JP2009296587A - Ｈａｒｑプロセスのアップリンク伝送を改善する方法及び通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】他ＵＥ（ユーザー端末）のアップリンク伝送への妨害を回避するために、ＨＡＲＱ（ハイブリッド自動リピート要求）プロセスのアップリンク伝送を改善する方法及び通信装置を提供する。
【解決手段】方法は、ＵＥのＨＡＲＱエンティティーがＵＥに割り当てられたアップリンクグラントに基づいて、対応するパケットの送信か再送を行うようにＨＡＲＱプロセスに指示する段階と、ＵＥのタイムアラインメントタイマーの終了時に、ＨＡＲＱエンティティーの中でアップリンク伝送に対応するすべてのＨＡＲＱバッファの内容を消去する段階とを含む。
【選択図】図４

Description

本発明はＨＡＲＱ（ハイブリッド自動リピート要求）プロセスのアップリンク伝送を改善する方法及び通信装置に関し、特に無線通信システムのＵＥ（ユーザー端末）においてＨＡＲＱプロセスのアップリンク伝送を改善し、システム異常を回避する方法及び通信装置に関する。

ＬＴＥ（ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）無線通信システムは、第三世代移動通信システム（例えばＵＭＴＳ（汎用移動通信システム））をもとに確立されたアドバンスド高速無線通信システムである。ＬＴＥ無線通信システムはパケット交換のみサポートし、そのＲＬＣ（無線リンク制御）通信プロトコル層とＭＡＣ（媒体アクセス制御）通信プロトコル層は基地局（ノードＢ）とＲＮＣ（無線ネットワークコントローラ）に別々に設けなくてもよく、同一の通信ネットワークエンティティー（例えば基地局（ノードＢ））に統合できるので、システム構造が比較的に簡単である。

ＬＴＥ無線通信システムにおいて、ＵＥから送信された信号と同じ基地局の圏内にある他ＵＥから送信された信号が互いに衝突・干渉するのを防止するために、ＵＥはサービスを提供する基地局とアップリンクタイミングで同期しなければならない。ＵＥのタイムアラインメントタイマーは、ＵＥがアップリンクタイミングにおいて基地局と同期しているかどうかを示すものとして用いられる。タイムアラインメントタイマーが動作中（ｒｕｎｎｉｎｇ）であることは、ＵＥと基地局のアップリンクタイミングが同期していることを示す。それに反して、タイムアラインメントタイマーが終了（ｅｘｐｉｒｅ）することは、ＵＥがアップリンクタイミングにおいて基地局ともはや同期していないことを示す。なお、基地局はタイミングアラインメントコマンドでＵＥのタイミングアドバンスを更新することで、アップリンクのタイミングアラインメントを保持する。タイミングアドバンスの定義について関連仕様書を参考すればよく、ここで説明を省略する。一般に、ＵＥが接続中であれば、基地局はタイミングアラインメントコマンドをタイミングアドバンスＭＡＣ制御要素（ｔｉｍｉｎｇ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ＭＡＣ ｃｏｎｔｒｏｌ ｅｌｅｍｅｎｔ）に載せて送信する。他の場合では、タイミングアラインメントコマンドはランダムアクセス応答（ＲＡＲ）メッセージで送信される。なお、タイミングアドバンスが更新されるたびに、ＵＥはタイムアラインメントタイマーを再起動する。ＵＥでアップリンクのタイミングアラインメントを保持する動作について、詳しくは以下を参照する。

現行の仕様によれば、ＵＥはタイミングアラインメントＭＡＣ制御要素を受信した場合に、それで運ばれるタイミングアラインメントコマンドを無条件に使用し、タイムアラインメントタイマーを起動か再起動しなければならない。しかし、タイミングアラインメントコマンドがＲＡＲメッセージに含まれた場合では、ランダムアクセスプロセスに用いられるランダムアクセスプリアンブルとＰＲＡＣＨ（物理ランダムアクセスチャネル）リソースが基地局によって割り当てられるものかどうか、換言すればランダムアクセスプロセスがコンテンションベースか非コンテンションベースかを判断しなければならない。ランダムアクセスプロセスが非コンテンションベースのものであれば、ＵＥはＲＡＲメッセージで運ばれるタイミングアラインメントコマンドを直接使用し、タイムアラインメントタイマーを起動か再起動する。

それに反して、ランダムアクセスプロセスがコンテンションベースのものであれば、ＵＥはタイムアラインメントタイマーの終了時か停止時にのみ、すなわちＵＥのアップリンクタイミングが基地局と同期していない場合にのみ、ＲＡＲメッセージで運ばれるタイミングアラインメントコマンドを使用し、タイムアラインメントタイマーを起動か再起動する。タイムアラインメントタイマーが動作中であれば、本来のタイミングアラインメント情報がまだ有効であるため、前記タイミングアラインメントコマンドを破棄する。

タイムアラインメントタイマーが終了か停止した場合では、アップリンクのタイミングアラインメントを保持するために、ＵＥはアップリンク伝送を実行する前にランダムアクセスプロセスでタイミングアラインメント情報を取得しなければならない。換言すれば、ＵＥは同期しなくなった場合にアップリンク伝送を実行すべきではない。

従来の技術では、ＵＥは送信すべき新しいアップリンクデータがあった場合に、ＢＳＲ（バッファ状態報告）プロセスをトリガーし、ＵＥのアップリンクバッファのデータ量をサービスを提供する基地局に報告する。このとき、使用できるアップリンクグラント（Ｕｐｌｉｎｋ Ｇｒａｎｔ）がなければ、別途にＳＲ（スケジューリングリクエスト）プロセスをトリガーし、アップリンク伝送リソースを割り当てるようにネットワークに求める。この場合、ＵＥにＰＵＣＣＨ（物理アップリンク制御チャネル）リソースが割り当てられていれば、ＳＲプロセスはＰＵＣＣＨで実行することができる。そうでなければ、ＳＲプロセスはランダムアクセスプロセスで実行しなければならない。

言い換えれば、ＵＥに送信すべきアップリンクデータがあるが、ＳＲプロセスに用いるＰＵＣＣＨリソースがなかった場合では、ＵＥはランダムアクセスプロセスをトリガーする。このとき、ＵＥのアップリンクタイミングがまだ基地局と同期しており、すなわちタイムアラインメントタイマーがまだ動作中でありうる。この場合、ＲＡＲメッセージに含まれたタイミングアラインメントコマンドを受信すれば、ＵＥは前記動作に基づいて受信したタイミングアラインメントコマンドを破棄する。しかし、ＵＥでＲＡＲメッセージを受信した後、タイムアラインメントタイマーが終了したとすれば、ＵＥのタイミングアラインメント情報は最新に受信したタイミングアラインメントコマンドに基づいて更新することができないので、ＵＥのアップリンクタイミングは基地局と同期しなくなりうる。したがって、ＵＥにネットワークからアップリンクグラントを割り当てられていても、ランダムアクセスプロセスのメッセージ３の送信か再送を許容することはシステムの異常、例えば他ＵＥのアップリンク伝送への妨害を招きかねない。

明確に言えば、現行のＭＡＣ層仕様によれば、ＵＥにネットワークからアップリンクグラントを割り当てられた場合では、ＵＥのＨＡＲＱエンティティーは対応するパケットを送信するようにＨＡＲＱプロセスに指示する。ネットワークからパケットの再送ごとにアップリンクグラントを割り当てられていなくても、ＨＡＲＱプロセスは非適応再送（ｎｏｎ−ａｄａｐｔｉｖｅ ｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）方式で本来のアップリンクグラントに基づいてパケットを再送する。したがって、ＵＥにネットワークからアップリンクグラントを割り当てられた後にタイムアラインメントタイマーが終了した前掲の場合では、ＵＥは非同期状態でもアップリンク伝送か再送を実行するので、他ＵＥのアップリンク伝送を妨害しうる。

また、正常接続状態でのアップリンク伝送についても、ＵＥにネットワークからアップリンクグラントを割り当てられた後にタイムアラインメントタイマーが終了し、例えば基地局から送信されたタイミングアドバンスＭＡＣ制御要素が紛失することも発生しうる。ＵＥのタイミングアラインメント情報が即時に更新できないので、ＵＥは非同期状態でアップリンク伝送を実行し、システムに異常が生じる。

本発明の主な目的は、他ＵＥのアップリンク伝送への妨害を回避するために、ＨＡＲＱプロセスのアップリンク伝送を改善する方法及び通信装置を提供することにある。

本発明では、無線通信システムのＵＥ（ユーザー端末）においてＨＡＲＱ（ハイブリッド自動リピート要求）プロセスのアップリンク伝送を改善する方法を開示する。同方法は、ＵＥのＨＡＲＱエンティティーがＵＥに割り当てられたアップリンクグラントに基づいて、対応するパケットの送信か再送を行うようにＨＡＲＱプロセスに指示する段階と、ＵＥのタイムアラインメントタイマーの終了時に、ＨＡＲＱエンティティーの中でアップリンク伝送に対応するすべてのＨＡＲＱバッファの内容を消去する段階とを含む。

本発明では更に、無線通信システムのＵＥにおいてＨＡＲＱプロセスのアップリンク伝送を改善するための通信装置を開示する。同通信装置は、プログラムを実行するＣＰＵ（中央処理装置）と、ＣＰＵに結合され、プログラムを記録する記憶装置とを含む。プログラムは、ＵＥのＨＡＲＱエンティティーがＵＥに割り当てられたアップリンクグラントに基づいて、対応するパケットの送信か再送を行うようにＨＡＲＱプロセスに指示する段階と、ＵＥのタイムアラインメントタイマーの終了時に、ＨＡＲＱエンティティーの中でアップリンク伝送に対応するすべてのＨＡＲＱバッファの内容を消去する段階とを含む。

無線通信システムを表す説明図である。 無線通信システムの無線通信装置のブロック図である。 図２に示すプログラム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。

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、図を参照にして以下に説明する。

図１を参照する。図１は無線通信システム１０を表す説明図である。無線通信システム１０は望ましくはＬＴＥシステムであり、概してネットワークと複数のＵＥ（ユーザー端末）を含む。図１に示すネットワークとＵＥは無線通信システム１０の構造を説明するために用いるに過ぎない。実際、ネットワークは要求に応じて複数の基地局、ＲＮＣ（無線ネットワークコントローラー）を含みうる。ＵＥは携帯電話、コンピュータシステムなどの装置である。

図２を参照する。図２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。無線通信装置１００は図１に示すＵＥを実施する。説明を簡素化するために、図２では無線通信装置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、記憶装置１１０、プログラム１１２及びトランシーバー１１４のみ示している。無線通信装置１００では、制御回路１０６はＣＰＵ１０８で記憶装置１１０に記録されたプログラム１１２を実行し、無線通信装置１００の動作を制御する。無線通信装置１００は入力装置１０２（例えばキーボード）で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）で映像、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はめれば、トランシーバー１１４は第一層の一部とみなされ、制御回路１０６は第二層と第三層の機能を実施する。

図３を参照する。図３は図２に示すプログラム１１２を表す説明図である。プログラム１１２は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とを含み、第一層インターフェイス２１８に接続されている。第三層インターフェイス２０２はＲＲＣ（無線リソース制御）を実施する。第二層インターフェイス２０６はＲＬＣ（無線リンク制御）層インターフェイスとＭＡＣ（媒体アクセス制御）層インターフェイスを含み、リンク制御を実施する。第一層インターフェイス２１８は物理接続を実施する。

ＬＴＥ無線通信システムでは、ＭＡＣ層はランダムアクセス（ＲＡ）プロセスとＨＡＲＱプロセスを実行し、ＭＡＣ制御パケット、すなわちＭＡＣ ＰＤＵ（プロトコルデータユニット）を送信する。ＨＡＲＱプロセスごとに１個のＨＡＲＱバッファが対応しており、ＨＡＲＱバッファはＨＡＲＱプロセスのパケットデータを保存する。なお、ＭＡＣ層はタイムアラインメントタイマーでＵＥと基地局のアップリンクタイミング同期状態を示す。タイムアラインメントタイマーが動作中であることは、ＵＥと基地局のアップリンクタイミングが同期していることを示す。それに反して、タイムアラインメントタイマーが終了することは、ＵＥがアップリンクタイミングにおいて基地局ともはや同期していないことを示す。

それに鑑みて、本発明の実施例ではアップリンク伝送改善プログラム２２０を提供し、ＨＡＲＱプロセスのアップリンク伝送を改善し、システム異常を回避する。図４を参照する。図４は本発明による方法４０のフローチャートである。下記方法４０は無線通信システムのＵＥにおいてＨＡＲＱプロセスのアップリンク伝送を改善するのに用いられ、アップリンク伝送改善プログラム２２０としてコンパイルすることができる。

ステップ４００：開始。
ステップ４１０：ＵＥのＨＡＲＱエンティティーはＵＥに割り当てられたアップリンクグラントに基づいて、対応するパケットの送信か再送を行うようにＨＡＲＱプロセスに指示する。
ステップ４２０：ＵＥのタイムアラインメントタイマーの終了時に、ＨＡＲＱエンティティーの中でアップリンク伝送に対応するすべてのＨＡＲＱバッファの内容を消去する。
ステップ４３０：終了。

以上のように、ＵＥのＨＡＲＱエンティティーはＵＥに割り当てられたアップリンクグラントに基づいて、対応するパケットの送信か再送を行うようにＨＡＲＱプロセスに指示する。その後、ＵＥのタイムアラインメントタイマーの終了時に、ＨＡＲＱエンティティーの中でアップリンク伝送に対応するすべてのＨＡＲＱバッファの内容を消去する。そうすると、本発明の実施例ではＵＥのＨＡＲＱプロセスが非同期状態でアップリンク伝送を実行し、他ＵＥのアップリンク伝送を妨害することを回避することができる。

前述のように、ＵＥに送信すべき新しいアップリンクデータがあることによりＢＳＲプロセスがトリガーされた場合、使用できるアップリンクグラントがなければ、別途にＳＲプロセスをトリガーし、アップリンク伝送リソースを割り当てるようにネットワークに求める。この場合、ＵＥにＰＵＣＣＨリソースが割り当てられてなければ、ＳＲプロセスに対応するランダムアクセスプロセスをトリガーする。

現行の仕様によれば、ランダムアクセスプロセスがコンテンションベースのものであれば、タイムアラインメントタイマーの動作中にランダムアクセス応答（ＲＡＲ）メッセージに含まれたタイミングアラインメントコマンドを受信すれば、ＵＥは受信したタイミングアラインメントコマンドを破棄しなければならない。また、ＵＥのＨＡＲＱエンティティーはＲＡＲメッセージで運ばれるアップリンクグラントに基づいて、メッセージ３を含むパケット（すなわちコンテンションを解消するためのＭＡＣ ＰＤＵ）を送信か再送するようにＨＡＲＱプロセスに指示する。このとき、ネットワークからパケットの再送ごとにアップリンクグラントを割り当てられていなくても、ＨＡＲＱプロセスは非適応再送方式で本来のアップリンクグラントに基づいてパケットを再送する。

この場合、タイムアラインメントタイマーが終了すれば、本発明の実施例では、ＨＡＲＱエンティティーの中でアップリンク伝送に対応するすべてのＨＡＲＱバッファの内容を消去することで、ＵＥが非同期状態でアップリンク伝送を行うのを停止させる。したがって、本発明の実施例は、ＵＥから送信された信号が同じ基地局の圏内にある他ＵＥから送信された信号を妨害するのを防止することができる。

注意すべきは、前記実施例は本発明の一例に過ぎず、本発明による方法はＨＡＲＱプロセスを利用する他のアップリンク伝送にも適用できる。例えば、アップリンクグラントがＰＤＣＣＨ（物理ダウンリンク制御チャネル）メッセージに含まれる場合も、本発明の範囲に属する。

まとめて言えば、本発明の実施例ではタイムアラインメントタイマーの終了時に、ＨＡＲＱエンティティーの中でアップリンク伝送に対応するすべてのＨＡＲＱバッファの内容を消去することで、ＵＥの非同期状態でのアップリンク伝送を停止させる。したがって、本発明の実施例は、ＵＥから送信された信号が同じ基地局の圏内にある他ＵＥから送信された信号を妨害するのを防止することができる。

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。

１０ 無線通信システム
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 記憶装置
１１２ プログラム
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 アップリンク伝送改善プログラム

Claims (14)

1. 無線通信システムのＵＥ（ユーザー端末）においてＨＡＲＱ（ハイブリッド自動リピート要求）プロセスのアップリンク伝送を改善する方法であって、
   前記ＵＥのＨＡＲＱエンティティーが前記ＵＥに割り当てられたアップリンクグラントに基づいて、対応するパケットの送信か再送を行うようにＨＡＲＱプロセスに指示する段階と、
   前記ＵＥのタイムアラインメントタイマーの終了時に、前記ＨＡＲＱエンティティーの中でアップリンク伝送に対応するすべてのＨＡＲＱバッファの内容を消去する段階とを含む、ＨＡＲＱプロセスのアップリンク伝送を改善する方法。
2. 前記タイムアラインメントタイマーは、前記ＵＥのアップリンクタイミングが前記無線通信システムの基地局と同期しているかどうかを示す、請求項１に記載のＨＡＲＱプロセスのアップリンク伝送を改善する方法。
3. 前記タイムアラインメントタイマーの終了は、前記ＵＥのアップリンクタイミングが前記基地局と同期しなくなることを示す、請求項２に記載のＨＡＲＱプロセスのアップリンク伝送を改善する方法。
4. 前記タイムアラインメントタイマーは、前記ＵＥでタイミングアドバンスを更新するときに再起動される、請求項１から３の何れか１項に記載のＨＡＲＱプロセスのアップリンク伝送を改善する方法。
5. 前記アップリンクグラントはランダムアクセス応答（ＲＡＲ）メッセージまたはＰＤＣＣＨ（物理ダウンリンク制御チャネル）メッセージに含まれる、請求項１から４の何れか１項に記載のＨＡＲＱプロセスのアップリンク伝送を改善する方法。
6. 前記ＲＡＲメッセージに対応するランダムアクセスプロセスはコンテンションベースのランダムアクセスプロセスである、請求項５に記載のＨＡＲＱプロセスのアップリンク伝送を改善する方法。
7. 前記パケットの再送は非適応再送方式で行われる、請求項１から６の何れか１項に記載のＨＡＲＱプロセスのアップリンク伝送を改善する方法。
8. 無線通信システムのＵＥにおいてＨＡＲＱプロセスのアップリンク伝送を改善するための通信装置であって、
   プログラムを実行するＣＰＵ（中央処理装置）と、
   前記ＣＰＵに結合され、前記プログラムを記録する記憶装置とを含み、前記プログラムは、
   前記ＵＥのＨＡＲＱエンティティーが前記ＵＥに割り当てられたアップリンクグラントに基づいて、対応するパケットの送信か再送を行うようにＨＡＲＱプロセスに指示する段階と、
   前記ＵＥのタイムアラインメントタイマーの終了時に、前記ＨＡＲＱエンティティーの中でアップリンク伝送に対応するすべてのＨＡＲＱバッファの内容を消去する段階とを含む、通信装置。
9. 前記タイムアラインメントタイマーは、前記ＵＥのアップリンクタイミングが前記無線通信システムの基地局と同期しているかどうかを示す、請求項８に記載の通信装置。
10. 前記タイムアラインメントタイマーの終了は、前記ＵＥのアップリンクタイミングが前記基地局と同期しなくなることを示す、請求項９に記載の通信装置。
11. 前記タイムアラインメントタイマーは、前記ＵＥでタイミングアドバンスを更新するときに再起動される、請求項８から１０の何れか１項に記載の通信装置。
12. 前記アップリンクグラントはＲＡＲメッセージまたはＰＤＣＣＨメッセージに含まれる、請求項８から１１の何れか１項に記載の通信装置。
13. 前記ＲＡＲメッセージに対応するランダムアクセスプロセスはコンテンションベースのランダムアクセスプロセスである、請求項１２に記載の通信装置。
14. 前記パケットの再送は非適応再送方式で行われる、請求項８から１３の何れか１項に記載の通信装置。

Images