JP2007535270A - 移動通信システムにおける向上した上りリンク専用チャンネルのスケジューリング方法及び装置 - Google Patents

移動通信システムにおける向上した上りリンク専用チャンネルのスケジューリング方法及び装置 Download PDF

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Abstract

本発明は、向上した上りリンク専用チャンネルを支援する移動通信システムにおいて、端末からのデータ伝送に対する基地局スケジューリングを遂行する方法であって、無線ネットワーク制御器から前記端末が提供する上りリンクサービスに対するスケジューリング支援情報を受信する過程と、毎スケジューリング時期毎に前記スケジューリング支援情報に基づいて前記上りリンクサービスのデータ量を推定する過程と、前記推定したデータ量により前記上りリンクサービスのデータ伝送をスケジューリングする過程とを特徴とする。

Description

本発明は、非同期広帯域符号分割多重接続（Wideband Code Division Multiple Access；以下、Ｗ−ＣＤＭＡと称する）通信システムに関し、特に向上した上りリンク専用チャンネル（Enhanced Uplink Dedicated transport Channel；以下、Ｅ−ＤＣＨと称する）を支援するためのスケジューリング方法及び装置に関する。
ヨーロッパ式移動通信システムであるＧＳＭ（Global System for Mobile Communications）とＧＰＲＳ（General Packet Radio Services）を基にし、ＷＣＤＭＡを使用する第３世代の移動通信システムであるＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication Service；以下、ＵＭＴＳと称する）システムは、移動電話やコンピュータ使用者が全世界どこにいってもパケット基盤のテキスト、ディジタル化した音声やビデオ及びマルチメディアデータを２Ｍｂｐｓ以上の高速で伝送できる一貫したサービスを提供する。ＵＭＴＳは、インターネットプロトコル（Internet Protocol：ＩＰ）のようなパケットプロトコルを使用するパケット交換方式の接続という仮想接続の概念を使用し、ネットワーク内の他の如何なる終端にも常に接続可能である。
特に、ＵＭＴＳシステムでは、使用者端末（User Equipment：ＵＥ）から基地局（Node B）への上りリンク（Uplink：ＵＬ）通信において、パケット伝送の性能をより向上させることができるようにＥ−ＤＣＨを使用する。前記Ｅ−ＤＣＨはより安定した高速のデータ伝送を支援するために、適応的変調／符号化（Adaptive Modulation and Coding；以下、ＡＭＣと称する）と複合自動再伝送要求（Hybrid Automatic Retransmission Request；以下、ＨＡＲＱと称する）及び基地局制御スケジューリングなどの技術などを支援する。
ＡＭＣは、基地局と端末機との間のチャンネル状態によってデータチャンネルの変調方式とコーディング方式を決定し、資源の使用効率を高める技術である。変調方式とコーディング方式の組合はＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）といい、支援可能な変調方式とコーディング方式によって、種々なるＭＣＳレベルの定義が可能である。ＡＭＣはＭＣＳのレベルを端末と基地局との間のチャンネル状態によって適応的に決定して、資源の使用効率を高める。
ＨＡＲＱは、初期に伝送されたデータパケットに誤りが発生した場合、前記誤りパケットを補償してやるために、パケットを再伝送する技法を意味する。複合再伝送技法は、誤り発生の際、最初伝送時と同一なフォーマットのパケットを再伝送するチェースコンバイニング技法（Chase Combining；以下、ＣＣと称する）と、誤り発生の際、最初伝送時と相異するフォーマットのパケットを再伝送する重複分増加技法（Incremental Redundancy；以下、ＩＲと称する）とに分けられる。
基地局制御スケジューリングは、複数の端末がＥ−ＤＣＨを用いてデータを伝送する場合、上りリンクデータの伝送の可否及びデータレートの上限値などを基地局により決定し、前記決定された情報をスケジューリング命令として端末に伝送すれば、端末が前記スケジューリング命令を参照して上りリンクＥ−ＤＣＨのデータ伝送率を決定して伝送する方式を意味する。
図１は、典型的な無線通信システムにおいて、Ｅ−ＤＣＨを介した上りリンクパケット伝送を説明する図である。ここで、参照番号１００はＥ−ＤＣＨを支援する基地局、即ち基地局を表し、参照番号１０１、１０２、１０３及び１０４は、Ｅ−ＤＣＨを使用している端末を表す。図示したように、前記端末１０１乃至１０４は、各々Ｅ−ＤＣＨ１１１、１１２、１１３及び１１４を介して基地局１００にデータを伝送する。
前記基地局１００は、Ｅ−ＤＣＨを使用する端末１０１乃至１０４のデータバッファー状態、要請データ伝送率、あるいは、チャンネル状況情報を活用して各端末別にＥ−ＤＣＨデータ伝送可能の可否を知らせてくれたり、あるいは、Ｅ−ＤＣＨデータ伝送率を調整するスケジューリング動作を遂行する。スケジューリングは、システム全体の性能を高めるために、基地局の測定雑音増加（Noise Rise）値が目標値を超さないようにしながら基地局から遠くにある端末（例えば１０３、１０４）には低いデータ伝送率を割り当て、近くにある端末（例えば１０１、１０２）には高いデータ伝送率を割り当てる方式で遂行される。
図２は、従来のＥ−ＤＣＨを介した送受信手順を示すメッセージの流れ図である。
前記図２を参照すれば、２０２段階で、基地局と端末はＥ−ＤＣＨを設定する。前記２０２段階は、専用伝送チャンネル（dedicated transport channel）を介したメッセージの伝達過程を含む。前記Ｅ−ＤＣＨの設定がなされれば、２０４段階で、端末は基地局にスケジューリング情報を知らせてくれる。前記スケジューリング情報としては、上りリンクチャンネルに対する端末送信電力情報、端末が送信できる余分の電力情報、端末のバッファーに積まれている送信されるべきデータの量となることができる。
通信中の複数の端末からスケジューリング情報を受信した基地局は、２０６段階で、各端末のデータ伝送をスケジューリングするために、前記複数の端末のスケジューリング情報をモニターリングする。具体的に、２０８段階で、基地局は端末に上りリンクパケット伝送を許すことと決定し、端末にスケジューリング割当（Scheduling Assignment）命令を伝送する。前記スケジューリング割当命令には許されたデータレートと伝送が許されたタイミングなどが含まれる。前記端末は、２１０段階で、前記スケジューリング割当命令を用いてＥ−ＤＣＨに割り当てる無線資源の量を決定し、２１２段階と２１４段階で、Ｅ−ＤＣＨを介して上りリンク（ＵＬ）パケットデータを伝送すると共に、Ｅ−ＤＣＨを復調するに必要な伝送形式資源指示子（Transport Format Resource Indicator；以下、ＴＦＲＩと称する）を含む無線資源割当情報を基地局に伝送する。この際、前記２１４段階で、端末は基地局が割り当ててくれた無線資源とチャンネル状態とを考慮してＭＣＳレベルを選択し、前記ＭＣＳレベルを使用して前記上りリンクパケットデータを伝送する。
２１６段階で、基地局は、前記ＴＦＲＩと前記パケットデータに誤りがあるか否かを判断する。２１８段階で、基地局は、前記判断結果、いずれか１つにでも誤りが表れた場合、ＮＡＣＫ（Non-Acknowledge）を、誤りが全くない場合はＡＣＫ（Acknowledge）をＡＣＫ／ＮＡＣＫチャンネルを介して端末に伝送する。ＡＣＫ情報が伝送される場合、パケットデータの伝送が完了して端末は新たな使用者データをＥ−ＤＣＨを介して送るが、ＮＡＣＫ情報が伝送される場合、端末は同一な内容のパケットデータをＥ−ＤＣＨを介して再伝送する。
前記Ｅ−ＤＣＨを介して提供できる代表的なサービスとしては、ストリーミング（streaming）サービス、対話型（interactive）サービス、及びバックグラウンド（background）サービスがある。ストリーミングサービスは遅延に敏感な準−リアルタイムサービスであって、例えばビデオストリーミング（video streaming）のようなものが該当する。ストリーミングサービスは、データの発生が規則的であり、前記データが一定時間以上遅滞すれば、効用価値を喪失するという特徴がある。対話型サービスは、遅延に大きく敏感ではないが、データの送受信が長時間遅滞する場合、使用者の不満をもたらすことができるウェブブラウジングのようなサービスである。対話型サービスのデータ発生は一般的に不規則的であり、遅延によりデータの効用価値が喪失されるのではない。バックグラウンドサービスはファイル伝送プロトコル（ＦＴＰ：File Transfer Protocol）のように、遅延に敏感でなくて、データの送受信が長時間遅滞しても大きく問題とならないサービスである。バックグラウンドサービスのデータ発生は、一般的に不規則的であり、遅延によりデータの効用価値が喪失されない。
対話型サービスやバックグラウンドサービスの場合は、データ発生が不規則的で、かつ予測不可能であるため、データが発生する度に基地局にバッファー状態を報告する方式が有効である。しかしながら、ストリーミングサービスはデータが一定程度規則的に発生するため、データが発生する度にこれを基地局に報告することは非常に非効率的でありえる。
例えば、Ｈ．２６３でコーディングされた映像（video）サービスでは、毎秒当たり７５バイトの大きさを有するパケットが１２８個ずつ発生する。または、１２．２ｋｂｐｓＡＭＲ（Adaptive Multi-Rate）でコーディングされた音声サービスでは、毎秒３２バイトの大きさを有するパケットが５０個ずつ発生する。このように規則的に発生するデータに対して、データが発生する度にバッファー状態を報告することは無線資源を浪費する大きい要因となる。
したがって、本発明の目的は、端末がサービスの種類によって適したバッファー状態報告方式を選択するようにすることによって、バッファー状態報告による無線伝送資源の浪費を防止することにある。
本発明の他の目的は、無線ネットワーク制御器が規則的に発生するデータに対する情報を基地局スケジューラに予め伝送して、端末のバッファー状態報告なしに上りリンクデータ発生の可否を正確に推測できるようにすることにある。
本発明の更に他の目的は、遅延に敏感なサービスに対しては、データの効用価値が喪失される前にスケジューリング割当命令が伝送されるようにすることによって、遅延に敏感なサービスを效率よく提供することにある。
前記したような目的を達成するための本発明の好ましい実施例は、向上した上りリンク専用チャンネルを支援する移動通信システムにおいて、端末からのデータ伝送に対する基地局スケジューリングを遂行する方法であって、無線ネットワーク制御器から前記端末が提供する上りリンクサービスに対するスケジューリング支援情報を受信する過程と、毎スケジューリング時期毎に前記スケジューリング支援情報に基づいて前記上りリンクサービスのデータ量を推定する過程と、前記推定したデータ量によって前記上りリンクサービスのデータ伝送をスケジューリングする過程と、を特徴とする移動通信システムにおけるスケジューリング過程を特徴とする。
本発明の他の実施例は、向上した上りリンク専用チャンネルを支援する移動通信システムにおいて、端末からのデータ伝送に対する基地局スケジューリングを遂行する装置であって、前記端末が提供する上りリンクサービスに対するスケジューリング支援情報を受信し、毎スケジューリング時期毎に前記スケジューリング支援情報に基づいて、前記上りリンクサービスのデータ量を推定して、前記推定したデータ量を用いて前記ストリーミングサービスのデータ伝送のための無線資源を割り当てる基地局スケジューラと、Ｅ−ＤＣＨプロセッサと、を含むことを特徴とする。
本発明の更に他の実施例は、向上した上りリンク専用チャンネル（Ｅ−ＤＣＨ）を支援する移動通信システムにおいて、基地局のスケジューリングによりデータを伝送する方法であって、無線ネットワーク制御器から無線ベアラ設定メッセージを受信して前記無線ベアラ設定メッセージに含まれた構成情報によって前記Ｅ−ＤＣＨのための無線ベアラを設定する過程と、前記構成情報に含まれた、少なくとも１つの上りリンクサービスの各々に対するバッファー状態報告の可否を指示する情報を検査する過程と、前記検査結果によって、バッファー状態報告が要求されない上りリンクサービスのバッファー状態報告を制限し、バッファー状態報告が要求された上りリンクサービスのバッファー状態報告を遂行する過程と、を含むことを特徴とする。
本発明の更に他の実施例は、向上した上りリンク専用チャンネル（Ｅ−ＤＣＨ）を支援する移動通信システムにおいて、基地局のスケジューリングによりデータを伝送する端末装置であって、使用者が使用する上りリンクサービスのデータを検出して出力するサービス識別部と、前記サービス識別部から出力される各々のサービスデータを区分して格納するバッファー部と、前記バッファー部の状態及び前記上りリンクサービスの種類によってバッファー状態報告の可否を判断してバッファー状態報告を基地局に伝送し、前記基地局からスケジューリング割当命令を受信するバッファー管理部と、前記スケジューリング割当命令によって、前記バッファー部に格納されているデータを伝達受けてＥ−ＤＣＨを介して基地局に伝送するＥ−ＤＣＨプロセッサと、を含むことを特徴とする。
端末と基地局との間のバッファー状態報告による伝送資源を省くことができる。また、前記ストリーミングサービスのように、遅延に敏感なサービスに対しては、遅延によるデータの効用価値が喪失される前に前記データをスケジューリングして円滑なサービスを行うことができる。
以下、添付された図面を参照しつつ本発明の動作原理を詳細に説明する。下記の本発明の説明において、関連した公知機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすることができると判断される場合は、その詳細な説明を適宜省略する。そして、後述する用語は本発明での機能を考慮して定義された用語であって、これは使用者、運用者の意図または慣例などによって変わることができる。したがって、その定義は本明細書の全般に亘る内容に基づいて下されるべきである。
まず、本発明に適用される広帯域符号分割多重接続（ＷＣＤＭＡ）通信システムにおいて、端末と基地局との間のインターフェースについて説明する。
端末機と無線通信ネットワークとの間のインターフェースはＵｕインターフェースと呼ばれ、Ｕｕインターフェースは制御信号を交換するために使われる制御平面（Control Plane）と実際データを伝送するために使われる使用者平面（User Plane）とに分けられる。
制御平面には、ＲＲＣ（Radio Resource Control）階層、ＲＬＣ（Radio Link Control）階層、ＭＡＣ（Media Access Control）階層、及び物理（Physical；以下、ＰＨＹと称する）階層が存在し、使用者平面にはＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）階層、ＢＭＣ（Broadcast / Multicast Control）階層、ＲＬＣ階層、ＭＡＣ階層、及び物理階層が存在する。ここに示す階層のうち、物理階層は各基地局、あるいはセルに位置することになり、ＭＡＣ階層からＲＲＣ階層まではＲＮＣに位置する。
物理階層は無線伝送（Radio Transfer）技術を用いた情報伝送サービスを提供する階層であり、ＯＳＩ（Open Systems Interconnection）モデルの第１階層に該当する。物理階層とＭＡＣ階層との間は伝送チャンネル（Transport Channels）により連結されており、伝送チャンネルは特定のデータが物理階層で処理される方式により定義される。前記伝送チャンネルの伝送形式は伝送フォーマット（Transport Format：ＴＦ）と呼ばれ、多数の伝送チャンネルがマッピングされる物理チャンネルの伝送形式は、多数個の伝送フォーマット組合せ（Transport Format Combinations：ＴＦＣｓ）の中の１つを指示する伝送フォーマット組合指示子（ＴＦＣ Indicator：ＴＦＣＩ）として表される。
ＭＡＣ階層とＲＬＣ階層は論理チャンネルを介して連結されている。ＭＡＣ階層は論理チャンネルを介してＲＬＣ階層が伝達したデータを適切な伝送チャンネルを介して物理階層に伝達し、物理階層が伝送チャンネルを介して伝達したデータを適切な論理チャンネルを介してＲＬＣ階層に伝達する役割を遂行する。また、論理チャンネルや伝送チャンネルを介して伝達受けたデータに付加情報を挿入したり、挿入された付加情報を解析して適切な動作を取って、ランダムアクセス動作を制御する。区分して図示してはいないが、このようなＭＡＣ階層で専用サービスに関連した部分はＭＡＣ−ｄ個体と称され、共通サービスに関連した部分はＭＡＣ−ｃ個体と称される。また、本発明の実施例と関連してＥ−ＤＣＨの制御とＥ−ＤＣＨを介したデータ伝送を担当する部分はＭＡＣ−ｅ個体と称される。
ＲＬＣ階層は論理チャンネルの設定及び解除を担当する。ＲＬＣ階層はＡＭ（Acknowledged Mode）、ＵＭ（Unacknowledged Mode）、ＴＭ（Transparent Mode）という３つの動作モードの中の１つに動作することができ、各動作モード毎に互いに異なる機能を提供する。一般的に、ＲＬＣ階層は上位階層から降りたサービスデータユニット（Service Data Unit；以下、ＳＤＵと称する）を適切な大きさに分割したり組立てる機能及び誤り訂正機能などを担当する。
ＰＤＣＰ階層は使用者平面でＲＬＣ階層の上位に位置し、ＩＰパケット形態で伝送されたデータのヘッダを圧縮して復元する機能と、端末の移動性により特定の端末にサービスを提供するＲＮＣが変更される状況下でデータの無損失伝達機能などを担当する。
物理階層と上位階層との間を連結する伝送チャンネルの特性は、畳込みチャンネル符号化（convolutional channel encoding）、インターリービング（Interleaving）及びサービス固有伝送率整合（service-specific rate matching）のような処理方式を規定している伝送形式（ＴＦ）により決まる。
前述したように、Ｗ−ＣＤＭＡ通信システムで使われるＥ−ＤＣＨは、ＨＡＲＱ、ＡＭＣ、及び基地局制御スケジューリングなどを支援することを特徴とする。前記Ｅ−ＤＣＨのように、毎時間区間毎に基地局の可用の全ての資源を選択された最適の端末に割り当ててサービスするチャンネルに対し、基地局制御スケジューリングを效率よく遂行するために、端末は端末のバッファー状態と電力状態などのスケジューリング情報を基地局に伝達する。
前記Ｅ−ＤＣＨを介して複数のサービスを提供する端末は、前記サービスに対する複数の優先順位キュー（Priority Queue：ＰＱ）を構成し、前記サービスに対して発生したデータを前記優先順位キューに一旦格納する。そして、端末は優先順位キュー別に格納されている各々のデータの量を基地局に報告する。基地局は端末の報告に基づいてスケジューリングを遂行する。
図３は、本発明の実施例に係る基地局と端末との間の動作を示す図である。
端末（１）３０５は、サービス識別部３０７によって検出され出力されたストリーミングサービス（Streaming service）データ３１０とバックグラウンドサービス（background service）データ３１５を、Ｅ−ＤＣＨプロセッサ３３５を用いて伝送する。このとき前記ストリーミングサービスデータ３１０はＥ−ＤＣＨを介して伝送される前にバッファー部３２７内のＰＱ（１）３２０に格納され、前記バックグラウンドサービスデータ３１５はバッファー部３２７内のＰＱ（２）３２５に格納される。
バッファー管理部（Buffer Manager）３３０は、ＰＱ（１）３２０とＰＱ（２）３２５の状態を監視する。ＰＱ（１）３２０にはストリーミングサービスデータ３１０が規則的に入力されるので、バッファー管理部３３０はＰＱ（１）３２０に対してはバッファー状態を報告しない。
バッファー管理部３３０は、ＰＱ（１）３２０に前記バッファー状態報告が必要でないサービスのデータが格納されるという事実を認知しており、ＰＱ（１）３２０のバッファー状況が変わってもこれに対するバッファー状態報告３５０は伝送しない。また、前記バッファー管理部３３０は、ＰＱ（２）３２５にバッファー状態報告が必要なサービスのデータが格納されるという事実を認知しており、ＰＱ（２）３２５のバッファー状況が変われば、これに対するバッファー状態報告３５５を伝送する。
例えば、前記バッファー管理部３３０は、新たなデータがＰＱ（２）３２５に格納されたり、前記ＰＱ（２）３２５のデータ量がしきい値を超す場合にバッファー状態報告３５５を伝送する。
同様に、他の端末からのバッファー状態報告３６５が基地局スケジューラ３４５に受信される。
前記基地局スケジューラ３４５は、前記端末３０５を含む複数の端末から受信したバッファー状態報告３５５、３６５とストリーミングサービスに対するスケジューリング支援情報３７５に基づいて前記端末に無線資源を割り当てる。前記割り当てられた無線資源に関する情報は、スケジューリング割当（Scheduling Assignment）命令３６０、３７０を通じて該当端末に通報される。
より詳しくは、基地局スケジューラ３４５は、端末（１）３０５のＰＱ（１）３２０には規則的にデータが発生し、前記データをどのようにスケジューリングすべきかに対する情報を含んでいるスケジューリング支援情報３７５をＲＮＣ（図示していない）から伝達受ける。前記スケジューリング支援情報３７５には、端末（１）３０５のＰＱ（１）３２０でデータが発生する方式と、前記ＰＱ（１）３２０のデータをどのようにスケジューリングするかに対する情報が含まれる。例えば、端末（１）３０５のＰＱ（１）３２０にはＤという期間毎に、Ｅという量のデータが発生するので、前記ＰＱ（１）３２０に対しては毎Ｄ毎にＥが伝送できる伝送資源を割り当てるべきであるという情報が前記スケジューリング支援情報３７５に含まれることができる。したがって、前記スケジューリング支援情報３７５を通じてスケジューラ３４５はＰＱ（１）３２０のデータ量を推測する。
スケジューラ３４５は、前記推測されたＰＱ（１）３２０のデータ量を用いてＰＱ（１）３２０のデータ伝送に割り当てる基本的な無線資源を決定し、また端末３０５が伝送したバッファー状態報告３５０に基づいてＰＱ（２）３２５に格納されたデータ伝送に割り当てる無線資源を決定する。端末（１）３０５に伝送されるスケジューリング割当（Scheduling Assignment）命令３６０は、前記ＰＱ（１）３２０と前記ＰＱ（２）３２５に対し決定された無線資源の合計を含む。
前記スケジューリング割当命令３６０を通じて無線資源を割当受けた端末３０５は、優先順位キュー３２０、３２５に格納されているデータをＥ−ＤＣＨプロセッサ（processor）３３５に伝達する。前記Ｅ−ＤＣＨプロセッサ３３５は、伝達受けたデータをＥ−ＤＣＨを介して伝送する。基地局のＥ−ＤＣＨプロセッサ３４０は、Ｅ−ＤＣＨを介して受信したデータをＲＮＣに伝達する。前記Ｅ−ＤＣＨプロセッサ３３５、３４０は物理階層の具現事項であり、本発明の要旨とは関連がないので、これ以上の説明は省略する。
前述したように、ストリーミングサービスに対して基地局はスケジューリング支援情報によってストリーミングサービスのデータ量を推測する。ＲＮＣはストリーミングサービスを提供する無線ベアラのＱｏＳパラメータからスケジューリング支援情報を決定する。スケジューリング支援情報は、ストリーミングサービスでデータが発生する状態をスケジューラに知らせてくれることによって、前記発生したデータが効用価値を喪失しなくてスケジューリングできるように補助する情報である。例えば、スケジューラ支援情報はデータ量（以下、“Data_Amount”と称する）と反復周期（以下、“Repetition_Period”と称する）を含む。
前記Data_Amountは、前記Repetition_Periodの間に発生するストリーミングデータの量であり、前記Repetition_Periodは、前記ストリーミングデータが効用価値を維持する期間である。
基地局は端末が提供するＥ−ＤＣＨサービスに対してスケジューリング支援情報を受けたならば、基地局は前記Repetition_Period毎に前記Data_Amountだけのデータが伝送できる伝送資源を前記端末に割り当てる。
Data_Amountは、ＱｏＳのパラメータのうち、ＧＢＲ（Guranteed Bit Rate）とRepetition_Periodにより下記のように決定される。
Data_Amount＝[ＧＢＲ＋再送信マージン（retransmission margin）]＊Repetition_Period
ここで、前記ＧＢＲはストリーミングサービスまたは対話型サービスに対していつも提供されるべき帯域幅を意味する。
前記再送信マージン（retransmission margin）は、ＲＬＣの再伝送により発生するデータの量を意味する。例えば、物理階層のＢＥＲ（Block Error Rate）が０．０１であれば、ＲＬＣ ＰＤＵ（Packet data unit）１００個当り１つのＲＬＣ ＰＤＵが再伝送されるので、前記再送信マージンは０．０１となる。前記ＧＢＲは該当サービスに常に保障されなければならない帯域幅であり、ｂｐｓ（bit per second）の形態で定義される。
Repetition_Periodは、伝送遅延により決定される。伝送遅延は該当サービスが遅延に敏感な程度により決定されるパラメータであり、該当無線ベアラに入力されたＳＤＵ（Service Data Unit）に対しＵＴＲＡＮ内で耐えることができる遅延の最大値であり、ｍｓｅｃ単位で定義される。言い換えれば、伝送遅延（Transfer Delay）内に目的地に到着できなかったデータは効用価値を喪失し、送信側はこのようなデータの伝送は放棄する。伝送遅延とＧＢＲはストリーミングサービスに対してのみ定義される。
Repetition_Periodは、１つのパケットがＰＱに到着した後、効用価値を喪失する時までの時間を意味する。即ち、前記パケットを前記Repetition_Period以内に伝送しなければならないので、基地局スケジューラはRepetition_Period内に前記パケットをスケジューリングすべきである。しかしながら、基地局スケジューラがパケットの個別的な発生状況を全て追跡することはできない。言い換えれば、ＰＱにパケットが到着する度に端末がこれを報告し、基地局スケジューラがこれを基にしてRepetition_Period内に前記パケットの各々をスケジューリングすることはほとんど不可能である。ストリーミングサービスではデータの発生が一定であるという点を勘案すれば、基地局スケジューラは毎Repetition_Period毎に発生するデータの量を近似することができる。ＧＢＲはストリーミングサービスで秒当たり発生するデータの量であるので、反復周期毎に発生するデータの量はＧＢＲと反復周期とをかけた値である。そして、ここに再送信によるデータの量を足せば、ストリーミングサービスに対して伝送しようとするData_Amountとなる。即ち、ストリーミングサービスに対してRepetition_Period毎にData_Amountだけのデータが発生し、基地局スケジューラは毎Repetition_Period毎にData_Amountをスケジューリングすべきであると推測する。
Repetition_Periodは、ＲＬＣ階層の動作モードにも影響を受ける。ストリーミングサービスがＲＬＣ階層で再伝送を支援しないならば、Repetition_Periodは伝送遅延と近似した値を有する。または、ストリーミングサービスが２回の再伝送を支援すれば、Repetition_Periodは伝送遅延の半分と類似する値を有する。
図４を参照して本発明の実施例に係る基地局と端末との間の制御信号の流れに対して説明する。
４０５段階で、ＲＮＣは端末にＥ−ＤＣＨを使用するＲＢ ｘとＲＢ ｙという２つの無線ベアラ（Radio Bearer）を設定することに決定する。無線ベアラは特定のサービスを提供するために設定されるものであって、前記サービス提供に適合するように構成されたパケットデータ収束プロトコル（ＰＤＣＰ）個体と無線リンク制御（ＲＬＣ）個体から構成される。前記ＲＢ ｘにはストリーミングサービスが提供され、前記ＲＢ ｙにはバックグラウンドサービス、または、対話型サービスが提供される。ＲＮＣは、まずＲＢ ｘとＲＢ ｙをサービスするＰＱを設定する。例えば、ＲＢ ｘにはＰＱ ｚを、ＲＢ ｙにはＰＱ ｗを設定する。ストリーミングサービスとバックグラウンドサービスには通常的に互いに異なる優先順位が割り当てられるため、ＲＢ ｘとＲＢ ｙには互いに異なる優先順位キューが割り当てられる。ストリーミングサービスのＧＢＲと伝送遅延を基にして、前記ストリーミングサービスが対応する優先順位キューＰＱ ｚに適用するスケジューリング支援情報を決定したＲＮＣは、４１０段階から基地局へＥ−ＤＣＨ設定メッセージを伝送する。前記メッセージはＲＢ ｘとＲＢ ｙをサービスするＥ−ＤＣＨの構成情報とＰＱ ｚとＰＱ ｗの構成情報を含み、併せて、スケジューリング支援情報も共に含む。
４１５段階で、ＲＮＣはＲＢ ｘとＲＢ ｙをサービスするＥ−ＤＣＨの構成情報を含んでいるメッセージを端末に伝送する。前記メッセージは、例えば無線ベアラ設定（Radio Bearer Setup）メッセージになることができる。前記ＲＢ設定メッセージにはストリーミングサービスのＲＢ ｘに対してはバッファー状態報告（Buffer Status Reporting）をするなという指示情報（ＲＢ ｘ：ＢＲＲ＝ｏｆｆ）とバックグラウンドまたは対話型サービスのＲＢ ｙに対してはバッファー状態報告をせよという情報（ＲＢ ｙ：ＢＲＲ＝ｏｎ）が含まれる。
即ち、ＲＢ ｘに対してはバッファー状態報告要求（ＢＲＲ：Buffer status Reporting Required；以下、“ＢＲＲ”と称する）をｏｆｆに設定し、ＲＢ ｙに対してはＢＲＲをｏｎに設定する。そして、前記ＲＢをどんなＰＱにマッピング（mapping）するかを表す情報（ＲＢ ｘ：ＰＱ ｚ、ＲＢ ｙ：ＰＱ ｗ）が含まれる。
ここで、ＲＢ設定メッセージには、ＢＲＲ情報の代わりにＧＢＲ情報が含まれることができる。例えば、ＲＢｘに対してはバッファー情報報告をするなという指示情報(ＲＢ ｘ)としてＧＢＲ情報を含み、バックグラウンドまたは対話型サービスのＲＢ ｙに対してはバッファー情報報告をせよという情報(ＲＢ ｙ：ＧＢＲ＝ｙ ｋｂｐｓ)としてＧＢＲ情報を含まない。
このようにバッファー情報報告をすることを指示する情報としてＧＢＲが使用されれば、端末はバッファー情報報告はより精密な条件により決定することができる。例えば、ＧＢＲ情報が含まれたＲＢのデータ発生状況がＧＢＲより小さい場合にはバッファー状態が報告されなく、そうでない場合には、ＧＢＲと実際バッファデータ発生状況の差異を報告するようにすることもできる。
本発明では、上記のようにバッファー状態報告を制御するために、ＢＲＲをシグナリングする方法を支援するが、以下、説明をより容易にするために、ＢＲＲをシグナリングをする方法のみを説明する。
上記のようにストリーミングサービスに対するスケジューリング支援情報が基地局に伝達され、バッファー状態報告の可否が端末に通報され、基地局と端末がＥ−ＤＣＨを構成すれば、端末と基地局はＥ−ＤＣＨ通信を始める。端末はストリーミングサービスのようにバッファー状態報告が必要でないＲＢに対しては、データが発生しても、その事実を基地局に通報しない。基地局はＲＮＣから提供受けたスケジューリング支援情報によって、即ち、毎Repetition_Period毎にData_Amountに該当するデータが前記端末に発生するという事実を考慮して、ＰＱ ｚのバッファー状態を推測する。そして、前記端末からバッファー状態報告が受信されない場合、４２０段階で基地局は前記推測したData_Amountに該当する無線資源を端末に割り当てる。
４２５段階で、端末は対話型やバックグラウンドサービスのように、バッファー状態報告を必要とするＲＢ ｙに対してａだけのデータが発生すれば、前記データをＰＱ ｗに格納し、ＰＱ ｗのバッファー状態ａを基地局に報告する。
４３０段階で、基地局はＰＱ ｚ側の推測したData_amountとＰＱ ｗの報告されたデータ量ａが全て伝送できる伝送資源を端末に割り当てる。
同様に、４３５段階で、前記端末がＰＱ ｗ＝ｂであることを報告すれば、４４０段階で、基地局は前記推測したData_AmountとＰＱ ｗの報告されたデータ量ｂに該当する伝送資源を端末に割り当てる。
図５は、本発明の実施例に係る移動通信システムにおける端末の動作を示す流れ図である。
５０５段階で、端末は無線ベアラ（radio bearer）に対する設定メッセージを受信する。前記メッセージは前記無線ベアラの構成情報（ＲＬＣ構成情報、ＢＲＲ）とＥ−ＤＣＨ構成情報とを含む。
そして、５１０段階で、端末は前記構成情報によって、無線ベアラを設定する。これはＰＤＣＰやＲＬＣのような２階層個体を設定し、適切なトランスポートチャンネルと連結する動作である。本発明の実施例において、前記トランスポートチャンネルはＥ−ＤＣＨである。そして、端末は前記設定メッセージによってＥ−ＤＣＨを設定する。これはＥ−ＤＣＨプロセッサを設定し、各種物理チャンネルを設定する動作である。
５１５段階で、端末は前記構成した無線ベアラのＢＲＲを検査するか、前記構成した無線ベアラにＧＢＲが含まれているか否かを検査する。ＢＲＲがｏｆｆであるか、ＧＢＲが含まれていれば５２０段階に進行し、ＢＲＲがｏｎであるか、ＧＢＲが含まれていなければ５２５段階に進行する。
前記ＢＲＲがｏｆｆであれば、５２０段階で、端末は前記無線ベアラに対してはバッファー状態報告方式１を適用する。前記バッファー状態報告方式１はスケジューリング支援情報が設定された無線ベアラに適用されるものであって、例えば下記のような方式がここに該当する。
[バッファー状態報告方式１]
選択（Alternative）１：該当無線ベアラに対しては一体のバッファー状態報告を遂行しない。
選択（Alternative）２：該当無線ベアラで発生したデータの効用価値が喪失されて廃棄されるべき時点が差し迫ったが、相変らず伝送できなかったデータが存在する場合のみにバッファー状態報告を遂行する。それ以外にはバッファー状態報告を遂行しない。
選択（Alternative）３：該当無線ベアラで発生したデータの量がＧＢＲを超えれば、バッファー状態報告を遂行する。それ以外にはバッファー状態報告を遂行しない。
前記ＢＲＲがｏｎであれば、５２５段階で、端末は前記該当無線ベアラに対してはバッファー状態報告方式２を適用する。バッファー状態報告方式２は、スケジューリング支援情報が設定されていない無線ベアラに適用されるものであって、例えば下記のような方式がここに該当する。
[バッファー状態報告方式２]
該当無線ベアラでデータが発生し、一定条件を充足すれば、端末はバッファー状態報告を遂行する。前記の一定条件は過度に頻繁なバッファー状態報告を防止するための条件であって、例えば無線ベアラのバッファーに格納されたデータの量に対するしきい値などが使われることができる。
図６は、本発明の実施例に係る基地局の動作を示す流れ図である。
６０５段階で、基地局は端末に対するＥ−ＤＣＨ設定メッセージを受信する。前記メッセージは、Ｅ−ＤＣＨと関連された各種物理チャンネルの構成情報などを含まれる。６１０段階で、基地局は前記設定メッセージによって前記端末との間にＥ−ＤＣＨを設定する。６１５段階で、基地局は前記メッセージにスケジューリング支援情報が含まれているかどうかを検査する。含まれていれば６２０段階に、含まれていなければ６２５段階に進行する。
前記６２０段階で、スケジューリング支援情報が設定された場合、基地局は前記スケジューリング支援情報と端末から受信したバッファー状態報告によって推測したデータ量が伝送できる無線伝送資源を割り当てる。これは、前記端末に対してはバッファー状態報告を通じて報告されるデータとは別に、毎Repetition_Period毎にData_Amountだけのストリーミングデータが発生し、前記ストリーミングデータは遅延に敏感なデータであるためである。即ち、前記６２０段階で、基地局は端末からバッファー状態報告がない場合には毎Repetition_Period毎に前記Data_Amountだけの無線資源を基本的に割り当て、バッファー状態報告がある場合には前記バッファー状態報告によって付加的に伝送資源を割り当てる。前記６２５段階で、スケジューリング支援情報が設定されていない場合、基地局は端末からのバッファー状態報告に基づいて伝送資源を割り当てる。
本発明は、非同期広帯域符号分割多重接続通信システムに関し、特に向上した上りリンク専用チャンネルを支援するためのスケジューリング方法及び装置に関する技術分野に適用されうる。
従来の移動通信システムにおける上りリンクパケット伝送過程を示す図である。 従来のＥ−ＤＣＨを介した送受信手順を示すメッセージの流れ図である。 本発明の実施例に係る基地局と端末との間の動作を示す図である。 本発明の実施例に係る基地局と端末との間の制御信号の流れ図である。 本発明の実施例に係る端末の動作を示す流れ図である。 本発明の実施例に係る基地局の動作を示す流れ図である。
符号の説明
１００ 基地局
１０１ 端末
１１１ Ｅ−ＤＣＨ
３０５ 端末
３０７ サービス識別部
３１０ ストリーミングサービスデータ
３１５ バックグラウンドサービスデータ
３２０，３２５ 優先順位キュー
３２７ バッファー部
３３０ バッファー管理部
３３５ Ｅ−ＤＣＨプロセッサ
３４０ 基地局のＥ−ＤＣＨプロセッサ
３４５ 基地局のスケジューラ
３５０，３５５ バッファー状態報告
３６０ スケジューリング割当命令
３６５ 他の端末からのバッファー状態報告
３７０ 他の端末へのスケジューリング割当命令
３７５ ストリーミングサービスに対するスケジューリング支援情報

Claims (22)

  1. 向上した上りリンク専用チャンネルを支援する移動通信システムにおいて、端末からのデータ伝送に対する基地局スケジューリングを遂行する方法であって、
    無線ネットワーク制御器から前記端末が提供する上りリンクサービスに対するスケジューリング支援情報を受信する過程と、
    毎スケジューリング時期毎に前記スケジューリング支援情報に基づいて前記上りリンクサービスのデータ量を推定する過程と、
    前記推定したデータ量によって前記上りリンクサービスのデータ伝送をスケジューリングする過程と、
    を特徴とする移動通信システムにおけるスケジューリング方法。
  2. 前記上りリンクサービスは、データの発生が規則的なストリーミングサービスであることを特徴とする請求項１記載のスケジューリング方法。
  3. 前記スケジューリング支援情報は、前記上りリンクサービスに対し、所定反復周期の間に発生するデータの量と前記反復周期を含むことを特徴とする請求項１記載のスケジューリング方法。
  4. 前記スケジューリングする過程は、
    前記端末からバッファー状態報告が受信されれば、前記バッファー状態報告に含まれたデータ量と前記推定したデータ量が全て伝送できる無線資源を割り当てることを特徴とする請求項１記載のスケジューリング方法。
  5. 向上した上りリンク専用チャンネルを支援する移動通信システムにおいて、端末からのデータ伝送に対する基地局スケジューリングを遂行する装置であって、
    前記端末が提供する上りリンクサービスに対するスケジューリング支援情報を受信し、
    毎スケジューリング時期毎に前記スケジューリング支援情報に基づいて、前記上りリンクサービスのデータ量を推定して、前記推定したデータ量を用いて前記ストリーミングサービスのデータ伝送のための無線資源を割り当てる基地局スケジューラと、
    前記スケジューリング結果によって前記上りリンクサービスのデータ伝送を遂行するＥ−ＤＣＨプロセッサと、
    を含むことを特徴とする移動通信システムにおけるスケジューリング装置。
  6. 前記上りリンクサービスは、データの発生が規則的なストリーミングサービスであることを特徴とする請求項５記載のスケジューリング装置。
  7. 前記スケジューリング支援情報は、前記上りリンクサービスに対し、所定反復周期の間に発生するデータの量と前記反復周期を含むことを特徴とする請求項５記載のスケジューリング装置。
  8. 前記基地局スケジューラは、
    前記端末からバッファー状態報告が受信されれば、前記バッファー状態報告に含まれたデータ量と、前記推定したデータ量が全て伝送できる無線資源を割り当てることを特徴とする請求項５記載のスケジューリング装置。
  9. 向上した上りリンク専用チャンネル（Ｅ−ＤＣＨ）を支援する移動通信システムにおいて、基地局のスケジューリングによりデータを伝送する方法であって、
    無線ネットワーク制御器から無線ベアラ設定メッセージを受信して、前記無線ベアラ設定メッセージに含まれた構成情報によって前記Ｅ−ＤＣＨのための無線ベアラを設定する過程と、
    前記構成情報に含まれた、少なくとも１つの上りリンクサービスの各々に対するバッファー状態報告の可否を指示する情報を検査する過程と、
    前記検査結果によって、バッファー状態報告が要求されていない上りリンクサービスのバッファー状態報告を制限し、バッファー状態報告が要求された上りリンクサービスのバッファー状態報告を遂行する過程と、
    を含むことを特徴とする前記スケジューリング方法。
  10. データの発生が規則的なストリーミングサービスを前記バッファー状態報告が要求されていない上りリンクサービスと判断し、前記データ発生が規則的でないサービスを前記バッファー状態報告が要求される上りリンクサービスと判断する過程を更に含むことを特徴とする請求項９記載の前記スケジューリング方法。
  11. 前記検査する過程は、
    前記バッファー状態報告の可否を指示する情報に含まれたバッファー状態報告要求（ＢＲＲ）情報がＯｎに設定されているか、ビット率保障（ＧＢＲ）情報が含まれているか否かによって、前記バッファー状態報告が要求されるものであることを検査することを特徴とする請求項９記載の前記スケジューリング方法。
  12. 前記バッファー状態報告を遂行する過程は、
    データの発生が規則的なストリーミングサービスを除外した他の少なくとも１つのサービスのデータ量のみを表すバッファー状態報告を基地局に伝送することを特徴とする請求項９記載の前記スケジューリング方法。
  13. 前記バッファー状態報告を遂行する過程は、
    前記他の少なくとも１つのサービスに対して新たなデータが発生したりデータ量がしきい値を超過する際、前記他の少なくとも１つのサービスのデータ量のみを表すバッファー状態報告を基地局に伝送することを特徴とする請求項１２記載の前記スケジューリング方法。
  14. 前記バッファー状態報告が要求されていない上りリンクサービスに対して効用価値が喪失されて廃棄されるべき時点が差し迫ったが、相変らず伝送できなかったデータが存在する場合、前記上りリンクサービスに対して伝送しようとするデータ量を含むバッファー状態報告を前記基地局に伝送する過程を更に含むことを特徴とする請求項９記載の前記スケジューリング方法。
  15. 向上した上りリンク専用チャンネル（Ｅ−ＤＣＨ）を支援する移動通信システムにおいて、基地局のスケジューリングによりデータを伝送する端末装置であって、
    出力される各々のサービスデータを格納するバッファー部と、
    前記バッファー部の状態及び前記サービスの種類によってバッファー状態報告の可否を判断してバッファー状態報告を基地局に伝送し、前記基地局からスケジューリング割当命令を受信するバッファー管理部と、
    前記スケジューリング割当命令によって、前記バッファー部に格納されているデータを伝達受けてＥ−ＤＣＨを介して基地局に伝送するＥ−ＤＣＨプロセッサと、
    を含むことを特徴とする前記スケジューリング装置。
  16. 前記サービス識別部は、
    データ発生が規則的なストリーミングサービスデータと、規則的でないサービスデータとを検出することを特徴とする請求項１５記載の前記スケジューリング装置。
  17. 前記バッファー管理部は、
    無線ネットワーク制御器から前記上りリンクサービスに対するバッファー状態報告の可否を指示する情報を受信することを特徴とする請求項１５記載の前記スケジューリング装置。
  18. 前記バッファー管理部は、
    前記上りリンクサービスに対するバッファー状態報告の可否を指示する情報を検査し、
    バッファー状態報告が要求されないと前記上りリンクサービスのバッファー状態報告を制限し、バッファー状態報告が要求されれば前記上りリンクサービスのバッファー状態報告を遂行することを特徴とする請求項１７記載の前記スケジューリング装置。
  19. 前記バッファー管理部は、
    前記バッファー状態報告の可否を指示する情報に含まれたバッファー状態報告要求（ＢＲＲ）情報がＯｎに設定されているか、ビット率保障（ＧＢＲ）情報が含まれているか否かによって、前記バッファー状態報告が要求されるものであることを検査することを特徴とする請求項１８記載の前記スケジューリング装置。
  20. 前記バッファー管理部は、
    データの発生が規則的なストリーミングサービスを除外した他の少なくとも１つのサービスのデータ量のみを表すバッファー状態報告を基地局に伝送することを特徴とする請求項１５記載の前記スケジューリング装置。
  21. 前記バッファー管理部は、
    前記他の少なくとも１つのサービスに対して新たなデータが発生したり、データ量がしきい値を超過する際、前記他の少なくとも１つのサービスのデータ量のみを表すバッファー状態報告を基地局に伝送することを特徴とする請求項２０記載の前記スケジューリング装置。
  22. 前記バッファー管理部は、
    前記バッファー状態報告が要求されていない上りリンクサービスに対して効用価値が喪失されて廃棄されるべき時点が差し迫ったが、相変らず伝送できなかったデータが存在する場合、前記上りリンクサービスに対して伝送しようとするデータ量を含むバッファー状態報告を前記基地局に伝送することを特徴とする請求項１５記載の前記スケジューリング装置。
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