JP4757865B2 - 無線通信システムでの上りリンクパケット転送チャネルスケジューリング方法 - Google Patents

無線通信システムでの上りリンクパケット転送チャネルスケジューリング方法 Download PDF

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Description

本発明は、無線パケット通信システムに係り、より具体的には、無線パケット通信システムでの上りリンクパケットスケジューリング方法に関する。本発明は、多様な場合に適用可能であるが、特に、特定グループ加入者または全体加入者にスケジューリング情報を転送する場合に適用されることができる。
移動通信システムを含めた無線パケット通信システムにおいて、上りリンク(up link)の高速化及び容量増大への要求に応じて、端末機から基地局へデータを送信する上りリンクにおける高速パケット通信方式に対する論議が活発になされている。
3GPP WCDMA無線移動通信システムで論議されているE−DCH(Enhanced up link Dedicated CHannel)技術がその代表である。
E−DCH技術では、既存の3GPP WCDMA上りリンクDCH(dedicated channel)に基地局(Node B)による上りリンクパケットスケジューリング、物理階層でのHARQ(Hybrid ARQ)などの技術を導入して上りリンクの効率向上を試みる。特に、基地局(Node B)スケジューリング時に毎スケジューリング命令を效率的に構成することによって、システム処理率を向上させることができる。
既存の3GPP WCDMAE−DCHに適用可能な技術の一つに、基地局制御スケジューリング(Node B controlled scheduling)方式がある。現在まで進行された標準化内容によれば、基地局スケジューリング命令を転送するチャネルは、時間分割多重化(TDM)、コード分割多重化(CDM)または時間及びコード分割多重化を使用する予定である(HSDPAと類似)。この場合、各端末(User Equipment:UE)に転送されるスケジューリング命令は、基本的に、UE区分情報(端末ID)とスケジューリング内容を含むことになる。
端末は、スケジューリング命令転送に使用される下りリンク(down link)チャネルを調査し、端末IDによって自分に伝達されたスケジューリング命令であることが確認されると、スケジューリング内容を獲得し、獲得されたスケジューリング内容の指示に応じて転送を開始、中断または留保する。このように、スケジューリング命令は、基地局から各端末に個別に転送されるため、特定グループの端末や全体端末に同じスケジューリング情報を転送する場合にも多い時間とチャネルが要求される。
すなわち、前述したように、スケジューリング命令は、時間分割、コード分割または時間及びコード分割方式によって各端末に個別に伝達される。
結論的に言えば、物理階層(Layer 1)次元で特定端末グループや全体端末に緊急なスケジューリング命令を転送する上で問題点がある。また、このような個別端末転送方法を使用する場合、物理階層次元で上りリンクトラフィックの急激な増加から混雑状況が起きることがあり、そのような場合に速かに対処し難いという問題点があった。
本発明は、上記従来技術の限界と不利な点に伴う少なくとも一つの問題点を解決するための無線通信システムで上りリンクパケット転送チャネルスケジューリング方法を提示する。
本発明の目的は、無線通信システムの基地局で上りリンクパケット転送チャネルスケジューリング方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、通信混雑問題を效果的に解決するために上りリンクパケット転送チャネルをスケジューリングする方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、個別端末だけでなく、特定端末グループ及び全体端末にスケジューリング命令を転送するために上りリンクパケット転送チャネルをスケジューリングする方法を提供することにある。
上記目的を達成するの本発明の一様相として、地局での上りリンクパケット転送チャネルスケジューリング方法が提供される。該上りリンクパケット転送パネルスケジューリング方法において、この上りリンク転送チャネルスケジューリングのためのスケジューリング命令を受ける端末の範囲が決定される。さらに、この決定された範囲に含まれる端末に受信されるスケジューリング命令が転送される。また、このスケジューリング命令は、端末の範囲を識別する端末ID情報と、当該スケジューリング命令に該当する情報を伝達するためのスケジューリング内容を含む。
本発明の他の様相として、個別端末に対する上りリンクパケット転送チャネルスケジューリング方法が提供される。該上りリンクパケット転送チャネルスケジューリング方法において、端末は、基地局から転送されたスケジューリング命令を受信する。このスケジューリング命令は、スケジューリング命令のための端末の範囲を識別するための端末ID情報を含む。また、当該スケジューリング命令は、スケジューリング命令に該当する情報を伝達するためのスケジューリング内容及びスケジューリング命令によって上りリンクパケット転送チャネルを介してパケットを転送するためのスケジューリング内容を含む。
本発明によれば、基地局でチャネル状況を考慮してパケットの転送を許容するか否かを判断して端末に知らせるため、チャネルでの不必要な混雑状況発生や資源不足などの問題点を緩和させ、全体システムの効率を向上させることが可能になる。
以下、本発明の好適な実施例を、添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。図面中、同一の構成要素には、可能な限り同一の参照符号及び番号を共通使用するものとする。
本発明の好適な実施例は、E−DCH(Enhanced uplink Dedicated CHannel)と関連して説明しているが、本発明は、任意の無線パケット通信システムにも適用可能である。
個別端末にスケジューリング命令を転送するために、基地局(Node B)は、E−AGCH(Enhanced Absolute Grant CHannel)の下りリンク(downlink)チャネルを用いる。すなわち、基地局は、各端末が許容された転送パワーまたは転送データレートレベルで転送するよう命令を転送する。該命令を、以下、上りリンクスケジューリング命令またはスケジューリング命令とも言う。
当該E−AGCHにおいて、基地局のスケジューリング命令のための下りリンク転送で使用される各フレームは、端末識別子(ID)とスケジューリング内容を含む。該端末IDは、当該上りリンクパケット転送のためにスケジューリング命令を受信する端末を識別するのに用いられる。
このスケジューリング内容は、スケジューリングされた電力(scheduled power)、区間(duration)及び優先順位(priority)などの種々の情報を含む。ここで、スケジューリングされた電力(power)情報(‘レート(rate)’とも呼ばれる。)は、上りリンクパケット転送において転送のために割り当てられうる最大電力量と定義される。区間(duration)情報は、各端末に有効なスケジューリング命令がどれくらい持続するかを表す。なお、優先順位(priority)情報は、上りリンクパケット転送に対する特定制限を意味する。例えば、アルファベットAから順に転送の高い優先順位を表す場合、仮に、基地局がCの優先順位で第1端末にスケジューリング命令を転送すると、第1端末の転送時点に第1端末が転送する。すなわち、第1端末は、C優先順位を有する端末が転送する時点に転送する。また、各スケジューリング命令は、端末ID、スケジューリングされた電力及び優先順位、または、端末ID、スケジューリングされた電力及び区間のように上記情報の任意の組み合わせを含むことができる。
E−AGCHにおいて、基地局は、共有チャネルを介してスケジューリング命令を個別端末、特定グループに属する端末、または、全体端末に転送できる。これらチャネルを共有する端末は、当該転送されたスケジューリング命令を受信しデコーディングする。該受信及びデコーディングを行った後に、当該スケジューリング命令の転送パケットに含まれた端末ID情報によって、スケジューリング命令が該当するIDの端末によって行われる。例えば、第1端末乃至第4端末の4つの端末があるとする。この場合、基地局(Node B)は、共有チャネルを介してスケジューリング命令を4つの端末に転送する。該スケジューリング命令は、第1端末のみのためのものであろう。これら4つの端末がいずれもスケジューリング命令を受信及びデコーディングし、どの端末のためのスケジューリング命令かを識別する。該転送されたスケジューリング命令のパケットには、第1端末にのみ相応する端末ID情報が含まれている。したがって、当該スケジューリング命令は、第1端末によってのみ行われるわけである。これは、端末グループについても適用可能である。
また、E−AGCHにおいて、各端末は一つ以上の端末識別子を有することができる。各端末は、これら各端末のためのスケジューリング命令に相応する識別子、及び基地局から転送された初期スケジューリング命令を受信した他の端末によって伝達されるスケジューリング命令に相応する他の識別子を含む。すなわち、基地局から転送されたスケジューリング命令に従うための端末識別子だけでなく、チャネルを共有する他の端末が伝達するスケジューリング命令に従うための他の端末識別子を含む。当該スケジューリング命令を伝達することによって基地局と端末間のチャネル転送量を減らし、最小化できる。一つの端末が有しうる識別子の数は、上記説明された2種類の識別子に制限されず、多様な目的に応じてより多くを有しても良い。
より詳細に説明すると、例えば、上記端末が、基地局から転送した第4端末のためのスケジューリング情報を受信しデコーディングすると、第4端末は、上記チャネルを共有する全ての端末(すなわち、第1端末、第2端末、第3端末及び第4端末)に、当該スケジューリング命令を伝達するように指示される。この時、スケジューリング命令は、基地局ではなく上記初期命令を受信した他の端末から伝達されたものである。第4端末から伝達されたスケジューリング命令を受信した場合、当該チャネルを共有する他の端末はいずれも、基地局から命令を受信した場合と同様に、当該命令を受信しデコーディングする。ここで、スケジューリング命令は、遂行する第1端末、第2端末及び第4端末を識別する。各端末が他の端末識別子を含むことによって、基地局は、一つの端末に多数の端末のためのスケジューリング命令を指示し、該端末が他の端末に当該スケジューリング命令を伝達することによって、同じスケジューリング命令の転送を最小化することができる。
E−RGCH(Enhanced Relative Grant CHannel)は、E−AGCHとは違い、基地局が既に設定された転送チャネルを有し、このチャネルを介して当該スケジューリング命令を転送する。E−RGCHにおいて、スケジューリング命令は、少なくとも1ビットからなり、転送パケット情報に端末IDは含まれない。具体的に、既に設定されたチャネルを介してスケジューリング命令を受信した端末は、該命令を読み取って遂行する。例えば、第1端末乃至第4端末の4つの端末があると仮定する。基地局は、第1端末にのみ適用されるスケジューリング命令語を、第1端末にのみ転送する。転送チャネルが既に設定されたため、他の端末には当該スケジューリング命令が転送されないわけである。
なお、E−RGCHにおいて、一度に一つの端末にのみ当該スケジューリング命令が転送されるように制限されるのではない。すなわち、多数の端末のための同じスケジューリング命令を転送するための多数のチャネルを既に設定しても良い。この例について説明すると、もし、基地局が第1端末と第2端末に同じスケジューリング命令を転送すべく第1チャネルと第2チャネルをそれぞれ既に設定した場合、当該同じスケジューリング命令は、他の端末(第3端末及び第4端末)には転送されず、第1端末と第2端末にのみ転送される。そして、第1端末と第2端末のみが当該スケジューリング命令を受信し遂行する。
以上で説明したように、E−AGCHとE−RGCHとの差異点は明確である。E−AGCHの場合、スケジューリング命令が指示される端末にかかわらず、当該チャネルを共有する全体端末が当該スケジューリング命令を受信する。しかし、当該スケジューリング命令で指定されるIDに相応するIDを有する端末にのみ該スケジューリング命令が適用される。E−RGCHの場合、基地局によって転送チャネルがあらかじめ設定され、既に設定されたチャネルに該当する端末のみが当該スケジューリング命令を受信する。基地局によって既に設定されなかった端末は、当該スケジューリング命令を受信しない。
本発明の実施例を、E−AGCHと関連してより詳細に説明すると、次の通りである。基地局(Node B)は、スケジューリング割り当てチャネルCh−1〜Ch−nを用いてコード分割、時分割またはコード及び時分割兼用方式によってスケジューリング命令を端末(UE)に転送する。当該スケジューリング命令は、スケジューリング内容及び個別端末の端末IDまたは、特定グループの端末IDを含む、または、全体UEが受信できるIDを含んで構成される。具体的に、スケジューリング内容は、基地局スケジューラが各端末に指示する内容で、パケット転送電力(Tx_Power)、TFC(Transmit Format Combination)、パケット転送時間のような内容などを含むことができる。既述したように、端末IDは、スケジューリング命令が伝達される端末またはグループを区分するための識別子(identifier)である。
端末に転送されるスケジューリング命令を決定するための基地局の動作について説明する。基地局(Node B)は、スケジューリング命令の転送時間間隔(TTI:Transmit Time Interval)ごとにパケットの転送される上りリンクチャネルの状況を把握する。上りリンクチャネルの状況を把握できる方法としては、信号対雑音比(Signal−to−Noise Ratio:SNR)、信号対騒音及び干渉比(Signal−to−Inteference−plus−Noise Ratio:SINR)及び熱雑音電力に対する受信信号電力(Rise over Thermal:RoT)を利用することができる。以下、RoTを用いてチャネル状況を把握する場合について説明する。すなわち、基地局は、上りリンクチャネルの状況を把握してRoT値を決定する。該決定されたRoT値を、既に設定された臨界値と比較する。該臨界値は、通信システムで許容された最大RoT値を超過しないように設定される。当該決定されたRoT値が、既に設定された臨界値を超過するか否かによって、個別端末にスケジューリングするか、特定グループ端末にスケジューリングするか、または全体端末にスケジューリングするかを決定する。たとえ上記の例では一つの臨界値を使用したが、スケジューリング命令を転送する方法を決定するに当って多数の臨界値を使用しても良い。さらに、上記のように、上りリンクチャネル状況を決定する方法において、RoTに制限されず、他の方法を使用しても良い。
以下、図3を参照して、二つの臨界値(RoTth1,RoTth2、ただし、RoTth1≧RoTth2である。)を設定するスケジューリング方法を例に挙げて説明する。
基地局は、スケジューリング命令の毎転送時間間隔(TTI:Transmit Time Interval)ごとにRoT値を決定する(S31)。このRoT値は、基地局の熱雑音に対する受信信号の電力を計算して決定できる。RoT値を決定し、該決定されたRoT値をRoTth1と比較する(S32)。該RoT値は、通常、雑音/干渉に相応する。雑音/干渉が低い場合、受信信号電力と比較される熱雑音が小さいため、RoT値は大きく決定される。一方、もし雑音/干渉が高い場合、受信信号電力と比較される熱雑音が大きいため、RoT値は小さく決定される。この決定されたRoT値がRoTth1値より大きいまたは等しいと(RoT≧RoTth1)、これは、低い雑音/干渉状況を意味し、スケジューリング命令を各端末に転送する(S33)。該スケジューリング命令が転送されると、当該端末IDによって受信端末を決定し、該受信端末は、当該スケジューリング内容に応じて信号を転送する。
もし、決定されたRoT値がRoTth1値より小さいと、該決定されたRoT値をRoTth2値と比較する。この決定されたRoT値が以前段階でRoTth1値よりも小さいということが決定されたため、基地局(Node B)は、もし当該決定されたRoT値がRoTth2値より大きい、または、等しいかを決定する(RoTth2≦RoT<RoTth1)(S34)。すなわち、該決定されたRoT値が、RoTth1値より小さく、RoTth2値より大きいまたは等しい場合、端末IDとスケジューリング内容を含むスケジューリング命令を少なくとも一つの特定端末グループに転送する(S35)。この特定端末グループIDは、当該グループに含まれた端末が特定グループに指定されたスケジューリング命令を識別するために使用することができ、基地局と端末間で様々な方式により事前に設定することができる。
当該決定されたRoT値がRoTth2よりも小さい場合(RoT<RoTth2)には、これは高い雑音/干渉状況による低いRoT値を意味し、スケジューリング内容及び全体端末が受信できるID情報を構成し、一つのスケジューリング命令をセル内の全ての端末に転送し、該スケジューリング内容がセル内の全端末に適用されることができる(S36)。このRoT値を利用する方法は、上りリンクチャネル状況を決定する様々な方法の一つであり、他の方法としては、上述したSNR、SINRなどが使用可能である。
図1は、各チャネル別の異なる時間フレーム間の多数のスケジューリング割り当てチャネルを示す。ここで、各チャネルは、特定端末に対するスケジューリング命令及び全体端末に対するスケジューリング命令の他、個別端末に対するスケジューリング命令を転送できる。すなわち、異なるタイプのスケジューリング命令は異なる時間に転送される。
図1を参照すると、Ch−1〜Ch−nは、スケジューリング命令を転送するのに使用される直交可変拡散要素(orthogonal variable spreading factor:OVSF)コードチャネルを意味する。特に、‘n’は、同時にデコーディングできる端末の数を表す。また、SAi(i=1〜n)は、i番目の個別端末に転送されるスケジューリング命令、SA−Gi(i=1〜k)は、i番目のグループ内の端末に伝達されるように設計されたスケジューリング命令、SA−allは、全体端末に伝達されるように設計されたスケジューリング命令を意味する。
図2は、多数の端末グループに含まれた端末または全体端末にスケジューリング命令を転送する様子を示す図である。上述したように、上りリンクパケット転送チャネルの雑音/干渉に基づいて基地局で決定されたスケジューリング命令は、上りリンクパケット転送を制御する。
図2を参照すると、基地局は、SA−G1とSA−G2によって指示された特定グループに含まれたn個の端末に、スケジューリング命令を転送する。同時に、SA−allによって指示されたとおりにスケジューリング命令を全体端末に転送することができる。当該スケジューリング命令には、特定端末グループまたは全体端末を指示する特定端末IDとスケジューリング内容が含まれて転送される。
特定グループの端末に、または、各個別端末にスケジューリング命令を転送するために使用されるチャネルと分離されるか、他のチャネルを用いて全体端末にスケジューリング命令を転送することも可能である。
当該スケジューリング命令には、パケット転送許諾または禁止に関する情報を含むことができる。言い換えれば、基地局でチャネル状況を考慮してパケットの転送を許容するかを判断して端末に知らせることによって、チャネルでの不必要な混雑状況発生や資源不足などの問題点を緩和させ、全体システムの効率を向上させることができる。
本発明は、本発明の精神及び必須特徴を逸脱しない範囲で他の特定の形態に具体化できることは、当業者にとっては自明である。したがって、本発明の範囲は、添付された特許請求の範囲及びその均等物によって定められ、本発明の範囲内における全ての変更は、本発明に属するものとして理解すべきである。
時間軸によって配分されたスケジューリング割り当てチャネルを示す図である。 グループ化したスケジューリング割り当てチャネルを示す図である。 スケジューリング命令を転送する方法を決定する手続きを示す流れ図である。

Claims (18)

  1. 基地局で上りリンク転送チャネルをスケジューリングする方法であって、
    上りリンクパケット転送のための最大電力量を示すフィールドを含むスケジューリング割当(SA)を、E−AGCH(Enhanced-Absolute Grant Channel)を通じて端末(
    UE)に転送する段階と、
    前記最大電力量に基づいて転送された上りリンクデータパケットを、E−DCH(Enhanced-uplink Dedicated Channel)を通じて受信する段階と、
    を含み、
    前記スケジューリング割当(SA)は、前記端末に対する第1識別子または前記端末を含む複数の端末に対する第2識別子をさらに含み、前記第1識別子及び前記第2識別子の両方が、前記端末が前記E−AGCH上で前記スケジューリング割当を受信するようにするために前記端末に割り当てられることを特徴とする、スケジューリング方法。
  2. 前記スケジューリング割当は、前記上りリンクパケット転送のための最大電力量割当のためのスケジュールされた電力命令をさらに含む、請求項1に記載のスケジューリング方法。
  3. 前記E−AGCHの共用チャネルの各UEは、少なくとも一つのUE識別子を有する、請求項2に記載のスケジューリング方法。
  4. 前記E−DCHの状態を決定する段階と、
    前記E−DCHの状態によって、前記スケジューリング割当が前記複数のUEと関連しているか否かを決定する段階と、
    をさらに含む、請求項1に記載のスケジューリング方法。
  5. 前記E−DCHの状態は、RoT(Rise over Thermal noise)値の関数として決定されることを特徴とする、請求項4に記載のスケジューリング方法。
  6. 前記スケジューリング割当は、前記E−DCHと関連する転送優先順位命令をさらに含む、請求項1に記載のスケジューリング方法。
  7. 前記スケジューリング割当は、前記E−DCHの転送を許可(granting)または拒絶(denying)する命令をさらに含む、請求項1に記載のスケジューリング方法。
  8. 前記スケジューリング割当を転送する段階は、
    前記スケジューリング割当を前記E−AGCHの共有チャネルを通じて前記複数のUEに転送する段階をさらに含み、
    前記スケジューリング割当は、前記複数のUEのそれぞれにより受信されて復号化されることを特徴とする、請求項1に記載のスケジューリング方法。
  9. 端末(UE)のために上りリンクパケット転送チャネルをスケジューリングする方法であって、
    前記UEが、上りリンクパケット転送のための最大電力量を示すフィールドを含むスケジューリング割当(SA)を、前記UEに対する第1識別子及び複数のUEに対する第2識別子に基づいてE−AGCH(Enhanced-Absolute Grant Channel)を通じて基地局から受信する段階と、
    前記最大電力量に基づいて上りリンクパケットをE−DCH(Enhanced-uplink Dedicated Channel)を通じて転送する段階と、
    を含み、
    前記スケジューリング割当(SA)は、前記UEに対する第1識別子または前記複数のUEに対する第2識別子をさらに含み、前記UEは、前記E−AGCHから前記スケジューリング割当(SA)を受信するために前記第1識別子及び前記第2識別子の両方を有している、スケジューリング方法。
  10. 前記スケジューリング割当は、前記上りリンクパケット転送のための最大電力量割当のためのスケジュールされた電力命令をさらに含む、請求項9に記載のスケジューリング方法。
  11. 前記E−AGCHの共用チャネルの各UEは、二つ以上のUE識別子を有する、請求項10に記載のスケジューリング方法。
  12. 前記スケジューリング割当は、前記E−DCHと関連する転送優先順位命令をさらに含む、請求項9に記載のスケジューリング方法。
  13. 前記スケジューリング割当は、前記E−DCHの転送を許可(granting)または拒絶(denying)する命令をさらに含む、請求項9に記載のスケジューリング方法。
  14. 上りリンクパケット転送チャネルスケジューリングを支援する端末(UE)であって、
    前記UEは、上りリンクパケット転送のための最大電力量を示すフィールドを含むスケジューリング割当(SA)を、前記UEに対する第1識別子及び前記UEを含む複数のUEに対する第2識別子に基づいてE−AGCH(Enhanced-Absolute Grant Channel)を通じて基地局から受信
    前記最大電力量に基づいて上りリンクパケットをE−DCH(Enhanced-uplink Dedicated Channel)を通じて転送するように構成され、
    前記スケジューリング割当(SA)は、前記第1識別子または前記第2識別子をさらに含み、前記UEは、前記E−AGCHから前記スケジューリング割当(SA)を受信するために、前記第1識別子及び前記第2識別子の両方を有していることを特徴とする、端末。
  15. 前記スケジューリング割当は、前記上りリンクパケット転送のための最大電力量割当のためのスケジュールされた電力命令をさらに含む、請求項14に記載の端末。
  16. 前記E−AGCHの共用チャネルの各UEは、二つ以上のUE識別子を有する、請求項15に記載の端末。
  17. 前記スケジューリング割当は、前記E−DCHと関連する転送優先順位命令をさらに含む、請求項14に記載の端末。
  18. 前記スケジューリング割当は、前記E−DCHの転送を許可(granting)または拒絶(denying)する命令をさらに含む、請求項14に記載の端末。
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