JP2005518143A - 無線通信システムにおいてデータパケットを伝送するデータレートの制御方法ならびにそのための受信機および送信機 - Google Patents

無線通信システムにおいてデータパケットを伝送するデータレートの制御方法ならびにそのための受信機および送信機 Download PDF

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Abstract

少なくとも１つの自動再送要求（ＡＲＱ）またはハイブリッドＡＲＱプロトコルを用いて少なくとも１つの受信機と無線通信信号によって通信する送信機を有する無線通信システムにおいてデータパケットを伝送するデータレートを制御する方法。前記データパケットは、前記送信機から前記受信機への伝送のための少なくとも１つの下り物理通信チャネルにマッピングされる少なくとも１つの論理チャネルに割り当てられる。前記受信機は、シグナリング情報を上りフィードバックチャネルで前記送信機に伝送する。本発明によれば、前記データレート制御は、前記通信信号に含まれる受信データパケット量を処理する、前記受信機の現在の能力に基づいて行われる。また、前記上りフィードバックチャネルにおける前記シグナリング情報は、少なくとも１つの論理チャネルにおける前記データレートの制御要求を有する。さらに、本発明は、この制御方法を実行するように構成された受信機および送信機に関する。

Description

本発明は、請求項１の前置部に係る無線通信システムにおいてデータパケットを伝送するデータレートの制御方法に関する。また、本発明は、その方法に適した受信機および送信機に関する。
図１は、次世代移動通信システム（ＵＭＴＳ：Universal Mobile Telecommunication System）の高レベルアーキテクチャを示している。ネットワーク要素は、機能に応じて、コアネットワーク（ＣＮ：Core Network）と、ＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ：UMTS Terrestrial Radio Access Network）と、ユーザ機器（ＵＥ：User Equipment）とに分けられる。ＵＴＲＡＮは、無線関連の機能すべてを処理する責任を持ち、コアネットワークは、呼とデータの接続を外部ネットワークにルーティングする責任を持つ。これらのネットワーク要素の相互接続は、図からわかるようにオープンインタフェースによって定義されている。留意すべき点として、ＵＭＴＳシステムは、モジュール方式であり、したがって、同じタイプの複数のネットワーク要素を持つことが可能である。
図２は、ＵＴＲＡＮの現在のアーキテクチャを示している。複数のＲＮＣ（無線ネットワークコントローラ：Radio Network Controllers）が、コアネットワークに接続されている。各ＲＮＣは、有線リンク（Ｉｕｂインタフェース）を介して１つまたは複数の基地局（ＢＳ）を制御する。そして、基地局は、無線リンク（図示せず）を介してＵＥと通信する。
非リアルタイムサービスの誤り訂正用として最も一般的な手法は、前方誤り訂正（ＦＥＣ：Forward Error Correction）と組み合わされた自動再送要求（ＡＲＱ：Automatic Repeat reQuest）方式に基づいており、これはハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）と称されている。誤り検出（ＣＲＣ：Cyclic Redundancy Check）によって誤りが検出されると、受信機は、追加のビットを送信するよう送信機に要求する。ＡＲＱ方式のタイプIIおよびタイプIIIでは、誤りのある受信パケットが格納されて、ＮＡＣＫ（否定応答）信号によって再送が要求されることになっている。そして、追加のビットが、同じパケットの前回受信されたビットと結合される。正しく受信されたパケットは、ＡＣＫ信号によって肯定応答される。移動通信においては、既存の異なるプロトコルのうちストップアンドウエイト（ＳＡＷ：Stop-And-Wait）方式と選択的リピート（ＳＲ：Selective-Repeat）方式のＡＲＱが最も頻繁に使用される。
高速下りパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ：High Speed Downlink Packet Access）は、ＵＭＴＳ用の新しい技術であり、３ＧＰＰによって標準化されている。この技術は、適応変調・符号化などの機能強化をＵｕインタフェースに導入することによって、下りにおける高いデータレートを提供する。
ＨＳＤＰＡは、ＨＡＲＱプロトコルのタイプII／IIIに依存しており、共有チャネル上のアクティブなユーザを迅速に選択し、時間と共に変化するチャネル状態に従って伝送フォーマットのパラメータを適合化する。
図３は、ユーザプレーン（user plane）無線インタフェースプロトコルのアーキテクチャを示している。ＨＡＲＱプロトコルとスケジューリング機能は、ＢＳとＵＥにまたがって分散されているメディアアクセスコントロールハイスピード（ＭＡＣ−ｈｓ：Medium Access Control High Speed）サブレイヤに属している。留意すべき点として、スライディングウィンドウメカニズムに基づくＳＲ方式のＡＲＱプロトコルを、ＲＮＣとＵＥの間に、無線リンク制御（ＲＬＣ：Radio Link Control）サブレイヤのレベルに確立することもできる。プロトコルのパラメータは、シグナリングによって設定される。ＣＮとＵＥの間のポイントツーポイント接続を目的としてＲＬＣサブレイヤから提供されるサービスは、無線アクセスベアラ（ＲＡＢ：Radio Access Bearer）と称される。その後、各ＲＡＢは、ＭＡＣレイヤから提供されるサービスにマッピングされる。
ＢＳは、（ＭＡＣ−ｈｓ）サブレイヤの中にスケジューラを持つ。このスケジューラは、異なるユーザまたは同じユーザに属する論理チャネル（ＬＣ）の形のデータフローに対する無線リソースの割り当てと、１つの時間伝送間隔（ＴＴＩ：Time Transmission Interval）における現在の伝送フォーマットの両方を制御する。１つのＴＴＩは、三つのスロットから成る。具体的には、スケジューラは、制御対象の論理チャネルをＴＴＩごとに選択する。この場合、論理チャネルごとに優先度が異なるものと仮定されている。スケジューラはＢＳ内に配置されているため、再送を迅速に要求することができ、したがって、小さな遅延と高いデータレートとが可能である。
ＵＥは、図４に示すように別の通信装置に接続することができる。同図に示すように、データは、ＢＳからＨＳＤＰＡ無線リンクを通じてＵＥに伝送される。ＵＥとＰＣ、デジタルカメラ、携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）との相互接続には、短距離無線技術であるブルートゥース（Bluetooth）が使用される。また、ユーザの携帯電話を通じてデータサービスに接続することは、パーソナルゲートウェイという概念としても知られている。問題は、これらの異種の無線接続を通じて利用できるビットレートの平均値・ピーク値・瞬間値が異なることから生じる。
例えば、ＨＳＤＰＡは、約１.２Ｍｂｐｓから１０Ｍｂｐｓまでのピークビットレートをサポートすることを目的としているのに対して、ブルートゥースの平均ビットレートは７２８ｋｂｐｓ以内に制限されている。ＲＮＣは、ＵＥが処理できる平均ビットレートを超えないように制御する必要がある。そうでない場合、ＵＥによって受信されるすべてのデータをＰＣまたはＰＤＡにただちに配信することができないため、アプリケーションレベルでＵＥ内のバッファがオーバフローすることがある。
ＨＳＤＰＡ無線リンクを通じた平均ビットレートを制限するため、特定のプロトコルのパラメータ（例えば、ＲＬＣレイヤにおけるウィンドウサイズ、ＭＡＣレイヤにおけるＨＡＲＱプロセスの数、伝送ＴＴＩ間最小間隔（minimum inter TTI interval for transmission）、優先度など）を適宜に設定することができる。接続の確立時、アプリケーションレイヤにおいてサービス品質（ＱｏＳ）のネゴシエーションが行われる。ＲＡＢの確立時、コアネットワークは、合意されたＱｏＳ属性をＩｕインタフェースを通じてＲＮＣ（ＵＴＲＡＮ）にシグナリングする。ＲＮＣは、最大データレートを超えないように制御する必要がある。この制御動作は、遅いＲＮＣシグナリング（slow RNC signaling）によって実行される。
１つのＵＥは、ＨＳＤＰＡ無線リンクを通じていくつかのアクティブな接続（データフロー）を持つことができる（例えば、ＦＴＰによるファイル転送と並行した、リアルタイムアプリケーションプロトコル（ＲＴＰ：Real Time Application Protocol）によるオーディオストリーミングもしくはビデオストリーミング、または、ＨＴＴＰによるＷｅｂブラウジング）。これらの接続のそれぞれにはＢＳにおいて個別の論理チャネルが割り当てられて、一人のユーザおよび異なるユーザ間の様々なデータフローの優先順位が決定される。
先に指摘したように、例えば、ブルートゥース接続を通じた瞬間的なデータレートは、他のシステム（例：ＷＬＡＮ８０２.１１ｂ）からの干渉に起因して変化することがある。ＲＮＣシグナリングによってプロトコルを設定することは、この問題に対処するには不十分である。なぜなら、この手順は非常に遅く、変化する干渉によって生じる急激な変動に対応できないためである。例えば、ブルートゥースのデータレートが突然減少すると、データをＰＣまたはＰＤＡに送信できないため、ＵＥのバッファが一杯になる。このため、ＵＥは、無線インタフェースを通じて伝送されてきたパケットをドロップする。無線インタフェースは最も不足しているリソースであるため、いかなる状況下にもこのような挙動は回避する必要がある。
本発明は、無線リソースの効率的な使用を可能にする、無線通信システムにおけるデータパケットの伝送レート制御方法、ならびにそのための受信機および送信機を提供することである。
この目的は、請求項１に記載された方法によって解決される。また、受信機と送信機は、請求項２２と請求項２３によってそれぞれ定義されている。
本発明の方法によれば、データレートは、受信データパケット量を処理する、受信機の現在の能力に基づいて制御される。この方法では、データレートの制御要求を受信機と送信機の間の上りフィードバックチャネルでシグナリングすることによって、少なくとも１つの論理チャネルのデータレートを動的に調整することができる。この結果として、制御動作が高速であり、データレートを受信機の処理能力の現在の状態に瞬間的に適合させることができる。したがって、受信機のアプリケーションレイヤにおけるデータオーバフローを回避することができ、受信機において正しく処理できないパケットを送信機が無駄に伝送することが防止される。
好ましい実施形態によれば、データパケット量の処理能力は、受信機におけるアプリケーションのバッファ占有状態に依存する。この実施形態においては、本発明の方法は、アプリケーションバッファのインテリジェントな管理に有利に貢献する。ＭＡＣ−ｈｓサブレイヤにデータレートの高速制御機能がないとすれば、正しく受信されたデータパケットに対して肯定応答が送信され、すでに一杯になっている可能性のあるアプリケーションバッファに転送されることになってしまう。
他の実施形態によれば、データパケット量の処理能力は、受信したデータパケットを他の通信装置に伝送する、受信機の能力に依存する。したがって、送信機に対して、伝送を停止するように、または、現在伝送されているデータレートを下げるように命令することができる。
好ましくは、下り通信チャネルはＨＳＤＰＡに適しており、受信機による他の通信装置への伝送は、標準化されたプロトコルによって高いデータレートで伝送するために、ブルートゥースなどの短距離無線技術に基づいている。
好ましい実施形態によれば、通信システムは、正しく受信されるデータパケット数を増大させるために、自動再送要求（ＡＲＱ）またはハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）プロトコルを用いる。
有利には、上りフィードバックチャネルにおけるシグナリング情報は、データレートの制御対象である論理チャネルの暗黙的または明示的な識別情報を含んでいる。この結果として、データ制御を適用する個々の論理チャネルを識別することができ、また、それ以外のチャネルに対してはデータレートを維持することができる。
好ましい実施形態によれば、論理チャネルの識別は、定期的な測定フィードバック周期のタイミングに関連する一意的に指定されたタイミングでシグナリング情報を送信することによって可能になる。これによって、追加のシグナリング情報を送信するのに必要なオーバヘッドが低減される。
上りフィードバックチャネルにおけるシグナリング情報が、例えば、推奨された伝送フォーマットリソースコンビネーション（ＴＦＲＣ）における一意的なビット組み合わせとして、通信システムの他のシグナリング情報と組み合わされる場合には、オーバヘッドの更なる低減が図られる。
また、シグナリング情報を、現在のチャネル状態よりも悪いチャネル状態を示す値を持つ仮想チャネル状態情報として送信することもできる。
好ましくは、シグナリング情報は、次のデータパケット伝送において論理チャネルに対する無線リソースの割り当て低減を要求する。
変形例として、シグナリング情報は、受信されたデータパケットに対する肯定応答（ＡＣＫ）／否定応答（ＮＡＣＫ）メッセージの一部として送信される。
有利には、データレートの制御は、通信システムの無線ネットワークコントローラからシグナリングされた所定の時間間隔の間行われる。
さらには、データレート低減または伝送停止の要求の受信に応答してデータレート制御を行う場合には、データレートを徐々に増加させることによってデータ伝送を再開させることが好ましい。この結果として、このスロースタートデータ伝送では、データの処理能力がまだ回復していない受信機に対する大量のデータが無駄になることが回避される。
有利には、受信機の処理能力がまだ回復していない場合には失われてしまう大量のデータパケットを送信する前に、データレート低減またはデータ伝送停止の要求の受信に応答して、上りフィードバックチャネルにおける受信機のシグナリング情報をまず取得するためのプローブとして少量のデータを用いて伝送を再開する。
添付されている図面を参照しながら以下の詳細な説明を検討することによって、当業者には本発明がより明らかになるであろう。
無線通信システムは、一般には、基地局のネットワークを備えており、基地局のそれぞれが複数の移動端末（本文書においてはユーザ機器（ＵＥ）とも称する）と通信する。当業者には明らかなように、基地局とＵＥは、無線送受信部分を持つトランシーバ装置である。ここでは、簡単化と本発明の説明を目的として、基地局の送信部分とＵＥの受信部分についてのみ考える。同様に、ＵＥから基地局までのフィードバックチャネルについてのみ考える。したがって、以下では、基地局を送信機として指定し、受信機はＵＥによって構成される。しかし、当業者にとって明らかなように、ＵＥが送信機を構成し、受信機としての基地局が上りフィードバックチャネルを提供するシステムにも、本発明は適用可能である。
上りフィードバックチャネルの構造は、３ＧＰＰ標準化の中で現在検討中である。関連する上りシグナリングは、ＨＡＲＱ肯定応答とチャネル品質インジケータとで構成されている。上りシグナリングは、各ユーザの専用上りチャネル上で伝送される。
ＨＡＲＱ肯定応答には、１ビット指示（indication）が使用される。この肯定応答ビットは、１０ビットに繰り返し符号化され（repetition coded）、１スロットで伝送される。更に、ＵＥは、スケジューラを支援するため、下りチャネルの品質（例えば、キャリア対干渉（Ｃ／Ｉ）比）をＢＳにシグナリングする必要がある。ＵＥは、チャネル品質の代わりに、推奨された伝送フォーマットリソースコンビネーション（ＴＦＲＣ：Transmission Format Resource Combination）をシグナリングすることもできる。チャネル状態のシグナリングと比較してＴＦＲＣを要求することの主な利点は、チャネル状態と転送形式とによってパフォーマンスが異なる様々なＵＥの実施形態に対処できることである。以下では、ＴＦＲＣ要求のシグナリングについてのみ説明するが、本発明は、Ｃ／ＩやＳＮＲなどの明示的なチャネル品質報告にも適用可能である。チャネル品質インジケータまたはＴＦＲＣの計算は、いくつかのパラメータに基づいて行うことができるが、これは本発明の範囲外である。
表１は、転送フォーマットリソース指示（Transport Format Resource Indications）の単純な例を示している。この場合、６つの異なるＴＦＲＣが指定されている。低いＴＦＲＣ値は、悪いチャネル状態（低レベル変調、低コードレート）に対応し、高いＴＦＲＣ値は、良好なチャネル状態の場合にスループットを最大にする。これらの組み合わせに加えて、チャネル状態へのより良好な適合化が図られる特定の組み合わせに対する出力オフセットをシグナリングするための更なる項目を使用することができる。
Figure 2005518143
表２は、現在のチャネル状態を示すとともに特定の伝送フォーマットを要求するためにＵＥからＢＳにシグナリングされる５ビットのＴＦＲＣ要求リストの一例を示している。
Figure 2005518143
ＢＳは、ＵＥの要求に必ずしも従う必要はない。いずれの表においても、組み合わせの数を制限するためにコードの数に対するリソース指示は一定に維持されている。ＵＥは、与えられたチャネル状態において受信可能な伝送フォーマットを決定するために、特定の基準を使用する。５ビットのインジケータが符号化されて２つのスロットで伝送されるため、３２レベルのスペースが残される。この符号化は、図５に示してある。符号化されるビットすべてが、ＨＳＤＰＡ上り専用物理制御チャネル（ＵＬ−ＤＰＣＣＨ：Uplink Dedicated Physical Control Channel）にマッピングされる。ＵＭＴＳ ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）においては、上りシグナリングに関連する高速下り共有チャネル（ＨＳ−ＤＳＣＨ：High Speed Downlink Shared Channel）は、既存の専用上り物理チャネルと符号多重化された（code multiplexed）、拡散率＝２５６の高速専用物理制御チャネル（ＨＳ−ＤＰＣＣＨ：High Speed Dedicated Physical Control Channel）を使用することができる。
チャネル品質インジケータの伝送周期とタイミングは、ＵＴＲＡＮによって決定され、制御プレーンによってシグナリングされる。測定フィードバック周期ｋがとりうる値は、［１，５，１０，２０，４０，８０］ＴＴＩである。ｋの値が大きいほど、上りにおけるシグナリングオーバヘッドが小さいが、その代償として、下りにおけるスケジューリングパフォーマンスが減少する。測定フィードバックオフセットの一連の値は、現在のところ決定しなければならない。図６は、フィードバック測定伝送タイミングを示している。
一般に、ＴＦＲＣ上りシグナリングは、ＵＥの現在のチャネル状態をＢＳに知らせることを目的としており、データバッファなどＵＥにおける他のアプリケーションの現在の状態に関する追加情報は含んでいない。この情報とＱｏＳ属性に基づいて、基地局のスケジューリング機能は、現在のＴＴＩにおいてアクティブな論理チャネルを選択する。
本発明の実施形態によれば、上りのＴＦＲＣシグナリングを使用して、ＵＥのバッファが一杯であることをＢＳに示すことができる。明示的なシグナリングを使用するまたは使用しない様々な方法を構想することができる。
暗黙的なシグナリングの場合の１つのオプションとして、ＵＥは、バッファがオーバフローしそうなとき、現在のチャネル状態下のＴＦＲＣ値よりも小さいＴＦＲＣ値を送信して、ＢＳが特定の論理チャネルをスケジューリングするためにそのＴＦＲＣ値を採用すべきであることを示す。この場合、更なる上りシグナリングは必要ないが、ＵＥの挙動はＢＳには明らかではない。
ＢＳは、ＴＦＲＣが悪いチャネル状態に起因するものか特定のデータフローからのデータすべてをＵＥが処理できないことに起因するものかを知ることがなかった。ＢＳがブルートゥース接続を用いずに論理チャネルをスケジューリングすることを決定した場合、もっと低い伝送フォーマットが決定されることがあり、これは無線リソースの無駄につながる。この状況を回避するためには、ＢＳに追加のインテリジェント機能を導入する必要がある。１つの可能な解決策は、同じＵＥの１つの論理チャネルから別の論理チャネルに伝送を切り替えるときに、ＢＳ自身のチャネル推定を使用する（例えば、自身がチャネルを測定する、または、ＵＥの電力制御コマンドを監視する）ことである。これにより、ＢＳは、低いＴＦＲＣ信号が現在のチャネル状態に合致しないことを認識し、したがって、ＵＥのバッファが一杯であることを確認することができる。
ＨＡＲＱレベルでの明示的なシグナリングの方法では、ＵＥのバッファが一杯のときに伝送される上りＴＦＲＣシグナリング用に、１つ以上の新しいビットの組み合わせを導入する必要がある。表３は、このような追加の上りシグナリングの５ビット（３２個の値）の例を示している。
Figure 2005518143
本発明の他の実施形態においては、表４に示すように、リソース情報を新しいＴＦＲＣテーブルの一部として、このテーブルが、次の伝送に対して特定のリソース数を要求するデータレート制御のための追加の上りシグナリング値を持つようにすることができる。
Figure 2005518143
これらのリソースは、アクセス技術に応じて、コードの数やタイムスロットの割り当て数、周波数の数などにすることができる。定義された様々なＴＦＲＣの組み合わせは、ＲＮＣ／ＢＳからＵＥにシグナリングするか、または、事前に定義する（ハードコードする）ことができる。
以下に、ＵＥとＢＳにおける手順を簡単に説明する。
ＵＥの手順：
データパケットが受信されＵＥのバッファが一杯である場合、ＴＦＲＣ−Ｗ（Wait：待機）信号が送信される。これは、前にスケジューリングされたデータフロー（論理チャネル）に対するアプリケーションバッファが一杯であることをＢＳに示す。
パケットが受信されＵＥのバッファが一杯になりつつある場合、ＵＥは、前に受信されたデータレートの相対的な低減を要求するために、表３のＴＦＲＣ−Ｒ（Reduce：低減）信号を送信することによって、データレートの低減を要求する。
確保すべき組み合わせの数によっては、バッファの状態や許容データレートに関する更なる情報を送信することができる。例えば、パケットが受信されてＵＥのバッファが一杯になりつつある場合、ＵＥは、データレートを低減する目的で無線リソースの絶対値を要求するために、表４のＴＦＲＣ−Ｒ（低減）信号を送信することによって、データレートの低減を要求する。確保すべき組み合わせの数によっては、要求されたリソースに関する更なる情報を送信することができる。
ＢＳの手順：
ＴＦＲＣ−Ｗ信号が受信された時点で、ＢＳは、そのＵＥに対してまたはそのＵＥのその論理チャネルに対してタイマをスタートさせる必要がある。タイマが切れた時点で、ＢＳは、そのＵＥへのまたはそのＵＥのその論理チャネルへのデータを再びスケジューリングすることが許可される。タイマの値は、単純な分析に従って決定することはできない。なぜなら、ＴＦＲＣ−Ｗにはバッファの占有度などのデータが含まれていないためである。したがって、場合によっては、後述する「スロースタート」方式を使用して伝送を再開することが有用である。
ＢＳは、要求されたＴＦＲＣ−Ｒ（相対的低減）を受信した場合、そのＵＥまたはそのＵＥの論理チャネルのデータレートを、伝えられた量だけ低減する。データレートは、そのＵＥまたはそのＵＥのその論理チャネルの、前に伝送されていたデータレートに対して相対的に低減される。
ＢＳは、要求されたＴＦＲＣ−Ｒ（絶対値）を受信した場合、そのＵＥまたはそのＵＥのその論理チャネルに対して、次の伝送のリソース量（例えば、コードの数）を割り当てる。
本発明のさらに他の実施形態においては、データレートを制御する方法はＨＡＲＱレベルで実行され、これは、ＵＥのバッファが一杯であるときに伝送される上り肯定応答シグナリング（ＡＣＫ−Ｗ）用に新しい信号の導入を必要とする。以下に、ＵＥとＢＳにおける手順について簡単に説明する。
パケットがＵＥで正しく受信されＵＥのバッファが一杯である場合、ＡＣＫ−Ｗ信号が送信される。これは、前に送信されたパケットは正しく受信されたものの、前にスケジューリングされたデータフロー（論理チャネル）に対するアプリケーションバッファが一杯であることをＢＳに示す。
ＡＣＫ−Ｗ信号が受信された時点で、ＢＳは、その論理チャネルに対してタイマをスタートさせる必要がある。タイマが切れた時点で、ＢＳは、その論理チャネルからのデータを再びスケジューリングすることが許可される。
この実施形態の変形として、タイマの値をＲＮＣからＢＳにシグナリングすることができる。タイマの値は、単純な分析に従って決定することはできない。なぜなら、ＡＣＫ−Ｗ信号にはバッファの占有度などのデータが含まれていないためである。したがって、場合によっては、「スロースタート」方式を使用してその論理チャネルの伝送を開始することが有用である。すなわち、現在のチャネル状態に関係なく、比較的低いデータレートで伝送を開始する必要がある。
留意すべき点として、データレートの制限を論理チャネルごとに実行することができる。ＡＣＫ−Ｗ信号が受信されると、それは、しばらく遮断する必要のある論理チャネルを一意的に指定する。現在の解決策では、１ビット肯定応答指示が１０ビットに繰り返し符号化され、１つのスロットで伝送される。したがって、新しいＡＣＫ−Ｗ信号を導入することによって、フィードバックの信頼性が低下する。
様々なメカニズムを使用して１ビットのＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を拡張することができる。１つの可能な解決策は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号に対して異なる拡散符号を使用することである。コードの使用方法は、シグナリングするかあらかじめ定義しておく必要がある。ＢＳは、すべての可能な拡散コードをモニタ／逆拡散（de-spread）する必要がある。この方式の他の実現方法として、単純な繰り返しの使用に代えて、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号に対して異なる符号語（code word）を使用することができる。表５は、符号語を使用する例として、ＡＣＫ−Ｗａｉｔ信号が追加されたＡＣＫ／ＮＡＣＫシグナリングを示している。
Figure 2005518143
特に、バッファの占有度の追加シグナリングなしに待機（Wait）または停止（Stop）信号のみを伝送する場合には、現在のチャネル状態に関係なく、比較的低いデータレートで伝送を開始することが有利である。これによって、ＵＥにおけるパケット落ちの可能性が減少し、データレートがゆっくりと増加する。ＢＳは、伝送を調べて、ＵＥがＡＣＫ−Ｗ、ＴＦＲＣ−Ｗ、またはＴＦＲＣ−Ｒで応答するかを確認することもできる。このような方式は、利用可能な無線リソースに基づいて適合させることもできる。
上記の新しいＴＦＲＣ−Ｗ信号およびＴＦＲＣ−Ｒ信号の導入は、ＵＥのアプリケーションバッファが一杯であることが確認された時点で伝送を停止または低減することを目的としている。たった１つの論理チャネルのバッファオーバフローのためにすべての論理チャネルを停止すると、ユーザのデータスループット全体が不必要に減少する。また、特にＵＥが良好なチャネル状態にある場合に、無線リソースの無駄につながる。したがって、同じＵＥのデータフローが複数ある場合には、ただ１つの論理チャネルのみが停止されるようにＴＦＲＣ−Ｗ、ＴＦＲＣ−Ｒ、またはＡＣＫ−Ｗを解釈する必要がある。これは、ＡＣＫ−Ｗ信号を伝送停止要求として使用することによって自動的に達成される。なぜなら、この信号は特定のＴＴＩに一意的に結び付けられているためである。
しかし、ＴＦＲＣ−ＷまたはＴＦＲＣ−Ｒが使用されている場合には、図６に定義する測定フィードバック周期ｋが１に設定されている場合にのみ、停止または低減する必要のある論理チャネルが一意的に指定される。ＴＦＲＣ要求が属するＴＴＩによってチャネルを認識するためには、一意的なタイミングを指定する必要がある。ｋはＵＴＲＡＮによって設定されるため、ＢＳは、複数のデータフローがあるかを認識し、それに応じて設定を推薦することができなければならない。
他の変形は、バッファオーバフローの場合に、定期的なタイミング報告周期以外にＴＦＲＣ−Ｗを送信することである。すなわち、ｋによって定義されるようにＴＦＲＣがスケジューリングされていない場合にも、ＵＥは、ＴＦＲＣ−ＷまたはＴＦＲＣ−Ｒを送信して自己のバッファのオーバフローをＢＳに示すことができる。このためには、ＢＳは、測定報告周期の設定に関係なく、ＵＥの上りフィードバックチャネルを絶えずモニタする必要がある。
高レベルＵＭＴＳアーキテクチャを示す図 ＵＴＲＡＮのアーキテクチャを示す詳細図 本発明が適用可能なＨＳＤＰＡのユーザプレーン無線インタフェースのアーキテクチャを示す図 本発明が適用可能な通信システム 上りシグナリングの符号化動作を示す概略図 フィードバック測定伝送タイミングを示す図

Claims (24)

  1. 少なくとも１つの自動再送要求（ＡＲＱ）またはハイブリッドＡＲＱプロトコルを用いて少なくとも１つの受信機と無線通信信号によって通信する送信機を有する無線通信システムにおいてデータパケットを伝送するデータレートを制御する方法において、前記データパケットは、前記送信機から前記受信機への伝送のための少なくとも１つの下り物理通信チャネルにマッピングされる少なくとも１つの論理チャネルに割り当てられ、前記受信機は、シグナリング情報を上りフィードバックチャネルで前記送信機に伝送する、
    前記データレート制御は、前記通信信号に含まれる受信データパケット量を処理する、前記受信機の現在の能力に基づいて行われ、
    前記上りフィードバックチャネルにおける前記シグナリング情報は、少なくとも１つの論理チャネルにおける前記データレートの制御要求を有する、
    ことを特徴とする。
  2. 前記受信データパケット量の処理能力は、前記受信機におけるアプリケーションのバッファ占有状態に依存する、ことを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 前記受信データパケット量の処理能力は、前記受信機が前記受信データパケットを他の通信装置に伝送する能力に依存する、ことを特徴とする請求項１記載の方法。
  4. 前記下り通信チャネルは、高速下りパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）に適している、ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の方法。
  5. 前記論理チャネルは、好ましくはほぼ１.２Ｍｂｐｓから１０Ｍｂｐｓ程度のピークビットレートを有する高速チャネルであり、他の通信装置への前記伝送は、好ましくは５００ｋｂｐｓから１０００ｋｂｐｓの範囲の平均ビットレートを有する短距離無線技術に基づく低速チャネルで行われる、ことを特徴とする請求項３記載の方法。
  6. 前記上りフィードバックチャネルにおける前記シグナリング情報は、前記データレートの制御対象である前記論理チャネルの暗黙的または明示的な識別情報を含んでいる、ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の方法。
  7. 前記データレート制御は、前記データレートを低減しまたは前記受信機へのデータの伝送を停止する、ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の方法。
  8. 前記データレート制御は、少なくとも１つの論理チャネルに対して行われ、少なくとも１つの他の論理チャネルに対しては、前記データレートが維持される、ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の方法。
  9. 前記論理チャネルの識別は、下り伝送に対して一意的に指定されたタイミングで前記シグナリング情報を送信することによって可能になる、ことを特徴とする請求項６記載の方法。
  10. 前記上りフィードバックチャネルにおける前記シグナリング情報は、前記通信システムの他のシグナリング情報と組み合わされる、ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１つに記載の方法。
  11. 前記シグナリング情報は、推奨された伝送フォーマットリソースコンビネーション（ＴＦＲＣ）、キャリア対干渉比（Ｃ／Ｉ）や信号対雑音比（ＳＮＲ）などのチャネル状態インジケータ（ＣＳＩ）、または伝送電力コマンドと組み合わされる、ことを特徴とする請求項１０記載の方法。
  12. 前記シグナリング情報は、現在のチャネル状態よりも悪いチャネル状態を示す値を有するチャネル状態指示として送信される、ことを特徴とする請求項１１記載の方法。
  13. 前記シグナリング情報は、ＴＦＲＣ、Ｃ／Ｉ値、またはＳＮＲ値のリストにおける所定のビット組み合わせとして送信される、ことを特徴とする請求項１１記載の方法。
  14. 前記シグナリング情報は、次のデータパケット伝送において前記論理チャネルに対する無線リソースの割り当て低減を要求する、ことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１つに記載の方法。
  15. 前記他のシグナリング情報は、正しく受信されたデータパケットの肯定応答（ＡＣＫ）／否定応答（ＮＡＣＫ）と組み合わされる、ことを特徴とする請求項１０記載の方法。
  16. パケットが正しく受信されて伝送を停止しなければならない場合、肯定応答待機（ＡＣＫ−Ｗ）信号を送信する、ことを特徴とする請求項１５記載の方法。
  17. 前記データレート制御は、前記通信システムの無線ネットワークコントローラからシグナリングされた所定の時間間隔の間行われる、ことを特徴とする、請求項１から１６のいずれか１つに記載の方法。
  18. データレート低減または伝送停止の要求の受信に応答してデータレート制御を行う場合、データレートを徐々に増加させることによって伝送を再開する、ことを特徴とする請求項１から請求項１７のいずれか１つに記載の方法。
  19. データレート低減または伝送停止の要求の受信に応答してデータレート制御を行う場合、前記上りフィードバックチャネルにおける前記受信機のシグナリング情報を取得するためのプローブとして少量のデータを用いて伝送を再開する、ことを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれか１つに記載の方法。
  20. 請求項１から請求項１９のいずれか１つに記載の方法を実行するように構成された無線通信システムの受信機。
  21. 請求項１から請求項１９のいずれか１つに記載の方法を実行するように構成された無線通信システムにおける送信機であって、優先度、利用可能な無線リソース、または現在の下りチャネル状態に従って、少なくとも１つの論理チャネルをスケジューリングするスケジューラをさらに有する、ことを特徴とする。
  22. 受信機ごとに１つまたは複数の論理チャネルが存在しているかを認識する手段をさらに有する、ことを特徴とする請求項２１記載の送信機。
  23. データレート制御を行う期間を決定するタイマをさらに有する、ことを特徴とする請求項２１または請求項２２記載の送信機。
  24. チャネル状態を推定し、推定したチャネル状態を、上りフィードバックチャネルにおけるシグナリング情報に示された各チャネル状態情報と比較する手段をさらに有する、ことを特徴とする請求項２１から請求項２３のいずれか１つに記載の送信機。
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