JP4278662B2 - Ｕｍモードで定期的にパケット再送する無線通信システムの保存窓初期化方法及び装置 - Google Patents

Description

この発明は無線通信システムの保存窓初期化方法及び装置に関し、特にＵＭモードで送信済のパケットを定期的に再送する無線通信システムにおいて、不必要なパケット削除を避けてデータ受信率を高める方法及び関連装置に関する。

移動通信装置が発展しつつある昨今では、エンターテイメントと情報サービスの範囲は広くなっている。第二世代移動通信システムでは、情報サービスはＳＭＳ（ショートメッセージサービス）に限られ、１６０文字以内のメッセージ、３〜２０キロバイトの簡易な着信音またはその他小容量のデータのみ処理できる。２．５世代、第三世代移動ネットワーク技術、及び処理装置の効能の向上に伴い、大容量、新形態の移動通信マルチメディアサービスが続出している。例えばＵＭＴＳ（ユニバーサル移動電話システム）とＷＣＤＭＡ（広帯域符号分割多元接続）の上で築かれたＭＢＭＳ（マルチメディア放送／マルチキャストサービス）は、ＩＰ（インターネットプロトコル）パケットを介してサービスをサーバーから複数のクライアント装置に送信し、更にデータ放送とマルチキャスト技術を利用してパケットのストリームまたはダウンロードサービスを提供する。現行のサービスと統合できるＭＢＭＳを利用すれば、プロバイダーは単一のネットワークで音声、広帯域通信及びテレビを統合したモバイルトリプルプレイサービスかオーダーメイドサービスを提供し、別々のＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）でさまざまな形式のサービス内容を放送できる。

第三世代移動通信システムのうちＵＭＴＳによるＭＢＭＳに関し、３ＧＰＰ（第三世代パートナーシッププロジェクト）によるＲＬＣ（無線リンク制御）通信プロトコル規格3GPP TS 25.322 V6.4.0では「シーケンス外ＳＤＵ（サービスデータユニット）配信」が定められている。送信端に定期的に再送された送信済のＰＤＵ（プロトコルデータユニット）に対するＵＭ（非アクノレッジ）モードで作動する受信端の処理効率はそれによって向上される。ＵＭモードとは、送信済のパケット（ＰＤＵ）にシーケンス番号が含まれているにかかわらず、受信端でパケットを受信したか紛失したという受信状況を送信端に知らせないモードをいう。したがって、ＵＭモードでは、受信端がパケットを正常に受信したかについて送信端では確認できない。パケットの正常受信率を高めるため、送信済のパケットを定期的に再送するように送信端を設定することが可能である。ＵＭモードのＭＢＭＳはこのような定期的再送機能を利用するものである。「シーケンス外ＳＤＵ配信」機能が起動されたら、ＵＭモードで作動する受信端のＲＬＣユニットはＳＤＵを再組立てして上位のプロトコルレイヤーに送信する。言い換えれば、シーケンス番号が小さいＰＤＵ（前のＰＤＵ）が正常に受信されていなくても、完全なＳＤＵを含んだＰＤＵが正常に受信されれば、ＲＬＣユニットはそのようなＰＤＵを上位層に送信する。一方、「シーケンス外ＳＤＵ配信」機能が起動されたら、重複して送信されたＳＤＵの受信端での再確立を確保するため、受信端はＰＤＵをバッファーに一時保存し、ＰＤＵに対応するすべてのＳＤＵが正常に再確立された後になってから、ＰＤＵをバッファーから削除する。なお、受信効率を確保するため、従来の技術はバッファーからのＰＤＵ削除に関し保存窓とタイマーを提供している。

「シーケンス外ＳＤＵ配信」機能に関し、前記規格は下記の変数とパラメーターを定めている。

１．変数ＶＲ（ＵＯＨ）：受信されたすべてのＰＤＵのうち最大のシーケンス番号を表す。
２．パラメーターOSD_Window_Size：保存窓のサイズを表す。
３．タイマーTimer_OSD：次回ＰＤＵ受信の待ち時間を表す。ＰＤＵを受信するたびタイマーは計時をはじめから再開し、タイマーの所定期間が経過してもＰＤＵを受信できない場合、受信端はバッファー内に保存されたすべてのＰＤＵを削除する。

如上の通り、受信端の受信側エンティティーが確立または再確立され、かつ受信端が第１個のＰＤＵを受信した場合、変数ＶＲ（ＵＯＨ）をＰＤＵのシーケンス番号ＳＮに基づいて初期化し、すなわちVR(UOH) = SN-1と設定する。受信端に受信されたＰＤＵのシーケンス番号ＳＮが保存窓の外にあり、換言すればＰＤＵのシーケンス番号ＳＮが集合{x | VR(UOH) >= x > VR(UOH) - OSD_Window_Size}の中になければ、変数ＶＲ（ＵＯＨ）を該ＰＤＵのシーケンス番号ＳＮと設定し、すなわちVR(UOH) = SNと設定する。なお、タイマーTimer_OSDの所定時間が終了すれば、バッファーに保存されたＰＤＵをすべて削除する。

「シーケンス外ＳＤＵ配信」機能を利用すれば、ＲＬＣエンティティーはＳＤＵを再組み立てして上位のプロトコルレイヤーに送信できる。しかし、従来の技術は下記のようなＳＤＵを有効に再組み立てできない場合もある。受信端の変数ＶＲ（ＵＯＨ）が初期化された後、受信端を送信端のサービス範囲外に一時移動し、更にタイマーTimer_OSDの所定時間が経過した後にサービス範囲内に戻すとすれば、タイマーTimer_OSDの所定時間が終了したから、送信端のサービス範囲外に一時移動される前に受信したＰＤＵをサービス範囲内に戻された後に受信したＰＤＵと間違って組み立てることを防ぐため、受信端はバッファーに保存されたＰＤＵをすべて削除する。しかしそうすると、基地局のサービス範囲に戻された受信端がＰＤＵを正確に再組み立てできない場合もある。

例えば図１を参照する。図１は従来のＵＭＴＳによるＭＢＭＳを表す説明図である。ＭＢＭＳはＵＭモードで提供される。説明を簡単にまとめるため、図１では一定期間内の送信端と受信端間のＰＤＵ送受信のみ描かれている。保存窓のサイズを３２とし、すなわちOSD_Window_Size = 32とすれば、送信端は修正期間T_mod1、T_mod2、T_mod3にシーケンス番号ＳＮ３２〜６３、シーケンス番号ＳＮ６４〜９０及びシーケンス番号ＳＮ２１〜５０のＰＤＵをそれぞれ重複して送信する。時間長が同一である修正期間T_mod1、T_mod2、T_mod3はいずれも２つの重複期間T_rep1、T_rep2を含む。パケットの正常受信率を高めるため、重複期間T_rep1に送信されたパケットは重複期間T_rep2に再送される。修正期間T_mod3は必ずしも修正期間T_mod2の後につぐものではない。修正期間T_mod1にシーケンス番号ＳＮ３２〜６３のＰＤＵを受信した後、受信端はそれらを相応のＳＤＵに再組み立てして上位層に送信するとともに、VR(UOH) = 63、保存窓を集合{x | 63 >= x >= 32}とそれぞれ設定する。もし時点ｔ１に受信端を送信端のサービス範囲外に移し、またタイマーTimer_OSDの所定期間が過ぎた後、時点ｔ２に受信端をサービス範囲内に戻すとすれば、タイマーTimer_OSDの所定期間が終了した時点に、受信端は保存窓の範囲を集合{x | 63 >= x >= 32}と維持しながら、バッファー内のＰＤＵをすべて削除する。言い換えれば、受信端を時点ｔ１に送信端のサービス範囲外に移し、時点ｔ２にサービス範囲内に戻す場合、タイマーTimer_OSDの所定期間が終了すれば、受信端のバッファーに保存されたＰＤＵはすべて削除されるが、保存窓の範囲は変化しない。受信端を送信端のサービス範囲内に戻した後、修正期間T_mod3の重複期間T_rep1には、受信端はシーケンス番号ＳＮ４０〜５０のＰＤＵを受信する。シーケンス番号ＳＮ４０〜５０は保存窓の範囲内に入っているから、それに対応するＰＤＵはバッファーに一時保存される。続いて修正期間T_mod3の重複期間T_rep2には、受信端はシーケンス番号ＳＮ２１のＰＤＵを受信する。シーケンス番号ＳＮ２１は保存窓の範囲外にあるから、変数ＶＲ（ＵＯＨ）はVR(UOH) = 21と更新され、そうするとシーケンス番号ＳＮ４０〜５０は保存窓の範囲外となり、それに対応するＰＤＵは削除されることとなる。換言すれば、タイマーTimer_OSDの所定期間経過後、受信端が保存窓を初期化しないから、受信端はシーケンス番号ＳＮ４０〜５０のＰＤＵを受信してから、またバッファーからそれを削除するほかない。そうするとシステム資源は無駄にされる。したがって、修正期間T_mod3の重複期間T_rep2にシーケンス番号ＳＮ４０〜５０のＰＤＵを全部受信できなければ、受信端はそれを相応のＳＤＵに再組み立てできない。

この発明は前述の問題を解決するため、無線通信システムの受信端の保存窓を初期化する方法及び関連装置を提供することを課題とする。

この発明は無線通信システムで受信端の保存窓を初期化する方法を提供する。該無線通信システムはＵＭモードで作動し、受信済のパケットを定期的に再送するものである。該方法は、受信端の受信側エンティティーが確立・再確立され、または受信端のタイマーの所定期間が終了し、かつ受信端がパケットを受信した後、該受信パケットのシーケンス番号に基づいて受信端の受信済パケットの最大シーケンス番号を表す変数を初期化するステップを含む。

この発明は更に無線通信システムで受信端の保存窓を初期化する無線通信装置を提供する。該無線通信システムはＵＭモードで作動し、受信済のパケットを定期的に再送するものである。該無線通信装置は、無線通信装置の機能を実現するハードウェア回路と、プログラムコードを実行してハードウェア回路を制御するプロセッサーと、プログラムコードを保存する保存メモリーとを含む。そのうちプログラムコードは、無線通信装置の受信側エンティティーが確立・再確立され、または無線通信装置のタイマーの所定期間が終了し、かつ無線通信装置がパケットを受信した後、該受信パケットのシーケンス番号に基づいて無線通信装置の受信済パケットの最大シーケンス番号を表す変数を初期化するステップを含む。

この発明は受信端の受信側エンティティーが確立・再確立され、または受信端のタイマーの所定時間が終了し、かつ受信端が第１個のＰＤＵを受信した場合に、ＰＤＵのシーケンス番号に基づいて変数ＶＲ（ＵＯＨ）を初期化し、進んで保存窓を初期化してその範囲を移動させる。そうすると、不必要なＰＤＵ削除は避けられ、ＳＤＵ再組み立ての効率は向上することとなる。

かかる方法及び装置の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図を参照して以下に説明する。

この発明はＵＭモードで作動し、送信済パケットを定期的に再送する通信システムに関し、それにおけるＰＤＵの不必要な削除を避ける方法を提供する。該通信システムはＭＢＭＳを提供するＵＭＴＳシステムである。

図２を参照する。図２はこの発明による無線通信装置２００のブロック図である。説明を簡素化するため、図２では無線通信装置２００の入力装置２０２と、出力装置２０４と、制御回路２０６と、ＣＰＵ２０８と、保存装置２１０と、プログラムコード２１２と、トランシーバー２１４のみ描かれている。無線通信装置２００において、ＣＰＵ２０８を介して保存装置２１０に保存されたプログラムコード２１２を実行し、無線通信装置２００の動作を制御する制御回路２０６は、入力装置２０２（例えばキーボード）を介して使用者が入力した信号を受信するか、出力装置２０４（例えばスクリーン、スピーカーなど）を介して画面や音声信号を出力する。無線信号を受発信するトランシーバー２１４は受信信号を制御回路２０６に送信するか、または制御回路２０６による信号を無線で出力する。言い換えれば、通信プロトコル構造から言えば、トランシーバー２１４は第一レイヤーの一部とされ、制御回路２０６は第二レイヤーと第三レイヤーの機能を実現するものである。

図３を参照する。図３は図２のプログラムコード２１２を表す説明図である。アプリケーションレイヤー３００と、第三レイヤーインターフェイス３０２と、第二レイヤーインターフェイス３０６からなるプログラムコード２１２は第一レイヤーインターフェイス３１８と接している。信号を発するとき、第二レイヤーインターフェイス３０６は第三レイヤーインターフェイス３０２からのデータに基づき、複数のＳＤＵ３０８を生成してバッファー３１２に保存する。その後、第二レイヤーインターフェイス３０６はバッファー３１２に保存されたＳＤＵ３０８に基づき、複数のＰＤＵ３１４を生成して第一レイヤーインターフェイス３１８を介して送信先に出力する。それに反し、無線信号を受信するとき、第一レイヤーインターフェイス３１８は信号を受信し、それをＰＤＵ３１４として第二レイヤーインターフェイス３０６に送信する。第二レイヤーインターフェイス３０６はＰＤＵ３１４をＳＤＵ３０８に還元してバッファー３１２に保存する。最後に、第二レイヤーインターフェイス３０６はバッファー３１２に保存されたＳＤＵ３０８を第三レイヤーインターフェイスに送信する。無線信号受信時、プログラムコード２１２がＳＤＵ３０８をバッファー３１２に保存するか否かは保存窓の範囲によって定められ、受信ＰＤＵのシーケンス番号が保存窓の中に入っていれば、配列、重複パケット削除を行う。それに反し、ＰＤＵのシーケンス番号が保存窓の範囲外にあれば、保存窓を移動させる。

無線通信装置２００がＭＢＭＳまたはその他のＵＭモードで送信済パケットを定期的に再送する無線通信システムで作動する場合では、プログラムコード２１２は「シーケンス外ＳＤＵ配信」機能を起動し、ＳＤＵの再組み立てと上位プロトコルレイヤーへの送信を早める。言い換えれば、シーケンス番号が小さいＰＤＵ（前のＰＤＵ）が正常に受信されていなくても、完全なＳＤＵを含んだＰＤＵが正常に受信されれば、ＲＬＣユニットはそのようなＰＤＵを上位層に送信する。「シーケンス外ＳＤＵ配信」機能起動後、バッファーでの不必要なＰＤＵ削除を防ぐため、この発明は下記のような保存窓を初期化する方法を提供する。

図４を参照する。図４はこの発明による方法のフローチャート４０である。ＵＭモードで送信済のパケットを定期的に再送する無線通信システムにおいて受信端の保存窓を初期化する方法は下記の通りである。

ステップ４００：開始。
ステップ４０２：受信端の受信側エンティティーが確立・再確立され、または受信端のタイマーTimer_OSDの所定期間が終了し、かつ受信端が第１個のＰＤＵを受信したとき、ＰＤＵのシーケンス番号に基づいて変数ＶＲ（ＵＯＨ）を初期化する。
ステップ４０４：終了。

如上の通り、受信端の受信側エンティティーが確立・再確立され、または受信端のタイマーTimer_OSDの所定期間が終了し、かつ受信端が第１個のＰＤＵを受信したとき、ＰＤＵのシーケンス番号に基づいて変数ＶＲ（ＵＯＨ）を初期化する。なお、受信端の受信ＰＤＵのシーケンス番号ＳＮが保存窓の外にあり、換言すればＰＤＵのシーケンスＳＮが集合{x | VR(UOH) >= x > VR(UOH) - OSD_Window_Size}の中に入っていなければ、変数ＶＲ（ＵＯＨ）を該ＰＤＵのシーケンス番号ＳＮに設定し、すなわちVR(UOH) = SNと設定する。また、タイマーTimer_OSDの所定期間が終了したら、バッファーに保存されたＰＤＵを削除する。

したがって、プログラムコード２１２が「シーケンス外ＳＤＵ配信」機能を起動した後、無線通信装置２００の受信側エンティティーが確立・再確立され、またはタイマーTimer_OSDの所定期間が終了し、かつ無線通信装置２００が第１個のＰＤＵを受信したとき、変数ＶＲ（ＵＯＨ）はＰＤＵのシーケンス番号に基づいて初期化される（望ましくはVR(UOH) = SN - 1）。言い換えれば、受信側エンティティーが確立・再確立された場合のほか、この発明はタイマーTimer_OSDの所定期間が終了した場合でも変数ＶＲ（ＵＯＨ）を初期化し、進んで保存窓のシーケンス番号範囲を変更する。そのため、無線通信装置２００を送信端のサービス範囲外に一時移動し、更にタイマーTimer_OSDの所定期間終了後にサービス範囲内に戻せば、タイマーTimer_OSDはバッファー３１２に保存されたＰＤＵを削除し、変数ＶＲ（ＵＯＨ）を初期化する。そうすると、初期化された変数ＶＲ（ＵＯＨ）にしたがって保存窓の範囲も変化し、ＰＤＵの不必要な削除はそれによって避けられた。

例えば図５を参照する。図５は図４のフローに基づいたＵＭＴＳによるＭＢＭＳを表す説明図である。該ＭＢＭＳはＵＭモードで提供される。説明を簡素化するため、図５では一定期間内の送信端と受信端間のＰＤＵ送受信のみ描かれている。保存窓のサイズを３２とし、すなわちOSD_Window_Size = 32とすれば、送信端は修正期間T_mod1、T_mod2、T_mod3にシーケンス番号ＳＮ３２〜６３、シーケンス番号ＳＮ６４〜９０及びシーケンス番号ＳＮ２１〜５０のＰＤＵをそれぞれ重複して送信する。時間長が同一である修正期間T_mod1、T_mod2、T_mod3はいずれも２つの重複期間T_rep1、T_rep2を含む。パケットの正常受信率を高めるため、重複期間T_rep1に送信されたパケットは重複期間T_rep2に再送される。修正期間T_mod3は必ずしも修正期間T_mod2の後につぐものではない。修正期間T_mod1にシーケンス番号ＳＮ３２〜６３のＰＤＵを受信した後、受信端はそれらを相応のＳＤＵに再組み立てして上位層に送信するとともに、VR(UOH) = 63、保存窓を集合{x | 63 >= x >= 32}とそれぞれ設定する。もし時点ｔ１に受信端を送信端のサービス範囲外に移し、またタイマーTimer_OSDの所定期間が過ぎた後、時点ｔ２に受信端をサービス範囲内に戻すとすれば、タイマーTimer_OSDの所定期間が終了した時点に、受信端はバッファー内のＰＤＵをすべて削除し、受信端に受信された第１個のＰＤＵのシーケンス番号ＳＮに基づいて変数ＶＲ（ＵＯＨ）を初期化し、すなわちVR(UOH) = SN - 1と設定する。したがって、修正期間T_mod3の重複期間T_rep1に受信端がシーケンス番号ＳＮ４０のＰＤＵを受信すると、この発明はVR(UOH) = 40と設定する（変数ＶＲ（ＵＯＨ）は本来３９と設定されている。シーケンス番号ＳＮ＝４０が保存窓の外にあるから、変数ＶＲ（ＵＯＨ）を４０と設定する）。そのため、シーケンス番号ＳＮ５０のＰＤＵを受信するとき、VR(UOH) = 50となり、保存窓の範囲は集合{x | 50 >= x >= (50-32+1)} = {x | 50 >= x >= 19}となる。続いて修正期間T_mod3の重複期間T_rep2に、受信端はシーケンス番号ＳＮ２１のＰＤＵを受信する。この場合、シーケンス番号ＳＮ２１は依然として保存窓の範囲内に入っているから、保存窓は移動せず、シーケンス番号ＳＮ４０〜５０のＰＤＵは削除されない。言い換えれば、この発明はタイマーTimer_OSDの所定期間の終了後に保存窓を初期化するから、不必要なＰＤＵ削除を避けられる。

当業者に周知されている通り、前記フローはプログラムコードとして通信装置の保存媒体（ファームウェア）に書き込むことができる。このような当業者のなしうる変化はいずれもこの発明の範囲に属する。

以上はこの発明に好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。

この発明は不必要なＰＤＵ削除を避け、ＳＤＵ再組み立ての効率を向上させることができる。

従来のＵＭＴＳによるＭＢＭＳを表す説明図である。 この発明による無線通信装置のブロック図である。 図２のプログラムコードを表す説明図である。 この発明による方法のフローチャートである。 図４のフローに基づいたＵＭＴＳによるＭＢＭＳを表す説明図である。

符号の説明

２００ 無線通信装置
２０２ 入力装置
２０４ 出力装置
２０６ 制御回路
２０８ ＣＰＵ
２１０ 保存装置
２１２ プログラムコード
２１４ トランシーバー
３００ アプリケーションレイヤー
３０２ 第三レイヤーインターフェイス
３０６ 第二レイヤーインターフェイス
３０８ ＳＤＵ
３１２ バッファー
３１４ ＰＤＵ
３１８ 第一レイヤーインターフェイス

Claims (10)

1. 無線通信システムで受信端の保存窓を初期化する方法であって、該無線通信システムはＵＭ（非アクノレッジ）モードで作動し、受信済のパケットを定期的に再送するものであり、該方法は、
   受信端のタイマーの所定期間が終了し、かつ受信端がパケットを受信した後、該受信パケットのシーケンス番号に基づいて受信端の受信済パケットの最大シーケンス番号を表す変数を初期化するステップを含み、
   前記受信端のタイマーの所定期間は、次回パケット受信の待ち時間である、
   ことを特徴とする保存窓初期化方法。
2. 前記保存窓の範囲は受信済パケットの最大シーケンス番号を表す変数及び保存窓のサイズを基準に定められることを特徴とする請求項１記載の保存窓初期化方法。
3. 前記受信済パケットの最大シーケンス番号を表す変数を初期化するステップは、受信済パケットの最大シーケンス番号を表す変数を当該パケットのシーケンス番号から所定値を引くことを内容とすることを特徴とする請求項１記載の保存窓初期化方法。
4. 前記所定値が１であることを特徴とする請求項３記載の保存窓初期化方法。
5. 前記無線通信システムがＭＢＭＳ（マルチメディア放送／マルチキャストサービス）を提供することを特徴とする請求項１記載の保存窓初期化方法。
6. 無線通信システムで受信端の保存窓を初期化する無線通信装置であって、該無線通信システムはＵＭモードで作動し、受信済のパケットを定期的に再送するものであり、該無線通信装置は、
   無線通信装置の機能を実現するハードウェア回路と、
   プログラムコードを実行して前記ハードウェア回路を制御するプロセッサーと、
   前記プログラムコードを保存する保存メモリーと、
   を含み、
   前記プログラムコードは、無線通信装置のタイマーの所定期間が終了し、かつ無線通信装置がパケットを受信した後、該受信パケットのシーケンス番号に基づいて無線通信装置の受信済パケットの最大シーケンス番号を表す変数を初期化し、
   前記無線通信装置のタイマーの所定期間は、次回パケット受信の待ち時間である、
   ことを特徴とする無線通信装置。
7. 前記保存窓の範囲は受信済パケットの最大シーケンス番号を表す変数及び保存窓のサイズを基準に定められることを特徴とする請求項６記載の無線通信装置。
8. 前記受信済パケットの最大シーケンス番号を表す変数を初期化する動作は、受信済パケットの最大シーケンス番号を表す変数を当該パケットのシーケンス番号から所定値を引くことを内容とすることを特徴とする請求項６記載の無線通信装置。
9. 前記所定値が１であることを特徴とする請求項８記載の無線通信装置。
10. 前記無線通信システムがＭＢＭＳを提供することを特徴とする請求項６記載の無線通信装置。
    

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