JP2006093907A - 通信装置及びその負荷規制制御方法並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 緊急度の大小により、規制開始方法を変更して規制を行うべきかどうかの判定を行うことによって、規制をしなくても良い場合には規制を抑止するようにした通信装置における輻輳制御方式を得る。
【解決手段】 通信装置における負荷状態である、例えば、無線基地局での呼制御をなすＣＰＵの一定期間Ｔにおける平均使用率（％）が、ボーダーラインを超えて一定時間継続する場合に、呼の輻輳制限を行うのであるが、このとき、複数のボーダーライン２１〜２３を設定し、各ボーダーライン２１〜２３に対応して継続時間Ｔ１〜Ｔ３を設定すると共に、この継続時間を、対応する閾値が大なる程緊急性が大であるものとして、継続時間はそれに伴ってより短く設定しておく。これにより、緊急度に応じた輻輳規制制御が可能となる。
【選択図】 図３

Description

本発明は通信装置及びその負荷規制制御方法並びにプログラムに関し、特に移動通信システムにおける無線基地局での輻輳規制方式に関するものである。

通信装置である、例えば移動体通信システムにおける無線基地局においては、輻輳による基地局機能停止を防止するために、輻輳規制が実施されている。この場合において、一旦規制状態になると、一定期間は、全ての新規の呼設定を遮断するようになっているために、この基地局の無線サービスエリア（セル）内に入った新規ユーザの呼を受け付けない状態となる。

なお、特許文献１においては、通信装置のＣＰＵ（プロセッサ）の使用率が輻輳レベルに達した場合に、直ちに規制をかける技術が開示されている。また、特許文献２においては、ＣＰＵの過負荷時に発呼される呼を複数の呼種に分類し、各々の呼種について許容呼数を決定しておき、呼種毎に独立に発呼数の規制を行う技術が開示されている。更に、特許文献３を参照すると、プロセッサ使用率とバッファ使用率の輻輳検出パラメータに相関を持たせて、その相関に応じた規制を実施する技術が開示されている。

特開２００１−３０９０３６号公報 特開昭６１−１９１１５３号公報 特開平７−０３８６０９号公報

上記の各特許文献１〜３の技術を、上述の基地局の輻輳規制に適用したとしても、一旦輻輳状態に規制がかかると、ある一定期間は全く呼制御を行わないことになり、その期間は、新規のユーザの送受信が不可能となる。また、一定の規制レベルに達したら直ちに規制をかけるようになっているので、規制を開始するに当っての動作に緊急性を要さない緊急度の低いような場合にも、直ちに規制がかかることになる。

本発明の目的は、緊急度の大小により規制開始方法を変更して、規制を行うべきかどうかの判定を行うことにより、規制をしなくても良い場合には規制を抑制することができるようにした通信装置及びその負荷制御方法並びにプログラムを提供することである。

本発明の他の目的は、規制開始においてもその負荷状況に応じて規制制限を行うことにより、新規ユーザの送受信を可能とした通信装置及びその負荷制御方法並びにプログラムを提供することである。

本発明による通信装置は、負荷状態が予め設定された閾値を超過しかつこの超過状態が所定時間継続した場合（以下、この時間を継続時間と称す）負荷の規制をなすようにした負荷規制制御手段を含み、前記閾値及びそれに対応する前記継続時間を、それぞれ互いに異なる複数の閾値及び時間に設定してなることを特徴とする。

また、本発明による負荷規制制御方法は、負荷状態が予め設定された閾値を超過しかつこの超過状態が所定時間継続した場合（以下、この時間を継続時間と称す）負荷の規制をなすようにした負荷規制制御ステップを含み、前記閾値及びそれに対応する前記継続時間を、それぞれ互いに異なる複数の閾値及び時間に設定してなることを特徴とする。

更に、本発明によるプログラムは、通信装置における負荷状態を規制制御する動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、前記負荷状態が予め設定された閾値を超過しかつこの超過状態が所定時間継続した場合（以下、この時間を継続時間と称す）負荷の規制をなすようにした負荷規制制御処理を含み、前記閾値及びそれに対応する前記継続時間を、それぞれ互いに異なる複数の閾値及び時間に設定してなることを特徴とする。

すなわち、本発明では、通信装置における負荷状態である、例えば、無線基地局での呼制御をなすＣＰＵの一定期間における平均使用率が、ある閾値を超えて一定時間継続する場合に、呼の輻輳制限を行うのであるが、このとき、閾値を複数設定し、各閾値に対応して継続時間を設定すると共に、この継続時間を、対応する閾値が大なる程緊急性が大であるものとして、継続時間はそれに伴ってより短く設定しておく。これにより、緊急度に応じた輻輳規制制御が可能となる。

本発明によれば、負荷規制レベルすなわち輻輳規制レベルに段階を設けてそのレベルに応じた輻輳規制を行うことにより、緊急度の設定が可能となり、規制中においても、緊急度が低い場合には、より多くの新規ユーザの設定ができ、また緊急度が高い場合でも、可能な限り新規ユーザの設定ができ、よってユーザに対するサービスの向上が可能となるという効果がある。また、バースト的な輻輳のみでなく、定常的な輻輳においても、通信装置の機能停止を抑制することができるという効果もある。

以下に、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態の無線基地局の概略ブロック図である。図１において、呼処理部１はＣＰＵからなり、呼処理の制御を行うものであって呼処理機能を有する。局間通信部２は上位局であるＲＮＣ（Radio Network Controller：無線制御装置）とインタフェースＩｕｂを介して通信をなすものであり、無線通信部３はＵＥ（User Equipment：ユーザ端末）と無線ベアラを介して通信をなすものである。

ＣＰＵ使用率算出部４は呼処理部１の使用率を算出する機能を有しており、ボーダーライン判定部５は、このＣＰＵ使用率が規制レベルに応じたボーダーラインを超えているかどうかを判定する機能を有している。継続時間判定部６は、ＣＰＵ使用率がボーダーラインを超えている時間（継続時間）を判定する機能を有している。規制処理部７はこれ等判定部５，６の判定結果を得て規制処理を実行するものである。制御部８はこれ等各部１〜７の動作制御を行うものであって、ＲＯＭ９に予め格納されているプログラム手順に従って動作するコンピュータである。

図２はＣＰＵ使用率算出部４におけるＣＰＵ使用率算出例を説明するための図であり、時間経過に対するＣＰＵ使用率（％）のグラフとして示している。平均計測時間の間においてＣＰＵを使用していた割合が、ＣＰＵ使用率として算出され、ある平均計測時間ＴにおけるＣＰＵ使用率はａ％として求められる。なお、このＴの値は任意に決定することができるものとする。

図３は、ボーダーライン判定部５における規制レベルによるＣＰＵ使用率のボーダーラインと規制判定を行うために使用する継続時間との関係を示す図である。本例においては、ボーダーラインを２１〜２３の３段階に設定し、これ等ボーダーライン２１〜２３にそれぞれ対応した規制レベル２７〜２９を設定している。規制の方法としては、これ等規制レベルに応じたボーダーライン２１〜２３を超えて、かつこれ等レベルに対応した継続時間Ｔ１〜Ｔ３以上継続した場合に、規制が開始されるものとする。この継続時間の判定が継続時間判定部６で行われることになる。

ボーダーライン２１は緊急度大に位置する規制レベル２７に対応するものであり、ＣＰＵ使用率がこのボーダーライン２１を超える場合に、緊急度大の規制判定が行われる。すなわち、このボーダーライン２１を超える状態では緊急度が大であるために、このライン超過継続時間Ｔ１を他の場合よりも最短に設定しておくことにより、ライン超過状態が継続時間Ｔ１を超えたときに、直ちに規制開始がなされるようにするのである。

ボーダーライン２２は緊急度中に位置する規制レベル２８に対応するものであり、ＣＰＵ使用率がこのボーダーライン２２を超える場合に、緊急度中の規制判定がなされる。すなわち、このボーダーライン２２を超える状態では緊急度が中であるために、このライン超過継続時間Ｔ２をＴ１より長めに設定しておくことにより、ライン超過状態が継続時間Ｔ２を超えたときに、規制開始がなされるようにするのである。

ボーダーライン２３は緊急度小に位置する規制レベル２９に対応するものであり、ＣＰＵ使用率がこのボーダーライン２３を超える場合に、緊急度小の規制判定がなされる。すなわち、このボーダーライン２３を超える状態では緊急度が小であるために、このライン超過継続時間Ｔ３をＴ２より更に長めに設定しておくことにより、ライン超過状態が継続時間Ｔ３を超えたときに、規制開始がなされるようにする。なお、これ等ボーダーライン２１〜２３及び継続時間Ｔ１〜Ｔ３は、上記の関係を維持する限りにおいて、任意に設定可能である。

図４はＣＰＵ使用率と呼処理設定可能数との関係を示す図であり、規制実行の際には、緊急度の大小により安定度を高めるために、緊急度大なるほど、ボーダーラインを低く設定する必要がある。また、その際に予め測定しておいたボーダーラインにおける規制値を算出しておき、その規制値にて規制を行い、ボーダーライン以下になるように調整を行うものである。

図４において、ボーダーライン３１は緊急度大（規制レベル２７）における規制範囲を示すものであり、この場合の規制実行は規制値３４でボーダーライン３１以下になるまで実行される。また、ボーダーライン３２は緊急度中（規制レベル２８）における規制範囲を示すものであり、この場合の規制実行は規制値３５でボーダーライン３２以下になるまで実行される。更に、ボーダーライン３３は緊急度小（規制レベル２９）における規制範囲を示すものであり、この場合の規制実行は規制値３６でボーダーライン３３以下になるまで実行される。

これ等規制値３４〜３６はボーダーライン３１〜３３の各々において予め測定しておいた値である。また、ボーダーライン３１〜３３は任意に設定可能である。

図５は実際のＣＰＵ使用率の時間的変化の例を示すものであり、本例に従って、以下本発明の実施の形態の動作について説明する。なお、ボーダーライン２１〜２３は図３に示したものと同じであり、これ等ボーダーライン２１〜２３に対応する規制レベル及び継続時間も、図３に示したものと同じとする。

図６〜図８は規制判定を行うためのフローチャートであり、これ等の動作は規制レベル毎に管理して実行されるものとする。なお、図６は規制判定動作の概略フローであり、図７は図６のボーダーライン判定処理（ステップ５１）の詳細フローであり、図８は図６の継続時間判定処理（ステップ５２）の詳細フローである。

先ず、図６のボーダーライン判定処理５１のボーダーライン判定処理（図７の６１）を行うために、任意に設定しておいたボーダーライン２３を超えていないか判定する（ステップ６２）。図５の時刻ｔ１におけるＣＰＵ使用率４１はボーダーライン２３を超えていないので（ステップ６２でＮｏ）、再度ボーダーライン判定処理６１を待つ。

次の時間経過における時刻ｔ２のＣＰＵ使用率４２に関しても、ボーダーライン判定処理６１を行う。このときのＣＰＵ使用率４２はボーダーライン２３を超えているので（ステップ６２でＹｅｓ）、ボーダーライン判定処理終了６３となる。次に、継続時間Ｔ３に関する継続時間判定処理５２を行う。なお、この際、ボーダーライン２１、２２についても判定を行う。ボーダーライン２１、２２に関しても超えた時点で継続時間Ｔ２，Ｔ３について継続時間判定処理５２を行う。

継続時間Ｔ３の継続時間判定７２を行うために、継続時間Ｔ３用のカウンタをインクリメントする（ステップ７１）。これにより継続時間の判定を行うことが可能となる。カウンタの値を見て、ここでは、継続時間に到達していないと判断し（ステップ７３でＮｏ）、ボーダーライン判定７４を待つ。

次の時間経過における時刻ｔ３のＣＰＵ使用率４３について、ボーダーライン２３におけるボーダーライン判定７４を行う。このＣＰＵ使用率４３はボーダーライン２３を超えているので（ステップ７５でＹｅｓ）、継続時間Ｔ３用のカウンタをインクリメントする（ステップ７１）。そして、このカウンタの値を見て、継続時間Ｔ３に到達していないと判断し（ステップ７３でＮｏ）、ボーダーライン判定７４を待つ。

また、時刻ｔ３でのＣＰＵ使用率４３では、ボーダーライン２２を超えており、上述したように、判定処理は規制レベル毎に管理しているために、ボーダーライン２３と同じく、ボーダーライン判定処理５１と継続時間判定処理５２とを行う。継続時間判定処理５１において、継続時間Ｔ２用のカウンタをインクリメント（ステップ７１）し、このカウンタ値を見て、継続時間Ｔ２に到達していないと判断し（ステップ７３でＮｏ）、ボーダーライン判定７４を待つ。

次の時刻ｔ４おけるＣＰＵ使用率４４では、ボーダーライン２３についてのボーダーライン判定７４を行い、この場合は、超えているので（ステップ７５でＹｅｓ）、継続時間Ｔ３用のカウンタをインクリメントする（ステップ７１）。このカウンタ値から継続時間Ｔ３に到達していないと判断（ステップ７３でＮｏ）し、ボーダーライン判定７４を待つ。

ボーダーライン２２における動作も同様の動作となる。また、時刻ｔ４おけるＣＰＵ使用率４４では、ボーダーライン２１を超えており（ステップ６２でＹｅｓ）、継続時間判定処理５２を行う。この継続時間判定処理にて継続時間Ｔ１用のカウンタをインクリメント（ステップ７１）し、このカウンタ値を見て、継続時間Ｔ１に到達していないと判断（ステップ７３でＮｏ）し、ボーダーライン判定７４を待つ。

次の時刻ｔ５のＣＰＵ使用率４５にてボーダーライン２２と２３を超えている（ステップ７５のＹｅｓ）ので、上記と同様の動作を行う。ボーダーライン２１については超えていないので、ボーダーライン２１における継続時間Ｔ１用のカウンタをクリア（ステップ７６）し、規制判定処理へと戻る。

次の時刻ｔ６におけるＣＰＵ使用率４６では、ボーダーライン２２と２３を超えている（ステップ７５のＹｅｓ）ので、継続時間Ｔ２，Ｔ３用のカウンタをインクリメント（ステップ７１）する。ボーダーライン２２におけるカウンタ値が継続時間Ｔ２に到達している（ステップ７３でＹｅｓ）ので、継続時間判定処理終了となり、規制レベル２８における規制開始となる。規制が開始されると、ボーダーライン２３における規制判定を停止する。

図９は、例として規制レベル２８の規制開始から停止までのＣＰＵ使用率を表したものである。規制レベル２８におけるボーダーラインと規制値は、図４で示したボーダーライン３２と規制値３５と同様のものとする。

図１０は規制開始から規制終了までのフローチャートを表したものである。ボーダーライン判定（ステップ９２）は規制レベルにおける各々のボーダーラインを示す。まず、ＣＰＵ使用率８１にて規制開始（ステップ９１）を行う。この場合、局間通信部２を介して、局間制御信号を用いて、上位局であるＲＮＣへ通知を行って輻輳制限がなされることになる。

そして、ボーダーライン判定９２にてボーダーライン３２以下となっていない（ステップ９３でＮｏ）ので、再度ボーダーライン判定９２を待つ。ＣＰＵ使用率８２から８５は、ボーダーライン３２以下となっていないので、同様の処理を行う。

次の時間経過によるＣＰＵ使用率８６はボーダーライン判定９２にてボーダーライン３２以下となっている（ステップ９３でＹｅｓ）ので、規制終了（ステップ９４）となる。この時点で再度、図６の規制判定処理を開始する。

以上の実施の形態においては、移動通信システムの無線基地局におけるＣＰＵ規制処理について示しているが、これに限られることなく、通信装置における負荷状態、すなわち輻輳状態に応じて本発明を適用することができることは明白である。また、図６〜図８及び図１０に示したフローチャートは、その動作手順をプログラムとして予め記録媒体に記録しておき、これをコンピュータに読取らせて実行させるようにすることができることは明白である。

本発明の実施の形態の概略ブロック図である。 ＣＰＵ使用率を時間経過と共に示した図である。 規制レベルによるＣＰＵ使用率のボーダーラインと規制判定を行うために使用する継続時間との関係を示す図である。 ＣＰＵ使用率と呼処理設定可能数との関係を示す図である。 ＣＰＵ使用率の時間変化の一例を示す図である。 規制判定の処理動作を示すフローチャートである。 図６のボーダーライン判定処理の詳細を示すフローチャートである。 図６の継続時間判定処理の詳細を示すフローチャートである。 例えば、規制レベル２８の規制開始から停止までのＣＰＵ使用率を示す図である。 規制開始から規制終了までの動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 呼処理部
２ 局間通信部
３ 無線通信部
４ ＣＰＵ使用率算出部
５ ボーダーライン判定部
６ 継続時間判定部
７ 規制処理部
８ 制御部
９ ＲＯＭ

Claims (13)

1. 負荷状態が予め設定された閾値を超過しかつこの超過状態が所定時間継続した場合（以下、この時間を継続時間と称す）負荷の規制をなすようにした負荷規制制御手段を含み、前記閾値及びそれに対応する前記継続時間を、それぞれ互いに異なる複数の閾値及び時間に設定してなることを特徴とする通信装置。
2. 前記閾値が大なるに従って、対応する前記継続時間は小に設定されていることを特徴とする請求項１記載の通信装置。
3. 前記負荷規制制御手段は、前記負荷状態が前記閾値を超えかつそれに対応する前記継続時間継続した場合に、前記負荷状態が、当該閾値に対応して予め設定された規制値以下になるよう負荷の規制をなすことを特徴とする請求項１または２記載の通信装置。
4. 前記規制値は、前記閾値にそれぞれ対応し、かつ前記閾値が大なるに従って小に設定されていることを特徴とする請求項３記載の通信装置。
5. 前記負荷状態は、通信の呼処理を行うＣＰＵの一定時間における平均使用率であるこを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の通信装置。
6. 移動通信システムにおける無線基地局であることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の通信装置。
7. 負荷状態が予め設定された閾値を超過しかつこの超過状態が所定時間継続した場合（以下、この時間を継続時間と称す）負荷の規制をなすようにした負荷規制制御ステップを含み、前記閾値及びそれに対応する前記継続時間を、それぞれ互いに異なる複数の閾値及び時間に設定してなることを特徴とする通信装置における負荷規制制御方法。
8. 前記閾値が大なるに従って、対応する前記継続時間は小に設定されていることを特徴とする請求項７記載の負荷規制制御方法。
9. 前記負荷規制制御ステップは、前記負荷状態が前記閾値を超えかつそれに対応する前記継続時間継続した場合に、前記負荷状態が、当該閾値に対応して予め設定された規制値以下になるよう負荷の規制をなすステップを有することを特徴とする請求項７または８記載の負荷規制制御方法。
10. 前記規制値は、前記閾値にそれぞれ対応し、かつ前記閾値が大なるに従って小に設定されていることを特徴とする請求項９記載の負荷規制制御方法。
11. 前記負荷状態は、通信の呼処理を行うＣＰＵの一定時間における平均使用率であるこを特徴とする請求項７〜１０いずれか記載の負荷規制制御方法。
12. 前記通信装置は、移動通信システムにおける無線基地局であることを特徴とする請求項７〜１１いずれか記載の負荷規制制御方法。
13. 通信装置における負荷状態を規制制御する動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、前記負荷状態が予め設定された閾値を超過しかつこの超過状態が所定時間継続した場合（以下、この時間を継続時間と称す）負荷の規制をなすようにした負荷規制制御処理を含み、前記閾値及びそれに対応する前記継続時間を、それぞれ互いに異なる複数の閾値及び時間に設定してなることを特徴とするプログラム。
    

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