JPWO2007023520A1 - 通信装置及び通信方法 - Google Patents

Abstract

動作させるタイマ数を削減しながら、エラーが連続的に発生した場合の遅延を少なくする通信装置。この通信装置（１００）では、閾値設定部（１０６）は、予め決められた所定の条件に基づいて閾値を設定する。カウンタ（１０７）は、誤りが検出された受信パケットの数を計数する。タイマ管理部（１０８）は、カウンタ（１０７）の計数値が閾値に達するとタイマ（１０９）を起動させる。タイマ（１０９）は、タイマ管理部（１０８）の起動指示により計時を開始し、所定時間（Ｔ）を計測すると、その旨を示す信号をステータスレポート生成部（１１０）に出力する。ステータスレポート生成部（１１０）は、誤りが検出された受信パケットの数が閾値に達した時点でステータスレポートの生成を開始し、タイマ（１０９）が所定時間（Ｔ）を計測した時点でステータスレポートをフレーム構成部（１５１）に出力する。

Description

本発明は、受信パケットの誤りを検出し、パケット伝達状況を通信相手に通知するシステムの通信装置及び通信方法に関する。

現在、移動体通信システムの分野では、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）の世界共通規格の策定が行われている。３ＧＰＰでは、レイヤ２のＲＬＣ（Radio Link Control）において、受信パケットの誤りを検出し、ＡＣＫ（Acknowledgement）／ＮＡＣＫ（Non-Acknowledgement）を通信相手に通知するシステムが使用されることが規定されている。なお、ＡＣＫとは、パケットを正常に受信できたこと（成功）を示す情報であり、ＮＡＣＫとは、パケットを正常に受信できなかったこと（失敗、エラー）を示す情報である。

ＲＬＣ（Radio Link Control）のモードの一つであるＡＭ（Acknowledge Mode）のデータにおいて、データ到達確認には、ステータスレポート（status report）が使用される。ステータスレポートの役割は、ＳＵＦＩ（SUper FIeld）により、現在のパケット伝達状況(成功か失敗か、何番まで到達したか)を通信相手に通知することである。ＳＵＦＩは、ＮＯ＿ＭＯＲＥ／ＷＩＮＤＯＷ／ＡＣＫ／ＬＩＳＴ／ＢＩＴＭＡＰ／ＲＬＩＳＴ（relative list）／ＭＲＷの各フィールドからなり、各フィールドの効果は図１に示される。これらのＳＵＦＩを使用して、受信側装置は、連続したパケットデータのＡＣＫ／ＮＡＣＫを送信側装置に通知する。

なお、ＲＬＣ中のステータスレポートでは、様々な方式で複数のＡＣＫ／ＮＡＣＫ報告が可能となっている。例えば、ＡＣＫのフィールドには、パケットを正常に受信できた部分までのシーケンスナンバーを書き込むことができる。また、ＬＩＳＴのフィールドでは、パケットを正常に受信できた部分に加え、パケットを正常に受信できなかったシーケンスナンバーのリストを書き込むことができる。また、ＢＩＴＭＡＰのフィールドでは、ＡＣＫ/ＮＡＣＫをビットマップ方式（０：ＡＣＫ、１：ＮＡＣＫ）で書き込むことができる。また、ＲＬＩＳＴのフィールドでは、誤り関連リスト方式を使用してＡＣＫ／ＮＡＣＫを書き込むことができる。

ステータスレポートの送信タイミングとして、３ＧＰＰでは、一定期間ごとにステータスレポートを送信するperiodical status reportと、エラーが発生した時点でタイマを起動させ所定時間経過後にステータスレポートを送信するstatus prohibitの２種類が規定されている。なお、periodical status reportとstatus prohibitは併用可能である。

また、３ＧＰＰでは、status prohibitで動作させるタイマは１つのみであり、タイマ長は固定値とされている。例えば、図２のように、送信側装置が連続的にパケットを送信し、受信側装置においてパケット＃１を正常に受信できなかったとすると、受信側装置は、エラーが発生した時点でタイマを起動させ（ＴＳ）、予め決められた所定時間（Ｔ）の経過後にステータスレポート（Ｓ）を送信する。

しかしながら、status prohibitにおいて、単純にタイマを１つのみ動作させると、スループットに上限が発生し、エラーが連続的に発生した場合に遅延が大きくなってしまい、再送ジッタが発生してしまうという課題が残る。

例えば、図３のように、パケット＃１についてエラーが発生してから所定時間（Ｔ）が経過する前に、パケット＃２についてエラーが発生したとすると、タイマは、パケット＃１について所定時間（Ｔ）を計測してから、改めてパケット＃２について所定時間（Ｔ）を計測するので、パケット＃２についてエラーが発生してからステータスレポートを送信するまでの時間が所定時間（Ｔ）よりも長くなってしまう。

そこで、上記の課題を解決すべく、複数のタイマを用意して、エラーが発生する毎にタイマを起動させるＮＡＣＫ Prohibit方式が提案されている。
3GPP contribution R2-051442, RLC Reporting Enhancements, Qualcomm

ここで、３ＧＰＰのＬＴＥ（Long Term Evolution）の仕様では、通信方式の変更に伴いデータレートが上がり、その結果、単位時間当たりの送信パケット数が増加する。この場合、ＮＡＣＫ Prohibit方式を適用すると、非常に多くのタイマを動作させることになってしまい、制御が複雑になってしまう。

本発明の目的は、動作させるタイマ数を削減しながら、エラーが連続的に発生した場合の遅延を少なくすることができる通信装置及び通信方法を提供することである。

かかる課題を解決するため、本発明の通信装置は、受信パケットの誤りを検出する誤り検出手段と、予め決められた所定の条件に基づいて閾値を設定する閾値設定手段と、誤りが検出された受信パケットの数を計数し、計数値が前記閾値に達したか否かを判定するカウンタと、予め決められた所定時間を計測するタイマと、前記計数値が前記閾値に達した場合に前記タイマを起動させるタイマ管理手段と、前記タイマが前記所定時間を計測するまでに、現在のパケット伝達状況を示すステータスレポートを生成するステータスレポート生成手段と、前記タイマが前記所定時間を計測した後に、前記ステータスレポート生成手段が生成したステータスレポートを送信する送信手段と、を具備する構成を採る。

また、本発明の通信方法は、受信パケットの誤りを検出する工程と、予め決められた所定の条件に基づいて閾値を設定する工程と、カウンタにより誤りが検出された受信パケットの数を計数し、計数値が前記閾値に達したか否かを判定する工程と、タイマにより予め決められた所定時間を計測する工程と、前記計数値が前記閾値に達した場合に前記タイマを起動させる工程と、前記タイマが前記所定時間を計測するまでに、現在のパケット伝達状況を示すステータスレポートを生成する工程と、前記タイマが前記所定時間を計測した後に、前記生成したステータスレポートを送信する工程と、を具備する方法を採る。

本発明によれば、動作させるタイマを１つのみとしながら、エラーが連続的に発生した場合の遅延を少なくすることができる。

ステータスレポートの各フィールドの効果を示す図 従来のステータスレポートの送信タイミングを説明するための図 従来のステータスレポートの送信タイミングを説明するための図 本発明の実施の形態１に係る通信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る通信装置のステータスレポートの送信タイミングを説明するための図 本発明の実施の形態２に係る通信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る通信装置のステータスレポートの送信タイミングを説明するための図 本発明の実施の形態３に係る通信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係る通信装置のステータスレポートの送信タイミングを説明するための図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図４は、本発明の実施の形態１に係る通信装置の構成を示すブロック図である。図４の通信装置１００は、パケットを受信し、ステータスレポートを送信する側の装置である。

通信装置１００は、アンテナ１０１と、ＲＦ受信部１０２と、復調部１０３と、誤り訂正復号部１０４と、誤り検出部１０５と、閾値設定部１０６と、カウンタ１０７と、タイマ管理部１０８と、タイマ１０９と、ステータスレポート生成部１１０と、フレーム構成部１５１と、誤り検出符号追加部１５２と、誤り訂正符号化部１５３と、変調部１５４と、ＲＦ送信部１５５と、から主に構成される。

アンテナ１０１は、通信相手の装置から無線送信された信号を受信してＲＦ受信部１０２に出力し、ＲＦ送信部１５５から出力された無線周波数の信号を通信相手に対して無線送信する。

ＲＦ受信部１０２は、アンテナ１０１に受信された無線周波数の信号に対してダウンコンバート、増幅等の無線処理を施し、ベースバンドの信号を復調部１０３に出力する。復調部１０３は、ＲＦ受信部１０２の出力信号に対して復調処理を行い、誤り訂正復号部１０４に出力する。誤り訂正復号部１０４は、復調部１０３の出力信号に対してパケット単位で誤り訂正復号処理を行い、誤り検出部１０５に出力する。

誤り検出部１０５は、誤り訂正復号部１０４から出力されたパケットに対してＣＲＣ検出等の誤り検出処理を行う。誤り検出処理の結果、誤りが検出されなければ、誤り検出部１０５は、パケットの受信データを後工程の機器に出力し、ＡＣＫ情報をカウンタ１０７に出力する。一方、誤り検出処理の結果、誤りが検出されれば、誤り検出部１０５は、パケットの受信データを後工程の機器に出力せず、ＮＡＣＫ情報をカウンタ１０７及びステータスレポート生成部１１０に出力する。

閾値設定部１０６は、予め決められた所定の条件に基づいて閾値を設定する。所定の条件として、例えば、ＱｏＳ（Quality of Service）のクラス、再送回数、ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）やＰＥＲ（Packet Error Rate）等によって表される通信環境、回線の混雑状況、移動速度、ハンドオーバ、status prohibitのタイマ長等が挙げられる。なお、閾値を「１」に設定すれば、status prohibitとの後方互換が容易に得られる。

カウンタ１０７は、誤り検出部１０５から出力されたＮＡＣＫ情報の数を計数し、ＮＡＣＫ情報の数が閾値設定部１０６にて設定された閾値に達すると、その旨を示す信号をタイマ管理部１０８及びステータスレポート生成部１１０に出力し、カウント値をリセットする。

タイマ管理部１０８は、カウンタ１０７から信号を入力すると、タイマ１０９を起動させる。タイマ１０９は、タイマ管理部１０８の起動指示により計時を開始し、所定時間（Ｔ）を計測すると、その旨を示す信号をステータスレポート生成部１１０に出力し、計測値をリセットする。

ステータスレポート生成部１１０は、ＮＡＣＫ情報の数が閾値に達した時点でステータスレポートの生成を開始し、タイマ１０９が所定時間（Ｔ）を計測した時点でステータスレポートをフレーム構成部１５１に出力する。

フレーム構成部１５１は、送信データに制御情報、ステータスレポート等を多重してフレームを構成し、誤り検出符号追加部１５２に出力する。誤り検出符号追加部１５２は、フレーム構成部１５１の出力信号に対してＣＲＣ等の誤り検出用ビットを付加し、誤り訂正符号化部１５３に出力する。誤り訂正符号化部１５３は、誤り検出符号追加部１５２の出力信号に対して誤り訂正符号化処理を行い、変調部１５４に出力する。変調部１５４は、誤り訂正符号化部１５３の出力信号に対して変調処理を行い、ＲＦ送信部１５５に出力する。ＲＦ送信部１５５は、変調部１５４の出力信号に対してアップコンバート、増幅等の無線処理を施し、無線周波数の信号をアンテナ１０１に出力する。

次に、本実施の形態に係る通信装置のステータスレポートの送信タイミングについて、図５を用いて説明する。

図５では、閾値が「３」設定されているものとする。また、通信装置１００（受信側装置）において、誤りが検出されなかったパケットを「〇」、誤りが検出されたパケットを「×」で示す。

この場合、通信装置１００は、カウンタ１０７において誤りが検出されたパケットの数をカウントし、その数が「３」になったタイミングでタイマ１０９を起動させ（ＴＳ）、ステータスレポート生成部１１０においてステータスレポートの生成を開始する。そして、通信装置１００は、タイマ１０９を起動させてから所定時間（Ｔ）経過後にステータスレポート（Ｓ）を通信相手の送信側装置に送信する。

このように、本実施の形態によれば、ＮＡＣＫ情報の数が閾値に達してからステータスレポートの生成を開始し、所定時間経過後にステータスレポートを送信することにより、動作させるタイマを１つのみとしながら、エラーが連続的に発生した場合の遅延を少なくすることができる。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２に係る通信装置の構成を示すブロック図である。なお、図６に示す通信装置３００において、図４に示した通信装置１００と共通する構成部分には、図４と同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。

図６に示す通信装置３００は、図４に示した通信装置１００と比較して、閾値設定部１０６、カウンタ１０７及びタイマ管理部１０８を削除し、リセット指示部３０１を追加した構成を採る。

誤り検出部１０５は、誤り検出処理の結果、誤りが検出されれば、パケットの受信データを後工程の機器に出力せず、ＮＡＣＫ情報をリセット指示部３０１及びステータスレポート生成部１１０に出力する。

リセット指示部３０１は、誤り検出部１０５からＮＡＣＫ情報を入力すると、タイマ１０９を起動させる。また、タイマ１０９が計時中に誤り検出部１０５からＮＡＣＫ情報を入力すると、タイマ１０９をリセットさせてから改めて起動させる。

タイマ１０９は、リセット指示部３０１の起動指示により計時を開始し、所定時間（Ｔ）を計測すると、その旨を示す信号をステータスレポート生成部１１０に出力し、計測値をリセットする。また、タイマ１０９は、所定時間（Ｔ）を計測中にリセット指示部３０１からリセット指示を受けた場合、一旦タイマ値をリセットしてから計時を開始する。

ステータスレポート生成部１１０は、誤り検出部１０５からＮＡＣＫ情報を入力した時点でステータスレポートの生成を開始し、タイマ１０９が所定時間（Ｔ）を計測した時点でステータスレポートをフレーム構成部１５１に出力する。

次に、本実施の形態に係る通信装置のステータスレポートの送信タイミングについて、図７を用いて説明する。

図７では、通信装置３００（受信側装置）において、誤りが検出されなかったパケットを「〇」、誤りが検出されたパケットを「×」で示す。

この場合、通信装置３００は、受信パケットに誤りが検出されたタイミングでタイマ１０９を起動させ（ＴＳ）、ステータスレポート生成部１１０においてステータスレポートの生成を開始する。そして、通信装置３００は、タイマ１０９を起動させてから所定時間（Ｔ）経過後にステータスレポート（Ｓ）を通信相手の送信側装置に送信する。また、通信装置３００は、タイマ１０９が所定時間（Ｔ）を計測中に、後の受信パケットに誤りが検出された場合には、一旦タイマ１０９のタイマ値をリセットしてから計時を開始する。

このように、本実施の形態によれば、タイマで計時中に後の受信パケットに誤りが検出された場合にタイマ値をリセットしてから改めて起動させ、所定時間経過後にステータスレポートを送信することにより、動作させるタイマ数を削減しながら、エラーが連続的に発生した場合の遅延を少なくし、再送ジッタの発生を防ぐことができる。

（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３に係る通信装置の構成を示すブロック図である。なお、図８に示す通信装置５００において、図４に示した通信装置１００と共通する構成部分には、図４と同一符号を付し、その詳しい説明を省略する。

図８に示す通信装置５００は、図４に示した通信装置１００と比較して、リセット指示部３０１を追加した構成を採る。

誤り検出部１０５は、誤り検出処理の結果、誤りが検出されれば、パケットの受信データを後工程の機器に出力せず、ＮＡＣＫ情報をカウンタ１０７、リセット指示部３０１及びステータスレポート生成部１１０に出力する。

カウンタ１０７は、誤り検出部１０５から出力されたＮＡＣＫ情報の数を計数し、ＮＡＣＫ情報の数が閾値設定部１０６にて設定された閾値に達すると、その旨を示す信号をタイマ管理部１０８に出力し、カウント値をリセットする。なお、カウンタ１０７は、ＮＡＣＫ情報の数が閾値に達する前にタイマ１０９が所定時間（Ｔ）を計測した場合もカウント値をリセットする。

タイマ管理部１０８は、カウンタ１０７から信号を入力すると、タイマ１０９を起動させ、リセット指示部３０１に対してタイマ１０９にリセット指示を出さないように制御する。

リセット指示部３０１は、誤り検出部１０５からＮＡＣＫ情報を入力すると、タイマ１０９を起動させる。また、タイマ１０９が計時中に誤り検出部１０５からＮＡＣＫ情報を入力すると、タイマ１０９をリセットさせてから改めて起動させる。ただし、リセット指示部３０１は、タイマ管理部１０８から指示があった場合には、タイマ１０９にリセット指示を出さないようにする。なお、リセット指示部３０１は、タイマ１０９が所定時間（Ｔ）を計測するとタイマ管理部１０８からの指示を解除する。

タイマ１０９は、タイマ管理部１０８あるいはリセット指示部３０１の起動指示により計時を開始し、所定時間（Ｔ）を計測すると、その旨を示す信号をカウンタ１０７、リセット指示部３０１及びステータスレポート生成部１１０に出力し、計測値をリセットする。また、タイマ１０９は、所定時間（Ｔ）を計測中にリセット指示部３０１からリセット指示を受けた場合、一旦タイマ値をリセットしてから計時を開始する。

ステータスレポート生成部１１０は、誤り検出部１０５からＮＡＣＫ情報を入力した時点でステータスレポートの生成を開始し、タイマ１０９が所定時間（Ｔ）を計測した時点でステータスレポートをフレーム構成部１５１に出力する。

次に、本実施の形態に係る通信装置のステータスレポートの送信タイミングについて、図９を用いて説明する。

図９では、閾値が「３」設定されているものとする。また、通信装置５００（受信側装置）において、誤りが検出されなかったパケットを「〇」、誤りが検出されたパケットを「×」で示す。

この場合、通信装置５００は、受信パケットに誤りが検出されたタイミングでタイマ１０９を起動させ（ＴＳ）、ステータスレポート生成部１１０においてステータスレポートの生成を開始する。そして、通信装置５００は、タイマ１０９を起動させてから所定時間（Ｔ）経過後にステータスレポート（Ｓ）を通信相手の送信側装置に送信する。また、通信装置５００は、タイマ１０９が所定時間（Ｔ）を計測中に、後の受信パケットに誤りが検出された場合には、一旦タイマ１０９のタイマ値をリセットしてから計時を開始する。ただし、通信装置５００は、カウンタ１０７のカウント値が「３」になった場合にはタイマ１０９のタイマ値を計測途中でリセットさせずに、所定時間（Ｔ）を計測する。

このように、本実施の形態によれば、ＮＡＣＫ情報の数が閾値に達するまでは、タイマで計時中に後の受信パケットに誤りが検出された場合にタイマ値をリセットしてから改めて起動させ、所定時間経過後にステータスレポートを送信することにより、動作させるタイマを１つのみとしながら、エラーが連続的に発生した場合の遅延を少なくし、再送ジッタの発生を防ぐことができる。

本発明は、受信パケットの誤りを検出し、ＡＣＫ／ＮＡＣＫを通信相手に通知するシステムの通信装置に用いるに好適である。

Claims (3)

1. 受信パケットの誤りを検出する誤り検出手段と、
   予め決められた所定の条件に基づいて閾値を設定する閾値設定手段と、
   誤りが検出された受信パケットの数を計数し、計数値が前記閾値に達したか否かを判定するカウンタと、
   予め決められた所定時間を計測するタイマと、
   前記計数値が前記閾値に達した場合に前記タイマを起動させるタイマ管理手段と、
   前記タイマが前記所定時間を計測するまでに、現在のパケット伝達状況を示すステータスレポートを生成するステータスレポート生成手段と、
   前記タイマが前記所定時間を計測した後に、前記ステータスレポート生成手段が生成したステータスレポートを送信する送信手段と、
   を具備する通信装置。
2. 受信パケットに誤りが検出された場合に前記タイマを起動させ、前記タイマが計時中に受信パケットに誤りが検出された場合に前記タイマをリセットさせてから改めて起動させるリセット指示手段を具備し、前記タイマ管理手段は、前記計数値が前記閾値に達した場合、前記リセット指示手段に対して前記タイマにリセット指示を出さないように制御する請求項１に記載の通信装置。
3. 受信パケットの誤りを検出する工程と、
   予め決められた所定の条件に基づいて閾値を設定する工程と、
   カウンタにより誤りが検出された受信パケットの数を計数し、計数値が前記閾値に達したか否かを判定する工程と、
   タイマにより予め決められた所定時間を計測する工程と、
   前記計数値が前記閾値に達した場合に前記タイマを起動させる工程と、
   前記タイマが前記所定時間を計測するまでに、現在のパケット伝達状況を示すステータスレポートを生成する工程と、
   前記タイマが前記所定時間を計測した後に、前記生成したステータスレポートを送信する工程と、
   を具備する通信方法。

Images