JPWO2011114429A1 - 移動通信システム - Google Patents

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Abstract

基地局と、当該基地局と移動局との間で送受信されるデータを中継する中継局とを含む移動通信システムであって、基地局は、中継局を介して基地局と移動局との間で送受信されるデータの初送のスケジューリングを行う第1のスケジューラと、データの初送に使用される無線リソースとして、周期的に使用される予め定められた無線リソースを管理する第1管理部とを含み、中継局は、データの再送の要否を確認するためのメッセージの送信、及びデータの再送のスケジューリングを行う第2のスケジューラと、上記メッセージの送信及びデータの再送に使用される無線リソースを管理する第2の管理部とを含む。

Description

本発明は、移動通信システムに関する。
セルラ型の移動通信は、UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)からLTE(Long Term Evolution)に進化した。LTEでは、無線アクセス技術としてOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)をベースとした方式が規定されている。LTEによれば、下りのピーク伝送レートは100Mbps以上、上りのピーク伝送レートは50Mbps以上の高速無線パケット通信が可能となる。
現在、国際標準化団体である3GPP(3rd Generation Partnership Project)では、さらなる高速通信の実現にむけて、LTEをベースとした移動通信システムLTE−A(LTE-Advanced)の検討が始めている。LTE−Aでは、下りのピーク伝送レートは1Gbps、上りのピーク伝送レートは500Mbpsを目指しており、無線アクセス方式やネットワークアーキテクチャなど、様々な新技術の検討が行われている(例えば、非特許文献1)。一方で、LTE−AはLTEをベースとしたシステムとなるため、LTEとの互換性を保つことが要求される。
高速データ通信を行う方法の一つとして、基地局と移動局の通信をサポートするために、中継局を導入する方法が検討されている。中継局は、従来の基地局と移動局間の間に介在し、高速データ通信をサポートするために設置される。中継局として、例えば、無線信号(データ信号と雑音)を増幅するだけの中継局(リピータ方式)、無線信号の中からデータ信号だけを増幅することが可能となる中継局(デコード&フォワード方式)、レイヤ2(L2:(MAC(Media Access Control)レイヤなど))の機能を実装した中継局(L2中継局)、及びレイヤ3(L3(RRC(Radio Resource Control)レイヤ))の機能を実装し、基地局と同等の機能を持つ局として振る舞う中継局(L3方式)が検討されている。
なお、中継局をセルに展開する方法も検討されている。例えば、セル端のスループットを増加させることを目的としてセル端に設置する展開方法や、電波が到達しない範囲(不感地帯)に中継局を展開する方法などが検討されている。
中継局を介したデータ通信では、従来の基地局と移動局とのデータ通信に対し、中継局が関わる。このため、中継局が考慮されたデータ送信のスケジューリングのために検討すべき事項として、無線リソースの管理方法と、HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)の制御方法とが挙げられる。ここに、HARQは、受信側で復号失敗データが破棄されずに再送データと組み合わせて復号されることを考慮した上で再送パターンを決定する、データの再送方式である。
スケジューリングの実行場所という観点において、スケジューリングは、Centralized Scheduling(集中型スケジューリング)およびDistributed Scheduling(分配型スケジューリング)という二つの方式に大別される。Centralized Schedulingでは、中継局を制御する基地局が、基地局配下の移動局および中継局配下の移動局に関するデータ送信のスケジューリングを実行する。一方、Distributed Schedulingでは、中継局を制御する基地局は基地局自身に接続している移動局に関するデータ送信のスケジューリングのみを実行し、中継局は自身に接続している移動局に関するデータ送信のスケジューリングのみを実行する。
無線リソースの管理方法について、LTEでは無線リソースの管理は基地局のRRCレイヤで制御される。これに対し、LTE−Aでは中継局も通信に関わる。このため、無線リソースの管理場所や管理方法が検討される。LTE−Aでは、基地局のセル内に、1以上の基地局と同等の機能を有するL3方式の中継局を設置することができる。ここで、中継局を制御する基地局は、ドナー基地局(Donor eNB)と呼ばれる。ドナー基地局と中継局とは、RRCレイヤでの交信が可能である。このため、RRCレイヤ間で無線リソースの管理を協調して行うことによって、効率的な無線リソース管理を実施することができる。
また、スケジューリングの無線リソース管理方法としては、Dynamic Scheduling(動的スケジューリング)およびSemi-persistent Scheduling(SPS:準永続的スケジューリング)がある。Dynamic Schedulingは、web閲覧のようなノンリアルタイム型の通信で使われる。Dynamic Scheduling では、上り(アップリンク)及び下り(ダウンリンク)通信の双方において、前者は、上り・下り通信ともにPDCCH(Physical Downlink Control Channel)で利用している無線リソースが指定される。これに対し、Semi-persistent Scheduling(SPS)は、VoIP(Voice over IP)に代表されるリアルタイム型の通信で使われる。SPSでは、通信が実際に実行される前から、或る定められた期間、無線リソースが固定的に割り当てらレ留。例えば、VoIP通信では、20ms毎にデータの初送が発生する。このため、20ms毎に利用すべき無線リソースが通知される。但し、データの再送が実行される場合には、Dynamic Schedulingが使用される。
HARQの制御方法としては、以下の述べる制御方式がある。LTEでは、下り通信に対してAsynchronous HARQ方式(非同期HARQ方式)が採用され、上り通信に対してSynchronous HARQ方式(同期HARQ方式)が採用されている。
LTE−Aでは、LTEとの互換性を保つため、少なくともLTEの移動局に対し、上記した非同期HARQ方式及び同期HARQ方式をサポートすることが要求される。
非同期HARQ方式は、下り送信に対する確認応答(ACK又はNACK)は4ms後に受信し、もし確認応答がNACKであれば下り再送は自由なタイミングで実行する方法である。非同期HARQ方式では、基地局は必ずPDCCHを用いてデータの送信を移動局に通知することが要求される。一方、非同期HARQ方式は、上り送信に対する確認応答は4ms後に受信し、もし確認応答がNACKであれば上り再送はさらに4ms後に実行する、という方法である。非同期HARQ方式では、基地局はPDCCHによりデータの送信を移動局に通知ことは要求されない。言い換えれば、移動局はPDCCHによる通知を受信することなくデータを再送することができる。このように、非同期HARQ方式では、PDCCHがなくてもデータ再送が可能であり、シグナリングオーバヘッドを軽減することができる。
LTE−Aにおいて、基地局と移動局のデータ通信に中継局が関わる場合には、中継局におけるデータの処理時間が発生する。このため、上述したような、同期HARQ方式、或いは非同期HARQ方式で規定されたタイミングを維持する方法の開発が望まれていた。すなわち、移動局と基地局との間に中継局が介在することで、LTEで規定された同期HARQ方式や非同期HARQ方式との互換性を維持できなくなる場合があった。
図20は、上り通信(アップリンク通信)におけるHARQタイミングの例を示す図である。図20には、移動局(UE:User Equipment)から中継局(RN:Relay Node)を介してドナー基地局(DeNB)へデータが送信される場合の例が示されている。
図20に示す例では、SPSにより、移動局(UE)及び中継局(RN)がデータ送信に利用する無線リソース(送信タイミング)は予め決められている。図20に示す例では、UEは、SPSに従ったタイミング、すなわち移動局−中継局間におけるサブフレーム番号“0”(1サブフレームは1ms)において、中継局に対してデータ(データ1)を送信する。
中継局は、SPSに従ったタイミング、すなわち中継局−ドナー基地局間におけるサブフレーム番号“8”で、移動局からのデータ1をドナー基地局へ中継する。ドナー基地局は、同期HARQ方式に従って、サブフレーム番号“8”より4ms後のサブフレーム番号“12”で確認応答(ACK又はNACK)を中継局に返す。このとき、ドナー基地局は、データ1の復号(正常受信)に失敗した場合には、失敗を示すNACK(HARQ NACK)メッセージを、同期HARQ方式に従い、サブフレーム番号“12”で中継局に返す。
中継局は、同期HARQ方式に従って、サブフレーム番号“12”の4ms後に相当する移動局−中継局間のサブフレーム番号“12”で、HARQ NACKメッセージを移動局に転送する。従って、移動局は、サブフレーム番号“12”で、データ1に対するHARQ NACKメッセージを受信する。そして、移動局は、同期HARQ方式に従って、4ms後のサブフレーム番号“16”で、データ1を再送する。
ところが、LTEにおける同期HARQ方式に従えば、ドナー基地局からのHARQ NACKメッセージ(HARQ feedback)は、サブフレーム番号“0”から4ms後のサブフレーム番号“4”で受信すべきものである。そして、移動局からのデータ1の再送は、サブフレーム番号“4”から4ms経過後のサブフレーム番号“8”にて行われるものである。このように、中継局が介在した場合には、LTEの同期HARQ方式と互換性のない動作となってしまう問題があった。
図21は、下り通信(ダウンリンク通信)におけるHARQタイミングの例を示す図である。図21には、ドナー基地局(DeNB)から中継局(RN:Relay Node)を介して移動局(UE:User Equipment)へデータが送信される場合の例が示されている。図21に示す例では、ドナー基地局は、SPSに従って、10サブフレーム毎に、移動局向けのデータを送信する。例えば、中継局−基地局間のサブフレーム番号“0”で、ドナー基地局からのデータ(データ1)が中継局に送信される。中継局は、4ms経過後のサブフレーム番号“4”(移動局−中継局間のサブフレーム番号“0”)で、データ1を移動局に転送する。
移動局は、非同期HARQ方式に従って、サブフレーム番号“0”から4ms後のサブフレーム番号“4”で確認応答(ACK又はNACK)を中継局に返す。このとき、データ1の復号(正常受信)に失敗したならば、NACK(HARQ NACK)メッセージが返信される。
中継局は、非同期HARQ方式に従って、4ms経過後のサブフレーム番号“12”(中継局−ドナー基地局間)で、NACKメッセージをドナー基地局に返す。ドナー基地局は、非同期HARQ方式にしたがって、自由なタイミング、例えば、図21に示すようなサブフレーム番号“16”で中継局にデータ1を再送する。中継局は、4ms経過後に移動局にデータ1を再送中継する。
このように、中継局が介在する場合には、下り通信においても、ドナー基地局は、非同期HARQ方式に従ったタイミング(本来の受信タイミングはサブフレーム番号“4”)で確認応答を受信することができなかった。
本発明の一態様は、上記問題に鑑みなされたものであり、移動局と基地局との通信に中継局が介在する場合においても、適正な再送手順を実行することのできる技術を提供することを目的とする。
本発明の一態様は、基地局と、当該基地局と移動局との間で送受信されるデータを中継する中継局とを含む移動通信システムであって、上記基地局は、上記中継局を介して基地局と移動局との間で送受信される上記データの初送のスケジューリングを行う第1のスケジューラと、上記データの初送に使用される無線リソースとして、周期的に使用される予め定められた無線リソースを管理する第1管理部とを含み、上記中継局は、上記データの再送の要否を確認するためのメッセージの送信、及び上記データの再送のスケジューリングを行う第2のスケジューラと、上記メッセージの送信及び上記データの再送に使用される無線リソースを管理する第2の管理部と、を含む。
本発明の一態様によれば、移動局と基地局との通信に中継局が介在する場合においても、適正な再送手順を実行することができる。
図1は、本発明の実施形態に係る移動通信システムの構成例を示す。 図2は、基地局−中継局間インタフェース(Unインタフェース)及び中継局−移動局間インタフェース(Uuインタフェース)の説明図である。 図3は、実施形態における上り通信(アップリンク通信)におけるHARQタイミングの例を示す図である。 図4は、実施形態における下り通信(ダウンリンク通信)でのHARQタイミングの例を示す図である。 図5は、実施形態における基地局10のUuインタフェースの無線リソース設定手順の例を示す。 図6は、RadioResourceConfigDedicatedメッセージのフォーマット例を示す。 図7は、sps-Configのフォーマット例を示す。 図8は、基地局装置の構成例を示す。 図9は、図5において説明した中継局のセットアップ時における基地局装置の動作例を示すフローチャートである。 図10は、図3において説明した上りSPS通信時における基地局装置の動作例(上りSPS通信処理)を示すフローチャートである。 図11は、図4において説明した下りSPS通信時における基地局装置の動作例(下りSPS通信処理)を示すフローチャートである。 図12は、中継局装置の構成例を示す図である。 図13は、中継局装置のセットアップ時における動作例(セットアップ処理)を示すフローチャートである。 図14は、中継局装置の上りSPS通信時における動作例(上り通信処理)を示すフローチャートである。 図15は、中継局装置の下りSPS通信時における動作例(下り通信処理)を示すフローチャートである。 図16は、移動局装置の構成例を示す図である。 図17は、中継局のセットアップ時における移動局装置の動作例(セットアップ処理)を示すフローチャートである。 図18は、移動局装置の上りSPS通信時における動作例(上りSPS通信処理)を示すフローチャートである。 図19は、移動局装置の下りSPS通信時における動作例(下りSPS通信処理)を示すフローチャートである。 図20は、中継局が介在した場合における上りSPS通信の例を示す。 図21は、中継局が介在した場合における下りSPS通信の例を示す。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。実施形態における構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
<移動通信システム>
図1は、本発明の実施形態に係る移動通信システムの構成例を示す。図1において、移動通信システムは、ドナー基地局(DeNB)10(以下、単に「基地局10」と表記)と、基地局10によって制御される1以上の中継局(RN)20とを備える。図1に示す例では、3つの中継局20A,20B,20C(以下、中継局20A〜20Cを区別しない場合には、「中継局20」と表記)が示されているが、中継局20の設置数は任意である。
中継局20は、基地局10の通信範囲(セル)C1内の適宜の位置に設置される。中継局20A,20B,20Cのそれぞれは、通信範囲(セル)C2,C3,C4を有し、セル内に在圏する移動局(UE)30と通信し、移動局30と基地局10との通信を中継することができる。図1に示す例では、中継局20AのセルC2に在圏する移動局30Aと、中継局20BのセルC3に在圏する移動局30Bと、中継局20CのセルC4に在圏する移動局30Cとが例示されている。以下、移動局30A〜30Cを区別しない場合には、「移動局30」と表記する。移動局30は、LTEをサポートする。
中継局20は、L3(RRC(Radio Resource Control)プロトコル))機能を実装した中継局(L3中継局)である。このような中継局20のセル(C2〜C4)は、移動局30から見て基地局10のセルC1から独立したセルのように見える。したがって、LTEをサポートする移動局30から見て、中継局20は、一つの基地局のように見える。
すなわち、実施形態では、図2に示すように、基地局10と中継局20との間は、網側Unインタフェースで接続され、中継局20と移動局30とはユーザ側Uuインタフェースで接続される。
本実施形態では、データの初送のスケジューリング(初送データの送受信タイミング)及び初送に関わるUnインタフェース(基地局−中継局間)の無線リソースは、基地局10が管理する。中継局20は、基地局10で管理される初送のスケジューリングに従って、Uuインタフェース(中継局−移動局間)の無線リソースを移動局30に割り当てる。さらに、中継局20は、データの再送のためのスケジューリング(確認応答メッセージ、再送データの送受信タイミング)及びデータ再送に関わる無線リソースを管理する。
<上り通信>
基地局10がデータ送受信のスケジューリングに関わらないDistribute Schedulingでは、SPS(Semi-persistent Scheduling)が実施される場合に効率が悪くなる。SPSでは、或る定められた期間、割り当てられた無線リソースが中長期的に使い続けられる。この場合、移動局30の通信位置によっては、基地局10と中継局20との間で干渉が発生し、かつ、干渉が或る一定期間、中長期的に継続する可能性がある。
例えば、基地局10と中継局20とが独立に移動局30に対する無線リソースがスケジューリングされた結果、中継局20に接続している移動局30と、基地局10に接続している他の移動局30との夫々に対し、同一の無線リソース(周波数及び時間軸)が割り当てられ、各移動局が上り送信を実行する場合が起こり得る。この場合、各移動局30から発せられる電波は、相互に干渉波となる。ここで、各移動局30が使用する無線リソースがSPSによって割り当てられたものであると、各移動局は中長期的に当該無線リソースを使用し続けるため、中長期的な干渉が継続され、各移動局30の通信効率が劣化する可能性があった。
そこで、本実施形態では、SPSが実行される場合には、SPSに従ってデータの初送のために使用される無線リソースは基地局10が管理し、SPSに従ってデータの再送のために使用される無線リソースは中継局20で管理する。
図3は、本実施形態における上り通信(アップリンク通信)におけるHARQタイミングの例を示す図である。図3には、移動局(UE)30から中継局(RN)20を介して基地局(DeNB)10へデータが送信される場合の例が示されている。
図3に示す例では、基地局10が実施するSPSに従って、移動局30から中継局20を介して基地局10へ送信されるデータの初送に使用される、基地局10で管理されている無線リソースが、中継局20及び移動局30に割り当てられる。一方、上記データの再送のためのスケジューリングは中継局20で実施され、中継局20のスケジューリング結果に従って使用される無線リソースは、中継局20によって管理され、移動局30及び基地局10に割り当てられる。
従って、移動局30から基地局10へ向かって送信される初送のデータは、基地局10でのSPSのスケジューリング結果、及び当該スケジューリング結果に従って割り当てられた無線リソースを用いて送受信される。
図3に示す例では、移動局30は、SPSに従った送信タイミング、すなわち移動局−中継局間のUuインタフェースにおけるサブフレーム番号(送信タイミング)“0”(1サブフレームは1ms)において、中継局20へデータ(データ1)を送信する。
中継局20は、LTEで上り通信に対して適用される同期HARQ方式に従って移動局30が4ms経過後に確認応答メッセージ(ACK又はNACK)を受信できるように、サブフレーム番号“4”で確認応答メッセージを返信する。このとき、データ1の復号(正常受信)に失敗したならば、中継局20は、HARQ NACKメッセージを移動局30に返す。
サブフレーム番号“4”でHARQ NACKメッセージを受信した移動局30は、同期HARQ方式に従って中継局20により実施されたスケジューリング及び無線リソース割り当てに従って、サブフレーム番号“4”から4ms経過後のサブフレーム番号“8”でデータ1を中継局20に再送する。
中継局20では、データ1の復号(正常受信)に成功すると、同期HARQ方式に従って、4ms経過後のサブフレーム番号“12”で成功を示す確認応答、HARQ ACKメッセージを移動局30に返信する。一方、中継局20は、Uuインタフェースのサブフレーム番号“12”に対応するUnインタフェースのサブフレーム番号(送信タイミング)“16”で、再送されたデータ1を基地局10に送信する。基地局10は、同期HARQ方式に従い、4ms後のサブフレーム番号“0”で、確認応答メッセージ(図3では、HARQ ACK)を中継局20に返す。
このように、実施形態によれば、データの初送のためのスケジューリング及び無線リソースを基地局10が管理するので、基地局10は、複数の異なる移動局30が同時に同一の無線リソース(周波数、時間軸)を使用しないように、各移動局30の送信タイミング及び無線リソース割り当てを決定することができる。このような基地局10による初送用の無線リソース割り当てが移動局30毎に実施されることによって、移動局30が同時に同一の無線リソースを使用することを回避することができる。よって、上述したような、SPS設定によって複数の移動局30が同一の無線リソースを中長期に亘って使用することで、干渉が中長期に亘って発生することを抑えることができ、通信効率低下を回避することができる。
また、本実施形態によれば、データの再送のためのスケジューリング及び無線リソースは、中継局20によって管理される。これによって、データの再送のために送信される確認応答メッセージ、及び再送データを、所望のタイミングで送信することが可能となる。これによって、基地局10と移動局30との間に中継局20が介在していても、移動局30(LTE端末)に対し、LTEでサポートされた同期HARQ方式に従った再送手順を実施させることができる。すなわち、LTE端末である移動局30に対して互換性(後方互換性)を維持することができる。
さらに、中継局20が移動局30に対して割り当てる再送用の無線リソースは、中継局20のセルの通信環境を考慮して決定することができる。これにより、基地局10と移動局30との間に中継局20が介在しても適正なデータ再送が実行されるようにすることができる。
<下り通信>
下り通信(ダウンリンク通信)の場合でも、上り通信にて適用した手法が適用される。すなわち、基地局10は、データの初送に関わるスケジューリング(例えばSPS)を行うともに、初送用の無線リソースを管理する。一方、データの再送のためのスケジューリングは中継局20で実施され、データの再送で使用される無線リソースは中継局20が管理する。
図4は、実施形態における下り通信(ダウンリンク通信)でのHARQタイミングの例を示す図である。図4には、基地局(DeNB)10から中継局(RN)20を介して移動局(UE)30へデータが送信される場合の例が示されている。
図4に示す例では、基地局10は、SPSに従って、10サブフレーム毎に、移動局30向けのデータを送信する。基地局10は、基地局10が割り当てた初送用の無線リソース、すなわち中継局−基地局間(Unインタフェース)のサブフレーム番号“0”で、データ(データ1)を中継局20に送信する。中継局20は、4ms経過後のサブフレーム番号“4”(移動局−中継局間のサブフレーム番号“0”)で、データ1を移動局30に転送する。
移動局30は、中継局20で実施されたスケジューリングに従って非同期HARQ方式に応じた送信タイミング、すなわち、サブフレーム番号“0”から4ms後のサブフレーム番号“4”で確認応答(ACK又はNACK)を中継局20に返す。図4に示す例では、データ1の受信に成功したものとして、ACK(HARQ ACK)メッセージが返信される。
移動局30は、非同期HARQ方式に従って、4ms経過後のサブフレーム番号“4”で、確認応答メッセージを中継局20に返す。図4の例では、受信失敗を示すNACKメッセージが中継局20に返信される。
すると、中継局20は、非同期HARQ方式に従って、自由なタイミング、図4の例では、サブフレーム番号“8”で移動局30にデータ1を再送する。
基地局10は、サブフレーム番号“10”で次のデータ(データ2)を中継局20に送信する。中継局20では、非同期HARQ方式に従って、4ms後に確認応答メッセージ(HARQ ACK)を送信するとともに、データ2を移動局30へ送信する。
移動局30は、非同期HARQ方式に従って、サブフレーム番号“12”で再送データ1に対する確認応答メッセージ(ACK)を、サブフレーム番号“14”でデータ2に対する確認応答メッセージ(ACK)を送信する。
以上の動作によれば、初送用の無線リソースが基地局10で管理されることによって、上り通信と同様に、基地局10と中継局20とが同一の無線リソースを同時期に使用することによる、中長期的な干渉を避けることができる。一方、再送用の無線リソースが中継局20で管理されることによって、HARQのタイミングに関して後方互換性を保てるようになる。すなわち、非同期HARQ方式に応じたHARQ feedback(確認応答メッセージ)を基地局10に返すことができる。
さらに、中継局20の配下のセルの通信環境を考慮した上で、再送のための無線リソース割り当てが可能となる。
また、図4に示したように、中継局20から移動局30へのデータ1の再送が成功した場合には、移動局30から中継局20へ再送成功を示すHARQ ACKが返信される。但し、中継局20は、HARQ ACKを受信しても、基地局10にはHARQ ACKを中継しない。これによって、基地局10が予期しないタイミングでHARQ feedback(確認応答メッセージ)が受信されることを防止することができる。
さらに、図4に示したように、基地局10は、データ1に対する受信成功の確認応答メッセージ(HARQ ACK)を受信した場合には、中継局20と移動局30との間でデータ再送が生じたか否かに拘わらず、データ1の移動局30へのデータ送信が成功したものとして、次のデータ2を送信する。このようにしても、移動局30と中継局20との間で適正な再送手順が実施されることで、移動局30はデータ1を受信することができる一方で、基地局10は、予め決められたタイミングで確認応答メッセージを受信することができる。
<協調制御の設定方法>
ここまでの説明において、上り通信及び下り通信の夫々の場合における、基地局10と中継局20との無線リソース割り当ての協調制御に基づくHARQの再送制御について説明した。次に、協調制御を実現するための方法について説明する。
本実施形態では、中継局20のセットアップ時に、Uuインタフェースの無線リソースを基地局10が設定する方法を示す。
図5は、実施形態における基地局10のUuインタフェースの無線リソース設定手順の例を示す。図5において、基地局10及び中継局20には、Application Part(AP:アプリケーション部)が実装されている。例えば、APとしてLTEで規定されているX1 APを例示することができる。APは、X1 APに限られず、LTE−Aに従った新たなAPが規定されるようにすることもできる。要は、基地局10と中継局20との間の無線リンクの各種制御を行う最高位レイヤ(アプリケーション)であればどのようなプロトコルでもよい。
図5のプロシージャ(手順)では、最初に、中継局20は、RRCレイヤにおいて、RRC接続要求(RRC Connection Request)を基地局10に送る(S1)。基地局10は、RCC接続セットアップ(RRC Connection Setup)を中継局20に返す(S2)。そして、中継局20は、RRCセットアップ完了(RRC Connection Setup Complete)を基地局10に返す(S3)。以上のステップS1〜S3の交信は、中継局20をセットアップするためのプロシージャ(手順)である。
続いて、基地局10は、APレイヤのメッセージであるAP message request(無線リソースの割り当て要求)を中継局20に送信し(S4)、Uu RRC(Uuインタフェースの無線リソース)の設定を行う。すなわち、基地局10は、セットアップが完了した中継局20がデータの初送について中長期的に使用すべき無線リソース割り当て(SPSリソース)を指定し、その無線リソースの情報を中継局20に通知する。
例えば、基地局10は、LTEで規定されている、RadioResourceConfigDedicatedというメッセージ(図6)を利用し、RadioResourceConfigDedicatedメッセージに含まれているsps-Config(図7)と呼ばれる制御情報を用いて、SPSに関する無線リソース設定を中継局20に対して行うことができる。もっとも、無線リソース設定用にRadioResourceConfigDedicatedメッセージと異なるメッセージを適用することもできる。
中継局は、RadioResourceConfigDedicatedメッセージを受信すると、sps-configの規定内容に従って、Unインタフェースの無線リソースのSPS設定を行い、設定が完了すると、応答メッセージ(AP Message Response)を返送する(S5)。
その後、中継局20に移動局30が接続してきた場合には、中継局20は、RRC Connection Reconfigurationメッセージ(割り当て要求メッセージ)を用いて、基地局10によって割り当てられた初送用の無線リソースを、移動局30に対して割り当てる(S6)。RRC Connection Reconfigurationメッセージは、上述したsps-configを含むRadioResourceConfigDedicatedメッセージを含んでおり、基地局10で実施されたSPSに基づく無線リソース割り当てが移動局30に対して行われる。
移動局30は、割り当て要求(S6)に従って、送信タイミング及び無線リソースの設定を行い、応答メッセージ(RRC Connection Reconfiguration Complete)を返信する(S7)。
以上のようにして、中継局20は、基地局10で決定された初送用の無線リソースを移動局30に割り当てることができる。
<基地局装置の構成>
次に、図1に示した基地局10として機能する基地局装置10Aの構成例について説明する。図8は、基地局装置10Aの構成例を示す図である。図8において、基地局装置10Aは、送受信アンテナ11と、送受信アンテナ12に接続された送受信部12と、送受信部13に接続されたスケジューラ部13(第1のスケジューラ)と、上位局とのインタフェース部14と、送受信部12,スケジューラ部13及びインタフェース部14と接続された制御部(controller)15とを備えている。
制御部15は、無線リソース管理部(SPSリソース管理部)16(第1の管理部)と、スケジューラ制御部17と、インタフェース管理部(アプリケーション部:AP)18等の機能を備えている。制御部は、プロセッサにより実現でき、制御部は、プログラムに従って動作することで制御動作を実行することとしてもよい。
インタフェース部14は、最上位のプロトコルレイヤを司り、データの送受信を行う。スケジューラ部13は、受信したデータを一旦バッファ(スケジューラ部13に備えられている)に蓄積し、制御部15の指示に従ってデータのスケジューリングを実行する。送受信部12は、データの無線送受信を行う。
制御部15は、無線通信に関わる各種制御を実行する。スケジューラ制御部17は、スケジューリングアルゴリズムを決定し、データ送信の順序を制御する。このため、スケジューラ制御部17は、スケジューラ部13を制御する、また、スケジューラ制御部17は、データ誤り(復号失敗)が生じた場合に、データの再送を実行する。
インタフェース管理部(アプリケーション部)18は、基地局装置10Aに実装される最上位のプロトコルレイヤであり、他局との制御情報のやりとりを管理する。管理はAPメッセージをやりとりすることによって実行される。
無線リソース管理部(SPSリソース管理部)16は、無線リソースの管理制御を行う。すなわち、無線リソース管理部16は、SPSに関わる無線リソースの管理制御を行う。
図9は、図5において説明した中継局のセットアップ時における基地局装置10Aの動作例を示すフローチャートである。中継局20のセットアップが開始されると、最初に、基地局装置10Aの制御部15は、中継局20からのRRC Connection Requestを受信する(ステップS001)。次に、制御部15は、中継局20へRRC Connection Setupを送信する(ステップS002)。次に、制御部は、RRC Connection Setup Completeを受信する(ステップS003)。次に、無線リソース管理部16が、APメッセージでSPSリソースを指定し、中継局20へ通知する(ステップS004)。その後、無線リソース管理部16は、中継局20からのAPメッセージ応答を受信し(ステップS005)、処理を終了する。
図10は、図3において説明した上りSPS通信時における基地局装置10Aの動作例(上りSPS通信処理)を示すフローチャートである。図10において、処理が開始されると、送受信部は、アップリンクデータ(上り通信データ)を受信したか否かを判定する(ステップS101)。アップリンクデータを受信していない場合には、処理が終了する。これに対し、アップリンクデータが受信された場合には、スケジューラ制御部17は、アップリンクデータの受信が失敗か否かを判定する(ステップS102)。このとき、アップリンクデータの受信失敗である場合には、無線リソース管理部16は、再送用の無線リソースを設定し(ステップS103)、スケジューラ部13は。NACKを返信する(ステップS105)。これに対し、アップリンクデータの受信が失敗でない(成功である)場合には、スケジューラ部13は、ACKを返信する(ステップS104)。ステップS104,S105の終了後、上りSPS通信処理が終了する。
図11は、図4において説明した下りSPS通信時における基地局装置10Aの動作例(下りSPS通信処理)を示すフローチャートである。図11において、処理が開始されると、送受信部は、ダウンリンクデータ(下り通信データ)を受信したか否かを判定する(ステップS111)。ダウンリンクデータを受信していない場合には、処理が終了する。これに対し、ダウンリンクデータが受信された場合には、スケジューラ制御部17は、ダウンリンクデータの送信が失敗か否かを判定する(ステップS112)。このとき、ダウンリンクデータの送信失敗である場合には、無線リソース管理部16は、再送用の無線リソースを設定し(ステップS113)、スケジューラ部13は。NACKを返信する(ステップS115)。これに対し、ダウンリンクデータの受信が失敗でない(成功である)場合には、スケジューラ部13は、ACKを返信する(ステップS104)。ステップS114,S115の終了後、下りSPS通信処理が終了する。
<中継局装置の構成>
次に、図1に示した中継局20として機能する中継局装置20Aの構成例について説明する。図12は、中継局装置20Aの構成例を示す図である。図12において、中継局装置20Aは、ユーザ側(端末側)の送受信アンテナ21Aと、網側(基地局側)の送受信アンテナ21Bと、送受信アンテナ21Aに接続された送受信部22Aと、送受信アンテナ21Bに接続された送受信部22Bとを備えている。また、中継局装置20Aは、送受信部22Aに接続されたスケジューラ部23(第2のスケジューラ)と、インタフェース部24と、送受信部22A,スケジューラ部23及びインタフェース部24と接続された制御部25とを備えている。
制御部25は、無線リソース管理部(SPS初送管理部)26Aと、無線リソース管理部(SPS再送管理部)26B(第2の管理部)と、スケジューラ制御部27と、インタフェース管理部(アプリケーション部:AP)28とを備えている。
無線リソース制御部(SPS初送管理部)26Aは、無線リソースの管理制御を行う。特にSPSの場合、初送の無線リソースの管理制御を行う。無線リソース管理部(SPS再送管理部)26Bは、無線リソースの管理制御を行う。特にSPSの場合、再送の無線リソースの管理制御を行う。無線リソース制御部26A,26Bを除く各ブロックは、基地局装置10Aにおける同名のブロックとほぼ同様の機能を持つ。
図13は、中継局20のセットアップ時における中継局装置20Aの動作例(セットアップ処理)を示すフローチャートである。図13において処理が開始されると、制御部25は、RRC Connection Requestを基地局10へ送信する(ステップS201)。
次に、制御部25は、基地局10からRRC Connection Setupを受信する(ステップS202)。次に、制御部は、基地局10へRRC Connection Setup Completeを送信する(ステップS203)。次に、無線リソース管理部26AはAPメッセージでSPSリソースの指定を基地局10から受信する(ステップS204)。
次に、無線リソース管理部26Aは、APメッセージ応答を基地局10へ送信する(ステップS205)。次に、制御部15は、RRC Connection Reconfigurationで初送のSPSリソースを移動局30に対して指定する(ステップS206)。その後、制御部15は、Connection Reconfiguration Completeを移動局30から受信し(ステップS207)、中継局のセットアップ処理を終了する。
図14は、中継局20の上りSPS通信時における動作例(上り通信処理)を示すフローチャートである。図14に示す処理が開始されると、送受信部21Aは、アップリンクデータを受信したか否かを判定する(ステップS211)。アップリンクデータを受信していない場合には、処理が終了する。
アップリンクデータが受信された場合には、スケジューラ制御部27は、アップリンクデータの受信が失敗か否かを判定する(ステップS212)。このとき、アップリンクデータの受信が失敗である場合には、SPS再送管理部26Bは、データ再送用の無線リソースを通知し(ステップS213)、スケジューラ部23は、NACKを移動局30に返信する(ステップS214)。その後、処理がステップS211に戻る。
これに対し、アップリンクデータの受信が失敗でない、すなわち成功である場合には、スケジューラ部23は、移動局30にACKを返信する(ステップS215)。
その後、送受信部22Bは、アップリンクデータが送信されたか否かを判定する(ステップS216)。このとき、アップリンクデータが送信されていなければ、処理が終了する。これに対し、アップリンクデータが送信された場合には、スケジューラ制御部27は、送信が失敗か否かを判定する(ステップS217)。
このとき、送信が失敗であれば、無線リソース管理部(SPS再送管理部)26Bは、再送用の無線リソースを移動局30に対して設定し(ステップS218)、スケジューラ部27は、NACKを返信する(ステップS219)。これに対し、送信が失敗でない、すなわち送信成功である場合には、スケジューラ部27は、ACKを返信する。ステップS219,S220の終了後、上りSPS通信処理が終了する。
図15は、中継局20の下りSPS通信時における動作例(下り通信処理)を示すフローチャートである。図15に示す処理が開始されると、送受信部21Bは、ダウンリンクデータを受信したか否かを判定する(ステップS221)。ダウンリンクデータを受信していない場合には、処理が終了する。
ダウンリンクデータが受信された場合には、スケジューラ制御部27は、ダウンリンクデータの受信が失敗か否かを判定する(ステップS222)。このとき、ダウンリンクデータの受信が失敗である場合には、無線リソース管理部(SPS再送管理部)26Bは、データ再送用の無線リソースを設定し(ステップS213)、スケジューラ部23は、NACKを基地局10に返信する(ステップS224)。その後、処理がステップS221に戻る。
これに対し、ダウンリンクデータの受信が失敗でない、すなわち成功である場合には、スケジューラ部23は、基地局10にACKを返信する(ステップS225)。
その後、送受信部22Aは、ダウンリンクデータが送信されたか否かを判定する(ステップS226)。このとき、ダウンリンクデータが送信されていなければ、処理が終了する。これに対し、ダウンリンクデータが送信された場合には、スケジューラ制御部27は、送信が失敗か否かを判定する(ステップS227)。
このとき、送信が失敗であれば、無線リソース管理部(SPS再送管理部)26Bは、再送用の無線リソースを基地局10に対して設定し(ステップS228)、スケジューラ部27は、NACKを返信する(ステップS229)。これに対し、送信が失敗でない、すなわち送信成功である場合には、スケジューラ部27は、ACKを基地局10へ返信する。ステップS229,S230の終了後、下りSPS通信処理が終了する。
<移動局装置の構成>
次に、図1に示した移動局30として機能する移動局装置30Aの構成例について説明する。図16は、移動局装置30Aの構成例を示す図である。図16において、移動局装置30Aは、送受信アンテナ31と、送受信アンテナ31に接続された送受信部32と、送受信部32と接続された制御部33とを備えている。制御部33は、無線リソース管理部(SPSリソース管理部)34を備えている。
送受信部32は、データの無線送受信を行う。制御部33は、無線通信に関わる各種の制御を実行する。図16に示す実線矢印のように、中継局20から直接的に制御される場合と、点線矢印のように基地局10から間接的に制御される場合とがあるが、基地局10と中継局20とのいずれによって制御されているかを意識しない。
無線リソース管理部(SPSリソース管理部)34は、無線リソースの管理制御を行う。特にSPSで無線リソースのスケジューリングが行われる場合には、再送用の無線リソースの管理制御が行われる。
図17は、中継局20のセットアップ時における移動局装置30Aの動作例(セットアップ処理)を示すフローチャートである。図17に示す処理が開始されると、制御部33は、RRC Connection Reconfigurationで初送のSPSリソースを受信する(ステップS301)。制御部33は、RRC Connection Reconfigurationに従って、初送用のSPSリソースを確保した状態になると、RRC Connection Reconfiguration Completeを送信し(ステップS302)、処理を終了する。
図18は、移動局装置30Aの上りSPS通信時における動作例(上りSPS通信処理)を示すフローチャートである。図18に示す処理が開始されると、送受信部32は、アップリンクデータを送信したか否かを判定する(ステップS311)。アップリンクデータを送信していない場合には処理が終了する。
アップリンクデータが送信された場合には、制御部33は、送信が失敗か否かを判定する(ステップS312)。送信が失敗である場合には、無線リソース管理部34は、再送リソースの設定を行う(ステップS313)。その後、制御部33が再送指示を発し、送受信部32がアップリンクデータの再送を行う。これに対し、送信が失敗でない、すなわち送信が成功した場合には、制御部は、次のアップリンクデータの初送指示を行い(ステップS315)、送受信部32が次のアップリンクデータの送信を行う。ステップS314、S315が終了すると、上りSPS通信処理が終了する。
図19は、移動局装置30Aの下りSPS通信時における動作例(下りSPS通信処理)を示すフローチャートである。図19に示す処理が開始されると、送受信部32は、ダウンリンクデータを受信したか否かを判定する(ステップS321)。ダウンリンクデータが受信されていない場合には、処理が終了する。
ダウンリンクデータが受信された場合には、制御部33は、ダウンリンクデータの受信が失敗か否かの判定を行う(ステップS322)。このとき、受信が失敗であれば、制御部33は、NACK送信を指示し(ステップS323)、送受信部32がNACKを送信する。その後、無線リソース管理部34は、再送されるデータを受信するための無線リソースの設定を行う。
これに対し、受信が失敗でない、すなわち成功である場合には、制御部33はACK送信指示を行い(ステップS325)、送受信部32はACKを送信する。ステップS324又はS325の処理が終了すると、下りSPS通信処理が終了する。
なお、上述した基地局装置10A,中継局装置20A,移動局装置30Aの各ブロックは、専用又は汎用のハードウェアを用いて実現することができる。或いは、各ブロックで実現される機能の一部又は全部は、CPUやDSPのようなプロセッサがメモリのような記憶装置に格納されたプログラムを実行することによって実現されるようにしても良い。
10・・・ドナー基地局
10A・・・基地局装置
11,21A,21B,31・・・送受信アンテナ
12,22A,22B,32・・・送受信部
13,23・・・スケジューラ部
14,24・・・インタフェース部
15,25,33・・・制御部
16,26A,26B,34・・・無線リソース制御部
17,27・・・スケジューラ制御部
18,28・・・インタフェース制御部
本発明は、移動通信システムに関する。
セルラ型の移動通信は、UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)か
らLTE(Long Term Evolution)に進化した。LTEでは、無線アクセス技術としてO
FDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)をベースとした方式が規定されている。LTEによれば、下りのピーク伝送レートは100Mbps以上、上りのピーク伝送レートは50Mbps以上の高速無線パケット通信が可能となる。
現在、国際標準化団体である3GPP(3rd Generation Partnership Project)では、さらなる高速通信の実現にむけて、LTEをベースとした移動通信システムLTE−A(LTE-Advanced)の検討が始めている。LTE−Aでは、下りのピーク伝送レートは1Gbps、上りのピーク伝送レートは500Mbpsを目指しており、無線アクセス方式やネットワークアーキテクチャなど、様々な新技術の検討が行われている(例えば、非特許文献1)。一方で、LTE−AはLTEをベースとしたシステムとなるため、LTEとの互換性を保つことが要求される。
高速データ通信を行う方法の一つとして、基地局と移動局の通信をサポートするために、中継局を導入する方法が検討されている。中継局は、従来の基地局と移動局間の間に介在し、高速データ通信をサポートするために設置される。中継局として、例えば、無線信号(データ信号と雑音)を増幅するだけの中継局(リピータ方式)、無線信号の中からデータ信号だけを増幅することが可能となる中継局(デコード&フォワード方式)、レイヤ2(L2:(MAC(Media Access Control)レイヤなど))の機能を実装した中継局(L
2中継局)、及びレイヤ3(L3(RRC(Radio Resource Control)レイヤ))の機能を実
装し、基地局と同等の機能を持つ局として振る舞う中継局(L3方式)が検討されている。
なお、中継局をセルに展開する方法も検討されている。例えば、セル端のスループットを増加させることを目的としてセル端に設置する展開方法や、電波が到達しない範囲(不感地帯)に中継局を展開する方法などが検討されている。
中継局を介したデータ通信では、従来の基地局と移動局とのデータ通信に対し、中継局が関わる。このため、中継局が考慮されたデータ送信のスケジューリングのために検討すべき事項として、無線リソースの管理方法と、HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request)の制御方法とが挙げられる。ここに、HARQは、受信側で復号失敗データが破棄
されずに再送データと組み合わせて復号されることを考慮した上で再送パターンを決定す
る、データの再送方式である。
スケジューリングの実行場所という観点において、スケジューリングは、Centralized Scheduling(集中型スケジューリング)およびDistributed Scheduling(分配型スケジューリング)という二つの方式に大別される。Centralized Schedulingでは、中継局を制御する基地局が、基地局配下の移動局および中継局配下の移動局に関するデータ送信のスケジューリングを実行する。一方、Distributed Schedulingでは、中継局を制御する基地局は基地局自身に接続している移動局に関するデータ送信のスケジューリングのみを実行し、中継局は自身に接続している移動局に関するデータ送信のスケジューリングのみを実行する。
無線リソースの管理方法について、LTEでは無線リソースの管理は基地局のRRCレイヤで制御される。これに対し、LTE−Aでは中継局も通信に関わる。このため、無線リソースの管理場所や管理方法が検討される。LTE−Aでは、基地局のセル内に、1以上の基地局と同等の機能を有するL3方式の中継局を設置することができる。ここで、中継局を制御する基地局は、ドナー基地局(Donor eNB)と呼ばれる。ドナー基地局と中継
局とは、RRCレイヤでの交信が可能である。このため、RRCレイヤ間で無線リソースの管理を協調して行うことによって、効率的な無線リソース管理を実施することができる。
また、スケジューリングの無線リソース管理方法としては、Dynamic Scheduling(動的スケジューリング)およびSemi-persistent Scheduling(SPS:準永続的スケジューリン
グ)がある。Dynamic Schedulingは、web閲覧のようなノンリアルタイム型の通信で使わ
れる。Dynamic Scheduling では、上り(アップリンク)及び下り(ダウンリンク)通信
の双方において、PDCCH(Physical Downlink Control Channel)で利用している無
線リソースが指定される。これに対し、Semi-persistent Scheduling(SPS)は、VoIP(Voice over IP)に代表されるリアルタイム型の通信で使われる。SPSでは、通信が実
際に実行される前から、或る定められた期間、無線リソースが固定的に割り当てられる。例えば、VoIP通信では、20ms毎にデータの初送が発生する。このため、20ms毎に利用すべき無線リソースが通知される。但し、データの再送が実行される場合には、Dynamic Schedulingが使用される。
HARQの制御方法としては、以下の述べる制御方式がある。LTEでは、下り通信に対してAsynchronous HARQ方式(非同期HARQ方式)が採用され、上り通信に対してSynchronous HARQ方式(同期HARQ方式)が採用されている。
LTE−Aでは、LTEとの互換性を保つため、少なくともLTEの移動局に対し、上記した非同期HARQ方式及び同期HARQ方式をサポートすることが要求される。
非同期HARQ方式は、下り送信に対する確認応答(ACK又はNACK)は4ms後に受信し、もし確認応答がNACKであれば下り再送は自由なタイミングで実行する方法である。非同期HARQ方式では、基地局は必ずPDCCHを用いてデータの送信を移動局に通知することが要求される。一方、非同期HARQ方式は、上り送信に対する確認応答は4ms後に受信し、もし確認応答がNACKであれば上り再送はさらに4ms後に実行する、という方法である。非同期HARQ方式では、基地局はPDCCHによりデータの送信を移動局に通知ことは要求されない。言い換えれば、移動局はPDCCHによる通知を受信することなくデータを再送することができる。このように、非同期HARQ方式では、PDCCHがなくてもデータ再送が可能であり、シグナリングオーバヘッドを軽減することができる。
LTE−Aにおいて、基地局と移動局のデータ通信に中継局が関わる場合には、中継局におけるデータの処理時間が発生する。このため、上述したような、同期HARQ方式、或いは非同期HARQ方式で規定されたタイミングを維持する方法の開発が望まれていた。すなわち、移動局と基地局との間に中継局が介在することで、LTEで規定された同期HARQ方式や非同期HARQ方式との互換性を維持できなくなる場合があった。
図20は、上り通信(アップリンク通信)におけるHARQタイミングの例を示す図である。図20には、移動局(UE:User Equipment)から中継局(RN:Relay Node)を介してドナー基地局(DeNB)へデータが送信される場合の例が示されている。
図20に示す例では、SPSにより、移動局(UE)及び中継局(RN)がデータ送信に利用する無線リソース(送信タイミング)は予め決められている。図20に示す例では、UEは、SPSに従ったタイミング、すなわち移動局−中継局間におけるサブフレーム番号“0”(1サブフレームは1ms)において、中継局に対してデータ(データ1)を送信する。
中継局は、SPSに従ったタイミング、すなわち中継局−ドナー基地局間におけるサブフレーム番号“8”で、移動局からのデータ1をドナー基地局へ中継する。ドナー基地局は、同期HARQ方式に従って、サブフレーム番号“8”より4ms後のサブフレーム番号“12”で確認応答(ACK又はNACK)を中継局に返す。このとき、ドナー基地局は、データ1の復号(正常受信)に失敗した場合には、失敗を示すNACK(HARQ NACK
)メッセージを、同期HARQ方式に従い、サブフレーム番号"12"で中継局に返す。
中継局は、同期HARQ方式に従って、サブフレーム番号“12”の4ms後に相当する移動局−中継局間のサブフレーム番号“12”で、HARQ NACKメッセージを移動局に転
送する。従って、移動局は、サブフレーム番号"12"で、データ1に対するHARQ NACKメ
ッセージを受信する。そして、移動局は、同期HARQ方式に従って、4ms後のサブフレーム番号"16"で、データ1を再送する。
ところが、LTEにおける同期HARQ方式に従えば、ドナー基地局からのHARQ NACK
メッセージ(HARQ feedback)は、サブフレーム番号"0"から4ms後のサブフレーム番
号"4"で受信すべきものである。そして、移動局からのデータ1の再送は、サブフレーム番号"4"から4ms経過後のサブフレーム番号"8"にて行われるものである。このように、中継局が介在した場合には、LTEの同期HARQ方式と互換性のない動作となってしまう問題があった。
図21は、下り通信(ダウンリンク通信)におけるHARQタイミングの例を示す図である。図21には、ドナー基地局(DeNB)から中継局(RN:Relay Node)を介して移動局(UE:User Equipment)へデータが送信される場合の例が示されている。図21に示す例では、ドナー基地局は、SPSに従って、10サブフレーム毎に、移動局向けのデータを送信する。例えば、中継局−基地局間のサブフレーム番号"0"で、ドナー基地局からのデータ(データ1)が中継局に送信される。中継局は、4ms経過後のサブフレーム番号“4”(移動局−中継局間のサブフレーム番号“0”)で、データ1を移動局に転送する。
移動局は、非同期HARQ方式に従って、サブフレーム番号“0”から4ms後のサブフレーム番号“4”で確認応答(ACK又はNACK)を中継局に返す。このとき、データ1の復号(正常受信)に失敗したならば、NACK(HARQ NACK)メッセージが返信さ
れる。
中継局は、非同期HARQ方式に従って、4ms経過後のサブフレーム番号“12”(中継局−ドナー基地局間)で、NACKメッセージをドナー基地局に返す。ドナー基地局は、非同期HARQ方式にしたがって、自由なタイミング、例えば、図21に示すようなサブフレーム番号“16”で中継局にデータ1を再送する。中継局は、4ms経過後に移動局にデータ1を再送中継する。
このように、中継局が介在する場合には、下り通信においても、ドナー基地局は、非同期HARQ方式に従ったタイミング(本来の受信タイミングはサブフレーム番号“4”)で確認応答を受信することができなかった。
本発明の一態様は、上記問題に鑑みなされたものであり、移動局と基地局との通信に中継局が介在する場合においても、適正な再送手順を実行することのできる技術を提供することを目的とする。
本発明の一態様は、基地局と、当該基地局と移動局との間で送受信されるデータを中継する中継局とを含む移動通信システムであって、上記基地局は、上記中継局を介して基地局と移動局との間で送受信される上記データの初送のスケジューリングを行う第1のスケジューラと、上記データの初送に使用される無線リソースとして、周期的に使用される予め定められた無線リソースを管理する第1管理部とを含み、上記中継局は、上記データの再送の要否を確認するためのメッセージの送信、及び上記データの再送のスケジューリングを行う第2のスケジューラと、上記メッセージの送信及び上記データの再送に使用される無線リソースを管理する第2の管理部と、を含む。
本発明の一態様によれば、移動局と基地局との通信に中継局が介在する場合においても、適正な再送手順を実行することができる。
図1は、本発明の実施形態に係る移動通信システムの構成例を示す。 図2は、基地局−中継局間インタフェース(Unインタフェース)及び中継局−移動局間インタフェース(Uuインタフェース)の説明図である。 図3は、実施形態における上り通信(アップリンク通信)におけるHARQタイミングの例を示す図である。 図4は、実施形態における下り通信(ダウンリンク通信)でのHARQタイミングの例を示す図である。 図5は、実施形態における基地局10のUuインタフェースの無線リソース設定手順の例を示す。 図6は、RadioResourceConfigDedicatedメッセージのフォーマット例を示す。 図7は、sps-Configのフォーマット例を示す。 図8は、基地局装置の構成例を示す。 図9は、図5において説明した中継局のセットアップ時における基地局装置の動作例を示すフローチャートである。 図10は、図3において説明した上りSPS通信時における基地局装置の動作例(上りSPS通信処理)を示すフローチャートである。 図11は、図4において説明した下りSPS通信時における基地局装置の動作例(下りSPS通信処理)を示すフローチャートである。 図12は、中継局装置の構成例を示す図である。 図13は、中継局装置のセットアップ時における動作例(セットアップ処理)を示すフローチャートである。 図14は、中継局装置の上りSPS通信時における動作例(上り通信処理)を示すフローチャートである。 図15は、中継局装置の下りSPS通信時における動作例(下り通信処理)を示すフローチャートである。 図16は、移動局装置の構成例を示す図である。 図17は、中継局のセットアップ時における移動局装置の動作例(セットアップ処理)を示すフローチャートである。 図18は、移動局装置の上りSPS通信時における動作例(上りSPS通信処理)を示すフローチャートである。 図19は、移動局装置の下りSPS通信時における動作例(下りSPS通信処理)を示すフローチャートである。 図20は、中継局が介在した場合における上りSPS通信の例を示す。 図21は、中継局が介在した場合における下りSPS通信の例を示す。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。実施形態における構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
<移動通信システム>
図1は、本発明の実施形態に係る移動通信システムの構成例を示す。図1において、移動通信システムは、ドナー基地局(DeNB)10(以下、単に「基地局10」と表記)と、基地局10によって制御される1以上の中継局(RN)20とを備える。図1に示す例では、3つの中継局20A,20B,20C(以下、中継局20A〜20Cを区別しない場合には、「中継局20」と表記)が示されているが、中継局20の設置数は任意である。
中継局20は、基地局10の通信範囲(セル)C1内の適宜の位置に設置される。中継局20A,20B,20Cのそれぞれは、通信範囲(セル)C2,C3,C4を有し、セル内に在圏する移動局(UE)30と通信し、移動局30と基地局10との通信を中継することができる。図1に示す例では、中継局20AのセルC2に在圏する移動局30Aと、中継局20BのセルC3に在圏する移動局30Bと、中継局20CのセルC4に在圏する移動局30Cとが例示されている。以下、移動局30A〜30Cを区別しない場合には、「移動局30」と表記する。移動局30は、LTEをサポートする。
中継局20は、L3(RRC(Radio Resource Control)プロトコル))機能を実装した中継局(L3中継局)である。このような中継局20のセル(C2〜C4)は、移動局30から見て基地局10のセルC1から独立したセルのように見える。したがって、LTEをサポートする移動局30から見て、中継局20は、一つの基地局のように見える。
すなわち、実施形態では、図2に示すように、基地局10と中継局20との間は、網側Unインタフェースで接続され、中継局20と移動局30とはユーザ側Uuインタフェースで接続される。
本実施形態では、データの初送のスケジューリング(初送データの送受信タイミング)及び初送に関わるUnインタフェース(基地局−中継局間)の無線リソースは、基地局10が管理する。中継局20は、基地局10で管理される初送のスケジューリングに従って、Uuインタフェース(中継局−移動局間)の無線リソースを移動局30に割り当てる。さらに、中継局20は、データの再送のためのスケジューリング(確認応答メッセージ、再送データの送受信タイミング)及びデータ再送に関わる無線リソースを管理する。
<上り通信>
基地局10がデータ送受信のスケジューリングに関わらないDistribute Schedulingで
は、SPS(Semi-persistent Scheduling)が実施される場合に効率が悪くなる。SPSでは、或る定められた期間、割り当てられた無線リソースが中長期的に使い続けられる。この場合、移動局30の通信位置によっては、基地局10と中継局20との間で干渉が発生し、かつ、干渉が或る一定期間、中長期的に継続する可能性がある。
例えば、基地局10と中継局20とが独立に移動局30に対する無線リソースがスケジューリングされた結果、中継局20に接続している移動局30と、基地局10に接続している他の移動局30との夫々に対し、同一の無線リソース(周波数及び時間軸)が割り当てられ、各移動局が上り送信を実行する場合が起こり得る。この場合、各移動局30から発せられる電波は、相互に干渉波となる。ここで、各移動局30が使用する無線リソースがSPSによって割り当てられたものであると、各移動局は中長期的に当該無線リソースを使用し続けるため、中長期的な干渉が継続され、各移動局30の通信効率が劣化する可能性があった。
そこで、本実施形態では、SPSが実行される場合には、SPSに従ってデータの初送のために使用される無線リソースは基地局10が管理し、SPSに従ってデータの再送のために使用される無線リソースは中継局20で管理する。
図3は、本実施形態における上り通信(アップリンク通信)におけるHARQタイミングの例を示す図である。図3には、移動局(UE)30から中継局(RN)20を介して基地局(DeNB)10へデータが送信される場合の例が示されている。
図3に示す例では、基地局10が実施するSPSに従って、移動局30から中継局20を介して基地局10へ送信されるデータの初送に使用される、基地局10で管理されている無線リソースが、中継局20及び移動局30に割り当てられる。一方、上記データの再送のためのスケジューリングは中継局20で実施され、中継局20のスケジューリング結果に従って使用される無線リソースは、中継局20によって管理され、移動局30及び基地局10に割り当てられる。
従って、移動局30から基地局10へ向かって送信される初送のデータは、基地局10でのSPSのスケジューリング結果、及び当該スケジューリング結果に従って割り当てられた無線リソースを用いて送受信される。
図3に示す例では、移動局30は、SPSに従った送信タイミング、すなわち移動局−中継局間のUuインタフェースにおけるサブフレーム番号(送信タイミング)“0”(1サブフレームは1ms)において、中継局20へデータ(データ1)を送信する。
中継局20は、LTEで上り通信に対して適用される同期HARQ方式に従って移動局30が4ms経過後に確認応答メッセージ(ACK又はNACK)を受信できるように、サブフレーム番号“4”で確認応答メッセージを返信する。このとき、データ1の復号(正常受信)に失敗したならば、中継局20は、HARQ NACKメッセージを移動局30に返す
サブフレーム番号“4”でHARQ NACKメッセージを受信した移動局30は、同期HAR
Q方式に従って中継局20により実施されたスケジューリング及び無線リソース割り当てに従って、サブフレーム番号"4"から4ms経過後のサブフレーム番号"8"でデータ1を中継局20に再送する。
中継局20では、データ1の復号(正常受信)に成功すると、同期HARQ方式に従って、4ms経過後のサブフレーム番号“12”で成功を示す確認応答、HARQ ACKメッセージを移動局30に返信する。一方、中継局20は、Uuインタフェースのサブフレーム番号"12"に対応するUnインタフェースのサブフレーム番号(送信タイミング)"16"で、再送されたデータ1を基地局10に送信する。基地局10は、同期HARQ方式に従い、4ms後のサブフレーム番号"0"で、確認応答メッセージ(図3では、HARQ ACK)を中継局20に返す。
このように、実施形態によれば、データの初送のためのスケジューリング及び無線リソースを基地局10が管理するので、基地局10は、複数の異なる移動局30が同時に同一の無線リソース(周波数、時間軸)を使用しないように、各移動局30の送信タイミング及び無線リソース割り当てを決定することができる。このような基地局10による初送用の無線リソース割り当てが移動局30毎に実施されることによって、移動局30が同時に同一の無線リソースを使用することを回避することができる。よって、上述したような、SPS設定によって複数の移動局30が同一の無線リソースを中長期に亘って使用することで、干渉が中長期に亘って発生することを抑えることができ、通信効率低下を回避することができる。
また、本実施形態によれば、データの再送のためのスケジューリング及び無線リソースは、中継局20によって管理される。これによって、データの再送のために送信される確認応答メッセージ、及び再送データを、所望のタイミングで送信することが可能となる。これによって、基地局10と移動局30との間に中継局20が介在していても、移動局30(LTE端末)に対し、LTEでサポートされた同期HARQ方式に従った再送手順を実施させることができる。すなわち、LTE端末である移動局30に対して互換性(後方互換性)を維持することができる。
さらに、中継局20が移動局30に対して割り当てる再送用の無線リソースは、中継局20のセルの通信環境を考慮して決定することができる。これにより、基地局10と移動局30との間に中継局20が介在しても適正なデータ再送が実行されるようにすることができる。
<下り通信>
下り通信(ダウンリンク通信)の場合でも、上り通信にて適用した手法が適用される。すなわち、基地局10は、データの初送に関わるスケジューリング(例えばSPS)を行うともに、初送用の無線リソースを管理する。一方、データの再送のためのスケジューリングは中継局20で実施され、データの再送で使用される無線リソースは中継局20が管理する。
図4は、実施形態における下り通信(ダウンリンク通信)でのHARQタイミングの例を示す図である。図4には、基地局(DeNB)10から中継局(RN)20を介して移動局(UE)30へデータが送信される場合の例が示されている。
図4に示す例では、基地局10は、SPSに従って、10サブフレーム毎に、移動局30向けのデータを送信する。基地局10は、基地局10が割り当てた初送用の無線リソース、すなわち中継局−基地局間(Unインタフェース)のサブフレーム番号“0”で、データ(データ1)を中継局20に送信する。中継局20は、4ms経過後のサブフレーム番号“4”(移動局−中継局間のサブフレーム番号“0”)で、データ1を移動局30に転送する。
移動局30は、中継局20で実施されたスケジューリングに従って非同期HARQ方式に応じた送信タイミング、すなわち、サブフレーム番号“0”から4ms後のサブフレーム番号“4”で確認応答(ACK又はNACK)を中継局20に返す。
図4の例では、データ1の受信失敗を示すNACKメッセージが中継局20に返信される。
すると、中継局20は、非同期HARQ方式に従って、自由なタイミング、図4の例では、サブフレーム番号“8”で移動局30にデータ1を再送する。
基地局10は、サブフレーム番号“10”で次のデータ(データ2)を中継局20に送信する。中継局20では、非同期HARQ方式に従って、4ms後に確認応答メッセージ(HARQ ACK)を送信するとともに、データ2を移動局30へ送信する。
移動局30は、非同期HARQ方式に従って、サブフレーム番号“12”で再送データ1に対する確認応答メッセージ(ACK)を、サブフレーム番号“14”でデータ2に対する確認応答メッセージ(ACK)を送信する。
以上の動作によれば、初送用の無線リソースが基地局10で管理されることによって、上り通信と同様に、基地局10と中継局20とが同一の無線リソースを同時期に使用することによる、中長期的な干渉を避けることができる。一方、再送用の無線リソースが中継局20で管理されることによって、HARQのタイミングに関して後方互換性を保てるようになる。すなわち、非同期HARQ方式に応じたHARQ feedback(確認応答メッセージ)を
基地局10に返すことができる。
さらに、中継局20の配下のセルの通信環境を考慮した上で、再送のための無線リソース割り当てが可能となる。
また、図4に示したように、中継局20から移動局30へのデータ1の再送が成功した場合には、移動局30から中継局20へ再送成功を示すHARQ ACKが返信される。但し、中継局20は、HARQ ACKを受信しても、基地局10にはHARQ ACKを中継しない。これによって、基地局10が予期しないタイミングでHARQ feedback(確認応答メッセージ)が受信
されることを防止することができる。
さらに、図4に示したように、基地局10は、データ1に対する受信成功の確認応答メッセージ(HARQ ACK)を受信した場合には、中継局20と移動局30との間でデータ再送が生じたか否かに拘わらず、データ1の移動局30へのデータ送信が成功したものとして、次のデータ2を送信する。このようにしても、移動局30と中継局20との間で適正な再送手順が実施されることで、移動局30はデータ1を受信することができる一方で、基地局10は、予め決められたタイミングで確認応答メッセージを受信することができる。
<協調制御の設定方法>
ここまでの説明において、上り通信及び下り通信の夫々の場合における、基地局10と中継局20との無線リソース割り当ての協調制御に基づくHARQの再送制御について説明した。次に、協調制御を実現するための方法について説明する。
本実施形態では、中継局20のセットアップ時に、Uuインタフェースの無線リソースを基地局10が設定する方法を示す。
図5は、実施形態における基地局10のUuインタフェースの無線リソース設定手順の例を示す。図5において、基地局10及び中継局20には、Application Part(AP:アプ
リケーション部)が実装されている。例えば、APとしてLTEで規定されているX1 APを例示することができる。APは、X1 APに限られず、LTE−Aに従った新たなAPが規定されるようにすることもできる。要は、基地局10と中継局20との間の無線リンクの各種制御を行う最高位レイヤ(アプリケーション)であればどのようなプロトコルでもよい。
図5のプロシージャ(手順)では、最初に、中継局20は、RRCレイヤにおいて、RRC接続要求(RRC Connection Request)を基地局10に送る(S1)。基地局10は、RCC接続セットアップ(RRC Connection Setup)を中継局20に返す(S2)。そして、中継局20は、RRCセットアップ完了(RRC Connection Setup Complete)を基地局1
0に返す(S3)。以上のステップS1〜S3の交信は、中継局20をセットアップする
ためのプロシージャ(手順)である。
続いて、基地局10は、APレイヤのメッセージであるAP message request(無線リソースの割り当て要求)を中継局20に送信し(S4)、Uu RRC(Uuインタフェースの無線リソース)の設定を行う。すなわち、基地局10は、セットアップが完了した中継局20がデータの初送について中長期的に使用すべき無線リソース割り当て(SPSリソース)を指定し、その無線リソースの情報を中継局20に通知する。
例えば、基地局10は、LTEで規定されている、RadioResourceConfigDedicatedというメッセージ(図6)を利用し、RadioResourceConfigDedicatedメッセージに含まれているsps-Config(図7)と呼ばれる制御情報を用いて、SPSに関する無線リソース設定を中継局20に対して行うことができる。もっとも、無線リソース設定用にRadioResourceConfigDedicatedメッセージと異なるメッセージを適用することもできる。
中継局は、RadioResourceConfigDedicatedメッセージを受信すると、sps-Configの規定内容に従って、Unインタフェースの無線リソースのSPS設定を行い、設定が完了すると、応答メッセージ(AP Message Response)を返送する(S5)。
その後、中継局20に移動局30が接続してきた場合には、中継局20は、RRC Connection Reconfigurationメッセージ(割り当て要求メッセージ)を用いて、基地局10によって割り当てられた初送用の無線リソースを、移動局30に対して割り当てる(S6)。RRC Connection Reconfigurationメッセージは、上述したsps-Configを含むRadioResourceConfigDedicatedメッセージを含んでおり、基地局10で実施されたSPSに基づく無線リソース割り当てが移動局30に対して行われる。
移動局30は、割り当て要求(S6)に従って、送信タイミング及び無線リソースの設定を行い、応答メッセージ(RRC Connection Reconfiguration Complete)を返信する(
S7)。
以上のようにして、中継局20は、基地局10で決定された初送用の無線リソースを移動局30に割り当てることができる。
<基地局装置の構成>
次に、図1に示した基地局10として機能する基地局装置10Aの構成例について説明する。図8は、基地局装置10Aの構成例を示す図である。図8において、基地局装置10Aは、送受信アンテナ11と、送受信アンテナ11に接続された送受信部12と、送受信部12に接続されたスケジューラ部13(第1のスケジューラ)と、上位局とのインタフェース部14と、送受信部12,スケジューラ部13及びインタフェース部14と接続された制御部(controller)15とを備えている。
制御部15は、無線リソース管理部(SPSリソース管理部)16(第1の管理部)と、スケジューラ制御部17と、インタフェース管理部(アプリケーション部:AP)18等の機能を備えている。制御部は、プロセッサにより実現でき、制御部は、プログラムに従って動作することで制御動作を実行することとしてもよい。
インタフェース部14は、最上位のプロトコルレイヤを司り、データの送受信を行う。スケジューラ部13は、受信したデータを一旦バッファ(スケジューラ部13に備えられている)に蓄積し、制御部15の指示に従ってデータのスケジューリングを実行する。送受信部12は、データの無線送受信を行う。
制御部15は、無線通信に関わる各種制御を実行する。スケジューラ制御部17は、スケジューリングアルゴリズムを決定し、データ送信の順序を制御する。このため、スケジューラ制御部17は、スケジューラ部13を制御する、また、スケジューラ制御部17は、データ誤り(復号失敗)が生じた場合に、データの再送を実行する。
インタフェース管理部(アプリケーション部)18は、基地局装置10Aに実装される最上位のプロトコルレイヤであり、他局との制御情報のやりとりを管理する。管理はAPメッセージをやりとりすることによって実行される。
無線リソース管理部(SPSリソース管理部)16は、無線リソースの管理制御を行う。すなわち、無線リソース管理部16は、SPSに関わる無線リソースの管理制御を行う。
図9は、図5において説明した中継局のセットアップ時における基地局装置10Aの動作例を示すフローチャートである。中継局20のセットアップが開始されると、最初に、基地局装置10Aの制御部15は、中継局20からのRRC Connection Requestを受信する(ステップS001)。次に、制御部15は、中継局20へRRC Connection Setupを送信する(ステップS002)。次に、制御部は、RRC Connection Setup Completeを受信す
る(ステップS003)。次に、無線リソース管理部16が、APメッセージでSPSリソースを指定し、中継局20へ通知する(ステップS004)。その後、無線リソース管理部16は、中継局20からのAPメッセージ応答を受信し(ステップS005)、処理を終了する。
図10は、図3において説明した上りSPS通信時における基地局装置10Aの動作例(上りSPS通信処理)を示すフローチャートである。図10において、処理が開始されると、送受信部は、アップリンクデータ(上り通信データ)を受信したか否かを判定する(ステップS101)。アップリンクデータを受信していない場合には、処理が終了する。これに対し、アップリンクデータが受信された場合には、スケジューラ制御部17は、アップリンクデータの受信が失敗か否かを判定する(ステップS102)。このとき、アップリンクデータの受信失敗である場合には、無線リソース管理部16は、再送用の無線リソースを設定し(ステップS103)、スケジューラ部13は、NACKを返信する(ステップS105)。これに対し、アップリンクデータの受信が失敗でない(成功である)場合には、スケジューラ部13は、ACKを返信する(ステップS104)。ステップS104,S105の終了後、上りSPS通信処理が終了する。
図11は、図4において説明した下りSPS通信時における基地局装置10Aの動作例(下りSPS通信処理)を示すフローチャートである。図11において、処理が開始されると、送受信部は、ダウンリンクデータ(下り通信データ)を送信したか否かを判定する(ステップS111)。ダウンリンクデータを受信していない場合には、処理が終了する。これに対し、ダウンリンクデータが送信された場合には、スケジューラ制御部17は、
ダウンリンクデータの送信が失敗か否かを判定する(ステップS112)。このとき、ダウンリンクデータの送信失敗である場合には、無線リソース管理部16は、再送用の無線リソースを設定し(ステップS113)、スケジューラ部13は、NACKを受信する(ステップS115)。これに対し、ダウンリンクデータの受信が失敗でない(成功である)場合には、スケジューラ部13は、ACKを受信する(ステップS114)。ステップS114,S115の終了後、下りSPS通信処理が終了する。
<中継局装置の構成>
次に、図1に示した中継局20として機能する中継局装置20Aの構成例について説明する。図12は、中継局装置20Aの構成例を示す図である。図12において、中継局装置20Aは、ユーザ側(端末側)の送受信アンテナ21Aと、網側(基地局側)の送受信アンテナ21Bと、送受信アンテナ21Aに接続された送受信部22Aと、送受信アンテナ21Bに接続された送受信部22Bとを備えている。また、中継局装置20Aは、送受信部22Aに接続されたスケジューラ部23(第2のスケジューラ)と、インタフェース部24と、送受信部22A,スケジューラ部23及びインタフェース部24と接続された制御部25とを備えている。
制御部25は、無線リソース管理部(SPS初送管理部)26Aと、無線リソース管理部(SPS再送管理部)26B(第2の管理部)と、スケジューラ制御部27と、インタフェース管理部(アプリケーション部:AP)28とを備えている。
無線リソース管理部(SPS初送管理部)26Aは、無線リソースの管理制御を行う。特にSPSの場合、初送の無線リソースの管理制御を行う。無線リソース管理部(SPS再送管理部)26Bは、無線リソースの管理制御を行う。特にSPSの場合、再送の無線リ
ソースの管理制御を行う。無線リソース管理部26A,26Bを除く各ブロックは、基地局装置10Aにおける同名のブロックとほぼ同様の機能を持つ。
図13は、中継局20のセットアップ時における中継局装置20Aの動作例(セットアップ処理)を示すフローチャートである。図13において処理が開始されると、制御部25は、RRC Connection Requestを基地局10へ送信する(ステップS201)。
次に、制御部25は、基地局10からRRC Connection Setupを受信する(ステップS202)。次に、制御部は、基地局10へRRC Connection Setup Completeを送信する(ス
テップS203)。次に、無線リソース管理部26AはAPメッセージでSPSリソースの指定を基地局10から受信する(ステップS204)。
次に、無線リソース管理部26Aは、APメッセージ応答を基地局10へ送信する(ステップS205)。次に、制御部15は、RRC Connection Reconfigurationで初送のSPSリソースを移動局30に対して指定する(ステップS206)。その後、制御部15は、Connection Reconfiguration Completeを移動局30から受信し(ステップS207)
、中継局のセットアップ処理を終了する。
図14は、中継局20の上りSPS通信時における動作例(上り通信処理)を示すフローチャートである。図14に示す処理が開始されると、送受信部21Aは、アップリンクデータを受信したか否かを判定する(ステップS211)。アップリンクデータを受信していない場合には、処理が終了する。
アップリンクデータが受信された場合には、スケジューラ制御部27は、アップリンクデータの受信が失敗か否かを判定する(ステップS212)。このとき、アップリンクデータの受信が失敗である場合には、SPS再送管理部26Bは、データ再送用の無線リソ
ースを通知し(ステップS213)、スケジューラ部23は、NACKを移動局30に返信する(ステップS214)。その後、処理がステップS211に戻る。
これに対し、アップリンクデータの受信が失敗でない、すなわち成功である場合には、スケジューラ部23は、移動局30にACKを返信する(ステップS215)。
その後、送受信部22Bは、アップリンクデータが送信されたか否かを判定する(ステップS216)。このとき、アップリンクデータが送信されていなければ、処理が終了する。これに対し、アップリンクデータが送信された場合には、スケジューラ制御部27は、送信が失敗か否かを判定する(ステップS217)。
このとき、送信が失敗であれば、無線リソース管理部(SPS再送管理部)26Bは、再送用の無線リソースを移動局30に対して設定し(ステップS218)、スケジューラ部27は、NACKを返信する(ステップS219)。これに対し、送信が失敗でない、すなわち送信成功である場合には、スケジューラ部27は、ACKを返信する。ステップS219,S220の終了後、上りSPS通信処理が終了する。
図15は、中継局20の下りSPS通信時における動作例(下り通信処理)を示すフローチャートである。図15に示す処理が開始されると、送受信部21Bは、ダウンリンクデータを受信したか否かを判定する(ステップS221)。ダウンリンクデータを受信していない場合には、処理が終了する。
ダウンリンクデータが受信された場合には、スケジューラ制御部27は、ダウンリンクデータの受信が失敗か否かを判定する(ステップS222)。このとき、ダウンリンクデータの受信が失敗である場合には、無線リソース管理部(SPS再送管理部)26Bは、データ再送用の無線リソースを設定し(ステップS213)、スケジューラ部23は、NACKを基地局10に返信する(ステップS224)。その後、処理がステップS221に戻る。
これに対し、ダウンリンクデータの受信が失敗でない、すなわち成功である場合には、スケジューラ部23は、基地局10にACKを返信する(ステップS225)。
その後、送受信部22Aは、ダウンリンクデータが送信されたか否かを判定する(ステップS226)。このとき、ダウンリンクデータが送信されていなければ、処理が終了する。これに対し、ダウンリンクデータが送信された場合には、スケジューラ制御部27は、送信が失敗か否かを判定する(ステップS227)。
このとき、送信が失敗であれば、無線リソース管理部(SPS再送管理部)26Bは、再送用の無線リソースを基地局10に対して設定し(ステップS228)、スケジューラ部27は、NACKを返信する(ステップS229)。これに対し、送信が失敗でない、すなわち送信成功である場合には、スケジューラ部27は、ACKを基地局10へ返信する。ステップS229,S230の終了後、下りSPS通信処理が終了する。
<移動局装置の構成>
次に、図1に示した移動局30として機能する移動局装置30Aの構成例について説明する。図16は、移動局装置30Aの構成例を示す図である。図16において、移動局装置30Aは、送受信アンテナ31と、送受信アンテナ31に接続された送受信部32と、送受信部32と接続された制御部33とを備えている。制御部33は、無線リソース管理部(SPSリソース管理部)34を備えている。
送受信部32は、データの無線送受信を行う。制御部33は、無線通信に関わる各種の
制御を実行する。図16に示す実線矢印のように、中継局20から直接的に制御される場合と、点線矢印のように基地局10から間接的に制御される場合とがあるが、基地局10と中継局20とのいずれによって制御されているかを意識しない。
無線リソース管理部(SPSリソース管理部)34は、無線リソースの管理制御を行う。特にSPSで無線リソースのスケジューリングが行われる場合には、再送用の無線リソースの管理制御が行われる。
図17は、中継局20のセットアップ時における移動局装置30Aの動作例(セットアップ処理)を示すフローチャートである。図17に示す処理が開始されると、制御部33は、RRC Connection Reconfigurationで初送のSPSリソースを受信する(ステップS301)。制御部33は、RRC Connection Reconfigurationに従って、初送用のSPSリソースを確保した状態になると、RRC Connection Reconfiguration Completeを送信し(ス
テップS302)、処理を終了する。
図18は、移動局装置30Aの上りSPS通信時における動作例(上りSPS通信処理)を示すフローチャートである。図18に示す処理が開始されると、送受信部32は、アップリンクデータを送信したか否かを判定する(ステップS311)。アップリンクデータを送信していない場合には処理が終了する。
アップリンクデータが送信された場合には、制御部33は、送信が失敗か否かを判定する(ステップS312)。送信が失敗である場合には、無線リソース管理部34は、再送リソースの設定を行う(ステップS313)。その後、制御部33が再送指示を発し、送受信部32がアップリンクデータの再送を行う。これに対し、送信が失敗でない、すなわち送信が成功した場合には、制御部は、次のアップリンクデータの初送指示を行い(ステップS315)、送受信部32が次のアップリンクデータの送信を行う。ステップS314、S315が終了すると、上りSPS通信処理が終了する。
図19は、移動局装置30Aの下りSPS通信時における動作例(下りSPS通信処理)を示すフローチャートである。図19に示す処理が開始されると、送受信部32は、ダウンリンクデータを受信したか否かを判定する(ステップS321)。ダウンリンクデータが受信されていない場合には、処理が終了する。
ダウンリンクデータが受信された場合には、制御部33は、ダウンリンクデータの受信が失敗か否かの判定を行う(ステップS322)。このとき、受信が失敗であれば、制御部33は、NACK送信を指示し(ステップS323)、送受信部32がNACKを送信する。その後、無線リソース管理部34は、再送されるデータを受信するための無線リソースの設定を行う。
これに対し、受信が失敗でない、すなわち成功である場合には、制御部33はACK送信指示を行い(ステップS325)、送受信部32はACKを送信する。ステップS324又はS325の処理が終了すると、下りSPS通信処理が終了する。
なお、上述した基地局装置10A,中継局装置20A,移動局装置30Aの各ブロックは、専用又は汎用のハードウェアを用いて実現することができる。或いは、各ブロックで実現される機能の一部又は全部は、CPUやDSPのようなプロセッサがメモリのような記憶装置に格納されたプログラムを実行することによって実現されるようにしても良い。
<その他>
(付記1)
基地局と、前記基地局と移動局との間で送受信されるデータを中継する中継局とを含む移動通信システムであって、
前記基地局は、
前記中継局を介して前記基地局と前記移動局との間で送受信されるデータの初送のスケジューリングを行う第1のスケジューラと、
前記データの初送に使用される無線リソースとして、周期的に使用される予め定められた無線リソースを管理する第1の管理部とを含み、
前記中継局は、
前記データの再送の要否を確認するためのメッセージの送信、及び前記データの再送のスケジューリングを行う第2のスケジューラと、
前記メッセージの送信及び前記データの再送に使用される無線リソースを管理する第2の管理部とを含む、
移動通信システム。
(付記2)
中継局を介して基地局とデータを送受信する移動局であって、
前記基地局で管理され、周期的に使用される予め定められた無線リソースを用いた前記データの初送のスケジューリングに従って初送される前記データを送受信する送受信部と、
前記中継局で管理される無線リソースを用いた、前記データの再送の要否を確認するためのメッセージの送信及び前記データの再送のスケジューリングに従って、前記メッセージ及び再送される前記データを送受信するための制御を行う制御部と
を含む移動局。
(付記3)
基地局と移動局との間で送受信されるデータを中継する中継局であって、
前記基地局で管理され、周期的に使用される予め定められた無線リソースを用いた前記データの初送のスケジューリングに従って初送される前記データを送受信する送受信部と、
自身が管理する無線リソースを用いた、前記データの再送の要否を判定するためのメッセージの送信及び前記データの再送のスケジューリングに従って、前記メッセージの送信及び前記データの再送を制御する制御部とを含み、
前記制御部は、前記基地局と前記移動局との一方から受信される前記メッセージの他方への中継を禁止する
中継局。
(付記4)
前記中継局は、前記移動局から受信される、再送された前記データの受信成功を示すメッセージを前記基地局へ中継することを禁止する
付記1に記載の移動通信システム。
(付記5)
前記基地局は、前記中継局へ初送した前記データに対する前記中継局での受信成功を示すメッセージを受信した場合には、前記データの再送が前記中継局と前記移動局の間で生じているか否かに拘わらず、前記移動局への前記データの送信が成功したとみなす
付記1に記載の移動通信システム。
(付記6)
前記周期的に使用される予め定められた無線リソースは、LTE(Long Term Evolution)におけるSemi-persistent Schedulingに従って使用される無線リソースである
付記1に記載の移動通信システム。
(付記7)
基地局と、前記基地局と移動局との間で送受信されるデータを中継する中継局とを含む移動通信システムにおけるスケジューリング方法であって、
前記基地局が、前記基地局で管理され、周期的に使用される予め定められた無線リソー
スを用いた、前記データの初送のスケジューリングを行い、
前記中継局が、前記中継局で管理された無線リソースを用いた、前記データの再送の要否を確認するメッセージの送信及び前記データの再送のスケジューリングを行う
ことを含む移動通信システムのスケジューリング方法。
(付記8)
中継局を介して基地局とデータを送受信する移動局のデータ送受信方法であって、
前記基地局で管理され、周期的に使用される予め定められた無線リソースを用いた前記データの初送のスケジューリングに従って初送される前記データを送受信し、
前記中継局で管理される無線リソースを用いた、前記データの再送の要否を確認するためのメッセージの送信及び前記データの再送のスケジューリングに従って、前記メッセージ及び再送される前記データを送受信する
移動局のデータ送受信方法。
(付記9)
基地局と移動局との間で送受信されるデータを中継する中継局のデータ送受信方法であって、
前記基地局で管理され、周期的に使用される予め定められた無線リソースを用いた前記データの初送のスケジューリングに従って初送される前記データを送受信し、
自身が管理する無線リソースを用いた、前記データの再送の要否を判定するためのメッセージの送信及び前記データの再送のスケジューリングに従って、前記メッセージの送信及び前記データの再送を行い、
前記基地局と前記移動局との一方から受信される前記メッセージの他方への中継を禁止する
中継局のデータ送受信方法。
(付記10)
前記中継局は、前記移動局から受信される、再送された前記データの受信成功を示すメッセージを前記基地局へ中継することを禁止する
付記7に記載の移動通信システムのスケジューリング方法。
(付記11)
前記基地局は、前記中継局へ初送した前記データに対する前記中継局での受信成功を示すメッセージを受信した場合には、前記データの再送が前記中継局と前記移動局の間で生じているか否かに拘わらず、前記移動局への前記データの送信が成功したとみなす
付記7に記載の移動通信システムのスケジューリング方法。
(付記12)
前記周期的に使用される予め定められた無線リソースは、LTE(Long Term Evolution)におけるSemi-persistent Schedulingに従って使用される無線リソースである
付記7に記載の移動通信システムのスケジューリング方法。
10・・・ドナー基地局
10A・・・基地局装置
11,21A,21B,31・・・送受信アンテナ
12,22A,22B,32・・・送受信部
13,23・・・スケジューラ部
14,24・・・インタフェース部
15,25,33・・・制御部
16,26A,26B,34・・・無線リソース管理部
17,27・・・スケジューラ制御部
18,28・・・インタフェース制御部

Claims (12)

  1. 基地局と、前記基地局と移動局との間で送受信されるデータを中継する中継局とを含む移動通信システムであって、
    前記基地局は、
    前記中継局を介して前記基地局と前記移動局との間で送受信されるデータの初送のスケジューリングを行う第1のスケジューラと、
    前記データの初送に使用される無線リソースとして、周期的に使用される予め定められた無線リソースを管理する第1の管理部とを含み、
    前記中継局は、
    前記データの再送の要否を確認するためのメッセージの送信、及び前記データの再送のスケジューリングを行う第2のスケジューラと、
    前記メッセージの送信及び前記データの再送に使用される無線リソースを管理する第2の管理部とを含む、
    移動通信システム。
  2. 中継局を介して基地局とデータを送受信する移動局であって、
    前記基地局で管理され、周期的に使用される予め定められた無線リソースを用いた前記データの初送のスケジューリングに従って初送される前記データを送受信する送受信部と、
    前記中継局で管理される無線リソースを用いた、前記データの再送の要否を確認するためのメッセージの送信及び前記データの再送のスケジューリングに従って、前記メッセージ及び再送される前記データを送受信するための制御を行う制御部と
    を含む移動局。
  3. 基地局と移動局との間で送受信されるデータを中継する中継局であって、
    前記基地局で管理され、周期的に使用される予め定められた無線リソースを用いた前記データの初送のスケジューリングに従って初送される前記データを送受信する送受信部と、
    自身が管理する無線リソースを用いた、前記データの再送の要否を判定するためのメッセージの送信及び前記データの再送のスケジューリングに従って、前記メッセージの送信及び前記データの再送を制御する制御部とを含み、
    前記制御部は、前記基地局と前記移動局との一方から受信される前記メッセージの他方への中継を禁止する
    中継局。
  4. 前記中継局は、前記移動局から受信される、再送された前記データの受信成功を示すメッセージを前記基地局へ中継することを禁止する
    請求項1に記載の移動通信システム。
  5. 前記基地局は、前記中継局へ初送した前記データに対する前記中継局での受信成功を示すメッセージを受信した場合には、前記データの再送が前記中継局と前記移動局の間で生じているか否かに拘わらず、前記移動局への前記データの送信が成功したとみなす
    請求項1に記載の移動通信システム。
  6. 前記周期的に使用される予め定められた無線リソースは、LTE(Long Term Evolution)におけるSemi-persistent Schedulingに従って使用される無線リソースである
    請求項1に記載の移動通信システム。
  7. 基地局と、前記基地局と移動局との間で送受信されるデータを中継する中継局とを含む移動通信システムにおけるスケジューリング方法であって、
    前記基地局が、前記基地局で管理され、周期的に使用される予め定められた無線リソースを用いた、前記データの初送のスケジューリングを行い、
    前記中継局が、前記中継局で管理された無線リソースを用いた、前記データの再送の要否を確認するメッセージの送信及び前記データの再送のスケジューリングを行う
    ことを含む移動通信システムのスケジューリング方法。
  8. 中継局を介して基地局とデータを送受信する移動局のデータ送受信方法であって、
    前記基地局で管理され、周期的に使用される予め定められた無線リソースを用いた前記データの初送のスケジューリングに従って初送される前記データを送受信し、
    前記中継局で管理される無線リソースを用いた、前記データの再送の要否を確認するためのメッセージの送信及び前記データの再送のスケジューリングに従って、前記メッセージ及び再送される前記データを送受信する
    移動局のデータ送受信方法。
  9. 基地局と移動局との間で送受信されるデータを中継する中継局のデータ送受信方法であって、
    前記基地局で管理され、周期的に使用される予め定められた無線リソースを用いた前記データの初送のスケジューリングに従って初送される前記データを送受信し、
    自身が管理する無線リソースを用いた、前記データの再送の要否を判定するためのメッセージの送信及び前記データの再送のスケジューリングに従って、前記メッセージの送信及び前記データの再送を行い、
    前記基地局と前記移動局との一方から受信される前記メッセージの他方への中継を禁止する
    中継局のデータ送受信方法。
  10. 前記中継局は、前記移動局から受信される、再送された前記データの受信成功を示すメッセージを前記基地局へ中継することを禁止する
    請求項7に記載の移動通信システムのスケジューリング方法。
  11. 前記基地局は、前記中継局へ初送した前記データに対する前記中継局での受信成功を示すメッセージを受信した場合には、前記データの再送が前記中継局と前記移動局の間で生じているか否かに拘わらず、前記移動局への前記データの送信が成功したとみなす
    請求項7に記載の移動通信システムのスケジューリング方法。
  12. 前記周期的に使用される予め定められた無線リソースは、LTE(Long Term Evolution)におけるSemi-persistent Schedulingに従って使用される無線リソースである
    請求項7に記載の移動通信システムのスケジューリング方法。
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