JP4657326B2 - 伝送速度制御方法、伝送速度制御システム及び移動局 - Google Patents

Description

本発明は、伝送速度制御方法、伝送速度制御システム及び移動局に関する。

従来の移動通信システムでは、無線回線制御局ＲＮＣが、移動局ＵＥから無線基地局ＮｏｄｅＢに対する上りリンクにおいて、無線基地局ＮｏｄｅＢの無線リソースや、上りリンクにおける干渉量や、移動局ＵＥの送信電力や、移動局ＵＥの送信処理性能や、上位のアプリケーションが必要とする伝送速度等を鑑みて、個別チャネルの伝送速度を決定し、レイヤ３（Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｌａｙｅｒ）のメッセージによって、移動局ＵＥ及び無線基地局ＮｏｄｅＢのそれぞれに対して、決定した個別チャネルの伝送速度を通知するように構成されている。

ここで、無線回線制御局ＲＮＣは、無線基地局ＮｏｄｅＢの上位に存在し、無線基地局ＮｏｄｅＢや移動局ＵＥを制御する装置である。

一般的に、データ通信は、音声通話やＴＶ通話と比べて、トラヒックがバースト的に発生することが多く、本来は、データ通信に用いられるチャネルの伝送速度を高速に変更することが望ましい。

しかしながら、無線回線制御局ＲＮＣは、図１に示すように、通常、多くの無線基地局ＮｏｄｅＢを統括して制御しているため、従来の移動通信システムでは、処理負荷や処理遅延等の理由により、高速な（例えば、１〜１００ｍｓ程度の）チャネルの伝送速度の変更制御を行うことは困難であるという問題点があった。

また、従来の移動通信システムでは、高速なチャネルの伝送速度の変更制御を行うことができたとしても、装置の実装コストやネットワークの運用コストが大幅に高くなるという問題点があった。

そのため、従来の移動通信システムでは、数１００ｍｓ〜数ｓオーダーでのチャネルの伝送速度の変更制御を行うのが通例である。

したがって、従来の移動通信システムでは、図２（ａ）に示すように、バースト的なデータ送信を行う場合、図２（ｂ）に示すように、低速、高遅延及び低伝送効率を許容してデータを送信するか、又は、図２（ｃ）に示すように、高速通信用の無線リソースを確保して、空き時間の無線帯域リソースや無線基地局ＮｏｄｅＢにおけるハードウエアリソースが無駄になるのを許容してデータを送信することとなる。

ただし、図２において、縦軸の無線リソースには、上述の無線帯域リソース及びハードウエアリソースの両方が当てはめられるものとする。

そこで、第３世代移動通信システムの国際標準化団体である「３ＧＰＰ」及び「３ＧＰＰ２」において、無線リソースを有効利用するために、無線基地局ＮｏｄｅＢと移動局ＵＥとの間のレイヤ１及びＭＡＣサブレイヤ（レイヤ２）における高速な無線リソース制御方法が検討されてきた。以下、かかる検討又は検討された機能を総称して「上り回線エンハンスメント（ＥＵＬ：Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｕｐｌｉｎｋ）」と呼ぶこととする。

非特許文献１に記述されているように、上り回線エンハンスメントにおいて、伝送速度制御が適用されるチャネル（ＥＤＣＨ）には、スケジューリング要求（ＲＲ：Ｒａｔｅ Ｒｅｑｕｅｓｔ）を無線基地局に送って、それに反応した無線基地局からのスケジューリング許可信号（Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ Ｇｒａｎｔ）が必要であった。

一方で、「非スケジュール送信（Ｎｏｎ-Ｓｃｈｅｄｕｌｕｅｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）」として、スケジューリング許可信号がなくても、論理チャネル単位で定められた伝送速度で送信を行うことは出来るものの、非スケジュール送信として定義された論理チャネルは、スケジューリング許可信号を用いて、伝送速度を制御することが不可能であった。

したがって、伝送速度制御を伴うチャネルの場合には、図１２に示すように、スケジューリング要求（ＲＲ）を送信して、スケジュール許可信号としての絶対送信許可信号（絶対伝送速度制御チャネル）（ＡＧＣＨ：Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｇｒａｎｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）を受けた後にようやく伝送を開始することが出来た。

従来の上り回線エンハンスメントにおいて、上りユーザデータの伝送を開始するまでの動作について、図３を参照して説明する。

図３に示すように、ステップ（１）において、移動局ＵＥが、無線回線制御局ＲＮＣに対して、呼設定要求を送信する（すなわち、発信する）。

ステップ（２）乃至（６）において、無線回線制御局ＲＮＣが、呼設定要求に応じて、移動局ＵＥ及び無線基地局ＮｏｄｅＢと共同して、呼設定処理を行う。

ステップ（７）において、移動局ＵＥは、送信すべきデータが発生すると、上述のスケジューリング要求（ＲＲ）を送信し、無線基地局ＮｏｄｅＢからスケジュール許可信号としての絶対送信許可信号（ＡＧＣＨ）を受信し、受信した絶対送信許可信号（ＡＧＣＨ）に基づいて決定された伝送速度でユーザデータチャネル（ＥＤＣＨ、Ｅ-ＤＰＤＣＨ）を介した上りユーザデータの送信を開始する。その後、移動局ＵＥは、所定の無線基地局ＮｏｄｅＢから受信した相対伝送速度制御チャネル（ＲＧＣＨ）を受信し、受信した相対伝送速度制御チャネル（ＲＧＣＨ）に含まれる「ＵＰ」、「ＤＯＷＮ」、「ＨＯＬＤ」に従って上りユーザデータの伝送速度を制御する。

図４乃至図６に、上り回線エンハンスメントで用いられる移動局無線通信機能部の構成を示し、図７乃至図９に、上り回線エンハンスメントで用いられる無線基地局の構成を示し、図１０に、上り回線エンハンスメントで用いられる無線回線制御局の構成を示す。

移動局無線通信機能部では、図６に示すＥ-ＴＦＣ選択部が、無線基地局から送信されたスケジューリング許可信号としての絶対送信許可信号（ＡＧＣＨ）及びＲＧＣＨに含まれるコマンドに基づいて、Ｅ-ＤＰＤＣＨを介して送信する上りユーザデータの伝送速度を制御するように構成されている。

ここで、移動局ＵＥは、図１３に示すように、無線基地局ＮｏｄｅＢ＃１におけるセル＃１３と無線基地局ＮｏｄｅＢ＃２におけるセル＃２１との間でソフトハンドオーバ状態にある場合、当該移動局ＵＥのサービングセルとして機能しているセル＃２１から絶対送信許可信号（ＡＧＣＨ）を受信するように構成されている。

また、かかる場合、移動局ＵＥは、図１３に示すように、当該移動局ＵＥのサービングセルとして機能しているセル＃２１及び当該移動局ＵＥの非サービングセルとして機能しているセル＃２１から相対伝送速度制御チャネル（ＲＧＣＨ）を受信するように構成されている。

一般的に、特に断りのない場合、上り回線エンハンスメントでは、無線基地局とは、当該無線基地局におけるセルのことを意味する。

また、無線基地局（セル）では、図９に示すスケジューリング部が、セル共通の絶対送信許可信号（ＡＧＣＨ）又はサービング移動局ごとに個別の絶対送信許可信号（ＡＧＣＨ）を決定して送信するように構成されている。

また、スケジューリング部が、移動局ごとに個別の相対伝送速度制御チャネル（ＲＧＣＨ）を決定して送信するように構成されている。

ここで、特定のセルに対するサービング移動局は、当該特定のセルをサービングセルとする移動局である。

また、一般的に、特に断りのない場合、上り回線エンハンスメントでは、伝送速度には、トランスポートブロックサイズや送信電力比（Ｅ-ＤＰＤＣＨの送信電力とＤＰＣＣＨの送信電力との比）が含まれる。

以上示したように、移動局は、上り回線エンハンスメントで通信を行う際に、送信すべきデータが発生したときに、スケジューリング許可信号を受信するまでは、当該データを送信することが不可能であった。

また、当該データを送信することが可能な場合でも、伝送速度制御の対象にすることは出来なかった。

これにより、伝送速度制御の遅延が発生し、無線品質を劣化させていた。

そこで、本発明では、伝送速度制御方法が適用されているチャネルにおいて、無線回線制御局は、呼の設定時などに、前記チャネルの初期許容伝送速度を通知して、移動局は、呼の設定後に、送信するデータが発生したときに、前記初期許容伝送速度以下で送信を開始し、その後、無線基地局からの相対伝送速度制御チャネルに従って、前記チャネルの伝送速度を制御することにより、送信すべきデータが発生した際に、即時にデータ伝送を開始し、伝送速度制御にも追従することが可能となり、伝送速度制御による遅延を低減することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、伝送速度制御方法が適用されているチャネルにおいて、無線回線制御局は、呼の設定時などに、前記チャネルの初期許容伝送速度を通知して、移動局は、呼の設定後に、送信するデータが発生したときに、前記初期許容伝送速度以下で送信を開始し、その後、無線基地局からの相対伝送速度制御チャネルに従って、前記チャネルの伝送速度を制御する伝送速度制御方法、伝送速度制御システム及び移動局であることを要旨とする。

そこで、本発明では、伝送速度制御方法が適用されているチャネルにおいて、無線回線制御局は、呼の設定時などに、前記チャネルの初期許容伝送速度あるいは初期送信電力比を通知して、移動局は、呼の設定後に、送信するデータが発生したときに、前記初期許容伝送速度以下で送信を開始し、その後、無線基地局からの相対伝送速度制御チャネルに従って、前記チャネルの伝送速度を制御することにより、送信すべきデータが発生した際に、即時にデータ伝送を開始し、伝送速度制御にも追従することが可能となり、伝送速度制御による遅延を低減することが可能となる。

次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものであることに留意すべきである。

図３に、本実施の形態のシーケンス例を示す。当図では、移動局が発信する例を示しているが、移動局が着信する例も考えられる。

ステップ（１）において、移動局は、無線回線制御局にＥＤＣＨを用いた通信の開始を要求する。

無線回線制御局は、前記要求を受け、前記移動局を配下とする無線基地局に対し、ＥＤＣＨの呼の設定を要求し、無線基地局側で特に問題なく呼の設定が行えた場合には、その旨を無線回線制御局に返す。

無線回線制御局は、ステップ（４）において、移動局に、呼の種別や移動局のリリース番号や送受信可能なデータの伝送速度の情報のやり取り等のための制御チャネルの設定を要求し、移動局において、前記要求にしたがって設定できた場合には、その旨を、ステップ（５）において、無線回線制御局に通知する。

設定後は、ステップ（７）において、ＥＤＣＨに関する様々なパラメータ（各フォーマットでの送信振幅比等）をやり取りして、ユーザデータの送信が開始される。

このやり取りの中で、無線回線制御局により、移動局における初期許容伝送速度が通知される。

通信開始後は、移動局に送信データがある場合には、無線基地局からのスケジュール許可信号（ＡＧＣＨ）なしでも、初期許容伝送速度以下でデータ伝送を行う。

また、移動局は、その後、ＲＧＣＨを受けた場合には、そのＲＧＣＨが示す「ＵＰ」、「ＤＯＷＮ」、「ＨＯＬＤ」に従って伝送速度に変化させていく。

図１１に、本実施形態におけるＥＤＣＨの伝送速度の遷移例を示す。本移動局には、無線回線制御局ＲＮＣより、初期許容伝送速度（Ｒ０）が通知されており、ｔ０において、送信信号が発生したら速やかに、Ｒ０で伝送を開始する。

また、無線基地局は、ＲＧＣＨの送信を開始し、「ＵＰ」、「ＤＯＷＮ」、「ＨＯＬＤ」に従って伝送速度を変化させていく。

（作用及び効果）
以上示したように、本実施形態においては、伝送速度制御方法が適用されているチャネルにおいて、無線回線制御局は、呼の設定時などに、前記チャネルの初期許容伝送速度を通知して、移動局は、呼の設定後に、送信するデータが発生したときに、前記初期許容伝送速度以下で送信を開始し、その後、無線基地局からの絶対伝送速度制御チャネルに従って、前記チャネルの伝送速度を制御することにより、送信すべきデータが発生した際に、即時にデータ伝送を開始し、伝送速度制御にも追従することが可能となり、伝送速度制御による遅延を低減することが可能となる。

本実施形態に係る伝送速度制御システムの構成ブロック図である。 本実施形態に係る移動局のデータ伝送を説明するための図である。 本実施形態に係る伝送速度制御方法を示すシーケンス図である。 本実施形態に係る移動局無線通信機能部の構成ブロック図である。 本実施形態に係るベースバンド信号処理部の構成ブロック図である。 本実施形態に係るＭＡＣ−ｅ部の構成ブロック図である。 本実施形態に係る無線基地局の構成ブロック図である。 本実施形態に係るベースバンド信号処理部の構成ブロック図である。 本実施形態に係るＭＡＣ−ｅ機能部の構成ブロック図である。 本実施形態に係る無線回線制御局の構成ブロック図である。 EDCHの遷移を説明するための図である。 UL Data Rateの遷移を説明するための図である。 上り回線エンハンスメントにおけるチャネル構成を説明するための図である。

符号の説明

１００…伝送速度制御システム

Claims (3)

1. ＥＵＬ方式で、移動局が、無線基地局によって通知されたスケジューリング許可信号に従って、Ｅ-ＤＰＤＣＨの送信電力とＤＰＣＣＨの送信電力との比を示す送信電力比を制御する送信電力比制御方法であって、
   前記無線回線制御局が、呼の設定時に、レイヤ３のメッセージで、前記移動局に対して、初期許容送信電力比を通知する工程と、
   前記移動局が、呼の設定後に、送信すべきデータが発生したときに、前記初期許容送信電力比以下の送信電力比で、前記Ｅ-ＤＰＤＣＨを介した該データの送信を開始する工程と、
   無線基地局が、レイヤ２のメッセージで、前記移動局に対して、前記スケジューリング許可信号としての相対送信許可信号を通知する工程と、
   前記移動局が、前記無線基地局によって通知された前記相対送信許可信号に従って、前記送信電力比を制御する工程とを有することを特徴とする送信電力比制御方法。
2. ＥＵＬ方式で、無線基地局によって通知されたスケジューリング許可信号に従って、Ｅ-ＤＰＤＣＨの送信電力とＤＰＣＣＨの送信電力との比を示す送信電力比を制御する移動局であって、
   呼の設定時に、無線回線制御局から、レイヤ３のメッセージで、初期許容送信電力比を受信するように構成されている第１受信部と、
   呼の設定後に、前記初期許容送信電力比以下の送信電力比で、前記Ｅ-ＤＰＤＣＨを介した該データの送信を開始するように構成されている開始部と、
   前記無線基地局から、レイヤ２のメッセージで、前記スケジューリング許可信号としての相対送信許可信号を受信するように構成されている第２受信部と、
   前記無線基地局によって通知された前記相対送信許可信号に従って、前記送信電力比を制御するように構成されている制御部とを具備することを特徴とする移動局。
3. ＥＵＬ方式で、移動局が、無線基地局によって通知されたスケジューリング許可信号に従って、Ｅ-ＤＰＤＣＨの送信電力とＤＰＣＣＨの送信電力との比を示す送信電力比を制御する送信電力比制御システムであって、
   前記移動局に対して、呼の設定時に、レイヤ３のメッセージで、初期許容送信電力比を通知し、呼の設定後に、送信すべきデータが発生したときに、該初期許容送信電力比以下の送信電力比で、前記Ｅ-ＤＰＤＣＨを介した該データの送信を開始するように指示する無線回線制御局と、
   前記移動局に対して、レイヤ２のメッセージで、前記スケジューリング許可信号としての相対送信許可信号を通知し、該相対送信許可信号に従って、前記送信電力比を制御するように指示する無線基地局とを具備することを特徴とする送信電力比制御システム。

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