JP2010539783A - 無線通信システムにおける無線リソース割当方法 - Google Patents

無線通信システムにおける無線リソース割当方法 Download PDF

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Abstract

無線通信システムにおける無線リソース割当方法を開示する。本発明の一態様において、無線通信システムで、ユーザー端末は、第１無線リソース割当要求モードにしたがって基地局に少なくとも１回上りリンクデータの伝送のための無線リソースの割当を要求する。所定条件が満たされると、ユーザー端末は、第２無線リソース割当要求モードにしたがって基地局に上りリンクデータの伝送のための無線リソースの割当を要求する。
【選択図】図６

Description

本発明は、無線通信システムに係り、より詳細には、無線通信システムにおける無線リソース割当方法に関するものである。
直交周波数分割多元接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：OFDMA）や単一波周波数分割多元接続（Single Carrier Frequency Division Multiple Access：SC-FDMA）などのように多重搬送波方式を使用する無線通信システムで、無線リソースは、連続した副搬送波（sub-carrier）の集合であって、２次元空間の時間−周波数領域（time-frequency region）によって定義される。一つの時間−周波数領域は、時間及び副搬送波座標により区分される長方形の形を有する。すなわち、一つの時間−周波数領域は、少なくとも一つの時間軸上のシンボルと複数の周波数軸上の副搬送波により区画される長方形の形になりうる。このような時間−周波数領域は、特定ユーザー端末（user equipment：ＵＥ）の上りリンクに割り当てられる、または、下りリンクでは基地局が特定のユーザに時間−周波数領域を伝送することができる。２次元空間でこのような時間−周波数領域を定義するためには、ＯＦＤＭシンボルの数と、基準点からのオフセット（offset）だけ離れた位置から始まる連続した副搬送波の数とが与えられなければならない。
現在議論が進んでいるＥ−ＵＭＴＳ（Evolved Universal Mobile Telecommunications System）では、１０ｍｓの無線フレーム（radio frame）を使用し、一つの無線フレームは、１０個のサブフレーム（subframe）で構成される。また、１サブフレームは、連続する２スロットで構成される。１スロットの長さは、０．５ｍｓである。また、１サブフレームは、多数のＯＦＤＭシンボルで構成され、多数のＯＦＤＭシンボルの一部シンボル（例えば、最初のシンボル）は、Ｌ１／Ｌ２制御情報を伝送するのに使用される。
図１は、Ｅ−ＵＭＴＳで使用する物理チャネル構造の一例を示す図であり、一つのサブフレームは、Ｌ１／Ｌ２制御情報伝送領域（ハッチング部分）とデータ伝送領域（非ハッチング部分）とから構成される。
図２は、Ｅ−ＵＭＴＳでデータを伝送する一般的な方法を説明するための図である。Ｅ−ＵＭＴＳでは、スループット（throughput）を向上させて円滑な通信を行うために、データ再送手法の一つであるハイブリッド自動再送要求（Hybrid Auto-matic Repeat reQuest：HARQ）手法を用いる。
図２を参照すると、基地局は、ＨＡＲＱ手法によりデータをユーザー端末に伝送するためにＤＬ Ｌ１／Ｌ２制御チャネル、例えば、フィジカル・ダウンリンク・コントロール・チャネル（Physical Downlink Control Channel：PDCCH）を通じて下りリンクスケジューリング情報（Downlink Scheduling Information；以下、「ＤＬスケジューリング情報」という。）を伝送する。このＤＬスケジューリング情報には、ユーザー端末識別子またはユーザー端末のグループ識別子（UE IdまたはGroup Id）、下りリンクデータの伝送のために割り当てられた無線リソースの位置（Resource assignment）及び区間（Duration of assignment）情報、変調方式、ペイロード（payload）のサイズ、ＭＩＭＯ関連情報などのような伝送パラメータ（transmission parameters）、ＨＡＲＱプロセス情報、リダンダンシバージョン（Redundancy Version）及び新しいデータか否かに関する識別情報（New Data Indicator）などが含まれることができる。
上記過程でＰＤＣＣＨを通じて伝送されるＤＬスケジューリング情報がどのユーザー端末のためのものかを知らせるために、ユーザー端末識別子（または、グループ識別子）、例えば、ＲＮＴＩ（Radio Network Temporary Identifier）が伝送される。ＲＮＴＩは、専用（Dedicated）ＲＮＴＩと共用（Common）ＲＮＴＩとに区分することができる。専用ＲＮＴＩは、基地局に情報が登録されているユーザー端末へのデータ送受信に用いられる。共用ＲＮＴＩは、基地局に情報が登録されておらず、専用ＲＮＴＩが割り当てられていないユーザー端末との通信を行う場合、または、システム情報のように複数のユーザー端末が共通して使用する情報の送受信に用いられる。例えば、ランダム・アクセス・チャネル（Random Access Channel：RACH）を通じたランダムアクセス手順で用いられるＲＡ−ＲＮＴＩまたはＴ−Ｃ−ＲＮＴＩは、共用ＲＮＴＩの一つである。ユーザー端末識別子またはグループ識別子は、ＰＤＣＣＨを通じて伝送されるＤＬスケジューリング情報にＣＲＣマスキングされる形態で伝送されることができる。
特定セルに位置しているユーザー端末は、自身が持っているＲＮＴＩ情報を用いてＬ１／Ｌ２制御チャネルを通じてＰＤＣＣＨをモニタリングし、自身のＲＮＴＩでＣＲＣデコーディングに成功すると、該当のＰＤＣＣＨを通じてＤＬスケジューリング情報を受信する。該ユーザー端末は、受信したＤＬスケジューリング情報により指示されるＰＤＳＣＨ（Physical Downlink Shared Channel）を通じて自身に伝送される下りリンクデータを受信する。
上述の通り、無線通信システムにおいて限定した無線リソースを効率的に使用するために、上りリンク及び下りリンクスケジューリングが行われる。特に、ＯＦＤＭＡまたはＳＣ−ＦＤＭＡなどのように多重搬送波を使用するシステムで特定時間区間及び特定周波数帯域により構成される無線リソースブロック（radio resource block）は、一つのユーザー端末によってのみ用いられることができるから、各ユーザー端末別にどの時点でどれだけの無線リソースを割り当てるかを決定するスケジューリングは非常に重要である。
スケジューリングのために、ユーザー端末は、バッファ状態報告（Buffer Status Report：BSR）及びチャネルリソース要求を行うことができる。ユーザー端末は、バッファ状態報告を通じて自身のバッファに保存されているデータの量をネットワークに知らせることによって、ネットワークがスケジューリングを効率的に行えるようにすることができる。ネットワークは、ユーザー端末からのバッファ状態報告から、どのユーザー端末がどれくらいの無線リソースを必要とするかを把握し、適切なスケジューリングを行うことができる。一方、ユーザー端末は、ネットワークに無線リソースを割り当てるようにと積極的に要求することもできる。
ユーザー端末によるバッファ状態報告及びチャネルリソース要求は、ネットワークが適切なスケジューリングを行う上で非常に重要なため、誤り無しで行われる必要がある。ユーザー端末によるバッファ状態報告及びチャネルリソース要求過程で誤りが生じた場合、ネットワークは、スケジューリング過程で当該ユーザー端末に無線リソースを割り当てない。当該ユーザー端末は伝送するデータがあるにもかかわらず、無線リソースが割り当てられず、通信を円滑に行うことができない。
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために案出されたもので、その目的は、無線通信システムで無線リソースを効率的に使用できる方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、無線通信システムでユーザー端末によるバッファ状態報告及びチャネルリソース要求の信頼性を増大させることができる方法を提供することにある。
本発明が達成しようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されていない他の技術的課題は、以下の発明の詳細な説明から、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者にとって明確になる。
本発明の一態様において、無線通信システムで、ユーザー端末は、第１無線リソース割当要求モードによって基地局に少なくとも１回上りリンクデータの伝送のための無線リソースの割当を要求する。所定条件が満たされると、前記ユーザー端末は、第２無線リソース割当要求モードによって前記基地局に前記上りリンクデータの伝送のための無線リソースの割当を要求する。
本発明の他の態様において、無線通信システムで、ユーザー端末は、ユーザー端末のバッファ状態を指示する第１バッファ状態報告を基地局に伝送する。前記第１バッファ状態報告の伝送に成功した後、所定時間が経過するまで上りリンクデータの伝送のための無線リソースの割当を指示する割当情報を受信しなかった場合、前記ユーザー端末は、第２バッファ状態報告の伝送手順をトリガーする。ここで、前記第２バッファ状態報告の伝送手順は、ランダムアクセス手順またはＳＲ（Scheduling Request）チャネルの伝送過程を通じて行われることができる。
本発明によれば、無線通信システムで無線リソースを効率的に使用することができ、ユーザー端末によるバッファ状態報告及びチャネルリソース要求の信頼性を増大させることができる。
本発明の効果は、上記の内容に限定されず、説明されていない効果は、本文書の記載から、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者にとって明らかになる。
Ｅ−ＵＭＴＳで使用する物理チャネル構造の一例を示す図である。 Ｅ−ＵＭＴＳでデータを伝送する一般的な方法を説明するための図である。 Ｅ−ＵＭＴＳのネットワーク構造を示す図である。 Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network）の概略的な構成図である。 ユーザー端末（ＵＥ）とＥ−ＵＴＲＡＮの間の無線インターフェースプロトコル（Radio Interface Protocol）の構造を示す図で、図５Ａは、制御プレーンプロトコル構成図である。 ユーザー端末（ＵＥ）とＥ−ＵＴＲＡＮの間の無線インターフェースプロトコル（Radio Interface Protocol）の構造を示す図で、図５Ｂはユーザプレーンプロトコル構成図である。 本発明の一実施例による手順を示すフローチャートである。 本発明の他の実施例による手順を示すフローチャートである。 ショートＢＳＲ（short BSR）のデータフォーマットを例示する図である。 ロングＢＳＲ（long BSR）のデータフォーマットを例示する図である。 ＭＡＣ ＰＤＵのフォーマットを説明するための図である。 ＭＡＣ ＰＤＵのフォーマットを説明するための図である。 ＭＡＣ ＰＤＵのフォーマットを説明するための図である。 本発明のさらに他の実施例による手順を示すフローチャートである。 本発明のさらに他の実施例による手順を示すフローチャートである。
以下、添付の図面を参照して説明される本発明の実施例から、本発明の構成、作用及び他の特徴が容易にわかる。以下に説明される実施例は、本発明の技術的特徴がＥ−ＵＭＴＳ（Evolved Universal Mobile Telecommunications System）に適用された例とする。
図３は、Ｅ−ＵＭＴＳのネットワーク構造を示す図である。Ｅ−ＵＭＴＳは、既存のＷＣＤＭＡ ＵＭＴＳシステムから進化したシステムで、現在３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で基礎的な標準化作業が進行している。Ｅ−ＵＭＴＳは、ロング・ターム・エボリーション（Long Term Evolution：LTE）システムとも呼ばれる。
図３を参照すると、Ｅ−ＵＴＲＡＮは、基地局（以下、「ｅＮｏｄｅＢ」または「ｅＮＢ」と略す。）から構成され、ｅＮＢ同士間はＸ２インターフェースを通じて連結される。ｅＮＢは、無線インターフェースを通じてユーザー端末（User Equipment；以下、「ＵＥ」と略す。）と連結され、Ｓ１インターフェースを通じて発展型パケット・コア（Evolved Packet Core：EPC）に連結される。ＥＰＣは、移動管理エンティティ（Mobility Management Entity：MME）／ＳＡＥ（System Architecture Evolution）ゲートウェイを含む。
ユーザー端末とネットワーク間の無線インターフェースプロトコル（Radio Interface Protocol）の層は、通信システムで広く知られた開放型システム間相互接続（Open System Interconnection; OSI）基準モデルの下位の３層に基づいてＬ１（第１層）、Ｌ２（第２層）、Ｌ３（第３層）に区分することができる。特に、第１層に属する物理層は、物理チャネル（Physical Channel）を用いた情報伝送サービス（Information Transfer Service）を提供し、第３層に位置する無線リソース制御（Radio Resource Control；以下、「ＲＲＣ」と略す。）層は、ユーザー端末とネットワークの間に無線リソースを制御する役割を果たす。このために、ＲＲＣ層は、ユーザー端末とネットワークの間にＲＲＣメッセージを互いに交換する。ＲＲＣ層は、ＮｏｄｅＢとＡＧなどのネットワークノードに分散して位置することもでき、ＮｏｄｅＢまたはＡＧに独立して位置することもできる。
図４は、Ｅ−ＵＴＲＡＮ（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network）の概略的な構成図である。図４で、ハッチング（hatching）部分は、ユーザプレーン（user plane）の機能的エンティティを表し、非ハッチング部分は、制御プレーン（control plane）の機能的エンティティを表す。
図５Ａ及び図５Ｂは、ユーザー端末（ＵＥ）とＥ−ＵＴＲＡＮ間の無線インターフェースプロトコル（Radio Interface Protocol）の構造を示す図で、図５Ａは制御プレーンプロトコル構成図、図５Ｂはユーザプレーンプロトコル構成図である。図５Ａ及び図５Ｂの無線インターフェースプロトコルは、水平的に、物理層（Physical Layer）、データリンク層（Data Link Layer）及びネットワーク層（Network Layer）からなり、垂直的にはデータ情報伝送のためのユーザプレーン（User Plane）と制御信号（Signaling）伝達のための制御プレーン（Control Plane）とに区分される。図５Ａ及び図５Ｂのプロトコル層は、通信システムで広く知られた開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）基準モデルの下位の３層に基づいてＬ１（第１層）、Ｌ２（第２層）、Ｌ３（第３層）に区分することができる。
第１層である物理層は、物理チャネル（Physical Channel）を用いて上位層に情報伝送サービス（Information Transfer Service）を提供する。物理層は、上位に位置しているメディア・アクセス制御（Medium Access Control：MAC）層とは伝送チャネル（Transport Channel）を通じて連結されており、この伝送チャネルを通じてメディア・アクセス制御層と物理層の間のデータが移動する。そして、互いに異なる物理層の間、すなわち、送信側と受信側の物理層の間は、物理チャネルを通じてデータが移動する。この物理チャネルは、Ｅ−ＵＭＴＳにおいて直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：OFDM）方式で変調され、これにより、時間（time）及び周波数（frequency）を無線リソースとして用いる。
第２層のメディア・アクセス制御（Medium Access Control；以下、「ＭＡＣ」と略す。）層は、論理チャネル（Logical Channel）を通じて上位層の無線リンク制御（Radio Link Control）層にサービスを提供する。第２層の無線リンク制御（Radio Link Control；以下、「ＲＬＣ」と略す。）層は、信頼性あるデータの伝送を支援する。第２層のＰＤＣＰ層は、ＩＰｖ４やＩＰｖ６のようなＩＰパケットを通じて伝送されるデータを相対的に帯域幅の小さい無線区間で効率的に伝送するために、余分の制御情報を減らすヘッダ圧縮（Header Compression）機能を果たす。
第３層の最も下部に位置している無線リソース制御（Radio Resource Control；以下、「ＲＲＣ」と略す。）層は、制御プレーンでのみ定義され、無線ベアラ（Radio Bearer；以下、「ＲＢ」と略す。）の設定（Configuration）、再設定（Re-configuration）及び解除（Release）と関連して論理チャネル、伝送チャネル及び物理チャネルの制御を担当する。ここで、ＲＢは、ユーザー端末とＵＴＲＡＮ間のデータ伝達のために第２層により提供されるサービスを意味する。
ネットワークからユーザー端末へデータを伝送する下り伝送チャネルには、システム情報を伝送する報知チャネル（Broadcast Channel：BCH）、ページングメッセージを伝送するページング・チャネル（Paging Channel：PCH）、その他ユーザトラフィックや制御メッセージを伝送する下りＳＣＨ（Shared Channel）がある。下りマルチキャストまたは放送サービスのトラフィックまたは制御メッセージの場合、下りＳＣＨを通じて伝送されても良く、または、別の下りＭＣＨ（Multicast Channel）を通じて伝送されても良い。一方、ユーザー端末からネットワークへデータを伝送する上り伝送チャネルには、初期制御メッセージを伝送するランダム・アクセス・チャネル（Random Access Channel：RACH）とその他ユーザトラフィックや制御メッセージを伝送する上りＳＣＨがある。
伝送チャネルの上位に位置しており、伝送チャネルにマッピングされる論理チャネル（Logical Channel）には、報知制御チャネル（Broadcast Control Channel：BCCH）、ページング制御チャネル（Paging Control Channel：PCCH）、共通制御チャネル（Common Control Channel：CCCH）、ＭＣＣＨ（Multicast Control Channel）、ＭＴＣＨ（Multicast Traffic Channel）などがある。
Ｅ−ＵＭＴＳでは、下りリンクでＯＦＤＭ方式を使用し、上りリンクでは単一波周波数分割多元接続（Single Carrier Frequency Division Multiple Access：SC-FDMA）方式を使用する。多重搬送波方式であるＯＦＤＭシステムは、搬送波の一部をグループ化した多数の副搬送波（subcarriers）単位でリソースを割り当てるシステムであり、接続方式に直交周波数分割多元接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：OFDMA）を使用する。
図６は、本発明の一実施例による手順を示すフローチャートである。
図６は、ユーザー端末ＵＥが、第１無線リソース割当要求モードによって基地局ｅＮＢに１回以上上りリンクデータの伝送のための無線リソースの割当を要求した後に、既に設定された所定条件が満たされると、第２無線リソース割当要求モードによって当該基地局に当該上りリンクデータの伝送のための無線リソースの割当を要求する実施例に関する。
図６で、第１無線リソース割当要求モードは、スケジューリング要求（Scheduling Request：SR）チャネルを用いた無線リソース割当要求モードであり、第２無線リソース割当要求モードは、ＲＡＣＨ手順を通じた無線リソース割当要求モードである。ただし、これに限定されず、第１及び第２無線リソース割当要求モードはそれぞれ、任意の無線リソース割当要求モードとしても良い。
ＳＲチャネルは、ＬＴＥシステムで用いられる物理層チャネルで、１ビットで構成される。基地局からＳＲチャネルが割り当てられたユーザー端末は、ＳＲチャネルを、例えば、「１」に設定することによって基地局に上りリンク無線リソースの割当を要求することができる。このＳＲチャネルは１ビットで構成されるから、伝送過程で誤りが生じることがある。また、ＳＲチャネルは、ユーザー端末が基地局と同期化した状態（synchronized state）で使用可能なため、たとえユーザー端末がＳＲチャネルを受け取ったとしても、基地局と非同期状態にある場合は、ＳＲチャネルを通じた無線リソース要求を成功的に行うことができない。
図６を参照すると、基地局ｅＮＢからＳＲチャネルが割り当てられたユーザー端末ＵＥは、当該基地局に伝送するデータが発生した場合、上りリンク無線リソースを要求するために、ＳＲチャネルを“１”に設定して当該基地局に伝送する［Ｓ６１］。ユーザー端末は、上りリンク無線リソースが割り当てられていない状態で、伝送する上りリンクデータ、例えば、バッファ状態報告（ＢＳＲ）を行うべき場合、このＳＲチャネルを用いることができる。または、バッファに保存されているデータよりも優先順位の高いデータが発生した場合、ＳＲチャネルを用いることができる。または、ユーザー端末が、既に割り当てられた上りリンク無線リソースがある場合にも、伝送するデータがさらに発生したりバッファ状態に変化が生じたりした場合、ＳＲチャネルを通じて１ビット情報を基地局に伝送することができる。
ＳＲチャネルを通じて１ビット情報を伝送した後に、ユーザー端末は、タイマーＴ１を駆動させる。タイマーの駆動時点は、上記１ビット情報の伝送時点または１ビット情報に対する確認応答（ＡＣＫ）を受信した時点とすることができる。タイマーが満了するまで基地局から無線リソースが割り当てられない場合、ユーザー端末は、ＳＲチャネルを通じて１ビット情報を再び伝送することによって［Ｓ６２］、無線リソース割当を要求し、タイマーを再び駆動させる。
上記の過程で基地局から上りリンク無線リソースが割り当てられた場合、ユーザー端末は、ＳＲチャネルを通じた１ビット情報の伝送を中断し、割り当てられた無線リソースを通じて上りリンクデータを当該基地局に伝送する。上記の過程を既に設定された所定回数反復したにもかかわらず［Ｓ６３］、基地局から無線リソースが割り当てられないと、ユーザー端末は基地局に無線リソースの割当を要求するためにランダムアクセス手順（RACH procedure）を行う［Ｓ６４］。この場合、ユーザー端末は、ＲＡＣＨ手順と共にまたは別に呼（call）を解除したりエラー状況が発生したことを基地局に知らせる。ＳＲチャネルを通じた１ビット情報の伝送周期（または、タイマー（Ｔ１）値）や所定回数は、基地局から事前に伝送されるシステム情報（systemin formation）または専用ＲＲＣメッセージ等に含まれてユーザー端末に知らされることができる。
図６の実施例の変形例を説明すると、次の通りである。Ｓ６１段階で、ユーザー端末がＳＲチャネルを伝送した後にタイマーを駆動させる。ユーザー端末は、タイマーの満了前には、上りリンクチャネルリソースが割り当てられるまでＳＲチャネルを繰り返し伝送する。この時、ＳＲチャネルを周期的に伝送することができる。タイマーが満了するまで上りリンクチャネルリソースが割り当てられると、ユーザー端末は、上りリンクチャネルリソースの割当を要求するためにＲＡＣＨ手順を行う。
図７は、本発明の他の実施例による手順を示すフローチャートである。図７の実施例は、ユーザー端末ＵＥが基地局ｅＮＢにバッファ状態報告（ＢＳＲ）を行う例である。
ＢＳＲは、ユーザー端末が自身のバッファ状態を基地局に知らせるために行われるもので、図８Ａ及び図８Ｂはそれぞれ、ショートＢＳＲ（short BSR）及びロングＢＳＲ（long BSR）のデータフォーマットを例示する。図８Ａで、ＬＣＧ ＩＤは、論理チャネルグループ（logical channel group）識別子を意味する。ユーザー端末は、最大４つの論理チャネルを一つの論理チャネルグループにグルーピングし、各論理チャネルグループに対するバッファ状態を報告することができる。このようなグルーピングにより、各論理チャネル別にバッファ状態報告をする場合に生じうるオーバーヘッドを減らすことができる。論理チャネルに対するグルーピング方法は、基地局がユーザー端末に知らせることができる。図８ＢのロングＢＳＲには、ＬＣＧ ＩＤ ＃１から＃４までのそれぞれに対応する４つのバッファサイズフィールドが含まれる。各バッファサイズフィールドには、対応する論理チャネルグループに含まれるＲＬＣ層及びＰＤＣＰ層へ伝送待機中にある全てのデータのサイズが含まれる。
図８Ａまたは図８ＢのＢＳＲは、ＭＡＣ ＰＤＵ（MAC Protocol Data Unit）に含まれて伝送される。すなわち、ユーザー端末のＭＡＣ層で生成されたＭＡＣ ＰＤＵの制御要素（control elements）の一つであるＢＳＲ制御要素に含まれる。
図９Ａ〜図９Ｃは、ＭＡＣ ＰＤＵのフォーマットを説明するための図である。図９Ａ〜図９Ｃで、ＬＣ ＩＤは、対応するＭＡＣ ＳＤＵ（MAC Service Data Unit）がどの論理チャネルのデータなのか、または、対応するＭＡＣ制御要素（MAC control element）にどんな種類の情報が含まれたのかを知らせる。ＢＳＲ制御要素に対応するＬＣ ＩＤは、該当のＢＳＲがショートＢＳＲなのかロングＢＳＲなのかを区別付ける。Ｅ（extension）フィールドは、該当のＭＡＣサブヘッダの次に他のＭＡＣサブヘッダがあるかを指示する情報を含む。Ｆフィールドは、続くＬフィールドの長さを指示する情報を含む。Ｒ（reserved）フィールドは、使用留保されたフィールドである。
一定条件が満たされると、ユーザー端末でバッファ状態報告手順がトリガー（trigger）される。この時、ユーザー端末に割り当てられた無線リソースがあると、該割り当てられた無線リソースを通じてＢＳＲを伝送する。ユーザー端末に割り当てられた無線リソースがなく、ＳＲチャネルが設定された場合、このユーザー端末は、ＳＲチャネルを通じて１ビット情報を当該基地局に伝送する。ＳＲチャネルが設定されていない場合に、ユーザー端末は、ＲＡＣＨ手順を通じてＢＳＲを基地局に伝送する。割り当てられた上りリンク無線リソースがある状態で上りリンクデータ伝送を行っていたユーザー端末が、割り当てられた無線リソースがない状態に遷移する場合にも、ユーザー端末はＳＲチャネルまたはＲＡＣＨ手順を用いてＢＳＲ伝送手順を行うことができる。この時、ＢＳＲ伝送手順は、ユーザー端末が自身のバッファ状態を確認してから所定時間経過後に開始されることが好ましい。所定時間経過前に基地局から無線リソースが割り当てられた場合、ユーザー端末は、ＳＲチャネル伝送手順またはＲＡＣＨ手順を行わずに、割り当てられた無線リソースを通じてＢＳＲを伝送する。
図７を参照すると、ユーザー端末のＭＡＣ層がユーザー端末の物理層にランダムアクセス手順の開始を指示すると、ユーザー端末物の理層は、まず、一つのアクセススロット（access slot）と一つのシグネチャー（signature）を選択してランダムアクセスプリアンブルを基地局に伝送する［Ｓ７１］。
ユーザー端末がプリアンブルを伝送すると、基地局は、下りリンク物理チャネル（例えば、捕捉表示チャネル（Acquisition Indication Channel：AICH）を通じて応答メッセージを伝送する［Ｓ７２］。このプリアンブルに対する応答として伝送されるＡＩＣＨは、該プリアンブルが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最初の一定の長さの間にプリアンブルに対応するシグネチャーを伝送する。基地局は、ＲＡＣＨ応答メッセージを通じてユーザー端末に上りリンク無線リソース（UL grant）を割り当てる。この上りリンク無線リソースは、ＵＬ−ＳＣＨ（Uplink Shared Channel）である。ユーザー端末は、ＲＡＣＨ応答メッセージに含まれている無線リソース割当情報、メッセージサイズ、無線パラメータを用いてＢＳＲの含まれたＭＡＣ ＰＤＵを伝送する［Ｓ７３］。ユーザー端末から伝送されたＭＡＣ ＰＤＵを受信すると、基地局は、ユーザー端末にＡＣＫ／ＮＡＣＫまたは衝突解決（Contention Resolution）メッセージを伝送する［Ｓ７４］。
ＢＳＲの含まれたＭＡＣ ＰＤＵが成功的に伝送されたことが確認されると、例えば、基地局からＡＣＫまたはユーザー端末の識別子を含む衝突解決メッセージを受信すると、ユーザー端末は、タイマーＴ２を駆動させる。タイマーの満了前に基地局から上りリンク無線リソースが割り当てらると、ユーザー端末は、割り当てられた無線リソースを用いて、バッファに保存されたデータを基地局に伝送する。
タイマーが満了するまで基地局から上りリンク無線リソースが割り当てられると、ユーザー端末は、ＲＡＣＨ手順を通じたＢＳＲ伝送に失敗したと見なし、新しいＢＳＲ手順をトリガーする。すなわち、再びＲＡＣＨ手順を行って［Ｓ７５］、ＢＳＲの伝送を試みたり、もしユーザー端末にＳＲチャネルが設定された場合、設定されたＳＲチャネルを通じて１ビット情報を伝送して無線リソースを受信し、受信した無線リソースを通じてＢＳＲを伝送する。
上記過程で、それ以上、ＢＳＲ伝送手順、ＳＲチャネル伝送手順またはＲＡＣＨ手順を行わないようにと基地局から指示された場合、タイマーＴ２を中止させたり、タイマーが満了した場合であってもそれ以上ＢＳＲ伝送手順をトリガーしない。
図７の実施例をより一般的に説明すると、次の通りである。すなわち、ユーザー端末は、ユーザー端末のバッファ状態を指示する第１ＢＳＲを基地局に伝送する。第１ＢＳＲの伝送に成功した後、既に設定された所定時間が経過するまで上りリンクデータの伝送のための無線リソースの割当を指示する割当情報を受信できなかった場合、ユーザー端末は、第２ＢＳＲの伝送手順をトリガーする。この時、第２ＢＳＲの伝送手順は、ＲＡＣＨ手順またはＳＲチャネルの伝送手順を通じて行われることができる。ユーザー端末に周期的にＳＲチャネルが設定された場合、このユーザー端末は、ＲＡＣＨプリアンブル伝送のための無線リソースとＳＲチャネル用無線リソースのうち、割当時点が早いものを用いてＢＳＲ伝送手順を行うことが好ましい。
図１０は、本発明のさらに他の実施例による手順を示すフローチャートである。
図１０を参照すると、ユーザー端末ＵＥは、バッファ状態報告（ＢＳＲ）を行うためにＳＲチャネルを通じて１ビット情報を基地局ｅＮＢに伝送する［Ｓ１０１］。ユーザー端末からＳＲチャネルを通じて１ビット情報を受信すると、基地局は、ユーザー端末に上りリンク無線リソース、例えば、ＵＬ−ＳＣＨを割り当てる［Ｓ１０２］。ユーザー端末は、割り当てられた上りリンク無線リソースを通じて基地局にＢＳＲの含まれたＭＡＣ ＰＤＵを伝送する［Ｓ１０３］。
このＭＡＣ ＰＤＵを成功的に受信した場合、基地局は、ユーザー端末に確認応答（ＡＣＫ）を伝送する［Ｓ１０４］。ＡＣＫを受信すると、ユーザー端末は、タイマーＴ３を駆動させ、タイマーが満了するまで、ユーザー端末のバッファに保存されている上りリンクデータを伝送するための上りリンク無線リソースの割当を待つ。タイマーの満了前に基地局から上りリンク無線リソースが割り当てられると、ユーザー端末は、割り当てられた上りリンク無線リソースを通じて基地局に上りリンクデータを伝送する。タイマーが満了するまで上りリンク無線リソースが割り当てられなかった場合は、ユーザー端末は、ＢＳＲ手順を再び行うためにＳＲチャネルを伝送したりＲＡＣＨ手順を行う［Ｓ１０５］。図１０で、ユーザー端末は、Ｓ１０３段階においてユーザー端末がＢＳＲを伝送した時点からタイマーＴ３を駆動することも可能である。
図１１は、本発明のさらに他の実施例による手順を示すフローチャートである。
図１１を参照すると、ユーザー端末ＵＥは、ＳＲチャネル伝送、ＲＡＣＨ手順またはあらかじめ割り当てられた上りリンク無線リソースを通じて基地局ｅＮＢにＢＳＲの含まれたＭＡＣ ＰＤＵを伝送する［Ｓ１１１］。ユーザー端末から伝送されたＭＡＣ ＰＤＵを成功的に受信できなかった場合、基地局はユーザー端末にＮＡＣＫを伝送する［Ｓ１１２］。ＮＡＣＫの伝送手順で誤りが生じた場合、ユーザー端末はＡＣＫを受信する［Ｓ１１２］。したがって、ユーザー端末はＢＳＲを成功的に伝送したと判断して、上りリンク無線リソースが割り当てられることを待つが、実際には基地局がＢＳＲを成功的に受信できなかったので、上りリンク無線リソースは割り当てられない。または、基地局がＢＳＲを成功的に受信した場合であっても、使用可能な無線リソースがないと、基地局はユーザー端末に無線リソースを割り当てない。
この場合、ユーザー端末は、自身に設定された全てのＨＡＲＱプロセスに対して割り当てられた無線リソースがあるかチェックし［Ｓ１１４］、これら全てのＨＡＲＱプロセスに割り当てられた無線リソースがないとタイマーＴ４を駆動させる。タイマーの満了前に基地局から無線リソースが割り当てられると、ユーザー端末は、タイマーを中止させる。タイマーが満了するまで基地局から無線リソースが割り当てられないと、ユーザー端末は、ＳＲチャネルを通じて１ビット情報を伝送したりＲＡＣＨ手順を行ったりすることによって、バッファ状態報告（ＢＳＲ）をトリガーする［Ｓ１１５］。
図１１の実施例で、特定ＨＡＲＱプロセスに割り当てられた無線リソースがあるということは、該当のＨＡＲＱプロセスのＨＡＲＱバッファに、基地局に伝送するデータが残っているということを意味する。または、特定ＨＡＲＱプロセスに割り当てられた無線リソースがあるということは、該ＨＡＲＱプロセスに対して初期データの伝送のための無線リソースが割り当てられた後、該ＨＡＲＱプロセスで最大再伝送回数だけの再伝送が発生しなかったし、該ＨＡＲＱプロセスに対して最も最近に受信したフィードバックがＮＡＣＫである場合を意味する。または、特定ＨＡＲＱプロセッサーに割り当てられた無線リソースがあるということは、該ＨＡＲＱプロセスに対して初期データ伝送のための無線リソースが割り当てられた状態を意味する。
本発明のさらに他の実施例として、ＳＲチャネルを他の用途に使用する実施例を考慮することができる。すなわち、一般に、ＳＲチャネルは、ユーザー端末が基地局に無線リソースの割当を要求するために用いられるが、基地局から割り当てられた無線リソースがある場合であっても、所定イベントが発生した場合は、ユーザー端末はＳＲチャネルを通じて１ビット情報を基地局に伝送することによってユーザー端末の状況を知らせることができる。または、ユーザー端末は、ＳＲチャネルを、基地局から伝送される無線リソース割当メッセージに対する応答を伝送するための用途に使用することができる。これらの実施例のために、ＳＲチャネル以外に少なくとも１ビットで構成される他の物理チャネルを設定することができる。
上記所定イベントの一例は、ユーザー端末に割り当てられた無線リソースがある状態で、該ユーザー端末のバッファに基地局に伝送するデータがなくなる状況である。
上記所定イベントの他の例は、ユーザー端末にサービス品質（ＱｏＳ）を満たさないベアラがある状況である。例えば、ユーザー端末の各論理チャネルごとに最大ビット・レート（Maximum Bit Rate：MBR）またはプライオタイズド・ビット・レート（Prioritized Bit Rate：PBR）が設定されることができるが、特定ベアラに対して設定されたＭＢＲまたはＰＢＲを満たさない場合、ユーザー端末はＳＲチャネルを通じてそれを報告することができる。ＭＢＲは各論理チャネル別に伝送時間間隔（ＴＴＩ）ごとに下位層に伝達できるような最大データ量を意味し、ＰＢＲは最小データ量を意味する。
上記所定イベントのさらに他の例は、基地局により指定された特定論理チャネルのデータがバッファに到着した状況である。すなわち、ユーザー端末に基地局により指定された特定論理チャネルのデータが発生した場合、ユーザー端末はＳＲチャネルを通じて基地局に知らせることができる。
本発明のさらに他の実施例を説明すると、次の通りである。ＳＲチャネルは、１ビットからなるチャネルであるから、ユーザー端末がＳＲチャネルを通じて無線リソースの割当要求をしなかったし、また、ＢＳＲを伝送しなかった場合であっても、伝送手順におけるエラーの発生により、基地局がＳＲチャネルを通じてチャネルリソース要求のための１ビット情報を受信したものと誤認することができる。この場合、基地局は、ユーザー端末に上りリンク無線リソースを割り当てるメッセージを、該ユーザー端末に伝送する。基地局から無線リソース割当メッセージを受信すると、ユーザー端末は、割り当てられた無線リソースを用いてＢＳＲを伝送する。一方、ＢＳＲの含まれたＭＡＣ ＰＤＵに余分の空間が存在する場合、ユーザー端末は、ＲＲＣ測定報告（RRC measurement report）またはＲＬＣ状態報告（RLC status report）を、ＭＡＣ ＰＤＵに含めて基地局に伝送することができる。
以上で説明された実施例は、本発明の構成要素と特徴が所定の形態で結合されたものである。各構成要素または特徴は、別の明示的言及がない限り、選択的なものとして考慮されなければならない。各構成要素または特徴は、他の構成要素や特徴と結合されない形態で実施されることができる。また、一部の構成要素及び／または特徴を結合して本発明の実施例を構成することも可能である。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更可能である。ある実施例の一部構成や特徴は他の実施例に含まれることができ、または、他の実施例の対応する構成または特徴に取って代わることもできる。特許請求の範囲で明示的な引用関係を有しない請求項を結合して実施例を構成したり、出願後の補正により新しい請求項として含めることができることは自明である。
本文書で、本発明の実施例は、ユーザー端末及び基地局間のデータ送受信関係を中心にして説明された。本文書で基地局により行われると説明された特定動作は、場合によっては、その上位ノード（upper node）により行われることができる。すなわち、基地局を含む多数のネットワークノード（network nodes）からなるネットワークでユーザー端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局または基地局以外の他のネットワークノードにより行われることができることは自明である。「基地局」は、固定局（fixed station）、ＮｏｄｅＢ、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、アクセスポイント（access point）などの用語に代替可能である。また、「ユーザー端末」は、ＵＥ（User Equipment）、ＭＳ（Mobile Station）、ＭＳＳ（Mobile Subscriber Station）などの用語に代替可能である。
本発明による実施例は、様々な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア（firmware）、ソフトウェアまたはそれらの結合などにより具現されることができる。ハードウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、一つまたはそれ以上のＡＳＩＣｓ（application specific integrated circuits）、ＤＳＰｓ（digital signal processors）、ＤＳＰＤｓ（digital signal processing devices）、ＰＬＤｓ（programmable logic devices）、ＦＰＧＡｓ（field programmable gate arrays）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどにより具現されることができる。
ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、以上で説明された機能または動作を行うモジュール、手順、関数などの形態で具現されることができる。ソフトウェアコードは、メモリユニットに記憶されてプロセッサにより駆動されることができる。メモリユニットは、プロセッサの内部または外部に設けられ、公知の様々な手段によりプロセッサとデータを交換することができる。
本発明は、本発明の特徴を逸脱しない範囲で他の特定の形態に具体化できることは、当業者にとっては自明である。したがって、上記の詳細な説明は、いずれの面においても制約的に解釈されてはならず、例示的なものとして考慮されなければならない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲の合理的解釈により決定されなければならなく、本発明の等価的範囲内における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。
本発明は、移動通信システム、携帯インターネットシステムなどのような無線通信システムで利用可能である。

Claims (10)

  1. 無線通信システムにおける無線リソース割当方法であって、
    第１無線リソース割当要求モードにしたがって基地局に少なくとも１回上りリンクデータの伝送のための無線リソースの割当を要求し、
    所定条件が満たされると、第２無線リソース割当要求モードにしたがって前記基地局に前記上りリンクデータの伝送のための前記無線リソースの割当を要求すること、
    を含む、無線リソース割当方法。
  2. 前記第１無線リソース割当要求モードは、スケジュール要求チャネルを用いた無線リソース割当要求モードであることを特徴とする、請求項１に記載の無線リソース割当方法。
  3. 前記第２無線リソース割当要求モードは、ランダムアクセス手順を用いた無線リソース割当要求モードであることを特徴とする、請求項２に記載の無線リソース割当方法。
  4. 前記所定条件は、前記第１無線リソース割当要求モードにしたがって事前に設定された所定の回数だけ前記無線リソース割当を要求したにもかからわず、前記上りリンクデータ伝送のための無線リソースが割り当てられないときに満たされることを特徴とする、請求項１に記載の無線リソース割当方法。
  5. 前記所定条件は、前記第１無線リソース割当要求モードにしたがって前記無線リソース割当を要求した後、所定の時間の経過後にも前記上りリンクデータ伝送のための無線リソースが割り当てられないときに満たされることを特徴とする、請求項１に記載の無線リソース割当方法。
  6. 無線通信システムにおける無線リソース割当方法であって、
    ユーザー端末のバッファ状態を指示する第１バッファ状態報告を基地局に伝送し、
    前記第１バッファ状態報告の伝送後に、所定の時間が経過するまで上りリンクデータの伝送のための無線リソースの割当を指示する割当情報を受信できない場合に、第２バッファ状態報告の伝送手順をトリガーすること、
    を含む、無線リソース割当方法。
  7. 前記割当情報は、前記上りリンクデータの初期伝送に関連した無線リソースを割り当てるための情報であることを特徴とする、請求項６に記載の無線リソース割当方法。
  8. 前記所定時間の経過を確認するためのタイマーは、前記基地局から前記第１バッファ状態報告に対する確認応答（ＡＣＫ）を受信した時点から駆動されることを特徴とする、請求項６に記載の無線リソース割当方法。
  9. 前記トリガーすることは、
    前記第２バッファ状態報告の伝送のための上りリンクチャネルリソースが割り当てられ、
    前記上りリンクチャネルリソースを通じて前記第２バッファ状態報告を前記基地局に伝送すること、
    を含むことを特徴とする、請求項６に記載の無線リソース割当方法。
  10. 前記第２バッファ状態報告の伝送のための前記上りリンクチャネルリソースが割り当てられるために、スケジューリング要求チャネルを伝送するか、または、ランダムアクセス手順を実行することを特徴とする、請求項９に記載の無線リソース割当方法。
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