JP4858442B2 - 端末とネットワーク間の同期通信における受信通知情報交換の最適化方法および移動端末 - Google Patents

Description

本発明は、遠隔通信の分野における端末とネットワーク間の同期通信における受信通知情報交換の最適化方法および移動端末に関し、特に、無線同期接続中に移動端末とセルラ通信ネットワークの複数の基地局との間でデータ受信通知信号の交換を最適化する方法に関する。
本発明は、また、セルラ通信ネットワークの複数の基地局と通信するための移動端末に関する。

移動端末が、セルラネットワークを介して高速通信を行えるようにするために、３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ ｐｒｏｊｅｃｔ：第３世代パートナーシッププロジェクト）グループの仕様書は、上り専用チャンネルＥＵＤＣＨ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｕｐｌｉｎｋ Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ：アップリンク高速化チャンネル）を介して２Ｍｂｉｔｓ／秒まで及ぶ伝送速度を供給するＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ：高速ダウンリンクパケット接続）サービスまたは、ＵＭＴＳ（次期移動通信システム）における将来のマルチメディアアプリケーション用のＨＳＵＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｕｐｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ：高速アップリンクパケット接続）サービスと同様の構成を採用している。端末と基地局との受信通知の報知を自動的に管理するために、３ＧＰＰグループの仕様書は、さらに、無線インターフェースのプロトコルの層２の下位層ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ中間接続管理）のレベルに、追加プロトコルのＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｑｕｅｓｔ：ハイブリッド自動再送要求）層を付加するように規定している。

新しいＨＡＲＱプロトコル層は、ネットワークの基地局に対して、端末から伝送されるパケットを基地局が適正に受信した場合はＡＣＫ肯定応答受信信号を、これらのパケットを基地局が適正に受信しなかった場合はＮＡＣＫ否定応答信号を、端末に伝送できるように構成されている。伝送不良の場合、端末は、ネットワークと連携してパケットを再送しなければならない。

３ＧＰＰグループの仕様書は、適切な伝送の場合、端末との通信に関わる全てのセルがＡＣＫ肯定受信通知を明白に送信すべきであると規定している。この結果、同期接続に際して、端末が常に接続状態を推定して送信データが適正に受信されたか否かを知ることができるようにすると、チャンネルが無用に占有されてしまう。

さらに、ＡＣＫの数が９０％であって、ＮＡＣＫの数が１０％〜２０％程度である限り、基地局がＡＣＫ信号を再送しなくてもすむようにすることが有利である。

本発明の目的は、無用なＡＣＫ信号の数を減らすことの可能な端末とネットワーク間の同期通信における受信通知情報交換の最適化方法および移動端末を提供することにある。

この目的は、セルラ通信ネットワークの複数の基地局と同期接続される移動端末との間で受信通知信号の交換を最適化し、基地局が、端末に伝送不良を知らせるＮＡＣＫ信号だけを送信する方法により達せられる。

本発明による方法は、規格化された少なくとも一つの伝送チャンネルで各基地局と端末との間のダウンリンクの品質を推定するステップと、前記推定されたリンクの品質に応じて通信を受信するステップと、前記推定されたリンクの品質に応じて基地局にデータを再送するステップとを含む。

本発明による方法によって、基地局がＡＣＫ信号を不必要に伝送することが回避され、電力を節約できる。その結果、システムレベルでの競合が減少する。

本発明による方法の第一の変形例では、前記端末は、全てのリンクの推定された品質が所定値を下回る場合のみデータを再送する。

本発明による方法の第二の変形例では、前記端末は、少なくとも一つのリンクの推定された品質が所定値を下回り、他の全ての基地局が否定応答ＮＡＣＫ受信通知を端末に送信する場合にデータを再送する。

本発明は、セルラ通信ネットワークの複数の基地局と通信するための移動端末で実施される。

本発明による端末は、規格化された少なくとも一つの伝送チャンネルで各基地局のダウンリンクの品質を推定する手段と、推定された品質に応じて基地局へのデータ再送を繰り返す決定を下す手段とを含む。

リンクの品質が適正である場合、端末は、データパケットが正しく受信されたとみなす。

好適には、本発明は、ＷＣＤＭＡ技術に基づくネットワークで実施される。

本発明の端末とネットワーク間の同期通信における受信通知情報交換の最適化方法および移動端末によれば、端末とネットワーク間におけるＡＣＫ信号およびＮＡＣＫ信号の交換を最適化し、端末レベルでの競合を低減することができる。

以下の説明は、ＷＣＤＭＡ技術に基づくネットワークでの本発明の実施に関する。より正確には、本発明はＵＭＴＳネットワークにおいて説明される。
改めて言及するが、ＵＭＴＳでは、無線インターフェースが、
−物理層（層１）と、
−データ接続層（層２）と、
−無線リソースの管理層（ＲＲＣ）との、
３つの主要層を含む。

層２は、
−ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ：媒体アクセス管理）下位層と、
−ＲＬＣ（Ｒａｄｉｏ Ｌｉｎｋ：無線リンク）下位層と、
−ＰＤＰＣ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｅ：パケットデータ収束プロトコル）下位層と、
−ＢＭＣ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ／Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ：ブロードキャスト／マルチキャストプロトコル）下位層との、
４つの下位層からなる。

基地局と端末との間で受信通知の報知を管理する新しいＨＡＲＱプロトコル層は、ＭＡＣ下位層に設けられる。

ＵＭＴＳでは、ネットワークが、第一のチャンネルＰＳＣＨ（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｓａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ）と第二のチャンネルＳＳＣＨ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｓａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ）とをそれぞれ介して第一および第二の同期コードを現行セル内の端末に常時伝送して隣接するＵＭＴＳセルを識別するとともに、ＣＰＩＣＨ（Ｃｏｍｍｏｎ Ｐｉｌｏｔ Ｃｈａｎｎｅｌ）と呼ばれるビーコンチャンネルを介して伝送チャンネルのパルス応答を推定する。ＣＰＩＣＨチャンネルは、常時セルに伝送される所定のビット／シンボルシーケンス、いわゆるパイロットシーケンスからなる。これらのビット／シンボルの伝送量は一定であって、３０ｋｂｐｓ（キロビット毎秒）すなわち１５ｋｓｐｓ（キロシンボル毎秒）である。ＣＰＩＣＨチャンネルは、どの伝送チャンネルにも接続されない。同期通信中、ネットワークのセルのＮＡＣＫ受信通知を待ちながら、端末は、ＣＰＩＣＨチャンネルを復号化してダウンリンクの品質を評価することができる。このため、端末は、ＣＰＩＣＨチャンネルを介して基地局との接続品質を推定するための測定モジュールと、推定された品質に応じて基地局へのデータ再送を実施する決定を下すモジュールとを含む。改めて述べるが、同期接続の場合、ＴＴＩ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）時間中、ネットワークと端末との間で必ず伝送ブロックが交換される。

図１は、ネットワークの３個の基地局４、６、８と同期通信する移動端末２を概略的に示しており、全ての基地局が端末２から伝送されるデータを適正に受信している。

図１Ａを参照すると、端末２は、基地局４、６、８にデータパケットを送信し（矢印３）、それと平行して、前記基地局の各々からＣＰＩＣＨチャンネルを介してビット／シンボルパイロットシーケンスを受信している（矢印１０）。

図１Ｂでは、受信通知信号の待機期間中、端末２が、ＣＰＩＣＨチャンネルを介して伝送されるビット／シンボルの分析により、各基地局４、６、８から受信した信号の電力を決定し、測定された電力と所定の閾値電力とを比較する。各基地局に対して測定された電力が閾値より大きい場合、決定を下すモジュールは、端末２から送られたパケットを基地局４、６、８が適正に受信したと推定し、ＡＣＫ信号を待たずに次のパケットを送る（図１Ｃ、矢印１２）。このシステムによって、端末は、ＣＰＩＣＨチャンネルで実行された測定値から暗に含まれるＡＣＫ信号を推測する。このため、基地局４、６、８は、同期接続中にＡＣＫ信号を明白に端末に送らなくてすむ。これによって、ダウンリンクで電力を節約でき、この電力を別の機能に割り当てることができる。

図２は、幾つかの基地局が端末から伝送されるデータを適正に受信しなかった第二の状況を概略的に示している。

図２Ａを参照すると、端末２は、基地局２０、２２、２４にデータパケットを送り（矢印３）、それと平行して、ＣＰＩＣＨチャンネルを介してビット／シンボルパイロットシーケンスを基地局から受信する（矢印１０）。この場合、基地局２０は、端末２にＮＡＣＫ信号を送っている（図２Ｂ、矢印２６）。受信通知信号の待機期間中、端末２は、ＣＰＩＣＨチャンネルを介して伝送されるビット／シンボルの分析によって、各基地局２０、２２、２４から受信する信号の電力を決定し、測定された電力と所定の閾値電力とを比較する。各基地局に対して測定された電力が閾値を上回る場合、決定モジュールは、端末２から送られたパケットを少なくとも基地局２２、２４が適正に受信したと推定し、ＡＣＫ信号を待たずに矢印２８に従って次のパケットを送り（図２Ｃ）、基地局２０から送られるＮＡＣＫ信号（矢印２６）を考慮しない。基地局２０、２２、２４は、ＣＰＩＣＨチャンネルを介して端末２にビット／シンボルを送り続ける（矢印１０）。

この場合、本発明による方法は、基地局２０から送られる信号の物理的な伝送条件によるフェーディングを考慮することができ、送信されたパケットを基地局２２、２４が適正に受けていれば、パケットの再送を回避できる。

図３は、端末から送られたデータをどの基地局も適正に受信していない第三の状況を概略的に示している。

図３Ａを参照すると、端末２は、基地局３０、３２、３４にデータパケットを送信し（矢印３）、それと平行して、ＣＰＩＣＨチャンネルを介してビット／シンボルパイロットシーケンスを各基地局から受信する（矢印１０）。この場合、２個の基地局３０、３２は、端末２にＮＡＣＫ信号を送る（図３Ｂ、矢印３６、３８）。受信通知信号の待機期間中、端末２は、ＣＰＩＣＨチャンネルを介して伝送されるビット／シンボルの分析によって、各基地局３０、３２、３４から受信した信号の電力を決定し、測定された電力と所定の閾値電力とを比較する。この場合、基地局３４から受信した信号の測定電力（矢印４０）が閾値より小さければ、決定を下すモジュールは、基地局３０、３２、３４のどれもが端末２から送られたパケットを適正に受信しなかったと推定する。端末は、前記基地局に同じパケットを再送し（図３Ｃ、矢印４２）、ＣＰＩＣＨチャンネルを介して基地局から伝送される信号（矢印１０）で再び測定を行う。この操作は、基地局３０、３２、または３４の少なくとも一つが端末２から送られるパケットを適正に受信するまで繰り返される。

本発明による方法が実施される第一の状況を概略的に示す図である。 本発明による方法が実施される第二の状況を概略的に示す図である。 本発明による方法が実施される第三の状況を概略的に示す図である。

Claims (5)

1. セルラ通信ネットワークの複数の基地局と同期接続される移動端末との間で受信通知信号の交換を最適化する端末とネットワーク間の同期通信における受信通知情報交換の最適化方法であって、
   規格化された少なくとも一つの伝送チャンネルで各基地局と端末との間のダウンリンクの品質を推定するステップと、
   前記移動端末から送られたデータが前記基地局において適正に受信されなかった場合、前記移動端末において、前記基地局から送られた否定応答ＮＡＣＫ受信通知を受け取るステップと、
   前記移動端末は、
   少なくとも一つの接続の推定された品質が所定値を上回っている場合、前記複数の基地局に対して、次のパケットを送信し、
   少なくとも一つの接続の推定された品質が所定値を下回り、他の全ての基地局が否定応答ＮＡＣＫ受信通知を前記移動端末に送信する場合、又は、全ての接続の推定された品質が所定値を下回る場合、データを再送するステップと、を含む端末とネットワーク間の同期通信における受信通知情報交換の最適化方法。
2. 前記ネットワークがＷＣＤＭＡ技術に基づくネットワークであることを特徴とする請求項１に記載の端末とネットワーク間の同期通信における受信通知情報交換の最適化方法。
3. 前記ネットワークがＵＭＴＳネットワークであることを特徴とする請求項２に記載の端末とネットワーク間の同期通信における受信通知情報交換の最適化方法。
4. 前記規格化された伝送チャンネルがＣＰＩＣＨチャンネルであることを特徴とする請求項１又は２に記載の端末とネットワーク間の同期通信における受信通知情報交換の最適化方法。
5. セルラ通信ネットワークの複数の基地局と通信するための移動端末であって、
   規格化された少なくとも一つの伝送チャンネルで各基地局のダウンリンクの品質を推定する手段と、
   送信したデータが前記基地局において適正に受信されなかった場合、否定応答ＮＡＣＫ受信通知を受け取る手段と、
   推定された前記各基地局のダウンリンクの品質において、少なくとも一つの接続の推定された品質が所定値を上回っている場合、前記複数の基地局に対して、次のパケットを送信し、少なくとも一つの接続の推定された品質が所定値を下回り、他の全ての基地局から否定応答ＮＡＣＫ受信通知受け取った場合、又は、全ての接続の推定された品質が所定値を下回る場合、前記複数の基地局に対してデータを再送する、移動端末。

Images