JP6452968B2 - 通信システムにおける信号の迅速な再送信のための方法および装置 - Google Patents
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Description
本発明は通信に関する。特に、本発明は通信システムにおける信号の迅速な再送信のための新規な方法および装置に関する。
通信システムにおいて、そこを通って信号が送信および受信端末装置間を伝播する信号通信チャネルは種々の要因により通信チャネルの特性が変化する。無線通信システムにおいてはこれらの要因は信号強度の時間的変動、雑音、他の端末装置からの妨害および同様のものを含むが、これらに限定されるものではない。それ故、大規模なエラー制御コーディングにもかかわらず、あるパケットは受信端末装置において行方不明であるかまたは誤って受信される。もし違った定義がなされるのでなければ、パケットはプリアンブル（preamble）、ペイロード（payload）、および品質メトリック（quality metric）を含む信号のユニット（unit）である。それ故、受信端末装置において行方不明であるかまたは誤って受信されたパケットを検出するために、自動再送信要求（ＡＲＱ；Automatic Retransmission reQuest）機構がしばしば通信システムのリンク層において使用され、送信端末装置にこれらパケットの再送信が要求される。ＡＲＱの一例はラジオリンクプロトコル（ＲＬＰ；Radio Link Protocol）である。ＲＬＰは、この技術分野において良く知られている、ＮＡＫに基づくＡＲＱプロトコルとして知られているエラー制御プロトコルの一種である。かかるＲＬＰの１つが“スペクトル拡散システムに関するデータサービスオプション；ラジオリンクプロトコル タイプ２”と題するＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−７０７−Ａ．８に記載されており、以後ＲＬＰ２として参照され、参照によりここに組み込まれる。
現行のＡＲＱ機構は、行方不明であるかまたは誤って受信されたパケットの再送信を、各パケットに対する唯一のシーケンス番号を使用することにより遂行する。受信端末装置が期待したシーケンス番号よりも大きいシーケンス番号を有するパケットを検出した場合、この受信端末装置は期待したシーケンス番号と検出されたパケットのシーケンス番号との間のシーケンス番号を有するパケットは行方不明になるかまたは誤って受信されたことを宣言する。受信端末装置は続いて送信端末装置に対し行方不明のパケットの再送信を要求する制御メッセージを送信する。替りに、送信端末装置が受信端末装置からの明確な受取り通知を受信していない場合には、送信端末装置は間隔外の所定の時間の後でパケットを再送信することができる。
その結果、現在のＡＲＱ機構はパケットの最初の送信と後の再送信と間に大きな遅延を生じさせる。ＡＲＱは特定のパケットが行方不明になるかまたは誤って受信されたことを、その時点で期待されるシーケンス番号より高いシーケンス番号含む次のパケットが受信されるまで、または時間外の期限が終了するまで、明らかにすることができない。この遅延は遅延の統計値の両端間に大きい偏差を生じさせ、ネットワークの処理量にさらなる不利益をおよぼす効果を有する。トランスポート制御プロトコル（ＴＣＰ；transport control protocol）のようなトランスポート層プロトコルは輻そう制御（congestion control）を実行し、これは往復遅延推定（round-trip delay estimate）の偏差に基づいてネットワーク中の未解決のパケットの数を減少させる。要するに、遅延に関する大きな偏差はネットワークに許容される通信量の低下を生じさせ、結果として通信システムの処理量の低下を生じさせる。
遅延および遅延の変動を低下させるための１つの提案は、最初の送信が高い確率で正確に受信されることを確実にすることにより、再送信を避けることである。しかしながらこの提案は大きい電力量を必要とし、これもまた処理量を低下させる。
上記により、この技術分野において低い再送信遅延を伴うＡＲＱ機構に関する要求が存在する。
本発明は通信システムにおける信号の迅速な再送信（ＱＡＲＱ；quick retransmission）のための方法および装置を目的とする。
本発明の１つの概念によれば、受信端末装置は受信された信号におけるパケットの品質基準（quality metric）を決定する。受信端末装置は送信端末装置に対して直ちにパケットの品質基準に従った短い受領通知（ＳＡ；short acknowledgment）を送信する。品質基準がパケットが誤って受信されたことを示す場合には、ＳＡは否定的な受領通知（ＮＡＫ；negative acknowledgment）として返送される。他の場合は、ＳＡは肯定的な受領通知（ＡＣＫ；positive acknowledgment）または受領通知として返送される。
本発明の他の概念によれば、特定のパケットとＳＡとの間に決定可能な関係が存在し、そのためＳＡはパケットが再送信されるべきであるというような明示の指示を含むことを必要としない。
本発明の他の概念によれば、ＳＡはエネルギーのビット（a bit of energy）である。
本発明の他の概念によれば、送信端末装置は所定の回数のパケットの再送信を試みる。
本発明のさらに他の概念によれば、ＱＡＲＱ機構と共に、通常の、シーケンス番号に基づくＡＲＱが採用される。
同様の参照符号が終始相応じて同一視される図面と組み合わせた場合に、以下に述べる詳細な記載から、本発明の特徴、対象および利点がより明確になるであろう。
図１は、本発明の実施の形態を実施可能な、典型的な通信システム１００を説明する。第１端末装置１０４は順方向リンク１０８ａを通じて第２端末装置１０６に信号を送信し、そして逆方向リンク１０８ｂを通じて第２端末装置１０６から信号を受信する。通信システム１００は双方向に動作可能であり、双方の端末装置１０４および１０８それぞれはデータがその端末装置から送信されるかまたはその端末装置で受信されるかどうかに従って送信機ユニットまたは受信機ユニットとして動作する。無線セル方式通信システムの実施の形態において、第１端末装置１０４は基地局（ＢＳ；base station）とすることができ、第２端末装置１０６を電話、ラップトップコンピュータ、パーソナルディジタル補助手段そして同様のものである移動局（ＭＳ；mobile station）とすることができる。順方向リンクおよび逆方向リンクは電磁周波数帯域とすることができる。
一般に、リンクは論理的に明瞭な形式の情報を搬送する一組のチャネルを含む。これらのチャネルは時分割多重（ＴＤＭ；time division multiplex）機構、コード分割多重（ＣＤＭ；code division multiplex）機構、またはこれら２つの組合わせに従って送信することが可能である。ＴＤＭ機構において、チャネルは時間定義域において識別される。順方向リンクは時間間隔の周期的な列におけるタイムスロットから構成され、そしてチャネルはタイムスロットの中で送信される。その結果複数チャネルは１つが一度に送信される。コード分割機構においては、チャネルは擬似ランダム直交シーケンスにより識別され、その結果複数チャネルを同時に送信可能である。コード分割機構は、本出願の譲渡人に譲渡され、参照することによりここに組み込まれた“ＣＤＭＡセル方式電話システムにおいて信号波形を発生させるためのシステムおよび方法”なる名称の米国特許第５，１０３，４５９号に記載されている。
本発明の一実施の形態において、順方向リンクは一組のチャネル、例えばパイロットチャネル、媒体アクセスチャネル、トラヒックチャネル、そして制御チャネルを含む。制御チャネルは順方向リンクを監視する全てのＭＳによって受信される信号を搬送するチャネルである。本発明の一実施の形態において、トラヒックチャネルにおいて搬送され最初の送信と迅速な再送信との双方を含むデータは制御チャネル上で提供される情報がなくとも復調可能である。他の実施の形態において、制御チャネルはトラヒックチャネルにおいて搬送されるべきデータの復調のために必要な情報を搬送することが可能である。本発明の典型的な実施の形態における順方向リンク信号の構造に関しては図２を参照されたい。
本発明の一実施の形態において、逆方向リンクは一組のチャネル、例えばトラヒックチャネルおよびアクセスチャネルを含む。逆方向トラヒックチャネルは単一のＭＳからネットワークを含む複数のＢＳへの送信に供せられる。逆方向アクセスチャネルは、複数のＭＳがトラヒックチャネルを持たない場合に、ネットワーク内の複数のＢＳと通信するために複数のＭＳにより使用される。
簡単化のために、通信システム１００は１つのＢＳ１０４と１つのＭＳのみを含むように示されている。しかしながら通信システム１００に関する他の変更例および構成が可能である。例えば、複数の使用者、複数のアクセス通信システムにおいて、単一のＢＳが複数のＭＳに対し同時にデータを送信するために使用することが可能である。加えて、本出願の譲渡人に譲渡され、参照することによりここに組み込まれた“ＣＤＭＡセル方式電話システムにおけるソフトハンドオフ”なる名称の米国特許第５、１０１、５０１号に記載されているソフト−ハンドオフと同様の方法において、ＭＳは同時に複数のＢＳからの送信を受信することができる。ここに記載された実施の形態における通信システムは何らかの数のＢＳおよびＭＳを含むことができる。その結果、多数のＢＳのそれぞれが帰路（backhaul）１１０と同様の帰路を介して基地局制御器（ＢＳＣ；base station controller）１０２に接続される。帰路１１０は多数の接続形式、例えばマイクロ波または電線Ｅ１またはＴ１、または光ファイバにより実施可能である。接続部１１２は無線通信システム１００を図示されていない公衆交換データネットワーク（ＰＳＤＮ；public switched data network）の接続する。
典型的な実施の形態において、各ＭＳは複数ＢＳから受信される信号についての信号の品質基準を監視する。多数のＢＳから順方向リンク信号を受信したＭＳ（例えばＭＳ１０６）は最も高い品質の順方向リンク信号（例えばＢＳ１０４）に関連するＢＳを割出す。続いてＭＳ１０６は、選択されたＢＳ１０４から受信したパケットのパケットエラーレート（ＰＥＲ；packet error rate）が目標ＰＥＲを超えないであろうデータレートの予測を生成する。典型的な実施の形態はおよそ２％の目標ＰＥＲを使用する。続いてＭＳ１０６は“末尾確率（tail probability）”が目標ＰＥＲより大きいかまたは目標ＰＥＲに等しいレートを計算する。末尾確率とは、パケットの送信期間が継続する間における実際の信号の品質が、所定のレートにおけるパケットについて好結果を得る正しい復号に必要とされる信号の品質よりも小さい確率である。続いてＭＳ１０６は特に逆方向リンクにおいて選択されたＢＳ１０４に対し、特に選択された基地局が順方向リンクデータをＭＳ１０６に対し送信するかもしれないデータレートを要求するメッセージを送る。
本発明の一実施の形態において、メッセージはデータレート制御チャネル（ＤＲＣ；data rate control channel）上で送られる。ＤＲＣは本出願の譲渡人に譲渡され、参照することによりここに組み込まれた“高いデータレートによる送信のための方法および装置”なる名称の共に未決定の出願番号０８／９６３、３８６に開示されている。
本発明の他の実施の形態において、特定用途のために使用される逆方向リンク媒体アクセスチャネル（Ｒ−ＭＡＣＣＨ；reverse link medium access channel）が使用される。Ｒ−ＭＡＣＣＨはＤＲＣ情報、逆方向レート標識子（ＲＲＩ； reverse rate indicator）、およびＳＡ情報を搬送する。
典型的な実施の形態において、ＢＳ１０４は１つまたはそれ以上のＭＳからの逆方向チャネルを監視し、そして各順方向リンク送信タイムスロットの継続期間中にわずか１つの宛先ＭＳにデータを順方向リンク上で送信する。ＢＳ１０４は、システム１００の処理量を最大化するという要求と共に、各ＭＳのサービス等級（ＧｏＳ；grade of service）の要求を均衡させるように設計された予定の手順に基づき宛先ＭＳ（例えばＭＳ１０６）を選択する。典型的な実施の形態において、ＢＳ１０４は宛先のＭＳから受信した最も新しいメッセージにより指示されたレートで宛先のＭＳ１０６にのみデータを送信する。この制限は宛先ＭＳ１０６に関し順方向リンク信号におけるレート検出の実行を不必要にする。宛先ＭＳ１０６はそれが所定のタイムスロットが継続する期間における意図する宛先ＭＳかどうかの決定のみが必要となる。
典型的な実施の形態において、ＢＳは各新しい順方向リンクパケットの最初のタイムスロット内のプリアンブル（preamble）を送信する。プリアンブルは意図する宛先ＭＳを明らかにする。一度宛先ＭＳがそれがスロット内のデータに関する宛先であることを確定すると、ＭＳは関連するタイムスロット内のデータの復号を開始する。典型的な実施の形態において、宛先ＭＳ１０６はこのＭＳ１０６に送られたリクエストメッセージに基づき順方向リンク内のデータのデータレートを決定する。パケットを送信するために使用される多数の順方向リンクタイムスロットはパケットが送られるデータレートに基づき変化する。低いレートで送られるパケットは極めて多くのタイムスロットを使用して送られる。
一度ＭＳ１０６がデータがＭＳ１０６を指定していることを決定すると、ＭＳ１０６はパケットを復号し、受信したパケットの品質基準を評価する。パケットの品質基準はパケットの内容、例えばパリティビット、周期的冗長性チェック（ＣＲＣ；cyclic redundancy check）、および同様のもの、に対応する処方に従って決定される。本発明の一実施の形態において、品質基準はＣＲＣである。評価された品質基準と受信されたパケット含まれる品質基準が比較され、そしてこの比較に基づき適切なＳＡが生成される。図５に関連して述べるように、典型的な実施の形態におけるＳＡはただ１ビットのみを含むことができる。
一実施の形態において、ＳＡはＡＣＫに基づくものであり、即ち、ＡＣＫメッセージはパケットが正確に復号された場合にＭＳからＢＳに送られ、メッセージが送られないことはパケットが誤って復号されたことである。
他の実施の形態において、ＳＡはＮＡＫに基づくものであり、即ち、ＮＡＫメッセージはパケットが誤って復号された場合にＭＳからＢＳに送られ、メッセージが送られないことはパケットが正確に復号されたことである。この提案の利点は、ＭＳにおける電力節約と同様に、高信頼性と他の逆方向リンクとの低ノイズ干渉が達成可能なことである。記載の通り、ＢＳは意図するパケットを１つのＭＳのみに送信しているので、多くともこのＭＳはＮＡＫを送るだけであり、このようにして逆方向リンクにおいては低い干渉の目的が達成される。良く設計されたシステムにおいては、ＭＳがパケットを誤って復号する確率は低い。さらに、ＮＡＫが零エネルギーのビット（a bit of zero energy）の場合、ＮＡＫは低エネルギーに抑えられる。それ故に、ＭＳは大量の電力をＮＡＫビットの数少ない送信に割当て可能となり、確実性が保証される。
さらに他の実施の形態においては、ＡＣＫはエネルギーの第１の値であり、そしてＮＡＫはエネルギーの第２の値である。
続いてＳＡが逆方向リンク１０８ｂ上のチャネルを通じてＢＳ１０４に送られる。本発明の一実施の形態において、逆方向リンクチャネルはＤＲＣである。
本発明の他の実施の形態においてコードチャネル直交法が逆方向リンクに関し有効に使用し得る。ＢＳは意図するパケットをただ１つのＭＳに対し送信しているために、多くともこのＭＳがＳＡを送り、このようにして逆方向リンク上において低い干渉が達成される。良く設計されたＭＳにおいて、ＭＳが誤ってパケットを復号する確率は低い。さらに、ＳＡが零エネルギーのビットであるＡＣＫまたは零エネルギーのビットであるＮＡＫの場合、直交チャネルは低エネルギーに抑えられる。それ故、ＭＳは電力の大部分をまれに生ずるＳＡビットの送信に配分することが可能となり、逆方向リンクに高信頼性と低い干渉を保証する。
さらに本発明の他の実施の形態において、特定用途のために供される逆方向リンク媒体アクセスチャネル（Ｒ−ＭＡＣＣＨ；reverse link medium access channel）が使用される。Ｒ−ＭＡＣＣＨはＤＲＣ、ＲＲＩおよびＡＣＫ／ＮＡＫ情報を搬送する。
ＢＳ１０４はＳＡを検出し、パケットの再送信が必要であるかどかを決定する。ＳＡが再送信が必要であると決定した場合にはパケットは再送信を予定され、他の場合はそのパケットは破棄される。
典型的な実施の形態において、上記ＱＡＲＱ機構は以下の記載で述べるようにＲＬＰと協同する。
図２は典型的な高データレートシステムにおいて各基地局により送信される順方向リンク信号の構造を示す。順方向リンク信号は一定の継続時間のタイムスロットに分割される。典型的な実施の形態において、各タイムスロットは１．６７ｍｓｅｃの長さを有する。各スロット２０２は２つの１／２スロット２０４に分割され、各１／２スロット２０４内で送信されるパイロットバースト（pilot burst）２０８を有する。典型的な実施の形態において、各スロットは２０４８チップの長さであり、１．６７ｍｓｅｃのスロット継続時間に対応する。典型的な実施の形態において、各パイロットバースト２０８は９６チップの長さであり、関連する１／２スロット２０４の中央の位置に配置される。逆方向リンク電力制御（ＲＰＣ；reverse link power control）信号２０６は全ての第２の１／２スロット２０４ｂのパイロットバーストのいずれか側で送信される。典型的な実施の形態において、ＲＰＣ信号は各スロット２０２の第２のパイロットバースト２０８ｂの直前において６４チップでおよび直後において６４チップで送信され、そして各加入局により送信される逆方向リンク信号の電力を調整するために使用される。典型的な実施の形態において、順方向リンクトラヒックチャネデータは第１の１／２スロット２１０の残りの部分および第２の１／２スロット２１２の残りの部分において送られる。典型的な実施の形態において、プリアンブル２１４は６４チップの長さであり、各パケットと共に送信される。トラフィックチャネルストリームは特定のＭＳに対して向けられるため、プリアンブルはＭＳ固有のものである。
典型的な実施の形態において、制御チャネルは一定のレートである７６．８ｋｂｐｓで送信され、制御チャネルは順方向リンクにおいて時分割多重である。制御チャネルメッセージは全てのＭＳを管理する故に、制御チャネルのプリアンブルは全てのＭＳによって認識される。
図３はＭＳに対しパケットを送信または再送信するためにＱＡＲＱを使用するＢＳにおける方法の典型的なフローチャートである。ステップ３００においてＢＳはＭＳに送信することを意図するペイロードユニット（payload unit）を受信する。
ステップ３０２においてＢＳはペイロードユニットが送信されるべきペイロードユニットかまたは再送信されるべきペイロードユニットかどうかを決定する。図１を参照して述べたように、このステップにおいて再送信要求はＲＬＰによってのみ開始され得る。
ペイロードユニットが送信されるべきものである場合、この方法はステップ３０４へ続き、ここでこのペイロードユニットは最初の時の待ち行列（first time queue）に提供される。
ペイロードユニットが再送信されるべきものである場合、この方法はステップ３０６へ続き、ここでこのペイロードユニットは最初の時の待ち行列に提供される。
ステップ３０８においてＢＳは特定のＭＳに向けられるペイロードユニットをその構造が送信データレートに対応して決定されるパケットにアセンブル（assemble）する。パケットが送られるデータレートは宛先ＭＳからの逆方向リンクを通して受信される帰還信号に基づく。データレートが小さい場合、データのパケット（多重スロットパケットと呼ばれる）は多重順方向リンクタイムスロットの中で送信される。典型的な実施の形態において、プリアンブルが新しいパケット内で送信される。このプリアンブルは復号期間中において意図する宛先ＭＳの確認を可能にする。典型的な実施の形態において、多重スロットパケットにおける最初の時のスロットのみがプリアンブルと共に送信される。替りにプリアンブルは全ての順方向リンクタイムスロット内で送信可能である。
ステップ３１０において、ＢＳは図１を参照して述べた計画の順序に応じてパケットを送信する。
パケットが送信された後、ＢＳはステップ３１２において送信されたパケットに対応するＳＡが受信されたかどうかを検査する。図６を参照して述べるように、ＢＳは何時ＳＡを期待するかの情報を有する。
期待されたタイムスロット内においてＡＣＫが受信された場合には（またはＮＡＫが受信されない場合には）、この方法はステップ３１４に続く。ステップ３１４において、パケットは最初の時のおよび再送信の待ち行列から取り除かれ、そしてパケットは破棄される。
期待されたタイムスロット内においてＮＡＫが受信された場合には（またはＡＣＫが受信されない場合には）、この方法はステップ３１６に続く。ステップ３１６において、再送信を制御するパラメータが検査される。このパラメータは特定のパケットは繰返し再送信されないことを確実にし、緩衝となる要求（buffer requirement）を増加させ、そして通信システムの処理量を低減する。１つの実施の形態において、このパラメータは例えばパケットが再送信可能である回数の最大数およびパケットが送信された後パケットが最初の時の待ち行列に留まることの可能な最大時間を含む。パラメータが限度を超えた場合には、パケットは最初の時および再送信の待ち行列から取り除かれ、そしてパケットはステップ３１８において放棄される。この筋書きにおいて、ＱＡＲＱ再送信工程は終了し、そしてパケットは図６を参照して述べられるようなＲＬＰプロセッサからの要求に応じて再送信され得るようになる。パラメータが限度を超えない場合には、パケットはステップ３２０において再送信のための予定を変更される。
図４はＢＳに対する応答を生成するためにＱＡＲＱを使用するＭＳにおける方法の典型的なフローチャートである。ステップ４００においてＭＳはＢＳからのパケットを受信する。
ステップ４０２において、パケットのプリアンブルが抽出される。プリアンブルはステップ４０４において基準のプリアンブルと比較される。プリアンブルがこのパケットは他のＭＳに向けられたものであることを示す場合にはステップ４０６においてパケットは破棄され、そしてフローは他のパケットを待つためステップ４００に戻る。プリアンブルがこのパケットはこのＭＳに向けられたものであることを示す場合には、ステップ４０８においてＭＳはパケットを復号し受信されたパケットの品質基準を評価する。
ステップ４１０において、評価された品質基準と受信されたパケットに含まれている品質基準を比較する。評価された品質基準と受信されたパケットに含まれている品質基準が適合しない場合、ステップ４１２において適切なＳＡが送られる。典型的な実施の形態において、ＳＡはＮＡＫであり、零でないエネルギーのビット（a bit of non-zero energy）により表現される。ステップ４１４において、送られたＳＡに関するタイマーが始動する。タイマーの目的は誤って復号されたパケットに関するペイロードユニットの再送信のためにＭＳが待つ期間を限定することである。典型的な実施の形態において、誤って復号されたパケットに関連して、ＮＡＫにおいてタイマーが満了する期間内において誤って復号されたパケットに関するペイロードユニットが受信されない場合には、ＱＡＲＱ処理は中止され、そしてＲＬＰが行方不明のペイロードユニットについて取扱う。ステップ４１６〜４３２および付随する記載を参照されたい。
ステップ４１０においてパケットが正しく復号された場合には、ステップ４１６において適切なＳＡが送られる。典型的な実施の形態において、ＳＡはエネルギーの無いビット（a bit of no energy）である。続いてステップ４１８においてこのパケットに含まれるペイロードユニットはバッファに記憶される。
ステップ４２０において、ＲＬＰシーケンス番号の期待値に対するペイロードユニットのＲＬＰシーケンス番号が検査される。
ＲＬＰシーケンス番号が連続性を示す場合には、ＭＳに送信されたパケットの全てのペイロードユニットは正確に受信されたことを意味する。その結果、バッファに含まれる連続的なシーケンス番号を有する全てのペイロードユニットはステップ４２０においてＲＬＰ層に提供される。
ＲＬＰシーケンス番号が非連続性を示す場合には、タイマーは、送られた最後のＮＡＫ（これはステップ４１４において開始された）に対応してステップ４２２において確認される。タイマーが終了していない場合は、ＭＳは行方不明のペイロードユニットの再送信または送られる最後のＮＡＫに関するタイマーの終了を待つ。
特定のＮＡＫに関するタイマーが満了した場合、そして結果として行方不明のペイロードユニットの特定の組について満了した場合、これらのペイロードユニットに関するＱＡＲＱ機構は中止される。特定のＮＡＫに関連する行方不明のペイロードユニットよりも大きい、また次のＮＡＫ（もしあれば）に関連する行方不明のユニットよりも小さいシーケンス番号を有する、バッファに記憶された全てのペイロードユニットはステップ４２４においてＲＬＰ層に提供される。
ステップ４２６において、ＲＬＰ層は伝えられたペイロードユニットのシーケンス番号を確認する。シーケンス番号が連続性を示す場合には、ステップ４２８においてＲＬＰ層はデータをバッファからデータシンク（data sink）に引渡す。他方、ステップ４３０においてＲＬＰ層は行方不明のユニットの再送信を要求するＲＬＰメッセージを生成する。本発明の一実施の形態において、ＲＬＰメッセージはバッファへ行方不明のユニットの全ての再送信を要求する。他の実施の形態において、メッセージは最後に検出された行方不明のペイロードユニットについてのみ再送信を要求する。
ステップ４３２において、メッセージは逆方向リンクを通じて、取扱うＢＳに送信される。
図５は図１の通信システム１００の詳細なブロック図を示す。ＭＳ１０６に伝送されるべきデータはＰＳＤＮ（図示されていない）から接続部１１２を介してＢＳＣ１０２に到着する。データはＲＬＰプロセッサ５０４の制御によりペイロードユニットにフォーマットされる。この実施の形態においてはＲＬＰプロセッサが示されているが、シーケンス番号方法に基づき再送信可能な他のプロトコルが利用可能である。本発明の一実施の形態において、ペイロードユニットは１０２４ビット長である。またＲＬＰプロセッサ５０４は分配器（distributor）５０２にどのパケットについて再送信を要求されているかの情報を提供する。再送信要求はＲＬＰメッセージを介してＲＬＰプロセッサ５０４に伝えられる。分配器５０２はペイロードユニットを帰路を介してＢＳに伝え、これはどこにデータが向けられるかについてのＭＳの要求を満たす。分配器５０２は帰路を介してＭＳの要求を満たすＢＳからＭＳの位置についての情報を受信する。
帰路１１０を通ってＢＳ１０４に到達したペイロードユニットは分配器５０６に提供される。分配器５０６はペイロードユニットは新しいペイロードユニットかまたは再送信のためにＲＬＰプロセッサ５０４によって提供されたペイロードユニットかどうかを検査する。ペイロードユニットが再送信されるべきものである場合は、ペイロードユニットは再送信待ち行列５１０に提供される。他の場合には、ペイロードユニットは最初の時の待ち行列５０８に提供される。図１を参照して記載されるように、ペイロードユニットは続いてＭＳ１０６によって要求されるデータレートに従うパケットにアセンブルされる。
アセンブルされたパケットはスケジューラ（scheduler）５１２に提供される。スケジューラ５１２は最初の時のパケットとＭＳ１０６への再送信のために意図されたパケットとの間で割当てられた優先度によりＱＡＲＱ制御器５１８と協同する。ＭＳ１０６へ送信されたパケットは、ＢＳ１０４がＭＳ１０６からのＳＡを待つ間、待ち行列５０８、５１０内に残る。
順方向リンク１０８ａを通じてＭＳ１０６へ到達するパケットは、パケットのプリアンブルを検出し、そして復号するプリアンブル検出器５２０に提供される。プリアンブルは、復号されたプルアンブルを基準プリアンブルと比較する、プロセッサ５２１に提供される。そのパケットが他のＭＳに向けられていることをプリアンブルが示す場合には、パケットは放棄され、他の場合にはパケットは、パケットを復号するデコーダ５２２に提供される。復号されたパケットはパケットの品質基準を評価するプロセッサ５２１に提供される。評価された品質基準と受信されたパケットに含まれる品質基準とが比較され、そしてこの比較に基づきＳＡ生成器５２６が適切なＳＡを生成する。プリアンブル検出器５２０、デコーダ５２２、そしてプロセッサ５２１が個別の構成要素として示されているが、この技術分野の熟練者は物理的な相違は説明のための目的だけのためになされるものであることを認識するであろう。プリアンブル検出器５２０、デコーダ５２２、そしてプロセッサ５２１は上記工程を遂行する単一のプロセッサ内に組込むことが可能である。
パケットが誤って復号された場合、即ち評価された品質基準と受信されたパケットに含まれる品質基準が適合しない場合、ＳＡが送られそしてタイマー５３０がＳＡのために始動する。典型的な実施の形態においてＳＡは零でないエネルギーのビットにより表現されるＮＡＫである。タイマー５３０の目的は、ＭＳ１０６が誤って復号されたパケットに関するペイロードユニットの再送信を待つ期間を限定することにある。誤って復号されたパケットに関するペイロードユニットが、誤って復号されたパケットに関連するＮＡＫについてのタイマー５３０の満了期間内に受信されない場合、ＱＡＲＱ工程は中止される。行方不明のペイロードユニットの再送信はＲＬＰにより取扱われる。
パケットが正しく復号された場合、パケットに含まれるペイロードユニットはバッファ５２８に記録される。パケットに含まれるペイロードユニットのＲＬＰシーケンス番号はデコーダ５２２によりＲＬＰシーケンス番号の期待値に対して確認される。ＲＬＰシーケンス番号が連続性を示す場合は、バッファ５２８に含まれる連続するシーケンス番号を有する全てのペイロードユニットはＲＬＰプロセッサ５２６に提供される。さもなければ、タイマー５３０は、送られた最後のＮＡＫに対応して、確認される。時間が満了していない場合には、ペイロードユニットはバッファ５２８に記録され、そしてＭＳ１０６は行方不明のペイロードユニットの再送信または送られた最後のＮＡＫに対するタイマー５３０の満了を待つ。特定のＮＡＫ、そして、その結果として行方不明のペイロードユニットの特定の組、に対するタイマー５３０が満了した場合、特定のＮＡＫに関する行方不明のユニットよりも高いシーケンス番号、または次のＮＡＫ−もしあれば−に関する行方不明のユニットよりも低いシーケンス番号を有するバッファ５２８内の全てのペイロードユニットはＲＬＰプロセッサ５２６に提供される。
ＲＬＰプロセッサ５２６は伝えられたペイロードユニットのシーケンス番号を確認する。シーケンス番号が連続性を示す場合、ＲＬＰプロセッサ５２４はバッファ５２８からデータシンク５３４にデータを伝える。さもなければ、ＲＬＰプロセッサ５２６はＲＬＰメッセージ生成器５３２に行方不明のユニットの再送信を要求するＲＬＰメッセージを生成することを指示する。本発明の一実施の形態において、ＲＬＰメッセージはバッファ５２８内の全ての行方不明のユニットの再送信を要求する。他の実施の形態において、このメッセージは最後に検出された行方不明のペイロードユニットについてのみ再送信を要求する。続いて、メッセージは逆方向リンク１０８ｂを通じてＢＳ１０４に送信される。
ＳＡを含みそして逆方向リンクを通じてＢＳ１０４に到達するデータはＳＡ検出器５１４およびＲＬＰメッセージ検出器５１６に提供される。
ＳＡ検出器５１４によって検出された、受信されたデータがＡＣＫを含む場合は、ＱＡＲＱ制御器５１８はＡＣＫに関連するパケットを待ち行列５０８、５１０から取除く。
ＮＡＫが受信された場合、ＱＡＲＱ制御器５１８は再審査を制御するパラメータが限度を超えたかどうか確認する。典型的な実施の形態において、このパラメータはパケットが再送信され得る回数の最大数およびパケットが送信された後パケットが最初の時の待ち行列５０８内に留まり得る最大の時間を含む。パラメータが限度を超えた場合、ＱＡＲＱ制御器５１８はパケットを待ち行列５０８、５１０から取除く。さもなければ、ＱＡＲＱ制御器５１８はスケジューラ５１２にパケットが高い優先度での送信に予定を変更されるべきであることを指示する。ＱＡＲＱ制御器５１８が受取り通知の無いパケットが最初の時の待ち行列５０８内に存在することを決定した場合には、パケットは最初の時の待ち行列５０８から再送信の待ち行列５１０に移動させられる。
ＲＬＰメッセージ検出器５１６により検出された、受信されたデータがＲＬＰ再送信要求を含む場合には、検出器５１６はＲＬＰメッセージを帰路１１０を通してＲＬＰプロセッサ５０４に提供する。続いてＲＬＰプロセッサは実行されるＲＬＰに応じてパケットを再送信するための手続を開始する。
図６はＭＳ１０６において受信されたパケットとＭＳ１０６から送信されたＳＡとの関係を図示する。スロットｎ−４、ｎ−３において、ＭＳ１０６の受信機は順方向チャネルリンク１０８を通じてパケットを受信し、このパケットがＭＳ１０６に対して向けられたものであるかどうかを決定する。このパケットがＭＳ１０６に対して向けられたものでない場合は、ＭＳ１０６はパケットを放棄する。そうでない場合は、ＭＳ１０６はパケットを復号し、パケットの品質基準を評価し、そして評価された品質基準をスロットｎ−２、ｎ−１内のパケットに含まれる品質基準と比較する。スロットｎにおいて、ＭＳ１０６の送信機は逆方向チャネルリンク１０８ｂを通じて戻りのＳＡをＢＳ１０４に送る。スロットｎ＋１において、ＢＳ１０４において受信されたＳＡは復号されそしてＱＡＲＱ制御器に提供される。再送信を要求された場合、スロットｎ＋２、ｎ＋３において、ＢＳ１０４はパケットを再送信する。受信された順方向リンクチャネル１０８ａおよび逆方向リンクチャネル１０８ｂ上のスロットの位置はＭＳ１０６において同期させられる。それ故、順方向チャネルリンク１０８ａおよび逆方向チャネルリンク１０８ｂ上のスロットの相対的位置は固定される。ＢＳ１０４はＢＳ１０４およびＭＳ１０６間の往復の遅延を測ることができる。その結果、ＳＡがＢＳ１０４に到着しなければならないタイムスロットが確認され、受信されたパケットの処理とＳＡとの間の関係が決定可能となるようになる。
本発明の一実施の形態において、受信されたパケットの処理とＳＡとの間の関係は、パケットの受信とＳＡを戻す送信との間のスロットの数、即ち、スロットｎ−２、ｎ−１、を固定することにより決定可能となる。その結果、ＢＳ１０４は各ＳＡを有する各パケットと結合可能となる。この技術分野の熟練者は図５がこの概念を単に図示するのみであることを意味することを理解できるであろう。その結果、特定の事項に割り当てられるスロットの数は変化可能であり、例えばパケットの品質基準の復号および評価は２よりも大きいかまたは小さいスロット内において生じさせることができる。さらに、一定の事項、例えばパケットの長さ、ＳＡの受領とパケットの再送信との間の遅延、は本質的に変動し易い。
本発明の他の実施の形態において、受信されたパケットの処理とＳＡとの間の関係は、どのパケットが再送信されるべきかの情報をＳＡに含むことにより、確定可能である。
好ましい実施の形態の上記記述はこの技術分野のいかなる熟練者においても本発明を動作させまたは使用することを可能とするように提供される。これらの実施の形態に対する種々の変更が容易であることはこの技術分野の熟練者にとって明らかであり、ここに規定された一般的な原理は発明能力を用いることなしに他の実施の形態においても適用可能である。このように本発明は、ここに示された実施の形態に限定されることを意図するものではなく、ここに記載された原理および新規な特徴に矛盾しない最も広い概念に対応すべきものである。
１００ … 通信システム
１０２ … 基地局制御器
１０４ … 第１端末装置
１０６ … 第２端末装置、ＭＳ
１０８ａ … 順方向リンク
１０８ｂ … 逆方向リンク
１１０ … 帰路
１１２ … 接続部
２０２ … スロット
２０４ … １／２スロット
２０６ … 逆方向リンク電力制御信号
２０８ … パイロットバースト
２１０ … 第１の１／２スロット
２１２ … 第２の１／２スロット
２１４ … プリアンブル
５０２ … 分配器
５０４ … ＲＬＰプロセッサ
５０６ … 分配器
５０８ … 最初の時の待ち行列
５１０ … 再送信待ち行列
５１２ … スケジューラ
５１４ … ＳＡ検出器
５１６ … ＲＬＰメッセージ検出器
５１８ … ＱＡＲＱ制御器
５２０ … プリアンブル検出器
５２１ … プロセッサ
５２２ … デコーダ
５２４ … ＲＬＰプロセッサ
５２６ … ＳＡ生成器、ＲＬＰプロセッサ
５２８ … バッファ
５３０ … タイマー
５３２ … ＲＬＰメッセージ生成器
５３４ … データシンク
１０２ … 基地局制御器
１０４ … 第１端末装置
１０６ … 第２端末装置、ＭＳ
１０８ａ … 順方向リンク
１０８ｂ … 逆方向リンク
１１０ … 帰路
１１２ … 接続部
２０２ … スロット
２０４ … １／２スロット
２０６ … 逆方向リンク電力制御信号
２０８ … パイロットバースト
２１０ … 第１の１／２スロット
２１２ … 第２の１／２スロット
２１４ … プリアンブル
５０２ … 分配器
５０４ … ＲＬＰプロセッサ
５０６ … 分配器
５０８ … 最初の時の待ち行列
５１０ … 再送信待ち行列
５１２ … スケジューラ
５１４ … ＳＡ検出器
５１６ … ＲＬＰメッセージ検出器
５１８ … ＱＡＲＱ制御器
５２０ … プリアンブル検出器
５２１ … プロセッサ
５２２ … デコーダ
５２４ … ＲＬＰプロセッサ
５２６ … ＳＡ生成器、ＲＬＰプロセッサ
５２８ … バッファ
５３０ … タイマー
５３２ … ＲＬＰメッセージ生成器
５３４ … データシンク
Claims (15)
- 無線通信のための方法であって、
多重順方向リンクタイムスロット中でデータのパケットを受信することと、
前記受信されたデータのパケットの品質基準を決定することと、
前記品質基準に基づいて、受信されたデータのパケットを正確に受信しないと決定すること、または、前記受信されたデータのパケットを正確に受信していることを前記品質基準が示す場合に、前記データのパケットに含まれるペイロードユニットのシーケンス番号が非連続性を示すと決定することと、
前記受信されたデータのパケットを正確に受信しなかった場合に、前記ペイロードユニットのシーケンス番号を用いずに、前記受信されたデータのパケットの再送信の要求を送信することと、
前記受信されたデータのパケットを正確に受信し、前記ペイロードユニットの前記シーケンス番号が非連続性を示す場合に、前記ペイロードユニットの前記シーケンス番号から行方不明のペイロードユニットのシーケンス番号を識別し、前記識別された行方不明のペイロードユニットのシーケンス番号を用いて前記行方不明のペイロードユニットの再送信の要求を送信することと
を備える、方法。 - プリアンブルは、前記多重順方向リンクタイムスロットの各々の中で受信される、請求項１に記載の方法。
- プリアンブルは、前記多重順方向リンクタイムスロットの最初の中でのみ受信される、請求項１に記載の方法。
- 前記受信されたデータのパケットの前記再送信の要求を送信することは、前記受信されたデータのパケットの前記決定された品質基準を、前記多重順方向リンクタイムスロットの少なくとも１つのスロットに含まれている品質基準と比較することと、
前記比較に基づいて、前記受信されたデータのパケットの前記再送信の要求を生成することと
を備える、請求項２に記載の方法。 - 前記受信されたデータのパケットの前記再送信の要求を送信することは、決定可能な瞬間時において、前記受信されたデータのパケットの前記再送信の要求を送信することをさらに備える、請求項４に記載の方法。
- 無線通信のための装置であって、
多重順方向リンクタイムスロット中でデータのパケットを受信するように動作する受信機と、
前記受信されたデータのパケットの品質基準を決定し、および、前記品質基準に基づいて、受信されたデータのパケットを正確に受信しないと決定する、または、前記受信されたデータのパケットを正確に受信していることを前記品質基準が示す場合に、前記データのパケットに含まれるペイロードユニットのシーケンス番号が非連続性を示すと決定するように動作するプロセッサと、
前記受信されたデータのパケットを正確に受信しなかった場合に、前記ペイロードユニットのシーケンス番号を用いずに、前記受信されたデータのパケットの再送信の要求を送信し、前記受信されたデータのパケットを正確に受信し、前記ペイロードユニットの前記シーケンス番号が非連続性を示す場合に、前記ペイロードユニットの前記シーケンス番号から行方不明のペイロードユニットのシーケンス番号を識別し、前記識別された行方不明のペイロードユニットのシーケンス番号を用いて前記行方不明のペイロードユニットの再送信の要求を送信するように動作する送信機と
を備える、装置。 - 前記受信機は、プリアンブルを前記多重順方向リンクタイムスロットの各々の中で受信するようにさらに動作する、請求項６に記載の装置。
- 前記受信機は、プリアンブルを前記多重順方向リンクタイムスロットの最初の中でのみ受信するようにさらに動作する、請求項６に記載の装置。
- 前記送信機は、（ａ）前記受信されたデータのパケットの前記決定された品質基準を、前記多重順方向リンクタイムスロットの少なくとも１つのスロットに含まれている品質基準と比較し、ならびに（ｈ）前記比較に基づいて、前記受信されたデータのパケットの再送信の要求を生成するようにさらに動作する、請求項７に記載の装置。
- 前記送信機は、決定可能な瞬間時において、前記受信されたデータのパケットの前記再送信の要求を送信するようにさらに動作する、請求項９に記載の装置。
- 無線通信のための装置であって、
多重順方向リンクタイムスロット中でデータのパケットを受信するように動作する受信機手段と、
前記受信されたデータのパケットの品質基準を決定し、および前記品質基準に基づいて、受信されたデータのパケットを正確に受信しないと決定する、または、前記受信されたデータのパケットを正確に受信していることを前記品質基準が示す場合に、前記データのパケットに含まれるペイロードユニットのシーケンス番号が非連続性を示すと決定するように動作するプロセッサ手段と、
前記受信されたデータのパケットを正確に受信しなかった場合に、前記ペイロードユニットのシーケンス番号を用いずに、前記受信されたデータのパケットの再送信の要求を送信し、前記受信されたデータのパケットを正確に受信し、前記ペイロードユニットの前記シーケンス番号が非連続性を示す場合に、前記ペイロードユニットの前記シーケンス番号から行方不明のペイロードユニットのシーケンス番号を識別し、前記識別された行方不明のペイロードユニットのシーケンス番号を用いて前記行方不明のペイロードユニットの再送信の要求を送信するように動作する送信機手段と
を備える、装置。 - 前記受信機手段は、プリアンブルを前記多重順方向リンクタイムスロットの各々の中で受信するようにさらに動作する、請求項１１に記載の装置。
- 前記受信機手段は、プリアンブルを前記多重順方向リンクタイムスロットの最初の中でのみ受信するようにさらに動作する、請求項１１に記載の装置。
- 前記送信機手段は、（ａ）前記受信されたデータのパケットの前記決定された品質基準を、前記多重順方向リンクタイムスロットの少なくとも１つのスロットに含まれている品質基準と比較し、ならびに（ｂ）前記比較に基づいて、前記受信されたデータのパケットの再送信の要求を生成するようにさらに動作する、請求項１２に記載の装置。
- 前記送信機手段は、決定可能な瞬間時において、前記受信されたデータのパケットの前記再送信の要求を送信するようにさらに動作する、請求項１４に記載の装置。
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