JP5632834B2 - ネットワークで通信するための方法及び関連する無線局 - Google Patents

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Description

本発明は、ネットワークにおいて通信するための方法及びこの方法を実行する無線局に関する。より具体的には、本発明は、UMTSシステムのような移動通信ネットワークにおいて実施されることができる。
多くの通信システムは、伝送リソースをそれぞれのノードに割り当てることに責任がある集中型スケジューラを用いて動作する。典型的な例は、UMTS LTE(Long Term Evolution)のアップリンクであり、それぞれの二次局又は移動局又は使用者機器(UE)からのアップリンク送信は、一次局又はベース局又はノードB(eNB)によって、時間及び周波数についてスケジューリングされる。一次局は二次局に「スケジューリング付与」メッセージを送信して、一般的にこの付与メッセージの送信の約3ms後の二次局の送信のための特定の時間-周波数リソースを示す。付与メッセージは、一般的に、二次局の送信のために用いられるべきデータ速度及び/又はパワーも指定する。
一次局が適切な付与を発行するために、各々の二次局のバッファ中で送信を待つデータの量、タイプ及びその緊急性に関する十分な情報を得ることが必要である。この情報は、個々の二次局の満足度又はそのサービスが近く低下するかもしれない二次局を、一次局中のスケジューラに通知するために用いられることができる。
したがって、LTEにおいて、複数の異なるタイプのバッファステータスレポート(BSR)メッセージが定められ、それは、特定のトリガーが発生するときに、二次局から一次局へと送信されることができる。
これに関する最新技術は、3GPP TS36.321,§5.4.5の現在のバージョン(2008年6月時点)によって規定され、この文献は本明細書に参照として組み込まれる。
バッファステータスレポーティング手順は、二次局のアップリンクバッファ中のデータの量に関する情報を、サービング一次局に提供するために用いられる。これは現在（2008年6月時点）、36.321, §6.1.3.1に規定されており、この文献は本明細書に参照として組み込まれる。36.321において定められるこの手順に関する問題は、バッファステータスレポートの内容が、単にバイトでデータの合計量を特定することである。これはスケジューラに多少の情報を与えるが、これは、特にいくつかの状況において、例えば、VoIPトラフィックが、異なるサービス品質(QoS)要求を伴う二次局からの他のサービスとおそらく一緒に送信されている場合、バイトでの絶対的なデータバッファサイズは、QoS要件が現在どれくらい満たされているかについての最も適切な測度ではなく、一次局中のスケジューラが最良の可能な決定を行うためには十分ではない場合がある。
この問題を軽減する通信方法を提案することが本発明の目的である。
本発明の他の目的は、一次局に適切な情報を提供する、ネットワークにおける通信方法を提供することである。
本発明の別の目的は、あまりに多くのオーバーヘッドを引き起こすことなく、十分な情報を一次局に与えることを可能にする、ネットワークにおける通信方法を提供することである。
本発明の第１の態様によれば、一次局及び少なくとも１つの二次局を有するネットワークにおいて通信するための方法が提案され、前記二次局は、前記一次局に送信されるべきデータパケットを収容できるバッファを有し、当該方法は、前記二次局が前記一次局にバッファステータスの指標を送信し、前記指標は、前記バッファの履歴及び将来のうちの少なくとも一方に関する情報を含む。
本発明の他の態様によると、二次局が提案され、前記二次局は、一次局に送信されるべきデータパケットを収容できるバッファを有し、前記二次局は、前記一次局にバッファステータスの指標を送信するための送信手段を有し、前記指標は、前記バッファの履歴に関する情報を含む。
本発明のこれらの態様は、追加の情報がバッファステータスレポート中に組み込まれることができるとの認識に基づく。実際、合計サイズの代わりとして又はそれに加えて、バッファの他のインジケータを二次局が示すことは好ましい。
そのようなインジケータは、以下を含むことができる。
・バッファ中の最も古いパケットの年齢(age)の指標
・遅延制約を超過したことに起因して二次局によって中断されたパケットの数の指標
・再送信の数(又は合計サイズ)
・将来の送信の予測
その結果として、一次局は、二次局に付与されるアップリンクリソースについての最良の決定を行うために、バッファ中のデータの量以外の追加の情報から利益を得る。二次局が、データバッファ中のパケットの年齢及び/又は任意の中断されたパケット及び/又は再送信中のパケットの数を一次局に通知することもできる場合、スペクトラム効率に関するスケジューラ性能及び全体のシステム性能は改善される。例えば、一次局における釣合いのとれた公平なスケジューリングアルゴリズムの性能は、二次局によって送信されているサービスのサービス品質に関する改善された情報によって改善されることができる。
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に記載される実施の形態から明らかであり、それらを参照して説明される。
本発明は、以下において、添付の図面を参照して、さらに詳細に一例として説明される。
本発明が実現されるネットワークのブロック図。
本発明は、基地局のような一次局100及び少なくとも１つの移動局のような二次局200を含む、図1に示されるような通信システム300に関する。
無線システム300は、複数の一次局100及び/又は複数の二次局200を有することができる。一次局100は、送信手段110及び受信手段120を有する。送信手段110の出力及び受信手段120の入力は、例えばサーキュレータ又は切換えスイッチであることができる結合手段140によってアンテナ130に結合される。例えばプロセッサであることができる制御手段150は、送信手段110及び受信手段120に結合される。二次局200は、送信手段210及び受信手段220を有する。送信手段210の出力及び受信手段220の入力は、例えばサーキュレータ又は切換えスイッチであることができる結合手段240によってアンテナ230に結合される。例えばプロセッサであることができる制御手段250は、送信手段210及び受信手段220に結合される。一次無線局100から二次局200への送信はダウンリンクチャネル160上で行われ、そして二次無線局200から第１無線局100への送信はアップリンクチャネル260上で行われる。
時々、二次局200は、送信されるべきデータを含むそのバッファのステータスの指標を、アップリンクチャネル260上で送信する。このバッファステータスレポートは種々の型式でありえる。短いバッファステータスレポート(BSR)は、論理チャネルの１つのグループの識別情報を、現在二次局バッファ中に存在して送信を待っている論理チャネルのそのグループに対応するデータの量の６ビットインジケータと共に有する。長いBSRは、各々が論理チャネルの異なるグループに対応する４つの連結された短いBSRからなる。
本発明は、合計サイズの代わりに又は合計サイズに加えて、第１の実施の形態ではバッファの以下のインジケータのうちの１つの少なくとも１つの指標を含む二次局200からのバッファステータスレポートを送信する手段を提供する。
・バッファ中の最も古いパケットの年齢。例えば：
○同様のQoS要求を持つと定められる論理チャネルの特別のグループのためのバッファ中の最も古いパケットの年齢
○論理チャネルの全範囲にわたる最も古いパケットの年齢
○年齢が予め定められた閾値を超えた最も古いパケットの年齢
・二次局によって中断されたパケットの数
○アプリケーションによって中断されたパケットの数
おそらく、論理チャネル又は論理チャネルのグループごとに報告される
○PDCP(PDCP SDU)によって中断されたパケットの数
おそらく、論理チャネル又は論理チャネルのグループごとに報告される
・再送信中のパケットの数
おそらく、論理チャネル又は論理チャネルのグループごとに報告される
おそらくバッファリングされたパケットの数が閾値を超過した場合
・HARQ(Hybrid Automatic ReQuest)失敗の数。
・データ又は送信速度の将来の量の予測。
一般的に、パケットの年齢は、データがアプリケーションによって生成された時間に関して、又は、それが最終宛先に供給されるべきである時までに残存する時間に関して、定められることができる。パケットは、それらの年齢が閾値を超過する場合、中断される場合がある(例えば、バッファ中に非常に長く存在して、有用であるように又は待ち時間要求を満たすように、時間内に最終宛先に届けられることができなかったパケット)。
36.323, §5.9に定められるように(この文献を参照として本明細書に組み込む)、高次レイヤ(PDCP)によって中断されるパケットの数は、高次レイヤのみに知られていることに留意する必要がある。Discard_TimerがPDCP SDUに対して期限切れになるときに、二次局は対応するPDCP SDUとともにPDCP PDUを破棄することが、その中で示される。対応するPDCP PDUが低次レイヤに既に提示されている場合、この破棄は低次レイヤに示される。
バッファステータスレポートが上記のインジケータの少なくとも１つの少なくとも１つの指標を有するために、バッファステータスレポートは、合計サイズを有するバッファステータスレポートから変更されることができる。第１の実施の形態によると、バッファステータスレポートが変更されたバッファステータスレポートであること、すなわち、バッファ中のデータのサイズ以外の何かが報告されていることを示すために、いくつかのメカニズムが用いられることができる。第１の実施の形態の第１の例によると、バイトでのバッファデータサイズの代わりに変更されたステータスに関して特定の論理チャネルグループが報告されることを通知する無線リソースコントロールによって、半静的構成が提案される。これは、並列シグナリング又は高次レイヤシグナリングが、各々の論理チャネルに対応する各々のBSRにどの種類の指標が含まれるかを示すことを意味する。
第１の実施の形態の第２の例によれば、バッファステータスレポートは、変更されていないバッファステータスレポートか、又は、１つ以上の異なる種類の指標を有する変更されたバッファステータスレポートであることができる。そして、BSRの形式は、例えば、以下のうちの１つによって通知される。
-別途論理チャネル識別のために用いられる１つ以上のビット
-論理チャネルIDの１つの値
-バッファステータスレポートのために許可された６つのビットからの１つ以上のビット
これらの例のうちの後者では、BSRにおいて報告される削減された数のビットが、バッファステータスレポーティングのために用いられることができる。例えばいくつかの状況において、例えばVOIPのような低いビットレートサービスが送信される場合、バッファステータスレポートのために定められた利用可能なビットの全てが必要とされて送信されるわけではない場合がある。残りのビットは、どの種類の指標が用いられるかを示すために用いられることができる。バッファステータスレポートの値のためのビットのこの変更された数は、システム帯域幅及び/又はUE能力クラスに例えば依存することができる。
例えば、TTI中の１つのトランスポートブロックにおいて送信される可能性があるデータの小さい最大量を報告するために大きい値域は必要とされない小さい帯域幅のセルにおいて、BSR中のいくつかのビットは、使用される指標の種類を示すために、又は第２の種類の指標の値を示すために用いられることができる。
他の例として、低能力クラスのUEは、６ビットによって通知されることができる全部の値域を報告することができることを必要とせず、したがって、BSR中のいくつかのビットは、使用される指標の種類を示すために、又は第２の種類の指標の値を示すために用いられることができる。
上記の２つの例において、BSRの変更を示す通知は、それぞれ、システム帯域幅又はUE能力クラスの通知中に内在する。
第１の実施の形態の他の例によると、バッファステータスレポート中に含まれる指標の種類は、RRC(無線リソース制御)信号によって、半静的に設定されることができる。このRRC信号は、１つの、複数の又は全ての論理チャネル又は論理チャネルグループに適用することができる。したがって、論理チャネル識別情報のようなパラメータは、上記リストからの特定のインジケータに対応するように設定されることができる。
第１の実施の形態の他の例によると、バッファステータスレポート中に含まれる指標の種類は、上記のインジケータからのインジケータに対応するようにバッファレポートの特別の組み合わせを予め設定することによって示されることができる。
BSR中に示される値が何であっても先行する例は用いられることができ、バッファステータスの履歴又は将来の指標に限定されるべきではないことが理解されるべきである。
変更されたバッファステータスレポートは、従来のBSRの代わりに、及び/又は、以下で説明されるようないくつかのイベントに応じて、時々送信されることができる。
いくつかの実施の形態において、変更されたバッファステータスレポートが送信されるかどうかを一次局又は二次局において決定するために使用される基準は、データの少なくとも１つの特性によって決まることができる。例えば以下によって決まる。
・データの優先度の指標
・データのQoSパラメータ(例えば待ち時間要求又はその関数)
・データが割り当てられる論理チャネル又は論理チャネルのグループの識別情報
・バッファに到着したデータの量
・バッファでのデータの到着の速度
・バッファにおけるデータの以前の到着からの時間
UMTS規格によれば、以下のイベントのいずれかが発生する場合に、バッファステータスレポート(BSR)が引き起こされる。
-アップリンクデータが二次局送信バッファに到着し、そのデータが、二次局送信バッファ中に既に存在したデータのそれらより高い優先度を有する論理チャネルに属する。その場合、このBSRは「通常のBSR」として以下で参照される。
-アップリンクリソースが割り当てられ、パディングビットの数がバッファステータスレポートMAC制御要素のサイズより大きい。その場合、このBSRは「パディングBSR」として以下で参照される。
-サービングセル変更が発生する。その場合、このBSRは「通常のBSR」として以下で参照される。
-周期的BSRタイマ(PERIODIC BSR TIMER)が期限切れになる。その場合、このBSRは「周期的BSR」として以下で参照される。
通常のBSR及び周期的BSRに対して、
- １つの論理チャネルグループ(LCG)のみが、BSRが送信されるTTIにおけるデータをバッファしている場合、短いBSRを報告する。
-複数のLCGが、BSRが送信されるTTIにおけるデータをバッファしている場合、長いBSRを報告する。
パディングBSRに対して、
-パディングビットの数が、短いBSRのサイズと同じであるかそれより大きいが、長いBSRのサイズよりは小さい場合、バッファリングされたデータと共に最も高い優先度論理チャネルを有するLCGのShort BSRを報告する。
-パディングビットの数が、Long BSRのサイズと同じであるかそれ以上である場合、Long BSRを報告する。
バッファステータスレポーティング手順が、BSRの最後の送信以降にBSRが引き起こされたかを決定する場合、
- UEがこのTTIのための新たな送信に割り当てられるULリソースを持つ場合、
-多重化及びアセンブリ手順に、BSR MAC制御要素を生成するように指示し、
-周期的BSRタイマを再起動する。
-通常のBSRがBSRの最後の送信以降に引き起こされている場合、
-スケジューリング要求が引き起こされる。
BSRが送信されることができる時間までに複数のイベントが発生する場合であっても、１つのBSRのみがMAC PDU中に含まれる。アップリンク付与が全ての待機中のデータを収容することができるが、BSR MAC制御要素を追加で収容するためには十分でない場合、待機中のBSRはキャンセルされる。同様に、これらのイベントは、変更されたBSRのトリガリングを引き起こす場合がある。
他の二次局バッファ情報を含む変更されたバッファステータスレポートの送信のための時間のパターンを二次局が設定する実施の形態が可能であることにも留意すべきである。
第１の実施の形態によれば、この方法は、一次局が、最近X個の先だって報告されたバッファステータスレポートに対応する期間中の中断されたパケットの数を示すように、X番目ごとのバッファステータスレポートを設定する構成を含むことができる。
この実施の形態の更なる実施例は、一次局が、Y番目ごとの無線フレーム中の任意のバッファステータスレポートが、予め定められた数の先だって報告されたバッファステータスレポートに対応する期間中の中断されたパケットの数を示すように設定する構成を含むことができる。
本発明は、通信装置が集中型スケジューリングを利用する移動通信システム(例えばUMTS及びLTE)において実施されることができる。
さらに本発明は、複数の端末から基地局への呼び出しの経路を定めるハブのために同様に実施されることができる。そのような装置は、ネットワークの観点から、二次局のように見える。
本明細書及び請求の範囲において、単数で表現された要素は、そのような要素が複数存在することを除外しない。さらに、「有する」「含む」などの用語は、挙げられたもの以外の要素又はステップを除外しない。
請求の範囲において括弧中に参照符号が含まれることは、理解を助けることを意図しており、制限することは意図していない。
本開示を読むことにより、他の変更例が当業者にとって明らかになるだろう。そのような変更例は、無線通信技術及び送信機パワー制御において既知であって、本明細書において既に記載された特徴の代わりに又はそれらの特徴に追加して用いられることができる他の特徴を含むことができる。

Claims (11)

  1. 一次局及び少なくとも１つの二次局を有するネットワークにおいて通信するための方法であって、前記二次局は、前記一次局に送信されるべきデータパケットを収容できるバッファを有し、当該方法は、前記二次局が前記一次局にバッファステータスの指標を送信するステップを有し、前記指標が、前記バッファの履歴に関する情報を含み、前記バッファの履歴に関する情報が、前記バッファに現在記憶されている最も古いデータパケットの年齢の指標を含む、方法。
  2. 前記指標が、前記バッファの将来に関する情報を含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記バッファの履歴に関する前記情報が、前記バッファに現在記憶されている、同様のQoS要求を持つ論理チャネルのセットのための最も古いデータパケットの年齢の指標を含む、請求項１に記載の方法。
  4. 前記最も古いデータパケットの年齢の指標が、当該年齢が予め定められた閾値を超えているかの指標である、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記バッファの履歴に関する前記情報が、前記二次局によって中断されたデータパケットの数の指標を含む、請求項１に記載の方法。
  6. 前記バッファの履歴に関する前記情報が、現在再送信中であるデータパケットの数の指標を含む、請求項１に記載の方法。
  7. 中断されたデータパケットの数が、論理チャネルのグループに対して推定される、請求項５又は請求項６に記載の方法。
  8. 前記二次局が前記バッファの履歴の指標を送信するステップが、以下の条件のうちの１つが満たされた場合に実行される、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の方法。
    - 前記バッファ中のデータパケットのいずれかの優先度が予め定められた閾値を超える。
    - 前記バッファにおけるデータの到着速度が予め定められた閾値を超える。
    - 前記バッファ中のデータパケットの数が予め定められた閾値を超える。
    - 前記バッファに到着したデータパケットの数が予め定められた閾値を超える。
    - 前記バッファ中のデータの量が予め定められた閾値を超える。
  9. 前記二次局が一定の間隔で前記バッファの履歴に関する情報を伴わないバッファステータスの指標を送信するステップを有し、前記バッファの履歴に関する情報を伴う指標を送信するステップが、以下の条件のうちの１つが満たされた場合に実行される、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の方法。
    - 前記バッファ中のデータパケットのいずれかの優先度が予め定められた閾値を超える。
    - 前記バッファにおけるデータの到着速度が予め定められた閾値を超える。
    - 前記バッファ中のデータパケットの数が予め定められた閾値を超える。
    - 前記バッファに到着したデータパケットの数が予め定められた閾値を超える。
    - 前記バッファ中のデータの量が予め定められた閾値を超える。
  10. 一次局と通信するための手段を有する二次局であって、前記二次局は、前記一次局に送信されるべきデータパケットを収容できるバッファを有し、前記二次局は、前記一次局にバッファステータスの指標を送信するための送信手段を有し、前記指標は、前記バッファの履歴に関する情報を含み、前記バッファの履歴に関する情報が、前記バッファに現在記憶されている最も古いデータパケットの年齢の指標を含む、二次局。
  11. 少なくとも１つの二次局と通信するための手段を有する一次局であって、前記一次局は、前記二次局からバッファステータスの指標を受信するための手段を有し、前記指標はバッファの履歴に関する情報を含み、前記一次局はさらに、前記バッファの履歴に関する前記情報に従って前記二次局に送信リソースを割り当てる割り当て手段を有し、前記バッファの履歴に関する情報が、前記バッファに現在記憶されている最も古いデータパケットの年齢の指標を含む、一次局。
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