無線基地局装置および無線基地局装置における通信処理の制御方法
【課題】基地局の通信処理を行なうマルチコアプロセッサの消費電力を制御し、低消費電力化、および熱対策を効果的に行なう。
【解決手段】基地局のベースバンド部は、それぞれ独立に動作モードを切替え可能な複数のプロセッサコアをもつ１つ以上のマルチコアプロセッサを搭載し、それら複数のプロセッサコアをＳｔａｔｉｃコアまたはＤｙｍａｍｉｃコアとして定義するためのプログラムおよびＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコア数を決定するため手段を有し、ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアの割り当て数を決定し、ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアの定義を行い、ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアのいずれにも割り当てられなかったプロセッサコアに対しては、スリープモードまたはスタンバイモードに設定する。
【解決手段】基地局のベースバンド部は、それぞれ独立に動作モードを切替え可能な複数のプロセッサコアをもつ１つ以上のマルチコアプロセッサを搭載し、それら複数のプロセッサコアをＳｔａｔｉｃコアまたはＤｙｍａｍｉｃコアとして定義するためのプログラムおよびＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコア数を決定するため手段を有し、ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアの割り当て数を決定し、ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアの定義を行い、ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアのいずれにも割り当てられなかったプロセッサコアに対しては、スリープモードまたはスタンバイモードに設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線移動局装置との間で無線信号を送受信する無線基地局装置および無線基地局装置における通信処理の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいて、無線基地局装置と無線移動局装置は物理レイヤを経て、物理チャネルによって接続されている。無線基地局装置における物理レイヤ（ＰＨＹ：Physical Layer）の処理は、これまではＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等に実装して、ハードウェアで実現していた。しかし最近は、ＤＳＰ（Digital Signal Processing）等のプロセッサに実装して、ソフトウェアで実現するケースが多くなってきた。
【０００３】
さらに、既存のシステムで用いられている方式であるＷ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiplex Access）あるいはＣＤＭＡ２０００（Code Division Multiplex Access 2000）の無線基地局装置に比べて、新規にサービスが開始されるＬＴＥ（Long Term Evolution）やモバイルＷｉＭＡＸ（World interoperability for Microwave Access）の場合には、無線基地局装置が行なう物理レイヤやスケジューラの処理が大幅に増加する。例えば、ＬＴＥの物理レイヤやスケジューラ処理の概要については、非特許文献１及び非特許文献２に記載されている。
【０００４】
そのため、ＬＴＥやＷｉＭＡＸの無線基地局装置において、物理レイヤやスケジューラの処理を、ＤＳＰ等のプロセッサを用いてソフトウェアで実現する際に、１つのプロセッサでは処理量が不足するため、複数のプロセッサを使用したマルチプロセッサで実現する必要がある。
特許文献１は、ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）における物理レイヤやスケジューラの処理を、処理量の特性を考慮することにより、処理負荷を軽減するとともにビットレート、セクタ数に対応して柔軟な通信処理方式を提供することを目的とした発明である。特許文献１では、ユーザ数に処理量が比例するスケジューラ機能と、データ量に処理量が比例する回線終端処理機能を同一プロセッシングユニットに有し、予め設定した時間領域で切替えて実行するよう制御することでプロセッシングユニットの処理負荷を軽減する。マルチプロセッシングユニットで実現する場合には、各プロセッシングユニットの処理負荷に応じて、全プロセッシングユニットの処理負荷が均一になるようにユーザを割り当てることにより、処理不可を均一化し、収容可能なユーザ数を増加し、部品点数削減を可能にするものである。
【０００５】
一方、最近、プロセッサ１チップの中に複数のプロセッサコア（以下、コアと呼ぶ）を搭載したマルチコアプロセッサが注目を浴びてきている。一般的なプロセッサが、１チップの中に命令発行器や演算器などから構成されるコアが１個搭載されているシングルコアプロセッサであるのに対し、マルチコアプロセッサとは、１チップの中に複数のコアが搭載されたものである。マルチコアプロセッサの各コアは基本的に独立しているため、各コアは他のコアに影響されることなく動作することが可能であり、コアの搭載数を増やせばプロセッサの性能を向上させることができる。
従来、プロセッサは動作クロック周波数をアップさせることにより性能向上を図ってきた。しかし、動作クロック周波数をアップさせる技術の開発が停滞していることと、動作クロック周波数アップに伴う消費電力増大が問題になっていることにより、現在、マルチコア化での性能向上が主流となりつつある。マルチコアプロセッサの中には、低消費電力化および熱対策を目的として、コアごとに独立に、動作クロックを停止するスリープモード機能や、電源供給を停止するスタンバイモード機能を有するものもある。
【０００６】
ＬＴＥやＷｉＭＡＸの無線基地局装置において、物理レイヤとスケジューラの処理に、さらにレイヤ２処理、レイヤ３処理まで加えると、それらをソフトウェアで実現するには、動作周波数１ＧＨｚ程度の高性能なコアを４〜６個搭載したマルチコアプロセッサが複数個必要となると想定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−９９０７９号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】３ＧＰＰ ＴＳ 36.211 V9.0.0(2009-12) p9-p13,p42-p46
【非特許文献２】３ＧＰＰ ＴＳ 36.213 V9.0.1(2009-12) p18-p26,p54-p57
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述のように、ＬＴＥやＷｉＭＡＸの無線基地局装置の物理レイヤ、スケジューラの処理、レイヤ２処理、レイヤ３処理をマルチコアプロセッサで実現する場合、動作周波数１ＧＨｚ程度の高性能なコアを４〜６個搭載したマルチコアプロセッサが複数個必要である。無線基地局装置のベースバンドユニット（ＢＢＵ：Base Band Unit）の消費電力は、この複数のマルチコアプロセッサの消費電力が多くを占めており、マルチコアプロセッサの低消費電力化のための検討が必須である。また、ＢＢＵは、設置場所の制限から自然空冷とならざるをえず、熱対策のためにもマルチコアプロセッサの低消費電力化は必要とされる。マルチコアプロセッサの消費電力を低減するためには、スリープモード機能、スタンバイモード機能を効果的に用いる制御技術が求められる。
【００１０】
本発明はマルチコアプロセッサを用いて通信処理を行なう場合に、マルチコアプロセッサの消費電力を制御し、効果的に低消費電力化、および熱対策を行なうことができる無線基地局装置および無線基地局装置における通信処理の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ベースバンド部が、それぞれが独立に動作モードを切替える機能を有する複数のプロセッサコアを有する１つ以上のマルチコアプロセッサを搭載して構成された無線基地局装置において、マルチコアプロセッサに、複数のプロセッサコアをＳｔａｔｉｃコアまたはＤｙｍａｍｉｃコアとして定義するためのプログラムおよびＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコア数を決定するため手段を有し、ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアの割り当て数を決定し、複数のプロセッサコアに対して、ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアの定義を行い、ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアのいずれにも割り当てられなかったプロセッサコアに対しては、スリープモードまたはスタンバイモードに設定するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、マルチコアプロセッサを用いて通信処理を行なう場合に、マルチコアプロセッサの消費電力を細かく管理し、効果的に低消費電力化、および熱対策を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】無線通信ネットワークの構成例を示した図である。
【図２】本発明の一実施形態における無線基地局装置の構成を示した図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるベースバンド部のレイヤ１の構成を示した図である。
【図４】マルチコアプロセッサの基本構成例を示した図である。
【図５】マルチコアプロセッサにおける各コアの使用率と消費電力の一例を示した図である。
【図６】マルチコアプロセッサにおける各コアの使用率と消費電力の一例を示した図である。
【図７】無線基地局装置のシステム帯域とアンテナ数に基づいて算出した必要なコア数の一例を示したテーブルである。
【図８】無線基地局装置に接続する無線移動局装置数と伝送レートに対する必要なコア数の一例を示したテーブルである。
【図９】本発明の一実施形態におけるマルチコアプロセッサの構成を示した図である。
【図１０】本発明の一実施形態における無線基地局装置の電源投入から運用開始までの処理内容を示したフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態における無線基地局装置の運用中の処理内容を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
図１は、無線通信ネットワークの構成例を示す図である。
図１に示すように、無線通信ネットワークは、例えば、複数の無線基地局装置１〜３（図１においては３局のみ図示)、移動管理エンティティ装置（ＭＭＥ装置：Mobility Management Entity）４、ゲートウェイ装置（ＧＷ装置：GateWay）５、運用保守装置（Ｏ＆Ｍ装置：Operation & Maintenance）６、ネットワーク網７から構成される。
無線基地局装置１〜３は、各無線基地局装置それぞれの電波到達範囲であるセルに在圏する無線移動局装置と送受信を行なう。ＭＭＥ装置４は、無線移動局装置のハンドオーバによるモビリティを管理する。ＧＷ装置５は、ユーザーデータパケットをルーティングして転送する。Ｏ＆Ｍ装置６は、主に無線基地局装置１〜３に対し、システムパラメータ設定、制御、監視する機能を有する。ネットワーク網７は、主にイーサネット（登録商標）で構築される。無線基地局装置１〜３と各無線基地局装置のセルに在圏する無線移動局装置は、ＭＭＥ装置４、ＧＷ装置５、Ｏ＆Ｍ装置６に管理および制御されながら通信する。
【００１５】
図２に本発明の一実施形態における無線基地局装置の構成を示す。
無線基地局装置１は、アンテナ１０、無線周波数部（ＲＦ部：Radio Frequency）２０、ベースバンド部（ＢＢ部：BaseBand）３０から構成される。ＢＢ部３０はレイヤ１部４０、レイヤ２部５０、レイヤ３部６０に細分化される。なお、ＲＦ部２０、ＢＢ部３０は、それぞれ異なる場所に設置することが可能なように、ＲＦユニット、ＢＢユニットとして別々の筐体で構成されることもある。
【００１６】
無線基地局装置の各部の動作を説明する。
上位レイヤから送られてくる送信パケット１１はＢＢ部３０のレイヤ３部６０に入力される。ここで上位レイヤとは、ネットワーク網７に接続されるＭＭＥ装置４、ＧＷ装置５、Ｏ＆Ｍ装置６に相当する。レイヤ３部６０に入力された送信パケット１１は、無線リソース制御（ＲＲＣ：Radio Resouece Control)の処理が施され、送信データ１２となる。レイヤ３部６０から出力された送信データ１２は、レイヤ２部５０に入力される。
レイヤ２部５０に入力された送信データ１２は、パケットデータコンバージェンスプロトコル処理（ＰＤＣＰ：Packet Data Convergence Protocol）、無線リンク制御（ＲＬＣ：Radio Link Control）、メディア・アクセス制御（ＭＡＣ：Media Access Control）の処理が施され、送信データ１３となる。レイヤ２部５０から出力された送信データ１３は、レイヤ１部４０に入力される。
レイヤ１部４０に入力された送信データ１３は、物理レイヤ（Physical Layer）の処理及びスケジューラ処理が施され、送信データ１４となる。レイヤ１部４０から出力された送信データ１４は、ＲＦユニット２０に入力される。ＲＦ部２０に入力された送信データ１４は、Ｄ/Ａ変換、ＩＱ直交変調、周波数アップコンバート、帯域制限、電力増幅の処理が施され、アンテナ１０を通して無線信号１５として送出される。
【００１７】
一方、アンテナ１０を通して入力された無線信号１５は、ＲＦ部２０に入力される。
アンテナ１０から出力された無線信号１５は、ＲＦ部２０により、送信、受信分離（ＴＸ／ＲＸ分離）、低ノイズ増幅、帯域制限、周波数ダウンコンバート、利得調整、ＩＱ直交復調、Ａ／Ｄ変換の処理が施され、受信データ１６となる。
ＲＦ部２０から出力された受信データ１６は、ＢＢ部３０のレイヤ１部４０に入力される。レイヤ１部４０に入力された受信データ１６は、物理レイヤの受信処理が施され、受信データ１７となる。レイヤ１部４０から出力された受信データ１７は、レイヤ２部５０に入力される。レイヤ２部５０に入力された受信データ１７は、ＭＡＣ、ＲＬＣ、ＰＤＣＰの受信処理が施され、受信データ１８となる。レイヤ２部５０から出力された受信データ１８は、レイヤ３部６０に入力される。レイヤ３部６０に入力された受信データ１８は、ＲＲＣの受信処理が施され、受信パケット１９となる。レイヤ３部６０から出力された受信パケット１９は、上位レイヤに送出される。
【００１８】
図３に本発明の一実施形態におけるベースバンド部のレイヤ１部の構成を示す。
ＢＢ部３０のレイヤ１部４０は、逆高速フーリエ変換処理（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）４０５、ＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）送信処理４０６、ＣＰＲＩ受信処理４０７、ＦＦＴ処理４０８、Ｏ＆Ｍインタフェース処理４４０、データチャネル送信処理４５０、制御チャネル送信処理４６０、データチャネル受信処理４７０、制御チャネル受信処理４８０、スケジューラ処理４９０から構成される。
データチャネル送信処理４５０は、符号化処理４０１、スクランブル処理４０２、変調処理４０３、マッピング処理４０４から構成される。
制御チャネル送信処理４６０は、符号化処理４１３、スクランブル処理４１４、変調処理４１５、マッピング処理４１６から構成される。
データチャネル受信処理４７０は、デマッピング処理４０９、復調処理４１０、デスクランブル処理４１１、復号処理４１２から構成される。
制御チャネル受信処理４８０は、デマッピング処理４１７、復調処理４１８、デスクランブル処理４１９、復号処理４２０から構成される。
【００１９】
レイヤ２部５０から出力される送信データ１３は、データチャネルに関する送信データ１４０と制御チャネルに関する送信データ１４１に分類され、データチャネルに関する送信データ１４０はデータチャネル送信処理４５０の符号化処理４０１へ、制御チャネルに関する送信データ１４１は制御チャネル送信処理４６０の符号化処理４１３にそれぞれ入力される。
【００２０】
符号化処理４０１に入力された送信データ１４０は、巡回冗長検査（ＣＲＣ：Cyclic Redundancy Check）符号、ビタビ符号やターボ符号といった誤り検出・誤り訂正符号化が施され、送信データ１３０となる。符号化処理４０１から出力された送信データ１３０は、スクランブル処理４０２に入力される。
スクランブル処理４０２に入力された送信データ１３０、所定の規則に基づいてスクランブル処理が施され、送信データ１３１となる。スクランブル処理４０２から出力された送信データ１３１は、変調処理４０３に入力される。
変調処理４０３に入力された送信データ１３１は、４相位相変調（ＱＰＳＫ：Quadrature Phase Shift Keying）、１６値直交振幅変調（１６ＱＡＭ：16-Quadrature Amplitude Modulation）といった変調が施され、送信データ１３２となる。変調処理４０３から出力された送信データ１３２は、マッピング処理４０４に入力される。
マッピング処理４０４に入力された送信データ１３２は、レイヤマッピング、プリコーディング、無線リソースマッピングが施され、送信データ１３３となる。
【００２１】
制御チャネル送信処理部４６０に入力された制御チャネルに関する送信データ１４１も、データチャネルに関する送信データ１４０と同様な符号化処理４１３、スクランブル処理４１４、変調処理４１５、マッピング処理４１６が施される。マッピング処理４０４から出力された送信データ１３３と、マッピング処理４１６から出力された送信データ１３８は、ＩＦＦＴ処理４０５に入力される。
ＩＦＦＴ処理４０５に入力された送信データ１３３、１３８は、逆フーリエ変換、最クリック プレフィックス（ＣＰ：Cyclic Prefix）付加の処理が施され、送信データ１３４となる。ＩＦＦＴ処理４０５から出力された送信データ１３４は、ＣＰＲＩ送信処理４０６に入力される。
ＣＰＲＩ送信処理４０６に入力された送信データ１３４は、ＣＰＲＩ標準インタフェースの送信データフォーマットに変換され、送信データ１４となる。
【００２２】
一方、ＲＦ部２０から出力された受信データ１６は、ＣＰＲＩ受信処理４０７に入力される。ＣＰＲＩ受信処理４０７に入力された受信データ１６は、ＣＰＲI 標準インタフェースからＩＱ信号が抽出され、受信データ１６０となる。ＣＰＲＩ受信処理４０７から出力された受信データ１６０は、ＦＦＴ処理４０８に入力される。
ＦＦＴ処理４０８に入力された受信データ１６０は、ＣＰ削除、フーリエ変換が施され、受信データ１６１となる。ＦＦＴ処理４０８から出力された受信データ１６１は、データチャネルに関する受信データ１６１はデータチャネル受信処理部のデマッピング処理４０９へ、制御チャネルに関する受信データ１６５は制御チャネル受信処理４８０のデマッピング処理４１７に入力される。
【００２３】
デマッピング処理４０９に入力された受信データ１６１は、無線リソースマッピングに対する逆処理、プリコーディングに対する逆処理、レイヤマッピングに対する逆処理が施され、受信データ１６２となる。デマッピング処理４０９から出力された受信データ１６２は、復調処理４１０に入力される。
復調処理４１０に入力された受信データ１６２は、最小自乗平均誤差（ＭＭＳＥ：Minimum Mean Square Error)復調や最尤推定検出（ＭＬＤ：Maximum Likelihood detection)復調といった復調が施され、受信データ１６３となる。復調処理４１０から出力された受信データ１６３は、デスクランブル処理４１１に入力される。
デスクランブル処理４１１に入力された受信データ１６３は、所定の規則に基づいてデスクランブル処理が施され、受信データ１６４となる。デスクランブル処理４１１から出力された受信データ１６４は、復号処理４１２に入力される。
復号処理４１２に入力された受信データ１６４は、ＣＲＣ復号、ビタビ復号やターボ復号の誤り検出・誤り訂正処理が施され、受信データ１４２となる。
【００２４】
制御チャネル受信処理部４８０のデマッピング処理４１７に入力された制御チャネルに関する受信データ１６５も、データチャネル受信処理部４７０に入力されたデータチャネルに関する受信データ１６１と同様なデマッピング処理４１７、復調処理４１８、デスクランブル処理４１９、復号処理４２０が施され、受信データ１４３となる。
復号処理４１２から出力された受信データ１４２と復号処理４２０から出力された受信データ１４３は、１つの受信データ１７に統合されてレイヤ２部５０に入力される。
【００２５】
Ｏ＆Ｍインタフェース処理４４０は、Ｏ＆Ｍ装置とのインタフェース処理を司り、システムパラメータ設定機能、監視機能、その他の制御機能を有する。
スケジューラ処理４９０は、無線移動局装置選択、無線リソース割当て、電力制御等を司り、接続する無線移動局装置数に処理量が比例する。
【００２６】
以下、レイヤ１部４０の処理をマルチコアプロセッサに割当てる本発明の方法について具体的に実施例をあげて説明する。
【００２７】
図４にマルチコアプロセッサの基本的な構成例を示す。
図４は、６コア搭載の場合のマルチコアプロセッサの構成例である。
マルチコアプロセッサ３０１は、コア３０１０、コア３０１１、コア３０１２、コア３０１３、コア３０１４、コア３０１５、可変電圧制御部３０１６、可変クロック周波数制御部３０１７から構成される。
本実施例では、図４において、図３に示すＩＦＦＴ処理４０５、ＣＰＲＩ送信処理４０６、ＣＰＲI受信処理４０７、ＦＦＴ処理４０８、Ｏ＆Ｍインタフェース処理４４０、制御チャネル送信処理４６０、制御チャネル受信処理４８０をコア３０１０（ＣＯＲＥ１）、コア３０１１（ＣＯＲＥ２）に割当てて、データチャネル送信処理４５０、データチャネル受信処理４７０、スケジューラ処理４９０をコア３０１２（ＣＯＲＥ３）、コア３０１３（ＣＯＲＥ４）、コア３０１４（ＣＯＲＥ５）、コア３０１５（ＣＯＲＥ６）に割当てた場合について説明する。
【００２８】
図５および図６は、運用時のマルチコアプロセッサの各コアの使用率と消費電力の一例を示した図である。
図５および図６は、前述のように各コアに処理を割り当てて、無線基地局装置を運用した場合の、ある瞬間におけるマルチコアプロセッサの各コアの使用率と消費電力の例を示している。ここで、使用率は、コアが持つ演算可能な最大サイクル数に対して、実際の演算に必要な使用サイクル数の比率[％]を示している。また消費電力は、コアが持つ最大消費電力に対して、演算時の消費電力の比率[％]を示したものである。
図５に示す一例では、マルチコアプロセッサの各コアの使用率が７０〜８０[％]となっている。その時の消費電力は、各コアともに９０[％]以上の値となっている。
【００２９】
一方、図６に示す一例では、マルチコアプロセッサのＣＯＲＥ１、ＣＯＲＥ２の使用率は８０[％]であるが、ＣＯＲＥ３、ＣＯＲＥ４、ＣＯＲＥ５、ＣＯＲＥ６の使用率は１０〜２０[％]の場合の例である。図６の例では、ＣＯＲＥ３、ＣＯＲＥ４、ＣＯＲＥ５、ＣＯＲＥ６の使用率は１０〜２０[％]であるにもかかわらず、消費電力の比率は、ＣＯＲＥ２は約９０[％]、ＣＯＲＥ３、ＣＯＲＥ４、ＣＯＲＥ５、ＣＯＲＥ６は約７０〜８０[％]と高い値となっている。
【００３０】
つまり、マルチコアプロセッサにおいては、コアの使用率が異なっても、消費電力にはさほど差が見られないことが分かる。マルチコアプロセッサの各コアの使用率が大きく異なっても消費電力に大きな差が見られない理由として、プロセッサの消費電力は、命令の違いによって差がないからであると考えられる。例えば、マルチコアプロセッサのコアが特に演算をしない状態では、ＮＯＰ（No OPeration）命令をループで回すことが考えられる。しかし、ＮＯＰ命令も他の加算命令や乗算命令と比べて消費電力に大きな差はないため、結果としてコアの消費電力に差がでないことになる。
そこでコアの消費電力を下げるためには、コアの使用率を下げるのではなく、コアごとに動作クロックを停止するスリープモード機能や電源供給を停止するスタンバイモード機能を使用する必要がある。
【００３１】
実際の運用中に、マルチコアプロセッサの各コアの使用率が図５または図６の例ように高くなったり低くなったりする条件としては、運用時刻の違いが想定される。例えば、図５は昼１２時における使用率、図６は深夜０時における使用率であるかもしれない。昼１２時と深夜０時では、無線基地局装置に接続する無線移動局装置数およびトラフィック量が大きく異なるため、同じ無線基地局であっても使用率が大きく変化することが想定される。地域によっては、昼１２時が使用率が高く、深夜０時の使用率が低いという関係が逆転するところもある。また、時刻の単位ではなく曜日、日付の単位で使用率が大きく異なることも想定される。例えば、ビジネス街の平日と休日では、無線基地局装置に接続する無線移動局装置数およびトラフィック量が大きく異なり、使用率が大きく変化することが想定される。
更には、運用開始時と運用開始から数ヵ月後、数年後では接続する無線移動局装置数およびトラフィック量が大きく異なり、使用率が大きく変化することも想定される。もちろん短い時間単位で使用率が大きく異なることも想定される。例えば、多数の無線移動局装置が一度にハンドオーバによって在圏するセルを異動した場合には、接続する無線移動局装置数およびトラフィック量が大きく変化し、使用率も大きく変化することが想定される。
【００３２】
また、無線基地局装置の設置場所により使用率が大きく異なることも想定される。
例えば、都心に設置された無線基地局装置は接続する無線移動局装置数およびトラフィック量が常時多く、郊外に設置された無線基地局装置は接続する無線移動局装置数およびトラフィック量が常時少ないことにより、無線基地装置間で使用率が大きく変化することも想定される。
【００３３】
上記、コアの使用率が変化する様々な想定条件を述べたが、ここで注目すべきことは、前述の割り当てでは、接続する無線移動局装置数およびトラフィック量に応じてＣＯＲＥ３、ＣＯＲＥ４、ＣＯＲＥ５、ＣＯＲＥ６の使用率が大きく変化するのに対し、ＣＯＲＥ１、ＣＯＲＥ２の使用率はほぼ同じという点である。
以下、この点に注目したマルチコアプロセッサの各コアへの処理の割当方法を説明する。ここでは、ＢＢ部３０のレイヤ１部４０の処理をマルチコアプロセッサの各コアに割当てる方法を具体的に説明する。
【００３４】
まず、本発明の実施例では、ＳｔａｔｉｃコアとＤｙｎａｍｉｃコアを定義し、マルチコアプロセッサ内の複数のコアをＳｔａｔｉｃコアとＤｙｎａｍｉｃコアに分類する。ここでＳｔａｔｉｃコアとは、運用中は常時、動作モードとして動作させるコアとする。また、Ｄｙｎａｍｉｃコアとは、運用中に適宜、動作モードと、スリープモードあるいはスタンバイモードを移行するコアとする。スリープモードとは、コアに入力される動作クロックが可変クロック周波数制御部から停止されることを意味する。スタンバイモードとは、コアに入力される電源電圧が可変電圧制御部から停止されることを意味する。なお、スタンバイモードはスリープモードより大幅な消費電力の削減が見込めるが、動作モードへ移行する時間は増大する。
【００３５】
次に、レイヤ１の処理をＳｔａｔｉｃコアとＤｙｎａｍｉｃコアに割当てる方法について説明する。
Ｓｔａｔｉｃコアには、運用開始から運用停止に至るまで処理量が大きく変化しない処理、例えば、システム帯域やアンテナ数に関わる処理、制御チャネルに関わる処理、Ｏ＆Ｍ装置とのインタフェースに関わる処理を割当てる。一方、Ｄｙｎａｍｉｃコアには、接続する無線移動局装置数、トラフィック量に応じて処理量が大きく変化する処理、例えば、データチャネルに関わる処理、スケジューラ処理を割当てる。
上記割当方法をＢＢ部３０のレイヤ１部４０の処理に適用すると、Ｓｔａｔｉｃコアには、図３のＩＦＦＴ処理４０５、ＣＰＲＩ送信処理４０６、ＣＰＲＩ受信処理４０７、ＦＦＴ処理４０８、Ｏ＆Ｍインタフェース処理４４０、制御チャネル送信処理４６０、制御チャネル受信処理４８０を割当てる。Ｄｙｎａｍｉｃコアには、データチャネル送信処理４５０、データチャネル受信処理４７０、スケジューラ処理４９０を割当てる。
【００３６】
次にＳｔａｔｉｃコアとＤｙｎａｍｉｃコアのコア数を決定する方法について説明する。
Ｓｔａｔｉｃコアに割当てた処理は、主にシステム帯域とアンテナ数に処理量が大きく依存する。そこで、システム帯域やアンテナ数に対する処理量をあらかじめ見積もっておき、必要なコア数を求めておく。
また、Ｄｙｎａｍｉｃコアに割当てた処理は、主に無線移動局装置数と伝送レートに処理量が大きく依存する。そこで、無線移動局装置数と最大伝送レートに対する処理量をあらかじめ見積もっておき、必要なコア数を求めておく。
【００３７】
図７に無線基地局装置のシステム帯域とアンテナ数に基づいて算出した必要なコア数の例を示す。
図７に示すように、例えば、無線基地局装置のシステム帯域が５ＭＨｚでアンテナ数が４の場合には、Ｓｔａｔｉｃコア数は１、無線基地局装置のシステム帯域が１０ＭＨｚでアンテナ数が２の場合には、Ｓｔａｔｉｃコア数は１、無線基地局装置のシステム帯域が１０ＭＨｚでアンテナ数が４の場合には、Ｓｔａｔｉｃコア数は２というように必要なコア数を決定しておく。そしてこのテーブルをマルチコアプロセッサ内に格納しておく。
【００３８】
図８に無線基地局装置に接続する無線移動局装置数と最大伝送レートに基づいて算出して必要なコア数の例を示す。
図８に示すように、例えば、無線基地局装置に接続する無線移動局装置が０〜１００台で、下りの最大伝送レートが７５Ｍｂｐｓ、上り最大伝送レートが２５Ｍｂｐｓの場合には、Ｄｙｎａｍｉｃコアとして割り当てるコア数は１、無線基地局装置に接続する無線移動局装置が０〜１００台で、下りの最大伝送レートが１５０Ｍｂｐｓ、上り最大伝送レートが５０Ｍｂｐｓの場合には、Ｄｙｎａｍｉｃコアとして割り当てるコア数は２、無線基地局装置に接続する無線移動局装置が０〜１００台で、下りの最大伝送レートが１５０Ｍｂｐｓ、上り最大伝送レートが７５Ｍｂｐｓの場合には、Ｄｙｎａｍｉｃコアとして割り当てるコア数は３、無線基地局装置に接続する無線移動局装置が１０１〜２００台で、下りの最大伝送レートが１５０Ｍｂｐｓ、上り最大伝送レートが５０Ｍｂｐｓの場合には、Ｄｙｎａｍｉｃコアとして割り当てるコア数は３というように予め必要なコア数を見積もり、決定しておく。そしてマルチコアプロセッサ内に、このテーブルを記憶しておく。
【００３９】
次にＳｔａｔｉｃコアとＤｙｎａｍｉｃコアの運用方法について説明する。
図９に本発明の一実施形態におけるマルチコアプロセッサの構成を示す。
なお、図９は図４と同じ符号を付している。
ここで、マルチコアプロセッサ数をＭ個、１プロセッサあたりのコア数をＬ個とし、
図９ではＭ＝１、Ｌ＝６を例にして説明を行う。図９に示す可変電圧制御部３０１６、可変クロック周波数制御部３０１７は、それぞれ電源電圧ＶＣＣ３０１８、動作クロックＣＬＫ３０１９がコア３０１０、コア３０１１、コア３０１２、コア３０１３、コア３０１４、コア３０１５を独立に制御できるものとする。図９は、Ｓｔａｔｉｃコア＝２、Ｄｙｎａｍｉｃコア＝３の場合の例で、コア３０１０とコア３０１１をＳｔａｔｉｃコアとし、コア３０１２〜３０１４をＤｙｎａｍｉｃコアとし、残りのコア３０１５を、コアに入力される電源電圧が可変電圧制御部から停止されたスタンバイモードとしている。
【００４０】
図１０に無線基地局装置の電源を投入してから運用を開始するまでの処理内容のフローチャートを示す。
具体的には、無線基地局装置のマルチコアプロセッサのコア割り当ての処理の内容を説明するフローチャートである。
電源投入時は、コア３０１０のみＢｏｏｔ処理が開始される。ここで、コア３０１０は、ＳｔａｔｉｃコアとＤｙｎａｍｉｃコアの管理と制御を行うコアとする。なお、コア３０１０はＳｔａｔｉｃコアを前提とし、あらかじめ割当てられた処理のプログラムが選択され、Ｂｏｏｔ処理を開始する（Ｓ１００１）。
コア３０１０は、Ｂｏｏｔ処理を終えると動作モードとなり、システムパラメータの設定待ち状態となる（Ｓ１００２）。システムパラメータは外部装置からネットワークを介して設定されるもので、無線基地局装置が運用していくにあたって必要な様々なパラメータにより構成されている。システムパラメータには、例えば、サポートする帯域、アンテナ数、無線移動局装置数、下り最大伝送レート、上り最大伝送レートが含まれているものとする。外部装置とは、例えば、図１に示すＯ＆Ｍ装置６である。
【００４１】
コア３０１０は、図７と図８に示すＳｔａｔｉｃコアとＤｙｎａｍｉｃコアの必要なコア数をテーブルとして具備し、外部装置からシステムパラメータが設定されると同時に、システムパラメータに含まれる帯域、アンテナ数、無線移動局装置数、下り最大伝送レート、上り最大伝送レートからＳｔａｔｉｃコアに必要なコア数ｌｓ、及びＤｙｎａｍｉｃコアに必要なコア数ｌｄを求める（Ｓ１００３）。ここで、Ｄｙｎａｍｉｃコアに必要なコア数ｌｄは無線移動局装置数、下り最大伝送レート、上り最大伝送レートを満足するために必要な最大コア数を意味する。
例えば、設定されたシステムパラメータに含まれる帯域＝１０ＭＨｚ、アンテナ数＝４本であれば図７に基づきＳｔａｔｉｃコア数ｌｓ＝２、無線移動局装置数＝１００台、下り伝送レート＝１５０Ｍｂｐｓ、上り伝送レート＝７５Ｍｂｐｓであれば、図８に基づきＤｙｎａｍｉｃコア数はｌｄ＝３となる。
【００４２】
次に、コア３０１０はシステムパラメータに含まれる帯域、アンテナ数、無線移動局装置数、下り最大伝送レート、上り最大伝送レートから求めたＳｔａｔｉｃコア数とＤｙｎａｍｉｃコア数を、コア３０１１、コア３０１２、コア３０１３、コア３０１４、コア３０１５に対して定義する。前述の例でｌｓ＝２、ｌｄ＝３とした場合、コア３０１０、コア３０１１をＳｔａｔｉｃコアとし、コア３０１２、コア３０１３、コア３０１４をＤｙｎａｍｉｃコアと定義する（Ｓ１００４）。
【００４３】
次に、コア３０１０は、Ｓｔａｔｉｃコアとして定義したコア３０１１に対し、図３に示すＩＦＦＴ処理４０５、ＣＰＲＩ送信処理４０６、ＣＰＲＩ受信処理４０７、ＦＦＴ処理４０８、Ｏ＆Ｍインタフェース処理４４０、制御チャネル送信処理４６０、制御チャネル受信処理４８０の処理を司るプログラムを選択し、Ｂｏｏｔ処理を開始するように指示する（Ｓ１００５）。
【００４４】
コア３０１１は、Ｂｏｏｔ処理を終えると同時に動作モードとなり、割当てられた処理が開始できる状態となる。なお、コア３０１０もコア３０１１と同様に、図３に示すＩＦＦＴ処理４０５、ＣＰＲＩ送信処理４０６、ＣＰＲＩ受信処理４０７、ＦＦＴ処理４０８、Ｏ＆Ｍインタフェース処理４４０、制御チャネル送信処理４６０、制御チャネル受信処理４８０の処理を司るプログラムが含まれており、コア３０１１と同様の処理が開始できる状態である。また、コア３０１０は、Ｄｙｎａｍｉｃコアとして定義したコア３０１２、コア３０１３、コア３０１４に対し、図３に示すデータチャネル送信処理４５０、データチャネル受信処理４７０、スケジューラ処理４９０の処理を司るプログラムが選択され、Ｂｏｏｔ処理を開始するように指示する。コア３０１２、コア３０１３、コア３０１４は、Ｂｏｏｔ処理を終えると同時に動作モードとなり、割当てられた処理が開始できる状態となる（Ｓ１００６）。
【００４５】
次にコア３０１０は、Ｓｔａｔｉｃコアとして定義したコア３０１０、３０１１、Ｄｙｎａｍｉｃコアとして定義したコア３０１２、コア３０１３、コア３０１４以外の使用しないコア（コア３０１５が対象）に対しては、Ｄｙｎａｍｉｃコアとして定義はするが、スタンバイモードへ移行するように指示する。スタンバイモードへ移行するように指示されたコア３０１５は、Ｄｙｎａｍｉｃコアとして定義したコアと同様に、図３に示すデータチャネル送信処理４５０、データチャネル受信処理４７０、スケジューラ処理４９０の処理を司るプログラムを選択しＢｏｏｔ処理を開始するが、Ｂｏｏｔ処理を終えると同時にスタンバイモードとなる。スタンバイモードへ移行する際は、可変電圧制御部３０１６からの電源電圧ＶＣＣ３０１８を停止することによりスタンバイモードとなる（Ｓ１００７）。
以上、図１０に示したシーケンスをすべて終えた後、マルチコアプロセッサ３０１に割当てられたレイヤ１部４０が運用開始となる。
【００４６】
運用中は、無線移動局装置数やトラフィック量に応じて、動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数を動的に変更する。
運用開始時にシステムパラメータから求めたＤｙｎａｍｉｃコア数は、最大の無線移動局装置数、最大伝送レートに必要なコア数であり、実際に接続する無線移動局装置数やトラフィック量に応じて必要なコア数は変動する。
図１１に運用中の無線基地局装置のマルチコアプロセッサの処理内容のフローチャートを示す。
【００４７】
コア３０１０は、接続する無線移動局装置数Ｕ、下り伝送レートＲｔｘ、上り伝送レートＲｒｘを上位レイヤから取得する（Ｓ１１０１）。
【００４８】
次に、コア３０１０は評価関数ｆ（Ｕ，Ｒｔｘ，Ｒｒｘ）を用いて必要なＤｙｎａｍｉｃコア数ｌｄ（ｔ）を求める（Ｓ１１０２）。評価関数ｆ（Ｕ，Ｒｔｘ，Ｒｒｘ）とは、接続する無線移動局装置数Ｕ、下り伝送レートＲｔｘ、上り伝送レートＲｒｘを入力とし、それに必要なＤｙｎaｍｉｃコア数を出力する関数である。Ｄｙｎａｍｉｃコア数を求める方法は、図８と同じであり、想定される無線移動局装置数Ｕ、下り伝送レートＲｔｘ、上り伝送レートＲｒｘの組み合わせに対する必要なＤｙｎａｍｉｃコア数をあらかじめ見積もっておき関数化したものである。関数化する他の方法として、図８の無線移動局装置数、下り伝送レート、上り伝送レートを更に細分化したテーブルを用意することで実現してもよい。
【００４９】
評価関数ｆの最新値ｌｄ（ｔ）が前回値ｌｄ（ｔ−Ｔ）より小さい場合は（Ｓ１１０３）、動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数を減らすこととし、動作モードのＤｙｎａｍｉｃコアの中から不要なＤｙｎａｍｉｃコア数をスリープモードへ移行する（Ｓ１１０４）。
なお、運用開始時の前回値ｌｄ（ｔ−Ｔ）はシステムパラメータから求めた値（上記説明では、ｌｄ（ｔ−Ｔ）＝３）となる。
例えば、評価関数ｆの最新値ｌｄ（ｔ）＝２、前回値ｌｄ（ｔ−Ｔ）＝３、コア３０１２、コア３０１３、コア３０１４が動作モードとした場合、動作モードのコア３０１４をスリープモードへ移行するＤｙｎａｍｉｃコアとし、動作モードからスリープモードへの移行を行う。
動作モードからスリープモードへ移行する際は、処理中のデータチャネル送信処理あるいはデータチャネル受信処理、スケジューラ処理を終えた後、レジスタ等の情報を退避し、可変クロック周波数制御部３０１７からの動作クロックＣＬＫ３０１９を停止することによりスリープモードとなる。
【００５０】
一方、評価関数ｆの最新値ｌｄ（ｔ）が前回値ｌｄ（ｔ−Ｔ）より大きい場合は（Ｓ１１０６）、動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数を追加することとし、スリープモードのＤｙｎａｍｉｃコアの中から必要なＤｙｎａｍｉｃコア数を動作モードへ移行する（Ｓ１１０７）。
例えば、評価関数ｆの最新値ｌｄ（ｔ）＝３、前回値ｌｄ（ｔ−Ｔ）＝２、コア３０１２、コア３０１３が動作モード、コア３０１４がスリープモードとした場合、スリープモードのコア３０１４を動作モードへ移行するＤｙｎａｍｉｃコアとし、スリープモードから動作モードへの移行を行う。
スリープモードから動作モードへ移行する際は、退避していたレジスタ等の情報を読み出し、可変クロック周波数制御部３０１７からの動作クロックＣＬＫ３０１９を供給することにより動作モードとなる。
なお、評価関数ｆの最新値ｌｄ（ｔ）が前回値ｌｄ（ｔ―Ｔ）と等しい場合は、動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数は変更しない。
【００５１】
上記、動作モードとするＤｙｎａｍｉｃコア数の変更を更新周期Ｔごとに実施する（Ｓ１１０５）。
以上、無線移動局装置数Ｕ、下り伝送レートＲｔｘ、上り伝送レートＲｒｘを入力とした評価関数ｆに基づいて動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数を動的に制御することにより、消費電力を細かく管理することができるため、無駄に浪費していた消費電力を削減することができる。
【００５２】
上記実施例では、評価関数ｆの最新値ｌｄ（ｔ）と前回値ｌｄ（ｔ−Ｔ）を1回の比較で動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数を決定していたが、評価関数ｆの最新値ｌｄ（ｔ）と前回値ｌｄ（ｔ−Ｔ）の比較結果がＮ回連続して、評価関数ｆの最新値ｌｄ（ｔ）を前回値ｌｄ（ｔ−Ｔ）が上回る、あるいは下回った場合に動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数を決定しても構わない。また、評価関数ｆの最新値ｌｄ（ｔ）と前回値ｌｄ（ｔ−Ｔ）の比較結果について平均処理を施し、比較結果の平均値を用いて動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数を決定しても構わない。
【００５３】
上記実施例では、運用開始時における動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数ｌｄを外部装置からネットワークを介して設定されるシステムパラメータから求める説明を行ったが、あらかじめマルチコアプロセッサの定数としてプログラムしておく方法でも構わない。
上記実施例では、運用中における動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数ｌｄを評価関数に基づき決定する方法について説明したが、外部装置からネットワークを介して直接設定する方法でも構わない。
上記実施例では、運用中における動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数ｌｄの更新周期Ｔは、外部装置からネットワークを介して設定する方法、あるいは、あらかじめマルチコアプロセッサの定数としてプログラムしておく方法が考えられる。
【００５４】
上記実施例では、マルチコアプロセッサ数をＭ＝１個、１プロセッサあたりのコア数をＬ＝６個を例にして説明を行ったが、もちろんＭ＝１、Ｌ＝６以外の値でも構わない。
例えば、Ｍ＝２個、Ｌ＝６個とし、第一のマルチコアプロセッサ３０１におけるコア３０１０、コア３０１１がＳｔａｔｉｃコア、コア３０１２、コア３０１３、コア３０１４、コア３０１５が動作モードのＤｙｎａｍｉｃコアとした場合、評価関数ｆの最新値ｌｄ（ｔ）が４個を超えた場合は、第二のマルチコアプロセッサのなかでＤｙｎａｍｉｃコアとして定義され、かつスリープモードのコアが存在すれば、そのコアを動作モードのＤｙｎａｍｉｃコアとして起動する方法が考えられる。
【００５５】
上記実施例では、レイヤ１部４０の処理をマルチコアプロセッサの各コアに割当てる方法について説明を行ったが、レイヤ２部５０、レイヤ３部６０の処理をマルチコアプロセッサの各コアに割当てることももちろん可能である。
レイヤ２部５０、レイヤ３部６０の処理についても、レイヤ１と同様に評価関数ｆ（Ｕ，Ｒｔｘ，Ｒｒｘ）を用いて動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数ｌｄ（ｔ）を求めることが可能である。
また、スケジューラ処理をレイヤ１に含めて説明を行ったが、レイヤ２に含める、あるいは単独の処理として扱っても構わない。
また、運用中におけるＤｙｎａｍｉｃコアがある一定の期間、スリープモードを続けた場合に、スリープモードからタンバイモードへ移行しても構わない。
上記実施例では、運用中における動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数を減らすときに、スリープモードへ移行する説明を行ったが、スタンバイモードでも構わない。
上記実施例では、低消費電力化の方法として、スリープモードやスタンバイモードへ移行する際に電源電圧ＶＣＣ、動作クロックＣＬＫを停止する方法を説明したが、電源電圧ＶＣＣであれば低電圧に降圧する、あるいは動作クロックＣＬＫであれば低周波数に可変する方法も考えられる。
【００５６】
上記実施例では、運用開始時にＳｔａｔｉｃコア数を決定する説明を行ったが、運用中に外部装置からネットワークを介してシステムパラメータの再設定が行われた場合には、Ｓｔａｔｉｃコア数を変更しても構わない。
【符号の説明】
【００５７】
１、２、３…無線基地局装置、４…ＭＭＥ装置、５…ＧＷ装置、６…Ｏ＆Ｍ装置、７…ネットワーク網、１０アンテナ、１１…送信パケット、１２、１３、１４…送信データ、１５…無線信号、１６、１７、１８…受信データ、１９…受信パケット、２０…ＲＦ部、３０…ＢＢ部、４０…レイヤ１部、５０…レイヤ２部、６０…レイヤ３部、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１４０、１４１…送信データ、１４２、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５…受信データ、３０１…マルチコアプロセッサ、４０１…符号化処理、４０２…スクランブル処理、４０３…変調処理、４０４…マッピング処理、４０５…ＩＦＦＴ処理、４０６…ＣＰＲＩ送信処理、４０７…ＣＰＲＩ受信処理、４０８…ＦＦＴ処理、４０９…デマッピング処理、４１０…復調処理、４１１…デスクランブル処理、４１２…復号処理、４１３…符号化処理、４１４…スクランブル処理、４１５…変調処理、４１６…マッピング処理、４１７…デマッピング処理、４１８…復調処理、４１９…デスクランブル処理、４２０…復号処理、４４０…Ｏ＆Ｍインタフェース処理、４５０…データチャネル送信処理、４６０…制御チャネル送信処理、４７０…データチャネル受信処理、４８０…制御チャネル受信処理、４９０…スケジューラ処理、３０１０、３０１１、３０１２、３０１３、３０１４、３０１５…プロセッサコア、３０１６…可変電圧制御部、３０１７…可変クロック周波数制御部、３０１８…電源電圧ＶＣＣ、３０１９…動作クロックＣＬＫ、３０２０…スリープモード指示。
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線移動局装置との間で無線信号を送受信する無線基地局装置および無線基地局装置における通信処理の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいて、無線基地局装置と無線移動局装置は物理レイヤを経て、物理チャネルによって接続されている。無線基地局装置における物理レイヤ（ＰＨＹ：Physical Layer）の処理は、これまではＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等に実装して、ハードウェアで実現していた。しかし最近は、ＤＳＰ（Digital Signal Processing）等のプロセッサに実装して、ソフトウェアで実現するケースが多くなってきた。
【０００３】
さらに、既存のシステムで用いられている方式であるＷ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiplex Access）あるいはＣＤＭＡ２０００（Code Division Multiplex Access 2000）の無線基地局装置に比べて、新規にサービスが開始されるＬＴＥ（Long Term Evolution）やモバイルＷｉＭＡＸ（World interoperability for Microwave Access）の場合には、無線基地局装置が行なう物理レイヤやスケジューラの処理が大幅に増加する。例えば、ＬＴＥの物理レイヤやスケジューラ処理の概要については、非特許文献１及び非特許文献２に記載されている。
【０００４】
そのため、ＬＴＥやＷｉＭＡＸの無線基地局装置において、物理レイヤやスケジューラの処理を、ＤＳＰ等のプロセッサを用いてソフトウェアで実現する際に、１つのプロセッサでは処理量が不足するため、複数のプロセッサを使用したマルチプロセッサで実現する必要がある。
特許文献１は、ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）における物理レイヤやスケジューラの処理を、処理量の特性を考慮することにより、処理負荷を軽減するとともにビットレート、セクタ数に対応して柔軟な通信処理方式を提供することを目的とした発明である。特許文献１では、ユーザ数に処理量が比例するスケジューラ機能と、データ量に処理量が比例する回線終端処理機能を同一プロセッシングユニットに有し、予め設定した時間領域で切替えて実行するよう制御することでプロセッシングユニットの処理負荷を軽減する。マルチプロセッシングユニットで実現する場合には、各プロセッシングユニットの処理負荷に応じて、全プロセッシングユニットの処理負荷が均一になるようにユーザを割り当てることにより、処理不可を均一化し、収容可能なユーザ数を増加し、部品点数削減を可能にするものである。
【０００５】
一方、最近、プロセッサ１チップの中に複数のプロセッサコア（以下、コアと呼ぶ）を搭載したマルチコアプロセッサが注目を浴びてきている。一般的なプロセッサが、１チップの中に命令発行器や演算器などから構成されるコアが１個搭載されているシングルコアプロセッサであるのに対し、マルチコアプロセッサとは、１チップの中に複数のコアが搭載されたものである。マルチコアプロセッサの各コアは基本的に独立しているため、各コアは他のコアに影響されることなく動作することが可能であり、コアの搭載数を増やせばプロセッサの性能を向上させることができる。
従来、プロセッサは動作クロック周波数をアップさせることにより性能向上を図ってきた。しかし、動作クロック周波数をアップさせる技術の開発が停滞していることと、動作クロック周波数アップに伴う消費電力増大が問題になっていることにより、現在、マルチコア化での性能向上が主流となりつつある。マルチコアプロセッサの中には、低消費電力化および熱対策を目的として、コアごとに独立に、動作クロックを停止するスリープモード機能や、電源供給を停止するスタンバイモード機能を有するものもある。
【０００６】
ＬＴＥやＷｉＭＡＸの無線基地局装置において、物理レイヤとスケジューラの処理に、さらにレイヤ２処理、レイヤ３処理まで加えると、それらをソフトウェアで実現するには、動作周波数１ＧＨｚ程度の高性能なコアを４〜６個搭載したマルチコアプロセッサが複数個必要となると想定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−９９０７９号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】３ＧＰＰ ＴＳ 36.211 V9.0.0(2009-12) p9-p13,p42-p46
【非特許文献２】３ＧＰＰ ＴＳ 36.213 V9.0.1(2009-12) p18-p26,p54-p57
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述のように、ＬＴＥやＷｉＭＡＸの無線基地局装置の物理レイヤ、スケジューラの処理、レイヤ２処理、レイヤ３処理をマルチコアプロセッサで実現する場合、動作周波数１ＧＨｚ程度の高性能なコアを４〜６個搭載したマルチコアプロセッサが複数個必要である。無線基地局装置のベースバンドユニット（ＢＢＵ：Base Band Unit）の消費電力は、この複数のマルチコアプロセッサの消費電力が多くを占めており、マルチコアプロセッサの低消費電力化のための検討が必須である。また、ＢＢＵは、設置場所の制限から自然空冷とならざるをえず、熱対策のためにもマルチコアプロセッサの低消費電力化は必要とされる。マルチコアプロセッサの消費電力を低減するためには、スリープモード機能、スタンバイモード機能を効果的に用いる制御技術が求められる。
【００１０】
本発明はマルチコアプロセッサを用いて通信処理を行なう場合に、マルチコアプロセッサの消費電力を制御し、効果的に低消費電力化、および熱対策を行なうことができる無線基地局装置および無線基地局装置における通信処理の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ベースバンド部が、それぞれが独立に動作モードを切替える機能を有する複数のプロセッサコアを有する１つ以上のマルチコアプロセッサを搭載して構成された無線基地局装置において、マルチコアプロセッサに、複数のプロセッサコアをＳｔａｔｉｃコアまたはＤｙｍａｍｉｃコアとして定義するためのプログラムおよびＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコア数を決定するため手段を有し、ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアの割り当て数を決定し、複数のプロセッサコアに対して、ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアの定義を行い、ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアのいずれにも割り当てられなかったプロセッサコアに対しては、スリープモードまたはスタンバイモードに設定するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、マルチコアプロセッサを用いて通信処理を行なう場合に、マルチコアプロセッサの消費電力を細かく管理し、効果的に低消費電力化、および熱対策を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】無線通信ネットワークの構成例を示した図である。
【図２】本発明の一実施形態における無線基地局装置の構成を示した図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるベースバンド部のレイヤ１の構成を示した図である。
【図４】マルチコアプロセッサの基本構成例を示した図である。
【図５】マルチコアプロセッサにおける各コアの使用率と消費電力の一例を示した図である。
【図６】マルチコアプロセッサにおける各コアの使用率と消費電力の一例を示した図である。
【図７】無線基地局装置のシステム帯域とアンテナ数に基づいて算出した必要なコア数の一例を示したテーブルである。
【図８】無線基地局装置に接続する無線移動局装置数と伝送レートに対する必要なコア数の一例を示したテーブルである。
【図９】本発明の一実施形態におけるマルチコアプロセッサの構成を示した図である。
【図１０】本発明の一実施形態における無線基地局装置の電源投入から運用開始までの処理内容を示したフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態における無線基地局装置の運用中の処理内容を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
図１は、無線通信ネットワークの構成例を示す図である。
図１に示すように、無線通信ネットワークは、例えば、複数の無線基地局装置１〜３（図１においては３局のみ図示)、移動管理エンティティ装置（ＭＭＥ装置：Mobility Management Entity）４、ゲートウェイ装置（ＧＷ装置：GateWay）５、運用保守装置（Ｏ＆Ｍ装置：Operation & Maintenance）６、ネットワーク網７から構成される。
無線基地局装置１〜３は、各無線基地局装置それぞれの電波到達範囲であるセルに在圏する無線移動局装置と送受信を行なう。ＭＭＥ装置４は、無線移動局装置のハンドオーバによるモビリティを管理する。ＧＷ装置５は、ユーザーデータパケットをルーティングして転送する。Ｏ＆Ｍ装置６は、主に無線基地局装置１〜３に対し、システムパラメータ設定、制御、監視する機能を有する。ネットワーク網７は、主にイーサネット（登録商標）で構築される。無線基地局装置１〜３と各無線基地局装置のセルに在圏する無線移動局装置は、ＭＭＥ装置４、ＧＷ装置５、Ｏ＆Ｍ装置６に管理および制御されながら通信する。
【００１５】
図２に本発明の一実施形態における無線基地局装置の構成を示す。
無線基地局装置１は、アンテナ１０、無線周波数部（ＲＦ部：Radio Frequency）２０、ベースバンド部（ＢＢ部：BaseBand）３０から構成される。ＢＢ部３０はレイヤ１部４０、レイヤ２部５０、レイヤ３部６０に細分化される。なお、ＲＦ部２０、ＢＢ部３０は、それぞれ異なる場所に設置することが可能なように、ＲＦユニット、ＢＢユニットとして別々の筐体で構成されることもある。
【００１６】
無線基地局装置の各部の動作を説明する。
上位レイヤから送られてくる送信パケット１１はＢＢ部３０のレイヤ３部６０に入力される。ここで上位レイヤとは、ネットワーク網７に接続されるＭＭＥ装置４、ＧＷ装置５、Ｏ＆Ｍ装置６に相当する。レイヤ３部６０に入力された送信パケット１１は、無線リソース制御（ＲＲＣ：Radio Resouece Control)の処理が施され、送信データ１２となる。レイヤ３部６０から出力された送信データ１２は、レイヤ２部５０に入力される。
レイヤ２部５０に入力された送信データ１２は、パケットデータコンバージェンスプロトコル処理（ＰＤＣＰ：Packet Data Convergence Protocol）、無線リンク制御（ＲＬＣ：Radio Link Control）、メディア・アクセス制御（ＭＡＣ：Media Access Control）の処理が施され、送信データ１３となる。レイヤ２部５０から出力された送信データ１３は、レイヤ１部４０に入力される。
レイヤ１部４０に入力された送信データ１３は、物理レイヤ（Physical Layer）の処理及びスケジューラ処理が施され、送信データ１４となる。レイヤ１部４０から出力された送信データ１４は、ＲＦユニット２０に入力される。ＲＦ部２０に入力された送信データ１４は、Ｄ/Ａ変換、ＩＱ直交変調、周波数アップコンバート、帯域制限、電力増幅の処理が施され、アンテナ１０を通して無線信号１５として送出される。
【００１７】
一方、アンテナ１０を通して入力された無線信号１５は、ＲＦ部２０に入力される。
アンテナ１０から出力された無線信号１５は、ＲＦ部２０により、送信、受信分離（ＴＸ／ＲＸ分離）、低ノイズ増幅、帯域制限、周波数ダウンコンバート、利得調整、ＩＱ直交復調、Ａ／Ｄ変換の処理が施され、受信データ１６となる。
ＲＦ部２０から出力された受信データ１６は、ＢＢ部３０のレイヤ１部４０に入力される。レイヤ１部４０に入力された受信データ１６は、物理レイヤの受信処理が施され、受信データ１７となる。レイヤ１部４０から出力された受信データ１７は、レイヤ２部５０に入力される。レイヤ２部５０に入力された受信データ１７は、ＭＡＣ、ＲＬＣ、ＰＤＣＰの受信処理が施され、受信データ１８となる。レイヤ２部５０から出力された受信データ１８は、レイヤ３部６０に入力される。レイヤ３部６０に入力された受信データ１８は、ＲＲＣの受信処理が施され、受信パケット１９となる。レイヤ３部６０から出力された受信パケット１９は、上位レイヤに送出される。
【００１８】
図３に本発明の一実施形態におけるベースバンド部のレイヤ１部の構成を示す。
ＢＢ部３０のレイヤ１部４０は、逆高速フーリエ変換処理（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）４０５、ＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）送信処理４０６、ＣＰＲＩ受信処理４０７、ＦＦＴ処理４０８、Ｏ＆Ｍインタフェース処理４４０、データチャネル送信処理４５０、制御チャネル送信処理４６０、データチャネル受信処理４７０、制御チャネル受信処理４８０、スケジューラ処理４９０から構成される。
データチャネル送信処理４５０は、符号化処理４０１、スクランブル処理４０２、変調処理４０３、マッピング処理４０４から構成される。
制御チャネル送信処理４６０は、符号化処理４１３、スクランブル処理４１４、変調処理４１５、マッピング処理４１６から構成される。
データチャネル受信処理４７０は、デマッピング処理４０９、復調処理４１０、デスクランブル処理４１１、復号処理４１２から構成される。
制御チャネル受信処理４８０は、デマッピング処理４１７、復調処理４１８、デスクランブル処理４１９、復号処理４２０から構成される。
【００１９】
レイヤ２部５０から出力される送信データ１３は、データチャネルに関する送信データ１４０と制御チャネルに関する送信データ１４１に分類され、データチャネルに関する送信データ１４０はデータチャネル送信処理４５０の符号化処理４０１へ、制御チャネルに関する送信データ１４１は制御チャネル送信処理４６０の符号化処理４１３にそれぞれ入力される。
【００２０】
符号化処理４０１に入力された送信データ１４０は、巡回冗長検査（ＣＲＣ：Cyclic Redundancy Check）符号、ビタビ符号やターボ符号といった誤り検出・誤り訂正符号化が施され、送信データ１３０となる。符号化処理４０１から出力された送信データ１３０は、スクランブル処理４０２に入力される。
スクランブル処理４０２に入力された送信データ１３０、所定の規則に基づいてスクランブル処理が施され、送信データ１３１となる。スクランブル処理４０２から出力された送信データ１３１は、変調処理４０３に入力される。
変調処理４０３に入力された送信データ１３１は、４相位相変調（ＱＰＳＫ：Quadrature Phase Shift Keying）、１６値直交振幅変調（１６ＱＡＭ：16-Quadrature Amplitude Modulation）といった変調が施され、送信データ１３２となる。変調処理４０３から出力された送信データ１３２は、マッピング処理４０４に入力される。
マッピング処理４０４に入力された送信データ１３２は、レイヤマッピング、プリコーディング、無線リソースマッピングが施され、送信データ１３３となる。
【００２１】
制御チャネル送信処理部４６０に入力された制御チャネルに関する送信データ１４１も、データチャネルに関する送信データ１４０と同様な符号化処理４１３、スクランブル処理４１４、変調処理４１５、マッピング処理４１６が施される。マッピング処理４０４から出力された送信データ１３３と、マッピング処理４１６から出力された送信データ１３８は、ＩＦＦＴ処理４０５に入力される。
ＩＦＦＴ処理４０５に入力された送信データ１３３、１３８は、逆フーリエ変換、最クリック プレフィックス（ＣＰ：Cyclic Prefix）付加の処理が施され、送信データ１３４となる。ＩＦＦＴ処理４０５から出力された送信データ１３４は、ＣＰＲＩ送信処理４０６に入力される。
ＣＰＲＩ送信処理４０６に入力された送信データ１３４は、ＣＰＲＩ標準インタフェースの送信データフォーマットに変換され、送信データ１４となる。
【００２２】
一方、ＲＦ部２０から出力された受信データ１６は、ＣＰＲＩ受信処理４０７に入力される。ＣＰＲＩ受信処理４０７に入力された受信データ１６は、ＣＰＲI 標準インタフェースからＩＱ信号が抽出され、受信データ１６０となる。ＣＰＲＩ受信処理４０７から出力された受信データ１６０は、ＦＦＴ処理４０８に入力される。
ＦＦＴ処理４０８に入力された受信データ１６０は、ＣＰ削除、フーリエ変換が施され、受信データ１６１となる。ＦＦＴ処理４０８から出力された受信データ１６１は、データチャネルに関する受信データ１６１はデータチャネル受信処理部のデマッピング処理４０９へ、制御チャネルに関する受信データ１６５は制御チャネル受信処理４８０のデマッピング処理４１７に入力される。
【００２３】
デマッピング処理４０９に入力された受信データ１６１は、無線リソースマッピングに対する逆処理、プリコーディングに対する逆処理、レイヤマッピングに対する逆処理が施され、受信データ１６２となる。デマッピング処理４０９から出力された受信データ１６２は、復調処理４１０に入力される。
復調処理４１０に入力された受信データ１６２は、最小自乗平均誤差（ＭＭＳＥ：Minimum Mean Square Error)復調や最尤推定検出（ＭＬＤ：Maximum Likelihood detection)復調といった復調が施され、受信データ１６３となる。復調処理４１０から出力された受信データ１６３は、デスクランブル処理４１１に入力される。
デスクランブル処理４１１に入力された受信データ１６３は、所定の規則に基づいてデスクランブル処理が施され、受信データ１６４となる。デスクランブル処理４１１から出力された受信データ１６４は、復号処理４１２に入力される。
復号処理４１２に入力された受信データ１６４は、ＣＲＣ復号、ビタビ復号やターボ復号の誤り検出・誤り訂正処理が施され、受信データ１４２となる。
【００２４】
制御チャネル受信処理部４８０のデマッピング処理４１７に入力された制御チャネルに関する受信データ１６５も、データチャネル受信処理部４７０に入力されたデータチャネルに関する受信データ１６１と同様なデマッピング処理４１７、復調処理４１８、デスクランブル処理４１９、復号処理４２０が施され、受信データ１４３となる。
復号処理４１２から出力された受信データ１４２と復号処理４２０から出力された受信データ１４３は、１つの受信データ１７に統合されてレイヤ２部５０に入力される。
【００２５】
Ｏ＆Ｍインタフェース処理４４０は、Ｏ＆Ｍ装置とのインタフェース処理を司り、システムパラメータ設定機能、監視機能、その他の制御機能を有する。
スケジューラ処理４９０は、無線移動局装置選択、無線リソース割当て、電力制御等を司り、接続する無線移動局装置数に処理量が比例する。
【００２６】
以下、レイヤ１部４０の処理をマルチコアプロセッサに割当てる本発明の方法について具体的に実施例をあげて説明する。
【００２７】
図４にマルチコアプロセッサの基本的な構成例を示す。
図４は、６コア搭載の場合のマルチコアプロセッサの構成例である。
マルチコアプロセッサ３０１は、コア３０１０、コア３０１１、コア３０１２、コア３０１３、コア３０１４、コア３０１５、可変電圧制御部３０１６、可変クロック周波数制御部３０１７から構成される。
本実施例では、図４において、図３に示すＩＦＦＴ処理４０５、ＣＰＲＩ送信処理４０６、ＣＰＲI受信処理４０７、ＦＦＴ処理４０８、Ｏ＆Ｍインタフェース処理４４０、制御チャネル送信処理４６０、制御チャネル受信処理４８０をコア３０１０（ＣＯＲＥ１）、コア３０１１（ＣＯＲＥ２）に割当てて、データチャネル送信処理４５０、データチャネル受信処理４７０、スケジューラ処理４９０をコア３０１２（ＣＯＲＥ３）、コア３０１３（ＣＯＲＥ４）、コア３０１４（ＣＯＲＥ５）、コア３０１５（ＣＯＲＥ６）に割当てた場合について説明する。
【００２８】
図５および図６は、運用時のマルチコアプロセッサの各コアの使用率と消費電力の一例を示した図である。
図５および図６は、前述のように各コアに処理を割り当てて、無線基地局装置を運用した場合の、ある瞬間におけるマルチコアプロセッサの各コアの使用率と消費電力の例を示している。ここで、使用率は、コアが持つ演算可能な最大サイクル数に対して、実際の演算に必要な使用サイクル数の比率[％]を示している。また消費電力は、コアが持つ最大消費電力に対して、演算時の消費電力の比率[％]を示したものである。
図５に示す一例では、マルチコアプロセッサの各コアの使用率が７０〜８０[％]となっている。その時の消費電力は、各コアともに９０[％]以上の値となっている。
【００２９】
一方、図６に示す一例では、マルチコアプロセッサのＣＯＲＥ１、ＣＯＲＥ２の使用率は８０[％]であるが、ＣＯＲＥ３、ＣＯＲＥ４、ＣＯＲＥ５、ＣＯＲＥ６の使用率は１０〜２０[％]の場合の例である。図６の例では、ＣＯＲＥ３、ＣＯＲＥ４、ＣＯＲＥ５、ＣＯＲＥ６の使用率は１０〜２０[％]であるにもかかわらず、消費電力の比率は、ＣＯＲＥ２は約９０[％]、ＣＯＲＥ３、ＣＯＲＥ４、ＣＯＲＥ５、ＣＯＲＥ６は約７０〜８０[％]と高い値となっている。
【００３０】
つまり、マルチコアプロセッサにおいては、コアの使用率が異なっても、消費電力にはさほど差が見られないことが分かる。マルチコアプロセッサの各コアの使用率が大きく異なっても消費電力に大きな差が見られない理由として、プロセッサの消費電力は、命令の違いによって差がないからであると考えられる。例えば、マルチコアプロセッサのコアが特に演算をしない状態では、ＮＯＰ（No OPeration）命令をループで回すことが考えられる。しかし、ＮＯＰ命令も他の加算命令や乗算命令と比べて消費電力に大きな差はないため、結果としてコアの消費電力に差がでないことになる。
そこでコアの消費電力を下げるためには、コアの使用率を下げるのではなく、コアごとに動作クロックを停止するスリープモード機能や電源供給を停止するスタンバイモード機能を使用する必要がある。
【００３１】
実際の運用中に、マルチコアプロセッサの各コアの使用率が図５または図６の例ように高くなったり低くなったりする条件としては、運用時刻の違いが想定される。例えば、図５は昼１２時における使用率、図６は深夜０時における使用率であるかもしれない。昼１２時と深夜０時では、無線基地局装置に接続する無線移動局装置数およびトラフィック量が大きく異なるため、同じ無線基地局であっても使用率が大きく変化することが想定される。地域によっては、昼１２時が使用率が高く、深夜０時の使用率が低いという関係が逆転するところもある。また、時刻の単位ではなく曜日、日付の単位で使用率が大きく異なることも想定される。例えば、ビジネス街の平日と休日では、無線基地局装置に接続する無線移動局装置数およびトラフィック量が大きく異なり、使用率が大きく変化することが想定される。
更には、運用開始時と運用開始から数ヵ月後、数年後では接続する無線移動局装置数およびトラフィック量が大きく異なり、使用率が大きく変化することも想定される。もちろん短い時間単位で使用率が大きく異なることも想定される。例えば、多数の無線移動局装置が一度にハンドオーバによって在圏するセルを異動した場合には、接続する無線移動局装置数およびトラフィック量が大きく変化し、使用率も大きく変化することが想定される。
【００３２】
また、無線基地局装置の設置場所により使用率が大きく異なることも想定される。
例えば、都心に設置された無線基地局装置は接続する無線移動局装置数およびトラフィック量が常時多く、郊外に設置された無線基地局装置は接続する無線移動局装置数およびトラフィック量が常時少ないことにより、無線基地装置間で使用率が大きく変化することも想定される。
【００３３】
上記、コアの使用率が変化する様々な想定条件を述べたが、ここで注目すべきことは、前述の割り当てでは、接続する無線移動局装置数およびトラフィック量に応じてＣＯＲＥ３、ＣＯＲＥ４、ＣＯＲＥ５、ＣＯＲＥ６の使用率が大きく変化するのに対し、ＣＯＲＥ１、ＣＯＲＥ２の使用率はほぼ同じという点である。
以下、この点に注目したマルチコアプロセッサの各コアへの処理の割当方法を説明する。ここでは、ＢＢ部３０のレイヤ１部４０の処理をマルチコアプロセッサの各コアに割当てる方法を具体的に説明する。
【００３４】
まず、本発明の実施例では、ＳｔａｔｉｃコアとＤｙｎａｍｉｃコアを定義し、マルチコアプロセッサ内の複数のコアをＳｔａｔｉｃコアとＤｙｎａｍｉｃコアに分類する。ここでＳｔａｔｉｃコアとは、運用中は常時、動作モードとして動作させるコアとする。また、Ｄｙｎａｍｉｃコアとは、運用中に適宜、動作モードと、スリープモードあるいはスタンバイモードを移行するコアとする。スリープモードとは、コアに入力される動作クロックが可変クロック周波数制御部から停止されることを意味する。スタンバイモードとは、コアに入力される電源電圧が可変電圧制御部から停止されることを意味する。なお、スタンバイモードはスリープモードより大幅な消費電力の削減が見込めるが、動作モードへ移行する時間は増大する。
【００３５】
次に、レイヤ１の処理をＳｔａｔｉｃコアとＤｙｎａｍｉｃコアに割当てる方法について説明する。
Ｓｔａｔｉｃコアには、運用開始から運用停止に至るまで処理量が大きく変化しない処理、例えば、システム帯域やアンテナ数に関わる処理、制御チャネルに関わる処理、Ｏ＆Ｍ装置とのインタフェースに関わる処理を割当てる。一方、Ｄｙｎａｍｉｃコアには、接続する無線移動局装置数、トラフィック量に応じて処理量が大きく変化する処理、例えば、データチャネルに関わる処理、スケジューラ処理を割当てる。
上記割当方法をＢＢ部３０のレイヤ１部４０の処理に適用すると、Ｓｔａｔｉｃコアには、図３のＩＦＦＴ処理４０５、ＣＰＲＩ送信処理４０６、ＣＰＲＩ受信処理４０７、ＦＦＴ処理４０８、Ｏ＆Ｍインタフェース処理４４０、制御チャネル送信処理４６０、制御チャネル受信処理４８０を割当てる。Ｄｙｎａｍｉｃコアには、データチャネル送信処理４５０、データチャネル受信処理４７０、スケジューラ処理４９０を割当てる。
【００３６】
次にＳｔａｔｉｃコアとＤｙｎａｍｉｃコアのコア数を決定する方法について説明する。
Ｓｔａｔｉｃコアに割当てた処理は、主にシステム帯域とアンテナ数に処理量が大きく依存する。そこで、システム帯域やアンテナ数に対する処理量をあらかじめ見積もっておき、必要なコア数を求めておく。
また、Ｄｙｎａｍｉｃコアに割当てた処理は、主に無線移動局装置数と伝送レートに処理量が大きく依存する。そこで、無線移動局装置数と最大伝送レートに対する処理量をあらかじめ見積もっておき、必要なコア数を求めておく。
【００３７】
図７に無線基地局装置のシステム帯域とアンテナ数に基づいて算出した必要なコア数の例を示す。
図７に示すように、例えば、無線基地局装置のシステム帯域が５ＭＨｚでアンテナ数が４の場合には、Ｓｔａｔｉｃコア数は１、無線基地局装置のシステム帯域が１０ＭＨｚでアンテナ数が２の場合には、Ｓｔａｔｉｃコア数は１、無線基地局装置のシステム帯域が１０ＭＨｚでアンテナ数が４の場合には、Ｓｔａｔｉｃコア数は２というように必要なコア数を決定しておく。そしてこのテーブルをマルチコアプロセッサ内に格納しておく。
【００３８】
図８に無線基地局装置に接続する無線移動局装置数と最大伝送レートに基づいて算出して必要なコア数の例を示す。
図８に示すように、例えば、無線基地局装置に接続する無線移動局装置が０〜１００台で、下りの最大伝送レートが７５Ｍｂｐｓ、上り最大伝送レートが２５Ｍｂｐｓの場合には、Ｄｙｎａｍｉｃコアとして割り当てるコア数は１、無線基地局装置に接続する無線移動局装置が０〜１００台で、下りの最大伝送レートが１５０Ｍｂｐｓ、上り最大伝送レートが５０Ｍｂｐｓの場合には、Ｄｙｎａｍｉｃコアとして割り当てるコア数は２、無線基地局装置に接続する無線移動局装置が０〜１００台で、下りの最大伝送レートが１５０Ｍｂｐｓ、上り最大伝送レートが７５Ｍｂｐｓの場合には、Ｄｙｎａｍｉｃコアとして割り当てるコア数は３、無線基地局装置に接続する無線移動局装置が１０１〜２００台で、下りの最大伝送レートが１５０Ｍｂｐｓ、上り最大伝送レートが５０Ｍｂｐｓの場合には、Ｄｙｎａｍｉｃコアとして割り当てるコア数は３というように予め必要なコア数を見積もり、決定しておく。そしてマルチコアプロセッサ内に、このテーブルを記憶しておく。
【００３９】
次にＳｔａｔｉｃコアとＤｙｎａｍｉｃコアの運用方法について説明する。
図９に本発明の一実施形態におけるマルチコアプロセッサの構成を示す。
なお、図９は図４と同じ符号を付している。
ここで、マルチコアプロセッサ数をＭ個、１プロセッサあたりのコア数をＬ個とし、
図９ではＭ＝１、Ｌ＝６を例にして説明を行う。図９に示す可変電圧制御部３０１６、可変クロック周波数制御部３０１７は、それぞれ電源電圧ＶＣＣ３０１８、動作クロックＣＬＫ３０１９がコア３０１０、コア３０１１、コア３０１２、コア３０１３、コア３０１４、コア３０１５を独立に制御できるものとする。図９は、Ｓｔａｔｉｃコア＝２、Ｄｙｎａｍｉｃコア＝３の場合の例で、コア３０１０とコア３０１１をＳｔａｔｉｃコアとし、コア３０１２〜３０１４をＤｙｎａｍｉｃコアとし、残りのコア３０１５を、コアに入力される電源電圧が可変電圧制御部から停止されたスタンバイモードとしている。
【００４０】
図１０に無線基地局装置の電源を投入してから運用を開始するまでの処理内容のフローチャートを示す。
具体的には、無線基地局装置のマルチコアプロセッサのコア割り当ての処理の内容を説明するフローチャートである。
電源投入時は、コア３０１０のみＢｏｏｔ処理が開始される。ここで、コア３０１０は、ＳｔａｔｉｃコアとＤｙｎａｍｉｃコアの管理と制御を行うコアとする。なお、コア３０１０はＳｔａｔｉｃコアを前提とし、あらかじめ割当てられた処理のプログラムが選択され、Ｂｏｏｔ処理を開始する（Ｓ１００１）。
コア３０１０は、Ｂｏｏｔ処理を終えると動作モードとなり、システムパラメータの設定待ち状態となる（Ｓ１００２）。システムパラメータは外部装置からネットワークを介して設定されるもので、無線基地局装置が運用していくにあたって必要な様々なパラメータにより構成されている。システムパラメータには、例えば、サポートする帯域、アンテナ数、無線移動局装置数、下り最大伝送レート、上り最大伝送レートが含まれているものとする。外部装置とは、例えば、図１に示すＯ＆Ｍ装置６である。
【００４１】
コア３０１０は、図７と図８に示すＳｔａｔｉｃコアとＤｙｎａｍｉｃコアの必要なコア数をテーブルとして具備し、外部装置からシステムパラメータが設定されると同時に、システムパラメータに含まれる帯域、アンテナ数、無線移動局装置数、下り最大伝送レート、上り最大伝送レートからＳｔａｔｉｃコアに必要なコア数ｌｓ、及びＤｙｎａｍｉｃコアに必要なコア数ｌｄを求める（Ｓ１００３）。ここで、Ｄｙｎａｍｉｃコアに必要なコア数ｌｄは無線移動局装置数、下り最大伝送レート、上り最大伝送レートを満足するために必要な最大コア数を意味する。
例えば、設定されたシステムパラメータに含まれる帯域＝１０ＭＨｚ、アンテナ数＝４本であれば図７に基づきＳｔａｔｉｃコア数ｌｓ＝２、無線移動局装置数＝１００台、下り伝送レート＝１５０Ｍｂｐｓ、上り伝送レート＝７５Ｍｂｐｓであれば、図８に基づきＤｙｎａｍｉｃコア数はｌｄ＝３となる。
【００４２】
次に、コア３０１０はシステムパラメータに含まれる帯域、アンテナ数、無線移動局装置数、下り最大伝送レート、上り最大伝送レートから求めたＳｔａｔｉｃコア数とＤｙｎａｍｉｃコア数を、コア３０１１、コア３０１２、コア３０１３、コア３０１４、コア３０１５に対して定義する。前述の例でｌｓ＝２、ｌｄ＝３とした場合、コア３０１０、コア３０１１をＳｔａｔｉｃコアとし、コア３０１２、コア３０１３、コア３０１４をＤｙｎａｍｉｃコアと定義する（Ｓ１００４）。
【００４３】
次に、コア３０１０は、Ｓｔａｔｉｃコアとして定義したコア３０１１に対し、図３に示すＩＦＦＴ処理４０５、ＣＰＲＩ送信処理４０６、ＣＰＲＩ受信処理４０７、ＦＦＴ処理４０８、Ｏ＆Ｍインタフェース処理４４０、制御チャネル送信処理４６０、制御チャネル受信処理４８０の処理を司るプログラムを選択し、Ｂｏｏｔ処理を開始するように指示する（Ｓ１００５）。
【００４４】
コア３０１１は、Ｂｏｏｔ処理を終えると同時に動作モードとなり、割当てられた処理が開始できる状態となる。なお、コア３０１０もコア３０１１と同様に、図３に示すＩＦＦＴ処理４０５、ＣＰＲＩ送信処理４０６、ＣＰＲＩ受信処理４０７、ＦＦＴ処理４０８、Ｏ＆Ｍインタフェース処理４４０、制御チャネル送信処理４６０、制御チャネル受信処理４８０の処理を司るプログラムが含まれており、コア３０１１と同様の処理が開始できる状態である。また、コア３０１０は、Ｄｙｎａｍｉｃコアとして定義したコア３０１２、コア３０１３、コア３０１４に対し、図３に示すデータチャネル送信処理４５０、データチャネル受信処理４７０、スケジューラ処理４９０の処理を司るプログラムが選択され、Ｂｏｏｔ処理を開始するように指示する。コア３０１２、コア３０１３、コア３０１４は、Ｂｏｏｔ処理を終えると同時に動作モードとなり、割当てられた処理が開始できる状態となる（Ｓ１００６）。
【００４５】
次にコア３０１０は、Ｓｔａｔｉｃコアとして定義したコア３０１０、３０１１、Ｄｙｎａｍｉｃコアとして定義したコア３０１２、コア３０１３、コア３０１４以外の使用しないコア（コア３０１５が対象）に対しては、Ｄｙｎａｍｉｃコアとして定義はするが、スタンバイモードへ移行するように指示する。スタンバイモードへ移行するように指示されたコア３０１５は、Ｄｙｎａｍｉｃコアとして定義したコアと同様に、図３に示すデータチャネル送信処理４５０、データチャネル受信処理４７０、スケジューラ処理４９０の処理を司るプログラムを選択しＢｏｏｔ処理を開始するが、Ｂｏｏｔ処理を終えると同時にスタンバイモードとなる。スタンバイモードへ移行する際は、可変電圧制御部３０１６からの電源電圧ＶＣＣ３０１８を停止することによりスタンバイモードとなる（Ｓ１００７）。
以上、図１０に示したシーケンスをすべて終えた後、マルチコアプロセッサ３０１に割当てられたレイヤ１部４０が運用開始となる。
【００４６】
運用中は、無線移動局装置数やトラフィック量に応じて、動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数を動的に変更する。
運用開始時にシステムパラメータから求めたＤｙｎａｍｉｃコア数は、最大の無線移動局装置数、最大伝送レートに必要なコア数であり、実際に接続する無線移動局装置数やトラフィック量に応じて必要なコア数は変動する。
図１１に運用中の無線基地局装置のマルチコアプロセッサの処理内容のフローチャートを示す。
【００４７】
コア３０１０は、接続する無線移動局装置数Ｕ、下り伝送レートＲｔｘ、上り伝送レートＲｒｘを上位レイヤから取得する（Ｓ１１０１）。
【００４８】
次に、コア３０１０は評価関数ｆ（Ｕ，Ｒｔｘ，Ｒｒｘ）を用いて必要なＤｙｎａｍｉｃコア数ｌｄ（ｔ）を求める（Ｓ１１０２）。評価関数ｆ（Ｕ，Ｒｔｘ，Ｒｒｘ）とは、接続する無線移動局装置数Ｕ、下り伝送レートＲｔｘ、上り伝送レートＲｒｘを入力とし、それに必要なＤｙｎaｍｉｃコア数を出力する関数である。Ｄｙｎａｍｉｃコア数を求める方法は、図８と同じであり、想定される無線移動局装置数Ｕ、下り伝送レートＲｔｘ、上り伝送レートＲｒｘの組み合わせに対する必要なＤｙｎａｍｉｃコア数をあらかじめ見積もっておき関数化したものである。関数化する他の方法として、図８の無線移動局装置数、下り伝送レート、上り伝送レートを更に細分化したテーブルを用意することで実現してもよい。
【００４９】
評価関数ｆの最新値ｌｄ（ｔ）が前回値ｌｄ（ｔ−Ｔ）より小さい場合は（Ｓ１１０３）、動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数を減らすこととし、動作モードのＤｙｎａｍｉｃコアの中から不要なＤｙｎａｍｉｃコア数をスリープモードへ移行する（Ｓ１１０４）。
なお、運用開始時の前回値ｌｄ（ｔ−Ｔ）はシステムパラメータから求めた値（上記説明では、ｌｄ（ｔ−Ｔ）＝３）となる。
例えば、評価関数ｆの最新値ｌｄ（ｔ）＝２、前回値ｌｄ（ｔ−Ｔ）＝３、コア３０１２、コア３０１３、コア３０１４が動作モードとした場合、動作モードのコア３０１４をスリープモードへ移行するＤｙｎａｍｉｃコアとし、動作モードからスリープモードへの移行を行う。
動作モードからスリープモードへ移行する際は、処理中のデータチャネル送信処理あるいはデータチャネル受信処理、スケジューラ処理を終えた後、レジスタ等の情報を退避し、可変クロック周波数制御部３０１７からの動作クロックＣＬＫ３０１９を停止することによりスリープモードとなる。
【００５０】
一方、評価関数ｆの最新値ｌｄ（ｔ）が前回値ｌｄ（ｔ−Ｔ）より大きい場合は（Ｓ１１０６）、動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数を追加することとし、スリープモードのＤｙｎａｍｉｃコアの中から必要なＤｙｎａｍｉｃコア数を動作モードへ移行する（Ｓ１１０７）。
例えば、評価関数ｆの最新値ｌｄ（ｔ）＝３、前回値ｌｄ（ｔ−Ｔ）＝２、コア３０１２、コア３０１３が動作モード、コア３０１４がスリープモードとした場合、スリープモードのコア３０１４を動作モードへ移行するＤｙｎａｍｉｃコアとし、スリープモードから動作モードへの移行を行う。
スリープモードから動作モードへ移行する際は、退避していたレジスタ等の情報を読み出し、可変クロック周波数制御部３０１７からの動作クロックＣＬＫ３０１９を供給することにより動作モードとなる。
なお、評価関数ｆの最新値ｌｄ（ｔ）が前回値ｌｄ（ｔ―Ｔ）と等しい場合は、動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数は変更しない。
【００５１】
上記、動作モードとするＤｙｎａｍｉｃコア数の変更を更新周期Ｔごとに実施する（Ｓ１１０５）。
以上、無線移動局装置数Ｕ、下り伝送レートＲｔｘ、上り伝送レートＲｒｘを入力とした評価関数ｆに基づいて動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数を動的に制御することにより、消費電力を細かく管理することができるため、無駄に浪費していた消費電力を削減することができる。
【００５２】
上記実施例では、評価関数ｆの最新値ｌｄ（ｔ）と前回値ｌｄ（ｔ−Ｔ）を1回の比較で動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数を決定していたが、評価関数ｆの最新値ｌｄ（ｔ）と前回値ｌｄ（ｔ−Ｔ）の比較結果がＮ回連続して、評価関数ｆの最新値ｌｄ（ｔ）を前回値ｌｄ（ｔ−Ｔ）が上回る、あるいは下回った場合に動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数を決定しても構わない。また、評価関数ｆの最新値ｌｄ（ｔ）と前回値ｌｄ（ｔ−Ｔ）の比較結果について平均処理を施し、比較結果の平均値を用いて動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数を決定しても構わない。
【００５３】
上記実施例では、運用開始時における動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数ｌｄを外部装置からネットワークを介して設定されるシステムパラメータから求める説明を行ったが、あらかじめマルチコアプロセッサの定数としてプログラムしておく方法でも構わない。
上記実施例では、運用中における動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数ｌｄを評価関数に基づき決定する方法について説明したが、外部装置からネットワークを介して直接設定する方法でも構わない。
上記実施例では、運用中における動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数ｌｄの更新周期Ｔは、外部装置からネットワークを介して設定する方法、あるいは、あらかじめマルチコアプロセッサの定数としてプログラムしておく方法が考えられる。
【００５４】
上記実施例では、マルチコアプロセッサ数をＭ＝１個、１プロセッサあたりのコア数をＬ＝６個を例にして説明を行ったが、もちろんＭ＝１、Ｌ＝６以外の値でも構わない。
例えば、Ｍ＝２個、Ｌ＝６個とし、第一のマルチコアプロセッサ３０１におけるコア３０１０、コア３０１１がＳｔａｔｉｃコア、コア３０１２、コア３０１３、コア３０１４、コア３０１５が動作モードのＤｙｎａｍｉｃコアとした場合、評価関数ｆの最新値ｌｄ（ｔ）が４個を超えた場合は、第二のマルチコアプロセッサのなかでＤｙｎａｍｉｃコアとして定義され、かつスリープモードのコアが存在すれば、そのコアを動作モードのＤｙｎａｍｉｃコアとして起動する方法が考えられる。
【００５５】
上記実施例では、レイヤ１部４０の処理をマルチコアプロセッサの各コアに割当てる方法について説明を行ったが、レイヤ２部５０、レイヤ３部６０の処理をマルチコアプロセッサの各コアに割当てることももちろん可能である。
レイヤ２部５０、レイヤ３部６０の処理についても、レイヤ１と同様に評価関数ｆ（Ｕ，Ｒｔｘ，Ｒｒｘ）を用いて動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数ｌｄ（ｔ）を求めることが可能である。
また、スケジューラ処理をレイヤ１に含めて説明を行ったが、レイヤ２に含める、あるいは単独の処理として扱っても構わない。
また、運用中におけるＤｙｎａｍｉｃコアがある一定の期間、スリープモードを続けた場合に、スリープモードからタンバイモードへ移行しても構わない。
上記実施例では、運用中における動作モードのＤｙｎａｍｉｃコア数を減らすときに、スリープモードへ移行する説明を行ったが、スタンバイモードでも構わない。
上記実施例では、低消費電力化の方法として、スリープモードやスタンバイモードへ移行する際に電源電圧ＶＣＣ、動作クロックＣＬＫを停止する方法を説明したが、電源電圧ＶＣＣであれば低電圧に降圧する、あるいは動作クロックＣＬＫであれば低周波数に可変する方法も考えられる。
【００５６】
上記実施例では、運用開始時にＳｔａｔｉｃコア数を決定する説明を行ったが、運用中に外部装置からネットワークを介してシステムパラメータの再設定が行われた場合には、Ｓｔａｔｉｃコア数を変更しても構わない。
【符号の説明】
【００５７】
１、２、３…無線基地局装置、４…ＭＭＥ装置、５…ＧＷ装置、６…Ｏ＆Ｍ装置、７…ネットワーク網、１０アンテナ、１１…送信パケット、１２、１３、１４…送信データ、１５…無線信号、１６、１７、１８…受信データ、１９…受信パケット、２０…ＲＦ部、３０…ＢＢ部、４０…レイヤ１部、５０…レイヤ２部、６０…レイヤ３部、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１４０、１４１…送信データ、１４２、１６０、１６１、１６２、１６３、１６４、１６５…受信データ、３０１…マルチコアプロセッサ、４０１…符号化処理、４０２…スクランブル処理、４０３…変調処理、４０４…マッピング処理、４０５…ＩＦＦＴ処理、４０６…ＣＰＲＩ送信処理、４０７…ＣＰＲＩ受信処理、４０８…ＦＦＴ処理、４０９…デマッピング処理、４１０…復調処理、４１１…デスクランブル処理、４１２…復号処理、４１３…符号化処理、４１４…スクランブル処理、４１５…変調処理、４１６…マッピング処理、４１７…デマッピング処理、４１８…復調処理、４１９…デスクランブル処理、４２０…復号処理、４４０…Ｏ＆Ｍインタフェース処理、４５０…データチャネル送信処理、４６０…制御チャネル送信処理、４７０…データチャネル受信処理、４８０…制御チャネル受信処理、４９０…スケジューラ処理、３０１０、３０１１、３０１２、３０１３、３０１４、３０１５…プロセッサコア、３０１６…可変電圧制御部、３０１７…可変クロック周波数制御部、３０１８…電源電圧ＶＣＣ、３０１９…動作クロックＣＬＫ、３０２０…スリープモード指示。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線移動局装置と送受信する無線信号を処理する無線周波数部と、ベースバンド部を有する無線基地局装置であって、
前記ベースバンド部は、それぞれが独立に動作モードを切替える機能を有する複数のプロセッサコアを有する１つ以上のマルチコアプロセッサを搭載し、
前記マルチコアプロセッサに、前記複数のプロセッサコアに対して、無線基地局装置の運用中処理量の変化が少ない処理を割り当てるＳｔａｔｉｃコアまたは運用中に処理量の変化が大きい処理を割り当てるＤｙｍａｍｉｃコアとして定義するためのプログラムおよびシステムパラメータに基づいてＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコア数を決定するための割り当てテーブルを有し、
無線基地局装置の運用開示時に、外部装置よりシステムパラメータが設定されると、
前記マルチコアプロセッサは、設定されたシステムパラメータに基づいて前記テーブルを参照してＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアの割り当て数を決定し、前記複数のプロセッサコアに対して、ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアの定義を行い、それらのプロセッサコアをスタンバイモードにするとともに、ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアのいずれにも割り当てられなかったプロセッサコアに対しては、スリープモードに設定することを特徴とする無線基地局装置。
【請求項２】
前記Ｓｔａｔｉｃコアの割り当て数は、前記システムパラメータのうち、無線基地局装置のシステム帯域と、アンテナ数とを含むパラメータにより決定されることを特徴とする請求項１に記載の無線基地局装置。
【請求項３】
前記ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアの割り当て数は前記外部装置から設定されることを特徴とする請求項１に記載の無線基地局装置。
【請求項４】
無線移動局装置と送受信する無線信号を処理する無線周波数部と、ベースバンド部を有する無線基地局装置であって、
前記ベースバンド部は、それぞれが独立に動作モードを切替える機能を有する複数のプロセッサコアを有する１つ以上のマルチコアプロセッサを搭載し、
前記マルチコアプロセッサに、前記複数のプロセッサコアに対して、無線基地局装置の運用中処理量の変化が少ない処理を割り当てるＳｔａｔｉｃコアまたは運用中に処理量の変化が大きい処理を割り当てるＤｙｍａｍｉｃコアとして定義するためのプログラムおよび運用中に変化するパラメータに基づいてＤｙｍａｍｉｃコア数を決定するためのプログラムを有し、
無線基地局装置の運用中に、予め定められた更新周期で前記パラメータを取得してパラメータに基づいてＤｙｍａｍｉｃコア数を決定し、前記複数のプロセッサコアに対して、Ｄｙｍａｍｉｃコアの増減を行ない、ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアのいずれにも割り当てられなかったプロセッサコアに対しては、スリープモードに設定することを特徴とする無線基地局装置。
【請求項５】
前記運用中のＤｙｍａｍｉｃコア数は、外部装置から設定されるものであることを特徴とする請求項４に記載の無線基地局装置。
【請求項６】
前記更新周期は、外部装置から設定されるものであることを特徴とする請求項４に記載の無線基地局装置。
【請求項７】
前記スリープモードに設定されたプロセッサコアが、一定期間スリープモードを継続した場合、該プロセッサコアをスタンバイモードに移行させるよう制御することを特徴とする無線基地局装置。
【請求項８】
前記マルチプロセッサは、可変電圧制御部と、可変クロック周波数制御部を有し、スタンバイモード、スリープモードの代わりに、動作クロックを低周波数に変更または電圧を低電圧に降圧することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局装置。
【請求項９】
無線移動局装置と送受信する無線信号を処理する無線周波数部と、ベースバンド部を有する無線基地局装置におけるベースバンド処理を行なうマルチコアプロセッサ制御方法であって、
前記ベースバンド処理は、それぞれが独立に動作モードを切替える機能を有する複数のプロセッサコアを有する１つ以上のマルチコアプロセッサにより実現され、
前記マルチコアプロセッサに、前記複数のプロセッサコアに対して、無線基地局装置の運用中処理量の変化が少ない処理を割り当てるＳｔａｔｉｃコアまたは運用中に処理量の変化が大きい処理を割り当てるＤｙｍａｍｉｃコアとして定義するためのプログラムおよびシステムパラメータに基づいてＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコア数を決定するための割り当てテーブルを有し、
無線基地局装置の運用開示時に、外部装置よりシステムパラメータが設定されると、
前記マルチコアプロセッサは、設定されたシステムパラメータに基づいて前記テーブルを参照してＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアの割り当て数を決定し、前記複数のプロセッサコアに対して、ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアの定義を行い、それらのプロセッサコアをスタンバイモードにするとともに、ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアのいずれにも割り当てられなかったプロセッサコアに対しては、スリープモードに設定することを特徴とするマルチコアプロセッサ制御方法。
【請求項１０】
無線移動局装置と送受信する無線信号を処理する無線周波数部と、ベースバンド部を有する無線基地局装置におけるベースバンド処理を行なうマルチコアプロセッサ制御方法であって、
前記ベースバンド処理は、それぞれが独立に動作モードを切替える機能を有する複数のプロセッサコアを有する１つ以上のマルチコアプロセッサにより実現され、
前記マルチコアプロセッサに、前記複数のプロセッサコアに対して、無線基地局装置の運用中処理量の変化が少ない処理を割り当てるＳｔａｔｉｃコアまたは運用中に処理量の変化が大きい処理を割り当てるＤｙｍａｍｉｃコアとして定義するためのプログラムおよび運用中に変化するパラメータに基づいてＤｙｍａｍｉｃコア数を決定するためのプログラムを有し、
無線基地局装置の運用中に、予め定められた更新周期で前記パラメータを取得してパラメータに基づいてＤｙｍａｍｉｃコア数を決定し、前記複数のプロセッサコアに対して、Ｄｙｍａｍｉｃコアの増減を行ない、ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアのいずれにも割り当てられなかったプロセッサコアに対しては、スリープモードに設定することを特徴とするマルチコアプロセッサの制御方法。
【請求項１】
無線移動局装置と送受信する無線信号を処理する無線周波数部と、ベースバンド部を有する無線基地局装置であって、
前記ベースバンド部は、それぞれが独立に動作モードを切替える機能を有する複数のプロセッサコアを有する１つ以上のマルチコアプロセッサを搭載し、
前記マルチコアプロセッサに、前記複数のプロセッサコアに対して、無線基地局装置の運用中処理量の変化が少ない処理を割り当てるＳｔａｔｉｃコアまたは運用中に処理量の変化が大きい処理を割り当てるＤｙｍａｍｉｃコアとして定義するためのプログラムおよびシステムパラメータに基づいてＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコア数を決定するための割り当てテーブルを有し、
無線基地局装置の運用開示時に、外部装置よりシステムパラメータが設定されると、
前記マルチコアプロセッサは、設定されたシステムパラメータに基づいて前記テーブルを参照してＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアの割り当て数を決定し、前記複数のプロセッサコアに対して、ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアの定義を行い、それらのプロセッサコアをスタンバイモードにするとともに、ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアのいずれにも割り当てられなかったプロセッサコアに対しては、スリープモードに設定することを特徴とする無線基地局装置。
【請求項２】
前記Ｓｔａｔｉｃコアの割り当て数は、前記システムパラメータのうち、無線基地局装置のシステム帯域と、アンテナ数とを含むパラメータにより決定されることを特徴とする請求項１に記載の無線基地局装置。
【請求項３】
前記ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアの割り当て数は前記外部装置から設定されることを特徴とする請求項１に記載の無線基地局装置。
【請求項４】
無線移動局装置と送受信する無線信号を処理する無線周波数部と、ベースバンド部を有する無線基地局装置であって、
前記ベースバンド部は、それぞれが独立に動作モードを切替える機能を有する複数のプロセッサコアを有する１つ以上のマルチコアプロセッサを搭載し、
前記マルチコアプロセッサに、前記複数のプロセッサコアに対して、無線基地局装置の運用中処理量の変化が少ない処理を割り当てるＳｔａｔｉｃコアまたは運用中に処理量の変化が大きい処理を割り当てるＤｙｍａｍｉｃコアとして定義するためのプログラムおよび運用中に変化するパラメータに基づいてＤｙｍａｍｉｃコア数を決定するためのプログラムを有し、
無線基地局装置の運用中に、予め定められた更新周期で前記パラメータを取得してパラメータに基づいてＤｙｍａｍｉｃコア数を決定し、前記複数のプロセッサコアに対して、Ｄｙｍａｍｉｃコアの増減を行ない、ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアのいずれにも割り当てられなかったプロセッサコアに対しては、スリープモードに設定することを特徴とする無線基地局装置。
【請求項５】
前記運用中のＤｙｍａｍｉｃコア数は、外部装置から設定されるものであることを特徴とする請求項４に記載の無線基地局装置。
【請求項６】
前記更新周期は、外部装置から設定されるものであることを特徴とする請求項４に記載の無線基地局装置。
【請求項７】
前記スリープモードに設定されたプロセッサコアが、一定期間スリープモードを継続した場合、該プロセッサコアをスタンバイモードに移行させるよう制御することを特徴とする無線基地局装置。
【請求項８】
前記マルチプロセッサは、可変電圧制御部と、可変クロック周波数制御部を有し、スタンバイモード、スリープモードの代わりに、動作クロックを低周波数に変更または電圧を低電圧に降圧することを特徴とする請求項１に記載の無線基地局装置。
【請求項９】
無線移動局装置と送受信する無線信号を処理する無線周波数部と、ベースバンド部を有する無線基地局装置におけるベースバンド処理を行なうマルチコアプロセッサ制御方法であって、
前記ベースバンド処理は、それぞれが独立に動作モードを切替える機能を有する複数のプロセッサコアを有する１つ以上のマルチコアプロセッサにより実現され、
前記マルチコアプロセッサに、前記複数のプロセッサコアに対して、無線基地局装置の運用中処理量の変化が少ない処理を割り当てるＳｔａｔｉｃコアまたは運用中に処理量の変化が大きい処理を割り当てるＤｙｍａｍｉｃコアとして定義するためのプログラムおよびシステムパラメータに基づいてＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコア数を決定するための割り当てテーブルを有し、
無線基地局装置の運用開示時に、外部装置よりシステムパラメータが設定されると、
前記マルチコアプロセッサは、設定されたシステムパラメータに基づいて前記テーブルを参照してＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアの割り当て数を決定し、前記複数のプロセッサコアに対して、ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアの定義を行い、それらのプロセッサコアをスタンバイモードにするとともに、ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアのいずれにも割り当てられなかったプロセッサコアに対しては、スリープモードに設定することを特徴とするマルチコアプロセッサ制御方法。
【請求項１０】
無線移動局装置と送受信する無線信号を処理する無線周波数部と、ベースバンド部を有する無線基地局装置におけるベースバンド処理を行なうマルチコアプロセッサ制御方法であって、
前記ベースバンド処理は、それぞれが独立に動作モードを切替える機能を有する複数のプロセッサコアを有する１つ以上のマルチコアプロセッサにより実現され、
前記マルチコアプロセッサに、前記複数のプロセッサコアに対して、無線基地局装置の運用中処理量の変化が少ない処理を割り当てるＳｔａｔｉｃコアまたは運用中に処理量の変化が大きい処理を割り当てるＤｙｍａｍｉｃコアとして定義するためのプログラムおよび運用中に変化するパラメータに基づいてＤｙｍａｍｉｃコア数を決定するためのプログラムを有し、
無線基地局装置の運用中に、予め定められた更新周期で前記パラメータを取得してパラメータに基づいてＤｙｍａｍｉｃコア数を決定し、前記複数のプロセッサコアに対して、Ｄｙｍａｍｉｃコアの増減を行ない、ＳｔａｔｉｃコアおよびＤｙｍａｍｉｃコアのいずれにも割り当てられなかったプロセッサコアに対しては、スリープモードに設定することを特徴とするマルチコアプロセッサの制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１７６５１７（Ｐ２０１１−１７６５１７Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３８０９６（Ｐ２０１０−３８０９６）
【出願日】平成２２年２月２４日（２０１０．２．２４）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２４日（２０１０．２．２４）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]