JP3780777B2 - ベースバンドｌｓｉを含む無線通信装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムにおけるベースバンド部を含む無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動通信の普及・発展は目覚ましく、誰もがごく日常的に携帯電話などの移動通信を使用する時代となってきた。移動通信は、移動局と基地局の間を電波で接続する通信形態であり、基本的なシステム構成は、基地局、移動局、無線制御・交換局などから成る。
【０００３】
図５に、従来の無線通信システムにおける基地局の構成図を示す。基地局は、変復調機能部である制御部・ベースバンド信号処理部・無線部・有線伝送路インタフェース部と、送受信増幅部からなる。ここで、制御部は、無線制御・交換装置との制御信号の送受信、無線回線管理、無線回線の設定解放などを行なう。ベースバンド信号処理部は、送信データの誤り訂正符号化、データ変調、拡散変調、誤り訂正復号などのベースバンド信号処理を行なう。無線部は、ベースバンド拡散された送信信号をＤ／Ａ変換し、直交変調によりＲＦ信号に変換し、受信増幅部からの受信信号を準同期検波しＡ／Ｄ変換してベースバンド部に伝送する。有線伝送路インタフェース部は、無線制御・交換装置とのインタフェース機能を有する。送受信増幅部は、ＲＦ送信信号とＲＦ受信信号を分離多重し、アンテナに接続する。
【０００４】
この無線通信システムについては、ＮＴＴＤｏＣｏＭｏテクニカルジャーナルＶｏｌ．６，Ｎｏ．３（１９９８年１０月）第１７頁から第２３頁において論じられている。なお、ここでは、通信方式として、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）方式を用いている。
【０００５】
ところで、発呼、着呼、位置登録、通話などの一連の呼制御を行なう場合、基地局・移動局間では、例えばとまり木チャネルであるＢＣＣＨ（Broadcast Channel）、共通制御用物理チャネルであるＰＣＨ（Paging Channel）、ＦＡＣＨ（Forward Access Channel）、ＲＡＣＨ（Random Access Channel）、個別物理チャネルであるＳＤＣＣＨ（Stand-alone Dedicated Control Channel）、ＡＣＣＨ（Associated Control Channel）、ＤＴＣＨ（Dedicated Traffic Channel）などを用いて通信を行なう。 以下に、基地局における着信時の処理手順の例を示す。まず、移動局からＲＡＣＨを受信すると、基地局はＦＡＣＨを使って移動局に対して制御データを送信する。その後、基地局・移動局間にてＳＤＣＣＨを確立し、このＳＤＣＣＨにより制御データを設定する。ここで、ＳＤＣＣＨ同期確立が成立すると、初めてＤＴＣＨ／ＡＣＣＨを使ってユーザ情報である通信データの送受信が行われるようになる。
【０００６】
このように、通信データの送受信を行なう通話チャネルＤＴＣＨの他に、ＦＡＣＨなどの制御チャネルを使って、制御データの送受信を行なうことにより、一連の呼制御が可能になる。なお、前述のチャネルのうち、ＳＤＣＣＨ、ＡＣＣＨ、ＤＴＣＨは制御部を介さず、有線伝送路インタフェース部を通って無線制御・交換局と制御データのやりとりが行われるが、ＢＣＣＨ、ＦＡＣＨ、ＰＣＨ、ＲＡＣＨは制御部−ベースバンド信号処理部間にて制御データの送受信が行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
無線通信システムにおける発呼、着呼、位置登録などの処理は、ある決められた時間内に完了することが必要である。そのため、従来の無線通信装置では、ベースバンド信号処理部においては制限時間内に処理が完了するような方式およびハード構成をとることにより、また、無線回線管理を行なう制御部ソフトウェアにおいてはリアルタイム性を実現するための厳しい時間管理を行なうことにより、必要な処理能力を達成してきた。
【０００８】
近年、モバイルマルチメディア通信サービスの台頭により、音声データの他に非音声データも取り扱われるようになり、そのデータ量は増大してきている。さらに加入者数の増大も合わせて、今後、移動体通信におけるトラフィック量は大幅な増大が予想される。そのため、無線通信装置においては発呼、着呼、位置登録などの処理をある決められた時間内に完了しつつ、かつ増大したトラフィック量を無理なく収容できることが課題となっている。
【０００９】
ところで、近年、移動通信装置におけるベースバンド信号処理部をＬＳＩ化したシステムＬＳＩの検討がなされている。このＬＳＩ化により、移動通信装置の小型化、低消費電力化が期待できる。このシステムＬＳＩについては、電子技術（１９９９年１月）第４７頁から第５０頁において論じられている。ここで、１つのシステムＬＳＩにおいてｎチャネル収容できる場合には、基地局において本システムＬＳＩをｍ個並列に配置すれば、全体として（ｎ×ｍ）のチャネルが収容できることになり、将来のトラフィック量の増大に対応することが可能となると考えられる。
【００１０】
上記システムＬＳＩを複数個用いた無線通信装置において、発呼、着呼、位置登録などの処理を行なう場合を考える。例えば、システムＬＳＩ（ＳＬ１）のチャネル（ＣＨ１）に制御チャネルＦＡＣＨの処理を割り当てた場合、制御部からＳＬ１に送出されるデータには制御データが含まれるため、通話チャネルＤＴＣＨを割り当てた場合に比べ、制御部とシステムＬＳＩの間のトラフィック量は多くなる。
【００１１】
そのため、あるシステムＬＳＩにＦＡＣＨなどの制御データの送受信を伴うチャネルが集中して割り当てられたとすると、制御部とシステムＬＳＩ間で送受信されるデータのトラフィック量が膨大となり、そのシステムＬＳＩで分担している処理がある決められた時間内に処理しきれなくなるため、正しい呼制御を行なうことができなくなる。あるいは、その１つのシステムＬＳＩのみに処理が集中し、複数個のシステムＬＳＩを並列に使った効果をほとんど得ることができなくなる。
【００１２】
一方、制御部間とのトラフィックが、ある特定のシステムＬＳＩに集中しないように、各システムＬＳＩへのチャネルの割り当てを効率的に行なえば、無線通信装置における呼の収容数は増えることが予想される。
【００１３】
また、ｎチャネル収容できるシステムＬＳＩにおいて、既にｎ個のチャネルが接続されている場合には、さらにチャネルを割り当てようとしても、空きチャネルが存在しないため、接続に失敗し、呼損となる。
【００１４】
本発明の目的は、あるベースバンドシステムＬＳＩに対する局所的なトラフィックの集中を避け、良好な呼制御を行なうことができる無線通信装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の無線通信装置では、制御部もしくは複数のベースバンドシステムＬＳＩを統括する部分において、各システムＬＳＩにて処理しているチャネル種別情報を有するチャネル管理テーブル部と、複数搭載されたＬＳＩのうち、どのＬＳＩで処理を行なうかを決定するチャネル割当て部を有する。チャネル割り当て部は、新たなチャネル接続要求が発生した場合に、チャネル管理テーブルよりチャネル種別情報を参照し、処理を行なうべきシステムＬＳＩを複数搭載されたシステムＬＳＩの中から判定する。その際に、各システムＬＳＩにおける制御信号データ量、測定データ処理量、チャネル空きを考慮して、新規チャネルを割り当てるＬＳＩを決定することを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例における無線通信装置でのチャネル割り当て管理方法を示す。基地局には、ｍ個のベースバンドシステムＬＳＩ（ＳＬ１，ＳＬ２，…，ＳＬｍ）が組み込まれており、そのすべてに対して制御部１３が接続されている。制御部１３は、チャネル管理テーブル１４を有し、現在システムＬＳＩにて処理されているチャネルについて、そのチャネル番号（ch no.）、チャネル種別およびどのシステムＬＳＩにて処理されているかを示すシステムＬＳＩ番号（LSI no.）などが記憶されている。
【００１７】
チャネル割り当て部１５では、制御部１３における通信開始要求の発生に基づき、チャネル管理テーブル１４から現在使用されているシステムＬＳＩ番号を認識し、新たに接続するチャネルの処理を行なうべきシステムＬＳＩ番号を決定する。
【００１８】
本実施例の特徴は、通信開始要求の発生に基づき、チャネル割り当て部１５でシステムＬＳＩ番号の決定を行なう際に、チャネル管理テーブル１４を参照し、制御データの処理を伴なうチャネル処理がある特定のシステムＬＳＩに集中しないように、新たなチャネルの処理を行なうべきシステムＬＳＩを決定することにある。これにより、あるシステムＬＳＩに対してトラフィックが集中してベースバンド信号処理もしくは制御処理を妨げるということがなくなるので、それぞれのシステムＬＳＩに処理が分散され、円滑な呼制御を行なうことができ、収容可能な呼数が増大する。
【００１９】
新たに接続するチャネルの処理を行なうシステムＬＳＩの決定には、例えばチャネル管理テーブル１４から得られた、現在処理されているチャネルのチャネル種別とシステムＬＳＩ番号より、各搭載ＬＳＩそれぞれにおける処理分担量を見積もり、処理分担量がシステムＬＳＩで許容できる範囲内のものから適宜決定する。あるいは、この処理分担量が最も少ないシステムＬＳＩを新規チャネルの処理担当として決定する。
【００２０】
ここで、処理分担量の見積もりの際には、あらかじめＢＣＣＨ、ＦＡＣＨ、ＰＣＨ、ＲＡＣＨなどのチャネル種別ごとに想定される制御信号のデータ量を考慮する。制御部−ベースバンド信号処理部間にて制御データの送受信が行われるＢＣＣＨ、ＦＡＣＨ、ＰＣＨ、ＲＡＣＨでは、制御データの送受信が行われないＳＤＣＣＨ、ＡＣＣＨ、ＤＴＣＨに比べて大きなデータ量が考慮される。
【００２１】
あるいは、チャネル管理テーブル１４から得られた、現在処理されているチャネルのチャネル種別とシステムＬＳＩ番号、さらに、該当チャネルにおいて測定データ情報を得るかどうかにより、各搭載ＬＳＩそれぞれにおける処理分担量を見積もり、処理分担量がシステムＬＳＩで許容できる範囲内のものから適宜決定する。あるいは、この処理分担量の最も少ないシステムＬＳＩを新規チャネルの処理担当として割り当てる。ここで、該当チャネルにおける測定情報を得る場合には、多くの測定データが制御部とベースバンド信号処理部間でやりとりされるため、この測定データに関してのデータ量も考慮する。
【００２２】
あるいは、チャネル管理テーブル１４から得られた、現在処理されているチャネルのチャネル種別とシステムＬＳＩ番号等の他に、送受信タイミングも考慮し、時間的に制御データの送受信が重ならないタイミングが可能なシステムＬＳＩを新規チャネルの処理担当として割り当てる。
【００２３】
あるいは、新規チャネル割り当て要求を発生した端末において、既接続済みチャネルがある場合、まず既接続済みチャネルの処理を行なっているシステムＬＳＩと同一システムＬＳＩで処理が可能かどうかを、チャネル管理テーブル１４からチェックし、同一システムＬＳＩで処理が可能ならば、そのシステムＬＳＩを新規チャネルの処理担当として割り当てる。そうでない場合は、チャネル管理テーブルより、各システムＬＳＩの処理量を見積もり、処理分担量の最も少ないＬＳＩを新規チャネルの処理担当として割り当てる。
【００２４】
なお、上記システムＬＳＩの割り当てを行なう際には、新規に割り当てを行なうチャネルのビットレートもしくはシンボルレートを考慮し、まず新規チャネルを収容できるだけのチャネル空きがあるかどうかを確認する。１つのシステムＬＳＩにおいて、例えば音声チャネル８ｋｂｐｓが１６チャネル収容できる場合、データチャネル５１２ｋｂｐｓでは２チャネルしか収容できない。これらを踏まえ、新規割り当てを行なうチャネルのビットレート／シンボルレートから、まず新規チャネルを収容できるだけのチャネル空きがあるかどうかを調べる。その後、空きのあるＬＳＩに対して、上記各割り当て方法を適用する。
【００２５】
以下、具体的な例を示して説明する。例えば、基地局には、３個のベースバンドシステムＬＳＩ（ＬＳＩ番号：ＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３）が組み込まれているとする。ここで、現在システムＬＳＩにて処理を行なっているチャネルは、チャネル番号１，５，６，８，１２，１３，２４であり、チャネル番号１，５，６，８，１２，１３，２４のチャネル種別はそれぞれＦＡＣＨ（＝３），ＡＣＣＨ（＝６），ＤＴＣＨ（＝７），ＦＡＣＨ，ＢＣＣＨ（＝１），ＦＡＣＨ，ＤＴＣＨ、チャネル番号１，５，６，８，１２，１３，２４の処理を行なっているシステムＬＳＩ番号はそれぞれＳＬ２，ＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ２，ＳＬ３，ＳＬ２，ＳＬ１であるとする。この情報は、チャネル管理テーブルによって管理されており、適宜参照することができる。
【００２６】
制御部より、新規チャネル（チャネル番号９、チャネル種別ＤＴＣＨ）の接続要求が発生すると、まず、各システムＬＳＩで処理が可能なだけの空きチャネルがあるかどうかを確認する。その後、チャネル割り当て部は、チャネル管理テーブルを検索し、処理が可能なだけの空きチャネルのあるシステムＬＳＩに対して、そのＬＳＩ内で行われる処理量を見積もる。その結果、ＳＬ３の処理量が最も小さいと見積もられると、ＳＬ３にてチャネル番号９の処理を開始する。同時に、チャネル管理テーブルにチャネル番号９のチャネル種別ＤＴＣＨ・システムＬＳＩ番号ＳＬ３の情報を追加する。
【００２７】
このように、複数搭載されたシステムＬＳＩの、特定のＬＳＩに処理が集中しないように処理分散を行なうことにより、各ＬＳＩを効率的に使うことができる。そのため、複数システムＬＳＩを搭載した装置全体として処理能力に優れた無線通信装置を実現することができる。なおかつ、複数の搭載ＬＳＩに同一仕様のものを用いても、各ＬＳＩを無駄なく使いこなすことができるので、装置全体の処理能力の向上と同時に、装置製造のコスト削減にもつながる。
【００２８】
図２は、本発明における他の実施例における無線通信装置におけるチャネル割り当て管理方法を示す図である。図１で示した実施例と同様に、基地局にはｍ個のベースバンドシステムＬＳＩ（ＬＳＩ番号：ＳＬ１，ＳＬ２，…，ＳＬｍ）が組み込まれている。本実施例では、複数のベースバンドシステムＬＳＩを統括する統括部２３が、各システムＬＳＩと制御部２４の間に存在し、すべてのシステムＬＳＩ（ＳＬ１，ＳＬ２，…，ＳＬｍ）と接続されている。この統括部２３が、チャネル管理テーブル２５とチャネル割り当て部２６を有する。
【００２９】
チャネル管理テーブル２５では、現在各システムＬＳＩ（ＳＬ１，ＳＬ２，…，ＳＬｍ）にて処理されているチャネルについて、そのチャネル番号、チャネル種別、およびどのシステムＬＳＩにて処理されているかを示すシステムＬＳＩ番号などが記憶されている。チャネル割り当て部２６では、制御部における通信開始要求の発生に基づき、チャネル管理テーブルから現在使用されているシステムＬＳＩ番号を認識し、新たに接続するチャネルの処理を行なうべきシステムＬＳＩ番号を決定し、各システムＬＳＩへのチャネル配置を行なう。このような場合においても、あるシステムＬＳＩに対してトラフィックが集中してベースバンド処理もしくは制御処理を妨げるということがなくなるので、それぞれのシステムＬＳＩに処理が分散され、円滑な呼制御を行なうことができ、収容可能な呼数が増大する。
【００３０】
図１および図２の実施例では、主に基地局を想定したが、移動局の場合においても同様なことが成り立つ。この場合においても、移動局の無線通信装置でそれぞれのシステムＬＳＩに処理が分散され、特定のシステムＬＳＩにトラフィックが集中してベースバンド信号処理もしくは制御処理が妨げられるということがなくなるので、円滑な呼制御を行なうことができる。そのため、収容可能なチャネル数が増大し、高速データ通信、大容量データ通信が可能となる。あるいは、各システムＬＳＩの必要とされる性能を最小限に抑えることができるので、移動局端末のコストを安く抑えることができる。
【００３１】
図３は、本発明における図１の実施例の無線通信装置を用いた通信システムの構成例を示す図である。基地局は、変復調機能部３０である制御部３１、ベースバンド信号処理部３２、無線部３３、有線伝送路インタフェース部３４と、送受信増幅部３５、およびアンテナ３６からなる。なお、実線は通信信号の流れ、破線は制御信号の流れを示す。
【００３２】
本実施例においてベースバンド信号処理部３２は複数のベースバンドシステムＬＳＩから構成され、その複数のＬＳＩ全てに対して制御部３１が接続されている。制御部３１は、チャネル管理テーブルとチャネル割り当て部を有し、制御部における通信開始要求の発生に基づき、チャネル管理テーブルから現在使用されているシステムＬＳＩ番号を認識し、新たに接続するチャネルの処理を行なうべきシステムＬＳＩ番号を決定する。
【００３３】
図４は、図２の実施例の無線通信装置を用いた通信システムの構成例を示す図である。図３と同様に、基地局は、変復調機能部３０である制御部３１・ベースバンド信号処理部３２・無線部３３・有線伝送路インタフェース部３４と、送受信増幅部３５、およびアンテナ３６からなる。本構成では、ベースバンド信号処理部３２は複数のベースバンドシステムＬＳＩから構成され、その複数のＬＳＩ全てに対して統括部４０および制御部３１が接続されている。統括部４０は、チャネル管理テーブルとチャネル割り当て部を有し、制御部における通信開始要求の発生に基づき、チャネル管理テーブルから現在使用されているシステムＬＳＩ番号を認識し、新たに接続するチャネルの処理を行なうべきシステムＬＳＩ番号を決定する。
【００３４】
なお、本発明は、符号化方式にＣＤＭＡ方式以外の方式、例えばＴＤＭＡ方式を用いた通信の場合においても適用できる。いずれの場合においても、本発明の無線通信装置は、あるシステムＬＳＩに対してトラフィックが集中してベースバンド信号処理もしくは制御処理を妨げるということがなくなるので、それぞれのシステムＬＳＩに処理が分散され、円滑な呼制御を行なうことができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、複数搭載されたベースバンドシステムＬＳＩのそれぞれにおいて処理分担量がしきい値以下となるようにトラフィック分散されるので、あるシステムＬＳＩに対してトラフィックが集中してベースバンド信号処理もしくは制御処理を妨げるということがない。それによって、円滑な呼制御を行なうことができ、収容可能な呼数を増大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における処理チャネルの割り当て方法を示す説明図。
【図２】本発明の他の実施例における処理チャネルの割り当て方法を示す説明図。
【図３】本発明による無線通信装置の基地局の構成例を示すブロック図。
【図４】本発明による無線通信装置の基地局の他の構成例を示すブロック図。
【図５】従来の無線通信装置における基地局の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１０，１１，１２，２０，２１，２２…システムＬＳＩ、１３，２４…制御部、１４，２５…チャネル管理テーブル、１５，２６…チャネル割り当て部、２３…統括部

Claims (13)

1. それぞれが複数のチャネルを収容することができ、かつ、それぞれが複数種類のチャネルの信号処理を行うことができる複数のベースバンドシステムＬＳＩを搭載した無線通信装置において、新たなチャネル接続要求が発生した場合に、上記各システムＬＳＩにおける、該複数のシステムＬＳＩに接続される制御部との間での制御データの送受信に伴う処理量を見積もり、上記複数のシステムＬＳＩの中から、制御データの送受信を伴う処理がしきい値以下となるシステムＬＳＩに対してチャネルを割り当てることを特徴とする無線通信装置。
2. それぞれが複数のチャネルを収容することができ、かつ、それぞれが複数種類のチャネルの信号処理を行うことができる複数のベースバンドシステムＬＳＩを搭載した無線通信装置において、新たなチャネル接続要求が発生した場合に、上記各システムＬＳＩについて、該新たなチャネルおよび上記各システムＬＳＩに既に割り当てられているチャネルのビットレート／シンボルレートに基づいて、新たに接続要求を発生したチャネルが割り当てられるだけのチャネル空きがあるかどうかを調べ、空きのあるシステムＬＳＩに対してチャネルを割り当てることを特徴とする無線通信装置。
3. 請求項１記載の無線通信装置において、制御データの送受信が最も少ないシステムＬＳＩに対してチャネルを割り当てることを特徴とする無線通信装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか記載の無線通信装置を２つ以上組み合わせたことを特徴とする無線通信装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか記載の無線通信装置において、チャネル管理テーブル部とチャネル割り当て部を有し、チャネル割り当て部は、新たなチャネル接続要求が発生した場合に、チャネル管理テーブルの情報を参照し、処理を行なうべきシステムＬＳＩを複数搭載されたシステムＬＳＩの中から判定することを特徴とする無線通信装置。
6. 請求項５記載の無線通信装置において、チャネル管理テーブルは、現在処理されているチャネルに対するチャネル番号、チャネル種別、およびどのシステムＬＳＩにて処理されているかを示すシステムＬＳＩ番号が記憶されていることを特徴とする無線通信装置。
7. 請求項５記載の無線通信装置において、チャネル管理テーブルは、チャネル番号、チャネル種別、およびどのシステムＬＳＩにて処理されているかを示すシステムＬＳＩ番号が記憶されていることを特徴とする無線通信装置。
8. 請求項５ないし７のいずれか記載の無線通信装置において、複数システムＬＳＩに接続された制御部が、チャネル管理テーブル部とチャネル割り当て部を有することを特徴とする無線通信装置。
9. 請求項５ないし７のいずれか記載の無線通信装置において、複数のシステムＬＳＩを統括する統括部が、システムＬＳＩと制御部の間に存在し、上記統括部が、チャネル管理テーブル部とチャネル割り当て部を有することを特徴とする無線通信装置。
10. 請求項１ないし９のいずれか記載の無線通信装置を基地局に具備したことを特徴とする無線通信装置。
11. 請求項１ないし９のいずれか記載の無線通信装置を移動局に具備したことを特徴とする無線通信装置。
12. 請求項７記載の無線通信装置であって、時間的に制御データの送受信が重ならないタイミングが可能なシステムＬＳＩ対して新規チャネルを割り当てることを特徴とする無線通信装置。
13. 請求項１０記載の無線通信装置であって、新たなチャネル接続要求が発生した移動局について接続済みチャネルがある場合に、該接続済みチャネルの処理を行っているシステムＬＳＩで処理が可能かどうかを優先的に確認することを特徴とする無線通信装置。

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