JP2008072723A - 無線通信システムにおいてサービンググラントを設定する方法及び装置 - Google Patents

無線通信システムにおいてサービンググラントを設定する方法及び装置 Download PDF

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Abstract

【課題】無線通信システムのユーザー端のサービンググラント(SG)を設定し、無線資源の浪費やシステム過負荷を防止する方法を提供する。
【解決手段】方法は、非サービング相対グラント(NSRG)メッセージを受信するときに最大SGを定め、最大SGに基づいてSGを更新するステップからなる。
【選択図】図5

Description

本発明は無線通信システムにおいてサービンググラントを設定する方法及び装置に関し、特に無線資源を節減してシステム過負荷を回避できる方法及び装置に関する。
第三世代移動通信技術はWCDMA(広帯域符号分割多元接続)方式で高いスペクトル利用効率、カバー率、通話品質及び高速伝送を実現させるとともに、QoS(サービス品質)の確保、柔軟性のある双方向通信の実現、通話中断率の低減を可能にする。第三世代移動通信システムを利用すれば、ユーザーはUE(ユーザー装置、例えば携帯電話)で映像通話、電話会議、ゲーム、オンライン音楽再生、及び電子メールを楽しむことができる。高速で実時間の情報伝送に頼るこれらの機能を実現させるため、第三世代移動通信テクノロジーについてHSDPA(高速ダウンリンクパケットアクセス)とHSUPA(高速アップリンクパケットアクセス)の両規格が定められている。両規格は、帯域使用率とパケット処理効率の向上、上り・下り伝送の高速化に役立つ。
HSUPAは、システムのアップリンクネットワーク機能を向上させ、誤送データの再送を加速して遅延を解消し、チャンネル品質の良否によって伝送速度を調節する効果がある。このような制御機能を実現させるためには、基地局(ノードB)スケジューリング、HARQ(ハイブリッド自動リピート要求)、ソフトハンドオーバー、ショートフレーム伝送などの技術が導入された。HSUPAのパケットアクセスについてはE−DCH(エンハンスド専用チャンネル)が3GPP(第三世代パートナーシッププロジェクト)によって規定されている。E−DCHとして、HARQ ACK/NACK情報、アップリンクスケジューリング情報、制御プレーン情報、及びユーザープレーン情報を伝送するための物理層チャンネルE−HICH、E−RGCH、E−AGCH、E−DPCCH、E−DPDCHが新たに導入され、その詳しい定義については3GPPによるMAC(媒体アクセス制御)プロトコル規格3GPP TS 25.321 V6.7.0を参照する。
ノードBスケジューリング技術を基に、基地局はセル内のユーザー端の送信電力、即ちサービンググラント(SG)を制御することでユーザー端の上り伝送速度を調整することができる。上記MACプロトコルの9.2.5.2.1と9.2.5.2.2によれば、ネットワーク端はE−RGCH(E−DCH相対グラントチャンネル)とE−AGCH(E−DCH絶対グラントチャンネル)を介して相対グラント(RG)メッセージと絶対グラント(AG)メッセージをユーザー端に送信し、これでユーザー端の送信電力を制御する。
そのうちRGメッセージは状態変数reference ETPR(即ち以前のSG。詳しい定義は上記MACプロトコルの3.1.2を参照する)を基準値としてユーザー端のSGを調整するものであり、サービング相対グラント(SRG)メッセージと非サービング相対グラント(NSRG)メッセージに分けることができる。SRGメッセージは、上がり伝送サービスを提供するRLS(無線リンクセット)のうちユーザー端の伝送量を制御する主要基地局(以下、サービング基地局と称する)から出力され、up(引き上げ)、down(引き下げ)、hold(保持)という指令に基づいてユーザー端のSGを漸次的に制御し、無線資源の使用効率を向上させる。NSRGメッセージは、ユーザー端伝送量を制御する主要基地局以外の隣接基地局(以下、非サービング基地局と称する)から出力され、ユーザー端のSGを調整してシステム過負荷を防止するものであり、down(引き下げ)、hold(保持)という指令を含む。
一方、AGメッセージはユーザー端の伝送電力値を直接調整するものであり、主要AGメッセージと副次AGメッセージに分けることができる。基地局は主要AGメッセージでセル内特定ユーザー端の上り伝送に用いる資源を制御し、副次AGメッセージで同じグループに属するユーザー端の上り伝送に用いる資源を節減し、所要の信号伝送を減少させる。AGメッセージは、ユーザー端の次回伝送に用いる伝送資源量を示すAG値フィールドと、HARQ(ハイブリッド自動リピート要求)プロセスの起動/終了が単一またはすべてのHARQプロセスに及ぶかを示す範囲フィールドを含む。
上記MACプロトコルによれば、1TTI(伝送時間間隔)において、downを示すNSRGメッセージがあり、かつユーザー端のSGが0(Zero_Grant)でない場合では、ユーザー端は現在のSG(B)と、以前のSG(C)をRGメッセージ(up、down、hold)に基づいて変更して得たSG(D)のうちの最小値を、そのSG(A)とする。言い換えれば、AはBとDのうちの最小値であり、DはRGメッセージに基づいてCを変更して得た値である。このAは後にユーザー端の最大SGと設定される。最後に、NSRGタイマーが起動されていなければそれを起動し、既に起動された場合は再起動する。それに対して、1TTIにおいて、downを示すNSRGメッセージがなく、かつNSRGタイマーが満了していない場合は、最大SGと現在SGのうち最小値をユーザー端のSGと設定する。
しかし、上記方法は特定の場合では無線資源の浪費とシステム過負荷をもたらしかねない。図1と図2を参照する。図1と図2はユーザー端のSG更新に起因する無線資源の浪費とシステム過負荷を示す。そのうちSGはユーザー端のサービンググラントを示し、SRGはサービング相対グラントメッセージを示し、NSRGは非サービング相対グラントメッセージを示し、Zero_Grantはゼログラントを示し、HARQ_RTTはHARQプロセスのラウンドトリップ時間(即ち伝送時間間隔TTI)を示す。
図1を参照する。ユーザー端の初期SGはa4である。時点Ta1にユーザー端のSGをa4からa1に切り替える(a1>Zero_Grant)ように指示するAGメッセージやSRGメッセージを受信すれば、ユーザー端はそのSGをa4からa1に切り替える。時点Ta2にdownを示すNSRGメッセージを受信すれば、SGは0(Zero_Grant)ではないため、ユーザー端は現在SG(a1)と、以前のSG(a4)を一桁下げた(downを示すNSRGメッセージに基づく)結果(a3)のうちの最小値をSGとする。この場合、a1はa3より小さいため、時点Ta2にはユーザー端はa1をそのSGとして設定するとともに、a1をMSG(最大SG)とする。同時に、NSRGタイマー(タイマー時間はHARQ_RTT、満了時点はTa4)は起動される。
その後、次のTTI(Ta2〜Ta4)のうち時点Ta3にユーザー端のSGをa1からa2に引き上げるように指示するAGメッセージまたはSRGメッセージを受信すれば、このTTIにはdownを示すNSRGメッセージがなく、NSRGタイマーも満了していないため、ユーザー端はMSG(a1)と現在SG(a2)のうちの最小値をそのSGとする。この場合、a1はa2より小さいため、時点Ta3のユーザー端SGはa1のままとなる。言い換えれば、従来の技術では、時点Ta3にSGの引き上げを指示するAGメッセージやSRGメッセージを受信すると、ユーザー端はそのSGを一旦a2に引き上げ、またすぐMSGを超えたa2をa1に戻すしかない。したがって、従来のSG更新では、1TTIにおいてdownを示すNSRGメッセージがなく、しかもNSRGタイマーが満了していなければ、サービング基地局はAGメッセージやSRGメッセージでユーザー端のSGを引き上げることができず、SGの引き上げはNSRGタイマーの満了を待たなければならない。
次に図2を参照する。ユーザー端の初期SGはb2である。時点Tb1にユーザー端のSGをb2からZero_Grantに切り替えるように指示するAGメッセージやSRGメッセージを受信すれば、ユーザー端はそのSGをb2からZero_Grantに切り替える。時点Tb2にユーザー端のSGをb2からb1に引き下げて過負荷を防止するように指示するdownのNSRGメッセージを受信すれば、SGは0(Zero_Grant)であるため、ユーザー端はこのNSRGメッセージを無視し、MSGを更新せず、NSRGタイマーを起動/再起動しない。この場合、MSGは前に設定した値(例えば前に設定したMSGの値がb4であれば、それを維持する)のままとなる。換言すれば、SGが0(Zero_Grant)となれば、NSRGメッセージはユーザー端の動作を制御することができなくなる。
その後、時点Tb3にユーザー端のSGをb3(b3>b1)に引き上げるように指示するAGメッセージやSRGメッセージを受信すれば、MSGはb4のままであるため、ユーザー端はSGをb3に引き上げる。そうすると、システムの過負荷(b1からb3)によりデータ伝送は正常に実行できなくなる。
したがって、従来のSG更新は無線資源の浪費とシステム過負荷を招きかねない。
本発明は上記問題を解決するため、無線通信システムにおいてサービンググラントを設定す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ユーザー端においてサービンググラント(SG)を設定する方法を提供する。該方法は、非サービング相対グラント(NSRG)メッセージを受信するときに最大SGを定め、最大SGに基づいてSGを更新するステップからなる。
本発明は更に、無線通信システムにおいてSGを正確に設定し、無線資源の浪費とシステム過負荷を防止する通信装置を提供する。該装置は、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と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、非サービング相対グラント(NSRG)メッセージを受信するときに最大SGを定め、最大SGに基づいてSGを更新するステップを含む。
本発明は最大SGを判断してからSGを更新することで、無線資源の浪費とシステム過負荷を防止する。
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3を参照する。図3は無線通信システムの無線通信装置100のブロック図である。説明を簡素化するため、図3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のみ示す。無線通信装置100において、制御回路106はCPU108で保存装置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。制御回路106は入力装置102(例えばキーボード)を介して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)を介して映像、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、通信プロトコルに当てると、トランシーバー114は第一層の一部としてみなすことができ、制御回路106は第二層と第三層の機能を実現するものである。無線通信装置100は望ましくは、第三世代移動通信システムに用いられる。
図4を参照する。図4は図3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という副層を含む。RLCエンティティー224は伝送品質によって伝送データや制御指令に対して、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の複数の論理チャンネルから受信したパケットを一般、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。
HSUPA方式の応用では、MACエンティティー226はネットワーク端から出力されたNSRGメッセージに基づいて無線通信装置100の送信電力、即ちサービンググラント(SG)を調整し、システム過負荷を防止することができる。それに鑑みて、本発明はSGを適切に設定して無線資源の浪費やシステム過負荷を防止するSG設定プログラムコード220を提供する。図5を参照する。図5は本発明による方法50のフローチャートである。下記方法50は無線通信システムのユーザー端でのSG設定に用いられ、SG設定プログラム220としてコンパイルすることができる。

ステップ500:開始。
ステップ502:NSRGメッセージを受信するときに最大SGを定める。
ステップ504:最大SGに基づいてSGを更新する。
ステップ506:終了。

以上のとおり、本発明は無線資源の浪費とシステム過負荷を防止するため、ユーザー端の最大SGを設定してからユーザー端のSGを更新する。言い換えれば、本発明はユーザー端のSGが0(Zero_Grant)かどうかにかかわらず、ユーザー端でNSRGメッセージを受信すると、最大SGを判断してからSGを更新する。その基準値としてはreference_ETPRが望ましい。
上記ステップ502は、NSRGメッセージと上記基準値に基づいて最大SGを定めることが望ましい。詳しく言えば、本発明はNSRGメッセージと上記基準値に基づいてSG調整結果を決定してから、このSG調整値に基づいて最大SGを定める。言い換えれば、NSRGメッセージを受信すると、本発明はNSRGメッセージと基準値reference_ETPRに基づいてSG調整結果を決定し、このSG調整結果を最大SGとする。
また、上記ステップ502は、NSRGタイマーが動作する間に現在の最大SG、NSRGメッセージ及び基準値に基づいて最大SGを定めることが望ましい。詳しく言えば、本発明はNSRGメッセージと基準値に基づいてSG調整結果を決定してから、このSG調整結果を現在の最大SGと比較し、その中の最小値を最大SGとする。言い換えれば、NSRGメッセージを受信すると、本発明はNSRGメッセージと基準値reference_ETPRに基づいてSG調整結果を決定し、このSG調整結果と現在の最大SGのうちの最小値を最大SGとする。
上記ステップ504は、最大SGと現在SGのうちの最小値をSGとしてSG更新を実行することが望ましい。
上記方法50は無線資源の浪費とシステム過負荷を防止できる。図6から図8を参照する。図6から図8は本発明によるユーザー端のSG更新を示す説明図であり、所用の記号は図1と図2に示すものと一致する。
図6を参照する。ユーザー端の初期SGはc4である。時点Tc1にユーザー端のSGをc4からc1に切り替えるように指示するAGメッセージやSRGメッセージを受信すれば、ユーザー端はそのSGをc4からc1に切り替える。時点Tc2にdownを示すNSRGメッセージを受信すれば、c1が0(Zero_Grant)かどうかにかかわらず、本発明はSG調整結果c3(c4から所定値を引いた結果)に基づいて最大SG(MSG)を設定し(即ちc3をMSGとする)、MSG(c3)と現在SG(c1)のうちの最小値(即ちc1)をユーザー端のSGとしてSG更新を行う。同時に、NSRGタイマー(タイマー時間はHARQ_RTT、満了時点はTc4)は起動される。
その後、次のTTI(Tc2〜Tc4)のうち時点Tc3にユーザー端のSGをc1からc2に引き上げるように指示するAGメッセージまたはSRGメッセージを受信すれば、このTTIにはdownを示すNSRGメッセージがなく、NSRGタイマーも満了していないため、本発明は最大MSG(c3)と現在SG(c2)のうちの最小値をユーザー端のSGとする。この場合、最大SGはc3(c2より大きい)であるため、サービング基地局は支障なくユーザー端のSGをc1からc2に引き上げることができる。
次に図7を参照する。ユーザー端の初期SGはd2である。時点Td1にユーザー端のSGをd2からZero_Grantに切り替えるように指示するAGメッセージやSRGメッセージを受信すれば、ユーザー端はそのSGをd2からZero_Grantに切り替える。時点Td2にユーザー端のSGをd2からd1に引き下げて過負荷を防止するように指示するdownのNSRGメッセージを受信すれば、現在SGが0(Zero_Grant)であるにかかわらず、本発明はd1を最大SG(MSG)としてMSG更新を行う。次に時点Td3にユーザー端のSGをd3(d3>d1)に引き上げるように指示するAGメッセージやSRGメッセージを受信すれば、MSGはd1に更新されたため、ユーザー端のSGはd1までしか引き上げることができず、システム過負荷は回避できる。
次に図8を参照する。ユーザー端の初期SGはe2である。時点Te1にユーザー端のSGをe2からe4に切り替えるように指示するAGメッセージやSRGメッセージを受信すれば、ユーザー端はそのSGをe2からe4に切り替える。時点Te2にdownを示すNSRGメッセージ(NSRG1)を受信すれば、本発明はSG調整結果e1(e2から所定値を引いた結果)に基づいて最大SG(MSG)を設定し(即ちe1をMSGとする)、最大SG(e1)と現在SG(e1)のうちの最小値(即ちe1)をユーザー端のSGとしてSG更新を行う。同時に、NSRGタイマー(タイマー時間はHARQ_RTT、満了時点はTe5)は起動される。
その後、次のTTI(Te2〜Te5)のうち時点Te3にdownを示すSRGメッセージを受信すれば、NSRGタイマーが動作しているため、本発明は別の実施例は現在の最大SG(e1)とSG調整結果e3(e4から所定値を引いた結果)に基づいてe1を最大SGとして設定し、最大SG(e1)と現在SG(e1)のうちの最小値(即ちe1)をユーザー端のSGとする。そうすれば、時点Te4にユーザー端のSGをe1からそれより大きい値(例えばe3)に引き上げるように指示するAGメッセージやSRGメッセージを受信しても、最大SGはe1であるため、ユーザー端のSGはe1より高くならず、システム過負荷は回避できる。
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。
本発明は従来の動作条件を変えたのみであり、当然実施可能である。
従来のユーザー端SG更新に起因する無線資源の浪費とシステム過負荷を示す第一説明図である。 従来のユーザー端SG更新に起因する無線資源の浪費とシステム過負荷を示す第二説明図である。 無線通信装置のブロック図である。 図3に示すプログラムコードを表す説明図である。 本発明による方法のフローチャートである。 本発明によるユーザー端のSG更新を示す第一説明図である。 本発明によるユーザー端のSG更新を示す第二説明図である。 本発明によるユーザー端のSG更新を示す第三説明図である。
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
108 CPU
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 SG設定プログラムコード
224 RLCエンティティー
226 MACエンティティー

Claims (18)

  1. 無線通信システムのユーザー端においてサービンググラント(SG)を設定する方法であって、
    非サービング相対グラント(NSRG)メッセージを受信するときに最大SGを定め、
    最大SGに基づいてSGを更新するステップからなることを特徴とするユーザー端のSG設定方法。
  2. 前記最大SGに基づいてSGを更新するステップは、
    最大SGと現在SGのうちの最小値をSGとして更新することを内容とすることを特徴とする請求項1記載のユーザー端のSG設定方法。
  3. 前記NSRGメッセージを受信するときに最大SGを定めるステップは、
    NSRGメッセージと基準値に基づいて最大SGを定めることを内容とすることを特徴とする請求項1記載のユーザー端のSG設定方法。
  4. 前記基準値は前のTTI(伝送時間間隔)に対応するSGであることを特徴とする請求項3記載のユーザー端のSG設定方法。
  5. 前記NSRGメッセージと基準値に基づいて最大SGを定めるステップは、
    NSRGメッセージと基準値に基づいてSG調整結果を定め、
    SG調整結果に基づいて最大SGを定めるステップを含むことを特徴とする請求項3記載のユーザー端のSG設定方法。
  6. 前記NSRGメッセージと基準値に基づいてSG調整結果を定めるステップは、NSRGメッセージがユーザー端のSGを引き下げるように指示する場合に、基準値から所定値を引いた値をSG調整結果にすることを内容とすることを特徴とする請求項5記載のユーザー端のSG設定方法。
  7. 前記NSRGメッセージと基準値を受信するときに最大SGを定めるステップは、
    NSRGタイマーが動作する間に、現在の最大SG、NSRGメッセージ、及び基準値に基づいて最大SGを定めることを内容とすることを特徴とする請求項1記載のユーザー端のSG設定方法。
  8. 前記最大SG、NSRGメッセージ、及び基準値に基づいて最大SGを定めるステップは、
    NSRGメッセージと基準値に基づいてSG調整結果を定め、
    SG調整結果と現在の最大SGのうちの最小値に基づいて最大SGを定めるステップを含むことを特徴とする請求項7記載のユーザー端のSG設定方法。
  9. 前記NSRGメッセージと基準値に基づいてSG調整結果を定めるステップは、NSRGメッセージがユーザー端のSGを引き下げるように指示した場合に、基準値から所定値を引いた結果をSG調整結果に設定することを内容とすることを特徴とする請求項8記載のユーザー端のSG設定方法。
  10. 無線通信システムにおいてサービンググラント(SG)を正確に設定し、無線資源の浪費とシステム過負荷を防止す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と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、
    非サービング相対グラント(NSRG)メッセージを受信するときに最大SGを定め、
    最大SGに基づいてSGを更新するステップを含むことを内容とすることを特徴とする通信装置。
  11. 前記プログラムコードにおいて最大SGに基づいてSGを更新するステップは、
    最大SGと現在SGのうちの最小値をSGとして更新することを内容とすることを特徴とする請求項10記載の通信装置。
  12. 前記プログラムコードにおいてNSRGメッセージを受信するときに最大SGを定めるステップは、
    NSRGメッセージと基準値に基づいて最大SGを定めることを内容とすることを特徴とする請求項10記載の通信装置。
  13. 前記基準値は前のTTI(伝送時間間隔)に対応するSGであることを特徴とする請求項12記載の通信装置。
  14. 前記プログラムコードにおいてNSRGメッセージと基準値に基づいて最大SGを定めるステップは、
    NSRGメッセージと基準値に基づいてSG調整結果を定め、
    SG調整結果に基づいて最大SGを定めるステップを含むことを特徴とする請求項12記載の通信装置。
  15. 前記プログラムコードにおいて、NSRGメッセージと基準値に基づいてSG調整結果を定めるステップは、NSRGメッセージがユーザー端のSGを引き下げるように指示する場合に、基準値から所定値を引いた値をSG調整結果にすることを内容とすることを特徴とする請求項14記載の通信装置。
  16. 前記プログラムコードにおいてNSRGメッセージと基準値を受信するときに最大SGを定めるステップは、
    NSRGタイマーが動作する間に、現在の最大SG、NSRGメッセージ、及び基準値に基づいて最大SGを定めることを内容とすることを特徴とする請求項10記載の通信装置。
  17. 前記プログラムコードにおいて最大SG、NSRGメッセージ、及び基準値に基づいて最大SGを定めるステップは、
    NSRGメッセージと基準値に基づいてSG調整結果を定め、
    SG調整結果と現在の最大SGのうちの最小値に基づいて最大SGを定めるステップを含むことを特徴とする請求項16記載の通信装置。
  18. 前記NSRGメッセージと基準値に基づいてSG調整結果を定めるステップは、NSRGメッセージがユーザー端のSGを引き下げるように指示した場合に、基準値から所定値を引いた結果をSG調整結果に設定することを内容とすることを特徴とする請求項17記載の通信装置。
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