JP5242008B2 - ブロック・サイズに基づいて自動要求再送信の数を決定すること - Google Patents

Description

本発明は、一般に遠隔通信システムに関し、より詳細には、ワイヤレス遠隔通信システムに関する。

ユニバーサル移動通信システム（ＵＭＴＳ）プロトコルのリリース５により、ユーザ機器またはＵＥと呼ばれることがある各移動ユニットは、個別チャネル（ＤＣＨ）上で基地局（またはノードＢ）にメッセージを自律的に送信することが可能になる。移動ユニットからの大抵の送信は基地局によってスケジューリングされ、これはスケジューリング・ゲインを生ずる可能性がある。しかし、移動ユニットは、基地局によってスケジューリングされることなしに、いつでも自律的にメッセージを送信することができる。自律送信は、他の移動ユニットに関連付けられた他のチャネルに対して干渉を引き起こし、したがって、基地局部のＲＯＴ（ｒｉｓｅ−ｏｖｅｒ−ｔｈｅｒｍａｌ）、ならびにスケジューリング・ゲインの一部分をオフセットさせる可能性がある他の望ましくない作用を増大させる可能性がある。

自律送信は、一般に、少なくとも一部には潜在的な干渉を制限し、ＲＯＴを制御するために、ある速度に制限される。たとえば、各移動ユニットは、自律モードにおいて、少なくとも８ｋｂｐｓの最小伝送速度で送信することができる。自律送信のデータ転送速度を制限することにより、移動ユニットの必要とされる送信電力をも制限することができる。したがって、潜在的な干渉とＲＯＴを所望の範囲内で保つことができる。しかし、潜在的な干渉および／またはＲＯＴが何らかの閾値レベルより高くないことが決定された場合、移動ユニットは、自律的により高いビット・レートで、それに対応する、送信電力などより高いチャネル電力を用いて送信することもできる。

将来の世代の移動遠隔通信標準には、「拡張」個別チャネル（ＥＤＣＨ）が含まれる可能性がある。拡張個別チャネルは、フレーム・サイズと呼ばれることもある１つまたは複数の送信時間間隔（ＴＴＩ）をサポートすることができる。たとえば、ＵＭＴＳリリース６は、２ｍｓ ＴＴＩが必須であるが、１０ｍｓ ＴＴＩと２ｍｓ ＴＴＩを共にサポートすることができる。将来の世代の移動遠隔通信標準によってサポートされる、縮小されたフレーム・サイズは、より高いデータ伝送速度を、したがってより高い移動ユニット送信電力を必要とする可能性がある。たとえば、無線リンク制御（ＲＬＣ）パケット・データ・ユニット（ＰＤＵ）のサイズと関連送信オーバーヘッドについて典型的な仮定値を使用すると、データ・パケットを２ｍｓ ＴＴＩで送信するために必要な最小データ転送速度は、約１７６ｋｂｐｓとなる。この速度では、必要とされるチャネル電力またはＥ_ｃは、受け入れられないほど高レベルの干渉および／またはＲＯＴを、受信する基地局部で引き起こすことなしに、移動ユニットでサポートすることができるはずの電力より高くなる可能性がある。

本発明は、上述の１つまたは複数の問題の作用に対処することを対象とする。

以下、本発明のいくつかの態様を基本的に理解するために、本発明について簡単にまとめる。この概要は、本発明の包括的な全体像ではない。本発明の主な／クリティカルな要素を識別すること、あるいは本発明の範囲を述べることは意図されていない。後で論じられるより詳しい説明の序文として、いくつかの概念を簡単な形態で提示することを目的とするにすぎない。

本発明の一実施形態では、ブロック・サイズを有するメッセージのワイヤレス遠隔通信のための方法が提供される。この方法は、ブロック・サイズに基づいてメッセージの再送信数を決定することを含む。

本発明は、同様の参照符号が同様の要素を識別する添付の図面と共に以下の説明を参照することによって理解することができる。

本発明は、様々な修正形態および代替の形態が可能であるが、図面では、例としてその特定の諸実施形態が示されており、本明細書で詳しく述べられている。しかし、特定の諸実施形態の本明細書における説明は、開示されている特定の形態に本発明を限定しないものとし、逆に、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義された本発明の精神および範囲内に入る修正形態、均等物、代替形態すべてを包含するべきであることを理解されたい。

本発明の例示的な諸実施形態について、下記で述べる。見やすいように、実際の実施物の特徴すべてについて本明細書で述べるものではない。当然ながら、任意のそのような実際の実施物の開発時には、システム関連の、またビジネス関連の制約の遵守など、ある実施物と別の実施物とで変わる可能性がある開発者の特定の目標を達成するために、多数の実施物特有の判断を行うべきであることを理解されたい。さらに、そのような開発努力は、複雑かつ時間のかかるものとなる可能性があるが、本開示の利益を有する当業者にとって、型どおりの仕事となるはずであることを理解されたい。

本発明の一部分と、対応する詳細な説明は、ソフトウェアで、あるいはコンピュータ・メモリ内のデータ・ビットに対する演算のアルゴリズムおよび記号表現物（symbolic representations）で表して提示される。これらの説明および表現物は、当業者が他の当業者にその著作物の趣旨を伝えるものである。本明細書では、また一般的には、アルゴリズムは、所望の結果に通じる、首尾一貫した一連の工程であるものと考えられる。これらの工程は、物理量の物理的な操作を必要とするものである。通常、これらの量は、必ずしもそうでないが、記憶する、転送する、組み合わせる、比較する、また他の方法で操作することができる光信号、電気信号、または磁気信号の形態をとる。これらの信号をビット、値、要素、シンボル、キャラクタ、項（terms）、数などと呼ぶことは、主に一般的な使用のために、好都合な場合があることが判明している。

しかし、これらの、また同様の用語はすべて、適切な物理量に関連付けられ、これらの量に適用された好都合な標識にすぎないことに留意されたい。別段、具体的に述べられていないかぎり、あるいは考察から自明であるとき、「処理」または「コンピューティング」または「計算」または「決定（判定）」または「表示」など諸用語は、コンピュータ・システムのレジスタ内の物理的、電気的量として表されたデータを操作し、コンピュータ・システム・メモリもしくはレジスタまたは他のそのような情報記憶デバイス、伝送デバイス、もしくは表示デバイス内で物理量として同様に表される他のデータに変換するコンピュータ・システムまたは同様の電子コンピューティング・デバイスの動作および処理を指す。

また、本発明の、ソフトウェアによって実装される態様は、一般に、何らかの形態のプログラム記憶媒体上で符号化される、または何らかのタイプの伝送媒体を介して実装されることに留意されたい。プログラム記憶媒体は、磁気的（たとえば、フロッピー（登録商標）・ディスクまたはハード・ディスク）または光学的（たとえば、コンパクト・ディスク読取り専用メモリまたは「ＣＤ ＲＯＭ」）なものとすることも、読取り専用メモリまたはランダム・アクセス・メモリとすることもできる。同様に、伝送媒体は、ツイスト・ペア線、同軸ケーブル、光ファイバ、または当技術分野で知られている何らかの他の好適な伝送媒体とすることができる。本発明は、任意の所与の実装のこれらの態様によって限定されない。

次に、本発明について、添付の図を参照しながら述べる。様々な構造、システム、デバイスが、説明のためだけに、また、当業者に周知の詳細で本発明を不明瞭にしないように、図面において概略的に示されている。しかし、添付の図面は、本発明の例示的な諸例について述べ、説明するために含まれている。本明細書で使用されている語および句は、当業者によってそれらの後および句が理解されているものと一致した意味を有するものと理解し、解釈すべきである。用語または句の特別な定義、すなわち当業者によって理解されている通常の慣習的な意味と異なる定義は、本明細書におけるその用語または句の一貫した使用によって暗示されないものとする。ある用語または句が、特別な意味、すなわち当業者によって理解されているものと異なる定義を有することが意図される場合、そのような特別な定義は、その用語または句に特別な定義を直接かつ明白に与える定義的な形で、本明細書内ではっきりと述べられることになる。

図１は、ワイヤレス遠隔通信システム１００の一実施形態を概念的に示す。図の実施形態では、セル１１５内の移動ユニット１０５および基地局１１０は、ワイヤレス遠隔通信リンク１２０によって通信可能に結合される。図１には単一の移動ユニット１０５と単一の基地局１１０が示されているだけであるが、本発明が１つの移動ユニット１０５と１つの基地局１１０に限定されないことを、当業者なら理解されたい。代替の実施形態では、追加の移動ユニット１０５および／または基地局１１０、ならびに任意の他の望ましいデバイスが、ワイヤレス遠隔通信システム１００内に含まれる可能性がある。たとえば、ワイヤレス遠隔通信システム１００は、無線ネットワーク・コントローラ、移動交換センタ、ならびに様々なルータ、スイッチ、ハブなどを含むことができる。

ワイヤレス遠隔通信リンク１２０は、移動ユニット１０５と基地局１１０の間でメッセージを送信するために使用することができる１つまたは複数のチャネルをサポートする。チャネルは、任意の望ましい形で定義することができる。たとえば、チャネルは、ユニバーサル移動通信システム（ＵＭＴＳ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、パーソナル通信システム（ＰＣＳ）、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）など、諸プロトコルに従って決定することができる。ワイヤレス遠隔通信リンク１２０はまた、１つまたは複数のパケット再送信プロトコルおよび／または誤り回復プロトコルをサポートすることができる。たとえば、ワイヤレス遠隔通信リンク１２０は、自動再送要求（ＡＲＱ）プロトコル、ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）プロトコルなどをサポートすることができる。

図２Ａは、図１に示されている移動ユニット１０５と基地局１１０の間でパケットを送信するために使用することができる、アップリンク・チャネル２００およびダウンリンク・チャネル２０５の第１の実施形態を概念的に示す。アップリンク・チャネルは、ＵＭＴＳリリース６によって定義される拡張個別チャネル（Ｅ−ＤＣＨ）とすることができる。図の実施形態では、第１のパケット２１０はアップリンク・チャネル２００上で送信されるが、受信用デバイスは第１のパケット２１０を検出および／または復号することができず、その結果、否定応答（ＮＡＫ）２１５がダウンリンク・チャネル２０５上で送信される。ＮＡＫ２１５を受信したとき、第１のパケット２１０がアップリンク・チャネル２００上で送信される。送信された第１のパケット２１０が成功裏に検出および復号され、その結果、肯定応答（ＡＣＫ）２２０がダウンリンク・チャネル２０５上で送信される。第２のパケット２２５は、ＡＣＫ２２０を受信したことに応答して、アップリンク・チャネル２０５上で送信される可能性がある。

一実施形態では、送信された、また再送信された第１のパケット２１０内で受信された信号が受信用デバイス内で記憶され、第１のパケット２１０を成功裏に復号する可能性を改善するために組み合わされる。再送信数もまた制限することができる。たとえば、第１のパケット２１０は、多くとも１回で再送信することができる。第１のパケット２１０が１回の再送信の後で成功裏に受信されない場合、第１のパケットは、廃棄される可能性がある。

図１に戻ると、ワイヤレス遠隔通信リンク１２０上の送信は、一般に、基地局１１０によってスケジューリングされる。しかし、移動ユニット１０５は、基地局１１０によってスケジューリングされないメッセージを送信することもできる。移動ユニット１０５からのスケジューリングされない送信は、当技術分野における一般的な使用に従って、以下、「自律」送信と呼ばれることになる。一実施形態では、移動ユニット１０５は、関連の標準によって定義される、特定の移送フォーマット組合せ（ＴＦＣ）についての最小ブロック・サイズにほぼ等しいブロック・サイズを有するメッセージを自律的に送信することができる。自律送信を介して送られるメッセージは、移動ユニット１０５がアイドル状態にある間、ワイヤレス遠隔通信リンク１２０を維持するために使用される情報を含むことができる。

本発明の一実施形態では、メッセージ再送信数が、メッセージのブロック・サイズに基づいて決定される。一実施形態では、最小移送ブロック・サイズにほぼ等しいブロック・サイズを有するメッセージを、第１の回数の間、再送信することができ、最小移送ブロック・サイズより大きいブロック・サイズを有するメッセージを、第２の回数の間、送信することができ、第２の数は、第１の数より小さい。たとえば、最小ブロック・サイズにほぼ等しいブロック・サイズを有する自律送信は、移動ユニット１０５によって３回まで再送信することができ、一方、最小ブロック・サイズより大きいブロック・サイズを有する別の送信は、移動ユニット１０５によって１回再送信することしかできない。

しかし、本発明は、単一のブロック・サイズを有するメッセージに、より多数の再送信を提供することに限定されない。代替の一実施形態では、閾値ブロック・サイズを決定することができ、その結果、閾値移送ブロック・サイズ未満の、またはそれにほぼ等しいブロックを有するメッセージを、第１の回数の間、再送信することができ、閾値移送ブロック・サイズより大きいブロック・サイズを有するメッセージを、第２の回数の間、送信することができ、第２の数は、第１の数より小さい。閾値移送ブロック・サイズ未満の、またはそれにほぼ等しいブロックを有するメッセージの追加の再送信は、それらのメッセージに関連する遅延時間を増大する可能性がある。したがって、一実施形態では、閾値移送ブロック・サイズが音声パケットなど、遅延の影響を受けやすい情報を含むブロックの予想される最小サイズにほぼ対応するように、閾値サイズを決定することができる。

送信メッセージおよび／または再送信メッセージのための電力もまた、再送信数およびブロック・サイズに基づいて決定することができる。一実施形態では、最小移送ブロック・サイズにほぼ等しい（または閾値ブロック・サイズ以下の）ブロック・サイズを有するメッセージの送信電力は、最小移送ブロック・サイズ（または閾値ブロック・サイズ）を超えるブロック・サイズを有するメッセージを送信するために使用される電力より低くすることができる。たとえば、最小移送ブロック・サイズ（または閾値ブロック・サイズ）を超えるブロック・サイズを有するメッセージは、１回の送信の後でメッセージを復号することを可能にするのに十分となるはずである１ワットの電力で送信することができる。それとは対照的に、最小移送ブロック・サイズにほぼ等しい（または閾値ブロック・サイズ以下の）ブロック・サイズを有するメッセージは、各試行中に約０．２５ワットの電力で送信することができ、この電力により、１回の送信と、それに続く３回の再送信の後で、これらのメッセージを復号することが可能になるはずである。メッセージ再送信によって達成される時間ダイバシティ・ゲインなど既知の作用もまた、いくらか低いチャネル（または送信）電力を可能にすることができ、その結果、１回の送信と３回の再送信の後でメッセージを成功裏に復号することができることもまた、当業者なら理解されたい。

再送信数および／または送信電力は、任意の望ましいロケーションで決定することができる。一実施形態では、再送信数および／または送信電力は、無線ネットワーク・コントローラ（図示せず）など中央ロケーションで決定される。次いで、再送信数および／またはチャネル電力を示す情報が移動ユニット１０５および／または基地局１１０に送信される。たとえば、再送信数および／または送信電力を示す情報は、有線ネットワークを介して基地局１１０に送信することができ、次いで、基地局は、再送信数および／または送信電力を示す情報を、ワイヤレス遠隔通信リンク１２０を介して移動ユニット１０５に送ることができる。

図２Ｂは、図１に示されている移動ユニット１０５と基地局１１０の間でパケットを送信するために使用することができる、アップリンク・チャネル２５０およびダウンリンク・チャネル２５５の第２の実施形態を概念的に示す。アップリンク・チャネルは、ＵＭＴＳリリース６によって定義される拡張個別チャネル（Ｅ−ＤＣＨ）とすることができる。図の実施形態では、パケット２６０（１）はアップリンク・チャネル２５０上で送信されるが、受信用デバイスはパケット２６０（１）を検出および／または復号することができず、その結果、否定応答（ＮＡＫ）２６５（１）がダウンリンク・チャネル２５５上で送信される。たとえば、パケット２６０（１）は、パケット２６０（１）を復号することを困難にする可能性のある、削減された電力で送信される可能性がある。送信されたパケット２６０（１）に関連する信号によって提供された情報が記憶される。

ＮＡＫ２６５（１）を受信したとき、パケット２６０（２）がアップリンク・チャネル２５０上で送信される。一実施形態では、送信されたパケット２６０（１）に関連する信号によって提供された記憶情報は、再送信されたパケット２６０（２）に関連する信号によって提供された情報と組み合わされる。しかし、受信用デバイスはパケット２６０（１〜２）を検出および／または復号することができず、その結果、ＮＡＫ２６５（２）がダウンリンク・チャネル２５５上で送信される。再送信されたパケット２６０（２）に関連する信号によって提供された情報が記憶される。

ＮＡＫ２６５（２）を受信したとき、パケット２６０（３）がアップリンク・チャネル２５０上で送信される。一実施形態では、送信されたパケット２６０（１）に関連する信号によって提供された記憶情報は、再送信されたパケット２６０（２〜３）に関連する信号によって提供された情報と組み合わされる。しかし、受信用デバイスはパケット２６０（１〜３）を検出および／または復号することができず、その結果、ＮＡＫ２６５（３）がダウンリンク・チャネル２５５上で送信される。再送信されたパケット２６０（３）に関連する信号によって提供された情報が記憶される。

ＮＡＫ２６５（３）を受信したとき、パケット２６０（４）がアップリンク・チャネル２５０上で送信される。一実施形態では、送信されたパケット２６０（１）に関連する信号によって提供された記憶情報は、再送信されたパケット２６０（２〜４）に関連する信号によって提供された情報と組み合わされる。受信用デバイスは、パケット２６０（１〜４）を検出および復号することが可能であり、その結果、ＡＣＫ２７０がダウンリンク・チャネル２５５上で送信される。たとえば、送信パケット／再送信パケット２６０（１〜４）に関連する、蓄積されたチャネル・エネルギーは、パケット２６０（１〜４）を検出および復号することを可能にするのに十分なものとなる可能性がある。

図３は、ブロック・サイズに基づいてメッセージを送信および／または再送信する方法３００を概念的に示す。図の実施形態では、再送信数（Ｎ_ｒｅｔ）が（３１０で）、上記で詳しく論じたように、メッセージのブロック・サイズに基づいて決定される。メッセージの送信に関連する電力もまた、（３２０で）決定することができる。次いで、メッセージは、（３３０で）決定された送信電力で送信される。（３４０で）肯定応答（ＡＣＫ）が受信された場合、（３５０で）方法３００は終了する。

（３４０で）否定応答（ＮＡＫ）が受信された場合には、（３６０で）先の再送信数が再送信数（Ｎ_ｒｅｔ）に比較される。先の再送信数が再送信数（Ｎ_ｒｅｔ）未満である場合には、（３７０で）メッセージが再送信される。先の再送信数が再送信数（Ｎ_ｒｅｔ）以上である場合、（３５０で）本方法は終了する。

上述の本発明の１つまたは複数の実施形態を実施することにより、最小移送ブロック・サイズにほぼ等しい（または閾値ブロック・サイズ以下の）ブロック・サイズを有するメッセージについて有効データ転送速度を低減することができる。たとえば、無線リンク制御（ＲＬＣ）パケット・データ・ユニット（ＰＤＵ）のサイズと関連送信オーバーヘッドについて典型的な仮定値を使用すると、データ・パケットを送信時間間隔（ＴＴＩ）２ｍｓで送信するための有効データ転送速度は、１回の送信と３回の再送信が使用されたとき約４４ｋｂｐｓに低減されることになる。別の例として、ＲＬＣ ＰＤＵのサイズと関連送信オーバーヘッドについて典型的な仮定値を使用すると、データ・パケットを２ｍｓ ＴＴＩで送信するための有効データ転送速度は、１回の送信と５回の再送信が使用されたとき約１１ｋｂｐｓに低減されることになる。

さらに、最小移送ブロック・サイズにほぼ等しい（または閾値ブロック・サイズ以下の）ブロック・サイズを有するメッセージの再送信数を増大すると、これらのメッセージを送るための電力要件を低減することができる。したがって、ＴＦＣセット内の、より小さいブロック・サイズのＴＦＣが干渉およびＲＯＴの一因になることを低減することができる。

本発明は、本明細書における教示の利益を有する当業者に明らかな、異なるが均等な形で修正および実施することができるため、上記で開示されている特定の実施形態は、例示的なものにすぎない。さらに、下記の特許請求の範囲内で述べられているもの以外、本明細書に示されている構成または設計の詳細に対して、限定は意図されていない。したがって、上記で開示されている特定の実施形態は、変更または修正することができ、そのような変形形態すべてが本発明の範囲および精神内にあるものとみなされることは自明である。したがって、本明細書で受けようとする保護は、特許請求の範囲で述べられているものと同様である。

本発明による、ワイヤレス遠隔通信システムの一実施形態を概念的に示す図である。 本発明による、図１に示されているワイヤレス遠隔通信システム内でパケットを送信するために使用することができる、アップリンク・チャネルおよびダウンリンク・チャネルの第１の実施形態を概念的に示す図である。 本発明による、図１に示されているワイヤレス遠隔通信システム内でパケットを送信するために使用することができる、アップリンク・チャネルおよびダウンリンク・チャネルの第２の実施形態を概念的に示す図である。 本発明による、ブロック・サイズに基づいてメッセージを送信および／または再送信する方法３００を概念的に示す図である。

Claims (8)

1. ブロック・サイズを有する自律メッセージのワイヤレス遠隔通信の方法であって、前記自律メッセージは、移動ユニットから基地局へ、基地局によりスケジューリングされず、送信され、
   前期方法は、
   前記ブロック・サイズに基づいて前記メッセージの許容再送信数を決定する工程を含み、
   前記許容再送信数を決定する工程が、前記ブロック・サイズが閾値ブロック・サイズ以下または等しい場合、パケットについて第１の再送信数を決定する工程を含み、
   前記許容再送信数を決定する工程が、前記ブロック・サイズが前記閾値ブロック・サイズを超える場合、パケットについて第２の再送信数を決定する工程をさらに含み、前記第２の再送信数が前記第１の再送信数より小さい
   方法。
2. 前記閾値ブロック・サイズを決定する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記閾値ブロック・サイズを決定する工程が、最小移送ブロック・サイズを決定する工程をさらに含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記閾値ブロック・サイズを決定する工程が、遅延に耐えられないデータ・ブロックに関連するブロック・サイズに基づいて前記閾値ブロック・サイズを決定する工程をさらに含む、請求項２に記載の方法。
5. 前記再送信数に基づいて送信電力を決定する工程と、
   ほぼ前記決定された送信電力で前記メッセージを送信する工程とを含む、請求項１に記載の方法。
6. ほぼ前記決定された送信電力で、前記決定された再送信数に等しい回数で前記メッセージを再送信する工程を含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記メッセージを再送信する工程が、自動再送要求（ＡＲＱ）プロトコルに従って前記メッセージを再送信する工程を含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記メッセージを自律的に送信する工程を含む、請求項１に記載の方法。

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