JP2008520125A - 高速のアップリンクデータ伝送のためのデータチャネルの制御情報伝送及び受信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】効率的な無線資源割当てが可能な高速のアップリンクデータ伝送のためのデータチャネルの制御情報伝送及び受信方法を提供する。
【解決手段】高速のアップリンクデータ伝送のためのデータチャネルの前記制御情報を要請する段階と、前記制御情報を含む媒体接続制御（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＭＡＣ）プロトコルデータユニット（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ：ＰＤＵ）を構成する段階と、使用者データ伝送のために第１物理チャネルを通して前記ＭＡＣ ＰＤＵを伝送する段階と、を含んで制御情報伝送方法を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動通信システムにおけるデータ伝送方法に関するもので、より詳しくは、高速のアップリンクデータ伝送のためのデータチャネルの制御情報の伝送及び受信方法に関するものである。本発明は、広範囲に適用可能であるが、特に前記制御情報の効率的な伝送及び受信方法に適している。

図１は、移動通信システムであるＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）の網構造を示したブロックダイアグラムである。

図１に示すように、ＵＭＴＳは、使用者機器（以下、ＵＥという）、ＵＭＴＳ領域無線接続網（以下、ＵＴＲＡＮという）、及び核心網（以下、ＣＮという）によって構成されている。

ＵＴＲＡＮは、一つ以上の無線網副システム（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｕｂ−ｓｙｓｔｅｍｓ：以下、ＲＮＳという）によって構成される。各ＲＮＳは、一つの無線網制御器（Ｒａｄｉｏ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；以下、ＲＮＣという）と、このＲＮＣによって管理される一つ以上の基地局（以下、Ｎｏｄｅ Ｂという）とから構成される。一つのＮｏｄｅ Ｂには一つ以上のセルが存在する。

図２は、３ＧＰＰ無線接続網規格を基盤とするＵＥとＵＴＲＡＮとの間の無線インターフェースプロトコルの構造的ダイアグラムである。

図２に示すように、無線インターフェースプロトコルは、水平的には物理階層、データリンク階層及びネットワーク階層からなり、垂直的にはデータ情報伝送のための使用者平面と、制御信号伝達のための制御平面とからなる。

図２のプロトコル階層は、通信システムで広く知られた開放型システム間相互接続（Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ；ＯＳＩ）基準モデルの下位３個の階層に基づいてＬ１（第１階層）、Ｌ２（第２階層）、Ｌ３（第３階層）に分けられる。

第１階層である物理階層は、物理チャネルを用いて上位階層に情報伝送サービスを提供する。物理階層は、上位にある媒体接続制御階層と伝送チャネルを通して連結されており、この伝送チャネルを通して媒体接続制御階層と物理階層との間のデータが移動する。そして、互いに異なる物理階層の間、すなわち、送信側と受信側の物理階層の間には、物理チャネルを通してデータが移動する。

第２階層の媒体接続制御（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ；以下、ＭＡＣという）は、論理チャネルを通して上位階層である無線リンク制御（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）階層にサービスを提供する。ＭＡＣは、管理する伝送チャネルの種類によってＭＡＣ−ｄ副階層及びＭＡＣ−ｅ副階層などの多様な種類の副階層に区分される。

以下、ＤＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）とＥ−ＤＣＨ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）の構造を説明する。

ＤＣＨとＥ−ＤＣＨは、両方ともＵＥで専用に使用する伝送チャネルである。特に、Ｅ−ＤＣＨは、ＵＥがＵＴＲＡＮにアップリンクデータを伝送するときに用いられるが、ＤＣＨに比べて高速にアップリンクデータを伝送することができる。データを高速に伝送するために、Ｅ−ＤＣＨは、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱ）、ＡＭＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ）、Ｎｏｄｅ Ｂ制御スケジューリング（Ｎｏｄｅ Ｂ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）などの技術を用いる。

Ｅ−ＤＣＨのために、Ｎｏｄｅ Ｂは、ＵＥにＵＥのＥ−ＤＣＨ伝送を制御するダウンリンク制御情報を伝送する。ダウンリンク制御情報は、ＨＡＲＱのための応答情報（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）と、Ｎｏｄｅ Ｂ制御スケジューリングのためのＥ−ＤＣＨ資源割り当て情報とを含む。一方、ＵＥは、Ｎｏｄｅ Ｂにアップリンク制御情報を伝送する。アップリンク制御情報は、Ｎｏｄｅ Ｂ制御スケジューリングのためのＥ−ＤＣＨ資源割り当て要請情報、端末バッファ状態情報及び端末電力状態情報などを含む。

Ｅ−ＤＣＨのために、ＭＡＣ−ｄとＭＡＣ−ｅとの間にはＭＡＣ−ｄ ｆｌｏｗが定義される。このとき、専用論理チャネルは、ＭＡＣ−ｄ ｆｌｏｗにマッピングされ、ＭＡＣ−ｄ ｆｌｏｗは、伝送チャネルＥ−ＤＣＨにマッピングされ、伝送チャネルＥ−ＤＣＨは、再び物理チャネルＥ−ＤＰＤＣＨにマッピングされる。

ＭＡＣ−ｄ副階層は、特定のＵＥに対する専用伝送チャネルであるＤＣＨの管理を担当する。ＭＡＣ−ｅ／ＭＡＣ−ｅｓ副階層は、高速のデータをアップリンクで伝送するために用いられる伝送チャネルであるＥ−ＤＣＨを担当する。送信側ＭＡＣ−ｄ副階層は、上位階層、すなわち、ＲＬＣ階層から受けたＭＡＣ−ｄ ＳＤＵ（Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）からＭＡＣ−ｄ ＰＤＵ（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）を構成する。受信側ＭＡＣ−ｄ副階層は、下位階層から受信したＭＡＣ−ｄ ＰＤＵからＭＡＣ−ｄ ＳＤＵを復元して上位階層に伝達する役割を行う。このとき、ＭＡＣ−ｄ副階層は、ＭＡＣ−ｄ ｆｌｏｗを通してＭＡＣ−ｅ副階層と互いにＭＡＣ−ｄ ＰＤＵを交換したり、または、ＤＣＨを通して物理階層と互いにＭＡＣ−ｄ ＰＤＵを交換する。受信側ＭＡＣ−ｄ副階層は、ＭＡＣ−ｄ ＰＤＵに添付されたＭＡＣ−ｄヘッダを用いてＭＡＣ−ｄ ＳＤＵを復元し、これを上位階層に伝達する機能を行う。

送信側ＭＡＣ−ｅ／ＭＡＣ−ｅｓ副階層は、上位階層（すなわち、ＭＡＣ−ｄ副階層）から受けたＭＡＣ−ｄ ＰＤＵからＭＡＣ−ｅ ＰＤＵを構成する。受信側ＭＡＣ−ｅ副階層は、下位階層（すなわち、物理階層）から受信したＭＡＣ−ｅ ＰＤＵからＭＡＣ−ｅｓ ＰＤＵを復元し、受信側ＭＡＣ−ｅｓ階層は、ＭＡＣ−ｅｓ ＰＤＵからＭＡＣ−ｄ ＰＤＵを復元してＭＡＣ−ｅに伝達する役割を行う。このとき、ＭＡＣ−ｅは、Ｅ−ＤＣＨを通して物理階層と互いにＭＡＣ−ｅ ＰＤＵを交換する。

図３は、Ｅ−ＤＣＨのためのプロトコルダイアグラムである。

図３に示すように、Ｅ−ＤＣＨを支援するＭＡＣ−ｅ副階層は、ＵＴＲＡＮとＵＥのＭＡＣ−ｄ副階層下位にそれぞれ存在する。ＵＴＲＡＮのＭＡＣ−ｅ副階層はＮｏｄｅ Ｂに位置し、各ＵＥにもＭＡＣ−ｅ副階層が存在する。その反面、ＵＴＲＡＮのＭＡＣ−ｄ副階層は、該当ＵＥの管理を担当するＳＲＮＣに位置し、各ＵＥにもＭＡＣ−ｄ副階層が存在する。

以下、Ｅ−ＤＣＨでの制御情報伝送に関して説明する。

Ｅ−ＤＣＨでは、Ｎｏｄｅ Ｂにスケジューラが存在する。このスケジューラは、各セルでの全てのＵＥからＮｏｄｅ Ｂに到着するアップリンク方向へのデータ伝送効率を高めるために、一つのセルに存在するＵＥに最適な無線資源を割り当てる役割をする。すなわち、一つのセルにおいて、無線チャネル状況の良いＵＥには無線資源割り当てを多くし、前記ＵＥが多くのデータを伝送するようにし、無線チャネル状況の良くないＵＥには無線資源割り当てを少なくし、前記ＵＥがアップリンク無線チャネルに多くの干渉信号を伝送しないようにする。このような方式を通して、セル全体のアップリンク方向へのデータ伝送量を最適化することができる。

しかしながら、前記スケジューラは、ＵＥに無線資源を割り当てるとき、前記ＵＥの無線チャネル状況以外の要因も考慮する。前記スケジューラは、ＵＥからの制御情報を必要とする。例えば、この制御情報に含まれる内容は、前記ＵＥがＥＤＣＨのために使用可能な電力量、または、前記ＵＥが伝送しようとするデータ量などの情報である。すなわち、前記ＵＥが良い無線チャネル下にある場合も、前記ＵＥがＥ−ＤＣＨのために使用可能な余分の電力がない場合、または、前記ＵＥがアップリンク方向に伝送するデータがない場合、前記ＵＥに無線資源を割り当ててはならない。すなわち、スケジューラは、Ｅ−ＤＣＨのための余分の電力を有し、アップリンク方向に伝送するデータを有するＵＥのみに無線資源を割り当てることで、セル内での無線資源使用の効率性を高めることができる。

したがって、ＵＥは、Ｎｏｄｅ Ｂのスケジューラに制御情報を送るべきであるが、この制御情報の伝送方式には多様な方式がある。例えば、Ｎｏｄｅ ＢのスケジューラがＵＥに、アップリンクで送るデータが所定値を越えると自身に報告するように指定するか、または、Ｎｏｄｅ ＢがＵＥに、所定の時間間隔で自身に制御情報を送るように指定することができる。

ＵＥは、Ｎｏｄｅ Ｂのスケジューラから無線資源の割り当てを受けると、割り当てられた無線資源内でＭＡＣ−ｅ ＰＤＵを構成し、このＭＡＣ−ｅ ＰＤＵをＥ−ＤＣＨを通してＮｏｄｅ Ｂに伝送する。

すなわち、ＵＥは、自身に送るべきデータがあると、Ｎｏｄｅ Ｂに制御情報を送り、自身に送るデータがあることを知らせ、Ｎｏｄｅ Ｂのスケジューラは、ＵＥによって送られた制御情報に基づいて無線資源の割り当てを知らせる情報をＵＥに送る。ここで、無線資源の割り当てを知らせる情報は、ＵＥがアップリンクで伝送可能な電力の最大値または基準チャネルに対する比率などを意味する。ＵＥは、前記無線資源の割り当てを知らせる情報に基づいて許容範囲内でＭＡＣ−ｅ ＰＤＵを構成し、このＭＡＣ−ｅＰＤＵを伝送する。

整理すると、Ｅ−ＤＣＨにおいて、ＵＥは、アップリンク方向に伝送するデータがあるとＮｏｄｅ Ｂにこれを知らせる。Ｎｏｄｅ ＢからＵＥに無線資源が割り当てられると、実際の使用者データをＮｏｄｅ Ｂ方向に伝送する。

ここで、割り当てを受けた無線資源の大きさを無線資源割り当て量という。これは、ＵＥがアップリンク方向にデータを伝送するとき、ＵＥが使用するように許容された電力などの最大値を意味する。ＵＥに無線資源割り当て量がなく、アップリンクで送るべきデータがある場合、Ｎｏｄｅ Ｂに無線資源割り当て要求情報を送る。その後、Ｎｏｄｅ Ｂから無線資源割り当てメッセージを受けると、ＵＥは、このメッセージが指示する無線資源割り当て量範囲内での電力を用いてアップリンクでデータを伝送する。そして、ＵＥは、割り当てを受けた無線資源がある場合、すなわち、無線資源割り当て量が０でなく、アップリンクで送るべきデータがある場合、前記データを直ちにアップリンク方向に伝送する。

上述したように、ＵＥがアップリンク方向に使用者のデータを伝送するためには、適切な時間に適切な無線資源割り当て要求情報をＮｏｄｅ Ｂに伝送し、適切な無線資源割り当て量の設定を受けることが重要である。適切な無線資源の割り当て量が重要な理由は、移動通信システムでは使用可能な無線資源に制約があるためである。

しかしながら、上述した従来技術には、次のような問題点がある。

例えば、ＵＥがアップリンク伝送のために用いる電力が１０ｄＢｍで、前記ＵＥに割り当てられた無線資源割り当て量が２０ｄＢｍである場合、無線資源の浪費を意味する。前記セルによって収容される電力が２０ｄＢｍである場合、他のＵＥは、アップリンクで伝送する機会を失う。

したがって、一つのＮｏｄｅ Ｂの半径内で、最も効率的に無線資源を割り当てるための方法が必要となる。

したがって、本発明は、上記のような従来技術の制限及び不利な点による一つ以上の問題点を実質的に解決するためのもので、高速のアップリンクデータ伝送のためのデータチャネルの制御情報伝送及び受信方法に関するものである。

本発明の目的は、効率的な無線資源割当てが可能な高速のアップリンクデータ伝送のためのデータチャネルの制御情報伝送及び受信方法を提供することにある。

本発明の他の長所、目的及び特徴は、発明の詳細な説明において開示されており、これは、当該技術分野における当業者であれば本発明を実現するに足りる。また、本発明の目的及びその他の長所は、開示された発明の詳細な説明及び特許請求の範囲のみでなく図面によっても実現される。

上記または他の利点を得るために、そして、本発明の目的によって具体化されて概略的に説明されたように、本発明に係る高速のアップリンクデータ伝送のためのデータチャネルの制御情報送信方法は、ＵＥが高速アップリンクデータ伝送のためのデータチャネルの制御情報を送信する方法において、前記制御情報を含むＭＡＣ ＰＤＵを用いて前記制御情報を伝送する段階を含んで構成されることを特徴とする。

前記制御情報を伝送する段階は、前記制御情報をＭＡＣ ＰＤＵに含ませる段階と、前記ＭＡＣ ＰＤＵを第１物理チャネルを通して伝送する段階と、を含んで構成されることが好ましい。

前記ＭＡＣ ＰＤＵに前記制御情報のみが含まれるかどうかに関する情報を伝送する段階をさらに含むことが好ましい。

前記ＭＡＣ ＰＤＵに多数の制御情報が含まれる場合、前記ＭＡＣ ＰＤＵに前記多数の制御情報識別のための第１指示子を含ませる段階をさらに含むことが好ましい。

前記ＭＡＣ ＰＤＵは、制御情報のみを含むことが好ましい。前記ＭＡＣ ＰＤＵは、前記制御情報及び使用者データを一緒に含む。また、前記高速のアップリンクデータ伝送のための前記データチャネルは、Ｅ−ＤＣＨ（高速専用チャネル）を含む。

前記第１物理チャネルは、Ｅ−ＤＰＤＣＨ（高速専用物理データチャネル）を含むことが一層好ましい。

前記制御情報のみが含まれるかどうかに関する情報を送信する段階は、前記ＭＡＣ ＰＤＵに制御情報のみが含まれているかどうかに関する情報を第２物理チャネルを通して伝送することが好ましい。

前記制御情報のみが含まれるかどうかに関する情報を送信する段階は、前記ＭＡＣ ＰＤＵに制御情報のみが含まれているかどうかに関する情報を、前記ＭＡＣ ＰＤＵに含ませることが一層好ましい。

前記制御情報のみが含まれるかどうかに関する情報を送信する段階は、前記ＭＡＣ ＰＤＵに制御情報のみが含まれているかどうかに関する情報を、前記ＭＡＣ ＰＤＵのヘッダに含ませることが一層好ましい。

本発明の他の側面として、高速のアップリンクデータ伝送のためのデータチャネルの制御情報を基地局で受信する方法は、前記制御情報を含むＭＡＣ ＰＤＵを用いる前記制御情報を受信する段階を含む。

前記制御情報を受信する段階は、第１物理チャネルを通してデータブロックを受信する段階と、ＭＡＣ階層が前記制御情報を要求できるように前記データブロックを前記ＭＡＣ階層に伝達する段階と、を含むことが好ましい。

前記方法は、前記制御情報のみが前記ＭＡＣ ＰＤＵに含まれるかどうかに関する情報を受信する段階をさらに含むことが好ましい。

前記方法は、多数の制御情報が前記ＭＡＣ ＰＤＵに含まれている場合、前記ＭＡＣ ＰＤＵに含まれた多数の前記制御情報を識別する第１指示子を受信する段階をさらに含むことが好ましい。

前記ＭＡＣ ＰＤＵは、前記制御情報のみを含むことが好ましい。前記ＭＡＣ ＰＤＵは、前記制御情報及び使用者データを全て含む。また、前記高速のアップリンクデータ伝送のための前記データチャネルは、Ｅ−ＤＣＨ（高速の専用チャネル）を含む。

前記第１物理チャネルは、Ｅ−ＤＰＤＣＨ（高速の専用物理データチャネル）を含むことが一層好ましい。

前記制御情報のみが前記ＭＡＣ ＰＤＵに含まれているかどうかに関する情報を受信する段階で、前記制御情報のみが前記ＭＡＣ ＰＤＵに含まれているかどうかに関する情報は、第２物理チャネルを通して受信されることが一層好ましい。

前記制御情報のみが前記ＭＡＣ ＰＤＵに含まれているかどうかに関する情報を受信する段階で、前記制御情報のみが前記ＭＡＣ ＰＤＵに含まれているかどうかに関する情報を含む前記ＭＡＣ ＰＤＵが受信されることが一層好ましい。

前記制御情報のみが前記ＭＡＣ ＰＤＵに含まれているかどうかに関する情報を受信する段階で、前記制御情報のみが前記ＭＡＣ ＰＤＵに含まれているかどうかに関する情報をヘッダに含む前記ＭＡＣ ＰＤＵが受信されることが一層好ましい。

本発明の更に他の側面として、ＵＥから伝送された高速のアップリンクデータ伝送のためのデータチャネルの制御情報を伝送する方法は、前記ＵＥによって伝送された前記制御情報がチャネルによって伝送されたかどうかを決定する段階を含む。

前記方法は、前記決定段階の結果によって前記制御情報を伝送する段階をさらに含むことが好ましい。

前記制御情報は、無線資源割り当て要請情報であることが好ましい。

前記無線資源割り当て要請情報は、前記ＵＥのバッファ状態に関する情報であることが一層好ましい。

前記バッファ状態に関する情報は、前記ＵＥのバッファに保存されたデータの絶対量に関連した情報であることが一層好ましい。

前記バッファ状態に関する情報は、前記ＵＥのバッファに保存されたデータの変化量に関する情報であることが一層好ましい。

本発明は、広範囲に適用可能であり、具体的には、制御情報を効果的に伝送及び受信するのに適している。

以下、図面を参照して、本発明の実施例について詳しく説明すれば、次のとおりである。なお、図面全体において同一の参照番号は、同一または類似した部分を示す。

まず、本発明は、ＵＥからＮｏｄｅ Ｂに無線資源割り当て要求情報を送る方法を提案する。このために、本発明は、ＵＥから伝送された無線資源割り当て要求情報のために、ＭＡＣ ＰＤＵを用いることを提案する。すなわち、本発明は、ＵＥからＮｏｄｅ Ｂに送られる無線資源割り当て要求情報のために、Ｅ−ＤＰＣＣＨなどの物理チャネルを通した信号伝達でなく、その上位階層であるＭＡＣ階層の信号伝達を用いることを提案する。すなわち、実際に使用者データが伝達されるＥ−ＤＰＤＣＨを用いて、無線資源割り当て要求情報を送る。

これによると、送信側は、ＭＡＣ ＰＤＵ内に無線資源割り当て要求情報などの制御情報を含ませ、これを下位の物理階層に伝達する。物理階層は、これをＥ−ＤＰＤＣＨを通して伝送する。受信側の物理階層は、Ｅ−ＤＰＤＣＨを通してデータブロックを受信し、これを上位階層であるＭＡＣ階層に伝達し、ＭＡＣ階層は、受信したＭＡＣ ＰＤＵを復号化し、制御情報を抽出する。

前記制御情報は、前記無線資源割り当て要求情報または物理階層データ伝送状況に関する情報または品質の良い基地局情報などのＥ−ＤＣＨを制御するための情報をいう。

本発明は、無線資源割り当て要求情報をＭＡＣ階層を通して伝達するのみならず、例えば、物理階層のデータ伝送状況、最も品質の良いＮｏｄｅ Ｂの情報などの多様な情報をＭＡＣ階層を通して伝送することを提案する。

すなわち、本発明は、一つの下位チャネルを、上位階層の制御情報と上位階層の使用者データを全て伝達する通路として用いることを提案する。

また、本発明は、前記過程で、制御情報を伝送するために用いるＭＡＣ ＰＤＵの多様な形態を提案する。このために、本発明は、制御情報を伝送するために、制御情報のみを含むＭＡＣ ＰＤＵと、制御情報と使用者データを一緒に含むＭＡＣ ＰＤＵの２種類を提案する。ここで、制御情報のみを含むＭＡＣ−ＰＤＵは、無線資源割り当て要求情報などの送信側が伝送しようとする制御情報のみを含み、使用者データは含まないＭＡＣ ＰＤＵをいう。すなわち、本発明は、ＵＥが適正な品質のサービスを受けるために、必要であれば、ＵＥがＮｏｄｅ Ｂに制御情報を伝送し、このようにＵＥがＮｏｄｅ Ｂに制御情報を送る場合、ＵＥは、自身の状況によって使用可能なＭＡＣ ＰＤＵの種類のうち一つを選択して用いることが好ましい。この場合、使用可能なＭＡＣ ＰＤＵの種類には、制御情報のみを含むＭＡＣ ＰＤＵと、制御情報と使用者データを全て含むＭＡＣ ＰＤＵとがある。

制御情報のみを含むＭＡＣ ＰＤＵを用ると、多様な利得がある。ほとんどの場合、制御情報の量は使用者データより遥かに小さい。ところが、無線チャネルでは、伝送しようとするデータブロックが大きいほど、無線空間での損失確率が一層大きい。すなわち、無線空間では、データブロックが小さいほど伝送成功率が高い。ところが、ＵＥによって伝送される制御情報は、ＵＥが適正な品質でサービスを受けるのに必ず必要である。したがって、前記制御情報は、最大限に迅速かつ安定的にＮｏｄｅ Ｂに伝達されるべきである。上記のような場合、制御情報のみを含むＭＡＣ ＰＤＵは、その大きさが小さいので、安定的にＮｏｄｅ Ｂに伝達される。したがって、本発明の好適な実施例で用いるＭＡＣ ＰＤＵは、制御情報のみを含むＭＡＣ ＰＤＵであることを特徴とする。

本発明の好適な一実施例によって本発明で用いるＭＡＣ ＰＤＵは、制御情報と使用者データを全て含むＭＡＣ ＰＤＵでもある。例えば、ＵＥが使用可能な無線資源割り当て量が０より大きい場合、ＵＥが制御情報のみを含むＭＡＣ ＰＤＵを伝送することは無線資源の浪費である。例えば、ＵＥの無線資源割り当て量が１０ｄＢｍであるとき、制御情報のみを含むＭＡＣ ＰＤＵを伝送するのに１ｄＢｍの電力が要される場合、ＵＥは、自身に割り当てられた９ｄＢｍという資源を浪費することになる。９ｄＢｍだけの無線資源割り当て量が使用者データを伝送するのに用いられた場合、使用者が感じる無線サービスの品質が向上するにもかかわらず、無線資源を浪費することになる。不要な浪費を防ぐために、制御情報と使用者データを全て含むＭＡＣ ＰＤＵを設定することができ、このような方法は、無線資源の使用効率性を高めるという利点を有する。

本発明の好適な実施例に係る前記過程で、ＵＥが制御情報のみを含むＭＡＣ ＰＤＵを伝送するときは、ＭＡＣ ＰＤＵに制御情報のみが含まれていることを受信側に知らせるために、物理階層を用いることができる。

具体的に、制御情報のみを含むＭＡＣ ＰＤＵを伝送するとき、ＵＥは、ＭＡＣ ＰＤＵ自体をＥ−ＤＰＤＣＨを通して伝送し、受信側が前記Ｅ−ＤＰＤＣＨを復号化するために用いるＥ−ＤＰＣＣＨを通しては、前記ＭＡＣ−ＰＤＵに制御情報のみが含まれているという情報を知らせる。前記制御情報のみが含まれていることを知らせる方法は、その種類に制限がない。例えば、Ｅ−ＤＰＣＣＨの特定の１ビットを用いるか、または、Ｅ−ＤＰＣＣＨに特定のパターンを挿入する方法を用いる。特定のパターンとは、例えば、Ｅ−ＤＰＣＣＨのＥ−ＴＦＣＩ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｆｏｒｍａｔ Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を用いる方法である。前記Ｅ−ＴＦＣＩは、Ｅ−ＤＰＤＣＨに伝達されるＭＡＣ ＰＤＵの大きさを知らせる役割をするが、このＥ−ＴＦＣＩの特定値は、前記ＭＡＣ−ＰＤＵが制御情報のみを含むことを知らせる。したがって、送信側は、制御情報のみを含むＭＡＣ ＰＤＵを伝送する場合、Ｅ−ＤＰＣＣＨを用いてＥ−ＴＦＣＩの特定値を設定することができる。そして、受信側は、Ｅ−ＤＰＣＣＨの特定の部分、例えばＥ−ＴＦＣＩが特定値を指示する場合、Ｅ−ＤＰＤＣＨに伝達されるデータに制御情報のみが含まれていると仮定して動作することができる。

また、本発明の他の実施例として、ＭＡＣ ＰＤＵに制御情報が含まれていることを知らせるために、全てのＭＡＣ ＰＤＵの最初のビットは、制御情報を含むかどうかを知らせるために用いられる。前記ビットの位置には制限がない。ただし、最初のビットに制御情報が含まれるかどうかを知らせることも可能である。例えば、ＭＡＣ ＰＤＵの最初のビットが設定されている場合、これは、ＭＡＣ ＰＤＵに制御情報があることを意味する。ＭＡＣ ＰＤＵの最初のビットが設定されていない場合、ＭＡＣ ＰＤＵに制御情報がないことを意味する。この場合、送信側は、ＭＡＣ ＰＤＵを伝送するとき、前記ＭＡＣ ＰＤＵに制御情報が含まれていると、ＭＡＣ−ｅ ＰＤＵの最初のビットを設定することができる。そして、受信側は、受信したＭＡＣ ＰＤＵの最初のビットが設定されていない場合、前記ＭＡＣ ＰＤＵに制御情報がないと判断することができる。

本発明の更に他の実施例として、ＭＡＣ ＰＤＵのヘッダの特定部分を用いて制御情報の有無を知らせることができる。前記ヘッダの特定部分の種類には制限がない。本実施例では、下記のＤＤＩフィールドを用いる例を説明する。ＭＡＣ ＰＤＵのヘッダ部分には、ＤＤＩ（Ｄａｔａ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）というフィールドが存在する。これは、ＭＡＣ ＰＤＵに含まれたデータブロックが何れの論理チャネルのデータであり、各ブロックがどれほど大きいかを知らせる役割をする。本実施例では、このＤＤＩが特定の値を指示する場合、これは、前記ＭＡＣ ＰＤＵに制御情報があることを意味する。したがって、送信側は、ＭＡＣ ＰＤＵに制御情報がある場合、特定値に設定されたＤＤＩをＭＡＣ ＰＤＵのヘッダ部分に含ませることが好ましい。

また、本発明の好適な一実施例によって、ＭＡＣ ＰＤＵに多数個の制御情報がある場合、それぞれの制御情報は、一つのブロックをなすことが一層好ましい。上述したように、送信側の受信側に送る制御情報は、一般的にその種類が多い。また、新しい制御情報を容易にＭＡＣ ＰＤＵに含ませるための装置が必要である場合も多い。したがって、ＭＡＣ ＰＤＵに含まれる制御情報は、拡張性を有して構成されることが好ましい。よって、本発明の好適な一実施例として、各制御情報が制御情報ブロックをなすことを提案する。例えば、一つの制御情報ブロックは、電力に関する制御情報のみを含むようにする。この場合、一つの制御情報ブロックは、如何なる種類の制御情報であるかを知らせる指示子を含むことが好ましい。上記の例では、電力に関する制御情報であることを知らせる指示子が含まれる。このような制御情報ブロックを用いると、送信側は、自身が伝送すべき制御情報ブロックをＭＡＣ ＰＤＵに含ませて伝送する。受信側は、受信されたＭＡＣ ＰＤＵで制御情報ブロックをそれぞれ処理することができる。ところが、制御情報ブロックに含まれた各情報の距離は、可変的または固定的である。したがって、特定の制御情報ブロックの場合、前記制御ブロックの情報の長さが可変的であると、前記制御情報の種類を知らせる指示子の直ぐ後ろに長さ情報を含むことが一層好ましい。

ところが、上記の過程では、受信側が一つ以上存在することもある。例えば、アップリンクの場合、受信側はＮｏｄｅ ＢとＲＮＣを含む。したがって、Ｎｏｄｅ ＢまたはＲＮＣにおいて、前記制御情報が必要である。よって、本発明の一実施例として、前記制御情報ブロックに前記制御情報の受信者を知らせる指示子を含むことを提案する。すなわち、前記制御情報の指示子がＲＮＣであることを知らせると、Ｎｏｄｅ Ｂは、受信された制御情報を直ちにＲＮＣに伝達する。これは、制御情報に含まれた受信者情報を用いて行われる。このような受信者情報は有用である。これは、Ｎｏｄｅ Ｂが旧型でＲＮＣが新型である場合、すなわち、Ｎｏｄｅ Ｂが以前の制限された量の制御情報タイプのみを認識する場合、Ｎｏｄｅ Ｂのアップデートなしに、制御情報の受信者情報のみを用いると、Ｎｏｄｅ Ｂは、前記制御情報を解読不可能であっても、前記制御情報をＲＮＣに伝達することができる。

ＵＥがＮｏｄｅ Ｂに送るメッセージには、バッファ状況情報がある。バッファ状況情報も、Ｎｏｄｅ ＢがＵＥに適切な無線資源割り当て量を設定するときに用いられる。例えば、ＵＥが伝送すべきデータが１０００ビットで、ＵＥが前記データを１０ｍｓの間伝送するのに必要な電力が１０ｄＢｍであるとき、Ｎｏｄｅ Ｂが前記ＵＥに無線資源割り当て量を２０ｄＢｍに設定するなら、深刻な無線資源の浪費となる。したがって、ＵＥは、自身が伝送すべきデータ量をＮｏｄｅ Ｂに正確に知らせることが好ましい。

このために、本発明の一実施例は、ＵＥが自身のバッファ状況情報をＮｏｄｅ Ｂに知らせる方法を提案する。具体的に、ＵＥは、２種類のメカニズムを用いることが好ましい。その一つは、バッファ状況絶対報告で、他の一つは、バッファ状況相対報告である。

ここで、バッファ状況絶対報告は、ＵＥが自身のバッファに積まれたデータ量をそのままＮｏｄｅ Ｂに知らせる方法である。すなわち、ＵＥが１００ｋｂｙｔｅのデータを有する場合、Ｎｏｄｅ Ｂに１００ｋｂｙｔｅのデータがあることをそのまま知らせる。ここで、ＵＥがＮｏｄｅ Ｂに送るバッファ情報の表現には限界があり得る。すなわち、ＵＥは、自身のバッファを表現するとき、例えば５ビットのみを用いるように設定される。したがって、この場合、ＵＥが表現可能なデータ量は連続的でなく、所定単位でのみ知らせることができる。例えば、ＵＥがＮｏｄｅ Ｂに知らせるデータ量の単位が１０ｋｂｙｔｅである場合、上記の状況で、ＵＥはＮｏｄｅ Ｂに１０ｋｂｙｔｅ単位で自身のバッファ状況を知らせる。上述した方法を用いるとしても、この方法下で、ＵＥは自身のデータ量をそのまま表現してＮｏｄｅ Ｂに知らせる。

ここで、バッファ状況相対報告は、バッファの状況変化を知らせるのに焦点を合わせている。例えば、バッファ状況相対報告方法は、ＵＥが最も最近にバッファ情報を送った時点から現在までのＵＥのバッファ変化量をＮｏｄｅ Ｂに知らせる方法である。例えば、ＵＥが最も最近にＮｏｄｅ Ｂにバッファ情報を送った時点でのＵＥのバッファ量が５０ｋｂｙｔｅで、現在のＵＥのバッファ量が５５ｋｂｙｔｅである場合、ＵＥが送るバッファ状況相対報告メッセージは、５５ｋｂｙｔｅと５０ｋｂｙｔｅとの差である５ｋｂｙｔｅのみをＮｏｄｅ Ｂに知らせる。

バッファ状況絶対報告に比べると、前記バッファ状況相対報告は、同一量の情報を伝達するのに必要な情報の数、すなわち、ビット数が小さいという長所を有する。実際的に使用者に必要な情報が使用者データであると仮定したとき、ＵＥとＮｏｄｅ Ｂとの間の全ての制御情報は、実質的に使用者に必要な情報ではない。したがって、この制御情報の量は、少ないほど良い。このような側面で、同一の制御情報を表現するのに必要な費用の少ないバッファ状況相対報告は、バッファ状況絶対報告に比べて長所がある。

しかしながら、バッファ状況相対報告は、直前のメッセージまたは以前に送ったメッセージが紛失または損傷された場合に問題を有する。例えば、ＵＥが初期に５０ｋｂｙｔｅのデータを有すると仮定し、以後のバッファ状況相対報告が１０ｋｂｙｔｅ、１０ｋｂｙｔｅの情報を含むと仮定する。すなわち、二番目のバッファ状況相対報告を送った時点でＵＥに７０ｋｂｙｔｅのデータがある。ところが、受信側が最初のバッファ状況相対報告メッセージを紛失した場合、受信側は、二番目に受信したバッファ状況相対報告メッセージを受信した後、ＵＥが６０ｋｂｙｔｅのデータを有すると誤って判断するはずである。

したがって、これを訂正するために、本発明は、バッファ状況絶対報告とバッファ状況相対報告とを混合して用いることを提案する。本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、前記バッファ状況絶対報告とバッファ状況相対報告を同時に用いる多様な方法を知ることができる。例えば、周期的にバッファ状況絶対報告を伝送するか、または、所定基準が満足される時ごとにバッファ状況絶対報告を伝送する場合、Ｎｏｄｅ ＢがＵＥのバッファ量を誤って予想する問題を防止することができる。更に他の例として、ＵＥは、物理階層が何れかのＭＡＣ ＰＤＵの伝送失敗を知らせるか、所定個数のＭＡＣ ＰＤＵの伝送が行われたか、または、中心基地局が変わる時ごとにバッファ状況絶対報告を送ることもできる。

上記の過程で、ＵＥが伝送するバッファ状況相対報告の方法には制限がない。また、前記バッファ状況相対報告には、多様な方法があり得る。

第一に、所定時間ごとに、ＵＥがバッファ状況相対報告を行う方法が可能である。すなわち、所定時間ごとにＵＥがバッファ状況相対報告をし、Ｎｏｄｅ Ｂに正確なＵＥの状態を知らせる。

第二に、所定基準を満足する時ごとに、ＵＥがバッファ状況相対報告を送る方法が可能である。例えば、ＵＥが、自身のバッファに所定量のデータ、例えば、１０ｋｂｙｔｅの新しいデータが到着する時ごとに、これをＮｏｄｅ Ｂに知らせる方法である。

上記の過程で、ＵＥが送るバッファ情報は、ＵＥに設定された全てのチャネルの合計を基準に設定されるか、または、ＵＥに設定された各論理チャネル別に設定される。

ところが、ＵＥが音声サービスなどを用いる場合、ＵＥがＮｏｄｅ Ｂにバッファ状況を知らせ、これに合う無線資源割り当て量の設定を受け、その後にＵＥが音声データを伝送する場合、必要以上に多くの遅延を引き起こし、結果として使用者が感じる品質が悪化される。したがって、この場合、特定のチャネルは、データが到着し次第に伝送できるように設定することが一層好ましい。すなわち、音声サービスの場合、ＵＥは、前記音声サービスデータがバッファに到着すると、これを直ちに物理階層を通してアップリンク方向に伝送することが好ましい。すなわち、ＵＴＲＡＮは、特定の論理チャネルに対し、ＵＥがいつでもデータを伝送できるように設定することができる。

上記のように、ＵＥがいつでもデータを伝送できるチャネルに対しても、ＵＥが無線資源割り当て要求情報、具体的にＵＥのバッファ情報などをＮｏｄｅ Ｂに伝送する方法には問題点がある。ＵＥは、前記情報を伝送し、この情報がＮｏｄｅ Ｂに到着した時点で、この制御情報に該当する使用者の音声情報データは、既にＮｏｄｅ Ｂに到着したり、ＵＥから伝送されている。また、Ｎｏｄｅ Ｂは、ＲＮＣから伝送された情報にしたがって、ＵＥからバッファ状態情報を受ける前から前記ＵＥに無線資源を割り当てたはずである。したがって、このようにＵＥがいつでも伝送できるように設定されたチャネルに対しては、ＵＥがバッファ情報などの制御情報を送る必要がない。

したがって、本発明の好ましい一実施例として、いつでもＵＥがアップリンクで伝送できるように設定されたチャネルに対しては、ＵＥが前記チャネルに関するバッファ情報などの制御情報をＮｏｄｅ Ｂに伝送しないことを提案する。そして、その他のチャネルに対しては、ＵＴＲＡＮが設定によってバッファ情報などの制御情報をシステムに送ることを提案する。前記ＵＥは、いつでも伝送を開始できるように設定されたチャネルには、音声サービスやストリーミングなどのサービス、または、ＵＥの上位階層のシグナリングを担当するＲＲＣメッセージなどのＳＲＢ（ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｒａｄｉｏ ｂｅａｒｅｒ）がある。これらサービスは、ＧＢＲサービス（Ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ ｂｉｔ ｒａｔｅ ｓｅｒｖｉｃｅ）ともいえる。このようにシステムからＧＢＲとして設定されたチャネル、特に、いつでもアップリンクで伝送できるように設定されたチャネルは、バッファ状況情報を送らず、いつでもシステムから割り当てられた量の限度内でアップリンクで伝送することができる。

本発明は、次のような効果または長所を有する。

まず、本発明は、移動通信システムにおける無線資源割り当て方法を提案することで、効率的でかつ最適なデータ伝送を可能にする。

本発明は、本発明の精神及び必須的な特徴から逸脱しない範囲で他の特定の形態で具体化されることが当業者にとって自明である。したがって、上記の詳細な説明は、全ての面で制約的に解析されてはならなく、例示的なものとして考慮されるべきである。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲の合理的解析によって決定されるべきであり、本発明の等価的範囲内での全ての変更は本発明の範囲に含まれる。

移動通信システムであるＵＭＴＳの網構造を示したブロックダイアグラムである。 ３ＧＰＰ無線接続網規格を基盤とするＵＥとＵＴＲＡＮとの間の無線インターフェースプロトコルの構造的ダイアグラムである。 Ｅ−ＤＣＨに関するプロトコルのダイアグラムである。

Claims (37)

1. 制御情報伝送方法において、前記方法は、
   高速のアップリンクデータ伝送のためのデータチャネルの前記制御情報を要請する段階と、
   前記制御情報を含む媒体接続制御（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＭＡＣ）プロトコルデータユニット（Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ：ＰＤＵ）を構成する段階と、
   使用者データ伝送のために第１物理チャネルを通して前記ＭＡＣ ＰＤＵを伝送する段階と、を含む、制御情報伝送方法。
2. 前記制御情報は、無線資源割り当て要請情報を含むことを特徴とする、請求項１に記載の制御情報伝送方法。
3. 前記制御情報は、前記第１物理チャネルのデータ伝送状態に対する情報を含むことを特徴とする、請求項１に記載の制御情報伝送方法。
4. 前記制御情報は、基地局からの伝送信号の品質に対する情報を含むことを特徴とする、請求項１に記載の制御情報伝送方法。
5. 前記ＭＡＣ ＰＤＵは、前記制御情報のみを含むことを特徴とする、請求項１に記載の制御情報伝送方法。
6. 前記ＭＡＣ ＰＤＵが前記制御情報のみを含むかどうかに対する指示情報を伝送する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の制御情報伝送方法。
7. 前記指示情報は、第２物理チャネルを通して伝送されることを特徴とする、請求項６に記載の制御情報伝送方法。
8. 前記指示情報は、前記ＭＡＣ ＰＤＵに含まれることを特徴とする、請求項６に記載の制御情報伝送方法。
9. 前記指示情報は、前記ＭＡＣ ＰＤＵのヘッダに含まれることを特徴とする、請求項６に記載の制御情報伝送方法。
10. 前記ＭＡＣ ＰＤＵは、前記制御情報及び前記使用者データを含むことを特徴とする、請求項１に記載の制御情報伝送方法。
11. 前記制御情報が多数のデータブロックを含む場合、前記データブロックを識別する第１指示子を生成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の制御情報伝送方法。
12. 前記第１指示子は、前記ＭＡＣ ＰＤＵに含まれることを特徴とする、請求項１１に記載の制御情報伝送方法。
13. 前記データブロックを受信した受信側を識別するための第２指示子を生成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の制御情報伝送方法。
14. 前記第２指示子は、前記ＭＡＣ ＰＤＵに含まれることを特徴とする、請求項１３に記載の制御情報伝送方法。
15. 制御情報を受信する方法において、前記方法は、
    使用者データ伝送のために第１物理チャネルを通して信号を受信する段階と、
    前記受信された信号を媒体接続制御（ＭＡＣ）階層に伝送する段階と、
    前記受信された信号のＭＡＣ ＰＤＵに含まれた高速のアップリンクデータ伝送のためのデータチャネルの前記制御情報を要請する段階と、を含む、制御情報受信方法。
16. 前記制御情報を用いて移動端末に前記データチャネルの無線資源を割り当てる段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１５に記載の制御情報受信方法。
17. 前記制御情報は、無線資源割り当て要請情報を含むことを特徴とする、請求項１５に記載の制御情報受信方法。
18. 前記制御情報は、前記第１物理チャネルのデータ伝送状態に対する情報を含むことを特徴とする、請求項１５に記載の制御情報受信方法。
19. 前記制御情報は、基地局からの伝送信号の品質に関する情報を含むことを特徴とする、請求項１５に記載の制御情報受信方法。
20. 前記ＭＡＣ ＰＤＵは、前記制御情報のみを含むことを特徴とする、請求項１５に記載の制御情報受信方法。
21. 前記ＭＡＣ ＰＤＵが前記制御情報のみを含むかどうかに関する指示情報を受信する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項２０に記載の制御情報受信方法。
22. 前記指示情報は、第２物理チャネルを通して伝送されることを特徴とする、請求項２１に記載の制御情報受信方法。
23. 前記指示情報は、前記ＭＡＣ ＰＤＵに含まれることを特徴とする、請求項２１に記載の制御情報受信方法。
24. 前記指示情報は、前記ＭＡＣ ＰＤＵのヘッダに含まれることを特徴とする、請求項２１に記載の制御情報受信方法。
25. 前記ＭＡＣ ＰＤＵは、前記制御情報及び前記使用者データを含むことを特徴とする、請求項１５に記載の制御情報受信方法。
26. 前記制御情報が多数のデータブロックを含む場合、前記データブロックを識別する第１指示子を受信する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１５に記載の制御情報受信方法。
27. 前記第１指示子は、前記ＭＡＣ ＰＤＵに含まれることを特徴とする、請求項２６に記載の制御情報受信方法。
28. 前記データブロックを受信するための受信側を識別する第２指示子を受信する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項２６に記載の制御情報受信方法。
29. 前記第２指示子は、前記ＭＡＣ ＰＤＵに含まれることを特徴とする、請求項２８に記載の制御情報受信方法。
30. 制御情報伝送方法において、前記方法は、
    伝送するためのデータの特性によって、高速のアップリンクデータ伝送のために前記制御情報をデータチャネル上で伝送するかどうかを決定する段階と、
    基地局からの明示的承認なしに前記制御情報を伝送する段階と、を含む、制御情報伝送方法。
31. 前記データの特性は、前記データの論理チャネルの形態によって決定されることを特徴とする、請求項３０に記載の制御情報伝送方法。
32. 前記論理チャネルの形態は、前記基地局からの承認なしに前記データを伝送する第１チャネル集合と、明白な承認下で前記データを伝送する第２チャネル集合とに分類されることを特徴とする、請求項３１に記載の制御情報伝送方法。
33. 前記制御情報は、無線資源割り当て要請情報を含むことを特徴とする、請求項３０に記載の制御情報伝送方法。
34. 前記無線資源割り当て要請情報は、移動端末のバッファ状態の情報を含むことを特徴とする、請求項３３に記載の制御情報伝送方法。
35. 前記バッファ状態の情報は、前記移動端末のバッファメモリに保存されたデータの絶対量に関連した情報を含むことを特徴とする、請求項３４に記載の制御情報伝送方法。
36. 前記バッファ状態の情報は、前記移動端末のバッファに保存されたデータの変化量に関する情報を含むことを特徴とする、請求項３４に記載の制御情報伝送方法。
37. 前記制御情報を伝送する段階は、前記制御情報を含むＭＡＣ ＰＤＵを構成する段階と、
    前記ＭＡＣ ＰＤＵを、使用者データ伝送のための第１物理チャネルを通して伝送する段階と、をさらに含むことを特徴とする、請求項３０に記載の制御情報伝送方法。
    

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