JP5440457B2 - 無線通信装置および無線通信方法 - Google Patents

Description

本件は無線通信装置および無線通信方法に関する。

現在、携帯電話システムや無線ＬＡＮ（Local Area Network）などの無線通信システムが広く利用されている。無線通信方式には、例えば、標準化団体の３ＧＰＰ（3^rd Generation Partnership Project）が提案したＷ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）や、Ｗ−ＣＤＭＡを拡張したＨＳＰＡ（High Speed Packet Access）がある。ＨＳＰＡは、基地局から移動局へのリンク（下りリンク）の無線通信方式であるＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）と、移動局から基地局へのリンク（上りリンク）の無線通信方式であるＨＳＵＰＡ（High Speed Uplink Packet Access）とを含む。

基地局や移動局などの無線通信装置は、他の無線通信装置にデータを送信する場合、伝送フォーマットの決定などの送信制御を所定の時間単位毎に行うことがある。例えば、ＨＳＵＰＡでは、２ｍｓのＴＴＩ（Transmission Time Interval）と呼ばれる時間単位毎に送信制御を行う。また、無線通信装置は、バッファに格納されたデータの量に基づいて、伝送フォーマットの決定などの送信制御を行うことがある。例えば、Ｗ−ＣＤＭＡに関して、バッファのデータ量に基づいて、伝送フォーマットを示すＴＦ（Transport Format）の組み合わせであるＴＦＣ（Transport Format Combination）を選択することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−６４８７２号公報

ところで、データ送信を行う無線通信装置内では、ある処理部が他の処理部（例えば、上位レイヤのプロトコル処理部）から、バッファに格納されたデータの量の通知を受け取ることで、送信制御を行うことが考えられる。しかし、無線通信装置が高負荷状態であるなどの理由により、バッファのデータ量の通知が遅延することも考えられる。その場合、遅延が発生した時間単位については適切に送信制御を行うことができず、データ送信効率が低下するおそれがあるという問題がある。

例えば、バッファのデータ量の通知が遅延すると、無線通信装置は、その時間単位内ではデータ送信を行わないことが考えられる。その場合、送信待ちのデータが存在するにも拘わらず、当該時間単位の無線リソースをデータ送信に利用できず、無線リソースの利用効率が低下する。また、バッファのデータ量の通知が遅延すると、無線通信装置は、送信待ちのデータが存在しないと判断してしまう可能性も考えられる。その場合、現在のバッファのデータ量が反映されない制御情報を通信相手に送信してしまい、バッファのデータ量に対応する十分な無線リソースを確保できなくなるおそれがある。

本件はこのような点に鑑みてなされたものであり、バッファのデータ量の通知が遅延することによるデータ送信効率の低下を抑制できるようにした無線通信装置および無線通信方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、制御部と送信部とを有する無線通信装置が提供される。制御部は、所定の時間単位毎に、バッファに格納されたデータの量を示す通知を受け、当該時間単位内で送信するデータの量および制御情報の内容の少なくとも一方を決定する。送信部は、制御部の決定に基づいて、バッファに格納されたデータおよび制御情報の少なくとも一方を他の無線通信装置に送信する。ここで、制御部は、第１の時間単位より後の第２の時間単位についての通知の遅延を検出すると、第１の時間単位について受け取った通知を用いて、第２の時間単位内で送信するデータの量および制御情報の内容の少なくとも一方を決定する。

また、上記課題を解決するために、他の無線通信装置と通信を行う無線通信装置の無線通信方法が提供される。この無線通信方法では、第１の時間単位について、バッファに格納されたデータの量を示す通知を受け、第１の時間単位内で送信するデータの量および制御情報の内容の少なくとも一方を決定する。決定に基づいて、バッファに格納されたデータおよび制御情報の少なくとも一方を他の無線通信装置に送信する。第１の時間単位より後の第２の時間単位についての通知の遅延を検出すると、第１の時間単位について受け取った通知を用いて、第２の時間単位内で送信するデータの量および制御情報の内容の少なくとも一方を決定する。

上記無線通信装置および無線通信方法によれば、バッファのデータ量の通知が遅延することによるデータ送信効率の低下を抑制することができる。

第１の実施の形態の無線通信システムを示す図である。 第２の実施の形態の移動通信システムを示す図である。 移動局を示す第１のブロック図である。 移動局を示す第２のブロック図である。 移動局を示す第３のブロック図である。 移動局の送信制御を示すフローチャートである。 移動局の送信制御の第１の例を示すシーケンス図である。 移動局の送信制御の第２の例を示すシーケンス図である。 送信制御の他の例を示すシーケンス図である。

以下、本実施の形態を図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態の無線通信システムを示す図である。第１の実施の形態に係る無線通信システムは、無線通信装置１と無線通信装置２を含む。無線通信装置１は、例えば、移動局である。無線通信装置２は、例えば、基地局または中継局である。無線通信装置１は、無線通信装置２に無線でデータを送信することができる。無線通信装置１は、バッファ１ａ、制御部１ｂおよび送信部１ｃを有する。

バッファ１ａは、無線通信装置１に送信するデータを一時的に格納するメモリである。
制御部１ｂは、所定の時間単位毎に、バッファ１ａに格納されているデータの量を示す通知を受け取る。そして、通知されたデータ量を参照して、当該時間単位内で送信するデータの量および制御情報の内容の少なくとも一方を決定する。時間単位は、伝送フォーマットの選択などの送信制御を行う単位であり、ＴＴＩやサブフレームと呼ばれるものであってもよい。制御情報には、無線通信装置２が無線リソースのスケジューリングに用いるスケジューリング情報が含まれ得る。例えば、制御部１ｂは、送信待ちデータが多いほど無線リソースが多く割り当てられるようにスケジューリング情報の内容を決定する。

送信部１ｃは、制御部１ｂの決定に基づいて、バッファ１ａに格納されたデータ（一部または全部）および制御情報の少なくとも一方を、無線通信装置２に送信する。例えば、送信部１ｃは、制御部１ｂが決定したデータ量がゼロより大きい場合、バッファ１ａに格納されているデータのうち決定された量に相当するデータを、現在の時間単位内で送信する。また、制御部１ｂが決定した内容の制御情報を、現在の時間単位内で送信する。制御情報を送信すべきタイミングは、無線通信装置２から指定されることがある。送信部１ｃは、データと制御情報の両方を、同一の時間単位内で送信することも可能である。

ここで、ある時間単位（第１の時間単位）より後の時間単位（第２の時間単位）について考える。第２の時間単位は、第１の時間単位に続く時間単位であってもよい。制御部１ｂは、第２の時間単位についてデータ量の通知の遅延を検出すると、第１の時間単位について受け取ったデータ量の通知を用いて、第２の時間単位内で送信するデータの量および制御情報の内容の少なくとも一方を決定する。すなわち、制御部１ｂは、遅延しているデータ量の通知を待たずに、送信するデータの量や制御情報の内容を決定できる。

例えば、制御部１ｂは、基準となるタイミングからの経過時間が所定の閾値を超える前までにデータ量の通知を受け取らないとき、通知が遅延していると判断する。そして、制御部１ｂは、第１の時間単位について通知されたデータ量を用いて、バッファ１ａのデータ量を予測する。データ量の予測では、第１の時間単位内で送信されたデータの量を更に用いてもよい。例えば、第１の時間単位について通知されたデータ量と第１の時間単位内で送信に成功したデータの量との差を、第２の時間単位におけるバッファ１ａのデータ量であると予測する。その後、制御部１ｂは、予測したデータ量に基づいて、送信するデータの量や制御情報の内容を決定する。

なお、制御部１ｂは、レイヤ２のプロトコル処理（例えば、ＭＡＣ（Media Access Control）処理）を制御するユニットであってもよい。その場合、制御部１ｂは、無線通信装置１内でレイヤ３のプロトコル処理（例えば、ＲＲＣ（Radio Resource Control）処理）を行うユニットから、バッファ１ａのデータ量の通知を受け取ることが考えられる。

このような無線通信装置１によれば、制御部１ｂにより、第１の時間単位より後の第２の時間単位について、バッファ１ａのデータ量の通知が遅延していることが検出される。そして、制御部１ｂにより、第１の時間単位について受け取った通知が用いられ、第２の時間単位内で送信するデータの量および制御情報の内容の少なくとも一方が決定される。

これにより、データ送信効率の低下を抑制することができる。すなわち、無線通信装置１が高負荷であるなどの理由によりバッファ１ａのデータ量の通知が遅延した場合でも、遅延している通知を待たず、前の時間単位についての通知を用いて、送信するデータの量を決定できる。よって、データ送信の機会を失わずに済み、無線リソースの利用効率の低下を抑制できる。また、前の時間単位についての通知を用いて、制御情報の内容を決定できる。よって、バッファ１ａのデータ量が過小に評価されてしまい、無線通信装置２から無線通信装置１に割り当てられる無線リソースの量が減少することを抑制できる。

以下に説明する第２の実施の形態では、第１の実施の形態の無線通信方法を、ＨＳＵＰＡ方式に従って上りリンク通信を行う移動通信システムに適用した場合を考える。ただし、第１の実施の形態の無線通信方法は、もちろん、固定無線通信システムやＣＤＭＡ方式以外の通信方式を採用した移動通信システムに適用することも可能である。

［第２の実施の形態］
図２は、第２の実施の形態の移動通信システムを示す図である。第２の実施の形態に係る移動通信システムは、移動局１００と基地局２００を含む。

移動局１００は、基地局２００にアクセスして無線通信を行う無線端末装置である。移動局１００としては、例えば、携帯電話機や携帯情報端末装置が考えられる。基地局２００は、上位局（図示せず）と有線で通信を行うと共に、移動局１００と無線通信を行う無線通信装置である。基地局２００は、上位局と移動局１００との間でデータを中継する。移動局１００および基地局２００は、下りリンク（ＤＬ）のデータ通信に、ＨＳＤＰＡ方式を用いる。また、上りリンク（ＵＬ）のデータ通信に、ＨＳＵＰＡ方式を用いる。

ここで、ＨＳＵＰＡでは、トランスポートチャネルに、拡張個別チャネル（Ｅ−ＤＣＨ：Enhanced Dedicated CHannel）を含む。また、物理チャネルに、Ｅ−ＤＰＤＣＨ（E-DCH Dedicated Physical Data CHannel）、Ｅ−ＤＰＣＣＨ（E-DCH Dedicated Physical Control CHannel）、Ｅ−ＡＧＣＨ（E-DCH Absolute Grant CHannel）、Ｅ−ＲＧＣＨ（E-DCH Relative Grant CHannel）およびＥ−ＨＩＣＨ（E-DCH HARQ Indicator CHannel）を含む。トランスポートチャネルのＥ−ＤＣＨは、Ｅ−ＤＰＤＣＨにマッピングされる。

Ｅ−ＤＰＤＣＨは、ユーザデータや上位レイヤの制御情報を移動局１００から基地局２００に伝送するためのＵＬの物理チャネルである。Ｅ−ＤＰＤＣＨで伝送される制御情報には、スケジューリング情報（ＳＩ：Scheduling Information）が含まれる。ＳＩは、ＴＥＢＳ（Total E-DCH Buffer Status）およびＨＬＢＳ（Highest priority Logical channel Buffer Status）を含む。ＴＥＢＳは、移動局１００のバッファに格納された送信待ちのユーザデータの量（バッファ量）を示す。ＨＬＢＳは、送信待ちのユーザデータのうち優先度が最高であるユーザデータの量を示す。

Ｅ−ＤＰＣＣＨは、物理レイヤの制御情報を移動局１００から基地局２００に伝送するためのＵＬの物理チャネルである。Ｅ−ＤＰＣＣＨで伝送される制御情報には、Ｅ−ＤＰＤＣＨの伝送フォーマットを示す情報やハッピービットが含まれる。ハッピービットは、基地局２００から許可された最大送信電力（ＳＧ：Serving Grant）が十分か否かを示すフラグである。移動局１００は、バッファ量と現在の送信電力とに基づいてＳＧが十分か判断し、十分（Ｈａｐｐｙ）または不十分（Ｕｎｈａｐｐｙ）を示すビットを生成する。

なお、移動局１００は、Ｅ−ＤＰＤＣＨで用いる伝送フォーマットを、基地局２００から通知されたＳＧに基づいて選択する。伝送フォーマットの選択は、Ｅ−ＴＦＣ（Enhanced Transport Format Combination）選択と呼ばれる。Ｅ−ＴＦＣ選択は、例えば、２ｍｓのＴＴＩ周期で行う。

Ｅ−ＡＧＣＨは、ＡＧ（Absolute Grant）を、基地局２００から移動局１００に伝送するためのＤＬの物理チャネルである。ＡＧは、移動局１００の最大送信電力を絶対値で指定するものである。Ｅ−ＲＧＣＨは、ＲＧ（Relative Grant）を、基地局２００から移動局１００に伝送するためのＤＬの物理チャネルである。ＲＧは、移動局１００の最大送信電力の相対値（現在指定されている最大送信電力からの増減）を指定するものである。移動局１００は、基地局２００からＡＧまたはＲＧを受信し、送信電力を制御する。

Ｅ−ＨＩＣＨは、Ｅ−ＤＰＤＣＨにおけるデータ送信の成否を、基地局２００から移動局１００に通知するためのＤＬの物理チャネルである。基地局２００は、誤りなくデータを受信できた場合、ＡＣＫ（ACKnowledgement）を送信する。受信したデータに誤りが検出された場合、ＮＡＣＫ（Negative ACKnowledgement）を送信する。データを受信しなかった場合、ＤＴＸ（Discontinuous Transmission）とする。移動局１００および基地局２００は、再送制御として、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）制御を行う。

図３は、移動局を示す第１のブロック図である。移動局１００は、無線処理部１１０、アンテナ１１１，１１１ａ、モデム部１２０、コーデック部１３０、共通制御部１４０，１６０、ＨＳＤＰＡ処理部１５０、ＨＳＵＰＡ処理部１７０、演算部１８０、メモリ１８５およびバッファ１９０を有する。

アンテナ１１１は受信用のアンテナであり、アンテナ１１１ａは送受信兼用のアンテナである。アンテナ１１１，１１１ａは、基地局２００が送信した無線信号を受信し、無線処理部１１０に出力する。また、アンテナ１１１ａは、無線処理部１１０から取得した送信信号を無線で出力する。

無線処理部１１０は、無線信号処理を行う。無線処理部１１０は、ＲＦ（Radio Frequency）部１１２，１１２ａとＡＢＢ（Analog BaseBand）部１１３，１１３ａとを有する。ＲＦ部１１２およびＡＢＢ部１１３は、アンテナ１１１に対応する受信処理を行う。ＲＦ部１１２ａおよびＡＢＢ部１１３ａは、アンテナ１１１ａに対応する送受信処理を行う。

ＲＦ部１１２，１１２ａは、それぞれ、アンテナ１１１，１１１ａから取得した無線信号をアナログベースバンド信号に変換し、ＡＢＢ部１１３，１１３ａに出力する。また、ＲＦ部１１２ａは、ＡＢＢ部１１３ａから取得したアナログベースバンド信号を無線信号に変換し、アンテナ１１１ａに出力する。

ＡＢＢ部１１３，１１３ａは、それぞれ、ＲＦ部１１２，１１２ａから取得したアナログベースバンド信号をデジタルベースバンド信号に変換（Ａ／Ｄ（Analog / Digital）変換）し、モデム部１２０に出力する。また、ＡＢＢ部１１３ａは、モデム部１２０から取得したデジタルベースバンド信号をアナログベースバンド信号に変換（Ｄ／Ａ（Digital / Analog）変換）し、ＲＦ部１１２ａに出力する。

モデム部１２０は、受信信号の振り分け、受信信号の復調および送信信号の変調などを行う。モデム部１２０は、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）部１２１、セルサーチ部１２２、パスサーチ部１２３、復調部１２４および変調部１２５を有する。

ＡＧＣ部１２１は、無線処理部１１０から取得した受信信号に対して利得制御を行う。そして、利得調整した受信信号を、セルサーチ部１２２、パスサーチ部１２３、復調部１２４、ＨＳＤＰＡ処理部１５０およびＨＳＵＰＡ処理部１７０に出力する。セルサーチ部１２２は、ＡＧＣ部１２１から取得した受信信号に基づいて、アクセス可能な周辺セルをサーチする。パスサーチ部１２３は、ＡＧＣ部１２１から取得した受信信号およびセルサーチ部１２２のサーチ結果に基づいて、１またはそれ以上のパスタイミングを検出する。

復調部１２４は、ＡＧＣ部１２１から取得した受信信号を、パスサーチ部１２３のサーチ結果に基づいて逆拡散復調し、個別物理データチャネル（ＤＰＤＣＨ：Dedicated Physical Data CHannel）に含まれるＤＰＤＣＨデータと個別物理制御チャネル（ＤＰＣＣＨ：Dedicated Physical Control Channel）に含まれる制御情報を抽出する。そして、抽出したＤＰＤＣＨデータおよび制御情報を、コーデック部１３０に出力する。変調部１２５は、コーデック部１３０、ＨＳＤＰＡ処理部１５０およびＨＳＵＰＡ処理部１７０から取得した各種チャネルのデータや制御情報を拡散変調し、無線処理部１１０に出力する。

コーデック部１３０は、復号部１３１と符号化部１３２を有する。復号部１３１は、モデム部１２０から取得したＤＰＤＣＨデータおよび制御情報を誤り訂正復号する。復号された制御情報の少なくとも一部は、ＤＰＤＣＨの復調および誤り訂正復号に用いられる。復号されたＤＰＤＣＨデータは、移動局１００が備えるデータ処理部（図示せず）に渡される。符号化部１３２は、データ処理部（図示せず）から取得したＰＤＤＣＨデータや制御情報などを、誤り訂正符号化してモデム部１２０に出力する。

共通制御部１４０は、演算部１８０からの指示に応じて、モデム部１２０およびコーデック部１３０の動作を制御する。
ＨＳＤＰＡ処理部１５０は、モデム部１２０から受信した受信信号の復調および誤り訂正復号を行い、ＨＳＤＰＡにより受信したユーザデータや制御情報を抽出し、データ処理部（図示せず）に出力する。また、ＨＳＤＰＡ処理部１５０は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫや受信品質など、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ（Dedicated Physical Control CHannel for HS-DSCH (High Speed Downlink Share CHannel)）で基地局２００に送信する情報を誤り訂正符号化し、モデム部１２０に出力する。

共通制御部１６０は、演算部１８０からの指示に応じて、ＨＳＤＰＡ処理部１５０およびＨＳＵＰＡ処理部１７０の動作を制御する。
ＨＳＵＰＡ処理部１７０は、モデム部１２０から受信した受信信号の復調および誤り訂正復号を行い、基地局２００から受信したＨＳＵＰＡについての情報を抽出する。また、ＨＳＵＰＡ処理部１７０は、バッファ１９０に格納されたユーザデータや、制御情報を誤り訂正符号化し、モデム部１２０に出力する。

演算部１８０は、レイヤ３のプロトコル処理を行う。レイヤ３のプロトコル処理には、無線リソース制御（ＲＲＣ）が含まれる。演算部１８０は、呼制御や移動局１００のモビリティ管理などを行う。メモリ１８５は、演算部１８０によるプロトコル処理に用いられるプログラムやデータを記憶する記憶装置である。バッファ１９０は、基地局２００に送信するユーザデータを格納するバッファメモリである。バッファ１９０は、ユーザデータを優先度別に分類して保持してもよい。

図４は、移動局を示す第２のブロック図である。ＨＳＤＰＡ処理部１５０は、復調部１５１、コーデック部１５２およびＬ２（レイヤ２）処理部１５３を有する。なお、図４では、ＨＳＤＰＡに関するＵＬ通信については説明を省略している。

復調部１５１は、モデム部１２０から取得した受信信号を逆拡散復調し、ＨＳＤＰＡについてのユーザデータや制御情報を抽出する。復調部１５１は、ＨＳ−ＳＣＣＨ（High Speed Shared Control CHannel）復調部１５１ａおよびＨＳ−ＰＤＳＣＨ（High Speed Physical Downlink Shared CHannel）復調部１５１ｂを有する。

ＨＳ−ＳＣＣＨ復調部１５１ａは、モデム部１２０から取得した受信信号を逆拡散復調し、ＨＳ−ＳＣＣＨに含まれる制御情報を抽出し、コーデック部１５２に出力する。ＨＳ−ＰＤＳＣＨ復調部１５１ｂは、受信信号を逆拡散復調し、ＨＳ−ＰＤＳＣＨに含まれるＨＳ−ＤＳＣＨデータを抽出し、コーデック部１５２に出力する。

コーデック部１５２は、復調部１５１から取得したＨＳ−ＤＳＣＨデータおよび制御情報を誤り訂正復号する。コーデック部１５２は、ＨＳ−ＳＣＣＨ復号部１５２ａおよびＨＳ−ＰＤＳＣＨ復号部１５２ｂを有する。

ＨＳ−ＳＣＣＨ復号部１５２ａは、ＨＳ−ＳＣＣＨ復調部１５１ａで復調された制御情報を誤り訂正復号する。復号された制御情報の少なくとも一部は、ＨＳ−ＰＤＳＣＨの復調および誤り訂正復号に用いられる。ＨＳ−ＰＤＳＣＨ復号部１５２ｂは、ＨＳ−ＰＤＳＣＨ復調部１５１ｂで復調されたＨＳ−ＤＳＣＨデータを誤り訂正復号して、Ｌ２処理部１５３に出力する。

Ｌ２処理部１５３は、ＨＡＲＱによる再送制御を含むレイヤ２のプロトコル処理を実行する。Ｌ２処理部１５３は、バッファ１５３ａとＭＡＣ−ｈｓ処理部１５３ｂを有する。バッファ１５３ａは、コーデック部１５２から取得したデータ（ＭＡＣパケット）を格納するバッファメモリである。ＭＡＣ−ｈｓ処理部１５３ｂは、バッファ１５３ａに格納されたデータを、本来のデータの順に並び替え（リオーダ）し、データ処理部（図示せず）に出力する。なお、ＭＡＣ−ｈｓ処理部１５３ｂは、ＨＡＲＱ制御を行ってもよい。

図５は、移動局を示す第３のブロック図である。ＨＳＵＰＡ処理部１７０は、復調部１７１、コーデック部１７２およびＬ２処理部１７３を有する。
復調部１７１は、モデム部１２０から取得した受信信号を逆拡散復調し、ＨＳＵＰＡについて基地局２００が送信した情報を抽出する。復調部１７１は、制御チャネル復調部１７１ａを有する。制御チャネル復調部１７１ａは、受信信号を逆拡散復調することでＥ−ＡＧＣＨ、Ｅ−ＲＧＣＨおよびＥ−ＨＩＣＨで送信された情報を抽出し、コーデック部１７２に出力する。

コーデック部１７２は、復調部１７１から取得した情報を誤り訂正復号する。また、Ｌ２処理部１７３から取得したＥ−ＤＣＨデータや制御情報を誤り訂正符号化する。コーデック部１７２は、制御チャネル復号部１７２ａ、Ｅ−ＤＰＣＣＨ符号化部１７２ｂおよびＥ−ＤＰＤＣＨ符号化部１７２ｃを有する。

制御チャネル復号部１７２ａは、制御チャネル復調部１７１ａから取得した情報の少なくとも一部（例えば、Ｅ−ＡＧＣＨで送信されたＡＧ）を誤り訂正復号する。そして、得られたＡＧ、ＲＧおよびＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＤＴＸを、共通制御部１６０に出力する。ＡＧおよびＲＧは、送信電力制御に用いられる。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＤＴＸは、Ｌ２処理部１７３によるレイヤ２のプロトコル処理に用いられる。なお、レイヤ２のプロトコル処理において、ＤＴＸはＮＡＣＫと同様に取り扱われる。

Ｅ−ＤＰＣＣＨ符号化部１７２ｂは、Ｅ−ＰＤＣＣＨで送信する制御情報を誤り訂正符号化し、モデム部１２０に出力する。特に、Ｅ−ＤＰＣＣＨで伝送される制御情報には、Ｌ２処理部１７３で生成されたハッピービットが含まれる。Ｅ−ＤＰＤＣＨ符号化部１７２ｃは、Ｌ２処理部１７３から取得したＥ−ＤＣＨデータを誤り訂正符号化し、モデム部１２０に出力する。特に、Ｅ−ＤＣＨには、バッファ１９０に格納されているユーザデータや、Ｌ２処理部１７３で生成されたＳＩが含まれる。

Ｌ２処理部１７３は、ＴＴＩ単位でレイヤ２のプロトコル処理を行い、バッファ１９０に格納されたユーザデータを順次コーデック部１７２に出力する。Ｌ２処理部１７３は、ＨＡＲＱ処理部１７３ａおよびＭＡＣ−ｅ／ｅｓ処理部１７３ｂを有する。

ＨＡＲＱ処理部１７３ａは、ＨＡＲＱにより、Ｅ−ＤＣＨデータの再送制御を行う。
ＭＡＣ−ｅ／ｅｓ処理部１７３ｂは、演算部１８０から共通制御部１６０を介して通知されるバッファ１９０に滞留しているユーザデータの量（バッファ量）を参照し、Ｅ−ＴＦＣ選択を行う。そして、Ｅ−ＤＣＨデータのＴＢ（Transport Block）サイズを決定して、バッファ１９０からＴＢサイズに応じた量のユーザデータを読み出す。

また、ＭＡＣ−ｅ／ｅｓ処理部１７３ｂは、バッファ量に基づいてＳＩを生成すると共に、バッファ量と現在のＳＧに基づいてハッピービットを生成し、コーデック部１７２に出力する。また、ＭＡＣ−ｅ／ｅｓ処理部１７３ｂは、後述するバッファ量の予測のために、演算部１８０から前回通知されたバッファ量と、前回送信に成功したユーザデータの量とを記憶しておく。ＭＡＣ−ｅ／ｅｓ処理部１７３ｂは、バッファ量およびＥ−ＤＣＨデータのサイズを記憶するためのメモリを有する。

なお、復調部１７１およびコーデック部１７２は、ＨＳＵＰＡについてレイヤ１の処理を行っていると言うことができる。レイヤ１では、レイヤ１／レイヤ２間に定義されたトランスポートチャネルが物理チャネルにマッピングされる。Ｌ２処理部１７３は、ＨＳＵＰＡについてレイヤ２の処理を行っていると言うことができる。レイヤ２では、レイヤ２／レイヤ３間に定義された論理チャネルがトランスポートチャネルにマッピングされる。レイヤ２のプロトコル処理は、ＭＡＣおよびＲＬＣ（Radio Link Control）を含む。演算部１８０は、ＨＳＵＰＡについてレイヤ３の処理を行っていると言うことができる。レイヤ３のプロトコル処理は、ＲＲＣを含む。

次に、移動局１００のＨＳＵＰＡによる送信処理手順を説明する。
図６は、移動局の送信制御を示すフローチャートである。図６に示す処理は、ＴＴＩ単位で繰り返し実行される。以下、この送信制御をステップ番号に沿って説明する。

（ステップＳ１１）ＭＡＣ−ｅ／ｅｓ処理部１７３ｂは、基地局２００からＡＣＫまたはＮＡＣＫを受信したことを検知する。なお、ＤＴＸはＮＡＣＫと見なされる。
（ステップＳ１２）ＭＡＣ−ｅ／ｅｓ処理部１７３ｂは、次のＴＴＩでユーザデータを送信するため、共通制御部１６０を介して演算部１８０へバッファ量の通知を要求する。ＭＡＣ−ｅ／ｅｓ処理部１７３ｂは、タイマαをα＝０に初期化する。

（ステップＳ１３）ＭＡＣ−ｅ／ｅｓ処理部１７３ｂは、演算部１８０からバッファ量Ｚの通知を受け取ったか判断する。通知を受け取っていない場合、処理をステップＳ１４に進める。通知を受け取った場合、処理をステップＳ１８に進める。

（ステップＳ１４）ＭＡＣ−ｅ／ｅｓ処理部１７３ｂは、タイマαに１を加算する。
（ステップＳ１５）ＭＡＣ−ｅ／ｅｓ処理部１７３ｂは、タイマαが閾値βを超えたか否か判断する。閾値を超えた場合、処理をステップＳ１６に進める。閾値以下の場合、処理をステップＳ１３に進める。なお、ステップＳ１３〜Ｓ１５は、所定周期で実行する。

（ステップＳ１６）ＭＡＣ−ｅ／ｅｓ処理部１７３ｂは、メモリから、前のＴＴＩで演算部１８０から通知されたバッファ量Ｘと前のＴＴＩで送信に成功したユーザデータの量Ｙとを取得する。なお、ステップＳ１１でＮＡＣＫを受信している場合はＹ＝０である。

（ステップＳ１７）ＭＡＣ−ｅ／ｅｓ処理部１７３ｂは、ステップＳ１６で取得したバッファ量Ｘと送信に成功したユーザデータの量Ｙから、現在のバッファ量Ｚを推定する。例えば、Ｚ＝Ｘ−Ｙと算出する。ただし、他の推定方法を用いてもよい。例えば、ステップＳ１６で取得したバッファ量Ｘを、現在のバッファ量Ｚと推定する方法も考えられる。また、１つ前のＴＴＩで通知されたバッファ量だけでなく、２つ以上前のＴＴＩで通知されたバッファ量を参照して、現在のバッファ量Ｚを推定する方法も考えられる。

（ステップＳ１８）ＭＡＣ−ｅ／ｅｓ処理部１７３ｂは、現在送信制御を行っているＴＴＩがＳＩを送信するＴＴＩであるか判断する。ＳＩを送信するＴＴＩである場合、処理をステップＳ１９に進める。ＳＩを送信するＴＴＩでない場合、処理をステップＳ２０に進める。なお、ＳＩを基地局２００に送信する周期は、基地局２００から指定されることがあり、変更されることもある。

（ステップＳ１９）ＭＡＣ−ｅ／ｅｓ処理部１７３ｂは、バッファ量Ｚに基づいて、ＳＩを生成する。具体的には、バッファ量Ｚに応じたＴＥＢＳの値をＳＩに設定する。そして、生成したＳＩをＥ−ＤＰＤＣＨ符号化部１７２ｃに出力する。

（ステップＳ２０）ＭＡＣ−ｅ／ｅｓ処理部１７３ｂは、バッファ量Ｚに基づいて、ハッピービットを生成する。具体的には、バッファ量Ｚから見て現在のＳＧが十分であるか否か判断し、“Ｈａｐｐｙ”または“Ｕｎｈａｐｐｙ”を選択する。そして、ハッピービットを、Ｅ−ＤＰＣＣＨ符号化部１７２ｂに出力する。

（ステップＳ２１）ＭＡＣ−ｅ／ｅｓ処理部１７３ｂは、バッファ量Ｚに基づいてＥ−ＴＦＣ選択、すなわち、Ｅ−ＤＰＤＣＨの伝送フォーマットの選択を行う。そして、今回のＴＴＩで送信可能なユーザデータの量を決定する。また、ＭＡＣ−ｅ／ｅｓ処理部１７３ｂは、次のＴＴＩに備えて、今回のＴＴＩにおけるバッファ量Ｚを記憶しておく。

（ステップＳ２２）ＭＡＣ−ｅ／ｅｓ処理部１７３ｂは、ステップＳ２１で決定したデータ量分のユーザデータをバッファ１９０から読み出し、Ｅ−ＤＰＤＣＨ符号化部１７２ｃに出力する。Ｅ−ＤＰＤＣＨ符号化部１７２ｃは、ユーザデータ（ステップＳ１９でＳＩを取得した場合はユーザデータおよびＳＩ）を、Ｅ−ＤＣＨデータとして誤り訂正符号化する。変調部１２５は、Ｅ−ＤＣＨデータを拡散変調し送信する。ＭＡＣ−ｅ／ｅｓ処理部１７３ｂは、次のＴＴＩに備えて、送信に成功したユーザデータの量を記憶する。

なお、以上の説明では、ステップＳ２２でユーザデータを送信することを想定したが、バッファ１９０にユーザデータが格納されていない場合など、ステップＳ２２でユーザデータを送信せずにＳＩを送信する場合も考えられる。また、ＭＡＣ−ｅ／ｅｓ処理部１７３ｂは、演算部１８０から通知された最優先論理チャネルのバッファ量に基づいて、ＳＩのＨＬＢＳを設定するようにしてもよい。

このようにして、ＭＡＣ−ｅ／ｅｓ処理部１７３ｂは、演算部１８０にバッファ量の通知を要求してから所定時間β以内に通知を受け取らない場合、前ＴＴＩのバッファ量Ｘと前ＴＴＩで送信に成功したユーザデータの量Ｙとに基づいて、現在のバッファ量Ｚを推定する。そして、推定したバッファ量Ｚに基づいて、送信するユーザデータの量やＳＩに含まれる値、ハッピービットなどを決定する。これにより、演算部１８０が高負荷状態であるなどの理由により演算部１８０からのバッファ量の通知が遅延した場合にも、現在のバッファ量を推定して、今回のＴＴＩについての送信制御を適切に実行できる。

次に、ＨＳＵＰＡ処理部１７０の送信制御の具体例を説明する。まず、演算部１８０からＬ２処理部１７３に適切なタイミングでバッファ量が通知される場合の例を説明し、その後、バッファ量の通知が遅延した場合の例を説明する。

図７は、移動局の送信制御の第１の例を示すシーケンス図である。以下、図７に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
（ステップＳ１０１）Ｌ２処理部１７３は、演算部１８０にバッファ１９０のバッファ量要求を出力する。また、Ｌ２処理部１７３は、タイマαをα＝０に初期化する。

（ステップＳ１０２）演算部１８０は、バッファ１９０のバッファ量をＬ２処理部１７３に通知する。ここでは、ステップＳ１０１から所定時間以内に通知されたとする。
（ステップＳ１０３）Ｌ２処理部１７３は、ステップＳ１０２で受け取った通知に基づいてＥ−ＴＦＣ選択を実行し、今回のＴＴＩで送信するユーザデータの量を決定する。

（ステップＳ１０４）Ｌ２処理部１７３は、ユーザデータの量を指定して、演算部１８０にユーザデータの転送要求を出力する。転送量は、Ｅ−ＴＦＣ選択の結果に応じて決められる。例えば、バッファ量が９００ｋビットであり、今回のＴＴＩで５００ｋビットまでのユーザデータを送信できる場合、上限である５００ｋビットがデータ転送要求で指定される。また、バッファ量が４００ｋビットであり、今回のＴＴＩで５００ｋビットまでのユーザデータを送信できる場合、バッファ１９０に格納されている全ユーザデータ分の４００ｋビットが、データ転送要求で指定される。

（ステップＳ１０５）演算部１８０は、バッファ１９０に格納されたユーザデータのうち、データ転送要求で指定された量のユーザデータを基地局２００に送信するよう制御する。演算部１８０は、ユーザデータの送信を実行するようＬ２処理部１７３に通知する。

（ステップＳ１０６）Ｌ２処理部１７３は、バッファ１９０からユーザデータを読み出し、コーデック部１７２に出力する。また、Ｌ２処理部１７３は、ステップＳ１０２で受け取った通知に基づいてハッピービット（または、ハッピービットとＳＩ）を生成し、コーデック部１７２に出力する。

（ステップＳ１０７）コーデック部１７２は、Ｌ２処理部１７３から取得したユーザデータ（または、ユーザデータとＳＩ）を含むＥ−ＤＣＨデータを誤り訂正符号化する。また、コーデック部１７２は、Ｌ２処理部１７３から取得したハッピービットを含む制御情報を誤り訂正符号化する。モデム部１２０は、Ｅ−ＤＣＨデータおよび制御情報を拡散変調し、無線処理部１１０を介して基地局２００に送信する。

（ステップＳ１０８）復調部１７１は、無線処理部１１０およびモデム部１２０を介して取得した受信信号を逆拡散復調し、Ｅ−ＨＩＣＨに含まれるＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＤＴＸを抽出する。ここでは、ＡＣＫが抽出されたとする。

（ステップＳ１０９）コーデック部１７２は、ステップＳ１０７におけるＥ−ＤＣＨデータの送信が成功したことをＬ２処理部１７３に通知する。以下、ステップＳ１１０〜Ｓ１１８では、上記のステップＳ１０１〜Ｓ１１０と同様の処理が行われ、移動局１００から基地局２００にユーザデータが送信される。

このように、演算部１８０がＬ２処理部１７３からのバッファ量要求に対して所定時間以内に応答できる場合（ステップＳ１０２，Ｓ１１１）、Ｌ２処理部１７３は、ＴＴＩ毎に、通知されたバッファ量に基づいてＥ−ＴＦＣ選択（ステップＳ１０３，Ｓ１１２）やＳＩおよびハッピービットの生成（ステップＳ１０６，Ｓ１１５）を実行できる。

図８は、移動局の送信制御の第２の例を示すシーケンス図である。このシーケンス例は演算部１８０からＬ２処理部１７３へのバッファ量の通知が遅延した場合を示している。ステップＳ２０１〜Ｓ２０９の処理は、図７に示したステップＳ１０１〜Ｓ１０９と同様である。以下、ステップＳ２１０〜Ｓ２１８の処理をステップ番号に沿って説明する。

（ステップＳ２１０）Ｌ２処理部１７３は、演算部１８０にバッファ１９０のバッファ量要求を出力する。また、Ｌ２処理部１７３は、タイマαをα＝０に初期化する。
（ステップＳ２１１）Ｌ２処理部１７３は、タイマαにより、演算部１８０から所定時間β以内にバッファ量の通知を受け取っていないこと（バッファ量の通知が遅延していること）を検出する。すると、ステップＳ２０５で前のＴＴＩについて通知されたバッファ量ＸとステップＳ２０７で送信成功したユーザデータの量Ｙから、現在のバッファ量Ｚを推定する。そして、推定したバッファ量Ｚに基づいてＥ−ＴＦＣ選択を行う。なお、ステップＳ２０８でＮＡＣＫを受信した場合には、Ｙ＝０となる。

（ステップＳ２１２）演算部１８０は、バッファ１９０のバッファ量を、Ｌ２処理部１７３に遅延して通知する。この場合、Ｌ２処理部１７３は、既にＥ−ＴＦＣ選択を実行しているため、当該バッファ量の通知を破棄する。

（ステップＳ２１３）Ｌ２処理部１７３は、ユーザデータの量を指定して、演算部１８０にユーザデータの転送要求を出力する。転送量は、ステップＳ２１１で実行されたＥ−ＴＦＣ選択の結果に応じて決められる。

（ステップＳ２１４）演算部１８０は、バッファ１９０に格納されたユーザデータのうち、データ転送要求で指定された量のユーザデータを基地局２００に送信するよう制御する。演算部１８０は、ユーザデータの送信を実行するようＬ２処理部１７３に通知する。

（ステップＳ２１５）Ｌ２処理部１７３は、バッファ１９０からユーザデータを読み出し、コーデック部１７２に出力する。また、Ｌ２処理部１７３は、ステップＳ２１１で推定したバッファ１９０のバッファ量に基づいてハッピービット（または、ハッピービットとＳＩ）を生成し、コーデック部１７２に出力する。

（ステップＳ２１６）コーデック部１７２は、Ｌ２処理部１７３から取得したユーザデータ（または、ユーザデータとＳＩ）を含むＥ−ＤＣＨデータを誤り訂正符号化する。また、コーデック部１７２は、Ｌ２処理部１７３から取得したハッピービットを含む制御情報を誤り訂正符号化する。モデム部１２０は、Ｅ−ＤＣＨデータおよび制御情報を拡散変調し、無線処理部１１０を介して基地局２００に送信する。

（ステップＳ２１７）復調部１７１は、無線処理部１１０およびモデム部１２０を介して取得した受信信号を逆拡散復調し、Ｅ−ＨＩＣＨに含まれるＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＤＴＸを抽出する。ここでは、ＡＣＫが抽出されたとする。

（ステップＳ２１８）コーデック部１７２は、ステップＳ２１６におけるＥ−ＤＣＨデータの送信が成功したことをＬ２処理部１７３に通知する。
このように、演算部１８０がＬ２処理部１７３からのバッファ量要求に対して所定時間以内に応答できなかった場合（ステップＳ２１２）でも、Ｌ２処理部１７３は、推定したバッファ量に基づいてＥ−ＴＦＣ選択（ステップＳ２１１）やＳＩおよびハッピービットの生成（ステップＳ２１５）を実行できる。

次に、送信制御の他の例を考える。以下に説明する送信制御方法は、レイヤ３処理部からレイヤ２処理部へのバッファ量の通知が遅延しても、バッファ量の推定を行わない。
図９は、送信制御の他の例を示すシーケンス図である。このシーケンス例は、レイヤ１処理部、レイヤ２処理部およびレイヤ３処理部の間のメッセージの流れを示している。ステップＳ３０１〜Ｓ３０９の処理は、図７に示したステップＳ１０１〜Ｓ１０９や図８に示したステップＳ２０１〜Ｓ２０９と同様である。以下、ステップＳ３１０〜Ｓ３１３の処理をステップ番号に沿って説明する。

（ステップＳ３１０）レイヤ２処理部は、レイヤ３処理部にバッファ１９０のバッファ量要求を出力する。
（ステップＳ３１１）レイヤ３処理部は、高負荷状態であるなどの理由により、バッファ１９０のバッファ量を、レイヤ２処理部に遅延して通知する。ここで、レイヤ２処理部は、バッファ量の通知が遅延してもバッファ量の推定を行わないため、本来のタイミングでＥ−ＴＦＣ選択などの送信制御を開始できない。そして、レイヤ２処理部は、遅延したバッファ量の通知を受け取ってから送信制御を開始しても、今回のＴＴＩのデータ送信に間に合わない。このため、ステップＳ３０４〜Ｓ３０７に相当する処理が実行されない。

（ステップＳ３１２）レイヤ１処理部は、基地局２００からの受信信号を逆拡散復調して、Ｅ−ＨＩＣＨに含まれるＡＣＫ／ＮＡＣＫ／ＤＴＸを抽出する。今回のＴＴＩでＥ−ＤＣＨデータが送信されなかったため、ここではＤＴＸが抽出される。

（ステップＳ３１３）レイヤ１処理部は、Ｅ−ＤＣＨデータの送信に失敗したことを、レイヤ２処理部に通知する。
このように、レイヤ２処理部がバッファ量の推定を行わない場合、レイヤ３からレイヤ２へのバッファ量の通知が遅延すると（ステップＳ３１１）、レイヤ２処理部はＥ−ＴＦＣ選択を行うことができない。よって、そのＴＴＩでは、バッファ１９０に格納されているユーザデータを送信することができない。

また、レイヤ２処理部がバッファ量の推定を行わない場合、レイヤ３からレイヤ２へのバッファ量の通知が遅延すると、レイヤ２においてバッファ量が過小に評価される（例えば、バッファ量が０であると見なされる）可能性も考えられる。その場合、レイヤ２処理部は、過小評価したバッファ量に対応するＳＩやハッピービットを生成する。例えば、実際のバッファ量を考慮すればハッピービットを“Ｕｎｈａｐｐｙ”とすべきところ、ハッピービットを“Ｈａｐｐｙ”に設定してしまう可能性がある。このため、基地局２００から許可される最大送信電力が大きく低下し、無線リソースが不足するおそれがある。

これに対し、図８に示した送信制御方法では、Ｌ２処理部１７３は、演算部１８０からのバッファ量の通知が遅延した場合、１つ前のＴＴＩで通知されたバッファ量および１つ前のＴＴＩで送信に成功したユーザデータの量から、現在のバッファ量を推定する。このため、推定したバッファ量に基づいてＥ−ＴＦＣ選択を行い、今回のＴＴＩで送信するユーザデータの量を決定できる。従って、Ｌ２処理部１７３は、その後の送信制御も通常通りのタイミングで実行することができ、ユーザデータを送信できる機会を失わずに済み、無線リソースの利用効率の低下を抑制できる。

また、推定したバッファ量から、ＳＩのＴＥＢＳやハッピービットなどの制御情報の内容を決定することができる。このため、基地局２００から許容される最大送信電力が大きく低下してしまう可能性や最大送信電力が短期間に大きく変動する可能性を抑制できる。従って、バッファ１９０に格納されているユーザデータの量に対応する十分な量の無線リソースを確保できる可能性が高まり、データ送信効率を向上させることができる。

特に、移動局１００が基地局２００に大量のユーザデータを高レートで送信する場合、レイヤ３のプロトコル処理を行う演算部１８０の負荷が高く、レイヤ３からレイヤ２へのバッファ量の通知が遅延しやすい。よって、第２の実施の形態で説明したレイヤ２の送信制御は、移動局１００が高レートでデータ送信を行う場合に特に有効である。

１，２ 無線通信装置
１ａ バッファ
１ｂ 制御部
１ｃ 送信部

Claims (6)

1. 所定の時間単位毎に、バッファに格納されたデータの量を示す通知を受け、当該時間単位内で送信するデータの量および制御情報の内容の少なくとも一方を決定する制御部と、
   前記制御部の決定に基づいて、前記バッファに格納されたデータおよび前記制御情報の少なくとも一方を他の無線通信装置に送信する送信部と、を有し、
   前記制御部は、第１の時間単位より後の第２の時間単位についての前記通知の遅延を検出すると、前記第１の時間単位について受け取った前記通知を用いて、前記第２の時間単位内で送信するデータの量および前記制御情報の内容の少なくとも一方を決定する、
   ことを特徴とする無線通信装置。
2. 前記制御部は、前記第１の時間単位について受け取った前記通知が示すデータの量と、前記第１の時間単位内で送信されたデータの量とを用いて、前記第２の時間単位内で送信するデータの量および前記制御情報の内容の少なくとも一方を決定することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記制御部は、前記制御情報の内容として、無線リソースのスケジューリングに用いられる情報の内容を決定することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
4. 前記バッファに格納されたデータの量を算出する演算部を更に有し、
   前記制御部は、前記所定の時間単位毎に、前記演算部に前記通知を要求し、前記演算部から前記通知を受け取るタイミングを監視することで前記通知の遅延を検出する、
   ことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
5. 前記制御部は、レイヤ３のプロトコル処理を行う演算部から前記通知を受け、レイヤ２のプロトコル処理を行うことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
6. 他の無線通信装置と通信を行う無線通信装置の無線通信方法であって、
   第１の時間単位について、バッファに格納されたデータの量を示す通知を受け、前記第１の時間単位内で送信するデータの量および制御情報の内容の少なくとも一方を決定し、
   決定に基づいて、前記バッファに格納されたデータおよび前記制御情報の少なくとも一方を前記他の無線通信装置に送信し、
   前記第１の時間単位より後の第２の時間単位についての前記通知の遅延を検出すると、前記第１の時間単位について受け取った前記通知を用いて、前記第２の時間単位内で送信するデータの量および前記制御情報の内容の少なくとも一方を決定する、
   ことを特徴とする無線通信方法。

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