JP2008543134A - 無線接続システムにおけるパケットをスケジューリングする方法 - Google Patents

Abstract

広帯域符号分割多元接続ネットワークの空中線インタフェースを介して送信されることになっているデータをスケジューリングする方法であって、ダウンリンク共有チャネルにおいて空中線インタフェースを介して、データを伝送する。本方法は無線ネットワーク制御装置においてＩＰパケットの形式でデータを受信する工程、ＩＰパケットをプロトコル・データ・ユニットにセグメント化する工程、および無線ネットワーク制御装置から１以上のユーザ端末にサービスを提供する無線基地局に対してプロトコル・データ・ユニットを転送する工程を含む。無線ネットワーク制御装置は共通ＩＰパケットに属しているプロトコル・データ・ユニットを識別して無線基地局に通知にする。各プロトコル・データ・ユニットが属しているＩＰパケットに応じて、空中線インタフェースを介して送信するための各プロトコル・データ・ユニットを無線基地局においてスケジュールする。

Description

本発明は、無線接続（アクセス）システムにおけるパケットのスケジューリングに関し、より詳細には、必須ではないが、広帯域符号分割多元接続システムの高速ダウンリンク共有チャネルのためのパケットのスケジューリングに関係する。

第２世代移動通信システムと比較して、第３世代移動通信システムの最も重要な側面の１つは進化したパケットデータ接続である。広帯域符号分割多元接続（ｗｉｄｅｂａｎｄ ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ、ＷＣＤＭＡ）として知られるＩＴＵ規格リリース９９は、広域サービスの提供に対し３８４ｋビット／秒、ホット・スポット・エリヤに対し２Ｍビット／秒までのデータ速度を提供し、これらで大部分の既存パケット・データ・アプリケーションに対して十分である。一方、パケット・データ・サービスの使用が増大して新サービスが導入されると、より大きな容量が必要になろう。ＷＣＤＭＡリリース５では、中でも新規のダウンリンクトランスポートチャネルを導入することで規格が拡張され、相互動作およびバックグラウンドサービスのサポートを拡張子し、リリース９９に比較して容量のかなりの増大をもたらすストリーミングサービスをサポートすることができる。リリース５は、遅延をかなり削減でき、１４Ｍビット／秒の最大データ速度を提供する。一般にＨＳＤＰＡ（ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｐａｃｋｅｔ ａｃｃｅｓｓ、高速ダウンリンクパケット接続）と呼ばれるこの拡張は、さらに顕著な性能を提供するようにＷＣＤＭＡを発展させるための第一歩である。

ＨＳＤＰＡ設計の重要な目的は、リリース９９において導入されたレイヤとノードとの間の機能分割を維持することであった。ネットワークにおけるすべてのセルが新規機能をサポートしているわけではない環境においても、最小限の構成上の変更により、円滑なアップグレードを保証し、動作を保証すべきである。それでもなお、キーとなる特徴が無線環境の変化への素早い適応およびデータの高速な再送信である場合、対応する機能をできるだけ空中線インタフェースの近くに置くべきであるということになる。それ故、ＨＳＤＰＡの導入は、特に新しいメディアアクセス制御サブレイヤ（ｍｅｄｉｕｍ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｕｂ−ｌａｙｅｒ、ＭＡＣ−ｈｓ）の追加により主として無線基地局（ｒａｄｉｏ ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ、ＲＢＳ、またノードＢとも呼ぶ）に影響を及ぼすことになる。本設計は、リリース９９の無線ネットワーク制御装置（ｒａｄｉｏ ｎｅｔｗｏｒｋ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、ＲＮＣ）の機能を保持する。ＲＮＣにおいてチャネルを切り替えることにより、システムはＨＳＤＰＡをサポートするセルからサポートしないセルへの端末の移動を容易に処理することができる。即ち、非高度化セルにおいて高速ダウンリンク共有チャネル（ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ ｄｏｗｎｌｉｎｋ ｓｈａｒｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ、ＨＳ−ＤＳＣＨ）から専用チャネル（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ、ＤＣＨ）へ端末を切り替える場合、システムは比較的に低速のデータ速度においても中断のないサービスを保証できる。逆に、端末がＨＳＤＰＡをサポートするセルに入る場合、システムは専用チャネルからＨＳ−ＤＳＣＨへ端末を切り替えることができる。図１は、ＭＡＣ−ｈｓ機能を有するＷＣＤＭＡシステムを概略的に示す。

ノードＢにおけるＭＡＣ−ｈｓの一部であるスケジューラは、システムの全体的動作を決めるキーとなる要素である。ＨＳ−ＤＣＨにおける各送信時間間隔（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｔｉｍｅ ｉｎｔｅｒｖａｌ、ＴＴＩ）に対して、スケジューラはＨＳ−ＤＣＨにより送信すべき相手端末、およびリンク適応機構との協働によりデータ速度を判断する。連続的に無線リソースを割り当てる（即ち、所謂ラウンドロビンスケジューリング）代わりに、スケジューラがチャネル依存スケジューリングを使用するのであれば、容量のかなりの増加を得ることができる。即ち、スケジューラは有望な瞬間的チャネル状態を有する端末への送信を優先する。これらの端末を優先することにより、ネットワークは最大に良好な状態になる。この効果はシステムレベルにおいてより大きなダイバシティ効果が得られることであり、以後用語「マルチユーザダイバシティ」を用いる。セルにおける負荷が増すと、スケジューリングを待つ端末の数は増加する。次いで、これにより、良好なチャネル品質を有する端末への送信をスケジュールすることができる確率が上昇する。

スケジューリングアルゴリズムを考察、比較する場合、サービス品質における２種類の変動を区別する必要がある。

・サービス品質における速い変動、および
・サービス品質における長期変動。
サービス品質における速い変動は、例えばマルチパスフェーディングや干渉レベルの変動に起因する。多くのパケット・データ・アプリケーションにとり、比較的大きなサービス品質の短期変動は受容でき、即ち気付かれないで済む。サービス品質における長期変動は、例えば端末とノードＢとの間の距離の変化に起因する。このような長期変動は一般に最少化すべきである。

実際的なスケジューリングのストラテジーは、ユーザ間の長期的公平性をある程度維持しつつ、短期変動を十分に利用することである。原理的には、システムスループットが低下すると、公平性をより強いられる。それ故、トレードオフを行わなければならない。典型的に、システム負荷が多くなると、異なるスケジューリングストラテジー間の相違が大きくなる。チャネル依存スケジューラは端末の瞬間的無線状態を推定しなければならない。それ故、高速サービスを使用する各端末は、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ（ｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄ ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ， ｕｐｌｉｎｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ、高速専用物理制御チャネル、アップリンク制御チャネル）を介してノードＢに定期的なチャネル品質報告を送信する。端末の無線状態を評価するために、スケジューラは、またノードＢにおいて利用可能なその他の情報を使用してもよい。

ＨＳＤＰＡは、ＲＮＣからノードＢへＭＡＣ‐ｄ ＰＤＵを送信するための新しいフレームを採用している。ＨＳＤＰＡのＵＴＲＡＮユーザ・プレーン・プロトコルの終端点を図２に示す。種々のレイヤ（図２の）を通じたユーザプレーンの「フロー」を図３に示す。ＲＬＣ ＳＤＵ（単数または複数、即ち、上位レイヤ・データ・ユニット‐典型的にＩＰパケット）をＲＬＣ ＰＤＵにセグメント化し‐ＲＬＣ（および恐らくＭＡＣ‐ｄ）ヘッダをＲＮＣにおいて付加する。ＲＬＣ／ＭＡＣ‐ｄ ＰＤＵをｌｕｂユーザ・プレーン・フレーム（図示しない）でノードＢへ搬送し、ノードＢでＭＡＣ‐ｄ ＰＤＵ（単数または複数、ＭＡＣ‐ｈｓ ＳＤＵ）を、空中を経るスケジュール化送信のためにＭＡＣ‐ｈｓバッファにおいて待機させる（１以上のバッファまたは待ち行列を各ユーザ端末に用意する）。「伝送ネットワークレイヤ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｌａｙｅｒ、ＴＮＬ）をＡＴＭまたはＩＰのいずれかにより実現することができる。」
リンク品質およびスケジュール化されるリソースの量に応じて、異なる数のＭＡＣ‐ｈｓ ＳＤＵを所与の伝送ブロックに準備する。ノードＢにおけるＨＳＤＰＡスケジューラを多くの異なる目的を考慮して設計してもよい。例えば、ラウンドロビンスケジューラはリンク品質の相違をなんら考慮することなく、全ての動作中ユーザに等しいリソースを割り当てるが、一方最大Ｃ／Ｉスケジューラは最良のリンク品質を有するユーザを常に選択する。最大Ｃ／Ｉスケジューラは最大のセルのスループットを提供するが、このスケジューラは負荷のあるセルに運悪く位置するユーザに極めて不公平となりうる。一般的に、「均整が取れた公平な」スケジューラと呼ばれる、上述した２つの極端な場合のスケジューラの組み合わせが使用される。ＨＳＤＰＡスケジューラへの典型的な入力には、ノードＢにおけるＭＡＣ‐ｈｓバッファの充填レベルおよびユーザ端末からのＣＱＩ（リンク品質）報告が含まれる。

現在のＨＳＤＰＡによる解決策が有している課題は、ＨＳＤＰＡスケジューラが、上位データレイヤのデータ・ユニット（例えば、ＩＰパケット）の始まりと終わりを特定する情報を欠くことである。ユーザ端末（または３Ｇの用語に依れば「ＵＥ」）にスケジューラによりリソースを割り当てる場合、ＵＥが報告するリンク品質（ＣＱＩ報告）に応じて、ＭＡＣ‐ｈｓは次の送信間隔で使用する適切な伝送ブロックサイズを選択することができる。とはいえ、上位レイヤのデータ・ユニットが完全に送信されたか否かを知る手段がＭＡＣ‐ｈｓにない。ＲＬＣは（ＲＮＣ内における）セグメント化および（ＵＥ内における）再アッセンブル（組み立て）を行うので、全ＩＰパケットが完全に送信されるまで、エンドユーザは送信による直接の恩恵をなんら受けないであろう。ＲＬＣ ＳＤＵの一部をスケジュール化された送信間隔に用意するのみであれば、追加リソースをユーザにスケジュールするまで、ＵＥにおけるＲＬＣの上のプロトコルレイヤはＲＬＣ ＳＤＵを受信できないであろう。負荷のあるセルでは、これはかなりの遅延を意味するであろう。

この問題を説明するために、ＷＣＤＭＡ移動ネットワークにおける所与のセル内において、２０人の動作中のユーザがＨＳＤＰＡチャネルを共有するシナリオを考えることができる。簡潔化のために、全てのユーザが同じリンク品質を持ち、純粋にＴＤＭ風にスケジュールすれば、各ユーザは８００ｋビット／秒の瞬間ピークデータ速度を有することができると仮定する。また、２０人のユーザが全てそのＭＡＣ‐ｈｓバッファに１ｋバイトの１つの完全なＩＰパケットを持ち、それぞれが２ｍ秒のＴＴＩで、ラウンドロビンタイプのスケジューラを使用する（リンク品質に相違がないと仮定したので、最大Ｃ／Ｉは正確に同じ働きをするであろう）と仮定する。

８００ｋビット／秒で伝送される１ｋバイトパケットのサービス時間は１０ｍ秒（５ＴＴＩ）である。それぞれが１ｋバイトである２０人のユーザ全ての合計バッファは２００ｍ秒のチャネル容量（１００ＴＴＩ）に等価な送信容量を必要とするであろう。一方、スケジューリング間隔（ＴＴＩ）は２ｍ秒であるので、１番目のＩＰパケットは１６２ｍ秒後にやっと上位レイヤへの転送に成功することを意味する。なお、最後のＩＰパケットは第１のスケジュール化されたユニットを送信してから２００ｍ秒後に送信される。これは、スケジューラがＩＰパケットの境界を「知ら」ず、スケジューラは一度に１個のＴＴＩを各ユーザに割り当てるであろう故である。従って、スケジューラは一度に各パケットの１セグメントを各ユーザにスケジュールするであろう。これは、現在の例では結果として１８１ｍ秒の平均パケット転送時間となる。

スケジューリングに対するこの手法の問題をさらにＨＳＤＰＡの移動性により明らかにする。ＨＳＤＰＡのハンドオーバでは、ＭＡＣ‐ｈｓバッファを再設定し、結果としてＭＡＣ‐ｈｓバッファに格納されている全てのデータを削除する。ＲＬＣ確認モード（ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｄ ｍｏｄｅ、ＡＭ）では、消失したデータを再送信しなければならず、部分的に送信されたＲＬＣ ＳＤＵが追加的に遅延することになる。上の例で最初のスケジューリングイベントから１２０ｍ秒後に（任意の）ＵＥがハンドオーバを必要とするようになると仮定すれば、全てのＵＥに「送信中」のパケットがあることになるので、ハンドオーバは常に部分的な送信パケットの損失になるであろう。ＲＬＣ非確認モード（ｕｎａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｄ ｍｏｄｅ、ＵＭ）の場合、損失したＭＡＣ‐ｈｓの断片は全ＲＬＣ ＳＤＵの損失に拡大する。従って移動の頻繁な装置では、装置がハンドオーバ時の損失の危険を減らすように送信中の部分的送信ＲＬＣ ＳＤＵを殆ど持たないことが有益である。ノードＢとＲＮＣとの間で規定するＨＳＤＰＡ「フロー制御」機構によりＭＡＣ‐ｈｓにバッファするデータ量を調整して、（ハンドオーバ時の損失量を削減することができる一方、）スケジュールする場合、各ＩＰパケットをできる限り完全に送信し、部分的送信パケットの損失を招くようなハンドオーバによる送信の中断を避けるべきである。

本発明の第１の観点によれば、無線接続ネットワークの空中線インタフェース（エアインタフェース）を介して送信されるべきデータをスケジューリングし、前記データをダウンリンク共有チャネルにおいて空中線インタフェースを介して送信する方法が提供される。本方法は、
無線ネットワーク制御装置において上位レイヤ・データ・ユニットの形式でデータを受信する工程；
前記上位レイヤ・データ・ユニットをプロトコル・データ・ユニットにセグメント化（分割）および／または連結する工程；
無線ネットワーク制御装置から１以上のユーザ端末にサービスを提供する無線基地局に前記プロトコル・データ・ユニットを転送する工程（ただし、当該無線ネットワーク制御装置は、前記プロトコル・データ・ユニット内における上位レイヤ・データ・ユニットの境界を識別して前記無線基地局に対して通知する）；
プロトコル・データ・ユニットまたは該プロトコル・データ・ユニットのサブユニットにおいてデータが属している上位レイヤユニットに応じて、空中線インタフェースを介して送信される各プロトコル・データ・ユニットまたはそのサブユニットを無線基地局においてスケジューリングする工程を含む。

共通上位レイヤ・データ・ユニットに属すプロトコル・データ・ユニットを識別して無線基地局に対して通知する工程は、例えば、プロトコル・データ・ユニットを搬送するユーザ・プレーン・フレームに特別のフィールドを含むようにするなど、インバンドシグナリング（帯域内信号通知）を使用して、実行されてもよい。より詳細には、上位レイヤ・データ・ユニット長のインジケータ（指示情報）を各上位レイヤ・データ・ユニットのためのユーザ・プレーン・フレーム・ヘッダに含ませるようにすることで、上位レイヤ・データ・ユニットに属したＲＬＣ ＰＤＵのシーケンスの始めと終わりを示すようにしてもよい。

代替的に、各上位レイヤ・データ・ユニットに対して、所与の上位レイヤ・データ・ユニットに属したＲＬＣ ＰＤＵの全てを同じユーザ・プレーン・フレームに含むようにしてもよい。２以上の上位レイヤ・データ・ユニットに属したＲＬＣ ＰＤＵを同じフレームに含まれるようにしてもよいが、含まれるのはパケットの全体のみである。

本発明は、広帯域符号分割多元接続無線ネットワーク、例えば３Ｇに適用可能である。一方、本発明は、またＥＶ−ＤＯ、ＥＶ−ＤＶならびにスーパー３Ｇや４Ｇを含む進化した３Ｇネットワークにも適用可能である。

３Ｇ（または類似のチャネル構成を使用する進化した３Ｇネットワーク）の場合、前記ダウンリンク共有チャネルは好ましくは高速ダウンリンク共有チャネル（ＨＳ−ＤＳＣＨ）であり、無線ネットワーク制御装置と無線基地局との間のインタフェースはｌｕｂインタフェースである。好ましくは、共通上位レイヤ・データ・ユニットに属したプロトコル・データ・ユニットを識別して無線基地局に通知する前記工程は、ｌｕｂ／ｌｕｒユーザ・プレーン・フレームまたはフレーム構造におけるこの情報を暗黙的、または明示的に識別して通知する工程を含む。

空中線インタフェースを介した送信のためにプロトコル・データ・ユニットをスケジュールする前記工程は以下の１つを含んでもよい。
・完全には送信されていないＲＬＣ ＳＤＵのみを含むキュー（待ち行列）を超える優先順位を、部分的に送信されたＲＬＣ ＳＤＵを含むＭＡＣ−ｈｓ待ち行列に付与する工程。
・平均的に、比較的大きなＲＬＣ ＳＤＵを含むこれらＭＡＣ−ｈｓ待ち行列を超える優先順位を、平均的に、小さなＲＬＣ ＳＤＵを含むＭＡＣ−ｈｓ待ち行列に付与する工程。
・ＭＡＣ−ｈｓ待ち行列から少なくとも１つのＲＬＣ ＳＤＵを完全に送信するために、各ＭＡＣ−ｈｓ待ち行列に対して十分なリソースを常にスケジューリングする工程。
・１以上のスケジュール化されたＲＬＣ ＳＤＵを搬送するのに適した１以上のトランスポート（伝送）ブロックサイズを選択する工程。この工程は動的に実行されてもよい。

スケジューリングの際には、例えば、所与のユーザのリンク品質を含むその他の要因が考慮されてもよい。

本発明の個々の実施形態によれば、前記上位レイヤ・データ・ユニットはＩＰパケットである。

本発明の第２の観点によれば、無線接続ネットワークにおいて使用される無線ネットワーク制御装置が提供される。本無線ネットワーク制御装置は、
無線ネットワーク制御装置において上位レイヤ・データ・ユニットの形式でデータを受信するための入力部；
前記上位レイヤ・データ・ユニットをプロトコル・データ・ユニットにセグメント化および／または連結するプロセッサ；
１以上のユーザ端末にサービスを提供する無線基地局に前記プロトコル・データ・ユニットを転送するための送信手段を含み、
前記プロセッサは、プロトコル・データ・ユニット内における上位レイヤ・データ・ユニットの境界を識別して無線基地局に通知する。

本発明の第３の観点によれば、無線接続ネットワークにおいて使用される無線基地局が提供される。本無線基地局は：
無線ネットワーク制御装置により送信されたプロトコル・データ・ユニットを受信するための入力部；
無線ネットワーク制御装置により無線基地局へ送信された情報から共通上位レイヤ・データ・ユニットに属したプロトコル・データ・ユニットを判別し、各プロトコル・データ・ユニットが属した上位レイヤ・データ・ユニットに応じて、空中線インタフェースを介して送信されるべき各プロトコル・データ・ユニットをスケジュールするためのプロセッサを含む。

本発明の第４の観点によれば、無線接続ネットワークの空中線インタフェースを介してデータを送信する方法が提供される。本方法は、
無線ネットワーク制御装置において上位レイヤ・データ・ユニットの形式でデータを受信する工程；
各上位レイヤ・データ・ユニットを対応するプロトコル・データ・ユニットにローディング（搭載）する工程；
無線ネットワーク制御装置から１以上のユーザ端末にサービスを提供する無線基地局へ前記プロトコル・データ・ユニットを転送する工程；
無線基地局において、受信プロトコル・データ・ユニットをデータブロックにセグメント化し、各データブロックが属した上位レイヤユニットに応じて、空中線インタフェースを介して送信されるべき各データブロックをスケジュールする工程を含む。

本明細書で使用する略語のリストは以下の通りである：

３ＧＰＰ 第３世代パートナシッププロジェクト
ＡＲＱ 自動再送要求
ＨＳＤＰＡ 高速ダウンリンクパケット接続
ＨＳ‐ＤＳＣＨ 高速ダウンリンク共有チャネル
ＨＳ‐ＳＣＣＨ 高速共有制御チャネル
ＭＡＣ メディアアクセス制御
ＰＤＵ プロトコル・データ・ユニット
ＰＦ 均整が取れた公平な（スケジューラ）
ＲＡＢ 無線接続ベアラー
ＲＡＮ 無線接続ネットワーク
ＲＢＳ 無線基地局
ＲＬＣ 無線リンク制御
ＲＮＣ 無線ネットワーク制御装置
ＲＲ ラウンドロビン（スケジューラ）
ＲＲＣ 無線リソース制御
ＳＤＵ サービス・データ・ユニット
ＴＣＰ 伝送制御プロトコル
ＴＴＩ 送信時間間隔
ＵＤＰ ユーザ・データグラム・プロトコル
ＵＥ ユーザ装置（移動体ハンドセットまたは端末）
ＵＭＴＳ 汎用移動通信システム
ＷＣＤＭＡ 広帯域符号分割多元接続
無線基地局またはノードＢにおけるＲＬＣ ＰＤＵの送信をスケジュールするＨＳＤＰＡの要求により生じる問題を以上で考察した。本明細書において提案する解決策は、ＲＬＣ ＳＤＵ（例えば、ＩＰパケット）の境界およびサイズを特定するための情報をノードＢに提供することである。ノードＢが個別にこの情報を使用することがあるか、またはないにしろ、この情報はノードＢが送信するＲＬＣ ＰＤＵのスケジューリングに関するより「インテリジェントな」判断をすることを可能にし、それによりＨＳ‐ＤＳＣＨにより与えられる容量を最適化する。本解決策は「ＩＰ中心の」パケットスケジューリングの解決策と考えることができ、ＩＰパケットの境界がＲＮＣに「既知」となることに依存している。

上述した、２０人の動作中のユーザによりＷＣＤＭＡ移動ネットワークにおける所与のセル内のＨＳＤＰＡチャネルを共有する例を考察すると、ＩＰ中心の手法の利点を定量化することができる。スケジューラがＩＰパケットの境界を把握すれば、一度に５個のＴＴＩを各ＥＵに割り当てることができ、これにより最初のパケットの送信を１０ｍ秒で完了し、最初のスケジューリングイベントから２００ｍ秒後に最後のパケットの送信を完了することができる。ＩＰ中心のスケジューラにより１０５ｍ秒の平均パケット転送時間が得られるようになる。ＩＰ中心のスケジューラの場合、最初のスケジューリングイベントから１２０ｍ秒後において、ＵＥがハンドオーバになる場合を考察すると、５０％を超えるＵＥがハンドオーバの前にそのＩＰパケットの全てを既に受信していることになるので、この場合、パケット損失は５０％を下回ることになる。

ＩＰパケットの境界を特定する情報は、ノードＢに伝送する必要があり、以下のように暗黙的、または明示的のいずれかにより行うことができる。

明示的：これには、ｌｕｂ／ｌｕｒユーザ・プレーン・フレーム構造におけるＨＳ‐ＤＳＣＨ長の指示情報（Ｌｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ、ＬＩ）を含み、この情報はＲＬＣ ＳＤＵが始まる所と、終了する所を指示する。形式的には、これはＲＬＣレイヤからｌｕｂ／ｌｕｒユーザ・プレーン・フレーム・プロトコルにＲＬＣ長指示情報（ＲＮＣ内に保持される）を転送するためのＲＬＣ／ＭＡＣ／ＦＰ間インタフェースを必要とする。その場合、新しいＬＩをＨＳ‐ＤＳＣＨｌｕｂフレーム（ヘッダまたは拡張ヘッダ）において搬送することになる。このような解決策は３ＧＴＳ２５．４３５に含まれる可能性がある。

暗黙的：これには、ｌｕｂ／ｌｕｒユーザ・プレーン・フレーム‐プロトコルの実装を、同じｌｕｂ／ｌｕｒユーザ・プレーン・フレーム内で共通ＲＬＣ ＳＤＵに属したＲＬＣ ＰＤＵを常に送信するように設計することが必要である。この解決策は標準化の必要なく容易に実装することができよう（本解決策は、また「ｌｕｂ／ｌｕｒサービスオプション」として標準化されてもよい）。単一のＲＬＣ ＰＤＵが２つの連続したＲＬＣ ＳＤＵからのデータを含むことができるようにＲＬＣの連結を実行するのであれば、フレームの最後に位置するＲＬＣ／ＭＡＣ／ ＰＤＵが後続のＲＬＣ ＳＤＵからの連結データを含みうるよう、ルールが修正されてもよい。

ＩＰパケットの境界情報をノードＢにどのように送信しようとも、ノードＢのスケジューラはそのスケジューリングの判断において（新しい）情報を利用する。スケジューラは、次にスケジュールするＭＡＣ‐ｈｓキュー（待ち行列）に関する判断において幾つかの異なる判断基準をさらに使用してもよい。例えば、公平性の側面を考慮する必要があるのであれば、リンク品質に依存したスケジューリングがさらに考慮されるべきであろう。特定のスケジューリングストラテジーは以下を含みうる。

・完全に送信されていないＲＬＣ ＳＤＵを含む待ち行列の優先順位を超える優先順位を、部分的に送信されたＲＬＣ ＳＤＵを含むＭＡＣ‐ｈｓ待ち行列に付与し、部分的に送信されたＲＬＣ ＳＤＵの送信を終了させるために最少のリソースを要求することが推定されたＭＡＣ‐ｈｓ待ち行列を最初に送信する。これにより、できる限り他のスケジューングの判断基準を現行基準とバランスさせることにより、部分的に送信されたＩＰパケットの送信を可能な限り早く再開することが保証される。

・大きなＲＬＣ ＳＤＵを含むこれらＭＡＣ‐ｈｓ待ち行列へのリソースのスケジューリングよりも、小さなＲＬＣ ＳＤＵを含むＭＡＣ‐ｈｓ待ち行列へのリソースのスケジューリングを優先する。これは、小さなパケットが時間に敏感なアプリケーションまたは接続確立に属する傾向があるとの前提に基づいている。

・少なくとも１つのＲＬＣ ＳＤＵを完全に送信するために、各ＭＡＣ‐ｈｓ待ち行列へ十分なリソースを常にスケジュールすることができるよう、ＲＬＣ ＵＭを用いて実現される会話クラスの無線接続ベアラーのための特定のスケジューラ。

これらの優先順位付与方式のそれぞれを、ＭＡＣ‐ｈｓ待ち行列からの送信をスケジューリングするための他の１つ以上の判断基準と組み合わせてもよい。このような他の判断基準の１つは、例えばリンク品質であり、この基準ではＭＡＣ‐ｈｓ待ち行列に格納される１以上の完全なＲＬＣ ＳＤＵを送信するのに必要であると推定されたリソース／ＴＴＩの量に応じて、待ち行列に優先順位を付与する。

スケジューラが責任を負う、例えば、公平性、遅延、リンク品質など、多くの異なる側面がある場合、用語「優先順位を付与する」は、一般的な用語では「重み付けをする」として理解することができる。

ＲＬＣ ＰＤＵが、既に送信中であるＲＬＣ ＳＤＵに属しているか否かにより、ＲＬＣ ＰＤＵを個々に選択する手法を使用するのではなく、ＨＳ‐ＤＳＣＨの伝送ブロック選択機構を利用してもよい。この機構は１以上の完全なＩＰパケットを含むことができるような伝送ブロックサイズを選択する。ＲＮＣから受信した情報を使用して、ＭＡＣ‐ｈｓは同じＩＰパケットに属したＲＬＣ ＰＤＵにより伝送ブロックが「満たされる(fill)」。

データの再送信もＲＬＣ ＳＤＵの「送信中」に含まれるため、完全には送信が完了していないＲＬＣ ＳＤＵに属したＲＬＣ ＰＤＵの送信に先立って、空中線インタフェースを介してデータを再送信することを優先することは、本明細書に記載する手法の暗黙の要求であることに注意されたい。

個々の実装では、ハンドオーバの際のパケット損失を最少化するために、ＩＰ中心のスケジューリングと共にＨＳ‐ＤＳＣＨを介したＲＬＣ ＵＭを実現する。

図４は、無線ネットワーク制御装置およびノードＢの主な機能構成要素を概略的に説明するための図である。これらは、無線ネットワーク制御装置の場合以下を含む。ＩＰパケットを受信する入力部１；ＲＬＣエンティティを実装するプロセッサ２；および物理伝送ネットワークに接続する出力部３。ノードＢの場合、図は以下を説明している。物理伝送ネットワークに接続する入力部４；入力部４からＲＬＣ ＰＤＵを受信するプロセッサ５、および空中線インタフェースを経てデータを送信するための基地局送信機に接続する出力部７。プロセッサ５はスケジューラとして動作し、種々のＭＡＣ‐ｈｓバッファ６からのＲＬＣ ＰＤＵの送信をスケジュールする。図５は、以上に記載した機構における主な工程を説明するフローチャートである。

以上に記載する例示的実装は以下の利点を提供する可能性がある。
・提案したＨＳＤＰＡのＩＰ中心的なスケジューラは既存スケジューラと比較し、パケット当りの遅延が平均的にはり少なくなる。
・提案したスケジューラは、送信中および部分的に送信されたＲＬＣ ＳＤＵを少なくすることができ、とりわけ、ＨＳＤＰＡのハンドオーバの際には、ＲＬＣ ＡＭの遅延がより少なくなり、ＲＬＣ ＵＭの損失もより少なくなる。
・ＲＬＣ ＵＭの損失が少なくなれば、リソース（容量）の浪費もより少なくなる。
・損失が少なくなるかまたは遅延が少なくなれば、エンドユーザが感じる品質が向上する。

当業者であれば、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の修正を加えてもよいことを理解するであろう。特に、各上位レイヤのデータ・ユニット（例えば、ＩＰパケット）を単一の下位レイヤのプロトコル・データ・ユニットに搭載する方法を実装してもよい。これを実現するには、任意のＰＤＵ／ＳＤＵサイズを受け入れることができる「柔軟な」ＲＬＣ／ＭＡＣが必要となろう。これは３Ｇの現行の実装には可能ではないが、スーパー３Ｇには可能である。

本発明の別の実施形態では、ＩＰパケットをセグメント化することなく、ＲＮＣにおいて連結してもよい。即ち、１個のＲＬＣ ＰＤＵは２個以上の完全なＩＰパケットを含んでもよい。ノードＢにおいてＲＬＣ ＰＤＵを受信すると、空中線インタフェースを介して送信するために、ＰＤＵをデータブロックまたはサブユニットにセグメント化してもよい。ＰＤＵ内においてＩＰパケットが始まる所と、終了する所を特定して、ＲＮＣがノードＢに通知してもよい。ノードＢはサブユニットが属しているＩＰパケットに応じて、送信対象となっているサブユニットをスケジュールしてもよい。

さらなる背景情報を以下の参考文献から得ることができる。

３ＧＰＰ ＴＳ２５．３０１、無線インタフェースプロトコル構成、リリース５。

３ＧＰＰ ＴＳ２５．３２１、ＭＡＣ、リリース５。

３ＧＰＰ ＴＳ２５．３２２、ＲＬＣ、リリース５。

３ＧＰＰ ＴＳ２５．４３５、共通チャネルのためのｌｕｂＵＰＦＰ、リリース５。

ＭＡＣ‐ｈｓ機能を含むＷＣＤＭＡネットワークを概略的に説明する図である。 図１のＷＣＤＭＡネットワークのＨＳ‐ＤＳＣＨのためのプロトコル終端点を概略的に説明する図である。 ＨＳ‐ＤＳＣＨの場合のユーザプレーンのデータの流れを概略的に説明する図である。 図１のＷＣＤＭＡネットワークのノードＢおよび無線ネットワーク制御装置の機能構成要素を説明する図である。 ＤＳ‐ＤＳＣＨを経て送信するためのデータをスケジュールする方法の主な工程を説明するフローチャートである。

Claims (14)

1. 無線接続ネットワークのエアインタフェースを介して送信されるべきデータをスケジューリングし、該空中線インタフェースのダウンリンク共有チャネル上で該データを送信する方法であって、
   無線ネットワーク制御装置において、上位レイヤ・データ・ユニットの形式でデータを受信する工程と、
   プロトコル・データ・ユニットへ前記上位レイヤ・データ・ユニットをセグメント化および／または連結する工程と、
   １つ以上のユーザ端末にサービスを提供する無線基地局に該無線ネットワーク制御装置から前記プロトコル・データ・ユニットを転送するとともに、前記無線ネットワーク制御装置が前記プロトコル・データ・ユニット内における前記上位レイヤ・データ・ユニットの境界を識別して前記無線基地局に対して通知する工程と、
   前記プロトコル・データ・ユニットまたは該プロトコル・データ・ユニットのサブユニットにおいて前記データが属している前記上位レイヤ・データ・ユニットに応じて、前記空中線インタフェースを介して送信するための各プロトコル・データ・ユニットまたはそのサブユニットを前記無線基地局においてスケジューリングする工程と
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記無線ネットワーク制御装置が前記プロトコル・データ・ユニット内における前記上位レイヤ・データ・ユニットの境界を識別して前記無線基地局に対して通知する前記工程は、インバンドシグナリングを使用して実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 各上位レイヤ・データ・ユニットについて、ユーザプレーンフレームヘッダ内に上位レイヤ・データ・ユニット長インジケータを搭載する工程をさらに含み、
   前記上位レイヤ・データ・ユニット長インジケータは、前記上位レイヤ・データ・ユニットに属しているプロトコル・データ・ユニットのシーケンスにおける始めと終わりを示す情報であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 各上位レイヤ・データ・ユニットについて、所与の上位レイヤ・データ・ユニットに属しているすべての前記プロトコル・データ・ユニットを、同一のユーザ・プレーン・フレーム内に搭載することを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記無線接続ネットワークは、３Ｇネットワーク又は３Ｇネットワークの進化版であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記ダウンリンク共有チャネルは、高速ダウンリンク共有チャネルであり、
   前記無線ネットワーク制御装置と前記無線基地局との間にあるインタフェースＩｕｂインタフェースであることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記無線ネットワーク制御装置が前記プロトコル・データ・ユニット内における前記上位レイヤ・データ・ユニットの境界を識別して前記無線基地局に対して通知する前記工程は、
   前記境界を識別するための情報を、Ｉｕｂ／Ｉｕｒユーザ・プレーン・フレーム又はフレーム構造内に含めて暗示的または明示的に通知する工程を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記無線接続ネットワークは、３Ｇネットワークであり、
   前記スケジューリングする工程は、
   ・完全には送信されていないＲＬＣ ＳＤＵのみを含むキューの優先順位を超える優先順位を、部分的に送信されたＲＬＣ ＳＤＵを含むＭＡＣ−ｈｓキューに付与する工程と、
   ・平均的に、比較的大きなＲＬＣ ＳＤＵを含むＭＡＣ−ｈｓキューの優先順位を超える優先順位を、平均的に、小さなＲＬＣ ＳＤＵを含むＭＡＣ−ｈｓキューに付与する工程と、
   ・ＭＡＣ−ｈｓキューから少なくとも１つのＲＬＣ ＳＤＵを完全に送信するために、各ＭＡＣ−ｈｓキューに対して常に十分なリソースをスケジューリングする工程と、
   ・１つ以上のスケジュール化されたＲＬＣ ＳＤＵを搬送するのに適した１以上のトランスポートブロックサイズを選択する工程と
   のうちいずれか１つの工程を含むことを特徴とする請求項６または７に記載の方法。
9. 前記スケジューリングする工程は、所与のユーザについてのリンク品質を考慮に入れて実行されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の方法。
10. 無線接続ネットワークにおいて使用される無線ネットワーク制御装置であって、
    前記無線ネットワーク制御装置において上位レイヤ・データ・ユニットの形式でデータを受信するための入力部と、
    前記上位レイヤ・データ・ユニットをプロトコル・データ・ユニットにセグメント化および／または連結するプロセッサと、
    １つ以上のユーザ端末にサービスを提供する無線基地局に前記プロトコル・データ・ユニットを転送するための送信手段と
    を含み、
    前記プロセッサは、前記プロトコル・データ・ユニット内における前記上位レイヤ・データ・ユニットの境界を識別して無線基地局に通知することを特徴とする無線ネットワーク制御装置。
11. 無線接続ネットワークにおいて使用される無線基地局であって、
    無線ネットワーク制御装置により送信されたプロトコル・データ・ユニットを受信するための入力部と、
    前記無線ネットワーク制御装置により前記無線基地局へ送信された情報から共通上位レイヤ・データ・ユニットに属したプロトコル・データ・ユニットを判別し、判別された各プロトコル・データ・ユニットが属している上位レイヤ・データ・ユニットに応じて、エアインタフェースを介して送信されるべき各プロトコル・データ・ユニットをスケジュールするプロセッサと
    を含むことを特徴とする無線基地局。
12. 無線接続ネットワークのエアインタフェースを介してデータを送信する方法であって、
    無線ネットワーク制御装置において上位レイヤ・データ・ユニットの形式でデータを受信する工程と、
    受信された各上位レイヤ・データ・ユニットを対応するプロトコル・データ・ユニットに搭載する工程と、
    前記無線ネットワーク制御装置から、１つ以上のユーザ端末にサービスを提供する無線基地局へ前記プロトコル・データ・ユニットを転送する工程と、
    前記無線基地局において、受信された前記プロトコル・データ・ユニットをデータブロックにセグメント化し、セグメント化された各データブロックが属していた上位レイヤ・データ・ユニットに応じて、前記エアインタフェースを介して送信されるべき各データブロックをスケジュールする工程と
    を含むことを特徴とする方法。
13. 前記プロトコル・データ・ユニットは、長さが可変であり、該長さは、前記上位レイヤ・データ・ユニットを収容するために動的に変更されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
14. 無線接続ネットワークにおいて使用される無線基地局であって、
    単一の上位レイヤ・データ・ユニットを含んだ各プロトコル・データ・ユニットを無線ネットワーク制御装置から受信するための入力部と、
    受信した前記プロトコル・データ・ユニットをデータブロックへとセグメント化し、エアインタフェースを介して送信すべく、該データブロックが属していた前記上位レイヤ・データ・ユニットに応じて、各データブロックをスケジュールするプロセッサと
    を含むことを特徴とする無線基地局。