 to 7. 前記通信端末手段における通信時間情報と割り当てられてい前記付加チャネルのチャネル数の情報に基づいて、一定時間毎に前記管理テーブルを更新するようにしたことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の通信システムにおける周波数資源割当方法。8. The management table according to claim 1, wherein the management table is updated at regular intervals based on communication time information in the communication terminal means and information on the number of additional channels allocated. A frequency resource allocation method in the communication system according to claim 1. 前記通信端末手段に割り当てられる前記付加チャネルのチャネル数が変更される毎に、該通信端末手段における通信時間情報と割り当てられていた前記付加チャネルのチャネル数の情報に基づいて、前記管理テーブルを更新するようにしたことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の通信システムにおける周波数資源割当方法。Each time the number of channels of the additional channel assigned to the communication terminal means is changed, the management table is updated based on communication time information in the communication terminal means and information on the number of channels of the additional channel assigned. A frequency resource allocation method in a communication system according to any one of claims 1 to 7, wherein 前記通信システムが、前記通信端末手段とされている移動通信端末と、該移動通信端末への周波数資源の割当を実行する基地局と、複数の基地局を制御する制御局とからなる無線アクセスネットワークと、該無線アクセスネットワーク上の前記移動通信端末情報を蓄積するメモリ局が少なくとも含まれているコアネットワークから少なくとも構成されており、前記コアネットワークにおける前記メモリ局に前記管理テーブルが設置されていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の通信システムにおける周波数資源割当方法。A radio access network in which the communication system comprises a mobile communication terminal serving as the communication terminal means, a base station that performs allocation of frequency resources to the mobile communication terminal, and a control station that controls a plurality of base stations And at least a core network including at least a memory station for storing the mobile communication terminal information on the radio access network, and the management table is installed in the memory station in the core network. A frequency resource allocation method in a communication system according to any one of claims 1 to 7. 前記通信システムが、前記通信端末手段とされている移動通信端末と、該移動通信端末への周波数資源の割当を実行する基地局と、複数の基地局を制御する制御局とからなる無線アクセスネットワークと、該無線アクセスネットワーク上の前記移動通信端末情報を蓄積するメモリ局が少なくとも含まれているコアネットワークから少なくとも構成されており、前記無線アクセスネットワークにおける前記制御局に前記管理テーブルが設置されていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の通信システムにおける周波数資源割当方法。A radio access network in which the communication system comprises a mobile communication terminal serving as the communication terminal means, a base station that performs allocation of frequency resources to the mobile communication terminal, and a control station that controls a plurality of base stations And at least a core network including at least a memory station that stores the mobile communication terminal information on the radio access network, and the management table is installed in the control station in the radio access network The frequency resource allocation method in the communication system according to any one of claims 1 to 7. 前記通信システムが、前記通信端末手段とされている移動通信端末と、該移動通信端末への周波数資源の割当を実行する基地局と、複数の基地局を制御する制御局とからなる無線アクセスネットワークと、該無線アクセスネットワーク上の前記移動通信端末情報を蓄積するメモリ局が少なくとも含まれているコアネットワークから少なくとも構成されており、前記無線アクセスネットワークにおける前記基地局に、該基地局が制御している前記移動通信端末に関する前記管理テーブルが設置されていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の通信システムにおける周波数資源割当方法。A radio access network in which the communication system comprises a mobile communication terminal serving as the communication terminal means, a base station that performs allocation of frequency resources to the mobile communication terminal, and a control station that controls a plurality of base stations And at least a core network including at least a memory station for storing the mobile communication terminal information on the radio access network, and the base station controls the base station in the radio access network. The frequency resource allocation method in a communication system according to any one of claims 1 to 7, wherein the management table relating to the mobile communication terminal is installed. 前記通信システムが、少なくとも前記通信端末手段とされている移動通信端末と、該移動通信端末への周波数資源の割当を実行する基地局と、複数の基地局を制御する制御局とからなる無線アクセスネットワークと、該無線アクセスネットワーク上の前記移動通信端末情報を蓄積するメモリ局が少なくとも含まれているコアネットワークから構成されており、前記無線アクセスネットワークにおける前記移動通信端末に、自機に関する前記管理テーブルが設置されていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の通信システムにおける周波数資源割当方法。Radio access comprising: a mobile communication terminal in which the communication system is at least the communication terminal means; a base station that assigns frequency resources to the mobile communication terminal; and a control station that controls a plurality of base stations A management network that includes a network and a core network that includes at least a memory station that stores the mobile communication terminal information on the radio access network. The frequency resource allocating method in the communication system according to any one of claims 1 to 7, wherein is installed. 前記評価情報は、前記各通信端末手段の総累積通信時間情報に対する前記各通信端末手段に割り当てられた付加チャネルのチャネル数毎の累積通信時間情報の割合から算出された時間平均されたチャネル数に基づいて算定された割当優先順位の情報とされていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の通信システムにおける周波数資源割当方法。The evaluation information is a time-averaged channel number calculated from a ratio of accumulated communication time information for each number of additional channels allocated to each communication terminal means with respect to the total accumulated communication time information of each communication terminal means. 8. The frequency resource allocation method in the communication system according to claim 1, wherein the allocation priority order information is calculated based on the allocation priority order information. 前記評価情報は、前記各通信端末手段の総累積通信時間情報に対する前記各通信端末手段に割り当てられた付加チャネルのチャネル数毎の累積通信時間情報の割合にそれぞれ重み付けをして算出された時間平均されたチャネル数に基づいて算定された割当優先順位の情報とされていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の通信システムにおける周波数資源割当方法。The evaluation information is a time average calculated by weighting the ratio of the accumulated communication time information for each number of channels of the additional channel allocated to each communication terminal means with respect to the total accumulated communication time information of each communication terminal means. 8. The frequency resource allocation method in a communication system according to claim 1, wherein the allocation priority level information is calculated based on the determined number of channels.
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