JP5318277B2

JP5318277B2 - 高データレート送信のためのレイヤ２セグメント化技法

Info

Publication number: JP5318277B2
Application number: JP2012500856A
Authority: JP
Inventors: シェイレシュ・マヘシュワリ; リャンチ・シュー; アジズ・ゴルミエ; ロヒット・カプール; エティエンヌ・エフ・シャポニエール; ダンル・ジャン; ジェレミー・エイチ・リン
Original assignee: クアルコム，インコーポレイテッド
Priority date: 2009-03-16
Filing date: 2010-03-15
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2030-03-15
Also published as: TW201116010A; JP2012521161A; KR20110138386A; KR101339129B1; EP2409446A1; CN102356589B; US20100232356A1; CN102356589A; WO2010107708A2

Description

関連出願の相互参照
米国特許法第119条(e)項により、本出願は、その内容の全文が参照により本明細書に組み込まれる、2009年3月16日に出願された「LAYER TWO SEGMENTATION TECHNIQUES FOR HIGH DATA RATE TRANSMISSIONS」と題する米国仮出願第61/160,414号の利益を主張する。

本開示は、一般に通信システムに関し、より詳細には、無線アクセスネットワークのMACレイヤおよびRLCレイヤにおけるパケットデータ管理に関する。

ワイヤレス通信システムは、電話、ビデオ、データ、メッセージング、およびブロードキャストなどの様々な電気通信サービスを提供するために広く展開されている。代表的なワイヤレス通信システムは、使用可能なシステムリソース(たとえば、帯域幅、送信電力)を共有することによって複数のユーザとの通信をサポートすることができる多元接続技術を採用し得る。そのような多元接続技術の例には、符号分割多元接続(CDMA)システム、時分割多元接続(TDMA)システム、周波数分割多元接続(FDMA)システム、および直交周波数分割多元接続(OFDMA)システム、およびシングルキャリア周波数分割多元接続(SC-FDMA)システムがある。

これらの多元接続技術は、異なるワイヤレスデバイスが都市、国家、地域、さらには地球規模で通信することを可能にする共通のプロトコルを与えるために、様々な通信規格中で採用されている。通信規格の一例は、Third Generation Partnership Project(3GPP)によって公表されたUniversal Mobile Telecommunications System(UMTS)である。

3GPP Release 8規格では、高速パケットアクセス(DC-HSPA)システムのためにデュアルキャリア(DC)が利用可能である。次のRelease 9規格では、これらの2つのキャリア上で多入力多出力(MIMO)アンテナ技術が利用され得る。したがって、各キャリアは、複数のストリームを利用し、理論上は、極めて高いデータレートを生じ得る。これらの変化を越えたまた別の改善が、将来のリリース中に実装され得る。これらの高データレートは、一般に、多数のデータパケットがモバイルフォンなどのユーザ機器(UE)によって処理されなければならないので、高い処理要件を生じ、バッテリー寿命を低減し、一層改善されたハードウェアが必要になる。

したがって、モバイルブロードバンドアクセスに対する需要が増加し続けるにつれて、データレートの増加から生じる大量のデータパケットの迅速な処理および運用を含む、UMTS技術のさらなる改善が必要になる。好ましくは、これらの改善は、これらの技術を採用する他の多重アクセス技術および通信規格に適用可能であるべきである。

現代のワイヤレス通信技術における極めて高いデータレートの使用可能化により、データ量は増加するが、各パケットに必要な処理能力が低減されるように、各パケットにより多くの情報を含めることがより効率的になる。

したがって、本開示の一態様では、無線リンクを介したワイヤレス通信のための装置は、MACプロトコルデータユニット(PDU)をサービスするように構成された処理システムを含む。ここで、MAC PDUは、MACヘッダと少なくとも1つのMACサービスデータユニット(SDU)とを含む。MACヘッダは、6ビットよりも大きい長さを有する送信シーケンス番号(TSN)を含む。さらに、処理システムは、MACヘッダを読み取り、1つまたは複数のトランスポートチャネルを介して1つまたは複数のトランスポートブロックを利用してMACとPHYとの間でMACヘッダに従ってMAC PDUをトランスポートするように構成される。

本開示の別の態様では、MACレイヤおよびRLCレイヤを利用する無線リンクを介したワイヤレス通信のための装置は、RLC PDUをサービスするように構成された処理システムを含み、RLC PDUは、RLCヘッダとRLCペイロードとを含む。ここで、RLCペイロードは、少なくとも1つのRLC SDUを含む。RLCヘッダは、RLCシーケンス番号と、RLC PDU中のRLC SDUの数を示すための情報要素840とを含む。さらに、処理システムは、RLCヘッダを読み取り、1つまたは複数の論理チャネルを利用してRLCレイヤとMACレイヤとの間でRLCヘッダに従ってRLC PDUを送るように構成される。

本開示のさらに別の態様では、無線リンクを介したワイヤレス通信のための方法は、MACヘッダと少なくとも1つのMAC SDUとを含むMAC PDUをサービスするステップを含む。ここで、MACヘッダは、6ビットよりも大きい長さを有するTSNを含む。MACヘッダが読み取られ、1つまたは複数のトランスポートチャネルを介して1つまたは複数のトランスポートブロックを利用してMACレイヤとPHYレイヤとの間でMACヘッダに従ってMAC PDUがトランスポートされる。

本開示のさらに別の態様では、MACレイヤおよびRLCレイヤを利用する無線リンクを介したワイヤレス通信のための方法は、RLCヘッダと少なくとも1つのRLC SDUを含むRLCペイロードとを含むRLC PDUをサービスするステップを含む。ここで、RLCヘッダは、RLCシーケンス番号と、RLC PDU中のRLC SDUの数を示すための情報要素とを含む。RLCヘッダが読み取られ、1つまたは複数の論理チャネルを利用してRLCレイヤとMACレイヤとの間でRLCヘッダに従ってRLC PDUが送られる。

本開示のさらに別の態様では、ワイヤレス通信のための装置は、MACヘッダと少なくとも1つのMAC SDUとを含むMAC PDUをサービスするための手段を含み、MACヘッダは、6ビットよりも大きい長さを有するTSNを含む。本装置は、MACヘッダを読み取るための手段と、1つまたは複数のトランスポートチャネルを介して1つまたは複数のトランスポートブロックを利用してMACレイヤとPHYレイヤとの間でMACヘッダに従ってMAC PDUをトランスポートするための手段とをさらに含む。

本開示のさらに別の態様では、MACレイヤおよびRLCレイヤを利用する無線リンクを介したワイヤレス通信のための装置は、RLCヘッダとRLCペイロードとを含むRLC PDUをサービスするための手段を含み、RLCペイロードは、少なくとも1つのRLC SDUを含む。ここで、RLCヘッダは、RLCシーケンス番号と、RLC PDU中のRLC SDUの数を示すための情報要素とを含む。本装置は、RLCヘッダを読み取るための手段と、1つまたは複数の論理チャネルを利用してRLCレイヤとMACレイヤとの間でRLCヘッダに従ってRLC PDUを送るための手段とをさらに含む。

本開示のさらに別の態様では、コンピュータプログラム製品は、MACヘッダと少なくとも1つのMAC SDUとを含むMAC PDUをサービスするためのコードをもつコンピュータ可読媒体を含み、MACヘッダは、6ビットよりも大きい長さを有するTSNを有する。本コードはさらに、MACヘッダを読み取ることと、1つまたは複数のトランスポートチャネルを介して1つまたは複数のトランスポートブロックを利用してMACレイヤとPHYレイヤとの間でMACヘッダに従ってMAC PDUをトランスポートすることとを行うためのものである。

本開示のさらに別の態様では、コンピュータプログラム製品は、RLCヘッダとRLCペイロードとを有するRLC PDUをサービスするためのコードをもつコンピュータ可読媒体を含み、RLCペイロードは、少なくとも1つのRLC SDUを含む。ここで、RLCヘッダは、RLCシーケンス番号と、RLC PDU中のRLC SDUの数を示すための情報要素とを含む。本コードはさらに、RLCヘッダを読み取ることと、1つまたは複数の論理チャネルを利用してRLCレイヤとMACレイヤとの間でRLCヘッダに従ってRLC PDUを送ることとを行うためのものである。

これらおよび他の態様は、本開示を検討するとより十分に理解される。

処理システムを採用する装置のためのハードウェア実装形態の一例を示す概念図である。ネットワークアーキテクチャの一例を示す概念図である。アクセスネットワークの一例を示す概念図である。ユーザおよび制御プレーンのための無線プロトコルアーキテクチャの一例を示す概念図である。アクセスネットワーク中のノードBおよびUEの一例を示す概念図である。従来技術によるRLC PDUを示すビットマップおよびテーブルである。本開示の一態様によるRLC PDUを示すビットマップである。従来技術による暗号ブロックを示す概略図である。本開示の一態様によるRLC PDUを示すビットマップである。従来技術によるMAC-ehs PDUを示すビットマップである。本開示の態様によるMAC-ehs PDUを示すビットマップである。本開示の態様によるMAC-ehs PDUを示すビットマップである。本開示の態様によるMAC-ehs PDUを示すビットマップである。本開示の態様によるMAC-ehs PDUを示すビットマップである。本開示の態様による処理を示すフローチャートである。本開示の態様による処理を示すフローチャートである。

添付の図面とともに以下に示す詳細な説明は、様々な構成を説明するものであり、本明細書で説明する概念を実施し得る唯一の構成を表すものではない。詳細な説明は、様々な概念の完全な理解を与えるための具体的な詳細を含む。ただし、これらの概念はこれらの具体的な詳細なしに実施され得ることが当業者には明らかであろう。いくつかの例では、そのような概念を不明瞭にしないように、よく知られている構造および構成要素をブロック図の形式で示す。

次に、様々な装置および方法に関して電気通信システムのいくつかの態様を提示する。これらの装置および方法について、(「要素」と総称される)様々なブロック、モジュール、構成要素、回路、ステップ、プロセス、アルゴリズムなどによって以下の発明を実施するための形態において説明し、添付の図面に示す。これらの要素は、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはそれらの組合せを使用して実装され得る。そのような要素をハードウェアとして実装するか、ソフトウェアとして実装するかは、特定の適用例および全体的なシステムに課せられた設計制約に依存する。

例として、要素、または要素の任意の一部分、あるいは要素の任意の組合せは、1つまたは複数のプロセッサを含む「処理システム」を用いて実装され得る。プロセッサの例には、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プログラマブル論理デバイス(PLD)、状態機械、ゲート論理、個別ハードウェア回路、または本開示全体にわたって説明する様々な機能を実行するように構成された他の適切なハードウェアがある。処理システム中の1つまたは複数のプロセッサは、ソフトウェアを実行し得る。ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語などの名称にかかわらず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行ファイル、実行スレッド、プロシージャ、関数などを意味すると広く解釈されたい。ソフトウェアは、コンピュータ可読媒体上に常駐し得る。コンピュータ可読媒体は、例として、磁気ストレージデバイス(たとえば、ハードディスク、フレキシブルディスク、磁気ストリップ)、光ディスク(たとえば、コンパクトディスク(CD)、デジタル多用途ディスク(DVD))、スマートカード、フラッシュメモリデバイス(たとえば、カード、スティック、キードライブ)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読取り専用メモリ(ROM)、プログラマブルROM(PROM)、消去可能PROM(EPROM)、電気的消去可能PROM(EEPROM)、レジスタ、リムーバブルディスク、搬送波、伝送線路、またはソフトウェアを記憶または送信するための他の何らかの適切な媒体を含み得る。コンピュータ可読媒体は、処理システム内に常駐し得、処理システムの外部に常駐し得、または処理システムを含む複数のエンティティにわたって分散し得る。コンピュータ可読媒体は、コンピュータプログラム製品において実施され得る。例として、コンピュータプログラム製品は、パッケージング材料中のコンピュータ可読媒体を含み得る。当業者なら、どのようにしたら、特定の適用例および全体的なシステムに課される全体的な設計制約に応
じて、本開示全体にわたって提示する説明した機能を最も良く実装することができるかを認識されよう。

図1は、処理システムを採用する装置のためのハードウェア実装形態の一例を示す概念図である。この例では、処理システム100は、バス102によって概略的に表されるバスアーキテクチャを用いて実装され得る。バス102は、処理システム100の特定の適用例および全体的な設計制約に応じて、任意の数の相互接続バスとブリッジとを含み得る。バスは、プロセッサ104によって概略的に表される1つまたは複数のプロセッサと、コンピュータ可読媒体106によって概略的に表される1つまたは複数のコンピュータ可読媒体とを含む様々な回路を互いにリンクさせる。バス102はまた、タイミング源、周辺装置、電圧調整器、電力管理回路など、様々な他の回路をリンクさせ得るが、これらの回路は当技術分野においてよく知られており、したがって、これ以上説明しない。バスインターフェース108は、バス102とトランシーバ110との間のインターフェースを与える。トランシーバ110は、伝送媒体を介して様々な他の装置と通信するための手段を与える。装置の性質に応じて、ユーザインターフェース112(たとえば、キーパッド、ディスプレイ、スピーカー、マイクロフォン、ジョイスティックなど)も与えられ得る。

プロセッサ104は、コンピュータ可読媒体106に記憶されたソフトウェアの実行を含む、バスおよび一般的な処理を管理することを担当する。ソフトウェアは、プロセッサ104によって実行されると、以下で特定の装置に関して説明する様々な機能を処理システム100に実行させる。コンピュータ可読媒体106は、ソフトウェアを実行するときにプロセッサ104によって操作されるデータを記憶するためにも使用され得る。

次に、図2に示すようにUMTSネットワークアーキテクチャに関して、様々な装置を採用する電気通信システムの例を提示する。UMTSネットワークアーキテクチャ200は、コアネットワーク202およびアクセスネットワーク204とともに示されている。概して、UMTSネットワークでは、アクセスネットワーク204はUMTS Terrestrial Radio Access Network(UTRAN)と呼ばれる。この例では、コアネットワーク202は、アクセスネットワーク(UTRAN)204にパケット交換サービスを与えるが、当業者なら容易に諒解するように、本開示全体にわたって提示する様々な概念は、回線交換サービスを与えるコアネットワークに拡張され得る。

アクセスネットワーク204は、UMTSアプリケーションではノードBと一般に呼ばれる単一の装置212とともに示されているが、当業者によって、基地局、送受信基地局、無線基地局、無線トランシーバ、トランシーバ機能、基本サービスセット(BSS)、拡張サービスセット(ESS)、または何らかの他の適切な用語と呼ばれることもある。ノードB212は、モバイル装置214のための、コアネットワーク202へのアクセスポイントを与える。モバイル装置の例には、セルラー電話、スマートフォン、セッション開始プロトコル(SIP)電話、ラップトップ、携帯情報端末(PDA)、衛星ラジオ、全地球測位システム、マルチメディアデバイス、ビデオデバイス、デジタルオーディオプレーヤ(たとえば、MP3プレーヤ)、カメラ、ゲーム機、または他の同様に機能するデバイスがある。モバイル装置214は、UMTSアプリケーションではユーザ機器(UE)と一般に呼ばれるが、当業者によって、移動局、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、または何らかの他の好適な用語と呼ばれることもある。

コアネットワーク202は、パケットデータノード(PDN)ゲートウェイ208とサービングゲートウェイ210とを含むいくつかの装置とともに示されている。PDNゲートウェイ210は、アクセスネットワーク204のための、パケットベースネットワーク206への接続を与える。この例では、パケットベースネットワーク206はインターネットであるが、本開示全体にわたって提示する概念は、インターネット適用例に制限されない。PDNゲートウェイ208の主要機能は、ユーザ機器(UE)214にネットワーク接続性を与えることである。データパケットは、サービングゲートウェイ210を通してPDNゲートウェイ208とUE214との間で転送され、サービングゲートウェイ210は、UE214がアクセスネットワーク204をローミングするときにローカルモビリティアンカーとして働く。

次に、図3を参照しながら、UMTSネットワークアーキテクチャ中のアクセスネットワークの一例を提示する。この例では、アクセスネットワーク300は、いくつかのセルラー領域(セル)302に分割される。ノードB304は、セル302に割り当てられ、セル302中のすべてのUE306のためのコアネットワーク202(図2参照)へのアクセスポイントを与えるように構成される。アクセスネットワーク300のこの例では集中コントローラがないが、代替構成では集中コントローラが使用され得る。ノードB304は、無線ベアラ制御、承認制御、モビリティ制御、スケジューリング、セキュリティ、およびコアネットワーク202(図2参照)中のサービングゲートウェイ210への接続性を含む、すべての無線関係の機能を担当し得る。

アクセスネットワーク300によって採用される変調および多元接続方式は、展開されている特定の電気通信規格に応じて異なり得る。UMTSアプリケーションでは、周波数分割複信(FDD)または時分割複信(TDD)のうちの1つまたは複数をサポートするために直接シーケンス広帯域符号分割多元接続(DS-WCDMA)が利用される。当業者なら以下の発明を実施するための形態から容易に諒解するように、本明細書で提示する様々な概念はUMTSアプリケーションに好適である。ただし、これらの概念は、他の変調および多元接続技法を採用する他の電気通信規格に容易に拡張され得る。例として、これらの概念は、Evolution-Data Optimized (EV-DO)またはUltra Mobile Broadband (UMB)に拡張され得るEV-DOおよびUMBは、CDMA2000規格ファミリーの一部として3rd Generation Partnership Project 2(3GPP2)によって公表されたエアインターフェース規格であり、CDMAを採用して移動局にブロードバンドインターネットアクセスを提供する。これらの概念は、TD-SCDMA、TDMAを採用するGlobal System for Mobile Communications(GSM)、およびOFDMAを採用するEvolved UTRA(E-UTRA)、Ultra Mobile Broadband(UMB)、IEEE802.11(Wi-Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE802.20、およびFlash-OFDMなど、Wideband CDMA(W-CDMA)およびCDMAの他の変形態を採用するUniversal Terrestrial Radio Access(UTRA)にも拡張され得る。UTRA、E-UTRA、UMTS、LTEおよびGSMは、3GPPという団体からの文書に記載されている。CDMA2000およびUMBは、3GPP2という団体からの文書に記載されている。実際のワイヤレス通信規格および採用される多元接続技術は、特定の適用例およびシステムに課せられる全体的な設計制約に依存する。

ノードB304は、MIMO技術をサポートする複数のアンテナを有し得る。MIMO技術の使用により、ノードB304は、空間多重化、ビームフォーミング、および送信ダイバーシティをサポートするために空間領域を利用することが可能になる。

空間多重化は、同じ周波数上で同時にデータの異なるストリームを送信するために使用され得る。データストリームは、データレートを向上させるために単一のUE306に送信されるか、または全体的なシステム容量を向上させるために複数のUE306に送信され得る。これは、各データストリームを空間的にプリコードし、次いで、空間的にプリコードされた各ストリームをダウンリンク上の異なる送信アンテナを通して送信することによって達成され得る。空間的にプリコードされたデータストリームは、異なる空間シグナチャとともにUE306に到達し、これにより、UE306の各々は、そのUE306に宛てられた1つまたは複数のデータストリームを復元することが可能になる。アップリンク上で、各UE306は、空間的にプリコードされたデータストリームを送信し、これにより、ノードB304は、空間的にプリコードされた各データストリームのソースを識別することが可能になる。

空間多重化は、一般に、チャネル状態が良好であるときに使用される。チャネル状態があまり良好でないとき、送信エネルギーを1つまたは複数の方向に集中させるためにビームフォーミングが使用され得る。これは、複数のアンテナを通した送信のためにデータを空間的にプリコードすることによって達成され得る。セルのエッジにおいて良好なカバレージを達成するために、シングルストリームビームフォーミング伝送が送信ダイバーシティと組み合わせて使用され得る。

図4を参照すると、UEおよびノードBのための無線プロトコルアーキテクチャは、レイヤ1、レイヤ2、およびレイヤ3の3つのレイヤとともに示されている。レイヤ1は、最下位レイヤであり、様々な物理レイヤ信号処理機能を実装する。レイヤ1を本明細書では物理レイヤ406と呼ぶ。レイヤ2(L2レイヤ)408は、物理レイヤ406の上にあり、物理レイヤ406を介したUEとeノードBとの間のリンクを担当する。

ユーザプレーンでは、L2レイヤ408は、ネットワーク側のノードBにおいて終端され得る、媒体アクセス制御(MAC)サブレイヤ410と、無線リンク制御(RLC)サブレイヤ412と、パケットデータコンバージェンスプロトコル(PDCP)サブレイヤ414とを含み得る。図示されていないが、UEは、ネットワーク側のPDNゲートウェイ208(図2参照)において終端されるネットワークレイヤ(たとえば、IPレイヤ)と、接続の他端(たとえば、遠端UE、サーバなど)において終端されるアプリケーションレイヤとを含む、L2レイヤ408の上のいくつかの上位レイヤを有し得る。

PDCPサブレイヤ414は、異なる無線ベアラと論理チャネルとの間の多重化を与える。PDCPサブレイヤ414はまた、無線送信オーバーヘッドを低減するための上位レイヤデータパケットのためのヘッダ圧縮と、データパケットを暗号化することによるセキュリティと、eノードB間のUEのハンドオーバサポートとを与え得る。

UMTS RLC規格(その全体が参照により本明細書に組み込まれる、TS 25.322)は、いくつかの機能を有するRLC412を定義しており、それらの機能の中には、セグメント化および再統合と、連結と、パディングと、ユーザデータの転送と、誤り訂正と、上位レイヤプロトコルデータユニット(PDU)の順序配信と、暗号化と、ハイブリッド自動再送要求(HARQ)により順序が乱れている受信を補償するためのデータパケットのリオーダとが含まれる。透過モードデータ(TMD)と確認型モードデータ(AMD)RLCエンティティとを含む、いくつかのタイプのRLCエンティティが定義されている。透過モードでは、受信されたPDU中に誤りがあると、それぞれのPDUが破棄され、データ損失からの回復を上位レイヤに任せる。確認型モードでは、RLC412は、UEまたはネットワークによる再送信を要求することによって受信データ中の誤りから回復する。

一般に、確認型モードでは、RLCサブレイヤ412は、論理チャネルを介してMACサブレイヤ410にAMD PDUを与え、MAC410は、AMD PDUをトランスポートチャネル上の物理レイヤに配信される利用可能なトランスポートブロックに多重化する。ここで、AM RLCエンティティの送信側はAMD PDUを送信し、AM RLCエンティティの受信側はAMD PDUを受信する。MACサブレイヤ410はまた、1つのセル中の様々な無線リソース(たとえば、リソースブロック)をUE間に割り振ることを担当する。MACサブレイヤ410はまた、HARQ演算を担当する。

UMTS MAC規格(その全体が参照により本明細書に組み込まれる、TS 25.321)は、MACレイヤ内で様々な異なる機能を実行するためのいくつかのMACエンティティを含むMAC410を定義している。上述のように、RRC416は、概して、MAC410の内部構成を制御している。概してノードB中に位置するMAC-hs/ehsは、HSDPA固有の機能を処理するMACエンティティであり、高速ダウンリンク共有チャネル(HS-DSCH)と呼ばれるトランスポートチャネルへのアクセスを制御する。概して、HS-DSCH伝送をサポートする、セルごとにUTRAN中に1つのMAC-ehsエンティティがある。上位レイヤは、MAC-hsとMAC-ehsの2つのエンティティのうち、HS-DSCH機能を処理するために適用すべきエンティティを構成する。

MAC-ehsが構成されると、HS-DSCHのためのMAC PDUは、概して、1つのMAC-ehsヘッダと、1つまたは複数のリオーダPDUと、随意のパディングとを含む。ただし、MAC-ehs PDU中に含まれるMAC-ehs SDUは、異なるサイズおよび異なる優先順位を有することができ、異なる論理チャネルにマッピングされ得ることを、当業者なら理解されよう。

コントロールペインでは、UEおよびeノードBのための無線プロトコルアーキテクチャは、制御プレーンのためのヘッダ圧縮機能がないことを除いて、物理レイヤ406およびL2レイヤ408について実質的に同じである。コントロールペインは、レイヤ3中に無線リソース制御(RRC)サブレイヤ416をも含む。RRCサブレイヤ416は、無線リソース(すなわち、無線ベアラ)を取得し、ノードBとUEとの間でRRCシグナリングを使用して下位レイヤを構成することを担当する。すなわち、RRC416は、MAC406および/またはRLC412の内部構成を制御し得る。

図5は、アクセスネットワーク中でUE550と通信しているノードB510のブロック図である。ダウンリンクでは、コアネットワークからの上位レイヤパケットが送信(TX)L2プロセッサ514に与えられる。TX L2プロセッサ514は、図4に関して前に説明したL2レイヤの機能を実装し得る。より詳細には、TX L2プロセッサ514は、上位レイヤパケットのヘッダを圧縮し、パケットを暗号化し、暗号化パケットをセグメント化し、セグメント化されたパケットをリオーダし、論理チャネルとトランスポートチャネルとの間でデータパケットを多重化し、様々な優先順位基準に基づいてUE550に無線リソースを割り振る。TX L2プロセッサ514はまた、HARQ演算と、損失したパケットの再送信と、UE550へのシグナリングとを担当する。

TXデータプロセッサ516は、物理レイヤのための様々な信号処理機能を与える。信号処理機能は、UE550における前方誤り訂正(FEC)を可能にするためにデータを符号化し、インターリーブすることと、様々な変調方式(たとえば、2値位相シフトキーイング(BPSK)、4位相シフトキーイング(QPSK)、M位相シフトキーイング(M-PSK)、多値直交振幅変調(M-QAM))に基づいて信号コンスタレーションにマッピングすることとを含む。チャネル推定器574からのチャネル推定値は、符号化および変調方式を判断するために、ならびに空間処理のために使用され得る。チャネル推定値は、UE550によって送信される基準信号および/またはチャネル状態フィードバックから導出され得る。各空間ストリームは、次いで、別個の送信機518を介して異なるアンテナ520に与えられる。各送信機518は、RFキャリアを送信用のそれぞれの空間ストリームで変調する。

UE550において、各受信機554は、概して、そのそれぞれのアンテナ552を通して信号を受信する。各受信機554は、RFキャリア上に変調された情報を復元し、情報を受信(RX)データプロセッサ556に与え得る。

RXデータプロセッサ556は、物理レイヤの様々な信号処理サブ機能を実装する。RXデータプロセッサ556は、UE550に宛てられた空間ストリームを復元するために情報に対して空間処理を実行する。複数の空間ストリームがUE 550に宛てられている場合、それらはRXデータプロセッサ556によって単一のシンボルストリームに合成され得る。RXデータプロセッサ556は、次いで、高速フーリエ変換(FFT)を使用してシンボルストリームを時間領域から周波数領域に変換し得る。周波数領域信号は、マルチキャリア信号のサブキャリアごとに別個のシンボルストリームを含み得る。ここで、各サブキャリア上のデータ、および基準信号は、ノードB510によって送信された可能性が最も高い信号コンスタレーションポイントを判断することによって復元され、復調され得る。これらの軟判定は、チャネル推定器558によって計算されるチャネル推定値に基づき得る。軟判定は、次いで、物理チャネル上でノードB510によって最初に送信されたデータパケットを復元するために復号され、デインターリーブされる。復元されたデータパケットは、次いで、RX L2プロセッサ560に与えられる。

RX L2プロセッサ560は、図4に関して前に説明したL2レイヤの機能を実装する。より詳細には、RX L2プロセッサ560は、トランスポートチャネルと論理チャネルとの間でデータパケットを多重分離し、データパケットを上位レイヤパケットに再構築し、上位レイヤパケットを解読し、ヘッダを圧縮解除する。上位レイヤパケットは、次いで、L2レイヤの上のすべてのプロトコルレイヤを表すデータシンク562に与えられる。RX L2プロセッサ560は、HARQ演算をサポートするために肯定応答(ACK)および/または否定応答(NACK)プロトコルを使用した誤り検出をも担当する。

アップリンクでは、データパケットを送信(TX)L2プロセッサ564に与えるためにデータソース566が使用される。データソース566は、L2レイヤ(L2)の上のすべてのプロトコルレイヤを表す。ノードB510によるダウンリンク送信に関して説明した機能と同様に、TX L2プロセッサ564はL2レイヤを実装し、TXデータプロセッサ568は物理レイヤを実装する。チャネル推定器558によって基準信号から導出されるチャネル推定値またはノードB510によって送信されるフィードバックは、適切な符号化および変調方式を選択するために、および空間処理を可能にするために、TXデータプロセッサ568によって使用され得る。TXデータプロセッサ568によって生成された空間ストリームは、別個の送信機554を介して異なるアンテナ552に与えられる。各送信機544は、送信のためにRFキャリアをそれぞれの空間ストリームで変調する。

アップリンク送信は、UE550における受信機機能に関して説明したのと同様にノードB510において処理され得る。各受信機518は、そのそれぞれのアンテナ520を通して信号を受信し得る。各受信機518は、RFキャリア上に変調された情報を復元し、情報をRXデータプロセッサ570に与え得る。RXデータプロセッサ570は物理レイヤを実装し、RX L2プロセッサ572はL2レイヤを実装する。RX L2プロセッサからの上位レイヤパケットはコアネットワークに与えられ得る。

本開示の態様は、アップリンクおよび/またはダウンリンクの一方または両方を介して送信されるデータに関し得る。(たとえば、DC-HSUPAを利用する)アップリンクでは、概して、2つのアップリンクフレームとサブフレームとが時間整合されていると仮定することが妥当である。さらに、2つのアップリンクがある場合、それに応じて少なくとも2つのダウンリンクがある。したがって、本開示では、これらの特性を仮定するが、これらの仮定が必ずしも適用されない他の実施形態が特許請求の範囲内に依然として存在し得ることを、当業者なら理解されよう。

ダウンリンクを介してデータを送信する前に、ノードBのTX L2プロセッサ564は、概して、データパケットを暗号化し、次いで断片化し、その結果、受信されるセグメントごとにUEのRX L2プロセッサ572による、かなりの量の処理の要件が生じる。これらの高い処理要件は、データパケットごとに処理が繰り返され得る高データレートにおいて悪化し得る。

したがって、送信されるデータの量が増加する可能性はあるが、各パケットに必要な処理能力が低減され得るように、各データパケット中により多くの情報を含めるというストラテジを追求することがより効率的であり得る。

RLC規格において定義されているように、図6(a)にビットマップとして示されたAMD PDU600は、RLCヘッダ610とRLCペイロード620とを含む。AMD PDU600は、RLCが確認型モードで動作しているとき、ユーザデータと、ピギーバックステータス情報と、ポーリングビットとを転送するために利用され得る。「データ」部の長さは、概して8ビットの倍数である。ヘッダ610は、概して、「シーケンス番号」630と、ポーリングビット「P」と、ヘッダ拡張情報「HE」とを含む、PDUの最初の2つのオクテットを含み、さらに、「長さインジケータ」と拡張ビット「E」とを含むすべてのオクテットを含んでいる。

「HE」ビットと「E」ビットとは、図6(b)に示すように、様々な値をとり、異なる解釈を生じ得る。たとえば、「HE」値00は、後続のオクテットがデータを含むことを示し、値01は、後続のオクテットが長さインジケータと「E」ビットとを含むことを示し、値10は、「HEフィールドの特殊値を使用する」が構成されている場合、後続のオクテットがデータを含んでおり、PDUの最後のオクテットがサービスデータユニット(SDU)の最後のオクテットであることを示す。そうでない場合、この符号化は予約済みであり、すなわち、概して破棄され得る。最後に、「HE」値11は予約済みであり、すなわち、概して破棄され得る。

「E」ビットが低のとき、次のフィールドが、データ、ピギーバックステータス情報、またはパディングのうちの1つを含むことを示す。「E」ビットが高のとき、次のフィールドまたはオクテットが別の長さインジケータおよび「E」ビットであることを示す。

したがって、このヘッダフォーマットでは、RX L2プロセッサ572または560がAMD PDU600のデータフィールドにアクセスするには、かなりの量の計算および処理が必要になり得る。たとえば、図6(a)に示す例を利用すると、値01を有する、第2のオクテット中の「HE」ビットが読み取られ、後続のオクテットが長さインジケータとEビットとを含むことをプロセッサに示す。したがって、対応する「E」ビットの値を発見するために後続のオクテット(Oct3)が読み取られ、それが値1を有すると判断され、次のオクテットが長さインジケータと別の「E」ビットとを含むことを示す。データフィールドが後に続くことを示す、対応する「E」ビットの値が最終的に0になることを発見するために、最後にオクテットOctMが読み取られるまで、このプロセスは、後続のオクテットごとに繰り返される。

したがって、データの開始を発見するためにAMD PDU600の実質的なパーシングが利用され得ることがわかる。さらに、Eビットの値を判断するには、バイト演算よりも概して効率が低いビット演算が必要になる。さらに、ヘッダサイズは可変であり得るので、処理は概してソフトウェアにおいて行われ、これは、論理によって達成される処理よりも効率が低い。したがって、RLCヘッダはあまり最適化されないことがわかる。

本開示の一態様では、AMD PDU700は、RLCヘッダからHEビットとEビットとを除去し得、PDU700中のRLC SDUの数を示すために追加のフィールドが含まれ得る。すなわち、図7に示すように、「RLC SDUの数」フィールド720は、RLCシーケンス番号710の後に利用され得る。したがって、RX L2プロセッサ572または560がデータフィールド740にアクセスするために数を読み取る場合、数IE720のインデックスをポイントし、そこに記憶された値を読み取ることによって、「RLC SDUの数」フィールド720がアクセスされ得る。プロセッサは、次いで、たとえば、番号IE720中で得られたSDUの数にSDU長さインジケータ730の長さ(たとえば、長さインジケータ当たり2オクテット)を乗算して、どこでデータフィールド740の開始にアクセスすべきかを判断し得る。次いで、インデックスは、それがデータフィールド740の開始をポイントするように、長さインジケータ730の数と長さインジケータ730のうちの1つの長さとの積だけ進められ得る。

再び図6(a)を参照すると、RLC PDU600は、ヘッダ610内にRLCシーケンス番号630を含む。送信中に、シーケンス番号630は、PDUごとに増分され得る。シーケンス番号の大きさは、そのバッファ中のPDUの順序を示す。

たとえば、アクセスネットワーク204(図2参照)は、PDU600の順序を判断するために、およびいずれかのPDU600が消失しているかどうかを判断するために、受信されたPDU600内に埋め込まれたシーケンス番号630を走査し得る。アクセスネットワーク204は、次いで、受信された各PDUのシーケンス番号を使用することによって、どのPDU600が受信されたかを示すメッセージをUE214に送るか、または再送信すべきPDUのシーケンス番号630を指定することによってPDUを再送信すべきことを要求し得る。

ハイパーフレーム番号(HFN)810もUE214およびアクセスネットワーク204によって維持され得る。ハイパーフレーム番号810はシーケンス番号630の最上位ビット(MSB)と考えられ得、HFN810とシーケンス番号630との連結はCOUNT-C820として示されている。UE214が、受信バッファ中のPDU600のシーケンス番号630のロールオーバを検出したとき、UE214はHFN810を増分する。概して、アクセスネットワーク204上で、そこで維持されているHFNに対して同様のプロセスが行われる。したがって、送信データ中のスペースを節約するために、HFN810は、概して、PDU600とともに送信されない。

COUNT-Cの値は、RLC PDU600を解読するための暗号鍵を導出するために、RLC412(たとえば、L2プロセッサ514、572、560、または564)によってさらに利用され得る。しかしながら、概してCOUNT-Cの一部分のみがRLC PDU600(すなわち、シーケンス番号630)とともに送られるので、暗号化を処理するときにコーナーケースに関与するいくつかの問題が起こり得る。たとえば、UEは、複数のセキュリティコンテキストを維持するように依頼され得るこの例では、UEは、新しいセキュリティコンテキストを受信した場合、そのHFNを変更し得る。これらおよび他のコーナーケースのために、ハードウェアにおいてHFNを維持することは非常に困難である。したがって、UEは、概して、HFNを取り出すためのソフトウェアまで行き、暗号化アルゴリズム中で、シーケンス番号と連結された、取り出されたHFNを適用する。このプロシージャがRLC PDU600ごとに実行されると、かなりの処理リソースが使用されることになり得ることを、当業者は理解されよう。

したがって、本開示の一態様では、図9に示すように、RLC PDU900は、32ビットのCOUNT-C全体を含み得る。このようにして、UEは、HFNを取り出すためのソフトウェアを利用することなしに、RLC PDU900内の情報に基づいてRLC PDU900のための暗号鍵を生成することが可能になる。RLC PDU900のヘッダへの20ビット(すなわち、RLC HFN810)の追加は、余分のオーバーヘッドを生じ得、上記で説明したように、MIMOおよび/またはデュアルチャネル(またはより多くのチャネル)を利用するエアインターフェースが極めて高いパケットデータレートを可能にするとき、このトレードオフは概して許容でき、したがって、このようにして可能にされた削減された処理は許容できるコストであり得ることを、当業者は認識されよう。

本開示のさらに別の態様では、特定の送信時間間隔(TTI)中に送信されるRLC PDUの数があるしきい値(たとえば、所定のしきい値)よりも大きい場合、そのTTI中にはRLC PDUのセグメント化が許可され得ない。MAC-ehsエンティティによって許可された、セグメント化されたRLC PDUは、UE処理を著しく増加させ得る。特に、UEは、すべてのセグメントがUEによって受信されるまで、RLC PDUのセグメントを解読することができないことがある。この状況は、受信されたパケットのUEの処理にバースト性をもたらす可能性があり、UEは、アイドル状態で大きいパケットを待っており、次いで、すべてのセグメントが到着した後にパケットを解読するために、短い集中的な連続する処理を実行する。

したがって、TTI中のRLC PDUの数が固定数よりも大きい場合、ネットワークのMACレイヤは、RLC PDUをセグメント化することを許可され得ない。これは、TTI中のRLC PDUの数が大きいときにセグメント化関係の処理の増加を低減または防止する。本開示の一態様では、しきい値は、TTI中に許可されるRLC PDUの最大数よりも小さくなり得る。

1つの潜在的な欠点は、セグメント化を許可しないとデータスループットが低減し得るということである。Table 1(表1)は、(i)MACセグメント化を常に可能にする場合と、(ii)TTI中の一定数のRLC PDUを越えてMACセグメント化を許可しない場合との間の、搬送され得るデータのビットの差をパーセンテージで示す。異なるRLC PDUサイズと、それを超えるとMACセグメント化が許可されないRLC PDUの数に対する異なる制限とについての結果を示す。各トランスポートブロックセット(TBS)は、等しい確率で発生すると仮定する。

MACセグメント化を許可しないことによる損失は、特にMACセグメント化がストリーム当たり6つのRLC PDUの後に許可されないときに、極めて小さくなることがわかる。(a)これらの結果は、スケジューラが、概して、シングルユーザのためにすべてのコードとパワーとを使い尽くすシングルユーザシステムを仮定しており、(b)シングルユーザシステムにおいても、ACセグメント化が無い場合のTBSは、平均して、MACセグメント化がある場合よりも小さく、したがって(同じパワーを仮定すれば)それらの復号化の確率は概してより高くなるので、実際の損失は、示したものよりもさらに小さくなり得る。この第2の効果は、これらの結果に取り込まれていない。

本開示のさらに別の態様では、所与のTTI中で送信されることが許可されるPDUの数に対するハード制限が設けられ得る。各RLC PDUは概して別々に解読されるので、UEの処理負荷は、TTI中のRLC PDUの数に直接関係し得る。すなわち、各RLC PDUは、別々に解読されなければならない別個のブロックであり得、無線で1つのトランスポートブロック中で搬送されるRLC PDUの数は、UEによって実行される処理量の一部を決定する。したがって、TTI中で送られることが許可されるPDUの数に対する適切な制限は、UEの処理負荷を平均して低減し得る。PDUの最大数が低い場合は、概して、所望のピークデータレートを達成するためにより大きいPDUを利用することを強いられる。処理に関して、処理は概してPDUのサイズではなくその数に依存するので、あまり変化しない。

別の態様では、本開示は、UE中の媒体アクセス制御(MAC)レイヤにおける高データレートの処理を可能にする。すなわち、上記で説明したように、MACサブレイヤ410は、高速ダウンリンク共有チャネル(HS-DSCH)を処理するためにMAC-ehsエンティティを利用し得る。

MAC-ehsエンティティは、高速ダウンリンクパケットアクセス(HSDPA)に特有の機能を処理する際に、および高速ダウンリンク共有チャネル(HS-DSCH)のトランスポートチャネルへのアクセスを制御する際に利用され得る。HSDPA中のUEの場合、物理チャネルは、ペイロードデータを転送するための高速物理ダウンリンク共有チャネル(HS-PDSCH)と、肯定応答/否定応答(ACK/NACK)およびチャネル品質識別子(CQI)をアップロードするための高速物理制御チャネル(HS-DPCCH)とを含み得る。HSDPA UEのMACサブレイヤに関しては、MAC-ehsエンティティは、物理レイヤからデータを受信するためにHS-DSCHのトランスポートチャネルを利用する。さらに、UEがHS-DSCHからデータパケットを正しく受信することができるように、UE識別情報、チャネライゼーションコードセット、変調方式、トランスポートブロックサイズなど、HS-DSCHに対応する制御信号の送信を担当する、HS-DSCH(HS-SCCH)のための共有制御チャネルが、物理ダウンリンクチャネルとして利用され得る。

図10に、従来のMAC-ehsプロトコルデータユニット(PDU)1000の概略図を示す。従来のMAC-ehs PDU1000は、MAC-ehsエンティティによって利用される送信パケットであり得、MACヘッダ1010と、少なくとも1つのMACサービスデータユニット(SDU)またはリオーダPDU1020と、随意のパディング1030とを含み得る。概して、各リオーダPDU1020は、同じ優先キューに属する1つまたは複数のリオーダSDUを含む。1つのTTI中の同じ優先キューに属するすべてのリオーダSDUは、概して、同じリオーダPDUにマッピングされる。各リオーダSDUは、完全なMAC-ehs SDUまたはMAC-ehs SDUのセグメントであり得る。

MAC-ehsヘッダ1010では、4ビットの論理チャネル識別子(LCH-ID)が、受信機における論理チャネルとリオーダSDUのリオーダバッファ宛先との識別情報を与える。11ビットの長さインジケータ(L)が、リオーダSDUの長さをオクテット単位で与える。LCH-IDおよびLフィールドは、概してリオーダSDUごとに繰り返される。6ビットの送信シーケンス番号(TSN)フィールドは、HS-DSCH上の送信シーケンス番号の識別子を与え、2ビットのセグメント化指示(SI)は、MAC-ehs SDUがセグメント化されているかどうかを示し、1ビットのフラグ(F)は、MAC-ehsヘッダ中にさらなるフィールドが存在するかどうかを示す。TSNおよびSIフィールドは、概してリオーダSDUごとに繰り返される。

MAC PDUに関するさらなる情報は、参照により本明細書に組み込まれる、3GPP MAC規格、25.321に記載されている。

MAC-ehsヘッダ1010では、6ビットを有するTSNにより、2⁶個または64個のパケットのアドレス指定が可能になる。シングルキャリアの場合、長さ8のHARQプロセスを仮定すると、64/8=8となり、したがって、これがストールする前の再送信の最大数となる。一方、DCまたはMIMOの場合、2つのキャリアが一度に送信され得るので、64/8/2=4となる。同様に、DC+MIMOの場合、4つのキャリアが一度に送信され得るので、ストールする前の再送信の最大数は2となる。さらに、MIMOを用いた実施形態において4つのキャリアを利用する場合、ただ1つの再送信が可能になる。したがって、4つのキャリア+MIMOの場合でも、4つの再送信の範囲に戻るために、TSNフィールドは、さらに2ビット(すなわち、8ビット)を含むように拡張され得る。ただし、より長いTSNフィールドのためにMAC-ehsヘッダが修正される場合、ヘッダへの他の変更は、バイト整合されたままであるように実装され得る。本開示の一態様では、MAC-ehsヘッダは、TSNフィールドの2ビットの拡張に加えて予約済みの6ビットを含む。このようにして、MAC-ehsヘッダはバイト整合されたままである。

図11は、予約済みの6ビットがMAC-ehsヘッダ1110に追加され、TSNフィールドの長さが8ビットに拡張された本開示の一態様を示すビットマップである。ここで、予約済みビットは、所定の固定値に設定され得、または、それらは、当業者には理解されるように、他の目的のために利用され得る。本開示のさらに別の態様では、拡張されたTSNフィールド中の追加の2ビットを補償するためにSIフィールドが除去され得る。本開示のいくつかの態様では、以下で説明するように、このフィールドの除去によりトレードオフが生じないように、多くの場合、MAC-ehs PDUのセグメント化は許可されない。いくつかの態様では、MAC-ehs PDUはセグメント化され得るが、SIフィールドの除去は依然として利用され得る。

本開示の別の態様では、TSNが14ビット長に拡張され、2¹⁴または16,384ビットのアドレス指定が可能になる。このようにして、バイト整合されたまま、パケットレートの実質的な増加が可能になる。図12は、MAC-ehsヘッダ1210が14ビット長のTSNを含む本開示の一態様を示すビットマップである。

本開示の別の態様では、ダウンリンクに関するUE情報を与えるためにMAC-ehs PDU1000の随意のパディングフィールド1030が利用され得る。すなわち、従来のUEでは、UEがCell_DCH状態に入ったとき、UEは、進行中のデータ送信またはDTXがあるかどうかにかかわらず、いくつかの消費電力の大きい機能を利用し続けることがあり得る。しかしながら、UEが(たとえば、次の数十または数百のサブフレーム中の)将来のダウンリンクトラフィックフローを予測または推定することを可能にするなどのために、適切な情報がUEにダウンリンク上で与えられる場合、UEは、事前にそれらの消費電力の大きい機能をオンまたはオフにする準備をし得る。たとえば、UEは、パディングフィールド1030内でダウンリンクバッファステータスを受信し得る。すなわち、UEがダウンリンクバッファステータスを読み取り、適切に応答し得るように、ダウンリンクトラフィックをバッファする、ネットワーク中のバッファのステータス情報が、パディングフィールド1030中のMAC-ehs PDUに付加され得る。一例では、バッファが空であるという情報へのそのような応答は、ダウンリンク上で送られる情報を処理するために利用されるブロックをUEがオフにするためのものであり得る。

別の例では、UEは、進行中のダウンリンクトラフィックに関するステータス詳細を受信し、ステータス詳細は、タイプ、クラス、ボリューム、パターン、統計値、論理チャネルごと、フローごと、優先順位ごとの履歴(過去、現在、未来)などの情報であり得る。すなわち、ネットワークは、UEのためのトラフィック予測または推定を実行し、利用可能なパディングフィールド1030中で対応するステータス情報を送り得る。このようにして、ネットワークはダウンリンクトラフィック推定を実行し得、UEは、それに応じて節電機能を実行し得る。

別の例では、UEは、UEへのパディングフィールド1030中でいくつかの未加工または最小のステータス情報を受信し得る。このようにして、UEは、パディングフィールド1030中で与えられたトラフィックステータス情報に基づいてトラフィック推定を実行し得、UEは、それに応じて節電機能をも実行し得る。

本開示の別の態様では、いくつかの状況ではMAC PDUのセグメント化が許可されない。上記で説明したように、PDUは、無線で移動するときにセグメント化され得ることを想起されたい。たとえば、1000ビットのデータを無線で送りたいが、PDUサイズが800ビットであるシナリオについて考える。すなわち、第1のPDUは、1000ビットのデータのうちの800ビットを含み得、次のPDUは、残りの200ビットを含み得る。ここで、第2のPDUの次の600ビットは、無線で移動する次のデータに割り振られ得る。しかしながら、UEは、概して、そのMACキュー中にセグメントを保ち、残りのセグメントが到着するまでPDUを解読するのを待つので、セグメント化は、UEにとって高コストであり得る。アクセスネットワークが、特定の物理トランスポートブロック中にかなり多数のPDUを有する場合、別のトランスポートブロック中の1/2または1/4に収まる必要がなくなり得る。したがって、適切な数のPDUがトランスポートブロック中に収まるとき、セグメント化は許可され得ない。本開示の様々な態様は、RLC PDUサイズとトランスポートブロックサイズとの比がしきい値よりも大きいこと、ワイヤレス通信のデータレートがしきい値よりも大きいこと、トランスポートブロックサイズがしきい値よりも大きいこと、第1のトランスポートブロック中のRLC PDUの数がしきい値よりも大きいこと、ワイヤレス通信がMIMOを利用すること、および/またはワイヤレス通信が2つ以上の5MHzキャリアチャネルを利用することを含む、いくつかのそのような要因のうちの1つまたは複数に基づいてMACセグメント化を許可しない。

本開示のさらに別の態様では、図13Aおよび図13Bに示すように、所与のトランスポートブロック中の部分(すなわち、セグメント化)RLC PDUまたはMAC SDUの解読を可能にするために十分な情報がMAC-ehsヘッダ1310中に与えられ得る。すなわち、MACリオーダSDU内のセグメント化RLC PDUは、RLC PDUの終了セグメント、RLC PDUの開始セグメント、または大きいRLC PDUの場合は開始部分と終了部分の両方が切り詰められたRLC PDUの中間セグメントであり得る。概して、上位レイヤからの各パケットは、独立して解読され得る。しかしながら、暗号化パケットが、RLCおよび/またはMACによってセグメント化され、UEに送られるとき、セグメントは、順序が乱れて到着し得、暗号化パケットのすべての断片が到着するまで比較的長い時間がかかり得る。従来の実装形態は、概して、断片化が解消されたパケットの解読を可能するために、パケット全体が到着し、元の状態に戻されるまで待つ。したがって、従来の実装形態は、比較的入出力集約的であり、バースト的処理を生じ得、すなわち、UEは、暗号化パケットの断片を待ちながら比較的アイドル状態にあり、次いで、最後の断片が到着したとき、大きいパケットを解読するために短い連続する集中的な処理を実行する。

図13Bに示すビットマップでは、MAC SDU1360は、第1のRLC PDUの終了セグメント1361と、3つの完全なRLC PDU1362と、第2のRLC PDUの開始セグメント1363とを含む。ここで、「開始セグメント」という用語は、概して少なくともRLCヘッダの開始を含むRLC PDUの開始を指し、「終了セグメント」という用語は、RLC PDUの終了を指す。本開示の現在の態様は、開始セグメント1363と終了セグメント1361とを含むMAC SDU1360の各部分の解読を可能にする。このようにして、UEにおける処理は、各RLC PDU全体を待つ実装形態と比較して、時間的により均等に拡散され得る。

図13Aに示すMAC-ehsヘッダ1310では、情報1320は、LCH-ID1.11311によって識別される論理チャネル中の第1の部分RLC PDU(この例では、第1のRLC PDUの終了セグメント1361)のためのオフセットおよびRLCヘッダ情報を指す、OFF1.11321とRLC-HDR1.11322とを含む。すなわち、本明細書で使用する名称「1.1」は、論理チャネル1(少数点の左側の数)と、部分またはセグメント化RLC PDU1(少数点の右側の数)とを指す。したがって、RLC-HDRa.bは、論理チャネルaを介して送られる部分またはセグメント化RLC PDU bに対応するRLCヘッダ情報1332を指す。情報1330は、LCH-ID11311によって識別される論理チャネル中の第2の部分RLC PDU(この例では、第2のRLC PDUの開始セグメント1363)のためのオフセットおよびRLCヘッダ情報を指す、OFF 1.21331とRLC-HDR1.21332とを含む。概して、所与のRLC PDUのためのオフセットおよびRLCヘッダ情報は、以下で説明するように、セグメント化RLC PDUのためにのみ必要になり得る。

したがって、MAC410がパケットの残りのセグメントを待つ必要なしにセグメント化パケット1361および1363のための暗号鍵を判断し得るように、上記で説明した、セグメント化RLC PDU(すなわち、開始セグメント1363および終了セグメント1361)に関するそれらのRLCヘッダからの情報がMAC-ehsヘッダ1310に追加され得、したがって、RLCヘッダからのこの情報にアクセスするためにセグメント化RLC PDUのすべてのセグメントを待つ必要があるシステムと比較して、処理オーバーヘッドが低減される。MAC-ehsヘッダ中のこの追加情報のいくつかの例には、RLCシーケンス番号、オフセット要素、セグメント化RLC PDUがデータPDUであるのか制御PDUであるのかを示すPDUタイプインジケータなどがある。したがって、図13Aに示すように、情報1320、1330、1340、および1350は、従来のMAC-ehsヘッダに追加され得る。

たとえば、要素RLC-HDR1.11322は、論理チャネル「1」を介して送信される「第1の」RLC PDUの終了セグメント1361に対応する、図6および図8に示す要素SN630など、RLCシーケンス番号(SN)であり得る。図6に示すように、SN630は、概して、RLCヘッダの最初の2バイト(すなわち、2つの最上位バイト)内に含まれている。したがって、本開示のいくつかの態様では、RLC-HDR情報1322および1332は、単に対応するRLC PDUからの最初の2バイトであり得る。すなわち、RLCシーケンス番号は、実装形態に応じて異なる長さを有し得るが、いくつかの態様では、MACは、RLC PDUからの最初の2バイトを、それらの2バイトの内容にかかわらず単に取り出し、これらの2バイトのどの部分がRLCシーケンス番号を含むかを判断するために後のプロセスが利用される。他の態様では、RLC-HDR情報1322および1332は、正確には、RLCによって直接与えられる、RLCシーケンス番号であり得る。さらに他の態様では、MACは、MAC SDUからRLCシーケンス番号を抽出し得、この抽出RLCシーケンス番号をRLC-HDR情報1322および1332中に入れる。

したがって、本開示のいくつかの態様では、RLC-SNは2バイト長に固定され得、それらの2バイトの少なくとも一部分は実際のRLCシーケンス番号を含む。このようにすると、MACは、送信側のRLCヘッダフォーマットを理解する必要がなくなる。しかしながら、いくつかの実装形態は、7ビットまたは12ビットのRLC-SNを含み得る。これらの実装形態では、MACは、RLC-SNが7ビットであるのか12ビットであるのかを示すためのヘッダ長インジケータ(図示せず)をさらに埋め込み得る。たとえば、ヘッダ長インジケータが値0をとる場合は、RLC-SNは7ビット長であることを示し得、ヘッダ長インジケータが値1をとる場合は、RLC-Sは12ビット長であることを示し得る。

さらに、セグメントオフセット(OFF)、たとえば、OFF1.11321は、MAC-ehsヘッダ中に含まれ得る。ここで、OFFは、RLC PDU内のPDUのセグメントのオフセット、すなわち、RLC PDUのセグメント化が行われた場所を示す情報をバイト単位で示し得る。OFF要素は、バイト整合を保持するために2バイト長であり得るが、OFF要素の長さは、本開示の範囲から逸脱することなく、この長さよりも長くも短くもなり得ることを、当業者なら理解されよう。

本開示の別の態様では、論理チャネルごとに第2のセグメント化RLC PDU(すなわち、この例では、第2のRLC PDUの開始セグメント)からの情報を与える情報1330および1350は随意であり、省略され得る。すなわち、第2のセグメント化RLC PDUは、本明細書では第2のRLC PDUの開始セグメント1363として説明される。開始セグメントは、このPDUの開始部分を含み、したがって、RLC PDUの少なくとも最初の数バイトを含むセグメントであることを意味する。図6および図7に示すように、RLCシーケンス番号は、概して、RLC PDUの最初の2バイト内にある。したがって、このRLC PDUは、セグメント化されているが、RLC PDUの開始セグメントであることによって、RLCシーケンス番号をすでに含むことになるので、この情報は、MACヘッダから省略され得る。さらに、「開始セグメント」は本質的にPDUの始めにあるので、オフセットが0であることは明らかである。したがって、情報1330および1350内の両方の情報(すなわち、シーケンス番号とオフセット)は省略され得る。

同様の動作(セグメント化PDUの解読を可能にするために、上記で説明したようにMACヘッダ中にRLCシーケンス番号およびオフセットなどのRLCからの情報を含めること)が、依然として本開示の範囲内で、アップリンクならびにダウンリンクに適用され得ることを、当業者なら認識されよう。

図14および図15は、本開示の簡略態様による例示的な処理を示すフローチャートである。いくつかの態様では、プロセス1400、1500は、図1の処理システムによって、図5に示すUE550中のL2プロセッサ560、564によって、またはノードB510中のL2プロセッサ514、572によって実装され得る。

たとえば、図14を参照すると、ブロック1402において、プロセス1400は、MAC PDUヘッダを読み取る。ブロック1404において、プロセス1400は、MAC PDUをサービスする。MAC PDUをサービスすることは、PDUをセグメント化または連結すること、PDUのセグメント化を許可しないこと、PDUを暗号化または解読すること、PDUにパディングを追加するまたは除去すること、あるいは当業者なら理解するであろう他の適切なプロセスステップを含み得る。ブロック1406において、プロセス1400は、トランスポートチャネル上でトランスポートブロックを使用してMACとPHYとの間で、MACヘッダに従ってMAC PDUをトランスポートする。

図15を参照すると、ブロック1502において、プロセス1500は、RLC PDUヘッダを読み取る。ブロック1504において、プロセス1500は、RLC PDUをサービスする。RLC PDUをサービスすることは、PDUをセグメント化または連結すること、PDU中のSDUを読み取るおよび/または修正すること、PDUを暗号化および/または解読すること、あるいは当業者なら理解するであろう他の適切なプロセスステップを含み得る。ブロック1506において、プロセス1500は、論理チャネルを利用してRLCレイヤとMACレイヤとの間で、RLCヘッダに従ってRLC PDUを送る。

開示したプロセスにおけるステップの特定の順序または階層は、例示的な手法の一例であることを理解されたい。設計上の選好に基づいて、プロセスにおけるステップの特定の順序または階層は並べ替えられ得ることを理解されたい。添付の方法クレームは、様々なステップの要素を例示的な順序で提示したものであり、提示された特定の順序または階層に限定されるものではない。

以上の説明は、当業者が本明細書で説明した様々な態様を実行できるようにするために提供したものである。これらの態様に対する様々な変更は当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義した一般的原理は他の態様に適用され得る。したがって、特許請求の範囲は、本明細書に示された態様に限定されるものではなく、言語的主張に矛盾しない最大限の範囲を与えられるべきであり、単数形の要素への言及は、明確にそう明記されていない限り、「唯一無二の」を意味するものではなく、「1つまたは複数の」を意味するものである。別段に明記されていない限り、「いくつかの」という語は「1つまたは複数の」を表す。当業者に知られている、または後に知られることになる、本開示全体にわたって説明した様々な態様の要素のすべての構造的および機能的均等物は、参照により本明細書に明白に組み込まれ、特許請求の範囲に包含されるものである。さらに、本明細書に開示したいかなることも、そのような開示が特許請求の範囲に明示的に具陳されているかどうかにかかわらず、公に供するものではない。いかなるクレーム要素も、その要素が「手段」という語句を使用して明確に具陳されていない限り、または方法クレームの場合には、その要素が「ステップ」という語句を使用して具陳されていない限り、米国特許法第112条第6項の規定の下で解釈されるべきではない。

100 処理システム
102 バス
104 プロセッサ
106 コンピュータ可読媒体
108 バスインターフェース
110 トランシーバ
112 ユーザインターフェース
200 UMTSネットワークアーキテクチャ
202 コアネットワーク
204 アクセスネットワーク
206 パケットベースネットワーク
208 パケットデータノード(PDN)ゲートウェイ
210 サービングゲートウェイ
212 ノードB
214 ユーザ機器
300 アクセスネットワーク
302 セルラー領域(セル)
304 ノードB
306 UE
406 物理レイヤ
408 レイヤ2(L2レイヤ)
410 媒体アクセス制御(MAC)サブレイヤ
412 無線リンク制御(RLC)サブレイヤ
414 パケットデータコンバージェンスプロトコル(PDCP)サブレイヤ
416 無線リソース制御(RRC)サブレイヤ
510 ノードB
514 送信(TX)L2プロセッサ
516 TXデータプロセッサ
518 送信機
520 アンテナ
550 UE
552 アンテナ
554 受信機
556 受信(RX)データプロセッサ
558 チャネル推定器
560 RX L2プロセッサ
562 データシンク
564 送信(TX)L2プロセッサ
566 データソース
568 TXデータプロセッサ
570 RXデータプロセッサ
572 RX L2プロセッサ
574 チャネル推定器
700 AMD PDU
710 RLCシーケンス番号
720 「RLC SDUの数」フィールド
730 SDU長さインジケータ
740 データフィールド
900 RLC PDU
1110 MAC-ehsヘッダ
1210 MAC-ehsヘッダ
1310 MAC-ehsヘッダ
1311 LCH-ID1.1
1320 情報
1321 OFF1.1
1322 RLC-HDR1.1
1330 情報
1331 OFF1.2
1332 RLC-HDR1.2
1340 情報
1350 情報
1360 MAC SDU
1361 終了セグメント
1362 RLC PDU
1363 開始セグメント

Claims

無線リンクを介したワイヤレス通信のための装置であって、前記装置が、
MACプロトコルデータユニット(PDU)をサービスするように構成された処理システムを含み、前記MAC PDUがMACヘッダと少なくとも1つのリオーダPDUとを含み、前記MACヘッダが、
6ビットよりも大きい長さを有する送信シーケンス番号(TSN)
を含み、
前記処理システムが、前記MACヘッダを読み取り、1つまたは複数のトランスポートチャネルを介して1つまたは複数のトランスポートブロックを利用して前記装置のMACレイヤとPHYレイヤとの間で前記MACヘッダに従って前記MAC PDUをトランスポートするようにさらに構成されると共に、
前記少なくとも1つのリオーダPDUが、少なくとも1つのセグメント化RLC PDUを含み、前記MACヘッダは、前記少なくとも1つのセグメント化RLC PDUのいかなる他のセグメントとも無関係に前記少なくとも1つのセグメント化RLC PDUが解読されることを可能にするように適合された、装置。
前記TSNが14ビットを含む、請求項1に記載の装置。
前記TSNが8ビットを含む、請求項1に記載の装置。
前記MACヘッダが、6ビットの予約済み要素をさらに含む、請求項3に記載の装置。
前記処理システムが、
RLC PDUサイズとトランスポートブロックサイズとの比が第1の所定のしきい値よりも大きいという条件、
前記ワイヤレス通信のデータレートが第2の所定のしきい値よりも大きいという条件、
トランスポートブロックサイズが第3の所定のしきい値よりも大きいという条件、
第1のトランスポートブロック中のRLC PDUの数が第4の所定のしきい値よりも大きいという条件、
前記ワイヤレス通信がMIMOを利用するという条件、または
前記ワイヤレス通信が2つ以上の5MHzキャリアを利用するという条件
のうちの少なくとも1つの下で前記少なくとも1つのMAC PDUのセグメント化を許可しないようにさらに構成された、請求項1に記載の装置。
前記MACヘッダが、前記少なくとも1つのセグメント化RLC PDUの2つの最上位バイトをさらに含む、請求項1に記載の装置。
前記MACヘッダが、前記少なくとも1つのセグメント化RLC PDUからのRLCシーケンス番号をさらに含む、請求項1に記載の装置。
前記RLCシーケンス番号が12ビットを含む、請求項7に記載の装置。
前記RLCシーケンス番号が7ビットを含む、請求項7に記載の装置。
前記MACヘッダが、前記RLCシーケンス番号の長さを示す長さインジケータをさらに含む、請求項7に記載の装置。
前記MACヘッダが、前記RLCレイヤからのオフセット要素をさらに含み、前記オフセット要素が、前記セグメント化RLC PDUのセグメント化オフセットを示すためのものである、請求項1に記載の装置。
前記MACヘッダは、前記少なくとも1つのセグメント化RLC PDUがデータPDUであるのか、または制御PDUであるのかを示すPDUタイプインジケータをさらに含む、請求項1に記載の装置。
前記MAC PDUがパディングフィールドをさらに含み、前記パディングフィールドが、ダウンリンクのステータスに関係する情報を含む、請求項1に記載の装置。
前記ダウンリンクの前記ステータスに関係する前記情報がダウンリンクバッファステータスを含む、請求項13に記載の装置。
前記ダウンリンクの前記ステータスに関係する前記情報が、前記ダウンリンクのタイプ、クラス、ボリューム、パターン、統計、または履歴のうちの少なくとも1つを含む、請求項13に記載の装置。
無線リンクを介したワイヤレス通信の方法であって、
MACヘッダと少なくとも1つのMACサービスデータユニット(SDU)とを含むMACプロトコルデータユニット(PDU)をサービスするステップであって、前記MACヘッダが、6ビットよりも大きい長さを有する送信シーケンス番号(TSN)を含む、サービスするステップと、
前記MACヘッダを読み取るステップと、
1つまたは複数のトランスポートチャネルを介して1つまたは複数のトランスポートブロックを利用してMACレイヤとPHYレイヤとの間で前記MACヘッダに従って前記MAC PDUをトランスポートするステップと
を含むと共に、
前記MACヘッダは、前記少なくとも1つのMAC SDUのいかなる他のセグメントとも無関係に前記少なくとも1つのMAC SDUが解読されることを可能にするように適合された、方法。
前記TSNが14ビットを含む、請求項16に記載の方法。
前記TSNが8ビットを含む、請求項16に記載の方法。
前記MACヘッダが、6ビットの予約済み要素をさらに含む、請求項18に記載の方法。
RLC PDUサイズとトランスポートブロックサイズとの比が第1の所定のしきい値よりも大きいという条件、
前記ワイヤレス通信のデータレートが第2の所定のしきい値よりも大きいという条件、
トランスポートブロックサイズが第3の所定のしきい値よりも大きいという条件、
第1のトランスポートブロック中のRLC PDUの数が第4の所定のしきい値よりも大きいという条件、
前記ワイヤレス通信がMIMOを利用するという条件、または
前記ワイヤレス通信が2つ以上の5MHzキャリアを利用するという条件
のうちの少なくとも1つの下で前記少なくとも1つのMAC SDUのセグメント化を許可しないステップをさらに含む、請求項16に記載の方法。
前記MACヘッダが、前記少なくとも1つのセグメント化RLC PDUの2つの最上位バイトをさらに含む、請求項16に記載の方法。
前記MACヘッダが、前記少なくとも1つのセグメント化RLC PDUからのRLCシーケンス番号をさらに含む、請求項16に記載の方法。
前記RLCシーケンス番号が12ビットを含む、請求項22に記載の方法。
前記RLCシーケンス番号が7ビットを含む、請求項22に記載の方法。
前記MACヘッダが、前記RLCシーケンス番号の長さを示す長さインジケータをさらに含む、請求項22に記載の方法。
前記MACヘッダが、前記RLCレイヤからのオフセット要素をさらに含み、前記オフセット要素が、それぞれのRLC PDUのセグメント化オフセットを示すためのものである、請求項16に記載の方法。
前記MACヘッダが、前記少なくとも1つのセグメント化RLC PDUがデータPDUであるのか、または制御PDUであるのかを示すPDUタイプインジケータをさらに含む、請求項16に記載の方法。
前記MAC PDUが、パディングフィールドをさらに含み、前記パディングフィールドが、ダウンリンクのステータスに関係する情報を含む、請求項16に記載の方法。
前記ダウンリンクの前記ステータスに関係する前記情報が、ダウンリンクバッファステータスを含む、請求項28に記載の方法。
前記ダウンリンクの前記ステータスに関係する前記情報が、前記ダウンリンクのタイプ、クラス、ボリューム、パターン、統計、または履歴のうちの少なくとも1つを含む、請求項28に記載の方法。
ワイヤレス通信のための装置であって、
MACヘッダと少なくとも1つのMACサービスデータユニット(SDU)とを含むMACプロトコルデータユニット(PDU)をサービスするための手段であって、前記MACヘッダが、6ビットよりも大きい長さを有する送信シーケンス番号(TSN)を含む、サービスするための手段と、前記MACヘッダを読み取るための手段と、
1つまたは複数のトランスポートチャネルを介して1つまたは複数のトランスポートブロックを利用してMACレイヤとPHYレイヤとの間で前記MACヘッダに従って前記MAC PDUをトランスポートするための手段と
を含むと共に、
前記MACヘッダは、前記少なくとも1つのMAC SDUのいかなる他のセグメントとも無関係に前記少なくとも1つのMAC SDUが解読されることを可能にするように適合された、装置。
MACヘッダと少なくとも1つのMACサービスデータユニット(SDU)とを含むMACプロトコルデータユニット(PDU)をサービスすることであって、前記MACヘッダが、6ビットよりも大きい長さを有する送信シーケンス番号(TSN)を含む、サービスすることと、
前記MACヘッダを読み取ることと、
1つまたは複数のトランスポートチャネルを介して1つまたは複数のトランスポートブロックを利用してMACレイヤとPHYレイヤとの間で前記MACヘッダに従って前記MAC PDUをトランスポートすることと
を行うためのコードを備えると共に、
前記MACヘッダは、前記少なくとも1つのMAC SDUのいかなる他のセグメントとも無関係に前記少なくとも1つのMAC SDUが解読されることを可能にするように適合された、コンピュータプログラム。