JP4599361B2 - 膠着状態を回避するための受信期待番号及び受信者ウィンドウ更新方法 - Google Patents

膠着状態を回避するための受信期待番号及び受信者ウィンドウ更新方法 Download PDF

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Description

本発明は、無線通信に関し、特に、膠着状態を回避するために受信期待番号(Next−Expected Transmission Sequence Number: 以下、NETと略称する)及び受信者ウィンドウ(Receiver Window)を更新することにより、データブロックを処理する方法に関する。
本発明は、ヨーロッパ式IMT−2000システムであるUMTSにおける高速ダウンリンクパケットアクセス(High−Speed Downlink Packet Access:HSDPA)において、受信期待番号及び受信者ウィンドウを採用する端末(UE)により再整理バッファ(reordering buffer)を制御する方法に関し、特に、受信期待番号が受信者ウィンドウ範囲外に位置するとき、MAC−hs PDUが上位層に転送されないことによる膠着状態を防止するために前記再整理バッファを制御する方法に関する。
UMTSは、ヨーロッパ式GSM(Global System for Mobile Communications)から進化した第3世代移動通信システムであり、GSMコアネットワーク及びW−CDMA技術に基づいて向上した移動通信サービスを提供することを目的とする。
図1は、一般的なUMTSネットワーク100の構造を示す図である。図1に示すように、UMTSは、UE110、UMTS無線アクセスネットワーク(UMTS Terrestrial Radio Access Network:UTRAN)120、及びコアネットワーク(CN)130から構成される。前記UTRANは、1つ以上の無線ネットワークサブシステム(Radio Network Sub−systems:RNS)121、122から構成され、各RNSは、1つの無線ネットワーク制御装置(Radio Network Controller:RNC)123、124及び該RNCにより管理される1つ以上の基地局(Node Bs)125、126から構成される。前記RNCにより管理されるNodeBは、アップリンクで前記UEの物理層から転送されるデータを受信し、ダウンリンクでUEにデータを送信することにより、前記UEとのUTRANのアクセルポイントの役割を果たす。前記RNCは、無線リソースの割り当て及び管理を担当し、前記CNとのアクセスポイントの役割を果たす。
特定UEのための専用無線リソースを管理するRNCは、SRNC(Serving RNC)123と称され、1つのセル内の複数のUEのための共用無線リソースを管理するRNCは、CRNC(Controlling RNC)と称される。また、前記UEが移動するとき、前記SRNCを除いて前記UEが経由する全てのRNCは、DRNC(Drift RNC)124と称される。前記DRNC124は、ユーザデータのルーティングを容易にし、共用リソースとしてコードを割り当てる。
前記RNCと前記CN間のインタフェースはIuインタフェースと称され、前記SRNCと前記DRNC間のインタフェースはIurインタフェースと称され、さらに、前記RNCとNodeB間のインタフェースはIubインタフェースと称される。各インタフェースは、転送ベアラ(Transport Bearer)を介して制御情報やデータ転送サービスを提供する。例えば、前記Iubインタフェースで提供されるベアラはIub転送ベアラと称され、該Iub転送ベアラは、前記RNCとNodeB間に制御情報やデータ転送サービスを提供する。
図2は、前記UEと前記UTRAN間の3GPP無線アクセスネットワーク規格に基づく無線インタフェースプロトコルの構造を示す図である。図2の無線インタフェースプロトコルは、水平的には物理層と、データリンク層と、ネットワーク層とに区分され、垂直的にはデータ情報転送のためのユーザプレーンと制御信号(Signaling)の転送のための制御プレーンとに区分される。すなわち、前記ユーザプレーンは、音声やインターネットプロトコル(IP)パケットのようなユーザーのトラヒック情報が転送される領域であり、前記制御プレーンは、ネットワークのインタフェース、セルの維持及び管理などに関する制御情報が転送される領域である。図2のプロトコル層は、通信システムにおいて公知の開放型システム間相互接続(OSI)参照モデルの下位3層に基づいて第1層L1、第2層L2、第3層L3に区分される。
以下、図2に示す各層をより詳細に説明する。第1層L1、すなわち、物理層は、多様な無線転送技術を利用して上位層に情報転送サービス(Information Transfer Service)を提供し、上位に位置する媒体アクセス制御(MAC)層とは転送チャネル(Transport Channel)で接続される。前記転送チャネルで前記MAC層と前記物理層間をデータが移動する。
前記MAC層は、データ転送、無線リソースの再割り当て、及びMACパラメータを提供する。前記MAC層は、RLC層という上位層と論理チャネルで接続され、転送情報の種類によって多様な論理チャネルが提供される。
一般に、制御プレーンの情報を転送する場合は制御チャネルが利用され、ユーザプレーンの情報を転送する場合はトラヒックチャネルが利用される。
前記MAC層は、管理する転送チャネルの種類によってMAC−bサブレイヤ、MAC−dサブレイヤ310、MAC−c/shサブレイヤ320、MAC−hsサブレイヤ330に区分される。
前記MAC−bサブレイヤは、システム情報のブロードキャストを担当する転送チャネルであるBCH(Broadcast Channel)を管理する。
前記MAC−dサブレイヤ310は、特定端末に対する専用転送チャネルであるDCH(Dedicated Channel)を管理する。従って、UTRANのMAC−dサブレイヤは、該当端末を管理するSRNCに位置し、各UEにも1つのMAC−dサブレイヤが存在する。
前記UTRANのMAC−c/shサブレイヤ320は、複数の端末と共有するフォワードアクセスチャネル(Forward Access Channel:FACH)、ダウンリンク共有チャネル(Downlink Shared Channel:DSCH)のような共通転送チャネルを管理する。前記UTRANにおいて、前記MAC−c/shサブレイヤは、各セルに1つずつ存在し、CRNC内に位置する。各UEにも1つのMAC−c/shサブレイヤが存在する。
前記MAC−hsサブレイヤ330は、パケットスケジューリングやHARQ(Hybrid ARQ)動作などのHSDPA(High Speed Data Packet Access)に関連した機能を実行する。
前記RLC層は、信頼性のあるデータの転送をサポートし、上位層から転送された複数のRLCサービスデータ単位(SDU)の分割及び連結機能を果たす。前記RLC層は、上位層から前記RLC SDUを受信すると、処理容量に応じた適切な方法でそれぞれのRLC SDUのサイズを調節し、ヘッダ情報を含む所定データ単位を生成する。前記生成されたデータ単位は、プロトコルデータ単位(PDU)と呼ばれ、論理チャネルで前記MAC層に転送される。前記RLC層は、前記RLC SDU又はRLC PDUを保存するためのRLCバッファを含む。
ブロードキャスト/マルチキャスト制御(Broadcast/Multicast Control:BMC)層は、前記RLC層の上位に位置し、前記CNから受信されたセルブロードキャスト(Cell Broadcast:CB)メッセージをスケジューリングし、特定セルに位置するUEに前記CBメッセージをブロードキャストする。
パケットデータコンバージェンスプロトコル(Packet Data Convergence Protocol:PDCP)層は、RLC層の上位に位置し、IPv4やIPv6などのネットワークプロトコルを介して転送されるデータを相対的に狭い帯域幅を有する無線インタフェース上で効率的に転送するために使用される。このために、前記PDCP層は、有線ネットワークにおいて使用される不要な制御情報を減らす機能を果たし、この機能をヘッダ圧縮と言う。
第3層L3の最下部に位置する無線リソース制御(Radio Resource Control:RRC)層は制御プレーンにおいてのみ定義され、無線ベアラ(Radio Bearer:RB)の設定、再設定及び解除に関連して論理チャネル、転送チャネル及び物理チャネルを制御する。ここで、RBサービスとは、UEとUTRANによるサービスの所定品質を保障するために、端末とUTRAN間のデータ転送のために第2層L2が提供するサービスである。一般に、RBの設定とは、それぞれの具体的なパラメータ及び動作方法だけでなく、特定サービスの提供のために必要なプロトコル層及びチャネルの特性を規定することを意味する。
特定UEのRRC層とUTRANのRRC層がRRCメッセージを交換し得るように接続されているときは、該当UEがRRC接続状態にあるといい、接続されていないときは、該当UEがアイドル状態にあるという。
前記HSDPAシステムは、W−CDMAに基づき、最大10Mbpsの速度をサポートし、従来のシステムに比べてパケット転送遅延時間が短く、容量が向上している。
図3は、HSDPAシステムをサポートするための無線インタフェースプロトコル構造を示す図である。端末(UE)とネットワーク(UTRAN)は、それぞれ該当プロトコル層を含む。例えば、前記MAC層は、MAC−dサブレイヤ、MAC−c/shサブレイヤ及びMAC−hsサブレイヤに分けられる。ネットワークにおいて、前記MAC−hsサブレイヤは、NodeB(基地局)の物理層(PHY)の上位に位置し、前記MAC−c/shサブレイヤ及び前記MAC−dサブレイヤは、それぞれ前記CRNC及び前記SRNCに位置する。HS−DSCHフレームプロトコル(FP)という新しい転送プロトコルは、前記RNCと前記Node B間に使用されるか、又はHSDPAデータ転送のために前記RNC間に使用される。
図4は、前記HSDPAシステムをサポートするためのより詳細な端末側のMAC構造を示す。図示されたように、前記MAC層は、MAC−dサブレイヤ310、MAC−c/shサブレイヤ320、及びMAC−hsサブレイヤ330に分けられる。
以下、前記MAC層が物理層からデータを受信し、これをRLC層に転送する方式を説明する。HS−DSCHでMAC−hsサブレイヤ330に転送されたMAC−hs PDU(データブロック)は、まずHARQブロック331内に位置するHARQプロセスのうち1つに保存される。ダウンリンク制御信号に含まれたHARQプロセス識別子によりMAC−hs PDUがどのプロセスに保存されているかが分かる。
前記データブロックを保存したHARQプロセスは、前記データブロックにエラーがある場合、前記UTRAN側にNACKを転送し、前記データブロックの再転送を要求する。また、前記HARQプロセスは、前記データブロックにエラーがない場合、前記データブロックを再整理バッファ(reordering buffer)に転送し、前記UTRAN側にACKを転送する。再整理キュー配分ブロック(reordering queue distribution block)333及び再整理バッファ334、335は、再整理バッファに転送されたMAC−hs PDUを処理するために利用される。
多重再整理バッファは、優先順位別に存在する。前記HARQプロセスは、前記データブロックに含まれたキュー識別子(Queue Id)を利用して前記データブロックを該当再整理バッファに転送する。前記再整理バッファの大きい特徴は、順次転送(In−Sequence delivery)をサポートすることである。
データブロックは、転送シーケンス番号(transmission sequence number:TSN)に基づいて上位層に順次転送される。より詳しくは、1つ又はそれ以上の以前のデータブロックが受信されていないときにデータブロックが受信されると、前記データブロックは再整理バッファに保存され、前記上位層には転送されない。前記保存されたデータブロックは、以前の全てのデータブロックが受信されて上位層に転送されたときにのみ上位層に転送される。ここで、前記TSNの長さは6ビットであり、モジュロ演算が行われる。
一般的に、複数のHARQプロセスが動作するため、再整理バッファは、前記データブロックを非順次(Out−of−Sequence)受信する。従って、前記データブロックが上位層に順次転送されるためには再整理バッファの採用が必須である。
前記データブロック(MAC−hs PDU)が上位層に転送されるとき、それらはまず分解(Disassembly)ブロック336、337に転送される。前記分解ブロックは、複数のMAC−d PDUが結合して形成されたMAC−hs PDUを分解することにより、MAC−d PDUへの分割を行う。その後、前記分解ブロックは、前記該当MAC−d PDUをMAC−dサブレイヤ310に転送する。前記MAC−dサブレイヤ310内の転送チャネル多重化ブロック312は、各MAC−d PDUに含まれている論理チャネル識別子(C/T field)を利用して前記MAC−d PDUを該当論理チャネルで前記RLC層に転送する。
図5は、一般的なHSDPAシステムにおける送受信段階を示す図である。ここで、送信バッファに実際は前記MAC−d PDUが保存されているが、説明の便宜のため、MAC−hs PDU(=1つ又はそれ以上のMAC−hs PDU)を利用して説明する。また、各MAC−hs PDUのサイズは異なることもあるが、概念的に同一のサイズで示す。さらに、8つのHARQプロセスがあると仮定する。
より詳しくは、図5は、TSN=13からTSN=22までのMAC−hs PDUが送信バッファに保存されているとき、これを受信側(受信器)に転送する段階を示す。まず、相対的に低いTSN値を有するMAC−hs PDUが空いているHARQプロセスに転送される。ここで、TSN=13のMAC−hs PDUが第1HARQプロセス(HARQ process #1)に、TSN=14のMAC−hs PDUが第8HARQプロセス(HARQ process #8)に転送されることを例示する。すなわち、前記TSNは、HARQプロセス番号に関係なく、空いているHARQプロセスに転送される。
前記HARQプロセスが任意のデータブロック(MAC−hs PDU)を受信すると、前記HARQプロセスは、前記データブロックを特定TTI(Transmission Time Interval)の間に受信側に転送し、後で行われる可能性のある再転送のために前記データブロックを保存する。1つのTTIでは1つのデータブロックが転送できる。従って、1つのTTIでは1つのHARQプロセスのみがアクティブになる。前記データブロックを転送したHARQプロセスは、ダウンリンク制御信号により自身のプロセス番号の受信側を通知する。ここで、前記ダウンリンク制御信号は、前記データブロックとは異なるチャネルで転送される。
送信側(送信器)のHARQプロセスと受信側のHARQプロセスを一致させる理由は、Stop−And−WaitARQ方式が各HARQプロセス対ごとに用いられるためである。すなわち、TSN=13のMAC−hs PDUを転送した第1HARQプロセスは、このデータブロックの転送が成功するまでは他のデータブロックを転送しない。受信側の第1HARQプロセスは、前記ダウンリンク制御信号によりデータが該当TTIの間に転送されたことが分かるため、決定されたTTIの間に前記データブロックが正常に受信されなかった場合、アップリンク制御信号により送信側に前記NACKを転送する。それに対して、データブロックが正常に受信された場合、前記受信側の第1HARQプロセスは、前記送信側にACKを転送すると同時に、該当データブロックを優先順位(キュー識別子)に従って再整理バッファに転送する。
前記多重再整理バッファは、優先レベル別に存在する。前記HARQプロセスは、前記MAC−hs PDUに含まれた優先順位(キュー識別子)を確認し、このMAC−hs PDUを優先順位に従って該当する再整理バッファに転送する。前記再整理バッファに転送されたデータブロックは、前記以前の全てのデータブロックが正常に受信されると、前記上位層に転送される。しかしながら、1つ又はそれ以上の以前のデータブロックが受信されず、上位層に転送されないと、前記データブロックは、前記再整理バッファに保存される。すなわち、前記再整理バッファは、前記データブロックの上位層への順次転送をサポートしなければならない。前記上位層に転送されなかったデータブロックは、前記再整理バッファに保存される。
前述した内容を詳細に説明すると、図5は、TSN=14のMAC−hs PDUは受信されたが、TSN=13のMAC−hs PDUは受信されていない場合、前記TSN=14のMAC−hs PDUはTSN=13のMAC−hs PDUが受信されるまで前記再整理バッファ420に保存されることを示す。前記TSN=13のMAC−hs PDUが受信されると、両データブロックは、TSN=13、TSN=14の順に上位層に転送される。前述したように、前記データブロックは、上位層に転送されるとき、MAC−d PDU単位に分解されて転送される。
しかしながら、無線チャネルでデータが転送される間、数回の再転送が行われるにもかかわらず、あるMAC−hs PDUは前記UTRANから前記UEに正しく転送されない。長期間転送されなかった特定のMAC−hs PDUは、前記HSDPAシステムの転送効率の低下の原因となる。すなわち、前記HSDPAシステムが高速データ通信のために開発されているにもかかわらず、1つのMAC−hs PDUが長期間又は永久的に正しく転送されない場合、これにより、多くの次のMAC−hs PDUが転送されずにMAC−hsバッファ内に長時間残っているため、全体的なデータ転送効率性が低下し、HSDPAシステムの導入の趣旨が達成されない。
前記MAC−hs PDUの膠着現象を防止するために、前記HSDPAは、ウィンドウ技術を用いた膠着回避(Stall Avoidance)方法を導入している。
前記ウィンドウを利用した膠着回避方法を説明する前に、前記再整理バッファに採用された動作環境パラメータ(operation environment parameter)について説明する。
受信期待番号(以下、NETという)は、順次受信されたMAC−hs PDUの最後のPDUのTSNの次の値である。すなわち、前記NETは、次に順次受信される最初のMAC−hs PDUのTSN値である。前記NETと同一のTSNを有するPDUが受信される度に、前記NETは更新され、初期NET値は0に設定される。
受信者ウィンドウの終了点(RcvWindow_UpperEdge)は、前記再整理バッファの受信者ウィンドウ内の最大のTSN値を意味する。前記受信側にMAC−hs PDUが最初に到着すると、前記受信者ウィンドウの終了点は、前記受信されたPDUのTSNのうち最大のTSN値として設定される。前記受信者ウィンドウ終了点の初期値は63に設定される。
受信者ウィンドウの開始点(RcvWindow_LowerEdge)は、前記再整理バッファの受信者ウィンドウ内の最小のTSN値を意味する。前記受信者ウィンドウの開始点は、前記受信者ウィンドウの終了点から前記受信者ウィンドウサイズを減算した値に1を加えた値である(RcvWindow_LowerEdge=RcvWindow_UpperEdge−受信者ウィンドウサイズ+1)。
前記受信者ウィンドウは、ウィンドウ位置が変わらないときに受信されるMAC−hs PDUのTSN値を規定する。前記受信者ウィンドウは、受信者ウィンドウの開始点から受信者ウィンドウの終了点までのTSN値を含む。
前記受信者ウィンドウサイズ(Receiver_Window_Size)は、前記受信者ウィンドウの範囲を意味し、MACエンティティの上位層により設定される。
ウィンドウを利用した膠着回避方法において、前記受信側は、前記RcvWindow_UpperEdgeより大きいTSNを有するMAC−hs PDUを受信すると、前記受信者ウィンドウを移動(更新)する。前記更新された受信者ウィンドウのRcvWindow_LowerEdgeより小さいTSNを有するMAC−hs PDUの場合、前記受信側はまだ受信されていないMAC−hs PDUをこれ以上待たず(すなわち、受信待機を終了し)、以前に受信されて前記再整理バッファに保存されていたMAC−hs PDUは上位層に転送される。これにより、前記MAC−hs PDUの膠着状態が防止できる。
図6は、より詳細な動作を示し、以下のように要約することができる。
段階510で、TSNがSN(=任意の数)値であるMAC−hs PDUが受信される。
段階520で、前記SN値を前記受信者ウィンドウ範囲と比較し、前記SN値が前記受信者ウィンドウ範囲内の値である場合は段階530が行われ、前記受信者ウィンドウ範囲外の値である場合は段階522が行われる。
段階530で、前記SN値が受信者ウィンドウ範囲内にある場合、該SN値を前記NETと比較し、このSNに該当するMAC−hs PDUが以前に受信されたか否かを検査する。このSN値が前記NETより小さいか、又はこのSNに対応するMAC−hs PDUが以前に受信された場合、前記受信されたMAC−hs PDU(段階510)は削除される(段階540)。それに対して、このSN値が前記NETと同一であるか、又は前記NETより大きい場合、また、このSN値に該当するMAC−hs PDUが以前に受信されなかった場合は、前記該当MAC−hs PDUが前記SN値により指示される位置に保存される(段階550)。その後、段階560が行われる。
前の段階520で、前記SN値が前記受信者ウィンドウ範囲外にある場合は、次の段階522〜528が順次行われる。前記受信されたMAC−hs PDUは、前記RcvWindow_UpperEdgeより大きいSN値により指示される位置で前記再整理バッファに保存され、前記RcvWindow_UpperEdge値は、前記SN値に更新される。その後、前記再整理バッファに保存されていたMAC−hs PDUのうち、前記RcvWindow_LowerEdgeより小さいTSNを有するMAC−hs PDUは前記再整理バッファから分解ブロックに転送される。また、前記NETは、前記RcvWindow_LowerEdgeに更新される。その後、段階560が行われる。
段階560で、TSNとNETが同一であるMAC−hs PDUから受信されていない1番目のMAC−hs PDUの直前のMAC−hs PDUまでの全てのMAC−hs PDUは分解ブロックに転送される。ここで、「受信されていない1番目のMAC−hs PDU」とは、前記NETと同一であるか、又は前記NETより大きいTSNを有して受信されていない全てのMAC−hs PDUのうち最小のTSNを有するMAC−hs PDUである。
段階570で、前記NETは、段階560における受信されていない1番目のMAC−hs PDUと同一のTSNに更新される。
ウィンドウを利用した従来の膠着回避方法によると、前記受信側は、最初の初期化段階で前記NET値を0に設定し、前記受信者ウィンドウ終了点を63に設定する。従って、前記受信者ウィンドウサイズが32であると仮定する場合、前記受信者ウィンドウの定義に基づいて、初期の受信者ウィンドウは32から63のTSN値を有すると決定される。前記送信側から転送された1番目のMAC−hs PDUの場合、前記TSN値を0に設定し、その後に転送されるMAC−hs PDUの場合は、1、2、3…のTSN値を順次用いる。無線空間上で損失が発生しない場合、前記受信側に最初に到着するMAC−hs PDUはTSNが0であるPDUを有する。
しかしながら、このMAC−hs PDUが以前に定義された受信者ウィンドウ外に位置するため、前記受信側は、前記MAC−hs PDUのTSNにより前記受信者ウィンドウを前進させる。図6に基づいて、再設定(更新)された受信者ウィンドウは、33から0のTSNを有するように設定される。また、前記受信側が実際にTSN=1(すなわち、NET=1)のMAC−hs PDUを受信すると期待しているとしても、前記NET値が33に設定されるため、従来技術に問題が発生する。
さらに、より大きい問題は、受信されたMAC−hs PDUは直ちに上位層に転送できるが、該当MAC−hs PDUは上位分解ブロックに転送されずに、前記再整理バッファに累積されるため、不要な転送遅延が発生することである。この場合、前記MAC−hs PDUを上位層に転送するためには、前記受信者ウィンドウ開始点値より小さいTSNを有する全てのMAC−hs PDU(すなわち、TSNが33から63であるMAC−hs PDU)が受信されるべきである。又は選択的に、以後に受信されるMAC−hs PDUのために受信者ウィンドウが移動する場合は、TSNが0であるMAC−hs PDUが受信者ウィンドウ開始点より小さい場所に位置すべきである。こういう状況は、相対的に小さいTSN(TSN=0、1、2、3など)を有するMAC−hs PDUが前記受信者ウィンドウ初期動作中に前記受信側に到達する度に発生する。従って、順次受信されて上位層に転送できるMAC−hs PDUが不要に再整理バッファに残留するため、好ましくない転送遅延状況が発生する。
このような不要な転送遅延状況は、HSDPAシステム動作の初期段階でのみ起きるのではない。
前記受信者ウィンドウ内の全てのMAC−hs PDUが正しく受信された場合、前記受信者ウィンドウは移動せず、前記NETはRcvWindow_UpperEdge+1に更新される。前記NETがRcvWindow_UpperEdge+1を示し、NET=RcvWindow_UpperEdge+1であるMAC−hs PDUが受信側に到着すると、前記受信側は、前記NETがRcvWindow_LowerEdgeに更新されるように、前記受信者ウィンドウ範囲を新しく調整する。これは、このMAC−hs PDUが現在の受信者ウィンドウ範囲外にあるためである。また、この受信されたMAC−hs PDUは前記再整理バッファに保存される。このMAC−hs PDUが順次受信されて直ちに前記上位層に転送できるにもかかわらず、従来技術によると、前記受信者ウィンドウは、このMAC−hs PDUを分解ブロックに転送せずに前記再整理バッファに保存し、それにより、不要な転送遅延状況が発生する。
前述したような転送遅延状況は、前記NET値が前記受信者ウィンドウ外に位置することにより発生する。また、前述した前記受信側の初期動作中に発生する問題は、前記NETは0であるが、前記受信者ウィンドウ範囲はTSNが32から63に設定されているため、前記NET値が前記受信者ウィンドウ外に位置することにより発生する。
前記NET値が前記受信者ウィンドウ外にあると、前記受信側は、前記受信されたMAC−hs PDUを直ちに上位に転送できるにもかかわらず前記再整理バッファに保存し、それにより、前記MAC−hs PDUの転送が遅延される。
このような転送遅延は、上位層でエラーを発生させたり、サービス品質を著しく低下させる。
本発明の要旨は、発明者が認識した従来技術の問題に関連する。すなわち、本発明は、従来技術の問題を解決するためのものであり、本発明の目的は、NET値を常に受信者ウィンドウ内に位置させることで、従来技術におけるMAC−hs PDUの不要な転送遅延を防止することにより、HSDPAシステムの高速データ転送能力を達成することにある。
このような目的を達成するために、本発明は、前記受信者ウィンドウの初期範囲を調整して前記NETをプロトコル動作の初期から前記受信者ウィンドウ内に位置させる。前記NET又は受信者ウィンドウが更新され、前記NETが前記受信者ウィンドウ外に位置する場合、前記NETが再び前記受信者ウィンドウに位置するように前記NET又は受信者ウィンドウを再更新する。具体的には、前記受信者ウィンドウ終了点の初期値が63に設定されず、前記NET値のように0に変更されることで、前記NETを受信者ウィンドウ範囲内に位置させる。また、前記受信者ウィンドウが更新されるとき、前記NET値が前記受信者ウィンドウ開始点より小さくなると、前記NETは前記受信者ウィンドウ開始点のTSN値に再更新され、前記NET値が前記受信者ウィンドウ終了点より大きくなると、前記NETは前記受信者ウィンドウ終了点のTSN値に再更新される。
ここで、初期プロトコル動作やNETの更新のため、前記NETが前記受信者ウィンドウ終了点より大きくなった場合、本発明の実施形態は、前記受信者ウィンドウ終了点を前記NETとして設定する方法を提供する。しかしながら、必ずしも前記受信者ウィンドウ終了点を前記NETとして設定する必要はなく、前記NETが前記受信者ウィンドウ範囲内に位置する限り、前記受信者ウィンドウは多様な適した位置に更新できる。すなわち、前記受信者ウィンドウ終了点を前記NETに一致させる設定は、一例にすぎず、前記受信者ウィンドウ開始点をNETに設定することもでき、前記受信者ウィンドウ範囲内の他の値を前記NETに設定することもできる。
本発明の特定の実施形態は、UMTSにおいてHSDPAのような移動通信システムに適用できる。また、本発明による方法及び装置は、移動局、無線ハンドセット、ネットワーク、基地局、Node B又はRNCの場合、MACエンティティの一部、好ましくは、MAC−hsエンティティの一部であり得る。
本発明は、W−CDMA移動通信システムで実現される。しかしながら、本発明は、他の標準に準拠する通信システムにも適用されて実行できる。
図7に示す本発明の実施形態は、図6に示す従来技術より向上している。
段階610で、TSNがSN(=任意の数字)値であるMAC−hs PDUが受信される。
段階620で、前記SN値を受信者ウィンドウ範囲と比較し、前記SN値が受信者ウィンドウ範囲内の値であると、段階630が行われ、前記SN値が前記受信者ウィンドウ範囲外の値であると、段階622が行われる。
段階630で、前記SN値が前記受信者ウィンドウ範囲内にある場合、該SN値を前記NET値と比較し、該SN値に該当するMAC−hs PDUが以前に受信されたか否かを検査する。該SN値がNETより小さいか、又は該SN値に該当するMAC−hs PDUが以前に受信された場合、前記受信されたMAC−hs PDU(段階610)は削除される(段階640)。これに対して、該SN値が前記NETと同一であるか、又は前記NETより大きい場合、また、該SN値に該当するMAC−hs PDUが以前に受信されなかった場合、前記該当するMAC−hs PDUは前記SN値により指示される位置で再整理バッファに保存される(650段階)。その後、段階660が行われる。
前の段階620で、前記SN値が受信者ウィンドウ範囲外にある場合は、次の段階622から段階628が順次行われる。前記受信されたMAC−hs PDUは前記RcvWindow_UpperEdgeより大きいSN値により指示される位置で再整理バッファに保存され、前記RcvWindow_UpperEdge値は前記SN値に更新される。その後、前記再整理バッファに保存されていたMAC−hs PDUのうち、前記RcvWindow_LowerEdgeより小さいTSNを有するMAC−hs PDUは、前記再整理バッファから分解ブロックに転送される。また、前記NETを前記RcvWindow_LowerEdgeと比較し、前記NETが前記RcvWindow_LowerEdgeより小さい場合にのみ前記NETが受信者ウィンドウ開始点に更新され、その後、段階660が行われる。
段階660で、TSNがNETと同一であるMAC−hs PDUから受信されていない1番目のMAC−hs PDUの直前のMAC−hs PDUまでの全てのMAC−hs PDUは、分解ブロックに転送される。ここで、「受信されていない1番目のMAC−hs PDU」とは、前記NETより大きいか、又は、前記NETと同一であるTSNを有してまだ受信されていない全てのMAC−hs PDUのうち最小のTSNを有するMAC−hs PDUである。
段階670で、前記NETは、段階660における受信されていない1番目のMAC−hs PDUと同一のTSNに更新される。
段階680で、前記更新されたNETは前記受信者ウィンドウ終了点と比較され、前記NETが前記受信者ウィンドウ終了点より大きい場合にのみ前記受信者ウィンドウが更新されることで(690段階)、前記受信者ウィンドウ終了点値を前記NETに一致させ、段階は終了する。
段階690で、前記受信者ウィンドウが更新されると、前記受信者ウィンドウ終了点は前記NETに設定されるが、前記受信者ウィンドウ範囲内の他の点も前記NETに設定されて更新される。
図8は、新しいPDUの受信により前記受信者ウィンドウが移動し、前記NETが前記受信者ウィンドウ開始点より小さい状態を示す図である。ここで、TSNが5であるMAC−hs PDU及びTSNが7であるMAC−hs PDUが以前に受信された状況で、TSNが10であるMAC−hs PDUが受信され、前記受信者ウィンドウサイズは5であり、前記NETは4であると仮定する。
図8(a)に示す状況ではTSNが10であるMAC−hs PDUが受信される。ここで、TSNが10であるPDUは前記受信者ウィンドウ外に位置するため、図8(b)に示すように前記受信者ウィンドウが移動する。
前記受信者ウィンドウの移動により、前記移動された受信者ウィンドウ外の以前に受信されたPDU(すなわち、TSNを有して受信されたPDU<RcvWindow_LowerEdge)、すなわち、TSNが5であるMAC−hs PDUは上位層に転送される。また、前記NETが前記受信者ウィンドウ開始点値より小さい(すなわち、NET<6)ため、前記NETは図8(c)に示すように6に更新される。
図9は、前記受信者ウィンドウ内の全てのPDUが正常に受信され、前記NETが前記受信者ウィンドウ終了点より大きい状態を示す図である。ここで、TSNが5、6、7、8であるMAC−hs PDUが受信されている状況で、TSNが4であるMAC−hs PDUが受信され、前記受信者ウィンドウサイズが5であり、NETは4であると仮定する。
図9(a)に示す状況ではTSNが4であるMAC−hs PDUが受信される。TSNが4であるMAC−hs PDUは図9(b)に示すように前記再整理バッファ内の位置4に保存され、TSNが4であるMAC−hs PDUから受信されていない1番目のMAC−hs PDU(TSN=9)の直前のTSNが8であるMAC−hs PDUまでのPDUが分解ブロックに転送される。また、前記NETは9に更新される。
図9(c)に示すように、前記NETが前記受信者ウィンドウ終了点より大きい場合、前記受信者ウィンドウの終了点値は前記NETに更新され、前記受信者ウィンドウは図9(d)に示すように移動する。
従来のHSDPAを使用する場合、前記UEが前記受信されたMAC−hs PDUを直ちに上位層に転送できる場合も、前記再整理バッファに長期間保管して不要なデータの転送遅延を誘発した。しかしながら、前記UEが本発明を採用して前記NET値及び前記受信者ウィンドウを更新し、前記MAC−hs PDUを処理すると、不要なデータの転送遅延が防止されるので、データ転送エラーは回避され、高速のデータ転送が可能になる。
本発明は、データブロックを処理する方法を提供し、前記方法は、シーケンス番号に関連したデータブロックを受信する段階と、前記受信されたデータブロックを受信者ウィンドウで処理する段階と、受信期待番号(NET)と受信者ウィンドウ範囲を比較する段階と、比較の結果、前記NETが受信者ウィンドウ範囲外にある場合、前記NETを受信者ウィンドウ内に存在するようにNETや受信者ウィンドウを設定する段階とを含む。
前記方法において、前記NETは、順次受信されたデータブロックのうち最後に受信されたデータブロックの転送シーケンス番号(TSN)に後続するTSNである。ここで、前記TSNは、HS−DSCHにおける転送シーケンス番号に対する識別子であり、上位層への順次転送をサポートするための再整理のために利用される。
前記NETが受信者ウィンドウ終了点より高い場合、前記NETは、前記受信者ウィンドウ終了点に設定されるか、又は、前記受信者ウィンドウ範囲内の適切な位置に設定される。前記NETが受信者ウィンドウより高い場合、前記NETが受信者ウィンドウ内にある限り、前記受信者ウィンドウは適切な位置に更新される。
前記NETが受信者ウィンドウ開始点より低い場合、前記NETは受信者ウィンドウ開始点に設定される。前記NETが受信者ウィンドウより低い場合、前記NETを受信者ウィンドウ終了点−受信者ウィンドウサイズ+1に設定する。ここで、前記NETは、受信側により管理される変数であり、TSNがNETであるデータブロックの分解エンティティに転送されるときに更新される。前記方法において、前記NETの初期値は0であり、前記データブロックは、MAC−hs PDUである。
前記方法において、前記各段階は、HSDPAシステムにおいて行われ、膠着状態を回避するために行われる。
シーケンス番号に関連した前記受信されたデータブロックが以前に受信された場合、前記受信されたデータブロックは削除される。
本発明は、さらに、データブロックを処理する方法を提供し、前記方法は、シーケンス番号(SN)を有するデータブロック(PDU)を受信する第1段階と、前記SNを受信者ウィンドウ範囲と比較する第2段階と、前記バッファに保存された、前記NETを有するPDUからまだ受信されていないPDUの直前のPDUまでの所定のPDUを分解ブロックに転送する第3段階と、前記NETをまだ受信されていない1番目のPDUのSNと同一の値に更新する第4の段階とを含む。
前記第2段階において、前記SNが受信者ウィンドウ範囲内にある場合、また、SN<NET(受信期待SN)であるか、前記PDUが以前に受信された場合は、前記PDUが削除され、処理は終了される。しかしながら、SN≧NETであるか、前記PDUが以前に受信されなかった場合は、前記PDUを前記SNにより特定された位置でバッファに保存し、第3段階に進む。
前記SNが前記受信者ウィンドウ範囲外にある場合は、前記PDUを前記SNにより特定された位置でバッファに保存し、受信者ウィンドウ終了点がSNと同一になるように前記受信者ウィンドウを更新し、前記受信者ウィンドウの開始点より小さいSNを有する全てのPDUを分解ブロックに転送し、前記NETが前記受信者ウィンドウの開始点より小さいか否かを検査する。前記NETが前記受信者ウィンドウの開始点より小さい場合、前記NETを前記受信者ウィンドウの開始点と同一 の値に更新し、第3段階に進み、前記NETが前記受信者ウィンドウの開始点より小さくない場合は、第3段階に進む。
前記方法は、第4段階以降において、前記更新されたNETが前記受信者ウィンドウ終了点より大きいか否かを検査し、前記更新されたNETが前記受信者ウィンドウ終了点より大きい場合は、前記NETを受信者ウィンドウの終了点と同一に設定し、前記更新されたNETが前記受信者ウィンドウ終了点より大きくない場合は、処理過程を終了するか、第1段階から手順を繰り返す段階をさらに含む。
前述したような手順を行うために、本発明は、多様な形態のハードウェア及び/又はソフトウェア構成要素(モジュール)を採用する。例えば、他のハードウェアモジュールは、前記方法の段階を行うために必要な多様な回路および構成要素を含む。また、プロセッサ及び他のハードウェアにより実行される他のソフトウェアモジュールは、前記方法の段階を行うために必要な多様なコード及びプロトコルを含む。
すなわち、図1から図5に示すように、本発明は、データブロックを処理する装置を提供し、前記装置は、シーケンス番号に関連したデータブロックを受信するための受信モジュールと、受信者ウィンドウで前記受信されたデータブロックを処理するための処理モジュールと、受信期待番号(NET)と受信者ウィンドウの範囲とを比較する比較モジュールと、該比較モジュールの比較の結果、前記NETが受信者ウィンドウの範囲外にある場合、前記NETが前記受信者ウィンドウにあるように前記NETや前記受信者ウィンドウを設定する設定モジュールとを含む。
好ましくは、前記各モジュールは、MACエンティティの一部である。好ましくは、前記各モジュールは、MAC−hsエンティティの一部である。好ましくは、前記各モジュールは、移動局、無線ハンドセット、ネットワーク、基地局、NodeB、又は無線ネットワーク制御装置(RNC)の一部である。
本明細書は、本発明の多様な実施形態を示す。請求の範囲は、前記明細書に記載の実施形態の多様な変形及び同等な修正を含む。従って、請求項は、ここに記載された本発明の精神及び範囲に合致する変更、同等な構造及び特性を含むように広範囲に解析されるべきである。
一般的なUMTSネットワーク構造を示す図である。 無線プロトコル構造を示す図である。 HSDPAをサポートするための無線インタフェースプロトコル構造を示す図である。 HSDPAをサポートするためのUEにおけるMAC構造を示す図である。 HSPDAシステムにおいてMAC−hs PDUを送受信する段階の一例を示す図である。 従来のウィンドウに基づく膠着回避方法を示す図である。 本発明の一実施形態によるウィンドウに基づく膠着回避方法を示す図である。 本発明の一実施形態により、NETが受信者ウィンドウ開始点より小さい状態を示す図である。 本発明の一実施形態により、受信者ウィンドウ内の全てのMAC−hs PDUが正常に受信され、NETが受信者ウィンドウ終了点より大きい状態を示す図である。

Claims (47)

  1. 移動通信システムにおいてデータブロックを処理する方法であって、
    前記方法は、
    シーケンス番号に関連したデータブロックを受信することと、
    前記受信されたデータブロックのシーケンス番号が受信者ウィンドウ外にあるか否かを決定することと、
    前記受信されたデータブロックのシーケンス番号が前記受信者ウィンドウ外にあると決定された場合に、受信期待番号(NET)と更新された受信者ウィンドウの範囲とを比較することと、
    前記NETが前記更新された受信者ウィンドウの範囲外にあると決定された場合に、前記NETが前記更新された受信者ウィンドウ内に存在するように前記NETを設定することと
    を含み、前記NETが前記更新された受信者ウィンドウより低い場合に、前記NETは、受信者ウィンドウ終了点の値−受信者ウィンドウサイズ+1に従った値に等しくなるように設定される、方法。
  2. 前記NETは、順次受信されたデータブロックのうち最後に受信されたデータブロックの転送シーケンス番号(TSN)に後続するTSNである、請求項1に記載の方法。
  3. 前記TSNは、HS−DSCH(High Speed Downlink Shared Channel)における転送シーケンス番号に対する識別子である、請求項2に記載の方法。
  4. 前記TSNは、上位層への順次転送をサポートするための再整理のために利用される、請求項2に記載の方法。
  5. 前記NETが更新された受信者ウィンドウ終了点より高い場合に、前記NETは、前記更新された受信者ウィンドウ終了点に設定される、請求項1に記載の方法。
  6. 前記NETが更新された受信者ウィンドウ終了点より高い場合に、前記NETは、前記更新された受信者ウィンドウの範囲内の適切な位置に設定される、請求項1に記載の方法。
  7. 前記NETが前記更新された受信者ウィンドウより高い場合に、前記受信者ウィンドウは、前記更新された受信者ウィンドウの範囲内の適切な位置に前進される、請求項1に記載の方法。
  8. 前記NETが更新された受信者ウィンドウ開始点より低い場合に、前記NETは、前記更新された受信者ウィンドウ開始点に設定される、請求項1に記載の方法。
  9. 前記NETは、受信側により管理される変数である、請求項1に記載の方法。
  10. 前記NETは、TSNがNETであるデータブロックの分解エンティティに転送されるときに、更新される、請求項1に記載の方法。
  11. 前記NETの初期値は、0である、請求項1に記載の方法。
  12. 前記データブロックは、MAC−hs(Medium Access Control−high speed) PDU(protocol data unit)である、請求項1に記載の方法。
  13. 前記ステップは、HSDPA(high−speed downlink packet access)システムに対して行われる、請求項1に記載の方法。
  14. 前記ステップは、膠着状態を回避するために行われる、請求項1に記載の方法。
  15. 前記シーケンス番号に関連した前記受信されたデータブロックが予め受信されていた場合に、前記受信されたデータブロックは、廃棄される、請求項1に記載の方法。
  16. 移動通信システムにおいてデータブロックを処理する装置であって、
    前記装置は、
    シーケンス番号に関連したデータブロックを受信する受信モジュールと、
    前記受信されたデータブロックのシーケンス番号が受信者ウィンドウ外にあるか否かを決定する決定モジュールと、
    前記決定モジュールにより前記受信されたデータブロックのシーケンス番号が前記受信者ウィンドウ外にあると決定された場合に、受信期待番号(NET)と更新された受信者ウィンドウの範囲とを比較する比較モジュールと、
    前記比較モジュールによる比較の結果として前記NETが前記更新された受信者ウィンドウの範囲外にあると決定された場合に、前記NETが前記更新された受信者ウィンドウ内に存在するように前記NETを設定する設定モジュールと
    を含み、前記NETが前記更新された受信者ウィンドウより低い場合に、前記NETは、受信者ウィンドウ終了点の値−受信者ウィンドウサイズ+1に従った値に等しくなるように設定される、装置。
  17. 前記モジュールにより処理されるNETは、順次受信されたデータブロックのうち最後に受信されたデータブロックの転送シーケンス番号(TSN)に後続するTSNである、請求項16に記載の装置。
  18. 前記TSNは、HS−DSCH(High Speed Downlink Shared Channel)における転送シーケンス番号に対する識別子である、請求項17に記載の装置。
  19. 前記TSNは、上位層への順次転送をサポートするための再整理のために利用される、請求項17に記載の装置。
  20. 前記NETが更新された受信者ウィンドウ終了点より高い場合に、前記NETは、前記更新された受信者ウィンドウ終了点に設定される、請求項16に記載の装置。
  21. 前記NETが更新された受信者ウィンドウ終了点より高い場合に、前記NETは、前記更新された受信者ウィンドウの範囲内の適切な位置に設定される、請求項16に記載の装置。
  22. 前記NETが前記更新された受信者ウィンドウより高い場合に、前記受信者ウィンドウは、前記更新された受信者ウィンドウの範囲内の適切な位置に前進される、請求項16に記載の装置。
  23. 前記NETが更新された受信者ウィンドウ開始点より低い場合に、前記NETは、前記受信者ウィンドウ開始点に設定される、請求項16に記載の装置。
  24. 前記モジュールにより処理されるNETは、受信側により管理される変数である、請求項16に記載の装置。
  25. 前記NETは、TSNがNETであるデータブロックの分解エンティティに転送されるときに、更新される、請求項16に記載の装置。
  26. 前記NETの初期値は、0である、請求項16に記載の装置。
  27. 前記データブロックは、MAC−hs(Medium Access Control−high speed) PDU(protocol data unit)である、請求項16に記載の装置。
  28. 前記モジュールは、HSDPA(high−speed downlink packet access)システムに対して動作する、請求項16に記載の装置。
  29. 前記モジュールは、膠着状態を回避するために動作する、請求項16に記載の装置。
  30. 前記シーケンス番号に関連した前記受信されたデータブロックが予め受信されていた場合に、前記受信されたデータブロックは、廃棄される、請求項16に記載の装置。
  31. 前記モジュールは、MAC(Medium Access Control)エンティティの一部である、請求項16に記載の装置。
  32. 前記モジュールは、MAC−hs(Medium Access Control−high speed)エンティティの一部である、請求項16に記載の装置。
  33. 前記モジュールは、移動局において実現される、請求項16に記載の装置。
  34. 前記モジュールは、無線ハンドセットの一部である、請求項16に記載の装置。
  35. 前記モジュールは、ネットワークの一部である、請求項16に記載の装置。
  36. 前記モジュールは、基地局の一部である、請求項16に記載の装置。
  37. 前記モジュールは、NodeBの一部である、請求項16に記載の装置。
  38. 前記モジュールは、無線ネットワーク制御装置(RNC)の一部である、請求項16に記載の装置。
  39. 移動通信システムにおいてデータブロックを処理する方法であって、
    前記方法は、
    シーケンス番号(SN)を有するPDU(protocol data unit)を受信することと、
    前記SNと受信者ウィンドウ範囲とを比較することと、
    前記SNが前記受信者ウィンドウ範囲内にある場合に、
    SN<NET(受信期待SN)であるか、前記PDUが予め受信されている場合には、前記PDUを廃棄し、処理を終了することと、
    SN≧NETであるか、前記PDUが予め受信されていない場合には、前記PDUを前記SNにより特定された位置でバッファに格納し、次のステップに進むことと、
    前記SNが前記受信者ウィンドウ範囲外にある場合に、
    前記PDUを前記SNにより特定された位置でバッファに格納することと、
    受信者ウィンドウ終了点がSNと同一になるように前記受信者ウィンドウを更新することと、
    前記受信者ウィンドウの開始点より小さいSNを有する全てのPDUを分解ブロックに転送することと、
    前記NETが前記受信者ウィンドウの開始点より小さいか否かをチェックし、前記NETが前記受信者ウィンドウの開始点より小さい場合には、前記NETを前記受信者ウィンドウの開始点と同一の値に更新し、次のステップに進み、前記NETが前記受信者ウィンドウの開始点より小さくない場合には、次のステップに進むことと、
    前記バッファに格納された所定のPDUであって、前記NETと同一の値を有するPDUからまだ受信されていないPDUの直前のPDUまでの所定のPDUを分解ブロックに転送することと、
    前記NETをまだ受信されてない1番目のPDUのSNと同一の値に更新することと
    を含む、方法。
  40. 前記NETを更新した後に、前記更新されたNETが前記受信者ウィンドウの終了点より大きいか否かをチェックし、前記NETが前記受信者ウィンドウの終了点より大きい場合には、前記NETを前記受信者ウィンドウの終了点と同一に設定し、前記NETが前記受信者ウィンドウの終了点より大きくない場合には、処理を終了するか、前記PDUを受信するステップから手順を繰り返すことをさらに含む、請求項39に記載の方法。
  41. 前記NETは、順次受信されたデータユニットのうち最後に受信されたデータユニットの転送シーケンス番号(TSN)に後続するTSNである、請求項40に記載の方法。
  42. 前記TSNは、HS−DSCH(High Speed Downlink Shared Channel)における転送シーケンス番号に対する識別子である、請求項41に記載の方法。
  43. 前記TSNは、上位層への順次転送をサポートするための再整理のために利用される、請求項42に記載の方法。
  44. 前記NETが前記受信者ウィンドウ終了点より高い場合に、前記NETは、前記受信者ウィンドウ範囲内の適切な位置に設定される、請求項42に記載の方法。
  45. 前記NETが前記受信者ウィンドウより高い場合に、前記NETが受信者ウィンドウ範囲内にある限り、前記受信者ウィンドウは、適切な位置に前進される、請求項42に記載の方法。
  46. 前記NETは、TSNがNETであるデータブロックユニットの分解エンティティに転送されるときに、更新される、請求項42に記載の方法。
  47. 前記NETの初期値は、0である、請求項42に記載の方法。
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