JP2010514252A - シングルビットのセグメンテーションのインジケータ - Google Patents

Abstract

第１の送信フォーマットに従うデータユニットを第２の送信フォーマットに従うデータユニットに分割される。第２の送信フォーマットに従うデータユニットのヘッダに挿入される１ビットのセグメンテーション・インジケータは、第１の送信フォーマットに従うデータユニットが第２の送信フォーマットに従うデータユニットで終了するかどうかを示す。

Description

本発明は一般的には、無線ネットワークにおける高速パケットデータサービスについての無線リンクに関し、特に、ＩＰパケットをＲＬＣプロトコルのデータユニットに分割することと再組立てに関する。

無線リンク制御（ＲＬＣ）は無線チャネルによるエラー率を低減するために移動体通信ネットワークで用いられるプロトコルである。前方エラー修正と再送プロトコルの使用により、物理層では通常、１％のオーダのエラー率でパケットを配信することができる。しかしながら、たいていのＩＰネットワークで用いられるトランスポート制御プロトコル（ＴＣＰ）は、信頼できる通信のために０．０１％のオーダのエラー率を要求している。無線リンク制御（ＲＬＣ）は物理層でのエラー性能とＴＣＰによる信頼できる通信のための要求との間のギャップを橋渡しする。

ＲＬＣプロトコルは、無線通信チャネルによるＩＰパケットのエラーのない、順番通りの配信を担当する。ＲＬＣは、ＲＬＣサービスデータユニット（ＳＤＵ）とも呼ばれるＩＰパケットを、無線通信チャネルによる送信のために、ＲＬＣプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）と呼ばれるより小さいユニットに分割する。再送プロトコルは、各ＲＬＣ ＰＤＵの配信を保証するために用いられる。ＲＬＣ ＰＤＵが受信器側で失われると、その受信器は失われたＲＬＣ ＰＤＵの再送を要求することができる。ＲＬＣ ＳＤＵはその受信器で受信された複数のＲＬＣ ＰＤＵから再び組み立てられる。

ＩＰパケットは大きいこともあるので、ＲＬＣはＩＰパケットの分割や連結のための機構を提供している。分割により複数のＩＰパケットは送信のために多数のＲＬＣ ＰＤＵに分割される。連結により多数のＩＰパケットの部分部分が１つのＲＬＣ ＰＤＵに含めることができる。ＲＬＣ ＰＤＵのヘッダは従来より、長さインジケータ（ＬＩ）を含んでおり、これが各ＩＰパケットの長さを示し、受信器でのＩＰパケットの再組立を可能にしている。

第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）により標準化された広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）の標準のリリース７に関し、連結の機能を削除して、ＲＬＣヘッダの長さインジケータをセグメンテーション・インジケータで置換することが提案された。２ビットのセグメンテーション・インジケータは次の４つのセグメンテーションの可能性の内の１つを示唆するために用いられることが提案された。その４つとは以下の通りである。即ち、
・１つのＲＬＣ ＳＤＵを正確に１つのＲＬＣ ＰＤＵにフィットさせること
・ＲＬＣ ＳＤＵはＲＬＣ ＰＤＵで始まり、次にＲＬＣ ＰＤＵに続くこと
・ＲＬＣ ＳＤＵのセグメントがＲＬＣ ＰＤＵを満たすこと
・ＲＬＣ ＳＤＵはＲＬＣ ＰＤＵで終了すること
である。

上記の提案は、ＲＬＣ ＰＤＵに関して新しく確認応答されるモードのフォーマットを必要とする。従って、ＲＬＣ ＰＤＵのついて現存する確認応答モードのフォーマットの再利用を可能とするセグメンテーション・インジケータをもつことが本発明の目的である。

本発明では、第１の送信フォーマットに従うデータユニットを第２の送信フォーマットに従うデータユニットに分割する方法を提案する。第１の送信フォーマットに従うデータユニットは、２つ以上のセグメントに分割され、ヘッダが各セグメントに付加されて第２の送信フォーマットに従うデータユニットを創成する。１ビットのセグメンテーション・インジケータが第２の送信フォーマットに従うデータユニットのヘッダに付加されて、第１の送信フォーマットに従うデータユニットが第２の送信フォーマットに従うデータユニットで終了するかどうかを示す。

本発明はまた、本発明に従う方法を実行するために構成されたＲＬＣプロセッサを含む送信器に関したものでもある。

１つの代表的な実施例では、第１の送信フォーマットに従うデータユニットはＲＬＣ ＳＤＵを有し、第２の送信フォーマットに従うデータユニットはＲＬＣ ＰＤＵを有している。連結が用いられないと仮定するなら、複数のＲＬＣ ＰＤＵに順序番号を付けることと組み合わせて、１ビットのセグメンテーション・インジケータは、ＲＬＣプロトコルの分割と再組立機能を実行するのに十分である。受信器が、最後のＲＬＣ ＳＤＵの終わりとなるＲＬＣ ＰＤＵの順序番号からＲＬＣ ＳＤＵの始まりを判断しても良い。この情報に基づいて、受信器は１つのＲＬＣ ＳＤＵに対応する全てのＲＣＬ ＰＤＵの順序番号を判断しても良い。

本発明により、柔軟なＲＬＣ ＰＤＵフォーマットのセグメンテーション・インジケーション・フィールドの１ビットが節約でき、新しいＦＭＤフォーマットが規定される場合には、将来の拡張や機能追加のために利用可能なスペアビットが備えられるという利点がある。

本発明の代表的な実施例を添付図面を参照してより詳細に説明する。

代表的な通信ネットワークを例示した図である。 複数のＲＬＣ ＳＤＵを複数のＲＬＣ ＰＤＵに分割することを例示する図である。 代表的なＲＬＣ ＰＤＵフォーマットを例示した図である。 複数のＲＬＣ ＳＤＵを複数のＲＬＣ ＰＤＵに分割する代表的な方法を例示する図である。 複数のＲＬＣ ＰＤＵから複数のＲＬＣ ＳＤＵを再組立する代表的な方法を例示する図である。

さて、図面を参照して説明すると、図１は通信ネットワーク１０を図示しており、その図では移動局２０が通信チャネル３０により基地局４０と通信している。基地局４０はインターネットのようなＩＰネットワークへの接続を提供するアクセスネットワーク（ＡＮ）の一部である。移動局２０はパケットデータを無線通信ネットワーク３０を介して基地局４０に送信し、また、基地局４０から無線通信ネットワーク３０を介してパケットデータを受信する。次の検討では基地局４０と移動局２０は第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）により標準化された広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）に従って動作すると仮定するが、ここで説明する原理は他の標準やアクセス技術に対しても適用可能である。

ＷＣＤＭＡネットワークではハイブリッドＡＲＱが物理層に採用され約１％程度のエラー率を提供している。しかしながら、トランスポート制御プロトコル（ＴＣＰ）では、信頼できる通信のために０．０１％のオーダでのエラー率を要求している。無線リンク制御（ＲＬＣ）は、物理層でのエラー性能とＴＣＰネットワークによる信頼できる通信のための要求との間のギャップを橋渡しする。ＲＬＣ機能は移動局２０ではＲＬＣプロセッサ２２により、基地局４０ではＲＬＣプロセッサ４２により実現される。

ＷＣＤＭＡでは、送信局（例えば、アップリンク送信では移動局２０、ダウンリンク送信では基地局４０）におけるＲＬＣプロセッサ２２、４２はパケットデータ収束プロトコル（ＰＤＣＰ）層から圧縮ＩＰパケットを受信する。そのＩＰパケットはＲＬＣサービスデータユニット（ＳＤＵ）としても知られている。ＲＬＣは複数のＳＤＵを複数のセグメントへと分割し、各セグメントにヘッダを付加してＲＬＣプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を創成する。それから、ＰＤＵが無線通信チャネル３０により受信器へと送信される。アップリンクでは、ＰＤＵは移動局２０の送信器により基地局４０の受信器へと送信される。ダウンリンクでは、ＰＤＵは基地局４０の送信器により移動局２０の受信器へと送信される。受信器のＲＬＣプロセッサ２２、４２においてＰＤＵの喪失が検出されるとき、受信器は否定確認応答（ＮＡＣＫ）を送信し、喪失したＰＤＵの再送を要求する。１つのＳＤＵに対応する複数のＰＤＵが受信されると、ＳＤＵが再組立されて上位層のプロトコルへと渡される。

図２は複数のＲＬＣ ＳＤＵを複数のＲＬＣ ＰＤＵへと分割する様子を図示している。図２に示されている例では、ＳＤＵ５０が３つのセグメントへと分割され、３つのＰＤＵ５２を形成する。セグメントの数は、ＳＤＵ５０とＰＤＵ５２の相対サイズに依存して変えても良い。各ＰＤＵ５２は、ヘッダ５４と、ＳＤＵ５０の１つのセグメントを含むペイロード５６とを含む。ＰＤＵ５２のサイズは柔軟性があっても良く、運用者はＰＤＵ５２に関して所定の最大サイズを設定しても良い。セグメンテーション処理中に、ＲＬＣプロセッサ２２、４２はＳＤＵ５０を最大サイズの基準に基づいてセグメントに分割する。最後のＳＤＵ５０のサイズは、パッディングや連結が最後のＰＤＵ５２を満たすことが要求されないように変更することが許されている。

複数のＰＤＵ５２から複数のＳＤＵを再組立するために、受信器のＲＬＣプロセッサ２２、４２は１つのＳＤＵ５０に対応する複数のＰＤＵ５２を識別することが必要である。連結が用いられないことを仮定すると、ＰＤＵ５２のヘッダ５４のセグメンテーション・インジケータがＳＤＵ５０の終わりを定めるために用いられても良い。１実施例に従えば、そのセグメンテーション・インジケータは、もしＳＤＵ５０が次のＰＤＵ５２に続くなら第１の値にセットされ、もしＳＤＵ５０がそのＰＤＵ５２で終了するなら第２の値にセットされる１ビットを有する。例えば、そのセグメンテーション・インジケータが“０”の値にセットされたならＳＤＵ５０は次のＰＤＵ５２に続くことを示すようにし、“１”の値にセットされたならＳＤＵ５０は現在のＰＤＵ５２で終了することを示すようにしても良い。セグメンテーション・インジケータとＰＤＵ５２の順序番号とに基づいて、ＲＬＣプロセッサ２２，４２はどのＰＤＵ５２がＳＤＵ５０に対応するのかを判断することができる。代わりの実施例では、セグメンテーション・インジケータはＳＤＵの始まりを定めるように用いられても良いが、さもなければ、同じ方法で動作する。

図３は１実施例に従う代表的なＰＤＵフォーマットを図示している。ヘッダ５４は、データ／制御（Ｄ／Ｃ）フィールド、順序番号フィールド、ポーリングビット（Ｐ）フィールド、及び、ヘッダ拡張（ＨＥ）フィールドを含んでいる。Ｄ／ＣフィールドはＰＤＵ５２のタイプ（例えば、データか制御か）を示す。順序番号フィールドはＰＤＵ５２の第１オクテットと第２オクテットに拡がり、ＰＤＵ５２の順序番号を含む。Ｐフィールドは状態レポートを要求するために用いられる。ＨＥフィールドは、セグメンテーション・インジケータとスペアビットとを含む２ビットのフィールドである。セグメンテーション・インジケータはＰＤＵ５２がＳＤＵ５０の最初のセグメントを含むかどうかを示すために用いられる。スペアビットはセグメンテーション以外の目的のために用いられても良い。代わりの実施例に従えば、別のＰＤＵフォーマットが同じように用いられても良い。あるＰＤＵフォーマットでは、セグメンテーション・インジケータとして用いられる１ビットをもつ分離したセグメンテーション・インジケータ（ＳＩ）をもつかもしれない。

以下の表１は図３に示したＰＤＵフォーマットを用いてセグメンテーション・インジケータを実装する１つの方法を例示している。

表１：セグメンテーション・インジケータ（第１実施例）
┌−−┬−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−┐
｜ 値｜ 説 明 ｜
├−−┼−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−┤
｜ｘ０｜このＲＬＣ ＰＤＵのＲＬＣ ＳＤＵは次のＲＬＣ ＰＤＵに続く｜
├−−┼−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−┤
｜ｘ１｜ＲＬＣ ＳＤＵはこのＲＬＣ ＰＤＵで終わる ｜
└−−┴−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−┘

表１に示されているように、ＳＤＵ５０が次のＰＤＵ５２に続くことを示すために、最下位ビットが“０”にセットされ、ＳＤＵ５０が現在のＰＤＵ５２で終了することを示すために、“１”にセットされる。この実施例では、“ｘ”で示されている最上位ビットはスペアビットである。そのスペアビットは、例えば、ＰＤＵ５２が始めて送信されたのかどうかを示すために用いられても良い。例えば、そのスペアビット“０”の値がセットされると、ＰＤＵ５２が始めて送信されることを示し、“１”の値がセットされると、そのＰＤＵ５２は以前に送信されたＰＤＵ５２の再送であることを示すようにしても良い。ＰＤＵ５２が再送されるかどうかを示すことにより、基地局４０で送信される複数のＰＤＵ５２の優先順位付けを行なうことが可能になり、これは性能上有益である。

表２はセグメンテーション・インジケータを実装の別の例を示している。

表２：セグメンテーション・インジケータ（第２実施例）
┌−−┬−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−┐
｜ 値｜ 説 明 ｜
├−−┼−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−┤
｜０ｘ｜このＲＬＣ ＰＤＵのＲＬＣ ＳＤＵは次のＲＬＣ ＰＤＵに続く｜
├−−┼−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−┤
｜１ｘ｜ＲＬＣ ＳＤＵはこのＲＬＣ ＰＤＵで終わる ｜
└−−┴−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−┘

表２に示されているように、最上位ビットがセグメンテーション・インジケータとして機能する一方、最下位ビットはスペアビットとして機能する。ＳＤＵ５０が現在のＰＤＵ５２で終了するかどうかに依存して、セグメンテーション・インジケータは、“０”或は“１”の値にセットされる。そのスペアビットは、例えば、ＰＤＵ５２が始めて送信されたのか、以前に送信されたＰＤＵ５２の再送であるのかを示すために用いられても良い。

図４は送信器のＲＬＣプロセッサ２２、４２により実現される、複数のＳＤＵ５０を複数のＰＤＵ５２に分割する代表的な手順１００を図示している。その送信器は、アップリンク通信用に移動局２０に位置するか、ダウンリンク通信用に基地局４０に位置している。手順１００はＲＬＣプロセッサ２２、４２が上位層のプロトコルからＳＤＵ５０を受信するときに開始される（ブロック１０２）。ＲＬＣプロセッサ２２、４２はＳＤＵ５０を分割し（ブロック１０４）、ヘッダを各セグメントに付加して、１つ以上のＰＤＵ５２を創成する（ブロック１０６）。創成された各ＰＤＵ５２に関して、ＲＬＣプロセッサ２２、４２はＳＤＵ５０がＰＤＵ５２で終了するかどうかを判断する（ブロック１０８）。もし、終了しないなら、ＲＬＣプロセッサ２２、４２はＰＤＵ５２のセグメンテーション・インジケータを“０”に等しいようにセットする（ブロック１１０）。もし、ＳＤＵ５０がＰＤＵ５２で終了するなら、ＲＬＣプロセッサ２２、４２はＰＤＵ５２のセグメンテーション・インジケータを“１”に等しいようにセットする（ブロック１１２）。この手順１００は各ＰＤＵ５２に関して繰り返され、最後のＰＤＵ５２が処理されるときに終了する（ブロック１１４）。

図５は受信器のＲＬＣプロセッサ２２、４２により実現される、受信した複数のＰＤＵ５２から複数のＳＤＵ５０を再組立する代表的な手順１５０を図示している。その受信器は、ダウンリンク通信用に移動局２０に位置するか、アップリンク通信用に基地局４０に位置している。ＲＬＣプロセッサ２２、４２は１つ以上のＳＤＵ５０を有する複数のＰＤＵ５２を受信する（ブロック１５２）。各ＳＤＵ５０に関し、ＳＤＵ５０の始まりは、最後のＳＤＵ５０の終わりを含むＰＤＵ５２の順序番号に基づく（ブロック１５４）。例えば、最後のＳＤＵ５０が順序番号ｎのＰＤＵ５２で終了するなら、次のＳＤＵ５０の始まりは順序番号ｎ＋１を含むＰＤＵ５２で始まる。ＲＬＣプロセッサ２２、４２は、ＰＤＵ５２のヘッダのセグメンテーション・インジケータに基づいて、各ＳＤＵ５０の終了を判断する（ブロック１５６）。ＲＬＣプロセッサ２２、４２はＳＤＵが始まり終了するＰＤＵ５２の順序番号を知っているので、同じＳＤＵ５０に属する全てのＰＤＵ５２を識別して、ＳＤＵ５０を再組立すると良い（ブロック１５８）。

もちろん、本発明は、本発明の本質的な特徴を逸脱することなく、ここで具体的に説明した実施例以外の方法で実現することは可能である。この実施例は全ての点において、例示的であり限定的なものではないとして考えられるべきであり、添付の請求の範囲の意味と同等の範囲の中にある全ての変更は請求の範囲の内に含まれることが意図されている。

Claims (12)

1. 第１の送信フォーマットに従うデータユニットを第２の送信フォーマットに従うデータユニットに分割する方法であって、前記方法は、
   前記第２の送信フォーマットに従うデータユニットのヘッダにインジケータ・フィールドを挿入する工程と、
   前記第１の送信フォーマットに従うデータユニットが、前記第２の送信フォーマットに従うデータユニットで終了するなら、前記インジケータ・フィールドの所定のインジケータビットに所定の値を設定する工程とを有することを特徴とする方法。
2. 前記インジケータ・フィールドは１ビットのフィールドを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記インジケータ・フィールドは、前記インジケータビットとスペアビットとを含む２ビットのフィールドを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記スペアビットは、前記第１の送信フォーマットに従うデータユニットの分割を示唆する以外の目的のために用いられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記スペアビットは、前記第２の送信フォーマットに従うデータユニットが以前に送信されたデータユニットの再送信であるかどうかを示すために用いられることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記第１の送信フォーマットに従うデータユニットは、無線リンク制御サービスデータユニットであり、前記第２の送信フォーマットに従うデータユニットは、無線リンク制御プロトコルデータユニットであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
7. 第１の送信フォーマットに従うデータユニットを第２の送信フォーマットに従うデータユニットに分割するＲＬＣプロセッサを有する移動体通信システムにおける送信器であって、前記ＲＬＣプロセッサは、
   前記第２の送信フォーマットに従うデータユニットのヘッダにインジケータ・フィールドを挿入し、
   前記第１の送信フォーマットに従うデータユニットが、前記第２の送信フォーマットに従うデータユニットで終了するなら、前記インジケータ・フィールドの所定のインジケータビットに所定の値を設定するように構成されていることを特徴とする送信器。
8. 前記インジケータ・フィールドは１ビットのフィールドを有することを特徴とする請求項７に記載の送信器。
9. 前記インジケータ・フィールドは、前記インジケータビットとスペアビットとを含む２ビットのフィールドを有することを特徴とする請求項７に記載の送信器。
10. 前記ＲＬＣプロセッサは、前記スペアビットを、前記第１の送信フォーマットに従うデータユニットの分割を示唆する以外の目的のために用いることを特徴とする請求項７に記載の送信器。
11. 前記ＲＬＣプロセッサは、前記スペアビットを、前記第２の送信フォーマットに従うデータユニットが以前に送信されたデータユニットの再送信であるかどうかを示すために用いることを特徴とする請求項１０に記載の送信器。
12. 前記第１の送信フォーマットに従うデータユニットは、無線リンク制御サービスデータユニットであり、前記第２の送信フォーマットに従うデータユニットは、無線リンク制御プロトコルデータユニットであることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の送信器。

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