JP2007258817A - パケット伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上位レイヤで再送制御が行われるパケット伝送システムにおいて、無線リソースの無駄な使用を可能な限り低減する。
【解決手段】下位レイヤの誤り検出部２６からの下位レイヤ再送リクエストの回数が所定閾値を超えた等の下位レイヤにおいてセグメントの送信に失敗したとき、送信に失敗したセグメントの属するパケットに属する他の未送信のセグメントを廃棄するとともに、上位レイヤの再送制御部２０に対して再送要求を出す。
【選択図】図４

Description

本発明は、パケット伝送装置、特に、移動通信システムの基地局および移動機における適用に適したパケット伝送装置に関する。

無線を用いる通信、特に、移動通信システムの基地局（ＢＴＳ：Base Transceiver Station）と移動機（ＭＳ：Mobile Station）との間の通信においては、周波数、拡散符号などの無線リソースを有効に使用することが重要である。その理由は、移動通信システムのＢＴＳとＭＳの間では限られた無線リソースを多くのユーザが共用しており、無線リソースを有効に使用することができればより多くのユーザを収容することができるからである。

また、例えばＷ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）システムでは、無線における誤り救済やデータの順序を保証するために、ＭＡＣ（Media Access Control）副層の再送制御とは別に、ＭＡＣ副層よりも上位のＲＬＣ（Radio Link Control）副層において再送制御のメカニズムが用意されている。そして、Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおけるパケット伝送方式であるＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）では、無線におけるＭＡＣ副層の再送制御がＢＴＳに、ＲＬＣ副層における再送制御がＲＮＣ（Radio Network Controller）に実装されている。

図１に、ＲＮＣに実装されたＲＬＣ副層（上位レイヤ）の再生制御とＢＴＳに実装されたＭＡＣ副層（下位レイヤ）の再送制御を概略的に示す。ＲＮＣにおいて、上位レイヤの再送単位（パケット）１０が下位レイヤの再送単位（セグメント）１２にセグメント化されてＢＴＳへ有線にて伝送される。そしてＢＴＳにおいて無線信号として送信される。この送信された信号をＭＳにて受信し、受信されたセグメント１２′からパケット１０′を組み上げることでＲＮＣにて用意された上位レイヤ信号を再生する。ＢＴＳからＭＳへの送信に関して、例えば再送制御（ＡＲＱ：Automatic Repeat Request）と誤り訂正符号化処理を組み合わせたハイブリッドＡＲＱが適用される。それにより、ＭＳにおいて受信されたセグメントに誤りがありそれが訂正できないとき、ＭＳはＢＴＳに対して再送要求１４を出すことにより誤りを救済する。これとは独立に、ＲＮＣからＭＳへの上位レイヤ信号に対しても再送制御が行なわれる。すなわち、ＭＳにおいて組み上げられたパケット１０′に誤りがあればＢＴＳを経由してＲＮＣへ再送要求１６が出される。

図１に示すように上位レイヤに再送制御が実装される場合、ＢＴＳとＭＳの間の無線区間において一部のセグメントを正常に受信できなかった場合には無線リソースを無駄に使用することになる。例えば図２に示すように、セグメント１２′−１〜１２′−４のうち２番目のセグメント１２′−２が受信できなくてその後の１２′−３と１２′−４が受信できた場合、パケット１０′を組み上げることができないので上位レイヤの再送要求１６が出される。再送要求に答えてパケット１０が再送され、セグメントに分割されて、ＢＴＳから再度セグメント１２−１〜１２−４が送信されることになる。従って最初に送られたセグメント１２−３，１２−４は無駄に送信されたことになる。なおセグメント１２−１は、再送された場合に最初に送られたセグメント１２−１が結果的には無駄な送信となるが、セグメント１２−１はＭＳにおいてセグメント１２′−２が受信されても受信されなくても必ず送信されるものである。

前述したように、下位レイヤにも再送制御が実装される場合であっても、それで救済できない場合があり、その場合には上記と同様の結果となる。

特開２００１−３４５８５１号公報 特表２００４−５３１１６６号公報

したがって本発明の目的は、無線リソースの無駄な使用をできる限り低減することにある。

本発明によれば、複数のセグメントに分割されたパケットを送信する送信部と、
セグメントの送信に失敗したと判定されるとき、送信に失敗したセグメントが属するパケットに属する他の未送信のセグメントの送信を中止する送信制御部とを具備するパケット伝送装置が提供される。

セグメントの送信に失敗したときにそれが属するパケットに属する他の未送信のセグメントの送信を中止することにより、無駄な送信を減らすことができる。無駄な送信を減らすことにより無線リソースの有効利用が可能となり、結果的に送信スループットの向上が得られる。

図３に本発明の一実施例に係る移動通信システムの構成を示す。

上位レイヤの再送制御は、ＲＮＣの再送制御部２０と、ＭＳの誤り検出処理部２２の間で、下位レイヤ（セグメント化されたデータ）の再送制御はＢＴＳの再送制御部２４とＭＳの誤り検出処理部２６の間で行われる。

ＲＮＣでは、上位ノードからのパケットをパケット受信部２８で受信し、バッファ３０に格納する。そして、再送制御部２０にてバッファ３０に格納されたデータを取り出し、誤り検出符号付加部３２において誤り検出符号が付加され、セグメント化部３４にてセグメント化して送信部３６で送信フォーマットを生成しＢＴＳへ送信される。

ＢＴＳでは、受信部３８にてＲＮＣからのデータを受信し、ＲＮＣで分割されたセグメント毎にバッファ４０に格納する。再送制御部２４にてバッファ４０に格納されたデータをセグメント毎に取り出し、誤り検出符号を付加し（４２）、送信部４４を経由してＭＳへ送信される。

ＭＳでは、受信部４６にてＢＴＳからのデータを受信し、ＢＴＳで付加された誤り検出符号を用いて下位レイヤ４６の誤り検出処理を誤り検出処理部２６で行う。誤りが無ければ、セグメントからパケットの再構築を行い（４８）、ＲＮＣで付加された誤り検出符号を用いて誤り検出処理部２２で上位レイヤの誤り検出処理を行う。誤りが無ければ、受信データとして採用する。

誤り検出処理部２２にて上位レイヤの修復できない誤りが検出された場合には、誤り検出処理部２２で上位レイヤ再送リクエスト信号を発生し、送信部５０からＢＴＳへ送信される。そして、ＢＴＳの受信部５２で受信されて送信部５４からＲＮＣの受信部５６へ送信される。そして、再送制御部２０にて上位レイヤデータの再送が行われる。

誤り検出処理部２６にて下位レイヤの修復できない誤りが検出された場合には、誤り検出処理部２６で下位レイヤ再送リクエスト信号を発生し、送信部５０を経由してＢＴＳへ受信される。そして、再送制御部２４にて下位レイヤデータの再送が行われる。ここまでは既存の技術である。

ここで、あらかじめ設定された下位レイヤの再送回数（もしくは予め設定したタイマ時間）に達した場合には、このセグメント化されたデータに引き続くデータの送信を停止すると同時に再送制御部２４に接続されているバッファ４０内のデータを破棄する。

この際、上位レイヤのデータ（上位の再送単位）は、再送制御部２０に予め設定されたタイマ時間に達することにより、再送される。

図４は本発明の第２の実施例に係る移動通信システムの構成を示す。図３の実施例と異なる点は、下位レイヤの再送制御部２４において予め設定された再送回数またはタイマ時間に達したときバッファ４０内のデータを廃棄すると同時に、再送制御部２４から送信部５４および受信部５６を経て上位レイヤの再送要求を出す点である。前述したように、下位レイヤでのデータの不達および廃棄により所定の時間経過後に上位レイヤでの再送が行なわれるのであるが、データの廃棄と同時に下位レイヤの再送制御部２４から上位レイヤの再送制御部２０へ再送要求を出すことにより、いち早く再送を開始することができる。

図５は本発明の第３の実施例に係る移動通信システムの構成を示す。図３の実施例と異なる点は、下位レイヤの誤り検出処理２６からの修復できない誤りの発生の通知を受けたとき、ユニット２４はセグメントの再送を行なわず、直ちにバッファ４０の内容の廃棄を行う点である。このように、本発明において下位レイヤの再送制御は必須ではない。
図５が実施例において、図４の実施例と同様にバッファ４０の内容の廃棄と同時に上位レイヤの再送要求を出すことも可能である。

なお本発明のパケット伝送方式を適用するにあたって、セグメント化の際に必要な情報が各セグメントに付与されている必要がある。図６にその一例を示す。図６に示されるように、上位レイヤのパケットをセグメントに分割する際に、各セグメントには先頭、中間および最終のセグメントであることを示す情報が付与される。この情報に基づき、セグメントからパケットを再構築する際に、先頭のマークが付いたセグメントから最終のマークが付いたセグメントまで組上げることになる。ＲＮＣの再送制御部２０から上位レイヤの再送が行われると、受信側であるＭＳでは最終のマークを有するセグメントを受信することなく先頭マークを有するセグメントを受信することになり、上位レイヤデータの途中で再送が行われたことを知る。したがって、今まで組上げた上位レイヤデータを破棄して先頭マークのセグメントから再組上げ動作を行うことで、正しい上位レイヤデータを再構築可能となる。また、ＢＴＳにおけるバッファ破棄動作においても、最終マークのあるセグメントまで破棄することで、次の上位レイヤの先頭となるセグメントの頭出しが可能となる。

図７は図４に示したパケット伝送方式をＲＮＣからＭＳへの下り方向のデータ伝送ではなくＭＳからＲＮＣへの上り方向のデータ伝送に適用した例を示す。図４においてＲＮＣとＢＴＳが有する各構成要素がＭＳに設けられる。従って図４における送信部３６，５４および受信部３８，５６は不要となる。なお、図７において、図４の構成要素に相当する構成要素には図４と同一の参照番号が付されている。一方、図４のＭＳが有する各構成要素はパケット再構築部４８と誤り検出処理部２２の間で２つに分割され、それぞれＢＴＳとＲＮＣに設けられて、送信部６０，６４および受信部６２，６６が追加される。

同様にして、図３および図５に示したパケット伝送方式を上り方向のデータ伝送に適用することも可能である。

また、図７の例と同様にして、図３〜図５の例においてもＲＮＣとＢＴＳに含まれる各構成要素を１つの筺体内の例えばＢＴＳに収容することも可能である。この場合にも、送信部３６，５４と受信部３８，５６は不要となる。

（付記１）複数のセグメントに分割されたパケットを送信する送信部と、
セグメントの送信に失敗したと判定されるとき、送信に失敗したセグメントが属するパケットに属する他の未送信のセグメントの送信を中止する送信制御部とを具備するパケット伝送装置。

（付記２）前記送信制御部は、
受信側からの再送要求に応じてセグメントを再送し、
再送回数が所定値を超えるセグメントに対して送信に失敗したと判定する付記１記載のパケット伝送装置。

（付記３）前記送信制御部は、
受信側からの再送要求に応じてセグメントを再送し、
所定時間内に送信が完了しないセグメントに対して送信に失敗したと判定する付記１記載のパケット伝送装置。

（付記４）前記送信制御部は、セグメントの送信に失敗したと判定されるとき、さらに、送信に失敗したセグメントが属するパケットの再送を上位レイヤへ要求する付記１〜３のいずれかに記載のパケット伝送装置。

（付記５）パケットを複数のセグメントに分割するセグメント化部と、
上記レイヤにおける再送制御を行う上位レイヤ再送制御部とをさらに具備する付記１〜４のいずれかに記載のパケット伝送装置。

（付記６）複数のセグメントに分割されたパケットを送信し、
セグメントの送信に失敗したと判定されるとき、送信に失敗したセグメントが属するパケットに属する他の未送信のセグメントの送信を中止することを具備するパケット伝送方法。

（付記７）前記送信を中止することは、
受信側からの再送要求に応じてセグメントを再送し、
再送回数が所定値を超えるセグメントに対して送信に失敗したと判定することを含む付記６記載のパケット伝送方法。

（付記８）前記送信を中止することは、
受信側からの再送要求に応じてセグメントを再送し、
所定時間内に送信が完了しないセグメントに対して送信に失敗したと判定することを含む付記６記載のパケット伝送方法。

（付記９）前記送信を中止することは、セグメントの送信に失敗したと判定されるとき、さらに、送信に失敗したセグメントが属するパケットの再送を上位レイヤへ要求することを含む付記６〜８のいずれかに記載のパケット伝送方法。

（付記１０）パケットを複数のセグメントに分割することと、
上記レイヤにおける再送制御を行うことをさらに具備する付記６〜９のいずれかに記載のパケット伝送方法。

上位レイヤにおける再送制御を説明する図である。 従来技術の課題を説明する図である。 本発明の第１の実施例を示すブロック図である。 本発明の第２の実施例を示すブロック図である。 本発明の第３の実施例を示すブロック図である。 各セグメントに付加されるべき情報を説明する図である。 本発明の第４の実施例を示すブロック図である。

Claims (5)

1. 複数のセグメントに分割されたパケットを送信する送信部と、
   セグメントの送信に失敗したと判定されるとき、送信に失敗したセグメントが属するパケットに属する他の未送信のセグメントの送信を中止する送信制御部とを具備するパケット伝送装置。
2. 前記送信制御部は、
   受信側からの再送要求に応じてセグメントを再送し、
   再送回数が所定値を超えるセグメントに対して送信に失敗したと判定する請求項１記載のパケット伝送装置。
3. 前記送信制御部は、
   受信側からの再送要求に応じてセグメントを再送し、
   所定時間内に送信が完了しないセグメントに対して送信に失敗したと判定する請求項１記載のパケット伝送装置。
4. 前記送信制御部は、セグメントの送信に失敗したと判定されるとき、さらに、送信に失敗したセグメントが属するパケットの再送を上位レイヤへ要求する請求項１〜３のいずれか１項記載のパケット伝送装置。
5. パケットを複数のセグメントに分割するセグメント化部と、
   上位レイヤにおける再送制御を行う上位レイヤ再送制御部とをさらに具備する請求項１〜４のいずれか１項記載のパケット伝送装置。

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