JP4422620B2 - フレーム受信の否定応答の早期送信のためのアイドルフレームの使用 - Google Patents

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Description

この発明は一般に、通信システムに関し、特に、そのようなシステムでのフレーム受信否定応答に関する。
符号分割多元接続２０００（ｃｄｍａ２０００)および広帯域符号分割多元接続(ＷＣＤＭＡ）を含む、第三世代(３Ｇ）システムのためのデータサービスが、音声トランスポートのために最適化された物理層フレームワークの付近で設計された。
３Ｇシステムは両方のサービスに対処するように設計されているけれども、特に、音声サービスは、（フォワードリンクとリバースリンクとの間の)対称的なトラヒック負荷により、および（待ち時間、遅延、等のようなパラメータのための)保証されたサービスの質により特徴づけられる。しかしながら、パケットデータサービスは、低い帯域幅要求の短いメッセージ（例えばデータの要求）および高い帯域幅要求の非常に長いメッセージ（例えばデータダウンロード）を含む、恐らく非対称のトラヒック負荷により特徴づけられる。
バースティであるいくつかのタイプのデータトラヒックがあるが、すべてがそうだとは限らない（例えばビデオ）。
データ伝送の期間に成功裡にフレームが送信されるであろう可能性を増加するために、システムは、無線リンクプロトコル(ＲＬＰ）を採用して、成功裡に送信されたフレームを追跡してもよいし、フレームが成功裡に送信されないとき、フレーム再送信を実行してもよい。再送信は所定の回数まで実行される。フレームが成功裡に送信されることを保証するためにさらなるステップをとることは上位層のプロトコルの責任である。システムが乱れたシーケンスでパケットを送信するなら、パケットが紛失されるか、後になって受信されるなら、受信器は、容易に識別することはできない。そのような決定および待機は、受信器における処理時間、送信器と受信器との間の待ち時間、および受信器と送信器の両方におけるさらなる記憶容量を招く。いくつかのシステムは、各通信を長引かせるかもしれない特定の遅延期間を招く。
それゆえ、フレームが紛失され否定応答メッセージが送信されるかもしれないなら、より効率的に検知するための修正された技術の必要性がある。
発明の概要
本発明は、紛失したデータ送信をよりよく検出し、否定応答（ＮＡＫ）メッセージの初期送信を可能にするために電気通信システムのアイドルフレームを用いることにより上述した欠点を克服する。アイドルフレームは、ＲＬＰバッファにこれ以上のフレームが送信されないことを示す一種のメッセージである。
１つの観点において、複数の通信チャネルからのデータフレームのグループが受信される。更に、データフレームのグループ内の最後のフレームのシーケンス番号を含む少なくとも１つのアイドルフレームが受信される。そして、少なくとも１つのデータフレームが紛失しているなら、否定応答メッセージを送信する前にアイドルフレームを受信した後で遅延期間を経過することが可能である。代替実施において、データフレームのグループ内の多数のフレームは、最後のフレームのシーケンス番号の代わりに、アイドルフレームに含まれていてもよい。
１つの実施形態において、遅延期間はタイマーにより決定される。タイマーはＤＤＷのために設定される値よりも小さな時間値に設定される。他の実施形態において、遅延期間は、データフレームカウンターにより決定される。データフレームカウンターは、ＤＤＣのために設定されるカウントよりも小さいカウントに設定される。さらに他の実施形態において、物理層のすべてのサブチャネルがそのＲＬＰインスタンスのためのデータを含まないことをアイドルバッファ内のパラメータが示しているなら、アイドルフレームを受信すると、ＮＡＫメッセージが直ちに送信される。
他の観点において、無線通信システムが開示され記載される。システムは、複数のパケットデータチャネルを含む送信媒体上で送信器から受信器への通信をサポートする。送信器は、複数のパケットデータチャネルを介して、データ送信からなるデータフレームのグループを送信するように構成される。データフレームのグループの各データフレームは、複数のパケットデータチャネルの第１の利用可能なチャネルに配置される。送信器も、アイドルフレームがデータフレームのグループ内の最後のフレームのシーケンス番号を含むようにデータ送信の最後のデータフレームに続く少なくとも１つのアイドルフレームを送信するように構成される。受信器は、データフレームのグループおよび少なくとも１つのアイドルフレームを受信するように構成され、そして、少なくとも１つのデータフレームを紛失したなら、否定応答メッセージを送信する前にアイドルフレームを受信した後、遅延期間を待つように構成される。
この発明の他の特徴および利点は、一例としてこの発明の原理を図解する好適実施形態の以下の記述から明らかになるであろう。
添付された図面に関連して記載された詳細な記述は、この発明の実施形態の記載として意図され、この発明が実施されるかもしれない唯一の実施形態を表すことを意図するものではない。「典型的な」という言葉は「例、インスタンスあるいは実例として役立つ」ことを意味するためにここに使用される。「典型的である」としてここに記載される任意の実施形態は、他の実施形態に対して好適であるまたは利点があるとして必ずしも解釈されない。
第三世代パートナーシッププロジェクト２(３ＧＰＰ２）は、無線インターネットのようなパケットデータアプリケーションのためのエアーインターフェースを提供するように設計される、データおよび音声のための１ｘ進化（１ｘＥＶ−ＤＶ）として知られる、既存のｃｄｍａ２０００規格への進化的なアプローチを採用した。１ｘＥＶ−ＤＶフォワードリンクはパイロットチャネル、パケットデータ制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）、フォワードトラヒックチャネル、および制御チャネルを含む。トラフィックチャネルはユーザデータパケットを運ぶ。制御チャネルは、制御メッセージを運び、ユーザトラヒックを運ぶかもしれない。これらのチャネルは、モバイルにおけるパイロットに基づいた、信号対干渉および雑音比(ＳＩＮＲ）の正確な測定をサポートするために、および、単一モバイルへのトラヒックチャネルの全力送信をサポートするために、および低データレートＭＡＣチャネルの符号分割多重をサポートするために、符号分割多重および時分割多重のように多重化してもよい。
インターネットによって使用される最もよく知られているプロトコルのうちの１つはトランスポートコントロールプロトコル（ＴＣＰ）である。トランスポートコントロールプロトコル（ＴＣＰ）は、コネクション型の、信頼できるデータサービスを提供する適切なデータトランスポート機構であることが証明された。しかしながら、無線チャネルにおけるエラーは、頻繁な傾向があり、完全に「バースティ(bursty)」である。パケットは、データトラヒック衝突（輻輳）、およびさらに非輻輳関連エラーにより失われるかもしれない。
しかしながら、ＴＣＰは各パケット損失がもっぱら輻輳によると仮定して、輻輳制御手段を呼び出す。パケット損失を輻輳のサインとして解釈することは、ＴＣＰスループットの劣化を生じることが示された。この劣化の影響を克服するために、無線システムは、無線リンクプロトコル(ＲＬＰ）のようなリンク層プロトコルを採用してもよい。ＲＬＰリンク層の再送信を採用することにより、ＴＣＰから多数のチャネルエラーを隠す。しかしながら、チャネル品質が劣化するなら、リンク層における過度の再送信を引き起こし、インターネットプロトコル（ＩＰ）パケットラウンドトリップタイムが増大するであろう。おそらく、ＴＣＰ送信をタイムアウトにさせる。
通信機械工業会／電子機械工業会（ＴＩＡ／ＥＩＡ）暫定規格ＩＳ−７０７−Ａ−２．１０（以下ＩＳ−７０７と呼ぶ)、「スペクトル拡散システムのためのデータサービスオプション：無線リンクプロトコルタイプ３」、２０００年１月に従って、無線端末と基地局との間で交換されるデータは、データパケットを含むフレームで処理される。データ送信期間中にフレームが成功裡に送信されるであろう可能性を増大させるために、ＩＳ−７０７は無線リンクプロトコル(ＲＬＰ）を採用し、成功裡に送信されるフレームを追跡し、フレームが成功裡に送信されないとき、フレーム再送信を実行する。再送信は、ＩＳ−７０７において、ＮＡＫ ＲＯＵＮＤＳにより指定されるような所定の整数の回数まで実行され、フレームが成功裡に送信されることを保証するためのさらなるステップをとることは上位層プロトコルの責任である。
図１は、いわゆる「無線インターネット」のようなパケットデータアプリケーションのための典型的な従来のエアーインターフェース１００を図解する。インターフェース１００は、ＲＬＰのようなリンク層および物理層を有する送信器を含む。リンク層はデータフレーム１０２を発生し、そのフレームを物理層に転送する。物理層は、無線チャネルを介して受信器に送信するためにそのフレームをデータパケット１０４に組み立てる。
どのフレームが成功裡に送信されたかを追跡するために、ＩＳ−７０７は、送信される各フレームにフレームヘッダーとして含まれる８ビットのシーケンス番号を要求する。他の実施形態は、異なるビット数を使用することにより、または、情報をフレーム内の異なる位置に配置することによるような他のフォーマットでこの情報を実施してもよい。シーケンス番号は０乃至２５５まで各フレームごとに決定され、次に、ゼロにリセットされる。より大きなシーケンス番号を備えたフレームが受信される場合、不成功に送信されたフレームが検出される。次に、送信器は、最初に送信されたシーケンス番号を含む無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）フレームを再送信する。ＣＲＣは、物理層上のフレームに適用されることに留意する必要がある。この場合、無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）層フレームは成功裡にフレームを復号する。再送信されたフレームが成功裡に受信されないなら、第２の否定応答メッセージが送信器に送信され、以下同様にして、最大数のＮＡＫラウンドに到達するまで続く。このように、データ伝送は、最初の第一ラウンドから始まり、第２ラウンドの再送信を介して続き、第３ラウンドの再送信、以下同様にして、システム限界まで続く。
例えば、図１に示すインターフェース１００の一実施形態において、フレーム２に関連するコンテンツは、送信期間中に送信媒体において紛失された。この場合、数字「２」は、フレームヘッダーとして含まれる上述したシーケンス番号を表す。受信器がデータパケット１０４の送信されたフレームを受信し、フレームを新しいデータパケット１０６に再組み立てすると、フレーム２（位置１０８)に関連するコンテンツが紛失していることは明白である。更に、受信器は、フレーム２（位置１０８)に関連するコンテンツは、将来受信されないであろうことを検知する。なぜなら、受信器はすでに次のフレーム（例えば、フレーム３−７)を受信したからである。従って、フレーム２（位置１０８)に関連したコンテンツの再送信を要求するために、受信器は、直ちに、ＮＡＫメッセージを送信器に送信するであろう。
しかしながら、ＩＳ−７０７の最初の開発以来、より大きなレートでデータを送信可能にする、さらなるプロトコルおよび規格が提案され、開発されてきた。１ｘＥＶ−ＤＶが物理層において、パケットデータチャネル)(ＰＤＣＨ）を用いて送信媒体を介してデータ配信する際に進化的改善を提供する規格の１つであることに留意する必要がある。ＰＤＣＨ内の送信器は、送信器から１つ以上の受信器への高速配信のための複数のサブチャネルを供給する。
図２は、物理層において、ＰＤＣＨを用いたパケットデータアプリケーションのための典型的な従来のエアーインターフェース２００を図解する。インターフェース２００は、ＲＬＰのようなリンク層、およびＰＤＣＨのような物理層を有する送信器を含む。リンク層はフレーム２０２を発生し、そのフレームをＰＤＣＨに転送する。ＰＤＣＨは、送信媒体を介して、無線チャネルのサブチャネルを横切って受信器に送信するためにフレーム２０２を一連のデータサブパケット２０４、２０６、２０８、２１０に組み立てる。実際には、ＰＤＣＨは少なくとも２つのサブチャネルを含んでいるかもしれないし、最大４つまでのサブチャネルを含んでいるかもしれない。エンコーダパケットがサブチャネルを介して送信された後、送信器は、受信器からのアクノレジメントを待つ。送信器が肯定的なアクノレジメントを受信するなら、送信器は、エンコーダパケットが成功裡に配信されたと考える。そうでなければ、送信器は、同じサブチャネル上にエンコーダパケットを再送信する。エンコーダパケットの各送信はサブパケットと呼ばれ、サブパケット識別子を運ぶ。送信器が肯定的なアクノレジメントを受信するかまたは所定の最大再送信数に到達するまで、手続きは続く。
２以上の利用可能なサブチャネルがあるので、シーケンシャルフレームは、任意の利用可能なサブチャネル上に送信され、各エンコーダパケットは、複数回送信することもあり得る。フレームは、順序がバラバラで受信されるかもしれない。従って、図２のインターフェース２００において、サブパケット２０４のフレーム１、４、および６はサブチャネル１上に送信される。サブパケット２０６のフレーム２および７は、サブチャネル２上に送信される。サブパケット２０８のフレーム３はサブチャネル３上に送信される。およびサブパケット２１０のフレーム５は、サブチャネル４上に送信される。この例において、フレーム２に関連するコンテンツが送信において失われる。順序の狂った配信は、物理層においてパケットを送信することは可変時間をとるという事実による。いくつかのフレームは、他よりも早く通過する。
受信器が受信側でデータパケット２１２内のサブパケット２０４、２０６、２０８、２１０の送信されたフレームを受信するとき、フレームは例えば、フレーム１、３、５、４、７、および６のように順番が狂って受信される。フレームが他のデータパケット２１６に再構成された後であっても、フレーム２（位置２１４)に関連した紛失したコンテンツが紛失されたのかまたは再送信されたのか、そして、将来のある時刻において受信されるのか明白でない。ＮＡＫメッセージは、フレーム２に関連したコンテンツを再送信させるために、直ちに送信器に送信されるかもしれないけれども、まだ送信されているプロセスの最中にあるかもしれない紛失フレームに関してＮＡＫメッセージを送信することは望ましくない。これは、パケットの２重の送信がシステムリソースおよび帯域幅を無駄に消費することになるからである。そのようなＮＡＫは時期尚早(premature)のＮＡＫと呼ばれる。したがって、フレームが回復できないほどに紛失された状況においてのみＮＡＫメッセージを送信することは最も効率的である。
従って、ＩＳ−７０７への提案された変更は、紛失したフレームの再送信のためにＮＡＫメッセージを送信する前にあらかじめ定義された期間（DELAY_DETECTION_WINDOW(DDW)という名前がつけられた一定間隔)待たなければならないということをもたらす。このあらかじめ定義された期間、ＤＤＷは、ＰＤＣＨを使用して、複数ユーザのための可能なスケジューリング遅延を提供するために、約１００ミリ秒と１秒との間で典型的に設定される。しかしながら、１００ミリ秒と１秒の間の遅延は電気通信システムのための比較的長い遅延であり、不必要な遅延を生じるかもしれない。不必要なＮＡＫメッセージは回避されるべきであるけれども、ＮＡＫメッセージが送信器に送信されるまで、受信器は、紛失フレームの再送信を恐らく受信しないこともまた事実である。したがって、まだ時期尚早でないことの保証を与えている間に、ＮＡＫはできるだけ早く送信されるべきである。
この記載は、「３Ｇ」電気通信規格との関連で説明されるけれども、この発明は、他の規格に従って動作する電気通信システムにおいて、実施してもよいことは理解されるべきである。
物理層内のパケットデータチャネル（ＰＤＣＨ）を用いたパケットデータアプリケーションのための従来のエアーインターフェースに関連した上述の問題に鑑みて、この記述は、否定応答(ＮＡＫ）メッセージの初期送信を可能にするアイドルフレームを使用する技術のための実施形態を記載する。特に、この技術は、フレームがデータ送信から紛失したことを検出した後で遅延検出窓(ＤＤＷ）のためのあらかじめ定義された期間より早く、ＮＡＫメッセージを送信するために受信器がＰＤＣＨ上で動作することを可能にする。この技術は、送信器と受信器との間のデータトラヒックが「バースティ」（すなわち、データは、データトラヒックのない期間が後に続くデータのブロックにおいて送信される)であるとき有効である。しかしながら、この技術は、データ伝送の最後のフレームのシーケンス番号を示すメッセージが示される他のタイプのトラフィックに適用してもよい。さらなる実施形態において、すべてのサブチャネル（最大４まで)のための物理層バッファがその特別なサービスのためのデータを含まないことを示すパラメータを用いて、紛失したフレームの可能な受信を待つ必要なく受信器がＮＡＫメッセージを直ちに送信可能にしてもよい。なぜならば、パラメータは、これ以上のフレームが任意のサブチャネル上で送信されないことを示すからである。空のバッファパラメータは、アプリケーションが一般により小さな平均無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）パケット遅延を得ることを可能にする。従って例証のためであって、限定のためにではなく、この発明の実施形態は、発明はそのように限定されていないが、そのような使用と一致する方法で記載される。
紛失したフレーム（複数の場合もある)の再送信のためにＮＡＫメッセージを送信する前にあらかじめ定義された期間（DELAY_DETECTION_WINDOW(DDW))、（以下ＤＤＷ実施と呼ぶ)ＰＤＣＨ上で動作する受信器が待たなければならず、この構成はＩＳ−７０７への変更として提案されたことを上で示したけれども、物理層上に置かれた限定を用いて、受信器はＰＤＣＨ上で動作し、あらかじめ定義された期間(ＤＤＷ）の経過より早くＮＡＫメッセージを送信してもよい。
例えば、ＰＤＣＨに対して許されるサブチャネルの最大数は４であるという事実を用いて、そして、最大８つの再送信要求を各エンコーダパケットに対して発行することができるという事実を用いて、受信器は、所定の最大数（例えば、DELAY_DETECTION_COUNTER(DDC))まで受信したサブパケット数をカウントするカウンターを含むことができる。受信器が紛失したフレームを受信することなく、カウントが最大数（例えば、３２)に到達すると、受信器は、非常に高い確率（ほとんど１００％)で、紛失したフレームは、回復できないほどに紛失していると決定することができる。さらに、十分に高い確率（多少、１００％未満)で、ＤＤＣのための値を統計的に調節する（例えば、８に)ことにより、紛失したフレームは恐らく、回復不可能に紛失されたことを受信器は決定することができる。そして、カウンターがその調節されたＤＤＣ値に到達すると（以下、ＤＤＣ実施と呼ぶ)、受信器は直ちにＮＡＫメッセージを送信する。
パケットあたり高々４つのＰＬ再送信および４つのサブチャネルを有する１つの実施において、紛失したフレームが紛失しており、検索されないかもしれず、そして、再送信を要求するためにＮＡＫメッセージは、あらかじめ決められた期間(ＤＤＷ）より早く、送信されるかもしれないということを８のＤＤＣカウントは、十分に高い確率(一例において、８５％より大きい）を供給するであろうことが決定された。それゆえ、ほとんどの符号分割多元接続(ＣＤＭＡ）システムにおいて、ＤＤＣカウントは、受信器が、最大限のあらかじめ定義された期間(ＤＤＷ）を待つことなく、ＮＡＫメッセージを送信することを可能にするであろう。
図３は、ＤＤＣ実施を用いたパケットデータアプリケーションのためのエアーインターフェース３００の一実施形態を図解する。一実施形態において、送信器と受信器との間のデータトラヒックは、受信したデータが「バースティ」（すなわち、データが、データトラヒックのない比較的長い期間が後続する短いメッセージのグループで送信される)ように、非対称のデータ要求によって特徴づけられる。ページが数ミリ秒でダウンロードされ、次に他のページが要求される前に、拡張期間に対して見られる場合、この種の「バースティ」データトラヒックはインターネットブラウジングに共通である。従って、どんなパケットも全く受信しない相対的に長い期間があるかもしれない。この種の状況において、紛失したデータを識別するために受信されるフレームの数を数えることはあまり効率的でないかもしれないし望ましくないかもしれない。
例えば、図３において、送信器側におけるデータパケット３０２は、送信すべき５つのＲＬＰフレームを有し、その後にデータ送信のない相対的に長い期間３０６が続く。従って、送信器は、ＲＬＰアイドルフレーム３０４と呼ばれる少なくとも１つのフレームを発生するであろう、そしてアイドルフレームをデータパケット３０２の終わりに付加するであろう。アイドルフレーム３０４の送信は、ＲＬＰバッファに送信されるべきフレームがこれ以上ないことを示す。
ＩＳ−７０７はＰＤＣＨを介して無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）のためのアイドルフレームの使用を指定していないが、ＩＳ−７０７で指定される「アイドル」フレームに類似したＲＬＰアイドルフレームは、ＰＤＣＨ上で使用されるようにフォーマットしてもよいことは当業者には明白でなければならない。典型的には、アイドルフレームは、データフィールドに情報ビットを含んでいない（すなわち、ペイロードはない）。
一実施形態において、データパケット３０２が送信媒体を介して送信されるとき、フレーム２(位置３１０)に関連するコンテンツは失われる。したがって、データパケット３０８が受信側で受信されると、受信器は、フレーム２（位置３１０)に関連するコンテンツはまだ受信されなかったことを認識する。しかしながら、受信器は、データパケットに５つのフレームしかないことを認識しないであろう。なぜならば、アイドルフレームは、任意のサブチャネル上に送信されるかもしれず、従って、他のアイドルでないフレームが、アイドルフレームが受信されたサブチャネル以外のサブチャネル上で受信されるであろうことを保証する方法はないからである。アイドルフレームの受信を用いて、遅延検出カウンターをトリガしてもよい。それゆえ、一実施形態において、アイドルフレームが受信されると、受信器内の遅延検出カウンターは、受信したフレームを４までカウントし、カウントがＤＤＣの値（例えば、８)に到達するのを待つ。しかしながら、一実施形態において、カウントは、ＤＤＷがタイムアウトする前にＤＤＣの値に到達しない。なぜならば、ＤＤＣカウント値に到達するための十分なフレームがデータパケット３０８になかったからである。
従って、一実施形態のＤＤＣ実施は、データトラヒックが「バースティ」であるときＮＡＫの初期送信を可能にする所望の結果を供給しないかもしれない。
ＤＤＣ実施を使用したパケットデータアプリケーションのためのエアーインターフェース４００の他の実施形態は図４に図解される。図４の他の実施形態において、送信器と受信器との間のデータトラヒックは、図３の一実施形態と同様に、「バースティ」である。同様に、送信器側内のデータパケット４０２は、送信される５つのＲＬＰフレームを有する。その後に、データ送信のない相対的に長い期間４０６が続く。更に、送信器は、少なくとも１つのＲＬＰアイドルフレーム４０４を発生し、アイドルフレームをデータパケットの終わりに組み込む。データパケット４０２は、ＲＬＰバッファに送信すべきこれ以上のフレームがないことを示す。しかしながら、図４の他の実施形態において、アイドルフレーム４０４は、データパケット４０２内の最後のフレームのシーケンス番号を示すさらなる情報を含む。さらに他の実施形態において、データフレームのグループ内の数は、最後のフレームのシーケンス番号の代わりにアイドルフレーム内で示してもよい。
図４の実施形態において、データパケット４０２が送信媒体を介して送信されるとき、および、フレーム２（位置４１０)に関連するコンテンツが失われるとき、受信器は、データパケット４０８を受信し、フレーム２（位置４１０)に関連するコンテンツがまだ受信されていないことを認識する。アイドルフレーム４１２の受信は、（ＤＤＣ実施の場合)遅延検出カウンターをトリガし、および／または（ＤＤＷ実施の場合)遅延検出タイマーをトリガする。しかしながら、この場合、受信器は、データパケットに５つのＲＬＰフレームしかないことを決定するであろう。なぜならば、アイドルフレーム内の情報は、データ送信内の最後のフレームのシーケンス番号を含み、それゆえ送信された最後のフレームを示す。受信器は、データパケット４０８に５つのフレームしか送信されなかったことを知っており、かつ受信器はこれらのフレームのいくつかはすでに受信されていたことを知っているので、受信器は、紛失したフレーム４１０は、相対的に短い期間（典型的にカウントがＤＤＣに到達する時刻未満)に受信されなければならないことを期待する。１つ以上のアイドルフレームが失われたとしても、フレーム内の情報は、受信器において受信されるであろうことを保証するために、２度以上アイドルフレームをデータ送信で反復してもよい。
従って、一度アイドルフレームが受信されると、受信器は、ＮＡＫリストをチェックし、ラウンドカウント（すなわち、ＮＡＫメッセージが送信された回数)がゼロに等しいすべてのＮＡＫメッセージを決定する。ラウンドカウント（例えば、ROUND_COUNT)がゼロに等しいすべてのＮＡＫメッセージの場合、以下の行動を、ＮＡＫメッセージを送信する前に取ってもよい。ＤＤＣ実施の場合、受信器は、遅延検出カウンターをＤＤＣカウントより小さい数（例えば、この場合１である。なぜならば４つのフレームはすでに受信されているから)に設定してもよい。ＤＤＷ実施の場合、受信器は、ＮＡＫメッセージを送信する前に、フレーム２（位置４１０)の到着を待つためにＤＤＷ値より極めてより小さな値に遅延タイマーを設定してもよい。
さらなる実施形態において、受信器は、ＤＤＣとＤＤＷの組み合わせを実施してもよい。
例えば、結合された実施において、アイドルフレームが受信されると、遅延検出カウンターは、ＤＤＣカウントより小さな数（δ)に設定してもよく、遅延タイマーは、ＤＤＷ値より小さな値（Δ）に設定してもよい。遅延カウンター値が新しく設定した時間値（Δ)内に到達していないなら、紛失したフレームの再送信を要求するためにＮＡＫメッセージを直ちに送信してもよい。
一実施形態において、サービスの質（ＱｏＳ）要因、ｑにより重み付けされたすべてのサブチャネル内のフレームをクリアするために物理層がとるであろう平均最大時間に値Δを設定してもよい。したがってΔ＝ｑ＊Ｔ。値δは、すべての保留中のサブチャネルが送信される前に物理層によって配信される平均フレーム数に設定してもよい。
さらに他の実施形態において、物理層のすべてのサブチャネル内のバッファが、その特定のサービスのためのデータを含まないかどうかに関して、ＲＬＰリンク層はメディアアクセス(ＭＡＣ）層を介して物理層（ＰＤＣＨ）に問い合わせをする。実際には、これは、マルチプレックスサブレイヤ(Multiplex Sublayer)（図７参照)に問い合わせ、そのＲＬＰインスタンスに対して保留しているＲＬＰパケットをサブレイヤが有するかどうかを決定することにより実施される。そのＲＬＰインスタンスに対して、保留しているＲＬＰパケットをサブレイヤが有していないとき、物理層のすべてのサブチャネル内のバッファは、その特定のサービスのためのデータを含まないことを意味し、ＲＬＰは、特別なビット（ＦＬＵＳＨビットと呼ばれる)のようなパラメータをアイドルフレームに挿入してもよい。
したがって、この実施形態において、ＦＬＵＳＨビットが１にセットされると、送信されるフレームはこれ以上ない。したがって、受信器は、紛失したフレームのためにＮＡＫメッセージを送ってもよい。更に、ＦＬＵＳＨビットが１にセットされるなら、パラメーターδおよびΔは０にセットしてもよい。
表１は、３ｋｍ／ｈで一人のユーザに対して２秒毎にＲＬＰの上部に送信される２０ｋｂを備えたトラヒックモデルを用いて数が発生された、ＲＬＰ実施番号を示す。列「ＤＤＷ」は、タイマーが満了するときのみ、すなわち、１２００ｍｓ後にＮＡＫメッセージが送信される基準のケースを表す。列「DDW-Idle」はＦＬＵＳＨビットを設定することなく、第１ラウンドにおいてすべての保留しているＮＡＫメッセージに対してタイマーを１００ｍｓ低減するためにアイドルフレーム情報を用いて発生された数を表す。列「DDW-Idle-FLUSH」は、可能な場合ＦＬＵＳＨビットが設定されるＩｄｌｅフレームを使用して、発生された数を表わす。この実施形態によれば、高々３つのアイドルフレームが送信される。それらは少なくとも２０ミリ秒によって一定間隔で配置される。
次に、以下の統計値が集められる。タイムユニットは１ＰＤＣＨタイムスロットである。すなわち、この例では、１．２５ｍｓである。
１．ＮＡＫ／Ｌ＿ＳＥＱ：これは配信されたシーケンス番号あたり送信されたＮＡＫｓのパーセンテージを表し、送信されたＮＡＫｓの合計数／配信されたシーケンス番号の数として計算される。ＰＬ ＦＥＲに関連してこの数を入れることは、いくつの時期尚早のＮＡＫｓが送信されるかというアイデアを生じさせる。また、もしあれば、いくつのＮＡＫＳをＲＬＰが送信しなければならないかを知ることは有益である。
２．パケット遅延：これは、ＲＬＰシーケンス番号がフレームの配信を通過するための時間である。オリジナルのフレームが失われた場合、パケット遅延は、オリジナルフレームの作成から再送信されたフレームの配信までの時間である。
３．並べ替えバッファにおける時間：これは、（このバッファに入るパケットのための)ＲＬＰ並び替えバッファにおいて費やされる時間である。言い換えれば、順序どおりに配信されたフレーム（予想されるシーケンスにおいて、データコンテンツが受信されるフレーム)は考慮されない。
４．（上位層への)ＲＬＰスループット：この計算のために正しいビットのみが考慮される。途中停止しない。
５．上位層へのＰＬスループット：これは、良いスループットまたは"gooput"を表す。
６．ＲＬＰビットエラーレート（ＢＥＲ）：これは、送信された全ビットに比べて誤りであるＲＬＰビットの比としてＲＬＰビットエラーレートを決定する。
７．物理層パケットエラーレート（ＰＥＲ）：これは、すべてのサブパケットが送信された後で考慮される。
表１は、送信されたデータパケットに含まれるフレームの数、およびＦＬＵＳＨビットのようなパラメータがアイドルフレームに組み込まれることにより、パケット遅延が著しく低減され、ＲＬＰスループットが著しく増大することを示している。
Figure 0004422620
図５は、一実施形態に従って、フレーム受信のＮＡＫメッセージの早期送信のためのシステム動作プロセスを図解するフローチャートである。ボックス５００において、データフレームのグループは複数の通信チャネルから受信される。ボックス５０２において、データフレームのグループの最後のフレームのシーケンス番号を含む少なくとも１つのアイドルフレームが受信される。ボックス５０４において、少なくとも１つのデータフレームが紛失したと決定されるなら、ＮＡＫメッセージを送信する前でアイドルフレームを受信した後にある遅延期間が経過することが許される。ＮＡＫメッセージは、ボックス５０６で送信される。他の実施形態において、データフレームのグループ内のフレームの数を、最後のフレームのシーケンス番号の代わりに、アイドルフレームで示してもよい。
一実施形態において、遅延期間は、タイマーにより決定される、タイマーは、ＤＤＷに対して設定された値より小さい時間値に設定される。他の実施形態において、遅延期間はデータフレームカウンターにより決定される。データフレームカウンターは、ＤＤＣに対して設定されるカウント値より小さいカウント値に設定される。さらなる実施形態において、アイドルフレーム内のパラメータが、物理層のすべてのサブチャネル内のバッファがその特定のサービスのためのデータを含まないことを示しているなら、アイドルフレームを受信すると、ＮＡＫメッセージが直ちに送信される。
フレーム受信のＮＡＫメッセージの早期送信のために記載された動作または手続きは、特定のシーケンスにおいて提供されたけれども、動作／手続きは、この発明の範囲から逸脱することなく置き換えても良い。
図６は、この発明の実施形態に従って構築された無線通信システム６００のブロック図である。システム６００は、複数のパケットデータチャネルを含む送信媒体６０４を介して通信する送信器６０２、および受信器６０６を含む。送信器６０２は、複数のパケットデータチャネルを介してデータフレームのグループを送信するように構成される。この場合、データフレームのグループの各データフレームは、複数のパケットデータチャネルの第１の利用可能なチャネル上に置かれる。一実施形態において、データフレームのグループは、いくつかのＲＬＰサブパケットを有するデータパケットを形成する。これらのＲＬＰサブパケットは、物理層サブチャネルを含む、通信チャネルを介して送信される。特定の実施形態において、物理層サブチャネルは、ＰＤＣＨサブチャネルである。
送信器６０２は、また、データフレームのグループ内の最後のフレームのシーケンス番号を含む少なくとも１つのアイドルフレームを送信する。一実施形態において、アイドルフレームは、ＰＤＣＨサブチャネルを介して送信されたＲＬＰアイドルフレームを含む。少なくとも１つのデータフレームを紛失するなら、否定応答メッセージを送信する前に少なくとも１つのアイドルフレームを受信した後に受信器がある遅延期間待つことをデータフレームとアイドルフレームが可能にするように、受信器６０６は、データフレームのグループとアイドルフレームを受信するように構成される。レシーバー６０６はデータフレームのグループおよび使用されていないフレームを受信するように構成される。１つの無線ネットワーク実施において、送信器６０２は、基地局に位置し、受信器６０６は、無線遠隔端末に位置する。しかしながら、他のネットワーク実施においては位置は逆になってもよい。
図７は、一実施形態に従って、１ｘＥＶ−ＤＶのような無線ネットワーク通信システムの一般的なアーキテクチャのオープンシステムインターコネクト（ＯＳＩ）モデルブロック図である。ＯＳＩモデルはネットワークオペレーティングシステムに層を定義する。例えば、上位層シグナリングブロック７０２、データサービスブロック７０４、音声サービスブロック７０６は、上位ＯＳＩ層（例えば、ＯＳＩ層３−７)を定義する；リンクアクセスコントロール(ＬＡＣ）サブレイヤブロック７０８、メディアアクセスコントロール(ＭＡＣ）サブレイヤブロック７２２、およびＰＤＣＨコントロールブロック７１８は、ＯＳＩ層２を定義する；および物理層７２０は、ＯＳＩ層１を定義する。ＭＡＣサブレイヤーブロック７２２は無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）ブロック７１０、７１２、７１４および多重化およびサービスの質（ＱｏＳ）配信ブロック７１６を含む。
動作において、ＲＬＰブロック７１０、７１２、７１４は、データサービスブロック７０４とのインターフェースをとり、送信媒体を介したパケットの送信、受信、および再送信のためにデータパケットを発生し、組み立て、物理層ブロック７２０に送信する。ＰＤＣＨのサブチャネルを介した物理層７２０からのパケット送信の制御は、ＰＤＣＨ制御機能ブロック７１８により実行される。さらに、ＮＡＫメッセージを処理するＲＬＰブロック７１０、７１２、または７１４は、多重化ブロック７１６を介して物理層７２０とインターフェースし、ＰＤＣＨサブチャネル内のバッファのステータスにしたがってＦＬＵＳＨビットを保持する。
図８は、この発明に従って構成された無線遠隔端末８００のブロック図である。遠隔端末８００は、アンテナ８０２、無線周波数(ＲＦ）フロントエンド８０４、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）８０６、汎用プロセッサ８０８、メモリ装置８１０、およびグラフィカルユーザインターフェースを提供するためのディスプレイ装置のようなユーザインターフェース８１２を含む。
上述した処理に従って、アンテナ８０２は、複数の物理層サブチャネルを介して送信された１つ以上の基地局送信器からのデータ信号を受信する。データ信号は、ＲＦフロントエンド８０４によって適切に増幅され、フィルターされ、そうでなければ処理される。次に、ＲＦフロントエンド８０４からの出力がＤＳＰ８０６に印加される。ＤＳＰ８０６は、受信したデータ信号を送信器から送信されたデータパケットに復号する。汎用プロセッサ８０８は、ＤＳＰ８０６およびメモリ８１０に接続される。汎用プロセッサ８０８は、データ信号を受信し、信号を複数のフレームに処理する。信号は、また、複数のフレーム内の最後のフレームのシーケンス番号を含むデータ送信の最後のフレームの後に挿入された少なくとも１つのアイドルフレームを含む。ＲＦフロントエンド８０４は、リバースリンク出力信号を処理し、リバースリンク出力信号を、信号を受信することができる各基地局トランシーバに送信するためにアンテナに接続させる。
図９は、この発明の一実施形態に従う基地局９００のブロック図である。基地局９００は、アンテナ９０２および無線周波数(ＲＦ）フロントエンド９０４のようなトランシーバを含む。基地局９００は、さらにデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）９０６、汎用プロセッサ９０８、メモリ装置９１０、および通信インターフェース９１２を含む。
一実施形態において、アンテナ９０２は、近くの無線遠隔端末８００から送信されたリバースリンク信号を受信する。アンテナは、これらの受信した信号をＲＦフロントエンド９０４に接続する。ＲＦフロントエンド９０４は、信号をフィルターし、増幅する。信号は、復調、復号、さらなるフィルタリング等のためにＲＦフロントエンドからＤＳＰ９０６および汎用プロセッサ９０８に接続される。
汎用プロセッサ９０８は、複数のデータフレームおよび少なくとも１つのアイドルフレームを含むデータパケットを発生し、組み立てる。アイドルフレームは、複数のデータフレーム内の最後のフレームのシーケンス番号を含む。アイドルフレームは、またＦＬＵＳＨビットのようなパラメータを含んでいてもよい。このパラメータは、物理層のすべてのサブチャネル内のバッファがその特定のサービスのためのデータを含まないことを示す。したがって、アイドルフレーム内のパラメータは、アイドルフレームが受信した後にＮＡＫメッセージの早期の送信を可能にするために使用される。ＲＦフロントエンドは信号をアンテナ９０２に接続する。アンテナ９０２は、フォワードリンク信号を無線遠隔端末に送信する。
当業者は、情報および信号は、さまざまな異なる科学技術および技法を用いて表してもよいことを理解するであろう。例えば、上述した記述全体を通して参照してもよいデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界、磁性粒子、光学界、または光学粒子またはそれらの任意の組合せにより表してもよい。
当業者はさらに、ここに開示した実施の形態に関連して記載した種々の実例となる論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウエア、コンピュータソフトウエアまたは両方の組合せで実施してもよいことを理解するであろう。
このハードウエアとソフトウエアの互換性を明瞭に説明するために、種々の実例となる部品、ブロック、モジュール、回路、およびステップが一般にそれらの機能性の観点から上に記載された。そのような機能性がハードウエアまたはソフトウエアとして実現されるかは特定のアプリケーションおよび全体のシステムに課せられた設計制約に依存する。熟達した職人は、各特定のアプリケーションに対して記載した機能性を変形した方法で実施することができるが、そのような実施の判断は、この発明の範囲を逸脱するものとして解釈されるべきでない。
ここに開示された実施の形態に関連して記載された種々の実例となる論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理装置、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウエアコンポーネント、またはここに記載した機能を実行するように設計されたいずれかの組合せを用いて実施または実行してもよい。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってよいが、別の方法では、プロセッサは、いずれかの一般的なプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであってよい。プロセッサはまた、計算装置の組合せとしても実施できる。例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと協力した１つ以上のマイクロプロセッサまたはいずれかの他のそのような構成として実施してもよい。
ここに開示された実施の形態に関連して記載された方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウエアにおいて、プロセッサにより実行されるソフトウエアモジュールにおいて、または両者の組合せにおいて直接具現化してもよい。ソフトウエアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、脱着可能ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または技術的に知られているその他のいずれかの形態の記憶媒体に常駐してもよい。一実施形態は、プロセッサが記憶媒体から情報を読んでもよいし、記憶媒体に情報を書き込んでもよいようにプロセッサに接続された記憶媒体を含む。別の方法では、記憶媒体は、プロセッサに集積可能である。プロセッサと記憶媒体はＡＳＩＣに存在してもよい。ＡＳＩＣはユーザ端末に存在してもよい。別の方法では、プロセッサと記憶媒体はユーザ端末内のディスクリートコンポーネントとして存在してもよい。
開示した実施形態の上述の記載は当業者がこの発明を製作または使用することを可能にするために提供される。これらの実施の形態に対する種々の変更は当業者には容易に明白であろう、そしてここに定義される包括的原理はこの発明の精神または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用してもよい。従って、この発明は、ここに示した実施の形態に限定されることを意図したものではなく、ここに開示した原理と新規な特徴に一致する最も広い範囲が許容されるべきである。
図１は、無線インターネットのようなパケットデータアプリケーションのための典型的な従来のエアーインターフェースを図解する。 図２は、物理層にＰＤＣＨを用いた典型的な従来のパケットデータアプリケーションのためのエアーインターフェースを図解する。 図３は、ＤＤＣ実施を用いたパケットデータアプリケーションのためのエアーインターフェースの一実施形態を図解する。 図４は、ＤＤＣ実施を用いたパケットデータアプリケーションのためのエアーインターフェースの他の実施形態である。 図５は、一実施形態に従って、フレーム受信の否定応答(ＮＡＫ）メッセージの初期送信のための方法を図解するフローチャートである。 図６は、この発明の一実施形態に従う無線通信システムである。 図７は、一実施形態に従って、１ｘＥＶ−ＤＶのような無線ネットワーク通信システムの一般的なアーキテクチャのオープンシステムインターコネクト(ＯＳＩ）モデルブロック図である。 図８は、この発明に従って構成された無線遠隔端末のブロック図である。 図９は、この発明の一実施形態に従う基地局のブロック図である。

Claims (20)

  1. 下記を具備する方法：
    複数の通信チャネルからデータフレームのグループを受信する、前記データフレームは、
    適切なシーケンスに従って順序付けられるとき、データ送信を具備する；
    データ送信を具備するデータフレームのグループ内のフレームの数についての情報を含む少なくとも１つのアイドルフレームを受信する；および
    少なくとも１つのデータフレームを紛失したなら否定応答(ＮＡＫ）メッセージを送信する前に前記少なくとも１つのアイドルフレームを受信した後にある遅延期間待つ、前記遅延期間は、前記少なくとも１つのアイドルフレームが前記データフレームのグループ内のフレームの数についての情報を含まなかったならＮＡＫメッセージを送信する前に経過することが許容される第１の期間未満に設定される。
  2. 前記データフレーム内のグループ内のフレームの数についての情報は、前記データフレームのグループ内の最後のフレームのシーケンス番号を含む、請求項１の方法。
  3. 前記遅延期間は、タイマーにより決定される、請求項１の方法。
  4. 前記遅延期間は、カウンターにより決定される、請求項１の方法。
  5. 前記カウンターにより決定される遅延期間は、前記少なくとも１つのアイドルフレームが前記データフレームのグループ内のフレームの数についての情報を含まなかったならＮＡＫメッセージを送信する前に受信することを許容されるフレームの平均最大数未満に設定される、請求項４の方法。
  6. 無線リンクプロトコル(ＲＬＰ）データパケットを発生することをさらに具備する、請求項１の方法。
  7. 前記ＲＬＰデータパケットから前記データのグループを組み立てることをさらに具備する、請求項６の方法。
  8. 複数のパケットデータチャネル(ＰＤＣＨ）サブチャネルを供給する；および
    前記データフレームのグループを前記ＰＤＣＨサブチャネル上に送信することをさらに具備する、請求項７の方法。
  9. 別のパラメータを前記少なくとも１つのアイドルフレームに組み込むことをさらに具備する、請求項８の方法。
  10. 前記複数のＰＤＣＨサブチャネル内のすべてのバッファが特定のサービスのためのデータを含まないならば前記パラメータを設定する、請求項９の方法。
  11. 少なくとも１つのデータフレームを紛失し、前記パラメータが設定されるなら、実質的に直ちにＮＡＫメッセージを送信することをさらに具備する、請求項１０の方法。
  12. 下記を具備する、複数のパケットデータチャネルを含む送信媒体を利用する無線通信システム：
    前記複数のパケットデータチャネルを介してデータフレームのグループを送信するように構成された送信器、前記データフレームのグループの各データフレームは、前記複数のパケットデータチャネルの第１の利用可能なチャネル上に配置され、前記送信器は、データフレームが送信されていない期間に前記データフレームのグループ内の最後のフレームのシーケンス番号を含む少なくとも１つのアイドルフレームを送信するように構成される；
    少なくとも１つのデータフレームを紛失したなら、否定応答メッセージを送信する前に前記少なくとも１つのアイドルフレームを受信した後に、前記データフレームと前記アイドルフレームが受信器をある遅延期間待つことを可能にするように、前記データフレームのグループおよび前記少なくとも１つのアイドルフレームを受信するように構成された受信器、前記遅延期間は、前記少なくとも１つのアイドルフレームが前記データフレームのグループ内のフレームの数についての情報を含まなかったならＮＡＫメッセージを送信する前に経過することが許容される第１の期間未満に設定される。
  13. 前記複数のパケットデータチャネルは、複数の物理層サブチャネルを含む、請求項１２のシステム。
  14. 前記物理層サブチャネルは、パケットデータチャネル(ＰＤＣＨ）サブチャネルを含む、請求項１３のシステム。
  15. 前記アイドルフレームは、前記ＰＤＣＨサブチャネル内のすべてのバッファが、特定のサービスのためのデータを含んでいないことを示すパラメータを含む、請求項１４のシステム。
  16. 前記データフレームのグループは、複数のデータフレームに配列された無線リンクプロトコル(ＲＬＰ）データパケットを含む、請求項１２のシステム。
  17. 下記を具備する、通信チャネル内の受信器：
    データパケットのフレームと、前記データパケットの一端に付加された、データフレームのグループ内のフレームの数についての情報を含む少なくとも１つのアイドルフレームを受信するように構成された複数のサブチャネル；および
    少なくとも１つのデータフレームを紛失したなら、前記少なくとも１つのアイドルフレームを受信することに応答して、前記アイドルフレームが含む情報に基づいて特定されるある遅延時間の経過後にＮＡＫメッセージを送信するように適合されたスケジューラー；
    前記遅延期間は、前記少なくとも１つのアイドルフレームが前記データフレームのグループ内のフレームの数についての情報を含まなかったならＮＡＫメッセージを送信する前に経過することが許容される第１の期間未満に設定される。
  18. 前記複数のサブチャネルは複数のパケットデータチャネル(ＰＤＣＨ）サブチャネルを含む、請求項１７の受信器。
  19. 前記データパケットのフレームは、無線リンクプロトコル(ＲＬＰ）に従って、配列される、請求項１７のシステム。
  20. 下記を具備する装置：
    複数の通信チャネルからデータフレームのグループを受信する手段、前記データフレームは、適切なシーケンスに従って順序付けられるとき、データ送信を具備する；
    前記データ送信を具備するデータフレームのグループ内のフレームの数についての情報を含む少なくとも１つのアイドルフレームを受信する手段；および
    少なくとも１つのデータフレームを紛失したなら、否定応答(ＮＡＫ）メッセージを送信する前に前記少なくとも１つのアイドルフレームを受信した後にある遅延期間待つ手段、前記遅延期間は、前記少なくとも１つのアイドルフレームが前記データフレームのグループ内のフレームの数についての情報を含まなかったならＮＡＫメッセージを送信する前に経過することが許容される第１の期間未満に設定される。
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