JP2009524978A

JP2009524978A - 移動通信システムにおける無線リソース要求方法

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Publication number: JP2009524978A
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Inventors: スン−チュンパク，; ヨン−デリ，; スン−ダクチョン，; ミュン−チュルユン，
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Abstract

本発明は、Ｅ−ＵＭＴＳシステムにおける制御信号を用いた無線リソース要求方法に関する。端末がアップリンクの無線リソースを有しない場合、基地局にデータ送信が必要であれば、前記端末は、ＲＡＣＨ（Random Access Channel）又は制御信号を選択的に利用してデータ送信のための無線リソースを前記基地局に要求する。従って、本発明は、前記ＲＡＣＨ又は前記制御信号を用いて前記端末が前記基地局に迅速に無線リソース要求メッセージを送信し、前記基地局から迅速に前記無線リソースを取得することができるので、高速データ送信が保証される。

Description

本発明は、マルチメディアブロードキャスト／マルチキャストサービス（ＭＢＭＳ）サービスに関し、特に、端末の移動性をサポートし、ＭＢＭＳサービスを提供するための情報を送信する方法に関する。

図１は、従来技術及び本発明が適用される移動通信システムであるＥ−ＵＭＴＳのネットワーク構造である。前記Ｅ−ＵＭＴＳシステムは、既存のＵＭＴＳシステムから進化したシステムである。

前記Ｅ−ＵＭＴＳの標準化は、現在３ＧＰＰで行われている。前記Ｅ−ＵＭＴＳは、長期的発展（Long Term Evolution：ＬＴＥ）システムともいわれる。

図１に示すように、Ｅ−ＵＭＴＳネットワークは、Ｅ−ＵＴＲＡＮとコアネットワーク（Core Network：ＣＮ）とから構成される。前記Ｅ−ＵＴＲＡＮは、ユーザ装置（User Equipment：ＵＥ）、ｅＮｏｄｅＢ又はｅＮＢといわれる基地局、及び前記ネットワークの終端に位置し、外部ネットワークに接続されるアクセスゲートウェイ（AccessGateway：ＡＧ）を含む。

前記ＡＧは、ユーザトラフィックを処理するための部分と制御トラフィックを処理するため部分とに分けられる。前記ユーザトラフィックを処理するためのＡＧ部分と制御トラフィックを処理するためのＡＧ部分は、通信のために新しいインタフェースを介して互いに接続される。

１つのｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）には１つ以上のセルが存在する。前記ｅＮｏｄｅＢは、ユーザトラフィック及び／又は制御トラフィック伝送のための
インタフェースにより接続される。

前記ＣＮは、前記ＡＧ及びＵＥのユーザ登録のためのノードも含む。インタフェースは、前記Ｅ−ＵＴＲＡＮと前記ＣＮを区分するために前記Ｅ−ＵＭＴＳにおいても提供される。

移動端末とネットワーク間の無線インタフェースプロトコル層は、通信システムにおいて公知の開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）参照モデルの下位３層に基づいて第１層（Ｌ１）、第２層（Ｌ２）、及び第３層（Ｌ３）に区分される。第１層の物理層は、物理チャネルを利用して情報送信サービスを提供する。前記第３層に位置する無線リソース制御（Radio Resource Control：ＲＲＣ）層は、前記移動端末と前記ネットワーク間の無線リソースを制御する役割を果たす。

前記ＲＲＣ層は、前記移動端末と前記ネットワーク間でＲＲＣメッセージを交換する。前記ＲＲＣ層は、前記ｅＮｏｄｅＢ及び前記ＡＧのような各ネットワークノードに位置するか、前記ｅＮｏｄｅＢ又は前記ＡＧの一方に位置する。

図２は、３ＧＰＰ無線接続ネットワーク標準に準拠した端末とＵＴＲＡＮ間の無線インタフェースプロトコルの制御プレーンの構造を示す。図２の無線インタフェースプロトコルは、水平的には、物理層、データリンク層、及びネットワーク層から構成され、垂直的には、データ情報を送信するユーザプレーンと制御信号を伝送する制御プレーンとから構成される。

図２のプロトコル層は、通信システムにおいて公知の開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）参照モデルの下位３層に基づいて第１層（Ｌ１）、第２層（Ｌ２）、及び第３層（Ｌ３）に区分される。以下、図２に示す制御プレーンの各無線プロトコル層と図３に示すユーザプレーンの各無線プロトコル層について説明する。

第１層である物理層は、物理チャネルを利用して上位層に情報送信サービスを提供する。前記物理層は、トランスポートチャネルで上位に位置する媒体アクセス制御（Medium Access Control：ＭＡＣ）層に接続される。

データは、トランスポートチャネルで前記ＭＡＣ層と前記物理層間で伝送される。また、データは、相異なる物理層間、特に、送信側の物理層と受信側の物理層間で伝送される。

前記第２層のＭＡＣ層は、論理チャネルで上位層である無線リンク制御（Radio Link Control：ＲＬＣ）層にサービスを提供する。前記第２層の前記ＲＬＣ層は、信頼性のあるデータ伝送をサポートする。

前記ＲＬＣ機能が前記ＭＡＣ層により実現及び実行される場合、前記ＲＬＣ層自体は存在する必要がない可能性があるため、前記ＲＬＣ層が点線で示されることに注意する。

前記第２層のパケットデータコンバージェンスプロトコル（Packet Data Convergence Protocol：ＰＤＣＰ）層は、ＩＰｖ４やＩＰｖ６などのＩＰパケットを利用して相対的に帯域幅が小さい無線インタフェース上でデータを効率的に送信するために利用される。前記ＰＤＣＰ層は、不要な制御情報を含む相対的に大きいＩＰパケットヘッダのサイズを小さくするためにヘッダ圧縮機能を行う。

前記第３層の最下部に位置する無線リソース制御（ＲＲＣ）層は、制御プレーンにおいてのみ定義される。前記ＲＲＣ層は、無線ベアラ（Radio Bearer：ＲＢ）の設定、再設定、及び解除のためにトランスポートチャネル及び物理チャネルを担当する。無線ベアラ（ＲＢ）は、前記移動端末と前記ＵＴＲＡＮ間のデータ伝送のために前記第２層により提供されるサービスである。

ネットワークから移動端末にデータを伝送するためのダウンリンクトランスポートチャネルとしては、システム情報の送信のためのブロードキャストチャネル（Broadcast Channel：ＢＣＨ）及びユーザトラフィックや制御メッセージの送信のためのダウンリンク共有チャネル（SharedChannel：ＳＣＨ）がある。ダウンリンクマルチキャスト又はブロードキャストサービスのトラフィック又は制御メッセージは、ダウンリンクＳＣＨで伝送されるか、又は別途のダウンリンクマルチキャストチャネル（MulticastChannel：ＭＣＨ）で送信される。移動端末からネットワークにデータを伝送するためのアップリンクトランスポートチャネルとしては、初期制御メッセージの送信のためのランダムアクセスチャネル（RandomAccess Channel：ＲＡＣＨ）とユーザトラフィック又は制御メッセージの送信のためのアップリンク共有チャネル（ＳＣＨ）がある。

以下、ＲＡＣＨについて詳細に説明する。一般に、ＲＡＣＨは、端末がネットワークと時間同期を取るか、前記端末がアップリンクでデータを伝送するとき、該当データを伝送するためのアップリンク無線リソースが存在しない場合、無線リソースを取得するために利用される。

例えば、端末の電源をオンすると、前記端末は、一般に、ダウンリンク同期を取って前記端末がアクセスしようとするセルからシステム情報を受信することができる。前記システム情報を受信した後、前記端末は、ＲＲＣ接続のために前記ネットワーク又は基地局にアクセス要求メッセージを送信する。しかしながら、前記端末が現在前記ネットワークとの時間同期を取っておらず、アップリンク無線リソースも取得していない場合、前記端末はＲＡＣＨを用いる。

すなわち、前記端末は、前記ＲＡＣＨを用いて前記ネットワークにアクセス要求メッセージを送信するための無線リソースを要求する。その後、前記基地局は、前記端末がＲＲＣ接続メッセージを送信できるようにするために適当な無線リソースを前記端末に割り当てる。そうすると、前記端末は、前記割り当てられた無線リソースを利用して前記ネットワークにＲＲＣ接続メッセージを送信できる。

他の例を挙げると、前記端末が前記ネットワークとＲＲＣ接続を形成すると、前記端末は、無線リソーススケジューリングによって前記ネットワークから無線リソースを取得し、前記割り当てられた無線リソースを利用してデータを前記ネットワークに伝送する。しかしながら、伝送するデータを有しない端末にアップリンク無線リソースを割り当てることは非効率的であるため、前記端末のバッファにデータが残っていない場合、前記ネットワークは、アップリンク無線リソースを割り当てない。前記端末のバッファの状態は、周期的に又はイベント発生に応じて前記ネットワークに報告される。無線リソースを要求しない新しいデータが前記バッファに生成された場合、前記端末は、現在割り当てられているアップリンク無線リソースがないため、前記ＲＡＣＨを用いる。すなわち、前記端末は、前記ＲＡＣＨを用いてデータの伝送に必要な無線リソースを前記ネットワークに要求する。

以下、ＷＣＤＭＡにおけるＲＡＣＨについて詳細に説明する。ＲＡＣＨチャネルは、アップリンクで短いデータを伝送するために利用される。

ＲＲＣ接続要求メッセージ、セル更新メッセージ、又はＵＲＡ更新メッセージなどの一部のＲＲＣメッセージは、前記ＲＡＣＨで送信される。論理チャネルＣＣＣＨ（Common Control Channel）、ＤＣＣＨ（Dedicated Control Channel）、及びＤＴＣＨ（DedicatedTraffic Channel）は、前記ＲＡＣＨにマッピングされ、前記ＲＡＣＨは、物理チャネルＰＲＡＣＨ（Physical Random AccessChannel）にマッピングされる。

端末のＭＡＣが前記端末の物理層にＰＲＡＣＨ伝送を指示すると、前記端末の物理層は、１つのアクセススロット及び１つのシグネチャを選択してＰＲＡＣＨプリアンブルをアップリンクで伝送する。前記プリアンブルは、１．３３ｍｓの長さを有するアクセススロット間隔で伝送される。前記アクセススロットの所定長の初期部分で１６のシグネチャから１つのシグネチャが選択されて伝送される。

前記移動端末が前記プリアンブルを伝送した後、前記基地局は、ダウンリンク物理チャネルＡＩＣＨ（Acquisition Indicator Channel）を利用して応答信号を伝送する。前記プリアンブルに対する応答として伝送されるＡＩＣＨは、前記伝送されたアクセススロットに対応するアクセススロットの所定長の初期部分で前記プリアンブルにより選択された前記シグネチャを伝送する。

前記基地局は、前記ＡＩＣＨから伝送された前記シグネチャを利用して肯定応答（ＡＣＫ）又は否定応答（ＮＡＣＫ）を前記端末に送信する。ＡＣＫを受信すると、前記端末は、前記伝送されたシグネチャに対応するＯＶＳＦコードを利用して１０ｍｓ又は２０ｍｓの長さのメッセージ部分を送信する。ＮＡＣＫを受信すると、前記端末のＭＡＣは、適当な時間後に前記端末の物理層にＰＲＡＣＨ伝送を再び指示する。前記端末が以前に伝送されたプリアンブルに対応するＡＩＣＨを受信していない場合、前記端末は、指定されたアクセススロット後に以前のプリアンブルより１レベル高い電力で新しいプリアンブルを伝送する。

ＣＱＩ（ChannelQuality Indicator）情報は、端末が現在のセルにおけるダウンリンクチャネル状態を測定し、前記基地局に前記測定された状態を提供できるようにする情報である。前記基地局は、前記提供されたＣＱＩ情報を利用して無線リソーススケジューリングを行う。例えば、ＣＱＩの値が１〜１０である場合、１は、チャネルが良好状態にないことを示し、１０は、前記チャネルが良好状態にあることを示す。

前記端末が前記基地局に１０のＣＱＩ情報を伝送すると、前記基地局は、現在のダウンリンクチャネルが良好状態にあると判断し、高いビットレートで前記端末にデータを伝送する。逆に、前記端末が１のＣＱＩ情報を前記基地局に伝送すると、前記基地局は、前記ダウンリンクチャネルが状態が良好な状態にないと判断し、低いビットレートで前記端末にデータを伝送する。前記ＣＱＩ情報を伝送するために、前記基地局は、前記端末が周期的に又はイベント発生に応じて報告を行うべきであることを前記端末に予め通知する。

前記端末が前記基地局に伝送する前記制御信号の他の例として、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat and Request）のＡＣＫ／ＮＡＣＫシグナリングがある。ＨＡＲＱは、前記ＲＬＣ層により行われるＡＲＱと前記物理層により行われるＦＥＣ（ForwardError Correction）を結合して得られた動作である。

すなわち、前記ＭＡＣ層及び前記物理層から受信されたデータがエラーであると判断された場合、前記端末は、前記基地局に再送信を要求して前記データを再受信する。ここで、前記送信側（基地局）から受信した前記データの状態を通知するために、前記受信側（端末）は、受信に成功した場合はＡＣＫシグナリングを前記送信側に送信し、受信に失敗した場合はＮＡＣＫシグナリングを前記送信側に送信する。前記ＡＣＫ／ＮＡＣＫシグナリングによって、前記送信側は、該当データを再送信するか否かを判断する。

前記端末から前記基地局への制御信号のさらに他の例としては、前記ＲＬＣ層の状態報告（STATUS REPORT）メッセージがある。前記ＲＬＣ層は、信頼性のあるデータ送信のためにＡＲＱを行う。すなわち、前記送信側は、各データユニットにシーケンスナンバーを付け、前記受信側は、前記ＲＬＣ層から受信された前記データユニットの前記シーケンスナンバーを確認して全てのデータが送信されたか否かを判断する。

例えば、前記送信側が１番目から１０番目までのデータユニットを前記受信側に送信し、前記受信側の前記ＲＬＣ層が８つのデータユニット、すなわち、１番目から５番目までのデータユニット及び８番目から１０番目までのデータユニットを正常に受信した場合、前記受信側ＲＬＣ層は、状態報告メッセージにより６番目及び７番目のデータユニットは正常に受信できず、残りのユニットは正常に受信できたことを送信側に通知する。従って、前記状態報告メッセージを受信した後、前記送信側は、６番目及び７番目のデータユニットを前記受信側に再送信する。

従来の方法では、ＲＲＣ接続状態であり、アップリンクの無線リソースを有しない端末は、前記基地局へのデータ送信が必要であれば、前記ＲＡＣＨを用いて前記基地局にデータ送信のための無線リソースを要求する。しかし、前記端末が前記ＲＡＣＨを用いる場合、前記端末からの要求が他の端末からの要求と衝突する恐れがある。例えば、同一のタイミングと同一のリソースで２つ以上の端末が同一のシグネチャーを利用して前記ＲＡＣＨプリアンブルを伝送すると、衝突が発生して無線リソース要求のための遅延時間が増加する。

また、前記ＲＡＣＨを用いる端末は、次のＲＡＣＨリソースの割り当て周期だけ待機しなければならない。例えば、ＲＡＣＨリソースの割り当て周期が１０ｍｓであると仮定した場合、前記端末は、前記ＲＡＣＨを用いるために最大１０ｍｓ待機しなければならない。

さらに、ＲＲＣ接続状態であり、アップリンクの無線リソースを有していない端末が前記基地局にデータ送信を必要とし、全ての端末が無線リソースの要求のために前記ＲＡＣＨを用いると、これにより、ＲＡＣＨリソースの割り当てが増加しなければならない。この状態で、前記端末からの送信間に衝突が発生し、ＲＡＣＨリソースの割り当て周期だけ遅延時間が増加する。また、全ての端末が前記ＲＡＣＨで無線リソースを要求するので、ＲＡＣＨリソースの量が増加するという問題が発生する。

従って、本発明の目的は、ＲＡＣＨだけでなく、アップリンクのための制御信号を用いて基地局から迅速に無線リソースを取得する方法を提供することにある。

本発明の一態様において、移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法が提供される。前記方法は、無線リソースが要求されたという通知（indication）を含む制御信号を送信する段階と、第１割り当て無線リソースを受信する段階と、前記第１割り当て無線リソースを利用してメッセージを送信する段階とを含む。

残りの送信データの量が前記第１割り当て無線リソースを利用して送信できるデータの量より多い場合、前記メッセージが第２無線リソースに対する要求を含み、残りの送信データの量が前記第１割り当て無線リソースを利用して送信できるデータの量より少ないか同一である場合、前記メッセージがデータのみを含む。前記メッセージは、第２無線リソースに対する要求であり、前記方法は、第２割り当て無線リソースを受信する段階と、前記第２割り当て無線リソースを利用してデータを送信する段階とをさらに含む。

前記無線リソースに対する前記要求は、データを含む。前記制御信号は、ＣＱＩ情報、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ、及び状態報告メッセージの１つを含む。

本発明の他の態様において、移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法が提供される。前記方法は、無線リソースが要求されたことを示し、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）で送信されるプリアンブル及び制御チャネルで送信される制御信号の一方に含まれる通知を送信する段階と、第１割り当て無線リソースを受信する段階と、前記第１割り当て無線リソースを利用して、第２無線リソースに対する、データを含む要求を送信する段階と、第２割り当て無線リソースを受信する段階と、前記第２割り当て無線リソースを利用してデータを送信する段階とを含む。

無線リソースが要求されたという前記通知を送信する段階は、前記ＲＡＣＨを用いて前記無線リソースを取得するために必要な第１時間及び前記制御信号を用いて前記無線リソースを取得するために必要な第２時間を計算する段階と、前記計算された第１時間及び第２時間のいずれの時間が短いかを判断する段階とを含む。無線リソースが要求されたという前記通知を送信する段階は、データサービスタイプを判断する段階と、前記データサービスタイプが遅延時間に敏感である場合、無線リソースが要求されたという前記通知を前記プリアンブルに含め、前記データサービスタイプが遅延時間に敏感でない場合、無線リソースが要求されたという前記通知を前記制御信号に含める段階とを含む。好ましくは、無線リソースが要求されたという前記通知を送信する段階は、データサービス優先順位を判断する段階と、前記ＲＡＣＨを用いて前記無線リソースを取得するために必要な第１時間、及び前記制御信号を用いて前記無線リソースを取得するために必要な第２時間を計算する段階と、前記データサービスが高い優先順位を有すると判断された場合、前記計算された第１時間及び第２時間のいずれの時間が短いかによって、前記通知を前記プリアンブル及び前記制御信号の一方に含める段階と、前記データサービスが低い優先順位を有すると判断された場合、前記通知を前記制御信号に含める段階を含む。

本発明のさらに他の態様において、移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法が提供される。前記方法は、無線リソースが要求されたという通知を含む制御信号を受信する段階と、第１割り当て無線リソースを送信する段階と、前記第１割り当て無線リソースを利用して送信されたメッセージを受信する段階とを含む。

前記メッセージを送信した移動端末に残っている送信データの量が前記第１割り当て無線リソースを利用して送信できるデータの量より多い場合、前記メッセージが第２無線リソースに対する要求を含み、前記移動端末に残っている送信データの量が前記第１割り当て無線リソースを利用して送信できる量より少ないか同一である場合、前記メッセージがデータのみを含む。前記メッセージは、第２無線リソースに対する要求であり、前記方法は、第２割り当て無線リソースを送信する段階と、前記第２割り当て無線リソースを利用して送信されたデータを受信する段階とをさらに含む。

前記無線リソースに対する前記要求はデータを含む。前記方法は、前記メッセージが受信された移動端末に送信のためのデータが残っているか否かを判断する段階をさらに含む。好ましくは、前記制御信号は、ＣＱＩ情報、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ、及び状態報告メッセージの１つを含む。

本発明のさらに他の態様において、無移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法が提供される。前記方法は、無線リソースが要求されたことを示し、ＲＡＣＨで送信されるプリアンブル、及び制御チャネルで送信される制御信号の一方に含まれる通知を受信する段階と、第１割り当て無線リソースを送信する段階と、前記第１割り当て無線リソースを利用して送信された無線リソースに対する、データを含む要求を受信する段階と、第２割り当て無線リソースを送信する段階と、前記第２割り当て無線リソースを利用して送信されたデータを受信する段階と、を含む。

前記通知を送信する移動通信端末が前記ＲＡＣＨを用いて前記無線リソースを取得するために必要な時間が、前記移動通信端末が前記制御信号を用いて前記無線リソースを取得するために必要な時間より短い場合、無線リソースが要求されたという前記通知が前記プリアンブルで受信され、前記移動通信端末が前記ＲＡＣＨを用いて前記無線リソースを取得するために必要な時間が、前記移動通信端末が前記制御信号を用いて前記無線リソースを取得するために必要な時間より長い場合、前記通知が前記制御信号で受信される。データサービスタイプが遅延時間に敏感である場合、無線リソースが要求されたという前記通知が前記プリアンブルで受信され、前記データサービスタイプが遅延時間に敏感でない場合、前記通知が前記制御信号で受信される。データサービスが高い優先順位を有し、前記通知を送信する移動通信端末が前記ＲＡＣＨを用いて前記無線リソースを取得するために必要な時間が前記移動通信端末が前記制御信号を用いて前記無線リソースを取得するために必要な時間より短い場合、無線リソースが要求されたという前記通知は前記プリアンブルで受信される。前記データサービスが低い優先順位を有するか、前記データサービスが高い優先順位を有し、前記移動通信端末が前記ＲＡＣＨを用いて前記無線リソースを取得するために必要な時間が前記移動通信端末が前記制御信号を用いて前記無線リソースを取得するために必要な時間より長い場合、無線リソースが要求されたという前記通知は前記制御信号で受信される。

本発明のさらなる長所及び利点は後述する発明の詳細な説明に記述されるが、一部はその記述内容から明確になるか、又は、本発明を実施することにより理解されるであろう。上記の本発明の一般的な記載及び後述する詳細な記載は例示的なものであり、請求の範囲に記載の本発明を具体的に説明するためのものである。

このような実施形態及び他の例示的な実施形態は、添付図面を有する実施形態の下記の詳細な説明により当業者に明らかになるであろうが、本発明は、説明される特定実施形態のいずれにも限定されるものではない。
発明の理解を容易にするために添付され、本明細書の一部を構成する図面は、本発明の多様な実施形態を示し、明細書と共に本発明の原理を説明する。図面において同一符号を付す本発明の特徴、構成要素、及び態様は、１つ以上の実施形態において同一、同等、又は類似した特徴、構成要素、及び態様を示す。

以下、本発明の好ましい実施形態に関する詳細内容に言及するが、この例は下記の図面に提示される。本発明の好ましい実施形態に関して説明するが、前述した実施形態は本発明を限定するものではないことが理解されるであろう。逆に、本発明は、代案、変更、及び同等物を含み、これは、添付した請求の範囲により定義された本発明の精神に含まれる。

本発明は、Ｅ−ＵＭＴＳなどの移動通信システムにおいて実現される。しかし、本発明は、他の標準に準拠した通信システムにも適用できる。

本発明は、端末がＲＲＣ接続状態で、アップリンクの無線リソースを有していない場合、基地局へのデータ送信が必要であれば、前記端末がＲＡＣＨだけでなくアップリンクの制御信号を用いて無線リソースを前記基地局に要求する方法を提供する。好ましくは、前記制御信号は、ダウンリンクのチャネル状態を示すＣＱＩ情報、ＨＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＣＫシグナリング、及びＲＬＣ層の状態報告（STATUS REPORT）メッセージのうちの１つを含む。好ましくは、前記端末は、前記基地局（ｅＮｏｄｅ−Ｂ）に無線リソース割り当て要求メッセージを送信し、前記基地局は、無線リソースのスケジューリングを行う。

図４は、本発明の実施形態による移動通信システムにおける無線リソース要求方法を示す。図４に示すように、前記端末１０（ＵＥ）が前記基地局２０（ｅＮｏｄｅ−Ｂ）からダウンリンクデータを受信しても（Ｓ１０）、前記端末は、現在基地局に送信するアップリンクデータを有しておらず、前記基地局からアップリンク無線リソースが割り当てられない。

前記端末１０は、前記アップリンクに送信するデータがなくても、ＣＱＩ情報、ＨＡＲＱＡＣＫ／ＮＡＣＫシグナリング、及び状態報告メッセージを前記基地局２０に送信しなければならない。前記ＣＱＩ情報は、前記ダウンリンクの無線チャネル状態を報告し、前記状態報告メッセージは、前記ＲＬＣ層のデータユニットの受信を示す。

すなわち、前記端末１０は、前記基地局に送信するデータがなくても、前記基地局からデータ受信中には前記基地局２０に制御信号を送信しなければならない。従って、前記基地局２０は、前記端末１０が前記制御信号を送信できるようにするために、前記端末１０に特定の無線リソースを割り当てる。

前記バッファに送信する新しいデータが発生しても（Ｓ１１）、以前から前記バッファが空であったため、前記端末１０は、依然として割り当てられたアップリンク無線リソースを有しない。従って、前記端末１０は、前記新しいデータを送信するために、前記基地局２０に無線リソースを要求しなければならない。

前記端末１０は、前記基地局２０に無線リソースを要求するために、ＣＱＩ情報、ＨＡＲＱＡＣＫ／ＮＡＣＫシグナリング、及び前記ＲＬＣ層の状態報告などの制御信号を利用する。すなわち、前記端末１０は、前記制御信号により前記基地局２０に無線リソースの要求を通知する（Ｓ１２）。

本発明の一方法は、前記制御信号に１ビットの情報を加えることにより、前記制御信号を用いて前記基地局２０に前記無線リソースを要求する方法である。前記１ビットの情報は、前記端末１０が無線リソースを要求するか否かを示す。

前記制御信号を用いて前記基地局２０に無線リソースを要求する他の方法は、既存の情報ビットを利用する方法である。例えば、ＣＱＩシグナリングが４ビット情報であり、ＣＱＩ情報を示すために００００と１１００間のビットを利用する場合、無線リソース要求のための情報として「１１１１」を利用することができる。

前記基地局２０は、前記制御信号に含まれる無線リソース要求情報により前記端末１０が無線リソースを要求しているか否かを判断する。前記端末１０が無線リソースを要求する場合、前記基地局２０は、前記端末が前記無線リソース要求メッセージを送信できるように無線リソースを割り当てる（Ｓ１３）。

前記基地局２０からアップリンク無線リソースが割り当てられると、前記端末１０は、無線リソース要求メッセージを前記基地局２０に送信する（Ｓ１４）。前記無線リソース要求メッセージは、前記端末のバッファ状態、前記端末の優先順位、データの優先順位、及びＣＱＩ情報を含む。

前記無線リソース要求メッセージは、前記基地局２０から割り当てられた無線リソースの比率によってさらに前記端末のデータを含む。例えば、前記端末１０が前記基地局２０から無線リソース要求メッセージ送信のために割り当てられた無線リソースに１００ビットを送信することができ、無線リソース要求メッセージのサイズが２０ビットである場合、前記端末１０が有するバッファのサイズが２００ビットであると、前記端末１０は、８０ビットのデータをまず無線リソース要求メッセージとともに前記割り当てられた無線リソースを介して送信する。

また、前記端末１０は、前記バッファが小さいサイズのデータを有する場合、前記無線リソース要求メッセージを含まずに前記端末のデータを送信する。例えば、前記端末１０が前記基地局２０から無線リソース要求メッセージ送信のために割り当てられた無線リソースに１００ビットの情報を送信でき、前記バッファが９０ビットのデータを有し、前記無線リソース要求メッセージが２０ビットである場合、前記端末１０は、前記１００ビットの無線リソースに前記バッファの９０ビットデータのみを含め、前記無線リソース要求メッセージを含めない。無線リソース要求メッセージ送信のために割り当てられた無線リソースに前記無線リソース要求メッセージが含まれない場合、前記基地局２０は、前記端末に送信するデータが存在しないと判断する。

前記無線リソース要求メッセージを受信した後、前記基地局２０は、無線リソースを前記端末１０に割り当てる（Ｓ１５）。前述したように、前記端末の全てのデータが前記無線リソース要求メッセージとともに前記基地局２０に送信されるか、全てのデータが該当無線リソースに送信された場合、前記基地局２０は、前記端末１０に無線リソースを割り当てない。すなわち、前記基地局２０は、前記無線リソース要求メッセージの情報により又は前記メッセージの有無により前記端末１０の全てのデータが送信されたか否かを判断することができる。

前記端末１０に前記基地局２０から無線リソースが割り当てられると、前記端末１０は、前記無線リソースを介して前記基地局２０にアップリンクデータを送信する（Ｓ１６）。

本発明によると、無線リソースを有しない端末が前記制御信号と前記ＲＡＣＨチャネルのいずれか一方を利用して無線リソースを要求することができる。

本発明の第１の方法において、前記端末は、無線リソースを取得する時間によって前記ＲＡＣＨを用いるか、前記制御信号を用いるかを決定する。すなわち、前記端末は、ＲＡＣＨリソースの周期及び前記ＲＡＣＨを用いて無線リソースを取得するために必要な時間の合計と、前記ＲＡＣＨリソースの周期及び前記制御信号を用いて無線リソースを取得するために必要な時間の合計とを比較し、前記ＲＡＣＨを用いるか、前記制御信号を用いるかを決定する。

例えば、ＲＡＣＨリソースの周期をＴ_ＲＡＣＨとし、バッファに新しいデータが発生して無線リソースを要求するための次のＲＡＣＨリソースの周期までの前記端末の待機時間をＴ_{ＲＡＣＨ−ＮＯＷ}とする。また、ＲＡＣＨを用いてデータ送信のための無線リソースを取得する時間をＴ_{ＲＡＣＨ＿ＡＬＬＯＣＡＴＥＤＲＥＳＯＵＲＣＥ}とする。新しいデータが発生して前記端末が前記ＲＡＣＨを用いて無線リソースを取得する時間の合計は、Ｔ_{ＲＡＣＨ−ＮＯＷ}＋Ｔ_{ＲＡＣＨ＿ＡＬＬＯＣＡＴＥＤＲＥＳＯＵＲＣＥ}である。

また、前記端末のバッファに新しいデータが発生して無線リソースを要求するために次の制御信号を送信するための端末の待機時間をＴ_{ＮＥＸＴＣＯＮＴＲＯＬ}とし、前記制御信号を用いてデータの送信のための無線リソースを取得する時間をＴ_{ＣＯＮＴＲＯＬ＿ＡＬＬＯＣＡＴＥＤＲＥＳＯＵＲＣＥ}とする。前記端末が前記制御信号を用いて無線リソースを取得するために必要な総時間は、Ｔ_{ＮＥＸＴＣＯＮＴＲＯＬ}＋Ｔ_{ＣＯＮＴＲＯＬ＿ＡＬＬＯＣＡＴＥＤＲＥＳＯＵＲＣＥ}である。

従って、前記端末は、Ｔ_{ＲＡＣＨ−ＮＯＷ}＋Ｔ_{ＲＡＣＨ＿ＡＬＬＯＣＡＴＥＤＲＥＳＯＵＲＣＥ}をＴ_{ＮＥＸＴＣＯＮＴＲＯＬ}＋Ｔ_{ＣＯＮＴＲＯＬ＿ＡＬＬＯＣＡＴＥＤＲＥＳＯＵＲＣＥ}と比較し、遅延時間が短い方法を用いる。

例えば、新しいデータが発生したが、無線リソースがない場合、ＲＡＣＨを用いると２０ｍｓかかり、制御信号を用いると１０ｍｓかかるなら、前記端末は、前記制御信号を用いて前記基地局に無線リソースを要求する。逆に、新しいデータが発生したが、無線リソースがない場合、ＲＡＣＨを用いると２０ｍｓかかり、制御信号を用いると３０ｍｓかかるなら、前記端末は、前記ＲＡＣＨを用いて前記基地局に無線リソースを要求する。

本発明の第２の方法において、前記端末は、データサービスタイプによってＲＡＣＨを用いるか、制御信号を用いるかを判断する。すなわち、前記端末は、遅延時間に敏感でないデータサービスの場合は制御信号を用い、遅延時間に敏感であるデータサービスの場合はＲＡＣＨを用いる。

例えば、インターネットサービスのように遅延時間に敏感でないデータサービスの場合、ＲＡＣＨを用いると１５ｍｓかかり、制御信号を用いると２０ｍｓかかっても、前記端末は２０ｍｓの前記制御信号を用いる。この場合、前記端末は、ＲＡＣＨと制御信号を分割して利用して無線リソースを要求することにより、ＲＡＣＨリソースを相対的に小さい範囲に割り当ててもいいので、無線リソースの効率の面で有利である。逆に、遅延時間に敏感であるトラフィックサービスの場合、前記端末はＲＡＣＨを用いる。

本発明の第３の方法において、前記端末は、データの優先順位によってＲＡＣＨを用いるか、制御信号を用いるかを判断する。すなわち、前記端末は、優先順位が高いサービスの場合、前記ＲＡＣＨを用い、優先順位が低いサービスの場合、前記制御信号を用いる。

また、前記端末は、優先順位が高いサービスの場合、ＲＡＣＨ又は制御信号を用いて無線リソースを取得するまでの総時間を計算して、総時間が短い方を選択して利用し、優先順位が低いサービスの場合は、常に制御信号を利用する。

本発明によると、各端末が前記基地局に効果的かつ迅速に無線リソース要求メッセージを送信し、前記基地局から迅速に無線リソースを取得できるため、各端末の高速データ送信が保証できる。

本発明の精神や基本的な特性から外れない限り多様な形態で本発明を実現することができ、前述した実施形態は前述した詳細な記載内容によって限定されるのではなく、添付された請求の範囲に定義された本発明の精神や範囲内で広く解釈されるべきであり、本発明の請求の範囲内で行われるあらゆる変更及び変形、並びに請求の範囲の均等物は本発明の請求の範囲に含まれる。

前述した実施形態と利点は本発明を制限するものでなく、単なる例示にすぎない。本発明は、他の形態の装置にも容易に適用できる。

本発明の詳細な説明は請求の範囲を制限するものでなく、単なる説明の便宜のためのものである。当該技術分野における通常の知識を有する者であれば多様な代案、変更、変形が可能であることを理解できるであろう。請求の範囲において、ミーンズプラスファンクションクレーム(means-plus-function clauses)は列挙された機能を実行するものであり、ここに記載された構造、構造的同等物だけでなく均等な構造をも含む。

従来技術及び本発明が適用される移動通信システムであるＥ−ＵＭＴＳのネットワーク構造を示す図である。無線プロトコルの制御プレーンの各層を示す図である。無線プロトコルのユーザプレーンの各層を示す図である。本発明の一実施形態による移動通信システムにおける無線リソース要求方法を示す図である。

Claims

無線リソースが要求されたという通知を含む制御信号を送信する段階と、
第１割り当て無線リソースを受信する段階と、
前記第１割り当て無線リソースを利用してメッセージを送信する段階と
を含むことを特徴とする移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法。
残りの送信データの量が前記第１割り当て無線リソースを利用して送信できるデータの量より多い場合、前記メッセージが第２無線リソースに対する要求を含み、
残りの送信データの量が前記第１割り当て無線リソースを利用して送信できるデータの量より少ないか同一である場合、前記メッセージがデータのみを含むことを特徴とする請求項１に記載の移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法。
前記メッセージは、第２無線リソースに対する要求であり、
第２割り当て無線リソースを受信する段階と、
前記第２割り当て無線リソースを利用してデータを送信する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法。
前記無線リソースに対する前記要求は、データを含むことを特徴とする請求項３に記載の移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法。
前記制御信号は、ＣＱＩ情報、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ、及び状態報告メッセージの１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法。
無線リソースが要求されたことを示し、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）で送信されるプリアンブル及び制御チャネルで送信される制御信号の一方に含まれる通知を送信する段階と、
第１割り当て無線リソースを受信する段階と、
前記第１割り当て無線リソースを利用して、第２無線リソースに対する、データを含む要求を送信する段階と、
第２割り当て無線リソースを受信する段階と、
前記第２割り当て無線リソースを利用してデータを送信する段階と
を含むことを特徴とする移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法。
無線リソースが要求されたという前記通知を送信する段階は、
前記ＲＡＣＨを用いて前記無線リソースを取得するために必要な第１時間及び前記制御信号を用いて前記無線リソースを取得するために必要な第２時間を計算する段階と、
前記計算された第１時間及び第２時間のいずれの時間が短いかを判断する段階とを含むことを特徴とする請求項６に記載の移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法。
無線リソースが要求されたという前記通知を送信する段階は、
前記判断する段階によって、前記プリアンブル及び前記制御信号の一方に前記通知を含める段階を含むことを特徴とする請求項７に記載の移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法。
無線リソースが要求されたという前記通知を送信する段階は、
データサービスタイプを判断する段階を含むことを特徴とする請求項６に記載の移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法。
無線リソースが要求されたという前記通知を送信する段階は、
前記データサービスタイプが遅延時間に敏感である場合、無線リソースが要求されたという前記通知を前記プリアンブルに含め、
前記データサービスタイプが遅延時間に敏感でない場合、無線リソースが要求されたという前記通知を前記制御信号に含める段階を含むことを特徴とする請求項９に記載の移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法。
無線リソースが要求されたという前記通知を送信する段階は、
データサービス優先順位を判断する段階を含むことを特徴とする請求項６に記載の移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法。
無線リソースが要求されたという前記通知を送信する段階は、
前記ＲＡＣＨを用いて前記無線リソースを取得するために必要な第１時間、及び前記制御信号を用いて前記無線リソースを取得するために必要な第２時間を計算する段階と、
前記データサービスが高い優先順位を有すると判断された場合、前記計算された第１時間及び第２時間のいずれの時間が短いかによって、前記通知を前記プリアンブル及び前記制御信号の一方に含める段階とを含むことを特徴とする請求項１１に記載の移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法。
無線リソースが要求されたという前記通知を送信する段階は、
前記データサービスが低い優先順位を有すると判断された場合、前記通知を前記制御信号に含める段階を含むことを特徴とする請求項１１に記載の移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法。
無線リソースが要求されたという通知を含む制御信号を受信する段階と、
第１割り当て無線リソースを送信する段階と、
前記第１割り当て無線リソースを利用して送信されたメッセージを受信する段階と
を含むことを特徴とする移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法。
前記メッセージを送信した移動端末に残っている送信データの量が前記第１割り当て無線リソースを利用して送信できるデータの量より多い場合、前記メッセージが第２無線リソースに対する要求を含み、
前記移動端末に残っている送信データの量が前記第１割り当て無線リソースを利用して送信できる量より少ないか同一である場合、前記メッセージがデータのみを含むことを特徴とする請求項１４に記載の移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法。
前記メッセージは、第２無線リソースに対する要求であり、
第２割り当て無線リソースを送信する段階と、
前記第２割り当て無線リソースを利用して送信されたデータを受信する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法。
前記無線リソースに対する前記要求はデータを含むことを特徴とする請求項１６に記載の移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法。
前記メッセージが受信された移動端末に送信のためのデータが残っているか否かを判断する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法。
前記制御信号は、ＣＱＩ情報、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ、及び状態報告メッセージの１つを含むことを特徴とする請求項１４に記載の移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法。
無線リソースが要求されたことを示し、ＲＡＣＨで送信されるプリアンブル、及び制御チャネルで送信される制御信号の一方に含まれる通知を受信する段階と、
第１割り当て無線リソースを送信する段階と、
前記第１割り当て無線リソースを利用して送信された無線リソースに対する、データを含む要求を受信する段階と、
第２割り当て無線リソースを送信する段階と、
前記第２割り当て無線リソースを利用して送信されたデータを受信する段階と、
を含むことを特徴とする移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法。
前記通知を送信する移動通信端末が前記ＲＡＣＨを用いて前記無線リソースを取得するために必要な時間が、前記移動通信端末が前記制御信号を用いて前記無線リソースを取得するために必要な時間より短い場合、無線リソースが要求されたという前記通知が前記プリアンブルで受信され、
前記移動通信端末が前記ＲＡＣＨを用いて前記無線リソースを取得するために必要な時間が、前記移動通信端末が前記制御信号を用いて前記無線リソースを取得するために必要な時間より長い場合、前記通知が前記制御信号で受信されることを特徴とする請求項２０に記載の移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法。
データサービスタイプが遅延時間に敏感である場合、無線リソースが要求されたという前記通知が前記プリアンブルで受信され、前記データサービスタイプが遅延時間に敏感でない場合、前記通知が前記制御信号で受信されることを特徴とする請求項２０に記載の移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法。
データサービスが高い優先順位を有し、前記通知を送信する移動通信端末が前記ＲＡＣＨを用いて前記無線リソースを取得するために必要な時間が前記移動通信端末が前記制御信号を用いて前記無線リソースを取得するために必要な時間より短い場合、無線リソースが要求されたという前記通知は前記プリアンブルで受信されることを特徴とする請求項２０に記載の移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法。
前記データサービスが低い優先順位を有するか、前記データサービスが高い優先順位を有し、前記移動通信端末が前記ＲＡＣＨを用いて前記無線リソースを取得するために必要な時間が前記移動通信端末が前記制御信号を用いて前記無線リソースを取得するために必要な時間より長い場合、無線リソースが要求されたという前記通知は前記制御信号で受信されることを特徴とする請求項２０に記載の移動通信システムにおける無線リソーススケジューリング方法。