JP2009534917A - 無線通信システムにおける肯定確認応答と否定確認応答とを送信する方法、通信エンティティ、及びシステム - Google Patents

無線通信システムにおける肯定確認応答と否定確認応答とを送信する方法、通信エンティティ、及びシステム Download PDF

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Abstract

本発明は、セルラ移動体無線システムに関し、具体的には通信待ち時間の低減に関する。特に、本発明は、(肯定または否定)確認応答の転送に関する。肯定確認応答または否定確認応答に関する情報を含むシグナリングにより、待ち行列または冗長度を低減させる。

Description

本発明はセルラ移動体無線システムに関し、具体的には、待ち時間の低減と通信容量の増大に関する。特に、本発明は(肯定または否定)確認応答の送信に関する。
従来の無線通信システムの例として、汎欧州ディジタル移動電話方式(GSM)、GSM拡張向け高速データレート(EDGE)、汎用パケット無線システム(GPRS)、及び、改良型GPRS(EGPRS)がある。
非特許文献1は、汎用パケット無線サービス(GPRS)媒体アクセス制御/無線リンク制御(MAC/RLC)層のための無線インタフェース(参照点Um、3GPP TS 04.02参照)で使用する手順を規定している。
非特許文献1には、第10.3a.3章及び第10.3a.4章それぞれにおいて、図1、図2、及び図3においてアップリンクに関して図示されているようにEGPRSのために使用される各種の変調と符号化方式(MCS)についてのダウンリンクブロックヘッダとアップリンクブロックヘッダが含まれている。図1はMCS1−4に対応し、図2はMCS5と6に対応し、図3はMCS7−9に対応する。
3GPP技術仕様では、RRコネクションは、情報フローの上位層の交換をサポートするために移動局とネットワークとの間で確立される物理コネクションである。RRコネクションは二つのピアエンティティにより維持され、解放される。一時的ブロックフロー(TBF)は、パケットデータ物理チャネル上のLLC PDU(論理リンク制御プロトコルデータユニット)の一方向転送をサポートするために、二つのRRピアエンティティにより使用される物理コネクションである。TBFは、RLCデータブロックの場合には、RLCデータブロックを送信する方向(アップリンクまたはダウンリンク)と一緒に一時的フロー識別子(TFI)により識別され、また、RLC/MAC(無線リンク制御/媒体アクセス制御)制御メッセージの場合には、RLC/MAC制御メッセージを送信する方向とメッセージタイプと一緒にTFIにより識別される。アップリンクまたはダウンリンクのRLC/MAC制御メッセージにおいて、パケット転送モードの間に移動局を明確に識別するため、グローバルTFIが用いられる。もし、存在するのであれば、グローバルTFIは、移動局(MS)のアップリンクTFIまたはダウンリンクTFIのどちらかを使用して、MSをアドレスする。どちらのTFIを使用するかは、手順により明確に定義される場合を除き、送信者の裁量である。ストール・インジケータ(SI)ビットは、移動体のRLC転送ウインドウが進む(即ち、行き詰まらない)ことができるか、できない(即ち、行き詰まる)かを示す。移動局は全てのアップリンクRLCデータブロックでSIビットを設定しなければならない。リトライビット(R)は、移動局がチャネル要求(CHANNEL REQUEST)メッセージを転送したかどうかを示す。もし、移動局がチャネル要求メッセージを一度送信したなら、Rは0に等しい。もし移動局がチャネル要求メッセージを二度またはそれ以上送信したなら、Rは1に等しい。
EGPRSでは、各RLCデータブロックは、長さ11ビットのブロックシーケンス番号(BSN)フィールドを含む。シーケンス内RLCデータブロックを送信用に指定した時には、BSNの値を送信状態変数(V(S))に等しく設定する。EGPRSヘッダでは、データブロック用に使用するチャネル符号化とパンクチュアリング(puncturing)の種類を示すため、符号化とパンクチュアリング方式(CPS)インジケータフィールドを使用する。PFIインジケータ(PI)は、任意選択のパケットフローインジケータ(PFI)フィールドの存在を示す。再送ブロックビット(RSB)は、EGPRS無線ブロック内に含む任意のRLCデータブロックを以前に送信したかどうかを示す。
図4、図5、及び、図6はそれぞれ、図1、図2、及び、図3のMCSに対応するダウンリンクのRLC/MACヘッダである。
RRBP値は、移動局がパケット制御確認応答(PACKET CONTROL ACKNOWLEDGEMENT)メッセージかネットワークへのPACCHブロックのどちらかをネットワークに送信しなければならない単一のアップリンクブロックを規定する。ここで、PACCHはパケット関連制御チャネルである。従来技術によれば、RRBPに予約した2ビットがあり、これが4つの可能な値を定義する。
2個のRLCデータブロックをRLC/MACブロック内で送信する場合、仮に第二のブロック番号と第一のブロックのモジュロSNS間の差がウィンドウサイズ(WS)より小さいなら、BSN2はBSN1に対して相対的である。ここで、SNSはシーケンスナンバスペースであり、EGPRSでは2048に等しく、GPRSでは128に等しい。このことはアップリンクおよびダウンリンクの両方に言えることである。
電力低減(PR)フィールドは、現行のRLCブロックの電力レベル低減を示す。
RRBPフィールドが有効か無効か、また、次のアップリンク制御ブロックがどのフィールドを含まなければならないかを示すため、ES/Pフィールドが使用される。アップリンク方向に関する3GPP技術仕様によれば、各種ES/Pフィールド設定を図示している図7に従って、移動局(MS)はダウンリンクES/Pに応答する。NPBとFPBはそれぞれ、次のパーシャルビットマップと、最初のパーシャルビットマップを示す。FPBおよびNPBは、パケットアップリンクAck/Nackメッセージ内のEGPR Ack/Nack記述情報要素の特定の事例である。
タイムスロットは、周期的に、例えば、0、1、2、3、4、5、6、7、0、1、2、……と番号が付けられる。USF(アップリンク状態フラグ)フィールドが全てのダウンリンクRLC/MACブロックで送られ、同じタイムスロット番号で次のアップリンク無線ブロックの所有者または使用を示唆する。
EGPRSでは、ヘッダタイプ3でスプリットブロックインジケータが使用され、2ブロック再分割を使用して幾つかのユーザデータが再転送されるかどうかを示す。
受信プロトコルデータに対しては、肯定的/否定的確認応答ACK/NACKにより、(肯定的にまたは否定的に)確認応答する。データペイロードを全く含むことができない個別のパケットまたはメッセージで、ACK/NACKレポートは送信される。
第3世代パートナーシッププロジェクト(3GPP):技術仕様グループGSM/EDGE無線アクセスネットワーク、汎用パケット無線サービス(GPRS)、移動局(MS)−基地局システム(BSS)間インタフェース、無線リンク制御/媒体アクセス制御(RLC/MAC)プロトコル、3GPP TS 04.60 V8.27.0、フランス、2005年9月
上記に引用したどの文献にも、待ち行列を削減するシグナリング情報の送信や、ACK/NACK転送に関連する全体的冗長や、下位互換性を維持するデータブロックにACK/NACKレポートを含ませることについては開示していない。
送信エンティティは、転送資源を効率的に活用し、利用可能な転送と処理能力に対応するため、一つ以上のバッファを備える。
送信バッファにペイロードデータがある場合、もし、送信のためにACK/NACKレポートがスケジュールされるならば、従来の解決策ではそのようなデータの送信を禁止する。これは、遅延と待ち時間をもたらし、ユーザの性能満足度を減少させる。
従って、本発明の好ましい実施例の目的は、ペイロード転送と調和する(肯定的または否定的)確認応答の転送の方法とシステムを提供することである。
また、本発明の好ましい態様の目的は、RLC/MACヘッダ構造を改善する方法とシステムを提供することである。
本発明の一つの態様の目的は、遅延と待ち時間を削減する方法とシステムを提供することである。
更に、本発明の実施例の目的は、従来の技術に基づく動作を促進して性能改善をもたらす方法とシステムを提供することである。
最終的には、本発明の実施例の目的は、ペイロードデータ部分を有するPDCHアップリンクまたはダウンリンクブロックにACK/NACKを含める方法とシステムを提供することである。
ACK/NACKデータをピギーバックすることを含める方法とシステムはこれらの目的に適う。
本発明の好ましい実施例について、例示的な目的で、添付図面を参照して説明する。
本発明は、遅延を低減または除去するプロトコルとシグナリングの修正を開示する。更に、本発明はより高速な再転送とより少ない待ち時間を提供する。
本発明は、ダウンリンクACK/NACKレポート(アップリンク方向に転送されるフィードバック情報)とアップリンクACK/NACKレポート(ダウンリンク方向に転送されるフィードバック情報)の両方を対象とする。
ダウンリンクACK/NACKレポート
図8は、本発明の実施例を例示する非限定的な例のフローチャートを簡略に示す。例として示したフローチャートでは、本発明の実例を示すために好適な例のフィールドとして、RRBPおよびUSFフィールドが用いられる。しかしながら、本発明は、対応して展開される、例えば、BSNまたはPRのような他のフィールドを排除するものではない。一つ以上のダウンリンクRLCデータブロックを受信するユーザ機器は、第一のRLCデータブロックのヘッダをチェックする《S1》。もし、第一のRLCデータブロックのヘッダが有効なRRBPを含み、第二のRLC/MACブロックのUSFが、RRBPにおいて識別されたの同じアップリンクブロック周期を有しているなら、更なる考慮のために二つの可能な選択肢がある《S2》。もし、第二のRLC/MACブロックのUSFが、RRBPにおいて識別されたの同じアップリンクブロック周期を有していないなら《S1》、ピギーバックすることはさらには考慮されず、従来の技術仕様に従って、従来のACK/NACKレポートメッセージが送信される《S6》。
第一のRLCデータブロックのヘッダが有効なRRBPフィールドを有し、第二のRLC/MACブロックのUSFが、RRBPにおける識別されたのと同じアップリンクブロック期間を有しているなら、前に送信したダウンリンクRLCデータブロックをエラー受信したが、それより早くにはエラーとして(即ち、否定確認応答)レポートしていなかったなら、または、それより早いその転送に否定確認応答したダウンリンクRLCデータブロックを正しく受信したなら、ピギーバックしたACK/NACKレポートが送信される《S3》。
上述のように、もし新規なACK/NACKステータスがないなら、もし送信すべきデータがあるなら《S4》、従来のRLCデータブロックメッセージが送信されるであろう《S5》し、送信すべきデータがないなら《S4》、従来のACK/NACKレポートメッセージが送信される《S6》。
本発明の第一の態様によれば、図8のフローチャートに従って、ネットワークはレポートと特定のメッセージングを制御する。これは、従来の移動局/ユーザ機器との下位互換性を提供する。第一の代替的な態様によれば、USFフィールドを検出するステップ《S1》の後のステップ《S2》と《S4》の順序を入れ替える。これに対応して、関連の転送メッセージ《S3》と《S5》を入れ替える。
本発明の第二の態様によれば、USFフィールドの検出(図8の《S1》のように)は、本発明に従って動作する移動局/ユーザ機器を促し、どの特定のメッセージタイプを送信すべきか、また、移動局/ユーザ機器をUSFスケジュールした場合、いつそれを送信すべきかを決定する。
三つの態様全てで、EGPRSアップリンクRLCデータブロックヘッダの予備ビット間には、特定のビットが含まれる。これは、現在の3GPP技術仕様(図1〜図3参照)に準拠している。従って、アップリンク受信ノードは、受信データブロックがピギーバックするACK/NACK情報を有しているかどうか決定できる。RLCデータブロックが、基地局制御装置またはサービングGPRSサポートノード/ゲートウエイGPRSサポートノード(SGSN/GGSN)のために決定され、無線基地局に手渡さなければならない。現在のRLC/MACヘッダ構造にピギーバック情報を組み込むことにより、本発明の実施のために中間のノードが更新される必要はない。予備ビットは、三つのアップリンクRLCデータブロックタイプ全てに利用可能である。従って、本発明の下位互換性はまた、無線基地局のような無線アクセスネットワークノードを包含するものである。
本発明によれば、アップリンクRLC/MACパケット、望ましくは、そのデータ部分に、肯定的または否定的確認応答(ACK/NACK)を含む。
ピギーバックするACK/NACKメッセージは、EGPRS RLC/MACダウンリンクフィードバックヘッダ(アップリンク方向に送信される)におけるACK/NACK情報フィールド(AN)に含めて添付される。従って、ピギーバックするACK/NACKメッセージは、ペイロードデータから区別することができる。アップリンクレポート(以下を参照)のために対応するANフィールドがあるのが望ましい。
ACK/NACKレポートを転送する直前に、USFを割付けてもよい。少なくとも、ACK/NACKの転送前にUSFを良好に受信しないなら、ピギーバックすることと、専用メッセージに包含させることの両方に、移動局/ユーザ機器はACK/NACKレポートを準備するのが望ましい。
また、ピギーバックのためと専用メッセージへの包含のための各ACK/NACKレポートは異なるのが望ましい。ピギーバックのためのACK/NACKレポートは、短いビットマップであることが望ましく、他方、専用ACK/NACKレポートメッセージに包含されるのが好ましいACK/NACKレポートは、どちらかというと、詳細報告である。また、ピギーバックのためのACK/NACKレポートには、ペイロードデータの誤り防止符号に比較して、付加的誤り防止符号が備えられているのが望ましい。しかしながら、いずれのレポートについても、レポートフォーマットのいずれもが除外されることはない。
また、ACK/NACKレポートをピギーバックすることに関し、RLCデータブロック内のACK/NACKレポートの位置が受信側で知られているべきである。
位置に事前に定めておくなら、それを各RLCデータブロックに関して通信する必要がないので、事前に定めた位置は非常に便利である。一度定められると、通信の両側により暗黙のうちにその位置は知られ、複数のRLCデータブロックに適用される。事前に定めた位置は、必要があれば再び定めることができることを排除しない。事前に定めた位置は、例えば、RLCデータブロックの端のような、RLCデータブロックの特定の位置に対して相対的なものとできる。
(肯定的または否定的に)確認応答された一つ以上の特定のBNSはACK/NACKレポートにおいて、絶対的参照または相対的アドレスによって参照されるのが望ましい。
アップリンクACK/NACKレポート
本発明に従えば、従来のRRBPフィールドは、EGPRSダウンリンクRLC/MACヘッダにおけるRRBPフィールドとACK/NACKインジケータ(AN)フィールドにより置換される。ANフィールドは、ピギーバックACK/NACKが含まれるかどうかについての情報を備える。
本発明に従う移動局/ユーザ機器は、ANフィールドの情報内容から、ACK/NACKレポートがRLCデータブロックのデータペイロード部分に含まれるかどうかを識別する。
ANフィールドを提供するための従来のRRBPフィールドを置換する代替案として、従来のES/Pフィールドが置換されることが可能であろう(図4〜図6参照)。ANフィールドは、置換されるとき、RRBPとES/Pフィールドの中間に配置されるのが望ましい。
置換するRRBPフィールドは、図9における例に示すように、二個の可能な値、20msまたは40msを定義するのが望ましい。本発明にとっては重要ではないが、しかし、その図の説明のために、図9における遅延は、RRBP値を含むダウンリンクブロックの第一のTDMAフレーム(N)に関して相対的なものである。RRBP値が“0”である場合に関して、2個のTDMAフレーム番号が示されている。そのフレーム番号は、GPRSとEGPRSの技術仕様に従い、中間的なIDLEとPTCCH(パケットタイミングアドバンス制御チャネル)フレームのために、どのブロックでRRBPを送信するかに依存して使用される。
RRBPの代替または補完として、ES/Pフィールドが置換されてANフィールドを収容する。
図10は本発明に従う好適なANフィールドを図示している。ACK/NACKレポートをピギーバックすること、或は、ACK/NACKレポートをピギーバックしないことを示す二個の代替案がある。本発明は、ピギーバックACK/NACKレポートの包含に関して、正論理と負論理の両方をカバーする。
ダウンリンクACK/NACKレポートに関して検討したように、ピギーバックACK/NACKレポートの位置は、送信側と受信側の両方で同一であるべきである。
各RLCデータブロックのために通信する必要がないので、事前に定めた位置は非常に便利である。一度定まると、その位置は両側で暗黙のうちに知られ、複数のRLCデータブロックに適用される。事前に定めた位置は、必要があれば再び定めることができることを排除しない。事前に定めた位置は、例えば、RLCデータブロックの最後のような、RLCデータブロックの特定の位置に対して相対的なもので良い。
(肯定的または否定的に)確認応答した一つ以上の特定のBNSは、ACK/NACKレポートにおいて、絶対的参照または相対的アドレスによって参照されるのが望ましい。
図11は本発明に従う通信エンティティの要素を図示している。この通信エンティティには、処理手段《μ》と蓄積手段《S》とを備える。処理手段は、送信されるヘッダをフォーマットし、受信したヘッダを解釈するため、また更に上述のようにペイロードデータをもつデータブロックにACK/NACKレポートを包含させるように適合される。さらに、処理手段《μ》は、蓄積手段《S》に好適に蓄積されるように、どのように、そして、どの場合に、ANヘッダ情報とピギーバックACK/NACKレポートを含めるのかを決定するように適合されるのが好ましい。
APまたはユーザ機器の受信機および送信機は、実際には一般的なものであることを当業者は容易に理解することである。本願の内にある、AP、MSまたはRBSのような概念の使用は、本発明をこれらの用語に関連する機器にのみ限定するものであることを意図するものではない。それは、本発明に関して、対応して動作するか、当業者によりそれらに容易に適合させられる全ての機器に関係する。明らかに非限定的例として、本発明は、加入者識別モジュール(SIM)を有しない移動局とともに、同様に一つ以上のSIMを含むユーザ機器にも関するものである。
本発明は、上記で詳しく説明した実施例にのみ制限されることを意図していない。本発明から逸脱すること無しに、変更および修正をしてもよい。本発明は、請求の範囲内で、全ての変更をカバーするものである。
従来の技術仕様に従う第一のアップリンクブロックヘッダを示す図である。 従来の技術仕様に従う第二のアップリンクブロックヘッダを示す図である。 従来の技術仕様に従う第三のアップリンクブロックヘッダを示す図である。 従来の技術仕様に従う第一のダウンリンクブロックヘッダを示す図である。 従来の技術仕様に従う第二のダウンリンクブロックヘッダを示す図である。 従来の技術仕様に従う第三のダウンリンクブロックヘッダを示す図である。 アップリンク方向に対する従来技術に従う種々のES/Pフィールド設定を示す図である。 本発明の実施例を示す非限定的な例のフローチャートを示す図である。 本発明に従うシグナリングのための好適なRRBPヘッダフィールドを示す図である。 本発明に従うシグナリングのための好適なANヘッダフィールドを示す図である。 本発明に従う通信エンティティの要素を示す図である。

Claims (22)

  1. アクセスポイントとユーザ機器との間の無線送信を行なう無線通信システムにおいて肯定確認応答或は否定確認応答を送信する方法であって、
    前記肯定確認応答或は否定確認応答についての情報を含むシグナリングにより、待ち時間と冗長性の少なくとも1つが低減されることを特徴とする方法。
  2. 前記肯定確認応答或は否定確認応答はRLCデータブロックに含まれることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記肯定確認応答或は否定確認応答は、短くされたレポートで表現されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 1つ以上の確認応答メッセージ或はBSNは、絶対的参照アドレス或は相対的アドレスにより確認応答メッセージにおいて参照されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  5. 前記肯定確認応答或は否定確認応答は、付加的な前方エラー制御符号化を含めて表現されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  6. 前記シグナリングは、確認応答がペイロードデータとともに含められるかどうかを示すことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  7. 新規な確認応答のステータスがあるなら、ピギーバックする確認応答が送信されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  8. 同じアップリンクブロック周期を有するRRPBフィールドとUSFフィールドとがあるならピギーバックする確認応答が送信されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  9. アクセスポイントとユーザ機器との間の無線送信を行なう無線通信システムにおいて肯定確認応答或は否定確認応答を送信するために適合した信号フォーマットの方法であって、
    前記信号フォーマットにより、データブロックメッセージが付加的な確認応答情報を含むかどうかを示す確認応答インジケータをヘッダフィールドを含ませることを特徴とする方法。
  10. 前記信号フォーマットは、肯定か否定かである確認応答のレポートとペイロードデータの両方とを含ませるように適合していることを特徴とする請求項9に記載の方法。
  11. 前記確認応答インジケータフィールドは前記ヘッダの第1のオクテットに含まれることを特徴とする請求項9に記載の方法。
  12. 前記確認応答インジケータフィールドは、RRBPフィールド或はUSFフィールドに近接したヘッダに含まれることを特徴とする請求項9に記載の方法。
  13. 前記信号フォーマットは、レポートすることとメッセージングすることとを制御するように適合されていることを特徴とする請求項9に記載の方法。
  14. アクセスポイントとユーザ機器との間の無線送信を行なう無線通信システムにおいて肯定確認応答或は否定確認応答を送信する処理を行なう処理手段を有する通信エンティティであって、
    前記処理手段は、前記肯定確認応答或は否定確認応答についての情報を含むシグナリングをして、待ち時間と冗長性の少なくとも1つが低減するように適合されていることを特徴とする通信エンティティ。
  15. 前記処理手段は請求項2乃至8のいずれか1項に記載の方法を実行するように適合していることを特徴とする請求項14に記載の通信エンティティ。
  16. 前記通信エンティティは、ユーザ機器であることを特徴とする請求項14に記載の通信エンティティ。
  17. 前記通信エンティティは、移動局であることを特徴とする請求項14に記載の通信エンティティ。
  18. 前記通信エンティティは、無線アクセスネットワークにおける制御ノードであることを特徴とする請求項14に記載の通信エンティティ。
  19. 前記通信エンティティは、基地局制御装置であることを特徴とする請求項14に記載の通信エンティティ。
  20. 前記通信エンティティは、GPRPサポートノードであることを特徴とする請求項14に記載の通信エンティティ。
  21. 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の方法を実行する手段を有することを特徴とする無線通信システム。
  22. 請求項14乃至20のいずれか1項に記載の2つ以上の通信エンティティを有することを特徴とする無線通信システム。
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