JP4041531B2 - アップリンクデータ送信のスケジューリングに関連する情報を通信する方法、移動通信システム、基地局、無線ネットワークコントローラ、および移動端末 - Google Patents
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Description
非リアルタイムサービスの誤り検出に用いる最も一般的な技法は、自動再送要求(ARQ)方式に基づく。これに前方誤り訂正(FEC)を組み合わせたものはハイブリッドARQという。巡回冗長検査(CRC)が誤りを検出すると、受信器は送信器に追加ビットまたは新しいデータパケットを送信するよう要求する。様々な既存の方式のうち、ストップアンドウエイト(SAW)と選択再送(SR)連続ARQとが移動通信で最もよく使用される。
パケットスケジューリングとしては、共有媒体への参入が許されたユーザに送信機会と送信フォーマットとを割り当てるために使用される無線リソース管理アルゴリズムがあり得る。スケジューリングは、例えば、望ましいチャネル状態にあるユーザに送信機会を割り当てることによりスループット/容量を最大にするために、適応変調符号化と合わせてパケットベースの移動無線ネットワークで利用することができる。UMTSにおけるパケットデータサービスは、ストリーミングサービスに使用されることもあるが、双方向および背景のトラヒッククラスに適用され得る。双方向および背景のクラスに属するトラヒックは、非リアルタイム(NRT)トラヒックとして扱われ、パケットスケジューラによって制御される。パケットスケジューリング方法は、下記により特徴づけることができる。
● サービスの順番:ユーザがサービスを受ける順番:例えば、ランダムな順番(ラウンドロビン)、またはチャネル品質に応じる(C/Iまたはスループットベース)
● 割当て方法:リソース割当ての原則:例えば、割当て間隔ごとに、キューに入れられたすべてのユーザに同じデータ量または同じ電力/符号/時間リソースを割り当てる
ユニバーサル移動通信システム(UMTS)の高レベルR99/4/5構成を図1に示す(http://www.3gpp.orgから得られる非特許文献2を参照)。ネットワーク要素は、機能的に、コアネットワーク(CN)101、UMTS地上無線アクセスネットワーク(UTRAN)102およびユーザ装置(UE)103にグループ分けされる。UTRAN102は無線通信に関連した機能を担い、CN101は呼およびデータ接続の外部ネットワークへのルーティングを担当する。これらのネットワーク要素間の接続は、オープンインタフェース(Iu、Uu)により形成される。UMTSシステムはモジュール式であるので、同一タイプのネットワーク要素をいくつも持つことが可能なことに留意すべきである。
以下に、進化型UMTS UTRAN構成についての提案を記述する(http://www.3gpp.orgにて得られる非特許文献3も参照)。この構成では、制御プレーン機能およびユーザプレーン機能という観点から新しいネットワーク要素の各々を定義できる。このネットワーク構成の概要を図9に示す。
RNG機能の一部は、進化型RANとCNとの間、および進化型RANとRel99/4/5UTRANとの間のシグナリングゲートウェイとして動作することである。これは、次にあげる主要機能を有する。
○ RANAP(無線アクセスネットワークアプリケーション部)の接続終端、下記を含む:
● シグナリング接続のセットアップおよび解除
● コネクションレスメッセージの判別
● RANAPコネクションレスメッセージの処理
○ 遊休(idle)および接続のモードのページングメッセージの該当ノードB+(Node B+)への中継
● ノードB+間移行ではRNGはCNの役割をする
● ユーザプレーン制御
● ノードB+とRel99/4/5RNCとの間のIurシグナリングゲートウェイ
RNGは、CNまたは従来のRANから進化型RANへのユーザプレーンアクセスポイントである。これは、次にあげるユーザプレーン機能を有する。
● ノードB+とSGSN(サービングGPRSサポートノード、CNの一要素)との間でのGTP(Iuインタフェースを介するGPRSトンネリングプロトコル)パケットの中継
● ユーザプレーンでのIur相互動作
このカテゴリーは、進化型RAN内の接続中モードの端末の制御に関連したすべての機能を含む。主要機能は次のものである。
● RANAP接続終端
○ RANAP接続向けプロトコルメッセージの処理
● RRC接続の制御/終端
● 該当するユーザプレーン接続の初期化の制御
ユーザプレーン機能は下記を含む。
● マクロダイバーシチ合成
個別トランスポートチャネル(DTCH)のアップリンクエンハンスメントは、3GPP技術仕様グループRANによって現在研究されている(http://www.3gpp.orgにて得られる非特許文献4を参照)。IPベースのサービスの利用がより重要になってきているため、RANの受信可能範囲(coverage)およびスループットの向上ならびにアップリンク個別トランスポートチャネルの遅延減少への要望が高まっている。ストリームーミング、双方向および背景のいずれのサービスも、拡張アップリンクにより便益を得られるであろう。
図4は、ユーザ装置側のE−DCH MACの全体的な構成の典型的な例を示す。新たなMAC機能エンティティであるMAC−e403が、Rel/99/4/5のMAC構成に追加される。MAC−e403エンティティは、図5にさらに詳細に描かれる。
ソフトハンドオーバ動作では、UTRAN側のE−DCH MAC構成におけるMAC−eエンティティは、ノードB(MAC−eb)とS−RNC(MAC−es)に分散して配置され得る。ノードBにおけるスケジューラは、アクティブユーザを選び、指令されたレート、推奨されたレート、または送信に許されたTFCS(トランスポートフォーマットコンビネーションセット)の一部のサブセットにアクティブユーザを制限するTFC(トランスポートフォーマットコンビネーション)閾値を決定し、シグナリングすることにより、レート制御を実行する。
特定方式の動作のために必要とされるE−DCH関連制御シグナリングは、アップリンクおよびダウンリンクのシグナリングを含む。シグナリングは、検討中のアップリンクエンハンスメントに依存する。
モビリティ管理に関連したいくつかの手順を説明する前に、以下で頻繁に使用されるいくつかの用語をまず定義しておく。
ノードB制御スケジューリングは、アップリンクでより高いセルスループットを得るために、かつ受信可能範囲を増大させるために、アップリンクの電力リソースのより効率的な利用を可能にすると予見されるE−DCHに向けた技術的特徴の一つである。「ノードB制御スケジューリング」という表現は、RNCにより定められた限度内で、ノードBがTFCのセット(この中からUEは適切なTFCを選べる)を制御する可能性を意味する。あるTFCをUEが自発的に選べるTFCのセットは、以下では、「ノードB制御TFCサブセット(Node B controlled TFC subset)」と言う。
このスケジューリング手法の原則は、ノードBが、迅速なTFCS制限制御によって、ユーザ装置のトランスポートフォーマットコンビネーションの選択を制御し、制限できるようにすることである。ノードBは、レイヤ1シグナリングによって、そこからユーザ装置が適切なトランスポートフォーマットコンビネーションを自発的に選べる「ノードB制御TFCサブセット」を拡大/縮小することができる。ノードB制御レートスケジューリングでは、すべてのアップリンク送信が並列に生じ得るが、レートは、ノードBにおいてノイズ上昇閾値を超えないように十分に低い。したがって、異なるユーザ装置からの送信が時間的に重複することもある。レートスケジューリングでは、ノードBはアップリンクTFCSの制限のみが可能であるが、UEがE−DCHで送信する時間については何の制御も行わない。ノードBは同時に送信しているUEの数を把握しないため、セル中のアップリンクでのノイズ上昇の緻密な制御は不可能である(http://www.3gpp.orgにて得られる非特許文献4のバージョン1.0.0を参照)。
ノードB制御タイムアンドレートスケジューリングの基本原則は、(理論的にのみ)ユーザ装置のサブセットが、ノードBでの所望の全ノイズ上昇を超えないように、所与の時間に送信できるようにすることである。1ステップごとに「ノードB制御TFCサブセット」を拡大/縮小するためにアップ/ダウンコマンドを送信する代わりに、ノードBは、明示的シグナリングによって、例えば、TFCSインジケータ(ポインタでもよい)を送信することにより、トランスポートフォーマットコンビネーションサブセットを任意の許容値に更新することができる。
第三世代移動通信システムでは、上位レイヤで生成されたデータは、物理レイヤの異なる物理チャネルにそれぞれマッピングされる複数のトランスポートチャネルにより無線で搬送される。トランスポートチャネルは、情報転送のために、物理レイヤによって伝送媒体アクセス制御(MAC)レイヤに提供されるサービスである。トランスポートチャネルは、主に二つのタイプに分けられる。
● 個別トランスポートチャネル:受信UEはトランスポートチャネルを伝送する物理チャネルによって暗黙に指定される
Rel99/4/5での個別チャネルと同様に、E−DCHでのデータ送信に対してソフトハンドオーバをサポートすることが現在検討されている。ソフトハンドオーバ中にUEのアップリンク送信を制御する方法には、いつかの選択肢がある。UEのアップリンク送信(最大データレート/電力比)を制御するスケジューリングエンティティ(スケジューリングノードB)が一つだけの場合もあり、複数(例えば、アクティブセットに属するすべてのノードB)の場合もある。
D. Chase: ″Code combining: A maximum-likelihood decoding approach for combining an arbitrary number of noisy packets″, IEEE Transactions on Communications, Col. COM-33, pages 385 to 393, May 1985 3GPP TR 25.401: ″UTRAN Overall Description″ 3GPP TR 25.897: ″Feasibility Study on the Evolution of UTRAN Architecture″, V.0.2.0 3GPP TR 25.896: ″Feasibility Study for Enhanced Uplink for UTRA FDD (Release 6)″ 3GPP TSG RAN WG1, meeting #31, Tdoc R01-030284, ″Scheduled and Autonomous Mode Operation for the Enhanced Uplink″ 3GPP TSG RAN WG1, meeting #31: ″HARQ Structure″, TdocR1-030247 3GPP TS 25.321, ″Medium Access Control (MAC) protocol specification; (Release 6)″, version 6.1.0 Holma et al., ″WCDMA for UMTS″, Wiley & Sons, <year>, <chapter/pages>, 2002, Chapter 8, Page 174
Claims (37)
- 移動通信システムにおいて移動端末が前記移動端末のソフトハンドオーバ中に複数の基地局へアップリンクでデータを送信し且つ前記複数の基地局のうちの少なくとも一つのスケジューリング基地局がソフトハンドオーバ中の前記移動端末のアップリンクデータ送信をスケジューリングする、アップリンクデータ送信のスケジューリングに関連する情報を通信する方法であって、
前記少なくとも一つのスケジューリング基地局において、ソフトハンドオーバ中の前記移動端末に割り当てられた最大量のアップリンクリソースを示すスケジューリング情報を決定するステップと、
前記最大量のアップリンクリソースを前記複数の基地局のうちの少なくとも一つの他の基地局へ通知するステップと、
前記少なくとも一つの他の基地局において、自基地局と通信している少なくとも一つの他の移動端末を、通知された前記最大量のアップリンクリソースを用いてスケジューリングするステップと、
を含む方法。 - 前記少なくとも一つのスケジューリング基地局により、決定されたスケジューリング情報をソフトハンドオーバ中の前記移動端末へシグナリングして、アップリンクデータ送信に使用される前記最大量のアップリンクリソースを前記移動端末に割り当てるステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記最大量のリソースは、前記移動端末がアップリンク送信に使用できる最大データレートまたはアップリンク最大送信電力比を示す、請求項1または請求項2に記載の方法。
- 前記少なくとも一つのスケジューリング基地局は、ソフトハンドオーバ中の前記移動端末によりアップリンクデータ送信に利用され得るTFCSを制御することによって、または前記移動端末のアップリンク送信電力比を制御することによって、アップリンクデータ送信をスケジューリングする、請求項2または請求項3に記載の方法。
- 通知された前記最大量のアップリンクリソースは、ソフトハンドオーバ中の前記移動端末の無線リソースを制御するネットワークエンティティを介して伝送され、
前記最大量のアップリンクリソースを通知するステップは、
前記少なくとも一つのスケジューリング基地局から前記ネットワークエンティティへ前記最大量のアップリンクリソースをシグナリングするステップと、
前記ネットワークエンティティにより前記少なくとも一つの他の基地局へ前記最大量のアップリンクリソースを転送するステップと、
を含む、請求項1から請求項4のいずれかに記載の方法。 - 前記ネットワークエンティティは、前記最大量のアップリンクリソースを前記少なくとも一つの他の基地局のそれぞれに転送するかどうかを、前記少なくとも一つの他の基地局のそれぞれによって制御される無線セル内のセル干渉に基づいて決定する、請求項5に記載の方法。
- 通知された前記最大量のアップリンクリソースは、制御シグナリングを使用して伝送される、請求項1から請求項6のいずれかに記載の方法。
- 前記少なくとも一つのスケジューリング基地局は、ソフトハンドオーバ中の前記移動端末がスケジューリングされるたびに、ソフトハンドオーバ中の前記移動端末に割り当てる最大量のアップリンクリソースを決定しシグナリングし通知する、請求項1から請求項7のいずれかに記載の方法。
- 前記少なくとも一つのスケジューリング基地局において、ソフトハンドオーバ中の前記移動端末に割り当てられた新たな最大量のアップリンクリソースを示す新たなスケジューリング情報を決定するステップと、
決定された新たなスケジューリング情報を、新たな前記最大量のアップリンクリソースを前記移動端末に割り当てるために、ソフトハンドオーバ中の前記移動端末へ前記少なくとも一つのスケジューリング基地局によりシグナリングするステップと、
新たな前記最大量のアップリンクリソースと前の前記最大量のアップリンクリソースとの差が所定の閾値より大きい場合には、新たな前記最大量のアップリンクリソースを前記少なくとも一つの他の基地局に通知するステップと、
をさらに含む、請求項1から請求項8のいずれかに記載の方法。 - 前記少なくとも一つのスケジューリング基地局において、前記ネットワークエンティティから前記所定の閾値を示す情報を受信するステップをさらに含む、請求項9に記載の方法。
- 前記複数の基地局はソフトハンドオーバ中の前記移動端末のアクティブセットを形成し、
前記アクティブセットに基地局を追加するステップと、
前記最大量のアップリンクリソースを、追加された基地局へ前記ネットワークエンティティによりシグナリングするステップと、
をさらに含む、請求項4から請求項10のいずれかに記載の方法。 - 追加された基地局に前記最大量のアップリンクリソースをシグナリングするための情報は、前記アクティブセットの更新中に通信されるメッセージに含まれる、請求項11に記載の方法。
- 前記複数の基地局のうちの一つの基地局が、前記少なくとも一つのスケジューリング基地局として、前記複数の基地局のすべての基地局へのソフトハンドオーバ中の前記移動端末によるアップリンクデータ送信をスケジューリングする、請求項1から請求項12のいずれかに記載の方法。
- 前記複数の基地局の各基地局が、前記少なくとも一つのスケジューリング基地局として、前記複数の基地局のそれぞれへのソフトハンドオーバ中の前記移動端末によるアップリンクデータ送信をスケジューリングする、請求項1から請求項12のいずれかに記載の方法。
- 前記複数の基地局の各基地局が、
前記それぞれの基地局により前記移動端末に割り当てられた前記最大量のアップリンクリソースを示すスケジューリング情報を決定し、
前記それぞれの基地局へのアップリンクデータ送信のために前記移動端末に前記最大量のアップリンクリソースを割り当てるために、決定されたスケジューリング情報をソフトハンドオーバ中の前記移動端末にシグナリングする、請求項14に記載の方法。 - 前記複数の基地局のすべての基地局へのアップリンクデータ送信のために割り当てられた最低の前記最大量のアップリンクリソースを前記移動端末により選択するステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
- 前記複数の基地局のすべての基地局へのアップリンク送信に前記移動端末により使用される、前記最大量のアップリンクリソースの統合された最大量のアップリンクリソースを前記移動端末により生成するステップをさらに含む、請求項16に記載の方法。
- 前記複数の基地局の各基地局は、自基地局が割り当てた最大量のアップリンクリソースを前記ネットワークエンティティに通知し、
前記複数の基地局のうちのサブセットは、前記ネットワークエンティティから前記それぞれの基地局へシグナリングされた、前記最大量のアップリンクリソースの統合値または最低値を勘案しつつ、前記それぞれの基地局と通信している移動端末をスケジューリングする、請求項15から請求項17のいずれかに記載の方法。 - 前記ネットワークエンティティにおいて、前記複数の基地局により通知された前記最大量のアップリンクリソースに基づいて前記統合値または前記最低値を決定するステップと、
前記統合値または前記最低値を前記ネットワークエンティティから前記複数の基地局のうちのサブセットへシグナリングするステップと、
をさらに含む、請求項18に記載の方法。 - 前記統合値または前記最低値は、前記統合値または前記最低値とは異なる前記最大量のアップリンクリソースを通知した基地局に対してだけシグナリングされる、請求項19に記載の方法。
- 前記ネットワークエンティティにより、ソフトハンドオーバ中の前記移動端末に割り当てられた前記最大量のアップリンクリソースを前記少なくとも一つのスケジューリング基地局から前記ネットワークエンティティへシグナリングするよう要求するステップをさらに含む、請求項1から請求項20のいずれかに記載の方法。
- 前記最大量のアップリンクリソースは、いずれかの基地局から前記移動端末へ共有チャネルまたは個別チャネルを介してシグナリングされる、請求項1から請求項21のいずれかに記載の方法。
- 送信アップリンクデータは、E−DCHによって伝送される、請求項1から請求項22のいずれかに記載の方法。
- 移動端末が前記移動端末のソフトハンドオーバ中に複数の基地局へアップリンクでデータを送信し且つ前記複数の基地局のうちの少なくとも一つのスケジューリング基地局がソフトハンドオーバ中の前記移動端末のアップリンクデータ送信をスケジューリングする、アップリンクデータ送信のスケジューリングに関連する情報を通信する移動通信システムであって、
前記複数の基地局を有し、
前記少なくとも一つのスケジューリング基地局は、ソフトハンドオーバ中の前記移動端末に割り当てられた最大量のアップリンクリソースを示すスケジューリング情報を決定するとともに、前記最大量のアップリンクリソースを前記複数の基地局のうちの少なくとも一つの他の基地局に通知し、
前記少なくとも一つの他の基地局の各基地局は、自基地局と通信している少なくとも一つの他の移動端末を、通知された前記最大量のアップリンクリソースを用いてスケジューリングする、
移動通信システム。 - 前記少なくとも一つのスケジューリング基地局は、決定されたスケジューリング情報をソフトハンドオーバ中の前記移動端末にシグナリングして、前記移動端末に前記最大量のアップリンクリソースを割り当てる、請求項24に記載の移動通信システム。
- 前記少なくとも一つの他の基地局は、通知された前記最大量のアップリンクリソースを勘案しつつ、前記少なくとも一つの他の移動端末をスケジューリングする、請求項25に記載の移動通信システム。
- ソフトハンドオーバ中の前記移動端末の無線リソースを制御するネットワークエンティティをさらに有し、
ソフトハンドオーバ中の前記移動端末、前記複数の基地局および前記ネットワークエンティティは、請求項3から請求項24のいずれかによる方法の各ステップを実行する、請求項25または請求項26に記載の移動通信システム。 - アップリンクデータ送信のスケジューリングに関連する情報を通信する移動通信システムにおける基地局であって、前記移動通信システムにおいて移動端末は前記移動端末のソフトハンドオーバ中に前記基地局を含む複数の基地局へアップリンクでデータを送信し、
ソフトハンドオーバ中の前記移動端末に割り当てられた最大量のアップリンクリソースを示すスケジューリング情報を決定する処理手段と、
前記最大量のアップリンクリソースを、少なくとも一つの他の移動端末のスケジューリングでの使用のために、前記複数の基地局のうち少なくとも一つの他の基地局に通知する通知手段と、
を有する基地局。 - 無線リソース制御エンティティからソフトハンドオーバ中のさらに他の移動端末に割り当てられた最大量のアップリンクリソースを受信する受信部と、
受信された前記最大量のアップリンクリソースを勘案しつつ、前記基地局と通信している前記少なくとも一つの他の移動端末をスケジューリングするスケジューラと、
をさらに含む、請求項28に記載の基地局。 - 移動通信システムにおいてソフトハンドオーバ中に複数の基地局へアップリンクでデータを送信する移動端末のアップリンクデータ送信のスケジューリングに関連する情報を通信する前記移動通信システムにおける無線ネットワークコントローラであって、
前記複数の基地局のうちの少なくとも一つの基地局からソフトハンドオーバ中の前記移動端末に割り当てられた最大量のアップリンクリソースを受信する受信部と、
受信された前記最大量のアップリンクリソースを、少なくとも一つの他の移動端末のスケジューリングでの使用のために、前記複数の基地局のうちの少なくとも一つの他の基地局へシグナリングする送信部と、
を有する無線ネットワークコントローラ。 - 前記受信部は、ソフトハンドオーバ中の前記移動端末に割り当てられた前記最大量のアップリンクリソースを前記複数の基地局のうちの少なくとも一つのサブセットから受信し、
通知された前記最大量のアップリンクリソースに基づいて前記最大量のアップリンクリソースの統合値または最低値を決定する処理手段をさらに有し、
前記送信部は、前記統合値または前記最低値を前記複数の基地局のうちのサブセットへシグナリングする、請求項30に記載の無線ネットワークコントローラ。 - 請求項5から請求項23のいずれかによる方法の各ステップを実行する手段をさらに有する、請求項30または請求項31に記載の無線ネットワークコントローラ。
- 移動通信システムにおいて移動端末が前記移動端末のソフトハンドオーバ中に複数の基地局へアップリンクでデータを送信し且つ前記複数の基地局のうちの少なくとも一つのサブセットがソフトハンドオーバ中の前記移動端末のアップリンクデータ送信をスケジューリングする、アップリンクデータ送信のスケジューリングに関連する情報を通信する方法であって、
前記移動端末において、前記移動端末に割り当てられた最大量のアップリンクリソースを示すスケジューリング情報を前記複数の基地局のうちの少なくとも一つのサブセットから受信するステップと、
受信された前記最大量のアップリンクリソースに基づいて、前記移動端末において、前記複数の基地局へのアップリンクデータ送信のための前記最大量のアップリンクリソースを選択するステップと、
選択された前記最大量のアップリンクリソース、またはアップリンクデータ送信の最大電力比を前記複数の基地局へ通知するステップと、
を含む方法。 - 前記複数の基地局の各基地局において、自基地局と通信している少なくとも一つの他の移動端末を、通知された前記最大量のアップリンクリソースを用いてスケジューリングするステップをさらに含む、請求項33に記載の方法。
- 前記複数の基地局のうちの少なくとも一つのサブセットは、ソフトハンドオーバ中の前記移動端末により利用され得るTFCSを制御することによってアップリンクデータ送信をスケジューリングし、前記移動端末は、選択された前記最大量のアップリンクリソースを、アップリンクデータ送信のために選択されたTFCを示すTFCポインタによって通知する、請求項33または請求項34に記載の方法。
- 前記TFCポインタを前記複数の基地局へシグナリングするメッセージは、前記TFCポインタにより指定された最大データレートが、ソフトハンドオーバ中のアップリンクデータ送信のために前記移動端末によって使用されることを前記複数の基地局に通知するフラグを含む、請求項35に記載の方法。
- アップリンクデータ送信のスケジューリングに関連する情報を通信する移動端末であって、前記移動端末は、移動通信システムにおいて前記移動端末のソフトハンドオーバ中に複数の基地局へアップリンクでデータを送信し、前記複数の基地局のうちの少なくとも一つのサブセットは、ソフトハンドオーバ中の前記移動端末のアップリンクデータ送信をスケジューリングし、
前記移動端末に割り当てられた最大量のアップリンクリソースを示すスケジューリング情報を前記複数の基地局のうちの少なくとも一つのサブセットから受信する受信部と、
受信された前記最大量のアップリンクリソースに基づいて、前記複数の基地局へのアップリンクデータ送信のための前記最大量のアップリンクリソースを選択する選択手段と、
選択された前記最大量のアップリンクリソース、またはアップリンクデータ送信の最大電力比を前記複数の基地局に通知する送信部と、
を有する移動端末。
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