JP2010021942A - 無線基地局装置及び無線ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】トラヒックが高くなってきたときに、システムが輻輳状態になることを防止すること。
【解決手段】トラヒックの集中を検出するトラヒック検出部１１と、トラヒック検出部１１が所定量を超えるトラヒックを検出したときに、ランダムアクセスチャネル信号の破棄又は無線リンク設定不可応答を行って輻輳状態の発生を防止する輻輳防止制御部１２と、を具備することを特徴とする。トラヒック検出部１１は、単位時間当たりのランダムアクセスチャネル信号の数、単位時間当たりのＲＮＣ２０からの呼設定要求数、単位時間当たりのＲＮＣ２０及び／又は移動機３０からの制御信号数、並びに、ＢＴＳ１０のＣＰＵ使用率が所定の閾値を超えたときにトラヒックの集中を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）の無線基地局装置及び無線ネットワークシステムに関する。

Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおいては、移動体端末装置（Mobile Station：ＭＳ）がネットワークへの登録を要求するためには、ランダムアクセスチャネル（Random Access Channel：ＲＡＣＨ）が使用される。この場合、移動端末装置がＲＡＣＨを用いて信号を送信し、無線基地局装置（Base Transceiver Station：ＢＴＳ）でその信号を受信すると、無線ネットワーク制御装置（Radio Network Control Equipment：ＲＮＣ）に接続設定要求が送られる。そして、ＲＮＣがＢＴＳに無線リンク設定要求を送り、ＢＴＳがＲＮＣに無線リンク設定応答を送ると、ＲＮＣからＢＴＳを介してフォワードアクセスチャネル（Forward Access Channel：ＦＡＣＨ）で接続設定の信号がＭＳに送られる。
特開２００７−２１４７６３号公報

しかしながら、このようなシステムにおいて、トラヒックが高くなる状態では、例えば、地下鉄の出口のように圏外から圏内に遷移するＭＳが多数存在する状態や、お正月などで非常に大量の通信が行われる状態では、ＢＴＳの処理能力を超えた呼設定がされることが想定され、システムが輻輳状態になる可能性がある。一度システムが輻輳状態になってしまうと、正常状態に戻らずに正常なサービスを継続できないことがある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、トラヒックが高くなってきたときに、システムが輻輳状態になることを防止することができる無線基地局装置及び無線ネットワークシステムを提供することを目的とする。

本発明の無線基地局装置は、トラヒックの集中を検出するトラヒック検出手段と、前記トラヒック検出手段が所定量を超えるトラヒックを検出したときに、ランダムアクセスチャネル信号の破棄又は無線リンク設定不可応答を行って輻輳状態の発生を防止する輻輳防止手段と、を具備することを特徴とする。

この構成によれば、所定量を超えるトラヒックが検出されると、ランダムアクセスチャネル信号の破棄又は無線リンク設定不可応答を行って輻輳状態の発生を防止できるので、トラヒックが高くなってきたときに、システムが輻輳状態になることを防止することが可能となる。

本発明の無線基地局装置において、例えば、前記トラヒック検出手段は、単位時間当たりのランダムアクセスチャネル信号の数が所定の閾値を超えたときにトラヒックの集中を検出する。この場合には、移動体端末装置から送出されるランダムアクセスチャネル信号に基づいてトラヒックを判定し、その判定結果に応じて輻輳状態の発生を防止できることから、無線基地局装置と無線ネットワーク制御装置との間のトラヒックの上昇を抑えつつ、効果的にシステムが輻輳状態になることを防止することが可能となる。

また、本発明の無線基地局装置において、前記トラヒック検出手段は、単位時間当たりの無線ネットワーク制御装置からの呼設定要求数が所定の閾値を超えたときにトラヒックの集中を検出する。この場合には、無線ネットワーク制御装置からの呼設定要求に基づいてトラヒックを判定し、その判定結果に応じて輻輳状態の発生を防止できることから、無線ネットワーク制御装置との呼設定処理の中で確実にシステムが輻輳状態になることを防止することが可能となる。

なお、本発明の無線基地局装置において、前記トラヒック検出手段は、通信エリアを分割したセクタ毎に前記ランダムアムセスチャネル信号の数又は前記呼設定要求数の計数を行うようにしても良い。この場合には、セクタ毎にランダムアムセスチャネル信号の数又は呼設定要求数の計数が行われるので、セクタ毎にトラヒックを判定でき、その判定結果に応じてセクタ毎に輻輳状態の発生を防止することが可能となる。

さらに、本発明の無線基地局装置において、前記トラヒック検出手段は、単位時間当たりの無線ネットワーク制御装置及び／又は移動体端末装置からの制御信号数が所定の閾値を超えたときにトラヒックの集中を検出する。この場合には、無線ネットワーク制御装置及び／又は移動体端末装置からの制御信号に基づいてトラヒックを判定できることから、制御信号に対してデコード処理を行った後にトラヒックを判定する場合に比べて迅速にトラヒックを判定し、その判定結果に応じて輻輳状態の発生を防止することが可能となる。

さらに、本発明の無線基地局装置において、前記トラヒック検出手段は、ＣＰＵ使用率が所定の閾値を超えたときにトラヒックの集中を検出する。この場合には、ＣＰＵ使用率に基づいてトラヒックを判定し、その判定結果に応じて輻輳状態の発生を防止できることから、ＣＰＵが動作不能になる事態を確実に回避しながら輻輳状態の発生を防止することが可能となる。

なお、本発明の無線基地局装置において、前記ランダムアクセスチャネル信号の破棄におけるランダムアクセスチャネル信号は、ランダムアクセスチャネル信号のメッセージ部分であることが好ましい。ランダムアクセスチャネル信号のプリアンブル部分を破棄する場合においては、移動体端末装置からランダムアクセスチャネル信号が再送される事態が想定されるが、このようにランダムアクセスチャネル信号のメッセージ部分を破棄することにより、移動体端末装置からのランダムアクセスチャネル信号の再送を確実に防止することが可能となる。

特に、本発明の無線基地局装置において、前記ランダムアクセスチャネル信号の破棄におけるランダムアクセスチャネル信号は、ランダムアクセスチャネル信号のメッセージ部分の共通制御チャネル信号であることが好ましい。ランダムアクセスチャネル信号のメッセージ部分における個別制御チャネル信号（Dedicated Control Channel：ＤＣＣＨ）を破棄する場合においては、ＤＣＣＨにおけるユーザデータを消去する怖れがあるが、このようにメッセージ部分におけるＣＣＣＨを破棄することにより、ユーザデータを消去することなく移動体端末装置からのランダムアクセスチャネル信号の再送を防止することが可能となる。

また、本発明の無線基地局装置が負荷分散する構成を持つ場合においては、前記負荷分散状況に応じて前記所定の閾値を変えることが好ましい。この場合には、負荷分散状況に応じて所定の閾値を動的に変えることができるので、無線基地局装置における処理能力を反映した適切なタイミングで輻輳状態の発生を防止することが可能となる。

本発明の無線ネットワークシステムは、無線基地局装置と、前記無線基地局装置に対してランダムアクセスチャネル信号を送信する移動体端末装置と、前記無線基地局装置が前記ランダムアクセスチャネル信号を受信したときに送信する接続設定要求に対して無線リンク設定要求を前記無線基地局装置に送信する無線ネットワーク制御装置と、を具備する無線ネットワークシステムであって、前記無線基地局装置は、トラヒックの集中を検出するトラヒック検出手段と、前記トラヒック検出手段が所定量を超えるトラヒックを検出したときに、前記移動体端末装置からのランダムアクセスチャネル信号の破棄又は前記無線ネットワーク制御装置からの無線リンク設定不可応答を行って輻輳状態の発生を防止する輻輳防止手段と、を具備することを特徴とする。

この構成によれば、無線基地局装置において、所定量を超えるトラヒックが検出されると、ランダムアクセスチャネル信号の破棄又は無線リンク設定不可応答を行って輻輳状態の発生を防止できるので、トラヒックが高くなってきたときに、システムが輻輳状態になることを防止することが可能となる。

本発明の無線ネットワークシステムにおいて、例えば、前記トラヒック検出手段は、単位時間当たりのランダムアクセスチャネル信号の数が所定の閾値を超えたときにトラヒックの集中を検出する。この場合には、移動体端末装置から送出されるランダムアクセスチャネル信号に基づいてトラヒックを判定し、その判定結果に応じて輻輳状態の発生を防止できることから、無線基地局装置と無線ネットワーク制御装置との間のトラヒックの上昇を抑えることができるので、最も効果的にシステムが輻輳状態になることを防止することが可能となる。

また、本発明の無線ネットワークシステムにおいて、前記トラヒック検出手段は、単位時間当たりの無線ネットワーク制御装置からの呼設定要求数が所定の閾値を超えたときにトラヒックの集中を検出する。この場合には、無線ネットワーク制御装置からの呼設定要求に基づいてトラヒックを判定し、その判定結果に応じて輻輳状態の発生を防止できることから、無線ネットワーク制御装置との呼設定処理の中で確実にシステムが輻輳状態になることを防止することが可能となる。

なお、本発明の無線ネットワークシステムにおいて、前記トラヒック検出手段は、通信エリアを分割したセクタ毎に前記ランダムアムセスチャネル信号の数又は前記呼設定要求数の計数を行うようにしても良い。この場合には、セクタ毎にランダムアクセスチャネル信号の数又は呼設定要求数の計数が行われるので、セクタ毎にトラヒックを判定でき、その判定結果に応じてセクタ毎に輻輳状態の発生を防止することが可能となる。

さらに、本発明の無線ネットワークシステムにおいて、前記トラヒック検出手段は、単位時間当たりの無線ネットワーク制御装置及び／又は移動体端末装置からの制御信号数が所定の閾値を超えたときにトラヒックの集中を検出する。この場合には、無線ネットワーク制御装置及び／又は移動体端末装置からの制御信号に基づいてトラヒックを判定できることから、制御信号に対してデコード処理を行った後にトラヒックを判定する場合に比べて迅速にトラヒックを判定し、その判定結果に応じて輻輳状態の発生を防止することが可能となる。

さらに、本発明の無線ネットワークシステムにおいて、前記トラヒック検出手段は、ＣＰＵ使用率が所定の閾値を超えたときにトラヒックの集中を検出する。この場合には、ＣＰＵ使用率に基づいてトラヒックを判定し、その判定結果に応じて輻輳状態の発生を防止できることから、ＣＰＵが動作不能になる事態を確実に回避しながら輻輳状態の発生を防止することが可能となる。

なお、本発明の無線ネットワークシステムにおいて、前記ランダムアクセスチャネル信号の破棄におけるランダムアクセスチャネル信号は、ランダムアクセスチャネル信号のメッセージ部分であることが好ましい。ランダムアクセスチャネル信号のプリアンブル部分を破棄する場合においては、移動体端末装置からランダムアクセスチャネル信号が再送される事態が想定されるが、このようにランダムアクセスチャネル信号のメッセージ部分を破棄することにより、移動体端末装置からのランダムアクセスチャネル信号の再送を確実に防止することが可能となる。

特に、本発明の無線ネットワークシステムにおいて、前記ランダムアクセスチャネル信号の破棄におけるランダムアクセスチャネル信号は、ランダムアクセスチャネル信号のメッセージ部分の共通制御チャネル信号であることが好ましい。ランダムアクセスチャネル信号のメッセージ部分における個別制御チャネル信号（Dedicated Control Channel：ＤＣＣＨ）を破棄する場合においては、ＤＣＣＨにおけるユーザデータを消去する怖れがあるが、このようにメッセージ部分におけるＣＣＣＨを破棄することにより、ユーザデータを消去することなく移動体端末装置からのランダムアクセスチャネル信号の再送を防止することが可能となる。

また、本発明の無線ネットワークシステムにおいて、前記無線基地局装置が負荷分散する構成を持つ場合において、前記負荷分散状況に応じて前記所定の閾値を変えることが好ましい。この場合には、負荷分散状況に応じて所定の閾値を動的に変えることができるので、無線基地局装置における処理能力を反映した適切なタイミングで輻輳状態の発生を防止することが可能となる。

本発明によれば、所定量を超えるトラヒックが検出されると、ランダムアクセスチャネル信号の破棄又は無線リンク設定不可応答を行って輻輳状態の発生を防止できるので、トラヒックが高くなってきたときに、システムが輻輳状態になることを防止することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る無線ネットワークシステム１００のネットワーク構成図である。図１に示すように、無線ネットワークシステム１００は、無線基地局装置（Base Transceiver Station：ＢＴＳ）１０と、無線ネットワーク制御装置（Radio Network Control Equipment：ＲＮＣ）２０と、移動体端末装置（以下、「移動機」という）３０とから構成される。無線ネットワークシステム１００においては、ＢＴＳ１０がネットワークにおける輻輳状態の発生を防止する機能（輻輳防止機能）を有する点で通常の無線ネットワークシステムと相違する。ＢＴＳ１０が輻輳防止機能を有する点を除き、無線ネットワークシステム１００を構成するＢＴＳ１０、ＲＮＣ２０及び移動機３０は、通常の機能を有するため、その詳細な説明は省略する。

ＢＴＳ１０は、輻輳防止機能を実現する構成として、トラヒック検出部１１及び輻輳防止制御部１２を備えている。トラヒック検出部１１は、トラヒック検出手段として機能するものであり、トラヒックの集中を検出する。トラヒックの検出には、単位時間当たりのランダムアクセスチャネル信号の数、単位時間当たりのＲＮＣ２０からの呼設定要求数、単位時間当たりのＲＮＣ２０及び／又は移動機３０からの制御信号数、ＢＴＳ１０が有するＣＰＵ使用率のいずれかをパラメータとして用いる。トラヒック検出部１１は、これらのパラメータにより所定量を超えるトラヒックを検出すると、その旨を輻輳防止制御部１２に通知する。輻輳防止制御部１２は、輻輳防止手段として機能するものであり、トラヒック検出部１１から所定量を超えるトラヒックを検出した旨の通知を受けると、輻輳状態の発生を防止する。輻輳状態の発生の防止には、移動機３０からのランダムアクセスチャネル信号の破棄、或いは、ＲＮＣ２０からの無線リンク設定要求に対する不可応答（ＮＧ応答）のいずれかを用いる。

ここで、移動機がネットワークへの登録を行う場合における無線ネットワークシステム１００のシーケンスを説明すると共に、当該シーケンスにおけるＢＴＳ１０（輻輳防止制御部１２）による輻輳防止制御について説明する。図２は、本実施の形態に係る無線ネットワークシステム１００において、移動機がネットワークへの登録を行う場合のシーケンス図である。図３は、本実施の形態に係るＢＴＳによる輻輳防止制御の概要について説明するための図である。

図２に示すように、移動機３０がネットワークへの登録を要求するためには、移動機３０から、ランダムアクセスチャネル（Random Access Channel：ＲＡＣＨ）を用いてＲＲＣ（Radio Resource Control）接続設定要求がＢＴＳ１０を介してＲＮＣ２０に送出される（ＳＴ１）。ＲＲＣ接続設定要求を受信すると、ＲＮＣ２０からＢＴＳ１０に対して、制御信号であるＮＢＡＰ（Node B Application Part）により無線リンク設定要求が送出される（ＳＴ２）。この無線リンク設定要求に対してＢＴＳ１０からＲＮＣ２０に対してＮＢＡＰにより無線リンク設定応答が送出されると（ＳＴ３）、ＲＮＣ２０からＢＴＳ１０を介してフォワードアクセスチャネル（Forward Access Channel：ＦＡＣＨ）を用いてＲＲＣ接続設定が移動機３０に送出される（ＳＴ４）。そして、移動機３０から個別チャネル（Dedicated Channel：ＤＣＨ）を用いてＲＲＣ接続設定完了がＲＮＣ２０に対して送出される（ＳＴ５）。

この場合において、トラヒック検出部１１は、移動機３０からのランダムアクセスチャネル信号であるＲＲＣ（Radio Resource Control）接続設定要求の数、ＲＮＣ２０からの呼設定要求である無線リンク設定要求の数、ＲＮＣ２０からのＮＢＡＰを含む制御信号及び／又は移動機３０からのランダムアクセスチャネル信号を含む制御信号の数、ＢＴＳ１０が有するＣＰＵ使用率に基づいて、トラヒックの集中を検出するように構成されている。

このような呼設定処理が多数の移動機３０とＲＮＣ２０との間で実行される場合において、トラヒック検出部１１により所定量を超えるトラヒックが検出されると、輻輳防止制御部１２は、図３に示すように、移動機３０からのランダムアクセスチャネル信号（ＲＡＣＨを用いたＲＲＣ接続設定要求）を破棄するか、ＲＮＣ２０からの制御信号（ＮＢＡＰ）による無線リンク設定要求に対して不可応答（ＮＧ応答）を送出する。これにより、トラヒックが高くなるのを防止することで、輻輳状態の発生を防止する。なお、ランダムアクセスチャネル信号の破棄、無線リンク設定要求に対する不可応答（ＮＧ応答）は、その一方を選択しても良いし、両方を選択しても良い。

（実施の形態１）
図４は、本発明の実施の形態１に係るＢＴＳ１０の構成を示すブロック図である。なお、図４に示すＢＴＳ１０の構成は本発明を説明するために簡略したものであり、ＢＴＳ１０は、通常のＢＴＳが有する機能を備えているものとする。図４に示すように、ＢＴＳ１０は、制御機能部４１、ベースバンド信号処理部４２、拡散／逆拡散機能部４３及びＡＴＭ／ＩＰ終端部４４を備えている。拡散／逆拡散機能部４３は、送信信号の拡散変調処理、並びに、受信信号の逆拡散処理を行う。ＡＴＭ／ＩＰ終端部４４は、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）網及びＩＰ（Internet Protocol）網の終端機能を有する部分である。

制御機能部４１は、呼制御部４１１、制御信号受信部４１２、制御信号デコード部４１３、制御信号エンコード部４１４、制御信号送信部４１５及び呼制御監視機能部４１６を有している。呼制御部４１１は、ＲＮＣ２０及び移動機３０との呼制御信号の送受信を行い、無線回線管理、無線回線の設定開放などの制御を行う。制御信号受信部４１２は、ＲＮＣ２０及び移動機３０からの制御信号を受信し、制御信号デコード部４１３は、この制御信号をデコードし、呼制御部４１１に出力する。制御信号エンコード部４１４は、呼制御部４１１から受け取ったＲＮＣ２０及び移動機３０に対する制御信号をエンコードし、制御信号送信部４１５は、エンコードされた制御信号を送出する。呼制御監視機能部４１６は、呼制御に伴うＣＰＵの使用率を監視する。

この場合において、制御信号受信部４１２は、ＲＮＣ２０及び移動機３０から受信した制御信号数が所定の閾値を超えたか否かを判定し、閾値を超えた場合にはその旨を呼制御部４１１に通知する機能を有する。また、制御信号デコード部４１３は、ＲＮＣ２０からの呼設定要求数が所定の閾値を超えたか否かを判定し、閾値を超えた場合にはその旨を呼制御部４１１に通知する機能を有する。さらに、呼制御監視機能部４１６は、ＣＰＵの使用率が所定の閾値を超えたか否かを判定し、閾値を超えた場合にはその旨を呼制御部４１１に通知する機能を有する。すなわち、制御信号受信部４１２、制御信号デコード部４１３及び呼制御監視機能部４１６は、それぞれトラヒック検出部１１として機能する。

また、呼制御部４１１は、制御信号受信部４１２、制御信号デコード部４１３及び呼制御監視機能部４１６から各パラメータが所定の閾値を超えた旨の通知を受けると、ＲＮＣ２０からの無線リンク設定要求に対する不可応答（ＮＧ応答）を送出する機能を有する。すなわち、呼制御部４１１は、輻輳防止制御部１２として機能する。

なお、ここでは、制御信号受信部４１２、制御信号デコード部４１３及び呼制御監視機能部４１６が、トラヒック検出部１１として機能し、輻輳状態の発生を防止する閾値を判定する機能を有する場合について説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、制御信号受信部４１２、制御信号デコード部４１３及び呼制御監視機能部４１６がそれぞれのパラメータを呼制御部４１１に通知し、呼制御部４１１で各パラメータが所定の閾値を超えたか否かを判定するようにしても良い。この場合、呼制御部４１１は、トラヒック検出部１１として機能する。

ベースバンド信号処理部４２は、送信信号処理部４２１及び受信信号処理部４２２を有している。送信信号処理部４２１は、送信信号の誤り訂正符号化、フレーム化及びデータ変調などの信号処理を行う。受信信号処理部４２２は、受信信号のチップ同期、誤り訂正復号、データの多重分離、セクタ間ダイバーシチハンドオーバ時の最大比合成などの信号処理を行う。

この場合において、受信信号処理部４２２は、単位時間当たりのランダムアクセスチャネル信号数が所定の閾値を超えたか否か判定する機能を有する。さらに、受信信号処理部４２２は、単位時間当たりのランダムアクセスチャネル信号数が所定の閾値を超えたと判定した場合に移動機３０からのランダムアクセスチャネル信号を破棄する機能を有する。すなわち、受信信号処理部４２２（ベースバンド信号処理部４２）は、トラヒック検出部１１及び輻輳防止制御部１２として機能する。

なお、ここでは、トラヒック検出部１１としての呼制御監視機能部４１６等においてパラメータが所定の閾値を超えたと判定した場合に、輻輳防止制御部１２としての呼制御部４１１がＲＮＣ２０からの無線リンク設定要求に対する不可応答（ＮＧ応答）を送出する場合について説明している。また、トラヒック検出部１１としてのベースバンド信号処理部４２が単位時間当たりのランダムアクセスチャネル信号数が所定の閾値を超えたと判定した場合に、輻輳防止制御部１２としてのベースバンド信号処理部４２が移動機３０からのランダムアクセスチャネル信号の破棄する場合について説明している。しかしながら、トラヒック検出部１１と輻輳防止制御部１２との組合せについては、これに限定されるものではない。例えば、呼制御監視機能部４１６等においてパラメータが所定の閾値を超えたと判定した場合に移動機３０からのランダムアクセスチャネル信号の破棄することや、ベースバンド信号処理部４２が単位時間当たりのランダムアクセスチャネル信号数が所定の閾値を超えたと判定した場合にＲＮＣ２０からの無線リンク設定要求に対する不可応答（ＮＧ応答）を送出することも可能である。

ここで、トラヒック検出部１１として機能する制御信号受信部４１２、制御信号デコード部４１３及びベースバンド信号処理部４２、並びに、呼制御監視機能部４１６におけるパラメータの判定方法について説明する。図５は、本実施の形態に係るＢＴＳ１０の制御信号受信部４１２、制御信号デコード部４１３及びベースバンド信号処理部４２における各パラメータの判定方法について説明するための図である。図６は、本実施の形態に係るＢＴＳ１０の呼制御監視機能部４１６における各パラメータの判定方法について説明するための図である。なお、図５においては、ベースバンド信号処理部４２におけるランダムアクセスチャネル信号数（ＲＡＣＨ信号数）の判定方法について代表して説明する。制御信号受信部４１２、制御信号デコード部４１３における制御信号数、呼設定要求数の判定方法についても同様の要領で行われる。また、図５及び図６においては、輻輳状態の発生を防止する閾値を「Ｘ」と示している。

ベースバンド信号処理部４２においては、図５に示す単位時間（Ｔ）当たりのＲＡＣＨ信号の受信数が閾値Ｘを超えた場合に、移動機３０からのＲＡＣＨ信号を破棄する。なお、ベースバンド信号処理部４２においては、単位時間が経過する毎に累積されたＲＡＣＨ信号数をリセットし、再びカウントを開始する。図５に示す場合においては、同図に示す矢印Ｍの間の区間内において、移動機３０からのＲＡＣＨ信号が破棄される。なお、図５においては、単位時間Ｔを等分割した測定周期ｄＴ毎にＲＡＣＨ信号の受信数をカウントする場合について示しているが、そのカウントする手法についてはこれに限定されるものではない。また、単位時間（Ｔ）の間のＲＡＣＨ信号の受信数が閾値Ｘを超えた場合に次の単位時間（Ｔ）の間の移動機３０からのＲＡＣＨ信号を破棄するようにしても良い。

移動機３０からのＲＡＣＨ信号を破棄する際、ベースバンド信号処理部４２においては、ＲＡＣＨ信号のメッセージ部分をその対象とする。ＲＡＣＨ信号のプリアンブル部分を破棄する場合においては、移動機３０からＲＡＣＨ信号が再送される事態が想定されるが、このようにＲＡＣＨ信号のメッセージ部分を破棄することにより、移動機３０からのＲＡＣＨ信号の再送を確実に防止することが可能となる。

さらに、ベースバンド信号処理部４２においては、ＲＡＣＨ信号のメッセージ部分における共通制御チャネル信号（Common Control Channel：ＣＣＣＨ）を破棄の対象とする。ＲＡＣＨ信号のメッセージ部分における個別制御チャネル信号（Dedicated Control Channel：ＤＣＣＨ）を破棄する場合においては、ＤＣＣＨにおけるユーザデータを消去する怖れがあるが、このようにメッセージ部分におけるＣＣＣＨを破棄することにより、ユーザデータを消去することなく移動機３０からのＲＡＣＨ信号の再送を防止することが可能となる。

なお、ここでは、ＢＴＳ１０における単位時間（Ｔ）当たりのＲＡＣＨ信号の受信数の計数を行い、移動機３０からのＲＡＣＨ信号を破棄する場合について説明しているが、移動機３０からのＲＡＣＨ信号を破棄する際の契機としてはこれに限定されるものではない。例えば、ＢＴＳ１０が管理する通信エリアを分割したセクタ毎にＲＡＣＨ信号の受信数の計数を行い、その数と予め定めた閾値とを比較して移動機３０からのＲＡＣＨ信号を破棄するようにしても良い。この場合には、セクタ毎にＲＡＣＨ信号の計数が行われるので、セクタ毎にトラヒックを判定でき、その判定結果に応じてセクタ毎に輻輳状態の発生を防止することが可能となる。なお、このセクタ毎の計数については、呼設定要求数にも適用することが可能である。

呼制御監視機能部４１６においては、図６に示すように、呼制御に伴うＣＰＵの使用率が閾値Ｘを超えた場合に、その旨を呼制御部４１１に通知する。この通知に応じて、呼制御部４１１が、ＲＮＣ２０からの無線リンク設定要求に対する不可応答（ＮＧ応答）を送出することとなる。図６に示す場合においては、同図に示す矢印Ｎの間の区間内において、呼制御部４１１が、ＲＮＣ２０からの無線リンク設定要求に対する不可応答（ＮＧ応答）を送出する。なお、図６においては、単位時間Ｓ毎にＣＰＵの使用率を判定し、無線リンク設定要求に対するＯＫ応答及びＮＧ応答の切替えを単位時間Ｓで切り替える場合について示しているが、これを切り替えるタイミングについてはこれに限定されるものではない。

ここで、本実施の形態に係るＢＴＳ１０において、輻輳状態の発生を防止する際の動作について説明する。図７は、本実施の形態に係るＢＴＳ１０において、輻輳状態の発生を防止する際の動作について説明するためのフロー図である。ここでは、ベースバンド信号処理部４２において、単位時間当たりのＲＡＣＨ信号数が所定の閾値を超えたか否か判定し、この閾値を超えた場合に移動機３０からのＲＡＣＨ信号を破棄する場合を例に用いて説明する。また、ここでは、図５に示す態様でＲＡＣＨ信号数を判定する場合について説明するものとする。

図７において、「Ｔ」は、図５に示す単位時間を示している。また、「ｔ」は、経過時間を示しており、この経過時間は、上述した測定周期ｄＴ毎に加算されていくものとする。さらに、「ａ」は、単位時間Ｔ内に累積されたＲＡＣＨ信号の受信数（以下、「ＲＡＣＨ受信数」という）であり、「Ａ」は、測定周期ｄＴ当たりのＲＡＣＨ受信数である。図７に示す動作フローは、ＢＴＳ１０の起動時に実行され、その後、反復して実行されるものである。

ＢＴＳ１０が起動されると、図７に示すように、ベースバンド信号処理部４２は、まず、経過時間ｔ及び単位時間Ｔ内に累積されたＲＡＣＨ受信数ａを初期値（０）に設定する（ＳＴ７１、ＳＴ７２）。そして、ＲＡＣＨ信号の受信可否が設定されるフラグ（以下、「ＲＡＣＨ受信可否フラグ」という）に、受信可能である旨を示す「０」を設定する（ＳＴ７３）。なお、このＲＡＣＨ受信可否フラグは、ベースバンド信号処理部４２により管理されるものである。

次に、ベースバンド信号処理部４２は、現在の測定周期ｄＴ（経過時間ｔ−１〜経過時間ｔ）におけるＲＡＣＨ受信数を、ＲＡＣＨ受信数Ａに代入する（ＳＴ７４）。そして、単位時間Ｔ内に累積されたＲＡＣＨ受信数ａに、ＲＡＣＨ受信数Ａを追加する（ＳＴ７５）。その後、ＲＡＣＨ受信数Ａを追加した後のＲＡＣＨ受信数ａが閾値Ｘ以下であるかを判定する（ＳＴ７６）。

ＲＡＣＨ受信数ａが閾値Ｘ以下である場合、ベースバンド信号処理部４２は、ＲＡＣＨ信号を破棄することなく、その受信を継続する。この場合、ベースバンド信号処理部４２は、経過時間ｔをインクリメントした後（ＳＴ７７）、経過時間ｔが単位時間Ｔより小さいかを判定する（ＳＴ７８）。なお、経過時間ｔが単位時間Ｔより小さい場合には、処理をＳＴ７４に戻し、再びＳＴ７４〜ＳＴ７８の処理を実行する。これにより、ＲＡＣＨ受信数ａに、測定周期ｄＴで受信したＲＡＣＨ受信数Ａが追加されていくこととなる。

一方、ＳＴ７６において、ＲＡＣＨ受信数ａが閾値Ｘ以下でない場合、すなわち、ＲＡＣＨ受信数ａが閾値Ｘを超えた場合には、ＲＡＣＨ受信可否フラグに、受信不能である旨を示す「１」を設定する（ＳＴ７９）。これにより、ベースバンド信号処理部４２においては、これ以降に受信したＲＡＣＨ信号を破棄することが可能となる。このようにＲＡＣＨ受信可否フラグを設定した後、経過時間ｔがインクリメントされ（ＳＴ７７）、経過時間ｔが単位時間Ｔより小さいか判定される（ＳＴ７８）。

ＳＴ７８において、経過時間ｔが単位時間Ｔを上回った場合、ベースバンド信号処理部４２は、処理をＳＴ７１に戻し、再びＳＴ７１〜ＳＴ７９の処理を実行する。このような一連の処理を繰り返し実行することで、単位時間Ｔ当たりのＲＡＣＨ受信数ａが所定の閾値Ｘを超えたか否かを判定し、この閾値Ｘを超えた場合に移動機３０からのＲＡＣＨ信号を破棄するものとなっている。

このように本実施の形態に係るＢＴＳ１０によれば、所定量を超えるトラヒックが検出されると、移動機３０からのＲＡＣＨ信号の破棄、又は、ＲＮＣ２０からの無線リンク設定要求に対する不可応答（ＮＧ応答）を行って無線ネットワークシステム１００における輻輳状態の発生を防止できるので、トラヒックが高くなってきたときに、無線ネットワークシステム１００が輻輳状態になることを防止することが可能となる。

特に、本実施の形態に係るＢＴＳ１０において、単位時間当たりのＲＡＣＨ信号の数が所定の閾値を超えたときにトラヒックの集中を検出する場合には、移動体端末装置から送出されるランダムアクセスチャネル信号に基づいてトラヒックを判定し、その判定結果に応じて輻輳状態の発生を防止することができる。これにより、ＢＴＳ１０とＲＮＣ２０との間のトラヒックの上昇を抑えつつ、効果的に無線ネットワークシステム１００が輻輳状態になることを防止することが可能となる。

また、本実施の形態に係るＢＴＳ１０において、単位時間当たりのＲＮＣ２０からの呼設定要求数が所定の閾値を超えたときにトラヒックの集中を検出する場合には、ＲＮＣ２０からの呼設定要求に基づいてトラヒックを判定し、その判定結果に応じて輻輳状態の発生を防止することができる。これにより、ＲＮＣ２０との呼設定処理の中で確実に無線ネットワークシステム１００が輻輳状態になることを防止することが可能となる。

さらに、本実施の形態に係るＢＴＳ１０において、単位時間当たりのＲＮＣ２０及び／又は移動機３０からの制御信号数が所定の閾値を超えたときにトラヒックの集中を検出する場合には、ＲＮＣ２０及び／又は移動機３０からの制御信号に基づいてトラヒックを判定できることから、制御信号に対してデコード処理を行った後にトラヒックを判定する場合に比べて迅速にトラヒックを判定し、その判定結果に応じて輻輳状態の発生を防止することが可能となる。

さらに、本実施の形態に係るＢＴＳ１０において、ＣＰＵ使用率が所定の閾値を超えたときにトラヒックの集中を検出する場合には、ＣＰＵ使用率に基づいてトラヒックを判定し、その判定結果に応じて輻輳状態の発生を防止できることから、ＣＰＵが動作不能になる事態を確実に回避しながら輻輳状態の発生を防止することが可能となる。

（実施の形態２）
実施の形態２に係るＢＴＳ５０は、装置に実装される負荷分散カードにより、呼制御処理を含む処理における負荷を分散可能に構成され、その負荷分散カードの実装状況に応じて、輻輳状態の発生の防止に用いられる閾値（以下、「輻輳防止閾値」という）を動的に変更するものである。図８は、本発明の実施の形態２に係るＢＴＳ５０の構成を示すブロック図である。図８において、図４と同一の構成については同一の符号を付与し、その説明を省略する。図８に示すように、実施の形態２に係るＢＴＳ５０は、カード監視制御部５１を備える点で実施の形態１に係るＢＴＳ１０と相違する。

カード監視制御部５１は、ＢＴＳ５０における負荷分散カードの実装状況を監視する。具体的には、ＢＴＳ５０に実装されている負荷分散カードの枚数を測定して、その枚数を呼制御部４１１及びベースバンド信号処理部４２（受信信号処理部４２２）に通知する。この場合、カード監視制御部５１は、正常に動作している負荷分散カードの枚数を測定して通知するものとなっている。これにより、実装されている負荷分散カードが多いにも関わらず、ＢＴＳ５０における処理能力が低下している事態を検出できるものとなっている。

本実施の形態に係るＢＴＳ５０の呼制御部４１１及びベースバンド信号処理部４２（受信信号処理部４２２）においては、カード監視制御部５１からの通知に応じて輻輳防止閾値を変更する機能を有している。すなわち、呼制御部４１１は、制御信号受信部４１２、制御信号デコード部４１３及び呼制御監視機能部４１６における輻輳防止閾値を変更し、ベースバンド信号処理部４２は、自身で管理する輻輳防止閾値を変更する。このように輻輳防止閾値が変更された後は、その輻輳防止閾値により各パラメータが判定されることとなる。なお、上述したように、呼制御部４１１自体がトラヒック検出部１１として機能する場合には、呼制御部４１１自身で管理する輻輳防止閾値が変更される。

この場合において、呼制御部４１１及びベースバンド信号処理部４２（受信信号処理部４２２）は、カード監視制御部５１からの通知に応じた輻輳防止閾値を輻輳防止閾値テーブルから選択することで輻輳防止閾値を変更する。なお、この輻輳防止閾値テーブルは、呼制御部４１１及びベースバンド信号処理部４２（受信信号処理部４２２）において管理されるものであり、各種パラメータに応じた輻輳防止閾値が登録されている。

ここで、本実施の形態に係るＢＴＳ５０に実装される負荷分散カードについて説明する。図９は、本実施の形態に係るＢＴＳ５０に実装される負荷分散カードの一例について説明するための図である。本実施の形態に係るＢＴＳ５０においては、図９に示すように、ベースバンド信号処理部４２におけるベースバンド信号処理を実行するカード（ＢＢカード）９１や、呼制御信号を含むＢＴＳ５０とＲＮＣ２０との間の信号処理を実行するカード（ＨＷＹカード）９２が実装される。ベースバンド信号処理や呼制御処理の処理量は、これらのカードの実装枚数に応じて決まる。

本実施の形態に係るＢＴＳ５０においては、このように実装されるＨＷＹカード９２の実装状況に応じて輻輳防止閾値を変更する一方、変更後の輻輳防止閾値により各パラメータを判定して輻輳状態の発生を防止するものである。ここで、本実施の形態に係るＢＴＳ５０において、ＨＷＹカード９２の実装状況に応じて変更される輻輳防止閾値について説明する。図１０は、本実施の形態に係るＢＴＳ５０において、ＨＷＹカード９２の実装状況に応じて変更される輻輳防止閾値について説明するための図である。なお、ここでは、図５に示すＲＡＣＨ信号数の判定方法を例に用いて説明するものとする。

図１０に示すように、ベースバンド信号処理部４２においては、ＢＴＳ５０の起動時に設定された輻輳防止閾値Ｘ１を用いて、単位時間（Ｔ）当たりのＲＡＣＨ信号の受信数がこの輻輳防止閾値Ｘ１を超えるかを判定している。そして、ＲＡＣＨ信号の受信数が輻輳防止閾値Ｘ１を超えた矢印Ｍ１区間においては、ベースバンド信号処理部４２により移動機３０からのＲＡＣＨ信号が破棄されるものとなっている。

このように閾値Ｘ１に基づいてＲＡＣＨ信号の破棄を実行している場合において、時点Ｙにて負荷分散カードの一部が故障し、その実装状況に変化があったものとする。カード監視制御部５１にその変化が検出され、その旨の通知を受けると、ベースバンド信号処理部４２においては、その旨の通知に含まれる変化した後の負荷分散カードによる処理量に応じて輻輳防止閾値を変更する。この場合、輻輳防止閾値Ｘ１よりも低い輻輳防止閾値Ｘ２に設定される。

このように輻輳防止閾値Ｘ２が設定された場合、ベースバンド信号処理部４２においては、単位時間（Ｔ）当たりのＲＡＣＨ信号の受信数がこの輻輳防止閾値Ｘ２を超えるかを判定している。この場合には、ＲＡＣＨ信号の受信数が輻輳防止閾値Ｘ２を超えた矢印Ｍ２区間において、ベースバンド信号処理部４２により移動機３０からのＲＡＣＨ信号が破棄されることとなる。このように本実施の形態に係るＢＴＳ５０においては、負荷分散カードの実装状況に応じて輻輳防止閾値を動的に変化させ、この輻輳防止閾値に応じて輻輳状態の発生を防止する。

ここで、本実施の形態に係るＢＴＳ５０において、輻輳防止閾値を変更する際の動作について説明する。図１１は、本実施の形態に係るＢＴＳ５０において、輻輳防止閾値を変更する際の動作について説明するためのフロー図である。なお、図１１において、「Ｘ」は、輻輳防止閾値を示している。図１１に示す動作フローは、ＢＴＳ５０の起動時に実行され、その後、反復して実行されるものである。また、図１１に示す動作フローは、図５に示す動作フローと並行して実行され、輻輳防止閾値が更新された後は、その輻輳防止閾値に応じて移動局３０からのＲＡＣＨ信号が破棄されることとなる。

ＢＴＳ５０が起動されると、図１１に示すように、カード監視制御部５１は、ＢＴＳ５０に実装されている負荷分散カードのうち、正常に動作している負荷分散カードの枚数を測定する（ＳＴ１１１）。ここでは、負荷分散カードの枚数がベースバンド信号処理部４２（受信信号処理部４２２）に通知される。この通知を受けると、ベースバンド信号処理部４２は、正常に動作する負荷分散カードの枚数に応じた輻輳防止閾値を輻輳防止閾値テーブルから取得し、輻輳防止閾値Ｘに代入する（ＳＴ１１２）。

このように輻輳防止閾値Ｘを決定した後、カード監視制御部５１においては、正常に動作する負荷分散カードの枚数の変化を監視している（ＳＴ１１３）。ここで、負荷分散カードの枚数が変化した場合には、その枚数をベースバンド信号処理部４２に通知する。この通知を受けると、ＳＴ１１２において、ベースバンド信号処理部４２は、正常に動作する負荷分散カードの枚数に応じた輻輳防止閾値を輻輳防止閾値テーブルから取得し、輻輳防止閾値Ｘを更新する。このようにしてＢＴＳ５０においては、輻輳防止閾値が変更される。

このように本実施の形態に係るＢＴＳ５０によれば、負荷分散カードの実装状況（正常動作状況）に応じて輻輳防止閾値Ｘを動的に変更する。これにより、負荷分散カードの実装状況に応じて輻輳防止閾値Ｘを動的に変えることができるので、ＢＴＳ５０における処理能力を反映した適切なタイミングで輻輳状態の発生を防止することが可能となる。

本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、処理部や処理手順については適宜変更して実施することが可能である。その他、本発明の範囲を逸脱しないで適宜変更して実施することが可能である。

本発明の実施の形態に係る無線ネットワークシステムのネットワーク構成図である。 上記実施の形態に係る無線ネットワークシステムにおいて、移動機がネットワークへの登録を行う場合のシーケンス図である。 上記実施の形態に係るＢＴＳによる輻輳防止制御の概要について説明するための図である。 本発明の実施の形態１に係るＢＴＳの構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係るＢＴＳの制御信号受信部、制御信号デコード部及びベースバンド信号処理部における各パラメータの判定方法について説明するための図である。 実施の形態１に係るＢＴＳの呼制御監視機能部における各パラメータの判定方法について説明するための図である。 実施の形態１に係るＢＴＳにおいて、輻輳状態の発生を防止する際の動作について説明するためのフロー図である。 本発明の実施の形態２に係るＢＴＳの構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係るＢＴＳに実装される負荷分散カードの一例について説明するための図である。 実施の形態２に係るＢＴＳにおいて、ＨＷＹカードの実装状況に応じて変更される輻輳防止閾値について説明するための図である。 実施の形態２に係るＢＴＳにおいて、輻輳防止閾値を変更する際の動作について説明するためのフロー図である。

符号の説明

１００ 無線通信システム
１０、５０ 無線基地局装置（ＢＴＳ）
１１ トラヒック検出部
１２ 輻輳防止制御部
２０ 無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）
３０ 移動体端末装置（移動機）
４１ 制御機能部
４１１ 呼制御部
４１２ 制御信号受信部
４１３ 制御信号デコード部
４１４ 制御信号エンコード部
４１５ 制御信号送信部
４１６ 呼制御監視機能部
４２ ベースバンド信号処理部
４２１ 送信信号処理部
４２２ 受信信号処理部
４３ 拡散／逆拡散機能部
４４ ＡＴＭ／ＩＰ終端部
５１ カード監視制御部

Claims (18)

1. トラヒックの集中を検出するトラヒック検出手段と、前記トラヒック検出手段が所定量を超えるトラヒックを検出したときに、ランダムアクセスチャネル信号の破棄又は無線リンク設定不可応答を行って輻輳状態の発生を防止する輻輳防止手段と、を具備することを特徴とする無線基地局装置。
2. 前記トラヒック検出手段は、単位時間当たりのランダムアクセスチャネル信号の数が所定の閾値を超えたときにトラヒックの集中を検出することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
3. 前記トラヒック検出手段は、単位時間当たりの無線ネットワーク制御装置からの呼設定要求数が所定の閾値を超えたときにトラヒックの集中を検出することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
4. 前記トラヒック検出手段は、通信エリアを分割したセクタ毎に前記ランダムアムセスチャネル信号の数又は前記呼設定要求数の計数を行うことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の無線基地局装置。
5. 前記トラヒック検出手段は、単位時間当たりの無線ネットワーク制御装置及び／又は移動体端末装置からの制御信号数が所定の閾値を超えたときにトラヒックの集中を検出することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
6. 前記トラヒック検出手段は、ＣＰＵ使用率が所定の閾値を超えたときにトラヒックの集中を検出することを特徴とする請求項１記載の無線基地局装置。
7. 前記ランダムアクセスチャネル信号の破棄におけるランダムアクセスチャネル信号は、ランダムアクセスチャネル信号のメッセージ部分であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の無線基地局装置。
8. 前記ランダムアクセスチャネル信号の破棄におけるランダムアクセスチャネル信号は、ランダムアクセスチャネル信号のメッセージ部分の共通制御チャネル信号であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の無線基地局装置。
9. 前記無線基地局装置が負荷分散する構成を持つ場合において、前記負荷分散状況に応じて前記所定の閾値を変えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の無線基地局装置。
10. 無線基地局装置と、前記無線基地局装置に対してランダムアクセスチャネル信号を送信する移動体端末装置と、前記無線基地局装置が前記ランダムアクセスチャネル信号を受信したときに送信する接続設定要求に対して無線リンク設定要求を前記無線基地局装置に送信する無線ネットワーク制御装置と、を具備する無線ネットワークシステムであって、前記無線基地局装置は、トラヒックの集中を検出するトラヒック検出手段と、前記トラヒック検出手段が所定量を超えるトラヒックを検出したときに、前記移動体端末装置からのランダムアクセスチャネル信号の破棄又は前記無線ネットワーク制御装置からの無線リンク設定不可応答を行って輻輳状態の発生を防止する輻輳防止手段と、を具備することを特徴とする無線ネットワークシステム。
11. 前記トラヒック検出手段は、単位時間当たりのランダムアクセスチャネル信号の数が所定の閾値を超えたときにトラヒックの集中を検出することを特徴とする請求項１０記載の無線ネットワークシステム。
12. 前記トラヒック検出手段は、単位時間当たりの無線ネットワーク制御装置からの呼設定要求数が所定の閾値を超えたときにトラヒックの集中を検出することを特徴とする請求項１０記載の無線ネットワークシステム。
13. 前記トラヒック検出手段は、通信エリアを分割したセクタ毎に前記ランダムアクセスチャネル信号の数又は前記呼設定要求数の計数を行うことを特徴とする請求項１１又は請求項１２記載の無線ネットワークシステム。
14. 前記トラヒック検出手段は、単位時間当たりの無線ネットワーク制御装置及び／又は移動体端末装置からの制御信号数が所定の閾値を超えたときにトラヒックの集中を検出することを特徴とする請求項１０記載の無線ネットワークシステム。
15. 前記トラヒック検出手段は、ＣＰＵ使用率が所定の閾値を超えたときにトラヒックの集中を検出することを特徴とする請求項１０記載の無線ネットワークシステム。
16. 前記ランダムアクセスチャネル信号の破棄におけるランダムアクセスチャネル信号は、ランダムアクセスチャネル信号のメッセージ部分であることを特徴とする請求項１０から請求項１５のいずれかに記載の無線ネットワークシステム。
17. 前記ランダムアクセスチャネル信号の破棄におけるランダムアクセスチャネル信号は、ランダムアクセスチャネル信号のメッセージ部分の共通制御チャネル信号であることを特徴とする請求項１０から請求項１５のいずれかに記載の無線ネットワークシステム。
18. 前記無線基地局装置が負荷分散する構成を持つ場合において、前記負荷分散状況に応じて前記所定の閾値を変えることを特徴とする請求項１０から請求項１７のいずれかに記載の無線ネットワークシステム。

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