JP2007324700A - 伝送制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】さらなるスループットの向上を実現する伝送制御方法を得ること。
【解決手段】本発明にかかる伝送制御方法は、自動再送要求を採用する通信システムにおいて、パケット送信側装置が、ユーザパケットであるSDUを一定長の複数のPDUに分割し、当該各PDUを転送する場合の、パケット受信側装置における伝送制御方法であって、たとえば、パケット送信側装置から送られてくるPDUを紛失した場合に、再送制御を行う伝送制御レイヤにおいて、下位レイヤから通知される回線品質が劣悪であるほど再送要求対象のPDUの数が少なくなるように制御を行う伝送制御ステップと、前記下位レイヤにおいて、前記伝送制御に応じた再送要求パケットを前記パケット送信側装置に対して送信する再送要求ステップと、を含むことを特徴とする。
【選択図】 図2
【解決手段】本発明にかかる伝送制御方法は、自動再送要求を採用する通信システムにおいて、パケット送信側装置が、ユーザパケットであるSDUを一定長の複数のPDUに分割し、当該各PDUを転送する場合の、パケット受信側装置における伝送制御方法であって、たとえば、パケット送信側装置から送られてくるPDUを紛失した場合に、再送制御を行う伝送制御レイヤにおいて、下位レイヤから通知される回線品質が劣悪であるほど再送要求対象のPDUの数が少なくなるように制御を行う伝送制御ステップと、前記下位レイヤにおいて、前記伝送制御に応じた再送要求パケットを前記パケット送信側装置に対して送信する再送要求ステップと、を含むことを特徴とする。
【選択図】 図2
Description
本発明は、誤り制御方式として自動再送要求(ARQ)を採用する通信システムにおける伝送制御方法に関するものである。
従来の伝送制御方法においては、たとえば、パケットに付与されたシーケンス番号を管理することによりパケットの紛失を識別し、紛失した全てのパケットのシーケンス番号を付与して再送要求を行なっていた(たとえば、非特許文献1参照)。
具体的には、状態を相手に通知する「STATUS PDU(Protocol Data Unit)」の中に、非送達確認情報を示す「LIST」,「BITMAP」,「Rlist」がある。「LIST」は、紛失したパケット(紛失パケット)のシーケンス番号と、その後の連続した紛失パケットの数と、を全てリスト表示する。「BITMAP」は、最初の紛失パケットのシーケンス番号と、その後の紛失パケットの前記最初の紛失パケットのシーケンス番号からの相対位置と、をビットマップで表示する。「Rlist」は、最初の紛失パケットのシーケンス番号と、最後の紛失パケットのシーケンス番号と、をリスト表示する。いずれも、現在確認できている紛失パケットのシーケンス番号を相手に通知する「Selective ARQ(Automatic Repeat Request)」と呼ばれる方式である。
また、従来の伝送制御方法においては、回線品質測定結果により、送信するSDU(Service Data Unit)サイズを変更する方法が提案されている。特に、チャネル条件が劣化傾向であれば、SDUサイズを小さくすることにより、誤りによって再送するSDU長が短くなるので、再送量も少なくなり、正味のデータスループットが向上する(たとえば、特許文献1)。
3GPP TS 25.322 V.6.1.0 11.5節及び9.2.2.11節
特開2005−6320 第5頁,表1
従来の伝送制御方法(非特許文献1の方式)においては、送達確認の効率を上げるため、「Selective ARQ」を用いていたが、再送が行なわれたパケットがランダムに正常受信される確率が高くなることにより受信側のパケットバッファが多くなり、これにより、パケットの組み立てが順序通りに行なわれにくくなり、トータルのスループットが低下する、という問題があった。
また、従来の伝送制御方法(特許文献1の方式)においては、パケット長を短くすることにより、ヘッダのオーバーヘッドが大きくなり、パケット単位で行なう送達確認シーケンスが増える、という問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、パケットの組み立てを順序通りに行いながら送達確認の効率向上を実現し、さらに、トータルのスループット向上を実現する、伝送制御方法を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる伝送制御方法は、自動再送要求を採用する通信システムにおいて、パケット送信側装置が、ユーザパケットであるSDU(Service Data Unit)を一定長の複数のPDU(Protocol Data Unit)に分割し、当該各PDUを転送する場合の、パケット受信側装置における伝送制御方法であって、たとえば、パケット送信側装置から送られてくるPDUを紛失した場合に、再送制御を行う伝送制御レイヤにおいて、当該伝送制御レイヤより下位のレイヤ(下位レイヤ)から通知される回線品質が劣悪であるほど再送要求対象のPDUの数が少なくなるように制御を行う伝送制御ステップと、前記下位レイヤにおいて、前記伝送制御に応じた再送要求パケットを前記パケット送信側装置に対して送信する再送要求ステップと、を含むことを特徴とする。
この発明によれば、正しい順序でパケットを受信できるので、伝送制御レイヤまたは上位レイヤのバッファ量を削減することができる、という効果を奏する。また、正しい順序でSDUを受信することができるため、トータルのスループットが向上する、という効果を奏する。
以下に、本発明にかかる伝送制御方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、本発明にかかる伝送制御方法を実現するための機能構成を示す図である。図1において、伝送制御レイヤ1は、本発明にかかる伝送制御方法を実行する制御部である。たとえば、3GPP(3rd Generation Partnership Project)におけるRLC(Radio Link Control)プロトコルとして知られている。上位レイヤ2は、ユーザパケットであるSDU(Service Data Unit)を送受信する機能部である。たとえば、3GPPにおけるPDCP(Packet Data Convergence Protocol)として知られている。伝送制御レイヤ1では、上記SDUを一定長の複数のPDU(Protocol Data Unit)に分割し、それを下位レイヤ3において転送する単位としている。一方で、下位レイヤ3からのPDUは、伝送制御レイヤ1にてSDUへ組み立てられる。下位レイヤ3は、PDUを多重および分割し、物理線上において対向装置との間でデータを送受信する。たとえば、3GPPのMAC(Medium Access Control)として知られている。
図1は、本発明にかかる伝送制御方法を実現するための機能構成を示す図である。図1において、伝送制御レイヤ1は、本発明にかかる伝送制御方法を実行する制御部である。たとえば、3GPP(3rd Generation Partnership Project)におけるRLC(Radio Link Control)プロトコルとして知られている。上位レイヤ2は、ユーザパケットであるSDU(Service Data Unit)を送受信する機能部である。たとえば、3GPPにおけるPDCP(Packet Data Convergence Protocol)として知られている。伝送制御レイヤ1では、上記SDUを一定長の複数のPDU(Protocol Data Unit)に分割し、それを下位レイヤ3において転送する単位としている。一方で、下位レイヤ3からのPDUは、伝送制御レイヤ1にてSDUへ組み立てられる。下位レイヤ3は、PDUを多重および分割し、物理線上において対向装置との間でデータを送受信する。たとえば、3GPPのMAC(Medium Access Control)として知られている。
つづいて、図2を用いて、本実施の形態の動作について説明する。図2は、実施の形態1の処理シーケンスを示す図である。
DPDU20a〜20hは、DPDU送信側装置の伝送制御レイヤ1が送信する、ユーザデータを含むPDUである。回線品質通知21は、DPDU受信側装置の下位レイヤ3が監視する物理線上における回線品質であり、たとえば、エラー発生率(BER:Block Error Rate)である。STATUS22a〜22cは、DPDU受信側装置の伝送制御レイヤ1がDPDUの送達確認として送信するPDUである。また、DPDU20a〜20hには、それぞれDPDU単位にシーケンス番号(図面ではSN)を付与している。たとえば、図示のDPDU(SN=0〜11)は、シーケンス番号0のDPDU,シーケンス番号1のDPDU,…,シーケンス番号10のDPDU,シーケンス番号11のDPDUの集まりを表している。また、STATUS22a〜22cには、紛失や誤りの発生したDPDU20a〜20hのシーケンス番号(図面ではSN)を付与し、これにより再送を要求する。また、回線品質通知21は、たとえば、BERが50%,70%,90%というしきい値を越えたときに離散的に通知する。
通常、DPDU受信側装置の伝送制御レイヤ1では、DPDUの紛失や誤りの発生した場合(図2ではSN=11〜20,31〜40)、DPDU(SN=11〜20),DPDU(SN=31〜40)の再送を要求する。具体的には、再送を要求するための送達確認(STATUS)に、再送要求対象のDPDUのシーケンス番号:SN=11〜20,31〜40を付与する。
しかしながら、回線品質が劣化すると、再送DPDUについても、紛失する確率または誤りが発生する確率が高くなるため、上記のように、STATUS(NACK=11〜20)で再送を要求した場合、再送により正常受信できるDPDUのシーケンス番号が不連続になることが容易に予想される。そのため、DPDU受信側において、伝送制御レイヤ1におけるDPDUの組み立て待ちバッファや、SDU組み立て後の上位レイヤ2への送信待ちバッファ、の量が多くなる。
また、上記上位レイヤ2への送信待ちバッファは、SDU保留バッファとして上位レイヤ2で持つことも考えられるが、いずれにしてもSDUとしての順序が正しくなければ、上位レイヤ2では処理を行うことができない。たとえば、上位レイヤ2がSDU保留バッファを持たず、伝送制御レイヤ1も上位レイヤ2への送信待ちバッファを持たなければ、上位レイヤ2では、再送制御等の制御機能が動作するため、トータルのスループットが格段に低下することが容易に予想される。
すなわち、DPDU受信側の伝送制御レイヤ1において、できるだけ迅速にかつ正しい順序でSDUを組み立てることが、トータルのスループットを向上させるための条件となる。
そこで、本実施の形態では、DPDU受信側において、下位レイヤ3から通知された回線品質通知21の内容に基づいて、再送を要求するSTATUS22aに付与するシーケンス番号の範囲を通常(NACK=11〜20)よりも小さくする(NACK=11〜15)。そして、さらに回線品質が劣化したことを示す回線品質通知21を受信した場合には、さらにSTATUS22bに付与するシーケンス番号の範囲を小さくする(NACK=11〜12,NACK=13〜15)。
なお、回線品質通知21は、たとえば、無線リンク上のBERで判断するものであるが、再送を要求するシーケンス番号を制限する情報として、伝送制御レイヤ1におけるDPDUエラー率を用いることとしてもよい。
このように、本実施の形態においては、回線品質に応じて、再送を要求する送達確認(STATUS)に付与するシーケンス番号を制限することとした。これにより、正しい順序でDPDUを受信できるので、伝送制御レイヤ1または上位レイヤ2のバッファ量を削減することができる。また、正しい順序でSDUを受信することができるため、トータルのスループットが向上する。
実施の形態2.
前述の実施の形態1では、送達確認(STATUS)に付与するシーケンス番号を制限したが、本実施の形態では、送達確認シーケンスを削減することによって、再送DPDUの正常受信の確率を向上させる。なお、本実施の形態の伝送制御方法を実現するための機能構成については、前述した図1と同様である。
前述の実施の形態1では、送達確認(STATUS)に付与するシーケンス番号を制限したが、本実施の形態では、送達確認シーケンスを削減することによって、再送DPDUの正常受信の確率を向上させる。なお、本実施の形態の伝送制御方法を実現するための機能構成については、前述した図1と同様である。
図3は、実施の形態2の処理シーケンスを示す図である。たとえば、伝送制御レイヤ1が、回線品質が劣化傾向にあることを通知する回線品質通知31を受信し、BERの値が70%の場合、3回に2回は紛失または誤る可能性があると判断できるため、STATUS32には、シーケンス番号だけではなく、再送するDPDUの回数も通知する。なお、上記劣化傾向に関する情報については、回線品質通知31に含めず、単に回線品質のみを通知し、劣化傾向にあることを伝送制御レイヤ1にて判断することとしてもよい。
図3に示すSTATUS32では、シーケンス番号11〜15を3回にわたって送信することを要求している。
一方、DPDU送信元の伝送制御レイヤ1では、再送DPDUを送信する場合、STATUS32の要求に従い、同一のDPDU20fa,DPDU20fb,DPDU20fcを3回にわたって送信する。DPDU送信先の伝送制御レイヤ11が、同一のDPDU20fa〜20fを受信しても、重複したDPDUについては廃棄する機能を予め備えているため、誤った処理をすることはない。
逆に、回線品質通知31の内容が改善傾向である場合、または、伝送制御レイヤ1において改善傾向であると判断した場合は、再送する同一DPDUの回数を減らしていく。
以上のように、本実施の形態においては、再送を要求するSTATUSに、シーケンス番号だけではなく、再送DPDUの回数についても含ませることとした。これにより、再送回数が増え帯域を余分に消費することにはなるが、一方で、伝送制御レイヤ1間の往復の送達確認遅延を考慮すると、トータルのスループットが改善する可能性がある。
また、紛失や誤り発生にかかわる送達確認シーケンスは、回線品質によって増加することになるが、本実施の形態によれば、送達確認シーケンスと送受信処理の負荷をほとんど増加させることなく、信頼性を向上させることができる。
実施の形態3.
前述の実施の形態1,2では、受信する方向に回線品質を通知していたが、本実施の形態においては、DPDUを送信する方向に回線品質を通知する。なお、本実施の形態の伝送制御方法を実現するための機能構成については、前述した図1と同様である。
前述の実施の形態1,2では、受信する方向に回線品質を通知していたが、本実施の形態においては、DPDUを送信する方向に回線品質を通知する。なお、本実施の形態の伝送制御方法を実現するための機能構成については、前述した図1と同様である。
図4は、実施の形態3の処理シーケンスを示す図である。たとえば、DPDU受信側の伝送制御レイヤ1では、downlink回線品質通知41をDPDU送信側の下位レイヤ3から受信した場合、回線品質が劣化傾向にあると判断し、STATUS42a,42bを送信する。STATUS42a,STATUS42bは、それぞれ同一のPDUであるが、STATUS42a,42bを受信したDPDU送信側の伝送制御レイヤ1では、同時に要求してきたSTATUSであることを認識できないため、同時に要求してきたSTATUSであることを認識する情報を付加しておく。これにより、最初のSTATUS42aを正常に受信できた場合は、次のSTATUS42bは廃棄する。
以上のように、本実施の形態においては、DPDU送信側から送られてくる回線品質に応じて、DPDU受信側の装置が、複数のSTATUSを送信することとした。具体的には、回線品質が劣悪なほどSTATUS数が多くなるように調整する。これにより、STATUS紛失により再送DPDUが送信されないという状態を回避することができる。また、DPDUの受信側においては、STATUSを再送するまでの待ち時間(タイマー処理)を削減することができる。したがって、伝送制御レイヤ1間の往復の送達確認遅延を考慮すると、トータルのスループットが改善する可能性がある。
また、紛失や誤り発生にかかわる送達確認シーケンスは、回線品質によって増加することになるが、本実施の形態によれば、送達確認シーケンスと送受信処理の負荷をほとんど増加させることなく、信頼性を向上させることができる。
以上のように、本発明にかかる伝送制御方法は、無線通信システムに有用であり、特に、誤り制御方式として自動再送要求(ARQ)を採用する通信システムに適している。
1 伝送制御レイヤ
2 上位レイヤ
3 下位レイヤ
2 上位レイヤ
3 下位レイヤ
Claims (3)
- 自動再送要求を採用する通信システムにおいて、パケット送信側装置が、ユーザパケットであるSDU(Service Data Unit)を一定長の複数のPDU(Protocol Data Unit)に分割し、当該各PDUを転送する場合の、パケット受信側装置における伝送制御方法であって、
パケット送信側装置から送られてくるPDUを紛失した場合に、再送制御を行う伝送制御レイヤにおいて、当該伝送制御レイヤより下位のレイヤ(下位レイヤ)から通知される回線品質が劣悪であるほど再送要求対象のPDUの数が少なくなるように制御を行う伝送制御ステップと、
前記下位レイヤにおいて、前記伝送制御に応じた再送要求パケットを前記パケット送信側装置に対して送信する再送要求ステップと、
を含むことを特徴とする伝送制御方法。 - 前記再送要求パケットに、さらに同一パケットの再送回数を含めることとし、
回線品質が劣化傾向にある場合には再送回数を増やし、回線品質が改善傾向にある場合には再送回数を減らすことを特徴とする請求項1に記載の伝送制御方法。 - 前記伝送制御ステップにおいては、さらに、前記パケット送信側装置から通知される回線品質が劣悪であるほど前記再送要求パケットの送信数が多くなるように制御を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の伝送制御方法。
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