JP5129814B2 - Ａｒｑイネーブルトラフィックが存在する場合のフレーム構築 - Google Patents

Description

無線通信技術の中には直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）を利用するものがある。その一例に、電気電子学会（ＩＥＥＥ）標準規格８０２．１６（ＩＥＥＥ８０２．１６）で定義されている通信規格がある。この無線通信法においては、チャネルを介して通信すべきデータを様々な長さの多数のセグメントに分割して、生じるセグメントを異なる周波数で動作する多数のサブチャネル間で分配して同時送信してよい。これら多数のサブチャネルが受信されると、受信データはオリジナルデータパターンに復元（reconstruct）されてよい。これら送信手順は、分かりやすく示す目的からしばしば、サブチャネルを１つの軸に据え、時間（通常はスロットまたはシンボルにより表される）を他の軸に据え、サブフレームを表す矩形ブロックが形成された図表形式で表現される。チャネルの全スループットは、サブフレームのデータ書き込み量に依存しうる。ある送信サブフレームが所定のサイズ（例えば、所定数のサブチャネルおよび所定数のスロット）を有し、データ分割を任意の時点に行うことのできる場合、データは所定のサイズに正確に収まるように特別に分割されうるので、該サブフレームは完全利用が可能である。しかしながら、もしデータがある特定の境界に沿ってのみ分割が可能である場合には、分割が生じるフラグメントは利用可能なサブフレームに正確には収まらず、空隙（wastage）が生じうる（つまり、サブフレームの少なくとも一部が、少なくとも送信の一部においてなんら有用なデータを含まない、ということ）。

本発明の幾らかの実施形態は、本発明の実施形態を例示するのに用いる以下の記載および添付図面を参照することで理解されよう。図面は以下の通りである。
本発明の一実施形態による、空隙を含むサブフレームを表す。 本発明の一実施形態による、図１に示すよりも空隙の少ないサブフレームを示す。 本発明の一実施形態による、データをサブフレームに割り当てる方法を示すフロー図である。 本発明の一実施形態による、デバイスのネットワークを示す。

以下の記載において、幾多もの特定の詳細を述べる。しかし、本発明の実施形態は、これら特定の詳細なしに実施できることを理解されたい。他の場合においては、公知の方法、手順、部材、および回路は、本発明を曖昧にしないために、詳細には説明しない。

本明細書内の「一実施形態」「１つの実施形態」「例示的実施形態」「様々な実施形態」等の言及は、記載されている本発明の実施形態が、特定のフィーチャ、構造、または特性を含みうることを示す。さらに、幾らかの実施形態は、他の実施形態のフィーチャを、幾らか、あるいは全て含む場合があり、または全く含まない場合もある。

以下の記載および請求項において、「連結（coupled）」および「接続(connected)」という用語を、その派生物とともに利用している場合がある。これら用語は、互いに同義語として意図されてはいない。そうではなくて、特定の実施形態においては、「接続（connected）」は２以上のエレメントが互いに直接的な物理的接触状態または電気的接触状態にあることを意味している場合がある。「連結（coupled）」は、２以上のエレメントが、互いに協同または相互作用することを意味しうるが、直接的な物理的接触状態または電気的接触状態にあってもよいし、なくてもよい。

「無線」という用語、およびその派生物は、非固体媒体を介して、変調された電磁放射の利用によりデータ通信を行いうる回路、デバイス、システム、方法、技術、通信チャネル等について記載するのに利用される場合がある。この用語は、関連デバイスが何ら配線を有していないことを示唆していないが、幾らかの実施形態では関連デバイスが何ら配線を有していない場合もある。「携帯無線デバイス」という用語は、通信中に移動しうる無線デバイスの意味で利用されている場合がある。

ここで利用する「第１（first）」「第２(second)」「第３（third）」などの順位を示す形容詞は、特にそうではないと明示していない限り、同じオブジェクトを記載するのに利用される、つまり単に、同様のエレメントの異なるインスタンスを示しており、記載されたこれらエレメントが、時間的、空間的、順位上、あるいは任意の他の様態の一定の順序付けを有していると示そうとする意図はない。

本発明の様々な実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、およびソフトウェアの１つの組み合わせ、または任意の組み合わせで実装されうる。本発明は、機械可読媒体に含まれる、または機械可読媒体上の命令としても実装されてよく、１以上のプロセッサにより読み出し、および実行が行われることで、ここで記載する動作実行が行われてよい。機械可読媒体は、機械（例えばコンピュータ）により可読な形態で情報を格納、送信、および／または受信する任意の機構を含んでよい。例えば、機械可読媒体は、それらに限られないが、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光学記憶媒体、フラッシュメモリデバイス等を含む記憶媒体を含んでよい。機械可読媒体は、それらに限られないが電磁気、光学、または音声搬送波信号を含む、命令をコード化するよう変調された伝播信号も含みうる。

本発明の様々な実施形態を様々な用途に利用可能であり、これらには、無線信号を送信する無線デバイスが含まれるが、それに限定はされない。これらデバイスは、それらに限定されないが、無線電話通信システム、衛星通信システム、双方向無線通信システム、ページャ、パーソナルコミュニケーションシステム（ＰＣＳ）、携帯情報端末（ＰＤＡ）、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、ブロードバンド無線ネットワーク等々を含みうる。

無線チャネル上では、受信信号の品質は、様々な要素に基づき経時的に変化して、異なる時点で異なるエラーレベルを導入しうる。この品質が変化しうることは、変調およびコード化方式（ＭＣＳ）レベルを、観察されるチャネル品質および／または所望のチャネル品質に基づいて選択しうる、アダプティブ変調およびコード化（ＡＭＣ）を利用することで少なくとも部分的に補償されうる。関連分野では、ＷｉＭＡＸ基地局が、各フローがそのサービス品質（ＱｏＳ）要件を充たしうるアクティブなサービスフロー間で帯域幅を割り当ててよい。「サービスフロー」は、ここでは、１以上のフレームで送られるべく待ち行列を成した関連パケットの一群のことを示す用語である。例示目的からであって、限定目的ではないが、あるサービスフローは、ＶｏＩＰ（ボイスオーバーインターネットプロトコル）通信データに関していてよく、別のフローは、インターネットブラウジング通信に関していてよく、また他のフローは１つの通信システムにより同時にサポートされていてよい。

幾らかの通信技術は、多数のサブチャネルを介した同時通信において分割されるべき（つまり、別個のデータブロックに分離されるべき）データが、一定のサイズを有するブロック間の境界においてのみ分割されるようなプロトコルを利用する。その一例が、とりわけ、１つのサブフレームに書き込むべく、自動再送要求（ＡＲＱ）イネーブルデータを所定のＡＲＱブロックサイズの整数倍であるセグメントにのみ分割できると規定しているＩＥＥＥ規格８０２．１６が定義するＡＲＱプロトコルである。分割されたデータが、ＡＲＱブロックのサイズの整数倍ではない送信に書き込まれた場合、送信中に、何らデータを含まず空隙と見なされうる期間（例えば、１ＡＲＱブロックに相当する時間長より短い期間）が生じる場合がある。

本発明の様々な実施形態は、ＡＲＱブロック境界に沿ってデータを分割し、この分割により生じる空隙の量を判断し、空隙なスペースの幾らかまたは全てに、より小さなブロックサイズに分割されうる他のデータトラフィックを書き込むことで、ＯＦＤＭＡ技術を利用したＡＲＱイネーブルデータトラフィックのスループットを向上させる試みであってよい。幾らかの実施形態では、幾らかの関連パラメータの閾値に達すると、その時点で空隙が依然あったとしてもデータ送信がトリガされうる。

図１は、本発明の一実施形態による、空隙を含むサブフレームを表す。示されている実施形態は、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）技術を利用する一例を示すが、多数の並列チャネルを介して送信データを同様に配信することに関する他の技術も包括されてよい。示している例では、８サブチャネルを介してデータが同時送信されているが（これは垂直軸に示されている）、他の実施形態では、これより多くの、または少ないサブチャネル数を利用してよい。「サブチャネル」という用語は、ここでは、異なる中心周波数を有する同時送信のことを言っているが、本発明の実施形態は、「サブチャネル」以外の表示を利用して同様の現象を説明する例も含みうる。

本記載では、データを、特定の「ブロック」、「位置」、または類似した用語に割り当てると言うことが多いが、これら記載は、説明を図面に構想上関連付ける従来の方法に過ぎない。実際の動作においては、幾らかの実施形態では、データをバッファまたはメモリ位置に含ませ、データの各セグメントを、該データを物理的に移動することなしに、サブフレームの特定の場所に割り当ててよい。ブロック、位置等に関する言及は、この物理的な移動を含むことも意図する。

図１の説明を続けると、水平軸は、時間を表しており、左から右へと時間の推移を表す。示されている例では、示されているサブフレームの１０個の垂直ストライプ各々が、ＯＦＤＭＡシンボル送信にかかる時間の２倍を表しうるので、図全体は、２０個のＯＦＤＭＡシンボルを送信するのにかかる時間を表しているが、他の実施形態では、異なる数のシンボルに相当する長さのサブフレームを含むこともできる。

示されている例では、最初の２つのストライプ（つまり初めの４つのＯＦＤＭＡシンボル）は、サブフレームのうち残りのものから（または、幾らかの実施形態では、後続のサブフレームから）、ダウンリンクマップ（２つの別個のブロック中のＤＬ−ＭＡＰ）、アップリンクマップ（ＵＬ−ＭＡＰ）、およびフレーム制御ヘッダ（ＦＣＨ）に特有の情報を見つけるガイドを提供するヘッダ情報を含む。幾らかの実施形態は、これら示されているものと比して、多い、少ない、および／または異なる数のヘッダフィールドを含みうる。

サブフレームの残りは、ＤＡＴＡ１およびＤＡＴＡ２と表される２つの主要なデータブロックを示しており、第１の主要なブロックは第３−第６ストライプに書き込まれ、第２の主要なブロックは第７−第１０ストライプに書き込まれている。この例は、２つの主要なブロックを示しているが、サブフレームは、このような主要なブロックを１以上の任意の量、有していてよい。主要ブロックＤＡＴＡ１およびＤＡＴＡ２各々は、データを許可された境界に沿って分割しサブフレームに書き込まれた後に残ったサブフレーム中の潜在的に利用可能なスペース量を表す「空隙」として表されたサブロックを示す。幾らかの実施形態では、許可された境界は、ＡＲＱイネーブルデータブロックのサイズにより画定されうる。ＡＲＱイネーブルデータは、ＡＲＱブロック間でのみ分割されうるので、ＡＲＱイネーブルブロックのサイズは、サブフレームに挿入される最小データ増量を画定しうる。サブフレームが図１の形態で送信されるとすると、利用可能なデータが配置されていない空隙は、未利用の潜在的なスループットを表す。

例示を簡略化すべく、空隙は、三番目のストライプおよび七番目のストライプのみで示している。しかし、幾らかの実施形態では、これ以上のストライプ、おそらくは全てのストライプが潜在的に空隙を含んでいてよい。

図２は、本発明の一実施形態による、図１より少ない空隙を含むサブフレームを示す図である。ブロックＤＡＴＡ１およびＤＡＴＡ２のデータは、ＡＲＱイネーブルデータを含み得、これらデータがサブフレーム書き込み用に分割されうる位置を制限しているが、非ＡＲＱイネーブルデータの中には、これより小さなサイズに分割されて、図１の「空隙（wastage）」として表されるエリアに挿入されることを許可されてもよいものもある。これを図２に示す。ＡＲＱイネーブルデータより小さなブロックに分割されうる追加的データを、ＡＤ１、ＡＤ２、ＡＤ３、ＡＤ４、およびＡＤ５で示す。この追加的データは、図１に示す空隙ブロックに収まるよう各サイズに分割されうる。追加的なデータはこれより小さなブロックサイズに分割されうるが、幾らかの例においては、第３のストライプのような、利用可能なデータフラグメントのいずれよりも小さい空隙もありうる。

幾らかの実施形態においては、異なるＭＣＳレベルを同じサブフレームに利用しうるが、これらは該サブフレーム内で異なるブロックに分離されてもよい（例えばＤＡＴＡ１ブロックがＤＡＴＡ２ブロックとは異なるＭＣＳレベルを有してよい）。従って、単一ブロックのＡＲＱイネーブルデータおよび非ＡＲＱイネーブルデータ（例えば、ＤＡＴＡ１およびＤＡＴＡ１と関連付けられた空隙）は、両方とも、同じＭＣＳレベルを利用してもよい。手順としては、各々が同じＭＣＳレベルを利用するサービスフロー一群は、「ＭＣＳバケット」に総計されてよく、該バケット内のサービスフローを利用して、１サブフレーム内の１以上のブロックをポピュレートしてよい。幾らかの実施形態では、該バケット内のサービスフローを利用して、単一フレームの全てのサブフレームをポピュレートすることもできる。１つのフローのＭＣＳレベルは、チャネル条件の推移につれて経時的に推移してよく、該フローの特定のＭＣＳバケットとの関連性もそれに応じて推移してよいことに留意されたい。

図３は、本発明の一実施形態による、サブフレームにデータを割り当てる方法を示すフロー図である。幾らかの実施形態では、本例のサブフレームに割り当てられたデータの全て（リンクマップおよびその他のヘッダ情報をおそらく除いて）が、同じＭＣＳバケットから来ていてよい。サブフレームの大きさ（サブチャネル数およびストライプ数）は、任意の可能性な手段により予め決定されていてよい。フロー図３００において、ＡＲＱイネーブルデータは、サブフレームの大きさに収まるように分割されることでサブフレームに割り当てられてよい。幾らかの実施形態では、３１０の割り当ては、サブフレームの残りのスペースに、もう残りのＡＲＱイネーブルデータが収まらなくなるまで続けられてよい。他の実施形態では、３１０の割り当ては、意図的に余分なスペースを残して、レベルに足りない段階で停止されてよい。いずれにしても、３２０において空隙は、サブフレームのどのくらいの量がデータ割り当てをされていないか、を判断することで判断されてよい。空隙は、サブフレームの１以上のエリアに配置されてよい。

３３０において、ＡＲＱイネーブルデータと同じＭＣＳバケットからの非ＡＲＱイネーブルデータの様々な特徴（例えばそれが分割されてよい最小分割ブロック）を吟味してよい。３４０において、空隙領域のサイズが、吟味された非ＡＲＱイネーブルデータと比較されて、そのデータのどの部分が利用可能な空隙に収まるかを判断してよい。収まるようなデータが存在しない場合、サブフレームは３９０で送信待ち行列に入れられ、その後送信されてよい。代替実施形態では（不図示）、収まるようなデータが存在しない場合には、システムは、さらなる非ＡＲＱイネーブルデータが利用可能になるまで所定時間待ち、その後３４０の比較を再試行してよい。

空隙エリア（１または複数）に収まるデータが３４０で見つかると、該データは空隙エリア（１または複数）に３５０で割り当てられてよい。空隙はその後３６０で再計算されて、新たな（およびより小さい）空隙エリア（１または複数）を決定してよい。幾らかの実施形態では、動作３３０〜３６０は、その後繰り返され、さらに空隙を低減する試みがなされてよい。しかしながら、このループを過剰に繰り返すと非効率であったり、データ送信に過度な時間がかかってしまいうる。故に、空隙が３７０で所定のレベルを下回るまで低減されたと判断されると、または、ループ３３０〜３６０が３８０で所定の時間繰り返されたと判断されると、サブフレームを３９０で送信待ち行列に配置して、その後送信してよい。

図４は、本発明の一実施形態によるデバイスネットワークを示す。中央通信デバイス４１０（例えばアクセスポイントまたは基地局）は、携帯通信デバイス４２０および４３０と無線通信してよい。各デバイスは１以上のアンテナ（それぞれ４１２、４２２、４３２）および電源（それぞれ４１４、４２４、４３４）を有してよい。幾らかの実施形態では、各携帯通信デバイス（４２０、４３０）の電源（４２４、４３４）は電池であり、中央通信デバイス４１０の電源（４１４）は、固定交流電源に接続されていてよいが、他の実施形態では他の技術を利用してもよい（例えば、中央通信デバイスに電源供給する電池を利用してもよい。幾らかの実施形態では、前述のサブフレーム割り当て技術を中央通信デバイス４１０に利用してダウンリンク送信を構築してもよい、というのも中央通信デバイス４１０は携帯デバイスよりも多くの計算力が利用されることが多いからである。他の実施形態では、携帯通信デバイスはサブフレームアセンブリ技術を利用してもよい。

前述の例の多くは、最小分割ブロックサイズを有するＡＲＱイネーブルデータ、およびこれより小さい最小分割ブロックサイズを有する非ＡＲＱイネーブルデータを利用してサブフレームを構築した。しかし、他の実施形態では、１種類のデータが他の種類のデータよりも小さい最小分割ブロックサイズを有する任意の２種類のデータに同じ技術を利用してもよい。

前述の実施形態は、ＯＦＤＭＡ技術における送信用のサブフレーム構築を記載してきた。しかし、他の実施形態では、データを分割してサブフレームに収め、関連データを多数の周波数で同時送信するような、他の種類の技術を利用する送信に対して同じ技法を利用することもできる。

前述の記載は、例示を意図しており限定は意図していない。当業者であれば変形例も可能であろう。これら変形例も、本発明の様々な実施形態に含まれることが意図され、これは、以下の請求項の精神および範囲によってのみ限定される。

Claims (17)

1. 方法であって、
   同時送信する多数のサブチャネルを介した無線送信用の第１種のデータと第２種のデータとをオーガナイズする段階を備え、
   前記第１種のデータは第１サイズの最小ブロックサイズに分割されてよく、前記第２種のデータは、前記第１サイズより小さい第２サイズの最小ブロックサイズに分割されてよく、前記オーガナイズする段階は、
   前記第１種のデータを、前記送信の配置可能な位置に収まるよう割り当てる段階と、
   前記第２種のデータを、前記第１種のデータの割り当ての後に残る前記送信の位置に収まるよう割り当てる段階と、を含み、
   前記第１種のデータは、自動再送要求イネーブル（ＡＲＱイネーブル）要件を満たすデータを含み、
   前記第２種のデータは、非ＡＲＱイネーブル要件を満たすデータを含む、方法。
2. 前記無線送信は、直交周波数分割多元接続送信を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記送信の位置は、１サブフレーム中の位置を含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記第２種のデータを割り当てる段階は、前記送信の残りの位置への前記第２種のデータの割り当てを多数回繰り返す段階を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
5. 命令を格納する機械可読記憶媒体であって、
   前記命令は、１以上のプロセッサにより実行されると、前記１以上のプロセッサに、
   同時送信する多数のサブチャネルを介した無線送信用の第１種のデータと第２種のデータとをオーガナイズする段階を含む段階を実行させ、
   前記第１種のデータは第１サイズの最小ブロックサイズに分割されてよく、前記第２種のデータは、前記第１サイズより小さい第２サイズの最小ブロックサイズに分割されてよく、前記オーガナイズする段階は、
   前記第１種のデータを、前記送信の配置可能な位置に収まるよう割り当てる段階と、
   前記第２種のデータを、前記第１種のデータの割り当ての後に残る前記送信の位置に収まるよう割り当てる段階と、を含み、
   前記第１種のデータは、自動再送要求イネーブル（ＡＲＱイネーブル）要件を満たすデータを含み、
   前記第２種のデータは、非ＡＲＱイネーブル要件を満たすデータを含む、機械可読記憶媒体。
6. 命令を格納する機械可読記憶媒体であって、
   前記命令は、１以上のプロセッサにより実行されると、前記１以上のプロセッサに、
   同時送信する多数のサブチャネルを介した無線送信用の第１種のデータと第２種のデータとをオーガナイズする段階を含む段階を実行させ、
   前記第１種のデータは第１サイズの最小ブロックサイズに分割されてよく、前記第２種のデータは、前記第１サイズより小さい第２サイズの最小ブロックサイズに分割されてよく、前記オーガナイズする段階は、
   前記第１種のデータを、前記送信の配置可能な位置に収まるよう割り当てる段階と、
   前記第２種のデータを、前記第１種のデータの割り当ての後に残る前記送信の位置に収まるよう割り当てる段階と、を含み、
   前記第２種のデータを割り当てる段階は、前記送信の残りの位置への前記第２種のデータの割り当てを多数回繰り返す段階を含み、
   １）前記繰り返しを予め定められた回数行うこと、または２）前記送信の未割り当てスペースを予め定められた量未満に低減すること、のいずれかが達成されると、前記多数回繰り返す段階が停止され、既に割り当てられたデータが送信される段階をさらに備える、機械可読記憶媒体。
7. 前記第２種のデータを割り当てる段階は、前記送信の残りの位置への前記第２種のデータの割り当てを多数回繰り返す段階を含む、請求項５に記載の機械可読記憶媒体。
8. 前記オーガナイズする段階は、前記第１種のデータと前記第２種のデータとを、直交周波数分割多元接続送信形式にオーガナイズする段階を含む、請求項５から７のいずれか１項に記載の機械可読記憶媒体。
9. 前記送信の位置は、１サブフレーム中の位置を含む、請求項５から８のいずれか１項に記載の機械可読記憶媒体。
10. 装置であって、
    無線通信デバイスを備え、
    前記無線通信デバイスは、
    多数のサブチャネルを介した送信用のサブフレームへの割り当てデータを、多数の第１の最小ブロックサイズに分割されてよい第１データと、各々が前記第１の最小ブロックサイズより小さい多数の第２の最小ブロックサイズに分割されてよい第２データとに分割し、
    前記第１データの少なくとも幾らかのフラグメントを、前記サブフレームの配置可能な位置に割り当て、
    前記第２データの少なくとも幾らかのフラグメントを、前記第１データのフラグメントの割り当ての後にも依然配置可能な前記サブフレームの位置に割り当て、
    前記第１データは、自動再送要求（ＡＲＱ）イネーブルデータを含み、
    前記第２データは、非ＡＲＱイネーブルデータを含む、装置。
11. 前記無線通信デバイスはさらに、前記第１データおよび前記第２データが割り当てられた前記サブフレームを、送信待ち行列にさらに配置する、請求項１０に記載の装置。
12. 前記無線通信デバイスは、直交周波数分割多元接続技術を利用して、前記サブフレームを送信する、請求項１１に記載の装置。
13. 前記無線通信デバイスは、前記送信前に、前記第２データの少なくとも幾らかのフラグメントの割り当てを多数回繰り返す、請求項１１に記載の装置。
14. システムであって、
    無線通信デバイスの動作に電力供給する電池を含む前記無線通信デバイスを備え、
    多数のサブチャネルを介した送信用のサブフレームへの割り当てデータを、多数の第１の最小ブロックサイズに分割されてよい第１データと、各々が前記第１の最小ブロックサイズより小さい多数の第２の最小ブロックサイズに分割されてよい第２データとに分割し、
    前記第１データの少なくとも幾らかのフラグメントを、前記サブフレームの配置可能な位置に割り当て、
    前記第２データの少なくとも幾らかのフラグメントを、前記第１データのフラグメントの割り当ての後にも依然配置可能な前記サブフレームの位置に割り当て、
    前記第１の最小ブロックサイズは、自動再送要求（ＡＲＱ）イネーブルデータについて画定され、
    前記第２の最小ブロックサイズは、非ＡＲＱイネーブルデータについて画定される、システム。
15. 前記無線通信デバイスは、携帯無線通信デバイスを含む、請求項１４に記載のシステム。
16. 前記無線通信デバイスは、アクセスポイントを含む、請求項１４または１５に記載のシステム。
17. 前記サブフレームは、直交周波数分割多元接続技術を利用して送信するサブフレームを含む、請求項１４から１６のいずれか１項に記載のシステム。

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