JP4669947B2 - 無線通信システムにおいてｃｐｃを改善する方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は無線通信システムにおいてＣＰＣ（パケットの継続的連続性）を改善する方法及び装置に関し、特に無線通信システムにおいてＣＰＣの制御チャネル削減機能を改善する方法及び装置に関する。

第三世代移動通信技術はＷＣＤＭＡ（広帯域多元分割接続）方式で高スペクトル利用効率、高カバー率、優れた通話品質と高速伝送を実現するとともに、ＱｏＳ（サービス品質）の確保、柔軟性のある双方向通信の実現、通話中断率の低減に大きく寄与する。第三世代移動通信システムでは動画鑑賞、電話会議、オンラインゲーム、オンラインミュージック再生、電子メールを楽しむことができる。もっとも、これらの機能は迅速かつ実時間のデータ送信機能に頼る。帯域幅の利用効率とパケットデータの処理効率を向上させ、上り・下りの送信速度を改善することを目的として、従来の第三世代移動通信技術にはＨＳＤＰＡ（高速ダウンリンクパケットアクセス）とＨＳＵＰＡ（高速アップリンクパケットアクセス）が導入された。また、３ＧＰＰはＣＥＬＬ＿ＤＣＨ（セル専用チャネル）状態で動作するユーザー端末（ＵＥ）についてＣＰＣ（パケットの継続的連続性）という概念を導入して、セルのサービス対象端末の数量を増やし、アップリンクチャネルの雑音を抑制し、ＵＥの音声パケットサービスの受信性能を向上させる。

ＨＳＤＰＡシステムでは、ＵＥの物理層はＨＳ−ＰＤＳＣＨ（高速物理ダウンリンク共用チャネル）でペイロードデータを受信し、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ（高速物理制御チャネル）で肯定応答／否定応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）メッセージとＣＱＩ（チャネル品質識別子）情報を送信する。ＭＡＣ（媒体アクセス制御）層はＭＡＣ−ｈｓエンティティーを利用し、ＨＳ−ＤＳＣＨ（高速ダウンリンク共用チャネル）でペイロードデータからデータパケットを受信する。また、ＨＳ−ＤＳＣＨの制御信号（例えば復調情報）を運ぶ物理ダウンリンクチャネルとしてＨＳ−ＳＣＣＨ（ＨＳ−ＤＳＣＨ共用制御チャネル）がある。

ＨＳＵＰＡシステムでは、ＵＥの物理層はＥ−ＤＰＤＣＨ（Ｅ−ＤＣＨ専用物理データチャネル）でペイロードデータを送信し、Ｅ−ＤＰＣＣＨ（Ｅ−ＤＣＨ専用物理制御チャネル）で関連の制御信号（例えば再送シーケンス番号）を送信する。Ｅ−ＤＰＤＣＨとＥ−ＤＰＣＣＨはいずれもアップリンク物理チャネルである。また、グラント（ｇｒａｎｔ）やＡＣＫなどの制御信号を送信するダウンリンク物理チャネルとして、Ｅ−ＲＧＣＨ（Ｅ−ＤＣＨ相対グラントチャネル）、Ｅ−ＡＧＣＨ（Ｅ−ＤＣＨ絶対グラントチャネル）、Ｅ−ＨＩＣＨ（Ｅ−ＤＣＨ ＨＡＲＱ肯定応答指示チャネル）、Ｆ−ＤＰＣＨ（分別専用物理チャネル）などがある。ＭＡＣ層はＭＡＣ−ｅ／ｅｓエンティティーを利用し、Ｅ−ＤＣＨ（エンハンスド専用トランスポートチャネル）を通してデータパケットを物理層に送信する。ＭＡＣ層はＴＴＩ（送信時間間隔）＝１０ｍｓか２ｍｓの送信をサポートする。

ＣＰＣでは、高速共用制御チャネル削減機能（ＨＳ−ＳＣＣＨ ｌｅｓｓ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）はＨＳ−ＳＣＣＨでの制御信号伝送を削減し、ＵＥの電力消費を節減するために実行される。この動作のもとで、ＨＳ−ＳＣＣＨではトラスポートブロックのＨＡＲＱ（ハイブリッド自動リピート要求）プロセスの初回送信を行うときに関連の制御信号を送信しない。この場合、初回送信を受けた後、ＵＥは所定の送信形式とチャネルコードに基づいてブラインドデコーディング方式でトランスポートブロックのデータを復号しなければならない。復号が成功した場合はＵＥでＨＳ−ＤＰＣＣＨを通して肯定応答（ＡＣＫ）メッセージを基地局に返送し、復号が失敗した場合はＵＥでメッセージを返送せずに基地局の再送を待ち受ける。再送は２回に限られ、再送時にＨＳ−ＳＣＣＨは物理チャネルコードセット、トランスポートブロックサイズ、時間インデックス、ユーザーＩＤなど所要の制御信号を送信する。そのうち時間インデックスは前回送信に用いられたＴＴＩ（送信時間間隔）をＵＥに通報する。ＵＥは再送についてＡＣＫまたはＮＡＣＫメッセージを返送する。なお、１回目と２回目の再送は非同期的なものであってもよいが、ＨＳ−ＳＣＣＨはＨＳ−ＤＳＣＨと一定の送信タイミング関係を保たなければならない。

無線資源制御（ＲＲＣ）について、ＵＥとネットワーク（基地局またはＲＮＣ（無線ネットワークコントローラ））は上記モードとパラメータをＲＲＣメッセージと情報要素（ＩＥ）に載せて交換することで、ＣＰＣ機能の信号とプロセス設定を行う。３ＧＰＰが規定したＲＲＣプロトコルによれば、ＣＰＣ ＨＳ−ＳＣＣＨ削減情報要素は、ＨＳ−ＰＤＳＣＨコードインデックスとトランスポートブロックサイズインデックスなどの関連パラメータと設定を運ぶ。上記ＩＥはＲＲＣ接続設定（ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＳＥＴＵＰ）、アクティブセット更新（ＡＣＴＩＶＥ ＳＥＴ ＵＰＤＡＴＥ）、セル更新確認（ＣＥＬＬ ＵＰＤＡＴＥ ＣＯＮＦＩＲＭ）またはその他の再設定メッセージで運ばれ、対応するＲＲＣプロセスでＵＥに送信される。ＵＥは受信したパラメータを変数ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＰＡＲＡＭＳに保存する。

そのほか、ＵＥには変数ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＳＴＡＴＵＳが設けられ、同変数は真／偽（Ｔ／Ｆ）でＨＳ−ＳＣＣＨ削減機能のアクティブ／イナクティブ状態を示す。ＲＲＣプロトコルによれば、再設定メッセージを受信すると、ＵＥは変数ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＳＴＡＴＵＳの判断プロセスを実行すべきである。下記条件がすべて満足された場合に、変数ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＳＴＡＴＵＳを真にする。

１．ＵＥがＣＥＬＬ＿ＤＣＨ状態にある。
２．変数ＨＳ＿ＤＳＣＨ ＲＥＣＥＰＴＩＯＮが真とされる。
３．使用中のＤＣＨがない。
４．変数ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＰＡＲＡＭＳの設定が完了した。
５．ＵＥが最新の再設定メッセージからＣＰＣ ＨＳ−ＳＣＣＨ削減情報要素を受信した。

上記条件のいずれかが満たされないが、変数ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＳＴＡＴＵＳが真となった場合は、ＵＥで下記動作を実行すべきである。

１．変数ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＳＴＡＴＵＳを偽にする。
２．変数ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＰＡＲＡＭＳを消去する。
３．ＨＳ−ＳＣＣＨ削減動作の関連動作を停止する。

変数ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＳＴＡＴＵＳを真とした場合、ＵＥで変数ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＰＡＲＡＭＳに基づいて物理層とＭＡＣ層でＨＳ−ＳＣＣＨ削減動作を実行するように制御する。

以上のとおり、ＵＥは再設定メッセージを受信した場合にのみ変数ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＳＴＡＴＵＳの真偽を判断し、ＨＳ−ＳＣＣＨ削減動作はＣＥＬＬ＿ＤＣＨ状態にしか適用されない。ＵＥでＨＳ−ＳＣＣＨ削減動作機能を利用する間に、システムに無線リンク障害、ＲＬＣ（無線リンク制御）回復不能エラー、ＵＥケーパビリティー情報メッセージの送信失敗などの故障が生じれば、ＵＥはセル更新プロセスを実行する。そうすれば、ＵＥはＣＥＬＬ＿ＤＣＨ状態からＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨ（セルフォワードアクセスチャネル）状態に移行して好適なＵＴＲＡＮ（ＵＭＴＳ無線アクセスネットワーク）セルを選択する。しかし、従来の規格ではこの場合のＨＳ−ＳＣＣＨ削減動作の実行方法について何も規定していない。したがって、ＣＥＬＬ＿ＤＣＨ状態が終了した後、ＵＥは変数ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＳＴＡＴＵＳを再判断することがない。言い換えれば、ＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨ状態に移行した後、ＵＥは好適でない状態で不連続送受信機能を実行することを余儀なくされ、物理層とＭＡＣ層にエラーが生じうる。

無線リンク障害は地下室や郊外など受信環境が好ましくない場所に多発する。その発生原因はさまざまであり、例えばＲＬＣリセットやＲＬＣ回復がその例である。なお、ＵＥケーパビリティー情報メッセージは、ＵＥのケーパビリティー情報（例えば無線アクセスケーパビリティー）をＵＴＲＡＮに送信するために利用される。

本発明はシステムエラーを防止することを目的として、無線通信システムのユーザー端末においてＣＰＣの制御チャネル削減機能を改善する方法及び装置を提供することを課題とする。

本発明は無線通信システムのユーザー端末においてＣＰＣ（パケットの継続的連続性）を改善する方法を提供する。該方法は、機能状態変数値（ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＳＴＡＴＵＳ）に基づいて制御チャネル削減機能を起動する段階と、セル更新プロセスの起動時に上記機能状態変数値を再判断し、対応した動作を実行する段階とを含む。そのうち制御チャネル削減機能は、ＨＡＲＱ（ハイブリッド自動リピート要求）プロセスでトランスポートブロックに対応する初回送信を実行するときに、該ＨＡＲＱプロセスに対応する制御チャネルでの関連制御信号の伝送を禁止する。

本発明は更に、無線通信システムにおいてＣＰＣを改善するための通信装置を提供する。該通信装置は、通信装置の機能を実現する制御回路と、制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御するＣＰＵ（中央処理装置）と、制御回路の中にＣＰＵと結合するように設けられ、プログラムコードを記録する記憶装置とを含む。該プログラムコードは、機能状態変数値（ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＳＴＡＴＵＳ）に基づいて制御チャネル削減機能を起動するコードと、セル更新プロセスの起動時に上記機能状態変数値を再判断し、対応した動作を実行するコードとを含む。そのうち制御チャネル削減機能は、ＨＡＲＱプロセスでトランスポートブロックに対応する初回送信を実行するときに、該ＨＡＲＱプロセスに対応する制御チャネルでの関連制御信号の伝送を禁止することを特徴とする通信装置。

本発明は無線リンク障害、ＲＬＣエラーまたはＵＥケーバビリティー情報メッセージの送信失敗が発生した場合に、ＨＳ−ＳＣＣＨ削減動作を停止するようにＵＥに指示し、システムエラーを解決することができる。

かかる方法及び装置の特徴を詳述することを目的として、具体的な実施例を挙げ、図を参照にして以下に説明する。

図１を参照する。図１は無線通信システムに設けられる無線通信装置１００のブロック図である。説明を簡素化することを目的として、図１では無線通信装置１００の入力装置１０２、出力装置１０４、制御回路１０６、ＣＰＵ（中央処理装置）１０８、記憶装置１１０、プログラムコード１１２及びトランシーバー１１４のみ描かれている。無線通信装置１００では、制御回路１０６はＣＰＵ１０８を用いて記憶装置１１０に記録されたプログラムコード１１２を実行し、無線通信装置１００の動作を制御し、入力装置１０２（例えばキーボード）でユーザーが入力した信号を受信し、出力装置１０４（スクリーン、スピーカーなど）で映像、音声などの信号を出力する。無線信号を受発信するトランシーバー１１４は受信した信号を制御回路１０６に送信し、または制御回路１０６による信号を無線で出力する。言い換えれば、通信プロトコルに当てはめれば、トランシーバー１１４は第一層の一部とみなされ、制御回路１０６は第二層と第三層の機能を実現する。無線通信装置１００は望ましくは第三世代移動通信システムの高速パケットアクセスシステムに用いられ、ＣＰＣ機能をサポートする。

図２を参照する。図２は図１に示すプログラムコード１１２を表す説明図である。プログラムコード１１２はアプリケーション層２００と、第三層２０２と、第一層２１８と接続される第二層２０６を備える。第三層２０２には、第一層２１８、第二層２０６及びネットワークの通信装置（基地局またはＵＴＲＡＮ）を制御してピア・ツー・ピア方式で交信させるＲＲＣエンティティー２２２が設けられる。ＲＲＣエンティティー２２２は無線通信装置１００のＲＲＣ状態を変更し、例えばネットワークシステムの要求や通信環境の変換に応じてアイドリング状態、ＣＥＬＬ＿ＰＣＨ（セルページング）状態、ＵＲＡ＿ＰＣＨ（ＵＴＲＡＮ登録領域ページングチャネル）状態、ＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨ状態、またはＣＥＬＬ＿ＤＣＨ状態に切り替える。

第二層２０６にはＲＬＣ（無線リンク制御）層とＭＡＣ（媒体アクセス制御）層が設けられる。ＲＬＣ層は論理チャネルを通してＭＡＣ層とパケットを交換することで無線リンクを確立する。ＭＡＣ層はトランスポートチャネルを通して他のＭＡＣ層とパケットを交換する。第一層２１８は物理層であって、複数の物理チャネルで無線フレームを受発信する。ＨＳＤＰＡシステムでは、ＭＡＣ層はＨＳ−ＤＳＣＨ（ダウンリンクデータチャネル）で物理層からパケットを受信し、物理層はＨＳ−ＰＤＳＣＨ（ダウンリンクデータチャネル）、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ（アップリンク制御チャネル）及びＨＳ−ＳＣＣＨ（ダウンリンク制御チャネル）で基地局かＵＴＲＡＮと物理データを交換する。

ネットワークの通信装置はＲＲＣメッセージとＩＥを生成し、無線ベアラ（ＲＢ）を通してＣＰＣ機能の構成設定を無線通信装置１００に送信する。ＣＰＣのＨＳ−ＳＣＣＨ削減動作について、ネットワークの通信装置は機能パラメータを再設定メッセージに載せて送信し、無線通信装置１００は受信したパラメータ設定を変数ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＰＡＲＡＭＳに保存し、これで第二層２０６、第一層２１８及びＨＳ−ＳＣＣＨの動作を変更する。なお、無線通信装置１００には変数ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＳＴＡＴＵＳが設けられ、同変数は真／偽（Ｔ／Ｆ）でＨＳ−ＳＣＣＨ削減のアクティブ／イナクティブ状態を示す。

システムエラーを防止することを目的として、本発明は上記プログラムコード１１２に制御チャネル削減機能管理プログラムコード２２０を設ける。図３を参照する。図３は本発明による方法３０のフローチャートである。下記方法３０は無線通信システムのユーザー端末においてＣＰＣの制御チャネル削減機能の改善に用いられ、制御チャネル削減機能管理プログラムコード２２０としてコンパイルすることができる。

ステップ３００：開始。
ステップ３０２：機能状態変数値に基づいて制御チャネル削減機能を起動する。
ステップ３０４：セル更新プロセスの起動時に機能状態変数値を再判断し、対応した動作を実行する。
ステップ３０６：終了。

上記制御チャネル削減機能は望ましくはＣＰＣに含まれたＨＳ−ＳＣＣＨ削減動作ある。ＨＡＲＱプロセスでトランスポートブロックにかかる初回送信を行うとき、ネットワークはＨＳ−ＳＣＣＨに関連の制御信号を送信しない。その後、復号失敗により再送が必要となったとき、ＵＥはＨＳ−ＳＣＣＨを通して、チャネルコードインデックスやトランスポートブロックサイズインデックスなど所要の制御信号を送信する。なお、上記機能状態変数値は変数ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＳＴＡＴＵＳであって、同変数が真とされたとき、ＵＥで制御チャネル削減機能を起動する。

無線リンク障害、ＲＬＣエラーやＵＥケーパビリティー情報メッセージの送信失敗が発生すれば、ＵＥでセル更新プロセスを実行する。セル更新プロセスの起動後、ＵＥはＣＥＬＬ＿ＤＣＨ状態からＣＥＬＬ＿ＦＡＣＨ状態に移行する。この場合、ＵＥで判断プロセスを実行して変数ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＳＴＡＴＵＳの値を再判断する。同判断プロセスではＵＥがＣＥＬＬ＿ＤＣＨ状態でない（前記判断プロセスの条件１と抵触する）ので、ＵＥで下記動作を実行する。即ち、（１）変数ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＳＴＡＴＵＳが真であればそれを偽にする。（２）変数ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＰＡＲＡＭＳを消去する。（３）ＨＳ−ＳＣＣＨ削減動作の関連動作を停止する。

また、他の停止方式として、無線リンク障害、ＲＬＣエラーやＵＥケーパビリティー情報メッセージの送信失敗が発生した場合に、変数ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＳＴＡＴＵＳが真であれば、ＵＥは上記３つの動作を実行し、判断プロセスを経由せずにＨＳ−ＳＣＣＨ削減機能をイナクティブにする。

注意すべきは、上記はＨＳ−ＳＣＣＨを対象として述べたが、本発明はそのほか、ＨＡＲＱプロセスに用いられるすべての制御チャネルに適する。

以上は本発明に好ましい実施例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、本発明の精神の下においてなされ、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の特許請求の範囲に属するものとする。

本発明は従来の動作条件を変更したのみであり、実施可能である。

本発明による無線通信装置のブロック図である。 図１に示すプログラムコードを表す説明図である。 本発明による方法のフローチャートである。

符号の説明

１００ 無線通信装置
１０２ 入力装置
１０４ 出力装置
１０６ 制御回路
１０８ ＣＰＵ
１１０ 記憶装置
１１２ プログラムコード
１１４ トランシーバー
２００ アプリケーション層
２０２ 第三層
２０６ 第二層
２１８ 第一層
２２０ 制御チャネル削減機能管理プログラムコード
２２２ ＲＲＣエンティティー

Claims (6)

1. 無線通信システムのユーザー端末においてＣＰＣ（パケットの継続的連続性）を改善するＣＰＣ改善方法であって、
   機能状態変数値ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＳＴＡＴＵＳが真である場合に制御チャネル削減機能を起動する段階と、
   セル更新プロセスの起動時に上記機能状態変数値を再判断し、対応した動作を実行する段階と
   を含み、
   前記制御チャネル削減機能は、ＨＡＲＱプロセス（ハイブリッド自動リピート要求プロセス）でトランスポートブロックに対応する初回送信を実行するときに、該ＨＡＲＱプロセスに対応する制御チャネルでの関連制御信号の伝送を禁止し、
   前記対応した動作は、
   前記機能状態変数が真であれば、同変数を偽にすることと、
   前記制御チャネル削減機能の機能パラメータ変数ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＰＡＲＡＭＳを消去することと、
   前記制御チャネル削減機能の関連動作を停止することと
   を含むことを特徴とするＣＰＣ改善方法。
2. 前記制御チャネル削減機能はＨＳ−ＳＣＣＨ（高速共用制御チャネル）削減動作であることを特徴とする請求項１に記載のＣＰＣ改善方法。
3. 前記セル更新プロセスの起動原因は、無線リンク障害、ＲＬＣ（無線リンク制御）回復不能エラー、またはＵＥ（ユーザー装置）ケーパビリティー情報の送信失敗によることを特徴とする請求項１または２に記載のＣＰＣ改善方法。
4. 無線通信システムにおいてＣＰＣを改善するための通信装置であって、
   通信装置の機能を実現する制御回路と、
   制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御するＣＰＵ（中央処理装置）と、
   制御回路の中にＣＰＵと結合するように設けられ、プログラムコードを記録する記憶装置と
   を含み、
   該プログラムコードは、
   機能状態変数値ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＳＴＡＴＵＳが真である場合に制御チャネル削減機能を起動するコードと、
   セル更新プロセスの起動時に上記機能状態変数値を再判断し、対応した動作を実行するコードと
   を含み、
   前記制御チャネル削減機能は、ＨＡＲＱプロセスでトランスポートブロックに対応する初回送信を実行するときに、該ＨＡＲＱプロセスに対応する制御チャネルでの関連制御信号の伝送を禁止し、
   前記対応した動作は、
   前記機能状態変数が真であれば、同変数を偽にすることと、
   前記制御チャネル削減機能の機能パラメータ変数ＣＰＣ＿ＨＳ＿ＳＣＣＨ＿ＬＥＳＳ＿ＰＡＲＡＭＳを消去することと、
   前記制御チャネル削減機能の関連動作を停止することと
   を含むことを特徴とする通信装置。
5. 前記制御チャネル削減機能はＨＳ−ＳＣＣＨ削減動作であることを特徴とする請求項４に記載の通信装置。
6. 前記セル更新プロセスの起動原因は、無線リンク障害、ＲＬＣ回復不能エラー、またはＵＥケーパビリティー情報の送信失敗によることを特徴とする請求項４または５に記載の通信装置。

Images