JP6244741B2 - バッファ制御装置、バッファ制御方法および基地局装置 - Google Patents

Description

本発明は、バッファ制御装置、バッファ制御方法および基地局装置に関する。

近年、デバイス間を接続する技術として、ＳＲＩＯ（Serial Rapid IO）などの高速シリアルインタフェースが知られている。例えば、ＳＲＩＯなどは、無線通信システムの基地局において無線信号の信号処理を実行するベースバンド処理部等にも用いられる。ベースバンド処理部内の各処理部は、ＳＲＩＯスイッチでスター状に接続され、ＳＲＩＯパケットのデータ通信経路で送受信する。

ＳＲＩＯ通信のフロー制御は、一般的に受信フロー制御が用いられることから、送信側にフロー制御用のバッファが設けられる。この送信用のバッファは、ＳＲＩＯパケットの優先度であるＨｉｇｈ、Ｍｉｄ、Ｌｏｗごとに領域が固定分割されている。

ＳＲＩＯスイッチは、各処理部からＳＲＩＯパケットを受信した順に、各ＳＲＩＯパケットの優先度に対応する再送用バッファの該当領域に順に格納する。そして、ＳＲＩＯスイッチは、優先度が最も高いＨｉｇｈからＳＲＩＯパケットを読み出して宛先に送信する。続いて、ＳＲＩＯスイッチは、Ｈｉｇｈの領域のパケット送信が完了すると、次に優先度が高いＭｉｄからＳＲＩＯパケットを読み出して宛先に送信する。その後、ＳＲＩＯスイッチは、Ｍｉｄの領域のパケット送信が完了すると、ＬｏｗからＳＲＩＯパケットを読み出して、宛先へ送信する。

特開２０１０−２１８１０８号公報 特開２００６−１１３７９８号公報

しかしながら、上記技術では、ＳＲＩＯスイッチ内で輻輳が発生して、通信速度が低下するという問題がある。

例えば、優先度がＨｉｇｈのＳＲＩＯパケットが大量に発生した場合、Ｈｉｇｈ用の領域がオーバーフローし、ＳＲＩＯスイッチ内にパケットが滞留する。このため、送信遅延や送信エラー等が発生し、通信速度が低下する。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、通信速度の低下を抑制することができるバッファ制御装置、バッファ制御方法および基地局装置を提供することを目的とする。

本願の開示するバッファ制御装置は、一つの態様において、基地局装置と基地局装置外の外部装置との間のデータ通信に関する所定の情報を取得する取得部を有する。バッファ制御装置は、取得された前記所定の情報に基づいて、前記データ通信のトラフィック量を予測する予測部を有する。バッファ制御装置は、前記予測部によって予測された前記データ通信のトラフィック量に基づいて、前記基地局装置内の処理部から高速シリアルインタフェースで他の処理部に送信されるデータであって優先度が設定されたデータが前記優先度毎に設けられた領域に格納されるバッファにおいて、前記領域の割合を制御する容量制御部を有する。

本願の開示するバッファ制御装置、バッファ制御方法および基地局装置の一つの態様によれば、通信速度の低下を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施例１に係る無線通信システムの全体構成例を示す図である。 図２は、実施例１に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。 図３は、実施例１に係る基地局装置のＢＢ部の構成例を示す図である。 図４は、ＳＲＩＯスイッチの機能構成を示す機能ブロック図である。 図５は、重みテーブルに記憶される情報の例を示す図である。 図６は、バッファ容量の変更を説明する図である。 図７は、ＳＲＩＯスイッチが実行する全体的な処理の流れを示すフローチャートである。 図８は、バッファ量の調整処理の流れを示すフローチャートである。 図９は、バッファへの格納処理の流れを示すフローチャートである。 図１０は、発信時のランダムアクセス処理を説明する図である。 図１１は、データ通信を要求しているユーザ端末数の変化を示す図である。 図１２は、下りデータの再送処理を説明する図である。 図１３は、下りデータの再送量の変化を示す図である。 図１４は、バッファ制御の具体例を説明する図である。

以下に、本願の開示するバッファ制御装置、バッファ制御方法および基地局装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

［システム構成］
図１は、実施例１に係る無線通信システムの全体構成例を示す図である。図１に示すように、この無線通信システムは、複数のユーザ端末１と基地局装置１０とを有する。

各ユーザ端末１は、基地局装置１０を介して他のユーザ端末１と無線通信を実行し、基地局装置１０との間で各種制御情報を送受信する端末装置である。例えば、ユーザ端末１は、携帯電話、スマートフォン、パーソナルコンピュータなどである。

基地局装置１０は、ユーザ端末１の無線通信に関する各種制御を実行する装置である。例えば、基地局装置１０は、異なるユーザ端末１間の無線通信を中継し、ユーザ端末１に各種制御情報を送信し、ユーザ端末１のハンドオーバなどを制御する。

［ハードウェア構成］
図２は、実施例１に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。図２に示すように、基地局装置１０は、複数のＡＭＰ部１１と、複数のＴＲＸ部１２と、ＢＢ部１３と、ＣＮＴ部１４を有する。なお、基地局装置１０は、図示した処理部以外の処理部を有していてもよい。

各ＡＭＰ部１１は、各ＡＭＰ部１１に接続される各アンテナを介して送受信される無線信号に対して、電力増幅を実行する処理部である。例えば、各ＡＭＰ部１１は、増幅回路などによって実現される。

各ＴＲＸ部１２は、無線信号に対してアナログ−デジタル変換、または、デジタル−アナログ変換を実行する処理部である。例えば、各ＴＲＸ部１２は、変換回路などによって実現される。

ＢＢ部１３は、無線信号に対して、ベースバンド処理などの信号処理を実行する処理部である。例えば、ＢＢ部１３は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）やＬＳＩなどによって実現される。このＢＢ部１３の内部は、各回路等の処理部がＳＲＩＯによって接続される。

ＣＮＴ部１４は、ＩＰ（Internet Protocol）レイヤのプロトコル処理、呼制御処理、ＯＡＭ（Operations Administration and Maintenance）処理、帯域制御処理、障害情報の収集、装置の障害監視などを実行する処理部である。例えば、ＣＮＴ部１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）などによって実現される。

［ＢＢ部のハードウェア構成］
図３は、実施例１に係る基地局装置のＢＢ部の構成例を示す図である。図３に示すように、ＢＢ部１３は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）１３ａと、ＤＳＰ＃０１から０６と、ＳＲＩＯスイッチ２０とを有し、ＳＲＩＯスイッチ２０を中心とするスター状で各処理部が接続される。

ＬＳＩ１３ａは、ＲＦ（Radio Frequency）インタフェースやコアネットワークインタフェースなどのインタフェースとの間でデータを送受信する。また、ＬＳＩ１３ａは、ＴＲＸ部１２とデータの送受信を実行する。このＬＳＩ１３ａは、ＳＲＩＯスイッチ２０を介して、各ＤＳＰと通信を実行する。

各ＤＳＰは、１つまたは複数のＤＳＰを用いて各種処理部を実行する。ここで実行される処理部には、例えば、レイヤ２処理部、符号化部、変調部、復調部、復号化部、スケジューラ部などがある。

レイヤ２処理部は、ＣＮＴ部１４とのインタフェースを行う処理部であり、レイヤ２に関する各種処理を実行する。ここで実行される処理には、ＭＡＣ（Media Access Control）、ＲＬＣ（Radio Link Control）、ＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）の各サブレイヤに関する処理がある。

符号化部は、レイヤ２処理部からのデータに対してターボ符号化などの符号化処理を実行する。変調部は、符号化部からのデータに対して、変調処理や無線送信用の処理を実行する。復調部は、ＬＳＩ１３ａからのデータの復調及びチャネル推定処理を実行する。復号化部は、復調部からのデータに対して、ターボ復号等の復号処理を実行する。スケジューラ部は、無線帯域の制御や測定情報の収集を実行する。

ＳＲＩＯスイッチ２０は、ＢＢ部１３内の各処理部とＳＲＩＯで接続し、ＳＲＩＯを用いてＢＢ１３内部のデータ通信を中継する。例えば、このＳＲＩＯスイッチ２０は、ＳＲＩＯパケットの優先度であるＨｉｇｈ、Ｍｉｄ、Ｌｏｗごとに、送信側に送信用のバッファが設けられる。

そして、ＳＲＩＯスイッチ２０は、各処理部からＳＲＩＯパケットを受信した順に、各ＳＲＩＯパケットの優先度に対応する再送用バッファの該当領域に順に格納する。そして、ＳＲＩＯスイッチは、優先度が最も高いＨｉｇｈから順にＳＲＩＯパケットを読み出して宛先に送信する。

［ＳＲＩＯスイッチの構成］
図４は、ＳＲＩＯスイッチの機能構成を示す機能ブロック図である。図４に示すように、ＳＲＩＯスイッチ２０は、複数の受信バッファ２０ａ、フロー制御用バッファ群２１、送信制御部２２、バッファ調整部２３、パケット制御部２４を有する。

各受信バッファ２０ａは、ＳＲＩＯスイッチ２０と接続される処理部ごとに設けられるバッファである。例えば、ＤＳＰ＃０１が実行する符号化部が、ＤＳＰ＃０２で実行される変調部への送信対象のＳＲＩＯパケットを受信バッファ２０ａに書き込む。

フロー制御用バッファ群２１は、ＳＲＩＯパケットに設定される優先度ごとにパケットを保持する。例えば、フロー制御用バッファ群２１は、Ｈｉｇｈ用バッファ２１ａとＭｉｄ用バッファ２１ｂとＬｏｗ用バッファ２１ｃとを有し、ＢＢ部１３内のある処理部から他の処理部へ送信されるＳＲＩＯパケットを一時的に保持する。

Ｈｉｇｈ用バッファ２１ａは、優先度が最も高いＨｉｇｈが設定されるＳＲＩＯパケットを保持する。Ｍｉｄ用バッファ２１ｂは、優先度が次に高いＭｉｄ用が設定されるＳＲＩＯパケットを保持する。Ｌｏｗ用バッファ２１ｃは、優先度が最も低いＬｏｗが設定されるＳＲＩＯパケットを保持する。

送信制御部２２は、フロー制御用バッファ群２１からＳＲＩＯパケットを読み出して、宛先の処理部へ送信する処理部である。例えば、送信制御部２２は、Ｈｉｇｈ用バッファ２１ａからＳＲＩＯパケットを読み出して宛先に送信する。続いて、送信制御部２２は、Ｈｉｇｈ用バッファ２１ａのパケット送信が完了すると、次にＭｉｄ用バッファ２１ｂからＳＲＩＯパケットを読み出して宛先に送信する。その後、送信制御部２２は、Ｍｉｄ用バッファ２１ｂのパケット送信が完了すると、Ｌｏｗ用バッファ２１ｃからＳＲＩＯパケットを読み出して、宛先へ送信する。

なお、送信制御部２２は、ＳＲＩＯパケットの再送制御も実行する。具体的には、送信制御部２２は、送信エラーが発生したり、受信側の処理部から再送要求を受信したりした場合に、再送処理を実行する。例えば、送信制御部２２は、エラーが発生したＳＲＩＯパケット以降のＳＲＩＯパケットの格納をパケット制御部２４に指示して、ＳＲＩＯパケットの再送を実行する。

バッファ調整部２３は、基地局装置１０内で取得されるパラメータに基づいてＳＲＩＯパケットのトラフィック量を予測し、予測値に基づいて、ＳＲＩＯスイッチ２０が有する優先度ごとのバッファ量を動的に制御する処理部である。このバッファ調整部２３は、重みテーブル２３ａ、パラメータ収集部２３ｂ、パラメータ分析部２３ｃ、容量制御部２３ｄを有する。

重みテーブル２３ａは、基地局装置１０内で取得されるパラメータごとに設定される重みを記憶する。図５は、重みテーブルに記憶される情報の例を示す図である。図５に示すように、重みテーブル２３ａは、「番号、パラメータ要因及び情報、重み係数１、重み係数２」を対応付けて記憶する。

ここで記憶される「番号」は、重み係数１の優先順位を示す番号である。「パラメータ要因及び情報」は、基地局装置１０内で取得されるパラメータを特定する情報である。「重み係数１」は、パラメータに設定される重みの情報であり、重み総数を用いてバッファ制御をする際に利用される。「重み係数２」は、パラメータに設定される重みの情報であり、バッファを個々に制御をする際に利用される。

図５の例では、「データ通信を要求しているＵＥ（ユーザ端末）数」に対して、重み係数１として「１０」が設定されており、重み係数２として「１．５」が設定されている。また、「ＨＯ（ハンドオーバー）されるデータ量」に対して、重み係数１として「４」が設定されており、重み係数２として「１．８」が設定されている。

なお、各「パラメータ要因及び情報」には、いずれかの優先度が対応付けられている。例えば、「番号＝１、パラメータ要因及び情報＝データ通信を要求しているＵＥ数」の重み係数１と重み係数２は、優先度が「Ｈｉｇｈ」に対する重みである。また、「番号＝２、パラメータ要因及び情報＝現在データ通信しているＵＥの再送の発生有無と再送量」の重み係数１と重み係数２は、優先度が「Ｍｉｄ」に対する重みである。このような設定は、システム等にあわせて、管理者が任意に設定できる。

パラメータ収集部２３ｂは、基地局装置１０と基地局装置外の外部装置との間のデータ通信に関するパラメータを収集する処理部である。例えば、パラメータ収集部２３ｂは、ＳＲＩＯスイッチ２０と専用線で接続される各処理部から、図５に示した各パラメータを収集し、収集結果をパラメータ分析部２３ｃに出力する。なお、収集タイミングは、一定時間ごとや管理者が指定したタイミングなど任意に設定できる。

パラメータ分析部２３ｃは、パラメータ収集部２３ｂによって収集されたパラメータに基づいて、基地局装置１０と基地局装置１０外の外部装置との間のデータ通信のトラフィック量を予測する処理部である。具体的には、図５に示した重み係数１を用いた例で説明する。パラメータ分析部２３ｃは、パラメータ収集部２３ｂによって収集されたパラメータごとの重みを、重みテーブル２３ａの重み係数１を参照して特定する。

そして、パラメータ分析部２３ｃは、優先度Ｈｉｇｈ、Ｍｉｄ、Ｌｏｗごとに、重み係数１の総数を算出する。その後、パラメータ分析部２３ｃは、算出した各優先度の重み総数から、各優先度の割合や相対値を算出する。例えば、パラメータ分析部２３ｃは、Ｈｉｇｈの重みが５０、Ｍｉｄの重みが２０、Ｌｏｗの重みが３０であった場合、「Ｈｉｇｈ：Ｍｉｄ：Ｌｏｗ＝５：２：３」と決定する。そして、パラメータ分析部２３ｃは、算出した割合等を容量制御部２３ｄに出力する。

容量制御部２３ｄは、フロー制御用バッファ群２１の各バッファの容量を制御する処理部である。具体的には、容量制御部２３ｄは、パラメータ分析部２３ｃから通知された情報に基づいて、フロー制御用バッファ群２１の全容量における各バッファへの割当を調整する。

例えば、上記重み係数１を用いた例で説明すると、容量制御部２３ｄは、フロー制御用バッファ群２１の全容量が「５００ＭＢ（メガバイト）」である状態で、パラメータ分析部２３ｃから「Ｈｉｇｈ：Ｍｉｄ：Ｌｏｗ＝５：２：３」を受信する。この場合、容量制御部２３ｄは、Ｈｉｇｈ用バッファ２１ａの容量を「５００×５／１０＝２５０ＭＢ」に調整する。同様に、容量制御部２３ｄは、Ｍｉｄ用バッファ２１ｂの容量を「５００×２／１０＝１００ＭＢ」に調整し、Ｌｏｗ用バッファ２１ｃの容量を「５００×３／１０＝１５０ＭＢ」に調整する。

ここで、調整方法としては、各バッファへの格納アドレスを変更する方法が利用できる。例えば、容量制御部２３ｄは、調整した容量にしたがって、アドレステーブル２４ａに対して、各バッファの開始アドレスと終了アドレスとを書き換えることで、各優先度のバッファ量を調整する。

図６は、バッファ容量の変更を説明する図である。図６に示すように、容量制御部２３ｄは、全バッファの合計容量を変更することなく、各優先度に割り与える割合を変更することで、各優先度のバッファ容量を調整する。図６の例では、容量制御部２３ｄが、Ｈｉｇｈ用バッファ２１ａの割合を大きくし、Ｍｉｄ用バッファ２１ｂの割合を変更せず、Ｌｏｗ用バッファ２１ｃの割合を小さくする例を示している。

なお、容量制御部２３ｄは、調整後の容量と現在の容量とを比較して、各優先度のバッファ量の増減値を算出し、算出した増減値に基づいて、各優先度のバッファ量を調整することもできる。

パケット制御部２４は、アドレステーブル２４ａ、格納アドレス計算部２４ｂ、インタフェース部２４ｃ、再送処理部２４ｄを有し、これらによって、パケットの送信を制御する処理部である。

アドレステーブル２４ａは、フロー制御用バッファ群２１への格納アドレスを記憶するテーブルである。例えば、アドレステーブル２４ａは、各バッファに対応付けて、各バッファの開始アドレスと終了アドレスとを記憶する。ここで記憶される情報は、容量制御部２３ｄによって書き換えられる。

格納アドレス計算部２４ｂは、受信バッファ２０ａごとに、受信されたＳＲＩＯパケットに設定される優先度に対応するフロー制御用バッファへの格納アドレスを、アドレステーブル２４ａに基づいて算出する処理部である。この格納アドレス計算部２４ｂは、算出したアドレス情報および受信されたＳＲＩＯパケットをインタフェース部２４ｃに出力する。

インタフェース部２４ｃは、受信されたＳＲＩＯパケットを指定された優先度に対応するバッファの指定された格納位置へ格納する処理部である。具体的には、インタフェース部２４ｃは、格納アドレス計算部２４ｂから受信した格納アドレスを用いて、受信されたＳＲＩＯパケットを格納する。

例えば、インタフェース部２４ｃは、格納アドレス計算部２４ｂから格納アドレス「０ｘ００１２」が指定された場合、フロー制御用バッファ群２１に対してアドレス「０ｘ００１２」を指定して、受信されたＳＲＩＯパケットを書き込む。この結果、インタフェース部２４ｃは、ＳＲＩＯパケットに指定される優先度に対応するバッファの領域に、ＳＲＩＯパケットを格納することができる。

再送処理部２４ｄは、ＳＲＩＯパケットの再送を実行する処理部である。例えば、再送処理部２４ｄは、送信制御部２２からエラーが発生したＳＲＩＯパケット以降の再送依頼を受信した場合に、依頼されたＳＲＩＯパケット以降の再送を実行する。

［処理の流れ］
次に、ＳＲＩＯスイッチ２０が実行する処理の流れを説明する。ここでは、全体的な処理の流れ、バッファ量の調整処理、バッファへの格納処理について説明する。

（全体的な処理）
図７は、ＳＲＩＯスイッチが実行する全体的な処理の流れを示すフローチャートである。図７に示すように、ＳＲＩＯスイッチ２０は、電源が投入されると、バッファ量調整機能をＯＮにし（Ｓ１０１）、初期化を実行する（Ｓ１０２）。

その後、パラメータの収集タイミングになると（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、パラメータ収集部２３ｂは、パラメータを収集する（Ｓ１０４）。続いて、パラメータ分析部２３ｃは、重みテーブル２３ａを参照し、収集されたパラメータに重み付けを実行する（Ｓ１０５）。

そして、パラメータ分析部２３ｃは、パラメータの重み係数１や重み係数２を用いて、各優先度に対する重みや各優先度の割合等を算出するパラメータ判断処理を実行する（Ｓ１０６）。その後、容量制御部２３ｄは、各優先度に対応するパラメータが容量を変更する閾値以上である場合に（Ｓ１０７：Ｙｅｓ）、該当する優先度のバッファ容量を変更する（Ｓ１０８）。なお、容量制御部２３ｄは、各優先度に対応するパラメータが容量を変更する閾値未満である場合に（Ｓ１０７：Ｎｏ）、処理を終了する。

（調整処理）
図８は、バッファ量の調整処理の流れを示すフローチャートである。図８に示すように、容量制御部２３ｄは、各優先度について、パラメータ分析部２３ｃによりパラメータや重みの分析結果から、調整量がプラスかマイナスか０か判定する（Ｓ２０１）。

容量制御部２３ｄは、調整量がプラスである場合（Ｓ２０１：プラス）、フロー制御用バッファ群２１全体の現バッファ量が最大値（Ｍａｘ）ではない場合（Ｓ２０２：Ｎｏ）、調整量にしたがって、バッファ量を増やすようにアドレステーブル２４ａに記憶された格納アドレスを更新する（Ｓ２０３）。なお、容量制御部２３ｄは、調整量がプラスである場合（Ｓ２０１：プラス）、かつ、現バッファ量が最大値（Ｍａｘ）である場合（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、処理を終了する。

一方、容量制御部２３ｄは、調整量がマイナスである場合（Ｓ２０１：マイナス）、現バッファ量が０ではない場合（Ｓ２０４：Ｎｏ）、調整量にしたがって、バッファ量を減らすようにアドレステーブル２４ａに記憶された格納アドレスを更新する（Ｓ２０５）。なお、容量制御部２３ｄは、調整量がマイナスである場合（Ｓ２０１：マイナス）、かつ、現バッファ量が０である場合（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）、処理を終了する。また、容量制御部２３ｄは、調整量が０である場合も（Ｓ２０１：０）、処理を終了する。

（格納処理）
図９は、バッファへの格納処理の流れを示すフローチャートである。図９に示すように、格納アドレス計算部２４ｂは、ＳＲＩＯパケットを受信すると（Ｓ３０１）、受信パケットの優先度を検出する（Ｓ３０２）。

続いて、格納アドレス計算部２４ｂは、アドレステーブル２４ａを参照し、検出した優先度に対応するバッファの最新アドレス位置を取得し（Ｓ３０３）、さらに、当該バッファの最大時のアドレス位置を取得する（Ｓ３０４）。

その後、格納アドレス計算部２４ｂは、最新のアドレス位置から最大アドレス位置までの範囲内で、受信されたＳＲＩＯパケットの格納位置を算出する（Ｓ３０５）。そして、インタフェース部２４ｃは、算出された格納位置に、受信されたＳＲＩＯパケットを格納する（Ｓ３０６）。

［具体例］
次に、パラメータを用いてバッファ容量を変更する具体例を説明する。ここでは、一例として、図５に示した「データ通信を要求しているユーザ端末数」を用いたバッファ制御と、「下りデータの再送処理量」を用いたバッファ制御と、図５の重み係数２を用いて実行する例について説明する。

（ユーザ端末数の算出）
まず、データ通信を要求しているユーザ端末数をパラメータとして抽出する例を説明する。ユーザ端末１が発信時やハンドオーバなどにより、基地局装置１０と接続を確立する場合や再同期を行う場合に、ランダムアクセスが行われる。ランダムアクセスにおいて最初にpreambleを送信するためのチャネルは、物理ランダムチャネル（PRACH：Physical Random Access Channel）と呼ばれる。

図１０は、発信時のランダムアクセス処理を説明する図である。ユーザ端末１は、セル内に用意された複数のpreambleからランダムに選択したpreambleを、message１として送信する（Ｓ４０１）。基地局装置１０は、preambleを検出すると、その応答情報であるRACH responseを、message２として送信する（Ｓ４０２）。

RACH responseを受信したユーザ端末１は、コネクション要求信号であるRRC（Radio Resource Control）connection requestを、message３として送信する（Ｓ４０３）。基地局装置１０は、message３を受信した後に、コネクション確立のためのセル設定情報などを含むRRC connection setupをmessage４として送信する（Ｓ４０４）。その後、ユーザ端末１は、自分のUE IDがmessage４に含まれていた場合に、ランダムアクセス処理を完了し、コネクションを確立する（Ｓ４０５）。

基地局装置１０のパラメータ収集部２３ｂは、発信時に行われるランダムアクセス処理のmessage４にて確立したコネクション数を、例えば１０ｍｓ単位で監視する。そして、このデータ通信を要求しているユーザ端末数は、スケジューラ部（図示せず）等にて算出され、バッファ調整部２３に送信される。具体的に図１１を用いて説明する。

図１１は、データ通信を要求しているユーザ端末数の変化を示す図である。図１１は、message４にて確立したコネクション数を１０ｍｓ単位で監視した結果を表すグラフである。図１１の（ａ）のグラフは、図１０で説明したmessage４の数であり、図１１の（ｂ）のグラフは、データ通信を要求しているユーザ端末数である。バッファ調整部２３のパラメータ収集部２３ｂは、受信した「データ通信を要求しているユーザ端末数」を監視する。そして、例えば閾値（例えば１５０）を超えた場合には、パラメータ分析部２３ｃが、重み付けを実行する。

このように、基地局装置１０は、１０ｍｓで動作するRACH処理で平均１０個のユーザ端末を受付する。したがって、ユーザ端末数が１５０個となった場合、例えば在圏セルの最大ユーザ端末数を６００とすると、「６００」の２５％程度を超えていることから、ＢＢ部１３内の制御情報が増加し、優先度が高いＳＲＩＯパケットが増加すると想定することができる。

（再送量の算出）
次に、下りデータの再送量をパラメータとして抽出する例を説明する。図１２は、下りデータの再送処理を説明する図である。図１２に示すように、基地局装置１０は、ユーザ端末１に対して、下り送信データを下りデータChannelで送信する。

ユーザ端末１は、受信するべきデータが届いたかどうかを上り制御Channel内のＡＣＫ/ＮＡＣＫ情報にて基地局装置１０に送信する。基地局装置１０は、未到着を示すＮＡＣＫを受信した場合は、ＮＡＣＫ送信元のユーザ端末１に下りデータを再送する。

ここで、データ通信しているユーザ端末の再送量は、ＢＢ部１３内の復号部における上り制御Channelから抽出されたＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報をもとに、ＢＢ部１３内のスケジューラ部にて算出できる。図１３は、下りデータの再送量の変化を示す図である。

図１３は、再送ビット数を８秒間隔で計数し、その変化を表した図である。図１３に示すように、時間が経過するに連れて再送ビット数が増加している。そして、５６秒まで再送ビット数が増加し続け、５６秒以後は閾値を超え続けている。このように、閾値６００Ｋｂｉｔ以上が連続している場合、パラメータ収集部２３ｂにパラメータが収集された後、重み付けされて判定が実行される。閾値は、再送が８ｍｓ単位で行われることから、最大送信時の１５０ｋｂｉｔの５０％である１ｍｓで７５ｋｂｉｔが再送されたとした場合の値「７５ｋｂｉｔ×８ｍｓ＝６００ｋｂｉｔ」とすることができる。データ通信しているユーザ端末の再送量が増加した場合、データが増加することから優先度がＭｉｄのＳＲＩＯパケットが増加すると想定することができる。

（バッファ制御）
パラメータ収集部２３ｂは、図１１や図１３で説明したように、上述したデータ通信を要求しているユーザ端末数および下りデータの再送量を収集する。この実施例では、データ通信を要求しているユーザ端末数については、閾値「１５０」に対して２６％以上であり、超えている値の平均値「１３８ｋｂｉｔ」が閾値「６００」の２３%以上である。

ここで、一例として、パラメータ分析部２３ｃは、「データ通信を要求しているユーザ端末数」について、制御情報が増加の直接要因となることから、図５の重み計数２を参照して、「１．５」を取得する。そして、この重み計数２の「１．５」を用いて、０．２６％を１．５倍する。具体的には、「０．４≒（０．２６×１．５）」を算出する。

また、パラメータ分析部２３ｃは、「下りデータの再送量」について、個別channelのデータ量の増加の直接要因となることから、図５の重み計数２を参照して、「１．５」を取得する。そして、この重み計数２の「１．５」を用いて、０．２３％を１．５倍する。具体的には、「０．３≒（０．２３×１．５）」を算出する。

また、一例として、バッファ全体で９Ｋｂｙｔｅであり、バッファの優先度Ｈｉｇｈ、Ｍｉｄ、Ｌｏｗには、初期化時に３Ｋｂｙｔｅずつが割り当てられているとする。そうすると、パラメータ分析部２３ｃは、「データ通信を要求しているユーザ端末数」について、優先度Ｈｉｇｈに影響があることから、Ｈｉｇｈ用バッファ２１ａの容量を「３Ｋｂｙｔｅ×（１．０＋０．４）＝４．２ｋｂｙｔｅ」と算出する。

また、パラメータ分析部２３ｃは、「下りデータの再送量」について、優先度Ｍｉｄに影響があることから、Ｍｉｄ用バッファ２１ｂのバッファ容量を「３Ｋｂｙｔｅ×（１．０＋０．３）＝３．９ｋｂｙｔｅ」と算出する。

そして、パラメータ分析部２３ｃは、Ｌｏｗ用バッファ２１ｃのバッファ容量については、「９．０−４．２−３．９＝０．９ｋｂｙｔｅ」と算出する。

容量制御部２３ｄは、これらの算出結果を用いてアドレステーブル２４ａを更新する。図１４は、バッファ制御の具体例を説明する図である。図１４に示すように、調整前は、「０ｘ００００−０ｘ０ＢＢ４」がＨｉｇｈ用バッファ２１ａであり、「０ｘ０ＢＢ８−０ｘ１７６Ｃ」がＭｉｄ用バッファ２１ｂであり、「０ｘ１７７０」から最後までがＬｏｗ用バッファ２１ｃである。

この状態から、容量制御部２３ｄは、Ｈｉｇｈ用バッファ２１ａについて、「０ｘ００００−０ｘ０ＢＢ４」から「０ｘ００００−０ｘ１０６４」にアドレステーブル２４ａを書き換えることで、Ｈｉｇｈ用バッファ２１ａの容量を４．２Ｋｂｙｔｅに増加させる。

同様に、容量制御部２３ｄは、Ｍｉｄ用バッファ２１ｂについて、「０ｘ０ＢＢ８−０ｘ１７６Ｃ」から「０ｘ１０６８−０ｘ１ＦＡ０」にアドレステーブル２４ａを書き換えることで、Ｍｉｄ用バッファ２１ｂの容量を３．９Ｋｂｙｔｅに増加させる。

また、容量制御部２３ｄは、Ｌｏｗ用バッファ２１ｃについて、アドレステーブル２４ａにおいて開始位置を「０ｘ１ＦＡ４」に書き換えることで、Ｌｏｗ用バッファ２１ｃの容量を０．９Ｋｂｙｔｅに減少させる。このようして、容量制御部２３ｄは、各バッファの合計容量を変化させることなく、各バッファの容量を各種パラメータによって動的に変化させる。

従来、ＳＲＩＯスイッチ２０内のフロー制御バッファは、システム的にバッファ量を決定するが、シングルバッファを優先度毎に分割して、その優先度毎に転送量の平均値と最大値の間からバッファ量を決定する。その為、大きめのバッファを用意することが行われていた。

しかし、各優先度のバッファの最大値が重なる場合は少ない。また、本実施例の手法を用いることで、重なったとしても、Ｌｏｗ用バッファ２１ｃの容量を小さくし、優先度がＨｉｇｈのＳＲＩＯパケットを優先的に送信することができる。このため、優先度毎のバッファの空きを有効活用が出来ることから、全体バッファ量自体の削減が可能となり、コストダウンが図れる。

従来は、再送が発生した場合は、データを再度送信することから、電力増大を招いていた。しかし、本実施例の手法を用いることで、フロー制御用のバッファ量の優先度に対応した割合をトラフィックに応じて変更することができ、再送処理発生が低下し、電力削減が図れる。

従来は、再送発生を考えて、ＢＢ部１３の内部の動作タイミングを規定していたので、各処理部間には、マージンを含んだタイミングが設定されていた。しかし、本実施例の手法を用いることで、再送発生が低くなり、マージンを削減することができるので、処理時間に余裕が生まれ、ＢＢ部１３の性能向上により、処理収容ユーザ数が増大することになる。

さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、以下に異なる実施例を説明する。

（バッファ調整部）
実施例１では、バッファ調整部２３をＳＲＩＯスイッチ２０内に搭載させる例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ＳＲＩＯスイッチ２０の外部にバッファ調整部２３を設置してもよい。この場合、バッファ調整部２３は、ＳＲＩＯスイッチ２０と接続されるＤＳＰ等によって実現される。

（再送制御）
例えば、各バッファ容量が固定されている場合に、優先度がＨｉｇｈのＳＲＩＯパケットが大量に発生し、バッファがオーバーフローしたとする。その場合、ＳＲＩＯパケットの再送が発生し、ＳＲＩＯスイッチ内には、再送対象のＳＲＩＯパケットが蓄積される。このため、次々に発生する優先度がＨｉｇｈのＳＲＩＯパケットが、ＳＲＩＯスイッチに送信されずに滞留する。この結果、ＳＲＩＯスイッチが本来のパフォーマンスが得られず、通信速度が低下する。また、再送が多発することで、電力消費も増大する。

一方で、上記実施例の処理を実行することで、優先度がＨｉｇｈのＳＲＩＯパケットの増加を検出し、Ｈｉｇｈ用のバッファ容量を増加させることができる。このため、バッファのオーバーフローの発生を抑止でき、パケットの再送も抑制できる。さらに、再送が抑止できることで、消費電力の抑制にも繋がる。

（システム）
また、本実施例において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的におこなうこともできる。あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的におこなうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散や統合の具体的形態は図示のものに限られない。つまり、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

一例を挙げると、基地局装置１０は、送信制御部２２、バッファ調整部２３、パケット制御部２４の各種処理を実行するバッファ制御プログラムをＲＯＭ（Read Only Memory）に格納しておき、これを読み出してＣＰＵ等で実行する。そして、基地局装置１０は、バッファ制御プロセスを動作させて、送信制御部２２、バッファ調整部２３、パケット制御部２４と同様の制御を実行することもできる。

１ ユーザ端末
１０ 基地局装置
２０ ＳＲＩＯスイッチ
２０ａ 受信バッファ
２１ フロー制御用バッファ群
２１ａ Ｈｉｇｈ用バッファ
２１ｂ Ｍｉｄ用バッファ
２１ｃ Ｌｏｗ用バッファ
２２ 送信制御部
２３ バッファ調整部
２３ａ 重みテーブル
２３ｂ パラメータ収集部
２３ｃ パラメータ分析部
２３ｄ 容量制御部
２４ パケット制御部
２４ａ アドレステーブル
２４ｂ 格納アドレス計算部
２４ｃ インタフェース部
２４ｄ 再送処理部

Claims (6)

1. 基地局装置と基地局装置外の外部装置との間のデータ通信に影響を与える各要因と、前記各要因の重み係数と、前記各要因が影響を与えるデータの優先度とを対応付けて記憶する記憶部と、
   前記各要因に関するパラメータを取得する取得部と、
   閾値以上のパラメータが取得された各要因に対応する重み係数の合計値を優先度ごとに算出する分析部と、
   前記基地局装置内の処理部から高速シリアルインタフェースで他の処理部に送信されるデータであって優先度が設定されたデータが前記優先度毎に設けられた領域に格納されるバッファの各領域の大きさを、前記優先度ごとに算出された前記重み係数の合計値の割合に基づいて制御する容量制御部と
   を有することを特徴とするバッファ制御装置。
2. 前記分析部は、前記取得部によって取得される前記パラメータに基づいて、前記データ通信のトラフィック量を予測し、
   前記容量制御部は、所定の優先度が設定されたデータのトラフィック量が閾値以上に増加すると予測された場合に、前記バッファ内において前記所定の優先度が設定されたデータが格納される領域の割合を、所定の割合に増加させることを特徴とする請求項１に記載のバッファ制御装置。
3. 前記分析部は、前記取得部によって取得される前記パラメータに基づいて、前記データ通信のトラフィック量を予測する際に、前記基地局装置に前記データ通信を要求している前記外部装置の数が所定数以上である場合に、優先度の高いデータのトラフィック量が所定数以上に増加すると予測し、
   前記容量制御部は、前記分析部によって前記優先度の高いデータのトラフィック量が所定数以上に増加すると予測された場合に、前記バッファにおいて前記優先度の高いデータに割当てられる領域の割合を、所定の割合に増加させることを特徴とする請求項１に記載のバッファ制御装置。
4. 前記分析部は、前記取得部によって取得される前記パラメータに基づいて、前記データ通信のトラフィック量を予測する際に、前記データ通信を実行している前記外部装置の再送量が所定数以上である場合に、高、中、低の三段階の優先度のうち優先度が中のデータのトラフィック量が所定数以上に増加すると予測し、
   前記容量制御部は、前記分析部によって前記優先度が中のデータのトラフィック量が所定数以上に増加すると予測された場合に、前記バッファにおいて前記優先度が中のデータに割当てられる領域が大きくなるように、各優先度のデータに割当てられる領域を制御することを特徴とする請求項１に記載のバッファ制御装置。
5. コンピュータが、
   基地局装置と基地局装置外の外部装置との間のデータ通信に影響を与える各要因に関するパラメータを取得し、
   前記各要因と、前記各要因の重み係数と、前記各要因が影響を与えるデータの優先度とを対応付けて記憶する記憶部を参照し、閾値以上のパラメータが取得された各要因に対応する重み係数の合計値を優先度ごとに算出し、
   前記基地局装置内の処理部から高速シリアルインタフェースで他の処理部に送信されるデータであって優先度が設定されたデータが前記優先度毎に設けられた領域に格納されるバッファの各領域の大きさを、前記優先度ごとに算出された前記重み係数の合計値の割合に基づいて制御する
   処理を含んだことを特徴とするバッファ制御方法。
6. 基地局装置と基地局装置外の外部装置との間のデータ通信に影響を与える各要因と、前記各要因の重み係数と、前記各要因が影響を与えるデータの優先度とを対応付けて記憶する記憶部と、
   前記基地局装置内の第１処理部から、高速シリアルインタフェースで、前記基地局装置内の第２処理部に送信されるデータであって優先度が設定されたデータを、前記優先度毎に設けられた領域を有するバッファに格納する格納制御部と、
   前記バッファから前記データを読み出して、前記高速シリアルインタフェースで前記第２処理部へ送信する送信制御部と、
   前記各要因に関するパラメータを取得する取得部と、
   閾値以上のパラメータが取得された各要因に対応する重み係数の合計値を優先度ごとに算出する分析部と、
   前記バッファの各領域の大きさを、前記優先度ごとに算出された前記重み係数の合計値の割合に基づいて制御する容量制御部と
   を有することを特徴とする基地局装置。

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