(57)【要約】【課題】無線基地局装置において、特に呼処理制御における負荷が集中しやすいベースバンド信号処理部への負荷性能として、瞬間的に高負荷状態が発生した場合においても、装置としての安定性能を確保する。【解決手段】基地局制御部１５が、制御配下の各ベースバンド信号処理部１３１〜１３ｎの負荷状態を常時監視し、定常時は勿論のこと瞬時的に発生した負荷に対しても特定の機能部に処理が集中しないように分散して無線リソースを設定する。これにより、特に呼処理制御における負荷が集中しやすいベースバンド信号処理部１３１〜１３ｎへの負荷性能として、瞬間的に高負荷状態が発生した場合においても装置としての安定性能を確保することが可能となる。【選択図】　図１
2004120070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャネルコーデック、送受信ベースバンド処理を行う複数のベースバンド信号処理手段と、呼制御信号の送受信、無線回線、有線回線の制御及びそれらのリソース管理を行う基地局制御手段とを具備する無線基地局装置であって、
前記基地局制御手段は、前記複数のベースバンド信号処理手段それぞれの負荷状態を常時監視し、特定のベースバンド信号処理手段に負荷が集中する場合には負荷が集中しなくなるまで当該ベースバンド信号処理手段への無線リソースの割り当てを制限することを特徴とする無線基地局装置。
【請求項２】
前記複数のベースバンド信号処理手段の各々は、定期的な負荷状態として一定時間毎のＣＰＵ使用率を測定し、前記基地局制御手段は、周期的に前記複数のベースバンド信号処理手段のそれぞれにおいて測定されたＣＰＵ使用率を収集して各ベースバンド信号処理手段の負荷状態を定量的に認識し、負荷状態が所定の閾値以上になっているベースバンド信号処理手段があれば、当該ベースバンド信号処理手段の負荷状態が前記閾値以下になるまで無線リソースの割り当てを制限することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
【請求項３】
前記複数のベースバンド信号処理手段は、如何なる高負荷状態でもＣＰＵ使用率測定結果を前記基地局制御手段に送信できるように装置内制御信号における別のタイムスロットを使用して前記ＣＰＵ使用率測定結果を送信することを特徴とする請求項２に記載の無線基地局装置。
【請求項４】
前記基地局制御手段は、前記複数のベースバンド信号処理手段それぞれのＣＰＵ使用率測定結果を監視することで、前記複数のベースバンド信号処理手段の全てが無線リソース設定対象から外れた場合は、発呼イベントにより全てのベースバンド信号処理手段を対象として無線リソース割当処理を行い、全てのベースバンド信号処理手段が高負荷状態で無応答状態となった場合でも装置内制御信号を再送することによって高負荷状態からの回復を待つことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の無線基地局装置。
【請求項５】
前記複数のベースバンド信号処理手段それぞれのＣＰＵ使用率を元にした負荷状態を判定するための前記閾値の設定及び変更を行う保守手段を具備することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の無線基地局装置。
【請求項６】
前記保守手段は、前記複数のベースバンド信号処理手段のそれぞれに対して発生する処理負荷の統計情報として、ＣＰＵ使用率測定結果を時系列で定期的にログ保存し、必要に応じてログ保存している履歴を前記基地局制御手段に与えることを特徴とする請求項５に記載の無線基地局装置。
【請求項７】
前記複数のベースバンド信号処理手段の各々は、装置内制御信号を受信するための受信バッファを複数具備すると共に、呼処理制御によって瞬間的にかかる負荷を軽減するために前記受信バッファの使用数に所定の閾値を規定し、この値を超えた場合には前記基地局制御手段に通知し、前記基地局制御手段は、前記複数のベースバンド信号処理手段のうち前記閾値を超えて前記受信バッファを使用しているものがあれば、前記受信バッファの使用数が前記閾値以下になるまで当該ベースバンド信号処理手段に無線リソースの割り当てを制限することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局装置。
【請求項８】
前記基地局制御手段は、前記複数のベースバンド信号処理手段それぞれの受信バッファ使用数を監視することで、前記複数のベースバンド信号処理手段の全てが無線リソース設定対象から外れた場合は、発呼イベントにより全てのベースバンド信号処理手段を対象として無線リソース割当処理を行い、全てのベースバンド信号処理手段が受信バッファフルで無応答状態となった場合でも装置内制御信号を再送することによって高負荷状態からの回復を待つことを特徴とする請求項７に記載の無線基地局装置。
【請求項９】
前記複数のベースバンド信号処理手段の各々は、装置内制御信号の往復の伝送遅延を考慮して前記受信バッファの使用数を判定する閾値を低く設定することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の無線基地局装置。
【請求項１０】
前記基地局制御手段と前記複数のベースバンド信号処理手段それぞれとの間でやりとりされる装置内制御信号の信号フォーマットにはそのヘッダ部に瞬時負荷状態設定領域が設けられており、前記複数のベースバンド信号処理手段の各々は、前記基地局制御手段へ送信する全ての場合にその時点で消費する受信バッファの使用数を前記瞬時負荷状態設定領域に設定し、前記基地局制御手段は、リアルタイムに前記複数のベースバンド信号処理手段それぞれの瞬時負荷状態を把握することを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の無線基地局装置。
【請求項１１】
前記複数のベースバンド信号処理手段それぞれのバッファ使用数を元にした負荷状態を判定するための前記閾値の設定及び変更を行う保守手段を具備することを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載の無線基地局装置。
【請求項１２】
前記保守手段は、前記複数のベースバンド信号処理手段それぞれに対して発生する処理負荷の統計情報として、各受信バッファの使用数を時系列で定期的にログ保存し、必要に応じてログ保存している履歴を前記基地局制御手段に与えることを特徴とする請求項１１に記載の無線基地局装置。
【請求項１３】
チャネルコーデック、送受信ベースバンド処理を行う複数のベースバンド信号処理手段それぞれにおける定常的な負荷状態としてのＣＰＵ使用率又は瞬時的な負荷状態としてのバッファの使用数を監視することで、特定のベースバンド信号処理手段に負荷が集中しないよう分散して無線リソースを設定することを特徴とする負荷分散制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線信号を伝送する無線基地局装置のベースバンド信号処理部への呼制御処理負荷の集中を分散制御する無線基地局装置及び負荷分散制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、無線基地局装置における呼処理制御処理の高負荷状態への対応としては、基地局制御装置における発呼規制が行われている。また、各機能部の負荷分散としては、定常的に設定した無線リソース数をもとに制御されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、今後一層、装置の高密度化が進む中で、瞬間呼等高負荷時の性能向上が望まれる。高負荷状態で基地局制御部で発呼規制処理を行うことを前提とした場合でも、ある特定のベースバンド信号処理部に高負荷がかかった場合も同様に問題となるため、瞬間的に発生した高負荷を含めて性能を確保することが必要である。
【０００４】
本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、無線基地局装置において、特に呼処理制御における負荷が集中しやすいベースバンド信号処理部への負荷性能として、瞬間的に高負荷状態が発生した場合においても、装置としての安定性能を確保することができる無線基地局装置及び負荷分散制御方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の無線基地局装置は、チャネルコーデック、送受信ベースバンド処理を行う複数のベースバンド信号処理手段と、呼制御信号の送受信、無線回線、有線回線の制御及びそれらのリソース管理を行う基地局制御手段とを具備する無線基地局装置であって、前記基地局制御手段は、前記複数のベースバンド信号処理手段それぞれの負荷状態を常時監視し、特定のベースバンド信号処理手段に負荷が集中する場合には負荷が集中しなくなるまで当該ベースバンド信号処理手段に無線リソースの割り当てを制限することを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、特定のベースバンド信号処理手段に負荷が集中する場合にはそのベースバンド信号処理手段に無線リソースの割り当てを行わないので、発着信、各種ハンドオーバー等で呼処理負荷が集中しても呼損率を低く保つことができる。
【０００７】
請求項２に係る発明の無線基地局装置は、請求項１に係る発明の無線基地局装置において、前記複数のベースバンド信号処理手段の各々は、定期的な負荷状態として一定時間毎のＣＰＵ使用率を測定し、前記基地局制御手段は、周期的に前記複数のベースバンド信号処理手段それぞれにおいて測定されたＣＰＵ使用率を収集して各ベースバンド信号処理手段の負荷状態を定量的に認識し、負荷状態が所定の閾値以上になっているベースバンド信号処理手段があれば、当該ベースバンド信号処理手段の負荷状態が前記閾値以下になるまで無線リソースの割り当てを制限することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、負荷状態監視のうち、定常的な負荷を常に監視することができるので、無線リソース割り付けの際により負荷の低い機能部に割り当てることで定常的にかかるベースバンド信号処理手段への呼処理制御負荷を軽減でき、装置として均一なリソース配分が可能となる。
【０００９】
請求項３に係る発明の無線基地局装置は、請求項２に係る発明の無線基地局装置において、前記複数のベースバンド信号処理手段は、高負荷状態でもＣＰＵ使用率測定結果を前記基地局制御手段に送信できるように装置内制御信号における別のタイムスロットを使用して前記ＣＰＵ使用率測定結果を送信することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、ＣＰＵ使用率測定結果を装置内制御信号における別のタイムスロットを使用して基地局制御手段に送信できるので、瞬時的な高負荷状態が発生しても基地局制御手段は定常負荷状態の収集を確実に行うことができる。
【００１１】
請求項４に係る発明の無線基地局装置は、請求項２又は請求項３に係る発明の無線基地局装置において、前記基地局制御手段は、前記複数のベースバンド信号処理手段それぞれのＣＰＵ使用率測定結果を監視することで、前記複数のベースバンド信号処理手段の全てが無線リソース設定対象から外れた場合は、発呼イベントにより全てのベースバンド信号処理手段を対象として無線リソース割当処理を行い、全てのベースバンド信号処理手段が高負荷状態で無応答状態となった場合でも装置内制御信号を再送することによって高負荷状態からの回復を待つことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、ＣＰＵ使用率測定結果の監視により、全てのベースバンド信号処理手段が高負荷状態である場合、装置内制御信号を再送するので、１つでもベースバンド信号処理手段が高負荷状態から回復すれば、継続して正常運用が可能となる。
【００１３】
請求項５に係る発明の無線基地局装置は、請求項２から請求項４のいずれか一項に係る発明の無線基地局装置において、前記複数のベースバンド信号処理手段それぞれのＣＰＵ使用率を元にした負荷状態を判定するための前記閾値の設定及び変更を行う保守手段を具備することを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、複数のベースバンド信号処理手段それぞれにおける負荷状態の判定に用いる閾値の設定及び変更ができるので、負荷状態の判定を正確に行うことができる。
【００１５】
請求項６に係る発明の無線基地局装置は、請求項５に係る発明の無線基地局装置において、前記保守手段は、前記複数のベースバンド信号処理手段それぞれに対して発生する処理負荷の統計情報として、ＣＰＵ使用率測定結果を時系列で定期的にログ保存し、必要に応じてログ保存している履歴を前記基地局制御手段に与えることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、基地局制御手段に接続された保守手段にて各ベースバンド信号処理手段のＣＰＵ使用率を時系列で定期的にログ保存、収集できるので、システム評価、現地局における負荷の発生状況を統計的に解析、チューニングすることが可能となる。
【００１７】
請求項７に係る発明の無線基地局装置は、請求項１に係る発明の無線基地局装置において、前記複数のベースバンド信号処理手段の各々は、装置内制御信号を受信するための受信バッファを複数具備すると共に、呼処理制御によって瞬間的にかかる負荷を軽減するために前記受信バッファの使用数に所定の閾値を規定し、この値を超えた場合には前記基地局制御手段に通知し、前記基地局制御手段は、前記複数のベースバンド信号処理手段のうち前記閾値を超えて前記受信バッファを使用しているものがあれば、前記受信バッファの使用数が前記閾値以下になるまで当該ベースバンド信号処理手段に無線リソースの割り当てを制限することを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、負荷状態監視のうち、瞬時的な負荷を常に監視することができ、無線リソース割り付けの際により負荷の低い機能部に割り当てることで定常的にかかるベースバンド信号処理手段への呼処理制御負荷を軽減でき、装置として均一なリソース配分が可能となる。
【００１９】
請求項８に係る発明の無線基地局装置は、請求項７に係る発明の無線基地局装置において、前記基地局制御手段は、前記複数のベースバンド信号処理手段それぞれの受信バッファ使用数を監視することで、前記複数のベースバンド信号処理手段の全てが無線リソース設定対象から外れた場合は、発呼イベントにより全てのベースバンド信号処理手段を対象として無線リソース割当処理を行い、全てのベースバンド信号処理手段が受信バッファフルで無応答状態となった場合でも装置内制御信号を再送することによって高負荷状態からの回復を待つことを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、受信バッファ使用数の監視により、全てのベースバンド信号処理手段が高負荷状態である場合、装置内制御信号を再送するので、１つでもベースバンド信号処理手段が高負荷状態から回復すれば、継続して正常運用が可能となる。
【００２１】
請求項９に係る発明の無線基地局装置は、請求項７又は請求項８に係る発明の無線基地局装置において、前記複数のベースバンド信号処理手段の各々は、装置内制御信号の往復の伝送遅延を考慮して前記受信バッファの使用数を判定する閾値を低く設定することを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、ベースバンド信号処理手段に瞬時的に負荷が発生しても早期にそれを検出して無線リソースを一時的に割り当てから外すことができるので、ある特定のベースバンド信号処理手段に負荷が集中するのを回避することが可能となる。
【００２３】
請求項１０に係る発明の無線基地局装置は、請求項７又は請求項９に係る発明の無線基地局装置において、前記基地局制御手段と前記複数のベースバンド信号処理手段それぞれとの間でやりとりされる装置内制御信号の信号フォーマットにはそのヘッダ部に瞬時負荷状態設定領域が設けられており、前記複数のベースバンド信号処理手段各々は、前記基地局制御手段へ送信する全ての場合にその時点で消費する受信バッファの使用数を前記瞬時負荷状態設定領域に設定し、前記基地局制御手段は、リアルタイムに前記複数のベースバンド信号処理手段それぞれの瞬時負荷状態を把握することを特徴とする。
【００２４】
この構成によれば、基地局制御手段では、発呼制御等のイベントにより、リアルタイムでベースバンド信号処理手段の受信バッファの使用状態が分かるので、瞬時的に高くなった負荷についても即座に検出し、別のベースバンド信号処理手段に無線リソースを振り替えることが可能となる。
【００２５】
請求項１１に係る発明の無線基地局装置は、請求項７又は請求項１０に係る発明の無線基地局装置において、前記複数のベースバンド信号処理手段それぞれのバッファ使用数を元にした負荷状態を判定するための前記閾値の設定及び変更を行う保守手段を具備することを特徴とする。
【００２６】
この構成によれば、複数のベースバンド信号処理手段それぞれにおける負荷状態の判定に用いる閾値の設定及び変更ができるので、負荷状態の判定を正確に行うことができる。
【００２７】
請求項１２に係る発明の無線基地局装置は、請求項１１に係る発明の無線基地局装置において、前記保守手段は、前記複数のベースバンド信号処理手段それぞれに対して発生する処理負荷の統計情報として、各受信バッファの使用数を時系列で定期的にログ保存し、必要に応じてログ保存している履歴を前記基地局制御手段に与えることを特徴とする。
【００２８】
この構成によれば、基地局制御手段に接続された保守手段にて各ベースバンド信号処理手段の受信バッファ使用数を時系列で定期的にログ保存、収集できるので、システム評価、現地局における負荷の発生状況を統計的に解析、チューニングすることが可能となる。
【００２９】
請求項１３に係る発明の負荷分散制御方法は、チャネルコーデック、送受信ベースバンド処理を行う複数のベースバンド信号処理手段それぞれにおける定常的な負荷状態としてのＣＰＵ使用率又は瞬時的な負荷状態としてのバッファの使用数を監視することで、特定のベースバンド信号処理手段に負荷が集中しないよう分散して無線リソースを設定することを特徴とする。
【００３０】
この方法によれば、特定のベースバンド信号処理手段に負荷が集中する場合には、そのベースバンド信号処理手段には無線リソースの割り当てを行わないので、発着信、各種ハンドオーバー等で呼処理負荷が集中しても呼損率を低く保つことができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る無線基地局装置の構成を示すブロック図である。この図において、無線基地局装置１０は、無線信号の電力増幅を行う送受信増幅部１１、無線信号の送信、受信及び送信周波数毎に無線信号とベースバンド信号の変換を行う無線送受信制御部１２、チャネルコーデック及び送受信ベースバンド処理を行う複数のベースバンド信号処理部１３１〜１３ｎ及び上位無線ネットワーク装置への有線伝送路を終端する有線伝送路インタフェース部１４と、呼制御信号の送受信、無線回線、有線回線の設定解放等の制御及びそれらのリソース管理を行う基地局制御部１５と、基地局制御部１５に接続する保守装置１６とを具備している。
【００３２】
図中、制御系バスＭＡは、基地局制御部１５が各配下の無線処理機能部である無線送受信制御部１２、ベースバンド信号処理部１３１〜１３ｎ、有線伝送路インタフェース部１４に対して無線リソース、有線リソース設定等の制御を行うために使用する。一方、通信系バスＭＢは、リソース制御の結果接続され、無線信号、ベースバンド信号、有線信号を伝送する。
【００３３】
次に、上記構成を有する無線基地局装置１０における負荷分散制御方法について図を用いて説明する。
【００３４】
図２は、無線基地局装置１０の起動後、基地局制御部１５がベースバンド信号処理部１３１〜１３ｎの負荷状態を定期的に収集する処理と、発呼イベント等によって瞬時的な負荷状態をベースバンド信号処理部１３１〜１３ｎから通知する処理を示す図である。
【００３５】
無線基地局装置１０の起動により、基地局制御部１５およびベースバンド信号処理部１３１〜１３ｎが起動すると、まず、基地局制御部１５からベースバンド信号処理部１３１〜１３ｎの定常的な負荷状態の収集を開始する。負荷状態収集処理を開始すると（Ｓ１）、基地局制御部１５から装置内制御信号により、負荷状態収集要求が各ベースバンド信号処理部１３１〜１３ｎへ送信される。ベースバンド信号処理部１３１〜１３ｎは、負荷状態収集要求を受信すると（Ｓ２）、負荷状態測定を開始し、その時点のＣＰＵ使用率を計算し、負荷状態収集確認メッセージに設定して送信する（Ｓ３）。
【００３６】
基地局制御部１５は負荷状態収集確認メッセージから測定結果を取り出し、各ベースバンド信号処理部１３１〜１３ｎ用の測定結果情報テーブルに保存する（Ｓ４）。同様の処理を一定周期で行うために定周期タイマをかけて処理を終了する（Ｓ５）。定周期タイマのタイマの満了によって、負荷状態収集処理が起動し、新たな測定結果情報によってテーブルの値を更新する（Ｓ８）。
【００３７】
次いで、任意のタイミングで発呼イベント等の発生により、基地局制御部１５は、ベースバンド信号処理部１３１〜１３ｎに無線リソースを設定するため、どのベースバンド信号処理のどの回路にリソースを割り当てるかを検索する（Ｓ６）。この検索によって割り当てるリソースが決定すると（例えばベースバンド信号処理部１３１とする）、無線リソース設定要求を送信する。この要求を受信したベースバンド信号処理部１３１は、メッセージによって指定された回路に無線リソースを設定する。
【００３８】
ベースバンド信号処理部１３１にて無線リソース設定後、基地局制御部１５へ無線リソース設定確認メッセージを送信する（Ｓ７）。このとき、ベースバンド信号処理部１３１は、装置内制御信号受信用バッファのバッファ使用数を装置内制御信号（Ａ）のヘッダ部に設定する。これをもとに基地局制御部１５では当該ベースバンド信号処理部用１３１のテーブルの情報を更新する。
【００３９】
ここで、（Ｂ）は負荷状態収集確認の信号フォーマットであるが、上記（Ａ）同様ヘッダ部にはベースバンド信号処理部１３１の制御信号受信バッファ使用数が設定される。
【００４０】
次に、図３は、図２のリソース割当処理（Ｓ６）を詳細化したものである。発呼イベントを受け付けると（Ｓ２０）、基地局制御部１５の無線リソース割当処理が起動し、まず各ベースバンド信号処理部１３１〜１３ｎの負荷状態判定を行う（Ｓ２１）。ベースバンド信号処理部１３１〜１３ｎのＣＰＵ使用率測定結果と判定閾値とを比較し、規定した一定以上の値のベースバンド信号処理部があれば（そのベースバンド信号処理部を１３１とする）、当該ベースバンド信号処理部１３１を、無線リソース割当処理を行う検索対象から外す。同様にベースバンド信号処理部の制御信号用受信バッファのバッファ使用数と判定閾値を比較し、規定した一定以上の値であれば、当該ベースバンド信号処理部を、無線リソース割当処理を行う検索対象から外す（Ｓ２２）。
【００４１】
発呼イベントで指定されたパラメータをもとに必要なリソース数を算出し（Ｓ２３）、高負荷状態ではない残りのベースバンド信号処理部１３２〜１３ｎの中から無線リソース割当可能な処理部及び当該処理部内の回路番号を決定する（Ｓ２４）。
【００４２】
このように、本実施の形態の無線基地局装置は、基地局制御部１５が、制御配下の各ベースバンド信号処理部１３１〜１３ｎの負荷状態を常時監視し、定常時は勿論のこと、瞬時的に発生した負荷に対しても特定の機能部に処理が集中しないように分散して無線リソースを設定するので、特に呼処理制御における負荷が集中しやすいベースバンド信号処理部１３１〜１３ｎへの負荷性能として、瞬間的に発生する高負荷状態が発生した場合においても装置としての安定性能を確保することが可能となる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、特定のベースバンド信号処理手段に負荷が集中する場合にはそのベースバンド信号処理手段に無線リソースの割り当てを行わないので、発着信、各種ハンドオーバー等で呼処理負荷が集中しても呼損率を低く保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る無線基地局装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施の形態に係る無線基地局装置のベースバンド信号処理部の負荷状態取得処理を示す図。
【図３】本発明の一実施の形態に係る無線基地局装置の基地局制御部の無線リソース割当処理を示す図。
【符号の説明】
１０　無線基地局装置
１１　送受信増幅部
１２　無線送受信制御部
１３１〜１３ｎ　ベースバンド信号処理部
１４　有線伝送路インタフェース部
１５　基地局制御部
１６　保守装置
ＭＡ　制御系バス
ＭＢ　通信系バス
【図１】
2004120070.tif 000003
【図２】
2004120070.tif 000004
【図３】
2004120070.tif 000005