JP6074032B2 - ワイヤレス・パケット・データ送信のペイロードの区分のための装置、方法、およびコンピュータ可読媒体 - Google Patents

Description

実施形態はワイヤレス・データ送信に関し、たとえば、区分された音声データのワイヤレス送信のスケジューリングに関する。

低パケット遅延許容量という制約を伴うサービス（たとえば、ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ ＩＰ（ＶｏＩＰ）または対話型ビデオ・サービス）のためのワイヤレス・パケット・データ・ネットワークでは、制約（たとえば、品質）が順守され得る。たとえば、残存ブロック・エラー率（ｒＢＬＥＲ）およびパケット転送遅延に基づく制約が順守され得る。

無線カバレッジが乏しい（たとえば、ユーザ機器がセルの端部にある）状況において、パケット・データ・スケジューラが初期ブロック・エラー率（ｉＢＬＥＲ）の性能を維持しようと努めるとき、パケット・データ・スケジューラは、送信に使用される出力の総量を増やせない（たとえば、現在の送信が最大の出力にある）という制約のもとで、ＶｏＩＰパケット・データの送信を行う。そのような状況では、無線インターフェース・パケット・データ・スケジューラの典型的な挙動は、パケットを区分するようにユーザ機器に指示することであり、これは、各々の個々のパケットの送信に対するよりロバストな変調および符号化方法（ＭＣＳ）の使用を可能にする（たとえば、送信により少量の出力しか必要としないより少量のデータがある時間間隔にわたって送信される）。

その結果、送信当たりのペイロード・ビットの数が減り、それにより、送信されるビット当たりの出力の量が増える。これは、ｉＢＬＥＲの性能の向上につながる。

しかしながら、パケットの区分はユーザ機器によるパケットの送信に遅延をもたらし、（送信時間間隔（ＴＴＩ）当たりのビットの数が制約されるので）無線リンク上で達成され得る最大の使用可能なビット・レートに対するボトルネックをもたらす。区分の限界レベルを超えると（すなわち、ＴＴＩごとの最小のペイロード・サイズを下回ると）、無線リンクのスループットがサービス・データ・レートより低くなり、全体のパケット遅延が増大（たとえば、蓄積）し始めて、低パケット遅延という制約を伴うサービスのサポートがもはや不可能になると推測される。

ユーザ機器によるこの「制御されないパケットの区分」により、ユーザ機器は、受信機（たとえば、ｅＮｏｄｅＢ）におけるパケットの再組立を支援するための追加のヘッダを加えることが必要になる。より高い区分のレベルは、より高いオーバーヘッドの比率につながり、これは送信の効率を下げる。さらに、区分の限界レベルを超えると（すなわち、ＴＴＩごとの最小のペイロード・サイズを下回ると）、無線リンクのスループットがサービス・データ・レートより低くなり、全体のパケット遅延が増大（たとえば、蓄積）し始めて、低パケット遅延という制約を伴うサービスのサポートがもはや不可能になると推測される。

１つの実施形態は方法を含む。この方法は、遅延に敏感なトラフィックのためにユーザ機器に割り当てられ得るリソース・ブロックの最小の数を決定するステップと、送信出力設定に基づいて、データへ割り振るためのリソース・ブロックの最大の数を決定するステップと、区分されたデータとして区分するためのリソース・ブロックの最小の数およびリソース・ブロックの最大の数に基づいて、ある数のリソース・ブロックをアップリンク・データ送信に割り振るステップと、リソース・ブロックの割り振られた数に基づいて、信号対雑音＋干渉比（ＳＩＮＲ）を予測するステップと、予測されたＳＩＮＲおよび閾値の変調および符号化方法（ＭＣＳ）に基づいて、ＭＣＳをワイヤレス送信に割り当てるステップと、スケジューリング情報をユーザ機器に送信するステップとを含み、スケジューリング情報は、リソース・ブロックの割り振られた数および割り当てられたＭＣＳを含む。

別の実施形態はネットワーク要素（たとえば、ｅＮｏｄｅＢ）を含む。ネットワーク要素は、メモリと、メモリに通信可能に結合されたプロセッサとを含む。プロセッサは、遅延に敏感なトラフィックのためにユーザ機器に割り当てられ得るリソース・ブロックの最小の数を決定し、送信出力設定に基づいて、データへ割り振るためのリソース・ブロックの最大の数を決定し、区分されたデータとして区分するためのリソース・ブロックの最小の数およびリソース・ブロックの最大の数に基づいて、ある数のリソース・ブロックをアップリンク・データ送信に割り振り、リソース・ブロックの割り振られた数に基づいて、信号対雑音＋干渉比（ＳＩＮＲ）を予測し、予測されたＳＩＮＲおよび閾値の変調および符号化方法（ＭＣＳ）に基づいて、ＭＣＳをワイヤレス送信に割り当て、スケジューリング情報をユーザ機器に送信するように構成され、スケジューリング情報は、リソース・ブロックの割り振られた数および割り当てられたＭＣＳを含む。

別の実施形態はユーザ機器を含む。ユーザ機器は、メモリと、メモリに通信可能に結合されたプロセッサとを含む。プロセッサは、スケジューリング・メッセージを受信するように構成され、スケジューリング・メッセージは、リソース・ブロックの割り振られた数および割り当てられた変調および符号化方法（ＭＣＳ）を含む。リソース・ブロックの割り振られた数は、遅延に敏感なトラフィックのためにユーザ機器に割り当てられ得るリソース・ブロックの最小の数と、送信出力設定に基づくデータへ割り振るためのリソース・ブロックの最大の数とに基づく。ＭＣＳは、リソース・ブロックの割り振られた数および閾値のＭＣＳに基づく、予測された信号対雑音＋干渉比（ＳＩＮＲ）に基づく。プロセッサはさらに、リソース・ブロックの割り振られた数に基づいて符号化されたデータを区分し、ＭＣＳを使用して、区分された符号化されたデータを、アップリンク・チャネルを通じてネットワーク要素へ送信するように構成される。

本発明は、本明細書において以下で与えられる発明を実施するための形態、および添付の図面からより完全に理解されるようになり、図面において、同様の要素は同様の参照番号によって表され、これらは例示のみのために与えられるので、本発明を限定するものではない。

ある例示的な実施形態による、ワイヤレス通信ネットワークのブロック図である。 物理リソース・ブロック（ＰＲＢ）のワイヤレス送信を示す図である。 ある例示的な実施形態による、ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂ（ｅＮｏｄｅＢ）を示す図である。 ある例示的な実施形態による、ワイヤレス通信ネットワークにおけるスケジューリングされたアップリンク・データ送信にリソース・ブロックを割り振るための方法を示す図である。 ある例示的な実施形態による、ユーザ機器を示す図である。 ある例示的な実施形態による、ワイヤレス通信ネットワークにおいてアップリンク・データ送信におけるデータを区分するための方法を示す図である。

これらの図面は、いくつかの例示的な実施形態で利用される方法、構造、および／または材料の全般的な特性を例示し、以下で与えられる文書による説明を補足することが意図されることに留意されたい。しかしながら、これらの図面は、縮尺通りではなく、任意の所与の実施形態の正確な構造または性能の特性を正確に反映しないことがあり、例示的な実施形態が包含する値または性質の範囲を定義または限定するものとして解釈されるべきではない。たとえば、分子、層、領域、および／または構造的な要素の相対的な厚みおよび配置が、明瞭性のために縮小または誇張されていることがある。様々な図面における同様のまたは同一の参照番号の使用は、同様のまたは同一の要素または特徴の存在を示すことが意図される。

例示的な実施形態は様々な修正および代替的な形態が可能であるが、それらの実施形態が図面において例として示され、本明細書で詳細に説明される。しかしながら、例示的な実施形態を開示される特定の形式に限定する意図はなく、逆に、例示的な実施形態は、特許請求の範囲内に入るすべての修正、等価物、および代替物を含むべきであることを理解されたい。同様の番号は、図面の説明の全体において同様の要素を指す。

例示的な実施形態をより詳しく論じる前に、いくつかの例示的な実施形態がプロセスとして説明され、または方法がフローチャートとして示されることに留意されたい。フローチャートは、順次的なプロセスとして動作を説明するが、動作の多くは、並列に、同時に、または一斉に実行され得る。加えて、動作の順序は並べ替えられ得る。プロセスは、動作が完了すると終了し得るが、図面に含まれない追加のステップも有してよい。プロセスは、方法、関数、プロシージャ、サブルーチン、サブプログラムなどに対応し得る。

本明細書で使用される場合、「モバイル・ユニット」という用語は、クライアント、ユーザ機器、移動局、モバイル・ユーザ、モバイル、加入者、ユーザ、遠隔局、アクセス端末、受信機などと同義であると見なされてよく、以後、それらとして時々呼ばれることがあり、かつワイヤレス通信ネットワークにおけるワイヤレス・リソースの遠隔ユーザを表すことがある。

同様に、本明細書で使用される場合、「ｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂ」または「ｅＮｏｄｅＢ」という用語は、ＮｏｄｅＢ、基地局、無線基地局装置（ＢＴＳ）などと同義であると見なされてよく、以後、それらとして時々呼ばれることがあり、複数の技術世代にまたがり得るワイヤレス通信ネットワーク中のモバイルと通信しておりそれらにワイヤレス・リソースを提供する、送受信機を表すことがある。本明細書で論じられる場合、基地局は、本明細書で論じられる方法を実行するための能力に加えて、従来のよく知られている基地局と関連付けられるすべての機能を有し得る。

その一部がフローチャートによって示される、以下で論じられる方法は、ハードウェア、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、またはこれらの任意の組合せによって実装され得る。ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、またはマイクロコードで実装される場合、必要なタスクを実行するためのプログラム・コードまたはコード・セグメントは、記憶媒体のような機械可読媒体またはコンピュータ可読媒体に記憶され得る。プロセッサ（複数可）は、必要なタスクを実行することができる。

本明細書で開示される特定の構造的な特徴および機能的な特徴は、本発明の例示的な実施形態を説明するための代表にすぎない。しかしながら、本発明は、多くの代替的な形式で具現化されてよく、本明細書で述べられる実施形態のみに限定されるものとして解釈されるべきではない。

第１の、第２の、などの用語が、様々な要素を説明するために本明細書で使用されることがあるが、これらの要素はこれらの用語によって限定されるべきではないことが理解されるだろう。これらの用語は、要素を互いに区別するためにだけ使用される。たとえば、例示的な実施形態の範囲から逸脱することなく、第１の要素が第２の要素と名付けられてよく、同様に、第２の要素が第１の要素と名付けられてよい。本明細書で使用される場合、「および／または」という用語は、関連する列挙された項目の１つまたは複数の任意のおよびすべての組合せを含む。

要素が別の要素に「接続される」または「結合される」ものとして言及される場合、要素は他の要素に直接接続または結合されてよく、または介在する要素が存在していてよいことが理解されるだろう。対照的に、要素が別の要素に「直接接続される」または「直接結合される」ものとして言及される場合、介在する要素は存在しない。要素間の関係を説明するために使用される他の言葉は、同様の方式で解釈されるべきである（たとえば、「の間」対「の間に直接」、「に隣接して」対「に直接隣接して」など）。

本明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、例示的な実施形態を限定することは意図されない。本明細書で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、別段文脈が明確に示さない限り、複数形も含むことが意図される。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、および／または「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用される場合、述べられた特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／またはコンポーネントの存在を規定するが、他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、コンポーネント、および／またはこれらのグループのうちの１つまたは複数の存在または追加を除外しないことがさらに理解されるだろう。

いくつかの代替的な実装形態では、示される機能／活動は、図面において示される順序とは異なる順序で行われ得ることにも留意されたい。たとえば、連続して示される２つの図面は、関与する機能／活動に応じて、実際には同時に実行されてよく、または、場合によっては逆の順序で実行されてよい。

別段定義されない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術用語および科学用語を含む）は、例示的な実施形態が属する技術分野の当業者により一般的に理解されるのと同じ意味を有する。用語、たとえば、一般に使用される辞書において定義される用語は、関連技術の文脈におけるそれらの意味と矛盾しない意味を有するものとして解釈されるべきであり、理想化された意味で、または過剰に型通りな意味で解釈されることは、本明細書でそのように明示的に定義されていない限りはないことが、さらに理解されるだろう。

例示的な実施形態および対応する詳細な説明の部分が、ソフトウェア、アルゴリズム、およびコンピュータ・メモリ内のデータ・ビットに対する操作の記号表現に関して提示される。これらの説明および表現は、当業者が自身の成果の実体を他の当業者に効果的に伝える際に使用するものである。アルゴリズムは、その用語が本明細書で使用される場合、かつそれが一般に使用される場合、所望の結果につながるステップの首尾一貫した手順であると考えられる。ステップは、物理量の物理的な操作を必要とするステップである。必須ではないが通常、これらの量は、記憶され、伝送され、結合され、比較され、かつ別様に操作されることが可能な、光信号、電気信号、または磁気信号の形式をとる。時には、主に一般的に使用されているという理由で、これらの信号を、ビット、値、要素、シンボル、文字、用語、数字などとして呼ぶことが便利であることがわかっている。

以下の説明では、説明のための実施形態が、動作の活動および記号表現（たとえば、フローチャートの形式の）を参照して説明され、これらの動作の活動および記号表現は、特定のタスクを実行し、または特定の抽象データ型を実装し、既存のネットワーク要素における既存のハードウェアを使用して実装され得る、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含む、プログラム・モジュールまたは関数プロセスとして実装され得る。そのような既存のハードウェアは、１つまたは複数の中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタル・シグナル・プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）コンピュータなどを含み得る。

しかしながら、これらの用語および同様の用語のすべてが、適切な物理量と関連付けられるべきであり、これらの量に与えられる便利な標識にすぎないことに留意されたい。別段特別に述べられていない限り、または議論から明らかでない限り、「処理する」または「計算する」または「算出する」または「決定する」または「表示する」などのような用語は、コンピュータ・システムのレジスタおよびメモリ内の物理的かつ電気的な量として表されるデータを、コンピュータ・システムのメモリ、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、情報送信デバイス、もしくは情報表示デバイス内の物理量として同様に表される他のデータへと操作し変換する、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・デバイスの活動および処理を指す。

図１は、１つまたは複数の関連するｅＮｏｄｅＢ １１５を有するアクセス・ゲートウェイ１２０を含む、ワイヤレス通信ネットワーク１００を示す。アクセス・ゲートウェイ１２０のカバレッジ・エリアは、複数のセル１１０−１、１１０−２、１１０−３を含み得る。

ワイヤレス通信ネットワーク１００は、Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）であり得る。Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＬＴＥ）は、将来の要件に対応するようにＵｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ（ＵＭＴＳ）規格を改善するためのプロジェクトに与えられた名称である。一態様では、ＵＭＴＳは、第４世代（４Ｇ）ワイヤレス・ネットワークとしてＥ−ＵＴＲＡＮを提供するように修正されている。

Ｅ−ＵＴＲＡＮは、Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ（Ｅ−ＵＴＲＡ）のユーザ・プレーン（ＰＤＣＰ／ＲＬＣ／ＭＡＣ／ＰＨＹ）および制御プレーン（ＲＲＣ）のプロトコル終端をユーザ機器（ＵＥ）１０５に提供する、ｅＮｏｄｅＢ １１５を含み得る。ｅＮｏｄｅＢは、それぞれのＸ２インターフェースによって互いに相互接続され得る。

本明細書で論じられる場合、ｅＮｏｄｅＢ １１５は、所与のカバレッジ・エリア（たとえば、１１０−１、１１０−２、１１０−３）内のＵＥ １０５に無線アクセスを提供する基地局を指す。このカバレッジ・エリアはセルと呼ばれる。しかしながら、知られているように、複数のセルが単一のｅＮｏｄｅＢと関連付けられることが多い。

知られているように、アクセス・ゲートウェイ１２０は、とりわけ、ユーザの無線アクセス・ネットワーク（ＲＡＮ）モビリティ管理手順およびユーザのセッション管理手順を制御する。チャネル１２５は、シグナリングおよびデータ送信のためのアップリンク（ＵＬ）チャネルおよびダウンリンク（ＤＬ）チャネルを提供することができる。たとえば、チャネル１２５は、ブロードキャスト制御チャネル（ＢＣＣＨ）、物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ）、物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ）、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ）、物理ダウンリンク共有チャネル（ＰＤＳＣＨ）などのための、チャネルを提供することができる。

通常、ピーク・レート（たとえば、アップリンクおよびダウンリンクのデータ・レート）は実現可能ではなく、それは、ピーク・レートが、高い変調の次元を使用しコーディング冗長性をほとんど使用しない（高い符号化率）のにチャネル条件が十分に良好であることを要求するからである。したがって、エラー率の基準（たとえば、ブロック・エラー率（ＢＬＥＲ））が可能なデータ・レートを決定するために使用される。データ・レートの選択は通常、リンク適応と呼ばれる。ＬＴＥでは、リンク適応は、信号対干渉および雑音比（ＳＩＮＲ）の推定に基づいて、変調および符号化方法（ＭＣＳ）を選択する。ＳＩＮＲの推定は、受信機（たとえば、ＵＥ １０５）によって検出されるような参照信号に対して測定され得る。

データ・レートは、選択されたＭＣＳによって決定されてよく、エラー率は、ＭＣＳおよび支配的なチャネル品質に依存し得る。既知の６４ＱＡＭまたは１６ＱＡＭのような、より高次の変調方法は、（より低次の変調方法と比較して）変調シンボルごとにより多数のビットを可能にでき、このことは、より高いデータ・レートおよび帯域幅の効率性を可能にしつつ、同時に、相対的にエラーの少ない復調のために、受信機におけるより良好なＳＩＮＲを要求する。同様に、高い符号化率は、エラー訂正能力がより低くなるという代償を伴って、冗長性を低下させ得る。

図２は、物理リソース・ブロック（ＰＲＢ）のワイヤレス送信を示す。図２に示されるように、ＰＲＢの送信は、あるタイム・スロット（０〜７として繰り返し標識される）にわたって発生する。タイム・スロットのグルーピング（１つのセットが０〜７と標識される）は通常、ＨＡＲＱプロセス・インデックスとして当技術分野では知られている。ＨＡＲＱプロセス・インデックスにおけるタイム・スロットの数は設計上の選択である。タイム・スロットは一定の時間を有し得る。この一定の時間は設計上の選択である。通常、タイム・スロットは約１ｍｓである。タイム・スロットは、送信時間間隔（ＴＴＩ）として当技術分野では知られている。タイム・スロットは通常、データ・パケットが送信されるリソース・ブロックまたはＰＲＢとして、割り当てられる／スケジューリングされる。

ワイヤレス・ネットワーク（たとえば、ワイヤレス通信ネットワーク１００）が音声データを通信するために使用される場合（たとえば、ＶＯＩＰ）、音声データは通常、一定の時間間隔にわたってスケジューリングされる。この一定の時間間隔は設計上の選択である。たとえば、この一定の時間間隔は、音声データを符号化するためにユーザ機器により使用されるコーデックに基づき得る。コーデックは、当技術分野で知られており、送信、記憶、もしくは暗号化のためにデータ・ストリームもしくは信号（たとえば、ビデオ会議、メディアのストリーミング、およびビデオの用途において使用される）を符号化し、または再生もしくは編集のためにデータ・ストリームもしくは信号を復号するためのプログラムを、一般に指す。図２は、この一定の時間間隔を２０ｍｓとして示す。

無線カバレッジが乏しい（たとえば、ユーザ機器がセルの端部にある）状況において、パケット・データ・スケジューラが初期ブロック・エラー率（ｉＢＬＥＲ）の性能を維持しようと努めるとき、スケジューラは、ＶｏＩＰパケット・データの送信を行うようにプログラムされており、送信に使用される出力の総量を増やせない。そのような状況では、無線インターフェース・パケット・データ・スケジューラの典型的な機能は、各々の個々のパケットの送信に対するよりロバストな変調および符号化方法（ＭＣＳ）の使用を可能にするために、パケットを区分するようにユーザ機器（たとえば、ＵＥ １０５）に指示することである。この区分は、図２にＳ１〜Ｓ５として示される。

結果として、送信ごとのペイロード・ビットの数が減り、これによって、送信されるビットごとの出力の量が増え、これが今度は、ｉＢＬＥＲの性能の改善につながる。

図２は、スケジューラが５個のリソース・ブロックを使用するようにユーザ機器に指示する例を示す。結果として、ユーザ機器は、音声パケットを５個のセグメントに分割する。この例では、「ｓ５」と標識されたセグメントが、ＣＲＣに通るために３回以上の送信を必要とする場合、新たな音声パケット（２０ｍｓごとに到達する）は送信の遅延を受ける。

音声データ時間間隔（たとえば、２０ｍｓ）の間に送信されているセグメント（たとえば、Ｓ１〜Ｓ５）が多すぎる場合、無線インターフェース・パケット・データ・スケジューラは、遅延を累積し（ユーザ機器が以前の送信と関連付けられるセグメントのすべてを満足のいくように送信していないので）、かつ／または、セグメントを廃棄するようにユーザ機器に指示する必要があることがあり、品質の低下をもたらす。

たとえば、図２は、セグメントＳ１〜Ｓ５の（ユーザ機器による）再送信を示す。再送信は、たとえば、受信機（たとえば、ｅＮｏｄｅＢ １１５）により受信されるようなデータが復号エラーを有する場合に発生し得る。最後の再送信は、再送信されているセグメントＳ１〜Ｓ４を示す。しかしながら、セグメントＳ５は、新たな音声パケットの開始の後に再送信される必要があるであろう。結果として、データの競合（強調された送信間隔）が存在し、無線インターフェース・パケット・データ・スケジューラはセグメントＳ５を廃棄する（たとえば、再送信プロセスを終了する）。あるいは、無線インターフェース・パケット・データ・スケジューラは、新たな音声パケットの（ユーザ機器による）送信を遅らせることを選択することができ、これは累積遅延として知られている。

例示的な実施形態は、パケットの廃棄および遅延の累積を防止および／または低減することができる。少なくとも１つの例示的な実施形態によれば、送信時間間隔（ＴＴＩ）当たりの最小の量の使用可能なデータ・ペイロードを提供することによって、対話型サービス（たとえば、ＶＯＩＰ）が利用可能である無線条件の範囲（たとえば、無線カバレッジが乏しい状況における）が拡張され得る。このことは、パケットの廃棄および／または遅延の累積を引き起こし得る、パケット遅延の増大を防ぐのを助けることができる。図２を参照すると、セグメントの数がたとえば４に制限されるように、ＴＴＩごとの最小の量の使用可能なデータ・ペイロード（たとえば、ＰＲＢの使用量）を適切に制限することによって、新たな着信する音声パケットとの競合を最小にでき、遅延の増大を制限できる。

このように遅延の増大を防止することは、場合によっては、初期ＢＬＥＲの性能を代償にして行われる。対話型サービスが（初期ＢＬＥＲとは対照的に）残存ＢＬＥＲに対する制約のみを課すこと、および、現在のパケット・システムでは、残存ＢＬＥＲが、たとえばＨＡＲＱ再送信が原因で、初期ＢＬＥＲよりもはるかに小さいことを考えると、ＴＴＩごとの最小の量の使用可能なデータ・ペイロードを制限することで、対話型サービスが利用可能である無線条件の範囲（たとえば、無線カバレッジが乏しい状況における）を拡張することができる。したがって、例示的な実施形態は、最小のＭＣＳまたは最小の数のＰＲＢを、ＵＥに割り当てられるスケジューリング許可に提供することによって、ＬＴＥネットワークにおけるＴＴＩごとの最小の量の使用可能なデータ・ペイロードを制限することができる。

セグメントの数を制限することは、パケット・エラー率をある程度低下させ得る。しかしながら、最小の数のＰＲＢを提供することによって、この低下は小さくされ、または最小にされ得る。たとえば、１個ではなく２個のＰＲＢを通じてパケットを送信することで、パケットの符号化利得を向上させることができる。すでに最大出力で送信しているセルの端部にあるユーザ機器に対しては、１個ではなく２個のＰＲＢを通じてパケットを送信することは、通常、１個ではなく２個のＰＲＢに出力を分割することを必要とする。増大した符号化利得が、セルの端部のユーザ機器に対する増大した出力よりも有益であることがわかっている。

図３は、例示的な実施形態によるｅｖｏｌｖｅｄ Ｎｏｄｅ Ｂ（ｅＮｏｄｅＢ）を示す。図３に示されるように、ｅＮｏｄｅＢ １１５は、少なくとも、プロセッサ３１０およびメモリ３１５を含む。プロセッサは、無線インターフェース・パケット・データ・スケジューラ３０５（以後スケジューラ３０５）を含む。

プロセッサ３１０およびメモリ３１５は、一緒に動作してｅＮｏｄｅＢの機能を実行する。たとえば、メモリ３１５は、ｅＮｏｄｅＢの機能（たとえば、ＵＥのスケジューリング、制御情報のシグナリング／処理など）に関するコード・セグメントを記憶することができる。次いでコード・セグメントが、プロセッサ３１０によって実行され得る。さらに、メモリ３１５は、プロセッサ３１０により使用されるプロセス変数および定数を記憶することができる。

例示的な実施形態のソフトウェアにより実装される態様は、通常、何らかの形式のプログラム記憶媒体（たとえば、メモリ３１５）上で符号化され、または、何らかのタイプの送信媒体を通じて実装されることにも留意されたい。プログラム記憶媒体（たとえば、メモリ３１５）は磁気的（たとえば、フロッピー・ディスクまたはハード・ドライブ）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」）であってよく、読取り専用またはランダム・アクセスであってよい。同様に、送信媒体は、ツイスト・ワイヤ・ペア、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適切な送信媒体であり得る。例示的な実施形態は、任意の所与の実装形態のこれらの態様によって限定されない。

プロセッサ３１０およびメモリ３１５に関する追加の詳細が当業者には知られており、簡潔のためにさらに論じられない。

スケジューラ３０５は、事前に定義された規則および／または品質の目標などに基づいて、ユーザ機器（たとえば、ＵＥ １０５）への送信およびユーザ機器からの送信をスケジューリングするように構成され得る。ｅＮｏｄｅＢ １１５の動作に関するさらなる詳細、およびより具体的にはスケジューラ３０５は、図４に関して以下で論じられる。

図４は、例示的な実施形態による、ワイヤレス通信ネットワークにおいて、リソース・ブロックをスケジューリングされたアップリンク・データ送信に割り振るための方法を示す。図４と関連付けられる方法のステップを説明する際に、図１のネットワークおよび図３のｅＮｏｄｅＢ １１５に対する参照が行われる。図４のステップは、ｅＮｏｄｅＢ １１５による音声データのスケジューリングと関連付けられる典型的なステップに従い得る。

ステップＳ４０５において、スケジューラ３０５は、スケジューリングされたデータ送信（たとえば、スケジューリングされたデータ・パケット）が低パケット遅延許容量の送信（たとえば、ＶＯＩＰデータ）と関連付けられるかどうかを判定する。たとえば、スケジューラ３０５は、データを含むデータ・パケットと関連付けられるヘッダから情報を読み取ることができる。情報はデータ・タイプを含み得る。データ・タイプが音声データである場合、データ送信は、低パケット遅延許容量の送信と関連付けられ得る。あるいは、スケジューラ３０５は、ユーザ機器によって送信されるべきデータのタイプを示すメッセージを、制御チャネル（たとえば、物理アップリンク制御チャネル（ＰＵＣＣＨ））を通じて受信することができる。

別の例として、スケジューラ３０５は、データ・パケットと関連付けられる品質パラメータを読み取ることができる。品質パラメータがパケット・データ値であり、値が閾値未満である場合、データ送信は、低パケット遅延許容量の送信と関連付けられ得る。たとえば、スケジューラ３０５は、データ・パケットと関連付けられる無線ベアラのＱｏＳ識別子（ＱＣＩ）を決定することができる。ＱＣＩは、特定のベアラで受信されるパケットの扱いを規定する。たとえば、表１は３ＧＰＰで定義されるＱＣＩを示す。

ＱＣＩは、無線ベアラが作成されると、コア・ネットワーク（図示されず）からスケジューラにシグナリングされ得る。無線ベアラは、無線ベアラのセットアップにおいて論理チャネルｉｄを割り当てられる。スケジューラ３０５は、（たとえば、ＵＥによって送信されるバッファ状態報告に基づいて）スケジューラ３０５がスケジューリングしなければならないデータのタイプ（およびデータと関連付けられるＱｏＳ要件）を決定することができる。これらの報告は、どれだけのデータがある論理チャネルＩＤのための送信を待機しているかを示し得る。スケジューリングされるデータ送信が低パケット遅延許容量の送信と関連付けられない場合、処理は何らかの他の処理に進む。それ以外の場合、処理はステップＳ４１０に続く。

ステップ４１０において、スケジューラ３０５は、データが区分されるべきかどうか（または代替的にはデータが区分されているかどうか）を判定する。たとえば、上で論じられたように、ＵＥ（たとえば、ＵＥ １０５）が無線カバレッジの乏しい状況にあり（たとえば、ユーザ機器がセルの端部にあり）、送信出力が最大の出力である場合、データは区分され得る。乏しい無線カバレッジは、たとえば、ＵＥによって送信される既知のチャネル品質指示（ＣＱＩ）報告を使用して判定され得る。あるいは、スケジューラ３０５は、アップリンク受信機において測定されるアップリンクＳＩＮＲ情報と組み合わされるＵＥの出力ヘッドルーム報告を使用することができる。データが区分されるべきではない場合、処理は何らかの他の処理に続く。それ以外の場合、処理はステップＳ４１５に続く。

ステップＳ４１５において、スケジューラ３０５は、遅延に敏感なトラフィックのためにユーザ機器（たとえば、ＵＥ １０５）に割り当てられ得るリソース・ブロックの最小の数を決定する。たとえば、スケジューラ３０５は、ＵＥが乏しいカバレッジ条件の中にあり送信を待機しているデータが音声データである（たとえば、ＶｏＩＰ）場合に、リソース・ブロックの最小の数が１よりも大きな最小の閾値（たとえば、メモリ３１５に記憶されているシステム変数として決定される）に等しくなるように、リソース・ブロックの最小の数を決定することができる。それ以外の場合、リソース・ブロックの最小の数は１に等しい。ユーザ機器が無線リンクを維持するためにユーザ機器の最大のアップリンク出力で送信しており、ユーザ機器が会話におけるサービス品質（ＱｏＳ）の要件とともにデータを送信しているという状態に、ユーザ機器がある場合、リソース・ブロックの最小の数は、１よりも大きい最小の閾値に等しくてよい。

ステップＳ４２０において、スケジューラ３０５は、ＵＥの最大送信出力を超えることなく、ＵＥに割り当てられ得るリソース・ブロックの最大の数を決定する。たとえば、ＵＥに割り当てられ得るリソース・ブロックの最大の数は、ＵＥによってｅＮｏｄｅＢに送信される既知の出力ヘッドルーム報告に基づき得る。たとえば、ＵＥがｙ個のリソース・ブロックの付与サイズに対してＸｄＢのヘッドルームを報告する場合、出力飽和に達する前の最大の付与サイズはｙ×１０^{（ｘ／１０）}であり得る。

ステップＳ４２５において、スケジューラ３０５は、ユーザ機器に割り当てられ得るリソース・ブロックの最小の数（ステップＳ４１５）およびＵＥの最大送信出力を超えることなくＵＥに割り当てられ得るリソース・ブロックの最大の数（ステップＳ４２０）に基づいて、リソース・ブロックをＵＥに割り当てる。たとえば、スケジューラ３０５は、リソース・ブロックの数が、ユーザ機器に割り当てられ得るリソース・ブロックの最小の数よりも大きく、ＵＥの最大送信出力を超えることなくＵＥに割り当てられ得るリソース・ブロックの最大の数よりも小さくなるように、リソース・ブロックをＵＥに割り当てることができる。

上で論じられたように、セグメントの数を制限することはパケット・エラー率を悪化させ得る。したがって、ステップＳ４３０において、スケジューラ３０５は、割り当てられたリソース・ブロックの数に基づいて、ＵＥに割り当てられるリソースに対する信号対雑音＋干渉比（ＳＩＮＲ）を予測する。さらに、スケジューラ３０５は、予測されたＳＩＮＲに基づく目標のブロック・エラー率（ＢＬＥＲ）を達成するために、好ましい変調および符号化方法（ＭＣＳ）インデックスを割り当てる。たとえば、ＳＩＮＲは、以前のＶｏＩＰ送信で観測されたＳＩＮＲに基づいて予測され得る。あるいは、ＳＩＮＲは、最近のＳｏｕｎｄｉｎｇ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｙｍｂｏｌ（ＳＲＳ）観測またはＵＥ（たとえば、ＵＥ １０５）からのチャネル品質情報（ＣＱＩ）報告に基づいて予測され得る。予測されるＳＩＮＲは、ユーザ機器の出力ヘッドルーム報告およびアップリンク受信機で測定されたアップリンクＳＩＮＲ情報に基づき得る。ＭＣＳは、ＭＣＳ＝ＬＵＴ（予測されたＳＩＮＲ）となるように、参照テーブルを使用して割り当てられ得る。

ステップＳ４３５において、スケジューラ３０５は、予測されたＳＩＮＲ（たとえば、エラー率の調整）に基づいてリンクを適応させる。たとえば、ＬＴＥでは、リンク適応は、適応変調および符号化（ＡＭＣ）に基づき得る。予測されたＳＩＮＲが十分高い場合に、１６ＱＡＭまたは６４ＱＡＭのようなより高いスペクトル効率を伴う（したがってより高いビット・レートを伴う）より高次の変調方法が使用されるように、ＡＭＣはＭＣＳを割り当てる（たとえば、適応させる）ことができる。予測されるＳＩＮＲが低い場合は、送信エラーに対してよりロバストであるがよりスペクトル効率の低い、ＱＰＳＫのようなより低次の変調方法が使用される。

所与の変調方法に対して、チャネル品質に応じて適切な符号化率が選択され得るように、ＡＭＣは符号化率を適応させることができる。チャネル品質が高いほど、高い符号化率が使用され、結果としてデータ・レートが高くなる。

ステップＳ４４０において、スケジューラ３０５は、ＵＥの変調および符号化方法（ＭＣＳ）を最小のＭＣＳと比較する。たとえば、ＵＥ（たとえば、ＵＥ １０５）および／またはワイヤレス・ネットワーク（たとえば、ワイヤレス通信ネットワーク１００）は、保証される遅延（たとえば、サービス品質パラメータ）に基づいて、最小のＭＣＳ閾値を有し得る。スケジューラ３０５によって設定されるＭＣＳは、最小のＭＣＳの閾値と比較され得る。ＭＣＳの閾値は、ＵＥ（たとえば、ＵＥ １０５）に割り当てられるＰＲＢの数および音声サービスに対して要求される保証されるビット・レートの値に応じて、異なり得る。

ステップＳ４４５において、スケジューラ３０５は、比較に基づいてＵＥのＭＣＳを上書きする。たとえば、割り当てられたＭＣＳが最小のＭＣＳの閾値未満である場合、スケジューラ３０５は、割り当てられたＭＣＳを最小のＭＣＳの閾値に変更する。

ステップＳ４５０において、スケジューラ３０５は、情報（たとえば、スケジューリング情報）をユーザ機器（たとえば、ＵＥ １０５）に送信する。この情報は、リソース・ブロックの割り振られた数および割り当てられたＭＣＳを含み得る。この情報は、制御チャネルまたはシグナリングチャネル（たとえば、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ））を通じて送信され得る。

例示的な実施形態によれば、図４で提示されたステップは、音声パケットの各セグメントに対するパケット・エラー率を改善することができ、これによって、全体のパケット・エラー率および音声呼の品質を改善する。たとえば、図２を再び参照すると、図４で説明される方法は、４個のセグメント（Ｓ１〜Ｓ４）の割振りをもたらし得る。４個のセグメントの割振りは、競合および／または累積遅延を伴わない音声データ送信をもたらし得る。

図５は、ある例示的な実施形態によるユーザ機器（たとえば、ＵＥ １０５）を示す。図５に示されるように、ＵＥ １０５は、少なくとも、プロセッサ５１０およびメモリ５１５を含む。プロセッサ５１０およびメモリ５１５は一緒に動作して、ユーザ機器の機能を実行する。たとえば、メモリ５１５は、ユーザ機器の機能（たとえば、音声の符号化、制御情報のシグナリング／処理など）に関するコード・セグメントを記憶することができる。コード・セグメントは次いで、プロセッサ５１０によって実行され得る。さらに、メモリ５１５は、プロセッサ５１０により使用されるプロセス変数および定数を記憶することができる。

例示的な実施形態のソフトウェアにより実装される態様は、通常、何らかの形式のプログラム記憶媒体（たとえば、メモリ５１５）上で符号化され、または、何らかのタイプの送信媒体を通じて実装されることにも留意されたい。プログラム記憶媒体（たとえば、メモリ５１５）は磁気的（たとえば、フロッピー・ディスクまたはハード・ドライブ）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」）であってよく、読取り専用またはランダム・アクセスであり得る。同様に、送信媒体は、ツイスト・ワイヤ・ペア、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適切な送信媒体であり得る。例示的な実施形態は、任意の所与の実装形態のこれらの態様によって限定されない。

図６に関して以下で説明される詳細を除き、プロセッサ５１０およびメモリ５１５に関する追加の詳細が当業者に知られており、簡潔のためにさらに論じられない。

図６は、ある例示的な実施形態による、ワイヤレス通信ネットワークにおいて、アップリンク・データ送信におけるデータを区分するための方法を示す。図６と関連付けられる方法のステップを説明する際に、図１のネットワークおよび図５のユーザ機器１０５に対する参照が行われる。

ステップＳ６０５において、プロセッサ５１０はスケジューリング・メッセージを受信する。スケジューリング・メッセージは、割り振られるリソース・ブロックの数および割り当てられるＭＣＳを含む、スケジューリング情報を含み得る。割り振られるリソース・ブロックの数および割り当てられるＭＣＳは、図４に関して上でより詳しく論じられる。スケジューリング情報は、制御チャネルまたはシグナリングチャネル（たとえば、物理ダウンリンク制御チャネル（ＰＤＣＣＨ））を介して受信され得る。

ステップＳ６１０において、プロセッサ５１０は、割り振られたリソース・ブロックの数が１よりも大きいことを示すものをスケジューリング情報が含むかどうかを判定する。割り振られたリソース・ブロックの数が１よりも大きくない場合、処理は何らかの他の処理に進む。それ以外の場合、処理はステップＳ６１５に続く。

ステップＳ６１５において、プロセッサ５１０は符号化されたデータを生成する。たとえば、データ（たとえば、音声データ）は既知のコーデックを使用して符号化され得る。コーデックは、音声データを符号化するためにユーザ機器（たとえば、ＵＥ １０５）によって使用される。コーデックは、当技術分野で知られており、送信、記憶、もしくは暗号化のためにデータ・ストリームもしくは信号（たとえば、ビデオ会議、メディアのストリーミング、およびビデオの用途において使用される）を符号化し、または再生もしくは編集のためにデータ・ストリームもしくは信号を復号するためのプログラムを、一般に指す。

ステップＳ６２０において、プロセッサ５１０は、リソース・ブロックの割り振られた数に基づいて、符号化されたデータを区分する。たとえば、リソース・ブロックの割り振られた数が４に等しい場合、プロセッサ５１０は、符号化されたデータを、同数のビットを各々含む４個のセグメントに区分する。

ステップＳ６２５において、プロセッサ５１０は、スケジューリング情報からＭＣＳを決定する。ＭＣＳは、ｅＮｏｄｅＢによって決定され、図４に関して上でより詳しく論じられる。

ステップＳ６３０において、プロセッサ５１０は、ＭＣＳを使用して、区分された符号化されたデータを、アップリンク・チャネルを通じてネットワーク要素に送信する。ＭＣＳを使用して、データをアップリンク・チャネルを通じてネットワーク要素に送信することは、当業者には知られており、簡潔のためにさらに論じられない。

例示的な実施形態が特に示され説明されたが、特許請求の趣旨および範囲から逸脱することなく、形式および詳細部分の変更が行われ得ることが当業者により理解されるだろう。

Claims (10)

1. リソース・ブロックをスケジューリングされたアップリンク・データ送信に割り振るための方法であって、
   遅延に敏感なトラフィックのためにユーザ機器に割り当てられ得るリソース・ブロックの最小の数を決定するステップ（Ｓ４１５）と、
   送信出力設定に基づいて、データへ割り振るためのリソース・ブロックの最大の数を決定するステップ（Ｓ４２０）と、
   区分されたデータとして区分するためのリソース・ブロックの前記最小の数およびリソース・ブロックの前記最大の数に基づいて、ある数のリソース・ブロックを前記アップリンク・データ送信に割り振るステップ（Ｓ４２５）と、
   リソース・ブロックの前記割り振られた数に基づいて、信号対雑音＋干渉比（ＳＩＮＲ）を予測するステップ（Ｓ４３０）と、
   前記予測されたＳＩＮＲと変調および符号化方法（ＭＣＳ）の閾値とに基づいて、ＭＣＳをワイヤレス送信に割り当てるステップ（Ｓ４３５）と、
   スケジューリング情報を前記ユーザ機器に送信するステップ（Ｓ４５０）とを含み、前記スケジューリング情報が、リソース・ブロックの前記割り振られた数および前記割り当てられたＭＣＳを含む、方法。
2. 割り振られたリソース・ブロックの前記数が、リソース・ブロックの前記最小の数とリソース・ブロックの前記最大の数との間にある、請求項１に記載の方法。
3. リソース・ブロックの前記最小の数がリソース・ブロックの前記最大の数より大きい場合、割り振られたリソース・ブロックの前記数がリソース・ブロックの前記最大の数である、請求項１に記載の方法。
4. 前記ユーザ機器が無線リンクを維持するために前記ユーザ機器の最大アップリンク出力で送信しており、前記ユーザ機器が会話におけるサービス品質（ＱｏＳ）要件とともにデータを送信している状態に、前記ユーザ機器がある場合、リソース・ブロックの前記最小の数が１よりも大きい最小の閾値に等しい、請求項１に記載の方法。
5. 前記予測されたＳＩＮＲが、前記数のリソース・ブロックにわたって割り振られた以前のデータ送信に対して観測されたＳＩＮＲに基づく、請求項１に記載の方法。
6. 前記予測されたＳＩＮＲが、前記ユーザ機器の出力ヘッドルーム報告およびアップリンク・データ送信における受信機において測定されたアップリンクＳＩＮＲ情報に基づく、請求項１に記載の方法。
7. 前記割り当てられたＭＣＳが、前記予測されたＳＩＮＲを使用して参照テーブルにおいて参照される、請求項１に記載の方法。
8. 付与ペイロード・サイズがフロア・レベルよりも大きいように、前記割り当てられたＭＣＳが割り当てられ、累積された遅延が存在しないように前記フロア・レベルが決定される、請求項１に記載の方法。
9. 前記予測されたＳＩＮＲおよび前記割り当てられたＭＣＳが、前記区分されたデータの各セグメントの送信に対する目標のブロック・エラー率（ＢＬＥＲ）を達成する、請求項１に記載の方法。
10. メモリ（５１５）と、
    前記メモリに通信可能に結合されたプロセッサ（５１０）とを含むネットワーク要素（１１５）であって、前記プロセッサが、
    遅延に敏感なトラフィックのためにユーザ機器に割り当てられ得るリソース・ブロックの最小の数を決定し、
    送信出力設定に基づいて、データへ割り振るためのリソース・ブロックの最大の数を決定し、
    区分されたデータとして区分するためのリソース・ブロックの前記最小の数およびリソース・ブロックの前記最大の数に基づいて、ある数のリソース・ブロックを前記アップリンク・データ送信に割り振り、
    リソース・ブロックの前記割り振られた数に基づいて、信号対雑音＋干渉比（ＳＩＮＲ）を予測し、
    前記予測されたＳＩＮＲおよび閾値の変調および符号化方法（ＭＣＳ）に基づいて、ＭＣＳをワイヤレス送信に割り当て、
    スケジューリング情報を前記ユーザ機器に送信するように構成され、前記スケジューリング情報が、リソース・ブロックの前記割り振られた数および前記割り当てられたＭＣＳを含む、ネットワーク要素（１１５）。