JP2007134840A - 移動通信システム、基地局装置及びそれらに用いる消費電力低減方法並びにそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 負荷急変への耐性や処理の分散に優れた消費電力低減方法を実現可能な移動通信システムを提供する。
【解決手段】 リソース割り当て部１２１は伝送路Ｉ／Ｆ部を介して転送される上位局からの新規の呼について各ＢＢ処理ユニットへの割り当てを行い、割り当ての状況を記憶部１２２に格納する。リソース割り当て部１２１は各ＢＢ処理ユニットの負荷状況が均一となるようにリソースの割り当てを行う。レジスタ部１４２は監視制御部を介して上位局からの制御情報が設定され、電源制御を行うための閾値、電源制御のＯＮ／ＯＦＦ制御等の情報が格納される。演算部１８１は記憶部１２２からのＢＢ処理ユニットのリソース使用状況と、レジスタ部１８２に設定された閾値情報とから電源制御の実行の要否を判断し、電源制御部１８３はその判断結果に基づいて各ＢＢ処理ユニットの電源のＯＮ／ＯＦＦを行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は移動通信システム、基地局装置及びそれらに用いる消費電力低減方法並びにそのプログラムに関し、特にＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式の移動通信システムにおける省電力化に関する。

従来、この種の移動通信システムに用いられる基地局装置においては、図８に示すように、伝送路Ｉ／Ｆ（インタフェース）部１１と、呼処理制御部４２と、監視制御部１３と、ＢＢ（ＢａｓｅＢａｎｄ：ベースバンド）処理部４１と、多重分離部１５と、変復調部１６と、無線部１７とを含んで構成されており、通信路１００を通して上位局２に接続されている。

ＢＢ処理部４１はＷ−ＣＤＭＡ方式に基づき、上位局２からのユーザデータ信号に対する誤り訂正符号化、フレーム化、データ変調等や、無線部１７からの受信信号に対する逆拡散、チップ同期、誤り訂正復号等のＢＢ信号処理を担う。
Ｗ−ＣＤＭＡ方式に基づくＢＢ信号処理は、時分割ではなく、多重処理であるため、各ユーザの符号化、復号化を並列に処理する必要があり、膨大な演算を必要とする。このため、ＢＢ処理部４１は特定数のユーザを同時に処理可能な複数のＢＢ処理ユニット４１１〜４１Ｎで構成することで、処理を分散し、装置の高容量化を実現している。

ＢＢ処理ユニット４１１〜４１Ｎは、必要なリソース量にあわせて各装置に実装することが可能とされている。通常は、各装置に対して、当該エリアに推定される最大ユーザ数が考慮され、それを許容することが可能なリソース分が実装される。これによって、トラフィックが増大しても、ユーザに対して安定した通信を供給することができるようにシステムが構成されている。

しかしながら、基地局装置４の最大負荷時のリソースを考慮してＢＢ処理ユニット数が構成されているため、低トラフィック状態ではリソースに空きが生じている。従来、基地局装置４では、通信に必要なリソース数に関係なく、全てのＢＢ処理ユニット４１１〜４１Ｎに電源が供給されている。このため、従来の移動通信システムは、低負荷時ほど効率が悪く、結果的に処理に関係ない無駄な消費電力を必要とするシステムとなっている。

近年、移動体通信のマルチメディア化、通信速度の高速化、高容量化に伴い、通信コストの低廉化の要求が高まっており、移動通信システムの省電力化の問題が大きな課題となっている。

この問題の解決手段としては、無線基地局装置の省電力方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１記載の無線基地局装置では、端末数推定部がサービスエリアに在圏する移動端末数を、移動端末の位置登録数、移動端末からのアクセス要求メッセージ数、または移動端末への着信通知メッセージ数に基づいて推定し、制御部が移動端末推定数に基づいて不要な信号処理部（上記のＢＢ処理部４１、多重・分割部１５、変復調部１６が該当）の電源をオフにする処置がとられている。

特開２００３−２４７９８５号公報

しかしながら、上述した従来の移動通信システムでは、電源制御について、推定した端末数からの電源ＯＦＦ処理のみが開示しており、電源のＯＮ／ＯＦＦに伴うリソースの割り当てや、変動する呼数に対する吸収がなされていないため、バースト的に短時間で発生する呼数の変動に対しては、呼損が発生し得る構成となっており、通話品質を下げてしまうという問題がある。よって、従来の移動通信システムでは、多数のユーザに対して並列に処理され、変動する負荷に対しても柔軟に対応する必要がある場合に、それに適応することができない。

上述したＷ−ＣＤＭＡ方式の基地局装置４は、ＢＢ処理について、高トラフィック時を想定した設置となっているため、低トラフィック時に無駄な消費電力を必要とするという問題がある。この問題の解決を目的として、上記の特許文献１が提案されているが、上記の特許文献１に記載の移動通信システムでは、常に変動をするシステムのトラフィック状態に対応することができず、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の基地局装置への適応が不可能であるという問題がある。

そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、負荷急変への耐性や処理の分散に優れた消費電力低減方法を実現することができる移動通信システム、基地局装置及びそれらに用いる消費電力低減方法並びにそのプログラムを提供することにある。

本発明による移動通信システムは、呼に対して自装置内のリソースの割り当てを行う呼処理制御手段と、自装置内の監視及び制御を行うための監視制御手段と、ベースバンドの処理を行う複数のベースバンド処理ユニットからなるベースバンド処理手段とを含む基地局装置を用いて移動通信を行う移動通信システムであって、
前記基地局装置は、前記呼処理制御手段及び前記監視制御手段各々の処理結果を基に前記複数のベースバンド処理ユニット各々の電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うリソース電源管理手段を備えている。

本発明による基地局装置は、呼に対して自装置内のリソースの割り当てを行う呼処理制御手段と、自装置内の監視及び制御を行うための監視制御手段と、ベースバンドの処理を行う複数のベースバンド処理ユニットからなるベースバンド処理手段とを含む基地局装置であって、前記呼処理制御手段及び前記監視制御手段各々の処理結果を基に前記複数のベースバンド処理ユニット各々の電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うリソース電源管理手段を備えている。

本発明による消費電力低減方法は、呼に対して自装置内のリソースの割り当てを行う呼処理制御手段と、自装置内の監視及び制御を行うための監視制御手段と、ベースバンドの処理を行う複数のベースバンド処理ユニットからなるベースバンド処理手段とを含む基地局装置を用いて移動通信を行う移動通信システムに用いる消費電力低減方法であって、
前記基地局装置が、前記呼処理制御手段及び前記監視制御手段各々の処理結果を基に前記複数のベースバンド処理ユニット各々の電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うリソース電源管理処理を実行している。

本発明による消費電力低減方法のプログラムは、呼に対して自装置内のリソースの割り当てを行う呼処理制御手段と、自装置内の監視及び制御を行うための監視制御手段と、ベースバンドの処理を行う複数のベースバンド処理ユニットからなるベースバンド処理手段とを含む基地局装置を用いて移動通信を行う移動通信システムに用いる消費電力低減方法のプログラムであって、前記基地局装置のコンピュータに、前記呼処理制御手段及び前記監視制御手段各々の処理結果を基に前記複数のベースバンド処理ユニット各々の電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うリソース電源管理処理を実行させている。

すなわち、本発明の移動通信システムは、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式に準ずるシステムにおいて、基地局装置が、上位局と接続された伝送路に基づく物理レイヤの処理を行う伝送路Ｉ／Ｆ（インタフェース）処理部と、呼に対して自装置内のリソースの割り当てを行う呼処理制御部と、自装置内の監視及び制御を行うための監視制御部と、Ｗ−ＣＤＭＡ方式に基づいたＢＢ（ＢａｓｅＢａｎｄ：ベースバンド）の処理を行う複数のＢＢ処理ユニットからなるＢＢ処理部と、ＢＢ信号の多重及び分離を行う多重分離部と、ベースバンド信号の変調と復調とを行う変復調部と、無線信号の変換及び送受信を担う無線部と、呼処理制御部及び監視制御部各々の処理結果を基に複数のＢＢ処理ユニット各々の電源のＯＮ／ＯＦＦを制御するリソース電源管理部とから構成されている。

一般に、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の無線基地局装置は、伝送路Ｉ／Ｆ部と、呼処理制御部と、監視制御部と、ＢＢ処理部と、多重分離部と、変復調部と、無線部とを含んで構成されており、本発明の移動通信システムでは、これにリソース電源管理部を追加し、ＢＢ処理ユニットの電源を個別に制御することを可能としている。

これによって、本発明の移動通信システムでは、呼処理制御部から得たトラフィック量（呼数）を基にＢＢ処理ユニットの電源を制御することで、低トラフィック時の無駄な消費電力を低減させている。

また、本発明の移動通信システムでは、上記のＢＢ処理ユニットの電源管理について、トラフィック量に応じた柔軟な対応を可能としているので、負荷急変への耐性や処理の分散に優れたシステムを提供するが可能となる。

より具体的に説明すると、本発明の移動通信システムでは、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の基地局装置のベースバンド処理において、特定数の呼を同時処理可能なＢＢ処理ユニットを複数個で構成することで、多くの呼の並列処理を実現している。この場合、本発明の移動通信システムでは、高容量化、処理の高速化を実現するために多くの演算素子を搭載しているため、装置内の電力に対するＢＢ処理ユニットの占める割合は非常に大きい。

ＢＢ処理ユニットのリソース管理は呼処理制御部にて実施されており、呼処理制御部は上位局から転送されてきた新規の呼に対して、ＢＢ処理ユニットのリソース使用状況を加味し、その呼を処理するＢＢ処理ユニットを割り当てる。割り当てられた呼の通信データ（音声やパケットデータ等）は、そのＢＢ処理ユニットによるベースバンド処理を経て移動端末への転送がなされている。

本発明の移動通信システムでは、リソース電源管理部を新たに設け、リソース電源管理部が呼処理制御部からＢＢ処理ユニットの使用状況を確認する機能を有し、その使用状況に応じてＢＢ処理ユニットの電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。また、リソース電源管理部は呼処理機能部に対して、呼の移動（再割り当て）を要求するための機能を有し、電源制御に伴うＢＢ処理ユニットの負荷のバラツキを分散させることを可能としている。

リソース電源管理部は上位局が基地局装置を制御するための装置の監視と制御てを担う監視制御部とのインタフェースと、電源制御を行うためのユーザ数の閾値を設定する機能部を有し、上位局からその閾値を設定可能とする。本発明の移動通信システムでは、設置状況にあわせて負荷の変動を考慮したマージンをもった最適な閾値を設定することで、バースト的に発生する負荷（呼数）の変動に対応することを可能としている。

上記のように、本発明の移動通信システムでは、Ｗ−ＣＤＭＡに準ずる基地局装置に適応させ、電源制御を行う対象をＢＢ処理部とすることで、基地局装置内でのリソースの管理を電源制御に反映させることを可能とし、負荷急変への耐性や処理の分散に優れた消費電力低減方法を提供している。

これによって、本発明の移動通信システムでは、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の基地局装置にて、ＢＢ処理を行うＢＢ処理ユニットについて、リソースの状況（ＢＢ処理ユニットの使用状況）に応じて未使用ユニットの電源をＯＦＦにすることで、消費電力を低減し、通信コストの低廉化を可能としている。

また、本発明の移動通信システムでは、電源制御に対してリソースの使用状況を反映する手段に閾値を設定可能とすることによって、不規則的に短時間で発生する負荷の変動を吸収することが可能となる。よって、本発明の移動通信システムでは、設置場所にて異なる負荷状態に柔軟に対応することを可能とし、ユーザの通信に影響を与えることのない安定した消費電力の低減を可能としている。

さらに、本発明の移動通信システムでは、処理を行っている呼に対して、電源制御に伴ってリソースの再割り当てを実施することで、ＢＢ処理ユニット間の負荷の偏りや極端に高負荷となることを防止し、高速化に影響を及ぼす処理遅延を抑制することが可能となる。

さらにまた、本発明の移動通信システムでは、電源制御の閾値について、電源ＯＦＦの閾値と電源ＯＮの閾値とを個別に設定可能とすることで、閾値付近の細かな負荷の変動を許容し、電源のＯＮ／ＯＦＦ制御のバタつきを抑制可能としている。

本発明は、上記の構成及び動作とすることで、負荷急変への耐性や処理の分散に優れた消費電力低減方法を実現することができるという効果が得られる。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による移動通信システムの構成を示すブロック図である。図１において、本発明の一実施例による移動通信システムは基地局装置１と、上位局２と、それら基地局装置１と上位局２とを接続する通信路１００とから構成されている。

基地局装置１は伝送路Ｉ／Ｆ（インタフェース）部１１と、呼処理制御部１２と、監視制御部１３と、ＢＢ（ＢａｓｅＢａｎｄ：ベースバンド）処理部１４と、多重分離部１５と、変復調部１６と、無線部１７と、リソース電源管理部１８とから構成されている。

伝送路Ｉ／Ｆ部１１は上位局２と接続された伝送路（通信路１００）の規格に基づく物理レイヤの処理を担う。伝送路Ｉ／Ｆ部１１は上位局２からの受信データについて物理レイヤのフレーム変換処理を行い、通信データを呼処理制御部１２へ、基地局装置制御用のメッセージを監視制御部１３へそれぞれスイッチングする。また、伝送路Ｉ／Ｆ部１１は呼処理制御部１２と監視制御部１３とからの受信データについて、伝送路規格のフレーム化を行い、上位局２へと転送する。

呼処理制御部１２は呼に対するＢＢ処理部１４のリソースの管理と、それに基づいた通信データの転送処理を担う。呼処理制御部１２は上位局２から転送された新規の呼に対して、ＢＢ処理ユニット１４１〜１４Ｎのリソース使用状況を加味し、その呼を処理するＢＢ処理ユニット１４１〜１４Ｎを割り当てる。以降、呼処理制御部１２はその割り当てに基づいて、通信データのスイッチング処理を行う。

監視制御部１３は上位局２が基地局装置１を制御するための装置の監視と制御とを担う。監視制御部１３は上位局２と制御用のメッセージのやり取りを行い、上位局２からの指示に基づいて基地局装置１の制御を行い、また、基地局装置１の運用状態を上位局へと報告する。

ＢＢ処理部１４は呼処理制御部１２と分離多重部１５とから受信した通信データについて、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式に基づくＢＢ信号処理を担う。ＢＢ処理部１４は多くの呼の処理を並列に実施して高容量化を実現するために、特定数の呼を同時処理可能な複数のＢＢ処理ユニット１４１〜１４Ｎにて構成されている。

リソース電源管理部１８は呼処理制御部１２からのリソース使用状況に応じ、ＢＢ処理ユニット１４１〜１４Ｎの電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を担う。リソース電源管理部１８は呼処理制御部１２との間のインタフェースを有し、ＢＢ処理ユニット１４１〜１４Ｎの使用状況の確認と、電源制御に伴う呼の移動（再割り当て）の要求を行う。また、リソース電源管理部１８内には、監視制御部１３との間のインタフェースを有し、上位局２からリソース電源管理部１８の制御を可能としている。

多重分離部１５はＢＢ処理部１４からのベースバンド信号の多重処理と、変復調部（１０９）からの信号の分離処理とを担う。変復調部１６は多重分離部１５からの信号と無線部１７からの信号とに対し、Ｗ−ＣＤＭＡ方式に基づく変調処理と復調処理とを担う。無線部１７は無線信号の変換処理と移動端末との送信処理及び受信処理とを担う。

図２は図１の呼処理制御部１２及びリソース電源管理部１８の構成を示すブロック図である。図２において、呼処理制御部１２はリソース割り当て部１２１と記憶部１２２とから構成されている。

リソース割り当て部１２１は伝送路Ｉ／Ｆ部１１を介して転送される上位局２からの新規の呼について、ＢＢ処理ユニット１４１〜１４Ｎへの割り当てを行う。割り当ての状況（リソースの使用状況）は記憶部１２２に格納され、リソース割り当て部１２１は各ＢＢ処理ユニット１４１〜１４Ｎの負荷状況（処理呼数）が均一となるようにリソースの割り当てを行う。また、リソース割り当て部１２１は割り当てた呼の情報を基に、伝送路Ｉ／Ｆ部１１からの通信データを各ＢＢ処理ユニット１４１〜１４Ｎにスイッチングする。

リソース電源管理部１８は演算部１８１とレジスタ部１８２と電源制御部１８３とから構成されている。レジスタ部１４２は監視制御部１３との間のインタフェースを有し、監視制御部１３を介して上位局２からの制御情報が設定される。レジスタ部１８２には電源制御を行うための閾値、電源制御のＯＮ／ＯＦＦ制御等の情報が格納される。

演算部１８１は記憶部１２２からＢＢ処理ユニット１４１〜１４Ｎのリソース使用状況を確認する手段を有し、記憶部１２２から得たリソース使用状況とレジスタ部１８２に設定された閾値情報とから、電源制御の実行の要否を判断する。演算部１８１は電源制御の実行と判断した場合にリソース割り当て部１２１に電源制御に伴うリソースの再割り当て（移動）を要求する手段を有し、電源制御部１８３に対してＢＢ処理ユニット１４１〜１４Ｎの電源ＯＮ／ＯＦＦ制御の実行を指示する。

電源制御部１８３は各ＢＢ処理ユニット１４１〜１４Ｎの電源を管理し、演算部１８１からの指示を基に、各ＢＢ処理ユニット１４１〜１４Ｎの電源のＯＮ／ＯＦＦを行う。

図３は本発明の一実施例による基地局装置１の電源制御の動作を示すフローチャートであり、図４及び図５は本発明の一実施例による基地局装置１の電源制御の動作を示す図である。これら図１〜図５を参照して電源制御をＯＦＦからＯＮとした場合の動作について説明する。図３に示す処理は基地局装置１のＣＰＵ（中央処理装置）が図示せぬメモリに格納されたプログラムを実行することで実現される。

リソース電源管理部１８による電源制御は、上位局２の設定によってＯＮ、ＯＦＦを可能とする。電源制御のＯＮ、ＯＦＦによって、ＯＦＦ時には、従来の基地局装置として動作する。電源制御のＯＮ、ＯＦＦは、リソース電源管理部１８のレジスタ部１８２を設定することで行われる。レジスタ部１８２は監視制御部１３との間のインタフェースを有し、監視制御部１３から制御される。

上位局２は監視制御部１３にリソース電源管理部１８のＯＮ、ＯＦＦを制御するメッセージを送信し、メッセージに基づいて監視制御部１３がレジスタ部１８２を設定することで、電源制御のＯＮ、ＯＦＦが決定される。これによって、基地局装置１の立ち上げ時等、負荷が急激に変動することが確実な間は、電源制御をＯＦＦとすることが可能となる。

以下、説明を簡単にするために、基地局装置１には、６枚のＢＢ処理ユニット１４１〜１４６が実装されているものとする。ＢＢ処理ユニット１４１〜１４６各々で処理可能な呼数を「１０」とし、基地局装置１全体で「６０」の呼を処理可能とする。

電源制御がＯＦＦで基地局装置１が運用状態の時（基地局装置運用状態）（図３ステップＳ１）、基地局装置１は従来装置と同様の動作となる。基地局装置１内で「２９」の呼を処理していると想定すると、呼処理制御部１２の動作によって、各ＢＢ処理ユニット１４１〜１４６に呼が均一となるように割り当てられて処理されている（図４のａ１参照）。処理されている呼の総数及び各ＢＢ処理ユニット１４１〜１４６で処理されている個数の情報は記憶部１２２に格納される。

上位局２は基地局装置１に対して電源制御のＯＮを指示する制御用メッセージを送信する。メッセージは伝送路Ｉ／Ｆ部１１で監視制御部１３へとスイッチングされる。制御用メッセージを受信した監視制御部１３はリソース電源管理部１８のレジスタ部１８２に電源制御のＯＮを設定する。レジスタ部１８２の設定によって、リソース電源管理部１８は電源制御に移行する（電源制御のＯＮ）（図３ステップＳ２）。

リソース電源管理部１８にて、レジスタ部１８２から電源制御のＯＮを受けた演算部１８１は呼処理制御部１２の記憶部１２２からリソース使用状況（総呼数、各ＢＢ処理ユニット１４１〜１４６の処理個数）をリードするとともに、レジスタ部１８２に設定された電源制御の閾値情報をリードする。

演算部１８１は記憶部１２２からリードしたリソース使用状況と，レジスタ部１８２からリードした電源ＯＦＦ制御の閾値とからＢＢ処理ユニット１４１〜１４６の電源ＯＦＦ制御の要否を判定する（図３ステップＳ３）。

電源ＯＦＦ制御の閾値には、１つのＢＢ処理ユニット当たりで処理可能と判断する呼数が設定されるが、短時間で発生するバースト的な負荷（呼数）の変動を吸収するために、実際に１つのＢＢ処理ユニットで処理可能な呼数よりも低い値を設定する。ここでは、実際の処理可能呼数「１０」に対して、ＯＦＦ制御の閾値の設定を「８」とする。

電源ＯＦＦ制御の要否を判定するために、演算部１８１は電源制御部１８３から現在電源ＯＮしているＢＢ処理ユニットの数を確認する（図３ステップＳ４）。ここでは、電源制御がＯＦＦ状態からスタートしているため、「６」となる。もし、現在電源ＯＮしているＢＢ処理ユニットの数が「１」である場合には、電源ＯＦＦすることが可能なＢＢ処理ユニットが存在しないことを意味するため、ステップＳ９に移行し、ＢＢ処理ユニット１４１〜１４６の電源をＯＮする必要があるかの判定に移る。

現在電源ＯＮしているＢＢ処理ユニットの数が「１」以外の場合には、閾値と現在電源ＯＮしているＢＢ処理ユニットの数との２つから、電源ＯＦＦ制御の要否を判断するための基準値を算出する。基準値は、
基準値＝閾値×（電源ＯＮしているＢＢ処理ユニットの数−１）
（例）基準値＝８×（６−１）＝４０
というように、閾値に現在電源ＯＮしているＢＢ処理ユニットの数から「１」を引いた数を乗じることで算出される。この基準値と現在基地局装置１内にて処理している総呼数とを比較することで、１つ少ないＢＢ処理ユニット数で、呼を処理することが可能か否かを判断することが可能である（図３ステップＳ５）。

上記の例では、基準値は「４０」となる。この場合、総呼数が「４０」以下であれば、ＢＢ処理ユニット１４１〜１４６のいずれかの電源をＯＦＦしても処理が可能と判断される。演算部１８１は記憶部１２２からリードした総呼数が「２９」であるため、処理可能と判断し（図４のａ２参照）、ステップＳ６へ移行する。

電源ＯＦＦが可能と判断された場合、演算部１８１は現在の総呼数の処理するために必要なＢＢ処理ユニットの数（処理に必要ないＢＢ処理ユニットの数）の算出を行う（図３ステップＳ６）。必要なＢＢ処理ユニットの数は、
必要ＢＢ処理ユニット数＝記憶部からリードした総呼数÷閾値
（例）必要ＢＢ処理ユニット数＝２９÷８＝３．６２５≒４
というように、記憶部１２２からリードした総呼数を閾値で除算することで求まる。この場合には、除算の結果を整数単位で切り上げした値が必要数となる。

上記の例では、必要ＢＢ処理ユニット数は「４」となる。必要ＢＢユニット数からは、不要なＢＢユニット数が「２」であることが判断できる。ＢＢ処理ユニット１４１〜１４６には予め使用優先順位が割り当てられており、優先順位の低いものから電源ＯＦＦをする。本実施例では、若番のＢＢ処理ユニット＃１（ＢＢ処理ユニット１４１）から順に優先度が割り当てられているものとする。

不要なＢＢ処理ユニット数を算出すると、演算部１８１は呼処理制御部１２のリソース割り当て部１２１に対して、電源ＯＦＦ対象のＢＢ処理ユニット［ここでは、ＢＢ処理ユニット＃５，＃６（ＢＢ処理ユニット１４５，１４６）］から、必要なＢＢ処理ユニット１４１〜１４４へのリソースの移動（再割り当て）を要求する。リソースの再割り当ての要求を受けたリソース割り当て部１２１は、処理を継続させる優先度の高いＢＢ処理ユニット１４１〜１４４に電源ＯＦＦするＢＢ処理ユニット１４５，１４６の呼を処理が均一になるように割り当てる（図３ステップＳ７）。

割り当てが完了し、電源ＯＦＦするＢＢ処理ユニット１４５，１４６にて処理している呼がなくなると、リソース割り当て部１２１は演算部１８１にリソース割り当ての完了を通知する。電源ＯＦＦ対象となるＢＢ処理ユニット１４５，１４６は呼処理制御の対象からはずし、呼の割り当てを不可とする（図４のａ３参照）。

本実施例では、上記のリソースの再割当てをすることによって、ＢＢ処理ユニット１４１〜１４６の負荷（呼数）の偏りや高負荷よって発生する遅延をなくし、高速化に対応した安定した消費電力低減を実現することが可能となる。

リソース割り当て部１２１からの完了通知を受信すると、演算部１８１は電源制御部１８３に対して不要なＢＢ処理ユニット１４５，１４６の電源のＯＦＦを指示する（図３ステップＳ８）。電源制御部１８３は演算部１８１の指示にしたがって、不要なＢＢ処理ユニット１４５，１４６の電源をＯＦＦにする（図４のａ４参照）。

本実施例では、上述したステップＳ１〜Ｓ８の手順で不要なＢＢ処理ユニット１４５，１４６の電源をＯＦＦとすることで、基地局装置１の消費電力を低減することが可能となる。

次に、処理呼数の増加に伴う必要なＢＢ処理ユニット１４１〜１４６の電源のＯＮ動作（追加）について説明する。本実施例による基地局装置１の消費電力低減方法では、負荷（呼数）の増加に伴い、電源ＯＦＦしている未使用ＢＢ処理ユニット１４５，１４６を稼動させて処理容量を増加させる処置を必要とする。

基地局装置１は上記のステップＳ１〜Ｓ８を完了すると、ステップＳ１３に移行する。演算部１８１は内部にハードタイマ（図示せず）を有し、一定時間経過後にステップＳ３へと戻り、電源制御の要否確認へと移行する。これによって、周期的に電源制御が実施される。演算部１８１のハードタイマ（待機時間）は、レジスタ部１８２の設定によって設定可能としている。

ここで、例として、ステップＳ８までに説明した総処理呼数「２９」、ＢＢ処理ユニットの稼動数「４」から、ステップＳ１３の待機中に呼数が「８」増加した場合（総処理呼数が「３７」に増加した場合）を想定する。

一定時間経過後、ステップＳ３に移行し、上述した処理と同様に、演算部１８１にて記憶部１２２から取得した処理状況とレジスタ部１８２からリードした閾値とから電源制御の要否判定がなされる。まず、ステップＳ４，Ｓ５にて電源ＯＦＦ制御の要否が判定される。例では、総処理呼数は「３７」に増加している。稼動しているＢＢ処理ユニットは「４」であるため、基準値は「２４」となり、総処理呼数が基準値より大きいことから、電源ＯＦＦ制御は不可と判定される。電源ＯＦＦ制御が不可と判定されると、次に電源ＯＮ制御の要否確認ステップＳ９に移行する。

演算部１８１は記憶部１２２からリードしたリソース使用状況と、レジスタ部１８２からリードした閾値とからＢＢ処理ユニットの電源ＯＮ制御の要否を判定する（図３ステップＳ９）。閾値には、１つのＢＢ処理ユニット当たりで処理可能と判断する呼数が設定されるが、電源ＯＦＦの時と同様に、短時間で発生するバースト的な負荷（呼数）の変動を吸収するために、実際に１つのＢＢ処理ユニットで処理可能な呼数よりも低い値を設定する。閾値は、上記のＯＦＦ制御の場合の閾値と同じとしてもよいが、別々に設定することも可能とする。

これによって、閾値付近で呼数が変動する場合に、電源制御がバタつく（ＯＮ、ＯＦＦを繰り返す）ことを防止することが可能となる。ここでは、実際の処理可能呼数「１０」に対して、ＯＮ制御の閾値の設定を「９」とする。

電源ＯＮ制御の要否を判定するために、演算部１８１はステップＳ４にてリードした現在電源ＯＮしているＢＢ処理ユニットの数を使用する。ここでは、電源ＯＦＦ制御後の状態であるため、「４」となる。もし、現在電源ＯＮしているＢＢ処理ユニットの数が最大数（ここでは、「６」）である場合には、電源をＯＮすることが可能なＢＢ処理ユニットが存在しないことを意味するため、ステップＳ１３に移行する。

現在電源ＯＮしているＢＢ処理ユニットの数が最大数以外の場合には、閾値と現在電源ＯＮしているＢＢ処理ユニットの数との２つから、電源ＯＮ制御の要否を判断するための基準値を算出する。基準値は、
基準値＝閾値×電源ＯＮしているＢＢ処理ユニットの数
（例）基準値＝９×４＝３６
というように、閾値に現在電源ＯＮしているＢＢ処理ユニットの数を乗じることで算出される。これと現在装置内にて処理している総処理呼数とを比較することで、現在のＢＢ処理ユニット数で、呼を処理することが可能か否か（追加する必要があるか）を判断することが可能である（図３ステップＳ１０）。

上記の例では、基準値が「３６」となる。この場合、総呼数が「３６」より大きい場合に、ＢＢ処理ユニットの電源をＯＦＦしても処理が可能と判断される。演算部１８１は記憶部１２２からリードした総呼数が「３７」であるため、制御が必要と判断し（図５のａ５参照）、ステップＳ１１へ移行する。

電源ＯＮが必要と判断された場合、演算部１８１は電源制御部１８３に対して、現在未使用で優先度が一番高いＢＢ処理ユニットの電源を１つＯＮにするように指示する。電源制御部１８３は演算部１８１の指示にしたがって、必要なＢＢ処理ユニットの電源をＯＮにする［例では、ＢＢ処理ユニット＃５（ＢＢ処理ユニット１４５）］（図５のａ６参照）。

電源ＯＮが完了すると、電源制御部１８３は、演算部１８１に対して処理の完了を通知する。通知を受けた演算部１８１は、リソース割り当て部１２１に対して、ＢＢ処理ユニットの増加に伴ってリソースの再割り当てを要求する。要求を受けたリソース割り当て部１２１は、追加されたＢＢ処理ユニット１４５を含めて処理の負荷（呼数）が均一となるように、ＢＢ処理ユニット１４１〜１４５に呼の再割り当てを行う。再割り当てが完了後、ステップＳ１３に移行する（図５のａ７参照）。

本実施例では、上述したステップＳ９〜Ｓ１２の処理によって、負荷（呼数）の増加に伴い、それを処理するために最適なリソース（ＢＢ処理ユニット）の数となるように、ＢＢ処理ユニットの電源ＯＮによって調整することが可能となる。

次に、閾値設定による負荷変動の吸収について説明する。本実施例では、上記のステップＳ１〜Ｓ１３において、電源ＯＮ、ＯＦＦを判断するための閾値を設定可能とすることで、短時間で発生するバースト的な負荷（呼数）の変動を吸収することを可能としている。

不要なＢＢ処理ユニットを電源ＯＮ、ＯＦＦするための一連の手順（ステップＳ１〜Ｓ１３）の実施には、それぞれの手順にて遅延の発生を伴う。電源制御の要否判定が一定の周期で実施されるのに対して、負荷（呼数）の変動には規則性がなく、常時変化が発生している。このため、判定周期内の短時間で発生する負荷（呼数）の変動を許容する必要がある。変動に対する許容がない場合、運用しているＢＢ処理ユニットの実力（処理可能な最大呼数）を超える呼が発生した場合に呼損が発生することとなる。

図６は本発明の一実施例による基地局装置１の動作を示す図である。図６においては、閾値設定がなく、電源ＯＮ、ＯＦＦの可否をＢＢ処理ユニットの最大処理可能数で判断していた場合のリソースの状況を示している。上記の例と同じく総呼数「２９」で動作している時に、電源制御をＯＮした場合とする（図６のｂ１参照）。この動作は、ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５にて閾値「８」としている部分を、最大処理可能数「１０」に置き換えた場合に等しい。

ステップＳ６にて必要なＢＢ処理ユニットの数は「３」と判断され、リソースが再割当てされる（図６のｂ２参照）。電源ＯＦＦ処理（図６のｂ３参照）後、ハードタイマで一定時間経過した後に、ステップＳ３からの繰り返しとなる。この時に、上記の例と同じく、ステップＳ１３の待機中に呼数が「８」増加したとする。上記の例では、閾値設定によって確保したマージンに呼が割り当てられて、通信に影響を及ぼすことなく、処理可能であったが、閾値設定がない場合には、変動分のマージンが確保されていないため、呼が損じることとなり、通信への影響が発生する（図６のｂ４参照）。したがって、閾値設定がない場合には、常に変動をする移動通信システムのトラフィック状態に対応することができず、基地局装置１への適応が不可能である。

本実施例では、閾値設定を追加したことによって、上記のような呼損（通信への影響）を発生させることなく、負荷（呼数）の変動を許容した安定した消費電力の低減を実現することができる。また、本実施例では、閾値を上位局２から設定可能とすることによって、設置場所のエリア状況、ユーザ数に応じて柔軟に対応することが可能となる。

次に、閾値設定における電源ＯＮ、ＯＦＦ制御の幅について説明する。本実施例では、閾値設定について、電源ＯＦＦの閾値と電源ＯＮの閾値とを個別に設定可能としている。

仮に、閾値をＯＮ、ＯＦＦ制御で共通とした場合に、総呼数「１６」で動作していた装置に対して閾値「８」の電源ＯＦＦ制御が働いたとする。この場合、必要なＢＢ処理ユニットの数は「２」と判断されて電源ＯＦＦ制御がなされる。ここで、ステップＳ１３の待機状態にて呼数が「１」増加したとする。電源ＯＮの閾値がＯＦＦの閾値と同じ「８」で動作する場合、ステップＳ１０にて電源ＯＮが必要と判断され、電源ＯＮに伴う起動電力が発生することとなる。また、次に「１７」から「１６」に個数が減少した場合には、逆に電源ＯＦＦ制御を必要とすることとなる。

上記のように、閾値をＯＮ、ＯＦＦで共通とした場合には、閾値付近の呼数の変動に対して、電源ＯＮ，ＯＦＦ制御がバタついて発生することとなり、起動電力による消費電力により消費電力の低減効果が小さくなってしまう。本実施例では、これに対して閾値をＯＮ、ＯＦＦで個別に設定することで、閾値付近で変動する小規模の変動を吸収することを可能とし、変動が予想されるトラフィック状態に柔軟に対応することを可能としている。

これによって、本実施例では、電源制御を行う対象をＢＢ処理部１４として、基地局装置１内でのリソースの管理を電源制御に反映させることで、負荷急変への耐性や処理の分散に優れた消費電力低減方法を実現することができる。

このように、本実施例では、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の基地局装置１にて、ベースバンドの処理を行うＢＢ処理ユニット１４１〜１４Ｎについて、リソースの状況（ＢＢ処理ユニットの使用状況）に応じて未使用ユニットの電源をＯＦＦすることで消費電力を低減し、移動通信システムの通信コストを低廉化することができる。

また、本実施例では、電源制御に対してリソースの使用状況を反映する手段に閾値を設定可能とすることによって、不規則的に短時間で発生する負荷の変動を吸収することができる。これによって、本実施例では、設置場所にて異なる負荷状態に柔軟に対応することを可能とし、ユーザの通信に影響を与えることのない安定した消費電力の低減を図ることができる。

さらに、本実施例では、処理を行っている呼に対して、電源制御に伴ってリソースの再割り当てを実施することで、ＢＢ処理ユニット１４１〜１４Ｎ間の負荷の偏りや、極端に高負荷となることを防止し、高速化に影響を及ぼす処理遅延を抑制することが可能となる。

さらにまた、本実施例では、電源制御の閾値について、電源ＯＦＦの閾値と電源ＯＮの閾値とを個別に設定可能とすることで、閾値付近の細かな負荷の変動を許容し、電源のＯＮ／ＯＦＦ制御のバタつきを抑制することができる。

図７は本発明の他の実施例による呼処理制御部及びリソース電源管理部の構成を示すブロック図である。本発明の他の実施例による移動通信システムは上記の図１に示す本発明の一実施例による移動通信システムと同様の構成となっている。但し、本発明の他の実施例では、リソースの使用状況による電源制御を、装置内温度の空冷機能を担うファン（ＦＡＮ）ユニット（＃１〜＃３）３１〜３３に適応している点が上述した本発明の一実施例とは異なる。

ＢＢ処理ユニット（図示せず）は高容量な処理を行うための演算素子を複数搭載しているため、処理による発熱も大きい。そのため、基地局装置にはファンユニット（＃１〜＃３）３１〜３３が搭載され、各機能ユニットの処理による熱を空冷し、装置内の温度を低下させる役割を担う場合が多い。

図８において、ファンユニット（＃１）３１はＢＢ処理ユニット＃１，＃２の空冷を、ファンユニット（＃２）３２はＢＢ処理ユニット＃３，＃４の空冷を、ファンユニット（＃３）３３はＢＢ処理ユニット＃５，＃６の空冷を担っているものとする。

本実施例では、上述した本発明の一実施例と同様に、ＢＢ処理ユニット＃１〜＃６のリソース使用状況が低い場合、必要なＢＢ処理ユニット＃１〜＃６を算出し、不要なユニットの電源をＯＦＦする制御を行っている。ＢＢ処理ユニット＃１〜＃６には使用優先度が付加されており、優先度にしたがって不要なＢＢ処理ユニット＃１〜＃６の電源をＯＦＦしている。

この場合に、本実施例による電源制御が働き、ＢＢ処理ユニット＃５，＃６の電源がＯＦＦされて、ＢＢ処理ユニット＃１〜＃４に稼動している状態とすると、ファンユニット（＃３）３３は空冷対象のＢＢ処理ユニット＃５，＃６の電源がＯＦＦされているため、動作を必要としない。そこで、電源制御部１８３からの制御信号をファンユニット（＃３）３３に接続し、ＢＢ処理ユニット＃５，＃６に連動させて電源制御を行うことで、消費電力の低減を行うことが可能となる。

本発明の一実施例による移動通信システムの構成を示すブロック図である。 図１の呼処理制御部及びリソース電源管理部の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例による基地局装置の電源制御の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施例による基地局装置１の電源制御の動作を示す図である。 本発明の一実施例による基地局装置１の電源制御の動作を示す図である。 本発明の一実施例による基地局装置１の動作を示す図である。 本発明の他の実施例による呼処理制御部及びリソース電源管理部の構成を示すブロック図である。 従来の移動通信システムの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 基地局装置
２ 上位局
１１ 伝送路Ｉ／Ｆ部
１２ 呼処理制御部
１３ 監視制御部
１４ ＢＢ処理部
１５ 多重分離部
１６ 変復調部
１７ 無線部
１８ リソース電源管理部
１００ 通信路
１２１ リソース割り当て部
１２２ 記憶部
１４１〜１４Ｎ ＢＢ処理ユニット
１８１ 演算部
１８２ レジスタ部
１８３ 電源制御部

Claims (28)

1. 呼に対して自装置内のリソースの割り当てを行う呼処理制御手段と、自装置内の監視及び制御を行うための監視制御手段と、ベースバンドの処理を行う複数のベースバンド処理ユニットからなるベースバンド処理手段とを含む基地局装置を用いて移動通信を行う移動通信システムであって、
   前記基地局装置は、前記呼処理制御手段及び前記監視制御手段各々の処理結果を基に前記複数のベースバンド処理ユニット各々の電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うリソース電源管理手段を有することを特徴とする移動通信システム。
2. Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式に準ずるシステムであることを特徴とする請求項１記載の移動通信システム。
3. 前記複数のベースバンド処理ユニット各々は、特定数の呼を同時処理可能なユニットであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の移動通信システム。
4. 前記リソース電源管理手段は、前記呼処理制御手段から得たトラフィック量を基に前記複数のベースバンド処理ユニット各々の電源を制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか記載の移動通信システム。
5. 前記リソース電源管理手段は、前記呼処理制御手段から得た前記ベースバンド処理ユニットの使用状況に応じて前記電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことを特徴とする請求項４記載の移動通信システム。
6. 前記リソース電源管理手段は、上位局から設定されかつ前記電源の制御を行うためのユーザ数の閾値を設定する機能を含み、
   前記閾値を基に前記複数のベースバンド処理ユニット各々の電源を制御することを特徴とする請求項４または請求項５記載の移動通信システム。
7. 前記電源の制御の閾値の設定に際して前記電源ＯＦＦの閾値と前記電源ＯＮの閾値とを個別に設定可能とすることを特徴とする請求項６記載の移動通信システム。
8. 前記リソース電源管理手段は、前記ベースバンド処理ユニットの使用状況に応じて未使用ユニットの電源をＯＦＦにすることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか記載の移動通信システム。
9. 前記基地局装置は、処理を行っている呼に対して前記電源の制御に伴って前記リソースの再割り当てを実施することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか記載の移動通信システム。
10. 呼に対して自装置内のリソースの割り当てを行う呼処理制御手段と、自装置内の監視及び制御を行うための監視制御手段と、ベースバンドの処理を行う複数のベースバンド処理ユニットからなるベースバンド処理手段とを含む基地局装置であって、前記呼処理制御手段及び前記監視制御手段各々の処理結果を基に前記複数のベースバンド処理ユニット各々の電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うリソース電源管理手段を有することを特徴とする基地局装置。
11. Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式に準ずる装置であることを特徴とする請求項１０記載の基地局装置。
12. 前記複数のベースバンド処理ユニット各々は、特定数の呼を同時処理可能なユニットであることを特徴とする請求項１０または請求項１１記載の基地局装置。
13. 前記リソース電源管理手段は、前記呼処理制御手段から得たトラフィック量を基に前記複数のベースバンド処理ユニット各々の電源を制御することを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれか記載の基地局装置。
14. 前記リソース電源管理手段は、前記呼処理制御手段から得た前記ベースバンド処理ユニットの使用状況に応じて前記電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことを特徴とする請求項１３記載の基地局装置。
15. 前記リソース電源管理手段は、上位局から設定されかつ前記電源の制御を行うためのユーザ数の閾値を設定する機能を含み、
    前記閾値を基に前記複数のベースバンド処理ユニット各々の電源を制御することを特徴とする請求項１３または請求項１４記載の基地局装置。
16. 前記電源の制御の閾値の設定に際して前記電源ＯＦＦの閾値と前記電源ＯＮの閾値とを個別に設定可能とすることを特徴とする請求項１５記載の基地局装置。
17. 前記リソース電源管理手段は、前記ベースバンド処理ユニットの使用状況に応じて未使用ユニットの電源をＯＦＦにすることを特徴とする請求項１４から請求項１６のいずれか記載の基地局装置。
18. 処理を行っている呼に対して前記電源の制御に伴って前記リソースの再割り当てを実施することを特徴とする請求項１０から請求項１７のいずれか記載の基地局装置。
19. 呼に対して自装置内のリソースの割り当てを行う呼処理制御手段と、自装置内の監視及び制御を行うための監視制御手段と、ベースバンドの処理を行う複数のベースバンド処理ユニットからなるベースバンド処理手段とを含む基地局装置を用いて移動通信を行う移動通信システムに用いる消費電力低減方法であって、
    前記基地局装置が、前記呼処理制御手段及び前記監視制御手段各々の処理結果を基に前記複数のベースバンド処理ユニット各々の電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うリソース電源管理処理を実行することを特徴とする消費電力低減方法。
20. 前記移動通信システムは、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式に準ずるシステムであることを特徴とする請求項１９記載の消費電力低減方法。
21. 前記複数のベースバンド処理ユニット各々が、特定数の呼を同時処理可能なユニットであることを特徴とする請求項１９または請求項２０記載の消費電力低減方法。
22. 前記リソース電源管理処理において、前記呼処理制御手段から得たトラフィック量を基に前記複数のベースバンド処理ユニット各々の電源を制御することを特徴とする請求項１９から請求項２１のいずれか記載の消費電力低減方法。
23. 前記リソース電源管理処理において、前記呼処理制御手段から得た前記ベースバンド処理ユニットの使用状況に応じて前記電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことを特徴とする請求項２２記載の消費電力低減方法。
24. 前記リソース電源管理処理は、上位局から設定されかつ前記電源の制御を行うためのユーザ数の閾値を設定する処理を含み、
    前記閾値を基に前記複数のベースバンド処理ユニット各々の電源を制御することを特徴とする請求項２２または請求項２３記載の消費電力低減方法。
25. 前記電源の制御の閾値の設定に際して前記電源ＯＦＦの閾値と前記電源ＯＮの閾値とを個別に設定可能とすることを特徴とする請求項２４記載の消費電力低減方法。
26. 前記リソース電源管理処理において、前記ベースバンド処理ユニットの使用状況に応じて未使用ユニットの電源をＯＦＦにすることを特徴とする請求項２３から請求項２５のいずれか記載の消費電力低減方法。
27. 前記基地局装置が、処理を行っている呼に対して前記電源の制御に伴って前記リソースの再割り当てを実施することを特徴とする請求項１９から請求項２６のいずれか記載の消費電力低減方法。
28. 呼に対して自装置内のリソースの割り当てを行う呼処理制御手段と、自装置内の監視及び制御を行うための監視制御手段と、ベースバンドの処理を行う複数のベースバンド処理ユニットからなるベースバンド処理手段とを含む基地局装置を用いて移動通信を行う移動通信システムに用いる消費電力低減方法のプログラムであって、前記基地局装置のコンピュータに、前記呼処理制御手段及び前記監視制御手段各々の処理結果を基に前記複数のベースバンド処理ユニット各々の電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うリソース電源管理処理を実行させるためのプログラム。

Images