JP3862648B2 - ウィンドウベースポーリングに適用されるプロトコルデータユニット範囲の試験および計算の方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信プロトコルに関する。より詳細には、送信器に正しくポーリングをかけて、受信器にその受信状態を応答するよう要求させるための方法およびシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、多くの通信プロトコルは、３層化アプローチによって通信を実現させている。図１を参照されたい。図１は、この種の通信プロトコルにおける３層プロトコルのブロック図である。標準的な無線通信環境の下では、第１ステーション１０と、１つ以上の第２ステーション２０との間で無線通信が行われる。第１ステーション１０のアプリケーション１３は、メッセージ１１を組み立ててから、このメッセージ１１をレイヤ３インターフェース１２に渡すことで、第２ステーション２０へ届ける。さらに、レイヤ３インタフェース１２は、第１ステーション１０と第２ステーション２０との間のレイヤ３のオペレーションを制御するために、レイヤ３の信号メッセージ１２ａを生成する。このレイヤ３の信号メッセージとは、例えば、第１ステーションおよび第２ステーションのレイヤ３インタフェース１２および２２によってそれぞれ生成される暗号変更要求などである。レイヤ３インタフェース１２は、メッセージ１１またはレイヤ３信号メッセージ１２ａを、レイヤ２サービスデータユニット（ＳＤＵ）１４の形式でレイヤ２インタフェース１６へ送る。レイヤ２ＳＤＵ１４の長さは任意である。
【０００３】
レイヤ２インターフェース１６は、ＳＤＵ１４を１つ以上のレイヤ２プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）１８に組み立てる。各レイヤ２のＰＤＵ１８は、固定長であり、レイヤ１インタフェース１９へ届けられるものである。レイヤ１インタフェース１９は、物理層１９であり、データを第２ステーション２０へ転送する役割を果たす。転送されてきたデータは、第２ステーション２０のレイヤ１インターフェース２９に受け取られ、１つ以上のＰＤＵ２８に組み直された後で、レイヤ２インターフェース２６に渡される。レイヤ２のインタフェース２６は、ＰＤＵ２８を受け取った後、これらを１つ以上のレイヤ２のＳＤＵ２４に組み立てる。そして、これらレイヤ２のＳＤＵ２４は、レイヤ３インタフェース２２に渡される。続いて、レイヤ３インタフェース２２は、レイヤ２ＳＤＵ２４を、第１ステーション１０のアプリケーション１３に生成された元のメッセージ１１と同一であるべきメッセージ２１、またはレイヤ３インタフェース１２によって生成された元のレイヤ３オリジナル信号１２ａと同一であるべきものであって、後にレイヤ３インタフェース２２に処理されるレイヤ３の信号メッセージ２２ａに復元する。そして、受領されたのがメッセージ２１の場合は、第２ステーション２０のアプリケーション２３に渡される。
【０００４】
ここでとりわけ興味深いのは、レイヤ２インタフェースが、アプリケーションの比較的ハイエンドなデータ送受信要求と、物理的な送受信プロセスといった低レベルの要求との間において、バッファとして機能することである。以下、“ＰＤＵ”をレイヤ２のＰＤＵを示すものとして用い、“ＳＤＵ”をレイヤ２のＳＤＵを示すものとして用いる。
【０００５】
図２を参照されたい。図２は、レイヤ２の観点から送信／受信プロセスを説明する図である。基地局（ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ）または移動端末（ｍｏｂｉｌｅ ｕｎｉｔ）であり得る送信器３０のレイヤ２インタフェース３２は、レイヤ３インタフェース３３からＳＤＵ３４の列（ｓｔｒｉｎｇ）を受け取る。ＳＤＵ３４は、１から５までの順番が付けられ、これら各々の長さは異なっている。レイヤ２インタフェース３２は、ＳＤＵ３４の列をＰＤＵ３６の列に変換する。また、レイヤ２のＰＤＵ３６は、１から４までの順番が付けられ、各々の長さは等しい。次いで、ＰＤＵ３６の列は、レイヤ１インタフェース３１に運ばれて、送信されるのを待つ。
【０００６】
一方、基地局または移動端末であり得る受信端末４０では、これとは逆の（ｒｅｖｅｒｓｅ）プロセスが行われ、レイヤ２インタフェース４２が、受信したレイヤ２ＰＤＵ４６の列をレイヤ２のＳＤＵ４４の列に組み立てる。転送モードの種類によっては、受信器のレイヤ２インタフェース４２にレイヤ３インタフェース４３へＳＤＵ４４を正しい順序で提供することを求めるマルチレイヤプロトコルもある。即ち、レイヤ２インタフェース４２は、ＳＤＵ１から始まってＳＤＵ５で終わるＳＤＵ４４の順番にしたがって、ＳＤＵ４４をレイヤ３のインタフェース４３へ順番通りに提供する必要があるということである。このＳＤＵ４４の順番は、乱れてはならず、また、先立つＳＤＵが全て届けられる前に、後のＳＤＵが届けられるようなことがあってはならない。
【０００７】
伝送路による転送では、上述の要求を満たすのは比較的容易である。これに対し、ノイズの多い環境にある無線伝送においては、基地局または移動端末であり得る受信器４０がデータを取りこぼしてしまうことがあるため、受け取られるＰＤＵ４６の列のうち、いくつかのレイヤ２ＰＤＵが喪失してしまう可能性がある。そこで、レイヤ２ＳＤＵ４４を如何にして確実に順序正しく提供するかが重要な課題となっており、無線プロトコルは、こうした問題を解消すべく注意深く設計されている。
【０００８】
一般的に、データの送受信は、２種類のモードに大別され、１つは、確認応答モード（ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｄ ｍｏｄｅ ＝ ＡＭ）転送であり、もう１つは非確認応答モード（ｕｎａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｄ ｍｏｄｅ ＝ＵＭ）転送である。このうち、確認応答モードは、受信器４０が所定のレイヤ２確認応答信号を送信器３０へ送ることで、レイヤ２ＰＤＵ４６の受け取りに成功した旨を知らせるというものである。このような信号伝達のプロセスは、非確認応答モードでは実行されない。なお、本発明の目的達成のために検討されるのは、確認応答モードのみである。
【０００９】
図１と対応させて図３を参照されたい。図３に示すのは、ここでは参考として用いる、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ ｐｒｏｊｅｃｔ、登録商標）ＴＳ２５.３２２仕様で定義された如くの確認応答モードＰＤＵ５０の概略ブロック図である。通常、ＰＤＵには２タイプ、つまり、制御（ｃｏｎｔｒｏｌ）ＰＤＵと情報（ｄａｔｅ）ＰＤＵとがある。制御ＰＤＵは、レイヤ２インタフェース１６および２６を介して情報の送受を制御するプロトコルであり、上述したようなレイヤ２の確認応答信号が受信データの確認に用いられる。この手順は、レイヤ３インタフェース１２および２２の信号メッセージ１２ａおよび２２ａのやりとりに類似するところがある。レイヤ２インタフェース１６および２６は、レイヤ３の信号メッセージ１２ａおよび２２ａは解読または識別しないが、一方で、レイヤ２インタフェース１６および２６は、レイヤ２の制御ＰＤＵを識別して、レイヤ２の制御ＰＤＵをレイヤ３インタフェース１２および２２に渡さない。また、情報ＰＤＵは、確認応答モード情報の転送ために用いられ、組み直されてからレイヤ３に提供されるものである。ここで、ＰＤＵ５０は例えば情報ＰＤＵであり、レイヤ２のプロトコルに定義されるいくつかのフィールドに分割されたものである。
【００１０】
このうち、第１フィールド５１は、ＰＤＵ５０が情報または制御ＰＤＵであることを示す単一のビットである。情報／制御ＰＤＵビット５１がセット（つまり、１となる）の場合は、ＰＤＵ５０が確認応答モードの情報ＰＤＵであるということを示す。第２フィールド５２は、シーケンス番号フィールド５２であり、１２ビットの長さを有する。ＰＤＵ１８,２８は、より大きい連続する（ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅｌｙ ｈｉｇｈｅｒ）シーケンス番号５２をそれぞれ有する。これによって、第２ステーション２０は、レイヤ２ＰＤＵ２８を正しく組み直して、レイヤ２ＳＤＵ２４を形成することができるようになる。
【００１１】
例えば、１個目のＰＤＵ１８が５３６に等しいシーケンス番号５２によって転送されると、次のＰＤＵ１８は５３７に等しいシーケンス番号５２によって転送される。以下は類推されるとおりである。受信された情報ＰＤＵ５０を、これらに対応するシーケンス番号５２に基づいて正しい順序に組み直すことにより、データの正確な再構築が確実となる。注目すべきは、シーケンス番号５２によって、再送されるＰＤＵ５０が、受信されたその他のＰＤＵ５０における正確なシーケンス位置に挿入され得る点である。この方式により、データの再送がサポートされている。シーケンス番号フィールド５２に後続する単一のポーリングビット５３は、セットのときに、受信器（つまり、第２ステーション２０）に対し、確認応答状態ＰＤＵによって応答すべきことを示す。この確認応答状態ＰＤＵは一種の制御ＰＤＵであるが、これについては後述する。
【００１２】
第１ステーション１０は、ポーリングビット５３を１にセットして、第２ステーションに確認応答状態制御ＰＤＵを送るよう要求する。ビット５４は保留されて、０にセットされる。次のビット５５ａは拡張ビットであって、セットの場合に、引き続いて現れるのが長さ指示子（ＬＩ）であることを示す。ＬＩは、７ビットまたは１５ビットの長さであり、レイヤ２ＰＤＵ５０におけるレイヤ２の終了位置を示すものである。単一のＳＤＵがＰＤＵ５９のデータ領域５８を完全に満たすと、ビット５５ａは０となって、提供されるＬＩがないことを示す。しかし、このＰＤＵ５０の例では、２つのレイヤ２ＳＤＵ、つまり、ＳＤＵ１−５７ａとＳＤＵ−２ ５７ｂとがレイヤ２ＰＤＵ５０において終了している。よって、ＳＤＵ−１ ５７ａとＳＤＵ−２ ５７ｂの終了をそれぞれ示す２つのＬＩが必要である。ＰＤＵ５０に後続するＰＤＵ（すなわち、シーケンス番号５２の順番が後のもの）は、ＳＤＵ−３ ５７ｃのためのＬＩを持つこととなる。第１のＬＩであるＬＩ1は、拡張ビットフィールド５５ａの後のフィールド５６ａ内にあり、ＳＤＵ−１ ５７ａの終わりを示す。ＬＩ1の５６aは、セットである場合に、フィールド５６ｂにその他のＬＩ、つまりＬＩ2が現れることを示す拡張ビット５５ｂを有する。ＬＩ2の５６ｂは、ＳＤＵ−２ ５７ｂの終了位置を示すとともに、クリアの場合に、これ以上ＬＩはなく、データ領域５８が始まるということを示す拡張ビット５５ｃを有する。このデータ領域５８は、実際のＳＤＵ情報を格納するためのものである。
【００１３】
図３と照らし合わせて、図４を参照されたい。図４に示すのは、無線通信システム６０における受信器６４および送信器６５の概略ブロック図である。受信器６４および送信器６５は、ＰＤＵ５０の受領およびＰＤＵ５０の送出が予期される範囲内において、それぞれウィンドウを有している。受信器６４の受信ウィンドウ６１は、２つの状態変数：ＶＲ（Ｒ）６２とＶＲ（ＭＲ）６３とによって分割されている。ＶＲ（Ｒ）６２は受信ウィンドウ６１の始まりを示し、ＶＲ（ＭＲ）６３は受信ウィンドウ６１の終わりを示す。受信器６４は、ＶＲ（Ｒ）６２またはその次、およびＶＲ（ＭＲ）６３の前に該当するシーケンス番号５２を有するＰＤＵ５０のみを受け取る。ＶＲ（ＭＲ）６３に格納されたシーケンス番号値は、受信ウィンドウ６１の範囲内にあるものとはみなされない。また、送信器６５も同様に、２つの状態変数：ＶＴ（Ａ）６７およびＶＴ（ＭＳ）６８によって分割される送信ウィンドウ６６を有する。ＶＴ（Ａ）６７は送信転送ウィンドウ６６の始まりを示し、ＶＴ（ＭＳ）６８は送信ウィンドウ６６の終わりを示す。送信器６５は、送信ウィンドウ６６の範囲内にあるシーケンス番号５２を有するＰＤＵ５０、即ち、ＶＴ（Ａ）６７またはその次、およびＶＴ（ＭＳ）６８より前のＰＤＵ５０のみを送信する。
【００１４】
受信ウィンドウ６１は、固定の受信ウィンドウサイズを有している。この受信ウィンドウサイズは、単に、状態変数ＶＲ（Ｒ）６２およびＶＲ（ＭＲ）６３によって決まる（ｓｐａｎｎｅｄ）シーケンス番号値で定義されるものである。つまり、ＶＲ（ＭＲ）６３は、常に、ＶＲ（Ｒ）６２と所定のシーケンス番号値分だけ差を有している。このことは、下式（１）のように、数学的にも表される。
【００１５】
ＶＲ（ＭＲ）＝ＶＲ（Ｒ）＋受信ウィンドウサイズ （１）
ここで、シーケンス番号５２が１２ビットの数であるときに、等式（１）は真数１２ビットの加算となるため、オーバフロー（ｏｖｅｒｆｌｏｗ）によるロールオーバ（ｒｏｌｌｏｖｅｒ）の問題が生じてしまうことに注意すべきである。結果として、ＶＲ（ＭＲ）６３は、ＶＲ（Ｒ）６２よりも数値的に大きい値を常に含むものとはならない。同様に、送信ウィンドウ６６は、送信ウィンドウサイズの状態変数ＶＴ（ＷＳ）６６ａを有しており、これは、状態変数ＶＴ（Ａ）６７およびＶＴ（ＭＳ）６８によって決まるシーケンス番号値の数を示すものである。状態変数ＶＴ（ＷＳ）６６ａは、レイヤ３によって提供された所定の送信ウィンドウサイズに対応する初期値を有する。上述のように、このことは数学的にも下式のように表される。
【００１６】
ＶＴ（ＭＳ）＝ＶＴ（Ａ）＋ＶＴ（ＷＳ） （２）
等式（２）から得られる結果も、オーバフローに起因するロールオーバを被る。受信器６４は、送信器６５に対し、ＶＴ（ＷＳ）６６ａの値を変更するよう明示的に要求することできる。しかし、要求されたＶＴ（ＷＳ）６６ａの値は、元の所定の送信ウィンドウサイズ、すなわち、送信器のレイヤ３によって提示されたサイズを超えてはならない。
【００１７】
受信器６４が、送信器６５からＰＤＵ５０を受け取ると、受信器６４は、状態変数ＶＲ（Ｒ）６２の値を更新して、先行する全てのＰＤＵ５０を正常に受信したことを知らせる。言い換えれば、ＶＲ（Ｒ）６２は、受信器６４が受け取るのを待つ、順番が先頭のＰＤＵ５０のシーケンス番号５２を常に格納しているということである。このＰＤＵ５０が正しく受信されたことに基づいて、受信器６４は、状態変数ＶＲ（Ｒ）６２を、次に受信するべきＰＤＵ５０のシーケンス番号値５２に該当する値に増加させる。そして、状態変数ＶＲ（ＭＲ）６３が等式（１）により更新される。この方式において、受信器６４は、送信器６５からのＰＤＵ５０ストリームにしたがって、受信ウィンドウ６１を先へ移動させる（ａｄｖａｎｃｅｄ）。また、送信器６５は、レイヤ２信号ＰＤＵによって受信ウィンドウ６１を先へスライドさせる旨を受信器６４に対して明示的に要求できることも注目すべきではあるが、これは本発明とは関係のない事項である。
【００１８】
送信器６５が受信器６４からレイヤ２確認応答状態ＰＤＵを受信するときに、送信ウィンドウ６６は先へスライドする。レイヤ２確認状態ＰＤＵは、状態変数ＶＲ（Ｒ）６２の最新値を持っており、受信器６４によって一定周期毎に、または送信器６５からの明示的要求に応じて送出される。また、確認応答状態ＰＤＵは（例えば、後続するＰＤＵが既に受け取られたことにより）、取りこぼしが知らされ、再送の必要がある受信ウィンドウ６１内のＰＤＵを示すこともできる。そして、送信器６５は、状態変数ＶＴ（Ａ）６７を確認応答状態ＰＤＵ中の値に等しくなるよう、即ち、ＶＴ（Ａ）６７がＶＲ（Ｒ）６２と等しくなるように設定する。よって、送信器６５は、等式（２）を用いて状態変数ＶＴ（ＭＳ）６８を更新する。この手順において、送信ウィンドウ６６および受信ウィンドウ６１は、ロックステップ方式で、且つ、送信ウィンドウ６６が受信ウィンドウ６１より１ビットだけ遅れた状態で先へスライドしていく。
【００１９】
さらに、送信器６５は、追加状態変数ＶＴ（Ｓ）６９を有する。送信器６５が送信ウィンドウ６６内にあるＰＤＵ５０の送信を開始するにあたり、送信器６５は、状態変数ＶＴ（Ａ）６７によって付与されたシーケンス番号５２を有するＰＤＵ５０から始めて、ＶＴ（ＭＳ）６８に１つ先立つシーケンス番号５２を有するＰＤＵ５０になるまで逐次送出する。つまり、送信器６５は、ＰＤＵ５０を順次送出するに際し、ＶＴ（Ａ）６７で始まって、ＶＴ（ＭＳ）−１で終わるということである。状態変数ＶＴ（Ｓ）６９は、次に送信されるべきＰＤＵ５０のシーケンス番号を格納する。このように、ＶＴ（Ａ）６７またはその次、およびＶＴ（Ｓ）−１またはその前に該当するシーケンス番号５２を有するＰＤＵ５０は、少なくとも１回は送信され、且つ、受信器６４が確認応答状態ＰＤＵによって確認応答を行うまでは、再送バッファ６６ｂに蓄積される。ここで重要なのは、ＶＴ（Ａ）６７に等しいシーケンス番号５２を有するＰＤＵ５０について確認応答がされた場合に、ＶＴ（Ａ）６７は、再送バッファ６６ｂ内において番号が最も若い次のシーケンス番号値に更新されるということである。このとき、ＶＴ（Ｓ）６９またはこれより大きい値に該当するシーケンス番号５２を有するＰＤＵ５０は、未だ送信器６９に送信されていない。
【００２０】
送信ウィンドウ６６を確実に前方へスライドさせるため、送信器６５は、受信器６４に対し、確認応答状態ＰＤＵを送るよう一定間隔毎に要求する必要がある。これがいわゆるポーリングであり、ポーリングビット５３を用いて実装されるものである。送信器６５が、受信器６４をポーリングすべき時間になったと判断すると、送信器６５は、ポーリングビット５３を１にすることで、次に送り出されるＰＤＵ５０、即ち、状態変数ＶＴ（Ｓ）６９で表されるＰＤＵ５０、または再送バッファ６６ｂ内のＰＤＵ５０を送信する。受信器６４は、ポーリングビット５３がセットになった任意のＰＤＵ５０を受け取ると、確認応答状態ＰＤＵを送ってこれに返答する。この確認応答状態ＰＤＵは、状態変数ＶＲ（Ｒ）６２の最新値を含むこととなる。この値は、引き続いて送信器６５が、状態変数ＶＴ（Ａ）６７に送信ウィンドウ６６を前方へスライドさせるために用いられるものである。送信器６５の受信器６４に対するポーリング時期の決定には、様々な方法が採られ得る。例えば、送信器６５は、タイマベース（ｔｉｍｅｒ−ｂａｓｅｄ）ポーリングを用い、所定の周期で定期的にポーリングを行うものとすることができる。また、送信器６５は、ウィンドウベース（ｗｉｎｄｏｗ−ｂａｓｅｄ）ポーリングにより、送信ウィンドウ６６の送信が一定率終了した時に、受信器６５をポーリングすることもできる。
【００２１】
ウィンドウベースポーリングでは、ＶＴ（Ｓ）６９を用いたポーリング関数により、ポーリングテスト値“ｔ”が得られる。
ｔ＝ポーリング関数（ＶＴ（Ｓ）） （３）
ポーリング値は単純に、少なくとも１回送信された送信ウィンドウ６６の割合である。例えば、ポーリング値を６０％に設定するということは、送信ウィンドウ６６の６０％が少なくとも１回送信されたときにポーリングが行われるということである。等式（３）で得られる“ｔ”がポーリング値を超過すると、これをトリガとしてポーリングがかけられる。“ｔ”値をトリガとしてポーリングがかけられると、次に送出されるＰＤＵ５０のポーリングビット５３がセットされる。ポーリングビット５３のセットをトリガとするポーリングは、如何なる無線通信資源にも関与しないため、それがセットまたはクリアに拘わらず、ポーリングビット５３は常に送信される。しかし、確認応答状態ＰＤＵによるポーリングビット５３への応答は、無線通信資源を利用することから、ポーリングビット５３を任意に設定することはできない。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、ＶＴ（Ａ）６７に対してＶＴ（Ｓ）６９が、ポーリングをかけるトリガとなる程度にまで増加した後に、ＶＴ（Ａ）６７が増加していないという場合には、状態変数ＶＴ（Ｓ）６９とＶＴ（ＷＳ）６６ａが変化していないことから、再送バッファ６６ｂ中の任意の再送されるＰＤＵをトリガとしてポーリングがかけられてしまう。この種のポーリングのトリガは、無線通信資源の有用性を低下させる（ポーリングの度にポーリングビット５３をセットして次の確認応答状態ＰＤＵを生成する必要がある）ため、望ましくない。さらに、状態変数ＶＴ(Ｓ)６９の正確な更新タイミングがややあいまいになる可能性もある。実行によっては、その対応するＰＤＵ５０が組み立てられる時に、ＶＴ（Ｓ）６９が更新される（つまり、追加される）ものもある。一方、他の実行では、その対応するＰＤＵ５０が送信される、またはレイヤ１インタフェースに届けられて初めて、ＶＴ（Ｓ）６９が更新される。このことは、適合性試験を困難なものとしている。
【００２３】
本発明の主な目的は、無線通信プロトコルにおける送信器について、無駄なポーリングを省くことができ、全ての実装に共通する、ポーリング要求のトリガを決定する方法を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
簡潔に言えば、本発明は、その好適な実施形態により、無線通信プロトコルにおける送信器のポーリング要求のトリガを決定する方法を開示する。この送信器は、プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を送信することができるものである。各ＰＤＵは、ｎビットのシーケンス番号をそれぞれ有している。ポーリング決定方法は、ｎビットのシーケンス番号であるパラメータＳに基づいてポーリングを行うべきかを決定することで実施される。そして、次に送信されるＰＤＵが再送されるＰＤＵではない場合であって、且つ、ＰＤＵに対応するシーケンス番号に基づいて決められるポーリングトリガ決定方法がその旨を示したときのみに、これをトリガとしてポーリングがかけられるものである。また、このポーリング決定方法は、下記の等式を用いて、ポーリングのトリガとすべきかについての決定を行う。
【００２５】
ｔ＝（（２n＋１＋Ｓ−ＶＴ（Ａ））ｍｏｄ ２n）／ＶＴ（ＷＳ）
（式中、Ｓは、次に送出されるＰＤＵのシーケンス番号を表す。）
本発明の特長は、テスト値が、既に送信された送信ウィンドウの割合を正確に反映（ｒｅｔｕｒｎ）するため、実行によってＶＴ（Ｓ）がどう変化するかに拘わらず、ＰＤＵのポーリングビットが正しく設定されることにある。また、ポーリングビットが最初に送信されるＰＤＵについてのみセットされることを保証するため、不要なポーリングおよび応答プロセスを省くことができ、より有効な無線通信資源の利用を確実にする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好ましい実施形態を図面と対応させながら詳細に説明する。これによって、当該分野の知識を有する者は、本発明の上述およびその他の目的が明らかとなるはずである。
【００２７】
以下、に、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐｐｒｏｊｅｃｔ、登録商標）仕様のＴＳ２５.３２２に公開された如くの通信プロトコルを例として説明する。しかし、送信データの確認応答をポーリングで行うことを要求する無線通信プロトコルであれば、本発明のポーリング・トリガの方法が適用され得ることは、当業者であれば明白なはずである。さらに、以下の詳細な説明における送信器および受信器には、携帯電話、個人用情報端末（ＰＤＡ）、パーソナルコンピュータ（ＰＳ）、またはその他無線通信プロトコルを利用するデバイスが含まれる点にも注意されたい。
【００２８】
本発明の方法によれば、送信器に対するポーリング要求のトリガ決定は、再送されるものではないＰＤＵについてのみ行われ、さらに、下記の等式を用いる。
ｔ＝｛（２n＋１＋Ｓ−ＶＴ（Ａ））ｍｏｄ ２n｝／ＶＴ（ＷＳ） （４）
再送されるＰＤＵは、他のポーリング・トリガ、例えば、“再送バッファ内の最後のＰＤＵ”といったイベントにより、対応するポーリングビット５３が１にセットされることで送信され得る。しかし、本発明では、再送されるＰＤＵは、決してポーリング動作のトリガとはならない。等式（４）の“Ｓ”は、そのポーリングビット５３が“ｔ”値に基づいてセットまたはクリアされるＰＤＵのシーケンス番号である。また、“ｎ”は、シーケンス番号“Ｓ”のビットサイズである。好ましい実施形態において、シーケンス番号“Ｓ”は１２ビット値であり、よって、“ｎ”は１２である。
【００２９】
等式（４）をより良く理解するため、図５を参照されたい。図５は、本発明の方法を適用した無線通信システム７０の概略ブロック図である。無線通信システム７０は、受信器８０および送信器９０からなる。送信器９０と受信器８０とは、いずれも３層通信プロトコルを用いるものである。送信器９０において、レイヤ３インタフェース９３が、レイヤ２サービスデータユニット（ＳＤＵ）９３ａをレイヤ２インタフェース９２に渡すことで、送信が行われるようになる。レイヤ２インタフェース９２は、ＳＤＵ９３ａを、レイヤ１インタフェース９１に渡されるレイヤ２のプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）９２ａに組み立てて、送信ができるようにする。ＰＤＵ９２ａのフォーマットは、先に従来技術において述べたのと同一であるため、ここでは重ねて説明をしない。ただし、各ＰＤＵ９２ａは、送信されるＰＤＵ９２ａストリームにおけるＰＤＵ９２ａの順番を識別するためのｎビットシーケンス番号５２をそれぞれ有する点については述べておくべきである。好ましい実施形態においてｎは１２であることから、ＰＤＵ９２ａのシーケンス番号は、０から４０９５までの範囲を循環するものである。また、各ＰＤＵ９２ａは、送信器９０によってセットされ、受信器８０をポーリングするためのポーリングビット５３をそれぞれ有する。従来技術の説明において述べたように、受信器８０は、セットされたポーリングビット５３に対する応答を確認応答状態ＰＤＵで行い、これによって送信器９０はその送信ウィンドウ９４を先へスライドさせることができるようになる。
【００３０】
送信ウィンドウ９４は、状態変数ＶＴ（Ａ）９５、ＶＴ（ＷＳ）９６およびＶＴ（ＭＳ）９７によって定義される。送信器９０は、送信ウィンドウ９４内のシーケンス番号５２を有するＰＤＵ９２ａだけを送信する。状態変数ＶＴ（Ａ）９５は送信ウィンドウ９４の開始値を表す。状態変数ＶＴ（ＷＳ）９６は送信ウィンドウ９４のサイズを表し、これは単に、送信ウィンドウ９４内のシーケンス番号値５２の数である。また、状態変数ＶＴ（ＭＳ）９７は、送信ウィンドウ９４の終了を表し、つまり、これは単純に、ＶＴ（Ａ）９５とＶＴ（ＷＳ）９６の合計である。オーバフローを回避するため、ＶＴ（ＭＳ）９７が取る値は、ＶＴ（Ａ）９５が取る値よりも必ずしも大きい必要はない。また、状態変数ＶＴ（Ｓ）９８は、次に送出されるＰＤＵ９２ａのシーケンス番号５２を取るものである。ＶＴ（Ｓ）９８は常に、ＶＴ（Ａ）９５またはその次、およびＶＴ（ＭＳ）９７またはその前に位置する。状態変数ＶＴ（Ａ）９５、ＶＴ（ＷＳ）９６、ＶＴ（ＭＳ）９７およびＶＴ（Ｓ）９８は、先の従来技術の説明において述べたのと同一の機能を有している。
【００３１】
送信器９０は、テスト値９９ａを算出するための計算ユニット９９も備えている。９９ａの値は、レイヤ３インタフェース９３に提供されたポーリング値９３ｂと比較され、送信器９０が受信器８０をポーリングすべきかを決定するためのものである。ポーリングが実行されると、ポーリングビット５３は、次に生成・送信されるＰＤＵ９８ｐにセットされる。テスト値ｔ９９ａは、ウィンドウベースポーリングに用いられるもので、ｔ９９ａの値を生成するのに、計算ユニット９９は、状態変数ＶＴ（Ａ）９５、ＶＴ（ＷＳ）９６、ＰＤＵ９８ｐに格納されたシーケンス番号９８ｓおよび等式（４）を用いる。ポーリング値９３ｂは、送信ウィンドウ９４の送信割合を表すものである。つまり、ポーリング値９３ｂは、送信ウィンドウ９４中の送信器９０によって送信されたＰＤＵ９２ａの割合を示す。９９ａの値がポーリング値９３ｂ以上となった場合であって、ＰＤＵ９８ｐが再送されるＰＤＵ９２ａではないときに、ＰＤＵ９８ｐのポーリングビット５３を１にセットすることをトリガとして、ポーリング要求がかけられる。つまり、以下のとおりとなる。
【００３２】
１） 本発明において、ＰＤＵ９８ｐが再送されるＰＤＵ９２ａである場合は、ＰＤＵ９８ｐに対応するポーリングビット５３は、１にセットされることを要求されない。ＰＤＵ９８ｐが初めて送信されるものとなるときに、テスト値ｔ９９ａおよびポーリング値９３ｂに基づいてポーリングビット５３が設定される。
【００３３】
２） 要求があると、上述の等式（４）によりテスト値ｔ９９ａが生成される。等式（４）に用いるパラメータには、状態変数ＶＴ（Ａ）９５、ＶＴ（ＷＳ）９６、処理中のＰＤＵ９８ｐのシーケンス番号９８ｓ、およびこのシーケンス番号Ｓ９８ｓのビットサイズがある。
【００３４】
３） テスト値ｔ９９ａがポーリング値９３ｂ以上となった場合であって、ＰＤＵ９８ｐが再送されるＰＤＵ９２ａでないときにのみ、ＰＤＵ９８ｐのポーリングビット５３を１にセットすることをトリガとしてポーリングをかける必要がある。
【００３５】
図５と対応させて図６を参照されたい。図６は、本発明の方法のフローチャートである。この方法は、計算ユニット９９によって実行されて、送信器９０によってポーリングがかけられるべきかの決定を行うというものである。そのステップを以下のとおりに説明する。
【００３６】
１００：セットまたはクリアされるポーリングビット５３に対応するＰＤＵ９８ｐを得る。
１１０：ステップ１００で得られたＰＤＵ９８ｐが再送されるＰＤＵ９８ｐであれば、ステップ１８０へ進む。そうでなければ、ステップ１２０へ進む。
【００３７】
１２０：状態変数ＶＴ（Ａ）９５およびＶＴ（ＷＳ）９６の値を含む送信ウィンドウ９４の現在値を得るとともに、ステップ１００で得られたＰＤＵ９８ｐからシーケンス番号Ｓ９８ｓを抽出する。
【００３８】
１３０：第１の値ｘを計算する。この値ｘは、（２n＋１）にシーケンス番号Ｓ９８ｓと状態変数ＶＴ（Ａ）９５の差を足した数である。ｎの値は、シーケンス番号Ｓ ９８ｓのビットサイズであるため、好ましい実施形態においては１２である。続いて、４０９７に（Ｓ − ＶＴ（Ａ））を加える。
【００３９】
１４０：第２の値ｙを計算する。この値ｙは、第１の値ｘの２nによるモジュラス（ｍｏｄｕｌｕｓ）である。よって、第２の値は、ｘ ｍｏｄ ４０９６である。
【００４０】
１５０：第２の値ｙを状態変数ＶＴ（ＷＳ）９６で割ってテスト値ｔ９９aを得る。このテスト値９９ａは、分数の形式でＰＤＵ９８ｐについての送信ウィンドウ９４の現在の送信割合を示す。
【００４１】
１６０：テスト値ｔ９９ａをポーリング値９３ｂと比較する。ポーリング値が０〜１００で表される割合として蓄積される場合、ｔ９９ａの値に１００を乗じてこの比較を行う。
【００４２】
１７０：ｔ９９ａで表される送信割合がポーリング値９３ｂ以上となるとき、これをトリガとして送信器９０にポーリングがかけられる。ＰＤＵ９８ｐのポーリングビット５３は１にセットされる。
【００４３】
１８０：ｔ９９ａで表される送信割合がポーリング値９３ｂ未満であるとき、またはＰＤＵ９８ｐが再送されるＰＤＵ９８ｐであるときは、ポーリングは要求されない。
【００４４】
１９０：ポーリング決定判断方法の終了である。次のＰＤＵ９８ｐに対して、このプロセスが再びステップ１００から繰り返される。
従来技術とは異なり、本発明では計算ユニットを用い、下記の等式によってテスト値ｔを算出する。
【００４５】
ｔ＝｛（２n＋１＋Ｓ−ＶＴ（Ａ））ｍｏｄ ２n｝ＶＴ／（ＷＳ）
上式より、処理中のＰＤＵに関し、送信器の送信ウィンドウの送信割合が正しく割り出されるため、送信器がポーリング要求を的確にかけられるようになる。ただし、ポーリングは、上述の等式にて処理中のＰＤＵが再送されるＰＤＵでないときにのみ実行される。再送されるＰＤＵは、ポーリングのトリガとなり得ない。よって、不要な無線通信資源の使用を回避することができ、より有用な無線通信システムが確立される。また、状態変数ＶＴ（Ｓ）９８の現在値ではなく、ＰＤＵ９８ｐに組み込んだ実際のシーケンス番号９８ｓを使用するため、各実行におけるＶＴ（Ｓ）９８の値のあいまいさが排除される。よって、適合性試験がより容易となる。
【００４６】
本発明の開示内容を基にして、デバイスの各種修飾および変更が可能であることは、当該分野における技術者には容易に理解されるであろう。よって、以上の開示は、上述の特許請求の範囲によってのみ制限されると解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】３層構成の通信プロトコルを示すブロック図である。
【図２】レイヤ２の観点から見た送信／受信プロセスを示す概略ブロック図である。
【図３】確認応答モードデータ（ＡＭＤ）のプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を示すブロック図である。
【図４】無線通信システムにおける受信器および送信器を示す概略ブロック図である。
【図５】本発明による無線通信システムを示す概略ブロック図である。
【図６】本発明の方法のフローチャートである。
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信プロトコルに関する。より詳細には、送信器に正しくポーリングをかけて、受信器にその受信状態を応答するよう要求させるための方法およびシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、多くの通信プロトコルは、３層化アプローチによって通信を実現させている。図１を参照されたい。図１は、この種の通信プロトコルにおける３層プロトコルのブロック図である。標準的な無線通信環境の下では、第１ステーション１０と、１つ以上の第２ステーション２０との間で無線通信が行われる。第１ステーション１０のアプリケーション１３は、メッセージ１１を組み立ててから、このメッセージ１１をレイヤ３インターフェース１２に渡すことで、第２ステーション２０へ届ける。さらに、レイヤ３インタフェース１２は、第１ステーション１０と第２ステーション２０との間のレイヤ３のオペレーションを制御するために、レイヤ３の信号メッセージ１２ａを生成する。このレイヤ３の信号メッセージとは、例えば、第１ステーションおよび第２ステーションのレイヤ３インタフェース１２および２２によってそれぞれ生成される暗号変更要求などである。レイヤ３インタフェース１２は、メッセージ１１またはレイヤ３信号メッセージ１２ａを、レイヤ２サービスデータユニット（ＳＤＵ）１４の形式でレイヤ２インタフェース１６へ送る。レイヤ２ＳＤＵ１４の長さは任意である。
【０００３】
レイヤ２インターフェース１６は、ＳＤＵ１４を１つ以上のレイヤ２プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）１８に組み立てる。各レイヤ２のＰＤＵ１８は、固定長であり、レイヤ１インタフェース１９へ届けられるものである。レイヤ１インタフェース１９は、物理層１９であり、データを第２ステーション２０へ転送する役割を果たす。転送されてきたデータは、第２ステーション２０のレイヤ１インターフェース２９に受け取られ、１つ以上のＰＤＵ２８に組み直された後で、レイヤ２インターフェース２６に渡される。レイヤ２のインタフェース２６は、ＰＤＵ２８を受け取った後、これらを１つ以上のレイヤ２のＳＤＵ２４に組み立てる。そして、これらレイヤ２のＳＤＵ２４は、レイヤ３インタフェース２２に渡される。続いて、レイヤ３インタフェース２２は、レイヤ２ＳＤＵ２４を、第１ステーション１０のアプリケーション１３に生成された元のメッセージ１１と同一であるべきメッセージ２１、またはレイヤ３インタフェース１２によって生成された元のレイヤ３オリジナル信号１２ａと同一であるべきものであって、後にレイヤ３インタフェース２２に処理されるレイヤ３の信号メッセージ２２ａに復元する。そして、受領されたのがメッセージ２１の場合は、第２ステーション２０のアプリケーション２３に渡される。
【０００４】
ここでとりわけ興味深いのは、レイヤ２インタフェースが、アプリケーションの比較的ハイエンドなデータ送受信要求と、物理的な送受信プロセスといった低レベルの要求との間において、バッファとして機能することである。以下、“ＰＤＵ”をレイヤ２のＰＤＵを示すものとして用い、“ＳＤＵ”をレイヤ２のＳＤＵを示すものとして用いる。
【０００５】
図２を参照されたい。図２は、レイヤ２の観点から送信／受信プロセスを説明する図である。基地局（ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ）または移動端末（ｍｏｂｉｌｅ ｕｎｉｔ）であり得る送信器３０のレイヤ２インタフェース３２は、レイヤ３インタフェース３３からＳＤＵ３４の列（ｓｔｒｉｎｇ）を受け取る。ＳＤＵ３４は、１から５までの順番が付けられ、これら各々の長さは異なっている。レイヤ２インタフェース３２は、ＳＤＵ３４の列をＰＤＵ３６の列に変換する。また、レイヤ２のＰＤＵ３６は、１から４までの順番が付けられ、各々の長さは等しい。次いで、ＰＤＵ３６の列は、レイヤ１インタフェース３１に運ばれて、送信されるのを待つ。
【０００６】
一方、基地局または移動端末であり得る受信端末４０では、これとは逆の（ｒｅｖｅｒｓｅ）プロセスが行われ、レイヤ２インタフェース４２が、受信したレイヤ２ＰＤＵ４６の列をレイヤ２のＳＤＵ４４の列に組み立てる。転送モードの種類によっては、受信器のレイヤ２インタフェース４２にレイヤ３インタフェース４３へＳＤＵ４４を正しい順序で提供することを求めるマルチレイヤプロトコルもある。即ち、レイヤ２インタフェース４２は、ＳＤＵ１から始まってＳＤＵ５で終わるＳＤＵ４４の順番にしたがって、ＳＤＵ４４をレイヤ３のインタフェース４３へ順番通りに提供する必要があるということである。このＳＤＵ４４の順番は、乱れてはならず、また、先立つＳＤＵが全て届けられる前に、後のＳＤＵが届けられるようなことがあってはならない。
【０００７】
伝送路による転送では、上述の要求を満たすのは比較的容易である。これに対し、ノイズの多い環境にある無線伝送においては、基地局または移動端末であり得る受信器４０がデータを取りこぼしてしまうことがあるため、受け取られるＰＤＵ４６の列のうち、いくつかのレイヤ２ＰＤＵが喪失してしまう可能性がある。そこで、レイヤ２ＳＤＵ４４を如何にして確実に順序正しく提供するかが重要な課題となっており、無線プロトコルは、こうした問題を解消すべく注意深く設計されている。
【０００８】
一般的に、データの送受信は、２種類のモードに大別され、１つは、確認応答モード（ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｄ ｍｏｄｅ ＝ ＡＭ）転送であり、もう１つは非確認応答モード（ｕｎａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｄ ｍｏｄｅ ＝ＵＭ）転送である。このうち、確認応答モードは、受信器４０が所定のレイヤ２確認応答信号を送信器３０へ送ることで、レイヤ２ＰＤＵ４６の受け取りに成功した旨を知らせるというものである。このような信号伝達のプロセスは、非確認応答モードでは実行されない。なお、本発明の目的達成のために検討されるのは、確認応答モードのみである。
【０００９】
図１と対応させて図３を参照されたい。図３に示すのは、ここでは参考として用いる、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ ｐｒｏｊｅｃｔ、登録商標）ＴＳ２５.３２２仕様で定義された如くの確認応答モードＰＤＵ５０の概略ブロック図である。通常、ＰＤＵには２タイプ、つまり、制御（ｃｏｎｔｒｏｌ）ＰＤＵと情報（ｄａｔｅ）ＰＤＵとがある。制御ＰＤＵは、レイヤ２インタフェース１６および２６を介して情報の送受を制御するプロトコルであり、上述したようなレイヤ２の確認応答信号が受信データの確認に用いられる。この手順は、レイヤ３インタフェース１２および２２の信号メッセージ１２ａおよび２２ａのやりとりに類似するところがある。レイヤ２インタフェース１６および２６は、レイヤ３の信号メッセージ１２ａおよび２２ａは解読または識別しないが、一方で、レイヤ２インタフェース１６および２６は、レイヤ２の制御ＰＤＵを識別して、レイヤ２の制御ＰＤＵをレイヤ３インタフェース１２および２２に渡さない。また、情報ＰＤＵは、確認応答モード情報の転送ために用いられ、組み直されてからレイヤ３に提供されるものである。ここで、ＰＤＵ５０は例えば情報ＰＤＵであり、レイヤ２のプロトコルに定義されるいくつかのフィールドに分割されたものである。
【００１０】
このうち、第１フィールド５１は、ＰＤＵ５０が情報または制御ＰＤＵであることを示す単一のビットである。情報／制御ＰＤＵビット５１がセット（つまり、１となる）の場合は、ＰＤＵ５０が確認応答モードの情報ＰＤＵであるということを示す。第２フィールド５２は、シーケンス番号フィールド５２であり、１２ビットの長さを有する。ＰＤＵ１８,２８は、より大きい連続する（ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅｌｙ ｈｉｇｈｅｒ）シーケンス番号５２をそれぞれ有する。これによって、第２ステーション２０は、レイヤ２ＰＤＵ２８を正しく組み直して、レイヤ２ＳＤＵ２４を形成することができるようになる。
【００１１】
例えば、１個目のＰＤＵ１８が５３６に等しいシーケンス番号５２によって転送されると、次のＰＤＵ１８は５３７に等しいシーケンス番号５２によって転送される。以下は類推されるとおりである。受信された情報ＰＤＵ５０を、これらに対応するシーケンス番号５２に基づいて正しい順序に組み直すことにより、データの正確な再構築が確実となる。注目すべきは、シーケンス番号５２によって、再送されるＰＤＵ５０が、受信されたその他のＰＤＵ５０における正確なシーケンス位置に挿入され得る点である。この方式により、データの再送がサポートされている。シーケンス番号フィールド５２に後続する単一のポーリングビット５３は、セットのときに、受信器（つまり、第２ステーション２０）に対し、確認応答状態ＰＤＵによって応答すべきことを示す。この確認応答状態ＰＤＵは一種の制御ＰＤＵであるが、これについては後述する。
【００１２】
第１ステーション１０は、ポーリングビット５３を１にセットして、第２ステーションに確認応答状態制御ＰＤＵを送るよう要求する。ビット５４は保留されて、０にセットされる。次のビット５５ａは拡張ビットであって、セットの場合に、引き続いて現れるのが長さ指示子（ＬＩ）であることを示す。ＬＩは、７ビットまたは１５ビットの長さであり、レイヤ２ＰＤＵ５０におけるレイヤ２の終了位置を示すものである。単一のＳＤＵがＰＤＵ５９のデータ領域５８を完全に満たすと、ビット５５ａは０となって、提供されるＬＩがないことを示す。しかし、このＰＤＵ５０の例では、２つのレイヤ２ＳＤＵ、つまり、ＳＤＵ１−５７ａとＳＤＵ−２ ５７ｂとがレイヤ２ＰＤＵ５０において終了している。よって、ＳＤＵ−１ ５７ａとＳＤＵ−２ ５７ｂの終了をそれぞれ示す２つのＬＩが必要である。ＰＤＵ５０に後続するＰＤＵ（すなわち、シーケンス番号５２の順番が後のもの）は、ＳＤＵ−３ ５７ｃのためのＬＩを持つこととなる。第１のＬＩであるＬＩ1は、拡張ビットフィールド５５ａの後のフィールド５６ａ内にあり、ＳＤＵ−１ ５７ａの終わりを示す。ＬＩ1の５６aは、セットである場合に、フィールド５６ｂにその他のＬＩ、つまりＬＩ2が現れることを示す拡張ビット５５ｂを有する。ＬＩ2の５６ｂは、ＳＤＵ−２ ５７ｂの終了位置を示すとともに、クリアの場合に、これ以上ＬＩはなく、データ領域５８が始まるということを示す拡張ビット５５ｃを有する。このデータ領域５８は、実際のＳＤＵ情報を格納するためのものである。
【００１３】
図３と照らし合わせて、図４を参照されたい。図４に示すのは、無線通信システム６０における受信器６４および送信器６５の概略ブロック図である。受信器６４および送信器６５は、ＰＤＵ５０の受領およびＰＤＵ５０の送出が予期される範囲内において、それぞれウィンドウを有している。受信器６４の受信ウィンドウ６１は、２つの状態変数：ＶＲ（Ｒ）６２とＶＲ（ＭＲ）６３とによって分割されている。ＶＲ（Ｒ）６２は受信ウィンドウ６１の始まりを示し、ＶＲ（ＭＲ）６３は受信ウィンドウ６１の終わりを示す。受信器６４は、ＶＲ（Ｒ）６２またはその次、およびＶＲ（ＭＲ）６３の前に該当するシーケンス番号５２を有するＰＤＵ５０のみを受け取る。ＶＲ（ＭＲ）６３に格納されたシーケンス番号値は、受信ウィンドウ６１の範囲内にあるものとはみなされない。また、送信器６５も同様に、２つの状態変数：ＶＴ（Ａ）６７およびＶＴ（ＭＳ）６８によって分割される送信ウィンドウ６６を有する。ＶＴ（Ａ）６７は送信転送ウィンドウ６６の始まりを示し、ＶＴ（ＭＳ）６８は送信ウィンドウ６６の終わりを示す。送信器６５は、送信ウィンドウ６６の範囲内にあるシーケンス番号５２を有するＰＤＵ５０、即ち、ＶＴ（Ａ）６７またはその次、およびＶＴ（ＭＳ）６８より前のＰＤＵ５０のみを送信する。
【００１４】
受信ウィンドウ６１は、固定の受信ウィンドウサイズを有している。この受信ウィンドウサイズは、単に、状態変数ＶＲ（Ｒ）６２およびＶＲ（ＭＲ）６３によって決まる（ｓｐａｎｎｅｄ）シーケンス番号値で定義されるものである。つまり、ＶＲ（ＭＲ）６３は、常に、ＶＲ（Ｒ）６２と所定のシーケンス番号値分だけ差を有している。このことは、下式（１）のように、数学的にも表される。
【００１５】
ＶＲ（ＭＲ）＝ＶＲ（Ｒ）＋受信ウィンドウサイズ （１）
ここで、シーケンス番号５２が１２ビットの数であるときに、等式（１）は真数１２ビットの加算となるため、オーバフロー（ｏｖｅｒｆｌｏｗ）によるロールオーバ（ｒｏｌｌｏｖｅｒ）の問題が生じてしまうことに注意すべきである。結果として、ＶＲ（ＭＲ）６３は、ＶＲ（Ｒ）６２よりも数値的に大きい値を常に含むものとはならない。同様に、送信ウィンドウ６６は、送信ウィンドウサイズの状態変数ＶＴ（ＷＳ）６６ａを有しており、これは、状態変数ＶＴ（Ａ）６７およびＶＴ（ＭＳ）６８によって決まるシーケンス番号値の数を示すものである。状態変数ＶＴ（ＷＳ）６６ａは、レイヤ３によって提供された所定の送信ウィンドウサイズに対応する初期値を有する。上述のように、このことは数学的にも下式のように表される。
【００１６】
ＶＴ（ＭＳ）＝ＶＴ（Ａ）＋ＶＴ（ＷＳ） （２）
等式（２）から得られる結果も、オーバフローに起因するロールオーバを被る。受信器６４は、送信器６５に対し、ＶＴ（ＷＳ）６６ａの値を変更するよう明示的に要求することできる。しかし、要求されたＶＴ（ＷＳ）６６ａの値は、元の所定の送信ウィンドウサイズ、すなわち、送信器のレイヤ３によって提示されたサイズを超えてはならない。
【００１７】
受信器６４が、送信器６５からＰＤＵ５０を受け取ると、受信器６４は、状態変数ＶＲ（Ｒ）６２の値を更新して、先行する全てのＰＤＵ５０を正常に受信したことを知らせる。言い換えれば、ＶＲ（Ｒ）６２は、受信器６４が受け取るのを待つ、順番が先頭のＰＤＵ５０のシーケンス番号５２を常に格納しているということである。このＰＤＵ５０が正しく受信されたことに基づいて、受信器６４は、状態変数ＶＲ（Ｒ）６２を、次に受信するべきＰＤＵ５０のシーケンス番号値５２に該当する値に増加させる。そして、状態変数ＶＲ（ＭＲ）６３が等式（１）により更新される。この方式において、受信器６４は、送信器６５からのＰＤＵ５０ストリームにしたがって、受信ウィンドウ６１を先へ移動させる（ａｄｖａｎｃｅｄ）。また、送信器６５は、レイヤ２信号ＰＤＵによって受信ウィンドウ６１を先へスライドさせる旨を受信器６４に対して明示的に要求できることも注目すべきではあるが、これは本発明とは関係のない事項である。
【００１８】
送信器６５が受信器６４からレイヤ２確認応答状態ＰＤＵを受信するときに、送信ウィンドウ６６は先へスライドする。レイヤ２確認状態ＰＤＵは、状態変数ＶＲ（Ｒ）６２の最新値を持っており、受信器６４によって一定周期毎に、または送信器６５からの明示的要求に応じて送出される。また、確認応答状態ＰＤＵは（例えば、後続するＰＤＵが既に受け取られたことにより）、取りこぼしが知らされ、再送の必要がある受信ウィンドウ６１内のＰＤＵを示すこともできる。そして、送信器６５は、状態変数ＶＴ（Ａ）６７を確認応答状態ＰＤＵ中の値に等しくなるよう、即ち、ＶＴ（Ａ）６７がＶＲ（Ｒ）６２と等しくなるように設定する。よって、送信器６５は、等式（２）を用いて状態変数ＶＴ（ＭＳ）６８を更新する。この手順において、送信ウィンドウ６６および受信ウィンドウ６１は、ロックステップ方式で、且つ、送信ウィンドウ６６が受信ウィンドウ６１より１ビットだけ遅れた状態で先へスライドしていく。
【００１９】
さらに、送信器６５は、追加状態変数ＶＴ（Ｓ）６９を有する。送信器６５が送信ウィンドウ６６内にあるＰＤＵ５０の送信を開始するにあたり、送信器６５は、状態変数ＶＴ（Ａ）６７によって付与されたシーケンス番号５２を有するＰＤＵ５０から始めて、ＶＴ（ＭＳ）６８に１つ先立つシーケンス番号５２を有するＰＤＵ５０になるまで逐次送出する。つまり、送信器６５は、ＰＤＵ５０を順次送出するに際し、ＶＴ（Ａ）６７で始まって、ＶＴ（ＭＳ）−１で終わるということである。状態変数ＶＴ（Ｓ）６９は、次に送信されるべきＰＤＵ５０のシーケンス番号を格納する。このように、ＶＴ（Ａ）６７またはその次、およびＶＴ（Ｓ）−１またはその前に該当するシーケンス番号５２を有するＰＤＵ５０は、少なくとも１回は送信され、且つ、受信器６４が確認応答状態ＰＤＵによって確認応答を行うまでは、再送バッファ６６ｂに蓄積される。ここで重要なのは、ＶＴ（Ａ）６７に等しいシーケンス番号５２を有するＰＤＵ５０について確認応答がされた場合に、ＶＴ（Ａ）６７は、再送バッファ６６ｂ内において番号が最も若い次のシーケンス番号値に更新されるということである。このとき、ＶＴ（Ｓ）６９またはこれより大きい値に該当するシーケンス番号５２を有するＰＤＵ５０は、未だ送信器６９に送信されていない。
【００２０】
送信ウィンドウ６６を確実に前方へスライドさせるため、送信器６５は、受信器６４に対し、確認応答状態ＰＤＵを送るよう一定間隔毎に要求する必要がある。これがいわゆるポーリングであり、ポーリングビット５３を用いて実装されるものである。送信器６５が、受信器６４をポーリングすべき時間になったと判断すると、送信器６５は、ポーリングビット５３を１にすることで、次に送り出されるＰＤＵ５０、即ち、状態変数ＶＴ（Ｓ）６９で表されるＰＤＵ５０、または再送バッファ６６ｂ内のＰＤＵ５０を送信する。受信器６４は、ポーリングビット５３がセットになった任意のＰＤＵ５０を受け取ると、確認応答状態ＰＤＵを送ってこれに返答する。この確認応答状態ＰＤＵは、状態変数ＶＲ（Ｒ）６２の最新値を含むこととなる。この値は、引き続いて送信器６５が、状態変数ＶＴ（Ａ）６７に送信ウィンドウ６６を前方へスライドさせるために用いられるものである。送信器６５の受信器６４に対するポーリング時期の決定には、様々な方法が採られ得る。例えば、送信器６５は、タイマベース（ｔｉｍｅｒ−ｂａｓｅｄ）ポーリングを用い、所定の周期で定期的にポーリングを行うものとすることができる。また、送信器６５は、ウィンドウベース（ｗｉｎｄｏｗ−ｂａｓｅｄ）ポーリングにより、送信ウィンドウ６６の送信が一定率終了した時に、受信器６５をポーリングすることもできる。
【００２１】
ウィンドウベースポーリングでは、ＶＴ（Ｓ）６９を用いたポーリング関数により、ポーリングテスト値“ｔ”が得られる。
ｔ＝ポーリング関数（ＶＴ（Ｓ）） （３）
ポーリング値は単純に、少なくとも１回送信された送信ウィンドウ６６の割合である。例えば、ポーリング値を６０％に設定するということは、送信ウィンドウ６６の６０％が少なくとも１回送信されたときにポーリングが行われるということである。等式（３）で得られる“ｔ”がポーリング値を超過すると、これをトリガとしてポーリングがかけられる。“ｔ”値をトリガとしてポーリングがかけられると、次に送出されるＰＤＵ５０のポーリングビット５３がセットされる。ポーリングビット５３のセットをトリガとするポーリングは、如何なる無線通信資源にも関与しないため、それがセットまたはクリアに拘わらず、ポーリングビット５３は常に送信される。しかし、確認応答状態ＰＤＵによるポーリングビット５３への応答は、無線通信資源を利用することから、ポーリングビット５３を任意に設定することはできない。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、ＶＴ（Ａ）６７に対してＶＴ（Ｓ）６９が、ポーリングをかけるトリガとなる程度にまで増加した後に、ＶＴ（Ａ）６７が増加していないという場合には、状態変数ＶＴ（Ｓ）６９とＶＴ（ＷＳ）６６ａが変化していないことから、再送バッファ６６ｂ中の任意の再送されるＰＤＵをトリガとしてポーリングがかけられてしまう。この種のポーリングのトリガは、無線通信資源の有用性を低下させる（ポーリングの度にポーリングビット５３をセットして次の確認応答状態ＰＤＵを生成する必要がある）ため、望ましくない。さらに、状態変数ＶＴ(Ｓ)６９の正確な更新タイミングがややあいまいになる可能性もある。実行によっては、その対応するＰＤＵ５０が組み立てられる時に、ＶＴ（Ｓ）６９が更新される（つまり、追加される）ものもある。一方、他の実行では、その対応するＰＤＵ５０が送信される、またはレイヤ１インタフェースに届けられて初めて、ＶＴ（Ｓ）６９が更新される。このことは、適合性試験を困難なものとしている。
【００２３】
本発明の主な目的は、無線通信プロトコルにおける送信器について、無駄なポーリングを省くことができ、全ての実装に共通する、ポーリング要求のトリガを決定する方法を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
簡潔に言えば、本発明は、その好適な実施形態により、無線通信プロトコルにおける送信器のポーリング要求のトリガを決定する方法を開示する。この送信器は、プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を送信することができるものである。各ＰＤＵは、ｎビットのシーケンス番号をそれぞれ有している。ポーリング決定方法は、ｎビットのシーケンス番号であるパラメータＳに基づいてポーリングを行うべきかを決定することで実施される。そして、次に送信されるＰＤＵが再送されるＰＤＵではない場合であって、且つ、ＰＤＵに対応するシーケンス番号に基づいて決められるポーリングトリガ決定方法がその旨を示したときのみに、これをトリガとしてポーリングがかけられるものである。また、このポーリング決定方法は、下記の等式を用いて、ポーリングのトリガとすべきかについての決定を行う。
【００２５】
ｔ＝（（２n＋１＋Ｓ−ＶＴ（Ａ））ｍｏｄ ２n）／ＶＴ（ＷＳ）
（式中、Ｓは、次に送出されるＰＤＵのシーケンス番号を表す。）
本発明の特長は、テスト値が、既に送信された送信ウィンドウの割合を正確に反映（ｒｅｔｕｒｎ）するため、実行によってＶＴ（Ｓ）がどう変化するかに拘わらず、ＰＤＵのポーリングビットが正しく設定されることにある。また、ポーリングビットが最初に送信されるＰＤＵについてのみセットされることを保証するため、不要なポーリングおよび応答プロセスを省くことができ、より有効な無線通信資源の利用を確実にする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の好ましい実施形態を図面と対応させながら詳細に説明する。これによって、当該分野の知識を有する者は、本発明の上述およびその他の目的が明らかとなるはずである。
【００２７】
以下、に、３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐｐｒｏｊｅｃｔ、登録商標）仕様のＴＳ２５.３２２に公開された如くの通信プロトコルを例として説明する。しかし、送信データの確認応答をポーリングで行うことを要求する無線通信プロトコルであれば、本発明のポーリング・トリガの方法が適用され得ることは、当業者であれば明白なはずである。さらに、以下の詳細な説明における送信器および受信器には、携帯電話、個人用情報端末（ＰＤＡ）、パーソナルコンピュータ（ＰＳ）、またはその他無線通信プロトコルを利用するデバイスが含まれる点にも注意されたい。
【００２８】
本発明の方法によれば、送信器に対するポーリング要求のトリガ決定は、再送されるものではないＰＤＵについてのみ行われ、さらに、下記の等式を用いる。
ｔ＝｛（２n＋１＋Ｓ−ＶＴ（Ａ））ｍｏｄ ２n｝／ＶＴ（ＷＳ） （４）
再送されるＰＤＵは、他のポーリング・トリガ、例えば、“再送バッファ内の最後のＰＤＵ”といったイベントにより、対応するポーリングビット５３が１にセットされることで送信され得る。しかし、本発明では、再送されるＰＤＵは、決してポーリング動作のトリガとはならない。等式（４）の“Ｓ”は、そのポーリングビット５３が“ｔ”値に基づいてセットまたはクリアされるＰＤＵのシーケンス番号である。また、“ｎ”は、シーケンス番号“Ｓ”のビットサイズである。好ましい実施形態において、シーケンス番号“Ｓ”は１２ビット値であり、よって、“ｎ”は１２である。
【００２９】
等式（４）をより良く理解するため、図５を参照されたい。図５は、本発明の方法を適用した無線通信システム７０の概略ブロック図である。無線通信システム７０は、受信器８０および送信器９０からなる。送信器９０と受信器８０とは、いずれも３層通信プロトコルを用いるものである。送信器９０において、レイヤ３インタフェース９３が、レイヤ２サービスデータユニット（ＳＤＵ）９３ａをレイヤ２インタフェース９２に渡すことで、送信が行われるようになる。レイヤ２インタフェース９２は、ＳＤＵ９３ａを、レイヤ１インタフェース９１に渡されるレイヤ２のプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）９２ａに組み立てて、送信ができるようにする。ＰＤＵ９２ａのフォーマットは、先に従来技術において述べたのと同一であるため、ここでは重ねて説明をしない。ただし、各ＰＤＵ９２ａは、送信されるＰＤＵ９２ａストリームにおけるＰＤＵ９２ａの順番を識別するためのｎビットシーケンス番号５２をそれぞれ有する点については述べておくべきである。好ましい実施形態においてｎは１２であることから、ＰＤＵ９２ａのシーケンス番号は、０から４０９５までの範囲を循環するものである。また、各ＰＤＵ９２ａは、送信器９０によってセットされ、受信器８０をポーリングするためのポーリングビット５３をそれぞれ有する。従来技術の説明において述べたように、受信器８０は、セットされたポーリングビット５３に対する応答を確認応答状態ＰＤＵで行い、これによって送信器９０はその送信ウィンドウ９４を先へスライドさせることができるようになる。
【００３０】
送信ウィンドウ９４は、状態変数ＶＴ（Ａ）９５、ＶＴ（ＷＳ）９６およびＶＴ（ＭＳ）９７によって定義される。送信器９０は、送信ウィンドウ９４内のシーケンス番号５２を有するＰＤＵ９２ａだけを送信する。状態変数ＶＴ（Ａ）９５は送信ウィンドウ９４の開始値を表す。状態変数ＶＴ（ＷＳ）９６は送信ウィンドウ９４のサイズを表し、これは単に、送信ウィンドウ９４内のシーケンス番号値５２の数である。また、状態変数ＶＴ（ＭＳ）９７は、送信ウィンドウ９４の終了を表し、つまり、これは単純に、ＶＴ（Ａ）９５とＶＴ（ＷＳ）９６の合計である。オーバフローを回避するため、ＶＴ（ＭＳ）９７が取る値は、ＶＴ（Ａ）９５が取る値よりも必ずしも大きい必要はない。また、状態変数ＶＴ（Ｓ）９８は、次に送出されるＰＤＵ９２ａのシーケンス番号５２を取るものである。ＶＴ（Ｓ）９８は常に、ＶＴ（Ａ）９５またはその次、およびＶＴ（ＭＳ）９７またはその前に位置する。状態変数ＶＴ（Ａ）９５、ＶＴ（ＷＳ）９６、ＶＴ（ＭＳ）９７およびＶＴ（Ｓ）９８は、先の従来技術の説明において述べたのと同一の機能を有している。
【００３１】
送信器９０は、テスト値９９ａを算出するための計算ユニット９９も備えている。９９ａの値は、レイヤ３インタフェース９３に提供されたポーリング値９３ｂと比較され、送信器９０が受信器８０をポーリングすべきかを決定するためのものである。ポーリングが実行されると、ポーリングビット５３は、次に生成・送信されるＰＤＵ９８ｐにセットされる。テスト値ｔ９９ａは、ウィンドウベースポーリングに用いられるもので、ｔ９９ａの値を生成するのに、計算ユニット９９は、状態変数ＶＴ（Ａ）９５、ＶＴ（ＷＳ）９６、ＰＤＵ９８ｐに格納されたシーケンス番号９８ｓおよび等式（４）を用いる。ポーリング値９３ｂは、送信ウィンドウ９４の送信割合を表すものである。つまり、ポーリング値９３ｂは、送信ウィンドウ９４中の送信器９０によって送信されたＰＤＵ９２ａの割合を示す。９９ａの値がポーリング値９３ｂ以上となった場合であって、ＰＤＵ９８ｐが再送されるＰＤＵ９２ａではないときに、ＰＤＵ９８ｐのポーリングビット５３を１にセットすることをトリガとして、ポーリング要求がかけられる。つまり、以下のとおりとなる。
【００３２】
１） 本発明において、ＰＤＵ９８ｐが再送されるＰＤＵ９２ａである場合は、ＰＤＵ９８ｐに対応するポーリングビット５３は、１にセットされることを要求されない。ＰＤＵ９８ｐが初めて送信されるものとなるときに、テスト値ｔ９９ａおよびポーリング値９３ｂに基づいてポーリングビット５３が設定される。
【００３３】
２） 要求があると、上述の等式（４）によりテスト値ｔ９９ａが生成される。等式（４）に用いるパラメータには、状態変数ＶＴ（Ａ）９５、ＶＴ（ＷＳ）９６、処理中のＰＤＵ９８ｐのシーケンス番号９８ｓ、およびこのシーケンス番号Ｓ９８ｓのビットサイズがある。
【００３４】
３） テスト値ｔ９９ａがポーリング値９３ｂ以上となった場合であって、ＰＤＵ９８ｐが再送されるＰＤＵ９２ａでないときにのみ、ＰＤＵ９８ｐのポーリングビット５３を１にセットすることをトリガとしてポーリングをかける必要がある。
【００３５】
図５と対応させて図６を参照されたい。図６は、本発明の方法のフローチャートである。この方法は、計算ユニット９９によって実行されて、送信器９０によってポーリングがかけられるべきかの決定を行うというものである。そのステップを以下のとおりに説明する。
【００３６】
１００：セットまたはクリアされるポーリングビット５３に対応するＰＤＵ９８ｐを得る。
１１０：ステップ１００で得られたＰＤＵ９８ｐが再送されるＰＤＵ９８ｐであれば、ステップ１８０へ進む。そうでなければ、ステップ１２０へ進む。
【００３７】
１２０：状態変数ＶＴ（Ａ）９５およびＶＴ（ＷＳ）９６の値を含む送信ウィンドウ９４の現在値を得るとともに、ステップ１００で得られたＰＤＵ９８ｐからシーケンス番号Ｓ９８ｓを抽出する。
【００３８】
１３０：第１の値ｘを計算する。この値ｘは、（２n＋１）にシーケンス番号Ｓ９８ｓと状態変数ＶＴ（Ａ）９５の差を足した数である。ｎの値は、シーケンス番号Ｓ ９８ｓのビットサイズであるため、好ましい実施形態においては１２である。続いて、４０９７に（Ｓ − ＶＴ（Ａ））を加える。
【００３９】
１４０：第２の値ｙを計算する。この値ｙは、第１の値ｘの２nによるモジュラス（ｍｏｄｕｌｕｓ）である。よって、第２の値は、ｘ ｍｏｄ ４０９６である。
【００４０】
１５０：第２の値ｙを状態変数ＶＴ（ＷＳ）９６で割ってテスト値ｔ９９aを得る。このテスト値９９ａは、分数の形式でＰＤＵ９８ｐについての送信ウィンドウ９４の現在の送信割合を示す。
【００４１】
１６０：テスト値ｔ９９ａをポーリング値９３ｂと比較する。ポーリング値が０〜１００で表される割合として蓄積される場合、ｔ９９ａの値に１００を乗じてこの比較を行う。
【００４２】
１７０：ｔ９９ａで表される送信割合がポーリング値９３ｂ以上となるとき、これをトリガとして送信器９０にポーリングがかけられる。ＰＤＵ９８ｐのポーリングビット５３は１にセットされる。
【００４３】
１８０：ｔ９９ａで表される送信割合がポーリング値９３ｂ未満であるとき、またはＰＤＵ９８ｐが再送されるＰＤＵ９８ｐであるときは、ポーリングは要求されない。
【００４４】
１９０：ポーリング決定判断方法の終了である。次のＰＤＵ９８ｐに対して、このプロセスが再びステップ１００から繰り返される。
従来技術とは異なり、本発明では計算ユニットを用い、下記の等式によってテスト値ｔを算出する。
【００４５】
ｔ＝｛（２n＋１＋Ｓ−ＶＴ（Ａ））ｍｏｄ ２n｝ＶＴ／（ＷＳ）
上式より、処理中のＰＤＵに関し、送信器の送信ウィンドウの送信割合が正しく割り出されるため、送信器がポーリング要求を的確にかけられるようになる。ただし、ポーリングは、上述の等式にて処理中のＰＤＵが再送されるＰＤＵでないときにのみ実行される。再送されるＰＤＵは、ポーリングのトリガとなり得ない。よって、不要な無線通信資源の使用を回避することができ、より有用な無線通信システムが確立される。また、状態変数ＶＴ（Ｓ）９８の現在値ではなく、ＰＤＵ９８ｐに組み込んだ実際のシーケンス番号９８ｓを使用するため、各実行におけるＶＴ（Ｓ）９８の値のあいまいさが排除される。よって、適合性試験がより容易となる。
【００４６】
本発明の開示内容を基にして、デバイスの各種修飾および変更が可能であることは、当該分野における技術者には容易に理解されるであろう。よって、以上の開示は、上述の特許請求の範囲によってのみ制限されると解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】３層構成の通信プロトコルを示すブロック図である。
【図２】レイヤ２の観点から見た送信／受信プロセスを示す概略ブロック図である。
【図３】確認応答モードデータ（ＡＭＤ）のプロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を示すブロック図である。
【図４】無線通信システムにおける受信器および送信器を示す概略ブロック図である。
【図５】本発明による無線通信システムを示す概略ブロック図である。
【図６】本発明の方法のフローチャートである。
Claims (3)
- 無線通信プロトコルにおける、ｎビットのシーケンス番号をそれぞれ備えた送信プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を送信できる送信器に対し、ポーリング要求のトリガを決定する方法であって、
ポーリングを実行すべきかを決定するポーリング決定方法を提供するステップと、
ＰＤＵが再送されるＰＤＵではなく、且つ、前記ポーリング決定方法がポーリングのトリガをかけることを示した場合のみに、ポーリングのトリガをかけるステップと、
を備え、
前記ポーリング決定方法は、
それを超えるとポーリングのトリガがかけられることになるポーリング値を提供するステップと、
前記送信器の送信ウィンドウの開始シーケンス番号を示す基準シーケンス番号ＶＴ（ Ａ ）を得るステップと、
（２n＋１）にパラメータＳと前記基準シーケンス番号ＶＴ（Ａ）との差を加えてなる第１の値を得るステップと、
前記第１の値の２nによるモジュラス（ｍｏｄｕｌｕｓ）である第２の値を得るステップと、
前記第２の値を前記送信ウィンドウのサイズで割ってなるテスト値を得るステップと、
を含み、
前記テスト値が前記ポーリング値以上となり、且つ、前記パラメータＳが送信されるＰＤＵの前記ｎビットのシーケンス番号となる場合に、ポーリングのトリガをかける、方法。 - 前記テスト値が前記ポーリング値と等しくなる場合に、ポーリングのトリガをかける請求項１記載の方法。
- 前記ポーリング値が、前記送信器によって送信されたＰＤＵの前記送信ウィンドウにおける割合を示すものである請求項１記載の方法。
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