JP2001513597A - ディジタル通信システムにおける方法および構成 - Google Patents
ディジタル通信システムにおける方法および構成Info
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Abstract
Description
択的に再送信されるディジタル通信システムにおいて、前進型誤信号訂正(FE
C)により符号化されたパケット情報を送受信する方法に関するものである。本
発明の方法によれば、送信側から受信側にパケットを伝送するための推定総合時
間が最小化される。
規格化されたGPRS(General Packet Radio Service)システムにおける使用
に適している。
きる一定量の情報と定義される。通信資源とは、通常はチャネルであり、例えば
FDMA(周波数分割多元接続)システムにおいては特定のキャリア周波数、T
DMA(時間分割多元接続)システムにおいては特定のタイムスロット、CDM
A(符号分割多元接続)システムにおいては特定の符号またはシーケンス、OF
DM(直交周波数分割多重)システムにおいては特定のサブチャネル、WDMA
(波長分割多元接続)システムにおいては特定の波長であることが考えられる。
通常、各パケットは複数のデータブロックに区分される。非常に短いパケットで
あれば、1つのデータブロックに収まるが、大半の場合、1つのパケットは2つ
以上のデータブロックからなるものである。
る。そのため、第一の論理レベルでは1つのパケットであるものが、第二の論理
レベルでは複数のパケットと認識される可能性がある。例えば、GPRSにおい
て、上位レベルのパケットは大気インタフェースを介した転送の前に2つ以上の
いわゆるLLC(リンクレイヤ制御)フレームに分割される。この発明に関連し
ては、そのようなLLCフレームや対応するサブパケットは同様にパケットと見
なす。
ませる。冗長記号は、データブロック内のペイロード情報に相関させ、伝送の際
のある程度のデータの劣化を、受信側で訂正可能とする。冗長記号を追加する方
法は、前進型誤信号符号化(FEC)と称し、符号化方式に従って行われる。
タブロックの大きさは一定である。そのため、冗長度が高いとデータブロックの
数が増え、冗長記号が追加されない場合より通信時間が当然長くなる。逆に、冗
長度が低いと、伝送中の回復不可能な誤りの発生により、データブロックの再送
信の確率が高くなる。このような再送信が多数あれば、パケットに収まれる情報
の総合通信時間が確実に長くなる。
信する方法であって、前進型誤信号訂正(FEC)および自動繰り返し要求(A
RQ)の組み合わせにより、通信効率を良好とする方法が公知である。単位時間
間隔あたりの繰り返し通信要求の数を監視し、この数が第一の値より大きい場合
、前進型誤信号訂正の量を増やす。逆に、単位時間感覚あたりの繰り返し通信要
求の数が第二の値より小さい場合、前進型誤信号訂正の量を減らす。
の方法が開示されている。この文献には、チャネル符号化が、第一の利用者から
第二の利用者へ転送される情報に使用する様子が記述されている。不透明接続の
品質を監視し、品質が特定のレベルを下回ると、チャネル符号化方式をより効率
的なものに変更する。効率のより良いチャネル符号化方式を使用する際、ペイロ
ード情報のチャネル毎の通信速度の低下を補償するため、割り当てるチャネル容
量も同時に大きくする。
情報に対して冗長度を増やすことにより、繰り返し通信要求の増加に対応する方
法の例が開示されている。ただし、ここではペイロード通信速度の低下の補償は
行わない。
Indoor Mobile Radio Environment", IEEE Transactions on Vehicular Technol
ogy, No. 1, March 1994, pp. 1412-1416において、E. Malkamaki氏は、冗長が 要求されたときにのみ送信される、音声通信のための従来からのFEC符号化に
代わるバーストレベルARQ方式を発表した。
、単位時間間隔あたりのデータブロックの再送信回数と前進型誤信号訂正の量と
の関係を適応的に設定するものである。
的とするものは無かった。これらの方法は単に、一時的にペイロード情報の効率
が許容できる程度となるように前進型誤信号訂正の量を調整するだけのものであ
る。
ことを目的とするものである。 また、本発明は、無線通信システムにおいてパケット情報を送受信する際に、
大気インタフェースを可能な限り効率的に使用することも目的とする。 さらに、本発明は、通信状況が不安定な環境において、パケット情報を高い信
頼性で送受信することも目的とする。
に最小化することでこれらの目的を達成する。一般的に、利用可能な通信資源の
通信品質は大きく異なる。故に、これらの資源の中から、適当な選択を行うこと
が重要である。十分に高い通信品質を有する資源の数と、これらの資源間の品質
の差によって、ある特定の符号化方式が最適の方式である。そのため、割り当て
られた通信資源に伴って、どの符号化方式を選択するかが重大な課題である。さ
らに、割り当てられた通信資源への符号化データブロックの配分も、最適化され
るべきパラメータである。
を送受信する方法が提供される。この方法は、各パケットにつき、通信資源の量
が異なり、システムが誤受信されたパケットの選択的再送信を容認するプロトコ
ルに従って作動することを前提とする。さらに、情報を受信側に送信する前に、
2つ以上の異なる符号化方式により、ペイロード情報を前進型誤信号訂正が可能
であることが必要である。
含まれる情報の推定通信時間を最小化する符号化方式と資源のサブセットとの組
み合わせを求める。通信時間とは、パケットの最初のデータブロックの送信の開
始から、該パケットに対する陽性認知メッセージの受信までの時間を意味し、す
なわち中間的な遅延や待合時間をも含む。当然、上記の通信時間条件さえ守られ
ていれば、符号化方式と資源のサブセットとの選択は他の条件によるものであっ
ても良い。このような符号化方式と通信資源の最適な組み合わせを求めた後、パ
ケットはこの符号化方式に従って符号化され、この資源を介して受信側に送信さ
れる。 上記の方法が特徴とするところは、請求項1に記載するとおりである。
いてパケット情報の通信を行う方法であって、各パケットと利用可能な資源のセ
ットにつき、利用可能な資源のサブセットから符号化方式と符号化データブロッ
クの分布の組み合わせを求める方法を提供する。
にうち、現在特定のパケットを転送するために利用可能なものを求め、利用可能
の通信資源から、パケットを転送するために最適の資源を含む指定のセットを選
択し、指定された資源のセットを介して2つ以上の別の方式で符号化されたパケ
ットを転送するために必要な通信時間を推定し、符号化されたパケットを構成す
る符号化データブロックを送信するための推定通信時間を最小化する符号化デー
タブロックの分布と符号化方式の組み合わせを選択する。そのため、分布は、ど
の符号化データブロックがどの通信資源を介して転送されるかを規定する。最後
に、選択された符号化方式との組み合わせで、通信時間の観点から最適であるこ
とが期待される分布に従って、パケットが選択された符号化方式によって符号化
され、指定された通信資源のセットを介して送信される。 この形態によるディジタル通信システムにおいて情報の通信を行うための方法
は、請求項3に記載された事項を特徴とする。
においてパケット情報の通信を行う方法であって、各パケットと利用可能な資源
のセットにつき、利用可能な資源のサブセットから符号化方式と符号化データブ
ロックの分布の組み合わせを求める方法を提供する。
通信資源のうち、現在特定のパケットを転送するために利用可能なものを求める
。第二に、これらの各通信資源の推定通信品質を求める。第三に、利用可能な資
源から、パケットの送信に最適な資源を含む指定されたセットを選択する。第四
に、システム内で利用可能な符号化方式から任意の符号化方式を選択する。第五
に、選択された符号化方式でパケットを符号化した場合に得られる符号化パケッ
トに含まれる符号化データブロックの数を計算する。第六に、指定された通信資
源のセットに対する、符号化処理によって得られる符号化データブロックの第一
の対応分布を選択する。第七に、そのような転送に必要な推定通信時間を計算す
る。第八に、符号化方式と符号化データブロックの対応分布の各組み合わせにつ
いて推定通信時間が得られるまで割り当て、符号化および計算のステップを繰り
返す。
有する通信資源以上の特定の符号化パケットの符号化データブロックを常に送信
するものである。ただし、対応分布において、指定されたセットで認識される1
つ以上の資源に符号化データブロックがまったく割り当てられないようにするこ
とも可能である。さらに、対応分布は、指定されたセットが、送信側と受信側の
うち、容量がより低いほうが取り扱うことのできる資源の数を超えることがない
ことも意味してもよい。
報の通信時間が最短であることが期待される符号化パケットを選択する。第十に
、この分布に従ってこの符号化パケットを指定された資源のセットを介して転送
する。 この形態によるディジタル通信システムにおいて情報の通信を行うための方法
は、請求項7に記載された事項を特徴とする。
は、特定のパケットを構成するデータブロックを記憶するバッファ手段、バッフ
ァ手段からパケットを取得し、それから符号化データブロックを含む符号化パケ
ットを作成する符号化手段、(i)現在利用可能な資源の各通信資源につき、品
質測定値を求め、(ii)現在利用可能な資源から、符号化パケットを送信する
ための指定の通信資源のセットを決定し、(iii)指定の通信資源のセットへ
の符号化データブロックの対応分布を決定し、(iv)2つ以上の異なる符号化
方式と分布の組み合わせによる符号化パケットを転送するための推定通信時間を
計算するための演算手段、および符号化パケットを、特定の符号化方式との組み
合わせで最短の推定通信時間が得られる分布に従って、指定された通信資源のセ
ットに含まれる1つ以上の資源を介して受信側に送信するための送信手段を有す
るものである。 上記の構成が特徴とするところは、請求項18に記載するとおりである。
ける交換装置が提供される。 この側面は請求項22から明らかである。
ムにおけるほかのあらゆる資源割り当て装置に含めることができる。
進型誤信号訂正符号化方式と利用可能な通信資源に対するブロック分布の組み合
わせを選択することで、通信システムにおいてペイロード情報の平均通信時間を
最小化するという課題の解決法を提供する。よって、推定が的確であれば、どの
情報の通信時間も、平均して最短となる。
ため、このパケット通信方法をその大気インタフェースに適用する無線通信シス
テムは、その大気インタフェースも可能な限り効率よく使用することができる。
の通信を保障する。個々の通信資源の通信品質の差に関係なく、現在もっとも効
率のよい前進型誤信号訂正符号化方式と利用可能な通信資源に対するブロック分
布の組み合わせが選択される。
て、データブロックB1〜B3からなる小さいパケットを、1つの通信資源ch
xを介して、送信側から受信側に転送するための既知の方法を示す。パケットが
誤受信される場合に備え、選択的ARQプロトコルは、パケット内で誤受信され
た特定のデータブロックの再送信を認める。ここに示す例では、パケットの2番
目のデータブロックB2が誤受信された。よって、受信側は、第一の待機時間W 1 の後、送信側に否定的確認メッセージNACK(2)を送ることでその旨を示
す。それから第二の待機時間W2が経過したら第二のデータブロックB2が再送
信され、さらなる第一の待機時間W1後、受信側は送信側に肯定的確認メッセー
ジACKを送り返すことで第二のデータブロックB2を正常に受け取ったことを
知らせる。1つのデータブロックを転送するために時間τが必要であり、確認メ
ッセージACK、NACKの転送時間がCであることとすると、パケットの総合
通信時間Ttransは、Ttrans=4τ+2W1+W2+2Cとなる。
である。図2には、12個のデータブロックB1〜B12からなるパケットを、
4つの通信資源ch1〜ch4を介して転送する従来の方法を示す。横軸は時間
軸であり、縦軸には各通信資源ch1〜ch4の内容を示す。通信資源ch1〜
ch4は、均等の通信品質を有することとし、データブロックをそれに均一に配
分する。資源間でデータブロックB1〜B12を最も簡単に均一に配分するには
、データブロックを資源ch1〜ch4に循環的に割り当てる、つまり第一のデ
ータブロックB1を第一の通信資源ch1に、第二のデータブロックB2を第二
の通信資源ch2に、その後同様にして順番に割り当てることで行うことができ
る。その結果、データブロックB1、B5およびB9は第一の資源ch1、デー
タブロックB2、B6およびB10は第二の資源ch2、データブロックB3、
B7およびB11は第三の資源ch3、そしてデータブロックB4、B8および
B12は第四の資源ch4をそれぞれ介して送信される。しかし、伝送中、6番
目のデータブロックB6と11番目のデータブロックB11に誤りが発生する。
受信側は送信側に否定的確認メッセージNACK(6、11)を送り返すことで
この旨を示す。後受信されたデータブロックB6およびB11は再送信され、今
度は両方とも正常に受信した。よって、受信側は、パケットが完全に正常に受信
できたことを示す肯定的確認メッセージACKを送る。
ータブロックを、以前の通信において最高の通信品質を有することが証明された
通信資源を介して選択的に再送信することを教示する記述がある。ここで、特定
の資源を介して転送されたブロックの総数に対して誤受信されたデータブロック
の数が低いかあるいは誤受信されたデータブロックの割合が低いことが通信品質
の高さを示すこととする。よって、その文献によれば、誤受信されたデータブロ
ックを、これらのデータブロックを最初に送信するために使用したものとは別の
、通信品質がより高いと見られる通信資源を介して再送信することが望ましい。
て送信するための他の方法を示す。資源ch1〜ch4は、最初の通信品質が等
しいこととする。しかし、今度は6番目のデータブロックB6と11番目のデー
タブロックB11の伝送中に誤りが発生したことは、第二ch2および第三ch
3通信資源の通信品質が第一ch1および第四ch4通信資源の通信品質より低
い結果であると解釈する。誤受信されたデータブロックB6およびB11に再度
誤りが発生する確率を下げるため、これらのデータブロックは代わってそれぞれ
第一ch1と第四ch4通信資源を介して再送信される。再送信に割り当てられ
た通信資源ch1、ch4が変更されるが、ペイロード情報に適用される符号化
方式はそのままであり、すなわち全く同じの符号化データブロックB6およびB 11 が再度受信側に送信される。
ある程度の冗長を含ませることが周知である。この冗長は、パケットのペイロー
ド情報から得られ、受信側に、各データブロック内で特定の数の誤りを訂正する
ために使用される。このような冗長は、符号化方式ciによりパケットPをFE
C符号化することでパケットPに付加する。このFEC符号化の結果、符号化パ
ケットPciが得られる。この方法とともに、一組の通信資源ch1〜chnに
おける符号化データブロックB1〜BΓの配分を、図4に示す。
ックの大きさは通常一定である。そのため、符号化パケットPciは常にそれに
対応する非符号化パケットPよりデータブロックの数が多い。データブロックb 1 〜bmからなる元のパケットPは、ここで符号化方式ciによりFEC符号化
され、符号化データブロックB1〜BΓからなる符号化パケットPciとなる。
なお、ここでΓ>m。そして、符号化データブロックB1〜BΓは、特定の分布
djに従って一組の通信資源ch1〜chnに分配され、受信側に送信され、そ
こでパケットPに含まれる情報が再生される。
と符号化ビットnCの数(すなわち、ビットの総数−情報ビットおよび付加冗長
ビット)との比率、R=nPL/nCである。ブロック誤り確率BLERは、デ
ータブロックに1つ以上の誤信号がある確率である。特定の通信品質を有する通
信資源において、ブロック誤り確率BLERは符号化率Rの増加に伴って増加す
る。ブロック誤り確率BLERが高ければ、ブロックの再送信が多くなるため、
通信時間が長くなる。逆に、符号化率Rが低ければ、符号化データブロックが多
くなり、転送に特定の最小時間を要する。その結果、特定の組の利用可能な資源
をもって、あるパケットにつき通信時間を最小とする符号化率Rを求めるのは、
複雑な最適化問題である。図5a〜bおよび6a〜bに、この問題を説明する。
ロックB1〜B24にFEC符号化される様子を示す。符号化データブロックB 1 〜B24は、一つの通信資源ch1を介して送信側から受信側へ転送される。
高度の符号化(R=1/2)であるため、通信中にはブロックの誤りは発生しな
い。よって、受信側は、符号化パケットの最後の符号化データブロックB24の
受信から第一の待機時間W1後に肯定的確認メッセージACKを送り返す。転送
時間が図1に関連して定義したとおりであるとすると、符号化パケットの通信時
間TtransはTtrans=24τ+W1+Cである。
される様子を示す。これにより、16個の符号化データブロックB1〜B16が
得られる。符号化データブロックB1〜B16は、同一の通信資源ch1を介し
て送信側から受信側に転送される。この場合、FEC符号化が低い(R=3/4
)ため、2つのデータブロックB7およびB14の誤信号の訂正に失敗した。誤
受信されたデータブロックB7およびB14は、否定的確認メッセージNACK
(7、14)により示され、これは符号化パケットの最後の符号化データブロッ
クB16を受信してから第一の待機時間W1後に受信側から送り返される。第二
の待機時間W2が経過すると、データブロックB7およびB14が再送信され、
正常に受け取られる。最後に、受信側から送信側に、肯定的確認メッセージAC
Kが送信される。この場合、符号化パケットの総合通信時間Ttransは、前
回より短いTtrans=18τ+2W1+W2+Cである。前提とした条件下
では、後者の場合の若干弱いFEC符号化は、2つのデータブロックが再送信さ
れたにも関わらず、前者の場合に使用した強力なFEC符号化より短い通信時間
Ttransとなる。
化率R=1/2で、24個の符号化データブロックB1〜B24にFEC符号化
される様子を示す。ただし、符号化データブロックB1〜B24は、今度は同等
の通信品質を有することとする4つの通信資源ch1〜ch4に均一に分配され
、受信側に転送される。第一の通信資源ch1は符号化データブロックB1、B 5 、B9、B13、B17およびB21を転送し、第二の通信資源ch2は符号
化データブロックB2、B6、B10、B14、B18およびB22を転送し、
第三の通信資源ch3は符号化データブロックB3、B7、B11、B15、B 19 およびB23を転送し、第四の通信資源ch4は符号化データブロックB4 、B8、B12、B16、B20およびB24を転送する。前記の例の通信状況
がそのまま保持されるため、R=1/2の符号化により、通信中に回復不可能な
誤りが起きないことが保証される。よって、受信側は、最後の符号化データブロ
ックB24の受信から待機時間W1後に肯定的確認メッセージACKを送り返す
。その結果、符号化パケットの通信時間Ttransは、Ttrans=6τ+
W1+Cとなる。
ロックB1〜B16にFEC符号化される様子を示す。これら16個のデータブ
ロックはB1〜B16は同様に4つの通信資源ch1〜ch4に均等に分配され
る。同様なブロック誤りが、符号化データブロックB7およびB14で発生する
。第一の待機時間W1後、否定的確認メッセージNACK(7、14)が送信さ
れ、さらに第二の待機時間W2後に、後受信された符号化データブロックB7お
よびB14が再送信される。スウェーデン特許公報第SE,C2 504 57
7が教示するとおり、再送信は第一ch1および第四ch4通信資源を介して行
われる。ここで、符号化パケットの通信時間Ttransは、Ttrans=5
τ+2W1+W2+Cとなり、上記のR=1/2の場合より長くなる。
通信資源の量によって、最短の通信時間Ttransが得られる符号化率Rが違
う。ここまで、いずれの利用可能な資源も同一の通信品質を有することを前提と
した。しかし、実際の通信システム、特に無線通信システムにおいてはそうでは
ない。このようなシステムにおける待機インタフェースの潜在的な不安定性によ
り、特定の時間に異なる通信資源間でも、特定の通信資源で異なる時刻間でも通
信状況は大きく変動する。
通信資源のそれぞれの現在の通信品質の推定値を得る必要がある。推定通信品質
に基づき、符号化データブロックの再送信が1回、2回、3回等がある確率を推
定することができる。本発明によれば、このような確率の計算は、予め各符号化
率R(すなわちFEC符号化方式)につき、標本化推定通信品質測定で行われ、
結果は表に蓄積される。それにより、ある推定通子音品質測定値および符号化方
式について、符号化データブロックの再送信が0回、1回、または複数回ある推
定確率がすぐに解る。
らは、符号化データブロックの資源への最適配分は異なる。図7には、符号化デ
ータブロックB1〜B7を3つの通信資源ch1〜ch3に分配した7つの異な
る対応分布d1〜d7を示す。通信資源ch1〜ch3は品質の順にランキング
され、一番高い推定通信品質測定値Q1を有する第一の資源ch1は1番にラン
キングされ、二番目に高い推定通信品質測定値Q2を有する第ニの資源ch2は
2番にランキングされ、推定通信品質測定値Q3が最も低い第三の資源ch3は
3番にランキングされる。対応分布とは、ある特定の推定通信品質測定値を有す
る通信資源には、それより低い推定通信品質測定値を有する通信資源以上の符号
化データブロックが分配される分布を意味する。図7に示した7つの分布d1〜
d7は、いずれも7つの符号化データブロックB1〜B7を3つの通信資源ch
1〜ch3に分配した対応分布である。最初の4つの分布d1〜d4では、利用
可能の通信資源ch1〜ch3のうち、一部ch1またはch1〜ch2のみ使
用される。このような分布は、利用可能な通信資源のうち1つまたは複数が、極
端に低い推定通信品質Q2〜Q3またはQ3を有するときに有効である。次の3
つの分布d1〜d3では、利用可能な通信資源はいずれも少なくとも1つのデー
タブロックの通信が割り当てられている。このような分布は、通常、利用可能な
通信資源の推定通信品質測定値間で極端な差がない場合、パケットの通信時間を
短くするために最も有効である。また、最後の分布d3では、符号化データブロ
ックB1〜B7が、利用可能な資源ch1〜ch3にできるだけ均等に割り当て
る。通信の初期遅延を最小化することが重要な場合、すなわち第一の符号化デー
タブロックをできるだけ早く送信したいとき、推定通信時間Ttransを、少
なくとも各符号化方式に伴い、この分布d7につき計算する必要がある。これは
、主に1つの通信資源に最も多く割り当てられるデータブロックの数max(N
7)によって決定される最小無誤り通信時間Ttrans 0が、この分布d7に
おいて最も短いことからなる。ある分布d1の最小無誤り通信時間Ttrans 0 は、より正確には、1つの通信資源max(Ni)に割り当てられるデータブ
ロックの数の最大値をデータブロックを転送するために必要な時間τを掛け、第
一の待機時間W1と肯定的確認メッセージACKを送受信するための時間Cを足
したものであり、すなわちTtrans 0=max(Ni)τ+W1+Cである
。
i)が長い。利用可能な資源はいずれも極端に低い通信品質を有しない場合、最
小無誤り通信時間max(Ni)を最小化することは、若干大ざっぱであれ、符
号化パケットの総合通信時間Ttransを短くするために適切な手段である。
送受信される符号化パケットPciの通信時間Ttransのより正確な推定値
を次の式で得ることができる。
符号化ブロックを転送するために必要な時間を示し、Yは符号化パケットを完全
に転送するために必要な転送の推定総数(推定通信品質Q1〜QNから割り出す
)を示し、Ni,NはL番目の送信で通信資源iを介して送信される符号化デー
タブロックの数を示し、W1は通信の最後の符号化データブロックと送信側にお
ける受信側からの確認メッセージACK/NACKの受信との間の推定待機時間
を示し、W2は否定的確認メッセージNACKの受信から誤受信されたブロック
の再送信の開始までの推定時間間隔を示し、Cは確認メッセージACK/NAC
Kを送信するために要する推定時間を示す。
の方法として、次のアルゴリズムを利用して推定値を反復的に求める方法がある
。
符号化ブロックを転送するために必要な時間を示し、Cは確認メッセージACK
/NACKを送信するために要する推定時間を示し、W1は通信の最後の符号化
データブロックと送信側における受信側からの確認メッセージACK/NACK
の受信との間の推定待機時間を示し、W2は否定的確認メッセージNACKの受
信から誤受信されたブロックの再送信の開始までの推定時間間隔を示し、Γは符
号化パケットに含まれる符号化データブロックB1〜BΓの数を示し、PΓ(k
)は符号化パケット全体がΓ個の符号化データブロックB1〜BΓを有すること
とする場合z回の再送信がある推定確率を示し、max(Ni,L)はL番目の
送信で通信資源iを介して送信される符号化データブロックの最大数である。
パケットPを構成するデータブロックb1〜bmが、第一のステップ800で蓄
積され、第二のステップ810において、どの通信資源ch1〜chNが現在利
用可能か求める。次のステップ820で、利用可能な資源ch1〜chNから、
指定の通信資源ch1〜chnのサブセットが選択される。指定の通信資源ch
1〜chnは、様々な条件で選択することができる。選択は、少なくとも各利用
可能通信資源ch1〜chNの推定通信品質測定値に基づくものである。ただし
、指定の通信資源ch1〜chnのセットは、特定の情報通信に関わる利用者の
最大通信容量を越える数の通信資源を有するものとはしない。送信側の最大通信
容量が、受信側の最大通信容量より低い場合、通信資源ch1〜chnの量は送
信側の容量により決まり、受信側の最大受信容量が送信側の最大通信容量より低
い場合、受通信資源ch1〜chnの量は受信側の容量により決まる。
たセットの資源ch1〜chnへの対応分布djの各組み合わせの通信時間Tt rans を計算する。次のステップ840で、最短の推定通信時間min(Tt rans )に対応する符号化方式ciと分布djとの組み合わせ(ci,dj)
を選択する。次なるステップ850は、選択された組み合わせ(ci,dj)の
符号化方式ciを介してパケットPを符号化パケットPciに符号化することを
前提とする。最後のステップ860では、選択された組み合わせ(ci,dj)
の分布djに従って指定された通信資源ch1〜chnのセットを介して、符号
化パケットPciを送信側から受信側に転送する。
ステップ900で、パケットPを構成するデータブロックb1〜bmを蓄積する
。第二のステップ910で、どの通信資源ch1〜chNが現在利用可能か求め
、第三のステップ921で各利用可能通信資源ch1〜chNの通信品質測定値
Qiを推定する。次のステップ922では、利用可能通信資源ch1〜chNか
ら、指定の通信資源ch1〜chnのサブセットを選択する。選択は、推定品質
測定Qi:sに基づくものである。次のステップ931で任意の符号化方式ci を選択し、さらにその次のステップ932では、パケットPが符号化方式ciを
使用して符号化された場合のデータブロックの数Γciを求める。そして、ステ
ップ933で、指定の通信資源ch1〜chnのセットに対する符号化データブ
ロックの対応分布dj。次に、ステップ934で,符号化方式ciで符号化した
パケットPの推定通信時間Ttransを計算する。その次のステップ935で
、すべての対応分布dj:sが適用されたか問い合わせ、そうであればステップ
936に進み、そうでなければステップ933に戻り、既に選択された分布dj とは別の対応分布dj+1を選択する。その次のステップで、すべての符号化方
式ci:sが適用されたか問い合わせ、そうであればステップ940に進み、そ
うでなければステップ931に戻り、新しい符号化方式ci+1を選択する。ス
テップ940で、最短の推定通信時間min(Ttrans)に対応する符号化
方式ciと分布djの組み合わせ(ci,dj)を選択する。次のステップ95
0で、選択された組み合わせ(ci,dj)の符号化方式ciを介してパケット
Pを符号化パケットPciの符号化を前提とする。最後のステップ960では、
選択された組み合わせ(ci,dj)の分布djに従って指定された通信資源c
h1〜chnのセットを介して、符号化パケットPciを送信側から受信側に転
送する。
パケットPを保存するための第一バッファ手段1005、符号化手段1010、
2つ以上の各符号化方式c1、c2、...、c(i+k)によってFEC符号
化された場合のパケットPに含まれる符号化データブロックの数を表わす値Γc 1 、Γc2、...、Γc(i+k)を保持する第一の記憶手段1020、現在
利用可能な通信資源ch1〜chNの指数を保持する第二の記憶手段1025、
現在利用可能の各通信資源ch1〜chNの品質測定値Q1〜QNを保持する第
三の記憶手段1035、符号化データブロックB1〜BΓの指定の通信資源のセ
ットへの対応分布d1、d2、...、d(j+d)を保持する第四の記憶手段
、利用可能な各符号化方式ciで符号化したパケットPciを転送するために要
する総通信数の推定値Yおよび/またはΓ個の符号化データブロックを含む特定
の符号化パケットPciの特定数zの再送信がある推定確率PΓ(z)を保持す
る第五の記憶手段1045、推定通信時間Ttransとともにそれに対応する
符号化方式ciと対応分布djの組み合わせを蓄積するための第六の記憶手段、
分布djに従って送信側から受信側に符号化パケットPci:を送信するための
送信手段1055、様々な計算を行うための演算手段1030、ディジタル通信
システム内の全通信資源chα〜chω上の事象に関する統計を蓄積および保持
するためのログ手段1090および信号trigおよびCKにより構成に含まれ
るほかの装置をすべてトリガし、同期させるための制御手段1095。
る。次に、パケットPは、符号化手段1010からの第一符号化方式c1ととも
に演算手段1030に供給される。演算手段1030は、パケットPが第一符号
化方式c1で符号化された場合のデータブロックの数Γciを計算する。その値
Γciは第一記憶手段1020に記憶される。少なくとも1つのほかの符号化方
式c2〜c(i+k)の対応する値Γc2〜Γc(i+k)も計算され、記憶さ
れる。そのため、符号化手段1010は2つ以上の符号化方式c1、c2、..
.、c(i+k)を含むバンク1015を有するものである必要がある。各値Γ ci 〜Γc(i+k)は、符号化データブロックB1〜BΓの、指定の資源ch
1〜chnのセットへの異なる分布d1〜d(j+d)による各符号化方式c1 、c2、...、c(i+k)に従って符号化されたパケットPを転送するため
の推定通信時間Ttransの計算のため、一つずつ演算手段1030に送信さ
れる。現在利用可能な通信資源ch1〜chNは定期的に検出され、その状態を
示す更新されたインデックスが、第二記憶手段に記憶される。第二記憶手段10
25の内容は、どの資源に対して通信品質測定値Qiを計算すべきかを決定する
ときに、演算手段1030が使用する。これらの計算結果Q1、Q2、...、
QNは、第三記憶手段1035に記憶される。推定通信品質測定値Q1〜QNの
セット、ログ手段からの現在の情報および送信側および受信側の能力に関するデ
ータ(Tdata、Rdata)をもって、計算手段1030は、好ましくは演
算手段1030内の記憶手段1070に記憶されるパケットPの指定の通信資源
ch1〜chnのセットを決定する。各通信資源chxに関するログ手段109
0からの情報は、例えば、肯定的確認メッセージAの数を示す値、否定的確認メ
ッセージNの数を示す値、測定信号強度Spおよび推定BER(BER=ビット
誤り率)のうち1つ以上の情報が含まれる。指定のセットの通信資源ch1〜c
hnの推定通信品質測定値Q1〜QNを表1080に適用することで、計算手段
1030は、指定セットの各資源ch1〜chnを介して転送されるときの、各
符号化方式ciで符号化した場合にパケットPを転送するために必要となる総通
信数の推定値Yおよび/またはΓ個の符号化データブロックを有する符号化パケ
ットに対して特定数zの再送信がある推定確率PΓ(z)を求める。確率Y、P Γ (z)は第五記憶手段1045に記憶される。計算手段1030は、記憶手段
1020〜1045のデータを基に、本発明の方法による符号化方式ciと対応
分布djの各組み合わせ(ci、dj)に対する推定通信時間Ttransを計
算し、その結果を第六記憶手段1050に記憶する。計算手段1030は、第六
記憶手段に記憶された最短の推定通信時間Ttransを選択し、それに対応す
る符号化方式ciおよび対応分布djを認識する。次に、パケットPは、認識さ
れた符号化方式ciにより符号化され、その結果得られる符号化パケットPci は、第四記憶手段1040からの認識された分布djとともに、送信手段105
5に供給される。
B1、B2、...、BΓからなる符号化パケットPciを、指定されたセット
の資源ch1〜chnを介して受信側に送信する。受信側から送り返される確認
メッセージACK、NACKは、望ましくは送信手段1055に含まれる状況受
信手段1055により取り扱われる。否定的確認メッセージNACKの場合、メ
ッセージで指摘された誤受信の符号化データブロックは本発明の方法に従って再
送信され、肯定的確認メッセージACKが戻された場合、第一バッファ手段10
05がリセットされ、新しいパケットPが供給される。
ものである。
したものである。
法を示したものである。
を示したものである。
一および第二の方法を示したものである。
一および第二の方法を示したものである。
めの7つの該当分布の候補を示したものである。
Claims (22)
- 【請求項1】 ディジタル通信システムにおいて、送信側から受信側への各
パケットの転送に利用可能な通信資源が可変であり、誤受信されたパケットを選
択的に再送信することができ、情報が送信側から受信側に転送される前に少なく
とも2つの異なる符号化方式(c1〜ci+k)のうちのいずれかにより前進型
誤信号訂正符号化されるパケット情報の通信を行う方法であって、 パケット(P)が転送される前に、符号化方式(ci)と(n)個の指定され
た通信資源(ch1〜chn)のセットの組み合わせが、少なくとも計算された
数(Γci)の符号化データブロックからなる符号化パケット(Pci)の推定
通信時間(Ttrans、TΓ)を基に選択され、その結果組み合わせの符号化
方式(ci)に従ってパケットPが符号化されることを特徴とする方法。 - 【請求項2】 パケット(P)の通信中、符号化方式(ci)が常に固定さ
れていることを特徴とする請求項1による方法。 - 【請求項3】 ディジタル通信システムにおいて、送信側から受信側への各
パケットの転送に利用可能な通信資源が可変であり、誤受信されたパケットを選
択的に再送信することができ、情報が送信側から受信側に転送される前に少なく
とも2つの異なる符号化方式(c1〜ci+k)のうちのいずれかにより前進型
誤信号訂正符号化されるパケット情報の通信を行う方法であって、各パケット(
P)につき、 現在利用可能な通信資源(ch1〜chN)の量(N)を求め(810)、 (n)個の指定された通信資源(ch1〜chn)のセットを選択し(820
)、 各々1つ以上の符号化データブロック(B1〜BΓ)からなり、特定の符号化
方式(ci)によりパケット(P)を符号化することで得られる少なくとも2つ
の符号化パケット(Pci)の、(n)個の指定の通信資源(ch1〜chn)
を介して送信するために必要な通信時間(Ttrans、TΓ)を推定し(83
0)、 符号化データブロック(B1〜BΓ)の推定通信時間(Ttrans、TΓ)
が最短である符号化方式(ci)と符号化方式(ci)により符号化されたパケ
ット(P)を表わす符号化データブロック(B1〜BΓ)の、(n)個の指定さ
れた通信資源(ch1〜chn)への分布(dj)との組み合わせを選択し(8
40)、 パケット(P)を、符号化方式(ci)に従って、符号化データブロック(B 1 〜BΓ)を含む符号化パケット(Pci)となるよう符号化し(850)、 該分布(dj)に従って(n)個の指定された通信資源(ch1〜chn)の
セットを介して符号化データブロック(B1〜BΓ)を送信する(860)ステ
ップを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項4】 推定通信時間(Ttrans、TΓ)が、少なくとも通信中
のデータブロックの再送信の推定数から得られる推定総合通信遅延を考慮して計
算されることを特徴とする請求項1〜3のうちいずれかによる方法。 - 【請求項5】 推定されるデータブロック再送信の数が、現在利用可能の(
N)個の各通信資源(ch1〜chN)の推定通信品質測定値(Q1〜QN)か
ら計算されることを特徴とする請求項4による方法。 - 【請求項6】 通信品質測定値(Q1〜QN)が、 現在利用可能な(N)個の通信資源(ch1〜chN)の以前の情報通信結果
、 現在利用可能な(N)個の通信資源(ch1〜chN)の推定ビット誤り率(
BER)、および 現在利用可能な(N)個の通信資源(ch1〜chN)の測定信号強度(Sp )の少なくとも1つから推定することを特徴とする請求項5による方法。 - 【請求項7】 ディジタル通信システムにおいて、送信側から受信側への各
パケットの転送に利用可能な通信資源が可変であり、誤受信されたパケットを選
択的に再送信することができ、情報が送信側から受信側に転送される前に少なく
とも2つの異なる符号化方式(c1〜ci+k)のうちのいずれかにより前進型
誤信号訂正符号化されるパケット情報の通信を行う方法であって、各パケット(
P)につき、 現在利用可能な通信資源(ch1〜chN)の量(N)を求め(910)、 現在利用可能の(N)個の各通信資源(ch1〜chN)の通信品質測定値(
Q1〜QN)を推定し(921)、 現在利用可能の(N)個の通信資源(ch1〜chN)から指定の(n)個の
通信資源(ch1〜chn)を選択し(922)、 第一の符号化方式(c1)を選択し(931)、 第一の符号化方式(ci)でパケット(P)を符号化した結果得られるデータ
ブロックの数(Γci)を計算し(932)、 指定された(n)個の通信資源(ch1〜chn)への符号化データブロック
(B1〜BΓ)の第一の分布(d1)を選択し(933)、 選択された符号化方式(c1)と分布(d1)の組み合わせに従って符号化デ
ータブロック(B1〜BΓ)を転送するために必要な推定通信時間(Ttran s 、TΓ)を計算し(934)、 可能な分布(d1、d2、...、dj+d)のすべてに適用されるまでほか
の可能な分布(d1、d2、...、dj+d)に対して前記の2つのステップ
(933、934)を繰り返し(935)、 前に選択した符号化方式(c1)とは別の符号化方式(c2)を選択し、この
符号化方式(c2)について前記の4つのステップ(932〜935)を繰り返
し(931゜)、 符号化方式(c1〜ci+k)と対応分布(d1〜dj+d)の全組み合わせ
につき、推定通信時間(Ttrans)が計算されるまで上のステップ(931
゜)を繰り返し(936)、 符号化データブロック(B1〜BΓ)の推定通信時間(Ttrans、TΓ)
が最短である符号化方式(ci)と符号化方式(ci)により符号化されたパケ
ット(P)を表わす符号化データブロック(B1〜BΓ)の、(n)個の指定さ
れた通信資源(ch1〜chn)への分布(dj)との組み合わせを選択し(9
40)、 パケット(P)を、符号化方式(ci)に従って、符号化データブロック(B 1 〜BΓ)を含む符号化パケット(Pci)となるよう符号化し(950)、 該分布(dj)に従って(n)個の指定された通信資源(ch1〜chn)の
セットを介して符号化データブロック(B1〜BΓ)を送信する(960)ステ
ップを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項8】 指定された(n)個の通信資源(ch1〜chn)のセット
の資源の量が最大で、(i)送信側での最大送信容量、および(ii)受信側で
の最大受信容量のうち低いほうにより決定することを特徴とする請求項7による
方法。 - 【請求項9】 指定された(n)個の通信資源(ch1〜chn)のセット
が、特定の限度測定値(QL)以上の品質測定値(Q1〜Qn)を有する資源を
のみ含むことを特徴とする請求項7または8による方法。 - 【請求項10】 対応分布(d1〜dj+d)が、特定の推定通信品質測定
値(Q1)を有する通信資源に割り当てられる符号化データブロックの数が、そ
れより低い(Q2 > Q1)推定通信品質測定値(Q2)を有する通信資源(
ch2)に割り当てられる数以上であることを特徴とする請求項7〜9のうちい
ずれかによる方法。 - 【請求項11】 指定されたセット内の(n)個すべての通信資源(ch1
〜ch3)が、いずれの対応分布(d5〜d7)にも使用されることを特徴とす
る請求項7〜10のうちいずれかによる方法。 - 【請求項12】 対応分布(d1〜dj+d)が、符号化データブロック(
B1〜B7)の、可能な限り均一の分布(d7)であることを特徴とする請求項
7〜11のうちいずれかによる方法。 - 【請求項13】 推定通信時間(Ttrans、TΓ)が、通信中のデータ
ブロックの再送信の推定数から得られる推定総合通信遅延を考慮して計算される
ことを特徴とする請求項7〜12のうちいずれかによる方法。 - 【請求項14】 データブロックの再送信の推定数が、現在利用可能な(N
)個の各通信資源(ch1〜chN)の推定通信品質測定(Q1〜QN)により
計算されることを特徴とする請求項13による方法。 - 【請求項15】 推定通信時間(Ttrans)が、次の式: (式中、τは符号化パケットの符号化データブロックB1〜BΓのうち1つの
符号化ブロックを転送するために必要な時間を示し、 Yは符号化パケットを完全に転送するために必要な転送の推定総数を示し、 Ni,NはL番目の送信で通信資源iを介して送信される符号化データブロッ
クの数を示し、 W1は通信の最後の符号化データブロックと送信側における受信側からの確認
メッセージACK/NACKの受信との間の推定待機時間を示し、 W2は否定的確認メッセージNACKの受信から誤受信されたブロックの再送
信の開始までの推定時間間隔を示し、 Cは確認メッセージACK/NACKを送信するために要する推定時間を示す
)により計算されることを特徴とする請求項7〜12のうちいずれかによる方法
。 - 【請求項16】 推定通信時間(TΓ)が、次の式: (式中、τは符号化パケットの符号化データブロックB1〜BΓのうち1つの
符号化ブロックを転送するために必要な時間を示し、 Cは確認メッセージACK/NACKを送信するために要する推定時間を示し
、 W1は通信の最後の符号化データブロックと送信側における受信側からの確認
メッセージACK/NACKの受信との間の推定待機時間を示し、 W2は否定的確認メッセージNACKの受信から誤受信されたブロックの再送
信の開始までの推定時間間隔を示し、 Γは符号化パケットに含まれる符号化データブロックB1〜BΓの数を示し、 PΓ(k)は符号化パケット全体がΓ個の符号化データブロックB1〜BΓを
有することとする場合z回の再送信がある推定確率を示し、 max(Ni,L)はL番目の送信で通信資源iを介して送信される符号化デ
ータブロックの最大数を示す)により計算されることを特徴とする請求項7〜1
2のうちいずれかによる方法。 - 【請求項17】 通信品質測定値(Q1〜QN)が、 現在利用可能な(N)個の通信資源(ch1〜chN)の以前の情報通信結果
、および 現在利用可能な(N)個の通信資源(ch1〜chN)の測定信号強度(Sp )の少なくとも1つから推定することを特徴とする請求項7〜16のうちいずれ
かによる方法。 - 【請求項18】 ディジタル通信システムにおいてパケット情報の通信を行
う構成であって、 1つのパケット(P)を構成するデータブロック(b1〜bm)を記憶する第
一のバッファ手段(1005)、 第一のバッファ手段(1005)からパケット(P)を取得し、それから符号
化データブロック(B1〜BΓ)を含む符号化パケット(Pci)を作成する符
号化手段(1010)、 (i)現在利用可能の資源の各通信資源(ch1〜chN)につき、品質測
定値(Q1〜QN、Y、PΓ(z))を求め、 (ii)現在利用可能の資源から、符号化パケット(Pci)を送信するた
めの指定の通信資源(ch1〜chn)のセットを決定し、 (iii)指定の通信資源(ch1〜chn)のセットへの符号化データブ
ロック(B1〜BΓ)の対応分布(d1〜dj+d)を決定し、 (iv)2つ以上の異なる符号化方式(ci)と分布(dj)の組み合わせ
による符号化パケット(Pci)を転送するための推定通信時間(Ttrans )を計算するための 演算手段(1030)、および 符号化パケット(Pci)を、特定の符号化方式(ci)との組み合わせで最
短の推定通信時間(Ttrans)が得られる分布(dj)に従って、指定され
た通信資源(ch1〜chn)のセットに含まれる1つ以上の資源を介して受信
側に送信するための送信手段(1055)を有することを特徴とする構成。 - 【請求項19】 通信資源(chα〜chω)の品質測定値(Q1〜QN、
Y、PΓ(z))の基となる、通信資源(chα〜chω)における過去の事象
および統計(A、N、Sp、BER)を記憶するためのログ手段(1090)、
および パケット(P)の2つ以上の異なる符号化方式による符号化パケット(Pci )の符号化データブロックの数を表わす値、品質測定値(Q1〜QN、Y、PΓ (z))および対応分布(d1〜dj+d)を記憶するための記憶手段(102
0〜1045)をさらに有することを特徴とする請求項18による構成。 - 【請求項20】 符号化手段(1010)が、2つ以上の異なる符号化方式
(c1、c2、...、ci+k)を含むバンク(1015)を有し、 送信手段が、送信された各符号化データブロック(B1〜BΓ)の受信側での
状態を求めるための状態検出手段(1065)および符号化パケット(Pci)
を記憶するための第二のバッファ手段(1060)を有することを特徴とする請
求項18または19による構成。 - 【請求項21】 請求項18〜20のうちいずれかによる構成を有すること
を特徴とする無線通信システム用の基地局制御装置。 - 【請求項22】 請求項18〜20のうちいずれかによる構成を有すること
を特徴とするパケット交換型通信網における交換装置。
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