JP2007325270A

JP2007325270A - 無線通信システムのデータ伝送効率を向上させる方法及び装置

Info

Publication number: JP2007325270A
Application number: JP2007145582A
Authority: JP
Inventors: Shiaw-Shiang Jiang; 孝祥江
Original assignee: Asustek Computer Inc
Current assignee: Asustek Computer Inc
Priority date: 2006-06-01
Filing date: 2007-05-31
Publication date: 2007-12-13
Also published as: EP1863212A2; US20070280191A1; CN101087184A; KR20070115787A; US8132068B2; TW200803268A; TWI347103B; KR100901802B1

Abstract

【課題】無線通信システムのデータ伝送効率を向上させる方法及び装置を提供する。
【解決手段】方法は、ＡＭ（アクノレッジ）モードで動作するプロトコルエンティティーの受信側において、少なくとも第一受信ウィンドウと第二受信ウィンドウを利用することを内容とする。そのうち第一受信ウィンドウはＡＲＱ（自動リピート要求）機能を提供し、第二受信ウィンドウは紛失ＳＮ（シーケンス番号）を検出するために用いられる。
【選択図】図３

Description

本発明は無線通信システムのデータ伝送効率を向上させる方法及び装置に関し、特にＮＡＣＫ（否定応答）状態報告ユニットの出力遅延を抑制し、データ伝送効率を向上させる方法及び装置に関する。

伝送効率と信頼性を向上させるため、従来の無線通信システムは一般にＡＲＱ（自動リピート要求）機能を有する。ＡＲＱ機能を実現させるには、従来はスライディングウィンドウを利用してパケット送信の効率をよくさせ、妨害によりパケットが紛失することを防止する。スライディングウィンドウはプッシュ型とプル型がある。プッシュ型のスライディングウィンドウを利用する場合は、ウィンドウの下縁に対応するパケットが正常に受信されるか、もしくは削除が通告されるときに受信ウィンドウを推し進め、スライディングウィンドウの範囲外のシーケンス番号（ＳＮ）に対応するパケットを削除する。そのため、プッシュ型スライディングウィンドウはＡＲＱ（自動リピート要求）機能を有する受信端、例えばＵＭＴＳ（ユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム）においてＡＭ（アクノレッジ）モードで動作するＲＬＣ（無線リンク制御）エンティティーに用いられる。

上記と比べ、プル型のスライディングウィンドウを利用する場合は、受信ウィンドウの範囲外のＳＮに対応するパケットが正常に受信されるときに受信ウィンドウを推し進め、更に当該パケットのＳＮを受信ウィンドウの上縁として設定する。受信ウィンドウを推し進めた後、未受信のパケット（受信ウィンドウの下縁より後ろのＳＮに対応するパケット）は無視される。そのため、プル型のスライディングウィンドウはＡＲＱ機能を持たない受信端、例えばＵＭＴＳのＨＳＰＤＡ（高速ダウンリンクパケットアクセス）リオーダーエンティティーに適し、上位層へのデータ順次送信が求められる場合にＳＮの順番を並べるために利用される。

プッシュ型とプル型スライディングウィンドウのサイズは更新されない場合に一定値を保つ。１つのプロトコルエンティティーには１種のスライディングウィンドウのみ利用できる。

データや音声の交換を可能にするため、従来の無線通信システム（例えばＵＭＴＳ）はパケット交換と回線交換を同時にサポートしなければならない。しかし、ＬＴＥ（long-term evolution）などの先進型高速無線通信システムはパケット交換のみサポートすればよく、従来のシステムより構造が簡単である。つまり、ＲＬＣ（無線リンク制御）層とＭＡＣ（媒体アクセス制御）層を同一の通信プロトコル層として統合することができる。そうすると、１つのプロトコルエンティティーに１種のスライディングウィンドウのみ利用できるという上記の条件は、データ伝送効率が低下する一因になりかねない。詳しくは以下に説明する。

ＲＬＣ層がプッシュ型スライディングウィンドウを用いてＡＲＱ機能を実行するとすれば、スライディングウィンドウにより紛失ＳＮが検出された（紛失ＳＮより後ろのＳＮに対応するパケットが先に受信される）場合、ＲＬＣエンティティーは紛失ＳＮに対応するパケットが正常に受信されていない（否定応答ＮＡＣＫ）という状態報告を返送し、当該パケットの再送を送信端に求める。一方、ＭＡＣ層はＨＡＲＱ（ハイブリッド自動リピート要求）プロセスでパケット再送を実行する。詳しく言えば、受信した応答信号（ＡＣＫまたはＮＡＣＫ）に基づいて再送の要否を決め、送信が失敗したデータから有用の情報を取り出して後続の復号に備える。ＨＡＲＱプロセスは、復号が２回または複数回失敗したデータを結合し、これを正確に復号されたパケットとして生成することで、伝送効率を向上させる。しかし、このプロセスは後に発信したパケットが先着する結果を招きかねない。つまり、ＲＬＣエンティティーが状態報告ユニットを発信し、紛失パケットの再送を送信端に求めるとき、ＭＡＣエンティティーが別途にＨＡＲＱプロセスで紛失パケットを確保することもありうる。そうなると、無線資源は不必要な再送のために費やされる。

したがって、送信端の再送を確実にするため、ＲＬＣエンティティーには、ＨＡＲＱプロセスの対象であるＰＤＵが確実に紛失したか、もしくは再送中であるかを判断する検出手段が必要である。最も直接な手段はタイマーである。詳しく言えば、ＲＬＣエンティティーが紛失ＳＮを検出した場合にタイマーを起動し、所定期間が満了するまでＮＡＣＫ状態報告ユニットを返送しないようにする。そうすれば、タイマーを適宜に設定するのみで不必要な再送を回避できる。しかし、ＨＡＲＱプロセスは非同期的であるため、紛失パケットの再送完成時間は伝送環境や外部条件に影響されやすい。あらゆる伝送状況に適用するには、タイマーの値を最悪伝送条件に合わせて設定するほかない。その結果、状態報告ユニットの出力に遅延が生じ、データ伝送効率が低下する。

本発明は前述の問題を解決するため、無線通信システムのデータ伝送効率を向上させる方法及び装置を提供することを課題とする。

本発明は、無線通信システムのデータ伝送効率を向上させる方法を提供する。該方法は、ＡＭ（アクノレッジ）モードで動作するプロトコルエンティティーの受信側において、少なくとも第一受信ウィンドウと第二受信ウィンドウを利用することを内容とする。該第一受信ウィンドウはＡＲＱ（自動リピート要求）機能を提供し、第二受信ウィンドウは紛失ＳＮ（シーケンス番号）を検出するために用いられる。

本発明は更に、データ伝送効率を向上させる、無線通信システムに用いられる通信装置を提供する。該通信装置は、通信装置の機能を実現させる制御回路と、制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）と、制御回路の中でＣＰＵに結合されるように設けられ、プログラムコードを保存するための保存装置とを含む。該プログラムコードは、ＡＭモードで動作するプロトコルエンティティーの受信側において、少なくとも第一受信ウィンドウと第二受信ウィンドウを利用することを内容とする。該第一受信ウィンドウはＡＲＱ機能を提供し、第二受信ウィンドウは紛失ＳＮを検出するために用いられる。

本発明は更に、以下のような無線通信システムのデータ伝送効率を向上させる方法を提供する。該方法は、ＡＭモードで動作するプロトコルエンティティーの送信側において、少なくとも第一送信ウィンドウと第二送信ウィンドウを利用することを内容とする。該第一送信ウィンドウはＡＲＱ（自動リピート要求）機能に用いられ、第二送信ウィンドウはＨＡＲＱ（ハイブリッド自動リピート要求）機能に用いられる。

本発明は更に、以下のようなデータ伝送効率を向上させる、無線通信システムに用いられる通信装置を提供する。該通信装置は、通信装置の機能を実現させる制御回路と、制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御するＣＰＵと、制御回路の中でＣＰＵに結合されるように設けられ、プログラムコードを保存するための保存装置とを含む。該プログラムコードは、ＡＭモードで動作するプロトコルエンティティーの送信側において、少なくとも第一送信ウィンドウと第二送信ウィンドウを利用することを内容とする。該第一送信ウィンドウはＡＲＱ機能に用いられ、第二送信ウィンドウはＨＡＲＱ機能に用いられる。

本発明はＡＭモードで動作するＲＬＣエンティティーの受信側において、ＡＲＱ機能と紛失ＳＮ検出をそれぞれ実行する２個以上の受信ウィンドウを提供し、これでＮＡＣＫ状態報告ユニットの出力遅延を抑制し、データ伝送効率を向上させる。本発明は更にＡＭモードで動作するＲＬＣエンティティーの送信側において、ＡＲＱ機能とＨＡＲＱ機能をそれぞれ実行する２個以上の受信ウィンドウを提供し、これでパケットを適時に再送する。

かかる方法及び装置の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図示を参照して以下に説明する。

図１を参照する。図１は無線通信システムの無線通信装置１００のブロック図であり、説明を簡素化するため、図１は無線通信装置１００の入力装置１０２、出力装置１０４、制御回路１０６、ＣＰＵ（中央処理装置）１０８、保存装置１１０、プログラムコード１１２及びトランシーバー１１４のみ描くとする。無線通信装置１００では、制御回路１０６はＣＰＵ１０８を用いて保存装置１１０に保存されるプログラムコード１１２を実行し、無線通信装置１００の動作を制御する。入力装置１０２（例えばキーボード）はユーザーが入力した信号を受信し、出力装置１０４（スクリーン、スピーカーなど）は映像、音声などの信号を出力する。無線信号を受発信するトランシーバー１１４は受信した信号を制御回路１０６に送信し、または制御回路１０６による信号を無線で出力する。言い換えれば、通信プロトコルの構造に当てはめれば、トランシーバー１１４は第一層の一部とされ、制御回路１０６は第二層と第三層の機能を実行する装置とされる。望ましくは、無線通信装置１００は第三世代移動通信システムの一部である。

図２を参照する。図２は図１に示すプログラムコード１１２を表す説明図である。アプリケーション層２００と、第三層インターフェイス２０２と、第二層インターフェイス２０６からなるプログラムコード１１２は、第一層インターフェイス２１８と接続されている。第二層インターフェイス２０６はＲＬＣ（無線リンク制御）エンティティー２２４とＭＡＣ（媒体アクセス制御）エンティティー２２６を含む。ＲＬＣエンティティー２２４は送信品質に応じて伝送データや制御指令に対し、分割、再組み立て、連結、パディング、再送、暗号化、シーケンスチェック、重複検出などの処理を行う。ＭＡＣエンティティー２２６は第三層インターフェイス（ＲＲＣ層＝無線資源制御層）２０２の無線資源配分指令に従って、ＲＬＣエンティティー２２４から別々の論理チャンネルに属するパケットを一般、共通または専用チャンネルに対応させ、チャンネルマッピング、マルチプレクシング、伝送形式選択、ランダムアクセス制御などのプロセスを実行する。

ＬＴＥなどの先進型高速無線通信システムはパケット交換のみサポートすればよく、システム構造が簡単である。そのＲＬＣエンティティー２２４とＭＡＣエンティティー２２６は同一のプロトコルエンティティーとして統合することができる。本発明はそれに鑑みて、第二層インターフェイス２０６の受信ウィンドウと送信ウィンドウを設定し、パケット再送を適時にして送信遅延を緩和する受信ウィンドウ設定プログラムコード２２０及び送信ウィンドウ設定プログラムコード２２２を提供する。図３を参照する。図３は本発明の実施例１による方法３０を表すフローチャートである。下記方法は無線通信システムのデータ伝送効率を向上させるために用いられ、受信ウィンドウ設定プログラムコード２２０としてコンパイルすることができる。

ステップ３００：開始。

ステップ３０２：ＡＭ（アクノレッジ）モードで動作するＲＬＣエンティティー２２４の受信側において、少なくとも第一受信ウィンドウと第二受信ウィンドウを利用する。第一受信ウィンドウはＡＲＱ機能を提供し、第二受信ウィンドウは紛失ＳＮの検出に用いられる。

ステップ３０４：終了。

以上のとおり、実施例１はＡＭモードで動作するＲＬＣエンティティー２２４の受信側において、第一受信ウィンドウと第二受信ウィンドウでそれぞれＡＲＱ機能と紛失ＳＮの検出を実行する。第一受信ウィンドウはスライディングウィンドウであり、上記方法は下縁に対応するパケットが正常に受信されるか、もしくは削除が通報されるときに第一受信ウィンドウを推し進め、第一受信ウィンドウの範囲外のパケットを削除する。第二受信ウィンドウはスライディングウィンドウであり、上記方法は、第一受信ウィンドウの範囲内にあって、かつ第二受信ウィンドウの範囲外にあるＳＮに対応するパケットが正常に受信されるときに第二受信ウィンドウを推し進め、更に当該パケットのＳＮを第二受信ウィンドウの上縁と設定する。第二受信ウィンドウを推し進めた後、その下縁より後ろの未受信ＳＮは紛失ＳＮと判断される。第一受信ウィンドウのサイズは望ましくは第二受信ウィンドウより大きいかそれに等しい。

したがって、上記方法３０によれば、ＲＬＣエンティティー２２４は、第二受信ウィンドウによって紛失ＳＮが検出された場合にＮＡＣＫ状態報告ユニットを発信し、紛失ＳＮに対応するパケットの再送を送信端に求める。その結果、ＮＡＣＫ状態報告ユニットの出力に遅延が生じず、データ伝送効率が良くなる。

図４を参照する。図４は本発明の実施例２による方法４０を表すフローチャートである。下記方法は無線通信システムのデータ伝送効率を向上させるために用いられ、送信ウィンドウ設定プログラムコード２２２としてコンパイルすることができる。

ステップ４００：開始。

ステップ４０２：ＡＭモードで動作するＲＬＣエンティティー２２４の送信側において少なくとも第一送信ウィンドウと第二送信ウィンドウを利用する。第一送信ウィンドウはＡＲＱ機能に用いられ、第二送信ウィンドウはＨＡＲＱ機能に用いられる。

ステップ４０４：終了。

以上のとおり、実施例２はＡＭモードで動作するＲＬＣエンティティー２２４の送信側において、第一送信ウィンドウと第二送信ウィンドウでそれぞれＡＲＱ機能とＨＡＲＱ機能を実行する。第一送信ウィンドウと第二送信ウィンドウはいずれも、その下縁に対応するパケットについて肯定応答がなされたか、もしくは削除が定められたときに推し進められる。パケットについて肯定応答がなされたかどうかは、対応するプロトコルエンティティーによる状態報告ユニット、またはＲＬＣエンティティー２２４の下位層プロトコルエンティティー（ＭＡＣエンティティー２２６）によるＡＣＫユニットに基づいて判断される。第一送信ウィンドウのサイズは望ましくは第二送信ウィンドウより大きいかそれに等しい。

したがって、上記方法４０はＡＭモードで動作するＲＬＣエンティティー２２４の送信側において２個以上の送信ウィンドウを利用し、それぞれＡＲＱ機能とＨＡＲＱ機能を実行することで、パケットを適時に再送する。

以上は本発明に好ましい実施例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、本発明の精神の下においてなされ、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の特許請求の範囲に属するものとする。

本発明は従来の伝送ウィンドウを増やすのみであり、実施可能である。

無線通信システムの無線通信装置のブロック図である。図１に示すプログラムコードを表す説明図である。本発明の実施例１による方法のフローチャートである。本発明の実施例２による方法のフローチャートである。

符号の説明

１００無線通信装置
１０２入力装置
１０４出力装置
１０６制御回路
１０８ＣＰＵ
１１０保存装置
１１２プログラムコード
１１４トランシーバー
２００アプリケーション層
２０２第三層インターフェイス
２０６第二層インターフェイス
２１８第一層インターフェイス
２２０受信ウィンドウ設定プログラムコード
２２２送信ウィンドウ設定プログラムコード
２２４ＲＬＣエンティティー
２２６ＭＡＣエンティティー

Claims

無線通信システムのデータ伝送効率を向上させる方法であって、
ＡＭ（アクノレッジ）モードで動作するプロトコルエンティティーの受信側において、少なくとも第一受信ウィンドウと第二受信ウィンドウを利用することを内容とし、そのうち第一受信ウィンドウはＡＲＱ（自動リピート要求）機能を提供し、第二受信ウィンドウは紛失ＳＮ（シーケンス番号）を検出するために用いられることを特徴とするデータ伝送効率の向上方法。
前記第一受信ウィンドウはスライディングウィンドウであり、前記方法は該スライディングウィンドウの下縁に対応するパケットが正常に受信されるか、もしくは削除が通報されるときにスライディングウィンドウを推し進め、更にスライディングウィンドウの範囲外のパケットをすべて削除することを特徴とする請求項１記載のデータ伝送効率の向上方法。
前記第二受信ウィンドウはスライディングウィンドウであり、前記方法は第一受信ウィンドウの範囲内にあって、かつ該スライディングウィンドウの範囲外にあるパケットが正常に受信されるときにスライディングウィンドウを推し進め、更に該パケットのＳＮをスライディングウィンドウの上縁として設定し、スライディングウィンドウの下縁より後ろの未受信ＳＮを紛失ＳＮと判断することを特徴とする請求項１記載のデータ伝送効率の向上方法。
前記方法は更に、前記プロトコルエンティティーが、第二受信ウィンドウによって紛失ＳＮが検出されるときに該紛失ＳＮに対応するパケットの再送を送信端に求めるステップを含むことを特徴とする請求項１記載のデータ伝送効率の向上方法。
前記第一受信ウィンドウのサイズは第二受信ウィンドウとサイズより大きいかそれに等しいことを特徴とする請求項１記載のデータ伝送効率の向上方法。
前記プロトコルエンティティーはＲＬＣ（無線リンク制御）エンティティーであることを特徴とする請求項１記載のデータ伝送効率の向上方法。
データ伝送効率を向上させる、無線通信システムに用いられる通信装置であって、
通信装置の機能を実現させる制御回路と、
制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）と、
制御回路の中でＣＰＵに結合されるように設けられ、プログラムコードを保存するための保存装置とを含み、そのうちプログラムコードは、
ＡＭモードで動作するプロトコルエンティティーの受信側において、少なくとも第一受信ウィンドウと第二受信ウィンドウを利用することを内容とし、第一受信ウィンドウはＡＲＱ機能を提供し、第二受信ウィンドウは紛失ＳＮを検出するために用いられることを特徴とする通信装置。
前記第一受信ウィンドウはスライディングウィンドウであり、前記プログラムコードは該スライディングウィンドウの下縁に対応するパケットが正常に受信されるか、もしくは削除が通報されるときにスライディングウィンドウを推し進め、更にスライディングウィンドウの範囲外のパケットをすべて削除することを特徴とする請求項７記載の通信装置。
前記第二受信ウィンドウはスライディングウィンドウであり、前記方法は第一受信ウィンドウの範囲内にあって、かつ該スライディングウィンドウの範囲外にあるパケットが正常に受信されるときにスライディングウィンドウを推し進め、更に該パケットのＳＮをスライディングウィンドウの上縁として設定し、スライディングウィンドウの下縁より後ろの未受信ＳＮを紛失ＳＮと判断することを特徴とする請求項７記載の通信装置。
前記プログラムコードは更に、前記プロトコルエンティティーが、第二受信ウィンドウによって紛失ＳＮが検出されるときに該紛失ＳＮに対応するパケットの再送を送信端に求めるステップを含むことを特徴とする請求項７記載の通信装置。
前記第一受信ウィンドウのサイズは第二受信ウィンドウより大きいかそれに等しいことを特徴とする請求項７記載の通信装置。
前記プロトコルエンティティーはＲＬＣエンティティーであることを特徴とする請求項７記載の通信装置。
無線通信システムのデータ伝送効率を向上させる方法であって、
ＡＭモードで動作するプロトコルエンティティーの送信側において、少なくとも第一送信ウィンドウと第二送信ウィンドウを利用することを内容とし、そのうち第一送信ウィンドウはＡＲＱ（自動リピート要求）機能に用いられ、第二送信ウィンドウはＨＡＲＱ（ハイブリッド自動リピート要求）機能に用いられることを特徴とするデータ伝送効率の向上方法。
前記第一送信ウィンドウは、第一送信ウィンドウの下縁に対応するパケットについて肯定応答がなされたか、もしくは削除が定められたときに推し進められることを特徴とする請求項１３記載のデータ伝送効率の向上方法。
前記方法は更に、対応するプロトコルエンティティーから出力された状態報告ユニット、または該プロトコルエンティティーの下位層から出力されたＡＣＫ（肯定応答）ユニットに基づいて、第一送信ウィンドウの下縁に対応するパケットについて肯定応答がなされたかどうかを判断するステップを含むことを特徴とする請求項１４記載のデータ伝送効率の向上方法。
前記第二送信ウィンドウは、第二送信ウィンドウの下縁に対応するパケットについて肯定応答がなされたか、もしくは削除が定められたときに推し進められることを特徴とする請求項１３記載のデータ伝送効率の向上方法。
前記方法は更に、対応するプロトコルエンティティーから出力された状態報告ユニット、または該プロトコルエンティティーの下位層から出力されたＡＣＫ（肯定応答）ユニットに基づいて、第二送信ウィンドウの下縁に対応するパケットについて肯定応答がなされたかどうかを判断するステップを含むことを特徴とする請求項１６記載のデータ伝送効率の向上方法。
前記第一送信ウィンドウのサイズは第二送信ウィンドウとサイズより大きいかそれに等しいことを特徴とする請求項１３記載のデータ伝送効率の向上方法。
前記プロトコルエンティティーはＲＬＣエンティティーであることを特徴とする請求項１３記載のデータ伝送効率の向上方法。
データ伝送効率を向上させる、無線通信システムに用いられる通信装置であって、
通信装置の機能を実現させる制御回路と、
制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御するＣＰＵと、
制御回路の中でＣＰＵに結合されるように設けられ、プログラムコードを保存するための保存装置とを含み、そのうちプログラムコードは、
ＡＭモードで動作するプロトコルエンティティーの送信側において、少なくとも第一送信ウィンドウと第二送信ウィンドウを利用することを内容とし、第一送信ウィンドウはＡＲＱ機能に用いられ、第二送信ウィンドウはＨＡＲＱ機能に用いられることを特徴とする通信装置。
前記第一送信ウィンドウは、第一送信ウィンドウの下縁に対応するパケットについて肯定応答がなされたか、もしくは削除が定められたときに推し進められることを特徴とする請求項２０記載の通信装置。
前記プログラムコードは更に、対応するプロトコルエンティティーから出力された状態報告ユニット、または該プロトコルエンティティーの下位層から出力されたＡＣＫ（肯定応答）ユニットに基づいて、第一送信ウィンドウの下縁に対応するパケットについて肯定応答がなされたかどうかを判断するステップを含むことを特徴とする請求項２１記載の通信装置。
前記第二送信ウィンドウは、第二送信ウィンドウの下縁に対応するパケットについて肯定応答がなされたか、もしくは削除が定められたときに推し進められることを特徴とする請求項２０記載の通信装置。
前記プログラムコードは更に、対応するプロトコルエンティティーから出力された状態報告ユニット、または該プロトコルエンティティーの下位層から出力されたＡＣＫ（肯定応答）ユニットに基づいて、第二送信ウィンドウの下縁に対応するパケットについて肯定応答がなされたかどうかを判断するステップを含むことを特徴とする請求項２３記載の通信装置。
前記第一送信ウィンドウのサイズは第二送信ウィンドウとサイズより大きいかそれに等しいことを特徴とする請求項２０記載の通信装置。
前記プロトコルエンティティーはＲＬＣエンティティーであることを特徴とする請求項２０記載の通信装置。