JP2008219925A - トランスポートブロックセットのセグメント化 - Google Patents

Abstract

【課題】トランスポートブロックセット（ＴＢＳ）のセグメント化を提供する。
【解決手段】ＴＢＳデータが無線通信システムにおいて送信される。システムは、適応型変調および符号化（ＡＭＣ）を使用し、物理レイヤハイブリッドＡＲＱメカニズムを有する。ＴＢＳの可能なセグメント化情報が提供される。ＴＢＳが第１の指定ＡＭＣスキームを使用して送信される。受信されたＴＢＳが指定品質に合うかどうかが判定される。指定品質に合わない場合、再送要求が送信される。第１の指定ＡＭＣセットが第２の指定ＡＭＣセットに変更される。再送要求に応答して、送信ブロックセットが提供されたセグメント化情報に従って第２の指定ＡＭＣセットでサポートされる複数のセグメントにセグメント化される。少なくとも２つのセグメントが別々に送信される。送信セグメントが受信される。セグメント化プロセスは特定のＴＢＳ送信について複数回適用してもよい。
【選択図】図５

Description

本発明は、一般に、無線通信システムに関する。詳細には、本発明は、このようなシステムにおいて適応型変調および符号化（ＡＭＣ）技術ならびにハイブリッド自動再送要求（Ｈ−ＡＲＱ）技術が適用されるデータの伝送に関する。

符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムまたは直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムを使用する第三世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）の時間分割複信（ＴＤＤ）通信システムまたは周波数分割複信（ＦＤＤ）通信システムなどの無線通信システムでは、ＡＭＣを使用してエアリソースの使用を最適化している。

データを伝送するのに使用される変調および符号化スキーム（セット）は、無線チャネル条件に基づいて変えられる。例を挙げると、データ符号化の種類（ターボ符号化、畳み込み符号化）、符号化レート、ＣＤＭＡシステムの拡散率、変調タイプ（４相位相偏移キーイング、Ｍアレイ位相偏移キーイング、Ｍアレイ直交振幅変調など）、および／またはＯＦＤＭシステムの副搬送波の数を変更することができる。チャネル特性が改善された場合、より低いデータ冗長性および／または「それほど強固でない」変調および符号化セットを使用してデータが転送される。結果として、無線リソースの所与の割り当てに対して、より多くのユーザデータが転送され、より高い実効データレートという結果となる。反対に、チャネル特性が低下した場合、より高いデータ冗長性および／または「より強固な」変調および符号化セットが使用され、より少ないユーザデータが転送される。ＡＭＣを使用すると、エアリソース利用率とサービス品質（ＱＯＳ）間の最適化をよりよく保つことができる。

このようなシステムにおけるデータは、送信時間間隔（ＴＴＩ）におけるエアインターフェース上の転送について受信される。特定のユーザ装置に転送されるＴＴＩ内のデータは、トランスポートブロックセット（ＴＢＳ）と呼ばれる。エアリソースの特定の割り当てについて、それほど強固でない変調および符号化セットは、より大きいＴＢＳサイズを可能にし、より強固な変調および符号化セットは、より小さいＴＢＳサイズのみを可能にする。結果として、所与の無線リソース割り当てに対する変調および符号化セットは、所与のＴＴＩにおいてサポートすることができるＴＢＳの最大サイズを決定づける。

このようなシステムでは、ハイブリッド自動再送（Ｈ−ＡＲＱ）要求メカニズムを使用してＱＯＳを維持し、無線リソース効率を改善することができる。Ｈ−ＡＲＱを使用するシステムを図１に示す。送信器２０が、特定の変調および符号化セットを使用してエアインターフェース上でＴＢＳを送信する。ＴＢＳは、受信器２６によって受信される。Ｈ−ＡＲＱ復号器３０が、受信ＴＢＳを復号する。受信データの品質が許容できない場合、ＡＲＱ送信器２８が、ＴＢＳの再送信を要求する。受信ＴＢＳの品質を検査する１つのアプローチは、巡回冗長検査（ＣＲＣ）である。ＡＲＱ受信器２２が、要求を受信し、ＴＢＳの再送信が送信器２０によって行われる。成功配信の確率を高めるため、再送信は、より強固な変調および符号化セットを適用することができる。Ｈ−ＡＲＱ復号器３０は、受信したＴＢＳバージョンを合成する。合成の要件は、合成されるＴＢＳサイズが同一であることである。結果として得られる品質が依然として不十分である場合、別の再送信が要求される。結果として得られる品質が十分であり、したがって、合成されたＴＢＳがＣＲＣ検査にパスする場合、受信ＴＢＳは、さらなる処理のためにリリースされる。Ｈ−ＡＲＱメカニズムは、許容できない品質で受信されたデータについて、可能性としてより強固なＭＣＳで再送信することができるようにして、配信の成功を確実にし、所望のＱＯＳを維持する。

別のアプローチは、古い変調および符号化セットを使用してＴＢＳを再送信することである。しかし、チャネル条件により、より強固な変調および符号化セットが使用されることが決定づけられるか、または最初の送信が酷く劣化していた場合、再送信されたＴＢＳの合成では決してパスせず、送信の失敗という結果となる可能性がある。

Ｈ−ＡＲＱとＡＭＣの両方を使用するシステムでは、変調および符号化セットの変更が、要求されるＴＢＳ再送信の配信の成功を達成するために必要であると判定されることがある。その状況では、ＴＴＩ内に許容される物理データビットの最大量は、変調および符号化セットとともに変わる。

ＴＴＩにつき１つのＴＢＳのみが存在するため、実効ユーザデータレートは、各ＴＴＩに適用されるＴＢＳサイズと対応する。最大データレートを達成するため、最大ＴＢＳサイズがＴＴＩ内で強固性の最も低い変調および符号化セットに適用される。無線チャネル条件が、送信の成功のためにより強固な変調および符号化セットを要求する場合、このようなＴＢＳサイズはＴＴＩ内でサポートすることはできない。それゆえ、より強固な変調および符号化要件が実現されるたびに、正しく応答されておらず、このＭＣＳによってサポートされていないＴＢＳサイズを有するＨ−ＡＲＱプロセスのすべての未決の送信が破棄される。

現在の実装形態では、ＡＭＣおよびＨ−ＡＲＱメカニズムを利用してＴＢＳをうまく送信することができない場合、リカバリは、（レイヤ２の）無線リンク制御（ＲＬＣ）プロトコルによって処理される。失敗した送信のＨ−ＡＲＱリカバリとは異なり、ノードＢでキューに入れられたＴＢＳのＲＬＣ誤り検出、データリカバリ、およびバッファリングにより、トランスポートチャネルのブロック誤り率および送信待ち時間が増加することになり、可能性としてＱＯＳ要件を満たすことに失敗する結果となる。

したがって、ＡＭＣおよびＨ−ＡＲＱ技術が適用される場合に高いデータレートのサポートを可能にするために、このようなシステムにおいて成功しなかった送信をリカバリする代替のアプローチを有することが望ましい。

トランスポートブロックセットのデータが、無線通信システムにおいて伝送される。無線通信システムは、適応型変調および符号化を使用し、ハイブリッド自動再送要求メカニズムを有する。トランスポートブロックセットの可能なセグメント化に対するセグメント化情報が提供される。トランスポートブロックセットは、第１の指定された変調および符号化スキームを使用して送信される。トランスポートブロックセットが受信され、受信トランスポートブロックセットが、指定された品質に合うように判定される。指定された品質に合わない場合、再送要求が送信される。第１の指定された変調および符号化セットが、第２の指定された変調および符号化セットに変更される。再送要求に応答して、送信ブロックセットが、提供されたセグメント化情報に従って第２の特定の変調および符号化セットによってサポートされている複数のセグメントにセグメント化される。セグメントが送信され、少なくともセグメントの２つが、別々に送信される。送信されたセグメントが受信される。セグメント化プロセスは、ある特定のＴＢＳ送信に対して２回以上適用してもよい。

トランスポートブロックセットのセグメント化は、ＦＤＤ／ＣＤＭＡ、ＴＤＤ／ＣＤＭＡ、およびＯＦＤＭ通信システムなどの様々な無線通信システムにおいて使用することができる。

高いデータレートをサポートするため、大きいＴＢＳサイズが各ＴＴＩに適用される。より強固な変調および符号化セットで大きいＴＢＳサイズの再送信を可能にして配信の成功を確実にするため、ＴＢＳ送信とともにセグメント化情報が提供される。図２は、ＴＴＩ中のセグメント化情報（ＳＩ）を有するＴＢＳを示している。例示したＴＢＳ内のデータは、セグメント１からセグメントＮの複数のセグメントにセグメント化される。各セグメントは、より強固な変調および符号化セットによってサポートすることができるデータサイズを有するようにサイズ決めされる。セグメント化情報（ＳＩ）は、ＴＢＳデータとともに多重化される。セグメント化情報は図２でヘッダとして示されているが、セグメント化情報は、ＴＢＳ送信の構造内（帯域内）のどこに配置してもよい。セグメント化情報は、ＴＢＳのセグメント化のために使用することができる。

別法として、図３Ａは、セグメント化情報を送信するために制御通信を使用することを示している。制御信号は、セグメント１からセグメントＮのセグメントデータ（帯域内）とは別個のチャネル（帯域外）上で送信される。セグメント化情報は、受信機で元のＴＢＳを再構成する際の使用のために、ＴＢＳがセグメント化された様態を示している。

図３Ｂは、セグメント化識別子（ＳＩＤ）を帯域内のセグメント化情報として使用することを示している。セグメント１からセグメントＮの各セグメントは、そのセグメントのデータ（帯域内）とともに多重化された対応するＳＩＤ１からＳＩＤ２のセグメント識別子を有する。図３Ｃは、ＳＩＤを帯域外のセグメント化情報として使用することを示している。

図４は、セグメント化されたＴＢＳに対する好ましいセグメント化識別子を示している。媒体アクセスコントローラ（ＭＡＣ）が、送信シーケンス番号（ＴＳＮ）を各可能なセグメントに割り当てる。ＴＢＳがセグメント化される場合、各セグメントのデータは、そのセグメントのＴＳＮに関連付けられる。図４に示すとおり、各セグメントは、ＴＳＮ１からＴＳＮＮの独自のＴＳＮを有する。ＨＡＲＱを用いる無線通信システムでは、ＴＳＮが各ＴＢＳに割り当てられて、順次処理を可能にしている。ＴＳＮをセグメント識別子として使用することにより、セグメント化に対応するのに要求される変更を低減し、システムの複雑さの増加を最小化している。

図５は、セグメントでＴＢＳを再送信するための送信機４４および受信機４６の簡略図である。送信機４４は、ユーザ装置または基地局／ノードＢに配置することができる。受信機４６は、基地局／ノードＢまたはユーザ装置に配置することができる。現在のシステム実装では、ＡＭＣは、通常、ダウンリンクのみで使用される。したがって、トランスポートブロックのセグメント化の好ましい実装形態は、ダウンリンクのＡＭＣをサポートする際の使用のためである。アップリンクでＡＭＣを使用する他のシステムについて、トランスポートブロックのセグメント化はアップリンクに適用することができる。

送信器３０が、エアインターフェース３６を介してＴＢＳを送信する。受信器３８が、送信されたＴＢＳを受信する。Ｈ−ＡＲＱ復号器４２が、各受信ＴＢＳを復号する。ＴＢＳが品質テストに失敗すると、再送信の要求がＡＲＱ送信器４０によって行われる。ＡＲＱ受信器３２が、その要求を受信し、ＴＢＳを再送信するように指示する。再送信されたＴＢＳは、Ｈ−ＡＲＱ復号器４２によって合成され、別の品質テストが行われる。ＴＢＳは、品質テストにパスすると、さらなる処理のためにリリースされる。

ＡＭＣコントローラ３４も図５に示されている。チャネル条件が変化すると、ＡＭＣコントローラは、データを転送するために使用される変調および符号化セットの変更を開始することができる。図６は、ＡＭＣで生じる複数のＨ−ＡＲＱ再送信間のこのような変更を示す流れ図である。送信されたＴＢＳが品質テストに失敗し、再送信が要求される（ステップ５０）。図７を使用して例示すると、ＴＢＳが送信され、受信された送信が、「×」で示したように品質テストに失敗する。送信の成功のためにより強固な変調および符号化セットへの変更が必要とされると判定される（ステップ５２）。より強固な変調および符号化セットが必要なので、同じサイズのＴＢＳの再送信は可能でないことがある。Ｈ−ＡＲＱプロセスがリセットされ、ＴＢＳがＴＢＳセグメント化デバイス４６を使用してセグメント化される（ステップ５４）。通常、物理レイヤのセグメント化では、Ｈ−ＡＲＱプロセスを再設定することは、適切な動作のために必要ではない。元のＴＢＳの各セグメント、またはセグメントの各サブセットは、新たな変調および符号化セットに適合するサイズである。図７を使用して例示すると、元のＴＢＳは、ＳＥＧ１、ＳＥＧ２、およびＳＥＧ３の３つのセグメントにセグメント化される。セグメントは、より強固な変調および符号化セットで再送信される（ステップ５６）。

各セグメント、またはセグメントの各サブセットが、新たな変調および符号化セットを使用して別個に送信される。図７に示すとおり、ＳＥＧ１、ＳＥＧ２、およびＳＥＧ３は、別々に送信され、受信される。また、変調および符号化の選択に応じて、任意のサブセットを別個に送信し、受信することができる（ＳＥＧ１とＳＥＧ３、またはＳＥＧ２とＳＥＧ３など）ことも可能である。セグメント、またはセグメントのサブセットの送信が失敗した場合、ＡＲＱ送信器４０は、そのセグメント、またはセグメントのそのサブセットの再送信を要求する。セグメント、またはセグメントのサブセットの送信と再送信は、セグメント、またはセグメントのサブセットが品質テストにパスするまで、合成される。

セグメント化情報によって要求される追加のオーバーヘッドを低減するため、好ましくは、セグメント化オプションがいつ利用されるべきかをノードＢが選択的に指令する。例を挙げると、チャネル条件が低下している場合、または低下すると予測される場合、セグメント化オプションを利用することができる。この判定は、チャネル品質測定値、特定の変調および符号化セットに対する以前の送信成功／失敗率、またはその他の基準に基づくことができる。好ましくはノードＢにある図５に示したセグメント化コントローラ４８が、セグメント化をサポートするべきかどうかを決定する。セグメント化コントローラは、ＭＡＣと動作を協調させて、セグメント化情報をＴＢＳに追加する。セグメント化の決定は、セル負荷、追加ユーザ数、先の再送信の回数、および測定されたチャネル品質など、様々な要因に基づくことができる。

無線Ｈ−ＡＲＱ通信システムの実施形態を示す図である。 セグメント化されたＴＢＳを示す図である。 帯域外で送信される制御メッセージを有するセグメント化されたＴＢＳを示す図である。 セグメント識別子を有するセグメント化されたＴＢＳを示す図である。 帯域外で送信されるセグメント識別子を有するセグメント化されたＴＢＳを示す図である。 トランスポートシーケンス番号を有するセグメント化されたＴＢＳを示す図である。 セグメント化されたＴＢＳ無線通信システムの実施形態を示す図である。 ＴＢＳをセグメント化することを示す流れ図である。 ＴＢＳを３つのセグメントにセグメント化することを示す図である。

Claims (3)

1. 物理レイヤのハイブリッド自動再送要求メカニズムを有し、適応型変調および符号化を使用して無線通信システムにおいて送信機から受信機にトランスポートブロックセットのデータを送信するための方法であって、
   前記トランスポートブロックセットのそれぞれのセグメントに関連付けられる送信シーケンス番号（ＴＳＮ）識別子を提供することによってセグメント化情報を提供することと、
   第１の指定された変調および符号化スキームを使用して前記トランスポートブロックセットを前記送信機から前記受信機に送信することと、
   前記受信機において、前記トランスポートブロックセットを受信し、前記受信されたトランスポートブロックセットが指定された品質に合うかどうかを判定することと、
   前記第１の指定された品質に合わない場合、前記受信機から前記送信機に再送要求を送信することと、
   前記送信機において、前記再送要求に応答して、前記指定された変調および符号化セットを第２の指定された変調および符号化セットに変更することと、
   前記送信機において、前記再送要求に応答して、前記提供されたセグメント化情報に従って前記トランスポートブロックセットを複数のセグメントにセグメント化し、それぞれのセグメントにＴＳＮ識別子を割当てることと、
   前記第２の指定された変調および符号化セットを使用して前記セグメントを送信し、少なくとも前記セグメントの２つが別々に前記送信機から前記受信機に送信されることと、
   前記受信機において、前記送信されたセグメントを受信することと
   を備えることを特徴とする方法。
2. 各送信されたセグメントに関して品質テストを行うことをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記セグメントの１つが前記品質テストに失敗した場合、該セグメントを再送信することをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の方法。

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