JP2017501604A

JP2017501604A - 動的に伸縮可能な無線ベースバンド処理方法及び装置

Info

Publication number: JP2017501604A
Application number: JP2016523967A
Authority: JP
Inventors: チャン，リンシェン
Original assignee: ゼットティーイーマイクロエレクトロニクステクノロジーカンパニーリミテッド
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2014-05-13
Publication date: 2017-01-12
Anticipated expiration: 2034-05-13
Also published as: US20160359748A1; US10348629B2; CN104581823B; EP3059880A1; WO2014187253A1; CN104581823A; KR20160073400A; KR101879111B1; EP3059880B1; EP3059880A4; JP6285023B2

Abstract

本発明は情報技術分野に関するもので、動的に伸縮可能な無線ベースバンド処理方法及び装置を提供し、その方法は、予め複数組の異なる処理能力を有し且つ比較的に独立した無線ベースバンド処理群を構築すること（Ｓ２０１）と、前記複数組の無線ベースバンド処理群の処理負荷をモニタリングすることで、各組の無線ベースバンド処理群の現在の負荷動作状態を取得すること（Ｓ２０２）と、ベースバンド処理ジョブ需要と前記各組の無線ベースバンド処理群の現在の負荷動作状態に基づいて、現在の負荷動作状態がベースバンド処理ジョブの実行に適合する一定の数量の無線ベースバンド処理群を動作状態にするようにスケジューリングし、無線ベースバンド処理ジョブを実行させること（Ｓ２０３）と、を含む。本発明は無線ベースバンド処理フレームワークのために持続的発展が可能な新思想を提示し、需要に応じて処理能力を有する無線ベースバンド処理群を分配し、システムの消費電力を低減し、環境保護に有利である。

Description

本発明は、情報技術分野に関し、特に、動的に伸縮可能な無線ベースバンド処理方法及び装置に関する。

１Ｇ／２Ｇ／３Ｇ／４Ｇの無線通信はいずれも、セルラ式基地局により一定のエリア範囲内の移動端末ユーザをカバーする共通するメカニズムを用いている。一つのエリアがホットエリア（例えば、体育館、会議センター等）である場合、又は移動端末が集中する（個人が持つネットワーク接続機器が多くなる）時、基地局の処理能力又はバンド幅が不足であると、コールドロップが発生したり、ネットワークがビジーであったり、ひいてはアクセスできないなどの問題が発生する。即ち、基地局の処理能力はカバーされたエリアの最大動作負荷のシーンを満たさなければならない。しかし、ホットエリアは時間やヒトの活動の変化につれて変化する。

３Ｇ／４Ｇ無線通信業務の爆発的増加に伴って、基地局の処理能力に対するユーザと通信事業者の需要が高速に上昇し、現在、通常に用いられる解決案は、基地局の処理能力が不足である地方について、無線ベースバンド処理プレートを増やしたり、又はもっと強い処理能力を具備するベースバンドチップにアップデートしたりすることであるが、いずれの解決案であっても、機器のコストや後のメンテナンス、電気消費が高い。

多数のベースバンドチップは最大動作負荷のシーンを満たすために、内部システム動作クロック、バスバンド幅、リソース電気消費は全て過度に設計されていて、且つよくビーク（又は、僅かな種類のｐｈａｓｅ）で動作し、即ち、ますます多いスーパー中央処理ユニット（Ｃｅｎｔｒａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｕｎｉｔ、ＣＰＵと略称）、ますます多いスーパーデジタル信号処理(ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ、ＤＳＰと略称)、ますます多いスーパー加速器、ますます多いスーパーメモリ、超大バンド幅のインターネットが設計されている。図１に概ね簡略化した無線ベースバンドチップのフレームワークの発展履歴を示す。

本発明の実施例は、既存技術においてスーパー処理ユニット／スーパーメモリ／超大バンド幅のフレームワークの発展が持続性に欠けている問題と、常用の動作シーンと極限の動作シーンによる無線ベースバンド処理能力に対する需要の差がますます大きくなっていて、ベースバンド処理が極限の動作シーンを満たすために能力を過度に浪費している状態である問題とを解決できる動的に伸縮可能な無線ベースバンド処理方法及び装置を提供することをその目的とする。

本発明の一実施例によれば、予め複数組の異なる処理能力を有し且つ比較的に独立した無線ベースバンド処理群を構築することと、前記複数組の無線ベースバンド処理群の処理負荷をモニタリングすることで、各組の無線ベースバンド処理群の現在の負荷動作状態を取得することと、ベースバンド処理ジョブ需要と前記各組の無線ベースバンド処理群の現在の負荷動作状態に基づいて、現在の負荷動作状態がベースバンド処理ジョブの実行に適合する一定の数量の無線ベースバンド処理群を動作状態にするようにスケジューリングし、無線ベースバンド処理ジョブを実行させることと、を含む動的に伸縮可能な無線ベースバンド処理方法を提供する。

無線ベースバンド処理ジョブを実行しない他の無線ベースバンド処理群をスケジューリングして動作状態から退出させることを更に含むことが好ましい。

無線ベースバンド処理群が、無線ベースバンド処理群の組タイプに属する無線ベースバンド処理群及び各組タイプから選択した所定の数量の無線ベースバンド処理群を含むことが好ましい。

前記現在の負荷動作状態がベースバンド処理ジョブの実行に適合する一定の数量の無線ベースバンド処理群をスケジューリングして動作状態にすることが、ベースバンド処理ジョブ需要に応じて、無線ベースバンド処理群の組タイプ及びその数量を確定することと、各無線ベースバンド処理群の現在の負荷動作状態に基づいて、確定された無線ベースバンド処理群のタイプに属する全ての無線ベースバンド処理群から、動作状態がベースバンド処理ジョブの実行に適合する無線ベースバンド処理群を選択することと、選択した無線ベースバンド処理群をスケジューリングして動作状態にすることと、を含むことが好ましい。

異なる応用分析／モデル確立によるシミュレーションによって、前記無線ベースバンド処理群の組タイプ及び各組タイプ中の無線ベースバンド処理群の数量を確定することが好ましい。

本発明の他の一実施例によれば、予め複数組の異なる処理能力を有し且つ比較的独立した無線ベースバンド処理群を構築するように構成される無線ベースバンド処理群構築手段と、前記複数組の無線ベースバンド処理群の処理負荷をモニタリングすることで、各組の無線ベースバンド処理群の現在の負荷動作状態を取得するように構成される現在負荷動作状態取得手段と、ベースバンド処理ジョブ需要と前記各組の無線ベースバンド処理群の現在の負荷動作状態に基づいて、現在の負荷動作状態がベースバンド処理ジョブの実行に適合する一定の数量の無線ベースバンド処理群を動作状態にするようにスケジューリングして、無線ベースバンド処理ジョブを実行させるように構成される無線ベースバンド処理群スケジューリング動作手段と、を含む動的に伸縮可能な無線ベースバンド処理装置を提供する。

無線ベースバンド処理ジョブを実行しない他の無線ベースバンド処理群をスケジューリングして、動作状態から退出させるように構成される無線ベースバンド処理群スケジューリング動作退出手段を更に含むことが好ましい。

前記無線ベースバンド処理群構築手段中の無線ベースバンド処理群が、無線ベースバンド処理群の組タイプ及び各組タイプ中の無線ベースバンド処理群の数量を含むことが好ましい。

前記無線ベースバンド処理群スケジューリング手段が、ベースバンド処理ジョブ需要に応じて、無線ベースバンド処理群の組タイプ及びその数量を確定するように構成される確定ユニットと、各無線ベースバンド処理群の現在の負荷動作状態に基づいて、確定された無線ベースバンド処理群のタイプに属する全ての無線ベースバンド処理群から、動作状態がベースバンド処理ジョブの実行に適合する無線ベースバンド処理群を選択するように構成される選択ユニットと、選択した無線ベースバンド処理群をスケジューリングして動作状態にするように構成されるスケジューリングユニットと、を含むことが好ましい。

前記無線ベースバンド処理群構築手段が、異なる応用分析／モデル確立によるシミュレーションによって、前記無線ベースバンド処理群の組タイプ及び各組タイプ中の無線ベースバンド処理群の数量を確定することが好ましい。

既存技術に比べ、本発明によれば、以下のような有益な効果を実現できる：
本発明の実施例は、無線ベースバンド処理フレームワークに持続的発展が可能な新思想を提示し、需要に応じて処理能力を有する無線ベースバンド処理群を分配し、システムの消費電力を低減し、環境保護に有利である。

既存技術で提供した無線ベースバンドチップのフレームワークの概ねに簡略化した発展履歴を示す図である。本発明で提供する動的に伸縮可能な無線ベースバンド処理方法を示すフローチャートである。本発明で提供する動的に伸縮可能な無線ベースバンド処理装置を示す図である。本発明の実施例で提供する動的に伸縮可能な無線ベースバンド処理フレームワークを示す図である。本発明の実施例で提供する負荷モニタリングとジョブスケジューリング手段の動作原理を示す図である。本発明の実施例で提供する某住宅団地のユーザ数量の分析曲線図である。

以下、図面を結合して本発明の好適な実施例を詳しく説明するが、以下で説明する好適な実施例は本発明を説明し解釈するもので、本発明を限定するものではないことは言うまでもない。

図２は本発明で提供する動的に伸縮可能な無線ベースバンド処理方法を示すフローチャートで、図２に示すように、以下のステップＳ２０１乃至Ｓ２０３を含む。

ステップＳ２０１において、予め複数組の異なる処理能力を有し且つ比較的独立した無線ベースバンド処理群を構築する。

ステップＳ２０２において、前記複数組の無線ベースバンド処理群の処理負荷をモニタリングすることで、各組の無線ベースバンド処理群の現在の負荷動作状態を取得する。

ステップＳ２０３において、ベースバンド処理ジョブ需要と前記各組の無線ベースバンド処理群の現在の負荷動作状態に基づいて、現在の負荷動作状態がベースバンド処理ジョブの実行に適合する一定の数量の無線ベースバンド処理群を動作状態にするようにスケジューリングして、無線ベースバンド処理ジョブを実行させる。

本発明は、無線ベースバンド処理ジョブを実行しない他の無線ベースバンド処理群をスケジューリングして動作状態から退出させることを更に含む。

ここで、前記無線ベースバンド処理群は、無線ベースバンド処理群の組タイプ及び各組タイプ中の無線ベースバンド処理群の数量を含む。

具体的に、前記現在の負荷動作状態がベースバンド処理ジョブの実行に適合する一定の数量の無線ベースバンド処理群をスケジューリングして動作状態にすることは、ベースバンド処理ジョブ需要に基づいて、無線ベースバンド処理群の組タイプ及びその数量を確定することと、各無線ベースバンド処理群の現在の負荷動作状態に基づいて、確定された無線ベースバンド処理群のタイプに属する全ての無線ベースバンド処理群から、動作状態がベースバンド処理ジョブの実行に適合する無線ベースバンド処理群を選択することと、選択した無線ベースバンド処理群をスケジューリングして動作状態にすることと、を含む。

本発明の前記無線ベースバンド処理群構築手段３０１は、異なる応用分析／モデル確立によるシミュレーションによって、前記無線ベースバンド処理群の組タイプ及び各組タイプ中の無線ベースバンド処理群の数量を確定する。

図３は、本発明で提供する動的に伸縮可能な無線ベースバンド処理装置を示す図で、図３に示すように、予め複数組の異なる処理能力を有し且つ比較的に独立した無線ベースバンド処理群を構築するように構成される無線ベースバンド処理群構築手段３０１と、前記複数組の無線ベースバンド処理群の処理負荷をモニタリングすることで、各組の無線ベースバンド処理群の現在の負荷動作状態を取得するように構成される現在負荷動作状態取得手段３０２と、ベースバンド処理ジョブ需要と前記各組の無線ベースバンド処理群の現在の負荷動作状態に基づいて、現在の負荷動作状態がベースバンド処理ジョブの実行に適合する無線ベースバンド処理群を動作状態にするようにスケジューリングして、無線ベースバンド処理ジョブを実行させるように構成される無線ベースバンド処理群スケジューリング動作手段３０３と、を含む。

本発明は、無線ベースバンド処理ジョブを実行しない他の無線ベースバンド処理群をスケジューリングして動作状態から退出させるように構成される無線ベースバンド処理群スケジューリング動作退出手段を更に含む。

ここで、前記無線ベースバンド処理群構築手段３０１中の無線ベースバンド処理群は、無線ベースバンド処理群の組タイプ及び各組タイプ中の無線ベースバンド処理群の数量を含む。

更に、前記無線ベースバンド処理群スケジューリング手段３０３は、ベースバンド処理ジョブ需要に応じて、無線ベースバンド処理群の組タイプ及びその数量を確定するように構成される確定ユニットと、各無線ベースバンド処理群の現在の負荷動作状態に基づいて、確定された無線ベースバンド処理群のタイプに属する全ての無線ベースバンド処理群から、動作状態がベースバンド処理ジョブの実行に適合する無線ベースバンド処理群を選択するように構成される選択ユニットと、選択した無線ベースバンド処理群をスケジューリングして動作状態にするように構成されるスケジューリングユニットと、を含む。

異なる応用分析／モデル確立によるシミュレーションによって、前記無線ベースバンド処理群の組タイプ及び各組タイプ中の無線ベースバンド処理群の数量を確定する。

図４は、本発明の実施例で提供する動的に伸縮可能な無線ベースバンド処理フレームワークを示す図で、図４に示すように、「ますます多いスーパーＣＰＵ、ますます多いスーパーＤＳＰ、ますます多いスーパー加速器、ますます多いスーパーメモリ、超大バンド幅のインターネット」から、処理能力に基づいて「大、中、小」又は「強い、中間、弱い」のような段階に分けて全体の無線ベースバンド処理チップフレームワークを構成し、共同で処理群リソースプールを構成する。各組の無線ベースバンド処理群は無線ベースバンド処理群の組タイプ及び各組タイプ中の無線ベースバンド処理群の数量を含み、各組の処理群の数量は異なる応用を分析し／モデルを確立してシミュレーションすることによって確定され、また、各処理群はいずれも独立的且つ完全にアップリンクやダウンリンク処理等を含むユーザの無線ベースバンド処理を完成することができる（独立した小さいチップに類似する）。なお、処理群は「強い」、「中間」、「弱い」の３組に限定されず、異なる応用分析／モデル確立によるシミュレーションによって、幾つの異なる処理能力組（１組のみ又はN組であることができる）が必要であるかを確定することができる。

負荷モニタリングとジョブスケジューリング手段は、ベースバンド処理能力に対する応用シーンのリアルタイムの需要に応じて、動的に各処理群の動作又は電源オフ／休眠状態をスケジューリングし調節することで、需要に整合する処理能力の組み合せを実現する（必要に応じて分配する）。動作する需要のない処理リソースについて電源オフ又は休眠状態にすることができる。

図５は、本発明の実施例で提供する負荷モニタリングとジョブスケジューリング手段の動作原理を示す図で、図５に示すように、処理群負荷（動作状態中の処理群）モニタリング手段と、ベースバンド処理ジョブスケジューリング手段と、処理群リソースプール手段と、を含む。処理群負荷（動作状態中の処理群）モニタリング手段は、現在の処理群の動作状態に基づいて、ベースバンド処理ジョブスケジューリング手段に方策指導を提供するように構成される。ベースバンド処理ジョブスケジューリング手段は、入力されたベースバンド処理ジョブ需要と処理群の負荷動作状態に基づいて、組み合せを全般的に最適化し、処理群リソースプール手段中の各処理群をスケジューリングして動作状態／動作状態から退出／休眠又は電源オフすることで、現在のベースバンド処理ジョブ需要に整合する処理能力を実現するように構成される。

ここで、ベースバンド処理ジョブスケジューリング手段によるスケジューリング時間粒度は、応用シーンの変化に伴って変化することができ、例えば、総ユーザ数量／動作量の変化が早い（又は遅い）と、スケジューリング時間粒度を小さくし（又は大きくし）、事前にモデルを確立してシミュレーションすることによって確定することができ、又は応用シーンの変化に応じて、自己勉強／教育によって、動的に調整することもできる。

無線ベースバンド処理群は「強い」、「中間」、「弱い」の３組に限定されず、異なる応用分析／モデル確立によるシミュレーションによって、幾つの異なる処理能力組が必要であるかを確定することができる。ベースバンド処理ジョブをスケジューリングするスケジューリング時間粒度は応用シーンの変化に応じて変化することができる。以下、例をあげて、如何に処理群の組数量と各組の処理群の数量、ベースバンド処理ジョブをスケジューリングするスケジューリング時間粒度が応用シーンの変化に応じて変化することを確定するか等を説明する。以下、基地局が一つの住宅団地をカバーすることを例として、本発明の内容を具体的に説明する。

図６に示すように、住宅団地のユーザ数量に基づいて分析する。五つの動作シーンに分けることができる：
シーン１：ユーザ数量が高速に増加するが、ユーザ数量の合計は多くない；
シーン２：ユーザ数量の変化が小さく、ユーザ数量が約百数個レベルである；
シーン３：ユーザ数量の変化が小さく、ユーザ数量が約数十個レベルである；
シーン４：ユーザ数量が高速に増加し、ユーザ数量が約数千個レベルに達した；
シーン５：ユーザ数量が高速に低減し、ユーザ数量が多いから少ないに低減した。

以上の応用分析に基づいて、無線ベースバンド処理群を、数百個レベルの処理群組（組１）と数十個レベルの処理群組（組２）と区分けし、数百個レベルの処理群組（組１）には５０個の処理群があって、それぞれの処理群は約２００個のユーザの業務を処理することができ、数十個レベルの処理群組（組２）には１０個の処理群があって、それぞれの処理群は約１０個のユーザの業務を処理することができる。

五つの動作シーンにおいて、それぞれ以下のようにスケジューリングする：
シーン１：ベースバンド処理ジョブをスケジューリングするスケジューリング粒度がとても小さく、例えば約１分に１回スケジューリングし、当該時間区間において、組２から幾つかの処理群（それぞれ約１０個のユーザの業務を処理することができる）を選択して動作させればよく、他の処理群と組１は全てオフする。

シーン２：ベースバンド処理ジョブをスケジューリングするスケジューリング粒度が大きく、例えば約１０分ごとに１回スケジューリングし、当該時間区間において、組２から幾つかの処理群（それぞれ約１０個のユーザの業務を処理することができる）を選択して、又は組１から一つの処理群を選択して動作させればよく、他の処理群はオフする。

シーン３：ベースバンド処理ジョブをスケジューリングするスケジューリング粒度がかなり大きく、例えば約３０分ごとに１回スケジューリングし、当該時間区間において、組２から幾つかの処理群（それぞれ約１０個のユーザの業務を処理することができる）を選択して動作させればよく、他の処理群と組１は全てオフする。

シーン４：ベースバンド処理ジョブをスケジューリングするスケジューリング粒度がとても小さく、例えば約３０秒ごとに１回スケジューリングし、当該時間区間において、組１から複数の処理群（それぞれ約２００個のユーザの業務を処理することができる）を選択し、又は組１と組２から処理群を選択して最適な組み合せを構成して動作させ、他の処理群はオフする。

シーン５：ベースバンド処理ジョブをスケジューリングするスケジューリング粒度がとても小さく、例えば約１０秒ごとに１回スケジューリングし、当該時間区間において、組１から幾つかの処理群（それぞれ約２００個のユーザの業務を処理することができる）を選択し、又は組１と組２から処理群を選択して最適な組み合せを構成して動作させ、他の処理群はオフする。

予め設定された形態以外、ユーザによるアクセス要求状態に基づいて、動作シーンを動的に切り替えることもできる。

上述のように、本発明の実施例によれば、以下の技術的効果を実現できる：
本発明の実施例は、新しい持続的発展が可能な無線ベースバンド処理フレームワークを提示し、需要に応じて処理能力を有する無線ベースバンド処理群を分配し、システムの消費電力を低減し、環境保護に有利である。

以上、本発明を詳しく説明したが、本発明はこれらに限定されず、当業者であれば本発明の原理に基づいて様々な修正を行うことができる。よって、本発明の原理に応じて行った全ての修正は本発明の保護範囲内に含まれる。

Claims

予め複数組の異なる処理能力を有し且つ比較的に独立した無線ベースバンド処理群を構築することと、
前記複数組の無線ベースバンド処理群の処理負荷をモニタリングすることで、各組の無線ベースバンド処理群の現在の負荷動作状態を取得することと、
ベースバンド処理ジョブ需要と前記各組の無線ベースバンド処理群の現在の負荷動作状態に基づいて、現在の負荷動作状態がベースバンド処理ジョブの実行に適合する一定の数量の無線ベースバンド処理群を動作状態にするようにスケジューリングし、無線ベースバンド処理ジョブを実行させることと、を含む動的に伸縮可能な無線ベースバンド処理方法。
無線ベースバンド処理ジョブを実行しない他の無線ベースバンド処理群をスケジューリングして動作状態から退出させることを更に含む請求項１に記載の処理方法。
前記無線ベースバンド処理群が、無線ベースバンド処理群の組タイプに属する無線ベースバンド処理群及び各組タイプから選択した所定の数量の無線ベースバンド処理群を含む請求項１又は２に記載の処理方法。
前記現在の負荷動作状態がベースバンド処理ジョブの実行に適合する一定の数量の無線ベースバンド処理群をスケジューリングして動作状態にすることが、
ベースバンド処理ジョブ需要に応じて、無線ベースバンド処理群の組タイプ及びその数量を確定することと、
各無線ベースバンド処理群の現在の負荷動作状態に基づいて、確定された無線ベースバンド処理群のタイプに属する全ての無線ベースバンド処理群から、動作状態がベースバンド処理ジョブの実行に適合する無線ベースバンド処理群を選択することと、
選択した無線ベースバンド処理群をスケジューリングして動作状態にすることと、を含む請求項３に記載の処理方法。
異なる応用分析／モデル確立によるシミュレーションによって、前記無線ベースバンド処理群の組タイプ及び各組タイプ中の無線ベースバンド処理群の数量を確定する請求項１乃至４の中のいずれかに記載の処理方法。
予め複数組の異なる処理能力を有し且つ比較的に独立した無線ベースバンド処理群を構築するように構成される無線ベースバンド処理群構築手段と、
前記複数組の無線ベースバンド処理群の処理負荷をモニタリングすることで、各組の無線ベースバンド処理群の現在の負荷動作状態を取得するように構成される現在負荷動作状態取得手段と、
ベースバンド処理ジョブ需要と前記各組の無線ベースバンド処理群の現在の負荷動作状態に基づいて、現在の負荷動作状態がベースバンド処理ジョブの実行に適合する一定の数量の無線ベースバンド処理群を動作状態にするようにスケジューリングして、無線ベースバンド処理ジョブを実行させるように構成される無線ベースバンド処理群スケジューリング動作手段と、を含む動的に伸縮可能な無線ベースバンド処理装置。
無線ベースバンド処理ジョブを実行しない他の無線ベースバンド処理群をスケジューリングして、動作状態から退出させるように構成される無線ベースバンド処理群スケジューリング動作退出手段を更に含む請求項６に記載の処理装置。
前記無線ベースバンド処理群構築手段が更に、前記無線ベースバンド処理群が無線ベースバンド処理群の組タイプに属する無線ベースバンド処理群及び各組タイプから選択した所定の数量の無線ベースバンド処理群を含む時、無線ベースバンド処理群を構築するように構成される請求項６又は７に記載の処理装置。
前記無線ベースバンド処理群スケジューリング動作手段が、
ベースバンド処理ジョブ需要に応じて、無線ベースバンド処理群の組タイプ及びその数量を確定するように構成される確定ユニットと、
各無線ベースバンド処理群の現在の負荷動作状態に基づいて、確定された無線ベースバンド処理群のタイプに属する全ての無線ベースバンド処理群から、動作状態がベースバンド処理ジョブの実行に適合する無線ベースバンド処理群を選択するように構成される選択ユニットと、
選択した無線ベースバンド処理群をスケジューリングして動作状態にするように構成されるスケジューリングユニットと、を含む請求項８に記載の処理装置。
前記無線ベースバンド処理群構築手段が、異なる応用分析／モデル確立によるシミュレーションによって、前記無線ベースバンド処理群の組タイプ及び各組タイプ中の無線ベースバンド処理群の数量を確定する請求項６乃至９の中のいずれかに記載の処理装置。