JP2011509012A

JP2011509012A - 時間および周波数資源における統計的多重化に基づく半永続スケジューリング方法および機器

Info

Publication number: JP2011509012A
Application number: JP2010539991A
Authority: JP
Inventors: ユ，ミンリ; ジャオ，ヤン; ヤン，タオ
Original assignee: アルカテル−ルーセント
Priority date: 2007-12-29
Filing date: 2007-12-29
Publication date: 2011-03-17
Also published as: EP2225911A1; CN101999241B; CN101999241A; KR20100102686A; US20100284364A1; EP2225911A4; WO2009086668A8; WO2009086668A1

Abstract

本発明によると、時間および周波数資源における統計的多重化に基づく半永続スケジューリング方法が提案され、この方法は、永続グラントを用いることによって、初回伝送用に予約された固定時間および周波数資源を使うように各初回伝送を割り振るステップと、永続グラントを用いることによって、再伝送用に予約された時間資源を使うように各再伝送を割り振り、動的グラントまたはデフォルト・グラントを用いることによって、再伝送用に予約された周波数資源を使うように各再伝送を動的に割り振るステップとを含み、初回伝送および再伝送は、同一タイムスロット内で周波数資源を共有する。さらに、本発明は、同様に、時間および周波数資源における統計的多重化に基づく半永続スケジューリング機器も提案する。

Description

本発明は、ワイヤレス通信分野に関し、より詳細には、アップリンク・ボイスオーバーＩＰ（ＶｏＩＰ）半永続スケジューリングにおいてハイブリッド自動再送リクエスト（ＨＡＲＱ）プロセス資源を共有するのに使われる、時間および周波数資源における統計的多重化に基づく半永続スケジューリング方法および機器に関する。

あらゆるサービスは、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）システムにおけるパケット領域内で提供され、ボイスオーバーＩＰ（ＶｏＩＰ）は、オペレータにとって重要なサービスである。スケジューリングは、サービス品質（ＱｏＳ）およびチャネル情報に関してＶｏＩＰ容量を改善するのに不可欠である。アップリンク（ＵＬ）スケジューリング原理に関する現在の第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）状況から、以下を抜粋する。
１．次世代ノードＢ（ｅＮＢ）は、第１のハイブリッド自動再送リクエスト（ＨＡＲＱ）伝送および再伝送用の、予め定義されたアップリンク資源をユーザ機器（ＵＥ）に割り振ることができる。
２．動的スケジューリングは、その伝送時間間隔（ＴＴＩ）用の予め定義された割振り（永続割振り）に優先し得る。ｅＮＢは、Ｌ１／Ｌ２制御チャネル上でセル無線ネットワーク一時識別子（Ｃ−ＲＮＴＩ）を介して、各ＴＴＩでＵＥに資源（物理資源ブロック（ＰＲＢ）および変調符号化体系（ＭＣＳ））を動的に割り振ることができる。

３ＧＰＰにおいて画定された標準によると、アップリンクＶｏＩＰスケジューリング用に、３つの潜在スケジューリング・モードが存在し得る。
１．Ｌ３シグナリングのみが認める永続スケジューリング
２．ベスト・エフォートなど、バースト・パケット・サービスに用いられるグラントと同じＬ１／Ｌ２グラントを用いることのみを認める動的スケジューリング
３．初回伝送に永続グラントを、および再伝送に動的グラントを用いることを認める半永続スケジューリング

最大４００人のユーザを同時にサポートすることが期待されている。その後、特にアップリンクの場合、このような多数のＶｏＩＰユーザをサポートするために、多数のグラントを費やすことになり、これによりダウンリンク（ＤＬ）容量を直接削減することになる。

ＶｏＩＰスケジューリングに関する主要な挑戦課題は、限られた動的ダウンリンク（ＤＬ）グラント・シグナリング・コストでシステム容量を増大することである。上記の動的グラント方法に対する制約がある中、ダウンリンク（ＤＬ）Ｌ１容量を節約するためには、動的スケジューリング・モードは、ＶｏＩＰサービスにとって好ましくない。結論として、各ＨＡＲＱプロセスに未使用ＨＡＲＱ伝送を活用することが問題となる。

ＬＴＥシステムでは、平均伝送数が低いので、適応性のある変調および符号化体系でのスペクトル効率が高くなる。したがって、平均ＨＡＲＱ伝送数は通常、良好なスペクトル効率を達成するように、１と２の間になる。他の側面では、最大伝送数は、ＶｏＩＰサービスに対して大きくなる（４または５など）。ＨＡＲＱ伝送における資源の十分な活用法は、依然として未確定の事柄である。

資源使用を改善するために、モトローラから、資源を共有する数人のＶｏＩＰユーザをグループ化するのに、動的グループ化スケジューリングを用いるという提案［参照１］が行われている。異なるユーザが、１つのグループ内で同一ＭＣＳおよび同一資源ユニットを使うはずなので、異なるＭＣＳおよびＲＵ（資源ユニット）数をもついくつかのグループを定義することができる。ただし、この提案は、グループ内のどのＶｏＩＰユーザが時間／周波数資源を使うことになるかを示すための特有のビットマップ式動的グラントを必要とする。これは、３ＧＰＰにおける現在のグラント方法と矛盾するので、この提案は、現時点では３ＧＰＰにおいて選択されていない。

アルカテル・ルーセントから、非ＶｏＩＰユーザとＨＡＲＱ資源を共有するという別の提案［参照２］が行われている。基本概念は、動的ユーザに、ＶｏＩＰ用に未使用ＨＡＲＱ再伝送機会を使わせて（ＶｏＩＰパケットの伝送成功のために）、他のパケット・サービスを伝送するものであり、衝突があったとき、ＶｏＩＰパケット初回伝送は、時間領域が偏移される。しかし周波数領域では、ＶｏＩＰパケットは、同一資源ユニットおよび同一ＭＣＳを使うことになる。この手法を用いると、初回伝送用の時間資源は永続的でなくなり、ＶｏＩＰサービスおよび他の動的パケット・サービスは、同一周波数資源を共有する。この手法も、ＶｏＩＰサービスおよび他のバースト・サービスに異なる帯域幅が割り振られているケースでは、現在の３ＧＰＰ状況およびシステム設計の視点から、実行可能でないと思われる。

主に、ベスト・エフォートなどの他の動的パケット・サービスとして、ＶｏＩＰサービスに対して動的スケジューリングを適用することが可能であるが、厳格な待ち時間および多数のＶｏＩＰユーザを同時にサポートするという要件を考慮すると、この純粋な動的スケジューリング・モードは、シグナリング・コストの視点からは全体として効率的でないので、少なくともＬＴＥＲ８にとって好ましいソリューションではない。

ＶｏＩＰパケットＨＡＲＱ伝送の資源使用の改善法は依然として、未確定の事柄である。

本発明では、時間および周波数資源における統計的多重化に基づく改良型半永続スケジューリング方法を、システムＶｏＩＰ容量と妥当なグラント・コストとの間の良好なトレードオフを達成するというその目標とともに提案する。

本発明の上記基本概念は、アップリンクＶｏＩＰスケジューリング用の半永続スケジューリング・モードにおいて、ＶｏＩＰＵＥの間でＴＤＭおよびＦＤＭにより未使用ＨＡＲＱ伝送機会を統計的に活用することである。

詳細には、第１の態様によると、本発明は、時間および周波数資源における統計的多重化に基づく半永続スケジューリング方法を提案し、この方法は、永続グラントを用いることによって、初回伝送用に予約された固定時間および周波数資源を使うように各初回伝送を割り振るステップと、永続グラントを用いることによって、再伝送用に予約された時間資源を使うように各再伝送を割り振り、動的グラントまたはデフォルト・グラントを用いることによって、再伝送用に予約された周波数資源を使うように各再伝送を動的に割り振るステップとを含み、初回伝送および再伝送は、同一タイムスロット内で周波数資源を共有する。

好ましくは、初回伝送は、異なるタイムスロットに均一に分散される。

好ましくは、各タイムスロット内で初回伝送用に割り振られた固定周波数資源は、ランダム様式または循環シフト様式である。

好ましくは、時間資源は、異なるタイムスロットであり、周波数資源は、異なる変調符号化体系および異なる資源ユニットを含む。より好ましくは、時間資源は、永続スケジューリング・モードにおいて、永続グラントを用いることによって割り振られ、初回伝送用に予約された周波数資源は、永続スケジューリング・モードにおいて、永続グラントを用いることによって割り振られ、再伝送用に予約された周波数資源は、動的スケジューリング・モードにおいて、動的グラントまたはデフォルト・グラントを用いることによって割り振られる。より好ましくは、再伝送に割り振られた変調符号化体系および資源ユニットの数は、動的グラントによって動的に変更される。より好ましくは、初回伝送に割り振られた変調符号化体系および資源ユニットの数は、永続グラントによって徐々に変更される。

好ましくは、この半永続スケジューリング方法は、初回伝送に第１の優先度を、および再伝送に第２の優先度を割り当てるステップをさらに含み、第１の優先度は第２の優先度より高い。

好ましくは、この半永続スケジューリング方法は、資源ユニットのサイズを割当てし直すステップであって、ピーク再伝送バースト性があるステップ、または現在のタイムスロット内で、「ストップ」グラントを用いることによって再伝送を一時的に休止し、その再伝送機会を次のタイムスロット内で維持するステップであって、ピーク再伝送バースト性があるステップをさらに含む。より好ましくは、「ストップ」グラントは、資源ユニット数が「ゼロ」であり変調符号化体系が「ゼロ」番の汎用動的グラントである。

好ましくは、この半永続スケジューリング方法は、所定の測定期間中に未使用資源ユニット数を測定するステップをさらに含み、未使用資源ユニット数は、所定の測定期間中に使われなかった資源ユニットの平均数である。より好ましくは、この半永続スケジューリング方法は、測定された未使用資源ユニット数が第１の所定の閾値より大きい場合、１つのユーザ機器を永続スケジューリング・モードに切り換えるステップをさらに含む。

好ましくは、この半永続スケジューリング方法は、所定の測定期間中に不可能再伝送数を測定するステップをさらに含み、不可能再伝送数は、所定の測定期間中の不満足再伝送の平均数である。より好ましくは、この半永続スケジューリング方法は、測定された不可能再伝送数が第２の所定の閾値より大きい場合、１つのユーザ機器を永続スケジューリング・モードから切り換えるステップをさらに含む。

好ましくは、この半永続スケジューリング方法は、アップリンク・ボイスオーバーＩＰサービス用に使われる。

一方、第２の態様によると、本発明は、時間および周波数資源における統計的多重化に基づく半永続スケジューリング機器も提案し、この機器は、永続グラントに従って初回伝送用に予約された固定時間および周波数資源を使うように各初回伝送を割り振る初回伝送割振り手段と、永続グラントに従って再伝送用に予約された時間資源を使うように各再伝送を割り振り、動的グラントまたはデフォルト・グラントに従って再伝送用に予約された周波数資源を使うように各再伝送を動的に割り振る再伝送割振り手段とを備え、初回伝送割振り手段および再伝送割振り手段は、初回伝送および再伝送が同一タイムスロット内で周波数資源を共有するように、資源を協力して割り振る。

好ましくは、初回伝送割振り手段は、初回伝送を異なるタイムスロットに均一に分散する。

好ましくは、初回伝送割振り手段は、ランダム様式または循環シフト様式で、各タイムスロット内で初回伝送用に固定周波数資源を割り振る。

好ましくは、時間資源は、異なるタイムスロットであり、周波数資源は、異なる変調符号化体系および異なる資源ユニットを含む。より好ましくは、初回伝送割振り手段は、永続グラントに従って永続スケジューリング・モードにおいて時間および周波数資源を割り振り、再伝送割振り手段は、永続グラントに従って永続スケジューリング・モードにおいて時間資源を割り振り、動的グラントまたはデフォルト・グラントに従って動的スケジューリング・モードにおいて周波数資源を割り振る。より好ましくは、再伝送割振り手段は、動的グラントに従って、再伝送に割り振られるべき変調符号化体系および資源ユニットの数を動的に変更する。より好ましくは、初回伝送割振り手段は、永続グラントに従って、初回伝送に割り振られるべき変調符号化体系および資源ユニットの数を徐々に変更する。

好ましくは、この半永続スケジューリング機器は、初回伝送に第１の優先度を、および再伝送に第２の優先度を割り当てる優先度割当て手段をさらに備え、第１の優先度は第２の優先度より高い。

好ましくは、この半永続スケジューリング機器は、資源ユニットのサイズを割当てし直す手段であって、ピーク再伝送バースト性がある手段、または現在のタイムスロット内で、「ストップ」グラントを用いることによって再伝送を一時的に休止し、その再伝送機会を次のタイムスロット内で維持する手段であって、ピーク再伝送バースト性がある手段をさらに備える。より好ましくは、「ストップ」グラントは、資源ユニット数が「ゼロ」であり、変調符号化体系が「ゼロ」番の汎用動的グラントである。

好ましくは、この半永続スケジューリング機器は、所定の測定期間中に未使用資源ユニット数を測定する第１の測定手段をさらに備え、未使用資源ユニット数は、所定の測定期間中に使われなかった資源ユニットの平均数である。より好ましくは、この半永続スケジューリング機器は、測定された未使用資源ユニット数が第１の所定の閾値より大きい場合、１つのユーザ機器を永続スケジューリング・モードに切り換える第１の切換え手段をさらに備える。

好ましくは、この半永続スケジューリング機器は、所定の測定期間中に不可能再伝送数を測定する第２の測定手段をさらに備え、不可能再伝送数は、所定の測定期間中の不満足再伝送の平均数である。より好ましくは、この半永続スケジューリング機器は、測定された不可能再伝送数が第２の所定の閾値より大きい場合、１つのユーザ機器を永続スケジューリング・モードから切り換える第２の切換え手段をさらに備える。

好ましくは、この半永続スケジューリング機器は、アップリンク・ボイスオーバーＩＰシステムにおいて使われる。

半永続スケジューリング・モードでは、複数のＶｏＩＰユーザが、時分割多重化（ＴＤＭ）により１つの音声フレーム（２０ｍｓ）内で同一ＨＡＲＱプロセスを共有する。異なるＶｏＩＰＵＥの初回伝送は、永続グラントを用いることによって、同一ＨＡＲＱプロセスの異なるタイムスロット内に割り振ることができる。周波数領域では、資源ユニット（ＲＵ）が、ＶｏＩＰＵＥによって共有されるべきプールとして使われる。周波数資源（資源ユニット）の一部が、初期ＶｏＩＰパケット伝送用に予約され、残りの部分は、ＶｏＩＰパケット再伝送に使われることになる。初回伝送用に予約されたＲＵは、永続グラントによって割り振られ、再伝送用のＲＵは、動的グラントを用いて、異なるＶｏＩＰＵＥの間で統計的に共有される。再伝送と初回伝送との間の衝突を避けるのに、周波数領域偏移を用いることができる。

初回伝送用ＲＵと再伝送用ＲＵとの比のバランスをうまくとるために、１つのＨＡＲＱプロセス内でサポート可能なＶｏＩＰユーザの数と、ＶｏＩＰサービスの故障確率との間のバランスを、「未使用資源ユニット」および「不可能ＨＡＲＱ再伝送」確率を監視することによってうまく調整するための外部制御ループを導入する。バースト再伝送ピークの衝突を避けるために、現在の３ＧＰＰ定義のグラントに「ストップ・グラント」を採り入れて、ＨＡＲＱ再伝送を一時的に延期すればよい。

半永続アップリンクＶｏＩＰスケジューリング用ＨＡＲＱプロセスのために資源使用を改善するための本発明による上記手法により、本発明には、以下の利益をもたらす。
・複数のＶｏＩＰＵＥの初回伝送のために同一ＨＡＲＱプロセスを共有するように複数のＶｏＩＰＵＥを永続的に割り振ることによって、動的シグナリング・グラント・コストを大幅に削減する。さらに、未使用ＨＡＲＱプロセスの浪費が、複数のＶｏＩＰＵＥの間の初回伝送のための時間領域での多重化により最小限にされる。
・限られた周波数領域資源プール中で複数のＶｏＩＰパケット再伝送を統計的に多重化することによって、ＨＡＲＱ再伝送の多重化利得により、ＶｏＩＰ容量をさらに改善する。ＶｏＩＰパケットの再伝送は偶発的イベントなので、再伝送用に、その初回伝送と同じ数のＲＵを予約する必要はない。
・「ストップ」グラントを導入して、初回伝送と再伝送のバースト・ピークの衝突を避ける。
・初回伝送および再伝送用のＲＵのバランスを調整するための外部制御ループにより、ＶｏＩＰ容量を純粋な動的スケジューリング・モードに近づけることができるが、グラント・コストはあまりかからない。

本発明の上記および他の目的、特徴および利点は、本発明の非限定的実施形態についての以下の詳細な説明を添付の図面と併せ読むと、より明らかになるであろう。

ＶｏＩＰデータ・ソースからのＶｏＩＰサービスの特性の概観を示す概略図である。本発明による半永続スケジューリング方法に従う動作を示すフローチャートである。ＴＤＭ／ＦＤＭを用いて、統計的にＨＡＲＱプロセスを共有する例を示す概略図である。本発明による半永続スケジューリング機器の構造を示すブロック図である。本発明の半永続スケジューリング方法および比較のための永続スケジューリング方法のシステム・シミュレーション結果を示す図である。

これ以降、図面に従って本発明を説明する。以下の説明では、特定のいくつかの実施形態が、説明目的でのみ使われるが、本発明に対するいかなる限定としても理解されるべきではなく、本発明の例として理解されるべきである。本発明の理解が曖昧になるかもしれないが、従来の構造または組立てについては省略する。

１．ＶｏＩＰサービスの特性
ＶｏＩＰサービスの場合、通話状態または無音状態という２つの状態がある。図１に示すように、通話状態では、１つのＶｏＩＰパケットだけが２０ｍｓおきに伝送され、無音状態では、１つのＳＩＤ（無音記述子）パケットが１６０ｍｓおきに伝送される。さらに、同期ＨＡＲＱがＵＬＶｏＩＰ伝送用にサポートされる。

２．半永続スケジューリング・モード用にＴＤＭ／ＦＤＭ方式を用いる、ＨＡＲＱ伝送の共有
半永続スケジューリングは、容量と動的シグナリング・コストとの間の良好なトレードオフというプロパティにより、ＬＴＥアップリンクＶｏＩＰスケジューリングにとって好ましいソリューションである。従来の半永続スケジューリング手法は、ＨＡＲＱプロセスにおける第１のタイムスロットを初回伝送用に予約するものであり、残されたタイムスロットは、ＨＡＲＱ再伝送用に予約されることになる。ＶｏＩＰパケット伝送が成功した場合、残されたＨＡＲＱ再伝送機会は、動的Ｌ１／Ｌ２グラントを用いる別のＶｏＩＰユーザのために使われることになる。次いで、次のタイムスロットにおいて、この新たなＶｏＩＰユーザの再伝送は、予約された初回伝送と衝突する可能性がある。さらに、この同じＶｏＩＰユーザにとって、その初回伝送が動的グラントにより動的にスケジュールされることになるか、それともＬ３シグナリングを用いて永続スケジュールされることになるか判定することは難しい。

この提案手法における基本概念は、ＴＤＭにおいて複数のＶｏＩＰユーザの間でＨＡＲＱプロセスを共有して、ＶｏＩＰＵＥ容量を改善するとともに、ＶｏＩＰユーザの初回伝送が動的にスケジュールされることを避けることである。
■各初回伝送は、永続グラントにある固定時間、固定資源（ＲＵ＋ＭＣＳ）を用いる。
■複数のＶｏＩＰユーザが、ＨＡＲＱプロセスにおける異なるタイムスロット内で初回伝送を開始することができる。
・初回伝送の分散は、異なるタイムスロット内で均一になるべきである。
■初回伝送および再伝送は、同一タイムスロット内で周波数資源を共有する。すなわち、資源の一部は初回伝送用に予約され、残りの部分は、再伝送用にのみ予約されることになる。
・各タイムスロット内の初回伝送用の永続スケジューリングにおける周波数資源の割振りは、再伝送用シグナリング・コストと、周波数ダイバーシティ利得との間のトレードオフに依存して、ランダムまたは循環シフト式でよい。
■時間資源は永続的であり、周波数領域資源の再割振りは動的でよい。
・ＭＣＳおよびＲＵ数は両方とも、ＨＡＲＱ再伝送用の動的グラントにより動的に変更することができる。すなわち、周波数選択スケジューリングを、ＨＡＲＱ再伝送に対して適用することができる。
・永続グラントを用いることによって、変更は、初回伝送に対して徐々にのみ認められる。
■ＶｏＩＰ初回伝送とＶｏＩＰ再伝送との間に衝突がある場合、初回伝送の優先度の方が再伝送より高い。
・初回伝送は、永続スケジューリングで保証され得る。
・ピーク再伝送バースト性がある場合、ＲＵサイズを割当てし直すか、または「ストップ」グラントで再伝送を一時的に休止するとともに、その再伝送機会を次のタイムスロット内で維持する。「ストップ」グラントは、ＲＵ数およびＭＣＳが「ゼロ」の汎用動的グラントである。

図２は、本発明による半永続スケジューリング方法に従う動作を示すフローチャートである。

詳細には、ステップ２０１で、各初回伝送が、永続グラントを用いることによって、初回伝送用に予約された固定時間および周波数資源を使うように割り振られる。次いで、ステップ２０３で、各再伝送が、永続グラントを用いることによって、再伝送用に予約された時間資源を使うように割り振られ、動的グラントまたはデフォルト・グラントを用いることによって、再伝送用に予約された周波数資源を使うように動的に割り振られる。本明細書において、初回伝送および再伝送は、同一タイムスロット内で周波数資源を共有する。

ステップ２０５で、初回伝送が、その再伝送と現在のタイムスロット内で衝突しているかどうか判断される。こうした伝送（初回伝送および再伝送）が互いと衝突していると判定された場合（ステップ２０５で「Ｙｅｓ」）、ステップ２０７で、初回伝送がより高い優先度を有すると判定することになり、最初に伝送されることになり、再伝送は、次のタイムスロット内で次の伝送機会が来るのを待つことになる。そうではなく、伝送が互いと衝突していないと判定された場合（ステップ２０５で「Ｎｏ」）、ステップ２０９で、未使用ＲＵ数および不可能ＨＡＲＱ再伝送数が、所定の測定期間中に測定される。

その後、ステップ２１１で、未使用ＲＵ数が所定の閾値Ａ（後で説明する）より大きいかどうか判断される。大きい場合（ステップ２１１で「Ｙｅｓ」）、ステップ２１３で、１つのＵＥが永続スケジューリング・モードに追加され、すなわち、１つのＵＥを永続スケジューリング・モードに切り換え、次いで、プロセスはステップ２０１に戻って、更新ＵＥ数でプロセスを実施する。大きくない場合（ステップ２１１で「Ｎｏ」）、プロセスは直ちにステップ２０１に戻って、更新されていないＵＥ数で初回伝送割振りを実施する。

一方、ステップ２１５で、不可能ＨＡＲＱ再伝送数が所定の閾値Ｂ（後で説明する）より大きいかどうか判断される。大きい場合（ステップ２１５で「Ｙｅｓ」）、ステップ２１７で、永続スケジューリング・モードにある１つのＵＥが削除され、すなわち、１つのＵＥを永続スケジューリング・モードから切り換え、次いで、プロセスはステップ２０１に戻って、更新ＵＥ数でプロセスを実施する。大きくない場合（ステップ２１５で「Ｎｏ」）、プロセスは直ちにステップ２０１に戻って、更新されていないＵＥ数で初回伝送割振りを実施する。

図３は、８人のＶｏＩＰユーザが、同一のＨＡＲＱプロセス１を用いて４つのＲＵ（資源ユニット）を共有する例を示す。いくつかのＲＵ（破線楕円で囲ったもの）が、初回伝送のための永続スケジューリング用に予約され、残されたＲＵ（陰影つきのもの）が、ＨＡＲＱ再伝送に使われるので、動的にスケジュールされ得る。

図３に示す例において、ＨＡＲＱプロセス１における４つの資源ユニット（ＲＵ）を共有する８個のＶｏＩＰＵＥがある。この例では、８個のＶｏＩＰＵＥの初回伝送は、永続グラントを用いており、４つのタイムスロット内で次のように均一に分散される。
・ＨＡＲＱプロセス１の第１のタイムスロットでは、第１の２つの資源ユニットが、永続グラントを用いてＵＥ１およびＵＥ４用に予約され、残された２つのＲＵは、動的グラントまたはデフォルト・グラントどちらかによって再伝送に使われる。
・ＨＡＲＱプロセス１の第２のタイムスロットでは、第１の２つのＲＵが、再伝送に使われ、残された２つのＲＵは、ＵＥ２およびＵＥ５の初回伝送用に予約される。ＵＥ１およびＵＥ４の再伝送は、同一ＲＵ上なので、動的グラントは必要なく、グラント・オーバーヘッドを削減することができる。
・ＨＡＲＱプロセス１の第３のタイムスロットでは、同様に、２つのＲＵが、永続グラントによってＵＥ３およびＵＥ６の初回伝送用に予約され、ＵＥ２およびＵＥ５は、その再伝送を残りのＲＵ内にもつ。ここで、ＵＥ２およびＵＥ５は両方とも、動的グラントによって異なるＲＵを使い、ある程度のグラント・オーバーヘッド・コストがかかる周波数ホッピング法によりある程度の周波数ダイバーシティ利得を得ることができる。
・ＨＡＲＱプロセス１の第４のタイムスロットでは、同様に、ＵＥ７およびＵＥ８の初回伝送が予約され、ＵＥ３の再伝送は、デフォルト・グラントを用いてスケジュールされる。残されたＲＵは、ＵＥ５の二度目の再伝送に使われ、ＵＥ６は、その最初の伝送が成功している。

この方法により、異なるＶｏＩＰＵＥの間の再伝送は、周波数偏移により同一ＨＡＲＱプロセスにおいて統計的に多重化することができる。やはり周波数偏移により、ある程度の周波数ダイバーシティ利得を、周波数ホッピングを通して達成することができる。初回伝送用に予約されたＲＵの数と、再伝送用に予約されたＲＵの数との間の比は、ＶｏＩＰ容量およびＶｏＩＰサービス用の構成済みＲＵによって決定され、上で定義したように半静的なやり方で徐々に調整することができる。

目標ＶｏＩＰサービスＱｏＳを保証するために、ＨＡＲＱプロセス用のＶｏＩＰＵＥの総数を管理するための外部制御ループが必要である。
■ＶｏＩＰＵＥの数は、「未使用ＲＵ数」および「不可能ＨＡＲＱ再伝送」の測定値に依存して、ＨＡＲＱプロセス用に増加させても減少させてもよい。
■「未使用ＲＵ数」は、測定期間中にＨＡＲＱプロセスにおいて使われなかった平均資源ユニットである。「未使用ＲＵ数」＞閾値Ａである場合、ＨＡＲＱプロセス用の永続スケジューリングに１つのＶｏＩＰＵＥを追加する。ここで、閾値Ａは、予め定義されたパラメータである。
■「不可能ＨＡＲＱ再伝送」は、測定期間中のＨＡＲＱプロセスにおける限られた資源に起因する、不満足ＨＡＲＱ再伝送リクエストの平均数である。「不可能ＨＡＲＱ再伝送」＞閾値Ｂである場合、ＨＡＲＱプロセス用の永続スケジューリングの中の１つのＶｏＩＰＵＥを削除する。ここで、閾値Ｂは、予め定義された別のパラメータである。

閾値Ａおよび閾値Ｂは両方とも、ＲＵ使用効率とＶｏＩＰＱｏＳ保証との間のトレードオフによるシステム・シミュレーションから導出される。

図４は、本発明による半永続スケジューリング機器の構造を示すブロック図である。

本発明による半永続スケジューリング機器４００は、初回伝送割振りユニット４１０、再伝送割振りユニット４２０、優先度割当てユニット４３０、測定ユニット４４０および切換えユニット４５０を含む。

初回伝送割振りユニット４１０は、各初回伝送を、永続グラントに従って、初回伝送用に予約された固定時間および周波数資源を使うように割り振る。再伝送割振りユニット４２０は、各再伝送を、永続グラントに従って、再伝送用に予約された時間資源を使うように割り振り、各再伝送を、動的グラントまたはデフォルト・グラントに従って、再伝送用に予約された周波数資源を使うように動的に割り振る。本明細書において、初回伝送および再伝送は、同一タイムスロット内で周波数資源を共有する。

優先度割当てユニット４３０は、初回伝送に、再伝送より高い優先度を割り当てる。したがって、初回伝送がその再伝送と現在のタイムスロット内で衝突しているとき、ユニット４３０は、初回伝送がより高い優先度を有し、最初に伝送されると判定することになり、再伝送は次のタイムスロット内で次の伝送機会が来るのを待つことになる。

測定ユニット４４０は、所定の測定期間中の未使用ＲＵ数および不可能ＨＡＲＱ再伝送数を測定する。

切換えユニット４５０は、測定ユニット４４０の測定結果に従って、ＵＥを、永続スケジューリング・モードに／から切り換える。未使用ＲＵ数が所定の閾値Ａ（後で説明する）より大きいとき、切換えユニット４５０は、１つのＵＥを永続スケジューリング・モードに追加し、すなわち、１つのＵＥを永続スケジューリング・モードに切り換え、次いで、初回伝送割振りユニット４１０および再伝送割振りユニット４２０に、その資源割振りを、更新ＵＥ数で実施するよう通知する。一方、不可能ＨＡＲＱ再伝送数が所定の閾値Ｂ（後で説明する）より大きいとき、切換えユニット４５０は、永続スケジューリング・モードにある１つのＵＥを削除し、すなわち、１つのＵＥを永続スケジューリング・モードから切り換え、次いで、初回伝送割振りユニット４１０および再伝送割振りユニット４２０に、その資源割振りを、更新ＵＥ数で実施するよう通知する。そうではなく、未使用ＲＵ数が所定の閾値Ａ以下であり、不可能ＨＡＲＱ再伝送数が所定の閾値Ｂ以下の場合、切換えユニット４５０は、切換え動作を実施せず、初回伝送割振りユニット４１０および再伝送割振りユニット４２０に、その資源割振りを、更新されていないＵＥ数で実施するよう通知することになる。

３．予備シミュレーション結果
図５は、以下のシステム・シミュレーション・パラメータを用いた、本発明の半永続スケジューリング方法および比較のための永続スケジューリング方法のシステム・シミュレーション結果を示す。
・１９個のセル、３つのセクタ（１セルに複数のＶｏＩＰＵＥがあり、それ以外のセルにはラウンドロビン・スケジューラを使う５つのフル・バッファＵＥがある）
・４０バイトの音声パケット、１５バイトのＳＩＤパケット
・６つのＨＡＲＱプロセス、ＶｏＩＰパケットに対して固定ＱＰＳＫ２／３＊２個のＲＵ
・フラクショナルＰＣ（目標ＩｏＴ：４．５ｄＢ）
・セル端部にあるＵＥに対して１／３ＦＦＲを用いる静的ＩＣ
・音声アクティビティ（５０％）
・２２個のＲＵでのデータ伝送

図５において、ケース１（ＳＩＤあり、５ＭＨｚの帯域幅）における１２．２ＫｂｐｓＡＭＲに対するＵＬＶｏＩＰ容量は、提案する半永続スケジューリングに対して満足できるＶｏＩＰＱｏＳを有する約２４０個のＵＥ（中央の三角形の印）である。この容量は、統計的方法における未使用ＨＡＲＱ資源の効率的使用により、永続スケジューリングの約２倍である。

上記実施形態は、例示目的でのみ挙げており、本発明を限定することは意図していない。本発明の範囲および精神から逸脱することなく、これらの実施形態に対する様々な修正または置換えがあってよく、これらは添付の請求項によって定義される範囲内であることを当業者は理解されたい。

Claims

時間および周波数資源における統計的多重化に基づく半永続スケジューリング方法であって、
永続グラントを用いることによって、初回伝送用に予約された固定時間および周波数資源を使うように各初回伝送を割り振るステップと、
永続グラントを用いることによって、再伝送用に予約された時間資源を使うように各再伝送を割り振り、動的グラントまたはデフォルト・グラントを用いることによって、再伝送用に予約された周波数資源を使うように各再伝送を動的に割り振るステップとを含み、
前記初回伝送および前記再伝送が、同一タイムスロット内で前記周波数資源を共有する方法。
前記初回伝送が、異なるタイムスロットに均一に分散される、請求項１に記載の半永続スケジューリング方法。
各タイムスロット内で前記初回伝送用に割り振られた前記固定周波数資源が、ランダム様式または循環シフト様式である、請求項１または２に記載の半永続スケジューリング方法。
前記時間資源が、異なるタイムスロットであり、前記周波数資源が、異なる変調符号化体系および異なる資源ユニットを含む、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半永続スケジューリング方法。
前記時間資源が、永続スケジューリング・モードにおいて、前記永続グラントを用いることによって割り振られ、前記初回伝送用に予約された前記周波数資源が、永続スケジューリング・モードにおいて、前記永続グラントを用いることによって割り振られ、前記再伝送用に予約された前記周波数資源が、動的スケジューリング・モードにおいて、前記動的グラントまたは前記デフォルト・グラントを用いることによって割り振られる、請求項４に記載の半永続スケジューリング方法。
前記再伝送に割り振られた前記変調符号化体系および前記資源ユニットの数が、前記動的グラントによって動的に変更される、請求項４または５に記載の半永続スケジューリング方法。
前記初回伝送に割り振られた前記変調符号化体系および前記資源ユニットの数が、前記永続グラントによって徐々に変更される、請求項４または５に記載の半永続スケジューリング方法。
前記初回伝送に第１の優先度を、および前記再伝送に第２の優先度を割り当てるステップをさらに含み、前記第１の優先度が前記第２の優先度より高い、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の半永続スケジューリング方法。
前記資源ユニットのサイズを割当てし直すステップであって、ピーク再伝送バースト性があるステップ、
または
現在のタイムスロット内で、「ストップ」グラントを用いることによって再伝送を一時的に休止し、その再伝送機会を次のタイムスロット内で維持するステップであって、ピーク再伝送バースト性があるステップをさらに含む、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の半永続スケジューリング方法。
前記「ストップ」グラントが、資源ユニット数が「ゼロ」であり変調符号化体系が「ゼロ」番の汎用動的グラントである、請求項９に記載の半永続スケジューリング方法。
所定の測定期間中に未使用資源ユニット数を測定するステップをさらに含み、前記未使用資源ユニット数が、前記所定の測定期間中に使われなかった前記資源ユニットの平均数である、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の半永続スケジューリング方法。
前記測定された未使用資源ユニット数が第１の所定の閾値より大きい場合、１つのユーザ機器を前記永続スケジューリング・モードに切り換えるステップをさらに含む、請求項１１に記載の半永続スケジューリング方法。
所定の測定期間中に不可能再伝送数を測定するステップをさらに含み、前記不可能再伝送数が、前記所定の測定期間中の不満足再伝送の平均数である、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の半永続スケジューリング方法。
前記測定された不可能再伝送数が第２の所定の閾値より大きい場合、１つのユーザ機器を前記永続スケジューリング・モードから切り換えるステップをさらに含む、請求項１３に記載の半永続スケジューリング方法。
前記半永続スケジューリング方法が、アップリンク・ボイスオーバーＩＰサービス用に使われる、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の半永続スケジューリング方法。
時間および周波数資源における統計的多重化に基づく半永続スケジューリング機器であって、
永続グラントに従って初回伝送用に予約された固定時間および周波数資源を使うように各初回伝送を割り振る初回伝送割振り手段と、永続グラントに従って再伝送用に予約された時間資源を使うように各再伝送を割り振り、動的グラントまたはデフォルト・グラントに従って再伝送用に予約された周波数資源を使うように各再伝送を動的に割り振る再伝送割振り手段とを備え、
前記初回伝送割振り手段および前記再伝送割振り手段が、前記初回伝送および前記再伝送が同一タイムスロット内で前記周波数資源を共有するように、前記資源を協力して割り振る機器。
前記初回伝送割振り手段が、前記初回伝送を異なるタイムスロットに均一に分散する、請求項１６に記載の半永続スケジューリング機器。
前記初回伝送割振り手段が、ランダム様式または循環シフト様式で、各タイムスロット内で前記初回伝送用に前記固定周波数資源を割り振る、請求項１６または１７に記載の半永続スケジューリング機器。
前記時間資源が、異なるタイムスロットであり、前記周波数資源が、異なる変調符号化体系および異なる資源ユニットを含む、請求項１５乃至１８のいずれか１項に記載の半永続スケジューリング機器。
前記初回伝送割振り手段が、前記永続グラントに従って永続スケジューリング・モードにおいて前記時間および周波数資源を割り振り、前記再伝送割振り手段が、前記永続グラントに従って永続スケジューリング・モードにおいて前記時間資源を割り振り、前記動的グラントまたは前記デフォルト・グラントに従って動的スケジューリング・モードにおいて前記周波数資源を割り振る、請求項１９に記載の半永続スケジューリング機器。
前記再伝送割振り手段が、前記動的グラントに従って、前記再伝送に割り振られるべき前記変調符号化体系および前記資源ユニットの数を動的に変更する、請求項１９または２０に記載の半永続スケジューリング機器。
前記初回伝送割振り手段が、前記永続グラントに従って、前記初回伝送に割り振られるべき前記変調符号化体系および前記資源ユニットの数を徐々に変更する、請求項１９または２０に記載の半永続スケジューリング機器。
前記初回伝送に第１の優先度を、および前記再伝送に第２の優先度を割り当てる優先度割当て手段をさらに備え、前記第１の優先度が前記第２の優先度より高い、請求項１６乃至２２のいずれか１項に記載の半永続スケジューリング機器。
前記資源ユニットのサイズを割当てし直す手段であって、ピーク再伝送バースト性がある手段、
または
現在のタイムスロット内で、「ストップ」グラントを用いることによって再伝送を一時的に休止し、その再伝送機会を次のタイムスロット内で維持する手段であって、ピーク再伝送バースト性がある手段をさらに備える、請求項１６乃至２３のいずれか１項に記載の半永続スケジューリング機器。
前記「ストップ」グラントが、資源ユニット数が「ゼロ」であり、変調符号化体系が「ゼロ」番の汎用動的グラントである、請求項２４に記載の半永続スケジューリング機器。
所定の測定期間中に未使用資源ユニット数を測定する第１の測定手段をさらに備え、前記未使用資源ユニット数が、前記所定の測定期間中に使われなかった前記資源ユニットの平均数である、請求項１６乃至２５のいずれか１項に記載の半永続スケジューリング機器。
前記測定された未使用資源ユニット数が第１の所定の閾値より大きい場合、１つのユーザ機器を前記永続スケジューリング・モードに切り換える第１の切換え手段をさらに備える、請求項２６に記載の半永続スケジューリング機器。
所定の測定期間中に不可能再伝送数を測定する第２の測定手段をさらに備え、前記不可能再伝送数が、前記所定の測定期間中の不満足再伝送の平均数である、請求項１６乃至２７のいずれか１項に記載の半永続スケジューリング機器。
前記測定された不可能再伝送数が第２の所定の閾値より大きい場合、１つのユーザ機器を前記永続スケジューリング・モードから切り換える第２の切換え手段をさらに備える、請求項２８に記載の半永続スケジューリング機器。
前記半永続スケジューリング機器が、アップリンク・ボイスオーバーＩＰシステムにおいて使われる、請求項１６乃至２９のいずれか１項に記載の半永続スケジューリング機器。