JP4465030B2 - 個別チャネルでのアップリンク送信のためのサービス品質（ＱｏＳ）認識型スケジューリング - Google Patents
個別チャネルでのアップリンク送信のためのサービス品質（ＱｏＳ）認識型スケジューリング Download PDFInfo
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Description
本発明は、移動通信システムにおいて、複数の移動端末により複数の個別アップリンクチャネルを介して基地局に送信される複数の優先度フローをスケジューリングする方法に関する。本方法では、各移動端末は、複数の個別アップリンクチャネルの１つを介して複数の優先度フローの少なくとも１つを送信する。
更に、本発明は、移動通信システムにおいて、複数の移動端末から複数の個別アップリンクチャネルを介して基地局に送信される複数の優先度フローをスケジューリングする基地局に関する。更に、少なくとも１つの優先度フローを、個別アップリンクチャネルを介して基地局に送信する移動通信システムにおける移動端末が提供される。本発明は又はドウェア及びソフトウェアのコンポーネントにおいてこれらを実現することに取り組む。
Ｗ−ＣＤＭＡ（広帯域符号分割多重アクセス）は、第３世代無線移動通信システムとしての使用のために標準化されたＩＭＴ−２０００（国際移動通信）の無線インタフェースであり、柔軟且つ効率的に音声サービスやマルチメディア移動通信サービス等の様々なサービスを提供する。日本、ヨーロッパ、アメリカ及び他の国々の標準化団体は、Ｗ−ＣＤＭＡに対する共通の無線インタフェース仕様を作成するために第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）を共同で組織化した。
標準化されたヨーロッパ版のＩＭＴ−２０００は一般にＵＭＴＳ（汎用移動通信システム）と呼ばれる。最初のＵＭＴＳの仕様は、１９９９年に発行された（リリース９９）。一方、リリース４及びリリース５においては、３ＧＰＰにより上記規格に対する複数の改善が標準化され、さらなる改善のための議論がリリース６に向けて現在なお継続中である。
ダウンリンク及びアップリンクの個別チャネル（ＤＣＨ）、並びにダウンリンク共有チャネル（ＤＳＣＨ）が、リリース９９及びリリース４において定義された。後年、開発者らは、マルチメディアサービス又はデータサービス全般の提供のためには、高速非対称アクセスを実施する必要があると認識した。リリース５では、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）が導入された。新しい高速ダウンリンク共有チャネル（ＨＳ−ＤＳＣＨ）は、ＵＭＴＳ無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）から、ＵＭＴＳ仕様においてユーザ装置と呼ばれる通信端末までのダウンリンク高速アクセスを、ユーザに提供する。
ハイブリッドＡＲＱ方式
非リアルタイムサービスにおける誤り検出の最も一般的な技術は、前方誤り訂正（ＦＥＣ）と組み合わせた自動再送要求（ＡＲＱ）方式に基づく、ハイブリッドＡＲＱと呼ばれる技術である。巡回冗長検査（ＣＲＣ）により誤りが検出されると、受信器は、送信器に対し追加ビット又は新しいデータパケットを送信するよう要求を行う。既存の様々な方式のうち、ストップアンドウエイト（ＳＡＷ）と、選択再送（ＳＲ）連続ＡＲＱ（Selective-repeat continuous ARQ）とが、移動通信において最も頻繁に使用される。
非リアルタイムサービスにおける誤り検出の最も一般的な技術は、前方誤り訂正（ＦＥＣ）と組み合わせた自動再送要求（ＡＲＱ）方式に基づく、ハイブリッドＡＲＱと呼ばれる技術である。巡回冗長検査（ＣＲＣ）により誤りが検出されると、受信器は、送信器に対し追加ビット又は新しいデータパケットを送信するよう要求を行う。既存の様々な方式のうち、ストップアンドウエイト（ＳＡＷ）と、選択再送（ＳＲ）連続ＡＲＱ（Selective-repeat continuous ARQ）とが、移動通信において最も頻繁に使用される。
データユニットは送信前に符号化される。再送されるビットに応じて、３つの異なるタイプのＡＲＱを定義することができる。
ＨＡＲＱタイプＩでは、受信した誤りデータパケット（ＰＤＵ：パケットデータユニットとも称する）は廃棄され、当該ＰＤＵの新しい複製が別途再送、復号される。当該ＰＤＵの以前のバージョンと後のバージョンとを合成することはない。ＨＡＲＱタイプＩＩを用いる場合、再送の必要がある誤りＰＤＵは廃棄されず、その後の復号化のために、送信器から提供される複数の増加冗長性（incremental redundancy）ビットと合成される。再送ＰＤＵは、時にはより高い符号化レートを有し、受信器において、記憶された値と合成される。このことは、再送毎に僅かに冗長性が加えられることを意味する。
最後に、ＨＡＲＱタイプＩＩＩは、タイプＩＩとほとんど同じパケット再送方式であり、再送された全てのＰＤＵが自己復号可能であるという点においてのみ異なる。このことは、ＰＤＵは、以前のＰＤＵとの合成なしで復号可能であることを意味する。自己復号可能パケットは、複数のＰＤＵが極度に損傷を受けて再利用可能な情報がほとんど無い場合に、有利に使用することができる。
チェイス合成を使用する場合、再送信パケットは同一のシンボルを搬送する。この場合、複数の受信パケットは、シンボル毎又はビット毎に合成される（非特許文献１参照）。これらの合成値は、それぞれのＨＡＲＱ処理のソフトバッファ内に格納される。
パケットスケジューリング
パケットのスケジューリングは、共有媒体への参入を許可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制御アルゴリズムである。スケジューリングは、パケットに基づく移動無線ネットワークにおいて、スループット／容量を最大化するために適応変調符号化と組み合わせて使用することができる（例えば望ましいチャネル条件のユーザに送信機会を割り当てることにより）。ＵＭＴＳのパケットデータサービスは、インタラクティブ及びバックグラウンドのトラフィッククラスに対して適用可能であるが、ストリーミングサービスにも使用することができる。インタラクティブ及びバックグラウンドのクラスに属するトラフィックは非リアルタイム（ＮＲＴ）トラフィックとして扱われ、パケットスケジューラにより管理される。パケットのスケジューリング方法は次のように特徴づけることができる。
パケットのスケジューリングは、共有媒体への参入を許可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制御アルゴリズムである。スケジューリングは、パケットに基づく移動無線ネットワークにおいて、スループット／容量を最大化するために適応変調符号化と組み合わせて使用することができる（例えば望ましいチャネル条件のユーザに送信機会を割り当てることにより）。ＵＭＴＳのパケットデータサービスは、インタラクティブ及びバックグラウンドのトラフィッククラスに対して適用可能であるが、ストリーミングサービスにも使用することができる。インタラクティブ及びバックグラウンドのクラスに属するトラフィックは非リアルタイム（ＮＲＴ）トラフィックとして扱われ、パケットスケジューラにより管理される。パケットのスケジューリング方法は次のように特徴づけることができる。
●スケジューリング期間／頻度：ユーザが予めスケジューリングされる期間。
●サービスの順番：ユーザがサービスを受ける順番。例えば、無作為の順番（ラウンドロビン方式）、又はチャネル品質（Ｃ／Ｉ又はスループットに基づく）に従う。
●割り当て方法：リソースを割り当てる基準。例えば、キューに入れられたすべてのユーザに対し、割り当て時間間隔当たり同じデータ量、又は同じ電力／符号／時間のリソースを割り当てる。
●サービスの順番：ユーザがサービスを受ける順番。例えば、無作為の順番（ラウンドロビン方式）、又はチャネル品質（Ｃ／Ｉ又はスループットに基づく）に従う。
●割り当て方法：リソースを割り当てる基準。例えば、キューに入れられたすべてのユーザに対し、割り当て時間間隔当たり同じデータ量、又は同じ電力／符号／時間のリソースを割り当てる。
アップリンクのパケットスケジューラは、３ＧＰＰ ＵＭＴＳ Ｒ９９／Ｒ４／Ｒ５では無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）とユーザ装置との間に分散される。アップリンク上では、様々なユーザにより共有される無線インタフェースリソースはノードＢ（Node B）における全受信電力であり、従ってスケジューラのタスクはユーザ装置間に電力を割り当てることである。現在のＵＭＴＳ Ｒ９９／Ｒ４／Ｒ５仕様では、ＲＮＣは、各ユーザ装置に様々なトランスポートフォーマットのセット（変調方式、符号レート等）を割り当てることにより、ユーザ装置がアップリンク送信中に送信できる最大レート／電力を制御する。
このような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）の確立と再設定は、ＲＮＣとユーザ装置との間の無線リソース制御（ＲＲＣ）メッセージングを使用することにより達成することができる。ユーザ装置は、自分自身の状態（例えば、利用可能電力及びバッファ状態）に基づいて、割り当てられたトランスポートフォーマットコンビネーションから自発的に（autonomously）選択することを許可される。現在のＵＭＴＳ Ｒ９９／Ｒ４／Ｒ５仕様には、アップリンクのユーザ装置の送信に対して課せられた時間の制御はない。スケジューラは、例えば送信時間間隔を基準として動作することができる。
ＵＭＴＳの構成
汎用移動通信システム（ＵＭＴＳ）の上位レベルのＲ９９／４／５構成を図１に示す（非特許文献２参照、http://www.3gpp.orgから入手可能）。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、及びユーザ装置（ＵＥ）１０３に分類される。ＵＴＲＡＮ１０２は、全ての無線関連機能の処理を行い、一方、ＣＮ１０１は、呼及びデータ接続を外部ネットワークへルーティングする処理を行う。これらのネットワーク要素の相互接続は、オープンインタフェース（Ｉｕ、Ｕｕ）により定義される。ＵＭＴＳシステムは、モジュール式であり、従って複数の同一タイプのネットワーク要素を持つことができることに留意されたい。
汎用移動通信システム（ＵＭＴＳ）の上位レベルのＲ９９／４／５構成を図１に示す（非特許文献２参照、http://www.3gpp.orgから入手可能）。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、及びユーザ装置（ＵＥ）１０３に分類される。ＵＴＲＡＮ１０２は、全ての無線関連機能の処理を行い、一方、ＣＮ１０１は、呼及びデータ接続を外部ネットワークへルーティングする処理を行う。これらのネットワーク要素の相互接続は、オープンインタフェース（Ｉｕ、Ｕｕ）により定義される。ＵＭＴＳシステムは、モジュール式であり、従って複数の同一タイプのネットワーク要素を持つことができることに留意されたい。
図２に現行のＵＴＲＡＮの構成を示す。複数の無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）２０１、２０２がＣＮ１０１へ接続される。各ＲＮＣ２０１、２０２は、１つ又は複数の基地局（ノードＢ）２０３、２０４、２０５、２０６の制御を行い、これらの基地局はユーザ装置と通信を行う。幾つかの基地局を制御するＲＮＣは、これらの基地局のコントローリングＲＮＣ（Ｃ−ＲＮＣ）と呼ばれる。Ｃ−ＲＮＣを伴う制御された基地局のセットは、無線ネットワークサブシステム（ＲＮＳ）２０７、２０８と呼ばれる。ユーザ装置とＵＴＲＡＮとの間の各接続に対して、１つのＲＮＳがサービングＲＮＳ（Ｓ−ＲＮＳ）となり、コアネットワーク（ＣＮ）１０１とのいわゆるＩｕ接続を維持する。必要に応じて、ドリフトＲＮＳ（Ｄ−ＲＮＳ）３０２は、図３に示すように、無線リソースを提供することによってサービングＲＮＳ（Ｓ−ＲＮＳ）３０１をサポートする。それぞれのＲＮＣは、サービングＲＮＣ（Ｓ−ＲＮＣ）及びドリフトＲＮＣ（Ｄ−ＲＮＣ）と呼ばれる。Ｃ−ＲＮＣ及びＤ−ＲＮＣは同一であることが可能であり、またしばしばそうであるため、Ｓ−ＲＮＣ又はＲＮＣの略記が頻繁に用いられる。
拡張アップリンク個別チャネル（Ｅ−ＤＣＨ）
個別トランスポートチャネル（ＤＴＣＨ）用のアップリンクエンハンスメント（Ｅ−ＤＣＨ）は、現在３ＧＰＰ技術仕様グループＲＡＮにより研究されている（非特許文献３参照、http://www.3gpp.orgで入手可能）。ＩＰベースのサービスの利用は更に重要になるので、アップリンク個別トランスポートチャネルの遅延を低減させるとともに、ＲＡＮのカバー範囲（coverage）及びスループットを改善する要求が増加している。ストリーミング、インタラクティブ及びバックグラウンドのサービスはこの拡張アップリンクから恩恵を受けることができる。
個別トランスポートチャネル（ＤＴＣＨ）用のアップリンクエンハンスメント（Ｅ−ＤＣＨ）は、現在３ＧＰＰ技術仕様グループＲＡＮにより研究されている（非特許文献３参照、http://www.3gpp.orgで入手可能）。ＩＰベースのサービスの利用は更に重要になるので、アップリンク個別トランスポートチャネルの遅延を低減させるとともに、ＲＡＮのカバー範囲（coverage）及びスループットを改善する要求が増加している。ストリーミング、インタラクティブ及びバックグラウンドのサービスはこの拡張アップリンクから恩恵を受けることができる。
エンハンスメントの一例は、ノードＢ制御スケジューリング（Node B controlled scheduling）に関連する適応変調符号化方式（ＡＭＣ）の使用であり、すなわちＵｕインタフェースのエンハンスメントである。既存のＲ９９／Ｒ４／Ｒ５のシステムでは、アップリンクの最大データレート制御はＲＮＣ内で行われる。ノードＢ内のスケジューラを再配置することにより、ＲＮＣとノードＢとの間のインタフェースのシグナリングより生じる待ち時間を低減させることができ、従って、スケジューラはアップリンク負荷の時間的変化に対して速く対応することができる。これにより、ユーザ装置とＲＡＮとの通信における全体的な待ち時間を低減することができる。従って、ノードＢ制御スケジューリングは、アップリンク負荷が低減する場合には、より高いデータレートを速やかに割り当てることにより、又は、アップリンク負荷が増加する場合には、アップリンクデータレートを制限することにより、それぞれアップリンク干渉をより確かに制御するとともに雑音上昇の変動を平滑化することができる。カバー範囲及びセルスループットは、アップリンク干渉をより確かに制御することで改善可能である。
アップリンク上の遅延を低減させると考えられる別の技術は、他のトランスポートチャネルと比較して短いＴＴＩ（送信時間間隔）長をＥ−ＤＣＨに対して導入する技術である。通常１０ｍｓの送信時間間隔が他のチャネル上で使用されているが、２ｍｓのＴＴＩ長が現在、Ｅ−ＤＣＨ上の利用に向けて研究されている。ＨＳＤＰＡの重要な技術の一つであるハイブリッドＡＲＱも、拡張アップリンク個別チャネル用に検討されている。ノードＢとユーザ装置との間のハイブリッドＡＲＱプロトコルは、誤って受信されたデータユニットの迅速な再送を可能とし、ＲＬＣ（無線リンク制御）再送の回数及びこれに係る遅延を低減させる。これにより、エンドユーザの経験するサービス品質を改善することができる。
上述のエンハンスメントをサポートするために、以下ＭＡＣ−ｅと呼ぶ新ＭＡＣサブレイヤが導入される（非特許文献４参照）。以下の章で更に詳細に説明する、この新サブレイヤのエンティティは、ユーザ装置とノードＢとに設置することができる。ユーザ装置側では、ＭＡＣ−ｅは、上位レイヤデータ（例えばＭＡＣ−ｄ）を新しい拡張トランスポートチャネルに多重化するとともにＨＡＲＱプロトコル送信エンティティを動作させる新しいタスクを実行する。
更に、ＭＡＣ−ｅｕサブレイヤは、ＵＴＲＡＮ側でハンドオーバ中にＳ−ＲＮＣにおいて終端することができる。従って、並べ替え機能を与えられた並べ替えバッファも、Ｓ−ＲＮＣ内に存在することができる。
ユーザ装置（ＵＥ）におけるＥ−ＤＣＨ ＭＡＣ構成
図４は、例示的なユーザ装置側のＥ−ＤＣＨ ＭＡＣ構成の全体を示す。新ＭＡＣ機能エンティティであるＭＡＣ−ｅ４０３が、Ｒｅｌ／９９／４／５のＭＡＣ構成に加えられる。ＭＡＣ−ｅ４０３エンティティを図５に詳細に示す。
図４は、例示的なユーザ装置側のＥ−ＤＣＨ ＭＡＣ構成の全体を示す。新ＭＡＣ機能エンティティであるＭＡＣ−ｅ４０３が、Ｒｅｌ／９９／４／５のＭＡＣ構成に加えられる。ＭＡＣ−ｅ４０３エンティティを図５に詳細に示す。
ＵＥからノードＢに送信される異なるアプリケーションのデータパケットを搬送するＭ個の異なるデータフロー（ＭＡＣ−ｄ）が存在する。これらのデータフローは、異なるＱｏＳ要件（例えば遅延及び誤りの要件）を有することができ、設定の異なるＨＡＲＱインスタンスを必要とし得る。
各ＭＡＣ−ｄフローは、特定の物理チャネル（例えば、利得係数）とＨＡＲＱ属性（例えば、最大再送回数）とが割り当てられ得る論理ユニットを表す。ＭＡＣ−ｄ多重化は、Ｅ−ＤＣＨのためにサポートされているので、異なる優先度を有する幾つかの論理チャネルを同一のＭＡＣ−ｄに多重化することができる。従って、１つのＭＡＣ−ｄフローからのデータを異なる優先度キューに供給することができる。
Ｅ−ＤＣＨでのデータ送信のための適切なトランスポートフォーマットの選択は、ＴＦ選択機能エンティティにおいて行われる。トランスポートフォーマットの選択は、利用可能な送信電力、優先度（例えば、論理チャネル優先度）、及びノードＢから受信する関連シグナリング（ＨＡＲＱ及びスケジューリングに関連する制御シグナリング）に基づく。ＨＡＲＱエンティティはユーザの再送信機能を扱う。１つのＨＡＲＱエンティティは複数のＨＡＲＱ処理をサポートする。ＨＡＲＱエンティティは、必要とされるすべてのＨＡＲＱに関連した機能を扱う。ＭＡＣ−ｅエンティティは、図５に示すようにＬ１のシグナリングを介してノードＢ（ネットワーク側）からスケジューリング情報を受信する。
ＵＴＲＡＮにおけるＥ−ＤＣＨ ＭＡＣ構成
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）との間で分散することができる。ノードＢのスケジューラは、アクティブユーザを選択し、指示されたレート、提示されたレート、又は送信が許可されたＴＣＦＳ（トランスポートフォーマットコンビネーションセット）のサブセットにアクティブユーザ（ＵＥ）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）閾値を決定してシグナリングすることにより、レート制御を行なう。
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）との間で分散することができる。ノードＢのスケジューラは、アクティブユーザを選択し、指示されたレート、提示されたレート、又は送信が許可されたＴＣＦＳ（トランスポートフォーマットコンビネーションセット）のサブセットにアクティブユーザ（ＵＥ）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）閾値を決定してシグナリングすることにより、レート制御を行なう。
各ＭＡＣ−ｅエンティティは１ユーザ（ＵＥ）に対応している。図６に、ノードＢのＭＡＣ−ｅ構成を更に詳細に示す。各ＨＡＲＱ受信器エンティティは、未着の（outstanding）再送からのパケットのビットを合成するために一定量又は一定領域のソフトバッファメモリを割り当てられることに留意されたい。一旦パケットが正常に受信されると、パケットは、順序通りの配信（in-sequence delivery）を上位レイヤに提供する並べ替えバッファ（reordering buffer）へ転送される。上述の実施の形態によれば、並べ替えバッファは、ソフトハンドオーバ中、Ｓ−ＲＮＣ内に存在する（非特許文献５参照、http://www.3gpp.orgから入手可能）。図７に、対応するユーザ（ＵＥ）の並べ替えバッファを含むＳ−ＲＮＣ ＭＡＣ−ｅ構成を示す。並べ替えバッファの数は、ユーザ装置側での対応するＭＡＣ−ｅエンティティにおけるデータフローの数と等しい。データ及び制御情報は、ソフトハンドオーバ中、アクティブセット内の全てのノードＢからＳ−ＲＮＣへ送信される。
必要とされるソフトバッファのサイズは、使用されるＨＡＲＱ方式に依存することに留意されたい。例えば、増加冗長性（ＩＲ）を利用するＨＡＲＱ方式においては、チェイス合成（ＣＣ）を用いるものよりも多くのソフトバッファが必要になる。
Ｅ−ＤＣＨシグナリング
特定の方式の動作に必要なＥ−ＤＣＨ関連の制御シグナリングは、アップリンク及びダウンリンクのシグナリングを含む。このシグナリングは、考慮されるアップリンクエンハンスメントに依存する。
特定の方式の動作に必要なＥ−ＤＣＨ関連の制御シグナリングは、アップリンク及びダウンリンクのシグナリングを含む。このシグナリングは、考慮されるアップリンクエンハンスメントに依存する。
ノードＢ制御スケジューリング（Node B controlled scheduling）（例えば、ノードＢ制御タイムアンドレートスケジューリング（time and rate scheduling)）を可能にするために、ユーザ装置は、データをノードＢへ送信するために、何らかの要求メッセージをアップリンク上で送信する必要がある。上記要求メッセージは、ユーザ装置の状態情報（例えば、バッファ状態、電力状態、チャネル品質推定値）を含むことができる。上記要求メッセージは、以下ではスケジューリング情報（ＳＩ）と呼ぶ。この情報に基づき、ノードＢは、雑音上昇を推定し、ＵＥのスケジューリングを行うことができる。ダウンリンクにおいてノードＢからＵＥへ送信される許可メッセージにより、ノードＢは、ＵＥが送信を許可される最大データレート及び時間間隔を有するＴＦＣＳをＵＥに割り当てる。上記許可メッセージは、以下ではスケジューリング割り当て（ＳＡ）と呼ぶ。
アップリンクにおいて、ユーザ装置は、送信されたパケットを正しく復号するために必要なレートインジケータメッセージ情報（例えば、トランスポートブロックサイズ（ＴＢＳ）、変調符号化方式（ＭＣＳ）レベル等）を、ノードＢへシグナリングする必要がある。更に、ＨＡＲＱを用いる場合、ユーザ装置は、ＨＡＲＱ関連の制御情報（例えば、ハイブリッドＡＲＱ処理番号、ＵＭＴＳリリース５の新規データインジケータ（ＮＤＩ：New Data Indicator）と呼ばれるＨＡＲＱシーケンス番号、冗長バージョン（ＲＶ）、レートマッチングパラメータ等）をシグナリングする必要がある。
拡張アップリンク個別チャネル（Ｅ−ＤＣＨ）上で送信されたパケットを受信し、復号化した後、ノードＢは、ダウンリンクにおいてＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信することで、送信が成功したか否かをＵＥに通知する必要がある。
Ｒｅｌ９９／４／５のＵＴＲＡＮ内のモビリティ管理
モビリティ管理に関連した幾つかの手順について説明する前に、以下頻繁に使用される幾つかの用語をまず定義する。
モビリティ管理に関連した幾つかの手順について説明する前に、以下頻繁に使用される幾つかの用語をまず定義する。
無線リンクは、単一のＵＥと単一のＵＴＲＡＮアクセスポイントとの間の論理結合として定義することができる。その物理的具現例は、無線ベアラ送信を含む。
ハンドオーバは、接続の一時的な中断を伴う（ハードハンドオーバ）、あるいはＵＥが常時ＵＴＲＡＮに接続されるようにＵＥ接続への／ＵＥ接続からの無線ベアラの包含／排除を伴う（ソフトハンドオーバ）、一つの無線ベアラから別のベアラへのＵＥ接続の移動として理解することができる。ソフトハンドオーバは、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）技術を用いるネットワークに特有のものである。ハンドオーバの実行は、現行のＵＴＲＡＮ構成を例に取ると、移動体無線ネットワークのＳ−ＲＮＣにより制御することができる。
ＵＥに関連するアクティブセットは、ＵＥと無線ネットワークとの間の特定の通信サービスに同時に関与する１セットの無線リンクを含む。ＵＥとＵＴＲＡＮとの間の通信のアクティブセットを変更するために、アクティブセット更新手順を用いることができる。その手順は３つの機能、すなわち無線リンクの追加、無線リンクの除去、並びに無線リンクの追加及び除去の組み合わせを含む。
同時無線リンクの最大数は８に設定される。一旦、各基地局のパイロット信号強度がアクティブセットの中で最も強度の高いメンバーのパイロット信号に対する特定の閾値を越えると、新しい無線リンクがアクティブセットへ加えられる。アクティブセットに基づき、ＵＥが現在通信中のノードＢのセットが識別されることに留意されたい。
一旦、各基地局のパイロット信号強度がアクティブセットの中で最も強度の高いメンバーのパイロット信号に対する特定の閾値を越えると、無線リンクがアクティブセットから除去される。無線リンクの追加に対する閾値は通常、無線リンクの除去の場合よりも高くなるよう選択される。従って、上記追加と除去の事象はパイロット信号強度に対しヒステリシスを形成する。
パイロット信号の測定は、ＲＲＣシグナリングにより、ＵＥからネットワーク（Ｓ−ＲＮＣ）へ報告することができる。測定結果を送信する前に、高速フェージングを平均化するために、通常何らかのフィルタリングが行なわれる。標準的なフィルタリングの継続時間は約２００ｍｓであり、これはハンドオーバ遅延の一要因となる。測定結果に基づき、ネットワーク（例えば、Ｓ−ＲＮＣ）は、アクティブセット更新手順の機能（現在のアクティブセットに対するノードＢの追加／除去）の一つの実行開始を決定する。
Ｅ−ＤＣＨ − ノードＢ制御スケジューリング
ノードＢ制御スケジューリングはＥ−ＤＣＨの技術的特徴の１つである。ノードＢ制御スケジューリングは、アップリンクでのより高いセルスループットを提供するとともにそのカバー範囲を広げるために、アップリンク電力リソースのより効率的な利用を可能にすると予測される。用語「ノードＢ制御スケジューリング」は、ノードＢが、ＲＮＣにより設定された制約内でＴＦＣのセット（このＴＦＣセットからＵＥは適切なＴＦＣを選択することができる）を制御する可能性を表す。ＵＥが自発的にＴＦＣを選択することができる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）」と呼ぶ。
ノードＢ制御スケジューリングはＥ−ＤＣＨの技術的特徴の１つである。ノードＢ制御スケジューリングは、アップリンクでのより高いセルスループットを提供するとともにそのカバー範囲を広げるために、アップリンク電力リソースのより効率的な利用を可能にすると予測される。用語「ノードＢ制御スケジューリング」は、ノードＢが、ＲＮＣにより設定された制約内でＴＦＣのセット（このＴＦＣセットからＵＥは適切なＴＦＣを選択することができる）を制御する可能性を表す。ＵＥが自発的にＴＦＣを選択することができる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）」と呼ぶ。
「ノードＢ制御ＴＦＣサブセット」は、図８に見られるようにＲＮＣにより設定されたＴＦＣＳのサブセットである。ＵＥは、Ｒｅｌ５ ＴＦＣ選択アルゴリズムを使用することにより「ノードＢ制御ＴＦＣサブセット」から適切なＴＦＣを選択する。利用可能な十分な電力マージン及び十分なデータがあることとＴＦＣが閉鎖状態（blocked state）ではないということを前提とすると、「ノードＢ制御ＴＦＣサブセット」内の任意のＴＦＣはＵＥにより選択され得る。Ｅ−ＤＣＨのＵＥ送信をスケジューリングする２つの基本的手法がある。すべてのスケジューリング方式は、ＵＥにおけるＴＦＣ選択の管理として見ることができ、ノードＢが当該処理及び関連するシグナリング要件にどのように影響を及ぼし得るかという点が主に異なる。
ノードＢ制御レートスケジューリング（Node B controlled rate scheduling）
このスケジューリング手法の原理は、高速ＴＦＣＳ制約の制御により、ノードＢが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選択を制御し制約することを可能にすることである。ノードＢは、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択することができる「ノードＢ制御サブセット」を、レイヤ１シグナリングにより拡大／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は、並列に、しかしノードＢでの雑音上昇閾値を越えないように十分に低いレートで発生し得る。従って、様々なユーザ装置からの送信は時間的に重複してよい。レートスケジューリングにより、ノードＢはアップリンクＴＦＣＳを制約することのみでき、ＵＥがＥ−ＤＣＨ上でデータを送信する時間は制御しない。ノードＢは同時に送信するＵＥの数を認識しないがため、セルにおけるアップリンク雑音上昇の精確な制御はできない（非特許文献６を参照、http://www.3gpp.orgで入手可能）。
このスケジューリング手法の原理は、高速ＴＦＣＳ制約の制御により、ノードＢが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選択を制御し制約することを可能にすることである。ノードＢは、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択することができる「ノードＢ制御サブセット」を、レイヤ１シグナリングにより拡大／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は、並列に、しかしノードＢでの雑音上昇閾値を越えないように十分に低いレートで発生し得る。従って、様々なユーザ装置からの送信は時間的に重複してよい。レートスケジューリングにより、ノードＢはアップリンクＴＦＣＳを制約することのみでき、ＵＥがＥ−ＤＣＨ上でデータを送信する時間は制御しない。ノードＢは同時に送信するＵＥの数を認識しないがため、セルにおけるアップリンク雑音上昇の精確な制御はできない（非特許文献６を参照、http://www.3gpp.orgで入手可能）。
ノードＢとユーザ装置との間のレイヤ１シグナリングによるトランスポートフォーマットコンビネーション制御を可能にするために、２つの新しいレイヤ１メッセージが導入される。レート要求（ＲＲ）は、アップリンクにおいてユーザ装置によりノードＢへ送信することができる。ＲＲにより、ユーザ装置は、ノードＢに「ノード制御ＴＦＣサブセット」を１ステップ拡大／縮小するように要求することができる。更に、ダウンリンクにおいて、レート許可（ＲＧ）をノードＢによりユーザ装置へ送信することができる。ＲＧを使用することにより、ノードＢは、例えばアップ／ダウンコマンドを送信することにより「ノードＢ制御ＴＦＣサブセット」を変更できる。新しい「ノードＢ制御ＴＦＣサブセット」は、更新される次の時間まで有効である。
ノードＢ制御タイムアンドレートスケジューリング
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理は、（理論上に限るが）ユーザ装置のサブセットが、所与の時間に、ノードＢでの所望の全体雑音上昇を越えないように送信できるようにすることである。アップ／ダウンコマンドを送信して「ノードＢ制御ＴＦＣサブセット」を１ステップ拡大／縮小する代わりに、ノードＢは、明示的なシグナリングを介して、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できる。
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理は、（理論上に限るが）ユーザ装置のサブセットが、所与の時間に、ノードＢでの所望の全体雑音上昇を越えないように送信できるようにすることである。アップ／ダウンコマンドを送信して「ノードＢ制御ＴＦＣサブセット」を１ステップ拡大／縮小する代わりに、ノードＢは、明示的なシグナリングを介して、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できる。
更に、ノードＢは、ユーザ装置が送信を許容される開始時間と有効期間とを設定できる。様々なユーザ装置に対する「ノードＢ制御ＴＦＣサブセット」の更新は、時間的に重複する複数のユーザ装置からの送信を可能な限り回避するために、スケジューラにより調整することができる。ＣＤＭＡシステムのアップリンクでは、同時送信は常に互いに干渉する。従って、ユーザ装置の数を制御してＥ−ＤＣＨ上でデータを同時に送信することにより、ノードＢはセル内のアップリンク干渉レベルを更に精確に制御することができる。ノードＢのスケジューラは、例えばユーザ装置のバッファ状態、ユーザ装置の電力状態、及びノードＢでの利用可能な全受信干渉電力（ＲｏＴ）マージン（interference Rise over Thermal margin）に基づいて、送信時間間隔（ＴＴＩ）当たりで送信することが許可されるユーザ装置と、対応するＴＦＣＳインジケータとを決定することができる。
ノードＢ制御タイムアンドレートスケジューリングをサポートするために、２つの新しいレイヤ１メッセージが導入される。スケジューリング情報更新（ＳＩ）は、アップリンクにおいてユーザ装置によりノードＢに送信することができる。ユーザ装置は、スケジューリング要求をノードＢに送信する必要性を見出すと（例えば、新しいデータがユーザ装置バッファ内に生じる）、ユーザ装置は必要なスケジューリング情報を送信することができる。このスケジューリング情報により、ユーザ装置は、その状態についての情報、例えば、バッファの占有率及び利用可能な送信電力をノードＢに提供する。
スケジューリング割り当て（ＳＡ）は、ダウンリンクにおいてノードＢからユーザ装置に送信することができる。スケジューリング要求を受信すると、ノードＢは、スケジューリング情報（ＳＩ）と、ノードＢでの利用可能なＲｏＴマージンのようなパラメータとに基づいて、ユーザ装置をスケジューリングすることができる。スケジューリング割り当て（ＳＡ）では、ノードＢは、ＴＦＣＳインジケータ、並びにユーザ装置により使用される後続の送信開始時間及び有効期間をシグナリングすることができる。
ノードＢ制御タイムアンドレートスケジューリングは、前述のレートのみが制御されるスケジューリングと比較し、より精確なＲｏＴ制御を提供する。しかしながら、このノードＢでの干渉のより精確な制御は、レート制御スケジューリングと比較してより多くのシグナリングオーバーヘッド及びスケジューリング遅延（スケジューリング要求とスケジューリング割り当てメッセージ）を費やすことにより得られる。
図９に、ノードＢ制御タイムアンドレートスケジューリングを伴う一般的なスケジューリング手順を示す。ユーザ装置がＥ−ＤＣＨ上のデータ送信のスケジューリングを望む場合、まずノードＢにスケジューリング要求を送信する。Ｔｐｒｏｐは、ここではエアインタフェース上の伝播時間を表わす。このスケジューリング要求の内容物は、例えばユーザ装置のバッファ状態及び電力状態の情報（スケジューリング情報）である。このスケジューリング要求を受信すると、ノードＢは、得られた情報を処理してスケジューリング割り当てを決定することができる。このスケジューリングは処理時間Ｔｓｃｈｅｄｕｌｅを必要とする。
次に、ＴＦＣＳインジケータ並びに対応する送信開始時間及び有効期間を含むスケジューリング割り当てを、ダウンリンクにおいてユーザ装置に送信することができる。スケジューリング割り当てを受信した後、ユーザ装置は、割り当てられた送信時間間隔内にＥ−ＤＣＨ上で送信を開始する。
Ｅ−ＤＣＨは、アップリンクにおけるユーザ装置群による他の送信の混合物と共存しなければならないので、レートスケジューリング、又はタイムアンドレートスケジューリングのいずれかの使用は利用可能電力により制限することができる。様々なスケジューリングモードの共存は、様々なトラフィック形態をサービスする際の柔軟性を提供することができる。例えば、少量のデータ及び／又はＴＣＰのＡＣＫ／ＮＡＣＫなどの高い優先度を有するトラフィックは、タイムアンドレート制御スケジューリングを使用することと比べ自発送信（autonomous transmission）を伴うレート制御モードのみを使用して送信することができる。レート制御モードはより少ない待ち時間とより少ないシグナリングオーバーヘッドを伴う。
トランスポートチャネル及びＴＦＣ選択
第３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、物理レイヤにおける様々な物理チャネルにマッピングされる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り媒体アクセス制御（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、主として２つのタイプに分類される。
●共通トランスポートチャネル：トランスポートチャネル上のデータがすべてのＵＥのうちの特定のＵＥ又はサブセットを宛先とする場合、受信ＵＥの明示的な識別子を必要とする（ブロードキャストトランスポートチャネルでは、ＵＥ識別子は必要ない）。
●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搬送する物理チャネルにより暗示的に与えられる。
第３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、物理レイヤにおける様々な物理チャネルにマッピングされる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り媒体アクセス制御（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、主として２つのタイプに分類される。
●共通トランスポートチャネル：トランスポートチャネル上のデータがすべてのＵＥのうちの特定のＵＥ又はサブセットを宛先とする場合、受信ＵＥの明示的な識別子を必要とする（ブロードキャストトランスポートチャネルでは、ＵＥ識別子は必要ない）。
●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搬送する物理チャネルにより暗示的に与えられる。
個別トランスポートチャネルの一例はＥ−ＤＣＨである。データは送信時間間隔（ＴＴＩ）と一般に呼ばれる周期的な時間間隔中、トランスポートチャネル内で送信される。トランスポートブロックは、トランスポートチャネル上、すなわち物理レイヤとＭＡＣレイヤとの間で交換される基本データユニットである。トランスポートブロックは、ＴＴＩ毎に１回、物理レイヤに到達するか又は物理レイヤにより配信される。トランスポートフォーマット（ＴＦ）は、ＴＴＩ期間中にデータがトランスポートチャネル上でどのように送信されるかを記述する。
トランスポートフォーマットは次の２つの部分を含む。半静的部分は、送信時間間隔（ＴＴＩ）（例えば、１０ｍｓ、２０ｍｓ、４０ｍｓ、８０ｍｓ）、ＦＥＣ（前方誤り訂正）符号のタイプ（例えば、畳み込み、ターボ、無し）、チャネル符号化レート（例えば、１／２、１／３）、及びＣＲＣサイズを示す。第２の部分である動的部分は、ＴＴＩ当たりのトランスポートブロック数、及びトランスポートブロック当たりのビット数を示す。
動的部分の属性はＴＴＩ毎に変り得るが、一方半静的部分の属性はＲＲＣトランスポートチャネル再設定手順により変更される。各トランスポートチャネルに対し、トランスポートフォーマットのセット（いわゆるトランスポートフォーマットセット（ＴＦＳ））が定義される。ＴＦＳは、トランスポートチャネルのセットアップ時にＲＲＣからＭＡＣレイヤに割り当てられる。アップリンク又はダウンリンクの接続は、通常２つ以上のトランスポートチャネルを含む。すべてのトランスポートチャネルのトランスポートフォーマットの組み合わせは、トランスポートフォーマットコンビネーション（ＴＦＣ）として知られる。各ＴＴＩの開始時に、すべてのトランスポートチャネルに対し適切なＴＦＣが選択される。トランスポートチャネルの数に応じて、ＴＦＣは、ＴＴＩ内でそれぞれのトランスポートチャネルのデータを送信するために使用されるトランスポートフォーマットを定義する多くのＴＦを含む。
ＭＡＣレイヤは、ＲＲＣ無線リソース制御ユニットにより割り当てられたトランスポートフォーマットコンビネーションのセット（又は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ＴＦＣＳ）に基づいて、各トランスポートチャネルのトランスポートフォーマットを選択するとともに、対応ＴＴＩ期間中、関連するトランスポートチャネル（associated transport channel）上で送信される各論理チャネルのデータ量も選択する。この手順は「ＴＦＣ（トランスポートフォーマットコンビネーション）選択」と呼ばれる。ＵＭＴＳ ＴＦＣ選択手順についての詳細は、http://www.3gpp.orgで入手可能な非特許文献７を参照されたい。
ＵＥでのＴＦＣ選択は、関与するトランスポートチャネルの中で最小のＴＴＩを表わす各基準ＴＴＩの開始時に行なわれる。例えば、ＴＦＣ選択が、ＴＴＩ長１０ｍｓのトランスポートチャネル＃１とＴＴＩ長４０ｍｓのトランスポートチャネル＃２、＃３とを含む３つのトランスポートチャネル間で行なわれる場合、ＴＦＣ選択は１０ｍｓ毎に行なわれる。
ＱｏＳのクラス及び属性
送信される情報の性質は、その情報が送信されるべき方法に大きな影響を及ぼす。例えば、音声呼は閲覧セッション（インターネット）と全く異なる特性を有する。非特許文献８（http://www.3gpp.orgで入手可能）では、３Ｇで共通に送信されると予想される異なるタイプの情報が提示されている。一般には、アプリケーション及びサービスは、それらがどのように考慮されるかによって、異なるグループに分類され得る。ＵＭＴＳは、アプリケーション又はユーザからのＱｏＳ要求を満たそうとする。異なる４つのサービスクラスがＵＭＴＳにおいて特定され、以下の表に、それぞれの特性、及び予測されるアプリケーションを記載する。
送信される情報の性質は、その情報が送信されるべき方法に大きな影響を及ぼす。例えば、音声呼は閲覧セッション（インターネット）と全く異なる特性を有する。非特許文献８（http://www.3gpp.orgで入手可能）では、３Ｇで共通に送信されると予想される異なるタイプの情報が提示されている。一般には、アプリケーション及びサービスは、それらがどのように考慮されるかによって、異なるグループに分類され得る。ＵＭＴＳは、アプリケーション又はユーザからのＱｏＳ要求を満たそうとする。異なる４つのサービスクラスがＵＭＴＳにおいて特定され、以下の表に、それぞれの特性、及び予測されるアプリケーションを記載する。
明らかに、通話クラス型及びストリーミングクラス型のトラフィックは、リアルタイムの制約条件を付与されているが、その他のクラスは、遅延に比較的クリティカルでないか又は全くクリティカルでなく、例えば（インタラクティブな）ベストエフォートサービス又はいわゆるバックグラウンドトラフィックに対して通常使用される。
これらのＱｏＳクラス又はベアラトラフィッククラスのそれぞれに対し、ＱｏＳ属性のリストが以下の表に示すように定義されている。これらのＱｏＳ属性が満たされれば、メッセージは、必要な品質のエンドユーザに理解されることが保証される。これらのＱｏＳ属性は、接続のセットアップ中に、要求されるサービスのタイプと異なるノードの能力とに基づいて、通信チェインの中の異なる要素（ＵＥ、ＲＮＣ、ＣＮ要素）間でネゴシエーションされる。ＱｏＳ属性のいずれか１つが満たされない場合、エンドユーザは必ず通信の劣化（例えば、音声歪み、接続の空白状態など）に気付く。
これらのＱｏＳ属性のそれぞれの定義は、３ＧＰＰ ＴＳ２３．１０７において見出すことができるため、簡略化のためここでは省略する。
無線アクセスベアラ（ＲＡＢ）の割り当て手順中、ＲＮＣは、確立されるべきＲＡＢのパラメータ、特にそのＱｏＳ属性を受信する。ＣＮは、ＲＮＣへＲＡＢ割り当て要求（RAB ASSIGNMENT REQUEST）メッセージを送信することにより手順を開始する。上記メッセージは、ＲＡＢのために必要なすべてのパラメータ（ＱｏＳ属性を含む）を含むＩＥ「ＲＡＢパラメータ」を含む。ＲＡＢ割り当て要求メッセージを受信すると、ＵＴＲＡＮは要求されたＲＡＢ設定を作成する。ＣＮは、ＲＡＢ ＱｏＳネゴシエーションが特定のＲＡＢパラメータに対して許容されることと、時には、どの代替値がネゴシエーションに使用されるか、も指示することができる。
ＲＡＢ ＱｏＳネゴシエーションの背後にある全般的な考えは、ユーザが特定のＱｏＳ要件を有するサービスを要求するが何らかの理由（例えば、リソースが利用できない）のためにシステムが精確にその要件を満たすことができない場合に対する解決策を提供することである。このような状況では、ユーザをサービス無しの状態で放置しておくのではなく妥協したＱｏＳパラメータで少なくとも１つの接続をユーザに提供するために、保証ビットレート又は最大ビットレートのようなＲＡＢパラメータ（ＱｏＳ属性）のネゴシエーションがＣＮにより許可される。
前述のように、ノードＢのスケジューラは、その制御下のセルにおけるアップリンクデータ送信のために、許容アップリンクリソース（ＲｏＴ）をユーザ間で共有する。スケジューラは、アップリンクでのデータ送信を要求するＵＥにアップリンクリソースを割り当てる。通常動作時、アップリンクリソースの要求は、セル内の様々な移動体から受信される。ノードＢは、より高いアップリンクデータレートのために、アップリンクにおけるより高いセルスループット及びより広いカバー範囲（coverage）が達成されるように、アップリンクデータ送信のために移動体をスケジューリングする。
ノードＢは、ＵＥから送信されたアップリンクスケジューリング要求に基づき、各ＵＥに、一定量のアップリンクリソース、すなわち、最大許容ＴＦＣ又は最大電力を割り当てる。これらのスケジューリング要求は、例えば送信すべきデータ量又は利用可能な送信電力についての情報を含んでよい。スケジューリングする際、ノードＢはこの情報を考慮する。更に、ノードＢは、例えばチャネル又は利用可能送信電力がより高いスループットをサポートしないＵＥの代わりに、より高いスループット能力のあるＵＥをスケジューリングすることができる。
各移動体がサポートできる最大データレートだけを考慮する場合に発生する問題は、各移動体により必要とされるサービス品質（ＱｏＳ）を保証できないということである。この種のスケジューリング手法は、アップリンクスケジューリング要求のためにより少ない量のシグナリングを必要とするが、異なるサービス間の相対的な優先度を何ら考慮しないので、Ｅ−ＤＣＨにマッピングされる各無線ベアラは、ノードＢのスケジューラ内で同じ優先度を有することになる。
１つのＵＥにおいて、Ｅ−ＤＣＨにマッピングされる異なるＱｏＳ要件を有する複数のサービスが存在する場合、別の問題が生じる。ノードＢが、Ｅ−ＤＣＨにマッピングされる複数の無線ベアラを有するＵＥからスケジューリング要求を受信した場合、ノードＢは、どのベアラに対してリソースが要求されたのかを認識していない。またこの場合、ノードＢは、優先度フローにより伝送されるサービスのＱｏＳが著しく異なる可能性についての情報を有しない。
これらの問題を概説する例示的なシナリオでは、ノードＢのスケジューラは、ＵＥ ＡとＵＥ Ｂとからスケジューリング要求（レートアップコマンド）を受信する場合がある。ＵＥ Ａは、Ｅ−ＤＣＨに割り当てられマッピングされた１つのインタラクティブＲＡＢと１つのバックグラウンドＲＡＢとを有し、一方、ＵＥ Ｂは、Ｅ−ＤＣＨ上で作動するただ１つのバックグラウンドアプリケーションを有する。ＵＥ Ａがインタラクティブサービスのデータ送信のためにより多くのリソースを要求する場合、インタラクティブサービスに対するより厳密なＱｏＳ要件のため、スケジューリングを行なう際、ＵＥ Ａには、ＵＥ Ｂよりも高い優先度が与えられなければならない。しかしながら、ＵＥがスケジューリング要求内で、リソースが要求されるアプリケーションを表示しない場合、ノードＢは、受信した２つのスケジューリング要求を区別することができず、従って異なるアプリケーションに対するＱｏＳ要件を考慮することもできない。
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 25.896: "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 TR 25.896: "Feasibility study for Enhanced Uplink for UTRA FDD (Release 6)", version 1.0.0
3GPP TS 25.321, "Medium Access Control (MAC) protocol specification; (Release 6)", version 6.1.0
3GPP TS 23.107:"Quality of Service (QoS) concept and architecture", V6.1.0
本発明の目的は、移動通信システムにおいて、基地局により制御されるスケジューリング機能の最適化を提供することである。
本目的は、独立請求項の主題により解決される。本発明の有利な実施の形態は従属請求項の主題である。
サービス品質（ＱｏＳ）は、第３世代ＵＭＴＳ移動体ネットワークにおいては極めて重要で中心的な役割を有するので、エンドユーザに満足のいくサービスを提供するためには、スケジューリングを実行する際、各ＵＥのＱｏＳ要件も考慮しなければならない。ノードＢは、スループットを最大化する効率的な利用のために、各々の移動局のＱｏＳ要件に従ってアップリンクリソースをＵＥに割り当てなければならない。現在のＵＭＴＳ仕様によれば、前述のように、ノードＢは、Ｅ−ＤＣＨで送信されるサービスのＱｏＳ要件を認識していない。
従って、本発明の主要な一態様は、それぞれのアップリンク優先度フロー（例えば、ＭＡＣエンティティのＭＡＣ−ｄフロー又は優先度キュー）のＱｏＳ情報でスケジューリングを行う基地局を提供することである。更に、移動端末は、個別アップリンクチャネルを介しこれらのフローのデータを基地局に送信する。移動端末が、その個別アップリンクチャネルで送信できる状態にある１つ又は複数の優先度フローのデータを有する場合、該移動端末は、無線インタフェースのリソースを基地局から要求するとともに、データが個別アップリンクチャネルで伝送される優先度フローを基地局に指示することができる。この情報に基づいて、基地局は、データがアップリンクチャネルで伝送される指示された各優先度フローを、ＱｏＳパラメータに関連付けることができ、従って、基地局は、指示された優先度フローのＱｏＳ情報に基づいて個別アップリンクチャネルのスケジューリングを決定できる。この優先度フローのデータは個々にスケジューリングされた個別アップリンクチャネルで伝送される。
本発明の一実施の形態によれば、移動通信システムにおいて、複数の移動端末から複数の個別アップリンクチャネルを介して基地局に送信される複数の優先度フローをスケジューリングする方法が提供される。各移動端末は、複数の個別アップリンクチャネルの１つを介して複数の優先度フローの少なくとも１つのデータを送信することができる。基地局は、複数の優先度フローのそれぞれをＱｏＳパラメータのセットに関連付けることができ、複数の個別アップリンクチャネルの少なくとも一部についてのスケジューリング要求を受信することができる。スケジューリング要求は、データがその個別アップリンクチャネルで伝送される優先度フローを指示するフロー識別子を含む。
基地局は、複数のスケジューリング要求のフロー識別子を、識別されるそれぞれの優先度フローのＱｏＳパラメータのセットに関連付けることができ、スケジューリング要求が受信された優先度フローのデータを伝送する個別アップリンクチャネルを、フロー識別子により指示されたＱｏＳパラメータのセットに基づいてスケジューリングすることができる。
例えば、優先度フローは、ＭＡＣ−ｄフローであってもよいし、移動端末の優先度キューであってもよい。
本発明の別の実施の形態では、基地局は、受信したスケジューリング要求の送信元である移動端末にスケジューリング割り当てを送信する。スケジューリング割り当ては、それぞれの移動端末の個別アップリンクチャネルに割り当てられたアップリンクリソースを指示する。
本発明の別の実施の形態によれば、ＱｏＳパラメータを含む少なくとも１つの設定メッセージが基地局により受信される。この実施の形態の別の態様によれば、この設定メッセージは、複数の移動端末の少なくとも１つの無線リソース制御シグナリングを終端するネットワーク要素から受信される。このネットワーク要素としては例えばサービングＲＮＣがあり得る。
更に、各優先度フローを、それぞれの移動端末と無線リソース制御シグナリングを終端するネットワーク要素との間の少なくとも１つの無線ベアラに関連付けることができ、そして無線ベアラのＱｏＳパラメータのセットを、関連付けられた優先度フローのＱｏＳパラメータのセットにマッピングすることができる。このマッピングは、無線リソース制御シグナリングを終端するネットワーク要素によって実行することができる。
ＱｏＳの遅延パラメータのような特定パラメータを、ネットワークトポロジー及び基地局でのその使用に適合させることが望ましい場合、ＱｏＳ属性のマッピングは実現可能である。例えば、ＱｏＳパラメータのマッピングは、基地局と無線リソース制御シグナリングを終端するネットワーク要素との間のインタフェースでのアップリンク遅延を考慮することができる。従って、無線ベアラのＱｏＳの遅延パラメータをシグナリングする代わりに、移動端末から基地局までの経路についてのマッピングされた遅延パラメータを判定することができる。
実施の形態の別の態様によれば、優先度フローのＱｏＳパラメータのセットは、無線リソース制御シグナリングを終端するネットワーク要素からの無線リンクセットアップメッセージ又は無線リンク再設定メッセージにおいて、基地局により受信される。
本発明の別の実施の形態は、複数の優先度フローが移動端末によって単一の個別アップリンクチャネルに多重化される状況に関する。複数の優先度フローのデータが送信時間間隔内に個別アップリンクチャネルで送信される場合、単一の個別アップリンクチャネルについてのスケジューリング要求内のフロー識別子は、最も高いＱｏＳ要求を有する優先度フローのフロー識別子を含む。
優先度フローの多重化を行う後者の場合、各優先度フロー毎に、個別チャネルを介して優先度フローを提供するそれぞれの移動端末に、優先度フローのＱｏＳパラメータのセットをシグナリングすることと、シグナリングされたＱｏＳパラメータのセットを、移動端末においてスケジューリング関連の機能を実行する際に考慮することと、が考えられ得る。
スケジューリング関連の機能は、例えば、個別アップリンクチャネルについてのスケジューリング要求の送信、及び／又は個別アップリンクチャネルでのアップリンクデータ送信のためのトランスポートフォーマット選択を含むことができる。更に、ＱｏＳパラメータのセットを、例えば無線ベアラセットアップメッセージ又は無線ベアラ再設定メッセージの中で、それぞれの移動端末に提供することができる。
概して、優先度フローに関連付けられるＱｏＳパラメータは、例えば、転送遅延、保証ビットレート、トラフィック取扱優先度、サービスタイプ識別情報、トラフィッククラス、及びＭＡＣエンティティにおける並べ替えバッファの並べ替え解除タイマ（reordering release timer）の少なくとも１つを含む。
以下に更に詳細に説明されるように、例えばサービスタイプ識別情報を対象とすることができる。よって、本発明の別の実施の形態は、スケジューリング要求の中にサービスタイプインジケータを含むことを予測する。
このサービスタイプ識別情報は、例えば個別アップリンクチャネルで遅延クリティカルなサービスを搬送する優先度フローの送信を指示することができる。スケジューリング要求のサービスタイプインジケータが遅延クリティカルなサービスの送信を指示した場合、基地局は、受信したスケジューリング要求の送信元である移動端末をスケジューリングする際に、所定の利得係数をその個別アップリンクチャネルでのアップリンク送信に追加することを考慮できる。
更に、本発明の別の実施の形態は、移動通信システムにおいて、複数の移動端末から複数の個別アップリンクチャネルを介して基地局に送信される複数の優先度フローをスケジューリングする基地局に関する。この実施の形態では、各移動端末は、複数の個別アップリンクチャネルの１つを介して複数の優先度フローの１つの少なくともデータを送信する。基地局は、複数の優先度フローのそれぞれをＱｏＳパラメータのセットに関連付ける処理手段と、複数の個別アップリンクチャネルの少なくとも一部についてのスケジューリング要求を受信する通信手段とを含むことができる。上に示したように、スケジューリング要求は、それぞれの個別アップリンクトランスポートチャネルで伝送されるべき優先度フローを指示するフロー識別子を含む。
上記処理手段は、複数のスケジューリング要求のフロー識別子を、識別されるそれぞれの優先度フローのＱｏＳパラメータのセットに関連付けることができ、基地局のスケジューラは、スケジューリング要求が受信された優先度フローのデータを伝送する個別アップリンクチャネルを、フロー識別子によって指示されたＱｏＳパラメータのセットに基づき、スケジューリングすることができる。
別の実施の形態は、前述の様々な実施の形態及びその変形態様のいずれか１つによるスケジューリング方法の工程を実行するように適合された手段を含む基地局を提供する。
本発明の別の実施の形態によれば、移動通信システムにおける個別アップリンクチャネルでの送信のためにアップリンクリソースを要求する方法が提供される。移動端末は、基地局にてＱｏＳパラメータのセットにそれぞれ関連付けられた少なくとも１つの優先度フローのデータを、個別アップリンクチャネルを介して基地局に送信することができる。
本実施の形態の方法では、移動端末は、個別アップリンクチャネルについてのスケジューリング要求を基地局に送信することができる。このスケジューリング要求は、データが個別アップリンクチャネルで伝送される優先度フローを示すフロー識別子を含む。また、移動端末は、個別アップリンクチャネルについてのスケジューリング割り当てを基地局から受信することができる。
更に、本発明の別の実施の形態は、基地局にてＱｏＳパラメータのセットにそれぞれ関連付けられた少なくとも１つの優先度フローのデータを、個別アップリンクチャネルを介して基地局に送信する移動通信システムにおける移動端末に関する。この実施の形態によれば、移動端末は、個別アップリンクチャネルについてのスケジューリング要求を基地局に送信するとともに、個別アップリンクチャネルについてのスケジューリング割り当てを基地局から受信する通信手段を含むことができる。このスケジューリング要求は、データが個別アップリンクトランスポートチャネルで伝送される優先度フローを示すフロー識別子を含む。
本発明の別の実施の形態では、移動端末は、上に概説された様々な実施の形態のいずれかに従ってアップリンクリソースを要求する方法を実行する手段を更に含む。
更に、本発明の別の実施の形態は、移動通信システムにおける基地局のプロセッサにより実行されると、基地局に、複数の移動端末により複数の個別アップリンクチャネルを介して基地局に送信される複数の優先度フローをスケジューリングさせる命令を格納するためのコンピュータ読取り可能な記憶媒体に関する。ここで、各移動端末は、複数の優先度フローの１つの少なくともデータを複数の個別アップリンクチャネルの１つを介して送信する。これは、次のようにして実現される。すなわち、基地局において複数の優先度フローのそれぞれをＱｏＳパラメータのセットに関連付け、複数の個別アップリンクチャネルの少なくとも一部についての、それぞれの個別アップリンクトランスポートチャネルでデータが伝送される優先度フローを示すフロー識別子を含むスケジューリング要求を基地局において受信し、基地局により、複数のスケジューリング要求のフロー識別子を、識別されるそれぞれの優先度フローのＱｏＳパラメータのセットに関連付け、スケジューリング要求が受信された優先度フローを伝送する個別アップリンクチャネルを、フロー識別子によって指示されたＱｏＳパラメータのセットに基づいて基地局によりスケジューリングすることにより実現できる。
本発明の別の実施の形態によるコンピュータ読取り可能な記憶媒体は、プロセッサにより実行されると、基地局に、上に概説された様々な実施の形態及び変形態様のいずれかによるスケジューリング方法の工程を実行させる命令を更に格納することができる。
更に本発明の別の実施の形態は、移動通信システムにおける移動端末のプロセッサにより実行されると、移動端末に、個別アップリンクチャネルでの送信のためにアップリンクリソースを要求させる命令を格納するためのコンピュータ読取り可能な記憶媒体を提供する。この移動端末は、基地局においてＱｏＳパラメータのセットにそれぞれ関連付けられた少なくとも１つの優先度フローのデータを、個別アップリンクチャネルを介して基地局に送信することができる。これは、個別アップリンクチャネルについての、データが個別アップリンクトランスポートチャネルで伝送される優先度フローを示すフロー識別子を含むスケジューリング要求を基地局に送信し、個別アップリンクチャネルについてのスケジューリング割り当てを基地局から受信することにより、達成することができる。
別の実施の形態によるコンピュータ読取り可能な記憶媒体は、プロセッサにより実行されると、移動端末に、上に概説した様々な実施の形態及び変形態様のいずれかによるアップリンクリソースを要求する方法の工程を実行させる命令を更に格納する。
以下、添付図面を参照し本発明を更に詳細に説明する。各図面における同様の又は対応する細部には同一の参照符号が付与されている。
以下の段落では、本発明の様々な実施の形態を説明する。例示的な目的のみのため、大部分の実施の形態はＵＭＴＳ通信システムに関連して概説され、以降の節で使用される用語は主にＵＭＴＳ用語に関連する。但し、使用される用語、及びＵＭＴＳ構成に関する実施の形態の説明は、本発明の原理及び思想をこれらのシステムに限定するように意図するものではない。
また、上記背景技術の中で示された詳細な説明は、以下に説明される主としてＵＭＴＳ向けの例示的実施の形態をよりよく理解することを意図しており、従って本発明を、移動通信ネットワークにおける処理及び機能について説明された特定の実施の形態に限定するものと理解すべきではない。
以降の節で概説される思想及び原理は、個別アップリンクチャネルでのアップリンクデータ送信を提供する移動通信システムに適用可能であり、ここでは基地局はそれぞれのセルの移動端末にスケジューリング機能を提供することができる。
上に示したように、本発明は、例えば、ＵＭＴＳ移動通信システムにおいて、拡張個別チャネル（Ｅ−ＤＣＨ）でのアップリンク送信に使用するのに好適である。
各ユーザのＱｏＳ要件に基づく効率的なスケジューリングのために、ノードＢは、Ｅ−ＤＣＨにマッピングされた無線ベアラのＱｏＳ特性についての情報を必要とし、ＵＥは、異なるＵＥ間のＱｏＳ区別を可能にするために、どのアプリケーションに対してアップリンクリソースが要求されたかをノードＢのスケジューラに指示する必要がある。この情報に基づいて、スケジューラは、異なるＵＥから受信されたスケジューリング要求を区別することができ、Ｅ−ＤＣＨで送信される個々のサービスのＱｏＳ要件を満たすためにＵＥに優先度を付けることができる。
様々なサービス（無線アクセスベアラ−ＲＡＢ）からのデータパケットを搬送する異なるデータフロー（ＭＡＣ−ｄフロー）を、ＵＥからノードＢに送信することができる（図５を参照）。幾つかの論理チャネルは同一ＭＡＣ−ｄフローにマッピングすることができ、これはＭＡＣ−ｄの多重化と呼ばれる。
無線リソース管理の観点からは、ＭＡＣ−ｄフローは、特定のＰＨＹ／ＨＡＲＱ特性、例えば、最大再送回数又は利得係数が割り当てられ得る論理ユニットを表す。従って、２つの論理チャネルが同じＭＡＣ−ｄフローにマッピングされた場合、下位レイヤの観点からは、それらには同じ送信パラメータが提供されることとなる。例えば、異なる優先度を有する幾つかの論理チャネルが同じフローに多重化された場合、各ＭＡＣ−ｄフローは、複数の優先度キューに分散させることができる。
無線アクセスネットワークは、無線ベアラセットアップ中、対応するＭＡＣ−ｄフロー及び優先度キューへの論理チャネルのマッピングを設定することができる。各優先度キューが、優先度クラスとも呼ばれ得る何らかのＱｏＳ特性を表すように、無線ベアラ設定は選択されなければならない。ＭＡＣ−ｄフロー及び優先度キューは、本明細書では優先度フローとも呼ばれることに留意されたい。
本発明の一実施の形態によれば、ＱｏＳ認識型スケジューリングを可能にするために、Ｓ−ＲＮＣは、各優先度キューに関連付けられたＱｏＳ特性をスケジューリングノードＢにシグナリングすることができる。あるＱｏＳパラメータは、アップリンクデータ送信用の優先度キューに関連付けてもよい。ノードＢにおいてスケジューリングのために考慮され得るＱｏＳ属性の例は、
●転送遅延
●保証ビットレート
●トラフィック取扱優先度
●トラフィッククラス
●並べ替え解除タイマＴ１
である。
●転送遅延
●保証ビットレート
●トラフィック取扱優先度
●トラフィッククラス
●並べ替え解除タイマＴ１
である。
ノードＢへシグナリングされるＱｏＳ属性値の幾つかは、演算可能な（operable）値に適合する必要があるかもしれない、すなわち、ＱｏＳ属性のマッピングは、異なるベアラサービス間の幾つかの属性については実現可能である、ということに留意されたい。
例えば、ＵＭＴＳベアラ及び内在する無線アクセスベアラが確立された場合、コアネットワークを介した伝送は既に何らかの遅延を示唆し、従って許容遅延の一部を既に使用しているので、要求された転送遅延属性は、ＵＭＴＳレベル（ＵＥ←→ＣＮ）では、無線アクセスベアラレベル（ＵＥ←→ＲＮＣ）での対応する属性と同じ値を有していない。
従って、転送遅延属性は、ＵＥとノードＢとの間の転送遅延値と比較して、無線ベアラレベル（ＵＥ←→ＲＮＣ）では同じ値を有していない。従って、ノードＢに無線ベアラレベルでの遅延値をシグナリングする前に、ＲＮＣは、それをＵＥとノードＢとの間の転送遅延値へマッピングすることができ、ＲＮＣとノードＢとの間のＩｕｂ／Ｉｕｒ遅延は、転送遅延値のマッピングにおいて考慮される。
１つの例示的な定義によれば、遅延属性（転送遅延）は、ＵＥとノードＢとの間で配信されたすべてのＭＡＣ−ｅ ＳＤＵについての遅延分布の９５パーセンタイル値についての最大遅延を指示する。転送遅延属性値の設定は実施上の問題である。
例えば、１つの可能な実施は、転送遅延属性を、ＵＥにおいて使用される廃棄タイマと同じ値に設定することであろう。廃棄タイマは、ここではＭＡＣ−ｅ ＳＤＵの「存続期間（lifetime）」を定義するものであり、優先度キュー又は送信バッファにＭＡＣ−ｅ ＳＤＵが到着した時から開始される。タイマの時間が経過すると、ＵＥは、優先度キュー又は送信バッファからＭＡＣ−ｅ ＳＤＵを廃棄することができる。この遅延属性は、異なるＵＥからの異なるスケジューリング要求を区別する場合に、考慮することができる。
ノードＢへシグナリングされ得る別のＱｏＳパラメータの例は、並べ替え解除タイマである。並べ替え解除タイマは、並べ替えバッファ内の機能停止の回避を制御する。並べ替え解除タイマの値は上位レイヤにより設定することができる。
Ｓ−ＲＮＣからノードＢへ（例えば、ＮＢＡＰシグナリングを介して）の優先度フローに関連付けられたＱｏＳ属性を提供するためのシグナリングメッセージは、無線リンクセットアップ要求（RADIO LINK SETUP REQUEST）メッセージである。優先度フローのＱｏＳ属性は、Ｓ−ＲＮＣからノードＢに送信される無線リンク再設定要求（RADIO LINK RECONFIGURATION REQUEST）メッセージを介してノードＢへシグナリングすることもできる。ＱｏＳ情報を含む例示的な情報要素（ＩＥ）は、以下のようなものである。
この情報に基づいて、ノードＢは、異なるＵＥ、すなわち、異なるＥ−ＤＣＨのＱｏＳ要件を区別することができ、特定のサービスに対する品質要件を満たすためにアップリンク送信をそれに従ってスケジューリングすることができる。
上述のように、ＵＥがＥ−ＤＣＨに幾つかの無線アクセスベアラ（ＲＡＢ）を割り当ててマッピングした場合、ＵＥは、どのサービス（ＲＡＢ）のためにアップリンクリソースを要求するのかをスケジューリングノードＢに指示することができる。すべてのＲＡＢは異なるＱｏＳ要件を有し得るので、これは実現可能である。
例えば、優先度キューにＱｏＳ属性を関連付ける場合を考えると、ＵＥは、スケジューリング要求メッセージの中で、優先度キューＩＤを優先度フロー識別子としてシグナリングすることができる。ノードＢのスケジューラは、優先度キューに関連付けられたＱｏＳ要件を与えられる。これは、上に概説したように、Ｓ−ＲＮＣから受信された制御シグナリングに基づいて実現できる。
ＱｏＳパラメータと優先度キューとの間の関連付けに基づいて、ノードＢは、異なるＵＥから受信された異なるスケジューリング要求に基づいてスケジューリングの決定を行う際に、スケジューリング要求の中で指示された優先度キューのＱｏＳパラメータを考慮することができる。従って、ＵＥは、レート制御スケジューリングモード又はタイムアンドレート制御スケジューリングモードを使用するかどうかとは別に、スケジューリング要求をする際、優先度キューＩＤを例えば常時シグナリングすることができる。
優先度キューの数はある最大値に制限されるので、アップリンクにおける優先度キューＩＤのシグナリングによる追加オーバーヘッドはそれほど重大ではないであろう。例示的目的のために、優先度キューの最大数がＥ−ＤＣＨに対し８に設定されたと仮定すると、これはスケジューリング要求メッセージにおいて３ビットの追加オーバーヘッドに相当する。
図１０に、３つのＵＥがスケジューリング要求をスケジューリングノードＢに送信する例示的な状況を示す。スケジューリング要求は、送信すべきアップリンクデータが格納される優先度キューの優先度キューＩＤ（Priority Queue ID）についての情報を含む。更に、スケジューリング要求は、例えばＵＥのバッファ占有度（ＢＯ：buffer occupancy）と利用可能な送信電力（Ｔｘ電力）を指示することができる。一実施の形態によれば、スケジューリング要求は、ＭＡＣ制御シグナリングを介してノードＢに供給される。例えば、スケジューリング要求は、ＭＡＣ−ｅ制御ＰＤＵにおいて伝達することができる。これには、スケジューリング要求の送信がＨＡＲＱプロトコルにより扱われ、従ってその正常な配信が保証できるという利点があると考えられる。
ノードＢは、ＵＥの指示された優先度キューに関連付けられたＱｏＳ要件を知っているので、ＵＥの異なるＱｏＳ要件を区別でき、それに応じてスケジューリングを実行できる。従って、例えば、スケジューリング要求において指示されたＵＥ＃１の優先度キューが、遅延に敏感な（delay-sensitive）サービスデータ（例えば、ストリーミングデータ）の送信に使用された場合、関連付けられたＱｏＳパラメータ（QoS parameters）は、データ送信の許容遅延に関して高い要求を指示することができる。他のＵＥは、関連付けられたＱｏＳパラメータにおいていかなる遅延要件も指定されることなくバックグラウンドサービスのデータを送信するだけでよいが、ノードＢにより割り当てるべき利用可能なアップリンクリソースが、３つのＵＥすべてからデータを送信するのに十分ではない場合、ノードＢは、最も要求の厳しいＱｏＳ要件を有するＵＥ＃１のみをスケジューリングすることを決定してよい。
上の例示的な例は、ＱｏＳパラメータと優先度キューとの関連付けに関係するが、ＱｏＳパラメータとＭＡＣ−ｄフローとの間の関連付けもまた予測できることは明らかである。上記例と同様に、ＵＥは、データがＥ−ＤＣＨで送信されるＭＡＣ−ｄフローを、ノードＢへ供給されるスケジューリング要求において特定することができる。これは、並べ替えが優先度キュー毎ではなくＭＡＣ−ｄフロー毎に行われることを示唆していると考えられる。例えば、ＭＡＣ−ｄフローＩＤは、このシナリオではそれぞれのＭＡＣ−Ｄフローを識別するために使用することができる。
本発明の別の実施の形態は、異なる優先度キュー又は異なるＭＡＣ−ｄフローからのデータが多重化されてＭＡＣ−ｅ ＰＤＵを形成する状況を考える。例えば、この動作は、例えば１０ｍＳのＴＴＩを使用する場合、すなわちフレームが極めて大きくなり得る状況において、より良好なフレーム充填効率（frame fill efficiency）を提供するのに有益である。
１つのＴＴＩ内の異なるＭＡＣ−ｄフローからのデータの多重化を許容することにより、対応するＴＴＩおよびノードＢのスケジューラによりサポートされるＱｏＳのための送信パラメータ（最大再送回数、利得係数）の選択に関する問題が生じる。Ｅ−ＤＣＨトランスポートチャネルは１つしか存在しないので、異なるＱｏＳ要件を有する異なるＭＡＣ−ｄフローが多重化されても、１つのＴＴＩに対し１セットのＱｏＳパラメータを関連付けることのみが可能である。優先度キューがＵＥのＭＡＣエンティティのＴＦ選択エンティティにより多重化された場合、同様な問題が生じ得る。
従って、送信設定の観点からは、この問題の１つの解決策は、多重化されたすべての優先度フローの中で最も要求の厳しいＱｏＳ要件であるＱｏＳ要件を満たす送信パラメータを常に選択するということである。
しかしながら、Ｅ−ＤＣＨトランスポートチャネルの送信パラメータを最も要求の厳しいアプリケーションの送信パラメータに整合させることは、システム性能に著しい影響を及ぼすかもしれないということに留意されたい。
同じ手法は、各アプリケーション／サービスのＱｏＳ要件に基づくスケジューリングに関して、使用可能であろう。異なる優先度キュー又はＭＡＣ−ｄフローからのデータが１つのＭＡＣ−ｅ ＰＤＵに多重化された場合、ノードＢは、スケジューリングを実行する際に最も要求の厳しい優先度キュー又はＭＡＣ−ｄフローのＱｏＳ要件が考慮されるように、ＵＥをスケジューリングすることができる。このことは、ＵＥが、最も要求の厳しいアプリケーションの優先度キューＩＤ又はデータのＭＡＣ−ｄフローＩＤを、スケジューリング要求においてノードＢにシグナリングすることができることを意味する。
ノードＢ内のスケジューラは、シグナリングされた優先度キューＩＤ又はＭＡＣ−ｄフローＩＤにそれぞれ関連付けられたＱｏＳ要件に基づき、異なるＵＥから受信した異なるスケジューリング要求の中で優先度付けを行うことができる。
上記例示的な実施の形態では、優先度キュー又はＳ−ＲＮＣからノードＢへのＭＡＣ−ｄフローに関連付けられたＱｏＳ属性の制御シグナリングによるシグナリングについて検討した。現在のＵＭＴＳ仕様によれば、ＵＥにおける非アクセス層（ＮＡＳ：non-access stratum）レベルでのサービス品質（ＱｏＳ）要件のみが知られている。すなわち、ＵＥはアプリケーションレベルでのＱｏＳ要件を認識するだけである。
現在は、特定のサービスのＱｏＳは、ＰＤＰコンテキストアクティブ化の間にＵＥとＣＮとの間でネゴシエーションされる。ＩＥ「サービス品質」は、コンテキストアクティブ化要求（Activate PDP Context Request）メッセージ及びＰＤＰコンテキストアクティブ化許容（Activate PDP Context Accept）メッセージに含まれている。
ＵＥのアクセス層（ＡＳ：access stratum）は、無線ベアラ（ＵＥ←→ＲＮＣ）レベルでのＱｏＳ要件に関する知識を有していない。これらのＱｏＳ属性が知らされた場合は、（例えば、スケジューリング要求を送信する）ＵＥ側のスケジューリング部にとって有益だろう。
無線ベアラのＱｏＳパラメータの情報から恩恵を受け得る別の機能エンティティは、ＴＦ選択エンティティである。現在の仕様によれば、ＴＦＣ選択は、論理チャネルの絶対的な優先度（ＭＬＰ）にのみ基づいて行われる。ＴＦＣ選択のために、異なるサービスのＱｏＳ属性が考慮されると、手順が改善されるとともに低い優先度のデータの枯渇のような現象は回避される。
従って、本発明の別の実施の形態によれば、上述のようにノードＢへシグナリングされたＱｏＳ属性は、Ｓ−ＲＮＣからＵＥへシグナリングされる。これは、ＲＲＣシグナリングを介して、例えばＱｏＳパラメータを無線ベアラセットアップメッセージ又は無線ベアラ再設定メッセージに含めることにより、達成することができる。あるいは、新たなシグナリングメッセージを定義してもよい。
本発明の別の実施の形態は、Ｅ−ＤＣＨのための、いわゆる「ブーストモード（boosted mode）」アップリンク送信に関する。上に示したように、Ｅ−ＤＣＨにより送信されると予測されるサービスは、インタラクティブサービス、バックグラウンドサービス、ストリーミングサービス、そしてボイスオーバーＩＰ（ＶｏＩＰ）のような通話サービスである。
これらのトラフィックの各クラスに対し、異なるＱｏＳ要件が定義される。例えば、通話クラスは厳しい遅延要件を有する。従って、ＱｏＳサービスクラスによって、アップリンクデータ送信の送信パラメータは異なる。
遅延クリティカルなサービス（ボイスオーバーＩＰ）のデータは、例えば、膨大な回数の再送信や遅延を回避するためにより高い送信電力（ＨＡＲＱ動作点）で送信することができる。ＵＥは、アップリンクデータ送信に使用される各ＴＦＣ（トランスポートフォーマット）に対して利得係数を計算することができる。ここで、利得係数はＤＰＣＣＨからの電力オフセットを表す。あるいは、利得係数は、ＵＴＲＡＮからのシグナリングにより明示的に設定することができる。
アップリンク送信のいわゆる「ブーストモード」は、遅延に非常にクリティカルなデータの送信に対し使用することができる。送信ブーストは、このモードにおいて適用される、アップリンクデータ送信のための幾らかの追加の利得係数（電力オフセット）により達成される。「通常モード（normal mode）」の利得係数は、前に説明したように、各ＴＦＣに対して計算されるか又は明示的に設定される利得係数である。
従って、「ブーストモード」で送信する際、Ｅ−ＤＰＤＣＨに適用される利得係数は、
ＴＦＣに関連付けられた利得係数＋追加利得係数
または、換言すれば、
ＴＦＣに関連付けられた利得係数＋ブースト利得係数（boosted gain factor）
である。
ＴＦＣに関連付けられた利得係数＋追加利得係数
または、換言すれば、
ＴＦＣに関連付けられた利得係数＋ブースト利得係数（boosted gain factor）
である。
ブースト利得係数は、例えばＵＴＲＡＮによりＵＥにシグナリングされるある定数でよい。
無線ベアラセットアップ（Radio Bearer Setup）メッセージによりＵＥとＵＴＲＡＮとの間に無線ベアラを設定する際、ＵＴＲＡＮは、無線ベアラを「ブーストモード」かあるいは「通常モード」で送信すべきかを指示することができる。
ノードＢのスケジューラは、アップリンクデータ送信のために、利用可能なセルリソースをその制御下のＵＥ間で共有する。基本的には、ノードＢは、ＵＥがＥ−ＤＣＨで送信を許される最大データレートを制御する。
従って、効率的なリソース割り当てのために、ＵＥが「ブーストモード」かあるいは「通常モード」で送信しているかをノードＢが認識している場合、それは実現可能である。ＵＥが「ブーストモード」で送信する場合、ブースト利得係数を適用することにより、同じデータレートに対し、「通常モード」での送信と比較して更に多くのアップリンクリソースがＵＥのアップリンク送信には必要である。従って、ＵＥは、スケジューリング要求によりその動作モードを指示することができる。
この実施の形態によれば、ＵＥの送信モードは、優先度フローに関連付けられたＱｏＳパラメータであると考えられる。従って、ノードＢにおけるＱｏＳパラメータは、その関連付けられた優先度フローが「ブーストモード」又は「通常モード」での送信を必要とするかを更に指示することができる。従って、優先度キュー又はＭＡＣ−ｄフローに関連付けられたＱｏＳ要件をノードＢにシグナリングする際、Ｓ−ＲＮＣは、この優先度キュー又はＭＡＣ−ｄフローのデータが「通常モード」又は「ブーストモード」で送信されるかを示すＩＥ「送信モード」を、ＱｏＳパラメータに含めることができる。
上記様々な実施の形態で概説されたように、優先度キューＩＤ又はＭＡＣ−ｄフローＩＤをスケジューリング要求の中で送信することにより、ノードＢは、特定のＵＥの送信モードを決定することができ、それに応じてアップリンク送信をスケジューリングすることができる。
あるいは、この実施の形態の別の態様によれば、送信モードは、例えば１ビットのフラグ「送信モード」によりスケジューリング要求の中で明示的に指示されてもよい。それにより、送信モードは、例えばバッファ充填状態に基づいて、ＵＥにより交互に切り替えることができる。例示的な目的としては、遅延クリティカルなサービスを実行するＵＥは、Ｅ−ＤＣＨでの遅延クリティカルなサービスのデータ送信のために「ブーストモード」を使用することが許されると想定することができる。しかしながら、ＵＥ自体が、この優先度フローからのデータの送信に「ブーストモード」か又は「通常モード」を使用すべきかを決定することができる。例えば、「ブーストモード」を使用すべきか否かに関する決定は、バッファ占有度、例えばＲＬＣバッファ充填状態又は優先度キュー充填状態に基づくことができる。
まず、ＵＥは、「通常モード」動作において、遅延クリティカルなサービスのＱｏＳ要件を満たすのに十分なリソースを割り当てられているものと想定してよい。ＵＥのバッファ充填状態が低い場合、ＰＤＵのＨＡＲＱ再送は、遅延クリティカルな特定のサービスのために、許容可能な遅延を導入することができる。
しかしながら、ＵＥに割り当てられたデータレートが略一定であると仮定すると、バッファ充填状態の増加は、ＵＥがＰＤＵを送信できる前のＰＤＵについての追加遅延を示唆する。従って、再送がもたらす追加遅延は、そのサービスのＱｏＳ制約を満たそうとする場合は許容不可能となり得る。このため、ＵＥは、「ブーストモード」への切り替えを決定することができる。Ｅ−ＤＣＨ送信に追加の電力オフセットを適用することは、アップリンクＰＤＵ配信の成功に必要な再送回数を減らすことにもなる。これにより、再送による暗黙的な遅延を低減でき、サービスのＱｏＳ要件を満たすことができる。
使用する送信モードのＵＥへのシグナリングは、例えば、ＩＥ「送信モード」を含むことにより実施できる。このＩＥ「送信モード」は、無線ベアラセットアップメッセージ又は無線ベアラ再設定メッセージのような適切なシグナリングメッセージの中の１ビットのフラグであり得る。フラグが１に設定された場合、ＵＥは、この無線ベアラのデータを「ブーストモード」で送信しなければならないことを知り、従って、追加の電力オフセットを当該ベアラ上のアップリンク送信に加えることができる。
ＵＥからノードＢへ動作モードを指示するための別の解決策は、上に概説したように、スケジューリング要求の中の１ビットフラグ「送信モード」により、スケジューリング要求において明示的に指示することである。この解決策によれば、スケジューリング要求は「送信モード」フラグのみを含み、優先度フローをノードＢに指示しない。スケジューリング要求を受信すると、ノードＢは、追加の電力オフセットをその無線ベアラでのアップリンク送信に加えるべきかどうかを、このスケジューリング要求から認識することができ、Ｅ−ＤＣＨでのアップリンク送信をスケジューリングする際にこの情報を考慮することができる。
従って、この解決策では、ノードＢがＱｏＳ属性とその優先度フローへのマッピングとにより設定されることは必要ではない。それでもなお、「ＱｏＳ認識型」スケジューリングは、アップリンク動作モードをＱｏＳパラメータと考慮する場合、提供することができる。しかしながら、Ｅ−ＤＣＨでのアップリンク送信は、Ｅ−ＤＣＨ送信に加えられる追加の電力オフセットに関してのみ最適化できるが、転送遅延のような他のＱｏＳパラメータに関しては最適化できない。この解決策の別の態様によれば、ＵＥは、上に概説したように「ブーストモード」と「通常モード」との間で動作モードを交互に切り替えることが可能である。
より少ない細かさでＱｏＳ認識型スケジューリングを提供するための別の可能な解決策につき、以下の節で説明する。優先度キュー又はＭＡＣ−ｄフローに関連付けられたＱｏＳ属性をノードＢへシグナリングする代わりに、Ｓ−ＲＮＣは、Ｅ−ＤＣＨにマッピングされた各無線ベアラに優先度クラスを割り当てることができる。無線ベアラの優先度クラスへの分類は、その無線ベアラのＱｏＳ要件に基づく。優先度クラスは、例えば０と１５との間の整数値とすることができ、０に等しい優先度クラスは最高の優先度を表す。
Ｓ−ＲＮＣは、優先度クラスを各優先度キュー又はＭＡＣ−ｄフローへ関連付けることができ、この関連付けについての情報をノードＢへシグナリングすることができる。ＵＥからのスケジューリング要求の中でシグナリングされた優先度キューＩＤ又はＭＡＣ−ｄフローＩＤに基づき、ノードＢは、それに関連付けられた優先度クラスに基づき、異なるＵＥ間で優先度付けを行うことができる。
優先度クラスを各優先度キュー又はＭＡＣ−ｄフローに割り当てることは、ＱｏＳ属性のシグナリングと比較してより少ないシグナリングオーバーヘッドを必要とするとはいえ、ノードＢは、異なるＵＥ間の相対的な優先度についてのみ知っている。しかしながら、ある無線ベアラの詳細なＱｏＳ要件は、上述したこの手法ではノードＢに知られない。
更に、例えば、Ｅ−ＤＣＨでＵＥにより送信される優先度フローのデータを、例えば１つの所定の優先度クラス又は複数の所定の優先度クラスにマッピングすることができる場合、この解決策により「ブーストモード」動作もサポートされ得ることに留意されたい。
本発明の別の実施の形態は、ＱｏＳ認識型スケジューリングのための上述の様々な実施の形態、その変形態様及び解決策を、ハードウェア及びソフトウェアを使用することにより実施することに関する。上述の様々な方法だけでなく、上述の様々な論理ブロック、モジュール及び回路は、例えば汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又は他のプログラム可能な論理デバイス等のコンピュータ装置を使用することにより実施又は実行できることが理解できる。本発明の様々な実施の形態は、これら装置の組み合わせにより実行又は具現化することもできる。
更に、ＱｏＳ認識型スケジューリングのための本発明の様々な実施の形態、その変形態様及び解決策は、プロセッサにより実行されるソフトウェアモジュールを用いて、又は直接にハードウェアにおいて、実施することもできる。また、ソフトウェアモジュールとハードウェア実装とを組み合わせることも可能である。上記ソフトウェアモジュールは、例えばＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリー、レジスター、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の任意の種類のコンピュータ読取り可能な記憶媒体上に格納することができる。
Claims (17)
- 移動端末が個別アップリンクチャネルにマッピングされたフローのデータを基地局に送信する移動通信システムであって、
前記基地局は、
無線ネットワーク制御装置から、前記フローに関するＱｏＳ情報を、複数の前記移動端末の少なくとも一つから、前記フローを示す識別子と、前記移動端末のバッファ占有度についての情報と、前記移動端末が利用可能な送信電力についての情報とを含むスケジューリング要求を、受信する通信手段と、
前記識別子によって示された前記フローに関する前記ＱｏＳ情報と、前記バッファ占有度についての情報と、前記送信電力についての情報とを用いて、複数の前記移動端末の送信をスケジューリングするスケジューリング手段と、を含み、
前記移動端末は、
前記フローを示す識別子を含む前記スケジューリング要求を、前記基地局に送信する送信手段を含み、
前記送信手段は、前記基地局によるスケジューリングに従って、前記データを、前記基地局に送信する、
移動通信システム。 - 前記フローには、少なくとも一つの論理チャネルがマッピングされている、
請求項１記載の移動通信システム。 - 前記フローは、優先度を有する、
請求項１または請求項２記載の移動通信システム。 - 前記フローは、ＭＡＣ−ｄフローに多重化される、
請求項１から請求項３のいずれかに記載の移動通信システム。 - 前記ＱｏＳ情報は、前記フローのデータに関連付けられた送信モードを含む、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の移動通信システム。 - 前記送信モードは、前記フローのデータが、追加の利得係数を適用して送信されるかどうかを示す、
請求項５記載の移動通信システム。 - 前記スケジューリング要求は、ＭＡＣ制御シグナリングを介して送信され、前記基地局によって受信される、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の移動通信システム。 - 前記基地局から、前記基地局において受信されたスケジューリング要求を送信した、複数の前記移動端末の少なくとも一つへ、前記個別アップリンクチャネル上の前記移動端末に割り当てられたアップリンクリソースを示すスケジューリング割り当てを送信する工程、をさらに含む、
請求項１から請求項７のいずれかに記載の移動通信システム。 - 前記無線ネットワーク制御装置は、複数の前記移動端末の少なくとも１つの無線リソース制御シグナリングを終端するネットワーク要素である、
請求項１から請求項８のいずれかに記載の移動通信システム。 - 前記ＱｏＳ情報は、前記無線ネットワーク制御装置から送信された設定メッセージに含まれる、
請求項１から請求項９のいずれかに記載の移動通信システム。 - 前記ＱｏＳ情報は、前記無線ネットワーク制御装置から送信された無線リンクセットアップメッセージ又は無線リンク再設定メッセージに含まれる、
請求項１から請求項１０記載のいずれかに記載の移動通信システム。 - 前記無線ネットワーク制御装置は、サービング無線ネットワーク制御装置である、
請求項１０から請求項１１のいずれかに記載の移動通信システム。 - 前記フローは、単一の個別アップリンクチャネルに多重化される、
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の移動通信システム。 - 前記識別子は、最も高い優先度フローを示す、
請求項１から請求項１３のいずれかに記載の移動通信システム。 - 前記最も高い優先度フローは、最も高いＱｏＳ要求を有し、
前記最も高いＱｏＳ要求は、前記データの転送遅延属性について最大遅延を示す、
請求項１４記載の移動通信システム。 - 前記フローは、前記識別子によって識別されるＱｏＳ情報に関連付けられている、
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の移動通信システム。 - 移動端末が個別アップリンクチャネルにマッピングされたフローのデータを基地局に送信する移動通信システムで用いられるスケジューリング方法であって、
前記基地局において、無線ネットワーク制御装置から、前記フローに関するＱｏＳ情報を、複数の前記移動端末の少なくとも一つから、前記フローを示す識別子と、前記移動端末のバッファ占有度についての情報と、前記移動端末が利用可能な送信電力についての情報とを含むスケジューリング要求を、受信する工程と、
前記基地局において、前記識別子によって示された前記フローに関する前記ＱｏＳ情報と、前記バッファ占有度についての情報と、前記送信電力についての情報とを用いて、複数の前記移動端末の送信をスケジューリングする工程と、
前記移動端末において、前記フローを示す識別子を含む前記スケジューリング要求を、前記基地局に送信する工程と、
前記移動端末において、前記基地局によるスケジューリングに従って、前記データを、前記基地局に送信する工程と、
を含むスケジューリング方法。
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