JP2006074815A - マルチメディアブロードキャストおよびマルチキャストサービスのサポートのためのチャネル切り換え - Google Patents

Abstract

【課題】 ＭＢＭＳでのより適切なリソース利用法を提供する。
【解決手段】 本発明は、チャネル切り換えを使用してマルチメディアブロードキャスト／マルチキャストサービス（ＭＢＭＳ）を送信する無線アクセスネットワークおよび方法を含む。このチャネル切り換えは専用チャネルと共用／共通チャネルとの間のものである。本発明は、無線送レシーバが複数の送信元からＭＢＭＳサービスを受信するときに使用するためのＭＢＭＳ受信スケジューリングも含む。ＭＢＭＳサービスを送信する送信元は、異なる順序でデータをサービスする。一実施形態では、帯域内セグメント化情報を使用し、別の実施形態では帯域外同期情報を使用する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、一般に、無線通信システムに関する。詳細には、本発明は、そうしたシステムにおけるマルチメディアブロードキャストおよびマルチキャストサービスのチャネル切り換えおよびスケジューリングに関する。

無線通信システムでマルチメディアブロードキャスト／マルチキャストサービス（ＭＢＭＳ）を使用したいという要求が増大している。個々のＭＢＭＳについて、ネットワーク中の所与のセルは、そのＭＢＭＳに加入するユーザ、すなわち無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）を持たないことも、１人または複数持つこともある。ユーザがセル間を移行すると、最初はそのサービスに加入するユーザを１人持っていた、あるいは全く持たなかったセルが、後の時点で複数の加入ユーザを持つこともある。逆に、ある時点で複数の加入ユーザを持つセルが、別の時点ではユーザを１人だけしか持たず、または全く持たないこともあり得る。

このユーザの移行は、無線リソースの非効率的利用を生じ得る。そのセルにおいて１人または少数のユーザだけしかそのＭＢＭＳに加入していない場合には、それらのユーザ専用のチャネルを使用してそのサービスをサポートすることが望ましいと考えられる。この専用チャネルは、出力制御およびビームステアリングを利用して、ＭＢＭＳをサポートするのに利用される無線リソース量を削減することができる。

しかし、そのセルにおいて多数のユーザがそのＭＢＭＳに加入している場合には、それら多数の専用チャネルは、全体として相当量の無線リソースを使用する可能性がある。そうした状況における無線リソースの１つのより適切な使用法は、ＭＢＭＳデータを共通／共用チャネルを介してそのＭＢＭＳに加入する１組のユーザに送信することであると考えられる。そうした状況におけるビームステアリングおよび出力制御の使用には限界があるが、合計チャネル数を削減すれば、使用される無線リソースが削減され得る。そのセル中のＭＢＭＳユーザ数が変化すると、共通／共用チャネルまたは専用チャネルのどちらかを使用する元の選択は、後で最適でなくなる可能性がある。

ユーザ移行から生じ得る別の潜在的問題は、ＭＢＭＳスケジューリングである。ＭＢＭＳユーザがセル間を移動する際に、そのユーザは、両セルから受け取った情報からＭＢＭＳサービスを再構築する必要がある。両セルがそれらのＭＢＭＳ送信の同期をとる場合には、そのＭＢＭＳユーザはそれらのセル間をシームレスに移動することができる。しかし、そうしたシナリオは、通常は、現実的でなく、望ましくない。そのセルがロードする、利用可能なリソースに基づく一定の時間間隔で、セルは、別の時点よりもＭＢＭＳ送信をサポートするための多くの利用可能リソースを持ち得る。その結果、その時にそのセルが大量のＭＢＭＳデータを送信することが望ましいことになる。その同じ時間間隔に別のセルでは、同じＭＢＭＳ帯域幅をサポートするリソースが利用できないこともある。その結果、そうしたリソースをより適切に利用するために、ＭＢＭＳ送信をセル間で異なるようにスケジューリングすることが望ましいと考えられる。ＭＢＭＳユーザがセル間を移動する際に、ユーザが進入した新しいセルは、他方のセルの送信より早いまたは遅い送信を持ち得る。その結果、そのＭＢＭＳユーザは、ＭＢＭＳデータを欠落させ、または不必要に冗長なＭＢＭＳデータを受け取る可能性がある。

したがって、ＭＢＭＳでのより適切なリソース利用法を持つことが望ましい。

本発明は、チャネル切り換えを使用してマルチメディアブロードキャスト／マルチキャストサービス（ＭＢＭＳ）を送信する無線アクセスネットワークおよび方法を含む。チャネル切り換えは、専用チャネルと共用／共通チャネルとの間でのものである。本発明は、無線送レシーバが複数の送信元からＭＢＭＳサービスを受信するときに使用するためのＭＢＭＳ受信スケジューリングも含む。ＭＢＭＳを送信する送信元は異なる順序でデータをサービスする。一実施形態では帯域内セグメント化情報を使用し、別の実施形態では帯域外同期情報を使用する。

好ましい実施形態を第３世代移動体通信システム標準化プログラム（３ＧＰＰ）広帯域符号分割多元アクセス（Ｗ−ＣＤＭＡ）システムとの関連で説明するが、それらの実施形態はＭＢＭＳを使用する任意の無線システムに適用可能である。以下において、無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）には、それだけに限らないが、ユーザ機器、移動局、固定または移動加入者ユニット、ページャ、あるいは無線環境で動作可能な他の任意の種類の機器が含まれる。

図１はＭＢＭＳでのチャネル切り換えのための流れ図である。個々のセルにおいて、そのサービスに加入しているＷＴＲＵの数が決定または推定される（ステップ２０）。通常、この情報は知られている。そのセル中のＷＴＲＵの数および／または、セルの状態、利用可能なセルリソースに関する情報など、その他のセル情報を使用して、専用チャネルを使用するか、共通／共用チャネルを使用するか、またはその両方を使用するかの選択が行われる（ステップ２２）。チャネル選択が行われた後、ＭＢＭＳデータが対応するチャネル（群）にマッピングされる（ステップ２４）。どのタイプのチャネルを使用すべきか決定する１つの可能な手法は閾値テストである。そのセル中に一定の閾値を下回る数のＷＴＲＵがある場合には、専用チャネルが使用される。専用チャネルは、出力制御および送信ダイバーシチ技法を使用可能にする。これらの技法は、高速データ転送速度のＭＢＭＳ転送が行われるときには、利用可能なリソースを効率よく使用するために、大いに望ましいものである。

ＷＴＲＵの数が閾値を上回る場合には、共用チャネル、高速共用チャネル、Ｓ−ＣＣＰＣＨ（２次共通制御物理チャネル）などの共通／共用チャネルが使用される。共用チャネルまたは高速共用チャネルは、ＭＢＭＳデータを複数のＷＴＲＵに同時に転送するのに使用され得る。Ｓ−ＣＣＰＣＨは、ＭＢＭＳデータを複数のユーザにブロードキャストするのに使用され得る。通常、共用／共通チャネルは無線リソース利用効率がより低い。

別の実施形態では、２閾値方式が使用され得る。セル中のＭＢＭＳ加入ＷＴＲＵの数が第１の閾値を下回る場合には、専用チャネルが使用される。その数が第１の閾値と第２の閾値との間にある場合には、共用または高速共用チャネルが使用される。その数が第２の閾値を上回る場合には、共通チャネルを使用してＭＢＭＳがブロードキャストされる。

一定の状況の下では、共用チャネルと専用チャネルの両方を使用してＭＢＭＳをサポートすることが望ましいこともある。例を示すために、多くの加入ＷＲＴＵが、列車駅など１か所に集まって位置しており、少数または１台のＷＴＲＵがその列車駅の外に位置しているものとする。そうした状況で、ＭＢＭＳをサポートするのに最も効率のよいセルリソースの使用法は、列車駅のＷＴＲＵに共用チャネルを割り振り、その他のＷＴＲＵに専用チャネルを割り振るものである。１セル中のユーザ数が変化する際に、そのセルの状態が変化する際に、あるいは周期的に、新しい情報を使用してチャネル選択が繰り返される（ステップ２６）。

図２はチャネル切り換えを実施するための好ましい無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）を示す図である。このＲＡＮは、ユーザのサービスを管理するサービス無線ネットワーク制御装置（Ｓ−ＲＮＣ）３０と、各セルの物理リソースを管理する制御無線ネットワーク制御装置（Ｃ−ＲＮＣ）３４によって管理される。ＲＡＮの適正な動作のためにＳ−ＲＮＣ３０とＣ−ＲＮＣ３４との間で必要とされる調整を提供するシグナリング手順が利用される。

チャネル切り換えエンティティ（ＭＢＭＳチャネル切り換え装置３６）は、ＭＢＭＳ送信に、専用、共用、または共通などのうちどのチャネルを使用するか決定すると共に、ＷＴＲＵ４０_１から４０_Ｎ（４０）を用いたＭＢＭＳの受信の整理も行う。ＭＢＭＳデータはノードＢ３８を介してＷＴＲＵ４０に送信される。

チャネル切り換えの好ましい実装形態を以下に示す。ＭＢＭＳに加入している第１のＷＴＲＵ４０は、ＭＢＭＳサービスのアクティブ化および配布に関して自律的に各セルに出入することができる。個々のセル内でＭＢＭＳが第１のＷＴＲＵ４０または少数のユーザに最初に確立されると、そのＭＢＭＳサービスを識別する一意の無線リンク（ＲＬ）標識を用いて専用チャネルが確立される。別のＭＢＭＳを利用しようとする第２のＷＴＲＵ４０は、そのユーザに割り当てられた異なる専用チャネルを持つことになる。ＲＬが各ユーザごとに確立されると、Ｓ−ＲＮＣ３０からＣ−ＲＮＣ３４に一意のＭＢＭＳ標識が知らされる。このＭＢＭＳ標識は、ユーザに提供される各サービスごとに一意である。Ｃ−ＲＮＣ３４は、個々のＭＢＭＳサービスで現在アクティブであるすべてのユーザのデータベースを維持し、このグループをＭＢＭＳユーザグループと呼ぶ。

各アクティブＭＢＭＳサービスごとのデータは、コアネットワーク２８からＭＢＭＳデータストリームを介してＣ−ＲＮＣ３４に配布される。各ＭＢＭＳデータストリームに一意の標識が関連付けられ、Ｃ−ＲＮＣ３４が、そのデータが正しく経路指定されるように、そのデータを適当なユーザまたはユーザグループと関連付けられるようにする。個々のＭＢＭＳサービスでのアクティブなユーザの数およびセル状況に応じて、Ｃ−ＲＮＣ３４は、そのサービスを専用チャネルで送信すべきか、または共用／共通チャネルで送信すべきか決定する。

個々のユーザは自律的にセルに出入するので、専用チャネルと共通チャネルとの間での切り換えは動的であり、進行中の送信の間に実施され得る。動的切り換えは、ダウンリンクの共用チャネル（ＤＳＣＨ）に適用され得る。データは、専用ＤＳＣＨ（Ｄ−ＤＳＣＨ）と呼ばれる、単一ユーザによって受信されるＤＳＣＨ上でも、共通ＤＳＣＨ（Ｃ−ＤＳＣＨ）と呼ばれる、複数ユーザによって同時に受信されるＤＳＣＨ上でも送信され得る。個々のＭＢＭＳで、セル内に１ユーザまたは少数のユーザだけしか存在しないときには、ＤＳＣＨはその１人または複数のユーザへのＤ−ＤＳＣＨになる。個々のＭＢＭＳに関連付けられたユーザ数が増加すると、そのＭＢＭＳユーザグループにＣ−ＤＳＣＨを確立することができる。

そのセル内で第１のＷＴＲＵ４０がアクティブになると、その第１のユーザにＤ−ＤＳＣＨが確立される。ＭＢＭＳ送信は、必ずしも絶えずアクティブであるとは限らない。ＤＳＣＨ上でのＭＢＭＳの送信は、関連付けられた専用チャネル上で第１のＷＴＲＵ４０に指示される。この指示は、送信時間間隔（ＴＴＩ）単位でオンとオフにすることができる。

Ｃ−ＤＳＣＨはＤ−ＤＳＣＨと物理的に同一のものとすることができる。しかし、１つの識別特性は、ＭＢＭＳユーザグループ内の専用チャネルに関連付けられた個々のユーザのＤＳＣＨ送信でのシグナリングが、その送信が同期されることを知らせるものであるということである。これは、そのＭＢＭＳユーザグループ中のすべてのユーザが共通のＤＳＣＨ送信を受け取ることを可能にする。ＭＢＭＳ送信と共に指示を通知して、そのＭＢＭＳ送信が、特定のユーザに専用のものであり、またはそのＭＢＭＳユーザグループ中の各ユーザに共通のものであることを指示することもできる。これは、出力制御技法、送信ダイバーシチ、または他の任意の一意の物理送信属性の適正な操作を可能にする。専用および共通ＤＳＣＨの間でのＭＢＭＳ移行は、好ましくは、ＷＴＲＵ４０に対して透過的である。

別の実施形態では、チャネル切り換えは、高速ＤＳＣＨ（ＨＳ−ＤＳＣＨ）に適用される。ＤＳＣＨではなくＨＳ−ＤＳＣＨを使用する際の違いは、関連付けられた専用チャネル上でＣ−ＲＮＣ３４に同期された割り振りを適用するのではなく、同期された割り振りがノードＢ３８でＨＳ−ＤＳＣＨ制御チャネル上で提供されることである。

別の実施形態では、関連付けられた専用チャネルを使用せずに、専用物理チャネルと共通物理チャネルとの間で切り換えが実施され得る。専用チャネルから共通チャネルへのチャネル切り換えは、各ユーザに明示的に通知される。ＲＡＮレイヤ３プロトコルは、無線フレームを通知する手順が専用チャネルと共通チャネルとの間で移行することを可能にする。このシグナリングは、その移行での無線フレームを通知し、または送信スケジューリング情報を通知することによって実施される。

図３および４は、異なるセルの送信および異なるセル内ＭＢＭＳの送信を、異なる順序でスケジューリングすることを可能にするための流れ図である。例を示すために、第１のセルは、無線フレームでＷＴＲＵ４０に大量のＭＢＭＳデータを送信することができ、第２のセルはできないものとする。その結果、第１のセルでのＭＢＭＳ送信は、第２のセルより前の１つまたは複数の無線フレームまたはＴＴＩとすることができる。

セル内、すなわち１セル中での例を示すために、１グループのユーザは、列車駅に位置していて共通ＤＳＣＨによってサービスされており、同じセル内の別のユーザは、その列車駅の外部にいて専用チャネルまたは専用ＤＳＣＨによってサービスされており、ビーム形成および出力制御を完全に活用できるものとする。ＤＳＣＨローディングおよびその他の要因に基づいて、列車駅のＷＴＲＵ４０への送信が外部のＷＴＲＵ送信より先に、または遅れて行われることが望ましいと考えられる。外部のＷＴＲＵ４０のユーザがその列車駅に向かった場合には、そのＷＴＲＵ４０を共通ＤＳＣＨに切り換え、専用チャネルを廃止することが望ましい可能性が最も高いはずである。このシナリオでは、外部のＷＴＲＵ４０は、共通ＤＳＣＨ上の送信に追いつき、またはそれらの送信をそのＷＴＲＵ４０がすでに受信したセグメントに追いつかせる必要があると考えられる。

連続したサービス配布を維持し、無線リソースをより効率よく利用するために、ＭＢＭＳ送信は、好ましくは、ユーザが任意の順序でＭＢＭＳサービス送信の諸要素を受信し得るようにセグメント化され、またはスケジューリングされる。その結果、ＭＢＭＳサービス送信は、ユーザがそのセルに入ったときにセル中で再開される必要がなくなり、あるいはユーザは、既存のＭＢＭＳサービス送信と同期するのを待つ必要がなくなる。

図３は、帯域内セグメント化情報を使用してセル内またはセル間で異なるＭＢＭＳ送信順序を処理するための流れ図である。ＭＢＭＳ送信に際して、セグメント化情報がＭＢＭＳデータと共に送信される（ステップ４２）。このセグメント化情報は、通常、各受信ＷＴＲＵが、それがどのセグメントを受信しているか知るためのセグメント識別子を含む。個々のＷＴＲＵがＭＢＭＳ送信元間（セル間または切り換わったチャネル間）を移動するときに（ステップ４４）、そのＷＴＲＵは、新しいＭＢＭＳ送信元からセグメントを受信し、それらの送信を再組み立てしてＭＢＭＳデータ全体を回復することができる（ステップ４６）。

図５は、異なるＭＢＭＳ送信を受信するＷＴＲＵ４０の簡略化した構成図である。ＷＴＲＵ４０は、アンテナ５４を使用してＭＢＭＳ送信を受信する。ＭＢＭＳレシーバ５６は、異なる送信元から、帯域内セグメント化情報を含むＭＢＭＳ送信を受信する。セグメント化情報回復装置５８は、セグメント化情報を回復する。セグメント化情報および受信したＭＢＭＳセグメントを使用して、ＭＢＭＳセグメント化再組み立て装置６０は、それらのセグメントを再組み立てしてＭＢＭＳデータを回復する。

図４は、帯域外送信スケジューリング情報を使用して異なるＭＢＭＳ送信順序を処理するための流れ図である。ＷＴＲＵは、個々の送信元からＭＢＭＳ送信を受信する（ステップ４８）。このＷＴＲＵは帯域外スケジューリング情報も受信する（ステップ５０）。ＷＴＲＵが異なる送信元に移動すると、ＷＴＲＵはその新しい送信元からＭＢＭＳデータを受信し、その送信元の帯域外スケジューリングデータを使用してＭＢＭＳ受信セグメントを再組み立てすることができる（ステップ５２）。

図６は、異なるＭＢＭＳ送信を受信するＷＴＲＵ４０の簡略化した構成図である。ＷＴＲＵ４０は、アンテナ５４を使用してＭＢＭＳ送信を受信する。ＭＢＭＳレシーバ６４は、異なる送信元からＭＢＭＳ送信を受信する。帯域外同期情報装置６２は、複数の送信元から同期情報を受信する。その同期情報および受信ＭＢＭＳセグメントを使用し、ＭＢＭＳセグメント化再組み立て装置６６は、それらのセグメントを再組み立てしてＭＢＭＳデータを回復する。

図３および４の両手法は、セル内に存在するユーザが、ＭＢＭＳ送信での中断または遅延を被らずに、専用チャネルと共通チャネルとの間で移行できるようにするものである。さらに、そのセルに入るＷＴＲＵは、新旧セル間の送信の順序が異なる場合であっても、ＭＢＭＳサービスの連続受信を維持することができる。ＭＢＭＳ送信データが受け取られると、ＷＴＲＵは、帯域内セグメント化および／または帯域外送信スケジューリング情報に従ってその情報を再整理する。

帯域内セグメント化または帯域外スケジューリングのどちらかが提供されるので、ＷＴＲＵがいつ再送信が期待されるか知ることにより、失われた、または失敗した送信を効率よく回復することができる。ＲＮＣ ＭＢＭＳ再送信スケジューリングは、ＷＴＲＵによるインテリジェント受信を考慮に入れることによっても削減され得る。例を示すと、ＲＮＣが、すべてのユーザが特定のＭＢＭＳセグメントを受信していることを知っている場合には、そのセグメントの再送信を行わせないようにすることができる。

ＭＢＭＳチャネル切り換えで使用するための流れ図である。 ＭＢＭＳチャネル切り換えを使用した無線アクセスネットワークを示す図である。 帯域内セグメント化情報を使用して複数の送信元からのＭＢＭＳ送信の受信を整理するための流れ図である。 帯域外セグメント化情報を使用して複数の送信元からのＭＢＭＳ送信の受信を整理するための流れ図である。 帯域内セグメント化情報を使用してＭＢＭＳ情報を受信するＷＴＲＵを示す図である。 帯域外同期情報を使用してＭＢＭＳ情報を受信するＷＴＲＵを示す図である。

Claims (8)

1. 無線通信システムでマルチメディアブロードキャスト／マルチメディアサービス（ＭＢＭＳ）を転送する方法であって、
   前記ＭＢＭＳを受信する１セル中のユーザ数を決定するステップと、
   前記決定されたユーザ数を使用して、前記ＭＢＭＳに専用チャネルを使用すべきか、または共用／共通チャネルを使用すべきか決定するステップと、
   ＭＢＭＳデータを受信するステップと、
   前記ＭＢＭＳデータを前記決定された専用または共用／共通チャネルにマッピングするステップと
   を備えることを特徴とする方法。
2. 前記決定された専用または共用／共通チャネルは、前記決定されたユーザ数が閾値を下回る場合には前記ＭＢＭＳに専用チャネルが使用され、前記決定されたユーザ数が前記閾値を上回る場合には前記ＭＢＭＳに共用／共通チャネルが使用される閾値テストに基づくものであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記閾値テストは前記閾値および第２の閾値を有し、前記決定されたユーザ数が前記第２の閾値を上回る場合には、前記ＭＢＭＳに共通チャネルが使用され、前記決定されたユーザ数が前記閾値と前記第２の閾値との間にある場合には、前記ＭＢＭＳに共用チャネルが使用されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記専用または共用／共通チャネルの決定はセル状態に基づくものであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記専用チャネルは専用共用チャネルであり、前記共用／共通チャネルは共通共用チャネルであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記専用チャネルは専用高速共用チャネルであり、前記共用／共通チャネルは共通高速共用チャネルであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記専用チャネルまたは共用／共通チャネルを決定するステップおよび前記ＭＢＭＳデータを前記決定された専用チャネルまたは共用／共通チャネルにマッピングするステップは、ＭＢＭＳサービス中に繰り返されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. マルチメディアブロードキャスト／マルチメディアサービス（ＭＢＭＳ）データを受信するように構成された入力と、
   個々のセルについて前記ＭＢＭＳデータを専用チャネルにマッピングすべきか、または共用／共通チャネルにマッピングすべきか決定し、前記個々のセルについて前記ＭＢＭＳデータを、前記個々のセルのユーザ数に基づく前記決定されたチャネルにマッピングするＭＢＭＳチャネル切り換え装置と
   を備え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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