JP2007228161A - 無線ネットワーク制御装置のバッファ管理方法および無線ネットワーク制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受信バーストの発生にかかわらず安定に無線ネットワーク制御装置を動作させる。
【解決手段】無線ネットワーク制御装置に備えられた各多重分離装置に制御信号受信用として設けられたバッファに、入力される制御信号の総数およびセルごとの内訳数をそれぞれ単位時間ごとに計数し、各多重分離装置に新たな制御信号が入力されるごとに、制御信号の総数と多重分離装置の単位時間内での処理能力に応じて決定される装置閾値とを比較し、セルごとの内訳数と単一のセルについて単位時間内に受信を保証すべき受信数を示すセル内保証閾値とを比較し、セルごとの内訳数と単一のセルについて単位時間内に許容され得る受信数の最大値を示すセル最大閾値とをそれぞれ比較し、これらの比較結果に基づいて、新たに到来した制御信号の発信元のセルごとに、バッファへの入力あるいは廃棄を決定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線ネットワーク制御装置に備えられるＭＡＣ(Media Access Control)層の多重／分離装置に関し、特に、無線ネットワーク制御装置に接続された多数の基地局を介して流入する制御信号に関する受信負荷を管理する技術に関する。

図４に、従来の無線ネットワーク制御装置の構成例を示す。
図４に示した無線ネットワーク制御装置において、この無線ネットワーク制御装置の配下の各基地局(ＢＴＳ)に接続された基地局インタフェース４１１と、ＡＴＭ適合層多重分離部(ＡＬ２ＭＵＸ)４１３と、ｍ個のＭＡＣ層多重分離部(ＭＭＵＸ)４１４および呼処理部４１５とは、ＡＴＭスイッチ４１２を介して接続されている。

このような無線ネットワーク制御装置において、ｍ個のＭＭＵＸ４１４は、予め割り当てられた複数のセルにかかわる制御信号を再構成して呼処理部４１５に通知する処理を行っている。つまり、これらのＭＭＵＸ４１４により、無線ネットワーク制御装置の配下の各基地局装置が移動端末との間で授受する制御信号にかかわる処理が分担されている。
図４に示したＭＭＵＸ４１４において、多重／分離処理部４２１は、共通バッファ４２２を介して制御信号転送制御部４２３に接続されており、ＭＭＵＸ４１３に割り当てられた移動通信システムの各セルに関連して対応する基地局装置から送出される制御信号は、この共通バッファ４２２および制御信号転送制御部４２３を介して呼処理部４１５に渡され、この呼処理部４１５の処理に供される。

移動通信システムの加入者端末にかかわるコネクションが設定された後のデータ転送に関しては、個々のコネクションについて設定されたＱｏＳを考慮した輻輳制御のために、データ転送にかかわるバッファ管理を行なう様々な技術が提案されている(特許文献１参照)。
これに対して、加入者端末からの発呼や加入者端末の位置登録などにかかわる制御信号については、元来優先順位などを設定すべきものではないため、図４に示したＭＭＵＸ４１４に備えられた共通バッファ４２２には、そのＭＭＵＸ４１４に割り当てられたセル内の加入者端末にかかわる全ての制御信号が流入している。
特開２００４−１２９０５１号公報

図４に示した従来のＭＭＵＸ４１４においては、基地局装置から受信した制御信号の処理に関する公平性を保証するために、制御信号について想定されるトラヒックに基づいて余裕を持った容量の共通バッファ４２２を用意している。
しかしながら、基地局装置に障害が発生したときなどには、基地局装置によって送り出され続ける異常信号によって、対応するセルが分担されたＭＭＵＸ４１４に過剰な負荷かかり、上述した共通バッファ４２２が枯渇してこのＭＭＵＸ４１４が機能を停止してしまうことがある。その場合は、機能を停止したＭＭＵＸ４１４に分担されていた他の基地局装置に対応するセルにかかわる制御信号の処理も滞ってしまう。

同様の事態が、コンサート会場のように多数の人が集まる場所などで、発呼要求が一時に集中して送出され、該当する場所に対応するセルが割り当てられたＭＡＣ層多重分離部にバースト的な負荷がかかった際などに発生する。
このようなバースト的な負荷を考慮して、通常の場合に必要とされる分より極端に大きいリソースをＭＡＣ層多重分離部に備えれば、バッファの枯渇による障害の発生自体は回避することが可能であるが、このような過剰なリソースを備えることには無駄が多い。

その一方、上述したように、ＭＡＣ層多重分離部の機能停止が発生した場合の影響は非常に大きいので、制御信号の処理に関する公平性を確保しつつ、ＭＡＣ層多重分離部の機能停止を回避する技術が必要とされている。
本発明は、受信バーストの発生にかかわらず安定に無線ネットワーク制御装置を動作させるためのバッファ管理方法およびこれを用いた無線ネットワーク制御装置を提供することを目的とする。

本発明にかかわる無線ネットワーク制御装置におけるバッファ管理方法は、計数手順と、第１比較手順と、第２比較手順と、第３比較手順と、受付制御手順とから構成される。
本発明にかかわる無線ネットワーク制御装置におけるバッファ管理方法の原理は、以下の通りである。
複数の基地局装置との間で授受される制御信号に基づいて、各基地局にそれぞれ対応するエリアに含まれる複数の移動通信制御の最小単位であるセル内の加入者端末に関する呼処理を複数の多重分離装置を用いて制御する無線ネットワーク制御装置におけるバッファ管理方法において、計数手順は、無線ネットワーク制御装置に備えられた各多重分離装置に制御信号受信用として設けられたバッファに、入力される制御信号の総数およびセルごとの内訳数をそれぞれ単位時間ごとに計数する。第１比較手順は、各多重分離装置に新たな制御信号が入力されるごとに、計数手順において得られた制御信号の総数と多重分離装置の単位時間内での処理能力に応じて決定される装置閾値とを比較する。第２比較手順は、各多重分離装置に新たな制御信号が入力されるごとに、計数手順において得られたセルごとの内訳数と単一のセルについて単位時間内に受信を保証すべき受信数を示すセル内保証閾値とを比較する。第３比較手順は、各多重分離装置に新たな制御信号が入力されるごとに、計数手順において得られたセルごとの内訳数と単一のセルについて単位時間内に許容され得る受信数の最大値を示すセル最大閾値とをそれぞれ比較する。受付制御手順は、第１比較手順、第２比較手順および第３比較手順による比較結果に基づいて、新たに到来した制御信号の発信元のセルごとに、バッファへの入力あるいは廃棄を決定する。

このように構成された無線ネットワーク制御装置におけるバッファ管理方法の動作は、下記の通りである。
例えば、計数手段により、単位時間１秒に渡って計数される制御信号の総数およびセルごとの内訳数は、新たな制御信号の入力に応じて、第１比較手順、第２比較手順および第３比較手順により、それぞれ装置閾値とセル内保証閾値とセル最大閾値と比較され、これらの比較結果が受付制御手順の処理に供される。このように、第１の比較手順、第２の比較手順および第３の比較手順によってそれぞれ得られた比較結果を組み合わせて、受付制御手順が、各セルを発信元とする制御信号を受け付けてバッファに入力するか否かを決定することにより、セル内保証閾値で示される数の制御信号の受け付けを各セルについて保証しつつ、多重分離装置の処理能力の余裕を考慮して、例えば、いくつかのセルについては、セル最大閾値までの制御信号の受信を許容するといった柔軟なバッファ管理が可能となる。

本発明にかかわる第１の無線ネットワーク制御装置は、バッファと、セル単位受信数計数手段と、セル単位比較手段と、第１受付手段とから構成される。
本発明にかかわる第１の無線ネットワーク制御装置の原理は、以下の通りである。
複数の基地局装置との間で授受される制御信号に基づいて、各基地局にそれぞれ対応するエリアに含まれる複数のセル内の加入者端末に関する呼処理を複数の多重分離装置を用いて制御する無線ネットワーク制御装置において、バッファは、無線ネットワーク制御装置に備えられた各多重分離装置に制御信号受信用として設けられる。セル単位受信数計数手段は、各単位時間内にバッファに入力される制御信号を発信元のセルごとに計数する。セル単位比較手段は、各多重分離装置に新たな制御信号が入力されるごとに、単位受信数計数手段による各セルに対応する計数結果と単一のセルについて単位時間内に受信を保証すべき受信数を示すセル内保証閾値とをそれぞれ比較する。第１受付制御手段は、セル単位比較手段による比較結果に基づいて、新たに到来した制御信号の発信元のセルごとに、バッファへの入力あるいは廃棄を決定する。

このように構成された第１の無線ネットワーク制御装置の動作は、下記の通りである。
セル単位比較手段により、セル単位受信数計数手段によって各セルに対応して得られた計数値とセル内保証閾値とが比較され、これらの比較結果が、第１受付制御手段による受付制御処理に供される。この第１受付制御手段により、例えば、セル単位比較手段により、計数値がセル内保証閾値を超えたとされたセルについて、このセルに関する輻輳状態が発生したと判断され、それ以降、上述した計数処理に関する単位時間の終了までの間にこのセルから到来する制御信号は、廃棄されバッファへの入力が差し止められる。このようにして、単位時間内にセル内保証閾値までの制御信号の受信を保証しつつ、それ以上の制御信号がバッファに無制限に入力されることを防ぐことができる。

本発明にかかわる第２の無線ネットワーク制御装置は、バッファと、受信総数計数手段と、総数比較手段と、第２受付制御手段とから構成される。
本発明にかかわる第２の無線ネットワーク制御装置の原理は、以下の通りである。
複数の基地局装置との間で授受される制御信号に基づいて、各基地局にそれぞれ対応するエリアに含まれる複数のセル内の加入者端末に関する呼処理を複数の多重分離装置を用いて制御する無線ネットワーク制御装置において、バッファは、無線ネットワーク制御装置に備えられた各多重分離装置に制御信号受信用として設けられる。

各単位時間内にバッファに入力される制御信号の総数を計数する受信総数計数手段と、総数比較手段は、各多重分離装置に新たな制御信号が入力されるごとに、受信総数計数手段による計数結果と多重分離装置の単位時間内での処理能力に応じて決定される装置閾値とを比較する。第２受付制御手段は、総数比較手段により受信総数が装置閾値を超えた旨の比較結果が得られたときに、新たに到来する制御信号の廃棄を決定する。

このように構成された第２の無線ネットワーク制御装置の動作は、下記の通りである。
総数比較手段により、受信総数計数手段によって得られた計数値と装置閾値とが比較され、この比較結果が、第２受付制御手段による受付制御処理に供される。この第２受付制御手段により、例えば、総数比較手段により、計数値が装置閾値を超えたとされたときに、この多重分離装置に関する輻輳状態が発生したと判断され、それ以降、上述した計数処理に関する単位時間の終了までの間にこの多重分離装置に到来する制御信号は、廃棄されバッファへの入力が差し止められる。このようにして、単位時間内に全体として装置閾値までの制御信号の受信を保証しつつ、それ以上の制御信号がバッファに無制限に入力されることを防ぐことができる。

本発明にかかわる第３の無線ネットワーク制御装置は、上述した第２の無線ネットワーク制御装置に、セル単位受信数計数手段と、セル最大値比較手段と、第３受付制御手段とを備えて構成される。
本発明にかかわる第３の無線ネットワーク制御装置の原理は、以下の通りである。
上述した第２の無線ネットワーク制御装置において、セル単位受信数計数手段は、各単位時間内にバッファに入力される制御信号を発信元のセルごとに計数する。セル最大値比較手段は、各多重分離装置に新たな制御信号が入力されるごとに、単位受信数計数手段による各セルに対応する計数結果と単一のセルについて単位時間内に許容され得る受信数の最大値を示すセル最大閾値とをそれぞれ比較する。第３受付制御手段は、総数比較手段により受信総数が装置閾値以下であることが示されたときに、セル最大値比較手段によって各セルについて得られる比較結果に基づいて、各セルから新たに到来する制御信号のバッファへの入力あるいは廃棄を決定する。

このように構成された第３の無線ネットワーク制御装置の動作は、下記の通りである。
セル最大値比較手段により、セル単位受信数計数手段によって得られたセルごとの計数値とセル最大閾値とが比較され、この比較結果が、第３受付制御手段による受付制御処理に供される。この第３受付制御手段は、上述した第２受付制御手段により、多重分離装置の処理能力に余裕があると判断された場合に、セル最大比較手段による比較結果に基づいて、個々のセルに関するバースト受信状態が許容可能か否かを判断し、この判断結果に応じて、セルごとに受信制御信号のバッファへの入力を許容するか否かを決定する。つまり、第３の受付制御手段は、計数値がセル最大閾値以下であるとされたセルについては、これらのセルから到来する制御信号のバッファへの入力を許容し、一方、セル最大閾値を超えたとされたセルについては、そのセルに関するバースト受信状態が許容限度を超えたと判断して、それ以降、上述した計数処理に関する単位時間の終了までの間に該当するセルから到来する制御信号を廃棄してバッファへの入力を差し止める。このようにして、単位時間内に装置閾値以上の制御信号がバッファに無制限に入力されることを防ぐとともに、バースト的な受信をある程度許容しながらも、このようなバースト的な受信によってバッファ領域が占有されることを防ぐことができる。

本発明にかかわる第４の無線ネットワーク制御装置は、バッファと、受信総数計数手段と、セル単位受信数計数手段と、総数比較手段と、セル単位比較手段と、第４受付制御手段とから構成される。
本発明にかかわる第４の無線ネットワーク制御装置の原理は、以下の通りである。
複数の基地局装置との間で授受される制御信号に基づいて、各基地局にそれぞれ対応するエリアに含まれる複数のセル内の加入者端末に関する呼処理を複数の多重分離装置を用いて制御する無線ネットワーク制御装置において、バッファは、無線ネットワーク制御装置に備えられた各多重分離装置に制御信号受信用として設けられる。受信総数計数手段は、各単位時間内にバッファに入力される制御信号の総数を計数する。セル単位受信数計数手段は、各単位時間内にバッファに入力される制御信号を発信元のセルごとに計数する。総数比較手段は、各多重分離装置に新たな制御信号が入力されるごとに、受信総数計数手段による計数結果と多重分離装置の単位時間内での処理能力に応じて決定される装置閾値とを比較する。セル単位比較手段は、各多重分離装置に新たな制御信号が入力されるごとに、単位受信数計数手段による各セルに対応する計数結果と単一のセルについて単位時間内に受信を保証すべき受信数を示すセル内保証閾値とをそれぞれ比較する。第４受付制御手段は、総数比較手段により受信総数が装置閾値を超えた旨の比較結果が得られたときに、セル単位比較手段により、セル内保証閾値を超える制御信号が到来したとされたセルについて、該当するセルから新たに到来する制御信号の廃棄を決定する。

このように構成された第４の無線ネットワーク制御装置の動作は、下記の通りである。
セル単位比較手段により、セル単位受信数計数手段によって各セルに対応して得られた計数値とセル内保証閾値とが比較され、また、総数比較手段により、受信総数計数手段によって得られた計数値と装置閾値とが比較され、これらの比較結果が、第４受付制御手段による受付制御処理に供される。この第４受付制御手段により、例えば、受信総数にかかわる計数値が装置閾値以下である場合は、この多重分離装置の処理能力に余裕があると判断され、セル単位比較手段により、計数値がセル内保証閾値を超えたとされたセルについても新たな制御信号のバッファへの入力が許容される。一方、受信総数にかかわる計数値が装置閾値を超えた場合は、この多重分離装置の処理能力に余裕がないと判断される。このとき、セル単位比較手段により、計数値がセル内保証閾値を超えたとされたセルについて、第４受付制御手段は、それ以降、上述した計数処理に関する単位時間の終了までの間にこのセルから到来する制御信号を廃棄してバッファへの入力を差し止める。このようにして、単位時間内にセル内保証閾値までの制御信号の受信を保証しつつ、多重分離装置の処理能力に余裕がなくなったときには、セル内保証閾値以上の制御信号がバッファに無制限に入力されることを防ぐことができる。

本発明にかかわる第５の無線ネットワーク制御装置は、上述した第４の無線ネットワーク制御装置に、上述した第４の無線ネットワーク制御装置に、セル最大値比較手段と、第３受付手段とを備えて構成される。
本発明にかかわる第５の無線ネットワーク制御装置の原理は、以下の通りである。
上述した第４の無線ネットワーク制御装置において、セル最大値比較手段は、各多重分離装置に新たな制御信号が入力されるごとに、セル単位受信数計数手段による各セルに対応する計数結果と単一のセルについて単位時間内に許容され得る受信数の最大値を示すセル最大閾値とをそれぞれ比較する。第３受付制御手段は、総数比較手段により受信総数が装置閾値以下であることが示されたときに、セル最大値比較手段によって各セルについて得られる比較結果に基づいて、各セルから新たに到来する制御信号のバッファへの入力あるいは廃棄を決定する。

このように構成された第５の無線ネットワーク制御装置の動作は、下記の通りである。
第３受付制御手段は、上述した第４受付制御手段により、多重分離装置の処理能力に余裕があると判断された場合に、セル最大比較手段による比較結果に基づいて、個々のセルに関するバースト受信状態が許容可能か否かを判断し、この判断結果に応じて、セルごとに受信制御信号のバッファへの入力を許容するか否かを決定する。このようにして、多重分離装置の処理能力に余裕がある状態においても、個々のセルからバースト的に到来する制御信号の受け付けをセル最大閾値に基づいて制限することにより、バースト的な受信によってバッファ領域が占有されることを防いで、各セルに対応するセル内保証閾値分の受け付けを保証することができる。

本発明にかかわる第６の無線ネットワーク制御装置の原理は、以下の通りである。
上述した第５の無線ネットワーク制御装置において、セル最大比較手段は、複数の多重分離装置を介して受信した制御信号を集約処理する処理手段が単位時間あたりに処理可能なシステム仕様受信数を無線ネットワーク制御装置における多重分離装置の実装数で除算した値をセル最大閾値として用いる。総数比較手段は、数値「１」以上の値で示される最大能力マージンをセル最大閾値に乗じた値を装置閾値として用いる。セル単位比較手段は、多重分離装置が収容するセル数で装置閾値を除算した値をセル単位閾値として用いる。

このように構成された第６の無線ネットワーク制御装置の動作は、下記の通りである。
例えば、最大能力マージンを数値「２」として上述したように決定されたセル最大閾値、セル単位閾値および装置閾値を用いることにより、多重分離装置に収容されるセル群の中に統計的に予想される程度の数(例えば、１〜２程度)のセルからバースト的な制御信号を受信した場合に、受信バーストが発生したこれらのセルと他のセルから到来してバッファに入力される制御信号の総数は、多くとも装置閾値の２倍程度に抑えられる。このように制限された受信制御信号の処理は、無線ネットワーク制御装置に備えられた各種のリソースを最大限に利用することにより、無線ネットワーク制御装置全体の運用に支障のない範囲で充分に処理可能である。

本発明にかかわるバッファ管理方法によれば、多重分離装置に収容される全てのセルについて、所定数の制御信号の受け付けを保証しつつ、多重分離装置の処理能力の余裕を考慮して、例えば、いくつかのセルについては、セル最大閾値までの制御信号の受信を許容するといった柔軟なバッファ管理が可能となる。
また、本発明にかかわる第１の無線ネットワーク制御装置によれば、多重分離装置に収容される全てのセルについて所定数の制御信号の受け付けを保証しつつ、個々のセルからのバースト的な制御信号の受信の有無にかかわらず、確実に多重分離装置の輻輳を回避して、正常な運用を維持することができる。

一方、本発明にかかわる第２の無線ネットワーク制御装置によれば、多重分離装置の処理能力に余裕があるか否かに応じて制御信号の受け付けを制限することができるので、多重分離装置の輻輳を確実に回避することができる。
更に、本発明にかかわる第３の無線ネットワーク制御装置によれば、多重分離装置の処理能力に余裕がある場合に限ってバースト的に到来する制御信号の受け付けを適切な制限付きで許容することにより、多重分離装置の処理能力を最大限に活用しつつ、多重分離装置に収容される他のセルについても制御信号の公平な受け付けを図ることができる。

また、本発明にかかわる第４の無線ネットワーク制御装置によれば、多重分離装置の処理能力に余裕がない場合に限って、各セルから到来する制御信号について受け付けを制限するので、多重分離装置に収容される全てのセルについて所定数の制御信号の受け付けを保証した上で、多重分離装置の処理能力を活用することができる。
更に、本発明にかかわる第５の無線ネットワーク制御装置によれば、バースト的に到来する制御信号に関する受付処理と、多重分離装置に収容される全てのセルについて所定数の制御信号の受付処理との双方を確実に両立することができるので、多重分離装置の安定運用を確保することができる。

上述したような制御信号の受付制限を適用することにより、多重分離装置に収容されている多数のセルの一つからバースト的な制御信号が到来した場合にも、多重分離装置全体の機能が停止するといった重大な事態を確実に回避して、正常な運用を維持することができるので、移動通信システムの利用者に対するサービス性を大幅に向上することができる。

また、上述した制御信号の受付制御を適用した場合は、多重分離装置に大容量のバッファなどの過剰なリソースを備える必要がないので、無線ネットワーク制御装置のハードウェアを増大させることなく、受信バーストの発生にかかわらず安定に無線ネットワーク制御装置を動作させるという目的を達成することができる。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１に、本発明にかかわるＭＡＣ層多重分離装置の実施形態を示す。
なお、図１に示す構成要素のうち、図４に示した各部と同等のものについては、図４に示した符号を付して示し、その説明を省略する。

図１に示したＭＡＣ層多重分離装置(ＭＭＵＸ)２１０は、図４に示したＭＭＵＸ４１４に備えられた共通バッファ４２２に加えて、受信専用の受信バッファ２１１とこの受信バッファ２１１への制御信号の入力を制御するバッファ管理部２１２を備えている。
図１に示したバッファ管理部２１２は、ＭＭＵＸ２１０に割り当てられたｎ個のセルそれぞれに対応して設けられたセル単位カウンタ２１３と、総数カウンタ２１４とを備えており、これらのセルカウンタ２１３および総数カウンタ２１４は、計数制御部２１５からの指示に応じて計数動作を実行する。

図１に示した計数制御部２１５は、ＭＭＵＸ２１０に新たに制御信号が到来するごとに、総数カウンタ２１４をインクリメントするとともに、例えば、この制御信号のヘッダに基づいて発信元のセルを判別し、対応するセル単位カウンタ２１３の計数値をインクリメントする。また、この計数制御部２１５は、単位時間(例えば、１秒)ごとに、総数カウンタ２１４および各セル単位カウンタ２１３の計数値をクリアする。

このようにして、各セル単位カウンタ２１３および総数カウンタ２１４により、単位時間ごとの各セルからの制御信号の受信数および制御信号の受信総数が計数され、これらの計数結果が比較処理部２１６の処理に供される。
また、図１に示した比較処理部２１６は、計数制御部２１５から新たな制御信号に関する計数動作を行った旨が通知されるごとに、各セル単位カウンタ２１３による計数値および総数カウンタ２１４の計数値をそれぞれ所定の閾値(後述する)と比較する。

図１に示した入力制御部２１７は、上述した比較処理部２１６によって得られた比較結果に基づいて、後述するようにして、新たに受信した制御信号を受け付けるべきか否かを決定し、受け付けるべきとされた制御信号は受信バッファ２１１に送り、受け付けが否定された制御信号を廃棄する。
図２に、バッファ管理動作を表す流れ図を示す。

例えば、任意のセルｉ内の加入者端末から発信された制御信号がＭＭＵＸ２１０に到来すると(ステップ３０１)、上述したようにして、総数カウンタ２１４による受信総数Ｓおよびセルｉに対応するセル単位カウンタ２１３の計数値Ｃｉがインクリメントされる(ステップ３０２)。
このようにして計数値が更新されたときに、比較処理部２１６により、まず、計数値が更新されたセルカウンタ２１３の計数値Ｃｉと予め決定されたセル内保証閾値Ｔｈ_ｍｉｎとが比較される(ステップ３０３)。このセル内保証閾値Ｔｈ_ｍｉｎは、図３（ａ）に示すように、各セルから均等に制御信号が到来する場合に、ＭＭＵＸ２１０および無線ネットワーク制御装置において処理すべき制御信号の総数に関する仕様値Ｔを考慮して決定することが望ましい。

比較処理部２１６により、セルｉに対応するセル単位カウンタ２１３の計数値Ｃｉがセル内保証閾値Ｔｈ_ｍｉｎ以下であるとされた場合に(ステップ３０３の否定判定)、入力制御部２１７は、ステップ３０１において到来した新たな制御信号の受け付けを許容し、この制御信号を受信バッファ２１１に入力して(ステップ３０４)、処理を終了する。
したがって、セルｉから単位時間内に到来した制御信号の数が上述したセル内保証閾値Ｔｈ_ｍｉｎ以下であれば、このセルｉから新たに到来した制御信号の受け付けは確実に許容され、この制御信号は受信バッファ２１１に格納される。

一方、セルｉに対応する計数値Ｃｉがセル内保証閾値Ｔｈ_ｍｉｎを超えているとされた場合に(ステップ３０３の肯定判定)、入力制御部２１７は、比較処理部２１６による総数カウンタ２１４の計数値Ｓと予め決定された装置閾値Ｔｈ_{ｔｏｔａｌ}との比較結果に基づいて、ＭＭＵＸ２１０の処理能力に余裕があるか否かを判定する(ステップ３０５)。この装置閾値Ｔｈ_{ｔｏｔａｌ}は、後述するように、ＭＭＵＸ２１０によって単位時間（例えば、１秒）内に処理可能な制御信号の数を考慮して決定することが望ましい。

総数カウンタ２１４の計数値Ｓが装置閾値Ｔｈ_{ｔｏｔａｌ}以下であるとされた場合に(ステップ３０５の否定判定)、入力制御部２１７は、上述したセルｉに対応するセル単位カウンタ２１３の計数値Ｃｉを予め決定されたセル最大閾値Ｔｈ_ｍａｘとについて、比較処理部２１６によって得られた比較結果に基づいて、単一のセルからの受付限度を超えたか否かを判定する(ステップ３０６)。このセル最大閾値Ｔｈ_ｍａｘは、後述するように、ＭＭＵＸ２１０に割り当てられているｎ個のセルの幾つか（例えば、２個）からバースト的な制御信号が到来する場合を想定して決定することが望ましい。

比較処理部２１６により、セルｉに対応するセル単位カウンタ２１３の計数値Ｃｉがセル最大閾値Ｔｈ_ｍａｘ以下であるとされた場合に(ステップ３０６の否定判定)、入力制御部２１７は、ステップ３０１において到来した新たな制御信号の受け付けを許容し、この制御信号を受信バッファ２１１に渡して(ステップ３０４)、処理を終了する。
また一方、上述したステップ３０５あるいはステップ３０６の肯定判定に応じて、入力制御部２１７は、ステップ３０１において到来した新たな制御信号をログのみを収集して廃棄し(ステップ３０７)、処理を終了する。

このようにして、図３（ｂ）に示すように、ＭＭＵＸ２１０に割り当てられたｎ個のセルの一つ（図３においては、セルｉ）からバースト的な制御信号が到来した場合に、上述したセル最大閾値Ｔｈ_ｍａｘまでの受信（図３（ｂ）において、実線の矢印で示す）を受け付け、以降にこのセルｉから到来する制御信号（図３（ｂ）において、点線の矢印で示す）を選択的に廃棄することができる。また、このような選択的な廃棄と並行して、対応するセル単位カウンタ２１３の計数値がセル内保証閾値Ｔｈ_ｍｉｎ以下である他のセルから到来する制御信号の受け付けは続行され（図３（ｂ）において、実線の矢印で示す）、これらのセルから着信が保証される。

このような受付制御動作を行うことにより、受信バーストが発生したセルからの過剰な負荷によって受信バッファ２１１が占有されることを防ぐとともに、受信バッファ２１１の枯渇を確実に防ぐことができる。これにより、基地局装置の障害に伴う異常信号による負荷やコンサート会場などで突発的に発生するバースト受信による負荷にかかわらず、ＭＭＵＸ２１０を安定的な運用を維持することが可能となる。

更に、上述したセル内保証閾値Ｔｈ_ｍｉｎ、装置閾値Ｔｈ_{ｔｏｔａｌ}およびセル最大閾値Ｔｈ_ｍａｘを適切に決定することにより、ＭＭＵＸ２１０および無線ネットワーク制御装置に備えられた各種のリソースを最大限に利用して、ＭＭＵＸ２１０のパフォーマンスの維持も図ることができる。
上述した仕様値Ｔを無線ネットワーク制御装置に実装されたＭＭＵＸ２１０の数Ｋで除算して得られる装置当たり仕様値Ｐは、各ＭＭＵＸ２１０において単位時間内に確実に処理すべき制御信号の数を示している。すなわち、この装置当たり仕様値Ｐは、ＭＭＵＸ２１０に割り当てられたｎ個のセルの一つからのみ制御信号が到来する場合に、確実に処理可能な制御信号の数を示しているので、この装置当たり仕様値Ｐをバースト受信に関するセル最大閾値Ｔｈ_ｍａｘとする。一方、各ＭＭＵＸ２１０によって単位時間内に処理可能な制御信号の数の最大値、すなわち、各ＭＭＵＸ２１０によって処理能力の余剰を判定するための装置閾値Ｔｈ_{ｔｏｔａｌ}は、上述した装置当たり仕様値Ｐに受信タイミングの揺らぎを考慮した最大能力マージン比率Ｍを乗じた値となる。また、このようにして求めた装置閾値Ｔｈ_{ｔｏｔａｌ}を各ＭＭＵＸ２１０に割り当てられたセルの数ｎで除算することにより、セル内保証閾値Ｔｈ_ｍｉｎが得られる。

例えば、無線ネットワーク制御装置における制御信号の１秒当たりの処理数に関する仕様値Ｔ＝１５０、最大能力マージン比率Ｍ＝２、各ＭＭＵＸ２１０に割り当てられるセル数ｎ＝５０とすると、装置閾値Ｔｈ_{ｔｏｔａｌ}＝１００、セル最大閾値Ｔｈ_ｍａｘ＝５０およびセル内保証閾値Ｔｈ_ｍｉｎ＝２が得られる。
この場合に、例えば、図３(ｂ)に示すように、ＭＭＵＸ２１０に割り当てられたセルの一つからバースト的な制御信号が到来し、他のセルからは、セル内保証閾値Ｔｈ_ｍｉｎに相当する数の制御信号が到来した場合に、バッファ管理部２１２によって受け付けられ、受信バッファ２１１に入力される制御信号の数は、ほぼ装置閾値Ｔｈ_{ｔｏｔａｌ}と同等となる。したがって、この場合に、単位時間内(例えば、１秒)に受け付けられた制御信号は、滞りなく確実に処理される。

また、上述したバッファ管理方法では、例えば、隣接する２つのセルからほぼ同時にバースト的な制御信号が到来した場合に、これらのセルから到来して受け付けた制御信号の数と他のセルから到来して受け付けられた制御信号の数を含む総和は、上述した装置当たり仕様値Ｐのほぼ４倍に達する。しかし、図１に示した無線ネットワーク制御装置に備えられた呼処理部４１５において、受信した制御信号にかかわる処理負担が小さい場合には、上述した程度の信号数であれば、適切に捌くことが可能である。

以上に説明したように、本発明にかかわるバッファ管理方法およびこれを適用したＭＡＣ層多重分離装置によれば、基地局装置の障害やコンサートやイベントなどで多数の人が同時に発呼操作した場合などに伴う制御信号のバースト受信の発生にかかわらず、ＭＡＣ層多重分離装置内のバッファの枯渇を確実に防ぎ、装置の安定運用を維持することができるので、無線ネットワーク制御装置の保守管理において極めて有用である。

また、上述したようなバースト受信によって、ＭＡＣ層多重分離装置内のバッファが占有されないように受け付けを制御することができるので、制御信号のバーストの発生の有無にかかわらず、ＭＡＣ層多重分離装置に処理が割り当てられた多数のセルにかかわる制御信号を適切に処理し、これらのセル内の利用者に対するサービス性を維持することができる。

更に、ＭＡＣ層多重分離装置の処理能力に余剰がある場合には、バースト的な制御信号を適切な制限の下に受け付けることにより、制御信号のバーストが発生しているセル内の利用者に対するサービス性の向上と他のセル内の利用者に対するサービス性の維持との両立を図ることができるので、ＭＡＣ層多重分離装置の処理能力を有効に活用することができる。

本発明にかかわるＭＡＣ層多重分離装置の実施形態を示す図である。 バッファ管理動作を表す流れ図である。 受付制御動作を説明する図である。 従来の無線ネットワーク制御装置の構成例を示す図である。

符号の説明

２１０、４１４ ＭＡＣ層多重分離装置(ＭＭＵＸ)
２１１ 受信バッファ
２１２ バッファ管理部
２１３ セル単位カウンタ
２１４ 総数カウンタ
２１５ 計数制御部
２１６ 比較処理部
２１７ 入力制御部
４１１ 基地局インタフェース
４１２ ＡＴＭスイッチ
４１３ ＡＴＭ適合層多重分離部(ＡＬ２ＭＵＸ)
４１５ 呼処理部
４２１ 多重／分離処理部
４２２ 共通バッファ
４２３ 制御信号転送制御部

Claims (7)

1. 複数の基地局装置との間で授受される制御信号に基づいて、前記各基地局にそれぞれ対応するエリアに含まれる複数の移動通信制御の最小単位であるセル内の加入者端末に関する呼処理を複数の多重分離装置を用いて制御する無線ネットワーク制御装置におけるバッファ管理方法において、
   前記無線ネットワーク制御装置に備えられた各多重分離装置に制御信号受信用として設けられたバッファに、入力される制御信号の総数およびセルごとの内訳数をそれぞれ単位時間ごとに計数する計数手順と、
   前記各多重分離装置に新たな制御信号が入力されるごとに、前記計数手順において得られた制御信号の総数と前記多重分離装置の単位時間内での処理能力に応じて決定される装置閾値とを比較する第１比較手順と、
   前記各多重分離装置に新たな制御信号が入力されるごとに、前記計数手順において得られた前記セルごとの内訳数と単一のセルについて単位時間内に受信を保証すべき受信数を示すセル内保証閾値とを比較する第２比較手順と、
   前記各多重分離装置に新たな制御信号が入力されるごとに、前記計数手順において得られた前記セルごとの内訳数と単一のセルについて単位時間内に許容され得る受信数の最大値を示すセル最大閾値とをそれぞれ比較する第３比較手順と、
   前記第１比較手順、第２比較手順および第３比較手順による比較結果に基づいて、前記新たに到来した制御信号の発信元のセルごとに、前記バッファへの入力あるいは廃棄を決定する受付制御手順と
   を備えたことを特徴とするバッファ管理方法。
2. 複数の基地局装置との間で授受される制御信号に基づいて、前記各基地局にそれぞれ対応するエリアに含まれる複数のセル内の加入者端末に関する呼処理を複数の多重分離装置を用いて制御する無線ネットワーク制御装置において、
   前記無線ネットワーク制御装置に備えられた各多重分離装置に制御信号受信用として設けられたバッファと、
   各単位時間内に前記バッファに入力される制御信号を発信元のセルごとに計数するセル単位受信数計数手段と、
   前記各多重分離装置に新たな制御信号が入力されるごとに、前記単位受信数計数手段による各セルに対応する計数結果と単一のセルについて単位時間内に受信を保証すべき受信数を示すセル内保証閾値とをそれぞれ比較するセル単位比較手段と、
   前記セル単位比較手段による比較結果に基づいて、前記新たに到来した制御信号の発信元のセルごとに、前記バッファへの入力あるいは廃棄を決定する第１受付制御手段と
   を備えたことを特徴とする無線ネットワーク制御装置。
3. 複数の基地局装置との間で授受される制御信号に基づいて、前記各基地局にそれぞれ対応するエリアに含まれる複数のセル内の加入者端末に関する呼処理を複数の多重分離装置を用いて制御する無線ネットワーク制御装置において、
   前記無線ネットワーク制御装置に備えられた各多重分離装置に制御信号受信用として設けられたバッファと、
   各単位時間内に前記バッファに入力される制御信号の総数を計数する受信総数計数手段と、
   前記各多重分離装置に新たな制御信号が入力されるごとに、前記受信総数計数手段による計数結果と前記多重分離装置の単位時間内での処理能力に応じて決定される装置閾値とを比較する総数比較手段と、
   前記総数比較手段により受信総数が前記装置閾値を超えた旨の比較結果が得られたときに、前記新たに到来する制御信号の廃棄を決定する第２受付制御手段と
   を備えたことを特徴とする無線ネットワーク制御装置。
4. 請求項３に記載の無線ネットワーク制御装置において、
   各単位時間内に前記バッファに入力される制御信号を発信元のセルごとに計数するセル単位受信数計数手段と、
   前記各多重分離装置に新たな制御信号が入力されるごとに、前記単位受信数計数手段による各セルに対応する計数結果と単一のセルについて単位時間内に許容され得る受信数の最大値を示すセル最大閾値とをそれぞれ比較するセル最大値比較手段と、
   前記総数比較手段により受信総数が前記装置閾値以下であることが示されたときに、前記セル最大値比較手段によって各セルについて得られる比較結果に基づいて、前記各セルから前記新たに到来する制御信号の前記バッファへの入力あるいは廃棄を決定する第３受付制御手段と
   を備えたことを特徴とする無線ネットワーク制御装置。
5. 複数の基地局装置との間で授受される制御信号に基づいて、前記各基地局にそれぞれ対応するエリアに含まれる複数のセル内の加入者端末に関する呼処理を複数の多重分離装置を用いて制御する無線ネットワーク制御装置において、
   前記無線ネットワーク制御装置に備えられた各多重分離装置に制御信号受信用として設けられたバッファと、
   各単位時間内に前記バッファに入力される制御信号の総数を計数する受信総数計数手段と、
   各単位時間内に前記バッファに入力される制御信号を発信元のセルごとに計数するセル単位受信数計数手段と、
   前記各多重分離装置に新たな制御信号が入力されるごとに、前記受信総数計数手段による計数結果と前記多重分離装置の単位時間内での処理能力に応じて決定される装置閾値とを比較する総数比較手段と、
   前記各多重分離装置に新たな制御信号が入力されるごとに、前記単位受信数計数手段による各セルに対応する計数結果と単一のセルについて単位時間内に受信を保証すべき受信数を示すセル内保証閾値とをそれぞれ比較するセル単位比較手段と、
   前記総数比較手段により受信総数が前記装置閾値を超えた旨の比較結果が得られたときに、前記セル単位比較手段により、前記セル内保証閾値を超える制御信号が到来したとされたセルについて、該当するセルから新たに到来する制御信号の廃棄を決定する第４受付制御手段と
   を備えたことを特徴とする無線ネットワーク制御装置。
6. 請求項５に記載の無線ネットワーク制御装置において、
   前記各多重分離装置に新たな制御信号が入力されるごとに、前記単位受信数計数手段による各セルに対応する計数結果と単一のセルについて単位時間内に許容され得る受信数の最大値を示すセル最大閾値とをそれぞれ比較するセル最大値比較手段と、
   前記総数比較手段により受信総数が前記装置閾値以下であることが示されたときに、前記セル最大値比較手段によって各セルについて得られる比較結果に基づいて、前記各セルから前記新たに到来する制御信号の前記バッファへの入力あるいは廃棄を決定する第３受付制御手段と
   を備えたことを特徴とする無線ネットワーク制御装置。
7. 請求項６に記載の無線ネットワーク制御装置において、
   前記セル最大比較手段は、前記複数の多重分離装置を介して受信した制御信号を集約処理する処理手段が単位時間あたりに処理可能なシステム仕様受信数を前記無線ネットワーク制御装置における前記多重分離装置の実装数で除算した値を前記セル最大閾値として用い、
   前記総数比較手段は、数値「１」以上の値で示される最大能力マージンを前記セル最大閾値に乗じた値を前記装置閾値として用い、
   前記セル単位比較手段は、前記多重分離装置が収容するセル数で前記装置閾値を除算した値を前記セル単位閾値として用いる
   ことを特徴とする無線ネットワーク制御装置。

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