JP2003500949A - スペクトラム拡散マルチユーザチャネルの優先順位づけおよび流れ制御 - Google Patents
スペクトラム拡散マルチユーザチャネルの優先順位づけおよび流れ制御Info
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Abstract
Description
において複数のユーザの用いるチャネルに関する。より詳しくいうと、この発明
はスペクトラム拡散通信システムの共通共用チャネルのためのデータの流れの優
先順位づけおよび制御のシステムおよび方法に関する。
を概略的に示す。このシステム18のノードB26は関連のユーザ装置(UE)
20−24と信号授受する。ノードB26は、単一の基地局28(図1)または
複数の基地局28と関連づけた単一のサイトコントローラ(SC)30を備える
。一群のノード(26、32、34)を無線網コントローラ(RNC)36に接
続する。RNC36−40相互間で通信信号の転送には、これらRNC相互間の
インタフェース装置(IUR)42を用いる。RNC36−40の各々は移動局
交換センタ(MSC)44に接続してあり、このMSC44は中核通信網46に
接続してある。
ルなど多様な通信チャネルを用いる。専用チャネルはノードB26とUE20−
24の特定の一つとの間のデータ転送を行う。共通チャネルおよび共用チャネル
は複数のユーザ、すなわちUE20−24が用いる。これらチャネルはすべて、
トラフィックデータ、制御データおよびシグナリングデータなど多様なデータを
搬送する。
ので、データをプロトコルデータユニット(PDU)すなわちパケットを用いて
送る。図2に示すとおり、互いに異なる供給源48−52からチャネル56への
データの流れを制御するためにコントローラ54を用いる。
クセス共通チャネル(FACH)58である。図3に示すとおり、FACH58
はRNC36を起点とし、UE20−24へのスペクトラム拡散信号としての無
線伝送のためにノードB26−34に接続される。FACH58は、共通制御チ
ャネル(CCCH)、専用制御チャネルおよびトラフィックチャネル(DCCH
およびUSCH)、制御シグナリングなど多様な供給源からの数種類のデータを
搬送する。また、FACH58はハイブリッド自動反復要求(H−ARQ)など
の帯域外制御シグナリング、およびCCCH、DCCH、DTCH、H−ARQ
制御データなど上記以外のRNC38−40からIUR62経由で伝送される同
様のデータを搬送する。
無線リンクコントローラ(RLC)64はCCCHを制御する。専用媒体アクセ
スコントローラ(MAC−d)66はDCCH、DTCH、およびいくつかの帯
域外H−ARQシグナリングを制御する。共用媒体アクセスコントローラ(MA
C−sh)68はDSCH、USCH制御シグナリングおよび帯域外H−ARQ
制御シグナリングを制御する。FACH58の制御は共通媒体アクセスコントロ
ーラ(MAC−c)60によって行う。
52があるので、チャネルコントローラ54は伝送の前にデータを待ち行列にか
ける。その待ち行列に大きい滞貨が生ずると、待ち行列の中のデータに待ち時間
を生ずる。制御データなど特定のデータの待ち時間が長くなると、チャネルの故
障の原因となる。この問題を回避するために従来技術ではデータ輻輳の軽減のた
めに待ち行列を一斉消去するかデータの経路変更を行う。待ち行列の一斉消去は
データ逸失の原因となり、再伝送を必要とし望ましくない。待ち行列収容ずみの
データの経路変更はシステム内のデータの重複を生じ、既存のデータ輻輳を解消
しない。したがって、これら従来技術の問題を伴うことなく共用チャネルおよび
共通チャネルのデータの待ち時間を減らすのが望ましい。
ラで受ける。パケットデータの各パケットをデータ種類のクラスの経路変更可能
性に一部基づき優先順位づけする。その優先順位づけに基づきマルチユーザチャ
ネル経由の伝送に各パケットをスケジュールする。待ち行列に収容したパケット
データの滞貨をマルチユーザチャネル経由の転送のために追跡する。追跡した待
ち行列に一部基づき、各データ供給源からのデータの流れを制限する。
に、図4に示すデータ優先順位づけ機構70を用いる。特定の共通チャネルまた
は共用チャネルについては、そのチャネルに特定のデータを伝送する必要があり
、同図に「必須」88と表示してある。それ以外のデータはその特定のチャネル
で送るのが好ましいが、専用チャネルなど他のチャネルに経路変更することもで
きる。そのデータを「最善努力」90と称する。「必須」データ88は経路変更
不可能であるので、「最善努力」データ90よりも高い優先順位を保持する。
パケット内データの種類も優先順位づけに用いる。データ種類の優先順位づけを
達成するために、制御データパケット96およびシグナリングデータパケット9
8をトラフィックデータパケット100から分離する。これらパケットの分離の
ための一つの手法は、コントローラ54で受ける前に、各チャネルによる伝送パ
ケットにそのパケットのデータの種類を表示する識別子をつける。
ャネル凍結が生ずるので、制御データ96およびシグナリングデータ98にはト
ラフィックデータ100よりも高い優先順位を与える。また、複数ユーザに関連
する共通データまたは共用データ92は単一ユーザのための専用データ94より
も高い優先順位を有する。データ優先順位づけ機構はマルチユーザチャネルのコ
ントローラのソフトウェアに通常蓄積する。
変更する。例えば、最善努力専用トラフィックデータは経路変更され、必須共通
制御データは経路変更されない。待ち行列収容前にデータを経路変更することに
よって、再送信は不要になる。したがって、待ち行列収容のデータの量は少なく
なり、データ待ち行列は短くなる。また、経路変更されたデータは待ち行列にか
けられないので、従来技術でみられたデータの重複は解消する。
hのDSCH、H−ARQは必須の共用制御データを有するので、優先順位が最
も高く、「最高」の優先順位が与えられる。供給源MAC−dのH−ARQは必
須の制御データを有するが、専用であるので、少し低い優先順位「高」が与えら
れる。CCCHおよびDCCHはシグナリングに用いられ、優先順位は次のレベ
ルであるので、順位「中程度」が与えられる。最低の優先順位はDTCHに与え
られる。すなわち、最善努力専用トラフィックデータを有するからである。
6に変形を加える必要がある。図3に示すとおり、従来技術によるMAC−d6
6はDCCH、DTCHおよびMAC−dのH−ARQを制御する。図5に示す
とおり、これら供給源の各々は互いに異なる優先順位を有する。このデータは優
先順位づけの前にMAC−d66で多重化されるので、MAC−d66のマルチ
プレクサを、MAC−c60における優先順位づけを可能にするためにMAC−
c60に移す。代わりに、MAC−d66から多重化ずみデータの各パケットの
フラグまたは識別子などの優先順位表示および識別表示をMAC−c60におけ
る優先順位づけのために送ることもできる。RLC64およびMAC−sh68
の制御するデータは優先順位が互いに等しいので、いずれも変形を必要としない
。蓄積ずみの優先順位リストを用いて、種々の供給源からのデータを輻輳時の伝
送および経路変更に備えてスケジュールする。
種々のコントローラ間のデータの流れを制御する手法である。図6に示すとおり
、共通または共用チャネル56に入るデータを規制するためにスケジューリング
機構74を用いる。このスケジューリング機構74はコントローラの待ち行列に
おけるデータの滞貨を追跡する。この機構74が輻輳を認識しデータがある期間
にわたり伝送されないことを認識した場合は、チャネル56へのアクセスが個々
のデータ供給源からのデータの流れを制限する。それら個々のデータ供給源はデ
ータの経路変更または伝送試行見送りの必要があることを認識する。FACH、
MACおよびRLC(レイヤ2)について流れ制御機構を用いて、シグナリング
の待ち時間を短縮し、効率を高める。
止するために、図7に示す種々の可変窓76−86を用いる。データ供給源48
−52の各々は許される待ち行列の中の未決のデータの一つの窓または複数の窓
76−86を有する。窓76の大きさは特定のデータ供給源の要求に基づいて定
まる。窓76は待ち行列の使用可能性に応答して動的に調整される。チャネル利
用可能性が高いほど窓は大きくなり、未処理パケットの数が大きくなる。逆にチ
ャネル利用可能性が下がると、窓の大きさは減り、未処理パケットの数は小さく
なる。窓が小さくなると、データ供給源は経路変更するか窓へのパケット送出を
止める。
52があるので、チャネルコントローラ54は伝送の前にデータを待ち行列にか
ける。その待ち行列に大きい滞貨が生ずると、待ち行列の中のデータに待ち時間
を生ずる。制御データなど特定のデータの待ち時間が長くなると、チャネルの故
障の原因となる。この問題を回避するために従来技術ではデータ輻輳の軽減のた
めに待ち行列を一斉消去するかデータの経路変更を行う。待ち行列の一斉消去は
データ逸失の原因となり、再伝送を必要とし望ましくない。待ち行列収容ずみの
データの経路変更はシステム内のデータの重複を生じ、既存のデータ輻輳を解消
しない。 WO 96/08935はGSMシステム用の優先順位づけ機構を記載している。互いに
異なる種類のパケットに共通チャネル経由の伝送のための優先順位を与える。そ
れぞれの優先順位に基づいてその共通チャネル経由でデータパケットを送出する
。 米国特許第5,802,310号は通信網におけるデータ待ち行列制御のシステムを記
載している。データを一つのチャネルのための待ち行列に転送する。その待ち行
列に収容されたデータの量が第1の限界値よりも大きい場合はその待ち行列を機
能抑止し、待ち行列に収容されたデータの量が第2の閾値よりも小さい場合はそ
の待ち行列をイネーブルする。したがって、これら従来技術の問題を伴うことな
く共用チャネルおよび共通チャネルのデータの待ち時間を減らすのが望ましい。
が前記追跡した滞貨の増加とともに減少し、前記追跡した滞貨の減少とともに増
加する請求項28記載のシステム。
Claims (29)
- 【請求項1】無線スペクトラム拡散符号分割多元接続通信システムのマルチユ
ーザチャネル経由の転送のためにパケットデータを優先順位づけする方法であっ
て、 前記マルチユーザチャネルに関連したコントローラにおいて複数の供給源から
のパケットデータを受ける過程と、 前記パケットの各々のデータ種別のクラスの経路変更可能性に一部基づき前記
パケットデータの各パケットの優先順位づけを、経路変更可能性の最も小さい種
類のパケットを有するクラスが経路変更可能性のより大きい種類のパケットを有
するクラスに対して優先権を得るように行う過程と、 前記優先順位づけに一部基づき前記マルチユーザチャネル経由の伝送のために
前記パケットの各々をスケジュールする過程と を含む方法。 - 【請求項2】前記優先順位づけが制御型パケット、シグナリング型パケット、
およびトラフィック型パケットの階層構成に一部基づく請求項1記載の方法。 - 【請求項3】前記制御型パケットが、トラフィック型パケットに対して優先権
を得る前記シグナリング型パケットに対して優先権を得る請求項2記載の方法。 - 【請求項4】前記優先順位づけが共通型パケット、共用型パケット、および専
用型パケットの階層構造に一部基づく請求項1記載の方法。 - 【請求項5】前記共通型パケットおよび共用型パケットが前記専用型パケット
に対して優先権を得る請求項4記載の方法。 - 【請求項6】前記パケットデータの前記クラスが経路変更可能性なしの制御ク
ラスと、ある程度の経路変更可能性を伴うシグナリングクラスと、経路変更可能
性を十分に伴うトラフィッククラスとを含む請求項1記載の方法。 - 【請求項7】前記クラスの各々が前記パケットに関連するユーザ数に基づく下
位階層構成を有する請求項6記載の方法。 - 【請求項8】前記下位階層構成が、専用パケットに対して優先権を有する共通
パケットおよび共用パケットを含む請求項7記載の方法。 - 【請求項9】前記マルチユーザチャネルが共用チャネルである請求項1記載の
方法。 - 【請求項10】前記マルチユーザチャネルが共通チャネルである請求項1記載
の方法。 - 【請求項11】前記共通チャネルが順方向アクセス制御チャネルである請求項
10記載の方法。 - 【請求項12】前記パケットが最高、高、中程度、または最低の優先順位に順
位づけされており、前記最高の優先順位のものがダウンリンク共用チャネル制御
パケット、アップリンク共用チャネル制御パケットおよび共用ハイブリッド自動
反復要求制御パケットを有し、前記高の優先順位のものが専用ハイブリッド自動
反復要求制御パケットを有し、前記中程度の優先順位のものが共通制御チャネル
パケットおよび専用制御チャネルパケットを有し、前記最低の優先順位のものが
専用トラフィックチャネルパケットを有する請求項11記載の方法。 - 【請求項13】各々が複数のユーザ装置への通信をサポートする複数の通信ノ
ードの交信を制御する無線網コントローラを有する無線スペクトラム拡散通信シ
ステムであって、 前記複数の通信ノードと、 マルチユーザチャネル経由で転送されてきたパケットデータを受信する手段を
有する前記複数のユーザ装置と、 前記複数の通信ノードからのパケットデータを受けるように構成した入力を有
し前記マルチチャネルと関連したコントローラ、 前記パケットの各々のデータ種別のクラスの経路変更可能性に一部基づき前記
パケットデータの各パケットの優先順位づけを、経路変更可能性の最も小さい種
類のパケットを有するクラスが経路変更可能性のより大きい種類のパケットを有
するクラスに対して優先権を得るように行う手段、および 前記優先順位づけに一部基づき前記マルチユーザチャネル経由の伝送のために
前記パケットの各々をスケジュールする手段 を有する前記無線網コントローラと を含む無線スペクトラム拡散通信システム。 - 【請求項14】無線スペクトラム拡散符号分割多元接続通信システムのマルチ
ユーザチャネル経由の転送のためにパケットデータを優先順位づけするコントロ
ーラであって、 複数の供給源からのパケットデータを受けるように構成した入力と、 優先順位づけ機構に一部基づき前記マルチユーザチャネル経由の伝送のために
前記受けたパケットデータを選択的に出力する出力と を含み、 前記優先順位づけ機構が前記パケットの各々のデータ種別のクラスの経路変更
可能性に一部基づき前記パケットデータの各パケットの優先順位づけを、経路変
更可能性の最も小さい種類のパケットを有するクラスが経路変更可能性のより大
きい種類のパケットを有するクラスに対して優先権を得るように行う コントローラ。 - 【請求項15】経路変更可能なデータを有するデータ供給源や経路変更不可能
なデータを有するデータ供給源などの他種類のデータ供給源、すなわち無線スペ
クトラム拡散符号分割多元接続通信システムのマルチユーザチャネルに流入する
多種類のデータ供給源からのパケットデータを制御する方法であって、 前記データ供給源の各々からの入来データに対して待ち行列を提供する過程と
、 前記待ち行列の中のデータの滞貨を追跡する過程と、 前記追跡した滞貨に一部基づき前記データ供給源の各々からのデータの流れを
制限する過程と、 パケットデータの経路変更の可能なデータ供給源の各々について、前記マルチ
ユーザチャネル経由の伝送を意図しているパケットデータを前記追跡した滞貨に
一部基づき選択的に経路変更する過程と、 パケットデータの経路変更の不可能なデータ供給源の各々について、前記マル
チユーザチャネル経由の伝送を意図しているパケットデータを前記追跡した滞貨
に一部基づき選択的に送出しない過程と を含む方法。 - 【請求項16】前記待ち行列が前記マルチユーザチャネルと関連した単一の待
ち行列である請求項15記載の方法。 - 【請求項17】前記待ち行列が、前記各データ供給源あたり一つの待ち行列と
前記マルチユーザチャネルのための待ち行列とを含む複数の待ち行列を含む請求
項15記載の方法。 - 【請求項18】前記データ流制限が前記追跡した滞貨に応答して前記データ供
給源の待ち行列の各々の大きさを変えることによる請求項17記載の方法。 - 【請求項19】前記データ供給源の各々の待ち行列の大きさが前記追跡した滞
貨の増加とともに減少し、前記追跡した滞貨の減少とともに増加する請求項18
記載の方法。 - 【請求項20】前記マルチユーザチャネルが共用チャネルである請求項15記
載の方法。 - 【請求項21】前記マルチユーザチャネルが共通チャネルである請求項15記
載の方法。 - 【請求項22】前記共通チャネルが順方向アクセス制御チャネルである請求項
21記載の方法。 - 【請求項23】経路変更可能なデータを有するデータ供給源や経路変更不可能
なデータを有するデータ供給源などの多種類のデータ供給源、すなわち無線スペ
クトラム拡散符号分割多元接続通信システムのマルチユーザチャネルに流入する
多種類のデータ供給源からのパケットデータを制御するスケジューリング機構で
あって、 前記マルチユーザチャネルと関連づけられ、複数のデータ供給源の待ち行列か
らの入来パケットデータを受けるように構成した入力を有し、前記受けたデータ
を前記マルチユーザチャネル経由の伝送のために出力するマルチユーザチャネル
待ち合わせ行列と、 各々が前記データ供給源の各々と特有の関連を有し、その関連のデータ供給源
からのデータを受けるように構成した入力を有し可変の容量を備える複数のデー
タ供給源待ち行列と を含み、 前記マルチユーザチャネル待ち行列の利用可能性に一部基づき前記データ供給
源待ち行列の前記可変の容量が変わる スケジューリング機構。 - 【請求項24】前記データ供給源待ち行列の前記可変の容量が前記マルチユー
ザチャネルの利用可能性の増加に伴って減少し、前記マルチユーザチャネルの利
用可能性の減少に伴って増加する請求項23記載の機構。 - 【請求項25】各々が複数のユーザ装置への通信をサポートする複数の通信ノ
ードの交信を制御する無線網コントローラを有する無線スペクトラム拡散通信シ
ステムであって、 前記複数の通信ノードと、 マルチユーザチャネル経由で転送されてきたパケットデータを受信する手段を
有する前記複数のユーザ装置と、 前記データ供給源の各々からの入来データのための待ち行列、 前記待ち行列の中のパケットデータの滞貨を追跡する手段、 前記追跡した滞貨に一部基づき前記データ供給源の各々からのデータの流れを
制限する手段、 パケットデータの経路変更の可能なデータ供給源の各々について、前記マルチ
ユーザチャネル経由の伝送を意図しているパケットデータを前記追跡した滞貨に
一部基づき選択的に経路変更する手段、 パケットデータの経路変更の不可能なデータ供給源の各々について、前記マル
チユーザチャネル経由の伝送を意図しているパケットデータを前記追跡した滞貨
に一部基づき選択的に送出しない手段 を有する無線網コントローラと を含む無線スペクトラム拡散通信システム。 - 【請求項26】前記待ち行列が前記マルチユーザチャネルと関連した単一の待
ち行列である請求項25記載のシステム。 - 【請求項27】前記待ち行列が、前記各データ供給源あたり一つの待ち行列と
前記マルチユーザチャネルのための待ち行列とを含む複数の待ち行列を含む請求
項25記載のシステム。 - 【請求項28】前記データ流制限手段が前記追跡した滞貨に応答して前記デー
タ供給源の各々の待ち行列(76−86)の大きさを変えることによって制限す
る請求項27記載のシステム。 - 【請求項29】前記データ供給源の各々の待ち行列の大きさが前記追跡した滞
貨の増加とともに減少し、前記追跡した滞貨の減少とともに増加する請求項28
記載のシステム。
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