JP2004343309A

JP2004343309A - Wireless network device and wireless network device resource allocation method

Info

Publication number: JP2004343309A
Application number: JP2003135818A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Ishii; 秀教石井; Toshiaki Nagasawa; 利明長沢; Kenji Takagi; 健次高木; Takeshi Nakano; 剛中野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-05-14
Filing date: 2003-05-14
Publication date: 2004-12-02
Also published as: CN1788519A

Abstract

【課題】複数の種別の呼からなり、時間と共に変化するトラヒックのもとで、複数のベースバンド信号処理を行うカードを持つ基地局において、リソースを効率的に配置し、呼損を発生させないようにする。
【解決手段】ベースバンド処理等を行う信号処理カード、信号処理カードの状態を監視する無線リソース監視手段、信号処理カードのリソース割当や移動
を行う無線リソース制御手段、時間帯毎に発生したトラヒックを記録するトラ
ヒック記録手段を設け、できるだけ収容したい呼から空きリソース数の閾値を
決め、基地局内部の空きリソース数が閾値より少なくなったときに再配置処理
を起動し、さらに時間帯毎に最も発生した呼の所要リソース数を元に閾値を変
化させることで、時間帯ごとに最も発生頻度の高い呼を収容する際の呼損を防
止することができる。
【選択図】図１Kind Code: A1 Abstract: In a base station having a card for performing a plurality of baseband signal processing under a traffic that is composed of a plurality of types of calls and changes with time, resources are efficiently arranged and a call loss is not generated. To
A signal processing card for performing baseband processing and the like, a radio resource monitoring means for monitoring the state of the signal processing card, a radio resource control means for allocating and moving the resources of the signal processing card, and a traffic generated for each time zone. A traffic recording means for recording is provided, a threshold of the number of free resources is determined from calls to be accommodated as much as possible, a relocation process is started when the number of free resources in the base station becomes smaller than the threshold, and the most occurrence occurs every time period. By changing the threshold based on the required number of resources for the calls, it is possible to prevent a call loss when accommodating the most frequently occurring call for each time zone.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、無線通信を行う端末を収容する無線ネットワーク装置において、装置内の資源を各端末に適切に割り当てるリソース管理方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年携帯電話の普及は目覚ましく、２００１年に日本で最初にＷ−ＣＤＭＡ（ＷｉｄｅｂａｎｄＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ，広帯域符号分割多重アクセス）規格の携帯電話サービスが始まっている。通信技術に関しても、ディジタル携帯電話では音声と低速のパケット通信のみだったが、Ｗ−ＣＤＭＡの導入により、２００２年現在で３８４ｋｂｐｓのサービスが開始されるなど、広帯域伝送が可能になってきている。
【０００３】
Ｗ−ＣＤＭＡのネットワークは交換機、ＲＮＣ（ＲａｄｉｏＮｅｔｗｏｒｋＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，無線ネットワーク制御装置）、基地局（ＢＴＳ，ＢａｓｅＴｒａｎｓｃｅｉｖｅｒＳｔａｔｉｏｎ）などからなる。このうち、基地局が携帯電話端末と無線通信を行い、信号をネットワーク用に変換する。
【０００４】
Ｗ−ＣＤＭＡでは広帯域伝送を生かした様々なアプリケーションが提供されるため、基地局のカバーエリア内で発生するトラヒックの種類も、テレビ会議、高速パケット伝送などによる高速伝送の呼が増えている。これに伴い、リソース管理方式の改善により基地局の収容能力を有効に用いることが求められている。なお、本発明におけるリソースは基本的に基地局内部のベースバンド処理に要する処理能力を表し、各チャネルの電波の強度等を表す無線リソースとは別の概念である。
【０００５】
まず、図１０にリソース再配置方式に関する従来技術の構成例を示す。
図１０において、１００１は端末である。以降の記述では、端末としてＷ−ＣＤＭＡ方式またはＭＣ−ＣＤＭＡ（Ｍｕｌｔｉ−ＣａｒｒｉｅｒＣＤＭＡ）の第三世代携帯電話を想定するが、ＧＳＭ（ＧｌｏｂａｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＭｏｂｉｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ），ＰＨＳ（ＰｅｒｓｏｎａｌＨａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅＳｙｓｔｅｍ），ＰＤＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＣｅｌｌｕｌａｒ）等の携帯電話またはコードレス電話においても適用可能である。
【０００６】
１００２は端末を収容し、端末との無線信号の送受信を行い有線用の信号に変換する基地局である。１００３は交換機能を持つネットワークである。ネットワーク１００３は専用線、ＡＴＭ（ＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｄｅ）を介して基地局と接続している。
１００４〜１００９は基地局の内部構造を示す。
１００４は端末１００１との無線信号の送受信を行う無線通信手段である。無線通信手段１００４はアンテナ、端末の送信電力制御、周波数の変調処理等を行う。無線通信手段１００４はアンテナ、増幅器、送信用の電源、制御プログラムを備える。
【０００７】
１００５はネットワーク１００３の要求に応じて、端末に対する通信路の接続・切断制御を行う接続制御手段である。接続制御手段は基地局の制御カード内のプログラムとして実装される。
【０００８】
１００６は端末からの無線信号の符号変調処理、有線信号への変換等の信号処理を行う信号処理手段である。基地局で同時に多数の端末を収容するため、信号処理手段は同形式のカードを多数準備しており、これらを第１信号処理カード１００６ａ〜第ｎ信号処理カード１００６ｃと呼ぶ。
【０００９】
１００７は信号処理手段１００６において、発生した呼を信号処理カードに割り当てたり、解放を行う無線リソース制御手段である。
【００１０】
１００８はネットワーク１００３との信号の送受信を行う有線通信手段である。
【００１１】
１００９は、呼種別毎の優先度を、呼種別毎の着信確率や通信品質から決定する呼種別優先度決定手段である。
【００１２】
基地局は端末１００１の通信呼を収容する。その際に呼の信号処理を行う信号処理カード１００６ａ〜１００６ｃの処理能力をリソース、呼が発生した際に、呼を信号処理カードに割り当てる処理をリソース割り当て処理という。
【００１３】
信号処理カードの性能はハードウェアに依存し、様々な値を取るが、ここでは各信号処理カードに７６８ｋｂｐｓ分の信号処理能力があり、１リソースを２４ｋｂｐｓの信号処理能力と定義する。よって、信号処理カードは３２個のリソースを持つことになる。また、基地局が以下の種類の呼をサポートすると仮定する。
【００１４】
（ａ）音声呼リソース１個
（ｂ）非制限ディジタル呼（６４ｋｂｐｓ）リソース３個
（ｃ）パケットＡ呼（１２８ｋｂｐｓ）リソース６個
（ｄ）パケットＢ呼（３８４ｋｂｐｓ）リソース１６個
（ｅ）共通チャネルリソース８個
（ｅ）の共通チャネルは端末すべてを制御するためのチャネルで、ＢＣＨ（ＢｒｏａｄｃａｓｔＣｈａｎｎｅｌ），ＦＡＣＨ（ＦｏｒｗａｒｄＡｃｃｅｓｓＣｈａｎｎｅｌ），ＰＣＨ（ＰａｇｉｎｇＣｈａｎｎｅｌ），ＲＡＣＨ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＣｈａｎｎｅｌ）などからなる。共通チャネルの所要リソース数は、基地局のカバーエリアの大きさや収容チャネル数によって増減するが、ここでは８個と仮定する。
【００１５】
Ｗ−ＣＤＭＡでは、音声呼、パケット呼、非制限ディジタル呼などの多数の種類の呼のサービスが可能である。伝送速度や信号処理カードが呼を処理するために必要なリソース数は呼の種類により異なる。
【００１６】
リソース割り当て処理においては、このような所要リソース数の異なる多くの種類の呼が発生・消滅を繰り返す環境下において、基地局の限られたリソースを有効に活用しできるだけ呼損を発生させないことと、負荷を複数の信号処理カードに分散させ、各々の信号処理カードにかかる負荷を低減することとの２つが求められる。
【００１７】
リソース割り当て処理は、以下の２つの前提条件下で基地局に流入するトラヒック量が大きい場合に小さい空きリソースが複数の信号処理カードに分散し（フラグメントと呼ぶ）、効率が悪くなる欠点がある。
【００１８】
（Ａ１）Ｗ−ＣＤＭＡのように呼の種類が多く、呼の種類により所要リソース数が異なる通信方式を用いる。
【００１９】
（Ａ２）１つの呼は１個の信号処理カードに割り当てなければならないとする制約がある。
【００２０】
特に（Ａ２）のように、１つの呼は１個の信号処理カードに割り当てなければならないという制約があると、基地局内の全カードの空きリソース数の合計は新規に発生した呼の所要リソース数より多いにもかかわらず、各カードの空きリソース数が所要リソース数より小さいために、呼の割当ができない場合がある。
【００２１】
例えば基地局内の２枚の信号処理カードに４つの空きリソースがあり、他の信号処理カードに空きが全くない場合、各カードの空きリソース数はパケットＡ呼の所要リソース数６より小さい。よって、基地局全体では４×２＝８個の空きリソースがあるにもかかわらず、この場合はパケットＡ呼を割り当てることはできない。
【００２２】
よって、効率向上のためには制約条件（Ａ２）に対する対策が必要である。対策としては以下の２つが考えられる。
【００２３】
（Ｃ１）信号処理カード自体に複数の信号処理カード間の同期・連携機能を追加し、制約（Ａ２）をなくす。
【００２４】
（Ｃ２）一部の呼の割り当て先の信号処理カードを変更して、複数の小規模空きソースを１カ所にまとめる。（以下、リソースの再配置と呼ぶ）
まず（Ｃ１）について述べる。１つの呼の信号処理を複数の信号処理カード（ＬＳＩ、カード）で同時に行う設計をすると、複数の信号処理カード間の同期・連携機能等の実装を行う必要があるためコスト高になる。特に信号処理カードに当たるベースバンド処理デバイスまたはカードは基地局内に多数存在し、コスト上昇が基地局全体のコストへ与える影響が大きいので、（Ａ２）の制約を信号処理カードの機能向上で回避する以外の方法を考える方が望ましい。
【００２５】
（Ｃ２）の方法は特表２００２−５０５０６５号公報の１２ページ以降（特許文献１）に開示されている。特許文献１は、主にＦＤＭＡ（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤＭＡ）／ＴＤＭＡ（ＴｉｍｅＤＭＡ）方式に対する割当方式を示しており、サービスが複数の周波数やタイムスロットにまたがった場合のアルゴリズムを示している。
【００２６】
特許文献１では、複数の周波数・タイムスロットにまたがる呼の複数の種別間の包含関係を考慮した総着信確率を用いて呼種別毎の優先度を決定し、割当対象のカードに十分な空きリソースがない場合は、新規呼よりも優先度の低い呼を切断して空きリソースを作成する。特許文献１を本発明のように周波数の区別を行わない環境に適用すると、所要リソース数が大きい呼種は、より所要リソース数が小さい呼種を含むと考え、呼種別毎に、その呼種別が包含する呼種別の確率を合計して総着信確率を計算し、総着信確率が大きいほど呼の種別の優先度を高くする。よって、所要リソース数が少ない呼種は、包含する呼種別の数が少なく、総着信確率が低くなるため、優先度も低くなり、所要リソース数の多い呼種は優先度が高くなる。
【００２７】
以下に、特許文献１の総着信確率を用いて計算した優先度を元に割当を行うアルゴリズムを、本発明の条件に適用したものを示す。
【００２８】
（Ｐ１）呼が発生する。
【００２９】
（Ｐ２）呼の種別（発信・着信、着信確率等）により呼種別優先度決定手段１００９が呼種別の優先度を決める。
【００３０】
（Ｐ３）発生した呼をいずれかの信号処理カード１００６に割り当てる。
【００３１】
（Ｐ４）割り当て終了後、これまで発生した呼のうち最大のリソース数の空きのエリアを検索し、空きがない場合は、優先度の低い呼を切断して空きを作る。
【００３２】
これにより、優先度の高い呼、また後に発生した呼を収容できるようになる。
【００３３】
【特許文献１】
特表２００２−５０５０６５号公報（第１２頁）
【００３４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１は、断片化が発生し再配置処理において再配置先が見つからなかった場合に優先度の低い呼を切断するため、端末と基地局間の電波状態が良好な場合にも基地局側においてリソースの断片化が発生すると低い優先度の呼の切断が発生するため利便性に欠ける問題があった。特に、Ｗ−ＣＤＭＡにおいては多様な通信形態が考えられるため、長期間リソースを占有する呼もより多く発生し、呼の種別もＧＳＭやＰＤＣに比べて多いため、断片化も発生しやすい。
【００３５】
また、再配置処理では呼を切断せずに信号処理カード間を移動させるために、移動前と移動後のリソースを同時に確保する。そのため、信号処理の同期を取る間、呼は通常の場合に比べ倍のリソースを消費することになる。また、再配置処理では、移動元の呼・移動先の信号処理カードを探索する処理により動作負荷が通常の処理に比べ増える。
【００３６】
特許文献１では、呼の優先度付けを各々の種別の着信確率の合計に基づいて行っているが、これにより、比較的所要リソース数が大きい呼の優先度の方が高くなる結果、再配置処理の閾値もそのリソース数を元に決められる。しかし、所要リソース数の少ない音声呼が全トラヒックに占める比率が高い状況下では、再配置処理を行わない場合も空きリソースの断片化による呼損が発生しにくくなる。このような場合においても、特許文献１のアルゴリズムでは閾値が音声呼よりも大きい値に設定されるため不要な再配置処理を行う可能性がある。
【００３７】
本発明は、以上の問題を鑑みなされたもので、既存の呼を切断せずにリソースの再配置処理を実行することで、リソース割り当ての効率化を図るものである。
【００３８】
【課題を解決する手段】
上記課題を解決する為に、本願発明は、無線通信に関するリソース数の異なる複数種の呼を複数の信号処理カードに割り当てる基地局のリソース割り当て方法であって、時間帯ごとに発生する呼の種類と数を記録し、前記時間帯毎に最も発生する比率が高い種類の呼のリソース数を元にその時間帯の空きリソース数閾値を決定し、前記閾値に基づき、前記複数の処理カードに収容されている呼の再配置処理を行うことを特徴とする、リソース割り当て方法である。これにより、リソースの位置や時間に適応して、リソースの再配置ができる。
【００３９】
さらに、前記閾値に基づき呼の再配置が必要だと判断されたときに、既に収容されている呼を他の信号処理カードに移動させて前記閾値以上の空きリソース数を確保する移動元カードを選択し、前記移動元カードに既に収容されている呼のうち、他の信号処理カードに収容先があるかどうかを判定し、他の処理カードに収容先があるとき、移動させる呼である第１の移動呼を収容先となる移動先カードに再配置する第１の再配置処理を前記移動元カードに前記閾値以上の空きリソース数を確保するまで繰り返し、他の処理カードに収容先がないとき、前記移動元カードに収容されている移動呼を収容させるために、前記移動元カード以外に収容されている移動呼を第２の移動呼として再配置する第二の再配置処理を、前記移動元カードに収容されている移動呼を移動可能にするまで繰り返すことにより、既存の呼を切断せずに新規呼を収容し、呼損を減らしかつ基地局の収容能力を最大限に活用できる効果が得られる。
【００４０】
さらに、本願発明は、前記閾値に基づき呼の再配置が必要だと判断されたときに、既に収容されている呼を移動させて前記閾値以上の空きリソース数を確保する移動元カードを選択し、前記移動元カードに既に収容されている呼のうち、他の処理カードに収容先があるかどうかを判定し、他の処理カードに収容先があるとき、移動させる呼である移動呼と収容先となる移動先カードとを移動呼リストに登録し、前記移動呼リスト内の所要リソース数と、前記移動元カード内で前記閾値のリソース数に不足している不足リソース数との大きさを比較し、前記所要リソース数が前記不足リソース数以上のときには、前記移動呼を全て移動させて処理を終了し、前記所要リソース数が前記不足リソース数以下のときには、再び移動呼及び移動先カードを決定する処理を実行し、他の処理カードに収容先がないとき、前記不足リソース数以上となる、移動候補呼の組合せを前記移動元カード以外のカードから選択し、前記移動候補呼のうち一つの移動呼を選択し、再配置処理を行った場合に再配置処理により空きができる処理カードを前記移動呼リストに追加し、全移動候補呼について再配置処理が終了したときに、前記移動呼リスト内の移動呼を全て移動させて処理を終了することにより、既存の呼を切断せずに新規呼を収容し、呼損を減らしかつ基地局の収容能力を最大限に活用できる効果が得られる。
【００４１】
さらに、複数の基地局のカバーエリアを監視し、前記カバーエリアが重なる２以上の基地局間で移動呼と移動先カードを決定し再配置処理を行うことにより、カバーエリアが重なっている複数の基地局間でリソース再配置を行うことにより、基地局の負荷分散及び端末からの呼損を防ぎ、リソースの使用率を向上させることができる。
【００４２】
また、本願発明は、複数種の呼を複数の信号処理カードに収容する基地局であって、時間帯ごとに発生する呼の種類と数を記録するトラヒック記録手段と、
前記トラヒック記録手段に記録された、前記時間帯毎に最も発生する比率が高い種類の呼のリソース数を元にその時間帯の閾値を決定する無線リソース監視手段と、前記閾値を元に既に前記信号処理カードの呼の再配置処理制御を行う無線リソース制御手段とを具備することを特徴とする基地局である。これにより、リソースの位置や時間に適応して、リソースの再配置ができる基地局を提供する。
【００４３】
さらに、無線リソース制御手段は、再配置によって移動される移動呼と前記移動される呼を収容する移動先カードとを管理する管理テーブルを備え、前記管理テーブルには、前記閾値のリソース数を確保するための再配置処理に対応する前記移動呼と前記移動先カードの組合せリストが記録されていることにより、既存の呼を切断せずに新規呼を収容し、呼損を減らしかつ基地局の収容能力を最大限に活用できる基地局を提供できる。
【００４４】
さらに、本願発明は、トラヒック記録に応じた閾値に基づき再配置を行う複数の基地局のリソースを管理する基地局リソース管理手段と、前記複数の基地局と通信する通信手段と、前記閾値に基づく再配置処理を、カバーエリアの重なる基地局間で行わせる基地局リソース制御手段と、を具備することを特徴とする無線網制御装置である。これにより、リソースの再配置を行いカバーエリアの重なる基地局同士のリソースを有効に活用させることができる無線網制御装置を提供することができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図９を用いて説明する。
【００４６】
（実施の形態１）
本実施の形態は、リソースの保留時間や所要リソース数が大きく異なるＷ−ＣＤＭＡ方式において効率的なリソースの再配置方式である。基地局において、所要リソース数が異なる複数種の呼を複数の信号処理カードを用いて収容するときには、呼が既に割り当てられた信号処理カードに、所要リソース数が大きい呼を信号処理カードに収容できない場合がある。これに対して、本発明では、収容したい呼のリソース数に応じた閾値を決め、信号処理カードのいずれにも閾値分の空きリソースが無くなったときに、できるだけ所要リソース数の大きい呼を収容できるように呼を再配置することで、呼損を少なくして信号処理カードの能力を有効に利用する。
【００４７】
本実施の形態においては、基地局内部にトラヒックの記録を行う手段を設け、音声呼やパケット呼の比率の時間的な変化に対応して再配置処理の起動条件を変えることで、時間帯毎に多く発生する呼をより確実に収容するための再配置処理を行うことを可能にする。例えば、所要リソース数１の呼が多いときは、断片化による呼損の割合が小さくなるため、そのような時間帯では、再配置処理を起動するための空きリソース数の閾値を小さく設定することで、再配置処理の起動回数を減少させて、再配置処理における呼の移動処理によるリソース数の追加消費を抑えるとともに、基地局の動作負荷を低減する。
【００４８】
以下、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、本発明のブロック構成図を示す。図１において１０１〜１０８はそれぞれ従来例の１００１〜１００８に対応する。
【００４９】
図１において、１０１は端末である。以降の記述では、端末としてＷ−ＣＤＭＡ（ＷｉｄｅｂａｎｄＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ，広帯域符号分割多重アクセス）方式またはＭＣ−ＣＤＭＡ（Ｍｕｌｔｉ−ＣａｒｒｉｅｒＣＤＭＡ）の第三世代携帯電話を想定するが、ＧＳＭ（ＧｌｏｂａｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＭｏｂｉｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、ＰＨＳ（ＰｅｒｓｏｎａｌＨａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅＳｙｓｔｅｍ）、ＰＤＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＣｅｌｌｕｌａｒ）等の携帯電話またはコードレス電話においても適用可能である。
【００５０】
１０２は端末を収容し、端末との無線信号の送受信を行い有線用の信号に変換する基地局である。
【００５１】
１０３は交換機能を持つネットワークである。ネットワーク１０３は専用線、ＡＴＭ（ＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＴｒａｎｓｆｅｒＭｏｄｅ）を介して基地局と接続している。
【００５２】
１０４〜１１０は基地局の内部構造を示す。
【００５３】
１０４は端末１０１との無線信号の送受信を行う無線通信手段である。無線通信手段１０４はアンテナ、端末の送信電力制御、周波数の変調処理等を行う。無線通信手段１０４はアンテナ、増幅器、送信用の電源、制御プログラムを備える。
【００５４】
１０５はネットワーク１０３の要求に応じて、端末に対する通信路の接続・切断制御を行う接続制御手段である。接続制御手段は基地局の制御カード内のプログラムとして実装される。
【００５５】
１０６は端末からの無線信号のベースバンド変復調処理、有線信号への変換等の信号処理を行う信号処理手段である。基地局においては同時に多数の端末を収容するため、信号処理手段は同形式のカード、ＬＳＩおよびその組合せからなるハードウェアを多数準備した構成になる。本実施の形態では基地局が４個の同種のハードウェアを備えると仮定し、おのおの第１信号処理カード１０６ａ〜第４信号処理カード１０６ｄと呼ぶ。
【００５６】
１０７は信号処理手段１０６において、発生した呼を信号処理カードに割り当てたり、解放を行う無線リソース制御手段である。
【００５７】
１０８はネットワーク１０３との信号の送受信を行う有線通信手段である。
【００５８】
１０９は信号処理手段の状態の監視を行い、呼の再配置の要不要を判断し、呼の再配置が必要な場合は無線リソース制御手段に呼の再配置の指示を行う無線リソース監視手段である。
【００５９】
１１０は無線リソース監視手段１０９のデータをもとに基地局１０２が収容した呼の発生時刻、種別、保留時間を記録するトラヒック記録手段である。
【００６０】
本実施の形態においては、トラヒック記録手段１１０の内容に応じて呼の再配置の内容を変更させる方法を示す。
【００６１】
次に図２を説明する。図２は信号処理手段１０６の呼の収容状態を示す。ここでは、信号処理手段１０６内部の信号処理カード数を４とし、従来技術と同様に各信号処理カードに７６８ｋｂｐｓの信号の処理能力があり、１リソースを２４ｋｂｐｓの信号処理能力と定義し、基地局が以下の呼の種類をサポートすると仮定する。
【００６２】
（ａ）音声呼（２４ｋｂｐｓ）リソース１個
（ｂ）非制限ディジタル呼（６４ｋｂｐｓ）リソース３個
（ｃ）パケットＡ呼（１２８ｋｂｐｓ）リソース６個
（ｄ）パケットＢ呼（３８４ｋｂｐｓ）リソース１６個
（ｅ）共通チャネル（１９２ｋｂｐｓ）リソース８個
なお、サポートする呼の種類は、通信サービスを提供する通信事業者によって異なる。また、リソースの単位も基地局のハードウェアにより速度が増減したり、速度の単位もｓｐｓ（ＳｙｍｂｏｌｓＰｅｒＳｅｃｏｎｄ）等となることがある。本発明において、信号処理手段内の信号処理カードの数や、信号処理カードの処理能力、リソースの単位がカード毎に異なっている場合でも同様の効果が得られる。
【００６３】
また、本実施の形態においては、信号処理カード内で１つの呼に対するリソースが連続していなくてよいものとする。たとえば、図２の状態から音声呼２０２が解放されたとき、１個分の空きリソースが別々に２個あるとみなしてもよいし、２個分の空きリソースが１つあると見なしてよい。
【００６４】
図２の第１信号処理カード１０６ａの状態を説明する。第１信号処理カード１０６ａは、共通チャネルと音声呼２個、非制限ディジタル呼３個、パケットＡ呼２個を収容している。各領域の名称の後にあるかっこ内の数値は領域の大きさをリソース数に換算して表したものである。信号処理カードの実装リソース数は３２、共通チャネルは８、音声呼は１、非制限ディジタル呼は３、パケットＡ呼は６であるから、空きリソースは（３２−８−１×２−３×３−６×２＝）１である。第２信号処理カード１０６ｂ〜第４信号処理カード１０６ｄに関しても同様に収容している呼を示している。
【００６５】
本実施の形態においては、同一処理カード内において呼が配置される位置はどこでもよい。よって、無線リソース制御手段内の管理テーブルでは空きリソース数のみを把握すればよい。
【００６６】
なお、カードによって処理能力が異なる場合は空きリソース数だけでなく、各カードに実装されているリソース数も管理する必要があるが、この場合でも本発明の効果は同様に得られる。
【００６７】
図３は無線リソース制御手段１０７が保持する信号処理手段１０６の管理テーブルの内容を示す。管理テーブルは全部の信号処理カードの各時点の空きリソース数を保持している。以降、第１信号処理カード１０６ａから第４信号処理カード１０６ｄまでの空きをそれぞれｖａｃａｎｃｙ［１］〜ｖａｃａｎｃｙ［４］とする。第１信号処理カード１０６ａを例にとると、空きリソース数（ｖａｃａｎｃｙ［１］）は１となっている。
【００６８】
なお、信号処理カードによって実装リソース数が異なる場合は使用リソース数だけでなく、各カードに実装されているリソース数も管理すれば、本発明の効果が得られる。
【００６９】
まず、基地局１０２が、起動直後のリソースが全く割り当てられていない状態から図２の状態に至るまでの呼処理を説明する。基地局１０２が起動するとき、端末１０１の呼び出し等に用いる共通チャネルを確保する。共通チャネルに対して番号の少ない順に信号処理カードに呼の割当を行うものとすると、無線リソース割当手段１０４は共通チャネルを処理するリソースを第１信号処理カード１０６ａに割り当てる。これが図２の共通チャネル２０１の部分である。
【００７０】
なお、割当先の信号処理カードを決める方法としては、カードの番号の少ない順の他に、番号の多い順から割り当てる方法、全信号処理カードのうち、最も空きリソース数が少ないものから割当を行う方法、または最も空きリソース数が多いものから割り当てる方法が考えられるが、いずれの場合でも本発明の効果を得ることが可能である。
【００７１】
基地局１０２が共通チャネルの確保を終了すると、端末１０１がネットワーク１０３に対して位置登録とＡＴＴＡＣＨ（端末をネットワークから着信可能な状態にする処理）を行う。なお、実際には端末のＡＴＴＡＣＨ時にもリソースが使用されるが、その場合でも本発明の効果を得ることは可能である。ただし、記述簡略化のため本実施の形態においてはＡＴＴＡＣＨ時に使用されるリソースを考慮しない。
【００７２】
位置登録後、端末１０１が音声呼を発信すると、基地局１０２は端末１０１とネットワーク１０３間の呼に用いる通信路を確立し、音声呼を信号処理カード１０６に割り当てる。これが図２の音声呼２０２である。
【００７３】
詳細に端末１０１が発信する際のリソース割当の手順を説明する。リソース割当の手順は他の種類の呼の場合でも同様である。
【００７４】
まず、端末１０１が発信要求を共通チャネルを介して基地局１０２経由でネットワーク１０３に出力する。基地局１０２の内部では、まず無線通信手段１０４がこの要求を受信すると、復調処理等を施して信号処理手段１０６内部で共通チャネルに割り当てられている第１信号処理カード１０６ａに出力する。第１信号処理カード１０６ａはベースバンド処理、有線信号への変換処理を行い発信要求を有線通信手段１０８に出力する。有線信号手段が発信要求の信号をＡＴＭなどへプロトコル変換を行い、ネットワーク１０３に対して出力する。本実施の形態では、基地局１０２は、ネットワーク１０３によってのみ制御され、端末からの信号によっては制御されない。
【００７５】
なお、本発明のアルゴリズムはリソース割当処理のトリガに関係しないので、端末の信号によってリソース割当処理が制御される場合も同様に本発明の効果を得ることが可能である。
【００７６】
ネットワーク１０３は発信要求に対して、基地局１０２に対して端末１０１用の音声呼用のリソース確保要求を出力する。基地局１０２はリソース確保要求に従い、適切な信号処理カードに呼を割り当てる。
【００７７】
ネットワーク１０３からのリソース確保要求に従い基地局１０２がリソースを割り当てる手順を詳細に説明する。まず、ネットワーク１０３からのリソース確保要求が有線通信手段１０８へ入力される。このリソース確保要求は基地局１０２に対する制御要求なので、接続制御手段１０５が検出する。接続制御手段１０５は無線リソース制御手段１０７に対して、信号処理手段１０６内において音声呼用のリソースを確保させる要求を出力する。無線リソース制御手段１０７は信号処理手段１０６の管理テーブルを参照し、第１信号処理カード１０６ａに空きがあるため、ここに音声呼を割り当てる。この割り当てられた呼が図２の音声呼２０２である。また、無線リソース制御手段１０７は内部の管理テーブルの空きリソース数を割り当てたリソース数に応じて減らす。
【００７８】
リソースの割当を実施した後、接続制御手段１０５は、無線通信手段１０４、信号処理手段１０６（第１信号処理カード１０６ａ）と有線通信手段１０８によって、端末１０１からの音声呼の信号をネットワーク１０３に適切に出力できるように通信路を設定し、リソース確保要求への応答を有線信号処理手段１０８を介してネットワーク１０３に対して出力する。これにより端末１０１からネットワーク１０３までの通信路が確立される。これ以降より上位のレイヤの呼制御により端末１０１の発信先との通信が開始されるが、この部分は本発明と直接関係しないため省略する。
【００７９】
図２には、音声呼の他、非制限ディジタル呼、パケットＡ、パケットＢなどのパケット呼があるが、これらに対しても所要リソース数が異なる以外は同様にリソースの割当処理を行う。
【００８０】
また、呼が終了する場合は、上位レイヤの呼切断処理の後、ネットワーク１０３から解放の対象となる呼の指定を含むリソース解放要求が基地局１０２に対して出力される。この要求を接続制御手段１０５が検出すると、無線リソース制御手段１０７に対してリソースを解放させる要求を出力する。無線リソース制御手段１０７は解放する対象となる信号処理カードを特定し、信号処理手段１０６に該当の呼を解放させる。また、無線リソース制御手段１０７内部の管理テーブルで、該当の信号処理カードの空きリソース数を増やす。
【００８１】
本実施の形態では割り当て順番を番号の小さい信号処理カード順としたが、図２においては第１信号処理カードに空きがある。この理由は、呼の持続時間が呼によって大きく異なるため、番号の大きい信号処理カードに割り当てた後に、番号の小さい信号処理カードに割り当てられていた呼が終了し、その部分のリソースが空きになったためである。
【００８２】
以上が図２に至るまでの呼処理の概要である。
【００８３】
以降、本発明による再配置処理の説明を行う。
【００８４】
本発明では、信号処理カードのいずれかに所要リソース数の大きい呼を収容するため、収容したい呼の所要リソースから空きリソース数の閾値（以下、ｒｅｓｏｕｒｃｅ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄとも記述する）を決め、その閾値分のリソースの空きを確保する。
【００８５】
本実施の形態においては、トラヒックを記録し、その結果によって閾値を決定する。
【００８６】
まず、図６に示すトラヒック記録手段のデータを説明する。本実施の形態では、時間帯ごとに各呼種別の発生頻度により、基地局が収容を優先する呼を変更する方法を示す。
【００８７】
図６において、６０１は時間帯を示す。例えば、０：００、６：００が指定されている場合は、０：００〜６：００を指す。なお、本実施の形態においては、１日を６時間毎に分割した例を示したが、１週間、１ヶ月、１年を分割したり、分割する単位を６時間ではなく１時間、１分、１秒等に変更した場合でも本実施の形態と同様の効果が得られる。
【００８８】
６０２〜６０５はそれぞれ、各時間帯における音声呼、非制限ディジタル呼、パケットＡ呼、パケットＢ呼の発生比率である。なお、これらに加え、セル間ハンドオーバ、セクタ間ハンドオーバなど、サービスに関する他の属性を追加して分類を行った場合でも本実施の形態と同様の効果が得られる。
【００８９】
まず、トラヒック記録手段１１０がトラヒック情報を集める方法を示す。無線リソース監視手段１０９は呼の発生・解放を毎回監視している。本実施の形態においては、呼の発生、解放ごとにトラヒック記録手段１１０に記録する。なお、呼の発生・解放ではなく、トラヒックの監視及び記録を定期的に実施しても、本発明の効果を得ることができる。
【００９０】
次に、無線リソース監視手段１０９がトラヒック記録手段１１０の情報を利用して、リソース再配置を行う方法を示す。トラヒック記録手段１１０には、すでに実際の測定データが記録されていると仮定する。これにより、無線リソース監視手段１１０は、各時間帯において優先する呼を決定する。例えば、総務省発行の２００２年度版情報通信白書によると夕方は携帯電話あてにメール利用が多いが、深夜になると音声呼が増加するので、本実施の形態においては各時間帯で発生比率の高い呼に合わせて再配置処理の閾値を変化させ、できるだけ発生頻度の高い呼を収容しやすくすると仮定する。
【００９１】
図６においては、１２時から１８時の時間帯ではパケットＢ呼の比率が高い。この場合、次に発生するパケット呼を収容するためには、信号処理カードのいずれかに１６個の空きリソースを準備する必要がある。そこで、本実施の形態においては、パケットＢ呼が収容できなくなる状態を防ぐため、無線リソース監視手段１０９は、どのカードにも１６個以上の空きが無くなったときに、リソース再配置処理を開始する。
【００９２】
そして、１８時から２４時の時間帯では、音声呼の比率が高いので音声呼を優先するが、音声呼は所要リソース１個なので、この場合はリソースの再配置処理は起動されない。図６には存在しないが、パケットＡ呼を優先して収容する場合は、空きリソース数６以上の信号処理カードがなくなったとき、また、非制限ディジタル呼を優先する場合はいずれの信号処理カードにも３個の空きリソースがなくなったときにそれぞれリソース再配置の処理を起動する。
【００９３】
以上でトラヒック記録手段による閾値の決定の説明を終わる。
【００９４】
本実施の形態では、図６におけるトラヒック状況で多くのパケットＢ呼が発生した時間帯を想定し、パケットＢ呼を収容するために、閾値を１６とする。具体的には、リソース１６個分の空きがあるカードが無い時に、信号処理手段１０６のうち最も使用リソースの少ない信号処理カードに割り当てられている呼を、他の信号処理カードに移動させて、パケットＢ呼の割り当てに要する空きリソースを作り出す処理を行う。
【００９５】
以降、本実施の形態におけるリソースの再配置処理の詳細な説明を行う。図２で、まず非制限ディジタル呼２０３が割り当てられていない状態を仮定する。
【００９６】
非制限ディジタル呼２０３が発生する前には、第４信号処理カード１０６ｄに１６個の空き（実装リソース数３２から、パケットＢ呼１６を引いた残り）があるため、基地局１０２は通常通りリソースの割当処理が実施され、空きリソース１６で唯一非制限ディジタル呼を収容できる第４信号処理カード１０６ｄに非制限ディジタル呼２０３が割り当てられる。
【００９７】
割り当てが行われた直後、信号処理手段１０６の管理テーブルの３０１にある第４信号処理カード１０６ｄの空きリソース数ｖａｃａｎｃｙ［４］の部分が１６個から１３個に書き換えられる。そのため、信号処理手段１０６を監視している無線リソース監視手段１０９が、閾値（１６個）分の空きリソースを保持している信号処理カードがないことを検出する。
【００９８】
なお、本実施の形態においては、監視のタイミングを呼の割り当て終了後としているが、これは定期的または呼が発生するごとに各信号処理カードの空きリソース数の監視処理を行っても本実施の形態と同様の効果が得られる。
【００９９】
無線リソース監視手段１０９は、閾値以上の空きリソースを持つ信号処理カードがないことを検出すると、最も空きのある信号処理カードの呼を他の空きリソースがある信号処理カードに移動させることで、いずれかの信号処理カードに閾値の１６個分の空きリソースを確保する処理を開始する。図２の状態におけるこの処理の概要を図４、フロー図を図５に示す。
【０１００】
図２では、第４信号処理カード１０６ｄの非制限ディジタル呼２０３を他の信号処理カードに移動させれば、空きリソース数は１３＋３＝１６となり、閾値と等しくなる。そこで、この呼を他の信号処理カードに移動させることとし、以下移動元呼と記述する。
【０１０１】
第４信号処理カード１０６ｄは非制限ディジタル呼以外にもパケットＢ呼を収容しているが、図２において、第４信号処理カード１０６ｄ以外の信号処理カードの空きリソース数の合計が３で、パケットＢ呼の所要リソース数より小さいので、このパケットＢ呼は他の信号処理カードへ移動ができない。
【０１０２】
よって、移動元カードを第４信号処理カード１０６ｄ、非制限ディジタル呼２０３を移動元カードの移動呼４０１と選択し、後は、できるだけ小さい番号の信号処理カードの空きリソースをなくすために、図４においては以下のように処理を行う。なお、信号処理カードの検索順に任意のものを使用しても、本実施の形態と同様の効果は得られる。
【０１０３】
まず、移動元カードである第４信号処理カード１０６ｄから移動呼４０１を移動させようとする。しかし、第１信号処理カード１０６ａ〜第３信号処理カード１０６ｃの空きは全て１であり、どの信号処理カードにも非制限ディジタル呼を収容できる空きリソースはない。そこで、第３信号処理カード１０６ｃから第１信号処理カード１０６ａと第２信号処理カード１０６ｂに音声呼をそれぞれ１個ずつ移動させる。すると、第３信号処理カード１０６ｃに大きさ３の空きリソースができるので、第４信号処理カード１０６ｄから第３信号処理カード１０６ｃに移動元カードの移動呼４０１である非制限ディジタル呼２０３を移動する。これにより、第４信号処理カード１０６ｄに閾値分の空きリソース１６個が確保され、この後仮にパケットＢ呼が発生した場合も収容可能となる。
【０１０４】
リソース移動の際には、まず無線リソース制御手段１０７が移動先のリソースを予約し、他の呼が発生しても移動先のリソースには割り当てられないようにする。次に接続制御手段１０５が移動元・移動先のリソースにおいて信号処理の同期がとれたときに呼に割り当てられたリソースを移動元から移動先へ切り替えさせる要求を信号処理手段１０６に出力する。信号処理手段１０６はリソースの切り替えを行うと、移動元のリソースを解放する。解放したことは直ちに無線リソース制御手段１０７の管理テーブルに反映される。
【０１０５】
以上が本実施の形態における再配置処理の概要である。
【０１０６】
なお、移動元呼が複数存在する場合は、移動元呼の移動処理を繰り返すことで、本実施の形態と同じ効果が得られる。
【０１０７】
以下、フロー図５を使用してリソースの再配置方式を説明する。
【０１０８】
本実施の形態では、閾値より空きリソース数が少なくなった場合に本実施の形態の再配置処理を起動する。
【０１０９】
再配置処理の実行に当たっては、再配置処理の対象となる信号処理カードの集合（ｃａｒｄｓ）と再配置によって実現させる空きリソース数（ｒｅｓｏｕｒｃｅ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）の２つをｒｅｌｌｏｃａｔｅ（ｃａｒｄｓ，ｒｅｓｏｕｒｃｅ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）として指定する必要がある。再配置処理が起動された直後の再配置処理の対象は基地局内に実装されている全てのカードなので第１信号処理カード１０６ａ〜第４信号処理カード１０６ｄとする。一方、再配置により実現させる空きリソース数の閾値は１６とする。よって、最初の起動の呼び出し形式はｒｅｌｌｏｃａｔｅ（１〜４，１６）となる。
【０１１０】
処理５０１において、呼の移動元カードを決定する。図２の場合は対象の信号処理カードのうち、最大の空きリソース数を持つ第４信号処理カード１０６ｄを移動元カードとする。移動元カードの選択方法には、最大の空きリソース数を持つ信号処理カード以外にも、最も番号の大きい、または小さい信号処理カードを用いる方法なども考えられる。次に、移動元カード内において、不足空きリソース数｛（閾値）−（移動元カードの空きリソース数）｝ｓｈｏｒｔａｇｅを計算する。閾値ｒｅｓｏｕｒｃｅ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄは１６、空きリソース数は１３であるから、この場合の（ｓｈｏｒｔａｇｅ＝１６−１３＝）３となる。
【０１１１】
処理５０２において、移動元カード以外の再配置処理の対象カードの総空きリソース数とｓｈｏｒｔａｇｅを比較し、再配置処理によって閾値分の空きリソースが作れるかを確認する。ｓｈｏｒｔａｇｅの方が大きい場合は、再配置対象カードの総空きリソース数が閾値よりも小さく、リソースを再配置しても閾値分の空きリソースを作れないので、処理を終了させる。図２の場合は、第４信号処理カード１０６ｄが移動元カードであるから、移動元以外の総空きリソース数は第１〜第３信号処理カードの空きリソース数の合計の３になる。よって、ｓｈｏｒｔａｇｅの値と等しいため、処理５０３に進む。
【０１１２】
処理５０３において、移動元カードから、他の信号処理カードへ移動できる呼（呼の所要リソース数が、移動元以外のいずれかの第ｉ信号処理カードで、空きリソースｖａｃａｎｃｙ［ｉ］以下になる呼）を検索し、結果を判定する。図２の場合は第４信号処理カード１０６ｄに収容されている呼は非制限ディジタルとパケットＢ呼で、他の信号処理カードには最大でも１個の空きしかないので、移動可能な呼の検索は失敗する。よって、次に処理５０８以降を実施する。
【０１１３】
図５（ａ）右側の処理５０８以降の一連の処理では、直ちに移動元カードからの呼の移動が不可能なため、移動元カード以外で再帰的に再配置処理を実施して、移動したい呼を収容可能な空きリソースを作成する。
【０１１４】
処理５０８において、移動元カードで不足分の空きリソースを作るために必要な呼の組合せを移動元カードから抽出し、移動候補呼群とする。図２の場合は、第４信号処理カード１０６ｄで不足している空きリソースは、３となる。移動元カードのうち、リソースのサイズが最も小さいのは、所要リソース数３の非制限ディジタル呼であり、これを他の信号処理カードに移動させれば、空きリソースの不足も解消できる。よって、ここではこの非制限ディジタル呼を移動させることとする。
【０１１５】
処理５０９において、移動候補呼群から、所要リソース数に基づいて移動先のカードを検索する移動先検索対象呼を１つ選択する。移動先検索対象呼の決定には、所要リソース数が大きい順、所要リソース数が小さい順、先に収容した順、新しく収容した順などが考えられるが、どの方法を選択した場合でも本発明の効果は得られる。図２の場合は移動候補呼の組合せに１個だけ存在する呼である非制限ディジタル呼２０３が移動先検索対象呼となる。
【０１１６】
処理５１０において呼の再配置処理を行う。この場合、先に選択した移動先検索対象呼である非制限ディジタル呼２０３を移動元カードから他のカードへ収容させるために必要となる数の空きリソースを作成する再配置処理を行うこととなる。ここで移動先対象となる信号処理カードは、移動元カードである第４信号処理カード１０６ｄを除いた、第１信号処理カード１０６ａ〜第３信号処理カード１０６ｃであり、再配置処理により空けなければならないリソース数は検索対象呼の非制限ディジタル呼の所要リソース数３である。よって、呼び出し形式はｒｅｌｌｏｃａｔｅ（１〜３，３）となる。
【０１１７】
再配置処理の詳細は処理５０１〜５０６の処理の再帰処理となる。つまり、移動元カード以外にリソース数３の非制限ディジタル呼２０３の収容先が現時点で無い（処理５０３にて判定）ために、処理５０８に進みまず非制限ディジタル呼２０３を他のカードに収容させるための再配置処理を行う。処理５０３から処理５０４へ進む場合の処理５０１から処理５０６までの処理は後述することとする。結果、図４の通り、第３信号処理カード１０６ｃの２つの音声呼が他の信号処理カードに移動する。よって、第３信号処理カード１０６ｃにリソース３個分の空きができる。
【０１１８】
処理５１１にて第３信号処理カードにおいて非制限ディジタル呼を収容するための再配置処理が成功し、空きリソースが作成できたかどうか判定を行う。図２の場合は第３信号処理カードから音声呼を１個ずつ第１信号処理カードと第２信号処理カードへ移動することで、再配置処理は成功するので、処理５１２に進む。
【０１１９】
処理５１２において、検索対象呼と空きカードを移動先リストに追加する。移動先リストは、再配置処理で移動させる呼と各々に対する移動先カードの番号の組合せの一覧である。図７（ａ）のように、第４処理カード１０６ｄの非制限ディジタル呼と、再配置処理でリソースを空けた第３信号処理カード１０６ｃの組を移動呼リストに追加する。
【０１２０】
処理５１３で、移動候補呼全てに関する終了判定を行う。図２の場合は、移動先検索対象呼は移動先カードにおいて空きリソースを作った非制限ディジタル呼２０３の１つだけなので、ループは直ちに終了し、処理５０７に進む。
【０１２１】
処理５０７において移動呼リストに登録されている移動先決定済み呼全ての移動処理を実施する。図２の場合は、第４信号処理カード１０６ｄに１６個の空きを作ることができたので、パケットＢ呼を収容することが可能になる。
【０１２２】
以上で再配置処理の全体処理の詳細の説明を終わる。
【０１２３】
次に処理５０３から処理５０４へ進む場合の、処理５０１から処理５０６までの処理の詳細を以下に示す。
【０１２４】
本処理では、第４信号処理カード１０６ｄの非制限ディジタル呼２０３を移動させるため、ｒｅｌｌｏｃａｔｅ（１〜３，３）で再配置処理を再帰を使って呼び出し、第１〜第３のいずれかの信号処理カードに閾値（ｒｅｓｏｕｒｃｅ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）３個分の空きリソースを作る。
【０１２５】
処理５０１で、図２の場合は対象の信号処理カードで最大の空きリソース数１個を持つ信号カードは複数（３）ある。その中で、できるだけ小さい番号の空きリソースをなくすため、空きリソースを持つ中で最も大きい番号を持つ第３信号処理カード１０６ｃを移動元カードとして決定する。不足リソース数ｓｈｏｒｔａｇｅは、｛（ｒｅｓｏｕｒｃｅ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）−（ｖａｃａｎｃｙ［３］）＝３−１＝｝２である。
【０１２６】
以下、第３信号処理カード１０６ｃに３個分の空きリソースを作るため、２個分の呼を他のカードに移動することを試みる。
【０１２７】
処理５０２では、図２の場合移動元以外の総空きリソース数は、｛（ｖａｃａｎｃｙ［１］）＋（ｖａｃａｎｃｙ［２］）＝１＋１＝｝２であり、ｓｈｏｒｔａｇｅの値と等しい。よって処理５０３に進む。
【０１２８】
処理５０３で検索結果を判定する。図２の場合は第３信号処理カード１０６ｃは音声呼を収容しているので、そのうち一つを移動呼として見つけだすことができる。よって、次に処理５０４以降を実施する。
【０１２９】
処理５０４において、再配置対象カードｃａｒｄｓ（第１〜第３）から移動元カードである第３信号処理カードを除いて、移動先を選択する。図２の場合は、第１、第２信号処理カードはいずれも空きリソース数１であり、音声呼の収容が可能であるが、この場合、できるだけ小さい番号の信号処理カードに呼を収容させる方針を取っているため、この場合は第１信号処理カード１０６ａを選択する。なお、移動先カードの順番は、大きい番号の順でも本実施の形態と同様の効果が得られる。
【０１３０】
処理５０５においては、図７（ｂ）で示すように、図２で第３信号処理カード１０６ｃの音声呼と、検索した第１信号処理カード１０６ａの組を移動呼リストに追加する。移動呼リストには移動先が決定した呼と移動先の組が登録される。
【０１３１】
処理５０６で移動候補呼全てに関する処理が終了したかを判定する。図２の場合は移動先決定済みの呼のリストには音声呼１個で、不足リソース数ｓｈｏｒｔａｇｅは２個には足りない。よって、再び処理５０３に戻る。
【０１３２】
２回目の処理５０２〜処理５０５に関しては、１回目とほぼ同様に進み、第３信号処理カード１０６ｃの音声呼１個を第２信号処理カード１０６ｂに移動する。
【０１３３】
２回目の処理５０６では、移動呼リストに含まれる呼が音声呼２つで２個、不足リソース数ｓｈｏｒｔａｇｅが２個と同数になるため、処理５０７に進み、移動先決定済み呼全てのリソース移動処理を実施し、終了する。
【０１３４】
以上で再帰的に呼び出されたリソース再配置処理の説明を終わる。
【０１３５】
なお、図２の場合はより番号の大きい信号処理カードから空きリソースを作るアルゴリズムとしているが、他の信号処理カードの呼を移動させて空きリソースを確保する場合でも、同様の効果を得られる。例えば、本実施の形態において、６個の空きを作るために、第２信号処理カード１０６ｂまたは第３信号処理カード１０６ｃの音声呼５個を、他のリソースに移動させればよい。
【０１３６】
さらに、ある信号処理カードから同時に多くの呼を移動させる場合、当該信号処理カードが過負荷になる可能性もあるので、１回ごとに移動させる呼の合計リソース数の上限を設けても、本発明の効果を得られる。
【０１３７】
なお、本実施の形態においては各信号処理カード内において、呼の配置位置は任意の場所が可能であり、無線リソース制御手段内の管理テーブルでは空きリソース数のみを把握すればよいこととしていたが、信号処理カード内で呼の配置を任意の場所にできず図２で第１信号処理カードの音声呼２つが解放されたときに、同じカードの中で空きリソースが２個と１個に分かれる場合でも、ｖａｃａｎｃｙの構造をカード毎ではなく、連続した空きリソースの位置と大きさを格納させることにより、本実施の形態のアルゴリズムを適用可能である。このとき、再配置処理の終了条件である閾値をカード内の最大の連続空きリソース数と比較し、また、移動先の検出においても各カードの全ての連続した空きリソースの大きさと比較することで呼の移動の可否を判定すれば、本実施の形態に説明した内容と同様にリソースの再配置処理を行うことが可能である。
【０１３８】
なお、例えばパケットＡ呼は前から８番目以降のリソース以外には割り当てられない、というようなリソースの割り当て位置に関する制約がある場合でも、閾値ではなく、閾値の決定要因である収容したい呼の割り当て可否を監視し、収容不可能な場合には、本実施の形態と同様に無線リソース監視手段１０９が無線リソース制御手段１０７を用いて、制約条件を満たしながら目的の呼を収容できるようにリソースの再配置処理を行うことで本発明と同様の効果を得ることができる。つまり、各カードの前から８番目以降のリソース状態から、パケットＡ呼が割り当てられる状態に最も近いカードを選択し、そのカードの呼を他の信号処理カードに移動させればよい。
【０１３９】
なお、本実施の形態では、再帰によりリソース再配置を２段階に分けて実施したが、リソース再配置を無瞬断で行う場合は移動前・移動先のリソースの両方で信号の同期をとる必要があるため、移動処理の開始から終了まで１００ｍｓ以上の時間がかかる。このときに新規呼が発生すると呼損になる可能性があるため、例えば信号処理手段全体でパケットＡ呼を２個以上収容可能なときに、無線リソース制御手段を起動して再配置を行うようにすると、パケットＡ呼が１個も収容できない場合に初めてリソース再配置の処理を起動する場合に比べて、再配置処理実施中の呼損の発生確率を下げることが可能である。
【０１４０】
なお、本フローは記述簡略化のため再帰を使用しているが、実際にはループによる繰り返し処理を用いて実装しても効果が変わらない。
【０１４１】
また、この処理例においては、効率化のためできるだけ移動先の信号処理カードに空きリソースを無くすために、移動元の呼の所要リソース数と移動先の空きリソース数ができるだけ近い値になるように移動先の呼を選択する。複数の移動先の候補である信号処理カードにおいて空きリソース数が同じ場合は、その中で最も小さい番号の信号処理カードに呼を収容させるように動作させることとする。なお、番号の優先順位で大きい番号の信号処理カードに呼を優先して収容する場合でも同様の効果が得られる。
【０１４２】
以上、本実施の形態においては、トラヒック記録手段を設け、リソース監視手段がトラヒック記録手段に格納されたデータを元に、リソース再配置処理を起動する条件である閾値を動的に書き換え、閾値になるまで繰り返し再配置を行う無線リソース制御手段と、最大の空きリソースのサイズを監視し、閾値以下になった場合に、無線リソース制御手段を起動する無線リソース監視手段とを設けることにより、既存の呼を切断せずに新規呼を収容し、呼損を減らしかつ基地局の収容能力を増大させる効果が得られる。
【０１４３】
（実施の形態２）
以下、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【０１４４】
本実施の形態においては、端末が複数の基地局の配下にいる場合において、端末のリソースの再配置（ハンドオーバ）を実行することにより、各基地局で発生する呼損を防ぐことを目的とする。
【０１４５】
本実施の形態のシステム構成のブロック図を図８に示す。
【０１４６】
図８において、８０１，８０２はそれぞれ、第１端末と第２端末を示す。
【０１４７】
８０３，８０４，８０５はそれぞれ第１基地局、第２基地局、第３基地局を示す。
【０１４８】
本実施の形態においては、基地局は全て小規模であり、ビルの中や近接した場所に多数配置されていて、基地局同士のカバーエリアの重なりが大きい形態を想定している。そこで、第１端末８０１は第１基地局８０３にのみ収容されており、他の基地局との通信はできないが、第２端末８０２は第１基地局８０３と第２基地局８０４に収容されており、ダイバーシティハンドオーバを行っている状態と仮定する。なお、第２端末８０２に関しては、ダイバーシティハンドオーバをしている必要はなく、第１基地局８０３と第２基地局８０４の両方と通信できる状態にあればよい。
【０１４９】
８０６は第１基地局８０３から第３基地局８０５に接続され、全基地局に対して呼の接続、解放に関する要求を出力する無線網制御装置である。
【０１５０】
図８において、基地局の内部構造を説明する。本実施の形態における基地局の内部構造は説明を最小限とするために簡略化している。
【０１５１】
第１無線通信手段８０７、第２無線通信手段８１０、第３無線通信手段８１３は増幅、変調等端末との無線信号の送受信処理を行う。
【０１５２】
第１信号処理手段８０８、第２信号処理手段８１１、第３信号処理手段８１４は無線信号の符号変調処理、有線信号への変換等の信号処理を行う。これらはおのおの１６×８＝１２８個のリソースを持つものとする。本実施の形態においては、簡略化のため各信号処理手段の内部が実施の形態１のように信号処理カードに分かれていないものとする。また、本実施の形態においては、これらの空きリソース数をそれぞれｖａｃａｎｃｙ［１］〜［３］と記述する。
なお、このリソース数が異なったり、基地局ごとに収容リソース数が異なっていても本発明の効果を得ることは可能である。
【０１５３】
第１有線通信手段８０９、第２有線通信手段８１２、第３有線通信手段８１５は無線網制御装置８０３との通信を行う。
【０１５４】
次に無線網制御装置８０６の内部構造を説明する。
【０１５５】
８１６は基地局との通信を行う基地局通信手段である。
【０１５６】
８１７は無線網制御装置８０６に接続された全ての基地局の残りリソース数を管理する基地局リソース監視手段である。
【０１５７】
８１８は無線網制御装置８０６に接続された全ての基地局のリソース割り当て、解放を行う基地局リソース制御手段である。
【０１５８】
図９は、各基地局の信号処理手段の状態を示した図である。
【０１５９】
各基地局に、音声呼、非制限ディジタル呼、パケットＡ呼、パケットＢ呼が収容されている。第１信号処理手段８０６には、音声呼が５６個、非制限ディジタル呼が４個、パケットＡ呼が５個、パケットＢ呼が１個収容されている。残りリソース数は１２８−１×５６−３×４−６×５−１６×１＝１４個となる。他の第２信号処理手段８０９，第３信号処理手段８１２も同様である。
【０１６０】
以下、本実施の形態の動作を説明する。
【０１６１】
本システムにおいて、所要リソース数が最大の呼種別はパケットＢ呼である。そのため、無線網制御装置８０３はパケットＢ呼が発生したときに必ず収容できるよう、全基地局に対するトラヒックが過大な場合を除き、１６個の空きリソースを確保させる。つまり空きリソース数１６個を閾値（ｒｅｓｏｕｒｃｅ＿ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）とする。
【０１６２】
図９の状態では、第１基地局８０６の空きリソース数が１４個となっているため、基地局リソース監視手段８１７がこれを検出し、基地局リソース制御手段８１８に対して、第１基地局８０６の空きリソース数を増やすよう要求する。
【０１６３】
まず、第２端末８０２のように第１基地局８０６と他の基地局との間でダイバーシティハンドオーバ中の呼があれば、その呼の第１基地局８０６側の接続を切断する。ダイバーシティハンドオーバ中の呼が切断されても、別の基地局と端末は接続しているので、呼を切断せずに第１基地局８０６の空きリソースを１６個以上にできる。
【０１６４】
一方、ダイバーシティハンドオーバ中の呼がない場合は第１基地局８０６から他の基地局に呼を移動（ハンドオーバ）させて、第１基地局８０６の空きリソースを確保する。
【０１６５】
移動させる呼は、第２端末８０２のように第１基地局８０３と他の基地局の両方の共通チャネルにアクセス可能なものとする。本実施の形態のように、各基地局のカバーエリアが重なっている場合は、第１基地局８０３内の呼は第２基地局８０４や第３基地局８０５にもハンドオーバできるため、移動先の基地局はそれらの中から最も空きリソース数の大きいものとする。この場合は第２基地局８０７が空きリソース数３５と最大なので、移動先を第２基地局８０７とする。
【０１６６】
なお、移動先の基地局で、呼を移動させた後も空きリソース数が１６以上であれば、空きリソース数が最大でなくても本発明と同様の効果を得られる。
【０１６７】
次に移動する呼を選択する。移動先の基地局の空きリソースを１６個確保する必要があるので、移動する呼のリソース数は移動先の基地局の空きリソース数から１６を引いた値より小さくなければならない。この場合は移動先の第２基地局８０７の空きリソース数は３４であるから、移動する呼のリソース数の上限は１８であるため、どのような呼でも移動可能である。よって、所要リソース数が最大のパケットＢ呼９０１を第２基地局８０７へ移動させることとする。
【０１６８】
無線網制御装置８０６の基地局リソース制御手段は、さらに基地局通信手段８１６を介して、第１基地局８０６の配下の第２端末８０２によるパケットＢ呼を第２基地局８０７へハンドオーバさせる要求を出力する。その要求は第１基地局８０６内の第１有線通信手段８０９、第１信号処理手段８０８、第１無線通信手段８０７を通って、第２端末８０２に出力する。これに従い第２端末８０２は第２基地局８０７へハンドオーバ処理を行うため、第１基地局８０６の空きリソースを確保できる。
【０１６９】
以上、本実施の形態２においては、無線網制御装置に基地局リソース監視手段と基地局リソース制御手段の２つを設け、カバーエリアが重なっている複数の基地局間でリソース再配置を行うことにより、基地局の負荷分散及び端末からの呼損を防ぎ、リソースの使用率を向上させる効果が得られる。
【０１７０】
【発明の効果】
以上のように本願発明によれば、トラヒック記録手段を設け、リソース監視手段がトラヒック記録手段に格納されたデータを元に、リソース再配置処理を起動する条件である閾値を動的に書き換え、閾値になるまで繰り返し再配置を行う無線リソース制御手段と、最大の空きリソースのサイズを監視し、閾値以下になった場合に、無線リソース制御手段を起動する無線リソース監視手段とを設けることにより、既存の呼を切断せずに新規呼を収容し、呼損を減らしかつ基地局の収容能力を増大させる効果が得られる。
【０１７１】
さらに本願発明によれば、無線網制御装置に基地局リソース監視手段と基地局リソース制御手段の２つを設け、カバーエリアが重なっている複数の基地局間でリソース再配置を行うことにより、基地局の負荷分散及び端末からの呼損を防ぎ、リソースの使用率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における基地局の構成図
【図２】本発明の第１の実施の形態における信号処理手段の状態図
【図３】本発明の第１の実施の形態における無線リソース制御手段内の管理テーブル図
【図４】本発明の第１の実施の形態における信号処理手段の処理概要図
【図５】本発明の第１の実施の形態における再配置処理のフロー図
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるトラヒック記録手段の構成図
【図７】本発明の第１の実施の形態の１回目の移動先探索処理における移動先リストのフィールド図
【図８】本発明の第２の実施の形態におけるシステムの構成図
【図９】本発明の第２の実施の形態における基地局内のリソース状態図
【図１０】従来技術における基地局の構成図
【符号の説明】
１０１端末
１０２基地局
１０３ネットワーク
１０４無線信号通信手段
１０５接続制御手段
１０６信号処理手段
１０６ａ第１信号処理カード
１０６ｂ第２信号処理カード
１０６ｃ第３信号処理カード
１０６ｄ第４信号処理カード
１０７無線リソース制御手段
１０８有線信号通信手段
１０９無線リソース監視手段
１１０トラヒック記録手段
８０１第１端末
８０２第２端末
８０４第１基地局
８０５第２基地局
８０６第３基地局
８０６無線網制御装置
８０７第１無線通信手段
８０８第１信号処理手段
８０９第１有線通信手段
８１０第２無線通信手段
８１１第２信号処理手段
８１２第２有線通信手段
８１３第３無線通信手段
８１４第３信号処理手段
８１５第３有線通信手段
８１６基地局通信手段
８１７基地局リソース監視手段
８１８基地局リソース制御手段
１００１端末
１００２基地局
１００３ネットワーク
１００４無線信号通信手段
１００５接続制御手段
１００６信号処理手段
１００６ａ第１信号処理カード
１００６ｂ第２信号処理カード
１００６ｃ第ｎ信号処理カード
１００７無線リソース制御手段
１００８有線信号通信手段
１００９呼種別優先度決定手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a resource management method for appropriately allocating resources in a device to each terminal in a wireless network device accommodating terminals for performing wireless communication.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, the spread of mobile phones has been remarkable, and a mobile phone service based on the W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) standard has started in Japan in 2001. As for communication technology, digital mobile phones have been limited to voice communication and low-speed packet communication. However, with the introduction of W-CDMA, broadband transmission has become possible, such as the start of a 384 kbps service as of 2002.
[0003]
The W-CDMA network includes an exchange, an RNC (Radio Network Controller, a radio network controller), a base station (BTS, Base Transceiver Station), and the like. Among them, the base station performs wireless communication with the mobile phone terminal and converts a signal for a network.
[0004]
In W-CDMA, since various applications utilizing wideband transmission are provided, the types of traffic generated within the coverage area of the base station are increasing in the number of high-speed transmission calls such as videoconferencing and high-speed packet transmission. Accordingly, there is a demand for effective use of the capacity of the base station by improving the resource management system. Note that the resource in the present invention basically indicates the processing capability required for baseband processing inside the base station, and has a different concept from the radio resource indicating the intensity of radio waves of each channel.
[0005]
First, FIG. 10 shows a configuration example of a conventional technique relating to a resource relocation scheme.
In FIG. 10, reference numeral 1001 denotes a terminal. In the following description, it is assumed that the terminal is a third-generation mobile phone of the W-CDMA system or MC-CDMA (Multi-Carrier CDMA). However, GSM (Global System for Mobile communications), PHS (Personal Handy-phone System), The present invention is also applicable to a mobile phone such as a PDC (Personal Digital Cellular) or a cordless phone.
[0006]
A base station 1002 accommodates a terminal, transmits / receives a wireless signal to / from the terminal, and converts the signal into a wired signal. A network 1003 has a switching function. The network 1003 is connected to a base station via a dedicated line and an ATM (Asynchronous Transfer Mode).
Reference numerals 1004 to 1009 denote the internal structure of the base station.
A wireless communication unit 1004 transmits and receives a wireless signal to and from the terminal 1001. The wireless communication unit 1004 performs antenna and terminal transmission power control, frequency modulation processing, and the like. The wireless communication unit 1004 includes an antenna, an amplifier, a power supply for transmission, and a control program.
[0007]
Reference numeral 1005 denotes connection control means for controlling connection / disconnection of a communication path to a terminal in response to a request from the network 1003. The connection control means is implemented as a program in a control card of the base station.
[0008]
A signal processing unit 1006 performs signal processing such as code modulation processing of a wireless signal from a terminal and conversion to a wired signal. In order to accommodate a large number of terminals at the same time in the base station, the signal processing means prepares a large number of cards of the same type, and these are referred to as a first signal processing card 1006a to an n-th signal processing card 1006c.
[0009]
Reference numeral 1007 denotes a radio resource control unit for allocating and releasing the generated call to the signal processing card in the signal processing unit 1006.
[0010]
Reference numeral 1008 denotes a wired communication unit that transmits and receives signals to and from the network 1003.
[0011]
Reference numeral 1009 denotes call type priority determining means for determining the priority for each call type from the incoming probability and the communication quality for each call type.
[0012]
The base station accommodates the communication call of terminal 1001. At this time, the processing capacity of the signal processing cards 1006a to 1006c that perform the signal processing of the call is referred to as a resource, and the processing of allocating the call to the signal processing card when a call occurs is referred to as a resource allocation processing.
[0013]
The performance of the signal processing card depends on the hardware and takes various values. Here, each signal processing card has a signal processing capacity of 768 kbps, and one resource is defined as a signal processing capacity of 24 kbps. Therefore, the signal processing card has 32 resources. Also assume that the base station supports the following types of calls:
[0014]
(A) One voice call resource
(B) Unrestricted digital call (64 kbps) 3 resources
(C) Packet A call (128 kbps) 6 resources
(D) Packet B call (384 kbps) 16 resources
(E) 8 common channel resources
The common channel (e) is a channel for controlling all terminals, and includes a BCH (Broadcast Channel), a FACH (Forward Access Channel), a PCH (Paging Channel), a RACH (Random Access Channel), and the like. The required number of resources for the common channel increases and decreases depending on the size of the coverage area of the base station and the number of accommodated channels. Here, it is assumed that the number is eight.
[0015]
W-CDMA can service many types of calls, such as voice calls, packet calls, and unrestricted digital calls. The transmission rate and the number of resources required for the signal processing card to process the call differ depending on the type of call.
[0016]
In the resource allocation process, in an environment in which many types of calls having different required resource numbers repeatedly occur and disappear, a call loss is generated as much as possible by effectively utilizing the limited resources of the base station, It is required to distribute the load among a plurality of signal processing cards and reduce the load on each signal processing card.
[0017]
The resource allocation process has a drawback in that, when the amount of traffic flowing into the base station is large under the following two preconditions, a small free resource is distributed to a plurality of signal processing cards (called a fragment), and the efficiency becomes poor.
[0018]
(A1) A communication method is used in which there are many types of calls, such as W-CDMA, and the number of required resources differs depending on the type of call.
[0019]
(A2) There is a restriction that one call must be assigned to one signal processing card.
[0020]
In particular, if there is a restriction that one call must be assigned to one signal processing card as in (A2), the total number of free resources of all cards in the base station is calculated as the number of required resources of a newly generated call. In spite of the larger number, there is a case where a call cannot be allocated because the number of free resources of each card is smaller than the required number of resources.
[0021]
For example, if two signal processing cards in the base station have four free resources and the other signal processing cards have no free resources, the number of free resources in each card is smaller than the required number of resources 6 for the packet A call. Therefore, although there are 4 × 2 = 8 free resources in the entire base station, a packet A call cannot be allocated in this case.
[0022]
Therefore, it is necessary to take measures against the constraint (A2) in order to improve the efficiency. The following two measures can be considered.
[0023]
(C1) A function of synchronizing and coordinating between a plurality of signal processing cards is added to the signal processing card itself, thereby eliminating the restriction (A2).
[0024]
(C2) Change the signal processing card to which a part of the call is allocated, and combine a plurality of small-scale free sources into one place. (Hereinafter referred to as resource relocation)
First, (C1) will be described. If the signal processing of one call is designed to be performed simultaneously by a plurality of signal processing cards (LSIs, cards), it is necessary to implement a synchronization / coordination function between the plurality of signal processing cards, which increases the cost. In particular, there are a number of baseband processing devices or cards corresponding to the signal processing card in the base station, and the increase in cost greatly affects the cost of the entire base station. Therefore, the restriction (A2) must be avoided by improving the function of the signal processing card. It is better to consider the method.
[0025]
The method (C2) is disclosed in JP-T-2002-505065, page 12 and thereafter (Patent Document 1). Patent Literature 1 mainly shows an allocation method for an FDMA (Frequency DMA) / TDMA (Time DMA) method, and shows an algorithm when a service extends over a plurality of frequencies and time slots.
[0026]
In Patent Literature 1, the priority for each call type is determined using the total probability of arrival in consideration of the inclusion relation between a plurality of types of calls spanning a plurality of frequencies and time slots, and sufficient free resources for a card to be allocated are determined. If there is no, a call having a lower priority than the new call is disconnected to create a free resource. If Patent Literature 1 is applied to an environment in which frequency distinction is not performed as in the present invention, it is considered that a call type having a larger number of required resources includes a call type having a smaller number of required resources. Is calculated by summing the probabilities of the call types included in the call, and the higher the total probability of incoming calls, the higher the priority of the call type. Therefore, a call type with a small number of required resources has a small number of call types to be included and a low total incoming probability, so the priority is low, and a call type with a large number of required resources is high.
[0027]
The following describes an algorithm in which the assignment is performed based on the priority calculated using the total probability of arrival of Patent Document 1 based on the conditions of the present invention.
[0028]
(P1) A call occurs.
[0029]
(P2) The call type priority determining means 1009 determines the priority of the call type based on the call type (outgoing / incoming, incoming call probability, etc.).
[0030]
(P3) Allocate the generated call to one of the signal processing cards 1006.
[0031]
(P4) After the assignment is completed, a search is made for a vacant area with the largest number of resources among the calls that have occurred so far, and if there is no vacancy, the call with a lower priority is disconnected to make a vacancy.
[0032]
As a result, a call having a high priority and a call generated later can be accommodated.
[0033]
[Patent Document 1]
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-505065 (page 12)
[0034]
[Problems to be solved by the invention]
However, Patent Literature 1 disconnects a low-priority call when fragmentation occurs and a relocation destination cannot be found in the relocation processing. When resource fragmentation occurs on the station side, disconnection of low-priority calls occurs, and thus there is a problem of lack of convenience. In particular, in W-CDMA, various communication forms are conceivable, so that more calls occupy resources for a longer period of time, and the types of calls are more numerous than those of GSM and PDC, so that fragmentation is likely to occur.
[0035]
Also, in the relocation processing, the resources before and after the movement are simultaneously secured in order to move between the signal processing cards without disconnecting the call. Therefore, while synchronizing the signal processing, the call consumes twice as many resources as in the normal case. In the rearrangement process, the operation load increases due to the process of searching for the source call processing / destination signal processing card as compared with the normal process.
[0036]
In Patent Literature 1, the prioritization of calls is performed based on the sum of the arrival probabilities of the respective types. However, as a result, the priority of a call having a relatively large number of required resources becomes higher, resulting in rearrangement. The processing threshold is also determined based on the number of resources. However, in a situation where the ratio of voice calls with a small number of required resources to the total traffic is high, even if the relocation processing is not performed, a call loss due to fragmentation of free resources is less likely to occur. Even in such a case, since the threshold value is set to a value larger than that of a voice call in the algorithm of Patent Document 1, unnecessary rearrangement processing may be performed.
[0037]
The present invention has been made in view of the above problems, and aims to improve resource allocation efficiency by executing resource relocation processing without disconnecting an existing call.
[0038]
[Means to solve the problem]
In order to solve the above problems, the present invention is a resource allocation method of a base station that allocates a plurality of types of calls having different numbers of resources related to wireless communication to a plurality of signal processing cards, and the types of calls generated for each time zone And the number of resources, and a threshold of the number of free resources in the time zone is determined based on the number of resources of the type of call having the highest rate of occurrence for each time zone, and the plurality of processing cards are accommodated based on the threshold. A resource allocation method characterized by performing a relocation process of a call that has been performed. As a result, the resources can be rearranged according to the position and time of the resources.
[0039]
Further, when it is determined that the call relocation is necessary based on the threshold, the source card that moves the already accommodated call to another signal processing card to secure the number of free resources equal to or greater than the threshold is determined. And selecting whether the other signal processing card has an accommodating destination among the calls already accommodated in the source card, and, when the other processing card has an accommodating destination, the call to be moved. The first relocation process of relocating one mobile call to the destination card serving as the accommodation destination is repeated until the number of free resources equal to or greater than the threshold is secured in the source card, and the other processing card has no accommodation destination. A second relocation process for relocating a mobile call accommodated in a source card other than the source card as a second mobile call to accommodate a mobile call accommodated in the source card; Stored in the original card It is By repeating until the movable moving call is to accommodate the new call without disconnecting existing calls, effects that can be utilized to obtain full advantage of the capacity of reducing the call loss and a base station.
[0040]
Further, the invention of the present application, when it is determined that call relocation is necessary based on the threshold value, selects a source card that moves already accommodated calls and secures the number of free resources equal to or greater than the threshold value. Determining whether there is a destination in another processing card among the calls already accommodated in the source card, and when the other processing card has a destination, the mobile call and the The destination card to be the destination is registered in the mobile call list, and the number of required resources in the mobile call list and the number of insufficient resources that are insufficient in the number of resources of the threshold in the source card are determined. In comparison, when the required number of resources is equal to or more than the insufficient number of resources, the mobile call is all moved and the process is terminated. When the required number of resources is equal to or less than the insufficient number of resources, the mobile call and the destination car are re-entered. Is executed, and when there is no accommodation destination in another processing card, a combination of candidate mobile calls that is equal to or larger than the number of insufficient resources is selected from cards other than the source card, and among the candidate mobile calls, When one mobile call is selected and a relocation process is performed, a processing card that can be vacated by the relocation process is added to the mobile call list. By moving all the mobile calls in the call list and terminating the processing, it is possible to accommodate a new call without disconnecting the existing call, reduce the call loss, and maximize the capacity of the base station. can get.
[0041]
Further, by monitoring the coverage areas of a plurality of base stations, determining a mobile call and a destination card between two or more base stations having the overlapping coverage area and performing a rearrangement process, a plurality of coverage areas having overlapping coverage areas are determined. By performing resource relocation between base stations, load distribution of the base station and call loss from terminals can be prevented, and the resource utilization can be improved.
[0042]
Further, the present invention is a base station for accommodating a plurality of types of calls in a plurality of signal processing cards, and a traffic recording means for recording the type and number of calls generated for each time zone,
A radio resource monitoring unit that determines a threshold value for the time zone based on the number of resources of the type of call having the highest rate of occurrence for each time zone recorded in the traffic recording unit; and A base station comprising: a radio resource control unit that controls a call relocation process of a signal processing card. This provides a base station that can relocate resources according to the position and time of the resources.
[0043]
Further, the radio resource control means includes a management table for managing a mobile call moved by relocation and a destination card accommodating the moved call, and the management table secures the threshold number of resources in the management table. The combination list of the mobile call and the destination card corresponding to the relocation processing for storing the new call is accommodated without disconnecting the existing call, reducing the loss of call and the base station. A base station capable of maximizing the capacity can be provided.
[0044]
Further, the present invention provides a base station resource management unit that manages resources of a plurality of base stations that perform relocation based on a threshold value according to a traffic record, a communication unit that communicates with the plurality of base stations, And a base station resource control means for performing a relocation process between base stations having overlapping coverage areas. This makes it possible to provide a radio network controller capable of reallocation of resources and effective utilization of resources between base stations having overlapping coverage areas.
[0045]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9.
[0046]
(Embodiment 1)
The present embodiment is an efficient resource rearrangement method in the W-CDMA system in which the resource holding time and the required number of resources are greatly different. In a base station, when a plurality of types of calls having different numbers of required resources are accommodated using a plurality of signal processing cards, a call having a large required number of resources cannot be accommodated in a signal processing card to which a call has already been assigned. There are cases. On the other hand, in the present invention, a threshold value is determined according to the number of resources of a call to be accommodated, and when any of the signal processing cards has no available resources for the threshold value, a call with a required number of resources as large as possible can be accommodated. By rearranging the calls as described above, the call loss is reduced and the capability of the signal processing card is effectively used.
[0047]
In the present embodiment, means for recording traffic is provided inside the base station, and the activation condition of the relocation processing is changed according to the temporal change in the ratio of voice calls and packet calls, so that In order to accommodate more frequently occurring calls. For example, when there are many calls with the required number of resources 1, the ratio of call loss due to fragmentation becomes small. Therefore, in such a time period, the threshold value of the number of free resources for starting the relocation processing should be set small. Thus, the number of activations of the relocation processing is reduced to suppress the additional consumption of the number of resources due to the call transfer processing in the relocation processing, and to reduce the operation load of the base station.
[0048]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a block diagram of the present invention. In FIG. 1, 101 to 108 correspond to 1001 to 1008 of the conventional example, respectively.
[0049]
In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a terminal. In the following description, the terminal is assumed to be a W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access, Wideband Code Division Multiple Access) system or MC-CDMA (Multi-Carrier CDMA) third generation mobile phone, but GSM (Global System forformer). The present invention is also applicable to mobile phones or cordless phones such as Mobile Communications, PHS (Personal Handy-phone System), and PDC (Personal Digital Cellular).
[0050]
Reference numeral 102 denotes a base station that accommodates a terminal, transmits and receives a wireless signal to and from the terminal, and converts the signal into a wired signal.
[0051]
103 is a network having an exchange function. The network 103 is connected to a base station via a dedicated line and an ATM (Asynchronous Transfer Mode).
[0052]
Reference numerals 104 to 110 denote the internal structure of the base station.
[0053]
A wireless communication unit 104 transmits and receives a wireless signal to and from the terminal 101. The wireless communication unit 104 performs transmission power control of an antenna and a terminal, frequency modulation processing, and the like. The wireless communication unit 104 includes an antenna, an amplifier, a power supply for transmission, and a control program.
[0054]
Reference numeral 105 denotes a connection control unit that controls connection / disconnection of a communication path to a terminal in response to a request from the network 103. The connection control means is implemented as a program in a control card of the base station.
[0055]
Reference numeral 106 denotes a signal processing unit that performs signal processing such as baseband modulation / demodulation processing of a wireless signal from a terminal and conversion to a wired signal. Since the base station accommodates a large number of terminals at the same time, the signal processing means has a configuration in which a large number of hardware composed of the same type of card, LSI, and a combination thereof are prepared. In the present embodiment, it is assumed that the base station includes four pieces of the same kind of hardware, and these are respectively referred to as a first signal processing card 106a to a fourth signal processing card 106d.
[0056]
Reference numeral 107 denotes a radio resource control unit for allocating the generated call to the signal processing card and releasing the call in the signal processing unit 106.
[0057]
Reference numeral 108 denotes a wired communication unit that transmits and receives signals to and from the network 103.
[0058]
A radio resource monitoring unit 109 monitors the state of the signal processing unit, determines whether or not call relocation is necessary, and instructs the radio resource control unit to perform call relocation when the call relocation is required. is there.
[0059]
Reference numeral 110 denotes a traffic recording unit that records the occurrence time, type, and hold time of a call accommodated by the base station 102 based on the data of the radio resource monitoring unit 109.
[0060]
In the present embodiment, a method for changing the contents of call relocation according to the contents of traffic recording means 110 will be described.
[0061]
Next, FIG. 2 will be described. FIG. 2 shows the call accommodation state of the signal processing means 106. Here, it is assumed that the number of signal processing cards in the signal processing means 106 is four, each signal processing card has a signal processing capability of 768 kbps as in the prior art, and one resource is defined as a signal processing capability of 24 kbps. Supports the following call types:
[0062]
(A) Voice call (24 kbps) 1 resource
(B) Unrestricted digital call (64 kbps) 3 resources
(C) Packet A call (128 kbps) 6 resources
(D) Packet B call (384 kbps) 16 resources
(E) Common channel (192 kbps) 8 resources
Note that the types of calls supported vary depending on the communication service provider that provides the communication service. Also, the unit of the resource may increase or decrease in speed depending on the hardware of the base station, and the unit of the speed may be sps (Symbols Per Second) or the like. In the present invention, the same effect can be obtained even when the number of signal processing cards in the signal processing means, the processing capability of the signal processing cards, and the unit of resource are different for each card.
[0063]
In the present embodiment, it is assumed that resources for one call need not be continuous in the signal processing card. For example, when the voice call 202 is released from the state of FIG. 2, it may be considered that there are two free resources for one resource or one free resource for two resources.
[0064]
The state of the first signal processing card 106a in FIG. 2 will be described. The first signal processing card 106a accommodates a common channel and two voice calls, three unrestricted digital calls, and two packet A calls. The numerical value in parentheses after the name of each area represents the size of the area converted into the number of resources. Since the number of mounted resources of the signal processing card is 32, the number of common channels is 8, the voice call is 1, the unrestricted digital call is 3, and the packet A call is 6, the available resources are (32−8−1 × 2−3 ×). 3-6 × 2 =) 1. Calls accommodated in the second signal processing card 106b to the fourth signal processing card 106d are also shown.
[0065]
In the present embodiment, the position where the call is placed in the same processing card may be anywhere. Therefore, the management table in the radio resource control means only needs to know the number of free resources.
[0066]
If the processing capacity differs depending on the card, it is necessary to manage not only the number of free resources but also the number of resources mounted on each card. In this case, the effect of the present invention can be similarly obtained.
[0067]
FIG. 3 shows the contents of the management table of the signal processing means 106 held by the radio resource control means 107. The management table holds the number of free resources of each signal processing card at each time. Hereinafter, vacancies from the first signal processing card 106a to the fourth signal processing card 106d are referred to as vacancy [1] to vacancy [4], respectively. Taking the first signal processing card 106a as an example, the number of free resources (vacancy [1]) is 1.
[0068]
When the number of mounted resources differs depending on the signal processing card, the effect of the present invention can be obtained by managing not only the number of used resources but also the number of resources mounted on each card.
[0069]
First, a description will be given of call processing from a state in which resources are not allocated at all immediately after the base station 102 is activated to a state in FIG. When the base station 102 starts up, a common channel used for calling the terminal 101 or the like is secured. Assuming that the call is assigned to the signal processing card in ascending order with respect to the common channel, the radio resource allocating unit 104 allocates the resource for processing the common channel to the first signal processing card 106a. This is the part of the common channel 201 in FIG.
[0070]
As a method of determining a signal processing card to be assigned, a method of assigning a card in ascending order besides an order of ascending card number, and assigning from a card having the least number of free resources among all signal processing cards. A method or a method of allocating resources starting from the one with the largest number of free resources is conceivable. In any case, the effect of the present invention can be obtained.
[0071]
When the base station 102 completes the reservation of the common channel, the terminal 101 performs position registration and ATTACH (a process of setting the terminal to be able to receive a call from the network) with respect to the network 103. Although resources are actually used even when the terminal is in ATTACH, the effects of the present invention can be obtained even in such a case. However, for simplification of description, in the present embodiment, resources used at the time of ATTACH are not considered.
[0072]
After the location registration, when the terminal 101 makes a voice call, the base station 102 establishes a communication path used for a call between the terminal 101 and the network 103, and allocates the voice call to the signal processing card 106. This is the voice call 202 in FIG.
[0073]
The resource allocation procedure when the terminal 101 makes a call will be described in detail. The procedure of resource allocation is the same for other types of calls.
[0074]
First, the terminal 101 outputs a call request to the network 103 via the base station 102 via the common channel. In the base station 102, when the wireless communication unit 104 first receives this request, it performs demodulation processing and the like and outputs it to the first signal processing card 106a assigned to the common channel inside the signal processing unit 106. The first signal processing card 106a performs baseband processing and conversion processing to a wired signal, and outputs a transmission request to the wired communication unit 108. The wired signal means performs protocol conversion of the call request signal to an ATM or the like, and outputs the signal to the network 103. In the present embodiment, base station 102 is controlled only by network 103 and is not controlled by a signal from a terminal.
[0075]
Since the algorithm of the present invention does not relate to the trigger of the resource allocation process, the effect of the present invention can be similarly obtained even when the resource allocation process is controlled by the signal of the terminal.
[0076]
In response to the outgoing request, the network 103 outputs a request for securing a voice call resource for the terminal 101 to the base station 102. The base station 102 allocates a call to an appropriate signal processing card according to the resource reservation request.
[0077]
A procedure in which the base station 102 allocates resources according to a resource securing request from the network 103 will be described in detail. First, a resource securing request from the network 103 is input to the wired communication unit 108. Since this resource reservation request is a control request to the base station 102, the connection control means 105 detects it. The connection control means 105 outputs a request to the radio resource control means 107 to secure a voice call resource in the signal processing means 106. The radio resource control unit 107 refers to the management table of the signal processing unit 106 and allocates a voice call to the first signal processing card 106a because there is a free space in the first signal processing card 106a. This assigned call is the voice call 202 in FIG. Further, the radio resource control unit 107 reduces the number of free resources in the internal management table according to the number of allocated resources.
[0078]
After allocating the resources, the connection control unit 105 transmits the voice call signal from the terminal 101 to the network 103 by the wireless communication unit 104, the signal processing unit 106 (the first signal processing card 106a), and the wired communication unit 108. A communication path is set so that output can be appropriately performed, and a response to the resource securing request is output to the network 103 via the wired signal processing unit 108. As a result, a communication path from the terminal 101 to the network 103 is established. Thereafter, communication with the destination of the terminal 101 is started by the call control of a higher layer, but this part is not directly related to the present invention, and thus the description is omitted.
[0079]
In FIG. 2, there are packet calls such as an unrestricted digital call, a packet A and a packet B in addition to the voice call, and resource allocation processing is similarly performed for these except that the required number of resources is different.
[0080]
When the call is terminated, a resource release request including the designation of the call to be released is output from the network 103 to the base station 102 after the upper layer call disconnection processing. When the connection control means 105 detects this request, it outputs a request to release the resources to the radio resource control means 107. The radio resource control means 107 specifies the signal processing card to be released and causes the signal processing means 106 to release the corresponding call. Further, the number of free resources of the corresponding signal processing card is increased in a management table inside the radio resource control unit 107.
[0081]
In the present embodiment, the assignment order is the signal processing card order with the smallest number, but in FIG. 2, the first signal processing card has an empty space. The reason for this is that the duration of a call varies greatly from call to call, so after a call is assigned to a signal processing card with a higher number, the call assigned to the signal processing card with a lower number is terminated, and resources in that portion become free. It is because.
[0082]
The above is the outline of the call processing up to FIG.
[0083]
Hereinafter, the relocation processing according to the present invention will be described.
[0084]
In the present invention, in order to accommodate a call having a large required number of resources in one of the signal processing cards, a threshold of the number of free resources (hereinafter also referred to as resource_threshold) is determined from required resources of the call to be accommodated, and resources corresponding to the threshold are determined. To secure a free space.
[0085]
In the present embodiment, the traffic is recorded, and the threshold is determined based on the result.
[0086]
First, data of the traffic recording means shown in FIG. 6 will be described. In the present embodiment, a method will be described in which the base station changes the call giving priority to accommodation by the frequency of occurrence of each call type for each time zone.
[0087]
In FIG. 6, reference numeral 601 denotes a time zone. For example, when 0:00 and 6:00 are specified, it indicates 0:00 to 6:00. In the present embodiment, an example in which a day is divided every six hours is shown, but one week, one month, and one year are divided, and the unit of division is not one hour but one hour and one minute. The same effect as in the present embodiment can be obtained even when the time is changed to 1 second or the like.
[0088]
Reference numerals 602 to 605 denote the occurrence ratios of voice calls, unrestricted digital calls, packet A calls, and packet B calls in each time zone. In addition, the same effects as those of the present embodiment can be obtained even when the classification is performed by adding other service-related attributes such as inter-cell handover and inter-sector handover.
[0089]
First, a method by which the traffic recording unit 110 collects traffic information will be described. The radio resource monitoring means 109 monitors the occurrence and release of a call each time. In the present embodiment, each time a call is generated or released, it is recorded in the traffic recording means 110. It should be noted that the effects of the present invention can be obtained even if the monitoring and recording of traffic are performed periodically instead of the generation and release of calls.
[0090]
Next, a method in which the wireless resource monitoring unit 109 performs resource relocation by using information of the traffic recording unit 110 will be described. It is assumed that actual measurement data has already been recorded in the traffic recording unit 110. As a result, the radio resource monitoring unit 110 determines a priority call in each time zone. For example, according to the 2002 White Paper on Information and Communications issued by the Ministry of Internal Affairs and Communications, many emails are sent to mobile phones in the evening, but voice calls increase at midnight, so in the present embodiment, the rate of occurrence is high in each time zone. It is assumed that the threshold value of the relocation processing is changed according to the call so that a call having a high frequency of occurrence can be easily accommodated.
[0091]
In FIG. 6, the ratio of packet B calls is high between 12:00 and 18:00. In this case, in order to accommodate the next packet call, it is necessary to prepare 16 free resources in any of the signal processing cards. Therefore, in the present embodiment, in order to prevent a state in which the packet B call cannot be accommodated, the radio resource monitoring unit 109 starts the resource relocation processing when any card has no more than 16 empty spaces. .
[0092]
Then, in the time zone from 18:00 to 24:00, the ratio of voice calls is high, so voice calls are prioritized. However, since only one required resource is a voice call, resource relocation processing is not activated in this case. Although not shown in FIG. 6, when a packet A call is accommodated with priority, there is no signal processing card having more than 6 free resources, and when priority is given to an unrestricted digital call, any signal processing card is used. When three free resources are exhausted, resource relocation processing is started.
[0093]
This is the end of the description of the determination of the threshold by the traffic recording unit.
[0094]
In the present embodiment, a time period in which many packet B calls occur in the traffic situation in FIG. 6 is assumed, and the threshold is set to 16 in order to accommodate the packet B calls. Specifically, when there is no card having a vacancy for 16 resources, the call assigned to the signal processing card with the least used resource among the signal processing means 106 is moved to another signal processing card, A process for creating a free resource required for allocating the packet B call is performed.
[0095]
Hereinafter, a detailed description will be given of the resource relocation processing in the present embodiment. In FIG. 2, it is assumed that the unrestricted digital call 203 is not allocated.
[0096]
Before the occurrence of the unrestricted digital call 203, since the fourth signal processing card 106d has 16 vacancies (the remainder obtained by subtracting the packet B call 16 from the number of mounted resources 32), the base station 102 transmits the resources as usual. Is performed, and the unrestricted digital call 203 is allocated to the fourth signal processing card 106d that can accommodate only the unrestricted digital call in the available resources 16.
[0097]
Immediately after the allocation is performed, the portion of the free resource number vacancy [4] of the fourth signal processing card 106 d in the management table 301 of the signal processing means 106 is rewritten from 16 to 13. Therefore, the wireless resource monitoring means 109 monitoring the signal processing means 106 detects that there is no signal processing card holding the threshold (16) free resources.
[0098]
In the present embodiment, the monitoring is performed after the end of the call assignment. However, this monitoring can be performed even if the number of available resources of each signal processing card is monitored periodically or every time a call is generated. The same effect as in the embodiment is obtained.
[0099]
When detecting that there is no signal processing card having a free resource equal to or greater than the threshold value, the radio resource monitoring unit 109 moves the call of the signal processing card having the most free space to the signal processing card having another free resource. The processing for securing 16 free resources of the threshold value in the signal processing card is started. An outline of this processing in the state of FIG. 2 is shown in FIG. 4, and a flowchart is shown in FIG.
[0100]
In FIG. 2, if the unrestricted digital call 203 of the fourth signal processing card 106d is moved to another signal processing card, the number of available resources becomes 13 + 3 = 16, which is equal to the threshold. Therefore, this call is moved to another signal processing card, and is hereinafter referred to as a source call.
[0101]
Although the fourth signal processing card 106d accommodates packet B calls in addition to the unrestricted digital call, in FIG. 2, the total number of free resources of the signal processing cards other than the fourth signal processing card 106d is 3, and Since the number of resources required for the B call is smaller than the required number, the packet B call cannot be moved to another signal processing card.
[0102]
Therefore, the source card is selected as the fourth signal processing card 106d, and the unrestricted digital call 203 is selected as the mobile call 401 of the source card. Thereafter, in order to eliminate the free resources of the signal processing card having the smallest number, FIG. Performs the following processing. Note that the same effect as in the present embodiment can be obtained even if an arbitrary signal processing card is used in the search order.
[0103]
First, an attempt is made to move the mobile call 401 from the fourth signal processing card 106d, which is the source card. However, the first signal processing card 106a to the third signal processing card 106c all have a vacancy of 1, and none of the signal processing cards have free resources that can accommodate unrestricted digital calls. Therefore, one voice call is moved from the third signal processing card 106c to the first signal processing card 106a and the second signal processing card 106b. Then, since a free resource of size 3 is created in the third signal processing card 106c, the unrestricted digital call 203, which is the mobile call 401 of the source card, is moved from the fourth signal processing card 106d to the third signal processing card 106c. . As a result, 16 free resources for the threshold value are secured in the fourth signal processing card 106d, and if a packet B call is generated thereafter, it can be accommodated.
[0104]
When a resource is moved, the radio resource control unit 107 first reserves a destination resource so that even if another call occurs, the resource is not allocated to the destination resource. Next, the connection control unit 105 outputs a request to the signal processing unit 106 to switch the resource allocated to the call from the source to the destination when the signal processing is synchronized between the source and destination resources. When switching the resources, the signal processing unit 106 releases the source resource. The release is immediately reflected in the management table of the radio resource control unit 107.
[0105]
The above is the outline of the relocation processing in the present embodiment.
[0106]
When there are a plurality of source calls, the same effect as in the present embodiment can be obtained by repeating the process of moving the source call.
[0107]
Hereinafter, the resource rearrangement method will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0108]
In the present embodiment, when the number of available resources becomes smaller than the threshold, the relocation processing of the present embodiment is started.
[0109]
In executing the rearrangement process, it is necessary to specify two sets of signal processing cards (cards) to be rearranged and the number of free resources (resource_threshold) realized by the rearrangement as relocate (cards, resource_threshold). is there. Immediately after the reallocation processing is started, the target of the reallocation processing is all the cards mounted in the base station, so that the first signal processing card 106a to the fourth signal processing card 106d are used. On the other hand, the threshold value of the number of free resources realized by relocation is set to 16. Therefore, the calling form of the first activation is relocate (1 to 4, 16).
[0110]
In process 501, the call source card is determined. In the case of FIG. 2, among the target signal processing cards, the fourth signal processing card 106d having the maximum number of free resources is set as the source card. As a method of selecting the source card, a method using a signal processing card having the largest or smallest number in addition to the signal processing card having the largest number of available resources can be considered. Next, in the source card, the number of insufficient free resources ｛(threshold value) − (the number of free resources of the source card)｝ shortage is calculated. The threshold value resource_threshold is 16 and the number of available resources is 13, so (shortage = 16-13 =) 3 in this case.
[0111]
In the process 502, the total number of free resources of the cards other than the source card and subjected to the relocation processing is compared with the shortage, and it is confirmed whether or not the free resources for the threshold can be created by the relocation processing. If the shortage is larger, the total number of free resources of the card to be relocated is smaller than the threshold, and free resources corresponding to the threshold cannot be created even if the resources are relocated. In the case of FIG. 2, since the fourth signal processing card 106d is the source card, the total number of free resources other than the source is three, which is the total number of free resources of the first to third signal processing cards. Therefore, since the value is equal to the value of shortage, the process proceeds to processing 503.
[0112]
In process 503, a call that can be transferred from the source card to another signal processing card (the number of resources required for the call is equal to or less than the free resource vacancy [i] in any i-th signal processing card other than the source card). ) And determine the result. In the case of FIG. 2, the calls accommodated in the fourth signal processing card 106d are unrestricted digital and packet B calls, and since the other signal processing cards have at most one free call, a search for a mobile call is made. Fails. Therefore, processing 508 and subsequent steps are performed next.
[0113]
In a series of processes after the process 508 on the right side of FIG. 5A, it is impossible to immediately move the call from the source card. Create a free resource that can accommodate.
[0114]
In the process 508, a combination of calls necessary to create a vacant free resource in the source card is extracted from the source card and set as a group of candidate mobile calls. In the case of FIG. 2, the number of free resources that are insufficient in the fourth signal processing card 106d is three. Among the source cards, the smallest resource size is an unrestricted digital call with a required resource number of 3, and by moving this to another signal processing card, the shortage of free resources can be resolved. Therefore, here, this unrestricted digital call is moved.
[0115]
In the process 509, one destination search target call for searching a destination card based on the required number of resources is selected from the group of candidate mobile calls. The destination search target call can be determined in the order of the number of required resources, the order of the required resources is small, the order of accommodation first, the order of accommodation newly, and so on. The effect is obtained. In the case of FIG. 2, the unrestricted digital call 203, which is a call that exists only once in the combination of the mobile candidate calls, is the destination search target call.
[0116]
In process 510, a call relocation process is performed. In this case, a relocation process is performed to create the necessary number of free resources for accommodating the unrestricted digital call 203, which is the previously selected destination search target call, from the source card to another card. . Here, the target signal processing cards are the first signal processing card 106a to the third signal processing card 106c excluding the fourth signal processing card 106d, which is the source card. The number of required resources is the required number of resources 3 for the unrestricted digital call of the search target call. Therefore, the calling format is relocate (1-3, 3).
[0117]
The details of the rearrangement process are recursive processes of the processes 501 to 506. In other words, since there is no accommodation destination of the unrestricted digital call 203 with the number of resources 3 other than the source card at the present time (determined in the process 503), the process proceeds to the process 508, and the unrestricted digital call 203 is first accommodated in another card. To perform relocation processing. Processing from processing 501 to processing 506 when proceeding from processing 503 to processing 504 will be described later. As a result, as shown in FIG. 4, two voice calls of the third signal processing card 106c move to another signal processing card. Therefore, a space for three resources is left in the third signal processing card 106c.
[0118]
In a process 511, it is determined whether or not the rearrangement process for accommodating the unrestricted digital call in the third signal processing card has succeeded and a free resource has been created. In the case of FIG. 2, the voice call is moved one by one from the third signal processing card to the first signal processing card and the second signal processing card, and the rearrangement process succeeds.
[0119]
In process 512, the search target call and the empty card are added to the destination list. The destination list is a list of combinations of the calls to be moved in the relocation processing and the numbers of the destination cards for each of the calls. As shown in FIG. 7A, a set of the unrestricted digital call of the fourth processing card 106d and the set of the third signal processing card 106c whose resources have been vacated by the relocation processing are added to the mobile call list.
[0120]
In process 513, the termination determination is performed for all the mobile candidate calls. In the case of FIG. 2, since the destination search target call is only one of the unrestricted digital calls 203 that has made available resources in the destination card, the loop is immediately terminated, and the process proceeds to step 507.
[0121]
In the process 507, the process of moving all the destination-determined calls registered in the mobile call list is performed. In the case of FIG. 2, 16 vacancies have been created in the fourth signal processing card 106d, so that packet B calls can be accommodated.
[0122]
This is the end of the detailed description of the entire rearrangement process.
[0123]
Next, details of processing from processing 501 to processing 506 when the processing proceeds from processing 503 to processing 504 will be described below.
[0124]
In this processing, in order to move the unrestricted digital call 203 of the fourth signal processing card 106d, the relocation processing is called by relocate (1 to 3, 3) using recursion, and any one of the first to third signals is processed. Free resources for three thresholds (resource_threshold) are created in the processing card.
[0125]
In the process 501, in the case of FIG. 2, there are a plurality (3) of signal cards having the maximum number of free resources of one of the target signal processing cards. Among them, the third signal processing card 106c having the largest number among the free resources is determined as the source card in order to eliminate the free resources with the smallest number. The shortage resource number shortage is ｛(resource_threshold) − (vacancy [3]) = 3-1 =｝ 2.
[0126]
Hereinafter, in order to make three free resources in the third signal processing card 106c, an attempt is made to move two calls to another card.
[0127]
In the process 502, the total number of free resources other than the source in the case of FIG. 2 is ｛(vacancy [1]) + (vacancy [2]) = 1 + 1 =｝ 2, which is equal to the value of shortage. Therefore, the process proceeds to processing 503.
[0128]
In step 503, the search result is determined. In the case of FIG. 2, since the third signal processing card 106c accommodates voice calls, one of them can be found as a mobile call. Therefore, processing 504 and subsequent steps are performed next.
[0129]
In the process 504, a destination is selected by excluding the third signal processing card which is the source card from the cards to be rearranged cards (first to third). In the case of FIG. 2, the first and second signal processing cards each have one free resource and can accommodate a voice call. In this case, however, the policy is to accommodate the call in a signal processing card with the smallest number possible. In this case, the first signal processing card 106a is selected. The same effects as in the present embodiment can be obtained even in the order of the destination card in the order of larger numbers.
[0130]
In the process 505, as shown in FIG. 7B, the combination of the voice call of the third signal processing card 106c and the searched first signal processing card 106a in FIG. 2 is added to the mobile call list. In the mobile call list, a set of the call and the destination determined by the destination is registered.
[0131]
In step 506, it is determined whether or not the processing for all the mobile candidate calls has been completed. In the case of FIG. 2, the list of calls for which the destination has been determined is one voice call, and the shortage resource number shortage is not enough for two. Therefore, the process returns to the process 503 again.
[0132]
The second processing 502 to 505 proceed in substantially the same manner as the first processing, and one voice call of the third signal processing card 106c is moved to the second signal processing card 106b.
[0133]
In the second process 506, the number of calls included in the mobile call list is two for two voice calls, and the number of shortage resources shortage is the same as two. Performs the processing and ends.
[0134]
This concludes the description of the resource relocation processing called recursively.
[0135]
In the case of FIG. 2, an algorithm is used to create a free resource from a signal processing card having a larger number. However, the same effect can be obtained when a call from another signal processing card is moved to secure a free resource. For example, in this embodiment, in order to make six vacancies, five voice calls of the second signal processing card 106b or the third signal processing card 106c may be moved to another resource.
[0136]
Furthermore, if a large number of calls are moved from a certain signal processing card at the same time, the signal processing card may be overloaded. The effects of the invention can be obtained.
[0137]
It should be noted that, in the present embodiment, in each signal processing card, a call can be placed at any location, and the management table in the radio resource control means needs to know only the number of free resources. When two voice calls of the first signal processing card are released in FIG. 2 when the call arrangement cannot be arbitrarily set in the signal processing card, free resources are divided into two and one in the same card. Even in this case, the algorithm of the present embodiment can be applied by storing the positions and sizes of continuous free resources instead of the structure of the vacancy for each card. At this time, the threshold value, which is the termination condition of the rearrangement process, is compared with the maximum number of continuous free resources in the card, and also in the detection of the movement destination, by comparing with the size of all the continuous free resources of each card. If it is determined whether or not the call can be moved, the resource reallocation processing can be performed in the same manner as the contents described in the present embodiment.
[0138]
For example, even if there is a restriction on the resource allocation position such that the packet A call is not allocated to resources other than the eighth resource from the front, the allocation of the call to be accommodated is not a threshold but a determining factor of the threshold. Whether the call can be accommodated and if the call cannot be accommodated, the radio resource monitoring means 109 uses the radio resource control means 107 in the same manner as in the present embodiment so that the resource can be accommodated so that the target call can be accommodated while satisfying the constraint condition. By performing the rearrangement processing, the same effect as the present invention can be obtained. That is, the card closest to the state to which the packet A call is assigned may be selected from the eighth and subsequent resource states from the front of each card, and the call of that card may be moved to another signal processing card.
[0139]
In the present embodiment, resource relocation is performed in two stages by recursion. However, when resource relocation is performed without an instantaneous interruption, it is necessary to synchronize signals in both the resources before and after the movement. Therefore, it takes 100 ms or more from the start to the end of the moving process. At this time, if a new call occurs, a call loss may occur. For example, when the entire signal processing unit can accommodate two or more packet A calls, the radio resource control unit is activated to perform the rearrangement. Then, it is possible to reduce the probability of occurrence of a call loss during the reallocation processing as compared with the case where the resource reallocation processing is started only when no packet A call can be accommodated.
[0140]
Although this flow uses recursion for simplification of description, in practice, the effect is not changed even if it is implemented using a repetition process by a loop.
[0141]
Also, in this processing example, in order to reduce the available resources in the destination signal processing card for efficiency as much as possible, the required number of resources of the source call and the number of available resources of the destination are set to values as close as possible. Select the call to move to. If the number of free resources is the same among a plurality of candidate signal processing cards, the operation is performed so that the call is accommodated in the signal processing card with the smallest number among them. The same effect can be obtained even when a call is preferentially accommodated in a signal processing card having a higher number in the priority order of the number.
[0142]
As described above, in the present embodiment, the traffic recording unit is provided, and the resource monitoring unit dynamically rewrites the threshold that is the condition for starting the resource relocation processing based on the data stored in the traffic recording unit, and sets the threshold to the threshold. By providing a wireless resource control unit that repeatedly performs rearrangement until a wireless resource monitoring unit that monitors the size of the largest available resource and activates the wireless resource control unit when the size becomes equal to or smaller than a threshold value, The effect of accommodating a new call without disconnecting the call, reducing call loss, and increasing the capacity of the base station is obtained.
[0143]
(Embodiment 2)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described.
[0144]
In the present embodiment, it is an object of the present invention to prevent a call loss occurring in each base station by executing relocation (handover) of resources of the terminal when the terminal is under the control of a plurality of base stations. .
[0145]
FIG. 8 is a block diagram of a system configuration according to the present embodiment.
[0146]
In FIG. 8, reference numerals 801 and 802 denote a first terminal and a second terminal, respectively.
[0147]
Reference numerals 803, 804, and 805 indicate a first base station, a second base station, and a third base station, respectively.
[0148]
In the present embodiment, it is assumed that the base stations are all small-scale, many are arranged in a building or in a nearby place, and the coverage areas of the base stations overlap greatly. Therefore, the first terminal 801 is accommodated only in the first base station 803 and cannot communicate with another base station, but the second terminal 802 is accommodated in the first base station 803 and the second base station 804. It is assumed that diversity handover is being performed. Note that the second terminal 802 does not need to perform diversity handover, and only needs to be able to communicate with both the first base station 803 and the second base station 804.
[0149]
A radio network controller 806 is connected from the first base station 803 to the third base station 805 and outputs a request for connection / release of a call to all base stations.
[0150]
In FIG. 8, the internal structure of the base station will be described. The internal structure of the base station according to the present embodiment is simplified to minimize the description.
[0151]
The first wireless communication unit 807, the second wireless communication unit 810, and the third wireless communication unit 813 perform transmission / reception processing of a wireless signal with the terminal, such as amplification and modulation.
[0152]
The first signal processing unit 808, the second signal processing unit 811, and the third signal processing unit 814 perform signal processing such as code modulation of a wireless signal and conversion to a wired signal. These have 16 × 8 = 128 resources each. In the present embodiment, for the sake of simplicity, it is assumed that the inside of each signal processing means is not divided into signal processing cards as in the first embodiment. In the present embodiment, the number of these free resources is described as vacancies [1] to [3], respectively.
Note that the effects of the present invention can be obtained even if the number of resources is different or the number of accommodated resources is different for each base station.
[0153]
The first wired communication unit 809, the second wired communication unit 812, and the third wired communication unit 815 communicate with the wireless network control device 803.
[0154]
Next, the internal structure of the wireless network control device 806 will be described.
[0155]
816 is a base station communication means for communicating with the base station.
[0156]
A base station resource monitoring unit 817 manages the number of remaining resources of all base stations connected to the radio network controller 806.
[0157]
A base station resource control unit 818 performs resource allocation and release of all base stations connected to the radio network controller 806.
[0158]
FIG. 9 is a diagram showing the state of the signal processing means of each base station.
[0159]
Each base station accommodates voice calls, unrestricted digital calls, packet A calls, and packet B calls. The first signal processing means 806 accommodates 56 voice calls, 4 unrestricted digital calls, 5 packet A calls, and 1 packet B call. The number of remaining resources is 128-1 × 56-3 × 4-6 × 5-16 × 1 = 14. The same applies to other second signal processing means 809 and third signal processing means 812.
[0160]
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described.
[0161]
In this system, the call type having the largest required number of resources is the packet B call. Therefore, the radio network controller 803 secures 16 free resources so that it can always accommodate a packet B call except when traffic to all base stations is excessive. That is, the number of available resources is set as a threshold (resource_threshold).
[0162]
In the state of FIG. 9, since the number of available resources of the first base station 806 is 14, the base station resource monitoring means 817 detects this and sends a signal to the base station resource control means 818 to the first base station 806. A request is made to increase the number of free resources 806.
[0163]
First, if there is a call during the diversity handover between the first base station 806 and another base station like the second terminal 802, the connection of the call on the first base station 806 side is disconnected. Even if the call during the diversity handover is disconnected, the terminal is connected to another base station, so that the number of free resources of the first base station 806 can be increased to 16 or more without disconnecting the call.
[0164]
On the other hand, when there is no call during the diversity handover, the call is moved (handover) from the first base station 806 to another base station to secure an available resource of the first base station 806.
[0165]
It is assumed that the call to be moved can access a common channel of both the first base station 803 and another base station like the second terminal 802. As in the present embodiment, when the coverage areas of the base stations overlap, the call in the first base station 803 can be handed over to the second base station 804 or the third base station 805, so that the destination The base station has the largest number of free resources among them. In this case, since the second base station 807 has the maximum number of available resources of 35, which is the maximum, the destination is the second base station 807.
[0166]
If the number of free resources is 16 or more even after the call is moved at the destination base station, the same effect as the present invention can be obtained even if the number of free resources is not the maximum.
[0167]
Next, select the call to be moved. Since it is necessary to secure 16 free resources of the destination base station, the number of resources of the moving call must be smaller than a value obtained by subtracting 16 from the number of free resources of the destination base station. In this case, since the number of free resources of the second base station 807 of the movement destination is 34, the upper limit of the number of resources of the call to be moved is 18, so that any call can be moved. Therefore, packet B call 901 with the largest required number of resources is moved to second base station 807.
[0168]
The base station resource control unit of the wireless network control device 806 further requests, via the base station communication unit 816, a request to hand over the packet B call by the second terminal 802 under the control of the first base station 806 to the second base station 807. Output. The request is output to the second terminal 802 through the first wired communication means 809, the first signal processing means 808, and the first wireless communication means 807 in the first base station 806. In accordance with this, the second terminal 802 performs the handover process to the second base station 807, so that the free resources of the first base station 806 can be secured.
[0169]
As described above, in the second embodiment, the radio network controller is provided with the base station resource monitoring unit and the base station resource control unit, and performs resource relocation between a plurality of base stations having overlapping coverage areas. Thereby, load balancing of the base station and call loss from the terminal are prevented, and the effect of improving the resource usage rate is obtained.
[0170]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the traffic recording unit is provided, and the resource monitoring unit dynamically rewrites the threshold which is a condition for starting the resource relocation processing based on the data stored in the traffic recording unit, By providing a wireless resource control unit that repeatedly performs rearrangement until the number of resources becomes available and a wireless resource monitoring unit that monitors the size of the largest available resource and activates the wireless resource control unit when the size of the resource becomes equal to or smaller than the threshold value, , A new call is accommodated without disconnecting the existing call, the effect of reducing the call loss and increasing the accommodation capacity of the base station is obtained.
[0171]
Further, according to the present invention, the base station resource monitoring means and the base station resource control means are provided in the radio network controller, and the resources are rearranged among a plurality of base stations having overlapping coverage areas. Station load distribution and call loss from terminals can be prevented, and the resource usage rate can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a base station according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a state diagram of a signal processing unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a management table diagram in a radio resource control unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic processing diagram of a signal processing unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart of a rearrangement process according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram of a traffic recording unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a field diagram of a destination list in a first destination search process according to the first embodiment of this invention;
FIG. 8 is a configuration diagram of a system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a resource state diagram in a base station according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a configuration diagram of a base station in the related art.
[Explanation of symbols]
101 terminal
102 base station
103 Network
104 wireless signal communication means
105 Connection control means
106 signal processing means
106a first signal processing card
106b 2nd signal processing card
106c Third signal processing card
106d 4th signal processing card
107 Radio Resource Control Means
108 wired signal communication means
109 Radio resource monitoring means
110 traffic recording means
801 First terminal
802 second terminal
804 first base station
805 second base station
806 Third base station
806 Radio network controller
807 first wireless communication means
808 First signal processing means
809 First wired communication means
810 Second wireless communication means
811 Second signal processing means
812 Second wired communication means
813 Third wireless communication means
814 Third signal processing means
815 Third wired communication means
816 Base station communication means
817 Base station resource monitoring means
818 Base station resource control means
1001 terminal
1002 base station
1003 Network
1004 Wireless signal communication means
1005 connection control means
1006 Signal processing means
1006a First signal processing card
1006b Second signal processing card
1006c nth signal processing card
1007 Radio resource control means
1008 Wired signal communication means
1009 Call type priority determining means

Claims

Regarding wireless communication, a resource allocation method of a base station that allocates a plurality of types of calls having different numbers of resources to a plurality of signal processing cards,
Record the type and number of calls that occur for each time period,
Based on the number of resources of the type of call having the highest rate of occurrence for each time period, determine the threshold of the number of free resources in that time period
Based on the threshold value, performing a relocation process of the call accommodated in the plurality of processing cards,
Resource allocation method.

The resource allocation method according to claim 1, wherein
When it is determined that call relocation is necessary based on the threshold,
Move the already accommodated call to another signal processing card and select the source card to secure the number of free resources above the threshold,
Of the calls already accommodated in the source card, determine whether there is another signal processing card to accommodate,
When there is another signal processing card to be accommodated, a first relocation process for relocating a mobile call, which is a call to be moved from the source card, to a destination card to be accommodated is performed on the source card. Repeat until the number of free resources equal to or larger than the threshold is secured,
When there is no other signal processing card to be accommodated, in order to accommodate a mobile call accommodated in the source card, a call accommodated in a source card other than the source card is rearranged as a mobile call. Is repeated until the mobile call accommodated in the source card is made movable.
A resource allocation method characterized in that:

The resource allocation method according to claim 1, wherein
When it is determined that call relocation is necessary based on the threshold,
Select the source card to move the already accommodated calls and secure the number of free resources above the threshold,
Of the calls already accommodated in the source card, it is determined whether there is an accommodation destination in another processing card,
When there is a receiving place in another processing card,
Register the mobile call to be moved and the destination card to be accommodated in the mobile call list,
Compare the required number of resources in the mobile call list, the size of the number of insufficient resources in the number of resources of the threshold in the source card,
When the required number of resources is equal to or greater than the number of insufficient resources, the mobile call is moved and the process is terminated,
When the required number of resources is equal to or less than the number of insufficient resources, a process of determining a mobile call and a destination card is performed again,
When there is no accommodation place in other processing cards,
Becomes the shortage resource number or more, select a combination of candidate mobile calls from cards other than the source card,
Selecting one of the mobile candidate calls from the mobile candidate calls, and adding a processing card that can be vacated by the relocation process when the relocation process is performed to the mobile call list;
When the relocation process is completed for all the mobile candidate calls, the process is completed by moving all the mobile calls in the mobile call list.
A resource allocation method, characterized in that:

4. The method according to claim 1, further comprising: monitoring coverage areas of a plurality of base stations; determining a mobile call and a destination card between two or more base stations having overlapping coverage areas; and performing a relocation process. Or the resource allocation method.

A base station that accommodates multiple types of calls on multiple signal processing cards,
Traffic recording means for recording the type and number of calls generated for each time period;
Radio resource monitoring means, which is determined by the traffic recording means and determines a threshold value of the time zone based on the number of resources of the type of call having the highest rate of occurrence for each time zone,
Radio resource control means for already performing the call relocation processing control of the signal processing card based on the threshold,
A base station, comprising:

The radio resource control unit includes a management table that manages a mobile call moved by relocation and a destination card that accommodates the moved call,
In the management table, a combination list of the mobile call and the destination card corresponding to a relocation process for securing the threshold number of resources is recorded,
The base station according to claim 5, wherein:

Base station resource management means for managing resources of a plurality of base stations performing rearrangement based on a threshold value according to the traffic record,
Communication means for communicating with the plurality of base stations;
A radio network controller, comprising: base station resource control means for performing the relocation processing based on the threshold value between base stations having overlapping coverage areas.