JP5704174B2 - リソース管理方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明は、通信分野に関し、具体的には、通信システムにおけるリソース管理方法及びシステムに関する。

通信システムにおけるリソース管理と共有は、業界で非常に注目されている問題である。ここで、リソースは、通信システムのタイムドメインリソース、周波数ドメインリソース、コードドメインリソース等のリソースを含む。アメリカ連邦通信委員会（Federal Communications Commission、FCCと略する）等の組織で規定した、伝統的で、固定的（Stationary）な周波数スペクトルリソース配分と使用規則で、周波数スペクトルリソースを複数の周波数帯域に分割し、各運営者に配分して排他的に使用するが、周波数スペクトルリソースの利用効率が非常に低い。

固定周波数スペクトルリソースの使用効率が低い問題を解決するために、オープン型スペクトルアクセス（Open Spectrum Access）が提出された。オープン型スペクトルアクセス体系において、許可証がない（Unlicensed）ユーザは、許可証（Licensed）があるユーザに影響を与えないことを前提として、周波数帯域リソースのうちアイドルリソースを利用してデータ伝送を行うことができ、周波数スペクトルリソースの利用率を向上することができる。

公開番号がCN101141771Aである中国特許出願で、周波数スペクトルの共有を実現できる無線リソース管理システム及び方法が開示されている。当該特許出願で開示されたリソース管理システムは集中式であり、アクセスネットワークの周波数スペクトル共有要求及び/又は各アクセスネットワークで運行の統計情報及び周波数スペクトル使用状況に基づいて、周波数スペクトル共有処理ポリシーを確定するための協同制御ユニットと、上記協同制御ユニットと接続し、協同制御ユニットが確定した周波数スペクトル共有処理ポリシーに基づいて、異なるアクセスネットワークのローカル無線リソース管理を調和して、アクセスネットワークの間で周波数スペクトルリソースを共有させるためのアクセスネットワーク間周波数スペクトル共有制御ユニットとを含む。当該特許出願で、異なる無線アクセス技術と無線アクセスネットワークの間で周波数スペクトルの共有を実現できる方法を提供した。

以下、本発明の概要を説明し、本発明の幾つかの方面の基本理解を提供する。理解すべきことは、この概要は、本発明の網羅的な記述ではない。それは、本発明の肝心或いは重要な部分の確定を図らず、本発明の範囲の限定も図らない。その目的は、簡略化した形式で、いくつかの概念を提出し、それを後の詳細な記述の基にすることである。

本発明の一つの方面により、通信システムにおけるリソース管理方法を提供する。当該リソース管理方法は、上記通信システムの動作状態の変化に基づき、上記通信システムのリソース管理情報が変化するか否かを判断し、肯定の場合に、上記リソース管理情報を新たに収集するステップと、上記リソース管理情報に基づいて、上記通信システムのリソース配分ポリシーを確定するステップとを含み、上記リソース管理情報は、上記通信システムにおける各ノードの状態、各リンク間の干渉状態及び業務フローに関する情報を含む。

本発明の他の方面により、通信システムにおけるリソース管理システムを提供し、当該リソース管理システムは状態照会装置と、情報収集装置と、配分ポリシー決定装置とを含む。上記状態照会装置は、上記通信システムの動作状態の変化に基づき、上記通信システムのリソース管理情報が変化するか否かを判断するために用いられ、肯定の場合に、上記情報収集装置に上記リソース管理情報を新たに収集するように指示する。上記情報収集装置は、上記状態照会装置の指示に基づいて、上記リソース管理情報を新たに収集するために用いられ、上記リソース管理情報は、上記通信システムにおける各ノードの状態、各リンク間の干渉状態及び業務フローに関する情報を含む。上記配分ポリシー決定装置は、上記リソース管理情報に基づいて、上記通信システムのリソース配分ポリシーを確定するために用いられる。

本発明の他の方面により、通信システムのリソース管理情報に基づいて、上記通信システムのリソース配分ポリシーを確定する方法を提供し、当該方法は、上記リソース管理情報とリソース配分目標との量子化関係を構築するステップと、構築した量子化関係に基づいて、上記リソース配分ポリシーを確定するステップとを含む。一つの実施例として、上記リソース管理情報とリソース配分目標との量子化関係を構築するステップは、上記リソース管理情報に基づいて、リソース配分モデルを構築するステップと、上記リソース配分モデルに基づいて、リソース配分制約条件を構築し、且つリソース配分目標を量子化するステップと、を含み、上記モデルは、上記通信システムにおける各リンク間の隣接関係、各リンク間の排斥関係、及び各リンクの帯域幅需要と優先順位を反映する。一つの実施例として、構築した量子化関係に基づいて、上記リソース配分ポリシーを確定するステップは、上記リソース配分モデルにおける各リンクに対してソートを行い、リソースを同時に配分できるリンクを選択するステップと、上記リソース配分制約条件と量子化したリソース配分目標に基づいて、選択した各リンクにリソースを配分するステップと、を含む。

本発明の他の方面により、通信システムのリソース配分メカニズムを確定する方法を提供し、当該方法は、上記通信システムの負荷量を統計するステップと、統計した負荷量に基づいて、上記リソース配分ポリシーを実行するためのリソース配分メカニズムを選択するステップと、を含む。一つの実施例によれば、統計した負荷量に基づいて、リソース配分メカニズムを選択するステップは、上記負荷量に基づいて、上記通信システムが軽負荷であるか重負荷であるかを判断し、軽負荷であれば、集中式のリソース配分メカニズムを選択し、重負荷であれば、分散式のリソース配分メカニズムを選択するステップを含み、上記集中式のリソース配分メカニズムで、上記通信システムにおける主制御ノードにより、上記通信システムのリソースを集中配分し、上記分散式のリソース配分メカニズムで、上記通信システムにおける複数のノードを局部決定ノードとし、各局部決定ノードにより、対応する局部領域のリソースに対して配分を行う。

本発明の一つの方面により、通信システムにおけるリソース配分ポリシーを確定するための配分ポリシー決定装置を提供し、当該装置は、上記通信システムのリソース管理情報とリソース配分目標との量子化関係を構築するための情報変換ユニットと、構築した量子化関係に基づいて、上記リソース配分ポリシーを確定するための確定ユニットと、を含む。一つの実施例として、上記情報変換ユニットは、上記リソース管理情報に基づいて、リソース配分モデルを構築し、上記モデルは、上記通信システムにおける各リンク間の隣接関係、各リンク間の排斥関係、及び各リンクの帯域幅需要と優先順位を反映し、上記リソース配分モデルに基づいて、リソース配分制約条件を構築し、且つリソース配分目標を量子化するために設けられている。一つの実施例として、上記確定ユニットは、上記リソース配分モデルにおける各リンクに対してソートを行い、リソースを同時に配分できるリンクを選択し、上記リソース配分制約条件と量子化したリソース配分目標に基づいて、選択した各リンクにリソースを配分するために設けられている。

本発明の他の方面により、通信システムにおけるリソース配分メカニズムを確定するための配分メカニズム制御装置を提供する。上記配分メカニズム制御装置は統計ユニットと選択ユニットとを含む。上記統計ユニットは、上記通信システムの負荷量を統計し、上記選択ユニットは、統計した負荷量に基づいて、上記リソース配分ポリシーの実行のためのリソース配分メカニズムを選択する。一つの実施例として、上記選択ユニットは、上記負荷量に基づいて、上記通信システムが軽負荷であるか重負荷であるかを判断し、軽負荷であれば、集中式のリソース配分メカニズムを選択し、重負荷であれば、分散式のリソース配分メカニズムを選択するために設けられる。上記集中式のリソース配分メカニズムで、上記通信システムにおける主制御ノードにより、上記通信システムのリソースを集中配分し、上記分散式のリソース配分メカニズムで、上記通信システムにおける複数のノードを局部決定ノードとし、各局部決定ノードにより、対応する局部領域のリソースに対して配分を行う。

また、本発明の実施例は、上記方法を実現するためのコンピュータプログラムも提供した。

さらに、本発明の実施例は、少なくともコンピュータで読み取り可能な媒体形式のコンピュータプログラム製品も提供し、それには上記方法を実現するためのコンピュータプログラムコードが記録されている。

以下、図面に基づいて本発明実施例について説明することにより、本発明の上記及びその他の目的、特徴、長所はさらに容易に理解できるはずである。図面の部品は本発明の原理を示すためのものである。図面において、同一又は類似する技術特徴或いは部品は、同一又は類似する符号で示される。

本発明の実施例を適用できるシーンの例を示す模式図である。 本発明の実施例を適用できるシーンの他の例を示す模式図である。 本発明の実施例に係るリソース管理方法を示す模式的なフローチャートである。 本発明の他の実施例に係るリソース管理方法を示す模式的なフローチャートである。 本発明の他の実施例に係るリソース管理方法を示す模式的なフローチャートである。 本発明の実施例に係る、通信システムのリソース管理情報に基づいてリソース配分ポリシーを確定する方法を示す模式的なフローチャートである。 本発明の他の実施例に係る、通信システムのリソース管理情報に基づいてリソース配分ポリシーを確定する方法を示す模式的なフローチャートである。 本発明の他の実施例に係る、通信システムのリソース管理情報に基づいてリソース配分ポリシーを確定する方法を示す模式的なフローチャートである。 本発明の他の実施例に係るリソース管理方法を示す模式的なフローチャートである。 本発明の他の実施例に係るリソース管理方法を示す模式的なフローチャートである。 本発明の実施例に係る、通信システムのリソース配分メカニズムを選択する方法を示す模式的なフローチャートである。 本発明の他の実施例に係る、通信システムのリソース配分メカニズムを選択する方法を示す模式的なフローチャートである。 本発明の他の実施例に係るリソース管理方法を示す模式的なフローチャートである。 図２に示す通信システムに対する、リソース管理情報を収集するための情報収集対象の模式図である。 通信システムにおけるリンク間の干渉状態情報を収集するための模式的なフローチャートである。 通信システムにおける業務フローに関する情報を収集するための模式的なフローチャートである。 図１４に示す構造を有する通信システムに対してリンククラスタリングを行う例を示す。 図１８（ａ）、図１８（ｂ）、図１８（ｃ）は、グラフ理論の方法を利用して、リソース管理情報に基づいてリソース配分モデルを構築する例示的な過程を示す。 通信システムのリソース管理情報とリソース配分目標との量子化関係に基づいてリソース配分ポリシーを確定するプロセスの例を示す。 本発明の実施例に係るリソース管理システムを示す模式的なブロック図である。 本発明の他の実施例に係るリソース管理システムを示す模式的なブロック図である。 本発明の他の実施例に係るリソース管理システムを示す模式的なブロック図である。 本発明の実施例に係る配分ポリシー決定装置を示す模式的なブロック図である。 本発明の他の実施例に係る配分ポリシー決定装置を示す模式的なブロック図である。 本発明の実施例に係る配分メカニズム制御装置を示す模式的なブロック図である。 本発明の他の実施例に係るリソース管理システムを示す模式的なブロック図である。 本発明の他の実施例に係るリソース管理システムを示す模式的なブロック図である。 本発明の他の実施例に係るリソース管理システムを示す模式的なブロック図である。 本発明の他の実施例に係るリソース管理システムを示す模式的なブロック図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。本発明の一つの図面或いは実施形態で記述された要素及び特徴は、一つ或いは複数の他の図面或いは実施形態で示した要素及び特徴と組み合わせることができる。ここで、明らかになるように、図面と説明で本発明とは関係ない、当業者に知られている部品と処理については表示と記述を省略する。

本発明の実施例は、通信システムにおけるリソースに対して共有管理を行う方法、システム、及び装置等を提供し、システムリソース（例えば、周波数スペクトル）の効率的な使用を確保する。ここで、上記リソースは、通信システムのタイムドメインリソース、周波数ドメインリソース、コードドメインリソース及びその任意の組み合わせを含むことができる。

本発明の実施例に係る方法及びシステムは、オープン型スペクトルアクセス体系の特徴を有する通信システムに適用できる。図1、図2にこのような通信システムの例をそれぞれ示す。

図1に、本発明の実施例の方法及び装置を適用できる通信システムの一例を示す。図1に示す通信システムは、オープン型スペクトルアクセス体系であり、両タイプのネットワークシステムを含む。第一のタイプは、主システム（Primary System）ネットワーク101であり、当該主システムネットワーク101はその運営の周波数帯域等のリソースに対して絶対的な優先使用権利を有し、そのユーザは主ユーザ（Primary User、PUに略称）と称する。第二タイプは、副システム（Secondary System）ネットワーク102であり、その信号範囲は主システムによりカバーされる範囲の一部又は全部を覆い、そのユーザは副ユーザ（Secondary User、SU）と称する。副システム102と主システム101が同時に同じ無線リソースを使用すると、主システム101に干渉を生じる。よって、当該オープン型スペクトルアクセス体系のリソース共有原則は、副システム102は主システム101に影響を与えないことを前提として、主システム101の周波数帯域等のリソースにおけるアイドルリソースを利用してデータ伝送を行うことである。主システム101は、基地局（Base Station、BS）と主ユーザ（PU）との両タイプのノードを含む。基地局はバックボーン（Backbone）と接続され、主ユーザにコアネットワークにアクセスするサービスを提供する。副システム102は、各種タイプの通信ネットワークであってもよく、例えば、副ユーザを含むアドホックネットワーク（Ad Hoc）、ルータ（Router）と副ユーザを含むメッシュネットワーク（Mesh Network）、或いはアクセスポイント（Access Point、AP）と副ユーザを含む無線LAN等の任意の適切な通信ネットワークであってもよく、ここでは限定されない。また、通信システムに、さらに一つ或いは複数の副システムが含まれていてもよく、本発明の実施例で、副システムの数、タイプ、規模について限定されていない。言い換えると、主システム101に影響を与える範囲内で、一つ或いは複数の異なるタイプ、異なる規模の副システム102が共存できる。

図2に、本発明の実施例の方法と装置を適用できる通信システムの他の例を示す。図2に示す通信システムも、オープン型スペクトルアクセス体系であり、主システムと副システムを含む。図1に示す主システムと異なる点は、図2に示す主システム201が中継ネットワーク（例えば、マルチホップ無線中継ネットワーク、Multihop Wireless Relay Network）であることにある。図2に示すように、当該中継ネットワーク201は、基地局と、中継局（Relay Station、RS）と、主ユーザとの三つのタイプのノードを含む。基地局はバックボーンと接続され、主ユーザにコアネットワークにアクセスするサービスを提供する。中継局は、一段或いは複数段を含んでも良く、無線方式によって、基地局と主ユーザの間で信号転送を行う。本発明の実施例は図2に示すオープン型スペクトルアクセス体系に適用でき、主システムにおける中継局の段数、個数、分布位置、可移動性を有するか否かについては限定されていない。図1に示す副システム102と類似するように、副システム202は、Ad Hocネットワーク、Meshネットワーク、或いは各種の無線LAN等の任意の適切なネットワークであってもよく、ここでは限定されない。

図1、図2に、本発明の実施例に係る方法、システム及び装置を実現できる、オープン型スペクトルアクセス体系特徴を備える通信システムの例を示す。理解すべきことは、この例は、説明するためのものであり、これに限定されない。本発明は、上記通信システムのみに適用されるものではない。本発明の実施例に係る方法と装置は、システムリソースに対して動的配分管理を行う必要がある他の通信システムにも適用でき、ここでは列挙を省略する。

図3に、本発明の実施例に係る通信システムにおけるリソース管理方法を示す。

図3に示すように、当該リソース管理方法は、以下のステップS302、S304、S306を含む。

ステップS302において、通信システムの動作状態の変化に基づき、上記通信システムのリソース管理情報が変化するか否かを判断し、即ち、通信システムの動作状態の変化程度に基づいて、上記通信システムのリソース管理情報を新たに収集する必要があるか否かを判断する。肯定の場合に、ステップ304でリソース管理情報を新たに収集し、さもなければ、リソース管理情報を新たに収集せず、前に収集或いは保存したリソース管理情報を利用する。ステップ306において、上記リソース管理情報に基づいて、通信システムのリソース配分ポリシーを確定する。

ここで、上記リソース管理情報は、通信システムのリソース管理、配分ポリシーの決定に影響を与える情報である。

図3に示す実施例を利用して、リソース配分に必要な情報の収集（例えば、分析/統計/測定等）を行う過程において、通信システムの動作状態の変化程度に基づいて、情報収集のポリシーを適応的に調整することができ、これによって、情報収集に必要なオーバーヘッドを有効に低減することができる。

一例として、リソース管理情報は、システム基盤アーキテクチャ及びその状態情報（即ち、各ノードの状態）と、無線リンク間の排斥関係（即ち、リンク間の干渉関係）情報と、ユーザ業務フロー情報との三つのタイプに分けることができる。言い換えると、リソース管理情報は、通信システムにおける各ノードの状態、各リンク間の干渉状態及び業務フロー等に関する情報を含む（限られない）ことができる。

表1に、図2に示す通信システムに対するリソース管理情報の一例を示す。表1に示すように、通信システムのリソース管理情報は、主システムのネットワーク状態、主ユーザの状態、副システムのネットワーク状態、副ユーザの状態等の情報を含むことができる。

理解すべきことは、表1に示すリソース管理情報は例示するためのものであり、本発明を限定するものではない。当業者は分かるように、具体的な適用状況と実際需要に基づいて、リソース管理、配分ポリシーに影響を与えるリソース管理情報の具体的内容を確定することができ、ここでは列挙を省略する。

複数の方法により、通信システムの動作状態の変化程度が、リソース管理決定を行う際に必要な情報に影響を与えたか否か（即ち、新たにリソース管理情報を収集する必要があるか否か）を判断できる。例示として、通信システムの動作状態の変化が、局部領域のみにかかわる場合、当該局部領域に関するリソース管理情報のみを新たに収集し、その他の領域に関するリソース管理情報については前に収集或いは保存した情報を利用することができる。他の例示として、通信システムの変化が、一部の動作状態（例えばリンク間の干渉状態或いは業務フロー状態）のみにかかわる場合、当該変化の動作状態に関する情報のみを新たに収集することができる。例えば、ある主ユーザノードが移動することにより、その他のノードとのリンク間の排斥関係等が変化したが、業務フローが変化しない場合、関連リンク間の排斥関係に関する情報のみを収集し、当該ノードに関する業務フロー情報については前に収集或いは保存した情報を利用することができる。また、ある主ユーザノードとその他のノード間の業務フローが変化したがリンク間の干渉関係が変化しない場合、当該主ユーザノードに関する業務フローの情報のみを収集し、当該ノードの関連リンク間の排斥関係に関する情報を新たに収集する必要がない。

図4に、本発明の他の実施例に係るリソース管理方法の例示的なフローチャートを示す。図4に示すリソース管理方法は、ステップS402、S404‐1、S404‐2とS406を含む。

ステップS402で、通信システムの動作状態に変化が発生した場合、当該変化が通信システムにおける各リンク間の干渉状態と業務フロー量に影響を与えたか否かを判断する。

通信システムの動作状態の変化が、通信システムにおける各リンク間の干渉状態に影響を与えた場合、リンク間の干渉状態に関する情報を新たに収集する必要があると確定し、その後にステップS404‐1において、リンク間の干渉状態に関する情報を新たに収集する。

通信システムの動作状態の変化が、通信システムにおける業務フロー量の変化をもたらした場合、業務フローに関する情報を新たに収集する必要があると確定し、その後にステップS404‐2において、業務フローに関する情報を新たに収集する。

通信システムの動作状態の変化が、通信システムにおける各リンク間の干渉状態に影響を与えていなく、通信システムにおける業務フロー量にも影響を与えていない場合、システム管理情報を新たに収集する必要がないと確定する。言い換えると、このような場合に、リソース管理情報を新たに収集せず、前に収集或いは保存したリソース管理情報を利用することができる。

ステップS406と図3に示すステップS306は類似し、ここで説明を省略する。

図3に示す実施例と類似するように、図4に示す実施例を利用して、通信システムの動作状態の変化程度に基づいて、情報収集のポリシーを適応的に調整することができ、これによって、情報収集に必要なオーバーヘッドを有効に低減することができる。具体的には、通信システムの各領域の各動作状態（あるノード間のリンク間の排斥関係とあるノードの業務フローの変化等）の変化程度に基づいて、新たにリソース管理情報を収集する必要があるか否か、どのリソース管理情報（図21の例示で、リンク間の排斥関係に関する情報を収集するか、業務フローに関する情報を収集するか、或いは両者を収集する）を新たに収集する必要があるかを確定する。

リソース管理情報の収集をさらに具体的に説明するために、図14に、図2に示す通信システムに対する情報収集対象を模式的に示す。

図14において、記号B、R、P、Sは、通信システムにおける各ノードをそれぞれ示し、B、R、Pは、主システムネットワークの基地局、中継局、主ユーザノードをそれぞれ示し、Sは副システムネットワークにおける副ユーザノードを示す。基地局/中継局ノードB/Pの下付き文字はその番号を示し、主ユーザノードPの下付き文字は直接にサービスする基地局/中継局の番号を示し、その上付き文字は当該基地局/中継局が直接にサービスする全ての主ユーザノードにおける当該主ユーザノードPの番号を示し、副ユーザノードSの下付き文字はそれが属する副システムの番号を示し、その上付き文字は当該副システムの全ての副ユーザにおける当該副ユーザノードSの番号を示す。各ノード間の有方向実線は無線リンク（図示を簡略化するために、ここで主システムネットワークのアップリンクと副システムの何れか一つの方向のリンクを標識とする）を示す。これらのノードとその間の無線リンクは通信システムの基盤アーキテクチャを構成する。

図14における破線はリンク間の干渉状態、即ちリンク間の排斥関係を示す。排斥関係を有する（即ち排斥する）二つの無線リンクは、同じ無線リソースを同時に使用することができない。

一例として、リンク間の排斥関係を三つのタイプに分けることができる。図14において、この三つのタイプの排斥関係は、数字1、2、3でそれぞれ示す。第一のタイプの排斥関係は、一つのノードが複数のソースから異なる信号を同時に受信できないか、或いは複数の宛先に異なる信号を同時に発信できないことを示す。当該制限は、複数のアンテナを配置するノードに対して成立しない。第二のタイプの排斥関係は、一つのノードが送受信を同時に行えないことを示す。当該制限は、複数の送受信装置を備えるノードに対して成立しない。第三のタイプの排斥関係は、二つの無線リンク間の同一チャネル干渉を示し、二つのリンクのソースも目標ノードも異なる場合、信号カバー範囲が重なって同一チャネル干渉が発生する現象を指す。

主システムネットワーク（例えば中継ネットワーク）及び各タイプの副システムネットワークのアーキテクチャ及びそのリンク状態などは、各システムネットワーク自身で構築、メンテナンス、管理し、具体的過程は関連メカニズムを説明する文献を参照でき、ここで説明を省略する。よって、主システムネットワークと副システムネットワークの関連装置（例えば、図1と図2に示す基地局、アドホックネットワークにおけるユーザ、メッシュネットワークにおけるルータ或いはユーザ、無線LANにおけるアクセスポイント（AP）等、ここで一々の列挙を省略する）から、対応のアーキテクチャ及びリンク状態情報を得ることができ、これらの情報に対して分析と統計を行うことにより、幾つかのリソース管理情報（例えば、第一、第二のタイプの排斥関係情報等、以下の例に示すように）を取得する。

図15、図16に、リソース管理情報を収集するための方法の例をそれぞれ示す。なお、図15に、リンク間の干渉状態情報を収集するための例示的な方法を示す。

図15に示すように、当該例示的な方法は、以下のステップS1504‐1、S1504‐3、S1504‐5を含む。なお、当該方法は、ステップS1504‐2を選択的に含んでもよい。

ステップS1504‐1で、通信システムのリンク間の干渉状態の変化程度に基づいて、測定メカニズムの選択を行う。通信システムの全体アーキテクチャが変化することにより、大部分のリンクが変化した場合、或いは通信システムを構築する場合、専属時間測定メカニズムを利用することができる。通信システムにおいて局部のみに変化が発生して局部のリンク間のみに干渉状態の変化が発生した場合、データ伝送過程測定メカニズムを利用することができる。

専属時間測定メカニズムで、通信システムは、専用の時間を配分してリンク間排斥関係（即ち、干渉関係）の測定に用いる。この専用の時間で、有効なデータ伝送は行わない。

データ伝送過程測定メカニズムで、通信システムの局部領域のリンク間の排斥関係が変化した場合、有効なデータ伝送過程で、通信システムにおける関連ノードにより、当該局部領域において変化が発生した、データ伝送を行っているリンクに対して測定を行い、これらの関連ノードは当該局部領域で変化が発生したリンクとの間で信号カバー範囲が重なっている可能性があるノードであってもよく、例えば、当該局部領域において通信を行っているノード以外の一つ或いは複数のアイドルノードを選択してポリシー用の関連ノードとしてもよい。データ伝送過程メカニズムは、専属時間測定メカニズムに対する補充であると見なすことができる。

専属時間測定メカニズムを選択したら、以下のステップS1504‐2、S1504‐3、S1504‐5を実行する。データ伝送過程測定メカニズムを選択したら、直接にステップS1504‐5を実行することができる。

ステップS1504‐2で、通信システムにおける無線リンクに対してクラスタリング（「クラスタ化」ともいう）を行い、一つ或いは複数のリンククラスタ（cluster）を形成する。

一般的に、通信システムにノード（例えば、ユーザ）が多く、各ノードの間に大量の無線リンクが存在する。排斥関係の測定を行う対象の粒度粗大化を目的として、リンクに対してクラスタリングを行う。通信システムの分布と性能の要求に基づいて、無線リンククラスタ化に多種のポリシーがある。主システムネットワークが中継ネットワークである場合を例として、最も簡単なクラスタ化方法は、基地局/中継局（BS/RS）及びその直接にサービスするユーザを一つのクラスタに分けて、ナチュラルクラスタと称する。そして、さらに、ロードバランス等の需要に基づいて、一つのナチュラルクラスタを複数のクラスタに分割するか、或いは複数のナチュラルクラスタを一つのクラスタに集中することができる。他の例示として、セル面積を平均化して、同じ面積ユニットに属する無線リンクを一つのクラスタとすることもできる。もちろん、その他の任意の適切な方式でリンククラスタ化を行ってもよく、ここでは一々の列挙を省略する。通信システムにおける副システムを例として、一般的に副ユーザが少ないため、リンクのそれぞれを一つのクラスタとすることができる。副ユーザが多い場合、具体的な状況に基づいてその他の任意の適切な方式でクラスタ化を行ってもよく、ここでは一々の列挙を省略する。図17に、図14に示す収集対象を含む通信システムに対してリンククラスタリングを行った後の例示的な結果を示す。当該例で、通信システムの主システムネットワークは中継ネットワークであり、ナチュラルクラスタ化の方法を利用して、リンククラスタ化を行う。副システムはユーザリンクをクラスタとするクラスタ化方法を利用する。ナチュラルクラスタは、基地局或いは中継局及びその直接にサービスする何れか一つのユーザの間のリンクで示す。図17に示すように、BS或いはRSが直接にサービスするユーザは、下付き文字がそれと同様なノードPのみで示す。例えば、B0とそれが直接にサービスするユーザが形成したクラスタはP0からB0までのリンクで示す。

通信システムにおけるリンクに対してクラスタ化することにより、後の測定でリンククラスタを単位として排斥関係の分析と測定を行うことができる。さらに、後のリソース配分で、リンククラスタを単位として粗粒度のリソース配分を行って、各リンククラスタ内でリンクを単位として細粒度のリソース配分を行うことができる。リンククラスタ化を利用することにより、リソース管理情報の分析測定の計算量を低減でき、リソース配分を行う際に複雑度と最終的なシステム性能との間でバランスを取りやすい。

もちろん、当該クラスタ化のステップS1504‐2は選択可能である。

また、通信システムの局部の動作状態のみに変化が発生した場合、クラスタ化を行わなくてもよい。この場合、直接にステップS1504‐5を実行して、第三のタイプの排斥関係測定を行ってもよい。

ステップ1504‐3で、通信システムにおける各ノードのアンテナ配置、送受信装置の配置等の状況（これらの情報は例えば主システムの主制御ノードと副システムの主制御装置から得ることができ、ここでは詳細な説明を省略する）に基づいて、第一、第二のタイプの排斥関係の分析と測定を行う。例えば、あるノードに一つの受信或いは発信アンテナしか配置されていない場合、複数のソースから異なる信号を同時に受信することができないか、或いは複数の宛先に異なる信号を同時に発信することができないため、対応するリンク間に第一のタイプの排斥関係が存在する。図14に示すように、ノードB₀に1セットの送受信装置しか配置されていない場合、ノードB₀は中継局R₁とR₂から同時に信号を受信することができなく、よって、リンクR₁→B₀とリンクR₂→B₀の間に第一のタイプの排斥関係が存在する。また、第二のタイプの排斥関係は一つのノードが発信と受信を同時に行えないことを示し、図14の中継局ノードR₃（当該ノードに1セットの送受信装置しか配置されていないとする）は、主ユーザノードP₃ ¹からの信号を受信し、且つ中継局ノードR₁に信号を発信することを同時に行えないため、リンクP₃ ¹→R₃とリンクR₃→R₁との間に第二のタイプの排斥関係が存在する。図示の便宜のため、図14に例示する各ノードにそれぞれ1セットの送受信装置しか配置されていないとする。理解すべきことは、これは例示するためのものであり、本発明はこれに限定されない。実際の利用で、通信システムにおける各ノード（例えば、基地局、中継局、移動局等）に複数のセットの送受信装置を配置することができる。例えば、図14に示すノードB₀に複数セットの送受信装置が配置されていると、図14に示すモデルで、当該ノードB₀から複数本のリンクを引き出すことができる。これらのリンクは、ノードB₀とその他のノードとの間の信号伝送に用いられ、互いに干渉しない。これらのリンクとその他のリンクの排斥関係は、上記例示の方法で分析、測定することができ、ここでは説明を省略する。

一例として、無線リンククラスタ化（ステップS1504‐2）を行った後に、各リンククラスタ間の関係によって、その間の第一、第二のタイプ排斥関係を定義することができる。各リンククラスタのノードのアンテナと送受信装置の配置状況に基づいて、各クラスタ間に第一、第二のタイプの排斥関係が存在するか否かを分析判断することができ、これによってリンククラスタ間の第一、第二のタイプの排斥関係情報を得る。なお、各リンククラスタ内の各ノードのアンテナと送受信装置の配置状況等に基づいて、当該クラスタ内の各リンク間の第一、第二のタイプの排斥関係情報を得る。

他の例として、リンククラスタ化を行っていない場合、通信システムにおける各ノードのアンテナと送受信装置の配置状況に基づいて、各ノード間に第一、第二のタイプの排斥関係が存在するか否かを分析、判断することができ、これによって各リンク間の第一、第二のタイプの排斥関係情報を得る。

ステップ1504‐5で、各リンク間に信号カバー範囲が重なっているか否かに基づいて、リンク間の第三のタイプの排斥関係の分析と測定を行う。

ソースノードも目標ノードも異なる二つのリンクが、信号カバー範囲が重なって同一チャネル干渉が発生する可能性があると、この二つのリンク間に第三のタイプの排斥関係が存在する可能性がある。図14に示すように、リンクP₂ ¹→R₂とリンクR₄→R₁は異なるソースノードと目標ノードを有するが、両者の信号カバー範囲が重なっているため、両者の間に第三のタイプの排斥関係が存在する。

一例として、ステップS1504‐5は、二つのサブステップS1504‐51とS1504‐52を含んでもよい。ステップS1504‐51で、測定用リンクを選択し、測定タイムスロットを配分し公布する。システム状態の局部に変化が発生した場合、一部のリンクに対して測定を行うだけでよい。これは、局部変化にかかわるノードに基づいて測定用リンクを選択することを必要とする。そして、測定用リンクのためにタイムスロットを配分し、且つ配分したタイムスロットを測定に参与するノードに通知する。上記のように、測定に参与するノードは、上記局部変化の影響を受ける可能性がある関連ノードであってもよく、例えば、上記局部変化にかかわる局部領域における一つ或いは複数のアイドルノードであってもよい。例えば、通信システムに一つのユーザノードP_ｘが新たに加入し、それが直接にサービスする中継局がR_Xであると、二つのノード間のリンクは新たに増えたリンクR_X→P_Xであり、R_Xと隣接するいくつかの中継局およびそのユーザは、当該リンクと互いに干渉が潜在的に生じる関連ノードと見なすことができる。第三のタイプの排斥関係の測定を行う時に、ノードP_X及びこれら関連ノード等のノード間のリンクを測定用リンクとして選択することができる。リンクR_X→P_Xのために測定タイムスロットを配分し、当該タイムスロットになった時に、これら関連ノードにおける一つ或いは複数のアイドルノードにより測定を行うことができる。ステップS1504‐52で、測定に参与するノードにより配分したタイムスロットで測定を行う。具体的には、配分したタイムスロットで、測定用リンクにより信号発送を行い、測定に参与するノードは当該信号を監視する。監視した信号がある規準に達すると、例えば、監視した信号の強度が一定の閾値を超えると、測定用リンクが当該ノードのデータ受信に対して干渉を生じると見なすことができ、これにより当該測定用リンクと当該測定に参与するノードの対応するリンクの間に第三のタイプの排斥関係が存在すると確定できる。理解すべきことは、上記第三のタイプの排斥関係を収集する方法は例示するためのものであり、本発明はこれに限られない。実際の需要に基づいて、その他の任意の適切な方法を利用してこれらの情報を収集してもよく、ここでは一々の列挙を省略する。

一例として、上記ステップS1504-1を省略することができる。例えば、専属時間測定メカニズムをデフォルト測定メカニズムとして、通信システムにおける第一、第二、第三のタイプの排斥関係に対して分析及び/又は測定を行ってもよい。また、データ伝送過程測定メカニズムをデフォルトメカニズムとして、第一、第二、第三のタイプ排斥関係に対して分析及び/又は測定を行ってもよい。

図16に、無線リンククラスタ化を行った場合に、業務フロー情報を収集する例示的な方法を示す。図16に示すように、当該方法はステップS1604‐2とS1604‐4を含む。ステップS1604‐2で、クラスタ化リンクの業務フローの統計を行い、即ち各関連リンククラスタの業務フローを統計する。具体的に、関連ユーザの帯域幅需要情報（これらの情報は例えば主システムの主制御ノードと副システムの主制御装置から得ることができ、ここでは詳細な説明を省略する）に基づいて、各リンククラスタの総帯域幅の需要を算出することができ、これにより当該リンククラスタの業務フロー情報を得る。各リンククラスタ内の各リンクの帯域幅需要の総和が当該リンククラスタの総帯域幅需要である。ステップS1604‐4で、その他のリンク業務フロー統計を行い、即ち、非クラスタ化リンクの帯域幅の需要を算出する。非クラスタリンクは一般的にデータ転送に用いられ、その帯域幅需要は転送に必要な帯域幅の総量である。例えば、図17に示すリンクR₁→B₀に必要な帯域幅は、リンクR₃→R₁、リンクR₄→R₁、リンクP₁→R₁からのデータの転送に必要な帯域幅の総和である。

他の例として、無線リンククラスタ化を行っていない場合に、関連ユーザの帯域幅需要情報に基づいて、各リンクの帯域幅需要をそれぞれ算出することができ、これにより通信システムの業務フロー情報を統計して得る。

一例として、通信システムにおいて局部領域のみに変化が発生することにより、局部領域のみのノードの業務フローに変化が発生する場合、当該局部領域の業務フロー情報を新たに収集するだけでよい。

理解すべきことは、上記のリソース管理情報に対して新たに収集を行う方法は、例示するためのものであり、網羅的なものではなく、本発明はこれに限られない。その他の任意の適切な技術と方法を利用して、通信システムのリソース管理情報を収集してもよく、ここでは一々の列挙を省略する。

一例として、収集した通信システムのリソース管理情報は、当該通信システムの主制御ノード（例えば主システムの基地局）に保存することができる。他の例として、収集したリソース管理情報は、当該通信システムの他のノードに分散的に保存することもでき、例えば、一つ或いは複数の中継局或いは計算能力の強いユーザノードに保存することもでき、具体的には、各基地局或いは計算能力の強いユーザノードは、それが位置する局部領域のリソース管理情報を保存することができる。システムのリソース管理情報の保存は、実際の需要に基づいて、任意の適切な技術で実現することができ、ここでは説明を省略する。

図5に、本発明の他の実施例に係るリソース管理方法の模式的なフローチャートを示す。図5に示す方法は、図4に示す方法と類似し、図5に示す方法が通信システムにおける無線リンクに対してクラスタリングを行うステップをさらに含む点が異なる。

図5に示すように、当該リソース管理方法は、ステップS502、S504‐1、S504‐2、S506を含み、さらにステップS501を含む。

ステップS501で、通信システムにおけるリンクに対してクラスタリングを行い、一つ或いは複数のリンククラスタを得る。これにより、後の処理ステップをリンククラスタを単位として行うことができる。上記の例示/実施例の方法と類似の方法を利用してリンクに対してクラスタ化を行ってもよく、ここでは説明を重複しない。

他のステップS502、S504‐1、S504‐2、S506は図4のステップS402、S404‐1、S404‐2、S406と類似し、ここでは説明を重複しない。

一つの具体例として、リンクに対してクラスタ化を行った後に、リンク間の干渉状態に関する情報を新たに収集するステップS504‐1は、各リンククラスタ間の干渉状態情報及び各クラスタ内のリンク間の干渉状態情報を取得することを含むことができる。

他の具体例として、リンクに対してクラスタ化を行った後に、業務フローの情報を新たに収集するステップS504‐2は、各リンククラスタの業務フロー情報を取得することを含むことができる。

また、図5に示す方法では、ステップS502の前にリンククラスタ化ステップS501を実行するように示している。他の例示で、当該リンククラスタ化ステップはステップS502の後、或いはその他の適切なタイミングで行ってもよく、ここでは一々の列挙を省略する。

リンククラスタ化を利用することにより、リソース管理情報を新たに収集する過程における動作量を低減することができ、これにより通信システムの負荷を低減する。

図6、図7、図8に、本発明の実施例に係るリソース配分ポリシーを確定するための方法の例示的なフローチャートをそれぞれ示す。

図6、図7、図8に示す方法は、通信システムのリソース管理情報に基づいて当該通信システムのリソース配分ポリシーを確定するために用いられる。当該リソース管理情報は、上記実施例/例示におけるリソース管理情報と同じであり、且つ上記実施例/例示における関連方法で収集することができ、ここでは説明を重複しない。

図6に示す方法はステップS606とS608を含み、具体的に、ステップS606で、上記リソース管理情報と通信システムのリソース配分目標との量子化関係を構築する。ステップS606で、構築した量子化関係に基づいて通信システムのリソース配分ポリシーを確定する。

図7に示す実施例で、図6に示す、量子化関係を構築するステップに対してさらに細分化した。図7に示すように、上記リソース管理情報に基づいて、上記通信システムのリソース配分ポリシーを確定するステップは、二つのサブステップS706‐1とS706‐2を含んでもよい。ステップS706‐1で、上記リソース管理情報に基づいてリソース配分モデルを構築する。当該リソース配分モデルは、通信システムにおける各リンク間の隣接関係、各リンク間の排斥関係、及び各リンクの帯域幅需要と優先順位等を反映できる。ステップS706‐2で、上記リソース配分モデルに基づいて、リソース配分制限条件を構築し、且つリソース配分目標を量子化する。ステップS708と図6に示すステップS608は類似し、ここでは説明を重複しない。

一つの例示として、上記リソース管理情報に基づいて、上記通信システムのリソース配分ポリシーを確定するステップの前に、通信システムの無線リンクに対してクラスタリングを行うステップ（前記実施例で記述した通りであり、ここでは説明を重複しない）を含んでもよい。当該例示で、ステップS706‐1で構築したリソース配分モデルは、各リンククラスタ間の隣接関係、各リンククラスタ間の排斥関係、及び各リンククラスタの帯域幅需要と優先順位等の情報を反映できる。リンククラスタ化により、リソース配分モデルを構築する計算の複雑度を低減できる。

図18に、グラフ理論の方法を利用して、上記リソース管理情報に基づいてリソース配分モデルを構築する過程を例示的に示す。図18に示すように、通信システムのリソース配分モデルを構築する過程は、三つのステップS1801、S1802、S1803を含む。

ステップS1801で、通信システムにおける各リンクの隣接関係に基づいて線図（Line Graph）を構成する。説明の便宜のため、ここで、図17に示すネットワーク構造を例とする。文字Tで図17に示す図を表示する。図18（a）は、図17に示す図に基づいて構成した線図であり、T’で表示する。図18（a）に示すように、T’中の頂点（Vertex）はT中の有方向アーク（Arc、即ち無線リンク）に対応する。有方向アークの矢印はヘッド（Head）頂点を指し、矢筈は尾（Tail）頂点を指す。主システムネットワークにおけるリンクは中空点で表示し、副システムネットワークにおけるリンクは中実点で表示する。T’中の任意の二つの頂点は有方向アークで接続され、当該両頂点がT中で二つの隣接するアーク（一つのアークのヘッド頂点は他のアークの尾頂点である）に対応する場合に限られ、且つT´中のアークの方向は、その頂点がT中で対応するアークの方向と一致し、データの流れを示す。例えば、図17におけるリンクR₃→R₁とリンクR₁→B₀は、図18（a）で二つの頂点R_３R₁とR₁B₀にそれぞれ変換し、且つR_３R₁からR₁B₀に指すアークにより接続される。

ステップS1802で、各リンク間の排斥関係をロードする。T’中の任意の二つの頂点は無方向エッジ（Edge）で接続され、当該両頂点がT中で対応する二つのアーク間に第一、第二或いは第三のタイプの排斥関係が存在する場合に限られ、これにより図18（b）に示す図T”を得る。

ステップS1803で、実際の帯域幅需要をロードする。T”の頂点に重み値を付与し、図18（c）に示す図Gを形成する。一つの頂点の重み値は、当該頂点がT中での対応アークの帯域幅需要に対応し、図18（c）において各頂点内で数値が示すようである。実際の帯域幅が非整数値を需要とする場合、正規化処理を行うことにより整数値を得て、後の操作で使用することができる。

図Gは、等級付け加重混合図（Hierarchically Weighted Mixed Graph）と称することができる。ここで、「等級付け」とは、図G中の各頂点が異なる優先順位を有することを示す。例えば、本例示で二つの優先順位（例えば主システムと副システム）を含み、中空点と中実点でそれぞれ区別する。「加重」とは、図G中の各頂点の重み値を示す。「混合図」とは、図G中の各頂点間に有方向アークと無方向エッジの二つのタイプの接続方式を有することを示す。

上記方法により、通信システムのリソース配分モデルを構築することができる。以下に、構築したリソース配分モデルに基づいて、リソース配分制約条件を構築し、且つリソース配分目標を量子化する例を示す。

上記例示のリソース配分モデル、即ち図Gにより、通信システムのリソース共有配分問題は、図Gに対する多重カラーリング（Multicoloring）問題にマッピングすることができ、等級付け加重混合図多重カラーリング（Hierarchically Weighted Mixed Graph Multicoloring、以下ではＨＷＭ^２と略する）問題ともいう。

後の内容を容易に理解するように、まず、使用する記号と用語を紹介する。記号「∈」は「属する」ことを示し、例えば、ｉ，ｊ∈Ｎはｉ，ｊが集合Ｎに属することを示し、記号「∃」は「存在する」ことを示し、例えば、∃ｉ∈Ｎは少なくとも一つの要素ｉが存在し、当該要素ｉが集合Ｎに属することを示し、記号「∀」は「任意」を示し、例えば、∀ｉ∈Ｎは集合Ｎ中の任意の一つの要素ｉを示す。当該例示で、Ｎは自然数集合を示し、[ｉ．．ｊ]は自然数区間{ｉ，ｊ＋１,．．．,ｊ}を示し、ｉ，ｊ∈Ｎ、且つｉ≦ｊ。｜Ｘ｜は集合Ｘの濃度（Cardinality）、即ち集合Ｘ中の要素の数を示す。図Gは具体的に四次元組（Ｖ，Ａ，Ｅ，ω）として示すことができ、Ｖは頂点集合を示し、Ａは有方向アーク集合を示し、Ｅは無方向エッジ集合を示し、ωは重み値集合を示す。優先順位で分けると、頂点集合Ｖはベクトル（Ｖ_１，Ｖ_２，．．．，Ｖ_ｍ）で示すことができ、Ｖ_ｉは優先順位が第ｉタイプの頂点の集合を示し、ｉ∈[１．．ｍ]、ｍは頂点の優先順位の数を示す。Ｕ_{ｉ∈[１．．ｍ]}Ｖ_ｉ＝Ｖ（即ち全てのＶ_ｉの和集合はＶである）、且つｉ≠ｊであると、Ｖ_ｉ∩Ｖ_ｊ＝φ（即ち、ｉ≠ｊである場合に、Ｖ_ｉとＶ_ｊの共通集合は空集合である）。Ｖ_ｉの頂点の優先順位はＶ_ｊの頂点より高く、ｉ＜ｊの場合に限られる。頂点ν対応する頂点の優先順位はｒ（ν）∈[ｉ．．ｍ]に示すことができ、即ちν∈Ｖ_ｒ（ν）。有方向アークの尾頂点がｕ∈Ｖであり、ヘッド頂点がν∈Ｖであると、当該有方向アークは（ｕ，ν）と記し、ｕは（頂点νの）先行頂点とも言え、νは（頂点ｕの）後継ぎ頂点とも言える。頂点νの全ての先行頂点から形成した集合はＰ（ν）＝｛ｕ｜ｕ∈Ｖ，（ｕ，ν）∈Ａ｝に示すことができる。頂点ｕとνを接続する無方向エッジは［ｕ，ν］に示すことができる。頂点の集合Ｖ中の頂点ν∈Ｖの重み値はω_νで示す。

一般的に、等級付け加重混合図Gの多重カラーリングΨは、図Gの頂点集合Ｖから自然数集合Ｎのべき集合（Power Set）２^Ｎのマッピングであり、即ちΨ：Ｖ→２^Ｎ。当該マッピングは、頂点集合Ｖ中の各頂点ν∈Ｖに｜Ψ（ν）｜＝ω_ν個異なる数或いはカラー（Color）を配分し、且つ以下の条件を満たす。即ち、無方向エッジにより接続された二つの頂点に配分されたカラーの集合は、交差せず（disjoint）、有方向アークにより接続された二つの頂点に配分されたカラーの集合は、先行（Precedence）制限に合致し、異なる優先順位を有する頂点が優先順位の制約を守る。頂点νに配分された最小カラーはｓ_Ψ（ν）＝ｍｉｎ｛ｉ｜ｉ∈Ψ（ν）｝に示し、それに配分された最大カラーはｆ_Ψ（ν）＝ｍａｘ｛ｉ｜ｉ∈Ψ（ν）｝に示す。頂点集合Ｖ中の全ての頂点に配分されたカラー中の最大カラーはｆ_Ψ＝ｍａｘ｛ｆ_Ψ（ν）｜ν∈Ｖ｝と記す。

カラー集合は自然数集合と同じく、規則的集合であり、カラー番号と自然数は一々対応する。当該例示で、カラーと自然数は区分せず、カラーと言えばそれに対応する自然数を指す。カラーリング過程は、カラーが大きくなる順により配分する。多重カラーリングΨで、カラーζ∈Ｎが配分された全ての頂点により構成された集合はΓ_Ψ（ζ）＝｛ν｜ζ∈Ψ（ν），ν∈Ｖ｝に記すことができる。頂点ν∈Ｖに配分されたあるカラーがζ∈Ψ（ν）であると、頂点νより優先順位が高く、集合Γ_Ψ（ζ）中の頂点により構成された集合はΛ_Ψ（ν，ζ）＝Ｕ_{ｊ∈[１．．ｒ（ν）−１]}Ｖ_ｊ∩Γ_Ψ（ζ）と記すことができる。頂点νより優先順位が高いが、集合Γ_Ψ（ζ）に属しない頂点により構成された集合は

に記すことができる。

以下、各タイプの制約条件と最適化目標に対して、ＨＷＭ^２問題（通信システムのリソース共有配分問題）について分類と記述を行う。

I．制約条件の構築

制約条件に基づいて、二つの方面からＨＷＭ^２問題に対して分類を行うことができる。

一つの方面から、ＨＷＭ^２問題を非プリエンプティブ式（Non-preemptive）とプリエンプティブ式（Preemptive）の二つのタイプに分けることができる。非プリエンプティブ式ＨＷＭ^２で、何れか一つの頂点に分けられたカラーは連続であり、対応するリソース配分の意義は、一つのリンクに分けられたリソースブロックがリソースブロック規則的集合で連続であり、対応装置スケジューリングの意義は、スケジューリングを開始すると、当該ノードが任務を完成するまで連続的に働いて、スケジューリングを完了する。プリエンプティブ式ＨＷＭ^２で、何れか一つの頂点に分けられたカラーは連続でなくてもよく、対応するリソース配分の意義は、一つのリンクに分けられたリソースブロックは連続でなくてもよく、対応する装置スケジューリングの意義は、一つの装置ノードは、スケジューリング過程でいつでも停止し、暫く後のある時間で再度にスケジューリングを開始してもよい。

一方、ＨＷＭ^２問題を非インタリービング式（Non-interleaving）とインタリービング式（Interleaving）の二つのタイプに分けることができる。非インタリービング式ＨＷＭ^２で、何れか一つの頂点に分けられた最小カラーはその先行頂点に分けられた最大カラーより大きく、対応するリソース配分の意義は、一つのリンクに分けられたリソースブロックが、リソースブロックの規則的集合でその先行リンクに分けられたリソースブロックより遅延する（中継ネットワークを例として、中継転送を行うリンクは、その先行リンクからデータを受信してから転送を行うことができる）。対応の作業スケジューリング（例えばパイプライン作業スケジューリング）の意義は、一つの加工ステップは、その先行ステップで加工した全ての対象を取得してから、次のステップの加工を開始することができ、これはこの二つの隣接するステップで必要とする手段或いはリソースが衝突する可能性があるためである。インタリービング式ＨＷＭ^２で、任意の前のε∈Ｎ個の使用可能なカラーで、いずれか一つの頂点に分けられたカラー数は、その全ての先行頂点に分けられたカラー数の和を超えなく、対応するリソース配分の意義は、リソースブロックの規則的集合の前ε個のリソースブロックで何れか一つのリンクに分けられたリソースブロックの数はその先行リンクに分けられたリソースブロック数の和（中継ネットワークを例として、任意の時刻で中継転送を行うリンクが転送できるデータは、その先行リンクから受信したデータの部分集合しかない）を超えなく、対応する作業スケジューリング（例えばパイプライン作業スケジューリング）の意義は、一つの加工ステップは、先行ステップから加工対象を取得すると、すぐに加工を行うことができ、これは二つのステップで使用する手段或いはリソースが衝突しないためである。

表2に制約条件に基づいて、上記の二つの方面から分類するＨＷＭ^２問題を示す。

表2に基づいて、以上の二つのタイプの制約条件をまとめて、ＨＷＭ^２問題を三つのタイプに分けることができる。

第一のタイプのＨＷＭ^２問題は、非プリエンプティブ式‐非インタリービング式ＨＷＭ^２と称することができ、即ち表2中のＨＷＭ^２ _ｎｐｎｉである。

等級付け加重混合図Gの非プリエンプティブ式‐非インタリービング式多重カラーリングＨＷＭ^２ _ｎｐｎｉは、Ψ_ｎｐｎｉ：Ｖ→２^Ｎに記すことができる。各頂点ν∈Ｖに｜Ψ_ｎｐｎｉ（ν）｜＝ω_ν個異なるカラーを配分し、且つ以下の条件（1）〜（4）を満たす必要がある。

条件（1）は、任意の頂点νに分けられた最大カラーｆ_{Ψｎｐｎｉ}（ν）が、それに分けられた最小カラーＳ_{Ψｎｐｎｉ}（ν）と分けられたカラー数ω_νの和から1を引いた値に等しいことを示し、即ち任意の頂点νに分けられたカラーは連続的である。条件(2)は、有方向アークＡの尾頂点ｕに分けられた最大カラーｆ_{Ψｎｐｎｉ}（ｕ）が、当該アークのヘッド頂点νに分けられた最小カラーＳ_{Ψｎｐｎｉ}（ν）より小さいことを示し、即ち、任意の頂点νのカラーリングの開始が、その先行頂点ｕのカラーリングの終了より早くてはならない。条件(3)は、エッジより接続された任意の頂点νとｕに分けられたカラーは交差しないことを示す。条件（4）は、任意の頂点νのカラーリングが、それより優先順位が高い頂点より優先してはならないことを示す。

第二のタイプのＨＷＭ^２問題は、プリエンプティブ式‐非インタリービング式ＨＷＭ^２と称することができ、即ち表2中のＨＷＭ^２ _ｐｎｉである。

等級付け加重混合図Gのプリエンプティブ式‐非インタリービング式多重カラーリングＨＷＭ^２ _ｐｎｉは、Ψ_ｐｎｉ：Ｖ→２^Ｎに記すことができる。各頂点ν∈Ｖに｜Ψ_ｐｎｉ（ν）｜＝ω_ν個の異なるカラーを配分し、且つ以下の条件（5）〜（7）を満たす。

ｆ_Ψｐｎｉ（ｕ）は頂点ｕに分けられた最大カラーを示し、Ｓ_Ψｐｎｉ（ν）は頂点νに分けられた最小カラーを示す。条件（5）は、有方向アークＡにより接続された頂点νとｕについて、尾頂点ｕに分けられた最大カラーｆ_Ψｐｎｉ（ｕ）が、当該アークのヘッド頂点νに分けられた最小カラーＳ_Ψｐｎｉ（ν）より小さいことを示し、即ち、任意の頂点νのカラーリングの開始が、その先行頂点ｕのカラーリングの終了より早くてはならない。条件(6)は、エッジより接続された任意の頂点νとｕに分けられたカラーは交差しないことを示す。条件（7）は、任意の頂点νのカラーリングが、それより優先順位が高い頂点より優先してはならないことを示す。

第三のタイプのＨＷＭ^２問題は、プリエンプティブ式‐インタリービング式ＨＷＭ^２と称することができ、即ち表2中のＨＷＭ^２ _ｐｉである。

等級付け加重混合図Gのプリエンプティブ式‐インタリービング式多重カラーリングＨＷＭ^２ _ｐｉは、Ψ_ｐｉ：Ｖ→２^Ｎに記すことができる。各頂点ν∈Ｖに｜Ψ_ｐｉ（ν）｜＝ω_ν個の異なるカラーを配分し、且つ以下の条件（8）〜（11）を満たす必要がある。

条件（8）は、任意の前ε∈Ｎ個の利用可能なカラーで、任意の頂点νに分けられたカラー数がその全ての先行頂点ｕ∈Ｐ（ν）に分けられたカラー数の和を超えないことを示す。条件(9)は、有方向アークより接続された任意の頂点νとｕに分けられたカラーは交差しないことを示す。条件(10)は、無方向エッジにより接続された任意の頂点νとｕに分けられたカラーは交差しないことを示す。条件（11）は、任意の頂点νのカラーリングが、それより優先順位が高い頂点より優先してはならないことを示す。

II.最適化目標の量子化

カラーリングの最適化目標は、一般的に最も少ないカラー数でカラーリングを完成することである。当該例示で、多重カラーリングΨにおいて各頂点νに分けられた最大カラーｆ_Ψ（ν）に関する関数を設計し、当該関数はΘ_Ψ（Ｇ）＝Σ_ν∈Ｖβ_νｆ_Ψ（ν）に記す。なお、β_νは係数を示す。異なる最適化目標に基づいて、異なる係数β_νを設定することができる。言い換えると、異なる係数β_νは異なる最適化目標を反映することができる。異なる係数β_νを設定することにより、最適化目標を量子化する目的を実現することができる。

以下に、最適化目標に基づいて係数β_νを設定する三つの例を示す。

第一の例示で、以下の公式（1-1）により係数β_νを設定する。

当該例示で、Θ_Ψ（Ｇ）＝｜Γ_Ψ（ｆ_Ψ）｜・１／｜Γ_Ψ（ｆ_Ψ）｜・ｆ_Ψ＝ｆ_Ψが得られる。関数Θ_Ψ（Ｇ）が最小値を取るようにする最適化目標で、図Gの多重カラーリングΨに必要な最少の総カラー数を求める。当該カラー数を多重カラーリングΨの加重色数（Weighted Chromatic Number）と呼び、χ_Ψ（Ｇ）に記す。表2に示す三つのタイプの多重カラーリング問題に対応する加重色数はそれぞれ、χ_{Ψｎｐｎｉ}（Ｇ）、χ_Ψｐｎｉ（Ｇ）、χ_Ψｐｉ（Ｇ）に記すことができる。当該最適化目標に対応するリソース配分方案は、システムスループット（Throughput）を最大にさせることができる。言い換えると、通信システムのリソース配分の最適化目標が、システムのスループットを最大にさせることであると、公式（1-1）に基づいて係数β_νを設定することができる。

第二の例示で、以下の公式（1-2）により係数β_νを設定する。

当該例示で、Θ_Ψ（Ｇ）＝１／｜Ｖ｜・Σ_ν∈Ｖｆ_Ψ（ν）が得られる。Θ_Ψ（Ｇ）を最小にさせる最適化目標で、図Gの全ての頂点に分けられた最大カラー数の平均値の最小値を求める。当該最適化目標に対応するリソース配分方案は、各リンクの平均遅延（Delay）を最小にさせることができる。言い換えると、通信システムのリソース配分の最適化目標が、各リンクの平均遅延を最小にさせることであると、公式（1-2）に基づいて係数β_νを設定することができる。

第三の例示で、以下の公式（1-3）により係数β_νを設定する。

公式（1-3）で、ｇ（＊）は任意の関数を示す。当該例示で、同じ優先順位の頂点νは同じ係数β_νを備える。例えば、優先順位ｉ∈[１．．ｍ]を既定すると、

の場合、関数Θ_Ψ（Ｇ）を最小にさせる最適化目標で、第iのタイプの優先順位の頂点のカラーリングが全部完成するまで必要な最少な総カラー数を求める。中継ネットワークのオープン型スペクトルアクセス体系で、i＝1の場合、当該最適化目標は、主システムにおいて全てのユーザの業務を完成するために必要なリソースが最少であることに対応する。

上記三つの例示で、異なる係数β_νを設定することにより、異なるリソース配分最適化目標を量子化することができる。言い換えると、上記の方法を利用して、リソース配分の制約条件に基づいて、リソース配分の最適化目標を量子化する目的を実現できる。

以上に、リソース配分モデルに基づいてリソース配分の制約条件を構築し、且つリソース配分の最適化目標を量子化する例を提出した。理解すべきことは、これらの例示は説明のためのものであり、網羅的なものではなく、本発明はこれに限られない。

なお、上記等級付け加重混合図多重カラーリングの方法は、類似の制約条件を有する多優先順位のシステムリソース共有管理に適用できる。通信システムのリソース共有管理に適用される他、装置スケジューリング、例えばパイプライン装置スケジューリング等に適用できる。

図8に、本発明の他の実施例に係る、通信システムのリソース管理情報に基づいてリソース配分ポリシーを確定する方法の模式的なフローチャートを示す。

図8に示す実施例で、構築した量子化関係に基づいて通信システムのリソース配分ポリシーを確定するステップに対して、さらに細分化した。図8に示すように、構築した量子化関係に基づいて前記リソース配分ポリシーを確定するステップは、二つのサブステップS808‐1とS808‐2を含むことができる。サブステップS808‐1で、上記リソース配分モデルにおける各リンクに対してソートを行い、リソースを同時に配分できるリンクを選択する。サブステップS808‐2で、上記リソース配分制約条件と量子化したリソース配分目標に基づいて、選択した各リンクにリソースを配分する。

一つの例示で、構築した量子化関係に基づいて通信システムのリソース配分ポリシーを確定するステップの前に、通信システムにおける無線リンクに対してクラスタ化するステップをさらに含んでもよい（例えば、上記実施例のようであり、ここでは説明を重複しない）。当該例示で、構築したリソース配分モデルは、各リンククラスタ間の隣接関係、各リンククラスタ間の排斥関係、及び各リンククラスタ間の帯域幅需要と優先順位等の情報を反映できる。ステップS808‐1は、リソース配分モデルにおける各リンククラスタに対してソートを行い、リソースを同時に配分できるリンククラスタを選択することを含み、ステップS808‐2は、上記リソース配分制約条件と量子化したリソース配分目標に基づいて、選択した各リンククラスタにリソースを配分することを含む。なお、当該例示で、通信システムのリソース配分ポリシーを確定する過程で、各リンククラスタに配分したリソースをさらに各リンククラスタにおける各リンクに配分するステップを含んでもよい。リンククラスタ化により、リソース配分ポリシーの決定過程の複雑度を低減できる。

図19に、通信システムのリソース管理情報とリソース配分目標との量子化関係に基づいて通信システムのリソース配分ポリシーを確定する具体例を示す。

図19に示すように、当該方法はクラスタ間リソース配分とクラスタ内リソース配分の二つのステップを含み、即ち図19に示すステップS1908とS1910である。

ステップS1908で、クラスタ間のリソース配分を行う。言い換えると、ＨＷＭ^２問題を求める。当該問題の各種の最適化目標は全部NP-hard問題（即ち、多項式時間内で求められない最適解）であり、通信システム（例えば、オープン型スペクトルアクセス体系）におけるリソース配分は周期的に頻繁に行う必要があるため、幾つかの近似アルゴリズムを利用して準最適の配分ポリシーを得て、システム性能と計算複雑度の間でバランスを取ることができる。図19に、近似の求解方案を示す。図19に示す方法での各ステップは、図17と図18に示す図Tと図Gを例として記述する。当該例示的な方法は、表2の三つのタイプの制約条件に基づく多重カラーリング問題に適し、例示の最適化目標は加重色数を求めることである。図19に示すように、クラスタ間リソース配分ステップは五つのサブステップを含む。

ステップS1908‐1で、図Tを初期化する。初期化された図Tの初期状態で、等級付け加重混合図Gと比べて、図T中の先行頂点を備える頂点の重み値がゼロであることが違う。図G中の頂点は互いに制約するため、図G中の頂点カラーリングに前後順序の差異が存在する。図T中の頂点は、「重み値がゼロでない」条件を満たすと、当該頂点が現在カラーリングできることを意味し、即ち当該頂点はリソースを得ることができる。

ステップS1908‐2で、カラーリングできる頂点を選択し、選択した頂点に対してソートを行う。具体的に、先ず、図T中の現在カラーリング可能な頂点を選択し、即ち、図T中の重み値がゼロでない頂点を選択する。そして、これらの選択されたカラーリング可能な頂点に対してソートを行う。

理解すべきことは、ＨＷＭ^２問題の最適解は、各カラーに対して、ある規則的序列から順序によって頂点を選択しカラーリングして得たものであり、近似解中のソート目標は、できるだけより多い頂点が同時にリソースを得るようにして、最適解に近づけることである。

一つの例示として、一つの可能な、頂点に対してソートを行う規則は、（1）異なる優先順位の頂点は、優先順位によって高い順にソートを行い、（2）同じ優先順位を有する頂点は、当該頂点を終点とする有方向経路の長さの小さい順にソートを行い（有方向経路の長さは有方向経路の有方向アークの数である）、（3）同じ有方向経路長さを有する頂点は、当該頂点を起点とする有方向経路の各頂点の重み値の和の大きい順にソートを行い、（4）残り頂点はランダムにソートを行うことができる。このようにして、規則的なカラーリング可能頂点集合を得ることができ、カラーリング可能頂点集合はＺに記すことができる。

ステップS1908‐3で、カラーリング可能頂点集合における各頂点に対してカラーリングを行う。具体的に、集合Ｚで同時にカラーリングされる頂点を選択し、それにカラーを配分する。一つの例示として、一つの可能な、同時にカラーリングされる頂点を選択する方法は、集合Ｚ中の各頂点を順に調査し、極大独立集合（Maximal independent set)を得て、当該極大独立集合はＵに記す。極大独立集合はＵで、いずれか二つの頂点間に、アーク、エッジによる接続がない。同時に配分されたカラー数ｎ（1≦ｎ≦極大独立集合Ｕにおける頂点の重み値の最大値）の重み値によっては、リソース配分の計算量に影響する。ｎの値が大きいほど（即ち同時に配分したカラー数が多いほど）、アルゴリズム循環回数が少なくなり、計算量も少なくなる。しかし、最終に配分したカラー総数は少し増加する。

ステップS1908‐4で、図T中の各頂点の重み値に対して修正する。具体的に、各頂点の重み値から当該頂点に配分されたカラー数ｎを引く。ある頂点に配分されたカラー総和が、当該頂点の図Gでの重み値に達すると、当該頂点の状態は、カラーリング完成（Colored）に標記する。

ステップS1908‐5で、図Tにおいて全ての頂点がカラーリング完成に標識されたか否かを判断する。肯定の場合に、全てのカラーリング過程を完了する。さもなければ、ステップS1908-2に進み、新たな循環に入る。

ステップS1910で、クラスタ内リソース配分を行う。

ステップ1908内で各クラスタに配分したリソースを、さらに各クラスタ内の各無線リンクに配分する。一つのクラスタが、複数のナチュラルクラスタの集合である場合、各ナチュラルクラスタを頂点として新しいＨＷＭ^２問題を形成し、上記の方法により求解することができる。一つのクラスタが、ナチュラルクラスタ或いはナチュラルクラスタの部分集合である場合、任意の適切なリソース配分方法でクラスタ内配分を行うことができ、例えばポイント・ツー・マルチポイント（Point-to-Multipoint）アーキテクチャの通信ネットワークの各種リソース配分方法を利用して配分を行うことができ、ここでは説明を省略する。これにより、通信システムにおける各リンクに配分されたリソース数を得ることができる。

図9に、本発明の実施例に係るリソース管理方法の模式的なフローチャートを示す。図9に示すリソース管理方法は図3に示す実施例を基にし、且つ図6−図8に示すリソース配分ポリシーを確定するための方法を利用した。

図9に示すように、当該リソース管理方法は、ステップS902、S904、S906、S908を含む。なお、ステップS902は、図3のステップS302或いは図4のステップS402と類似し、ステップS904は、図3のステップS304或いは図4のステップS404-1、S404-2と類似し、ステップS906は、図6のステップS806或いは図7のステップS706-1、S706-2或いは図8のステップ806-1、S806-2等と類似する。ステップS908は、図6のステップS808或いは図7のステップS708或いは図8のステップ806-1、S806-2等と類似する。ここでは、説明を重複しない。

図10に、本発明の他の実施例に係るリソース管理方法の模式的なフローチャートを示す。図10に示すリソース管理方法は、図9に示す実施例と類似し、図10に示す方法がリンククラスタ化ステップをさらに含む点が異なる。

図10に示すように、当該リソース管理方法は、ステップS1001、S1002、S1004、S1006、S1008を含む。ステップS1001で、通信システムの無線リンクに対してクラスタリングを行い、一つ或いは複数のリンククラスタを得る。リンククラスタ化により、リソース管理情報の収集過程の動作量を低減でき、リソース配分ポリシーの決定過程の複雑度を低減できる。上記実施例及び/又は例示中のリンククラスタ化方法を利用することができ、ここでは説明を省略する。

なお、当該リンククラスタ化ステップS1001は、ステップS1002の前に実行することに限られない。他の例示で、実際の需要に基づいて、当該ステップS1001はリソース管理方法のプロセス中の適切なタイミングで行うことができ、例えば、ステップS1004の前、ステップS1006の前等であり、ここでは一々の列挙を省略する。

ステップS1002、S1004、S1006、S1008は、図9のステップS902、S904、S906、S908と類似し、ここでは説明を重複しない。

図11に、本発明の実施例に係る、リソース配分メカニズムを選択するための方法の例示的なフローチャートを示す。上記リソース配分メカニズムは、通信システム（例えばオープン型スペクトルアクセス体系）のどのノードによりリソース配分を行うかを指す。図11に示す方法は、通信システムの負荷量の変化により、通信システムのリソース配分メカニズムを自己適応調整することができる。

図11に示すように、当該方法はステップS1110とS1112を含む。ステップS1110で、通信システムの負荷量を統計する。一つの例示として、負荷量は、ある時間帯内のシステムの平均スループットがシステム容量を占める比例で算出することができる。もちろん、他の任意の適切な方法を利用して通信システムの負荷量を統計することもできるが、ここでは詳細な説明を省略する。そして、ステップS1112で統計した負荷量に基づいて、リソース配分ポリシーを実行するためのリソース配分メカニズムを選択し、即ち、統計した負荷量に基づいて、通信システムにおけるどのノードが当該通信システムのリソース配分ポリシーを実行するかを選択する。

図12に、上記方法の一例を示す。図12に示すように、ステップS1210で通信システムの負荷量を統計した後、ステップS1212-1で、統計した負荷量に基づいて、通信システムが軽負荷であるか重負荷であるかを判断する。軽負荷であれば、ステップS1212-2で集中式のリソース配分メカニズムを選択し、重負荷であれば、ステップS1212-3で分散式のリソース配分メカニズムを選択する。

一つの例示として、統計した負荷量が予定の閾値より大きいか否かを判断することにより、通信システムが軽負荷であるか重負荷であるかを判断することができる。例えば、負荷量が当該閾値より大きい場合、重負荷であると確定し、そうでない場合軽負荷であると確定することができる。上記閾値は実際の適用により設置することができ、ここでは限られない。

上記集中式のリソース配分メカニズムで、通信システム中の主制御ノード（例えば基地局或いは主システムネットワークの基地局）により、通信システムのリソースを集中配分する。このようなリソース配分メカニズムで、リソース管理情報及びリソース配分の最適化目標を基地局に集める必要があり、基地局によりリソース配分ポリシーを決定し、リソース配分結果を通信システムの対応するノードに発布する。

上記分散式のリソース配分メカニズムで、通信システムの複数のノードを局部決定ノードとすることができ、各局部決定ノードにより、対応する局部領域のリソースに対して配分を行う。その後に、主制御ノード（例えば基地局）により局部決定の結果に対して調和を行う（通信システムが複数のシステムネットワークを含む場合、主システムネットワークの基地局により調和を行う）ことにより、最終のリソース配分ポリシーを得る。当該メカニズムで、各ノードのリソース管理情報は、それが位置する領域の局部決定ノードに集まり、当該局部決定ノードにより、これらの局部情報に対して分析と量子化を行って、局部配分ポリシーを得る。これらの局部配分ポリシーはさらに基地局（例えば主システムネットワークの基地局）に集まり、調和により通信システムの全局リソース配分ポリシーを得る。

異なるリソース配分メカニズムにより、通信システムにおける各ノードの機能分けが異なり、これにより伝送する情報のタイプ、数、対象等の方面での区別が生じ、最終的に通信システムにおける交換情報の数、流れ、発送タイミングが異なる。図10-11に示す実施例で、通信システムの負荷量の変化に基づいて、負荷量に適応するリソース配分メカニズムを自己適応的に選択することができる。このような方式を利用して、各ノードの計算と通信能力を十分に利用して、システムの有効性能とシステムのオーバーヘッドのバランスを取り、システムのリソース利用率をできるだけ高めることができる。例えば、通信システムの負荷が重い場合、全てのデータが集まる目的地としての主システムの基地局は、負荷が必ず重い。この時、通信システムのいくつかのノードはアイドル状態であり、それらを利用して局部リソース配分決定を行って、基地局の計算負担を減らすことができるとともに、基地局に発送するリソース配分に必要な情報を減らすこともできる。通信システムの負荷が軽い場合、全てのリソース管理情報が基地局に集まるように新たに選択して、基地局により全局で最適な配分決定をして、システムの性能を最適化することができる。

図11と図12に示すリソース配分メカニズムを選択する方法は上記実施例及び/又は例示のリソース管理方法に適用することができる。図13に、図11に示すリソース配分メカニズムの選択方法を適用したリソース管理方法の実施例を示す。図13に示すように、上記リソース管理方法は、ステップS1302、S1304、S1306とS1310、S1312を含む。なお、ステップS1302、S1304、S1306は図3に示すステップS302、S304、S306と類似し、ステップS1310、S1312は図11に示すステップS1110、S1112と類似するため、ここでは説明を重複しない。当該実施例で、通信システムの動作状態の変化程度に基づいて、情報収集ポリシーを自己適応調整できる他、通信システムの負荷量の変化程度に基づいて、負荷量に適応するリソース配分メカニズムを自己適応的に選択できる。理解すべきことは、図13に示す実施例は例示のためのものであり、網羅的なものではない。例えば、図11と図12に示すステップは、図4-図10中の各ステップの後、或いは前、或いは図4-図10に示すプロセスの過程で実行することもできる。また、例えば、図11と図12に示すステップは、図3-図10に示すプロセスと並行に行うこともでき、ここでは一々の列挙を省略する。

上記実施例と例示で、通信システムのリソースに対して共有管理を行う方法を記述した。上記リソース管理方法はオープン型スペクトル体系構造に適用でき、特に複数のネットワークが共存する通信システムに適用できる。上記管理リソース方法は、システムの構造の変化（主システムのノード（例えば中継局）の数/位置/信号カバー範囲/移動性、副システムのタイプ/規模/数等）に基づいて自己適応的に調整できる。主システムのユーザリソース需要を満たすように保証するとともに、できるだけリソースを多重化して、副システムのユーザにリソース使用チャンスを提供し、全システムのリソース利用効率を高めることができる。

図20に、本発明の実施例に係る、通信システムにおけるリソースに対して共有管理を行うリソース管理システムを示す。上記の方法実施例/例示と類似するように、ここのリソースは、通信システムのタイムドメインリソース、周波数ドメインリソース、コードドメインリソース及びその任意の組み合わせを含み、ここの通信システムは、システムリソースに対して動的に配分管理を行う必要がある任意の通信システムであり、例えば、オープン型スペクトルアクセス体系特徴を備える通信システム（例えば図1と図2に示すシステム）である。

図20に示すように、当該リソース管理システムは、状態照会装置2001、情報収集装置2003、配分ポリシー決定装置2005を含む。

状態照会装置2001は、通信システムの動作状態の変化に基づき、当該通信システムのリソース管理情報が変化するか否かを判断でき、言い換えると、状態照会装置2001は、通信システムの動作状態の変化程度に基づいて、当該システムのリソース管理情報を新たに収集する必要があるか否かを判断できる。肯定の場合に、状態照会装置2001は上記情報収集装置2003に上記リソース管理情報を新たに収集することを指示し、さもなければ、上記リソース管理情報を新たに収集せず、前に収集或いは保存したリソース管理情報を利用する。

上記の方法実施例/例示と類似するように、通信システムのリソース管理情報は、通信システムのリソース管理、配分ポリシーの決定に影響を与える情報であり、上記通信システムにおける各ノードの状態、各リンク間の干渉状態及び業務フローに関する情報等が含まれるが、これに限られない。上記の説明で、リソース管理情報の複数の例を示し、ここでは説明を重複しない。

情報収集装置2003は、上記状態照会装置2001の指示に基づいて、通信システムのリソース管理情報を新たに収集することができる。

一つの例示として、収集されたリソース管理情報は記憶装置内に記憶され、当該記憶装置はリソース管理システムに位置されてもよく、通信システムのあるノード（例えば基地局）に位置されてもよい。一つの例示として、収集された通信システムのリソース管理情報は通信システムの主ノード（例えば主システム中の基地局）に保存可能である。他の例示として、収集されたリソース管理情報は当該システムの他のノードに分散的に保存され、例えば一つ或いは複数の中継局に保存され、具体的に各中継局はそれが位置する局部領域の管理情報を保存することができる。システムのリソース管理情報の保存は、実際の需要に基づいて、適切な技術を利用して実現することができ、ここでは詳細な説明を省略する。上記記憶装置は任意の適切な記憶媒体であってもよく、フロッピーディスク、コンパクトディスク、光磁気ディスク、メモリカード、メモリスティック等が含まれるが、これに限られず、ここでは一々の列挙を省略する。

配分ポリシー決定装置2005は、上記リソース管理情報に基づいて、通信システムのリソース配分ポリシーを確定することができる。

リソース配分に必要な情報の収集（例えば、分析/統計/測定等）を行う過程で、図20に示すリソース管理システムは、通信システムの動作状態の変化程度に基づいて情報収集のポリシーを適応的に調整することにより、情報収集に必要なシステムオーバーヘッドを有効に低減することができる。

状態照会装置2001は、様々な方法を利用して、通信システムの動作状態の変化程度が、リソース管理決定を行う際に必要な情報に影響を与えたか（即ち新たにリソース管理情報を収集する必要があるか）を判断できる。

一つの例示として、通信システムの動作状態の変化が、局部領域のみにかかわる場合、当該局部領域に関するリソース管理情報のみを新たに収集し、その他の領域に関するリソース管理情報は前に収集或いは保存した情報を利用することができる。他の例示として、通信システムの動作状態の変化が、一部の動作状態（例えばリンク間の干渉状態或いは業務フロー状態）のみにかかわる場合、当該変化の動作状態に関する情報のみを新たに収集することができる。例えば、ある主ユーザノードが移動して、その他のノードとのリンクの排斥関係等が変化したが、業務フローが変化しない場合、関連リンクの排斥関係に関する情報のみを収集し、当該ノードに関する業務フロー情報は前に収集或いは保存した情報を利用することができる。また、ある主ユーザノードとその他のノード間の業務フローが変化したがリンク間の干渉関係が変化しない場合、当該主ユーザノードに関する業務フローの情報のみを収集することができる。

図21に本発明の他の実施例に係るリソース管理システムを示す。

図21に示すリソース管理システムは、図20と類似し、状態照会装置2101、情報収集装置2103、配分ポリシー決定装置2105を含む。情報収集装置2103が、リンク間の干渉状態に関する情報を収集するための干渉状態収集ユニット2013-1と、業務フローに関する情報を収集するための業務フロー収集ユニット2103-2を含む点が、図20と異なる。状態照会装置2101は、通信システムの動作状態の変化が、当該通信システムにおける各リンク間の干渉状態に影響を与えたか否かを判断するために配置され、肯定の場合に、干渉状態収集ユニット2013-1にリンク間の干渉状態に関する情報を新たに収集することを指示する。状態照会装置2101は、上記通信システムの動作状態の変化が、上記通信システムの業務フローの変化をもたらしたか否かを判断することもでき、肯定の場合に、業務フロー収集ユニット2103-2に業務フローに関する情報を新たに収集することを指示する。通信システムの動作状態の変化が、通信システムにおける各リンク間の干渉状態にも、通信システムの業務フロー量にも影響しないと、システム管理情報を新たに収集する必要がないと確定する。言い換えると、この場合、リソース管理情報を新たに収集しなくてもよく、前に収集或いは保存したリソース管理情報を利用することができる。配分ポリシー決定装置2105は図20に示す配分ポリシー決定装置2005と類似し、ここでは説明を重複しない。

図20に示すリソース管理システムに類似するように、図21に示すリソース管理システムはリソース配分に必要な情報の収集（例えば、分析/統計/測定等）を行う過程で、通信システムの動作状態の変化程度に基づいて情報収集のポリシーを適応的に調整することにより、情報収集に必要なシステムオーバーヘッドを有効に低減することができる。具体的に、通信システムの各領域の各種動作状態（あるノード間のリンク間の排斥関係とあるノードの業務フローの変化等）の変化程度に基づいて、新たにリソース管理情報を収集する必要があるか否か、どのリソース管理情報（図21の例示で、リンク間の排斥関係に関する情報を収集するか、業務フローに関する情報を収集するか、或いは両者を収集する）を新たに収集する必要があるかを確定する。

情報収集装置2003或いは2103は、上記の方法（例えば、図14-図16に示す各実施例/例示等を参照する）により、通信システムのリソース管理情報を収集することができ、ここでは説明を重複しない。

図22に、本発明の他の実施例に係るリソース管理システムを示す。当該実施例で、通信システムのリソース管理情報を収集する前に、通信システムのリンクに対してクラスタリングを行う。

図22に示すように、当該リソース管理システムは、状態照会装置2201、情報収集装置2203、配分ポリシー決定装置2205を含み、さらにリンククラスタ化装置2207を含む。

状態照会装置2201、情報収集装置2203、配分ポリシー決定装置2205は図20或いは図21の対応装置と類似する。

リンククラスタ化装置2207は、通信システムにおけるリンクに対してクラスタリングして、一つ或いは複数のリンククラスタを得ることができる。リンククラスタ化装置2207は、上文の例示/実施例で記述した方法を利用して、リンクに対してクラスタ化を行うことができ、ここでは説明を重複しない。情報収集装置2203は当該クラスタリングした結果に基づいてリソース管理情報を収集することができる。具体的に、情報収集装置2203は、各リンククラスタ間の干渉状態、各リンククラスタ内の各リンク間の干渉状態及び各リンククラスタの業務フロー情報等を取得することにより、上記リソース管理情報を収集することができる。

一つの具体的例示として、リンククラスタ化装置2207がリンクに対してクラスタ化を行った後に、情報収集装置2203が、各クラスタ間の干渉状態情報、各クラスタ内のリンク間の干渉状態情報を取得することにより、干渉状態情報を収集することができ、各リンククラスタ間の業務フロー情報を取得することにより、業務フロー情報を収集することができる。また、一つの例示として、配分ポリシー決定装置2205が、リソース管理情報に基づいてリソース配分ポリシーを確定する過程で、まずリソースを各リンククラスタに配分し、その後に各リンククラスタに配分したリソースをさらに当該リンククラスタにおける各リンクに配分することをさらに含んでもよい（例えば、図19に説明した例示を参照する）。

図22に示すリソース管理システムは、通信システムのリンクに対してクラスタ化を行って、リソース管理情報を新たに収集する過程の動作量を低減でき、リソース配分ポリシーの決定過程の複雑度を低減でき、システムの負荷を低減する。

図23に、本発明の実施例に係る、通信システムのリソース管理情報に基づいて、通信システムのリソース配分ポリシーを確定するための配分ポリシー決定装置を示す。

図23に示す配分ポリシー決定装置2305は、情報変換ユニット2305-1と確定ユニット2305-2を含む。情報変換ユニット2305-1は、通信システムのリソース管理情報とリソース配分目標との量子化関係を構築することができ、確定ユニット2305-2は、構築された量子化関係に基づいて、通信システムのリソース配分ポリシーを確定することができる。一つの具体的な例示として、情報変換ユニット2305-1は以下の方式により上記量子化関係を構築することができる。まず、リソース管理情報に基づいてリソース配分モデルを構築し、その後に、上記リソース配分モデルに基づいてリソース配分制約条件を構築し、リソース配分目標を量子化する。上記方法実施例/例示と同じように、ここでのリソース配分モデルは通信システムにおける各リンク間の隣接関係、各リンク間の排斥関係及び各リンクの帯域幅需要と優先順位等を反映する。情報変換ユニット2305-1は上記の方法（例えば、図7と図18を参照して説明した実施例/例示の方法）を利用して通信システムのリソース配分モデルを構築することができ、且つ上記の方法（例えば、等級付け加重混合図多重カラーリング問題を参照して説明した方法例示等）を利用して各種制約条件を構築し、リソース配分目標を量子化することができ、ここでは説明を重複しない。

他の具体的な例示として、確定ユニット2305-2は以下の方式によりリソース配分ポリシーを確定することができる。即ち、上記リソース配分モデルにおける各リンクに対してソートを行い、リソースを同時に配分できるリンクを選択する。且つ上記リソース配分制約条件と量子化したリソース配分目標に基づいて、選択した各リンクにリソースを配分する。確定ユニット2305-2は上記実施例/例示（例えば、図8と図19を参照して説明した実施例/例示等）の方法を利用してリソース配分ポリシーを確定することができ、ここでは説明を重複しない。

図24に、本発明の他の実施例に係る配分ポリシー決定装置2405を示す。図23に示す装置2305と類似するように、図24に示す装置2405は情報変換ユニット2405-1と確定ユニット2405-2を含む。図24に示す装置2405がリンククラスタ化装置2405-3をさらに含む点が異なる。リンククラスタ化装置2405-3は、通信システムにおけるリンクに対してクラスタリングして、一つ或いは複数のリンククラスタを得ることができる。リンククラスタ化装置2405-3は、上文の例示/実施例で記述した方法を利用して、リンクに対してクラスタ化を行うことができ、ここでは説明を重複しない。通信システムのリンクに対してクラスタ化を行った後に、情報変換ユニット2405-1が構築したリソース配分モデルは各リンククラスタ間の隣接関係、各リンククラスタ間の排斥関係及び各リンククラスタの帯域幅需要と優先順位等を反映することができる。確定ユニット2405-2はリソース配分モデルにおける各リンククラスタに対してソートを行い、リソースを同時に配分できるリンククラスタを選択し、且つリソース配分の制約条件と量子化したリソース配分目標に基づいて、選択した各リンククラスタにリソースを配分することができる。確定ユニット2405-2はさらに各リンククラスタに配分したリソースを、当該リンククラスタ内の各リンクに配分することができる。リンククラスタ化により、リソース配分ポリシーの決定過程の複雑度を低減することが分かる。

図23或いは24に示す配分ポリシー決定装置230或いは2405は、上記のリソース管理システム（例えば図20-22を参照して説明したリソース管理システム）に適応でき、ここでは詳細な説明を省略する。

図25に、本発明の実施例に係る、通信システムのリソース配分メカニズムを確定するための配分メカニズム制御装置2508を示す。上記方法実施例/例示と同じように、上記のリソース配分メカニズムは通信システム（オープン型スペクトルアクセス体系）中のどのノードがリソース配分を行うかを指す。図25の制御装置2508は通信システムの負荷量の変化に基づいて通信システムのリソース配分メカニズムを自己適応的に調整することができる。

図25に示すように、配分メカニズム制御装置2508は、統計ユニット2508-1と選択ユニット2508-2を含む。統計ユニット2508-1は、通信システムの負荷量の統計に用いられ、選択ユニット2508-2は統計された負荷量に基づいて、通信システムのリソース配分ポリシーを実行するためのリソース配分メカニズムの選択することができる。上記方法実施例/例示と同じように、負荷量は、ある時間帯内のシステムの平均スループットがシステム容量を占める比例で算出することができる。もちろん、統計ユニット2508-1は他の任意の適切な方法を利用して通信システムの負荷量を統計することもできるが、ここでは詳細な説明を省略する。

一つの例示で、選択ユニット2508-2は通信システムの負荷量に基づいて、上記通信システムが軽負荷であるか重負荷であるかを判断することもできる。軽負荷であれば、選択ユニット2508-2は当該通信システムのために集中式のリソース配分メカニズムを選択する。重負荷であれば、選択ユニット2508-2は通信システムのために分散式のリソース配分メカニズムを選択する。一つの具体的例示として、選択ユニットは統計した負荷量が予定の閾値より大きいか否かを判断することにより、通信システムが軽負荷であるか重負荷であるかを判断することができる。例えば、負荷量が当該閾値より大きい場合、選択ユニットは通信システムが重負荷であると確定し、そうでない場合軽負荷であると確定することができる。上記閾値は実際の適用により設置することができ、ここでは限られない。

上記の内容で集中式のリソース配分メカニズムと分散式のリソース配分メカニズムを詳細に説明したため、ここでは説明を重複しない。

図25に示す配分メカニズム制御装置は、図20-22に示すリソース管理システムに適用することができる。図26に、配分メカニズム制御装置を含むリソース管理システムの一例を示す。図26に示すように、当該リソース管理システムは、状態照会装置2601、情報収集装置2603、配分ポリシー決定装置2605を含み、さらに配分メカニズム制御装置2608を含む。配分メカニズム制御装置2608は図25に示す配分メカニズム制御装置2508と類似し、状態照会装置2601、情報収集装置2603、配分ポリシー決定装置2605は図20に示す対応装置と類似するため、ここでは説明を重複しない。通信システムのリソース配分メカニズムを選択した後、配分メカニズム制御装置2608はリソース配分メカニズムを配分ポリシー決定装置2605にフィードバックすることにより、通信システムが当該リソース配分メカニズムに基づいて、決定装置2605が確定したリソース配分ポリシーに従ってリソースの配分を行う。

図27に本発明の他の実施例に係るリソース管理システムを示す。図20に示す実施例と類似するように、図27に示すリソース管理システムは状態照会装置2701、情報収集装置2703、配分ポリシー決定装置2705を含み、図27に示すリソース管理システムは情報管理装置2709をさらに含む点が異なる。

状態照会装置2701、情報収集装置2703、配分ポリシー決定装置2705は図20に示す対応装置と類似するため、ここでは説明を重複しない。

情報管理装置2709は、通信システムの動作状態の管理、保存に用いられる。情報管理装置2709は、通信システムの各種状態の変更事件（例えば中継局RSの移動、中継局RSの電力変化によるカーバ範囲の変化、ユーザの加入/離れ等）により駆動され、これらの変化に基づいて対応する状態情報に対して更新を行う。状態照会装置2701は情報管理装置2709に対して照会して、通信システムの動作状態の変化程度を確定して、リソース管理情報を新たに収集する必要があるか否か、システムのどの領域のどの動作状態情報を収集する必要があるかを確定することができる。一つの例示として、情報管理装置2709が、通信システムのリンク間の干渉状態或いは業務フロー等に変化が発生したことを検出した場合、例えば制御信号の発送で状態照会装置2701に通知することができる。例えば、通信システムのリンク間の干渉状態或いは業務フロー等に変化が発生したことを検出した場合、情報管理装置2709は、状態照会装置2701に発送する制御信号中の対応の状態の位置ビットを変更して、相応の変化を状態照会装置2701に通知する。例えば、通信システムの動作状態の変化が、リンク間の干渉状況の変化に影響を与える場合、制御信号中の干渉測定状態ビットを1（True）にセットし、通信システムの動作状態の変化が、ユーザ業務フローの変化にかかわる場合、制御信号中の業務フロー統計状態ビットを1（True）にセットする。他の例示として、状態照会装置2701は情報管理装置2709に要求し、情報管理装置2709により上記変化を状態照会装置2701にフィードバックする（例えば、上記制御信号を発送することにより）こともできる。他の例示として、状態照会装置2701が情報管理装置2709から通信システムの動作状態変化に関する情報を読み取ることもできる。例えば、上記干渉測定状態或いは業務フロー統計状態は情報管理装置2709に記憶することができ、情報管理装置2709により連続的に更新する。状態照会装置2701はこれらの状態を読み取ることにより、通信システムの動作状態の変化程度を知ることができる。

図28に、本発明の他の実施例に係るリソース管理システムを示す。図27に示す実施例と類似するように、図28に示すリソース管理システムは、状態照会装置2801、情報収集装置2803、配分ポリシー決定装置2805、情報管理装置2809を含み、図28に示すリソース管理システムは、リンククラスタ化装置2807と配分メカニズム制御装置2808をさらに含む点が異なる。

状態照会装置2801、情報収集装置2803、配分ポリシー決定装置2805、情報管理装置2809は図27に示す対応装置と類似するため、ここでは説明を重複しない。

リンククラスタ化装置2807は図22に示すリンククラスタ化装置2207と類似し、配分メカニズム制御装置2808は図25或いは26に示す配分メカニズム制御装置2508或いは2608と類似し、ここでは説明を重複しない。

図29に、通信システムのリソースに対して共有管理を行うためのリソース管理システムの具体的例を示す。

図29に示すリソース管理システムは、状態照会装置2901、情報収集装置2903、配分ポリシー決定装置2905、情報管理装置2909、配分メカニズム制御装置2908を含む。

当該例は、オープン型スペクトル体系の通信システムに対し、例えば、一つの主システムネットワークと少なくとも一つの副システムネットワークを含む通信システムに対する。このような通信システムのリソース管理情報には、主システムネットワークと副システムネットワークにおける各ノードの状態、各リンク間の干渉状態及び業務フロー情報等が含まれるが、これに限られない。情報管理装置2909は、主システムネットワークのリソース管理情報を記憶するための主情報管理ユニット2909-1を含んでもよく、さらに、副システムネットワークのリソース管理情報を記憶するための副情報管理ユニット2909-2を含んでもよい。上記の内容で、リソース管理情報の例を詳細に説明したため、ここでは説明を重複しない。一つの具体的例示として、主情報管理ユニット2909-1は、さらに主システムネットワークの主ユーザの関連情報（表1に示すように）を記憶するための主ユーザ情報サブユニット2909-11と、主システムネットワークの関連情報（表1に示すように）を記憶するための主ネットワーク情報サブユニット2909-12を含んでもよい。他の具体的例示として、副情報管理ユニット2909-2は、さらに副システムネットワークの副ユーザの関連情報（表1に示すように）を記憶するための副ユーザ情報サブユニット2909-21と、副システムネットワークの関連情報（表1に示すように）を記憶するための副ネットワーク情報サブユニット2909-22を含んでもよい。これらのユニット/サブユニットは、通信システムの各種状態の変更事件（例えば中継局RSの移動、中継局RSの電力変化によるカーバ範囲の変化、主或いは副ユーザの加入/離れ等）により駆動され、これらの変化に基づいて対応する状態情報に対して更新を行う。

状態照会装置2901は、情報管理装置2909に通信システムの動作状態が、前回の状態照会後に変化したかを照会して、リソース管理情報を新たに収集する必要があるか否かを確定する。状態照会装置2901は、上記実施例で記述した方法を利用して、情報管理装置2909から通信システムの状態変化に関する情報を取得することができ、ここでは説明を重複しない。

情報収集装置2903は、干渉状態収集ユニット2903-1と業務フロー収集ユニット2903-2を含む。ユニット2903-1と2903-2は、図21に示す対応ユニットと類似し、ここでは説明を重複しない。状態照会装置2901は、リソース管理情報を新たに収集する必要があると確定すると、情報収集装置2903の相応のユニットに起動信号を発送して、上記ユニットが信号収集を行うように起動する。例えば、通信システムのリンク間の干渉状態に変化が発生すると、干渉状態収集ユニット2903-1を起動し、通信システムの業務フロー状態に変化が発生すると、業務フロー収集ユニット2903-2を起動する。情報収集装置2903は、第一情報集中分散サブユニット2903-3をさらに含んでもよい。第一情報集中分散サブユニット2903-3は、リソース管理システム中の他の装置と情報の交換を行うことができ、例えば、ユニット2903-1と2903-2が収集した情報を情報管理装置2909と配分ポリシー決定装置2905等に発送することができ、配分メカニズム制御装置2908からの情報を受信することもできる。

状態照会装置2901は、リソース管理情報を新たに収集する必要がないと確定すると、配分ポリシー決定装置2905に、前回に照会したリソース管理情報を利用してリソース配分ポリシーを確定するように指示する。一つの例示として、前回に照会したリソース管理情報は、情報管理装置2909に保存することができる。

配分ポリシー決定装置2905は、情報変換ユニット2905-1と確定ユニット2905-2を含む。ユニット2905-1と2905-2は図23或いは24に示す対応ユニットと類似し、ここでは説明を重複しない。配分ポリシー決定装置2905は第二情報集中分散サブユニット2905-3をさらに含んでもよい。第二情報集中分散サブユニット2905-3はリソース管理システム中の他の装置と情報の交換を行うことができ、例えば、情報収集装置2903及び/又は情報管理装置2909及び/又は状態照会装置2901からの情報を受信することができ、配分メカニズム制御装置2908から負荷量及びリソース配分メカニズムに関する情報を取得することができ、確定したリソース配分ポリシーを発送することもでき、例えば対応するポリシー実施装置（図示せず）に発送する。

ポリシー実施装置は、まず各リンクに分けられたリソース数を実際の無線リソースに換算し（例えば、タイムドメインリソース、周波数ドメインリソース、コードドメインリソース及びその各種の組み合わせ等）、通信システム管理に必要なリソース（例えば通信システム内のユーザ情報交換に必要なリソース）を結び付けて、リソース配分ポリシー情報パケットを形成し、最後にこれらの情報パケットを発布する。主システムネットワークに対して、情報発布はフレームに情報を携帯することにより発布することができる。副システムネットワークに対して、主システム/副システムが情報を交換することにより発布することができる。そして、主/副システムネットワークの各ノードは、配分された無線リソースでデータ伝送を行うことができる。一つの例示として、上記ポリシー実施装置は、通信システムの主制御ノード（例えば基地局或いは主システムネットワークの基地局）中で実施することができる。

配分メカニズム制御装置2908は、図25或いは図26に示す装置2508或いは2608と類似する。

配分メカニズム制御装置2908は、通信システム運営過程の負荷状態の変化に基づいて、適切な情報交換内容を自己適応的に変更し、各装置の情報集中分散ユニットの行為を制御することにより、柔軟なオープン型スペクトルアクセス体系のリソース配分メカニズムを形成することができ、システムにおける各ノードの計算と通信能力を有効に利用して、システムの性能を向上することができる。例えば、集中式リソース配分メカニズム（中央制御のリソース配分メカニズムとも称する）で主システムネットワークの基地局により、リソース管理決定を一括に行う。従って、第二情報集中分散ユニットが、情報変換装置により得られたリソース配分に必要な情報及び最適化目標を基地局に集める必要があり、基地局がリソース配分ポリシーを決定すると、第二情報集中分散ユニットにより当該配分ポリシーを対応するノードに発布する。分散式リソース配分メカニズムで、リソース管理システムは一部のノードを局部決定ノードとして、それが位置する局部領域のリソース管理決定の処理に用いられる。また、主システムネットワークの基地局により、局部決定結果に対して調和して最終的なリソース配分ポリシーを得る。分散式リソース配分メカニズムで、各ノードのリソース管理情報収集結果はそれが位置する領域の局部決定ノードに集まり、当該局部決定ノードがこれらの局部情報に対して変換と計算を行って、局部決定結果を得る。これらの局部結果は、さらに主システムネットワークの基地局に集まり、調和してシステム全局リソース配分結果を得て、情報集中分散ユニットにより当該配分結果を対応するノードに発布する。

図25に示す装置2508と類似するように、配分メカニズム制御装置2908は統計ユニットと選択ユニット（図示せず）を含むことができる。当該統計ユニットは通信システムの負荷状態の統計に用いられる。軽負荷であれば、選択ユニットは中央制御のリソース配分メカニズムを選択し、重負荷であれば、選択ユニットは分散式のリソース配分メカニズムを選択する。一つの例示として、負荷の軽重程度は、ある時間帯内のシステムの平均スループットがシステム容量を占める比例で算出することができ、ある閾値を超えると通信システムが重負荷であると見なし、そうでないと通信システムが軽負荷であると見なすことができる。上記例示/実施例と類似するように、上記閾値は実際の需要に基づいて確定でき、ここでは限られない。

中央制御のリソース配分メカニズムを選択して使用する場合、選択ユニットはさらに、交換する必要がある情報のタイプ、数、対象及び発送タイミング等を確定することができる。例えば、情報変換装置により得られたリソース配分に必要な情報及び最適化目標を基地局に集め、基地局がリソース配分ポリシーを決定すると、第二情報集中分散ユニットにより当該配分ポリシーを対応するノードに発布する。

分散式のリソース配分メカニズムを選択して使用する場合、まず通信システムのノードに対して機能分けを行う必要があり、これにより局部決定制御ノードを選択する。主システムネットワークの基地局により局部決定制御ノードを選択することができる。例えば、各ノードの計算能力、位置分布、及び通信状況などに基づいて局部決定制御ノードを選択することができる。一つの例示として、主システムネットワークが中継ネットワークであると、中継局を選択してもよく、ルータ、アクセスポイント（AP）或いは計算能力が強いユーザノードを選択してもよい。局部決定制御ノードを選定した後に、選択ユニットは、交換情報のタイプ、数、対象及び発送タイミング等を更に確定することができる。一つの例示として、仮に通信システムに100個のノードの情報を収集する必要があると、分散式のリソース配分メカニズムで、10個の局部決定ノードを選択することができる。この時、各局部決定ノードは、平均して10個のノードの情報収集と配分ポリシー決定の任務を担当する。5個の局部決定ノードを選択すると、各局部決定ノードは、平均して20個のノードの情報収集と配分ポリシー決定の任務を担当する。これらの局部決定ノードは、収集した情報のみを集めて、局部のリソース配分モデルを得て、中央決定ノード（例えば基地局）に発送してリソース配分ポリシーの決定を行うことができる。これらの局部決定ノードは、直接に収集した局部情報に基づいて局部リソース配分ポリシーの決定を行い、局部決定結果を中央決定ノードに通知し、中央決定ノードにより各局部決定結果の間で補助的な調和を行うこともできる。従って、選択ユニットは、選択された局部決定ノードの数、通信システム中の分布、各局部決定ノードが担当する局部領域及び機能に基づいて、交換情報のタイプ、数、対象及び発送タイミング等を確定することができ、ここでは詳細な説明を省略する。

リソース管理システムにおける各装置の間及び通信システムの各ノードの間の情報交換もシステムリソースを占用するため、相応のリソース配分を行う必要がある。一つの例示として、これらの交換情報はシステム情報と見なし、フレーム構造において専用の領域を配分して実現することができる。別の一つの例示として、これらの交換情報はデータ情報と見なし、ユーザが必要とするリソースと一緒に配分することもできる。他の例示として、各ユーザに対するリソース配分ポリシーを確定した後に、交換する情報とタイミング需要に基づいて、これらの交換情報に適切なリソースブロックを配分することができる。当該リソース配分は、配分メカニズム制御装置により行うことができる。

配分メカニズム制御装置は、各情報集中分散ユニットを駆動して交換情報の内容を更新することもでき、例えば、各情報集中分散ユニットを起動して、次回（或いは次の段階）の交換情報の各種設置、例えば交換情報のタイプ、数、対象と配分のリソース等を更新することができる。

上記の内容で記述した実施例と例示はいずれも例示的なものである。理解すべきことは、本発明は、任意の具体的実施例或いは例示に限られない。

一つの例示として、上記リソース管理方法の各ステップ及び上記リソース管理システムの各装置、構成ブロック及び/又はユニットは、通信システムの主ノード（例えば基地局）中のソフトウェア、ファームウエア、ハードウェア或いはその組み合わせとして実現し、当該基地局のリソース管理装置の一部とすることができる。ソフトウェア、ファームウエア、ハードウェア或いはその組み合わせの方式により、上記システム中の各装置、構成ブロック、ユニットを配置する場合に使用可能な具体的手段或いは方式は当業者にとってよく知られていて、ここでは説明を省略する。他の例示として、従来の基地局のリソース管理装置で本発明の上記実施例に係るリソース管理方法及び/又はシステムを実施することができ、従来の基地局のリソース管理装置の各構成部分に対して一定の修正を行うだけでよい。

他の例示として、上記リソース管理システムは、分散式であってもよい。例えば、情報管理装置は基地局に位置してもよく、基地局と各局部決定ノードに分散的に位置してもよい。また、例えば、情報変換ユニットは基地局で実施してもよく、基地局と各局部決定ノードに分散的に位置してもよく、各局部決定ノードにより変換された情報は基地局に集中することができる。また、例えば、配分ポリシー決定装置は、基地局で実施してもよく、基地局と各局部決定ノードに分散的に位置してもよく、各局部決定ノードは局部ポリシーを確定して基地局に集中し、基地局中の配分ポリシー決定装置により全局ポリシーを確定する。また、例えば、状態照会装置或いは情報収集装置は基地局で実施してもよく、他のノードで実施してもよい。要するに、本発明のリソース管理システムと方法は、通信システムの実際状況に基づいて自己適応的に調整することができ、通信システムにおける各ノードの能力を有効に利用することができる。主ユーザのリソース需要を満たすように確保するとともに、できるだけ副ユーザにリソース使用のチャンスを提供し、全システムのリソース利用効率を高めることができる。

本発明で、デバイスで読み取り可能な指令コードが記憶されているプログラム製品も開示した。デバイスにより上記指令コードを読み取って実行すると、上記本発明の実施例に係る方法を実行することができる。

これに対して、上記のデバイスで読み取り可能な指令コードが記憶されているプログラム製品が搭載された記憶媒体も本発明の開示に含まれる。上記記憶媒体には、フロッピーディスク、コンパクトディスク、光磁気ディスク、メモリカード、メモリースティック等が含まれるが、これに限られない。

上記実施例と例示で、「第一」、「第二」等の記述を使用した。当業者が分かるように、上記記述は専門用語に対して文字上で区分するためであり、順序或いはその他の任意の限定を示すものではない。

上記の本発明の具体的実施例の説明で、一つの実施形態に対して説明及び/又は示した特徴は、同じ或いは類似の形態で一つ或いは複数の他の実施形態で使用したり、他の実施形態中の特徴と組み合わせたり、他の実施形態中の特徴を代替したりすることができる。

ここで、本文で、専門用語「備える/含む」を使用する場合、特徴、要素、ステップ或いは部品の存在を指し、一つ或いは複数の他の特徴、要素、ステップ或いは部品の存在或いは付加を排除しない。

また、本発明の実施例に係る方法は、明細書で説明した時間順序で実行することに限定されず、他の時間順序によって、並行に或いは独立に実行してもよい。よって、本明細書で説明した方法の実行順序は、本発明の技術的範囲を限定しない。なお、理解すべきことは、本発明の範囲を離脱しない前提で、実際の需要に基づいて本発明の各実施例中のステップ或いは装置、ユニットなどを組み合わせ、合併、削除することができる。言い換えると、本発明は上記具体的例示或いは実施例に限られない。例示として、図5に示すリンククラスタ化ステップS501は図3に示す実施例に適用することができる。例えば、図3に示すステップS302或いはS304の前に、ステップS501と類似するリンククラスタ化ステップを含むことにより、通信システムにおけるリンクをクラスタリングすることができる。このように、各リンククラスタ間の干渉関係、各リンククラスタ内の各リンク間の干渉関係及び各リンククラスタの業務フロー情報などを取得することにより、リソース管理情報を取得することができる。他の例示として、図5に示すリンククラスタ化ステップS501は、図6-8に示す実施例に適用することもでき、リソース配分ポリシー決定過程の計算量を低減できる。ここでは詳細な説明を省略する。

上記で、本発明の具体的実施例を説明することにより、本発明を開示したが、理解すべきことは、上記の全ての実施例と例示は例示的なものであり、制限的なものではない。当業者は、特許請求の範囲の精神と範囲内で、本発明に対して各種修正、改善、同等物を設計することができる。これらの修正、改善、同等物も本発明の保護範囲に入る。

Claims (25)

1. 通信システムにおけるリソース管理方法であって、
   上記通信システムの移動性状態の変化の程度に基づき、上記通信システムにおける上記リソース管理情報を新たに収集するステップと、
   上記リソース管理情報に基づいて、上記通信システムのリソース配分ポリシーを提供するステップと、
   上記リソース分配ポリシーのために、上記通信システムの複数のノードと通信するステップとを含み、
   上記通信システムは、主システムと少なくとも１以上の副システムを有し、上記主システムは、上記副システムより、優先順位の高い通信リソース利用権を有する、方法。
2. 上記通信システムの移動性状態の変化に基づき、上記通信システムのリソース管理情報が変化するか否かを判断するステップは、
   上記通信システムの移動性状態の変化が、上記通信システムにおける各リンク間の干渉状態に影響を与えるか否かを判断し、肯定の場合に、リンク間の干渉状態に関する情報を新たに収集する必要があると確定するステップと、
   上記通信システムの移動性状態の変化が、上記通信システムの業務フロー量に影響を与えるか否かを判断し、肯定の場合に、業務フローに関する情報を新たに収集する必要があると確定するステップと、
   さもなければ、上記システム管理情報を新たに収集する必要がないと確定するステップと、
   を含む請求項１に記載の方法。
3. 上記リソース管理情報を新たに収集する前に、上記方法は、上記通信システムにおけるリンクに対してクラスタリングを行って、一つ或いは複数のリンククラスタを取得するステップをさらに含み、
   上記リソース管理情報を新たに収集するステップは、各リンククラスタ間の干渉状態、各リンククラスタ内の各リンク間の干渉状態及び各リンククラスタの業務フロー情報を取得するステップを含む、
   請求項１に記載の方法。
4. 上記リソース管理情報に基づいて、上記通信システムのリソース配分ポリシーを確定するステップは、
   上記リソース管理情報とリソース配分目標との量子化関係を構築するステップと、
   構築した量子化関係に基づいて、上記リソース配分ポリシーを確定するステップと、
   を含む請求項１に記載の方法。
5. 上記リソース管理情報とリソース配分目標との量子化関係を構築するステップは、
   上記リソース管理情報に基づいて、リソース配分モデルを構築するステップと、
   上記リソース配分モデルに基づいて、リソース配分制約条件を構築し、且つリソース配分目標を量子化するステップと、を含み、
   上記モデルは、上記通信システムにおける各リンク間の隣接関係、各リンク間の排斥関係、及び各リンクの帯域幅の需要と優先順位を反映する、
   請求項４に記載の方法。
6. 上記リソース配分モデルにおける各リンクに対してソートを行い、リソースが同時に配分されることが可能なリンクを選択するステップと、
   上記リソース配分制約条件と量子化したリソース配分目標に基づいて、選択した各リンクにリソースを配分するステップと、
   を含む請求項５に記載の方法。
7. 通信システムにおけるリソース管理システムであって、
   状態照会装置と、情報収集装置と、配分ポリシー決定装置とを含み、
   上記状態照会装置は、上記通信システムの移動性状態の変化の程度に基づき、上記情報収集装置に上記リソース管理情報を新たに収集するように指示し、
   上記情報収集装置は、上記状態照会装置の指示に基づいて、上記リソース管理情報を新たに収集するために用いられ、
   上記配分ポリシー決定装置は、上記リソース管理情報に基づいて、上記通信システムのリソース配分ポリシーを確定し、
   上記配分ポリシー決定装置は、上記リソース分配ポリシーのために、上記通信システムの複数のノードと通信し、
   上記通信システムは、主システムと少なくとも１以上の副システムを有し、上記主システムは、上記副システムより、優先順位の高い通信リソース利用権を有する、リソース管理システム。
8. 上記情報収集装置は、リンク間の干渉状態に関する情報を収集するための干渉状態収集ユニットと、業務フローに関する情報を収集するための業務フロー収集ユニットとを含み、
   上記状態照会装置は、
   上記通信システムの移動性状態の変化が、上記通信システムにおける各リンク間の干渉状態に影響を与えるか否かを判断し、肯定の場合に、上記情報収集装置の干渉状態収集ユニットに、リンク間の干渉状態に関する情報を新たに収集するように指示し、
   上記通信システムの移動性状態の変化が、上記通信システムの業務フロー量に影響を与えるか否かを判断し、肯定の場合に、上記情報収集装置の業務フロー収集ユニットに、業務フローに関する情報を新たに収集するように指示するために設けられている、
   請求項７に記載のリソース管理システム。
9. 上記通信システムにおけるリンクに対してクラスタリングを行って、一つ或いは複数のリンククラスタを取得するリンククラスタ化装置をさらに含み、
   上記情報収集装置は、各リンククラスタ間の干渉状態、各リンククラスタ内の各リンク間の干渉状態及び各リンククラスタの業務フロー情報を取得することにより、上記リソース管理情報を収集するために設けられている、
   請求項７に記載のリソース管理システム。
10. 上記配分ポリシー決定装置は、
    上記リソース管理情報とリソース配分目標との量子化関係を構築するための情報変換ユニットと、
    構築した量子化関係に基づいて、上記リソース配分ポリシーを確定するための確定ユニットと、
    を含む、請求項７に記載のリソース管理システム。
11. 上記情報変換ユニットは、
    上記リソース管理情報に基づいて、リソース配分モデルを構築し、上記モデルは、上記通信システムにおける各リンク間の隣接関係、各リンク間の排斥関係、及び各リンクの帯域幅の需要と優先順位を反映し、
    上記リソース配分モデルに基づいて、リソース配分制約条件を構築し、且つリソース配分目標を量子化するために設けられている、
    請求項１０に記載のリソース管理システム。
12. 上記確定ユニットは、
    上記リソース配分モデルにおける各リンクに対してソートを行い、リソースが同時に配分されることが可能なリンクを選択し、
    上記リソース配分制約条件と量子化したリソース配分目標に基づいて、選択した各リンクにリソースを配分するために設けられている、
    請求項１１に記載のリソース管理システム。
13. 上記配分ポリシー決定装置は、
    上記リソース管理情報とリソース配分目標との量子化関係を構築するための情報変換ユニットと、
    構築した量子化関係に基づいて、上記リソース配分ポリシーを確定するための確定ユニットと、
    を含む、請求項９に記載のリソース管理システム。
14. 情報変換ユニットは、
    上記リソース管理情報に基づいて、リソース配分モデルを構築し、上記モデルは、上記通信システムにおける各リンククラスタ間の隣接関係、各リンククラスタ間の排斥関係、及び各リンククラスタの帯域幅の需要と優先順位を反映し、
    上記リソース配分モデルに基づいて、リソース配分制約条件を構築し、且つリソース配分目標を量子化するために設けられている、
    請求項１３に記載のリソース管理システム。
15. 上記確定ユニットは、更に、
    上記リソース配分モデルにおける各リンククラスタに対してソートを行い、リソースが同時に配分されることが可能なリンククラスタを選択し、
    上記リソース配分制約条件と量子化したリソース配分目標に基づいて、選択した各リンククラスタにリソースを配分し、
    各リンククラスタに配分したリソースをさらに当該リンククラスタにおける各リンクに配分するために設けられている、
    請求項１４に記載のリソース管理システム。
16. 上記通信システムは、上記リソース管理情報は、上記主システムと上記副システムにおける各ノードの状態、各リンク間の干渉状態及び業務フロー情報を含む、請求項７に記載のリソース管理システム。
17. 上記リソース管理情報を新たに収集するステップは、上記副システムにおける少なくとも１つの副ユーザからリソース需要情報を収集することを更に含む、請求項１に記載の方法。
18. 上記リソース需要情報を収集することは、周波数需要を収集すること含む、請求項１７に記載の方法。
19. 上記リソース分配ポリシーを提供するステップは、更に、
    上記主システムのためのリソースを決定することと、
    上記副システムのためのリソースを決定することとを含み、
    主システムのためのリソースを決定することは、副システムのためのリソースを決定することより優先的に行われる、請求項１に記載の方法。
20. 局部領域の複数のノードの上記リソース管理情報は、局部決定ノードによって局部情報として得られ、局部決定ノードは、局部分配ポリシーを得るために上記局部情報を分析および量子化する、請求項１に記載の方法。
21. 上記情報収集装置は、更に、上記副システムにおける少なくとも１つの副ユーザからリソース需要情報を収集する、請求項７に記載のリソース管理システム。
22. 上記リソース需要情報を収集することは、周波数需要を収集すること含む、請求項２１に記載のリソース管理システム。
23. 上記リソース分配ポリシー決定装置は、更に、
    上記主システムのためのリソースを決定し、
    上記副システムのためのリソースを決定し、
    上記主システムのためのリソースを決定することは、上記副システムのためのリソースを決定することより優先的に行われる、請求項７に記載のリソース管理システム。
24. 局部領域の複数のノードの上記リソース管理情報は、局部決定ノードによって局部情報として得られ、局部決定ノードは、局部分配ポリシーを得るために上記局部情報を分析および量子化する、請求項７に記載のリソース管理システム。
25. コンピュータに請求項１−６、１７−２０のいずれか１項に記載の方法を実行させるコンピュータプログラムが格納されているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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