JP4637105B2 - 移動通信システムにおけるプロトコルコンテキストの伝送 - Google Patents
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Description
非リアルタイムのサービスにおける誤り検出のための最も一般的な技術は、自動再送要求(ARQ)方式であり、前方誤り訂正(FEC)と組み合わせたものはハイブリッドARQと呼ばれる。巡回冗長検査(CRC)において誤りが検出されると、受信機は送信機に追加ビットまたは新しいデータパケットの送信を要求する。既存の方式の中では、ストップ・アンド・ウエイト(SAW)と選択的再送(SR)連続ARQが移動通信では最もよく使用される。
パケットスケジューリングは、無線チャネルとしての共有媒体へ入ることが許された各ユーザの通信端末(UE)に送信機会と送信フォーマットを割り当てるために使用されるリソース管理アルゴリズムである。パケットスケジューリング方法は概ね以下により特徴づけられる。
● サービング順番。すなわち、各ユーザの通信端末に応対する順番である。これは、スケジューリングアルゴリズムとも呼ばれる。スケジューリングアルゴリズムの二つの典型的な例としては、各ユーザに送信機会を巡回的に均等に割り当てるラウンドロビンと、瞬間的な最良のチャネル品質をその時点において有するユーザのみに対して共有媒体へのアクセスを許すことでスループットの最大化を図る最大C/Iとがある。
● 割当て方法。送信フォーマットを割り当てるための判断基準のセットである。UMTS HSDPAにおける典型的な割当て方法は、現在のチャネル状態、要求されるサービス品質(QoS)及び送信待ちパケット量等を考慮する。これらの判断基準は、特定のユーザのフロー、すなわち特定のUEのフロー単位でモニタされる。
ユニバーサル移動通信システム(UMTS)のハイレベルR99/4/5アーキテクチャを図1に示す(http://www.3gpp.orgから得られる非特許文献1参照)。ネットワーク要素は、機能的に、コアネットワーク(CN)101、UMTS地上無線アクセスネットワーク(UTRAN)102及びユーザ装置(UE)103にグループ分けされる。UTRAN102は無線通信に関する機能を担い、CN101は呼やデータ接続を外部のネットワークにルーティングする。これらネットワーク要素間の接続は、オープンインタフェース(Iu,Uu)により形成される。UMTSシステムはモジュール式であり、同一タイプのネットワーク要素を複数有することができることに留意されたい。
現在、UTRANアーキテクチャ進化の実現可能性の研究が進行している(http://www.3gpp.orgで得られる非特許文献2を参照)。進化型アーキテクチャについて二つの概括的提案が現れてきた(http://www.3gpp.orgで得られる非特許文献3及び非特許文献4を参照)。「Further Clarifications on the Presented Evolved Architecture」というタイトルの提案について、図3を参照して以下に説明する。
●RANAPの接続終端、これは下記を含む
●シグナリング接続の確立と切断
●コネクションレスメッセージの判別
●RANAPのコネクションレスメッセージの処理
●アイドル及び接続モードのページングメッセージの、対応ノードB+(複数ノードB+)への中継
●ノードB+間移行ではRNGはCNの役割をする
●ユーザプレーン制御
●ノードB+302−305とR99/4/5のRNCとの間のIurシグナリング・ゲートウェイ
●ノードB+とSGSN(CNの一要素であるサービングGPRSサポートノード)との間のGTP(Iuインタフェースを介したGPRSトンネリングプロトコル)パケットの中継及び
●ユーザプレーンでのIur相互動作
●RANAPの接続終端
●RANAPのコネクション型プロトコル・メッセージの処理
●RRC(無線リソース制御)コネクションの制御および終端
●対応ユーザプレーンの接続の初期設定の制御
高速下り回線パケットアクセス(HSDPA)は、UMTSリリース5で標準化された新しい技術である。この技術は、UEとノードBとの間のUuインタフェースに適応変調などの拡張を導入することにより、さらに高速なデータ速度を提供可能である。HSDPAは、ハイブリッド自動再送要求プロトコル(HARQ)タイプII/III、共有チャネル上でアクティブであるユーザの迅速な選択、及び時間的に変化するチャネル状態に応じた送信フォーマット・パラメータの適応をよりどころとする。開示された発明は、特にHSDPAに適用可能である。提示された実施の形態の大部分はHSDPAに関するものだが、本発明はこのシステムに限定されない。したがって、データ伝送は特定の無線アクセス方式に必ずしも依存しない。
本節では、頻繁に使用するいくつかの用語を簡単に定義するとともに、モビリティ管理に関するいくつかの手順の概略説明を行う(http://www.3gpp.orgで得られる非特許文献6を参照)。
R99/4/5のHSDPAアーキテクチャは、二つの異なる態様に分けられる。第一の態様としては、下り回線、RLC、MAC−hsを介して送信する再送プロトコルの構成要素がS−RNCとノードBにそれぞれ置かれる。第二の態様としては、無線リソース管理アルゴリズム、ハンドオーバ制御、パケットスケジューリングが、UEから得た二つの独立した測定値に基づいており、そしてS−RNCとノードBにそれぞれ置かれる。これらの特徴は、HSDPAにおけるモビリティ管理及びコンテキスト保存にある影響を及ぼしている。
2.サービング(ソース)HS−DSCHノードB+は、複数の隣接セル(複数のノードB+)のうちの一つをターゲットとし、S−DSCHセル移行手順の起動を決定する。
3.サービング(ソース)ノードB+は、起動時間についての決定を下す。
4.サービング(ソース)とターゲットのノードB+は、Iur+インタフェースを介して、HS−DSCHセル移行手順に関するシグナリング・メッセージを交換し、プロトコルコンテキストの伝送を実行する。
5.通信相手のUEは、起動時間から送信を開始するターゲットノードB+から送信されたHS−DSCHを受信し続ける。
●各HARQ送信エンティティに格納された再送待ち送信データパケット
●状態変数(例えば、到達した送信数)、タイマの状態(例えば、現在の送信データパケットに対する廃棄タイマの値)及びHARQ送信エンティティのパラメータ(例えば、最大許容送信数、廃棄タイマの値)並びに物理層に関する情報
●再送待ちデータパケット
●送信待ち制御パケット
●状態変数(例えば、あるデータPDUが送信をスケジューリングが行なわれた回数−VT(DAT)、最後に確認応答されたパケットの通番を格納する確認応答変数−VT(A))、タイマの状態(例えば、廃棄タイマの状態)及びRLC送信エンティティのパラメータ(例えば、MaxDat−データPDUを送信できる最大回数、破棄タイマの値など)。
Claims (32)
- ソース無線セルからターゲット無線セルへの通信端末の無線セル移行についての再送プロトコル関連データを送る方法において、前記ソース無線セル及び前記ターゲット無線セルはそれぞれ移動通信システムの基地局により制御され、前記方法は、
前記ソース無線セルを制御する基地局が、前記ソース無線セルを制御する基地局によって前記通信端末へ成功裏に送信されていない再送プロトコルのデータパケットを、前記ターゲット無線セルを制御する基地局へ送るステップと、
前記通信端末を前記ソース無線セルから前記ターゲット無線セルへ割り当てるステップと、を具備し、
前記再送プロトコルのデータパケットは、フレームプロトコル・データパケットを用いて前記ソース無線セルを制御する基地局と前記ターゲット無線セルを制御する基地局との間の直接のインタフェースを介して前記ターゲット無線セルを制御する基地局へ送られ、
前記フレームプロトコル・データパケットのヘッダは、前記フレームプロトコル・データパケットのペイロード部に含まれる、送られたデータパケットのそれぞれが初回送信を待っているか否かを示す、方法。 - 前記通信端末へ成功裏に送信されていない再送プロトコルのデータパケットは、前記ソース無線セルを制御する基地局において初回送信待ちの再送プロトコルのデータパケットと再送信待ちの再送プロトコルのデータパケットである、請求項1記載の方法。
- 前記ターゲット無線セルを制御する基地局が通信端末へのデータ送信を開始する起動時間を決定するステップと、
決定された起動時間を、前記ソース無線セルを制御する基地局から前記ターゲット無線セルを制御する基地局へ送信するステップと、をさらに具備する、請求項1または請求項2記載の方法。 - 起動時間は、RNSAP+プロトコルの無線リンク確立メッセージを使用して前記ターゲット無線セルを制御する基地局へ送信される、請求項3記載の方法。
- 無線リンク確立メッセージは、セル移行後に通信端末と前記ターゲット無線セルを制御する基地局との間の無線ベアラを確立するために使用される再送プロトコル送信エンティティのパラメータを含む、請求項4記載の方法。
- 決定された起動時間を通信端末へ送信するステップをさらに具備する、請求項3から請求項5のいずれかに記載の方法。
- 起動時間の前に、前記ソース無線セルを制御する基地局から前記ターゲット無線セルを制御する基地局へ、前記ソース無線セルを制御する基地局と前記ターゲット無線セルを制御する基地局との間の無線リンクの確立に関する情報を送信するステップをさらに具備する、請求項1から請求項6のいずれかに記載の方法。
- 起動時間と無線ベアラの確立に関する情報の少なくとも一つが、無線リソース制御プロトコルの無線ベアラ確立メッセージで通信端末へ送信される、請求項6または請求項7記載の方法。
- 前記ターゲット無線セルを制御する基地局と通信端末が、決定された起動時間になると前記ターゲット無線セルを介してデータ送信を開始するステップをさらに具備する、請求項3から請求項8のいずれかに記載の方法。
- 共有チャネルが下り回線データ送信に採用される、請求項1から請求項9のいずれかに記載の方法。
- 共有チャネルは高速下り回線共有チャネルHS−DSCHである、請求項9記載の方法。
- データ再送プロトコルはハイブリッドARQプロトコルである、請求項1から請求項11のいずれかに記載の方法。
- データ再送プロトコルは無線リンク制御RLCプロトコルである、請求項1から請求項11のいずれかに記載の方法。
- データ再送プロトコルはハイブリッドARQプロトコルと無線リンク制御RLCプロトコルとを採用する、請求項1から請求項11のいずれかに記載の方法。
- 初回送信待ちデータパケットおよび再送待ちデータパケットは、プロトコルコンテキストの一部として前記ターゲット無線セルを制御する基地局へ送信され、前記プロトコルコンテキストは、HARQ処理状態変数、HARQ送信エンティティのタイマの状態、及び物理レイヤに関する情報をさらに含む、請求項12または請求項14記載の方法。
- 物理レイヤに関する情報は、HARQ処理のデータ送信に使用される冗長度バージョン、HARQ処理のデータ送信に使用されるコンスタレーション、HARQ処理番号、及び新規データ・インジケータである、請求項15記載の方法。
- HARQ処理状態変数は、HARQ処理のある特定の送信データパケットの到達した送信数を含む、請求項15または請求項16記載の方法。
- プロトコルコンテキストは、HARQ送信エンティティのパラメータを、当該パラメータが前記ターゲット無線セルを制御する基地局へ無線リンク確立メッセージにて送信されなかった場合にさらに含む、請求項15から請求項17のいずれかに記載の方法。
- HARQ送信エンティティのパラメータは、廃棄タイマの値とデータパケットの最大許容送信数との少なくとも一つを含む、請求項18記載の方法。
- タイマの状態は、異なるHARQ処理ごとのデータパケットの送信に対する各廃棄タイマの現在の値を含む、請求項15から請求項19のいずれかに記載の方法。
- 初回送信待ちデータパケット及び再送待ちデータパケットは、プロトコルコンテキストの一部として前記ターゲット無線セルを制御する基地局へ送信され、前記プロトコルコンテキストは、送信待ち制御パケット、RLC状態変数、及びRLC送信エンティティのタイマの状態をさらに含む、請求項13または請求項14記載の方法。
- RLC状態変数は、送信データパケットが送信をスケジューリングが行なわれた回数を示す変数VT(DAT)と最後に通信端末で確認応答された送信データパケットの通番を示す確認応答状態変数VT(A)と廃棄タイマの状態を含むRLC送信エンティティのタイマの状態とのうち少なくとも一つである、請求項21記載の方法。
- プロトコルコンテキストは、RLC送信エンティティのパラメータを、当該パラメータが前記ターゲット無線セルを制御する基地局へ無線リンク確立メッセージにて送信されなかった場合にさらに含む、請求項21または請求項22記載の方法。
- RLC送信エンティティのパラメータは、データパケットの最大送信回数MaxDatと廃棄タイマ値との少なくとも一つを含む、請求項23記載の方法。
- プロトコルコンテキストは、データ伝送のサービス品質を特定するパラメータ及び/またはHARQ/RLC再送プロトコルの設定のためのパラメータを含む、請求項1から請求項24のいずれかに記載の方法。
- 前記フレームプロトコルは、HS−DSCHフレームプロトコルである、請求項25記載の方法。
- 初回送信を待っているのではないデータパケットを前記ソース無線セルを制御する基地局から前記ターゲット無線セルを制御する基地局へ送る際に、フレームプロトコル・データパケットのペイロード部は、少なくとも一つの送信データパケットと少なくとも一つの送信データパケットに対応する、当該送信エンティティの状態を示す情報を含む、請求項1から請求項26のいずれかに記載の方法。
- 少なくともひとつの送信データパケットに対応する前記情報は、HARQ処理のデータ送信に使用する冗長度バージョン、HARQ処理のデータ送信に使用するコンスタレーション、HARQ処理番号、新規データ・インジケータ、及び対応する送信データパケットの再送回数を含む、請求項27記載の方法。
- 拡張上り回線個別チャネルE−DCHが上り回線データ送信に採用される、請求項1から請求項9のいずれかに記載の方法。
- ソース無線セルからターゲット無線セルへの通信端末の無線セル移行についての再送プロトコル関連データを送る基地局において、前記ソース無線セル及び前記ターゲット無線セルはそれぞれ移動通信システムの基地局により制御され、前記基地局は、
前記ソース無線セルを制御する基地局が、前記ソース無線セルを制御する基地局によって前記通信端末へ成功裏に送信されていない再送プロトコルのデータパケットを、前記ターゲット無線セルを制御する基地局へ送るための送信手段であって、前記通信端末の前記ターゲット無線セルへの割り当てに関するデータを前記通信端末と前記ターゲット無線セルを制御する基地局へ送信するための前記送信手段を具備し、
前記送信手段は、前記再送プロトコルのデータパケットを、フレームプロトコル・データパケットを用いて前記ソース無線セルを制御する基地局と前記ターゲット無線セルを制御する基地局との間の直接のインタフェースを介して前記ターゲット無線セルを制御する基地局へ送るように適合され、
前記基地局は、前記フレームプロトコル・データパケットのペイロード部に含まれる、送られたデータパケットのそれぞれが初回送信を待っているか否かを示す指示を前記フレームプロトコル・データパケットのヘッダに含めるように適合される、
ことを特徴とする基地局。 - 請求項1から請求項29のいずれかに記載の方法を実行する手段を具備する、請求項30記載の基地局。
- 請求項30または請求項31記載の複数の基地局と、通信端末とを具備する通信システム。
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