JP3563722B2 - Wireless communication control device, wireless channel allocation method, program, and recording medium - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上りチャネルおよび下りチャネル間の周波数差に応じて通信速度が変化する移動局に対して、無線チャネルを割り当てるための無線通信制御装置および無線チャネル割り当て方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
TDMA(Time Division Multiple Access:時分割多重接続)方式によって通信を行う移動局の中には、データの送信および受信を同時に行うことが可能な高速通信モードと、データの送信および受信のタイミングをずらして通信する低速通信モードとの二つの通信モードを切り替える移動局が存在する。この種の移動局は、割り当てられた無線チャネルにおける上りチャネルと下りチャネルの周波数間隔に基づいて、通信モードを切り替える。
【0003】
データの送受信を同時に行うためには、移動局が上りチャネルを用いて送信した電波を移動局自体が誤って受信する、いわゆる回り込みを防ぐため、移動局内部に上りチャネルと下りチャネルとの周波数を弁別する装置を必要とする。ところが、あまりに厳密に周波数弁別を行おうとすると装置が大きくなり、その結果として移動局が大型化してしまう。そこで、移動局は、上りチャネルの周波数と下りチャネルの周波数とが所定の間隔以上離れている場合にデータの送受信を同時に行い、所定の間隔に満たない場合にはデータの送信と受信とのタイミングをずらす動作をとることで、機器の小型化を維持している。そのため、割り当てられた無線チャネルにおいて、上りチャネルと下りチャネルとの周波数間隔が広い場合、移動局は高速通信モードで通信を行うことができるが、周波数間隔が狭い場合には、移動局は低速通信モードで通信を行わざるを得ない。
【0004】
ところで、移動局に割り当てられる無線チャネルは、移動局が基地局に対してデータ通信の開始を要求した際に、制御局によって決定される。このとき、通信モード切り替え可能な移動局に対して、高速通信モードで通信可能な無線チャネルが割り当てられれば、移動局は効率よくデータ通信を行うことができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来においては、移動局への無線チャネルの割り当ては、各無線チャネルを時分割によって共有する移動局の数が平均化されるように制御されていた。そのため、例えば、移動局が高速通信モードを用いて通信できる無線チャネルが空いていたとしても、低速通信モードを用いて通信しなければならない無線チャネルを割り当てられることがあった。そうなると、移動局はその通信能力を十分発揮して通信することができなかった。
【0006】
本発明は、かかる実情に鑑み、移動局に対し、高速通信することが可能な無線チャネルを可能な限り割り当てることのできる、無線通信制御装置、無線チャネル割り当て方法、プログラムおよび記録媒体を提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明は、移動局の伝送能力とチャネル使用率とに基づいて無線チャネルのスループットを算出するスループット算出手段と、第1の無線チャネルと該第1の無線チャネルよりも移動局の伝送能力の低い第2の無線チャネルとについて、該第1の無線チャネルと該第2の無線チャネルのスループットが等しくなるときの該第1の無線チャネルのチャネル使用率を求める算出手段と、新たに無線チャネルの割り当てを要求する移動局に対して、前記算出手段で求められたチャネル使用率に達するまでは前記第1の無線チャネルを当該移動局に割り当て、前記第1の無線チャネルと前記第2の無線チャネルのスループットが等しくなった時点以降は、新たに無線チャネルの割り当てを要求する移動局が現れるたびに前記第1の無線チャネルと前記第2の無線チャネルのうちスループットの高い無線チャネルを当該移動局に割り当てる割当手段とを有することを特徴とする無線通信制御装置を提供する。
【0008】
かかる無線通信制御装置によって、移動局は最もスループットの高い無線チャネルを確立することができるようになり、そのデータ伝送能力を不必要に低下させることがなくなる。
【0009】
ここで、当該無線チャネルを使用中の移動局と、当該無線チャネルを割り当て可能な移動局の最大数とに基づいて前記チャネル使用率を求める手段を有することが好ましい。
【0010】
また、本発明は、移動局の伝送能力とチャネル使用率とに基づいて無線チャネルのスループットを算出する第1のステップと、第1の無線チャネルと該第1の無線チャネルよりも移動局の伝送能力の低い第2の無線チャネルとについて、該第1の無線チャネルと該第2の無線チャネルのスループットが等しくなるときの該第1の無線チャネルのチャネル使用率を求める第2のステップと、新たに無線チャネルの割り当てを要求する移動局に対して、前記第2のステップで求められたチャネル使用率に達するまでは前記第1の無線チャネルを当該移動局に割り当て、前記第1の無線チャネルと前記第2の無線チャネルのスループットが等しくなった時点以降は、新たに無線チャネルの割り当てを要求する移動局が現れるたびに前記第1の無線チャネルと前記第2の無線チャネルのうちスループットの高い無線チャネルを当該移動局に割り当てるステップとを有することを特徴とする無線チャネル割当方法を提供する。
【0011】
かかる無線チャネル割当方法によって、移動局は最もスループットの高い無線チャネルを確立することができるようになり、そのデータ伝送能力を不必要に低下させることがなくなる。
【0012】
ここで、当該無線チャネルを使用中の移動局と、当該無線チャネルを割り当て可能な移動局の最大数とに基づいて前記チャネル使用率を求めることが好ましい。
【0013】
また、本発明は、コンピュータに、移動局の伝送能力とチャネル使用率とに基づいて無線チャネルのスループットを算出するスループット算出機能と、第1の無線チャネルと該第1の無線チャネルよりも移動局の伝送能力の低い第2の無線チャネルとについて、該第1の無線チャネルと該第2の無線チャネルのスループットが等しくなるときの該第1の無線チャネルのチャネル使用率を求める算出機能と、新たに無線チャネルの割り当てを要求する移動局に対して、前記算出手段で求められたチャネル使用率に達するまでは前記第1の無線チャネルを当該移動局に割り当て、前記第1の無線チャネルと前記第2の無線チャネルのスループットが等しくなった時点以降は、新たに無線チャネルの割り当てを要求する移動局が現れるたびに前記第1の無線チャネルと前記第2の無線チャネルのうちスループットの高い無線チャネルを当該移動局に割り当てる割当機能とを実現させるためのプログラムを提供する。
【0014】
かかるプログラムによって、移動局は最もスループットの高い無線チャネルを確立することができるようになり、そのデータ伝送能力を不必要に低下させることがなくなる。
【0015】
ここで、当該無線チャネルを使用中の移動局と、当該無線チャネルを割り当て可能な移動局の最大数とに基づいて前記チャネル使用率を求めることが好ましい。
【0016】
さらに、本発明は、上記のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
【0017】
かかる記録媒体によって、上記のプログラムのバックアップや配布が容易になる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照しつつ説明する。
<1.実施形態の構成>
図1は、PDC(Personal Digital Celler)方式を採用する移動体通信システム1の全体構成を示す概念図である。
図1に示すように、移動体通信システム1は、移動局10と、基地局11と、制御局12と、を備えている。基地局11は、所定レベルの電波を出力しており、この電波の到達範囲に相当する無線ゾーン110を形成している。図1においては、移動局10が無線ゾーン110内に在圏している様子を例示している。なお、図示は省略するが、無線ゾーン110内部には、複数の移動局10が在圏しているものとする。
【0019】
無線ゾーン110に在圏する移動局10と基地局11とは、TDMA(Time Division Multiple Access)方式によって無線通信を行う。基地局11は複数の無線チャネルを利用可能であり、このうちの1つの無線チャネルを各移動局10に割り当てる。この無線チャネルは、双方向型の通信チャネルを意味しており、移動局10から基地局11へのデータ送信に用いられる上りチャネルと移動局10が基地局11からのデータを受信するために用いられる下りチャネルとの組となっている。
【0020】
移動局10は、割り当てられた無線チャネルにおいて、上りチャネルと下りチャネルとの周波数間隔が大きい場合、上りチャネルおよび下りチャネルのスロットを同じタイミングで使用し、データの送信と受信とを同時に行う高速通信モードで通信する。また、上りチャネルと下りチャネルとの周波数間隔が狭い場合には、移動局10は、データの送信と受信とを別々のタイミングで行う低速通信モードで通信する。
【0021】
図2は、高速通信モードでの移動局10の通信状態を示す概念図である。上述のように、高速通信モードでは移動局10はデータの送受信を同時に行うことができるため、上りチャネルおよび下りチャネルを同時に用いて通信することが可能である。図2においては1フレームが3スロットに分割されており、下りチャネルとしては3スロット全てを利用し、上りチャネルとしては3スロットのうちの1スロットを利用した通信を例示している。
【0022】
上記に対して、図3は、低速通信モードでの移動局10の通信状態を示す概念図である。上述のように、低速通信モードでは、移動局10はデータの送受信を同時に行うことができないため、高速通信モードに比較して、通信速度が低下する。図3では、上りチャネルおよび下りチャネルともに3スロットのうちの1スロットを利用した通信を例示している。このように、割り当てられる無線チャネルの周波数間隔の如何によって、移動局10の通信速度は大きく変化する。
【0023】
そして、移動局10に無線チャネルを割り当てる処理を行う装置が、基地局11に接続された制御局12である。制御局12は、各無線チャネルの周波数間隔を考慮してチャネルのスループットを算出し、その算出結果に基づいて、移動局10と基地局11との通信に用いられる無線チャネルを選択する。そして、制御局12は、選択された無線チャネルを移動局10に割り当てる。なお、図1においては、制御局12は基地局11とは別体の装置として示したが、基地局11内に設置されても良いし、図示せぬ交換局内に設置されていても良い。
【0024】
図4は、制御局12の電気的構成を示すブロック図である。図4に示すように、制御局12は、CPU120と、ROM121と、RAM122と、外部インターフェイス123と、監視制御部124とを備えている。
【0025】
CPU120は、ROM121に記憶される各種制御プログラムに従い、制御局12に備わる各部を制御する。ROM121には、制御局12内部の各種制御に用いられる制御プログラムの他、無線チャネルのスループット算出手順を記録したプログラムが記憶されている。RAM122は、CPU120の一時的な作業領域として用いられる。外部インターフェイス123は、制御局12と基地局11との間や、制御局12と図示せぬ交換局との間で授受される各種信号の変換を行うインターフェイスである。
【0026】
監視制御部124は、無線チャネルにおける上りチャネルと下りチャネルとの周波数間隔を識別可能であり、かつ、どの無線チャネルにどれだけの移動局10が割り当てられているかを把握している。また、監視制御部124は、移動局10が無線チャネル割り当てを要求していることを検知すると、CPU120に、無線チャネルのスループットを算出するよう指令する割込み信号を出力する。
【0027】
監視制御部124が出力する割込み信号をトリガとして、CPU120は、移動局10に割り当て可能な各無線チャネルのスループット算出動作を行う。そして、この算出結果に基づいて、CPU120は、最もスループットの高い無線チャネルを移動局10に割り当てる。
【0028】
ここで、無線チャネルAおよびBを例にとり、CPU120が、移動局10に割り当て可能な無線チャネルのスループットを算出する原理について説明する。説明の前提として、移動局10は無線チャネルAにおける上りチャネルと下りチャネルとの周波数間隔を識別可能であり、その結果、移動局10は無線チャネルAを確立すると高速通信可能であるとする。そして、無線チャネルAを確立することによる移動局10のデータ伝送能力をtaと表す。
同様に、移動局10は無線チャネルBにおける上りチャネルと下りチャネルとの周波数間隔を識別不能であり、その結果、移動局10は無線チャネルBを確立すると低速通信せざるを得ないものとする。そして、無線チャネルBを確立することによる移動局10のデータ伝送能力をtbと表す。
このとき、ta>tbという関係が成り立つ。
【0029】
まず、無線チャネルAは時分割多重されるため、複数の移動局10が無線チャネルAを同時に確立することが可能である。このとき、無線チャネルAを確立できる移動局10の最大数をNとし、ある時点xにおいて無線チャネルAを同時に確立している移動局10の数をaとする。すると、時点xにおける無線チャネルAのスループットTaは、次式(1)で表すことができる。
【数1】
【0030】
上記と同様に、無線チャネルBを同時に確立できる無線チャネルBの最大数をNとする。そして、時点xにおいて無線チャネルBを同時に確立している移動局10の数をbとする。すると、時点xにおける無線チャネルBのスループットTbは、次式(2)で表すことができる。
【数2】
【0031】
ここで、移動局10のデータ通信において、高速通信モードと低速通信モードとの切り替え点は、Ta=Tbという条件が成立する点である。時点xにおける無線チャネルAの使用率をρa(=a/N)とし、無線チャネルBの使用率をρb(=b/N)とすると、通信モードの切り替え点はta(1−ρa)=tb(1−ρb)と表すことができ、これを変形して次式(3)が導かれる。
【数3】
【0032】
式(3)より、無線チャネルAを介して通信を行う移動局10の数が(ta−tb)N/ta台に達するまで、制御局12は、移動局10に無線チャネルAを割り当てるようにすればよいことがわかる。この場合、移動局10は、必ず高速通信モードによって通信を行うことができる。
【0033】
一方、無線チャネルAを介して通信を行う移動局の数が(ta−tb)N/ta台を超えた場合には、制御局12は、その超過以降における無線チャネルAおよび無線チャネルBとの比がt b :t a となるように、移動局10に無線チャネルを割り当てるようにする。そうすることで、各無線チャネルのスループットにあわせて移動局10に無線チャネルを割り当てることができ、移動体通信システム1の通信効率を維持できる。また、低速通信モードで通信しなければならない無線チャネルを移動局10に割り当てることを最小限に抑えることができる。
【0034】
移動局10に、t b :t a の割合で無線チャネルを割り当てるということを別様に表現したのが、次式(4)である。
【数4】
(ただし、δ=(ta−tb)N/ta)
つまり、無線チャネルAを確立して通信中の移動局の数が(ta−tb)N/ta台を超えた場合には、この式(4)に示される関係を満たすように、移動局10に無線チャネルを割り当てればよい。
【0035】
制御局12のROM121に記憶されているスループット算出手順を記録したプログラムとは、上述の原理に従った演算を行うためのプログラムである。CPU120は、このプログラムに従った演算を行い、その結果に基づいて、移動局10に割り当てる無線チャネルを決定している。
【0036】
<2.実施形態の動作>
次に、本実施形態の制御局12が、移動局10に無線チャネルを割り当てる動作を具体的に説明する。
ここでは、無線チャネルAにおける上りチャネルと下りチャネルとの周波数間隔は、移動局10が弁別可能な程度、すなわち高速通信モードで通信可能な間隔であるとする。その結果、無線チャネルAを利用した場合の移動局10の伝送能力は28.8k/bpsとなっているとする。
また、無線チャネルBにおける上りチャネルと下りチャネルとの周波数間隔は、移動局10が弁別不可能な程度、すなわち低速通信モードで通信せざるを得ない間隔であるとする。その結果、無線チャネルBを利用した場合の移動局10の伝送能力は9.6k/bpsとなっているとする。
そして、無線チャネルAおよび無線チャネルBはともに、時分割多重によって同時に300台までの移動局10によって利用可能であるとする。
【0037】
図5は、移動局10と基地局11との間に無線チャネルを確立する際の、制御局12の動作を示すフローチャートである。
まず、移動局10からのデータ通信開始を要求する信号を検知すると(ステップS100)、制御局12の監視制御部124は、移動局10の認証処理を行う(ステップS101)。この認証が成立すると(ステップS101においてYes)、制御局12は処理をステップS102に移し、移動局10に割り当てるべき無線チャネルを決定する動作に入る。
【0038】
制御局12は、無線チャネルAを確立して通信中の移動局10の数aが、上記の変数δ以下である場合に(ステップS102においてYes)、無線チャネルAを、移動局10に割り当てる(ステップS103)。この結果、移動局10と基地局11との間に無線チャネルAが確立されると、移動局10は無線チャネルAの上りチャネルと下りチャネルとを同時に用いてデータ送受信を行い、高速に通信することができる。
【0039】
図6は、a<δで表される関係が満たされる状態を示す概念図である。無線チャネルAを同時に利用可能な移動局10の総数は300台であり、無線チャネルBについても同様であるため、δ=(ta−tb)N/ta≒200(台)となる。したがって、図6に示すように、無線チャネルAを同時に利用している移動局10の総数が200台未満である場合には、制御局12は、基地局11との間で無線チャネルAを確立する移動局10が200台に達するまで、新たにデータ通信を要求してくる移動局10に対して、無線チャネルAを割り当てる。
【0040】
やがて、基地局11との間で同時に無線チャネルAを確立する移動局10が200台に達してしまったとする。図7は、a=δとなった状態を示す概念図である。この状態からさらに移動局10に無線チャネルAを割り当てることも可能であるが、そうすると、無線チャネルBが空いているにも関わらず、無線チャネルAを利用する移動局10の数が多過ぎる状態になってしまい、移動体通信システム1全体の通信効率が低下する。そのため、移動局10に、無線チャネルAに加えて、無線チャネルBを割り当てるようにする。
【0041】
無線チャネルAが図7に示される状態に至ったことを検知した制御局12は(ステップS102においてNo)、処理をステップS104に移し、新たに無線チャネル割り当てを要求する移動局10に対して、無線チャネルBを割り当てるべきか否かを判別する(ステップS104)。ここで、無線チャネルBの伝送能力は、無線チャネルAの伝送能力の1/3である。そこで、制御局12は、移動局10との間に新たに無線チャネルを確立する場合、無線チャネルAと無線チャネルBとの比が1:3になるように基地局11を制御する。
【0042】
図8は、無線チャネルAを確立する移動局10の数aが、a>δとなった状態を示す概念図である。ここで、無線チャネルAを確立する移動局10の数aと、無線チャネルBを確立する移動局10の数bとの比を1:3とするために、制御局12は、基地局11との間で無線チャネルBを確立する移動局10の数bが3(a−δ)未満である間(ステップS104においてYes)、新たに無線チャネルの確立を要求する移動局10に対して、無線チャネルBを割り当てる(ステップS105)。
【0043】
そして、さらに無線チャネルを確立する移動局10の数が増えつづけ、無線チャネルBを確立する移動局10の数bが3(a−δ)以上になると、(ステップS104においてNo)、制御局12は、新たにデータ通信の開始を要求する移動局10に対して、無線チャネルAを割り当てる。このように制御することで、無線ゾーン110が輻輳してきた場合であってもデータ通信の効率を維持すると共に、移動局10に可能な限り高速通信可能な無線チャネルを割り当てることが可能となる。
【0044】
<3.実施形態の効果>
以上、説明したように、本実施形態の移動体通信システム1では、各無線チャネルによって通信を行っている移動局10の数を平均化するように無線チャネルを割り当てるのではなく、各無線チャネルの上りチャネルおよび下りチャネルの周波数間隔に基づくスループットを基準として移動局10に無線チャネルを割り当てる。そのため、移動局10は、高速通信モードによって通信することのできる可能性が高まる。そして、移動局10の通信効率の向上に従属して、移動体通信システム1の通信効率もまた向上する。
【0045】
<変形例>
なお、本発明の制御局および移動局への無線チャネル割り当て方法は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で種々の変更を加えることが可能である。
【0046】
(1)上述の実施形態では、無線チャネルを利用する移動局の数に基づいてスループットを算出し、その結果に基づいて、新たに無線チャネルの割り当てを要求する移動局を、どの無線チャネルに割り当てるかを決定する態様をとって説明を行った。しかし、無線チャネルのスループット算出は、移動局の数に基づくものでなくても構わない。例えば、無線チャネルのスループット算出は、無線チャネルの使用率に基づくものであっても構わない。以下に、無線チャネルCおよびDを例にとって本変形例の原理を説明する。
【0047】
まず、無線チャネルのトラヒックが、M/M/1モデルに適合するものであると仮定すると、この無線チャネルの正規化平均待ち時間は、次式(5)で表される。
【数5】
(ただし、ρ=無線チャネル使用率)
【0048】
すると、無線チャネル使用率ρの場合における正規化平均スループットThは、次式(6)で表される。
【数6】
【0049】
そして、無線チャネルの伝送能力をt c とすると、無線チャネルCのスループットTcは、次式(7)で表される。
【数7】
【0050】
上記と同様に、無線チャネルDの伝送能力をtdとすると、無線チャネルDのスループットTdは、次式(8)によって表される。ただし、tc>tdとする。
【数8】
【0051】
ここで、移動局10のデータ通信において、高速通信モードと低速通信モードとの切り替えが行われるのは、Tc=Tdという条件が成立する点である。したがって、上記の式(7)および式(8)から、通信モードの切り替え点はtc(1−ρc)=td(1−ρd)と表すことができ、これを変形して、次式(9)が導かれる。
【数9】
【0052】
式(9)より、無線チャネルCの使用率ρcが(tc−td)/tcに達するまでは、制御部12は、移動局10に無線チャネルCを割り当てるようにすればよいことがわかる。この場合、移動局10は、必ず高速通信モードによって通信を行うことができる。
【0053】
また、無線チャネルCの使用率ρcが、tc−tdで表される数値を超えている場合には、無線チャネルCの伝送能力tcと無線チャネルDの伝送能力tdとの比に基づき、tc:tdとなるように、移動局10に無線チャネルを割り当てるようにする。そうすることで、無線チャネルCの伝送能力および無線チャネルDの伝送能力にあわせて移動局10に無線チャネルを割り当てることができ、低速通信モードで通信しなければならない無線チャネルを移動局10に割り当てることを最小限に抑えることができる。
【0054】
移動局10に、tc:tdの割合で無線チャネルを割り当てるということは、次式(10)に示される関係を満たすように、移動局10に無線チャネルを割り当てるということである。
【数10】
(ただし、γ=(tc−td)/tc)
【0055】
上記の原理により移動局10への無線チャネル割り当てを制御することも可能である。したがって、制御局12のROM121に記憶されるプログラムとして、上述の原理に基づいて無線チャネルのスループットを算出する手順を記述したものを記憶し、このプログラムに記述された手順をCPU120に実行させてもよい。要は、制御局12が無線チャネルのスループットを算出し、その算出結果に基づいて、移動局10に無線チャネルを割り当てる態様であれば、どのような態様であっても構わない。
【0056】
(2)上述の実施形態においては、移動局としてPDC方式を採用するものを例にとって説明を行ったが、移動局は必ずしもPDC方式を採用するものである必要はない。例えば、GSM(Global System for Mobile communication)方式を採用するものであっても構わないし、PHS(Personal Handyphone System)であってもよい。要は、基地局との間で無線チャネルを確立する際、上りチャネルと下りチャネルに周波数差があり、その周波数差に応じて移動局の通信速度が変化するシステムであれば、どのようなものであっても本発明を適用することが可能である。
【0057】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の無線通信制御装置および無線チャネル割り当て方法では、移動局への無線チャネルの割り当てを各無線チャネルのスループットに基づいて行うため、移動局に可能な限り高速通信することのできる無線チャネルを割り当てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】移動体通信システム1の全体構成を示すブロック図である。
【図2】高速通信モードでの移動局10の通信状態を示す概念図である。
【図3】低速通信モードでの移動局10の通信状態を示す概念図である。
【図4】制御局12の電気的構成を示すブロック図である。
【図5】移動局10と基地局11との間に確立するチャネルの周波数を選択する動作を示すフローチャートである。
【図6】a<δで表される関係が満たされる状態を示す概念図である。
【図7】a=δとなった状態を示す概念図である。
【図8】a>δで表される関係が満たされる状態を示す概念図である。
【符号の説明】
10…移動局、11…基地局、12…制御局、120…CPU、124…監視制御部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a radio communication control device and a radio channel allocation method for allocating a radio channel to a mobile station whose communication speed changes according to a frequency difference between an uplink channel and a downlink channel.
[0002]
[Prior art]
Among mobile stations performing communication by the TDMA (Time Division Multiple Access) method, a high-speed communication mode capable of simultaneously transmitting and receiving data and a timing of transmitting and receiving data are shifted. There is a mobile station that switches between two communication modes, that is, a low-speed communication mode in which communication is performed with a mobile station. This type of mobile station switches the communication mode based on the frequency interval between the uplink channel and the downlink channel in the allocated radio channel.
[0003]
In order to simultaneously transmit and receive data, the mobile station itself erroneously receives radio waves transmitted by the mobile station using the uplink channel. Requires a device to discriminate. However, if frequency discrimination is performed too strictly, the size of the apparatus increases, and as a result, the size of the mobile station increases. Therefore, the mobile station performs data transmission and reception simultaneously when the frequency of the uplink channel and the frequency of the downlink channel are separated by a predetermined interval or more, and when the frequency is less than the predetermined interval, the timing of transmission and reception of data. The size of the device is maintained by taking the action of shifting the position. Therefore, in the allocated radio channel, if the frequency interval between the uplink channel and the downlink channel is wide, the mobile station can perform communication in the high-speed communication mode. I have to communicate in mode.
[0004]
Meanwhile, the radio channel allocated to the mobile station is determined by the control station when the mobile station requests the base station to start data communication. At this time, if a wireless channel capable of communicating in the high-speed communication mode is allocated to the mobile station capable of switching the communication mode, the mobile station can perform data communication efficiently.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the related art, the assignment of wireless channels to mobile stations has been controlled so that the number of mobile stations sharing each wireless channel by time division is averaged. For this reason, for example, even if a wireless channel that allows the mobile station to communicate using the high-speed communication mode is available, a wireless channel that must communicate using the low-speed communication mode may be assigned. In such a case, the mobile station could not perform its communication sufficiently.
[0006]
In view of such circumstances, the present invention provides a wireless communication control device, a wireless channel assignment method, a program, and a recording medium that can assign a wireless channel capable of high-speed communication to a mobile station as much as possible.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides a throughput calculation unit that calculates a throughput of a wireless channel based on a transmission capability and a channel usage rate of a mobile station, a first wireless channel, and a first wireless channel. Calculating means for calculating the channel usage rate of the first wireless channel when the throughput of the first wireless channel is equal to the throughput of the second wireless channel for the second wireless channel having a low transmission capability of the mobile station. Assigning the first radio channel to the mobile station until the channel usage rate calculated by the calculation means is reached for the mobile station that newly requests the allocation of the radio channel; After the time when the throughput of the second radio channel becomes equal to that of the second radio channel, each time a new mobile station requesting radio channel allocation appears, The high radio channel throughput of the first radio channel and the second radio channel to provide a radio communication control apparatus characterized by having an allocating means for allocating to the mobile station.
[0008]
With such a wireless communication control device, the mobile station can establish a wireless channel with the highest throughput, and does not unnecessarily reduce its data transmission capability.
[0009]
Here, it is preferable to have a means for calculating the channel usage rate based on the mobile stations using the radio channel and the maximum number of mobile stations to which the radio channel can be allocated.
[0010]
Further, the present invention provides a first step of calculating a throughput of a wireless channel based on a transmission capability and a channel usage rate of a mobile station, and the first wireless channel and the transmission of the mobile station more than the first wireless channel. A second step of obtaining a channel usage rate of the first wireless channel when the throughput of the first wireless channel is equal to the throughput of the second wireless channel with respect to the second wireless channel having low capability; Assigning the first wireless channel to the mobile station until the channel usage rate determined in the second step is reached, and assigning the first wireless channel to the mobile station. After the point in time when the throughput of the second radio channel becomes equal, each time a mobile station requesting a new radio channel assignment appears, the first radio channel is assigned. Providing a radio channel assignment method characterized by a step of allocating a higher radio channel throughput in the mobile station of channel and the second radio channel.
[0011]
With this radio channel assignment method, the mobile station can establish a radio channel with the highest throughput, and does not unnecessarily reduce its data transmission capability.
[0012]
Here, it is preferable that the channel usage rate is determined based on the mobile station currently using the radio channel and the maximum number of mobile stations to which the radio channel can be allocated.
[0013]
The present invention also provides a computer with a throughput calculation function for calculating a throughput of a wireless channel based on a transmission capability and a channel usage rate of a mobile station, a first wireless channel, and a mobile station that is more than the first wireless channel. A second wireless channel having a low transmission capacity, a calculation function for calculating a channel usage rate of the first wireless channel when the throughputs of the first wireless channel and the second wireless channel are equal, Assigning the first wireless channel to the mobile station until the channel usage rate calculated by the calculation unit is reached, and requesting the mobile station to request the assignment of the wireless channel to the mobile station. After the point in time when the throughputs of the wireless channels 2 become equal, each time a mobile station requesting a new wireless channel allocation appears, Providing a program for implementing the allocation function to allocate a higher radio channel throughput in the mobile station of the radio channel and the second radio channel.
[0014]
Such a program allows the mobile station to establish a wireless channel with the highest throughput and does not unnecessarily reduce its data transmission capability.
[0015]
Here, it is preferable that the channel usage rate is determined based on the mobile station currently using the radio channel and the maximum number of mobile stations to which the radio channel can be allocated.
[0016]
Further, the present invention provides a computer-readable recording medium recording the above-mentioned program..
[0017]
Such a recording medium facilitates backup and distribution of the program.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
<1. Configuration of Embodiment>
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an overall configuration of a
As shown in FIG. 1, the
[0019]
The
[0020]
When the frequency interval between the uplink channel and the downlink channel is large in the allocated radio channel, the
[0021]
FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a communication state of the
[0022]
On the other hand, FIG. 3 is a conceptual diagram showing a communication state of the
[0023]
The device that performs the process of allocating the radio channel to the
[0024]
FIG. 4 is a block diagram showing an electrical configuration of the
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
Here, taking the wireless channels A and B as an example, the principle in which the
Similarly, it is assumed that the
At this time, ta> TbThe relationship holds.
[0029]
First, since the wireless channel A is time-division multiplexed, a plurality of
(Equation 1)
[0030]
In the same manner as described above, the maximum number of the wireless channels B that can simultaneously establish the wireless channels B is N. Then, the number of
(Equation 2)
[0031]
Here, in the data communication of the
(Equation 3)
[0032]
From equation (3), the number of
[0033]
On the other hand, the number of mobile stations communicating via the wireless channel A is (ta-Tb) N / taIf the number exceeds the number, the
[0034]
In the
(Equation 4)
(However, δ = (ta-Tb) N / ta)
That is, the number of mobile stations communicating with establishing the wireless channel A is (ta-Tb) N / taWhen the number of mobile stations exceeds the number of mobile stations, a radio channel may be allocated to the
[0035]
The program that records the throughput calculation procedure stored in the
[0036]
<2. Operation of Embodiment>
Next, an operation in which the
Here, it is assumed that the frequency interval between the uplink channel and the downlink channel in the wireless channel A is such that the
It is also assumed that the frequency interval between the uplink channel and the downlink channel in the wireless channel B is such that the
Then, it is assumed that both radio channel A and radio channel B can be simultaneously used by up to 300
[0037]
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the
First, upon detecting a signal requesting the start of data communication from the mobile station 10 (step S100), the
[0038]
The
[0039]
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a state where the relationship represented by a <δ is satisfied. Since the total number of
[0040]
Eventually, it is assumed that the number of
[0041]
The
[0042]
FIG. 8 is a conceptual diagram showing a state where the number a of the
[0043]
Then, when the number of
[0044]
<3. Effects of Embodiment>
As described above, in the
[0045]
<Modification>
The method of allocating radio channels to control stations and mobile stations according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made within the technical idea of the present invention. .
[0046]
(1) In the above embodiment, the throughput is calculated based on the number of mobile stations using the wireless channel, and based on the calculation result, the mobile station that newly requests the allocation of the wireless channel is assigned to which wireless channel. The description has been made in the mode of determining whether or not. However, the calculation of the throughput of the wireless channel need not be based on the number of mobile stations. For example, the calculation of the throughput of the wireless channel may be based on the usage rate of the wireless channel. Hereinafter, the principle of the present modification will be described using the radio channels C and D as an example.
[0047]
First, assuming that the traffic of the wireless channel conforms to the M / M / 1 model, the normalized average waiting time of the wireless channel is represented by the following equation (5).
(Equation 5)
(However, ρ = wireless channel usage rate)
[0048]
Then, the normalized average throughput T in the case of the radio channel usage rate ρhIs represented by the following equation (6).
(Equation 6)
[0049]
And the transmission capacity of the wireless channelt c Then, the throughput T of the wireless channel CcIs represented by the following equation (7).
(Equation 7)
[0050]
As described above, the transmission capacity of the radio channel D is tdThen, the throughput T of the wireless channel DdIs represented by the following equation (8). Where tc> TdAnd
(Equation 8)
[0051]
Here, in the data communication of the
(Equation 9)
[0052]
From equation (9), the usage rate ρ of the wireless channel CcIs (tc-Td) / TcIt can be understood that the
[0053]
Also, the usage rate ρ of the radio channel CcIs tc-TdIn the case where the value exceeds the value represented bycAnd transmission capacity t of radio channel DdAnd tc: TdA wireless channel is assigned to the
[0054]
In the
(Equation 10)
(However, γ = (tc-Td) / Tc)
[0055]
It is also possible to control the wireless channel assignment to the
[0056]
(2) In the above-described embodiment, the mobile station adopting the PDC scheme has been described as an example. However, the mobile station does not necessarily need to adopt the PDC scheme. For example, a GSM (Global System for Mobile communication) system may be adopted, or a PHS (Personal Handyphone System) may be used. In short, when establishing a radio channel with a base station, there is a frequency difference between the uplink channel and the downlink channel, and any system that changes the communication speed of the mobile station according to the frequency difference is used. However, it is possible to apply the present invention.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, in the wireless communication control device and the wireless channel assignment method of the present invention, the assignment of the wireless channel to the mobile station is performed based on the throughput of each wireless channel. Available wireless channels.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a communication state of a
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a communication state of a
FIG. 4 is a block diagram showing an electrical configuration of the
FIG. 5 is a flowchart showing an operation of selecting a frequency of a channel established between the
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a state where a relationship represented by a <δ is satisfied.
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a state where a = δ.
FIG. 8 is a conceptual diagram showing a state where a relationship represented by a> δ is satisfied.
[Explanation of symbols]
10 mobile station, 11 base station, 12 control station, 120 CPU, 124 monitoring control unit.
Claims (5)
第1の無線チャネルと該第1の無線チャネルよりも移動局の伝送能力の低い第2の無線チャネルとについて、該第1の無線チャネルと該第2の無線チャネルのスループットが等しくなるときの該第1の無線チャネルのチャネル使用率を求める算出手段と、
新たに無線チャネルの割り当てを要求する移動局に対して、前記算出手段で求められたチャネル使用率に達するまでは前記第1の無線チャネルを当該移動局に割り当て、前記第1の無線チャネルと前記第2の無線チャネルのスループットが等しくなった時点以降は、新たに無線チャネルの割り当てを要求する移動局が現れるたびに前記第1の無線チャネルと前記第2の無線チャネルのうちスループットの高い無線チャネルを当該移動局に割り当てる割当手段と
を有することを特徴とする無線通信制御装置。。 Throughput calculation means for calculating the throughput of the wireless channel based on the transmission capacity of the mobile station and the channel usage rate,
When the throughputs of the first wireless channel and the second wireless channel having a lower transmission capacity of the mobile station than the first wireless channel are equal to each other when the throughputs of the first wireless channel and the second wireless channel are equal to each other. Calculating means for calculating a channel usage rate of the first wireless channel;
For a mobile station newly requesting the allocation of a radio channel, the first radio channel is allocated to the mobile station until the channel usage rate calculated by the calculation means is reached, and the first radio channel and the After the point in time when the throughput of the second radio channel becomes equal, each time a mobile station requesting a new radio channel allocation appears, the radio channel having the higher throughput among the first radio channel and the second radio channel And a allocating means for allocating to the mobile station . .
第1の無線チャネルと該第1の無線チャネルよりも移動局の伝送能力の低い第2の無線チャネルとについて、該第1の無線チャネルと該第2の無線チャネルのスループットが等しくなるときの該第1の無線チャネルのチャネル使用率を求める第2のステップと、
新たに無線チャネルの割り当てを要求する移動局に対して、前記第2のステップで求められたチャネル使用率に達するまでは前記第1の無線チャネルを当該移動局に割り当て、前記第1の無線チャネルと前記第2の無線チャネルのスループットが等しくなった時点以降は、新たに無線チャネルの割り当てを要求する移動局が現れるたびに前記第1の無線チャネルと前記第2の無線チャネルのうちスループットの高い無線チャネルを当該移動局に割り当てるステップと
を有することを特徴とする無線チャネル割当方法。 A first step of calculating a wireless channel throughput based on the transmission capacity of the mobile station and the channel usage rate;
When the throughputs of the first wireless channel and the second wireless channel having a lower transmission capacity of the mobile station than the first wireless channel are equal to each other when the throughputs of the first wireless channel and the second wireless channel are equal to each other. A second step of determining a channel usage rate of the first wireless channel;
Assigning the first wireless channel to the mobile station until the channel usage rate determined in the second step is reached for the mobile station newly requesting the assignment of the wireless channel; After the point in time when the throughput of the second wireless channel becomes equal to that of the second wireless channel, the higher the throughput of the first wireless channel and the throughput of the second wireless channel each time a new mobile station that requests allocation of a wireless channel appears. Allocating a radio channel to the mobile station .
移動局の伝送能力とチャネル使用率とに基づいて無線チャネルのスループットを算出するスループット算出機能と、
第1の無線チャネルと該第1の無線チャネルよりも移動局の伝送能力の低い第2の無線チャネルとについて、該第1の無線チャネルと該第2の無線チャネルのスループットが等しくなるときの該第1の無線チャネルのチャネル使用率を求める算出機能と、
新たに無線チャネルの割り当てを要求する移動局に対して、前記算出手段で求められたチャネル使用率に達するまでは前記第1の無線チャネルを当該移動局に割り当て、前記第1の無線チャネルと前記第2の無線チャネルのスループットが等しくなった時点以降は、新たに無線チャネルの割り当てを要求する移動局が現れるたびに前記第1の無線チャネルと前記第2の無線チャネルのうちスループットの高い無線チャネルを当該移動局に割り当てる割当機能と
を実現させるためのプログラム。On the computer,
A throughput calculation function for calculating the throughput of the wireless channel based on the transmission capacity of the mobile station and the channel usage rate,
When the throughputs of the first wireless channel and the second wireless channel having a lower transmission capacity of the mobile station than the first wireless channel are equal to each other when the throughputs of the first wireless channel and the second wireless channel are equal to each other. A calculation function for calculating a channel usage rate of the first wireless channel;
For a mobile station newly requesting the allocation of a radio channel, the first radio channel is allocated to the mobile station until the channel usage rate calculated by the calculation means is reached, and the first radio channel and the After the point in time when the throughput of the second radio channel becomes equal, each time a mobile station requesting a new radio channel allocation appears, the radio channel having the higher throughput among the first radio channel and the second radio channel And a program for realizing an assignment function of allocating to the mobile station .
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