JP2007517431A - データパケット送信方法、移動局および無線通信システム - Google Patents
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Abstract
Description
パケットスケジューリングは、共有媒体への参入を許可されたユーザに対して送信機会および送信フォーマットを割り当てるのに使用される無線リソース管理アルゴリズムであり得る。スケジューリングは、例えば、好ましいチャネル条件でユーザに送信機会を割り当てることで、スループット/容量を最大化するために適応変調符号化と組み合わせてパケットベースの移動体無線ネットワークで使用することができる。UMTSにおけるパケットデータサービスは、ストリーミングサービスにも使用され得るが、双方向および背景のトラフィッククラスにも適用可能である。双方向および背景のクラスに属するトラフィックは、非リアルタイム(NRT)トラフィックとして扱われ、パケットスケジューラによって制御される。パケットスケジューリング方法は、下記により特徴付けられる:
・スケジューリング期間/頻度:時間的に予めユーザがスケジューリングされる期間
・サービス順番:例えばランダムな順番(ラウンドロビン)またはチャネル品質(C/Iまたはスループットに基づく)に従ってユーザがサービスを受ける順番
・割り当て方法:リソース割り当ての基準(例えば、割り当て間隔当たり、キューに入れられた全てのユーザに対して同じデータ量または同じ電力/符号/時間リソース)
アップリンクのパケットスケジューラは、3GPP UMTS R99/R4/R5において、無線ネットワーク制御装置(RNC)とユーザ機器との間で分配される。アップリンク上では、異なるユーザによって共有されるべきエアインタフェースリソースは、ノードB(Node B)での総受信電力であり、従って、スケジューラのタスクは電力をユーザ機器に割り当てることである。現在のUMTSR99/R4/R5仕様において、RNCは、異なるトランスポートフォーマット(変調方式、符号化率等)のセットを各ユーザ機器に割り当てることによって、ユーザ機器がアップリンク送信中に送信することができる最大のレート/電力を制御する。
ユニバーサル移動体通信システム(UMTS)の高レベルR99/4/5構成は図1に示される(http://www.3gpp.orgから入手可能な非特許文献2参照)。そのネットワーク要素は、コアネットワーク(CN)101と、UMTS地上無線アクセスネットワーク(UTRAN)102と、ユーザ機器(UE)103とに機能的にグループ化される。UTRAN102は、全ての無線関連機能を扱う役割を担い、CN101は、外部ネットワークに呼およびデータの接続をルーティングする役割を担う。これらのネットワーク要素の相互接続は、オープンインタフェース(Iu、Uu)によって定められる。UTMSシステムがモジュール式であるため、同じタイプのネットワーク要素を数個有することが可能であることに留意すべきである。
個別トランスポートチャネル(DTCH)のアップリンクエンハンスメントは、現在3GPP技術仕様グループRANによって研究されている(http://www.3gpp.orgから入手可能な非特許文献3参照)。IPベースのサービスの使用がより重要になるため、RANの受信可能範囲(coverage)およびスループットを改善し、アップリンク個別トランスポートチャネルの遅延を減少させる要求が高まってきている。ストリーミング、双方向および背景のサービスは、この拡張アップリンクから得られる。
図4は、ユーザ機器側での典型的なE−DCH MAC構成全体を示す。新しいMAC機能エンティティであるMAC−eu503が、リリース/99/4/5のMAC構成に追加される。MAC−eu503エンティティは図5により詳細に示される。
ソフトハンドオーバ動作では、UTRAN側のE−DCH MAC構成におけるMAC−euエンティティは、ノードB(MAC−eub)およびS−RNC(MAC−eur)にわたって分散される。ノードBにおけるスケジューラは、アクティブユーザを選び、命令レート、提案レート、または送信に許可されるTCFS(トランスポートフォーマットコンビネーションセット)のサブセットにアクティブユーザ(UE)を制限するTFC(トランスポートフォーマットコンビネーション)閾値を決定しシグナリングすることで、レート制御を実行する。
特定方式の動作に必要なE−DCHに関連する制御シグナリングは、アップリンクおよびダウンリンクのシグナリングを含む。シグナリングは、考えられるアップリンクエンハンスメントに依存する。
ノードB制御スケジューリングは、アップリンクにおいてより高いセルスループットを提供し、受信可能範囲を増大させるために、アップリンク電力リソースのより効率的な使用を可能にすることが見越される、E−DCHの技術的特徴の一つである。「ノードB制御スケジューリング」という用語は、UEが好適なTFCを選択することができるTFCのセットを、RNCによって設定される制限内でノードBが制御する可能性に言及する。UEがTFCを自発的に選択するTFCのセットは、以下では「ノードB制御TFCサブセット(Node B controlled TFC subset)」と呼ばれる。「ノードB制御TFCサブセット」は、図8に示されるように、RNCによって構成されるTFCSのサブセットである。UEは、リリース5のTFC選択アルゴリズムを用いる「ノードB制御TFCサブセット」から好適なTFCを選択する。十分な電力マージンおよび十分な利用可能なデータがあり、且つ、TFCがブロックされた状態でないことを前提として、「ノードB制御TFCサブセット」におけるどのTFCがUEによって選択されてもよい。E−DCHのUE送信をスケジューリングするために二つの基本的な技法がある。スケジューリング方式は全てUEにおけるTFC選択の管理として考えられ、ノードBがどのようにして当該処理および関連するシグナリング要件に影響を与えるかの点で主に異なる。
このスケジューリング技法の原理は、高速TFCS制限制御によってユーザ機器のトランスポートフォーマットコンビネーション選択を制御し制限することをノードBに可能にさせることである。ノードBは、レイヤ1シグナリングによって、ユーザ機器が好適なトランスポートフォーマットコンビネーションを自発的に選択することができる「ノードB制御サブセット(Node B controlled subset)」を拡大/減少してもよい。ノードB制御レートスケジューリングでは、全てのアップリンク送信は並行に行われるが、ノードBにおける雑音上昇閾値を超えない十分に低いレートで行われる。それにより、異なるユーザ機器からの送信が時間的に重複する。レートスケジューリング(rate scheduling)では、ノードBはアップリンクTFCSだけを制限し、UEがE−DCH上でデータを送信する時間については制御しない。同時に送信しているUEの数をノードBが知らないことにより、セルにおけるアップリンク雑音上昇の正確な制御も可能にならない(http://www.3gpp.orgから入手可能な非特許文献3のversion 1.0.0を参照)。
ノードB制御タイムアンドレートスケジューリングの基本原理は、ノードBにおける所望の総雑音上昇を超えないように、所与の時間にユーザ機器のサブセットが送信することを(理論的にのみ)可能にすることにある。1ステップだけ「ノードB制御TFCサブセット」を拡大/減少するためにアップ/ダウンコマンドを送る代わりに、ノードBは例えば、TFCSインジケータ(ポインタでもよい)を送ることで明示的なシグナリングを通じて、許可される値にトランスポートフォーマットコンビネーションサブセットを更新してもよい。
ノードB制御ハイブリッドARQ(Node B controlled hybrid ARQ)は、誤って受信したデータパケットの高速再送を可能にする。ユーザ機器とノードBとの間の高速再送は、上位レイヤの再送の数と関連する遅延とを減少させ、それにより、エンドユーザによって認識される品質が改善される。
どの送信を始める前にも、UMTSにおけるデータチャネル、例えば、無線ベアラが確立され、全てのレイヤがそれに応じて構成されなくてはならない。無線ベアラを確立する手順は、無線ベアラと個別トランスポートチャネルとの間の関係に応じて変わる。サービス品質(QoS)パラメータに依存して、無線ベアラ(RB)と関連付けられる恒久的に割り当てられた個別チャネルが存在してもしなくてもよい。
UMTSでは、図12に示す手順が、無線ベアラのために新しい物理チャネルが形成される必要がある場合に適用される。無線ベアラの確立は、RB確立要求プリミティブがRRCレイヤのネットワーク側で上位レイヤのサービスアクセスポイントから受信されると開始される。このプリミティブは、ベアラ基準(bearer reference)とQoSパラメータとを含む。QoSパラメータに基づいて、レイヤ1およびレイヤ2のパラメータがネットワーク側のRRCエンティティによって選択される。
D. Chase, "Code combining: A maximum-likelihood decoding approach for combining an arbitrary number of noisy packets", IEEE Transactions on Communicatios, Col. COM-33, pages 385 to 393, May 1985 3GPP TR25.401: "UTRAN Overall Description" 3GPP TR25.896: "Feasiblity Study for Enhanced Uplink for UTRA FDD Release 6)" 3GPP TSG RAN WG1, meeting #31, Tdoc R01-030284, "Scheduled and Autonomous Mode Operation for the Enhanced Uplink" 3GPP TSG RAN WG1, meeting #31, "HARQ Structure", Tdoc R1-030247 3GPP TR25.848: "Physical Layer Aspects of High Speed Downlink Packet Access", version 5.0.0
Claims (27)
- データチャネルを介して送信エンティティから受信エンティティにデータパケットを送信するハイブリッド自動再送要求方法であって、
前記受信エンティティによってデータパケットの受信が成功したか否かを示す受信エンティティからのフィードバックメッセージを前記送信エンティティで受信するステップと、
前記データパケットの受信が成功しなかったことを前記フィードバックメッセージが示す場合に、前記フィードバックメッセージを受信してから所定タイムスパン後に前記受信エンティティに再送データパケットを送信するステップと、
前記受信エンティティにおいて先に受信したデータパケットと前記再送データパケットを軟合成するステップと、を有する方法。 - 前記再送データパケットが送信時間間隔の始めに送られる、請求項1記載の方法。
- 前記所定タイムスパンが前記フィードバックメッセージを処理するのに必要な処理時間以上である、請求項1または請求項2記載の方法。
- スケジューリングエンティティでデータ送信のエアインタフェースリソースを制御するステップと、
前記所定タイムスパン後に前記再送データパケットを送信するためのリソースを前記エアインタフェース上で確保するステップと、を更に有する請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の方法。 - 前記送信エンティティにおいて、前記送信エンティティに割り当てられたリソースが、同じ送信時間間隔内で、所定タイムスパン後の再送データパケットと、当該再送データパケットよりも高い送信優先度を有する送信保留中の他のデータとを送信するのに十分であるか否かを判定するステップと、
十分でない場合、前記送信時間間隔で前記送信保留中データを送信し、前記再送データパケットの送信を後の送信時間間隔に延期するステップと、を更に備える請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の方法。 - 同じ送信時間間隔内で、前記所定タイムスパン後の前記再送データパケットと、当該再送データパケットよりも高い優先度を有する前記送信保留中データとを送信するのに必要な送信電力が前記送信エンティティに割り当てられる最大送信電力未満か否かを前記送信エンティティにおいて判定するステップを更に備える、請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の方法。
- 前記必要な送信電力が前記割り当てられる最大送信電力より大きい場合、前記割り当てられる最大送信電力を用いて、前記送信保留中データと、前記所定タイムスパン後の前記再送データパケットとを送信するステップを更に備える、請求項6記載の方法。
- 前記再送データパケットが、そのトランスポートフォーマットに必要なレベルよりも低い電力レベルで送信される、請求項7記載の方法。
- 前記所定タイムスパン後の前記再送データパケットと、前記送信保留中データとを送信するのに必要な送信電力が前記割り当てられる最大送信電力より大きい場合、前記送信保留中データを送信し、前記所定タイムスパン後の前記再送データパケットの送信を中止するステップを更に備える、請求項6記載の方法。
- データ送信がタイムアンドレート制御スケジューリングモードで実行される場合に、前記再送データパケットを送信するためのリソースを要求するスケジューリング要求メッセージを、前記送信エンティティからスケジューリングエンティティに送信するステップを更に備える、請求項9記載の方法。
- 前記所定タイムスパン後の前記再送データパケットが受信されず、かつデータ送信がタイムアンドレート制御スケジューリングモードで実行される場合に、前記受信エンティティにおいて、前記送信エンティティからの前記スケジューリング要求メッセージを待ち、前記送信エンティティにフィードバックメッセージが送信されたデータパケットを一時的に記憶するバッファの内容物を保持するステップを更に備える、請求項10記載の方法。
- データ送信がレート制御スケジューリングモードで実行される場合、前記所定タイムスパンの経過後の時点で前記再送データパケットを送信するステップを更に備える、請求項10記載の方法。
- 前記所定タイムスパン後の前記再送データパケットが受信されない場合、前記受信エンティティにおいて、前記送信エンティティからの前記再送データパケットを待ち、前記送信エンティティにフィードバックメッセージが送信されたデータパケットを一時的に記憶するバッファの内容物を保持するステップを更に備える、請求項12記載の方法。
- データ送信が拡張アップリンク個別トランスポートチャネルで実行される、請求項1乃至請求項13のいずれかに記載の方法。
- 移動局と基地局とを有する移動体無線通信システムにおいてデータパケットの軟合成を適用するHARQ再送プロトコルを用いて基地局にデータパケットを送信する移動局であって、
受信エンティティによってデータパケットの受信が成功したか否かを示す前記受信エンティティからのフィードバックメッセージを送信エンティティで受信する受信手段と、
データパケットの受信が成功しなかったことをフィードバックメッセージが示す場合、前記フィードバックメッセージを受信してから所定タイムスパン後に再送データパケットを送信する送信手段と、を備える移動局。 - 請求項1乃至請求項14のいずれかに記載のハイブリッド自動再送要求方法を実行するよう構成される、請求項15記載の移動局。
- 移動局と基地局とを有する移動体無線通信システムにおいてデータパケットの軟合成を適用するHARQ再送プロトコルを用いて基地局にデータパケットを送信する移動局であって、
制御メッセージにおいて、請求項1乃至請求項14のいずれかに記載のパケット送信方法を実行するか否か、または、別のハイブリッド自動再送要求方法を実行するか否かを示す再送モードインジケータを受信する受信手段と、
前記再送モードインジケータによって示されるパケット再送モードに従ってデータチャネル上で再送データパケットを送信する送信手段と、を備える移動局。 - 前記制御メッセージが無線ベアラセットアップメッセージである、請求項17記載の移動局。
- 前記受信手段が、確立されたデータチャネルの制御メッセージを受信するよう構成され、
前記送信モードインジケータに従って前記送信手段のパケット再送モードを切り換える切り換え手段を更に備える、請求項17記載の移動局。 - 前記制御メッセージが無線ベアラ再設定メッセージである、請求項19記載の移動局。
- 前記送信手段が、データ送信に用いられるスケジューリングモードに応答して異なるハイブリッド自動再送要求方法の一つを実行するよう構成される、請求項15乃至請求項20のいずれかに記載の移動局。
- 移動局と基地局とを有する移動体無線通信システムにおいてデータパケットの軟合成を適用するHARQ再送プロトコルを用いて移動局にデータパケットを送信する基地局であって、
受信エンティティによってデータパケットの受信が成功したか否かを示す前記受信エンティティからのフィードバックメッセージを送信エンティティで受信する受信手段と、
データパケットの受信が成功しなかったことをフィードバックメッセージが示す場合に、前記フィードバックメッセージを受信してから所定タイムスパン後に再送データパケットを送信する送信手段と、を備える基地局。 - 請求項1乃至請求項14のいずれかに記載の方法を実行するよう構成される、請求項22記載の基地局。
- 前記送信手段が、データ送信に用いられるスケジューリングモードに応答して異なるハイブリッド自動再送要求方法の一つを実行するよう構成される、請求項22または請求項23記載の基地局。
- データパケットの軟合成を適用するHARQ再送プロトコルの少なくとも一つのパラメータを構成し、前記HARQ再送プロトコルが移動局と無線ネットワーク制御装置とを有する移動体無線通信システムにおいて移動局によるデータ送信に使用される、無線ネットワーク制御装置であって、
前記移動局への制御メッセージにおいて、請求項1乃至請求項14のいずれかに記載のハイブリッド自動再送要求方法を実行するか否か、または、別のハイブリッド自動再送要求方法を実行するか否かを示す再送モードインジケータを送信する送信手段を備える、無線ネットワーク制御装置。 - 請求項14乃至請求項20のいずれかに記載の移動局と、請求項21乃至請求項23のいずれかに記載の基地局とを備え、
通信チャネルを介して前記移動局から前記基地局にデータパケットを送信するためにHARQプロトコルを実行するよう構成される、無線通信システム。 - 請求項24記載の無線ネットワーク制御装置を更に備える無線通信ネットワーク。
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