JP2010538573A

JP2010538573A - 移動通信システムにおける無線リソース割り当て要求の効果的な伝送方法

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Abstract

本発明は、アップリンク方向に送信するデータを有する端末が、無線リソースを最大限効率的に使用し、基地局に無線リソース割り当て要求メッセージを送信する方法に関する。特に、前記端末が無線リソースの状況又は各チャネルのデータの量に応じて適切なフォーマットの無線リソース割り当て要求メッセージを選択して基地局に送信する方法に関する。本発明は、ＢＳＲの伝送のための複数のＢＳＲフォーマットを定義する段階と、特定条件に応じて前記複数のＢＳＲフォーマットから１つを選択する段階と、前記選択されたＢＳＲフォーマットに応じてＢＳＲを生成する段階と、前記生成されたＢＳＲを伝送する段階とを含む無線通信システムにおけるデータの通信方法などを提供する。

Description

本発明は、無線通信を提供する無線通信システム及び移動端末に関し、アップリンク方向に伝送するデータを有する端末が、無線リソースを最大限効率的に使用して基地局に無線リソース割り当て要求メッセージを送信する方法に関する。特に、本発明は、前記端末が無線リソースの状況又は各チャネルのデータの量に応じて適切なフォーマットの無線リソース割り当て要求メッセージを選択して基地局に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を示す。前記Ｅ−ＵＭＴＳシステムは、前記ＵＭＴＳシステムから進化したシステムであり、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（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ：ＬＴＥ）システムともいわれる。

前記Ｅ−ＵＭＴＳネットワークは、Ｅ−ＵＴＲＡＮとコアネットワーク（ＣｏｒｅＮｅｔｗｏｒｋ：ＣＮ）とに分けられる。前記Ｅ−ＵＴＲＡＮは、ユーザ装置（すなわち、ＵｓｅｒＥｑｕｉｐｍｅｎｔ：ＵＥ）、基地局（すなわち、ｅＮｏｄｅＢ）、及び前記Ｅ−ＵＭＴＳネットワークの終端に位置し、１つ以上の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の部分とに分けられる。ここで、前記ユーザトラフィックを処理するためのＡＧと制御トラフィックを処理するためのＡＧは、新しいインタフェースを用いて互いに通信できる。１つのｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）には１つ以上のセルが存在する。前記ｅＮｏｄｅＢ間にはユーザトラフィック又は制御トラフィックを送信するためのインタフェースが使用されてもよい。前記ＣＮは、前記ＡＧ及び他のＵＥのユーザ登録のためのノードなどを含むことができる。インタフェースは、前記Ｅ−ＵＴＲＡＮと前記ＣＮを互いに区分するために利用されてもよい。

前記端末と前記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（ＯｐｅｎＳｙｓｔｅｍＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ：ＯＳＩ）基準モデルの下位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層に属する物理層は、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層の最下部に位置する無線リソース制御（ＲａｄｉｏＲｅｓｏｕｒｃｅＣｏｎｔｒｏｌ：ＲＲＣ）層は、前記端末と前記ネットワーク間の無線リソースを制御する。このために、前記ＲＲＣ層は、前記端末と前記ネットワーク間のＲＲＣメッセージの交換を可能にする。前記ＲＲＣ層は、ｅＮｏｄｅＢとＡＧなどのネットワークノードに分散して位置してもよく、ｅＮｏｄｅＢ又はＡＧにのみ位置してもよい。

図２は、３ＧＰＰ無線アクセスネットワーク規格に基づいた端末とＥ−ＵＴＲＡＮ間の無線インタフェースプロトコルの構造を示す。図２に示す無線インタフェースプロトコルは、水平的に物理層（ＰｈｙｓｉｃａｌＬａｙｅｒ）、データリンク層（ＤａｔａＬｉｎｋＬａｙｅｒ）、及びネットワーク層（ＮｅｔｗｏｒｋＬａｙｅｒ）からなり、垂直的にデータ情報送信のためのユーザプレーン（ＵｓｅｒＰｌａｎｅ）及び制御信号伝達のための制御プレーン（ＣｏｎｔｒｏｌＰｌａｎｅ）からなる。図２に示すプロトコル層は、通信システム分野で周知の開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）基準モデルの下位３層に基づいてＬ１（第１層）、Ｌ２（第２層）、Ｌ３（第３層）に区分される。

以下、図２の無線プロトコル制御プレーンと図３の無線プロトコルユーザプレーンの各層を説明する。

第１層（Ｌ１）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（ＭｅｄｉｕｍＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ：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送信される。また、データは、相異なる物理層間、すなわち、送信側の物理層と受信側の物理層間で物理チャネルを介して送信される。

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（ＲａｄｉｏＬｉｎｋＣｏｎｔｒｏｌ：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送信をサポートする。前記ＲＬＣ層の機能が前記ＭＡＣの機能ブロックとして実現されてもよい。この場合、前記ＲＬＣ層は存在しなくてもよい。無線プロトコルユーザプレーンにおいて、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（ＰａｃｋｅｔＤａｔａＣｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅＰｒｏｔｏｃｏｌ：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、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、無線ベアラ（ＲａｄｉｏＢｅａｒｅｒ：ＲＢ）の設定、再設定、及び解除のために論理チャネル、トランスポートチャネル及び物理チャネルの制御を担当する。ここで、無線ベアラ（ＲＢ）は、前記移動端末と前記ＵＴＲＡＮ間のデータ送信のために前記第２層（Ｌ２）により提供されるサービスである。

前記ネットワークから前記端末にデータを送信するダウンリンクトランスポートチャネルとしては、システム情報を送信するＢＣＨ（ＢｒｏａｄｃａｓｔＣｈａｎｎｅｌ）、及びユーザトラフィック又は制御メッセージを送信するダウンリンクＳＣＨ（ＳｈａｒｅｄＣｈａｎｎｅｌ）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又はダウンリンクＭＣＨ（ＭｕｌｔｉｃａｓｔＣｈａｎｎｅｌ）で送信されてもよい。前記端末から前記ネットワークにデータを送信する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を送信するＲＡＣＨ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＣｈａｎｎｅｌ）及びユーザトラフィック又は制御メッセージを送信するアップリンクＳＣＨがある。

以下、ＬＴＥシステムにおいて端末が一般にデータを受信する方法について説明する。

前記基地局及び前記端末は、特定の制御信号又は特定のサービスデータを除いて、大部分トランスポートチャネルＤＬ−ＳＣＨを用いた物理チャネルＰＤＳＣＨ（ＰｈｙｓｉｃａｌＤｏｗｎｌｉｎｋＳｈａｒｅｄＣｈａｎｎｅｌ）でデータを送信及び受信する。前記ＰＤＳＣＨのデータが送信される端末（１つ又は複数の端末）に関する情報、前記端末が前記ＰＤＳＣＨデータを受信する方法に関する情報、前記ＰＤＳＣＨデータが受信及び復号される方法に関する情報などは、物理チャネルＰＤＣＣＨ（ＰｈｙｓｉｃａｌＤｏｗｎｌｉｎｋＣｏｎｔｒｏｌＣｈａｎｎｅｌ）に含まれて伝送される。

例えば、「Ａ」というＲＮＴＩ（ＲａｄｉｏＮｅｔｗｏｒｋＴｅｍｐｏｒａｒｙＩｄｅｎｔｉｔｙｏｒＩｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）でＣＲＣマスキングされ、かつ、「Ｂ」という無線リソース（例えば、周波数位置）により「Ｃ」という伝送フォーマット情報（例えば、伝送ブロックサイズ、変調及び符号化情報など）で送信されるデータに関する情報を含む特定ＰＤＣＣＨが、特定サブフレームにより伝送されていると仮定する。次に、該当セルにある１つ又は２つ以上の端末は、前記端末の有するＲＮＴＩ情報を用いて前記ＰＤＣＣＨをモニタし、この端末が該当時点で「ＡＲＮＴＩ」を有している場合、前記端末は、前記ＰＤＣＣＨを受信し、また、前記ＰＤＣＣＨの情報で「Ｂ」及び「Ｃ」により示されるＰＤＳＣＨを受信する。

前記過程で、各ＰＤＣＣＨで伝送される無線リソースの割り当て情報の該当する端末に関する情報を通知するために、前記ＲＮＴＩが伝送される。前記ＲＮＴＩは、専用（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ）ＲＮＴＩと共用（Ｃｏｍｍｏｎ）ＲＮＴＩとを含む。前記専用ＲＮＴＩは、特定端末へのデータ送受信に使用され、端末の情報が基地局に登録されているときに端末により使用される。これに対して、前記共用ＲＮＴＩは、前記基地局に端末の情報が登録されていないため、前記専用ＲＮＴＩが割り当てられていない前記端末にデータを送信したり、前記端末からデータを受信するために、又はシステム情報のように複数の端末が共通に使用する情報を伝送するために使用される。例えば、前記ＲＡＣＨ過程でＲＡ−ＲＮＴＩ又はＴ−Ｃ−ＲＮＴＩは、共用ＲＮＴＩである。

前述したように、前記Ｅ−ＵＴＲＡＮを構成するメインエンティティは、基地局と端末である。１つのセルにおける無線リソースは、アップリンク無線リソースとダウンリンク無線リソースとから構成される。前記基地局は、セルのアップリンク無線リソースとダウンリンク無線リソースの割り当て及び制御を担当する。すなわち、前記基地局は、どの瞬間にどの端末がどの無線リソースを使用するかを決定する。例えば、前記基地局は、３．２秒後に０．２秒間ダウンリンクデータの送信のために１００Ｍｈｚから１０１Ｍｈｚの周波数をユーザ１に割り当てると決定してもよい。また、前記基地局は、このように決定した後、前記該当端末にこの事実を通知して前記端末がダウンリンクデータを受信することを可能にする。また、前記基地局は、いつどの端末がどれくらいの量のどの無線リソースを使用してアップリンクにデータを送信するかを決定し、前記該当時間中に前記端末がデータを送信することを可能にする。従来に比べて、このように基地局が無線リソースを動的（ｄｙｎａｍｉｃ）に管理することは効率的である。従来の技術は、呼の接続中に１つの端末が１つの無線リソースを続けて使用していた。これは、特に、最近多くのサービスがＩＰパケットに基づいていることを考慮すれば非合理的である。すなわち、大部分のパケットサービスは、呼の接続時間中に継続してパケットを生成するのではなく、何も伝送しない区間が多いため、１つの端末に続けて無線リソースを割り当てることは非効率的である。従って、前記Ｅ−ＵＴＲＡＮシステムは、前記端末が要求する場合にのみ、又は、サービスデータが存在する間のみ、前記端末に無線リソースを割り当てる方式を採用する。

前記ＬＴＥシステムにおいて、無線リソースを効率的に使用するためには、前記基地局は、各ユーザが待っているデータを把握する必要がある。ダウンリンクのデータの場合、前記ダウンリンクデータは、アクセスゲートウェイから送信される。すなわち、前記基地局は、ダウンリンクに各ユーザに送信されるべきデータの量を把握している。これに対して、アップリンクのデータの場合、各端末が直接アップリンクに送信しようとするデータに関する情報を前記基地局に通知しないと、前記基地局は、各端末が必要とするアップリンク無線リソースの量を把握することができない。従って、適切なアップリンク無線リソースの割り当てのためには、各端末が前記基地局に無線リソースのスケジューリングに必要な情報を提供する必要がある。

すなわち、端末が送信するデータを有する場合、前記端末は、これを基地局に通知し、前記基地局は、前記情報に基づいて前記端末に無線リソース割り当てメッセージを送信する。

この場合、前記端末が送信するデータを有していることを基地局に通知するとき、前記端末は、前記基地局に実際に前記端末のバッファに蓄積されているデータの量を通知する。これをバッファ状態報告（ＢｕｆｆｅｒＳｔａｔｕｓＲｅｐｏｒｔ：ＢＳＲ）という。

前述したように、ある端末において、前記端末のバッファにデータが存在する場合、所定条件が満たされると、前記端末は、基地局にＢＳＲを伝送すべきである。

しかしながら、前記ＢＳＲは、実際に端末と基地局が交換しようとするデータであるユーザデータとは直接関係がない。すなわち、前記ＢＳＲは、前記基地局がより効果的に前記端末に無線リソースを割り当てるために必要な情報の伝達に使用されるものであり、実際にユーザデータを送信するものではない。

従って、小さいＢＳＲを有すると、前記ＢＳＲの伝送のために使用されていた無線リソースの浪費を減らすことができる。従って、前記ＢＳＲは、最大限簡単なものがよい。

１つの端末には複数の論理チャネルが存在し、それぞれの論理チャネルの優先順位は異なる。例えば、前記基地局と前記端末間のＲＲＣメッセージ交換のために使用されるＳＲＢ（ＳｉｇｎａｌｉｎｇＲａｄｉｏＢｅａｒｅｒ）の場合、前記ＳＲＢにデータが存在すると、前記端末は、これを最大限速く基地局に通知する必要があり、この場合、前記基地局は、前記端末に最優先的に無線リソースを割り当てる。それに対して、ＶｏＩＰ（ＶｏｉｃｅｏｖｅｒＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）のための論理チャネルにデータがある場合、また、前記セルに前記端末以外の端末が存在し、前記端末が前記ＶｏＩＰより高い優先順位を有するチャネルを設定しており、前記優先順位が高いチャネルにデータが存在する場合、前記端末は、前記基地局に前記ＢＳＲを速く伝送する必要がなく、また、前記基地局も前記端末に直ちに無線リソースを割り当てない。従って、前記ＢＳＲは、それぞれのチャネルの違いを考慮して、最大限正確なものがよい。すなわち、この場合、前記ＢＳＲは、大きいほどより詳細な情報を含むことができるので、前記基地局のスケジューラの立場では性能向上をもたらす。

従って、相反する前記２つの条件を満たすとともに、前記端末のバッファ状態を効果的に前記基地局に通知する方法が要求される。

従って、前述したような本発明の課題を解決のために、本明細書に記述された様々な特徴が考案された。本発明の実施形態の一態様は、端末が無線リソースを最大限効率的に使用して基地局に無線リソース割り当て要求メッセージを送信する方法を提供し、このために、前記端末が無線リソースの状況又は前記端末に設定された各チャネルのデータの量に応じて適切なフォーマットの無線リソース割り当て要求メッセージを選択して前記基地局に送信する方法を提供する。

本明細書は、ＢＳＲの伝送のための複数のＢＳＲフォーマットを定義する段階と、特定条件に応じて前記複数のＢＳＲフォーマットから１つを選択する段階と、前記選択されたＢＳＲフォーマットに応じてＢＳＲを生成する段階と、前記生成されたＢＳＲを伝送する段階とを含む無線通信システムにおけるデータの通信方法を提供する。

本発明の前述した目的と他の目的、特徴、態様、及び長所は、後述する発明の詳細な説明及び添付図面によりさらに明確になるであろう。

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。３ＧＰＰ無線アクセスネットワーク規格に基づいた端末と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である。３ＧＰＰ無線アクセスネットワーク規格に基づいた端末とＵＴＲＡＮ間の無線インタフェースプロトコルのユーザプレーンの構造を示す図である。従来技術による無線リソース割り当てを示す図である。コンテンションベースのランダムアクセス過程を示す図である。本発明の実施形態により端末が基地局にバッファ状態報告（ＢＳＲ）を伝送するために使用される複数のＢＳＲフォーマットを示す図である。本発明の実施形態によるＭＡＣ制御要素のショートバッファ状態報告とロングバッファ状態報告のフォーマットを示す図である。

本発明の一態様は、前述した従来技術の問題及び欠点に対する本発明者らによる認識であり、以下に詳細に説明する。このような認識に基づいて、本発明の特徴が改善されている。

本発明は、３ＧＰＰ規格に準拠して開発されたＵＭＴＳシステムなどの移動通信システムにおいて実行されるように記載されているが、他の標準及び規格に準拠する他の通信システムにも適用できる。

以下、本発明の好ましい実施形態の構造及び動作について添付図面を参照して説明する。

一般に、端末（又は、ＵＥ）は、次のようなケースにランダムアクセス過程を行う。そのケースは、１）基地局（又は、ｅＮＢ）とのＲＲＣ接続がないため前記端末が初期アクセス（ｉｎｉｔｉａｌａｃｃｅｓｓ）を行う場合、２）前記端末がハンドオーバー過程でターゲットセルに最初にアクセスする場合、３）基地局の命令により要求される場合、４）アップリンクの時間同期が取られていない状況、又は、無線リソースを要求するために使用される特定無線リソースが割り当てられていない状況で、アップリンクデータ伝送がある場合、５）無線リンク失敗（ｒａｄｉｏｌｉｎｋｆａｉｌｕｒｅ）又はハンドオーバー失敗（ｈａｎｄｏｖｅｒｆａｉｌｕｒｅ）のケースに復旧過程を行う場合である。

ＬＴＥシステムにおいては、前記基地局は、指定されたランダムアクセスプリアンブルを特定端末に割り当て、前記端末は、前記ランダムアクセスプリアンブルでランダムアクセス過程を行うノンコンテンションランダムアクセス過程を行う。すなわち、前記ランダムアクセスプリアンブルを選択する過程には、特定のグループのうち前記端末が任意に１つを選択して使用するコンテンションベースのランダムアクセス過程と、前記基地局が特定端末にのみ割り当てたランダムアクセスプリアンブルを使用するノンコンテンションランダムアクセス過程がある。前記２つのランダムアクセス過程の相違点は、後で説明されるように、コンテンションにより衝突問題が発生するか否かである。また、ノンコンテンションベースのランダムアクセス過程は、前述したように、前記ハンドオーバー過程時に、又は、前記基地局の命令により要求される場合にのみ使用できる。

以上の説明に基づいて、図５は、コンテンションベースのランダムアクセス過程での端末と基地局の動作過程を示す。

まず、コンテンションベースのランダムアクセスにおける端末は、システム情報又はハンドオーバー命令により指定されたランダムアクセスプリアンブルのグループから任意に１つのランダムアクセスプリアンブルを選択し、前記ランダムアクセスプリアンブルを伝送できるＰＲＡＣＨリソースを選択した後、前記選択されたランダムアクセスプリアンブルを前記基地局に伝送する（第１段階）。

前記ランダムアクセスプリアンブルを伝送した後、前記端末は、システム情報又はハンドオーバー命令により指定されたランダムアクセス応答受信ウィンドウ内で前記端末のランダムアクセスプリアンブルに対する応答受信を試みる（第２段階）。より詳しくは、前記ランダムアクセス応答情報は、ＭＡＣＰＤＵの形式で伝送され、前記ＭＡＣＰＤＵは、ＰＤＳＣＨ（ＰｈｙｓｉｃａｌＤｏｗｎｌｉｎｋＳｈａｒｅｄＣｈａｎｎｅｌ）で伝送されてもよい。また、前記ＰＤＳＣＨで伝送される情報を端末が適切に受信するためにＰＤＣＣＨ（ＰｈｙｓｉｃａｌＤｏｗｎｌｉｎｋＣｏｎｔｒｏｌＣｈａｎｎｅｌ）も共に伝送される。すなわち、前記ＰＤＣＣＨは、前記ＰＤＳＣＨを受信する端末の情報、前記ＰＤＳＣＨの無線リソースの周波数及び時間情報、並びに前記ＰＤＳＣＨの伝送フォーマットなどを含む。ここで、前記ＰＤＣＣＨが正常に受信されると、前記端末は、前記ＰＤＣＣＨの情報に応じて前記ＰＤＳＣＨで伝送されるランダムアクセス応答を適切に受信することができる。前記ランダムアクセス応答は、ランダムアクセスプリアンブル識別子（ＩＤ）、ＵＬＧｒａｎｔ、ＴｅｍｐｏｒａｒｙＣ−ＲＮＴＩ、ＴｉｍｅＡｌｉｇｎｍｅｎｔＣｏｍｍａｎｄなどを含んでもよい。前記ランダムアクセスプリアンブル識別子が前記ランダムアクセス応答に含まれる理由は、１つのランダムアクセス応答には少なくとも１つの端末のためのランダムアクセス応答情報が含まれるため、前記ＵＬＧｒａｎｔ、ＴｅｍｐｏｒａｒｙＣ−ＲＮＴＩ、及びＴｉｍｅＡｌｉｇｎｍｅｎｔＣｏｍｍａｎｄ情報がどの端末に有効であるかを通知するためである。ここで、前記ランダムアクセスプリアンブル識別子は、第１段階で、前記端末が選択したランダムアクセスプリアンブルと一致してもよい。

端末は、前記端末に有効なランダムアクセス応答を受信した場合、前記ランダムアクセス応答に含まれるそれぞれの情報を処理する。すなわち、前記端末は、ＴｉｍｅＡｌｉｇｎｍｅｎｔＣｏｍｍａｎｄを適用させ、ＴｅｍｐｏｒａｒｙＣ−ＲＮＴＩを保存する。また、前記端末は、ＵＬＧｒａｎｔを利用して、前記端末のバッファに保存されたデータ又は新しく生成されたデータを前記基地局に送信する（第３段階）。ここで、前記ＵＬＧｒａｎｔに含まれるデータ（メッセージ３）に必ず端末の識別子が含まれなければならない。これは、コンテンションベースのランダムアクセス過程では、前記基地局が、どの端末が前記ランダムアクセス過程を行っているか否かを判断することができないが、後の衝突解決のためには前記端末を識別する必要があるためである。ここで、前記端末の識別子を含める２つの方法が存在する。第１の方法は、前記端末が前記ランダムアクセス過程前に既に該当セルで割り当てられた有効なセル識別子を有する場合、前記ＵＬＧｒａｎｔにより前記端末のセル識別子を伝送する方法である。それに対して、第２の方法は、前記端末が前記ランダムアクセス過程前に有効なセル識別子が割り当てられていない場合、前記端末の固有識別子（例えば、Ｓ−ＴＭＳＩ又はＲａｎｄｏｍＩＤ）を伝送する。一般に、前記固有識別子は、前記セル識別子より長い。第３段階で、前記端末が前記ＵＬＧｒａｎｔによりデータを送信すると、前記端末は、衝突解決タイマー（ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｔｉｍｅｒ）を開始する。

前記端末がランダムアクセス応答に含まれる前記ＵＬＧｒａｎｔにより前記端末の識別子を含むデータを送信した後、前記端末は、衝突解決のために基地局の指示を待つ。すなわち、特定メッセージを受信するためにＰＤＣＣＨの受信を試みる（第４段階）。ここで、前記ＰＤＣＣＨを受信する２つの方法が存在する。前述したように、前記ＵＬＧｒａｎｔにより伝送された端末の識別子がセル識別子である場合、前記端末は、前記端末のセル識別子を利用してＰＤＣＣＨの受信を試みる。前記ＵＬＧｒａｎｔにより伝送された端末の識別子が固有識別子である場合、前記端末は、ランダムアクセス応答に含まれるＴｅｍｐｏｒａｒｙＣ−ＲＮＴＩを利用してＰＤＣＣＨの受信を試みる。その後、前者の場合、前記衝突解決タイマーが満了する前に端末のセル識別子によりＰＤＣＣＨ（メッセージ４）を受信した場合、前記端末は、成功裏に（正常に）ランダムアクセス過程が行われたと判断し、ランダムアクセス過程を終了する。後者の場合、前記衝突解決タイマーが満了する前にＴｅｍｐｏｒａｒｙセル識別子によりＰＤＣＣＨを受信した場合、前記端末は、前記ＰＤＣＣＨが示すＰＤＳＣＨが送信するデータ（メッセージ４）を確認する。前記データに前記端末の固有識別子が含まれていると、前記端末は成功裏に（正常に）ランダムアクセス過程が行われたと判断してランダムアクセス過程を終了する。

本発明は、ＢＳＲの伝送のために必要な無線リソースの量を最小限に抑えるとともに、前記端末が効果的に前記端末のバッファに蓄積されているデータの量に関する情報を通知する方法を提供する。

このために、本発明は、複数のＢＳＲフォーマットを定義し、前記端末は、前記端末の状況に応じて前記複数のＢＳＲフォーマットから１つを選択し、前記選択されたＢＳＲフォーマットに応じてＢＳＲを構成（生成）して前記基地局に伝送する。より詳しくは、本発明は、２つのＢＳＲフォーマットを定義する。そのうちの１つはノーマルＢＳＲであり、他の１つはショート（Ｓｈｏｒｔｅｎｅｄ）ＢＳＲである。前記端末にノーマルＢＳＲの伝送に十分な無線リソースが割り当てられた場合、割り当てられた無線リソースに前記ノーマルＢＳＲを含む余裕がある場合、又は、全ての構成チャネルもしくはチャネルグループに関する情報を含むのに十分なアップリンク無線リソースが割り当てられた場合、前記ノーマルＢＳＲが、ＭＡＣＰＤＵに含まれて前記割り当てられた無線リソースにより前記基地局に伝送される。前記端末に前記ノーマルＢＳＲを伝送するに十分な無線リソースが割り当てられていない場合、割り当てられた無線リソースに前記ノーマルＢＳＲを含む余裕がない場合、又は、全ての構成チャネルもしくはチャネルグループに関する情報を含むのに十分なアップリンク無線リソースが割り当てられていない場合、前記ショートＢＳＲが、ＭＡＣＰＤＵに含まれて前記割り当てられた無線リソースにより前記基地局に伝送される。

前記端末のために設定された論理チャネルは、最大４つまでの論理チャネルグループ（ＬｏｇｉｃａｌＣｈａｎｎｅｌＧｒｏｕｐ：ＬＣＧ）に分類できる。すなわち、前記基地局及び前記端末は、最大４つまでの論理チャネルグループを定義でき、各論理チャネルは、前記設定された論理チャネルグループの１つに属する。前記端末は、論理チャネルグループ別に各チャネルのバッファに蓄積されたデータの合計を求め、前記合計を基地局に伝送する。すなわち、各チャネル別に蓄積されたバッファの量を前記基地局に伝送するのではなく、前記論理チャネルグループに属するそれぞれのチャネルに保存されたバッファの合計を求め、該当合計情報を伝送する。本発明は、この構造を効果的にサポートする。この場合、前記ノーマルＢＳＲは、設定された全てのチャネル又は全ての論理チャネルグループのそれぞれに関する全てのバッファ情報を含み、前記ショートＢＳＲは、前記設定された全てのチャネル又は全ての論理チャネルグループの一部のバッファ情報のみを含む。ここで、前記ノーマルＢＳＲは、前記端末のために設定された各チャネルのＢＳＲを含んでもよく、前記ショートＢＳＲは、前記端末のために設定された全てのチャネルの一部のチャネルのＢＳＲを含んでもよい。また、前記ノーマルＢＳＲは、前記端末のために設定された各論理チャネルグループのＢＳＲを含んでもよく、前記ショートＢＳＲは、前記端末のために設定された全ての論理チャネルグループの一部の論理チャネルグループのＢＳＲを含んでもよい。

例えば、バッファにデータが保存された状態にある端末が、前記基地局にＢＳＲを伝送するためにランダムアクセス過程を行う場合、ＲＡＣＨメッセージ３の伝送のために前記割り当てられた無線リソースが前記基地局により割り当てられてもよい。この場合、前記割り当てられた無線リソースが十分である場合、前記端末は、前記ノーマルＢＳＲを構成して伝送する。前記割り当てられた無線リソースが十分でない場合、すなわち、前記割り当てられた無線リソースが前記ノーマルＢＳＲを含むのに十分でない場合、前記端末は、前記ショートＢＳＲを構成して伝送する。すなわち、本発明によれば、前記割り当てられた無線リソースの量に応じて前記ノーマルＢＳＲ又は前記ショートＢＳＲを伝送する。

図６は、本発明の実施形態により端末が基地局にＢＳＲを伝送するために使用される複数のＢＳＲフォーマットを示す図である。図６に示すように、トータル４つのチャネルが前記端末のために設定されたと仮定し、上側はショートＢＳＲを示し、下側はノーマルＢＳＲを示す。すなわち、トータル４つのバッファがあると仮定しているので、ノーマルＢＳＲは、全てのチャネルのバッファ状態を通知し、ショートＢＳＲは、その一部、例えば、１つのチャネルのＢＳＲを通知する。本発明による前記ショートＢＳＲは、ＲＡＣＨ処理手順又は過程のように端末に割り当てられる無線リソースの量が少ないケース、割り当てられた無線リソースの量もしくは前記無線リソースにより送信できるデータの量より前記ノーマルＢＳＲが大きいケース、又は、端末のために設定された他のチャネルにデータが多くてバッファに関する情報を含むことができないケースに適用できる。

前記ＢＳＲ過程は、端末（例えば、ＵＥ）のアップリンクバッファ内のデータの量に関する情報をサービング基地局（例えば、ｅＮＢ）に提供するために使用される。ここで、前記バッファ状態報告（ＢＳＲ）は、次のようなイベントが生じた場合に開始できる。１）前記端末の送信バッファ内にアップリンクデータが到着し、前記アップリンクデータが前記端末の送信バッファ内に既に存在していた論理チャネルより高い優先権を有する論理チャネルに属する場合、このようなケースの前記ＢＳＲは、以下、「ＲｅｇｕｌａｒＢＳＲ」といわれる。２）アップリンク無線リソースが割り当てられており、パディングビットの数がバッファ状態伝送（ＢＳＲ）ＭＡＣ制御要素（ＣｏｎｔｒｏｌＥｌｅｍｅｎｔ）のサイズより大きい場合、このようなケースのＢＳＲは、以下、「ＰａｄｄｉｎｇＢＳＲ」といわれる。３）サービングセルが変わった場合、このようなケースのＢＳＲは、以下、「ＲｅｇｕｌａｒＢＳＲ」といわれる。４）周期的なＢＳＲタイマーが完了した場合、このようなケースのＢＳＲは、以下、「ＰｅｒｉｏｄｉｃＢＳＲ」といわれる。

前記「ＲｅｇｕｌａｒＢＳＲ」及び「ＰｅｒｉｏｄｉｃＢＳＲ」の場合、１つの論理チャネルグループ（ＬＣＧ）が前記ＢＳＲの伝送される伝送時間間隔（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｔｉｍｅｉｎｔｅｒｖａｌ：ＴＴＩ）中にバッファリングされたデータを有すると、前記ショートＢＳＲが伝送でき、１つより多くのＬＣＧが前記ＢＳＲの伝送されるＴＴＩ中にバッファリングされたデータを有すると、ロングＢＳＲ又はノーマルＢＳＲが伝送できる。前記「ＰａｄｄｉｎｇＢＳＲ」の場合、パディングビットの数が前記ショート（ｓｈｏｒｔ）ＢＳＲのサイズより大きいか同じであり、前記ロングＢＳＲのサイズより小さい場合は、バッファリングされたデータを有する最も高い優先順位の論理チャネルからなるＬＣＧの前記ショートＢＳＲが伝送でき、パディングビットの数が前記ロングＢＳＲのサイズより大きいか同じ場合は、前記ロング又はノーマルＢＳＲが伝送できる。また、ＢＳＲＭＡＣ制御要素は、ショートＢＳＲフォーマットとロングＢＳＲフォーマットとから構成できる。

図７は、本発明によるショートＢＳＲとロングＢＳＲのフォーマットを示す図である。図７に示すように、例えば、前記ショートＢＳＲフォーマットは、１つのＬＣＧＩＤフィールドとそれに対応するバッファサイズ（ｂｕｆｆｅｒｓｉｚｅ：ＢＳ）フィールドを含んでもよく、前記ロングＢＳＲフォーマットは、それぞれのＬＣＧＩＤに対応する４つのＢＳフィールドを含んでもよい。ここで、前記ＢＳＲフォーマットは、ＬＣＧＩＤを有するＭＡＣＰＤＵサブヘッダにより識別できる。前記ＬＣＧＩＤフィールドとＢＳフィールドは、次のように定義される。１）ＬＣＧＩＤ：論理チャネルグループ識別子は、バッファ状態が伝送される論理チャネルのグループを識別する。このようなフィールドの長さは２ビットでもよい。２）バッファサイズ：バッファサイズフィールドは、前記ＭＡＣＰＤＵが生成された後、論理チャネルグループの全ての論理チャネルに利用可能なデータの総量を識別する。前記データ量は、バイトの数で示される。ＲＬＣ層とＰＤＣＰ層内に伝送のために利用可能な全てのデータを含んでもよい。前記ＲＬＣ及び前記ＭＡＣヘッダのサイズは、前記バッファサイズ計算において考慮されなくてもよい。このフィールドの長さは、６ビットでもよい。

前述したように、本発明は、複数のＢＳＲフォーマットを提供することにより、前記端末がチャネル状況又はデータ状況を考慮して適切なＢＳＲを選択して前記基地局に伝送できるようにし、無線リソースを効果的に使用することができるようにする。

本発明は、バッファ状態報告（ＢＳＲ）の伝送のための複数のＢＳＲフォーマットを定義する段階と、特定条件に応じて前記複数のＢＳＲフォーマットから１つを選択する段階と、前記選択されたＢＳＲフォーマットに応じてＢＳＲを生成する段階と、前記生成されたＢＳＲを伝送する段階とを含む無線通信システムにおけるデータ通信方法を提供する。ここで、前記複数のＢＳＲフォーマットは、ノーマルＢＳＲとショート（ｓｈｏｒｔｅｎｅｄ）ＢＳＲを含み、全ての構成されたチャネル又は全ての構成されたチャネルグループに関する情報を含むのに十分なアップリンク無線リソースが割り当てられた場合、前記ノーマルＢＳＲが選択され、全ての構成されたチャネル又は全ての構成されたチャネルグループに関する情報を含むのに十分なアップリンク無線リソースが割り当てられていない場合、前記ショートＢＳＲが選択され、前記ノーマルＢＳＲは、端末のために設定された全てのチャネルに関するバッファ情報を含み、前記ノーマルＢＳＲは、前記端末のために設定された全ての論理チャネル又は論理チャネルグループに関するバッファ情報を含み、前記ショートＢＳＲは、前記端末のために設定された全てのチャネルの一部に関するバッファ情報を含み、前記ショートＢＳＲは、前記端末のために設定された全ての論理チャネル又は論理チャネルグループの一部のチャネル又は一部のチャネルグループに関するバッファ情報を含み、ランダムアクセス過程の実行中に前記ショートＢＳＲが用いられる。

本発明は、移動通信に関連して説明されたが、無線通信特性（すなわち、インタフェース）を備えたＰＤＡ及びラップトップコンピュータのような移動装置を使用する他の無線通信システムにも適用できる。また、本発明を説明するために使用された特定用語は本発明の権利範囲を特定無線通信システムに限定するものではない。本発明は、さらに、ＴＤＭＡ、ＣＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＷＣＤＭＡ、ＯＦＤＭ、ＥＶ−ＤＯ、Ｗｉ−Ｍａｘ、Ｗｉ−Ｂｒｏなどの他の無線インターフェース及び／又は他の物理層を使用する他の無線通信システムにも適用できる。

本実施形態は、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、又はこれらの組み合わせを生産するための標準プログラミング及び／又はエンジニアリング技術を利用して製造方法、装置、又は製造物として実行できる。ここで、「製造物」という用語は、ハードウェアロジック（例えば、集積回路チップ、ＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）など）、コンピュータ可読媒体（例えば、ハードディスクドライブ、フロッピー（登録商標）ディスク、テープなどの磁気記録媒体）、光記録装置（ＣＤ−ＲＯＭ、光ディスクなど）、又は揮発性／不揮発性メモリ装置（例えば、ＥＥＰＲＯＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ファームウェア、プログラムロジックなど）において実行されるコードやロジックを意味する。

コンピュータ可読媒体内のコードはプロセッサにより接続及び実行される。本実施形態を実行するコードは送信媒体を通じて、又はネットワーク上のファイルサーバから接続することもできる。その場合、前記コードが実行される製造物は、ネットワーク送信ライン、無線送信媒体、空中を伝播する信号、無線波、赤外線信号などの送信媒体を含む。もちろん、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲においてこのような形態の多様な変形が可能であり、前記製造物が公知の情報伝達媒体（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｂｅａｒｉｎｇｍｅｄｉｕｍ）も含むことができるという点を理解すると思われる。

本発明の思想や重要な特性から外れない限り、本発明は多様な形態で実現することができ、前述した実施形態によって限定されるものでなく、むしろ請求の範囲に記載の本発明の思想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。

Claims

無線通信システムにおけるデータ通信方法であって、
バッファ状態報告（ｂｕｆｆｅｒｓｔａｔｕｓｒｅｐｏｒｔ：ＢＳＲ）の伝送のための複数のＢＳＲフォーマットを定義する段階と、
特定条件に応じて前記複数のＢＳＲフォーマットから１つを選択する段階と、
前記選択されたＢＳＲフォーマットに応じてＢＳＲを生成する段階と、
前記生成されたＢＳＲを伝送する段階と
を含むことを特徴とする方法。
前記複数のＢＳＲフォーマットは、ノーマルＢＳＲとショート（ｓｈｏｒｔｅｎｅｄ）ＢＳＲを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
全ての構成されたチャネル又は全ての構成されたチャネルグループに関する情報を含むのに十分なアップリンク無線リソースが割り当てられた場合、前記ノーマルＢＳＲが選択されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
全ての構成されたチャネル又は全ての構成されたチャネルグループに関する情報を含むのに十分なアップリンク無線リソースが割り当てられていない場合、前記ショートＢＳＲが選択されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記ノーマルＢＳＲは、端末のために設定された全てのチャネルに関するバッファ情報を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記ノーマルＢＳＲは、前記端末のために設定された全ての論理チャネル又は論理チャネルグループに関するバッファ情報を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記ショートＢＳＲは、前記端末のために設定された全てのチャネルの一部に関するバッファ情報を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記ショートＢＳＲは、前記端末のために設定された全ての論理チャネル又は論理チャネルグループの一部のチャネル又は一部のチャネルグループに関するバッファ情報を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
ランダムアクセス過程の実行中に前記ショートＢＳＲが用いられることを特徴とする請求項２に記載の方法。