CN102045742A - 分离式基站及控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种分离式基站以及控制装置。对故障具有耐受性并且处理效率高。分离式基站(1)具有：多个无线部(10)，与无线终端(M)进行无线通信；以及控制装置(100)，经由传输线(50)与多个无线部(10)连接，处理由各无线部(10)收发的无线信号的基带信号。在控制装置(100)中，具备：多个PHY处理部(21-2n)，执行基带信号的物理层处理；以及多个MAC处理部(31-3n)，执行由PHY处理部(21)处理后的信号的MAC层处理。根据本发明的分离式基站及控制装置，在新的处理被请求时，新的处理被分配给在处理能力上有余量的MAC处理部(31-3n)。

Description

分离式基站及控制装置

技术领域

本发明涉及一种与无线终端装置进行通信的基站被分离成无线部和控制装置的分离式基站，特别涉及到分散控制装置的MAC处理部的负载的分离式基站及控制装置。

背景技术

近年来，无线宽带技术有所发展，通信速度的高速化及通信设备的多功能化正在进步。

以往的无线通信系统如图8所示，具有基站BS1-BS4(下面将基站BS1-BS4总称为基站BS)、基站控制装置500及通信网NW。基站控制装置500与基站BS及通信网NW连接，各个基站BS1-BS4经由基站控制装置500与通信网NW进行通信。基站BS1-BS4具备收发无线信号的无线部511-514、PHY处理部521-524及MAC处理部531-534。基站BS与未图示的无线终端装置进行通信。在1个或多个无线终端装置与基站BS1的无线部511进行无线通信时，由PHY处理部521及MAC处理部531执行无线通信的基带处理。

无线部511收发的信号由PHY处理部521及MAC处理部531进行处理，另外无线部512收发的信号由PHY处理部522及MAC处理部532进行处理。也就是说，各基站BS1-BS4执行无线信号的收发、PHY处理及MAC处理。若基站的各单元执行处理达到了其处理能力的上限，则基站变为忙碌(BUSY)状态。BUSY状态的基站不受理上限以上的处理，或者在受理处理之后使处理速度下降。基站不受理处理的情况下，基站无法建立新的通信连接。另外，基站受理处理的情况下，处理速度下降，并且通信品质下降。

一般来说，为了避免BUSY状态，基站BS各部的可处理量除了作为基站BS所要求的规格的处理量之外，还具有余量(margin)，以便可以应对伴随与基站BS进行通信的无线终端装置增加或通信量增加的处理量增加。

另外，在PHY处理部521或MAC处理部531中发生了故障时，该基站的通信发生中断。为了避免该状况，PHY处理部521或MAC处理部531作为冗余结构具有待机系统。但是，因为可处理量的余量或者PHY处理部521及MAC处理部531的备用系统并不是经常使用，所以存在基站的处理效率低这样的问题。另外近年来，人们正在研究具备PHY处理部521及MAC处理部531的、基带部和无线部511分离后的分离式基站。但是，在分离式基站中仍存在与上述问题相同的问题。

还有，作为与基站执行的处理高效率化相关的技术，例如日本·专利公开2008-147835号公报已为众所周知。

发明内容

PHY处理部及MAC处理部的可处理量具有余量，以便应对伴随和基站进行通信的无线终端装置的增加或通信量增加的处理量增加。另外，为了提高对故障的耐受性，PHY处理部及MAC处理部具有冗余结构。因此，存在基站的处理效率低这样的问题。

因此，本发明的目的为，提供具备对故障的耐受性并且处理效率高的分离式基站及控制装置。

为了实现上述目的，根据本发明的分离式基站具有：多个无线部，与无线终端进行无线通信；以及控制装置，经由传输线与多个无线部连接，处理由各无线部收发的无线信号的基带信号。在控制装置中，具备：多个PHY处理部，执行基带信号的物理层处理；多个MAC处理部，执行由PHY处理部处理后的信号的MAC层处理；以及负载分散机构。负载分散机构在新的处理被请求时，给多个MAC处理部之中在处理能力上有余量的MAC处理部分配新的处理。

另外，为了实现上述目的，根据本发明的控制装置使用于分离式基站中，该分离式基站具有：多个无线部，与无线终端进行无线通信；以及控制装置，经由传输线与多个无线部连接，处理由各无线部收发的无线信号的基带信号。控制装置具备：多个PHY处理部，执行基带信号的物理层处理；多个MAC处理部，执行由PHY处理部处理后的信号的MAC层处理；以及负载分散机构。负载分散机构在新的处理被请求时，给多个MAC处理部之中在处理能力上有余量的MAC处理部分配新的处理。

根据本发明，能获得对故障具备耐受性并且可以提高处理效率的分离式基站及控制装置。

附图说明

图1是表示一个实施例所涉及的分离式基站的结构的框图。

图2是表示图1的分离式基站的控制装置的结构的框图。

图3是表示一个实施例所涉及的控制装置具有的PHY处理部及MAC处理部的处理分担的概念图。

图4是表示一个实施例所涉及的控制装置具有的MAC处理部的处理量增加时的负载分散的概念图。

图5是表示一个实施例所涉及的分离式基站的PHY处理部执行的负载的自主分散过程的时序图。

图6是表示一个实施例所涉及的分离式基站的监视控制部执行的PHY处理部的负载分散的时序图。

图7是说明一个实施例所涉及的分离式基站的PHY处理部及MAC处理部的处理能力规格及余量所用的附图。

图8是说明以往基站装置的PHY处理部及MAC处理部的处理能力规格及余量所用的附图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的实施例。

图1是表示本发明的一个实施例的分离式基站1结构的框图。

分离式基站1具有无线部11-1n(下面将无线部11-1n总称为无线部10。)和控制装置100。无线部10和无线终端M1-Mn(下面将无线终端M1-Mn总称为无线终端M。)以无线的形式进行通信。控制装置100和无线部10通过光缆等的传输线50连接，另外还与通信网NW连接。无线部10具备天线40和未图示的功率放大器及频率变换器。控制装置100具备：基带部200，执行调制·解调等的基带信号处理；监视控制部300。基带部200具备：PHY处理部20，执行基带信号的物理层处理；MAC处理部30，执行MAC层处理。监视控制部300监视PHY处理部20及MAC处理部30执行的处理量(负载)或故障。处理量或负载的监视如下所述，通过监视构成各处理部的微处理器的使用率来进行。

无线部10对从无线终端M接收到的无线信号进行频率变换，经由传输线50将频率变换后的无线信号传送至控制装置100。控制装置100由PHY处理部20及MAC处理部30来处理从无线部10传送来的无线信号，经由监视控制部300将处理后的信号传送至通信网NW。另外，控制装置100若从通信网NW接收到信号，则将接收到的信号，经由监视控制部300传送至基带处理部200。MAC处理部30及PHY处理部20分别处理接收到的信号，生成基带信号，再将其变换为无线信号经由传输线50把无线信号传送至无线部10。无线部10对从控制装置100传送来的无线信号进行频率变换，再将频率变换后的无线信号变换为指定功率的无线信号，发送至无线终端M。

下面，参照图2，对于控制装置100的结构进行说明。

图2是表示控制装置100所具备的基带部200结构的框图。PHY处理部20具备多个PHY处理部21-2n。也就是说，PHY处理部20是PHY处理部21-2n的集合体。另外，MAC处理部30具备多个MAC处理部31-3n。也就是说，MAC处理部30是MAC处理部31-3n的集合体。而且，PHY处理部21-2n、MAC处理部31-3n及监视控制部300通过用点划线所示的控制总线B1相互连接。再者，MAC处理部31-3n及监视控制部300通过用粗实线所示的数据总线B2相互连接。另外，PHY处理部21-2n的各自和多个无线部10通过传输线50连接，与所连接的无线部10进行收发的信号的物理层处理。例如，PHY处理部21和4个无线部11-14连接，PHY处理部22和4个无线部15-18进行连接。

下面，参照图3及图4，对于MAC处理部31-3n执行的处理分担进行说明。

图3是表示在图2所示的控制装置中不实施负载分散时的MAC处理部31-3n处理分担的概念图。图3表示在无线部11、12当前分别实施和无线终端M1、M2之间的无线通信时，无线部13和无线终端M3开始无线通信的情形。无线终端M1实施的无线通信的信号路径L1经过无线部11、PHY处理部21及MAC处理部31。无线终端M2实施的无线通信的信号路径L2经过无线部12、PHY处理部21及MAC处理部31。也就是说，PHY处理部21及MAC处理部31执行与和无线部11、12之间的通信有关的处理。此时，若无线终端M3开始了和无线部13之间的无线通信，则无线终端M3实施的无线通信的信号路径L3和无线终端M1、M2的信号路径L1、L2相同，经过PHY处理部21及MAC处理部31。从而，PHY处理部21及MAC处理部31也执行与和无线部13之间的通信有关的处理。

但是，若与和无线部13之间的通信有关的处理被重新分配给了MAC处理部31，则在MAC处理部31的负载超过MAC处理部31的处理能力时，MAC处理部31无法执行与和无线部13之间的通信有关的处理。换言之，无线终端M3不能进行无线通信。因此，如图4所示，MAC处理部31不执行与和无线部13之间的通信有关的处理，而由负载低的MAC处理部3n执行与和无线部13之间的通信有关的处理，无线终端M3才可以开始无线通信。

上述那种负载分散的处理有监视分散方式和自主分散方式。在监视分散方式下，由监视控制部300监视各个MAC处理部31-3n的负载或者MAC处理部31-3n的处理量，例如微处理器的使用率，来实施负载分散。在自主分散方式下，由各个MAC处理部31-3n自主实施负载分散。下面，对于各个方式进行说明。

(监视分散方式)

图5是表示采用监视分散方式来分散MAC处理部31-3n的负载的过程的时序图。这里，对于像图4那样分散负载的处理，进行说明。

监视控制部300具有负载分散机构310。无线终端M1通过PHY处理部21及MAC处理部31的处理进行无线通信(步骤S11)，另外，无线终端M2通过PHY处理部21及MAC处理部31的处理进行无线通信(步骤S12)。监视控制部300的负载分散机构310通过监视MAC处理部31-3n的微处理器使用率，来监视MAC处理部31-3n的负载(步骤S13、S14)。该监视例如像下面那样实施。负载分散机构310事先使为每个MAC处理部31-3n所预先设定的微处理器的使用率的上限值的信息和当前微处理器的使用率相关联，作为表存储于负载分散机构310内。这里，微处理器的使用率的上限值意味着，预先所规定的MAC处理部31-3n的处理能力。负载分散机构310对各MAC处理部31-3n定期询问当前微处理器的使用率，各MAC处理部31-3n将当前的微处理器的使用率通知给负载分散机构310。或是在各MAC处理部31-3n中于微处理器的使用率上发生了变化时，或者定期由各MAC处理部31-3n自发地将当前的微处理器的使用率通知给监视控制部300。借此，负载分散机构310取得各MAC处理部31-3n的当前的微处理器使用率的信息，来更新表。

负载分散机构310根据表，根据微处理器当前的使用率和使用率的上限值判别没有接纳新负载的余量的MAC处理部31-3n，另外还判别在处理能力上有接纳新负载的余量的MAC处理部31-3n。此时，负载分散机构310预先决定在产生了来自无线终端M的连接请求等的新负载时处理该新负载的MAC处理部31-3n。然后，在产生了来自无线终端M的连接请求等的新负载时，负载分散机构310进行控制，以便由预先所决定的MAC处理部31-3n处理新负载。这里，将MAC处理部31的微处理器使用率的上限值例如设为90％，另外假设MAC处理部31正在以微处理器的使用率例如为93％来处理负载。这种情况下，因为MAC处理部31的微处理器的使用率超过预先所规定的上限值来处理负载，所以负载分散机构310判断出MAC处理部31没有接纳新负载的余量。因此，由微处理器的使用率比90％更低的MAC处理部3n处理新负载。若从无线终端M3对无线部10发送了连接请求，则连接请求经由PHY处理部21传送至MAC处理部3n(步骤S15)。然后，MAC控制部3n对无线终端M3经由PHY处理部21、无线部13应答连接请求的允许(步骤S16)。若连接请求被允许，则无线终端M3开始无线通信，由PHY处理部21及MAC处理部3n执行与和无线部13之间的通信有关的处理(步骤S17)。

这样，通过由监视控制部300的负载分散机构310监视各MAC处理部31-3n的微处理器使用率，在1个MAC处理部没有接纳新负载的余量时收到了新的处理请求的情况下，负载分散机构310就给其他负载低的MAC处理部分配新的处理。还有，在本实施例中，通过监视微处理器的使用率，来间接监视MAC处理部31-3n的负载或者处理量。

(自主分散方式)

图6是表示采用自主分散方式由MAC处理部31-3n自主分散MAC处理部31-3n负载的过程的时序图。这里，对于像图4那样分散负载的处理，进行说明。

当前无线终端M1通过PHY处理部21及MAC处理部31的处理进行无线通信(步骤S21)，另外无线终端M2通过PHY处理部21及MAC处理部31的处理进行无线通信(步骤S22)。此时，若无线终端M3对无线部10发送了连接请求，则该连接请求被传送至PHY处理部21及MAC处理部31(步骤S23)。接收到连接请求后的MAC处理部31根据预先所规定的自身微处理器使用率的上限值及当前时刻的微处理器使用率，来判断是否允许该连接请求。这里，微处理器使用率的上限值为90％，微处理器的使用率例如是93％，因为若允许了该连接请求则存在负载超过MAC处理部31处理能力的可能性，所以MAC处理部31将连接请求的拒绝应答给PHY处理部21(步骤S24)。在连接请求被拒绝时，PHY处理部21将连接请求传送至其他的MAC处理部，例如MAC处理部3n(步骤S25)。MAC处理部3n根据自身微处理器使用率的上限值及当前时刻的微处理器使用率，来判断是否允许该连接请求。这里，MAC处理部3n的微处理器使用率的上限值为90％，微处理器的使用率例如为3％。因为MAC处理部3n可以允许该连接请求，所以MAC处理部3n对无线终端M3经由PHY处理部21、无线部13应答连接请求的允许(步骤S26)。若连接请求被允许，则无线终端M3开始无线通信，由PHY处理部21及MAC处理部3n执行与和无线部13之间的通信有关的处理(步骤S27)。如果，在MAC处理部3n的微处理器使用率已超过上限值而MAC处理部3n拒绝了连接请求时，PHY处理部21将连接请求再传送给其他的MAC处理部，查找可处理新负载的MAC处理部。

这样，MAC处理部31-3n就根据自身的微处理器使用率的上限值和当前时刻的微处理器使用率，来判断是否允许连接请求。然后，在执行与该连接请求有关的通信处理所需的处理能力上没有余量时，MAC处理部31-3n拒绝连接请求，PHY处理部20将与连接请求有关的通信处理向其他的MAC处理部31-3n进行询问，由可处理连接请求的其他MAC处理部31-3n处理新负载。在实施这种自主负载分散时，监视控制部300也可以不具备负载分散机构。

(自主分散方式的其他实施例)

在上述的自主分散方式中，接收到来自无线终端M3的连接请求后的MAC处理部31根据自身当前时刻的微处理器使用率来判断是否允许该连接请求。在拒绝的情况下，MAC处理部31将连接请求的拒绝应答给PHY处理部21。然后，接收到该应答后的PHY处理部21对其他的MAC处理部3n发出连接请求。

在此，表示自主分散方式的其他实施例。即使各MAC处理部31-3n执行在上述监视分散方式下由监视控制部300执行过的处理，仍实施自主负载分散。也就是说，各MAC处理部31-3n具有负载分散机构。各MAC处理部31-3n监视自身及其他MAC处理部31-3n的微处理器使用率的上限值及微处理器的使用率，使之相关联作为表进行存储。而且，接收到连接请求后的MAC处理部31-3n决定执行与该连接请求有关的处理的MAC处理部31-3n。在接收到连接请求后的MAC处理部31-3n拒绝连接请求时，MAC处理部31-3n对传送过连接请求的PHY处理部20应答连接请求的拒绝，并且将执行与该连接请求有关的处理的MAC处理部31-3n通知给PHY处理部20。于是，PHY处理部20对所通知的MAC处理部31-3n传送连接请求。

以上是利用监视分散方式或自主分散方式的MAC处理部31-3n之负载分散。

下面，对于本实施例的分离式基站1中由MAC处理部31-3n负载分散而产生的效果，和以往例进行比较来加以说明。

图7是说明本实施例的分离式基站1中的PHY处理部21-2n及MAC处理部30处理能力所用的概念图。在分离式基站1中，多个无线部10连接于基带部200上。在图7中，4个无线部11-14连接到基带部200所具备的PHY处理部21上。此时，PHY处理部21-2n各自的处理能力针对多个无线部10所对应的规格21a-2na具有余量21b-2nb。

另外，在图3所示的MAC处理部31-3n中，新请求的处理按照各MAC处理部31-3n当前时刻的处理量，被分配给在处理能力上有余量的MAC处理部31-3n。因此，各MAC处理部31-3n的处理能力只要如图7所示，作为MAC处理部31-3n集合体的MAC处理部30针对规格30a设置余量30b，就可以。也就是说，MAC处理部31-3n的全部变为忙碌(BUSY)的情况并不频繁发生，可以由在处理能力上有余量的MAC处理部31-3n执行新请求的处理。从而，只要作为MAC处理部31-3n集合体的MAC处理部30有余量30b就可以，并且与图8所示的各MAC处理部531-534具有余量的基站相比可以进一步减少余量。其结果为，根据本发明，可以使MAC处理部的处理效率得到提高。

另外，若将多个无线部10连接于1个基带部200上，使MAC处理部31-3n的负载进行了分散，则在表面上，MAC处理部31-3n的集合体成为MAC处理部30。因此，与分别具备1个无线部、PHY处理部及MAC处理部且在PHY处理部及MAC处理部中具有冗余结构的、图8所示的基站相比，根据本发明的分离式基站及控制装置，可以在MAC处理部30中执行更多的处理。

如上所述，本发明的分离式基站由监视控制部300实施MAC处理部的负载分散，或者由各MAC处理部自身自主实施MAC处理部的负载分散。借此，本发明的分离式基站可以避免MAC处理部的BUSY状态，其结果为，可以使通信品质得到提高。

另外，本发明因为可以减少MAC处理部31-3n的余量，所以分离式基站及控制装置使处理效率得到提高，并且只是按减少余量后的情况就能够减低硬件所需的成本。

另外，因为MAC处理部的负载进行分散，所以采用本发明的分离式基站及控制装置，在MAC处理部31-3n的某一个中发生了故障时，可以由当前正常发挥作用的MAC处理部处理曾在发生故障的MAC处理部中执行过的处理。从而，本发明的分离式基站及控制装置具备对故障的耐受性。

还有，在上述实施例中，虽然根据微处理器的使用率来评价MAC处理部负载的大小，但是本发明不限定于此，也可以根据当前连接在MAC处理部上的路径数进行评价。例如，各MAC处理部也可以假设能处理到最大4条路径，进行负载分散，以便各MAC处理部处理的路径在4条路径以内。还有，在根据当前连接在MAC处理部上的路径的不同负载的大小分别不同时，如果像上述实施例那样根据各MAC处理部的微处理器使用率进行负载分散，则可以高效地分散负载。

还有，本发明并不限定为上面的结构，能够进行各种变通。在上述实施例中，说明了新的处理是来自无线终端M的连接请求的情形。但是，该新的处理也可以是从通信网NW朝向无线终端M的来电呼叫。另外，无线终端只要是能和无线部10进行无线通信的设备，则不限定为移动电话、PHS(Personal Handy-phone System)，也可以是具备无线通信用接口的移动PC或PDA(Personal Digital Assistants)等的便携式设备。

Claims (8)

1.一种分离式基站，具备：多个无线部，与无线终端进行无线通信；以及控制装置，经由传输线与上述多个无线部连接，处理由各无线部收发的无线信号的基带信号，其特征为，

上述控制装置，具备：

多个PHY处理部，执行上述基带信号的物理层处理；

多个MAC处理部，执行由上述PHY处理部处理后的信号的MAC层处理；以及

负载分散机构，在新的处理被请求时，给上述多个MAC处理部之中在处理能力上有余量的MAC处理部分配上述新的处理。

2.一种分离式基站，具备：多个无线部，与无线终端进行无线通信；以及控制装置，经由传输线与上述多个无线部连接，处理由各无线部收发的无线信号的基带信号，其特征为，

上述控制装置，具备：

多个PHY处理部，执行上述基带信号的物理层处理；

多个MAC处理部，执行由上述PHY处理部处理后的信号的MAC层处理；以及

监视控制部，具有负载分散机构，该负载分散机构监视上述多个MAC处理部的当前处理量，将所监视的当前处理量和上述多个MAC处理部的处理能力的信息相对应地存储，在新的处理被请求时，进行控制，给在处理能力上有余量的上述MAC处理部分配上述新的处理。

3.一种分离式基站，具备：多个无线部，与无线终端进行无线通信；以及控制装置，经由传输线与上述多个无线部连接，处理由各无线部收发的无线信号的基带信号，其特征为，

上述控制装置，具有：

多个PHY处理部，执行上述基带信号的物理层处理；以及

多个MAC处理部，执行由上述PHY处理部处理后的信号的MAC层处理；

上述多个MAC处理部的各自具有负载分散机构，该负载分散机构监视上述多个MAC处理部的当前的处理量，将所监视的当前的处理量和上述多个MAC处理部的处理能力的信息相对应地存储，在新的处理被请求时，进行控制，给在处理能力上有余量的上述MAC处理部分配上述新的处理。

4.一种分离式基站，具备：多个无线部，与无线终端进行无线通信；以及控制装置，经由传输线与上述多个无线部连接，处理由各无线部收发的无线信号的基带信号，其特征为，

上述控制装置，具有：

多个PHY处理部，执行上述基带信号的物理层处理；以及

多个MAC处理部，执行由上述PHY处理部处理后的信号的MAC层处理；

上述多个MAC处理部的各自监视自身的当前的处理量，根据当前的处理量和自身的处理能力，判断新的处理被请求时是允许还是拒绝新的处理。

5.一种分离式基站的控制装置，该分离式基站具有：多个无线部，与无线终端进行无线通信；以及控制装置，经由传输线与上述多个无线部连接，处理由各无线部收发的无线信号的基带信号，其特征为，

上述控制装置具有：

多个PHY处理部，执行上述基带信号的物理层处理；

多个MAC处理部，执行由上述PHY处理部处理后的信号的MAC层处理；以及

负载分散机构，在新的处理被请求时，给上述多个MAC处理部之中在处理能力上有余量的MAC处理部分配上述新的处理。

6.一种分离式基站的控制装置，该分离式基站具有：多个无线部，与无线终端进行无线通信；以及控制装置，经由传输线与上述多个无线部连接，处理由各无线部收发的无线信号的基带信号，其特征为，

上述控制装置具备：

多个PHY处理部，执行上述基带信号的物理层处理：

多个MAC处理部，执行由上述PHY处理部处理后的信号的MAC层处理；以及

监视控制部，监视上述多个MAC处理部的当前的处理量，使所监视的当前的处理量和上述多个MAC处理部的处理能力的信息相对应地存储，在新的处理被请求时，进行控制，给在处理能力上有余量的上述MAC处理部分配上述新的处理。

7.一种分离式基站的控制装置，该分离式基站具有：多个无线部，与无线终端进行无线通信；以及控制装置，经由传输线与上述多个无线部连接，处理由各无线部收发的无线信号的基带信号，其特征为，

上述控制装置具有：

多个PHY处理部，执行上述基带信号的物理层处理；以及

多个MAC处理部，执行由上述PHY处理部处理后的信号的MAC层处理；

上述多个MAC处理部的各自具备负载分散机构，该负载分散机构监视上述多个MAC处理部的当前的处理量，使所监视的当前的处理量和上述多个MAC处理部的处理能力的信息相对应地存储，在新的处理被请求时，进行控制，给在处理能力上有余量的上述MAC处理部分配上述新的处理。

8.一种分离式基站的控制装置，该分离式基站具有：多个无线部，与无线终端进行无线通信；以及控制装置，经由传输线与上述多个无线部连接，处理由各无线部收发的无线信号的基带信号，其特征为，

上述控制装置具有：

多个PHY处理部，执行上述基带信号的物理层处理；以及

多个MAC处理部，执行由上述PHY处理部处理后的信号的MAC层处理；

上述多个MAC处理部的各自监视自身的当前的处理量，根据当前的处理量和自身的处理能力，判断新的处理被请求时是允许还是拒绝新的处理。

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