JP5054825B2 - 非透過集中型スケジューリング・マルチホップ・リレー・ネットワークにおけるデータ伝送及び関連方法 - Google Patents

非透過集中型スケジューリング・マルチホップ・リレー・ネットワークにおけるデータ伝送及び関連方法 Download PDF

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Description

本発明は通信分野に関し、具体的に、非透過集中型スケジューリング・マルチホップ・リレー・ネットワークにおけるデータ伝送方法及びマッピング・メッセージと相応するデータとを関連させる方法に関する。
図１に示すように、IEEE 802.16j標準ワーク・グループから提出されたマルチホップ・リレー・システムにおいて、1個または数個のリレー・ステーション（Relay Station、RSと略称する。）はマルチホップ・リレーを支持するベース・ステーション（Multi-hop Relay Base Station、MR-BSと略称する。）とモバイル・ステーション（Mobile Stations、MSと略称する。）の間に設置され、ベース・ステーションと端末信号に対するリレー・ステーションによる中継転送を通じてカバー範囲の拡大及びシステム容量の増加を達成する。異なる応用シーンの需要を満たす為にリレー・ステーションは固定リレー・ステーションまたは移動リレー・ステーションを設置しても良い。プレフィックスと制御情報を発生し、且つ送信するかどうかによって、リレー・ステーションは透過または非透過リレー・ステーションに区分される。以下、マルチホップ・リレーを支持するベース・ステーションを、ベース・ステーションと略称する。
マルチホップ・リレー・ネットワークでは、端末からリレー・ステーション経由で、最後にベース・ステーションに到着する伝送リンクはアクセス・リンクと中継リンクからなる。その内、アクセス・リンクは端末で開始または終了する通信リンクであり、端末とそれと直接に接続されるベース・ステーションとの間のリンクでも良いし、端末とそれと接続されるリレー・ステーションとの間のリンクでも良い。中継リンクはベース・ステーションとそれと接続されるリレー・ステーションとの間のリンクまたは2個のリレー・ステーションの間の通信リンクである。
集中型スケジューリングでは、ベース・ステーションは統一的にマルチホップ・リレーセルのアクセス・リンクと中継リンクに資源を割り当て、且つ相応のMAP（マッピング・メッセージ）を発生し、または中継リンクはベース・ステーションの指示情報に基づいて、自体のMAPを発生する。分布型スケジューリングでは、ベース・ステーションとリレー・ステーションはサブ・リレー・ステーションまたは端末の資源割り当てをそれぞれ決定し、且つ相応のMAPを発生する。以下のリレー・ステーションとは非透過集中型スケジューリング・マルチホップ・リレー・ネットワーである。
IEEE 802.16j_D2ドキュメントに規定されている非透過の場合において、ベース・ステーションとリレー・ステーションのフレーム構造は1つのアップリンク・サブフレームと1つのダウンリンク・サブフレームをそれぞれ含み、各アップリンク・サブフレームと各ダウンリンク・サブフレームは夫々、1つのアクセス領域と1つの中継領域からなる。その内、アクセス領域はアクセス・リンクの伝送用であり、中継領域は中継リンクの伝送用である。中継MAPとはベース・ステーションまたはリレー・ステーションが中継領域で送信したMAPメッセージである。
IEEE 802.16j_D2ドキュメントにおいて、イクスプリシット・パス管理と嵌め込み式パス管理である2種のパス管理方式が規定された。イクスプリシット・パス管理においては、ベース・ステーションとアクセス・リレー・ステーションのパスが設けられ、且つパスのあらゆるCID（Connection ID、接続識別子）（リレー・ステーション管理CID、トンネルCID、トンネル管理CID、端末管理CID、端末伝送CIDを含む）をパスIDと関連させるようにする。パスID/CID関連表はベース・ステーションから生成され、且つパスの全てのリレー・ステーションに配布される。データ転送時にリレー・ステーションは先ず、MAP IE（MAP情報要素）またはMAC PDU（メディア・アクセス制御層プロトコル・データ・ユニット）のヘッダからCIDを得、次に、パスID/CID関連表を調べることにより、ネクスト・ホップの目標サイトを取得する。嵌め込み式パス管理においては、リレー・ステーションの管理CIDはベース・ステーションからネットワーク・トポロジー構造システムに基づいて割り当てられ、CIDにパス情報が隠されている。データ転送過程において、リレー・ステーションがパスID/CID関連表を調べる必要は無い。
IEEE 802.16j_D2ドキュメントにおいて、トンネル・バースト・モード、トンネル・プレゼンテーションパック・モード、CIDに基づくモードとバースト・モードの４種のデータ転送モードが定義された。その内、最初の２種はトンネル転送モードであり、最後の２種は非トンネル転送モードである。CIDに基づくデータ転送モードにおいて、中間ステーションはMAC PDUのヘッダのCID（リレー・ステーション管理CID、端末管理CID及び、端末伝送CID）を読み取った後、パスID/CID関連表を調べて、ネクスト・ホップの目標サイトの情報を取得し、データ転送する。MAP IEがCIDフィールドを含む必要は無い。このような転送モードMAP IEのオーバーヘッドは小さく、応用範囲は広い。配布されたIEEE 802.16j_D2ドキュメントにおいて、CIDに基づく転送モードは、ツー・ホップ透過モード、ツー・ホップ非透過モード、マルチホップ非透過モードの集中スケジューリングと分布スケジューリングというあらゆる応用シーンに適用されることに限定され、トンネル・プレゼンテーションパック・モードはツー・ホップとマルチホップ非透過モードに適用されることに限定され、トンネル・バースト・モードは自身の技術問題によって、マルチホップ非透過モードの場合の分布型スケジューリングにしか適用されないことに限定される。
CIDに基づくデータ転送モードの場合、リレー・ステーションはパスID/CID関連表を調べることによりパス情報を取得し、それから、MAC PDUのヘッダのCIDを用いデータ転送をする。MAP IEにおける0はCID情報を含まなくて良い。
トンネル・プレゼンテーションパック伝送モードの場合、先ず、ベース・ステーションはベース・ステーションからアクセス・リレー・ステーションまでのトンネルを設け、且つ当該トンネルにトンネルCIDとトンネル管理CIDを割り当てる。ダウンリンク・データ伝送時に、ベース・ステーションは同じアクセス・リレー・ステーションに接続される端末に送信されるMAC PDUsをカスケードし、且つ1個の中継MAC PDUヘッダにてカプセル化し、ヘッダにあるCIDはトンネルCIDまたはトンネル管理CIDである。アクセス・リレー・ステーションによりアップリンクデータ伝送時のデータもカプセル化される。
異なるトンネル上のトンネル・プレゼンテーションパックは同じリレー・ステーション経由時に、1つのバーストにプレゼンテーションパックして良い。リレー・ステーションは中継MAC PDUのヘッダにおけるCIDによりデータ転送をする。MAP IEはCID情報を含まなくても良い。
ダウンリンク・トンネル・バースト転送モードの場合、ベース・ステーションは同じアクセス・リレー・ステーションに接続される端末に送信されるMAC PDUsをカスケードして1つのバーストに入れる。アップリンク・データ伝送時のデータはアクセス・リレー・ステーションにより処理される。リレー・ステーションはMAP IEにおけるCIDを用いデータを転送する。異なるトンネル上のトンネル・バーストは同じリレー・ステーション経由時に、同一のバーストにプレゼンテーションパックしてはならない。
CIDに基づくデータ転送モードの場合、MAP IEにおける接続子CIDフィールドが選択できるので、リレー・ステーションは受信したデータを対応の帯域幅に映射することができない。そして、リレー・ステーションがデータを受信と転送する間の時間遅延が可変で固定ではない場合、フレームにおけるMAC PDUが紛失すれば、リレー・ステーションが後続のフレームにおけるMAC PDUを繰り上げて送信することを招く。このような状況は、QoS（Quality of Service、サービス品質）性能、例えば、ジッター、に影響する。また、リレー・ステーションのダウンリンクの状態が突然に劣化する場合、ベース・ステーションはリンク全体のデータ転送状況を動的に制御することが出来ない。
本発明が解決しようとする技術課題はデータが映射出来ない問題を避け、サービス品質と性能を高めるように、非透過集中型スケジューリング・マルチホップ・リレー・ネットワークにおけるデータ伝送及び関連方法を提供することにある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、非透過集中型スケジューリング・マルチホップ・リレー・ネットワークにおけるデータ伝送方法を提供する。以下のとおりである。
ベース・ステーションからデータを送信する時に、送信待ちのメディア・アクセス制御層プロトコル・データ・ユニットMAC PDUの位置を指示するため、マッピング・メッセージMAPに配置パラメーター情報要素IEを書き込み、
下層リレーステーションは、ベース・ステーションから送信された、または他のリレーステーションから転送された前記マッピング・メッセージMAPを受信した後、その中の配置パラメーターIEの指示に基づいてMAC PDUを取得し、取得したMAC PDUを再組合せした後、ベース・ステーションがそれに割り当てた帯域幅に入れて下に向けて送信する。
更に、前記配置パラメーターIEはダウンリンク配置パラメーターIEを含み、リレー・ステーションのアクセス・マッピング・メッセージRS_Access MAPにおけるDL-MAP IEの前またはその後に位置し、リレー・ステーションはダウンリンク配置パラメーターIEを受信した後、前記ダウンリンク配置パラメーターIEの指示したMAC PDUを再組合せした後DL-MAP IEの指示したダウンリンク帯域幅に入れて端末に送信し、または、前記配置パラメーターIEはリレー・ステーションの中継リンク・マッピング・メッセージRS_RLY MAPにおけるR-DL-MAP IEの前またはその後に位置し、リレー・ステーションはダウンリンク配置パラメーターIEを受信した後、前記ダウンリンク配置パラメーターIEの指示したMAC PDUを再組合せした後R-DL-MAP IEの指示したダウンリンク帯域幅に入れて下層リレーステーションに送信する。
更に、前記配置パラメーターIEがRS_Access MAPメッセージの中に位置する時に、前記ダウンリンク配置パラメーターIEは、中継ダウンリンクマッピング・メッセージRS DL MAP及び、圧縮ダウンリンクマッピング・メッセージCompressed DL MAP、SUB-DL-UL-MAPのすべてのメッセージまたは一部のメッセージにおけるDL MAP IEの前またはその後に位置する。
更に、前記ダウンリンク配置パラメーターIEは送信待ちMAC PDUについての接続の個数を指示するための接続数量と送信待ちMAC PDUについての接続の接続識別子を指示するための接続識別子CIDとを含む。
更に、前記ダウンリンク配置パラメーターIEは、前記帯域幅に応じて伝送される相応接続のMAC PDUのデータ・フレームの個数を指示するための受信フレーム数量と、前記帯域幅に応じて伝送される相応接続のMAC PDUのデータ・フレームのフレーム番号を指示するための受信フレーム索引番号とを含める。
更に、前記ダウンリンク配置パラメーターIEは、前記帯域幅に応じて伝送される相応接続の相応フレームのMAC PDU数量を指示するためのMAC PDU数量を含む。
更に、リレー・ステーションはダウンリンク送信を開始する前に、当該リレー・ステーションに送信されたダウンリンク配置パラメーターIEをリムーブする。
更に、前記方法は接続識別子CIDに基づくデータ伝送モードに適用される。
更に、前記リレー・ステーションはダウンリンク配置パラメーターIEを受信した後、ダウンリンク配置パラメーターIEの対応したMAC PDUが見つからなければ、ダウンリンク・データ送信を行わない。
更に、前記再組合せは、リレー・ステーションがMAC PDUをIEの指示したバーストに入れ、リレー・ステーションがMAC PDUを復調しデコードし且つ再エンコード／デコードしてからバーストに構成し、リレー・ステーションがMAC PDUに対して分断及び／またはプレゼンテーションパックしてからバーストに構成する操作の１つをすることである。
また、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、マルチホップ・リレー・ネットワークにおけるMAPと相応データの関連方法を提供する。以下のとおりである。
マッピング・メッセージMAPに送信待ちのMAC PDUの位置を指示するための配置パラメーターIEを増加させる。
リレー・ステーションは、ベース・ステーションから送信された、または他のリレー・ステーションから転送された前記マッピング・メッセージMAPを受信した後、前記配置パラメーターIEの指示したMAC PDUを取得し、前記MAC PDUを再組合せした後ベース・ステーションがそれに割り当てたた帯域幅に入れて送信する。
本発明に係る方法はCIDに基づく伝送モードに適用される。本発明によれば、CIDに基づくデータ伝送モード下で、リレー・ステーションは自分に割り当てられた帯域幅と相応の送信待ちのデータと関連させることができる。ダウンリンク配置パラメーターIEにおける受信フレーム数量と受信フレーム索引番号フィールドによって、リレー・ステーションがデータを受信と転送する間の時間遅延が可変で固定ではない時に、フレームにおけるMAC PDUの紛失によって、リレー・ステーションが後続フレームにおけるMAC PDUを繰り上げて送信することで招くQoS性能に対する影響を防止することができる。
また、本発明によれば、リレー・ステーションのダウンリンクの状態が突然に劣化する場合、ベース・ステーションはリレー・ステーションが一部のデータを一時的に保存することを指示することによってリレー・ステーションのダウンリンク・データ流量を制御することで、リンク全体のデータ伝送状況を動的に制御する。
図１は、無線マルチホップ・リレー・ネットワークを示す図である。 図２は、CIDに基づくデータ伝送モードである。 図３は、本発明のDL Allocation Reference IEによるデータと帯域幅を関連させることを示す図である。
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けてさらに詳しく説明する。
図１は本発明の実施形態に係る非透過集中型スケジューリング・無線マルチホップ・リレー・ネットワークを示す図である。当該マルチホップ・リレー・ネットワークにおいて、ベース・ステーションと端末との間の信号渡しはワン・ホップまたはマルチホップリレーにより完成する。図１に示すように、ベース・ステーションBSと移動端末MS7との間の伝送パスに1個のリレー・ステーションRS3があり、ベース・ステーションBSと移動端末MS5との間の伝送パスに2個のリレー・ステーションRS1とRS2がある。
＜第１の実施形態＞
本実施形態ではDL Allocation Reference IE（ダウンリンク配置パラメーター情報要素）とUL Allocation Reference IE（アップリンク配置パラメーター情報要素）との2個の新たなMAP IEが提案されている。
当該DL Allocation Reference IEはリレー・ステーションのダウンリンク送信されたデータを指示するために用いられ、これらのデータはDL-MAP IE（ダウンリンク・マッピング・メッセージ情報要素）またはR-DL-MAP IE（中継ダウンリンク・マッピング・メッセージ情報要素）が指示した帯域幅において端末または下層リレーステーションに送信され、DL Allocation Reference IEの指示により、リレー・ステーションはデータをダウンリンク送信する時に異なるまたは同じフレームにおけるMAC PDUを柔軟にプレゼンテーションパックして送信することができる。
当該UL Allocation Reference IEはリレー・ステーションのアップリンク送信されたデータを指示するために用いられ、これらのデータはR-UL-MAP IEが指示した帯域幅においてベース・ステーションまたは上層リレーステーションに送信され、UL Allocation Reference IEの指示により、リレー・ステーションはデータをアップリンク送信する時に各端末または下層リレーステーションから報告された異なるまたは同じフレームにおけるMAC PDUを柔軟にプレゼンテーションパックして送信することができ、これはシステムのオーバーヘッド節約に対して特に重要である。詳細な説明は以下の通りである。
DL Allocation Reference IEはリレー・ステーションの受信したMAC PDUとそれに割り当てられたダウンリンク発射帯域幅とを関連させるために用いられる。なお、ここで述べているMAC PDUはベース・ステーションまたは上層リレーステーションが当該リレー・ステーションに送信したものであり、当該リレー・ステーションはダウンリンク発射帯域幅を用い前記のMAC PDUを端末または下層リレーステーションに送信する。DL Allocation Reference IEはRS_Access MAP（リレー・ステーションのアクセス・リンク・マッピング・メッセージ）とRS_RLY MAP（リレー・ステーションの中継リンク・マッピング・メッセージ）のメッセージに設置される。上記2個のメッセージが何れも存在するならば、2個のメッセージは何れもDL Allocation Reference IEを携帯することができる。表１と表２に示すように、RS_Access MAPメッセージとRS_RLY_MAPメッセージにおいて、DL Allocation Reference IEは相応のDL-MAP IEまたはR-DL-MAP IEに極めて密接し、即ち、DL-MAP IEまたはR-DL-MAP IEの前またはその後に位置する。具体的には、RS_Access MAPメッセージにおいて、DL Allocation Reference IEは、RS DL MAP（中継ダウンリンク・マッピング・メッセージ）、Compressed DL MAP（圧縮ダウンリンク・マッピング・メッセージ）、SUB-DL-UL-MAP（現在、業界には統一された中国語の専門用語が無い）、HARQ MAP（ハイブリッド自動リピート要求マッピング・メッセージ）のすべてのメッセージまたは一部のメッセージのDL MAP IEに極めて密接している。RS_RLY MAPメッセージにおいて、DL Allocation Reference IEはR-DL MAP IEに極めて密接している。
UL Allocation Reference IEはリレー・ステーションの受信したMAC PDUとそれに割り当てられたアップリンク発射資源とを関連させるために用いられる。なお、ここで述べているMAC PDUは、端末または下層リレーステーションが当該リレー・ステーションに送信したものであり、当該リレー・ステーションは前記のアップリンク帯域幅を用い前記のMAC PDUをベース・ステーションまたは上層リレーステーションに送信する。UL Allocation Reference IEはRS_RLY_MAPメッセージのみに存在し、RS_RLY_MAPメッセージの位置は表２に示すように、R-UL-MAP IEに極めて密接し、即ち、R-UL-MAP IEの前またはその後に位置する。
（表１ RS_Access_MAPメッセージに含まれるDL Allocation Reference IEの位置）
Figure 0005054825
（表２ RS_RLY_MAPメッセージに含まれるDL Allocation Reference IEとUL Allocation Reference IEの位置）
Figure 0005054825
表３に示すように、DL Allocation Reference IEメッセージのフォーマットは主に下記のようなフィールドを含む。
受信フレーム数量（Num_Received Frames）はベース・ステーションの割り当てた帯域幅に応じてダウンリンク伝送されるMAC PDUのデータ・フレームの個数を指示するために用いられる。
受信フレーム索引番号（Received Frame Index）はベース・ステーションの割り当てた帯域幅に応じてダウンリンク伝送されるMAC PDUのデータ・フレームのフレーム番号を指示するために用いられ、本実施形態では、フレーム番号の下位４桁で示される。
MAP IE数量（Num_MAP IEs）はベース・ステーションの割り当てた帯域幅に応じてダウンリンク伝送されるMAC PDUのバースト（1個のMAP IEは1個のバーストに対応する。）の個数を指示するために用いられる。
MAP IE索引番号（MAP IE index）はベース・ステーションの割り当てた帯域幅に応じてダウンリンク伝送されるMAC PDUのバーストの索引番号を指示するために用いられる。
接続情報（All_Connections）は、対応するバーストのダウンリンク伝送が必要なのは全部の接続のMAC PDUであるか、それとも一部の接続のMAC PDUであるかを指示するために用いられる。当該フィールドは対応するバーストにおける一部の接続のMAC PDUのみが要伝送であることを指示する場合、例えば表３でAll_Connectionsが0となる時に、リレー・ステーションは下記のフィールドを更に調べる必要がある。
接続識別子（CID）はベース・ステーションの割り当てた帯域幅に応じてダウンリンク伝送されるMAC PDUについての接続識別子を指示するために用いられる。
MAC PDU数量（Num_MAC PDUs）は当該CIDに属し、間もなくダウンリンク伝送されるMAC PDUの数量を指示するために用いられる。
All_Connectionsが一部のMAC PDUのみが要伝送であることを指示したとき、他のMAC PDUは依然としてリレー・ステーションに保存される。
ベース・ステーションはリレー・ステーションに当該DL Allocation Reference IEを送信する際、必要に応じて上記のフィールドを書き込み、例えば、フレームの数量は、複数または1個に指定して良く、または、バーストの数量は複数、または1個に指定して良く、または、また、バーストにおけるMAC PDUを指示して良い。
リレー・ステーションはDL Allocation Reference IEにおける受信フレーム索引番号を用い異なるフレームからのデータを同じ帯域幅に映射して送信してよいし、中継MAP IE索引番号とCIDフィールドを用い1個のバーストを複数の小さいバーストに分裂させてよいし、違うバーストからのMAC PDUsを1個のバーストに再組合せしてもよい。本実施形態によれば、リレー・ステーションのダウンリンクの状態が突然に劣化する場合、ベース・ステーションはリレー・ステーションが一部のデータを一時的に保存することを指示することによってリレー・ステーションのダウンリンク・データ流量を制御することで、リンク全体のデータ伝送状況を動的に制御する。
（表３ 本発明の実施形態におけるDL Allocation Reference IEメッセージのフォーマット）
Figure 0005054825
リレー・ステーションはDL Allocation Reference IEを受信した後、その指示されたフレームにおけるMAC PDUsを再組合せした後DL-MAP IEまたはR-DL-MAP IEが指示したダウンリンク・バーストに入れて、端末または下層リレーステーションに送信する。その内、前記のMAC PDUは当該リレー・ステーションがDL Allocation Reference IEの指示したフレームで受信したものである。上記の過程で、前記の再組合せはリレー・ステーションがMAC PDUに対して他の処理を行わず、直接にMAC PDUをIEの指示したバーストに入れても良いし、MAC PDUを復調し、デコードした後、再エンコードしてからバーストに構成しても良いし、また、MAC PDUに対して分断及び／または、プレゼンテーションパックしてからバーストに構成しても良いし、または、他の再組合せになっても良い。これは具体的な状況によって決められる。異常状況が現れた場合、例えば、リレー・ステーションはDL Allocation Reference IEを受信したが、当該DL Allocation Reference IEに対応するMAC PDUが見つからない場合、ダウンリンク・データ送信を行わず、ダウンリンク割り当てを無視する筈である。リレー・ステーションはダウンリンク送信をする前に自分に送信されたDL Allocation Reference IEをリムーブする。
表４に示すように、UL Allocation Reference IEメッセージのフォーマットは、主に下記のフィールドを含む。
受信フレーム数量（Num_Received Frames）はベース・ステーションの割り当てた帯域幅に応じてアップリンク伝送されるMAC PDUのデータ・フレームの個数を指示するために用いられる。
受信フレーム索引番号（Received Frame Index）はベース・ステーションの割り当てた帯域幅に応じてアップリンク伝送されるMAC PDUのデータ・フレームのフレーム番号を指示するために用いられ、本実施形態では、フレーム番号の下位４桁で示される。
MAP IE数量（Num_MAP IEs）はベース・ステーションの割り当てた帯域幅に応じてアップリンク伝送されるMAC PDUのバーストの個数を指示するために用いられる。
MAP IE索引番号（MAP IE index）はベース・ステーションの割り当てた帯域幅に応じてアップリンク伝送されるMAC PDUのバーストの索引番号を指示するために用いられる。
接続情報（All_Connections）は、対応するバーストにおけるアップリンク伝送が必要なのは全部の接続のMAC PDUであるか、それとも一部の接続のMAC PDUであるかを指示するために用いられる。当該フィールドはバーストにおける一部の接続のMAC PDUだけが要伝送であることを指示する場合、例えば表４でAll_Connectionsが0となる時に、リレー・ステーションは下記のフィールドを更に調べる必要がある。
接続識別子（CID）はベース・ステーションの割り当てた帯域幅に応じてアップリンク伝送されるMAC PDUについての接続識別子を指示するために用いられる。
MAC PDU数量（Num_MAC PDUs）は当該CIDに属し、間もなくアップリンク伝送されるMAC PDUの数量を指示するために用いられる。
All_Connectionsが一部のMAC PDUのみを要伝送することを指示した時、他のMAC PDUは依然としてリレー・ステーションに保存される。
ベース・ステーションはリレー・ステーションに当該UL Allocation Reference IEを送信する際、必要に応じて上記のフィールドを書き込み、例えば、フレームの数量は、複数または1個に指定して良く、または、バーストの数量は複数または1個に指定して良く、または、また、バーストにおけるMAC PDUを指示して良い。
リレー・ステーションはUL Allocation Reference IEにおける受信フレーム索引番号を用い異なるフレームからのデータを同じ帯域幅に映射してよいし、MAP IE索引番号とCIDフィールドを用い複数の小さいバーストを1個の大きなバーストにプレゼンテーションパックすることによって、アップリンクMAP IEのオーバーヘッドを下げてもよいし、リレー・ステーションは異なるバーストにおける一部のMAC PDUsを1個のバーストに組合せしてもよい。本実施形態によれば、リレー・ステーションのアップリンクの状態が突然に劣化する場合、ベース・ステーションはリレー・ステーションが一部のデータを一時的に保存することを指示することによってリレー・ステーションのダウンリンク・データ流量を制御することで、リンク全体のデータ伝送状況を動的に制御する。
（表４ 本発明の実施形態におけるUL Allocation Reference IEメッセージのフォーマット）
Figure 0005054825
リレー・ステーションはUL Allocation Reference IEを受信した後、その指示されたフレームにおけるMAC PDUsを再組合せした後、R-UL-MAP IEが指示したアップリンク・バーストに入れて、ベース・ステーションまたは上層リレーステーションに送信する。その内、前記のMAC PDUは当該リレー・ステーションがUL Allocation Reference IEの指示したフレームと資源上で受信したものである。異常状況が現れた場合、例えば、リレー・ステーションはUL Allocation Reference IEを受信したが、当該UL Allocation Reference IEに対応するMAC PDUが見つからない場合、アップリンク・データ送信を行わず、アップリンク割り当てを無視する筈である。リレー・ステーションはアップリンク送信をする前に自分に送信されたUL Allocation Reference IEをリムーブする。
表５と表６に示すように、DL/UL Allocation Reference IEメッセージのタイプ・フォーマットは夫々、DL-MAP extended-2 IEとUL-MAP extended-2 IEのメッセージ・フォーマットである。具体的に、両者は夫々、Extended-2 DIUCとExtended-2 UIUCメッセージである。
（表５ DL Allocation Reference IEのタイプ・フォーマット）
Figure 0005054825
（表６ UL Allocation Reference IEのタイプ・フォーマット）
Figure 0005054825
図２に示すように、CIDに基づくダウンリンク・データ伝送モードに対して、FはフレームFrameを表し、BはバーストBurstを表す。ベース・ステーションBSはフレーム1とフレーム2においてリレー・ステーションにダウンリンク・データを送信する。リレー・ステーションRS1はアクセス・リンク上で異なるフレームからのMS1 MAC PDUsを1個のバーストにプレゼンテーションパックしてMS1に転送する。RS1は中継リンクにおいて異なるバーストからのMAC PDUsを1個のバーストにプレゼンテーションパックしてRS2に転送する。RS2は同じフレームのMAC PDUsを数個の小さいバーストに分裂させて、転送する。アクセス・リンク上でMS2とMS3に送信するMAC PDUsを夫々、2個のバーストにプレゼンテーションパックして送信する。もっと多くのバースト転送は図２で表示されず、例えば、小さいバーストを大きなバーストにプレゼンテーションパックして転送し、または、バーストをプレゼンテーションパックまたは分裂処理せずに直接に転送するなどもある。
図３におけるデータ転送過程を参照し、DL Allocation Reference IEを用いデータと資源を関連させる方法を説明する。ベース・ステーションは中継領域においてRS_Access MAPとRS_RLY_MAPメッセージを含む１個のバーストを送信し、リレー・ステーションは受信した後、メッセージからダウンリンクで使用されるDL MAP、UL MAP、R-DL MAP、R-UL MAPメッセージ及び対応するDL Allocation Reference IE及びUL Allocation Reference IEを求める。
フレーム0でベース・ステーションは1個（BS to RS1）のバーストをリレー・ステーション1に送信する。リレー・ステーション1は受信した後、DL Allocation Reference IEが指示した関連に基づいて、その内のMAC PDUsをRS1-MS1、RS1-RS2という4個のバーストを再プレゼンテーションパックし、且つフレームNのアクセス・RS2と中継RS2の相応資源において転送する。その内、DL MAP IE/R-DL-MAP IEは帯域幅の位置とサイズを指示し、DL Allocation Reference IEはこれらの帯域幅がどのMAC PDUを送信するかを指示する。Nの値はベース・ステーションがリレー・ステーションの処理速度と他の要素により決定する。
リレー・ステーションがDL Allocation Reference IEを用いCIDに基づくダウンリンク・データ伝送する例は下記の通りである。
リレー・ステーションはRS_Access_MAPとRS_RLY_MAPメッセージを受信した後、その内のDL Allocation Reference IEにより、データと相応のDL MAP IEとを関連させる。
DL Allocation Reference IEのNum_Received Frames=1、Num_MAP IEs=1、All_Connections=1である場合、リレー・ステーションはバーストにおけるMAC PDUのCIDを読み取らずに、MAP IE indexの指示したバースト全体を簡単に転送するだけで良い。
DL Allocation Reference IEのNum_Received Frames=1、Num_MAP IEs=1、All_Connections=0である場合、リレー・ステーションはMAP IE indexの指示したバーストにおける一部のMAC PDUsを1個のバーストにパッケージプレゼンテーションパックして転送する。どの部分のMAC PDUをプレゼンテーションパックして転送する必要があるかを知るためには、MAC PDUにおけるCIDを読み取る必要がある。
DL Allocation Reference IEの中で、Num_Received Frames=1、Num_MAP IEs>1である場合、リレー・ステーションは異なるバーストからのMAC PDUsを1個のバーストにパッケージプレゼンテーションパックして転送する必要がある。
DL Allocation Reference IEの中で、Num_Received Frames>1である場合、リレー・ステーションは異なるフレームからのMAC PDUsを1個のバーストにプレゼンテーションパックし、あるフレームで一緒に転送する必要がある。
リレー・ステーションはダウンリンク・データ転送する前に、先ず、DL Allocation Reference IEをリムーブする。
リレー・ステーションがUL Allocation Reference IEを用いCIDに基づくアップリンク・データ伝送する例は下記の通りである。
リレー・ステーションはRS_RLY_MAPメッセージを受信した後、その内のUL Allocation Reference IEによりデータと相応のUL MAP IEとを関連させる。
UL Allocation Reference IEのNum_Received Frames=1、Num_MAP IEs=1、All_Connections=1である場合、リレー・ステーションはバーストにおけるMAC PDUのCIDを読み取らずに、MAP IE indexの指示したバースト全体を簡単に転送するだけで良い。
UL Allocation Reference IEのNum_Received Frames=1、Num_MAP IEs=1、All_Connections=0であれば、リレー・ステーションはMAP IE indexの指示したバーストにおける一部のMAC PDUsを1個のバーストにプレゼンテーションパックして転送する。どの部分のMAC PDUをプレゼンテーションパックして転送する必要があるかを知るためには、MAC PDUにおけるCIDを読み取る必要がある。
UL Allocation Reference IEのNum_Received Frames=1、Num_MAP IEs>1である場合、リレー・ステーションは異なるバーストからのMAC PDUsを1個のバーストにプレゼンテーションパックして転送する必要がある。これによって、アップリンクMAP IEの占用するオーバーヘッドが節約される。
UL Allocation Reference IEのNum_Received Frames>1である場合、リレー・ステーションは異なるフレームからのMAC PDUsを1個のバーストにプレゼンテーションパックし、あるフレームで一緒に転送することができる。
リレー・ステーションはアップリンク・データ転送する前に、先ず、UL Allocation Reference IEをリムーブする。
＜第２実施形態＞
本実施例が第１実施例に類似し、異なる点は、本実形態においてDL Allocation Reference IE（ダウンリンク配置パラメーターIE）という1個のMAP IEだけを採用したことにある。第１実施形態と同じように、当該DL Allocation Reference IEはリレー・ステーションのダウンリンク送信データを指示するために用いられる。これらのデータはDL-MAP IEまたはR-DL-MAP IEが指示した帯域幅で端末または下層リレーステーションに送信される。リレー・ステーションはDL Allocation Reference IEの指示によりダウンリンク・データ送信時に異なるまたは同じフレームにおけるMAC PDUを柔軟にプレゼンテーションパックして送信することができる。
また、上述したように、DL Allocation Reference IEはリレー・ステーションの受信したMAC PDUとそれに割り当てたダウンリンク発射帯域幅とを関連させることに使用される。なお、DL Allocation Reference IEはRS_Access MAPとRS_RLY MAPメッセージに存在し、表７と表８に示すように、RS_Access MAPメッセージとRS_RLY_MAPメッセージの中で相応のDL-MAP IEまたはR-DL-MAP IEに極めて密接している。
（表７ RS_Access_MAPメッセージに含まれるDL Allocation Reference IEの位置）
Figure 0005054825
（表８ RS_RLY_MAPメッセージの中に含められているDL Allocation Reference IEの位置）
Figure 0005054825
また、表９に示すように、本実施形態においてDL Allocation Reference IEメッセージ・フォーマットは主に下記のフィールドを含む。
接続数量は前記の帯域幅に応じて伝送されるMAC PDUについての接続の個数を指示するために用いられる。
接続識別子CIDは前記の帯域幅に応じて伝送されるMAC PDUについての接続の接続子を指示するために用いられる。
受信フレーム数量は前記の帯域幅に応じて伝送される相応接続上のMAC PDUのデータ・フレームの個数を指示するために用いられる。
受信フレーム索引番号は前記の帯域幅に応じて伝送される相応接続上のMAC PDUからのデータ・フレームのフレーム番号を指示するために用いられる。
MAC PDU数量は前記の帯域幅に応じて伝送される相応接続上の相応フレームからのMAC PDU数量を指示するために用いられる。
ベース・ステーションはリレー・ステーションに当該DL Allocation Reference IEを送信する際、必要に応じて上記のフィールドを書き込む。
リレー・ステーションは、DL Allocation Reference IEにおける接続数量、接続識別子CID、受信フレーム数、受信フレーム索引番号及びMAC PDU数量フィールドを用いて、異なる接続からのデータを同じ帯域幅に映射して送信することができる。
（表９ 第２実施形態におけるDL Allocation Reference IEメッセージ・フォーマット）
Figure 0005054825
以上、本発明の実施形態を説明したが、当業者にとっては、本発明が限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正、及び同等交替、改善などとして実施することができる。
他の実施形態では、例えば、DL Allocation Reference IEまたはUL Allocation Reference IEで、接続数量とCIDのみを含めても良い。または、ベース・ステーションはリレー・ステーションにDL Allocation Reference IEまたはUL Allocation Reference IEを送信する際、接続数量とCIDを含む場合、要伝送のフレームを指示する。その時に、要伝送のMAC PDUの数量はデフォルト設置を採用しても良く、例えば、全部またはその一部を指定しても良い。
本発明によれば、CIDに基づくデータ転送モードの場合、リレー・ステーションは自分に割り当てられた帯域幅を相応の送信待ちデータと関連させることができる。ダウンリンク配置パラメーターIEにおける受信フレーム数量と受信フレーム索引番号フィールドにより、リレー・ステーションがデータを受信と転送する間の時間遅延が可変で固定ではない時に、フレームにおけるMAC PDUの紛失によって、リレー・ステーションが後続フレームにおけるMAC PDUを繰り上げて送信することで招くQoS性能に対する影響を防止することができる。リレー・ステーションのダウンリンクの状態が突然に劣化する場合、ベース・ステーションはリレー・ステーションが一部のデータを一時的に保存することを指示することによってリレー・ステーションのダウンリンク・データ流量を制御することで、リンク全体のデータ伝送状況を動的に制御する。

Claims (20)

  1. ベース・ステーションからデータを送信する時に、送信待ちのメディア・アクセス制御層プロトコル・データ・ユニットの（MAC PDU）の位置を指示するため、マッピング・メッセージ（MAP）に配置パラメーター情報要素（IE）を書き込む段階と、
    下層リレーステーションが、ベース・ステーションから送信され、または他のリレーステーションから転送された前記マッピング・メッセージ（MAP）を受信した後、その中の配置パラメーターIEの指示に基づいてMAC PDUを取得し、取得したMAC PDUを再組合せした後、ベース・ステーションがそれに割り当てた帯域幅に入れて下に向けて送信する段階と、
    を含み、
    前記配置パラメーターIEは、MAP IE索引番号（MAP IE index）と、接続識別子（CID）とを有するダウンリンク配置パラメーターIEを含み、
    前記MAP IE indexは、ベース・ステーションがそれに割り当てた対応する帯域幅で下に向けて送信されたMAC PDUについてのバーストの索引番号を指示し、
    前記CIDは、送信待ちMAC PDUについての接続の接続識別子を指示する
    ことを特徴とする非透過集中型スケジューリング・マルチホップ・リレー・ネットワークにおけるデータ伝送方法。
  2. 前記配置パラメーターIEはリレー・ステーションのアクセス・マッピング・メッセージ（RS_Access MAP）におけるDL-MAP IEの前またはその後に位置し、リレー・ステーションが、ダウンリンク配置パラメーターIEを受信した場合、前記ダウンリンク配置パラメーターIEの指示したMAC PDUを再組合せした後DL-MAP IEの指示したダウンリンク帯域幅に入れて端末に送信する段階、または、
    前記配置パラメーターIEはリレー・ステーションの中継リンク・マッピング・メッセージ（RS_RLY MAP）におけるR-DL-MAP IEの前またはその後に位置し、リレー・ステーションが、ダウンリンク配置パラメーターIEを受信した場合、前記ダウンリンク配置パラメーターIEの指示したMAC PDUを再組合せした後R-DL-MAP IEの指示したダウンリンク帯域幅に入れて下層リレーステーションに送信する段階、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載の非透過集中型スケジューリング・マルチホップ・リレー・ネットワークにおけるデータ伝送方法。
  3. 前記配置パラメーターIEがRS_Access MAPメッセージに位置する時に、前記ダウンリンク配置パラメーターIEは、ダウンリンクマッピング・メッセージ（RS DL MAP）、圧縮ダウンリンクマッピング・メッセージ（Compressed DL MAP）、SUB-DL-UL-MAPのすべてのメッセージまたは一部のメッセージにおけるDL-MAP IEの前またはその後に位置することを特徴とする請求項２に記載の非透過集中型スケジューリング・マルチホップ・リレー・ネットワークにおけるデータ伝送方法。
  4. 前記ダウンリンク配置パラメーターIEは、さらに、送信待ちMAC PDUについての接続の個数を指示するための接続数量を有することを特徴とする請求項２に記載の非透過集中型スケジューリング・マルチホップ・リレー・ネットワークにおけるデータ伝送方法。
  5. 前記ダウンリンク配置パラメーターIEは、前記帯域幅に応じて伝送される相応の接続上のMAC PDUのデータ・フレームの個数を指示するための受信フレーム数量と、前記帯域幅に応じて伝送される相応の接続上のMAC PDUのデータ・フレームのフレーム番号を指示するための受信フレーム索引番号とを有することを特徴とする請求項４に記載の非透過集中型スケジューリング・マルチホップ・リレー・ネットワークにおけるデータ伝送方法。
  6. 前記ダウンリンク配置パラメーターIEは、前記帯域幅に応じて伝送される相応の接続上の相応フレームのMAC PDU数量を指示するためのMAC PDU数量を有することを特徴とする請求項４および請求項５のうち何れか１項に記載の非透過集中型スケジューリング・マルチホップ・リレー・ネットワークにおけるデータ伝送方法。
  7. リレー・ステーションは、ダウンリンク送信を開始する前に、当該リレー・ステーションに送信されたダウンリンク配置パラメーターIEをリムーブすることを特徴とする請求項２に記載の非透過集中型スケジューリング・マルチホップ・リレー・ネットワークにおけるデータ伝送方法。
  8. 前記方法が、接続識別子（CID）に基づくデータ伝送モードに適用されることを特徴とする請求項１から請求項５のうち何れか１項に記載の非透過集中型スケジューリング・マルチホップ・リレー・ネットワークにおけるデータ伝送方法。
  9. 前記リレー・ステーションは、ダウンリンク配置パラメーターIEを受信した後、ダウンリンク配置パラメーターIEの対応したMAC PDUが見つからなければ、ダウンリンク・データ送信を行わないことを特徴とする請求項２に記載の非透過集中型スケジューリング・マルチホップ・リレー・ネットワークにおけるデータ伝送方法。
  10. 前記再組合せは、
    リレー・ステーションがMAC PDUをIEの指示したバーストに入れる段階と、
    リレー・ステーションがMAC PDUを復調し、デコードし、且つ再エンコード／デコードしてからバーストに構成する段階と、
    リレー・ステーションがMAC PDUに対して分断及び／または、プレゼンテーションパックしてからバーストに再構成する段階と、
    の１つを行うことを特徴とする請求項１および請求項２のうち何れか１項に記載の非透過集中型スケジューリング・マルチホップ・リレー・ネットワークにおけるデータ伝送方法。
  11. 送信待ちのMAC PDUの位置を指示するため、マッピング・メッセージ（MAP）で配置パラメーターIEを増加させる段階と、
    リレー・ステーションが、ベース・ステーションから送信され、または他のリレー・ステーションから転送された前記マッピング・メッセージ（MAP）を受信した後、前記配置パラメーターIEの指示したMAC PDUを取得し、前記MAC PDUを再組合せした後、ベース・ステーションがそれに割り当てた帯域幅に入れて送信する段階と、
    を含み、
    前記配置パラメーターIEは、MAP IE索引番号（MAP IE index）と、接続識別子（CID）とを有し、
    前記MAP IE indexは、ベース・ステーションがそれに割り当てた対応する帯域幅で下にまたは上に向けて送信されたMAC PDUについてのバーストの索引番号を指示し、
    前記CIDは、送信待ちMAC PDUについての接続の接続識別子を指示する
    ことを特徴とするマルチホップ・リレー・ネットワークにおけるMAPと相応データの関連方法。
  12. 前記配置パラメーターIEはダウンリンク配置パラメーターIEを有し、
    前記ダウンリンク配置パラメーターIEはリレー・ステーションのアクセス・マッピング・メッセージ（RS_Access MAP）におけるDL-MAP IEの前またはその後に位置し、リレー・ステーションが、ダウンリンク配置パラメーターIEを受信した場合、その指示したMAC PDUを再組合せした後DL-MAP IEの指示したダウンリンク帯域幅に入れて端末に送信する段階、または、
    前記ダウンリンク配置パラメーターIEはリレー・ステーションの中継リンク・マッピング・メッセージ（RS_RLY MAP）におけるR-DL-MAP IEの前またはその後に位置し、リレー・ステーションが、ダウンリンク配置パラメーターIEを受信した場合、前記ダウンリンク配置パラメーターIEの指示したMAC PDUを再組合せした後R-DL-MAP IEの指示したダウンリンク帯域幅に入れて下層リレーステーションに送信する段階、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載のマルチホップ・リレー・ネットワークにおけるMAPと相応データの関連方法。
  13. 前記配置パラメーターIEがRS_Access MAPメッセージに位置する時に、前記ダウンリンク配置パラメーターIEは、ダウンリンクマッピング・メッセージ（RS DL MAP）、圧縮ダウンリンクマッピング・メッセージ（Compressed DL MAP）、SUB-DL-UL-MAP、ハイブリッド自動リピート要求マッピング・メッセージ（HARQ MAP）のすべてのメッセージまたは一部のメッセージにおけるDL-MAP IEの前またはその後に位置することを特徴とする請求項１２に記載のマルチホップ・リレー・ネットワークにおけるMAPと相応データの関連方法。
  14. 前記配置パラメーターIEは、アップリンク配置パラメーターIEをさらに有し、
    前記アップリンク配置パラメーターIEがRS_RLY MAPメッセージに存在し、且つR-UL-MAP IEの前またはその後に位置し、
    リレー・ステーションは、アップリンク配置パラメーターIEを受信した場合、その指示したMAC PDUを再組合せした後R-UL-MAP IEの指示したアップリンク帯域幅に入れてベース・ステーションまたは上層リレーステーションに送信することを特徴とする請求項１２に記載のマルチホップ・リレー・ネットワークにおけるMAPと相応データの関連方法。
  15. 前記配置パラメーターIEは、さらに、送信待ちMAC PDUについての接続の個数を指示するための接続数量を有することを特徴とする請求項１２から請求項１４のうち何れか１項に記載のマルチホップ・リレー・ネットワークにおけるMAPと相応データの関連方法。
  16. 前記配置パラメーターIEは、前記帯域幅に応じて伝送される相応の接続上のMAC PDUのデータ・フレームの個数を指示するための受信フレーム数量と、前記帯域幅に応じて伝送される相応の接続上のMAC PDUのデータ・フレームのフレーム番号を指示するための受信フレーム索引番号とを有することを特徴とする請求項１５に記載のマルチホップ・リレー・ネットワークにおけるMAPと相応データの関連方法。
  17. 前記配置パラメーターIEは、前記帯域幅に応じて伝送される相応の接続上の相応フレームのMAC PDU数量を指示するためのMAC PDU数量を有することを特徴とする請求項１６に記載のマルチホップ・リレー・ネットワークにおけるMAPと相応データの関連方法。
  18. リレー・ステーションは、ダウンリンク送信を開始する前に、当該リレー・ステーションに送信されたダウンリンク配置パラメーターIEをリムーブすることを特徴とする請求項１２に記載のマルチホップ・リレー・ネットワークにおけるMAPと相応データの関連方法。
  19. 前記方法は接続識別子（CID）に基づくデータ伝送モードの非透過集中型スケジューリング・マルチホップ・リレー・ネットワークに適用されることを特徴とする請求項１１から請求項１４のうち何れか１項に記載のマルチホップ・リレー・ネットワークにおけるMAPと相応データの関連方法。
  20. 前記再組合せは、
    リレー・ステーションがMAC PDUをIEの指示したバーストに入れる段階と、
    リレー・ステーションがMAC PDUを復調し、デコードし、且つ再エンコード／デコードしてからバーストに構成する段階と、
    リレー・ステーションがMAC PDUに対して分断及び／または、プレゼンテーションパックしてからバーストに再構成する段階と、
    の１つを行うことを特徴とする請求項１１から請求項１４のうち何れか１項に記載のマルチホップ・リレー・ネットワークにおけるMAPと相応データの関連方法。
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