JP4877323B2 - 上り方向の通信に対するデータフォーマット選択手順(e−tfc)の最適化方法 - Google Patents

上り方向の通信に対するデータフォーマット選択手順(e−tfc)の最適化方法 Download PDF

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Description

本発明は、セルラ通信ネットワークの端末と基地局との間で上り方向の通信に対してデータフォーマットの選択手順(E−TFC)を最適化する方法に関し、この方法では、基地局が、上り方向の通信に先立って、所定数のタイムスロットで少なくとも一つの反復コマンドを含む信号を端末に伝送し、前記コマンドが、データフォーマットの選択に介在する少なくとも一つの所定のパラメータを更新するように構成されており、端末は、下り方向の経路で前記信号を受信すると、基地局から伝送される情報を検出し、所定の時間Tlimitを有する時間窓の間に、検出された値に応じて前記更新を実行する。
本発明は、また、この方法を実施するように構成された移動端末に関する。
第三世代以降の移動端末は、同じセッションでデータ、音声、映像の伝送を組み合わせる高ビットレート通信で使用することが、ますます多くなっている。ビットレート需要の増大に対応するために、3GPP標準化グループ(Third Generation Partnership Project:第3世代移動体通信システム標準化プロジェクト)は、下り方向のWCDMA接続の5MHzの通過帯域で、8〜10Mbps(MIMO:Multiple−Input Multiple−Outputシステムの場合は20Mbps)のビットレートでデータ伝送を可能にする最初のHSDPA(High Speed Down link Packet Access)技術を提案した。
インターネットにおける閲覧、電子メール、音楽(audio)および/または映像のダウンロードを含む大部分の用途では、ネットワークから端末へのダウンリンクを通過するデータビットレートが、端末からネットワークへのアップリンクのビットレートを大幅に上回っている。ところで、上り方向のビットレートは、特に、たとえばテレビ電話会議等のリアルタイムの用途では、適切な双方向伝送を確保するように改善することが望ましい。
このため、上り方向のビットレートを改善するために3GPPグループ内で様々な作業が進行中である。これらの作業は、主に、HSUPA(High Speed Uplink Packet Access)技術に基づいている。この技術は、上り方向のフローにHSDPAタイプの様々な改良を行うためのWCDMA/UMTS/HSDPAネットワークの更新である。
しかしながら、移動端末にE−DCHチャンネルを設定すると、物理チャンネル構成の多様性に関連する様々な問題に直面する。実際、E−DCHチャンネルを介して伝送を行う場合、端末は、予め、移動端末のメーカーが選択する物理チャンネルの構成に応じて、所定の時間Tlimit中、物理層L1およびMAC(Medium Access Control)層のタスクを実行しなければならない。
ある構成では、上り方向の伝送に合わせたデータフォーマットを端末が選択可能にするのに必要なタスク全体を実行するために、時間Tlimitが不十分になる可能性がある。
本発明の目的は、上記の不都合を解消することにある。
本発明の別の目的は、データフォーマットの選択に介在する所定のパラメータを更新するための情報検出時間を最適化することにある。
従って、本発明の目的は、E−DCHチャンネルで上り方向の伝送を実行するのに必要な全てのタスクを実行するために、様々な構成の物理層、特に、値Tlimitの様々なインプリメンテーションに、端末を適合可能にすることにある。
このため、本発明は、セルラ通信ネットワークの端末と基地局との間で上り方向の通信に対してデータフォーマットの選択手順(E−TFC)を最適化する方法を推奨し、この方法では、基地局が、上り方向の伝送に先立って、所定数のタイムスロットで少なくとも一つの反復情報を含む信号を端末に伝送し、前記情報が、データフォーマットの選択に介在する少なくとも一つの所定のパラメータを更新するように構成されており、端末は、前記信号を受信すると、コマンドの値を検出し、所定の時間Tlimitを有する時間窓の間に、検出された値に応じて前記更新を実行する。
本発明による方法は、さらに、基地局から伝送されるコマンド値を検出するために端末が使用するタイムスロット数を最適化して時間Tlimit全体を使用するようにし、それによって、基地局から伝送される信号検出の信頼性を損なうことなく前記更新を実行するステップを含む。
本発明による方法の好適な実施形態では、信号の伝送が、E−RGCH/E−AGCHチャンネル(Enhance Relative Grant ChannelおよびEnhanced Absolute Grant Channel)を介して実行され、上り方向の伝送がE−DPDCH(Enhanced Dedicated Physical Data Channel)を介して実行される。
この実施形態において、上記の方法は、
−前記タイムスロットの終わりと上り方向の伝送の開始とを隔てる時間Trgを計算するステップと、
−更新を実行するために利用可能な時間Tlimitを推定するステップと、
−時間Trgと時間Tlimitとを比較するステップと、
−時間TrgがTlimit未満である場合、信号検知専用のタイムスロット数を減らすステップとを含む。
本発明の特定の実施例では、時間Tlimitの間の更新パラメータが、
−相対的/絶対的な許可の検出(Relative/Absolute grant detection)手順と、
−「serving grant」手順の更新手順と、
−E−TFC制限/選択手順と、
−暗号化(Data encryption)手順と、
−ターボ符号化(Turbo encoding)手順の、少なくとも一つに関する。
本発明は、また、セルラ通信ネットワークの基地局を介したデータパケットの送信/受信用の端末に関し、基地局は、上り方向の伝送に先立って、所定数のタイムスロットで少なくとも一つの反復コマンドを含む信号を端末に伝送し、前記コマンドが、データフォーマットの選択に介在する少なくとも一つの所定のパラメータを更新するように構成されており、端末は、前記信号を受信すると、基地局から伝送されたコマンドの値を検出し、所定の時間Tlimitを有する時間窓の間に、検出された値に応じて前記更新を実行する。
本発明によれば、この端末は、基地局から伝送されるコマンド値を検出するために使用されるタイムスロット数を最適化して、時間Tlimit全体を使用するようにし、それによって、基地局から伝送される信号検出の信頼性を損なうことなく前記更新を実行する手段を含む。
好適には、本発明による端末は、
−前記タイムスロットの終わりと、上り方向の伝送の開始とを隔てる時間Trgを計算する手段と、
−更新を実行するために利用可能な時間Tlimitを推定する手段と、
−時間Trgと時間Tlimitとを比較する手段と、
−時間TrgがTlimit未満である場合、信号検知専用のタイムスロット数を減らす手段とを含む。
この端末は、さらに、移動端末が時間Tlimitの全体を使用できるように、基地局から伝送されるコマンド値の検出専用の時間スロット数を最適化するためのソフトウェアモジュールを含む。
以下の説明は、HSUPA(High Speed Uplink Packet Access)を用いてテレビ電話会議セッションを確立するための、UMTSネットワークにおける上記方法の使用に関する。
高ビットレートのアップリンクを接続するために、ネットワークの基地局は、端末に、所定数のタイムスロットで複数個の反復コマンドを含む信号を伝送し、このコマンドは、データフォーマットの選択に介在する所定のパラメータを端末が更新できるように構成されている。端末は、信号を受信すると、伝送されたコマンドの値を検出し、検出された値に応じて更新を実行する。この操作は、メーカーが定める時間窓Tlimitの間に実行しなければならない。
図1Aは、下り方向のチャンネルDL−E−RGCH 2(Downlink Enhanced Relative Grant Channel)と、上り方向のチャンネルUL−E−DPDCH 4(Uplink Enhanced Dedicated Physical Data Channel)とを示す時系列表を概略的に示している。
下り方向のチャンネルDL−E−RGCHでは、1個の下り方向フレームの12個のタイムスロット6が、UP、DOWNまたはHOLDコマンドの一つを送る。このコマンドにより、端末は、いわゆる相対的/絶対的な許可(Relative/Absolute grant検出)手順に介在するパラメータ、たとえばアップリンクで伝送されるE−DCHブロックの寸法の選択に介在する以下の比率を更新することができる。
Figure 0004877323
ここで、βは、各DPDCHチャンネルの利得係数を示し、βは、各DPCCHチャンネルの利得係数を示す。
UL−E−DPDCHチャンネルでは、コマンドUP、DOWNまたはHOLDの一つを検出後、端末から基地局に送信されるデータを含むE−DCH TTI(Enhanced Dedicated Channel−Transmission Time Interval)ブロック8が伝送される。前記コマンドにより、端末は、上記ブロックE−DCH TTIに対して、アップリンクで伝送すべきデータに適合される寸法を選択することができる。
図1Aは、間隔TTIの持続時間が10msである場合を示し、図1B、1Cは、間隔TTIの持続時間が2msである場合を示す。
12番目のタイムスロット6と、最初のTTIとを隔てる時間Trgは、DL−E−RGCHチャンネルの受信の終わりと、UL−E−DPDCHチャンネルの上り方向の伝送の開始との間で利用可能な時間窓を示す。
limitは、UL−E−DPDCHチャンネルを介した上り方向の伝送を実行するために、端末が、L1層およびMAC層(Medium Access Control)の全ての操作を実行するのに必要な時間を示す。
時間Tlimitは、端末のメーカーが選択するハードウェアおよびソフトウェアの構成に依存し、その場合、L1層およびMAC層の操作の実行の際は、この制約を考慮しなければならない。
図1Aから1Cが示す例では、L1層およびMAC層の操作が、特に、相対的/絶対的な許可の検知(Relative/Absolute grant detection)と、「serving grant」手順の更新と、E−TFC制限/選択手順と、データ暗号化(Data encryption)と、ターボ符号化(Turbo encoding)とを含む。
図2を参照すると、ステップ10は、時間Trgを計算することからなり、ステップ12は、利用可能な時間Tlimitを推定することからなり、ステップ14は、時間Trgと時間Tlimitとを比較することからなる。
時間窓TrgおよびTlimitの持続時間は、3GPPグループの技術仕様書TS25.113で規定されているような基本時間単位(chips:チップ)の数で表される。
いわゆる「Relative Grant decoding」手順の場合、TTIが10msの時(すなわち10個のタイムスロットを含む時)、
Figure 0004877323
すなわち
Figure 0004877323
TTIが2msの時(すなわち3個のタイムスロットを含む時)、
Figure 0004877323
すなわち
Figure 0004877323
ここで、
−τE−HICH、nは、P−CCPCHチャンネルに関するE−HICHチャンネルの時間のずれ(単位:チップ)を示す。この値は、TTIが2msの時と10msの時とでは同じではない。
−τE−RGCH、nは、P−CCPCHチャンネルに関するE−HICHチャンネルの時間のずれ(単位:チップ)を示す。この値は、TTIが2msの時と10msの時とでは同じではない。
−τDPCH、nは、P−CCPCHフレームのずれを起点とする時間のずれを示す。この値は、256チップの倍数である。
所定のHARQ(Hybrid Acknowledment Request)手順に対して端末がMAC/L1層のタスクを実行するのに必要な時間Tlimitは、搬送ブロックの最初の伝送と、再送との間で変化する。実際、E−TFC制限/選択手順は、再送の場合は必要ではない。従って、ステップ12で、端末は、HARQ手順の状態(最初の伝送か再送か)を確認し、適切なTlimit値を選択する。
rgがTlimit未満である場合(矢印16)、次のステップ18は、信号を搬送するタイムスロット2の数を減らすことからなり、ステップ20は、残りのタイムスロット数で信号の検出を行うことからなる。
rgがTlimit未満の場合は、端末がMAC/L1層の全てのステップを実行することができない重大な状況を構成する。この場合、下り方向の経路で伝送されるコマンド値の検出の実行に用いられるタイムスロット数は、
−Trgに中間値Vrgを割り当てる手順と、
−TTIが10msの場合は12個(TTIが2msの場合は3個)にタイムスロット数を初期化する手順と、
−TrgがTlimit未満である限り、この値を2560チップだけ減らす手順と、
−タイムスロット数をデクリメントする手順と、に従って低減される。
図1Aに示したように、時間Trgは時間Tlimit未満であり、端末は、物理層L1とMAC層との処理を行うのに十分な時間を持たない。この場合、端末は、12個ではなく5個のタイムスロット6だけを含むタイムスロット群30を使用することによって、基地局が伝送するコマンド値を検出する。
同様に、図1Bに示された事例では、時間Trgは時間Tlimit未満であり、端末は、物理層L1とMAC層との処理を行うのに十分な時間を持たない。この場合、端末は、3個ではなく2個のタイムスロットだけを含むタイムスロット群32を使用することによって、基地局が伝送するコマンド値を検出する。図1Cに示された事例は、最初の失敗後のUL−E−DPDCHチャンネルの再送に対応する。
この状況では、E−TFCフォーマットの選択手順は再び実行されない。その場合、この手順の実行に割り当てられる時間は、Tlimitから導かれる。その結果、TlimitはTrg未満であり、この場合、端末は、物理層L1とMAC層との処理を行うのに十分な時間を有する。そこで、端末は、信号を搬送するTTIを構成する3個のタイムスロット全体を使用する。
「Relative Grant detection」手順の実施を示す図3を参照すると、DL−E−RGCHチャンネルの各タイムスロットCiの内容は、署名Siにより乗じられ、これらの乗算の結果が加算される。その後、得られた和の平均値を出して、基地局が伝送する信号のUP、DOWNまたはHOLD値を検出する。
図3Aから分かるように、検出を行うために12個のタイムスロットが用いられ、一方で図3Bに示した事例では6個のタイムスロットだけが使用されている。
本発明の特定の実施形態では、下り方向の経路で伝送されるコマンド値を検出するために2個の閾値を定義し、第一の閾値RG_UP_THは、UPの値に対応し、第二の閾値RG_DOWN_THは、DOWNの値に対応する。
この実施形態の特徴によれば、定義された閾値RG_UP_THおよびRG_DOWN_THは、検出の信頼性を改善するために適合させることができる。
図4は、下り方向の経路で端末に伝送されるコマンド値の検出の信頼性に対して、定義された閾値の修正が及ぼす影響を示すグラフである。
図4の左側の部分「G」は、検出を行うためにDL−E−RGCHチャンネルの12個のタイムスロットを使用している事例を示す。
図4の右側の部分「D」は、検出を行うためにDL−E−RGCHチャンネルの12個のタイムスロットの中から(12−X)個のタイムスロットだけを使用している事例を示す。Xは12以下の整数である。
後者の場合、閾値RG_UP_THは、Δupの値だけ増加し、閾値RG_DOWN_THは、Δdownの値だけ減少している。その場合、新たな検出閾値は、それぞれRG_UP_TH+X.ΔupおよびRG_DOWN_TH−X.Δdownである。
閾値を適合させる前の、セグメントで示された値UPの検出確率は、閾値を適合させた後の値UPの検出確率より高い。その結果、閾値が大きくなれば、誤ったUPまたはDOWNコマンド値を検出する確率が低くなる。
ΔupおよびΔdownの値は、検出を行わない場合の適切な確率を保持しながら、UP値またはDOWN値の検出確率を下げるように選択される。換言すれば、閾値の適合は、UP値またはDOWN値の誤った検出よりもHOLD値の誤った検出を優先させる。この結果、信号値に疑念がある場合、端末は、UL−E−DPDCHチャンネルで上り方向の伝送に必要なパラメータの更新を行わない。
以上、実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施例に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、2006年5月31日に出願されたフランス共和国出願番号0651980を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
図1A〜Cは、上り方向および下り方向の伝送でそれぞれ使用されるタイムスロットの時系列図と、この二つの伝送の間に利用可能な時間窓とを概略的に示す図である。 本発明による方法の主要ステップを示すフローチャートである。 図3A,Bは、本発明による方法を使用しない場合と、使用した場合とで、それぞれ下り方向の経路のタイムスロットの処理を示す図である。 下り方向の経路でネットワークから端末に伝送される情報の検出閾値を適合させた場合の影響を示すグラフである。

Claims (10)

  1. 端末と基地局との間で上り方向の伝送に対してデータフォーマットの選択手順(E−TFC)を最適化する方法であって、基地局は、所定数のタイムスロットで少なくとも一つの反復コマンドを含む信号を端末に伝送し、前記コマンドは、データフォーマットの選択に介在する少なくとも一つの所定のパラメータを更新するように構成されており、端末は、前記信号を受信した場合に、コマンド値を検出し、所定の時間Tlimitを有する時間窓の間に検出した値に応じて前記更新を実行する方法において、
    基地局から伝送されるコマンド値を検出するために端末が使用するタイムスロット数を最適化して時間Tlimit全体を使用し、前記更新を実行するステップを有することを特徴とする方法。
  2. 前記反復コマンドを含む信号の伝送は、E−RGCH(Enhanced Relative Grant Channel)を介して実行し、上り方向の伝送は、E−DPDCH(Enhanced Dedicated Physical Data Channel)を介して実行することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. −前記タイムスロットの終わりと上り方向の伝送の開始とを隔てる時間Trgを計算するステップと、
    −更新を実行するために利用可能な時間Tlimitを推定するステップと、
    −時間Trgと時間Tlimitとを比較するステップと、
    −時間TrgがTlimit未満である場合、信号検知専用のタイムスロット数を減らすステップと、
    を有することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  4. 時間Tlimitの間の更新パラメータが、
    −相対的/絶対的な許可の検出手順と、
    −serving grant手順の更新手順と、
    −E−TFC制限/選択手順と、
    −データ暗号化手順と、
    −データのターボ符号化手順と、の、少なくとも一つに関することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  5. 端末と基地局との間の通信ネットワークがUMTSネットワークであることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
  6. データフォーマットの選択に介在する少なくとも一つの所定のパラメータを更新するように構成された反復コマンドを含む信号を受信した場合に、コマンド値を検出し、所定の時間Tlimitを有する時間窓の間に検出した値に応じて前記更新を実行する手段と、
    前記コマンド値を検出するために使用するタイムスロット数を最適化して、時間Tlimit全体を使用し、前記更新を実行する手段と、を有することを特徴とする端末。
  7. −前記タイムスロットの終わりと上り方向の伝送の開始とを隔てる時間Trgを計算する手段と、
    −更新を実行するために利用可能な時間Tlimitを推定する手段と、
    −時間Trgと時間Tlimitとを比較する手段と、
    −時間TrgがTlimit未満である場合、信号検知専用のタイムスロット数を減らす手段と、
    を有することを特徴とする、請求項6に記載の端末。
  8. 前記コマンド値の検出専用の時間スロット数を最適化することを特徴とする、請求項6に記載の端末。
  9. データフォーマットの選択に介在する少なくとも一つの所定のパラメータを更新するように構成された反復コマンドを含む信号を受信した場合に、コマンド値を検出し、所定の時間Tlimitを有する時間窓の間に検出した値に応じて前記更新を実行する工程と、
    前記コマンド値を検出するために使用するタイムスロット数を最適化して、時間Tlimit全体を使用し、前記更新を実行する工程と、を有することを特徴とする方法。
  10. データフォーマットの選択に介在する少なくとも一つの所定のパラメータを更新するように構成された反復コマンドを含む信号を受信した場合に、コマンド値を検出し、所定の時間Tlimitを有する時間窓の間に検出した値に応じて前記更新を実行する処理と、
    前記コマンド値を検出するために使用するタイムスロット数を最適化して、時間Tlimit全体を使用し、前記更新を実行する処理と、を、コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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