JP2006191469A - 無線基地局装置 - Google Patents

Abstract

【課題】MAINのベースバンドカードの処理時間を短縮することができる無線基地局装置を提供する。
【解決手段】呼処理制御カード１１は、ユーザの呼を受け付けた場合にリソース状態をチェックしてMAINのベースバンドカード１５、SUBのベースバンドカード１６、１７の何れにユーザを割り振るかを決定し、該当カード及び非該当カードに優先度付けに必要な情報を送信する。その後、各ベースバンドカード１５〜１７は、送信タイミング毎にユーザ設定情報に基づいてスケジューリングを行なう。MAINのベースバンドカード１５は、自カード及び他のベースバンドカード１６、１７のスケジューリング結果を集計して今回のタイミングで送信すべきユーザを決定し、該当ユーザが設定されているベースバンドカードに通知する。この通知を受けたベースバンドカードは、該当ユーザに対してデータを送信する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数のベースバンドカードを備えた無線基地局装置に関する。

従来、ベースバンド信号により無線通信を行なう小型の無線基地局装置（ＢＴＳ：Base Station Transceiver Subsystem）では、例えばユーザからの呼を処理する呼処理制御カード、無線によりデータを送受信する無線送受信カード、ベースバンド処理を行なうベースバンドカード等の各種カードを備えた構成となっている。また、このようなカード構成の無線基地局装置では、一般に、ベースバンドカードを複数備えることによって、より多くのユーザの呼を処理できるような構造になっている。

上記のように複数のベースバンドカードを備えた従来の無線基地局装置では、各ベースバンドカードがそれぞれ処理しているユーザの情報を同時に管理する必要はなかったが、今後、高速ダウンリンクパケット通信（HSDPA：High Speed Downlink Packet Access）のサービスを提供する際には、HSDPA使用ユーザの情報を一括で管理することが要求される。すなわち、HSDPAによる通信では、同一タイミングでデータを送信できるユーザ数が無線基地局装置毎に制限されており、制限数以上の複数のユーザが使用している場合には、無線の伝搬状況や再送回数等の管理情報によって優先度の高いユーザを選択してデータを送信する必要がある。このためHSDPAによる通信では、使用ユーザの情報を一括で管理する必要がある。

上記のように複数のベースバンドカードを備えた無線基地局装置において、HSDPA使用ユーザの情報を一括で管理する方式としては、従来、複数のベースバンドカードの情報を一括して管理するメインのベースバンドカードにデータを集約し、優先度付け（スケジューリング）、データ送信を行なう方式がある。

また、本発明に関連する公知技術として、要求された呼に割当てられたベースバンド信号処理を行なう複数の無線送受信カード群を備えた無線基地局装置を、要求された呼に無線送受信カードのリソースを割当てると共に、前記無線送受信カード群の使用状況を調査して設定された呼をその内容に応じて他の無線送受信カードに移動させ、無線送受信カード群のリソースを再配置して新規呼用に無線送受信カードのリソースを確保するリソース割り当て手段を含むリソース割当制御方法がある（例えば、特許文献１参照。）。

また、本発明に関連する公知技術として、通話チャネル及び制御チャネルに処理負荷に応じた重み値を定義し、各ベースバンド信号処理部に割当てられている全チャネルの処理負荷の合計（重み付け総計）を算出し、新たなチャネルを割当てる際に複数のベースバンド信号処理部の中から最も重み付け総計の低いベースバンド信号処理部を選択して新たなチャネルを割当てることにより、ベースバンド信号処理部へ処理負荷を均等に分散するようにした無線基地局装置がある（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００４−３２６１０号公報 特開２００３−９２１７号公報

上記従来のように複数のベースバンドカードの情報を一括して管理するメインのベースバンドカードにデータを集約し、優先度付け、データ送信を行なう方式では、情報の集計、管理を行なうメインのベースバンドカードに処理が集中してしまい、処理に時間が掛かるという問題がある。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、メインのベースバンドカードの処理時間を短縮することができる無線基地局装置を提供することを目的とする。

本発明は、複数のユーザの呼を処理する複数のベースバンドカードを備えた無線基地局装置において、前記複数のベースバンドカードの中からメインのベースバンドカードを決定し、ユーザの呼を受け付けた場合の処理を前記メイン及び他のベースバンドカードに振り分け、該他のベースバンドカードで処理した結果を前記メインのベースバンドカードで集約してデータの送信制御を行なうことを特徴とする。

本発明によれば、メインのベースバンドカードの処理を複数のベースバンドカードで分散処理することによって負荷分散が可能となり、メインのベースバンドカードの処理時間を短縮することができる。また、この処理時間の短縮により、ユーザ数の増加に対応することが可能である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は、HSDPA（High Speed Downlink Packet Access：高速ダウンリンクパケット通信）のサービスを提供するCDMA（Code Division Multiple Access：符号分割多重化方式）小型の無線基地局装置（ＢＴＳ）１０に実施した場合のカード構成図を示したものである。
無線基地局装置１０は、図１に示すように呼処理の制御を行なう呼処理制御カード（ＣＰカード）１１、保守監視制御を行なう保守監視カード（ＳＶカード）１２、有線伝送路処理を行なう有線伝送路処理カード（ＨＷＹカード）１３、無線送受信処理を行なう無線送受信カード（ＴＲＸカード）１４、ベースバンド処理を行なう複数例えば３つのベースバンドカード（ＢＢカード（１）〜（３））１５〜１７、電源部（ＰＳ）１８、ファン１９等を備えている。

上記複数のベースバンドカード１５〜１７は、その１つ例えばベースバンドカード１５をメイン（MAIN）のカード、他のベースバンドカード１６をサブ１（SUB1）、ベースバンドカード１７をサブ２（SUB2）として設定する。そして、ユーザの呼を受け付けた場合の処理を各ベースバンドカード１５〜１７に振り分けて実行し、SUBのベースバンドカード１６、１７の処理結果をMAINのベースバンドカード１５に集約してデータの送信制御を実行する。この場合、上記呼処理制御カード１１は、HSDPAユーザの呼を受け付けた場合に、無線基地局装置１０内のリソース状況をチェックし、ベースバンドカード１５〜１７の何れにユーザを割り振るかを決定し、該当カードに設定情報を送信する。そして、ベースバンドカード１５〜１７の処理結果をMAINのベースバンドカード１５に集約してデータの送信制御を実行するように構成されている。
次に、上記無線基地局装置１０の主要部の構成、すなわち、呼処理制御カード１１、無線送受信カード１４、及びベースバンドカード１５〜１７部分の構成について、図２に示すブロック図を参照して説明する。なお、図２において、白抜きの矢印は呼制御データ、斜線を入れた矢印はユーザデータ、縦線を入れた矢印はクラスタリングデータを示している。

呼処理制御カード１１は、呼制御処理部１１１、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode：非同期転送モード）の制御を行なうＡＴＭ制御機能部１１２、及びＡＴＭの交換機を構成するＡＴＭスイッチ（ATM-SW）１１３からなっている。上記呼制御処理部１１１は、呼制御データをＬＡＮ回線２１によりMAINのベースバンドカード１５及びSUB1のベースバンドカード１６、SUB2のベースバンドカード１７に送出する。

上記ＡＴＭ制御機能部１１２は、呼制御処理部１１１の制御に従って動作し、呼制御データをＡＴＭ回線２２により上記ベースバンドカード１５〜１７に送出する。また、ＡＴＭスイッチ１１３は、ＡＴＭ制御機能部１１２の制御に従って交換機動作を行なうもので、ＡＴＭ回線２２によりベースバンドカード１５〜１７との間でユーザデータを送受する。

また、無線送受信カード１４は、無線部１４１を備えており、ベースバンドカード１５〜１７との間で、バックボード２３を介してユーザデータを送受する。また、上記無線送受信カード１４は、移動局に対して無線による通信動作を行なう。

上記MAINのベースバンドカード１５は、ユーザ情報管理部１５１、スケジューリング処理及びユーザ選択処理部１５２、ＡＴＭ制御機能部１５３、プロトコル変換処理部１５４、変復調処理部１５５を備えている。上記ユーザ情報管理部１５１は、ＬＡＮ回線２１に接続され、呼処理制御カード１１の呼制御処理部１１１から送られてくる呼制御データに従って動作する。また、スケジューリング処理及びユーザ選択処理部１５２は、ユーザ情報管理部１５１の制御に従ってスケジューリング処理及びユーザ選択処理を実行し、クラスタリングデータをリングポート２４に出力する。また、上記ＡＴＭ制御機能部１５３はＡＴＭ回線２２に接続され、変復調処理部１５５はバックボード２３に接続される。

また、SUB1のベースバンドカード１６は、MAINのベースバンドカード１５と同様にユーザ情報管理部１６１、スケジューリング処理及びユーザ選択処理部１６２、ＡＴＭ制御機能部１６３、プロトコル変換処理部１６４、変復調処理部１６５を備えている。

また、SUB2のサブのベースバンドカード１７においても、同様にユーザ情報管理部１７１、スケジューリング処理及びユーザ選択処理部１７２、ＡＴＭ制御機能部１７３、プロトコル変換処理部１７４、変復調処理部１７５を備えている。

なお、上記無線基地局装置１０は、上記のカード構成に限定されるものではなく、基地局における実現内容に応じてカード構成は適宜変更されるものである。

上記のように構成された無線基地局装置１０は、複数のベースバンドカード１５〜１７を備えることによって、より多くのユーザの呼を処理できるようになっている。

上記HSDPAによる通信では、同一タイミングでデータを送信できるユーザ数が無線基地局装置毎に制限されており、制限数以上の複数のユーザが使用している場合には、無線の伝搬状況や再送回数等の管理情報によって優先度の高いユーザを選択してデータを送信する。

次に上記無線基地局装置１０におけるHSDPAユーザの設定（登録）方法、優先度付け、及び送信ユーザ決定方法について、図３及び図４を参照して説明する。図３はベースバンドカード１５〜１７に対するユーザ設定（登録）方法を示すシーケンス、図４はユーザの優先度付け及び送信ユーザ決定方法を示すシーケンスである。

上記無線基地局装置１０は、呼処理制御カード１１がHSDPAユーザの呼を受け付けた場合、図３に示すように呼処理の制御を行なう呼処理制御カード１１が無線基地局装置１０内のリソース状態をチェックし（ステップＡ１）、ベースバンドカード１５〜１７の何れにユーザを割り振るかを決定し、該当カードにユーザ設定情報を送信する（ステップＡ２）。

図３では、呼処理制御カード１１がSUB1のベースバンドカード１６にユーザを割り振り、該ベースバンドカード１６にユーザ設定情報を送信した場合を示している。また、上記呼処理制御カード１１は、非該当カード、この場合の例ではＭＡＩＮのベースバンドカード１５及びSUB2のベースバンドカード１７に対しても、優先度付けに必要となるユーザ設定情報、例えば無線の伝搬状況や再送回数等の管理情報を送信する（ステップＡ３、Ａ４）。

上記のように呼処理制御カード１１は、HSDPAユーザの呼を受け付ける毎に各ベースバンドカード１５〜１７に対してその処理の振り分けを行なう。
その後、MAINのベースバンドカード１５は、図４に示すように送信タイミング毎に発生する呼処理制御カード１１からの送信タイミング通知割込みによってSUB1のベースバンドカード１６及びSUB2のベースバンドカード１７にスケジューリング（優先度付け）開始要求を送出し（ステップＢ１、Ｂ２）、次いで、上記呼処理制御カード１１からのユーザ設定情報に基づき、スケジューリング処理及びユーザ選択処理部１５２により優先度の高い順にデータをソート、すなわち、スケジューリングを行なう（ステップＢ３）。このときSUB1及びSUB2のベースバンドカード１６、１７においても、上記スケジューリング開始要求に従って上記呼処理制御カード１１からのユーザ情報に基づいて、スケジューリング処理及びユーザ選択処理部１６２、１７２によりスケジューリングを行ない（ステップＢ４、Ｂ５）、そのスケジューリング結果をMAINのベースバンドカード１５に送信する（ステップＢ６、Ｂ７）。

また、上記各ベースバンドカード１５〜１７は、上記スケジューリング処理を行なった際、自カード内のユーザが今回のタイミングで送信ユーザに指定されることを考慮して事前に送信データを作成しておく。

上記MAINのベースバンドカード１５は、自カードにおけるスケジューリング結果、及び他のベースバンドカード１６、１７からのスケジューリング結果を集計して今回のタイミングで送信すべきユーザを決定し（ステップＢ８）、該当ユーザが設定されているベースバンドカードに通知する。図４の例では、送信すべきユーザがベースバンドカード１５、１６に設定されている場合を示しており、MAINのベースバンドカード１５からSUB1のベースバンドカード１６に送信要求が送られる（ステップＢ９）。MAINのベースバンドカード１５から送信要求を受けたSUB1のベースバンドカード１６は、該当ユーザに対して無線送受信カード１４を通じてデータを送信する（ステップＢ１０）。また、MAINのベースバンドカード１５においても、上記SUB1のベースバンドカード１６に送信要求を送った後、該当ユーザに対して無線送受信カード１４を通じてデータを送信する（ステップＢ１１）。

以下、同様にして各ベースバンドカード１５〜１７のスケジューリング結果がMAINのベースバンドカード１５により集計され、今回のタイミングで送信すべきユーザが決定されてHSDPAユーザへのデータ送信が行なわれる。

次に、呼処理制御カード１１が各ベースバンドカード１５〜１７にユーザを割当てる場合の具体的な処理例について説明する。
ベースバンドカード１５〜１７に対するユーザの割当ては、例えばリソース数を基準として行なっている。このリソースは、サービス種別により使用ソース数が異なっている。この実施形態では、HSDPA（高速ダウンリンクパケット通信）チャンネルについて説明しているが、実際の無線基地局装置（ＢＴＳ）では、音声、パケット等のサービス、例えば音声通話、テレビ電話、パケット通信等が混在した状態となっており、各サービスに対応したリソース数は、例えば図５に示すように設定されている。すなわち、各リソース数は、
音声通話が「１」
テレビ電話（ＡＶ３２ｋｂｐｓ）が「２」
テレビ電話（ＡＶ６４ｋｂｐｓ）が「４」
パケット通信（Ｐａｃｋｅｔ下り ３２ｂｐｓ）が「２」
パケット通信（Ｐａｃｋｅｔ下り ６４ｂｐｓ）が「４」
パケット通信（Ｐａｃｋｅｔ下り １２８ｂｐｓ）が「８」
パケット通信（Ｐａｃｋｅｔ下り ３８４ｂｐｓ）が「１６」
ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）が「１」
に設定されている。

なお、テレビ電話においては、リソース状態に応じて上位装置により伝送レート（３２ｋｂｐｓ、６４ｋｂｐｓ）が指定されるが、空きがある場合は６４ｋｂｐｓが指定される。また、パケット通信においては、リソース状態に応じて上位装置により伝送レート（３２ｂｐｓ、６４ｂｐｓ、１２８ｂｐｓ、３８４ｂｐｓ、）が指定されるが、空きがある場合は３８４ｂｐｓが指定される。

以下、呼処理制御カード１１によるベースバンドカード１５、１６、…に対するユーザの割当処理を図５に示すリソース数を基準として行なう場合について説明する。このベースバンドカード１５、１６、…に対するユーザの割当処理は、図６に示すアルゴリズムＡと図７に示すアルゴリズムＢによって行なわれる。なお、図６、図７は、説明を簡単にするため、２つのベースバンドカードＢＢ−Ａ（１５）、ＢＢ−Ｂ（１６）に対してユーザを割当てる場合を例として示してある。

ベースバンドカードＢＢ−Ａ、ＢＢ−Ｂに対するユーザの割当は、最初に図６に示すアルゴリズムＡによる処理が実行される。呼処理制御カード１１は、まず、上記図３のステップＡ１に示したようにリソース状態をチェックし、ユーザを割当てるベースバンドカードＢＢ−Ａ、ＢＢ−Ｂのそれぞれの未使用リソース数を取得する（ステップＣ１）。次いで、上記ステップＣ１で取得したベースバンドカードＢＢ−Ａ、ＢＢ−Ｂの未使用リソース数を比較する（ステップＣ２）。すなわち、ベースバンドカードＢＢ−Ａの未使用リソース数がベースバンドカードＢＢ−Ｂの未使用リソース数以下であるか否かを判断する。

上記ステップＣ１で、ベースバンドカードＢＢ−Ａの未使用リソース数がベースバンドカードＢＢ−Ｂの未使用リソース数以下であると判断された場合は、ベースバンドカードＢＢ−Ａにユーザを割当てる（ステップＣ３）。

また、上記ステップＣ１で、ベースバンドカードＢＢ−Ａの未使用リソース数がベースバンドカードＢＢ−Ｂの未使用リソース数より大きいと判断された場合は、ベースバンドカードＢＢ−Ｂにユーザを割当てる（ステップＣ４）。以上でアルゴリズムＡの処理を終了する。

上記アルゴリズムＡの処理を終了した後、図７に示すアルゴリズムＢの処理を実行する。
呼処理制御カード１１は、まず、ユーザを割当てるベースバンドカードＢＢ−Ａ、ＢＢ−Ｂのリソース状態をチェックし、それぞれの未使用リソース数及び閾値を取得する（ステップＤ１）。上記閾値としては、１つのサービスで必要とする最大のリソース数が設定される。上記図５に示した例では、１つのサービスで必要とする最大のリソース数が「１６」となっている。

そして、上記ステップＤ１で取得したベースバンドカードＢＢ−Ａの未使用リソース数と閾値とを比較して、優先度に関する第１判定を行なう（ステップＤ２〜Ｄ４）。

すなわち、ステップＤ２で、ベースバンドカードＢＢ−Ａの未使用リソース数が閾値より小さいと判断された場合は、ベースバンドカードＢＢ−Ｂを優先する（ステップＤ３）。また、ステップＤ２で、ベースバンドカードＢＢ−Ａの未使用リソース数が閾値以上であると判断された場合は、ベースバンドカードＢＢ−Ａを優先する（ステップＤ４）。

次に、上記ステップＤ１で取得したベースバンドカードＢＢ−Ｂの未使用リソース数と閾値とを比較して、優先度に関する第２判定を行なう（ステップＤ５〜Ｄ７）。すなわち、ステップＤ５で、ベースバンドカードＢＢ−Ｂの未使用リソース数が閾値より小さいと判断された場合は、ベースバンドカードＢＢ−Ｂを優先する（ステップＤ６）。また、ステップＤ５で、ベースバンドカードＢＢ−Ｂの未使用リソース数が閾値以上であると判断された場合は、ベースバンドカードＢＢ−Ａを優先する（ステップＤ７）。

上記のように第１判定及び第２判定を行なった後、両判定結果を比較し（ステップＤ８）、その比較結果に基づいて最終的な優先度を決定する。すなわち、第１判定と第２判定で結果が異なる場合は、アルゴリズムＡの結果に従ってベースバンドカードＢＢ−Ａ、ＢＢ−Ｂに対するユーザの割当てを決定する（ステップＤ９）。また、第１判定及び第２判定において、共にベースバンドカードＢＢ−Ａが優先すると判定された場合は、ベースバンドカードＢＢ−Ａにユーザを割当てる（ステップＤ１０）。また、第１判定及び第２判定において、共にベースバンドカードＢＢ−Ｂが優先すると判定された場合は、ベースバンドカードＢＢ−Ｂにユーザを割当てる（ステップＤ１１）。

図８は、リソース数が１つのサービスのみの場合のベースバンドカードＢＢ−Ａ、ＢＢ−Ｂに対するユーザ割当て例を示したものである。ユーザの割当ては、２つのベースバンドカードにまたがって設定することができないので、残りのリソースが１６以上の場合には対応するベースバンドカードに最大リソース分の空き領域を確保する。

以上でベースバンドカードＢＢ−Ａ、ＢＢ−Ｂに対するユーザの割当て処理を終了する。なお、図６、図７では、２つのベースバンドカードＢＢ−Ａ、ＢＢ−Ｂに対してユーザを割当てる場合について示したが、３つ以上のベースバンドカードに対してユーザを割当てる場合においても同様にして行なうことができる。

上記実施形態で示したようにMAINのベースバンドカード１５の処理を各ベースバンドカード１５〜１７に分散することによって負荷分散が可能となり、MAINのベースバンドカード１５の処理時間を短縮することができる。また、MAINのベースバンドカード１５における処理時間の短縮により、より多くのユーザを管理することが可能となる。

なお、上記実施形態では、３つのベースバンドカード１５〜１７を使用する場合について示したが、更に多数のベースバンドカードを用いる場合であっても、上記実施形態と同様にして実施し得るものである。

本発明の一実施形態に係る無線基地局装置のカード構成図である。 同実施形態における無線基地局装置の主要部の構成を示すブロック図である。 同実施形態において、各ユーザに対する処理を複数のベースバンドカードで分散処理する場合のユーザ設定方法を示すシーケンスである。 同実施形態において、各ベースバンドカードによるユーザの優先度付け及び送信ユーザ決定方法を示すシーケンスである。 同実施形態におけるサービス種別とリソース数との関係を示す図である。 同実施形態におけるベースバンドカードに対するユーザの割当て処理（アルゴリズムＡ）を示すフローチャートである。 同実施形態におけるベースバンドカードに対するユーザの割当て処理（アルゴリズムＢ）を示すフローチャートである。 同実施形態におけるベースバンドカードに対するユーザの割当て例を示す図である。

符号の説明

１０…無線基地局装置（ＢＴＳ）、１１…呼処理制御カード（ＣＰカード）、１２…保守監視カード（ＳＶカード）、１３…有線伝送路処理カード（ＨＷＹカード）、１４…無線送受信カード（ＴＲＸカード）、１５…MAINのベースバンドカード（ＢＢカード（１））、１６、１７…SUB1のベースバンドカード（ＢＢカード（２））、１７…SUB2のベースバンドカード（ＢＢカード（３））、１８…電源部（ＰＳ）、１９…ファン、２１…ＬＡＮ回線、２２…ＡＴＭ回線、２３…バックボード、２４…リングポート、１１１．ＡＴＭ…呼制御処理部、１１１…呼制御処理部、１１２…ＡＴＭ制御機能部、１１３…ＡＴＭスイッチ、１４１…無線部、１５１…ユーザ情報管理部、１５２…ユーザ選択処理部、１５３…ＡＴＭ制御機能部、１５４…プロトコル変換処理部、１５５…変復調処理部、１６１…ユーザ情報管理部、１６２…ユーザ選択処理部、１６３…ＡＴＭ制御機能部、１６４…プロトコル変換処理部、１６５…変復調処理部、１７１…ユーザ情報管理部、１７２…ユーザ選択処理部、１７３…ＡＴＭ制御機能部、１７４…プロトコル変換処理部、１７５…変復調処理部。

Claims (1)

1. 複数のユーザの呼を処理する複数のベースバンドカードを備えた無線基地局装置において、前記複数のベースバンドカードの中からメインのベースバンドカードを決定し、ユーザの呼を受け付けた場合の処理を前記メイン及び他のベースバンドカードに振り分け、該他のベースバンドカードで処理した結果を前記メインのベースバンドカードで集約してデータの送信制御を行なうことを特徴とする無線基地局装置。

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