JP2015050638A - Radio base station device, control management device, load distribution method, and computer program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線基地局装置、制御管理装置、負荷分散方法およびコンピュータ・プログラムに関する。 The present invention relates to a radio base station apparatus, a control management apparatus, a load distribution method, and a computer program.
移動体通信システムの無線基地局装置は、各種機能を実行する複数の機能部により構成され、1個の機能部が、1対nの関係で、n個の機能部に対する制御指示および制御要求を纏める構成となっている。制御指示および制御要求を纏める1個の機能部を、以下では特に、「制御管理部」という。 A radio base station apparatus of a mobile communication system is composed of a plurality of functional units that execute various functions, and one functional unit sends control instructions and control requests to n functional units in a one-to-n relationship. It is the composition which can be summarized. In the following, one functional unit that collects control instructions and control requests is particularly referred to as a “control management unit”.
制御管理部は、n個の機能部を集約する形で制御指示、制御要求を行うことにより、無線基地局内の各機能部の動作およびその制御を一元管理するとともに、移動体通信システム内の無線基地局装置の上位局として設置される機能部に対する通知、報告動作を実行する。制御管理部はまた、定常的に、装置の正常性を保つための運用管理機能を実行する。 The control management unit centrally manages the operation and control of each functional unit in the radio base station by performing a control instruction and a control request in a form in which n functional units are aggregated. A notification and reporting operation is performed for a functional unit installed as an upper station of the base station apparatus. The control management unit also regularly executes an operation management function for maintaining the normality of the apparatus.
制御管理部は、無線基地局装置で重要な機能をもっていることから、冗長化することが望ましい。すなわち、互いに動作が切り替え可能な2つの制御管理部を設け、一方を運用系、他方を待機系として用いる。制御管理系や監視系を冗長化する技術は、移動体通信に限らず一般的に知られており、たとえば、下記の特許文献に示されたものが公知である。 Since the control management unit has an important function in the radio base station apparatus, it is desirable to make it redundant. That is, two control management units whose operations can be switched with each other are provided, and one is used as an active system and the other is used as a standby system. A technique for making a control management system and a monitoring system redundant is not limited to mobile communication, and is generally known. For example, those disclosed in the following patent documents are known.
しかし、制御管理部を冗長化したとしても、それは一方に障害が発生した場合に他方に切り替えるためであり、実際の処理は、運用系の1つの制御管理部が集中的に行うことになる。このため、制御管理部の処理負荷が増大すると、処理の遅延や抜けが発生する可能性がある。処理の遅延が発生すると、n個の機能部が連動して遅延してしまう可能性があり、通信システム全体のパフォーマンスの低下につながってしまう。また、制御や報告など、他機能部との間で行われる処理に抜けが発生すると、その制御が抜けることにより、無線基地局自体の機能が停止し、通常運用が継続できない状況に陥る可能性がある。 However, even if the control management unit is made redundant, it is for switching to the other when a failure occurs on one side, and the actual processing is intensively performed by one control management unit in the operation system. For this reason, when the processing load of the control management unit increases, processing delays and omissions may occur. When processing delay occurs, the n functional units may be delayed in conjunction with each other, leading to a decrease in performance of the entire communication system. In addition, if an error occurs in processing performed with other function units, such as control and reporting, the function of the radio base station itself may be stopped due to the loss of control, resulting in a situation where normal operation cannot be continued. There is.
本発明は、このような課題を解決し、各機能部を集中的に管理および制御する制御管理部の処理負荷を軽減し、安定した処理、運用および継続的なシステム稼動が可能な無線基地局装置、制御管理装置、負荷分散方法およびコンピュータ・プログラムを提供することを目的とする。 The present invention solves such problems, reduces the processing load of the control management unit that centrally manages and controls each functional unit, and enables stable processing, operation, and continuous system operation. An object is to provide a device, a control management device, a load distribution method, and a computer program.
本発明の第一の側面によると、移動体通信における各種機能を実行する複数の機能部と、一方が運用系、他方が待機系となって複数の機能部の動作の制御および運用管理を行う2つの制御管理部と、を備え、2つの制御管理部はそれぞれ、運用系として動作中に処理負荷が所定の値を超える場合、あるいは超える可能性がある場合には、一部の処理を待機系の制御管理部に振り分けることを特徴とする無線基地局装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, a plurality of functional units that execute various functions in mobile communication, one of which is an operation system and the other is a standby system, which controls the operation and management of the plurality of functional units. Two control managers, each of which waits for some processing when the processing load exceeds or may exceed a predetermined value during operation as an active system A radio base station apparatus is provided that is distributed to a system control management unit.
本発明の第二の側面によると、各種機能を実行する複数の機能部と、一方が運用系、他方が待機系となって複数の機能部の動作の制御および運用管理を行う2つの制御管理部と、を備え、2つの制御管理部はそれぞれ、運用系として動作中に処理負荷が所定の値を超える場合、あるいは超える可能性がある場合には、一部の処理を待機系の制御管理部に振り分けることを特徴とする制御管理装置が提供される。 According to the second aspect of the present invention, there are a plurality of function units that execute various functions, and two control managements that perform operation control and operation management of the plurality of function units, one of which is an active system and the other is a standby system. When the processing load exceeds or exceeds the predetermined value during operation as the active system, some of the two control management sections control the standby system for some processes. There is provided a control management device characterized in that the control management device is assigned to each part.
本発明の第三の側面によると、各種機能を実行する複数の機能部の動作を一方が運用系、他方が待機系となって制御および運用管理する2つの制御管理部への負荷の分散方法であって、2つの制御管理部の一方が運用系として動作中に処理負荷が所定の値を超える場合、あるいは超える可能性がある場合には、一部の処理を、待機系となっている制御管理部に振り分けることを特徴とする負荷分散方法が提供される。 According to the third aspect of the present invention, a load distribution method to two control management units that controls and manages the operation of a plurality of functional units that execute various functions, one of which is an active system and the other is a standby system. When one of the two control management units is operating as an active system and the processing load exceeds or may exceed the predetermined value, a part of the processing is a standby system. There is provided a load distribution method characterized by allocating to a control management unit.
本発明の第四の側面によると、各種機能を実行する複数の機能部の動作を一方が運用系、他方が待機系となって制御および運用管理する2つのコンピュータにそれぞれインストールされ、これらのコンピュータに、運用系として動作中に処理負荷が所定の値を超える場合、あるいは超える可能性がある場合には、一部の処理を待機系に振り分ける処理と、待機系として待機中に運用系から処理を振り分けられた場合には、その処理を引き継いで実行する処理と、を実行させることを特徴とするコンピュータ・プログラムが提供される。 According to the fourth aspect of the present invention, the operations of a plurality of functional units that execute various functions are installed on two computers that are controlled and operated and managed by one operating system and the other standby system, respectively. In addition, if the processing load exceeds or may exceed the specified value during operation as an active system, a part of the processing is distributed to the standby system, and the standby system is processed from the active system while waiting When a computer program is distributed, a computer program is provided that executes a process that takes over the process and executes the process.
本発明によると、各機能部を集中的に管理および制御する制御管理部の処理負荷を軽減し、安定した処理、運用および継続的なシステム稼動を可能とする効果がある。 According to the present invention, it is possible to reduce the processing load of a control management unit that centrally manages and controls each functional unit, and enables stable processing, operation, and continuous system operation.
図1は、本発明の実施の形態に係る無線基地局装置10のブロック構成図である。 FIG. 1 is a block configuration diagram of a radio base station apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.
この無線基地局装置10は、移動体通信における各種機能を実行する複数の機能部11〜15と、一方が運用系、他方が待機系となって複数の機能部11〜15の動作の制御および運用管理を行う2つの制御管理部21,22と、を備える。無線基地局装置10はまた、2つの制御管理部21,22を運用系と待機系とで切り替えるときに運用系の処理情報を待機系に引き継ぐための共有メモリ23を備える。2つの制御管理部21,22はそれぞれ、運用系として動作中に処理負荷が所定の値を超える場合、あるいは超える可能性がある場合には、一部の処理を待機系の制御管理部22,21に振り分ける(スワップする)ことができる。このとき、制御情報を運用系と待機系で共有するため、共有メモリ23が用いられる。
The radio base station apparatus 10 includes a plurality of
この構成において、機能部11〜15および制御管路部21,22はそれぞれ、個別のハードウェアユニットにより構成される。各ハードウェアユニットには、そのユニットを制御して各機能を実現するソフトウェアが搭載される。これらのソフトウェアにより、機能部11〜15は、制御管理部21,22の指示により移動体通信における各種機能を実行し、制御管理部21,22は、無線基地局装置の制御、指示および運用管理を行う。
In this configuration, each of the
図1における機能部11〜15、制御管理部21,22および共有メモリ23の接続は、概念的なものである。現実的には、それぞれを共通バスにより接続してもよく、互いニメッシュ状に接続してもよい。また、共有メモリ23は、個別のメモリである必要はなく、たとえば制御管理部21,22がその処理で使用するメモリの一部のメモリ空間であってもよい。
Connections between the
図2は、制御管理部21,22の処理フローを示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a processing flow of the
制御管理部21,22は、互いに動作が切り替え可能であって、一方が運用系、他方が待機系として用いられる(ステップS1)。通常は、制御管理部21,22の一方(たとえば制御管理部21)が運用系として稼働する。他方の制御管理部(たとえば22)は、運用系の制御管理部(たとえば21)が正常運用できない場合のバックアップとして稼働し、運用系の制御管理部(たとえば21)が運用中は待機している。運用系、待機系の切り替えは、割り込み処理により行われる。以下では、制御管理部21が運用系、制御管理部22が待機系であるものとして説明する。
The
運用系の制御管理部21は、起動後の自身の運転管理、装置の運転管理、機能部11〜15への制御や要求指示など、無線基地局装置10を稼動させる上で必要となる各処理を実行する(ステップS11)。そして、制御管理部21の負荷が増加し、所定の値を超える場合、あるいは超える可能性がある場合(ステップS12でYes)には、一部の処理を待機系の制御管理部22に振り分ける(ステップS13)。負荷が増加していなければ(ステップS12でNo)、運用系としての通常通りの処理(ステップS11)を継続する。
The active
制御管理部21の実行する処理には、CPU(Central Processing Unit)リソースを定常的に消費する処理(以下、「定常的処理」という)と、バースト的に発生する処理とが含まれる。バースト的に発生する処理は、処理負荷の増大を引き起こす可能性がある。一方、定常的処理は、CPUリソースの消費があまり変動せず、処理負荷の増大を引き起こすものではない。したがって、振り分け対象の処理としては、定常的処理がよい。このような定常的処理を待機系の制御管理部22に割り当てても、待機中である制御管理部22にそれほど大きな負荷を与えることはないからである。また、処理の振り分けは、たとえば、処理負荷が最大処理可能負荷の80%を超えた場合、あるいは処理負荷の増加速度が所定値を超えた場合に行う。処理の振り分けのために、複数の基準を用いることもできる。
The process executed by the
処理の振り分け(ステップS13)の後、制御管理部21は、残りの処理を継続して実行する(ステップS14)。そして、負荷が低下した場合(ステップS15でYes)、あるいは待機系の制御管理部22における処理で異常が発生した場合(ステップS16でYes)には、待機系の制御管理部22に振り分けていた処理を引き取り(ステップS17)、運用系としての通常の処理(ステップS11)に戻る。ステップS15でNo、かつステップS16でNoとならない限り、制御管理部21は、ステップS14を継続する。
After the process distribution (step S13), the
待機系の制御管理部22は、自身が最低限動作する状態を保持するための処理を実行し(ステップS21)、運用系の制御管理部21からの処理の振り分けがある場合(ステップS22でYes)のみ、振り分けられた処理を肩代わりして実行する(ステップS23)。振り分けられた処理の実行中にその処理の異常が検出された場合(ステップS24)には、その処理結果を共有メモリ23経由で運用系の制御管理部21に通知する(ステップS25)。待機系から運用系への処理の要求および報告は、その要求または報告が必要となったときに、バースト的に行う。現用系の制御管理部21から肩代わりしている処理の引き取りの指示があるまで(ステップS26でYesとなるまで)ステップS23〜S25を実行し、ステップS26でYesとなった後は、ステップS21の処理に戻る。
The standby
図3は、制御管理部21,22のCPU内で実行される処理と、共有メモリ23へのアクセスとを説明する図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining processing executed in the CPUs of the
図3の例では、運用系の制御管理部21が、処理A〜Fを実行している。処理Aは、各ハードウェアユニット上で動作するソフトウェアのベースとなるオペレーティングシステムである。処理Bは、自身の運転管理機能であって、最低限自身の中で動作させる必要がある処理である。処理C〜Fは、無線基地局装置10を動作させるための各種のプロセスである。
In the example of FIG. 3, the active
たとえば、無線基地局として運用を継続する中で、運用系の制御管理部21は、機能部11〜15が正常に動作しているかを、常に監視する必要がある。この監視のために、制御管理部21は、一定時間間隔で、機能部11〜15との経路の正常性の確認、機能部11〜15が要求に対して正確に応答を返してくるかの運用状態確認などの処理を実行する。この処理は、無線基地局として運用を継続する限り一定間隔で実行する必要があり、制御管理部21のCPUリソースを定常的に消費することとなる。この処理を、処理Cとする。処理Cはまた、機能部11〜15の異常を検出した場合に、当該機能部に対する復旧制御や、上位局などへの異常状態の通知制御を実行する。処理Cと同様に定常的に動作を継続する必要のある定常的処理として、各種の測定処理がある。この処理を、処理Fとする。
For example, while continuing operation as a radio base station, the active
一方、待機系の制御管理部22は、処理A,Bに相当する最低限の処理a,bのみを実行する。制御管理部21は、CPU稼動状態が高く、CPUの空きリソースが厳しい状態となっているのに対し、制御管理部22は、自身の機能部が最低限動作する状態を保持しているだけなので、CPUリソースについてもほとんどが空きの状態となっている。
On the other hand, the standby
共有メモリ23は、運用系に異常が発生し、待機系との切り替え制御が発生した場合に、運用系で制御していた処理の情報を待機系に引き継ぐためのものである。このため、通常運用状態では、運用系の制御管理部21からのアクセスは頻繁に行われるが、待機系の制御管理部22からのアクセスはほとんどない。
The shared
図4は、一部の処理を待機系で処理する場合について、制御管理部21,22のCPU内で実行される処理と、共有メモリ23へのアクセスとを説明する図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining processing executed in the CPUs of the
運用系の制御管理部21のCPUの空きリソースが厳しい状態となったとき(図2のテップS12でYes)には、処理C,Fのような定常的処理を、通常運用状態では稼動しない待機系の制御管理部22の処理として振り分ける(ステップS13)。待機系の制御管理部22のCPUのリソースを割り当てて処理することで、運用系の制御管理部21のCPUに、空きリソースを確保することが可能となる。待機系の制御管理部22に新たに割り当てられた処理C、Fは、制御管理部22のCPUリソースを用いて継続される(ステップS23)。
When free resources of the CPU of the active
処理Cあるいは処理Fで機能部11〜15の異常が検出された場合(ステップS24でYes)には、制御管理部22は、共有メモリ23を用いて、処理結果を制御管理部21に通知する(ステップS25)。制御管理部21では、制御管理部22に振り分けた処理に関して、バースト的に入ってくる制御管理部22からの要求・報告に基づき、適切に対応する(ステップS16,S17)。これにより、運用系で動作していた処理と同等の制御が可能となる。
When abnormality of the
また、待機系の制御管理部22からの要求・報告動作を、該当機能部の事象が発生したときのみバースト的に発生させることにより、通常運用が継続している間は、運用系への割り込みを低減させることも可能となり、運用系の制御管理部21における処理負荷をさらに低減させることが可能となる。
Further, by generating a request / report operation from the standby
以上説明した実施の形態によれば、無線基地局装置10内の運用系の制御管理部21のソフトウェアの処理負荷が高くなった状態においても、制御管理部21にて実行する定常的処理を制御管理部22に分散して実施することにより、制御管理部21の定常負荷が軽減される。この結果、制御管理部21での処理が軽減され、処理遅延の発生を防ぐことが可能となる。これにより、処理抜けの可能性がなくなり、無線基地局を安定に動作させることが可能となる。
According to the embodiment described above, even in a state where the software processing load of the active
本発明は、無線基地局装置における制御管理負荷の分散に特に適するものであるが、各種機能を実行する複数の機能部の動作を一方が運用系、他方が待機系となって制御および運用管理する2つの機能部(制御管理部)を備えた一般的な制御管理装置でも利用することもできる。 The present invention is particularly suitable for the distribution of the control management load in the radio base station apparatus, but the control and operation management of the operation of a plurality of functional units that execute various functions is performed in one operation system and the other in the standby system. It is also possible to use a general control management device provided with two function units (control management unit).
また、各種機能を実行する複数の機能部の動作を一方が運用系、他方が待機系となって制御および運用管理する2つのコンピュータにそれぞれインストールされ、この2つのコンピュータに、運用系として動作中に処理負荷が所定の値を超える場合、あるいは超える可能性がある場合には、一部の処理を待機系に振り分ける処理と、待機系として待機中に運用系から処理を振り分けられた場合には、その処理を引き継いで実行する処理と、を実行させるコンピュータ・プログラムとして実施することもできる。このようなコンピュータ・プログラムは、コンピュータ・プログラムを非一時的に格納するコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して、あるいは通信回線を介して、制御管理部21,22のようなハードウェアユニット内のコンピュータにインストールすることができる。
In addition, the operations of a plurality of functional units that execute various functions are installed on two computers that are controlled and operated and managed as an active system, one operating system and the other a standby system. If the processing load exceeds or may exceed the specified value, the process that distributes part of the process to the standby system and the process that is allocated from the active system during standby as the standby system Also, the present invention can be implemented as a computer program that executes a process that takes over and executes the process. Such a computer program is stored in a computer-readable recording medium that stores the computer program in a non-temporary manner, or via a communication line, in a hardware unit such as the
10 無線基地局装置
11〜15 機能部
21,22 制御管理部
23 共有メモリ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Radio base station apparatus 11-15
Claims (9)
前記2つの制御管理部はそれぞれ、運用系として動作中に処理負荷が所定の値を超える場合、あるいは超える可能性がある場合には、一部の処理を待機系の制御管理部に振り分ける
ことを特徴とする無線基地局装置。 A plurality of functional units that execute various functions in mobile communication; and two control management units that perform operation control and operation management of the plurality of functional units, one of which is an active system and the other is a standby system,
Each of the two control management units allocates a part of the processing to the standby control management unit when the processing load exceeds or may exceed the predetermined value during operation as the active system. A wireless base station device characterized.
前記2つの制御管理部はそれぞれ、運用系として動作中に処理負荷が所定の値を超える場合、あるいは超える可能性がある場合には、一部の処理を待機系の制御管理部に振り分ける
ことを特徴とする制御管理装置。 A plurality of functional units that execute various functions, and two control management units that perform operation control and operation management of the plurality of functional units, one of which is an active system and the other is a standby system,
Each of the two control management units allocates a part of the processing to the standby control management unit when the processing load exceeds or may exceed the predetermined value during operation as the active system. Control management device characterized.
前記2つの制御管理部の一方が運用系として動作中に処理負荷が所定の値を超える場合、あるいは超える可能性がある場合には、一部の処理を、待機系となっている前記2つの制御管理部の他方に振り分ける
ことを特徴とする負荷分散方法。 A method of distributing the load to two control management units that controls and manages the operation of a plurality of functional units that execute various functions, one of which is an active system and the other is a standby system,
If one of the two control management units is operating as an active system and the processing load exceeds or exceeds the predetermined value, a part of the processing is performed as a standby system. A load distribution method characterized by allocating to the other control management unit.
前記2つのコンピュータに、
運用系として動作中に処理負荷が所定の値を超える場合、あるいは超える可能性がある場合には、一部の処理を待機系に振り分ける処理と、
待機系として待機中に運用系から処理を振り分けられた場合には、その処理を引き継いで実行する処理と、
を実行させる
ことを特徴とするコンピュータ・プログラム。 The operation of a plurality of functional units that execute various functions is installed on two computers that are controlled and operated and managed by one operating system and the other standby system,
In the two computers,
When the processing load exceeds or exceeds the specified value during operation as the active system, a process for distributing a part of the processing to the standby system,
When processing is distributed from the active system during standby as a standby system, processing to take over that processing and execute,
A computer program characterized by causing
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