JP3644677B2 - スペクトラム拡散マルチユーザチャネルの優先順位づけおよび流れ制御 - Google Patents
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Description
【発明の分野】
この発明は、概括的には無線符号分割多元接続スペクトラム拡散通信システムにおいて複数のユーザの用いるチャネルに関する。より詳しくいうと、この発明はスペクトラム拡散通信システムの共通共用チャネルのためのデータの流れの優先順位づけおよび制御のシステムおよび方法に関する。
【0002】
【発明の背景】
図1は無線スペクトラム拡散符号分割多元接続(CDMA)通信システム18を概略的に示す。このシステム18のノードB26は関連のユーザ装置(UE)20−24と信号授受する。ノードB26は、単一の基地局28(図1)または複数の基地局28と関連づけた単一のサイトコントローラ(SC)30を備える。一群のノード(26、32、34)を無線網コントローラ(RNC)36に接続する。RNC36−40相互間で通信信号の転送には、これらRNC相互間のインタフェース装置(IUR)42を用いる。RNC36−40の各々は移動局交換センタ(MSC)44に接続してあり、このMSC44は中核通信網46に接続してある。
【0003】
システム18の中の交信のために、専用チャネル、共用チャネル、共通チャネルなど多様な通信チャネルを用いる。専用チャネルはノードB26とUE20−24の特定の一つとの間のデータ転送を行う。共通チャネルおよび共用チャネルは複数のユーザ、すなわちUE20−24が用いる。これらチャネルはすべて、トラフィックデータ、制御データおよびシグナリングデータなど多様なデータを搬送する。
【0004】
共用チャネルおよび共通チャネルは互いに異なるユーザへのデータを搬送するので、データをプロトコルデータユニット(PDU)すなわちパケットを用いて送る。図2に示すとおり、互いに異なる供給源48−52からチャネル56へのデータの流れを制御するためにコントローラ54を用いる。
【0005】
データをUE20−24に伝送するのに用いる一つの共通チャネルは順方向アクセス共通チャネル(FACH)58である。図3に示すとおり、FACH58はRNC36を起点とし、UE20−24へのスペクトラム拡散信号としての無線伝送のためにノードB26−34に接続される。FACH58は、共通制御チャネル(CCCH)、専用制御チャネルおよびトラフィックチャネル(DCCHおよびUSCH)、制御シグナリングなど多様な供給源からの数種類のデータを搬送する。また、FACH58はハイブリッド自動反復要求(H−ARQ)などの帯域外制御シグナリング、およびCCCH、DCCH、DTCH、H−ARQ制御データなど上記以外のRNC38−40からIUR62経由で伝送される同様のデータを搬送する。
【0006】
データの流れを制御するために、RNC36は種々のコントローラを用いる。無線リンクコントローラ(RLC)64はCCCHを制御する。専用媒体アクセスコントローラ(MAC−d)66はDCCH、DTCH、およびいくつかの帯域外H−ARQシグナリングを制御する。共用媒体アクセスコントローラ(MAC−sh)68はDSCH、USCH制御シグナリングおよび帯域外H−ARQ制御シグナリングを制御する。FACH58の制御は共通媒体アクセスコントローラ(MAC−c)60によって行う。
【0007】
共通チャネルまたは共用チャネル経由で伝送できる複数のデータ供給源48−52があるので、チャネルコントローラ54は伝送の前にデータを待ち行列にかける。その待ち行列に大きい滞貨が生ずると、待ち行列の中のデータに待ち時間を生ずる。制御データなど特定のデータの待ち時間が長くなると、チャネルの故障の原因となる。この問題を回避するために従来技術ではデータ輻輳の軽減のために待ち行列を一斉消去するかデータの経路変更を行う。待ち行列の一斉消去はデータ逸失の原因となり、再伝送を必要とし望ましくない。待ち行列収容ずみのデータの経路変更はシステム内のデータの重複を生じ、既存のデータ輻輳を解消しない。
WO 96/08935はGSMシステム用の優先順位づけ機構を記載している。互いに異なる種類のパケットに共通チャネル経由の伝送のための優先順位を与える。それぞれの優先順位に基づいてその共通チャネル経由でデータパケットを送出する。
米国特許第5,802,310号は通信網におけるデータ待ち行列制御のシステムを記載している。データを一つのチャネルのための待ち行列に転送する。その待ち行列に収容されたデータの量が第1の限界値よりも大きい場合はその待ち行列を機能抑止し、待ち行列に収容されたデータの量が第2の閾値よりも小さい場合はその待ち行列をイネーブルする。したがって、これら従来技術の問題を伴うことなく共用チャネルおよび共通チャネルのデータの待ち時間を減らすのが望ましい。
【0008】
【発明の概要】
複数の供給源からのパケットデータをマルチユーザチャネル関連のコントローラで受ける。パケットデータの各パケットをデータ種類のクラスの経路変更可能性に一部基づき優先順位づけする。その優先順位づけに基づきマルチユーザチャネル経由の伝送に各パケットをスケジュールする。待ち行列に収容したパケットデータの滞貨をマルチユーザチャネル経由の転送のために追跡する。追跡した待ち行列に一部基づき、各データ供給源からのデータの流れを制限する。
【0009】
【好ましい実施例の詳細な説明】
マルチユーザチャネルコントローラ54におけるデータ待ち時間を減らすために、図4に示すデータ優先順位づけ機構70を用いる。特定の共通チャネルまたは共用チャネルについては、そのチャネルに特定のデータを伝送する必要があり、同図に「必須」88と表示してある。それ以外のデータはその特定のチャネルで送るのが好ましいが、専用チャネルなど他のチャネルに経路変更することもできる。そのデータを「最善努力」90と称する。「必須」データ88は経路変更不可能であるので、「最善努力」データ90よりも高い優先順位を保持する。
【0010】
制御データ96、シグナリングデータ98、トラフィックデータ100などのパケット内データの種類も優先順位づけに用いる。データ種類の優先順位づけを達成するために、制御データパケット96およびシグナリングデータパケット98をトラフィックデータパケット100から分離する。これらパケットの分離のための一つの手法は、コントローラ54で受ける前に、各チャネルによる伝送パケットにそのパケットのデータの種類を表示する識別子をつける。
【0011】
制御データ96またはシグナリングデータ98の転送の遅延が大きくなるとチャネル凍結が生ずるので、制御データ96およびシグナリングデータ98にはトラフィックデータ100よりも高い優先順位を与える。また、複数ユーザに関連する共通データまたは共用データ92は単一ユーザのための専用データ94よりも高い優先順位を有する。データ優先順位づけ機構はマルチユーザチャネルのコントローラのソフトウェアに通常蓄積する。
【0012】
輻輳度が高いあいだはデータはその優先順位70に基づき他のチャネルに経路変更する。例えば、最善努力専用トラフィックデータは経路変更され、必須共通制御データは経路変更されない。待ち行列収容前にデータを経路変更することによって、再送信は不要になる。したがって、待ち行列収容のデータの量は少なくなり、データ待ち行列は短くなる。また、経路変更されたデータは待ち行列にかけられないので、従来技術でみられたデータの重複は解消する。
【0013】
FACH58で用いる優先順位づけ機構72を図5に示す。供給源MAC−shのDSCH、H−ARQは必須の共用制御データを有するので、優先順位が最も高く、「最高」の優先順位が与えられる。供給源MAC−dのH−ARQは必須の制御データを有するが、専用であるので、少し低い優先順位「高」が与えられる。CCCHおよびDCCHはシグナリングに用いられ、優先順位は次のレベルであるので、順位「中程度」が与えられる。最低の優先順位はDTCHに与えられる。すなわち、最善努力専用トラフィックデータを有するからである。
【0014】
FACH58に対する上記優先順位づけ機構72を容易化するには、RNC36に変形を加える必要がある。図3に示すとおり、従来技術によるMAC−d66はDCCH、DTCHおよびMAC−dのH−ARQを制御する。図5に示すとおり、これら供給源の各々は互いに異なる優先順位を有する。このデータは優先順位づけの前にMAC−d66で多重化されるので、MAC−d66のマルチプレクサを、MAC−c60における優先順位づけを可能にするためにMAC−c60に移す。代わりに、MAC−d66から多重化ずみデータの各パケットのフラグまたは識別子などの優先順位表示および識別表示をMAC−c60における優先順位づけのために送ることもできる。RLC64およびMAC−sh68の制御するデータは優先順位が互いに等しいので、いずれも変形を必要としない。蓄積ずみの優先順位リストを用いて、種々の供給源からのデータを輻輳時の伝送および経路変更に備えてスケジュールする。
【0015】
優先順位づけの結びつき得るデータの待ち時間を短縮するもう一つの手法は、種々のコントローラ間のデータの流れを制御する手法である。図6に示すとおり、共通または共用チャネル56に入るデータを規制するためにスケジューリング機構74を用いる。このスケジューリング機構74はコントローラの待ち行列におけるデータの滞貨を追跡する。この機構74が輻輳を認識しデータがある期間にわたり伝送されないことを認識した場合は、チャネル56へのアクセスが個々のデータ供給源からのデータの流れを制限する。それら個々のデータ供給源はデータの経路変更または伝送試行見送りの必要があることを認識する。FACH、MACおよびRLC(レイヤ2)について流れ制御機構を用いて、シグナリングの待ち時間を短縮し、効率を高める。
【0016】
一つのデータ源48−52が共通または共用チャネル56を独占することを防止するために、図7に示す種々の可変窓76−86を用いる。データ供給源48−52の各々は許される待ち行列の中の未決のデータの一つの窓または複数の窓76−86を有する。窓76の大きさは特定のデータ供給源の要求に基づいて定まる。窓76は待ち行列の使用可能性に応答して動的に調整される。チャネル利用可能性が高いほど窓は大きくなり、未処理パケットの数が大きくなる。逆にチャネル利用可能性が下がると、窓の大きさは減り、未処理パケットの数は小さくなる。窓が小さくなると、データ供給源は経路変更するか窓へのパケット送出を止める。
【図面の簡単な説明】
【図1】無線スペクトラム拡散通信システムの単純化した説明図。
【図2】共通チャネルまたは共用チャネルに流入するデータの図解。
【図3】RNC内のFACHチャネルに流入するデータの図解。
【図4】優先順位づけの機構の図解。
【図5】FACHチャネル用の優先順位づけの機構の図解。
【図6】共通チャネルまたは共用チャネルで用いる予約機構の図解。
【図7】共通チャネルまたは共用チャネルで用いるデータ源窓の図解。
【符号の説明】
18 無線スペクトラム拡散符号分割多元接続
(CDMA)通信システム
20、22、24 ユーザ装置
28 基地局
30 サイトコントローラ
26、32、34 ノード
36、38、40 無線網コントローラ
42、62 インタフェース装置(IUR)
44 移動加入者局交換センタ
46 中核通信網
48 シグナリングデータ(専用、共通および共用)供給源
50 制御データ(専用、共通および共用)供給源
52 トラフィックデータ(専用、共通および共用)供給源
54 コントローラ
56 チャネル(共通または共用)
58 順方向アクセス共通チャネル(FACH)
60 共通媒体アクセスコントローラ(MAC−c)
64 無線リンクコントローラ(RLC)
66 専用媒体アクセスコントローラ(MAC−d)
68 共用媒体アクセスコントローラ(MAC−sh)
70 優先順位づけ機構
72 FACH優先順位づけ
74 スケジューリング機構
76−86 可変窓
88 必須
90 最善努力
92 共通または共用
94 専用
96 制御
98 シグナリング
100 トラフィック
CCCH 共通制御チャネル
DCCH 専用制御チャネル
DTCH 専用トラフィックチャネル
DSCH ダウンリンク共用チャネル
USCH アップリンク共用チャネル
H−ARQ ハイブリッド自動反復要求
Claims (8)
- 共通媒体アクセスコントローラ(MAC−c)制御用および共用媒体アクセスコントローラ(MAC−sh)制御用のエンティティを有する符号分割多元接続(CDMA)無線網コントローラ(RNC)に用いる方法において、
前記MAC−c制御用およびMAC−sh制御用エンティティにスケジューリング機構および流れ制御エンティティを設ける過程と、
前記スケジューリング機構を用いて順方向アクセス共通チャネル(FACH)のリソースを管理する過程と、
前記スケジューリング機構を用いて前記FACH経由のデータ転送のためのデータのスケジューリングをそのデータの優先順位とそのデータの優先順位のインジケータを有するデータとにしたがって行う過程と、
前記FACH経由の複数のデータ源からのデータの流れを前記流れ制御エンティティにより制御する過程と、
前記データ源の各々が前記FACH経由のデータ転送のために特定の量のデータをバッファ蓄積できるようにする過程と、
前記データ源の各々についてのデータの流れを、前記特定の量およびそのデータ源についての前記データの優先順位に応答して、前記流れ制御エンティティにより制御する過程と
を含む方法。 - 前記FACH経由で転送されるデータを前記MAC−c制御用およびMAC−sh制御用エンティティにより制限する過程をさらに含む請求項1記載の方法。
- 前記制限する過程が前記データの前記供給源と関連づけられている請求項2記載の方法。
- 特定のデータ供給源についての前記制限する過程を、その供給源に関連づけられたウィンドウのサイズの制御により行う請求項3記載の方法。
- 符号分割多元接続(CDMA)無線網コントローラ(RNC)において、
順方向アクセス共通チャネル(FACH)のリソースを管理するスケジューリング機構であって、前記FACH経由のデータ転送のためのデータのスケジューリングをそのデータの優先順位とそのデータの優先順位のインジケータを有するデータとにしたがって行うスケジューリング機構と、前記FACH経由のデータ転送のためのバッファ蓄積の可能な特定の量のデータを各々が有する複数のデータ源からの前記FACH経由のデータの流れを制御する流れ制御エンティティであって、前記複数のデータ源の各々について前記データの流れを前記特定の量およびそのデータ源についての前記データの優先順位に応答して制御する流れ制御エンティティとを有する共通媒体アクセスコントローラ(MAC−c)制御用および共用媒体アクセスコントローラ(MAC−sh)制御用のエンティティ
を含む符号分割多元接続(CDMA)無線網コントローラ(RNC)。 - 前記MAC−c制御用およびMAC−sh制御用エンティティが前記FACH経由で転送されるデータを制限する請求項5記載のCDMA RNC。
- 前記転送されるデータの制限がそのデータの前記供給源と関連づけられている請求項6記載のCDMA RNC。
- 特定のデータの供給源の制限を、その供給源に関連づけられたウィンドウのサイズの制御によって行う請求項7記載のCDMA RNC。
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