JP2010028568A - 無線基地局管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】無線基地局とゲートウェイユニットの関連付けを管理する管理システムを提供する。
【解決手段】複数の無線基地局と、複数の無線基地局の中の第１の無線基地局から送信された通信パケットを第２の無線基地局に送信するゲートウェイユニットを複数有するゲートウェイ装置と、複数の無線基地局と複数のゲートウェイユニットの関係を管理する管理装置とを具備する無線基地局管理システムであって、管理装置は、複数の無線基地局及び複数のゲートウェイユニットから無線基地局及びゲートウェイユニットの測定情報を取得する手段と、測定情報に基づいて第１の無線基地局からの通信パケットを扱うための候補のゲートウェイユニットを選択して画面に表示する手段と、画面に表示された候補となるゲートウェイユニットを承認する信号が入力されると、少なくとも、第１の無線基地局へ承認された候補のゲートウェイユニットのアドレス情報を供給する手段を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、複数の無線基地局と複数のゲートウェイユニットとの関係を、処理負荷の状況等に応じて管理する無線基地局管理システムに関する。

近年、無線通信システムにおいて、多くの無線通信方式の他に、有線通信回線の中でも急速に普及しているインターネットやＬＡＮ等のネットワークを用いたデータ送受信の技術が開発されてきている。一例として、無線通信端末の通信処理においては、無線通信規格ＩＥＥＥ８０２．１６（非特許文献１）や、ＩＥＥＥ８０２．１６の無線規格と既存有線規格の詳細な技術検討およびＷｉＭＡＸ機器認証を行なうＷｉＭＡＸ Ｆｏｒｕｍ（非特許文献２）において、広帯域なデータ送受信技術が組み込まれている。以下、ＩＥＥＥ８０２．１６とＷｉＭＡＸ ＦｏｒｕｍをＷｉＭＡＸと記す。また、ＷｉＭＡＸに関するネットワークシステムの構成がＷｉＭＡＸ Ｆｏｒｕｍ ＮＷＧ（非特許文献３）において開示されている。

このような無線通信システムにおいては、無線基地局からのパケットをハンドオーバー処理する等のために、無線基地局にゲートウェイ装置のゲートウェイユニットが割り当てられている。このような通信システムにおいて、ゲートウェイ装置等のコンピュータ資源をどのように割り当てるかの技術が幾つか知られている。

特許文献１は、複数のゲートウェイから複数のパケットを受けると、どのパケットを優先するかを決定する技術が開示されている。
特許文献２は、複数のコンピュータの処理能力余裕を検出し、呼が発生すると、最適なコンピュータを処理すべきものとして選択する技術が開示されている。

無線通信規格ＩＥＥＥ８０２．１６（http://grouper.ieee.org/groups/802/16/pubs/80216-2004.html）

ＷｉＭＡＸ Ｆｏｒｕｍ（http://www.wimaxforum.org/home）

ＷｉＭＡＸ Ｆｏｒｕｍ ＮＷＧ（"WiMAX Forum Network Architecture（Stage 2: Architecture Tenets, Reference Model and Reference Points）［Part 1］ Release 1, Version 1.2"January 11, 2008）

特開２００７−３３５９４５号公報

特開平２−１９４７４７号公報

しかし、特許文献１の従来技術は、分岐した通信網から複数のパケットを受け取ると、どのパケットを優先すべきかを開示するもので、無線通信システムにおいて、複数の無線基地局の処理を複数のゲートウェイユニットにどのように配分するかについて開示してはいない。

また、特許文献２の従来技術は、コンピュータ宛ての呼の発生があると、処理能力のあるコンピュータを割り当てるものだが、システム管理者の承認なく変更されてしまうものであり、システム管理者にどのように変更を承認させ管理させるかが示されていない。

本発明は、無線基地局とゲートウェイユニットの関連付けをシステム管理者に適宜管理させることができる無線基地局管理システムを提供することを目的とする。

課題を解決するための一実施の形態は、
無線通信端末との間で無線通信を行なう複数の無線基地局と、
前記複数の無線基地局の中の第１の無線基地局から送信された通信パケットを中継し、この通信パケットを前記複数の無線基地局の中の第２の無線基地局に送信するゲートウェイユニットを複数有するゲートウェイ装置と、
前記複数の無線基地局と前記複数のゲートウェイユニットの関係を管理する管理装置とを具備する無線基地局管理システムであって、
前記管理装置は、
前記複数の無線基地局及び前記複数のゲートウェイユニットから前記無線基地局及び前記ゲートウェイユニットの測定情報を取得する手段と、
前記取得した測定情報に基づいて前記第１の無線基地局からの通信パケットを扱うための候補のゲートウェイユニットを前記複数のゲートウェイユニットの中から選択して画面に表示する手段と、
前記画面に表示された候補となるゲートウェイユニットを承認する信号が入力されると、少なくとも、前記第１の無線基地局へ前記承認された候補のゲートウェイユニットのアドレス情報を供給する手段を備えることを特徴とする無線基地局管理システムである。

無線基地局管理システムにおいて無線基地局が増設等されると、ゲートウェイ装置の使用状況に応じて候補を表示し、システム管理者の判断に応じて、新たな無線基地局に対応付けて適切なゲートウェイユニットに収容変更するべく、アドレス管理を行なう。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（構成）
本発明の一実施形態に係る無線基地局管理システムＡの構成を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る無線基地局管理システムの構成の一例を示す構成図、図２は、管理装置の構成の一例を示すブロック図である。

本発明の一実施形態に係る無線基地局管理システムＡは、図１に示すように、複数の無線通信端末９と、無線伝送路１１を介してこれと通信を行なう屋外領域に設置された複数の無線基地局７を有している。さらに、無線基地局管理システムＡは、広域イーサネット（登録商標）網６等を介して無線基地局７と接続され、また、ＣＳＮ（connectivity service network）１２と接続され中継を行なったりプロバイダとの認証処理を仲介したり、セッション管理を行なうゲートウェイ装置１０と、無線基地局７とゲートウェイ装置１０がもつゲートウェイユニットとの関係を管理する、Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、ＥＭＳ等と呼ばれる管理装置８を有する。

ここで、ゲートウェイ装置１０は、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｌｅｃｏｍ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅシステム（以下、ＡＴＣＡシステムと記す）等と呼ばれ、建物内に設置されるものであり、無線基地局７を集約して無線リソース管理を行なったり、無線通信端末９が無線基地局７の通信カバーエリアを越えて別の無線基地局の通信カバーエリアに入るハンドオーバー機能をサポートするべく、セッション管理を行なうものである。また、ゲートウェイ装置１０は、ＣＳＮ１２と接続されて中継を行なったり、ＣＳＮ１２に接続されるプロバイダとの認証処理を仲介したりする。また、ゲートウェイ装置１０は、図１に示すように、複数のゲートウェイユニットである複数のＣＰＵカード２の他に、スイッチカード１、管理カード３、電源４、ファン５等を有している。

また、上述したＥＭＳ等と呼ばれる管理装置８は、図２に示すように、データ処理を行なうＣＰＵシステム等のデータ処理部４１と、外部と通信を行なうインターフェース部４２と、後述する収容変更処理を行なう動作プログラム等を格納するメモリ部４３と、複数の無線基地局７の管理情報やアドレス情報、これに対応するゲートウェイ装置１０の複数のゲートウェイユニットの管理情報やアドレス情報を格納するデータベース部４４と、各種制御情報を示す画像情報を生成する画像形成部４５と、液晶表示装置等の表示部４６を有している。

このような構成をもつ無線基地局管理システムＡにおいて、無線通信端末９からの発信を受けた無線基地局７は、管理装置８が設定したゲートウェイ装置１０のゲートウェイユニットである特定のＣＰＵカード２に通信パケットを転送する。
（第１の収容変更処理）
このような構成と機能をもつ無線基地局管理システムＡは、例えば、エリア内に新たな無線基地局７が増設されることで、無線基地局７とゲートウェイユニットの新たな対応付けである収容変更処理が以下のように行なわれる。図３は収容変更処理の説明図、図４は収容変更処理を説明するフローチャートである。

なお、以下の図４、図６、図７のフローチャートの各ステップは、回路ブロックに置き換えることができ、従って、各フローチャートのステップは、全て回路ブロックに定義しなおすことが可能である。
このような収容変更処理は、主に管理装置８のメモリ部４３に格納されるプログラムに従ってデータ処理部４１により行なわれるものである。図４のフローチャートにおいて、管理装置８のデータ処理部４１は、エリアＢ内の無線基地局の増設によるサービス開始要求を無線基地局７により受信する（ステップＳ１１）。これに対して、データ処理部４１は、ゲートウェイ装置１０のＣＰＵカードの全てに現在の測定情報（ＣＰＵ使用率等）をリクエストする（ステップＳ１２）。ここで、測定情報は、例えば、ＣＰＵカードのＣＰＵ負荷率（使用率）などが含まれるが、これに限らない。図３に示すように、一例として、ゲートウェイ装置１０−１，１０−２は、複数であり、それぞれが、複数のＣＰＵカード２１−１，２１−２，２１−３，２１−４，３１−１，３１−２，３１−３，３１−４を有している。また、管理装置８のＣＰＵカード２と無線基地局７の負荷率取得タイミングは、リクエストにより取得する以外にも、例えば１分間隔等の一定頻度で、管理装置８が各ＣＰＵカード２と各無線基地局７の負荷率を監視するという方法も好適である。

データ処理部４１は、ゲートウェイ装置１０のＣＰＵカードから測定情報が与えられれば、取得した測定情報に基づいて、増設した無線基地局に対応するゲートウェイユニット（ＣＰＵカード等）の候補を選定する（ステップＳ１３）。次に、データ処理部４１は、増設した無線基地局に対応するゲートウェイユニット（ＣＰＵカード）の候補の画像を画像形成部４５で生成して表示部４６に表示する（ステップＳ１４）。

（１）表示情報
ここで、管理装置８がシステム管理者Ｍに対して、候補選択時に表示部４６で表示する情報は、例えば次のものである。
・各ＣＰＵカード２のＣＰＵ負荷率
（時間ＭＡＸ／日、曜日ＭＡＸ／週、日ＭＡＸ／月）
・収容変更元のＣＰＵカード２に接続されている無線基地局７のＣＰＵ負荷率
（時間ＭＡＸ／日、曜日ＭＡＸ／週、日ＭＡＸ／月）
・収容変更先の候補であるＣＰＵカード２
・収容変更される候補である無線基地局７
ここで、負荷率を示すものとして、「時間ＭＡＸ／日、曜日ＭＡＸ／週、日ＭＡＸ／月」とあるのは、「１日当たりの、負荷率がＭＡＸ（１００％）になった時間の割合、
１週間当たりの、負荷率がＭＡＸ（１００％）になった日の割合、
１か月当たりの、負荷率がＭＡＸ〈１００％）になった日の割合」という意味である。

なお、ＭＡＸと判定される負荷率は１００％に限らず、それ以下（９０％など）でも可能である。特に、無線基地局７の負荷率については、１００％以下（８０％など）をＭＡＸ判定閾値としてデフォルト設定することが通常と考えられる。
また、システム管理者Ｍの承認選択手段として、一例として、「承認（ＯＫ）」「変更」「取り消し（キャンセル）」の３つの選択肢が示される。このとき、「変更」とした場合には、収容変更先として任意のＣＰＵカードの選択も可能である。

（２）収容変更先の候補選択の基準
管理装置８による収容変更の対象となる無線基地局７とＣＰＵカード２の選択する基準は、一例として、以下のようなものが好適である。
候補の選定基準はデフォルトでは、「時間ＭＡＸ／日＞曜日ＭＡＸ／週＞日ＭＡＸ／月」として、「時間ＭＡＸ／日」のパーセント率が低いＣＰＵカードを優先して候補とすることが好適である。また、これが同率ならば続く「曜日ＭＡＸ／日」が低いものを候補として選択する。この選択基準は、デフォルト設定とし、システム管理者Ｍは任意にこれを変更することが可能となる。

また、収容変更がされる無線基地局７の選択基準についても、ゲートウェイ装置１０のＣＰＵカード２と同様に、候補の選定基準のデフォルトは、「時間ＭＡＸ／日＞曜日ＭＡＸ／週＞日ＭＡＸ／月」として、「時間ＭＡＸ／日」のパーセント率が低い無線基地局７を候補とすることが好適である。収容変更される無線基地局７は、収容変更元となるＣＰＵカード２に接続（収容）された無線基地局７の中から選択することが好適である。

（３） ＣＰＵカードから発せられる負荷警告
ＣＰＵ負荷状態については、ある程度の闘値（例えば１００％、９０％等）を設けておき、その閾値を超えた場合に、ＣＰＵカード２からアラート信号が出力されることが好適である。
ここで、負荷率監視時の「ＭＡＸ」判定閾値を１００％以下とした場合には、ゲートウェイ装置１０からアラートが上がるための条件となる負荷率の閾値は、別途設定されて、例えば、「ＭＡＸ」判定閾値は６０％、アラート発生閾値は９０％などとすることが可能である。

また、管理装置８からのヘルスチェック（例えば定期的に１秒間隔の）や、負荷率取得タイミング（例えば１分間隔）で、ＣＰＵカード２から応答がなくなる場合にも、負荷警告が発せられたのと同様の処理を行うことが好適である。
これに対して、図３に示すシステム管理者Ｍが、表示部４６に表示されたゲートウェイユニット（ＣＰＵカード）の候補に対して承認し、キーボード等の操作部を操作する。データ処理部４１は、承認の操作信号を検出すると、ゲートウェイユニット（ＣＰＵカード）の候補が承認されたことを認識する（ステップＳ１５）。なお、ここで候補を承認するだけでなく、システム管理者Ｍにより、任意のＩＰアドレスを指定することで任意のゲートウェイユニットを指定することも可能である。

データ処理部４１は、承認された信号を検出することで、増設した無線基地局７のＩＰアドレス、選定したＣＰＵカードのＩＰアドレスをデータベース部４４に登録して、サービスを開始する（ステップＳ１６）。
この結果、管理装置８のデータ処理部４１は、増設した無線基地局７に、一例として、「収容変更の通知」、「収容変更元と収容変更先のＣＰＵカード２のＩＰアドレス」を送信し、ゲートウェイ装置１０に一例として、「収容変更の通知」、「収容変更元と収容変更先のＣＰＵカード２のＩＰアドレス」、「収容変更処理が行なわれた無線基地局のＩＰアドレス」を送信する。この二つの通知は、同じタイミングで行なわれることが好ましいがこれに限定されない。

これにより、無線基地局管理システムＡは、管理装置８の動作により、増設した無線基地局７に対してゲートウェイユニット（ＩＣカード２等）を関連付けることで、例えば、ＷｉＭＡＸ（World Interoperability for Microwave Access）の通信基準に準拠する形で収容変更処理を行なうことができる。

（第２の収容変更処理）
次に、第２の収容変更処理として、ゲートウェイ装置のゲートウェイユニット等から負荷率警告等の警告信号を受けることにより行なわれる収容変更処理について、図５の説明図及び図６のフローチャートを用いて以下に説明する。

このような収容変更処理は、主に管理装置８のメモリ部４３に格納されるプログラムに従ってデータ処理部４１により行なわれるものである。図６のフローチャートにおいて、すなわち、管理装置のデータ処理部４１は、ゲートウェイ装置１０のゲートウェイユニット（ＣＰＵカード２等）からの負荷率警告を受信する（ステップＳ２１）。これに応じて、データ処理部４１は、ゲートウェイ装置１０のゲートウェイユニット（ＣＰＵカード等）にリクエスト信号等を供給して（又は例えば１分間隔等の一定頻度で）、ゲートウェイ装置１０のゲートウェイユニットから測定情報（ＣＰＵ使用率等）を取得する（ステップＳ２２）。データ処理部４１は、取得した測定情報に基づいて、使用率が低いゲートウェイユニット（ＣＰＵカード２）の候補を選定する（ステップＳ２３）。データ処理部４１は、ゲートウェイユニット（ＣＰＵカード）の候補を表示部４６に表示する（ステップＳ２４）。

なお、上述した「（１）表示情報、（２）収容変更先の候補選択の基準、（３）ＣＰＵカードから発せられる負荷警告」は、第２の収容変更処理においても、同等に有効である。
そして、図５に示すシステム管理者Ｍの管理装置８の操作により、データ処理部４１は、ゲートウェイユニット（ＣＰＵカード）の候補が承認された信号を検出する（ステップＳ２５）。なお、ここで候補を承認するだけでなく、システム管理者Ｍにより、任意のＩＰアドレスを指定することで任意のゲートウェイユニットを指定することも可能である。次に、データ処理部４１は、割当を変更する無線基地局７と通信中の無線通信端末９に信号を通知することで切断をメール等で通知する（ステップＳ２６）。これにより、通信の中断について、故障と誤解されることを回避する。その後、データ処理部４１は、増設した無線基地局のアドレス、選定したＣＰＵカードのアドレスをデータベースに登録して、サービスを開始する（ステップＳ２７）。

この結果、管理装置８のデータ処理部４１は、該当の無線基地局７に、一例として、「収容変更の通知」、「収容変更元と収容変更先のＣＰＵカード２のＩＰアドレス」を送信し、ゲートウェイ装置１０に一例として、「収容変更の通知」、「収容変更元と収容変更先のＣＰＵカード２のＩＰアドレス」、「収容変更処理が行なわれた無線基地局のＩＰアドレス」を送信する。この二つの通知は、同じタイミングで行なわれることが好ましいがこれに限定されない。

これにより、無線基地局管理システムＡは、管理装置８の処理動作により、負荷率警告を発したゲートウェイユニット（ＩＣカード２等）を正常動作が可能なゲートウェイユニット（ＩＣカード２等）に変更して、無線基地局７に関連付けることで、例えば、ＷｉＭＡＸ（World Interoperability for Microwave Access）の通信基準に準拠する形で収容変更処理を行なうことができる。

（第３の収容変更処理）
次に、第３の収容変更処理として、無線基地局及びゲートウェイ装置のゲートウェイユニット等からの測定情報を監視し、測定情報の変化に応じて自動的に行なわれる収容変更処理について、図７のフローチャートを用いて以下に説明する。

このような収容変更処理は、主に管理装置８のメモリ部４３に格納されるプログラムに従ってデータ処理部４１により行なわれるものである。図７のフローチャートにおいて、データ処理部４１は、無線基地局の負荷状況等の測定情報、ゲートウェイ装置のゲートウェイユニット（ＣＰＵカード等）から測定情報（ＣＰＵ使用率等）を一定時間毎（例えば１秒間隔）に取得する（ステップＳ３１）。管理装置のデータ処理部４１は、測定情報が一定条件を満たすと、無線基地局とゲートウェイユニットとの間で収容変更を行なうことを判断する（ステップＳ３２）。ここで、一定条件とは、無線基地局７やゲートウェイ装置１０のゲートウェイユニットのＣＰＵ使用率が一定値以上になったり、無線基地局７やゲートウェイ装置１０から負荷率警告信号が発せられたりした場合である。

データ処理部４１は、取得した測定情報に基づいて、使用率が低いゲートウェイユニット（ＣＰＵカード）の候補を選定する（ステップＳ３３）。データ処理部４１は、ゲートウェイユニット（ＣＰＵカード）の候補を表示部に表示する（ステップＳ３４）。しかし、この表示は、システム管理者の承認の操作を待つものではないので表示は行なわれなくともよい。システム管理者の承認信号が無くとも、データ処理部４１の判断により、この候補によるゲートウェイユニット（ＣＰＵカード）への収容変更処理が実行される。

なお、上述した「（１）表示情報、（２）収容変更先の候補選択の基準、（３）ＣＰＵカードから発せられる負荷警告」等は、第３の収容変更処理においても、同等に可能である。
次に、データ処理部４１は、割当を変更する無線基地局と通信中の無線通信端末に切断をメール等で通知する（ステップＳ３５）。これにより、通信の中断について、故障と誤解されることを回避する。データ処理部４１は、増設した無線基地局のアドレス、選定したＣＰＵカードのアドレスをデータベースに登録して、サービスを開始する（ステップＳ３６）。

この結果、管理装置８のデータ処理部４１は、増設した無線基地局７に、一例として、「収容変更の通知」、「収容変更元と収容変更先のＣＰＵカード２のＩＰアドレス」を送信し、ゲートウェイ装置１０に一例として、「収容変更の通知」、「収容変更元と収容変更先のＣＰＵカード２のＩＰアドレス」、「収容変更処理が行なわれた無線基地局のＩＰアドレス」を送信する。この二つの通知は、同じタイミングで行なわれることが好ましいがこれに限定されない。

これにより、無線基地局管理システムＡは、管理装置８の動作により、収容変更処理の条件が揃った際に、無線基地局７に対してゲートウェイユニット（ＩＣカード２等）を関連付けることで、例えば、ＷｉＭＡＸ（World Interoperability for Microwave Access）の通信基準に準拠する形で収容変更処理を行なうことができる。

以上記載した様々な実施形態は複数同時に実施することが可能であり、これらの記載により、当業者は本発明を実現することができるが、更にこれらの実施形態の様々な変形例を思いつくことが当業者によって容易であり、発明的な能力をもたなくとも様々な実施形態へと適用することが可能である。従って、本発明は、開示された原理と新規な特徴に矛盾しない広範な範囲に及ぶものであり、上述した実施形態に限定されるものではない。

本発明の一実施形態に係る無線基地局管理システムの構成の一例を示す構成図。 同じく無線基地局管理システムが有する管理装置の構成の一例を示すブロック図。 同じく無線基地局管理システムにおいて、新たな無線基地局が増設された際の収容変更処理の一例を示す説明図。 同じく無線基地局管理システムにおいて、新たな無線基地局が増設された際の収容変更処理の一例を示すフローチャート。 同じく無線基地局管理システムにおいて、ゲートウェイユニットが高負荷となった際の収容変更処理の一例を示す説明図。 同じく無線基地局管理システムにおいて、ゲートウェイユニットが高負荷となった際の収容変更処理の一例を示すフローチャート。 同じく無線基地局管理システムにおいて、ゲートウェイユニットが高負荷となった際の収容変更処理の一例を示すフローチャート。

符号の説明

１…スイッチカード、２…ＣＰＵカード、３…管理カード、４…電源、５…ファン、６…無線基地局、８…管理装置（ＥＭＳ）、９…無線通信端末、１０…ゲートウェイ装置（ＡＴＣＡ）、１１…無線通信路、１２…ＣＳＮ（connectivity service network）、２１…ＣＰＵカード、４１…データ処理部、４２…Ｉ／Ｆ部、４３…メモリ部、４４…データベース部、４５…画像処理部、４６…表示部。

Claims (1)

1. 無線通信端末との間で無線通信を行なう複数の無線基地局と、
   前記複数の無線基地局を管理するゲートウェイユニットを複数含むゲートウェイ装置と、
   前記複数の無線基地局と前記複数のゲートウェイユニットの関係を管理する管理装置とを具備する無線基地局管理システムであって、
   前記管理装置は、
   前記複数の無線基地局及び前記複数のゲートウェイユニットから前記無線基地局及び前記ゲートウェイユニットの測定情報を取得する手段と、
   前記取得した測定情報に基づいて前記第１の無線基地局からの通信パケットを扱うための候補のゲートウェイユニットを前記複数のゲートウェイユニットの中から選択して画面に表示する手段と、
   前記画面に表示された候補となるゲートウェイユニットを承認する信号が入力されると、少なくとも、前記第１の無線基地局へ前記承認された候補のゲートウェイユニットのアドレス情報を供給する手段を備えることを特徴とする無線基地局管理システム。

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