JPWO2019244284A1

JPWO2019244284A1 - 送信装置及びバッファ制御方法

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Publication number: JPWO2019244284A1
Application number: JP2020525155A
Authority: JP
Inventors: 好明太田; 大出　高義; 高義大出; 義博河▲崎▼; 青木　信久; 信久青木
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2018-06-20
Filing date: 2018-06-20
Publication date: 2021-07-15
Anticipated expiration: 2038-06-20
Also published as: US20210111841A1; JP2023015208A; JP7173140B2; US11838134B2; CN112313994A; WO2019244284A1; US20240063955A1; EP3813419A1; CN112313994B; EP3813419A4; US11539477B2; US20230082263A1

Abstract

送信装置は、送信データを保持するバッファを有し、送信データに対して第１レイヤの処理を実行する第１レイヤ処理部（１１２）と、送信データに対して前記第１レイヤとは異なる第２レイヤの処理を実行する第２レイヤ処理部（１１３）と、前記第１レイヤ処理部及び前記第２レイヤ処理部によって処理された送信データを送信可能な送信部（１３０）とを有し、前記第１レイヤ処理部（１１２）は、前記第２レイヤの処理において送信制御に用いられるパラメータに応じて、前記バッファに保持された送信データを廃棄する。

Description

本発明は、送信装置及びバッファ制御方法に関する。

現在のネットワークは、モバイル端末（スマートフォンやフィーチャーホン）のトラフィックがネットワークのリソースの大半を占めている。また、モバイル端末が使うトラフィックは、今後も拡大していく傾向にある。

一方で、ＩｏＴ（Internet of a things）サービス（例えば、交通システム、スマートメータ、装置等の監視システム）の展開に合わせて、多様な要求条件を持つサービスに対応することが求められている。そのため、第５世代移動体通信（５Ｇ又はＮＲ（ＮｅｗＲａｄｉｏ））の通信規格では、４Ｇ（第４世代移動体通信）の標準技術（例えば、非特許文献１〜１１）に加えて、さらなる高データレート化、大容量化、低遅延化を実現する技術が求められている。なお、第５世代通信規格については、３ＧＰＰの作業部会（例えば、ＴＳＧ−ＲＡＮＷＧ１、ＴＳＧ−ＲＡＮＷＧ２等）で技術検討が進められている。（非特許文献１２〜３９）。現在、３ＧＰＰが規定する５Ｇの標準仕様の初版がリリースされている。

上述したように、多種多様なサービスに対応するために、５Ｇでは、ｅＭＢＢ（Enhanced Mobile BroadBand）、ＭａｓｓｉｖｅＭＴＣ（Machine Type Communications）及びＵＲＬＬＣ（Ultra−Reliable and Low Latency Communication）に分類される多くのユースケースのサポートが想定されている。

また、無線通信システムの通信規格では、一般に、無線通信の機能を一連の層（レイヤ）に分割したプロトコルスタック（階層型プロトコルとも称される）として、仕様が規定される。例えば、第一層として物理層が規定され、第二層としてデータリンク層が規定され、第三層としてネットワーク層が規定される。ＬＴＥ（Long Term Evolution）などの第４世代移動体通信システムでは、第二層は複数の副層に分割されており、ＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤ、ＲＬＣ（Radio Link Control）レイヤ、ＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）レイヤから構成される。また、第４世代移動体通信システムにおいて、第一層はＰＨＹ（Physical）レイヤから構成されており、第三層はＲＲＣ（Radio Resource Control）レイヤから構成される（ＲＲＣレイヤは制御プレーンのみ）。なお、ＭＡＣレイヤ、ＲＬＣレイヤ、ＰＤＣＰレイヤについては、上述したように第二層の副層であることから、これらをＭＡＣサブレイヤ、ＲＬＣサブレイヤ、ＰＤＣＰサブレイヤと称しても良い。

無線通信システムの送信装置における各レイヤは、上位レイヤからのデータブロック（サービスデータユニット（ＳＤＵ：Service Data Unit）とも称される）に対して、ヘッダを付すなどの所定のプロトコルに準拠した処理を行うことで、プロトコルデータユニット（ＰＤＵ：Protocol Data Unit）を生成し、下位レイヤに転送する。例えば、ＬＴＥのＲＬＣレイヤでは、上位レイヤであるＰＤＣＰレイヤからのデータブロックであるＰＤＣＰ−ＰＤＵをＲＬＣ−ＳＤＵとし、下位レイヤから通知されるＴＢ（Transport Block）長に収まる範囲で複数のＲＬＣ−ＳＤＵを連結するなどして、ＲＬＣ−ＰＤＵを生成する。このようなＲＬＣ−ＰＤＵは、ＲＬＣレイヤにおけるシーケンス番号（ＳＮ：Sequence Number）を有するＲＬＣヘッダが付された上で、下位レイヤであるＭＡＣレイヤに転送される。

無線通信システムの受信装置における各レイヤは、下位レイヤからのデータブロック（すなわちＰＤＵ）を受けて、ヘッダを除去するなどして取り出したデータブロック（すなわちＳＤＵ）を上位レイヤへ転送する。例えば、ＬＴＥのＲＬＣレイヤでは、下位レイヤであるＭＡＣレイヤからのデータブロック（ＭＡＣ−ＳＤＵ又はＲＬＣ−ＰＤＵとも称される）に付されたＲＬＣヘッダを参照して、１個のＲＬＣ−ＰＤＵに格納された複数のＲＬＣ−ＳＤＵを再構成するなどの処理が行われ、上位レイヤであるＰＤＣＰレイヤにＲＬＣ−ＳＤＵを転送する。その際、上位レイヤに対してＲＬＣ−ＳＤＵの順序を補償するために、ＲＬＣ−ＳＤＵの再構成において、ＲＬＣヘッダが有するＲＬＣシーケンス番号に基づく整序処理が行われる。そして、ＲＬＣシーケンス番号に抜けが生じたことを検知した場合、送信装置に対してＲＬＣ−ＰＤＵの再送を要求するＲＬＣ再送制御が実行される。

５Ｇの仕様では、ＭＡＣレイヤにおいて、ＬＣＰ（Logical Channel Prioritization）と呼ばれる上りデータの優先制御が実施される（非特許文献２２）。ＬＣＰでは、例えば、要求遅延に応じた優先的な無線リソース割り当てに伴う特性劣化（スターベーション）の発生を抑制するために、各データに対する優先制御が実施される。具体的には、各データが伝送される論理チャネル（LCH：Logical CHannel）に対し、ビットレート等のパラメータが設定され、これらのパラメータ（要求条件でもある）を満足するように優先制御が実施される。ただし、個々のチャネルについて優先制御を実施すると、粒度が過剰に細かくなって端末装置のデータ処理量が多くなる。そこで、要求条件が同じ論理チャネルを集約してＬＣＧ（Logical Channel Group）を生成し、ＬＣＧごとに優先制御が実施されることがある。

また、無線通信システムでは送信装置がデータを送信するまでに、例えばＲＬＣレイヤ又はＰＤＣＰレイヤにおいて、データが一時的にバッファに保持されることがある。バッファに保持されたデータは、例えばあらかじめ設定された廃棄タイマが満了すると廃棄される。

3GPP TS 36.133 V15.2.0（2018-03） 3GPP TS 36.211 V15.1.0（2018-03） 3GPP TS 36.212 V15.1.0（2018-03） 3GPP TS 36.213 V15.1.0（2018-03） 3GPP TS 36.300 V15.1.0（2018-03） 3GPP TS 36.321 V15.1.0（2018-03） 3GPP TS 36.322 V15.0.1（2018-04） 3GPP TS 36.323 V14.5.0（2017-12） 3GPP TS 36.331 V15.1.0（2018-03） 3GPP TS 36.413 V15.1.0（2018-03） 3GPP TS 36.423 V15.1.0（2018-03） 3GPP TS 36.425 V14.1.0（2018-03） 3GPP TS 37.340 V15.1.0（2018-03） 3GPP TS 38.201 V15.0.0（2017-12） 3GPP TS 38.202 V15.1.0（2018-03） 3GPP TS 38.211 V15.1.0（2018-03） 3GPP TS 38.212 V15.1.1（2018-04） 3GPP TS 38.213 V15.1.0（2018-03） 3GPP TS 38.214 V15.1.0（2018-03） 3GPP TS 38.215 V15.1.0（2018-03） 3GPP TS 38.300 V15.1.0（2018-03） 3GPP TS 38.321 V15.1.0（2018-03） 3GPP TS 38.322 V15.1.0（2018-03） 3GPP TS 38.323 V15.1.0（2018-03） 3GPP TS 38.331 V15.1.0（2018-03） 3GPP TS 38.401 V15.1.0（2018-03） 3GPP TS 38.410 V0.9.0（2018-04） 3GPP TS 38.413 V0.8.0（2018-04） 3GPP TS 38.420 V0.8.0（2018-04） 3GPP TS 38.423 V0.8.0（2018-04） 3GPP TS 38.470 V15.1.0（2018-03） 3GPP TS 38.473 V15.1.1（2018-04） 3GPP TR 38.801 V14.0.0（2017-04） 3GPP TR 38.802 V14.2.0（2017-09） 3GPP TR 38.803 V14.2.0（2017-09） 3GPP TR 38.804 V14.0.0（2017-03） 3GPP TR 38.900 V14.3.1（2017-07） 3GPP TR 38.912 V14.1.0（2017-06） 3GPP TR 38.913 V14.3.0（2017-06）

しかしながら、ＲＬＣレイヤ又はＰＤＣＰレイヤにおいてデータがバッファに保持される場合、バッファに滞留するデータによって、データに要求される遅延条件が満たされないことがあるという問題がある。例えば、廃棄タイマが例えば１０ｍｓなどの比較的長い時間に設定されている場合、バッファに滞留するデータが廃棄されるまでの時間が増大しＨＯＬ（Head of Line blocking）が生じる。この結果、例えば要求される遅延量が１ｍｓ未満のデータ（低遅延データ）が新規に発生すると、低遅延データが送信されるまでに時間がかかり、遅延要求が満たされないことがある。

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、低遅延データの遅延要求を満たすことができる送信装置及びバッファ制御方法を提供することを目的とする。

本願が開示する送信装置は、１つの態様において、送信データを保持するバッファを有し、送信データに対して第１レイヤの処理を実行する第１レイヤ処理部と、送信データに対して前記第１レイヤとは異なる第２レイヤの処理を実行する第２レイヤ処理部と、前記第１レイヤ処理部及び前記第２レイヤ処理部によって処理された送信データを送信可能な送信部とを有し、前記第１レイヤ処理部は、前記第２レイヤの処理において送信制御に用いられるパラメータに応じて、前記バッファに保持された送信データを廃棄する。

本願が開示する送信装置及びバッファ制御方法の１つの態様によれば、低遅延データの遅延要求を満たすことができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係る端末装置の構成を示すブロック図である。図２は、実施の形態１に係るバッファ制御方法を示すフロー図である。図３は、実施の形態２に係る端末装置の構成を示すブロック図である。図４は、最大送信時間の具体例を示す図である。図５は、実施の形態２に係るバッファ制御方法を示すフロー図である。図６は、実施の形態２に係る内容の標準仕様書への記載例を示す図である。図７は、実施の形態３に係るバッファ制御方法を示すフロー図である。図８は、実施の形態３に係る内容の標準仕様書への記載例を示す図である。

以下、本願が開示する送信装置及びバッファ制御方法の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。以下においては、送信装置の一例として端末装置を挙げて説明するが、送信装置は必ずしも端末装置に限定されず、例えば基地局装置も送信装置に含まれる。また、特に区別する場合を除いて、各レイヤのＳＤＵ（Service Data Unit）及びＰＤＵ（Protocol Data Unit）を単に「パケット」という。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る端末装置１００の構成を示すブロック図である。図１に示す端末装置１００は、プロセッサ１１０、メモリ１２０及び無線通信部１３０を有する。

プロセッサ１１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）などを備え、端末装置１００の全体を統括制御する。具体的には、プロセッサ１１０は、アプリケーション処理部１１１、第１レイヤ処理部１１２及び第２レイヤ処理部１１３を有する。

アプリケーション処理部１１１は、種々のアプリケーションの処理を実行する。例えば、アプリケーション処理部１１１は、端末装置１００から図示しない基地局装置へ向かう上り回線によって伝送される送信データを生成する。送信データには、例えば要求される遅延量が１ｍｓ未満の低遅延データも含まれる。

第１レイヤ処理部１１２は、第１レイヤの処理を実行する。例えば、第１レイヤ処理部１１２は、アプリケーション処理部１１１によって生成された送信データのパケット（ＳＤＵ）に第１レイヤのヘッダを付加し、第１レイヤのＰＤＵを生成する。ここで、第１レイヤ処理部１１２は、バッファを有しており、処理対象のパケットをバッファに一時的に保持する。そして、第１レイヤ処理部１１２は、バッファに保持されたパケットの廃棄を制御する。

具体的には、第１レイヤ処理部１１２は、パケットがバッファに格納されると、このパケットを廃棄する条件を規定する第１の情報を設定する。このとき、第１レイヤ処理部１１２は、第２レイヤ処理部１１３において送信制御に用いられる第２の情報を取得し、第２の情報に応じて第１の情報を設定する。すなわち、第１レイヤ処理部１１２は、異なるレイヤ（例えば下位レイヤ）である第２レイヤのパラメータを用いて、パケットの廃棄条件を設定する。

パケットの廃棄条件を設定した後、第１レイヤ処理部１１２は、廃棄条件が満たされるか否かを監視し、廃棄条件が満たされる場合には、該当するパケットをバッファから廃棄する。

第２レイヤ処理部１１３は、第１レイヤよりも下位の第２レイヤの処理を実行する。例えば、第２レイヤ処理部１１３は、第１レイヤ処理部１１２によって生成された第１レイヤのＰＤＵをＳＤＵとして、このＳＤＵに第２レイヤのヘッダを付加し、第２レイヤのＰＤＵを生成する。第２レイヤ処理部１１３は、第２の情報を用いてパケットの送信制御を行う。すなわち、第２レイヤ処理部１１３は、例えば第２の情報に従ってパケットの送信の優先制御をしたり、再送制御をしたりする。上述したように、第２の情報は、第１レイヤ処理部１１２のパケットの廃棄条件の設定に用いられる。

メモリ１２０は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）又はＲＯＭ（Read Only Memory）などを備え、プロセッサ１１０が処理を実行するために使用する情報を記憶する。

無線通信部１３０は、プロセッサ１１０によって生成される送信データに対して、例えばＤ／Ａ（Digital/Analog）変換及びアップコンバートなどの無線送信処理を施し、アンテナを介して無線送信する。また、無線通信部１３０は、アンテナを介して無線受信した受信データに対して、例えばダウンコンバート及びＡ／Ｄ（Analog/Digital）変換などの無線受信処理を施し、プロセッサ１１０へ出力する。

次いで、上記のように構成された端末装置１００におけるバッファ制御方法について、図２に示すフロー図を参照しながら説明する。以下のバッファ制御方法は、第１レイヤ処理部１１２が有するバッファの制御方法である。

アプリケーション処理部１１１によって生成される送信データは、第１レイヤ処理部１１２へ出力され、所定長のパケットに分割された上で、第１レイヤ処理部１１２が有するバッファに格納される（ステップＳ１０１）。パケットがバッファに格納される際には、それぞれのパケットについて、廃棄条件を規定する第１の情報が設定される（ステップＳ１０２）。すなわち、第１レイヤ処理部１１２によって、第２レイヤ処理部１１３による送信制御に用いられる第２の情報が取得され、第２の情報に応じて第１の情報が設定される。

パケットの廃棄条件が設定されると、第１レイヤ処理部１１２は、パケットに対して第１レイヤの処理を実行しつつ、バッファに格納された各パケットについて、廃棄条件が満たされるか否かを監視する（ステップＳ１０３）。すなわち、第１の情報によって示される廃棄条件が満たされるか否かが監視され、パケットが廃棄条件を満たす場合には（ステップＳ１０３Ｙｅｓ）、このパケットが第１レイヤ処理部１１２によって廃棄される（ステップＳ１０４）。これにより、第１レイヤのパケットが下位の第２レイヤの送信制御に用いられるパラメータに応じた廃棄条件で廃棄され、第１レイヤのバッファにおけるパケットの滞留時間が短縮される。結果として、新たな送信データとして低遅延データが発生した場合でも、低遅延データのパケットに対する第１レイヤの処理が迅速に実行され、少ない遅延で低遅延データを送信することが可能となる。また、バッファにおけるパケットの滞留時間が短縮される結果、バッファサイズを小さくすることができる。

以上のように、本実施の形態によれば、第１レイヤのパケットの廃棄条件を規定する第１の情報を、第２レイヤの送信制御に関する第２の情報に応じて設定し、廃棄条件を満たすパケットを第１レイヤのバッファから廃棄する。このため、バッファにおけるパケットの滞留時間を短縮することができ、新規の送信データとして低遅延データが発生した場合でも、低遅延データが送信されるまでの遅延を削減することができる。結果として、低遅延データの遅延要求を満たすことができる。

なお、上記実施の形態１においては、主に第１レイヤのバッファに関するバッファ制御方法について説明したが、第１レイヤ及び第２レイヤとは異なる他のレイヤ処理部（例えば、第３レイヤ処理部）がバッファを有していても良い。そして、第３レイヤのバッファにパケットが格納される場合には、第３レイヤのバッファに対して上記実施の形態１で説明したバッファ制御方法が適用されても良い。この場合、既に無線伝送中の初送のパケット及び再送パケットには、このバッファ制御方法が適用されなくても良い。

（実施の形態２）
図３は、実施の形態２に係る端末装置１００の構成を示すブロック図である。図３において、図１と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図３に示す端末装置１００においては、プロセッサ１１０の内部構成が図１に示す端末装置１００と異なる。すなわち、図３に示すプロセッサ１１０は、アプリケーション処理部１１１に加えて、ＰＤＣＰ処理部２０１、ＲＬＣ処理部２０２及びＭＡＣ処理部２０３を有する。

ＰＤＣＰ処理部２０１は、ＰＤＣＰレイヤの処理を実行する。例えば、ＰＤＣＰ処理部２０１は、アプリケーション処理部１１１によって生成された送信データのパケット（ＰＤＣＰ−ＳＤＵ）にＰＤＣＰレイヤのヘッダを付加し、ＰＤＣＰ−ＰＤＵを生成する。ＰＤＣＰ処理部２０１は、バッファを有しており、処理対象のパケットをバッファに一時的に保持する。そして、ＰＤＣＰ処理部２０１は、バッファに保持されたパケットの廃棄を制御する。

具体的には、ＰＤＣＰ処理部２０１は、パケットがバッファに格納されると、このパケットを廃棄するまでの時間を規定する廃棄タイマを設定する。また、ＰＤＣＰ処理部２０１は、ＭＡＣ処理部２０３において送信制御に用いられる最大送信時間を取得し、最大送信時間に応じて、上記の廃棄タイマとは別にパケットの廃棄までの時間を設定する。すなわち、ＰＤＣＰ処理部２０１は、ＰＤＣＰレイヤよりも下位レイヤであるＭＡＣレイヤのパラメータを用いて、パケットの廃棄条件を設定する。

パケットの廃棄条件を設定した後、ＰＤＣＰ処理部２０１は、廃棄条件が満たされるか否かを監視し、廃棄条件が満たされる場合には、該当するパケットをバッファから廃棄する。

ＲＬＣ処理部２０２は、ＰＤＣＰレイヤよりも下位のＲＬＣレイヤの処理を実行する。例えば、ＲＬＣ処理部２０２は、ＰＤＣＰ処理部２０１によって生成されたＰＤＣＰ−ＰＤＵをＲＬＣ−ＳＤＵとして、このＲＬＣ−ＳＤＵにＲＬＣレイヤのヘッダを付加し、ＲＬＣ−ＰＤＵを生成する。ＲＬＣ処理部２０２が実行するＲＬＣレイヤの処理には、例えばパケットの再送制御などが含まれる。

ＲＬＣ処理部２０２は、バッファを有しており、例えばプリプロセッシングが行われる際、アプリケーション処理部１１１によって生成された送信データのパケットをＰＤＣＰ処理部２０１の代わりにバッファに一時的に保持する。このため、ＲＬＣ処理部２０２は、ＰＤＣＰ処理部２０１と同様に、バッファに保持されたパケットの廃棄を制御しても良い。

ＭＡＣ処理部２０３は、ＰＤＣＰレイヤ及びＲＬＣレイヤよりも下位のＭＡＣレイヤの処理を実行する。例えば、ＭＡＣ処理部２０３は、ＲＬＣ処理部２０２によって生成されたＲＬＣ−ＰＤＵをＭＡＣ−ＳＤＵとして、このＭＡＣ−ＳＤＵにＭＡＣレイヤのヘッダを付加し、ＭＡＣ−ＰＤＵを生成する。ＭＡＣ処理部２０３が実行するＭＡＣレイヤの処理には、例えばパケットのスケジューリングや優先制御などが含まれる。ＭＡＣ処理部２０３が実行する優先制御では、例えば論理チャネルの優先度を制御するＬＣＰ（Logical Channel Prioritization）が実行される。具体的には、要求されるＱｏＳ（Quality of Service）が同一の論理チャネルが集約されてＬＣＧ（Logical Channel Group）が生成され、ＬＣＧごとに優先制御が実施される。

ＭＡＣレイヤのＬＣＰでは、例えば以下の（１）〜（３）の３つのパラメータによって優先制御が実施される。

（１）allowedSCS-List：低遅延データを送信するＬＣＧのサブキャリアスペースを指定するパラメータである。

（２）maxPUSCH-Duration：ＬＣＧによる無線伝送において使用されるＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared CHannel）の最大送信時間を示すパラメータである。より具体的には、ＰＵＳＣＨを用いた送信が許可されるタイミングから実際にＰＵＳＣＨによって送信が実行されるタイミングまでの時間がこのパラメータによって規定される。設定されるmaxPUSCH-Durationが小さいほど、低遅延が要求されるＬＣＧであるといえる。maxPUSCH-Durationとしては、複数の候補から選択された値が設定される。すなわち、例えば図４に示すように、maxPUSCH-Durationの候補としては、０．０２ｍｓ、０．０４ｍｓ、０．０６２５ｍｓ、０．１２５ｍｓ、０．２５ｍｓ及び０．５ｍｓがあり、この中からＬＣＧの優先度に応じた値が設定される。

（３）configuredGrantType1Allowed：ＬＣＧによる無線伝送において使用される無線リソースが、例えば周期的な無線リソースのようにあらかじめ決定された無線リソースであるか、例えばＵＬグラント（UL grant）によって動的に決定される無線リソースであるかを示すパラメータである。

上述したように、maxPUSCH-Durationによって示される最大送信時間は、ＰＤＣＰ処理部２０１のパケット廃棄までの時間として、廃棄タイマとは別に設定される。

次いで、上記のように構成された端末装置１００におけるバッファ制御方法について、図５に示すフロー図を参照しながら説明する。以下のバッファ制御方法は、ＰＤＣＰ処理部２０１が有するバッファの制御方法である。図５において、図２と同じ部分には同じ符号を付す。

アプリケーション処理部１１１によって生成される送信データは、ＰＤＣＰ処理部２０１へ出力され、所定長のパケットに分割された上で、ＰＤＣＰ処理部２０１が有するバッファに格納される（ステップＳ１０１）。パケットがバッファに格納される際には、それぞれのパケットについて、廃棄までの時間を規定する廃棄タイマが設定される（ステップＳ２０１）。廃棄タイマは、アプリケーションにとってのデータの期限に対応しており、例えば１０ｍｓ程度の時間が設定されても良い。

また、ＰＤＣＰ処理部２０１によって、ＭＡＣ処理部２０３における優先制御のパラメータの１つである最大送信時間が取得される（ステップＳ２０２）。この最大送信時間は、上記の廃棄タイマとは別に、パケットが廃棄されるまでの時間として用いられる。すなわち、ＰＤＣＰ処理部２０１によって、下位のＭＡＣレイヤの制御に用いられるパラメータが取得され、取得されたパラメータに応じてパケットの廃棄までの時間が設定される。図４に示したように、最大送信時間は、１ｍｓ未満の比較的短い時間である。

パケットの廃棄までの時間が設定されると、ＰＤＣＰ処理部２０１は、パケットに対してＰＤＣＰレイヤの処理を実行しつつ、バッファに格納された各パケットについて、廃棄条件が満たされるか否かを監視する。

具体的には、パケットごとに設定された廃棄タイマが満了したか否かが判定される（ステップＳ２０３）。この判定の結果、廃棄タイマが満了した場合には（ステップＳ２０３Ｙｅｓ）、このパケットがＰＤＣＰ処理部２０１によって廃棄される（ステップＳ１０４）。一方、廃棄タイマが満了していない場合には（ステップＳ２０３Ｎｏ）、パケットの受信が成功したことが通知されたか否かが判定される（ステップＳ２０４）。すなわち、ＰＤＣＰレイヤでは、定期的に状態報告（ＳＲ：Status Report）が受信側の装置から送信されるため、この状態報告によってパケットの受信が成功したか否かが判別可能である。そこで、ＰＤＣＰ処理部２０１によって、パケットの受信が成功したことが通知されている場合には（ステップＳ２０４Ｙｅｓ）、このパケットがＰＤＣＰ処理部２０１によって廃棄される（ステップＳ１０４）。一方、受信成功の通知がない場合には（ステップＳ２０４Ｎｏ）、バッファにパケットが格納されてから最大送信時間が経過したか否かが判定される（ステップＳ２０５）。すなわち、ＭＡＣレイヤにおける優先制御のための最大送信時間が経過したか否かが判定される。そして、パケットが格納されてから最大送信時間が経過している場合には（ステップＳ２０５Ｙｅｓ）、このパケットがＰＤＣＰ処理部２０１によって廃棄される（ステップＳ１０４）。

このように、廃棄条件が満たされるか否かが監視され、廃棄条件を満たすパケットがバッファから廃棄されることにより、ＰＤＣＰレイヤのバッファにおけるパケットの滞留時間が短縮される。特に、ＰＤＣＰレイヤよりも下位のＭＡＣレイヤの優先制御において用いられる最大送信時間が廃棄条件として利用されることにより、アプリケーションに対応する廃棄タイマよりも短い時間でパケットが廃棄され、無線伝送の遅延を低減することができる。換言すれば、新たな送信データとして低遅延データが発生した場合でも、低遅延データのパケットに対するＰＤＣＰレイヤの処理が迅速に実行され、少ない遅延で低遅延データを送信することが可能となる。

以上のように、本実施の形態によれば、ＰＤＣＰレイヤのパケットの廃棄条件を規定する時間を、ＭＡＣレイヤの優先制御のための最大送信時間に応じて設定し、格納されてから最大送信時間が経過したパケットをＰＤＣＰレイヤのバッファから廃棄する。このため、バッファにおけるパケットの滞留時間を短縮することができ、新規の送信データとして低遅延データが発生した場合でも、低遅延データが送信されるまでの遅延を削減することができる。結果として、低遅延データの遅延要求を満たすことができる。

なお、上記実施の形態２に係るバッファ制御方法によれば、例えば、非特許文献２４（ＴＳ３８．３２３）に記載のＳＤＵ廃棄に関する項目を例えば図６のように改めることができる。つまり、ＰＤＣＰ−ＳＤＵのための廃棄タイマが満了した場合、状態報告によってＰＤＣＰ−ＳＤＵの受信が成功したことが確認された場合、又はmaxPUSCH-Durationが経過した場合にＰＤＣＰ−ＳＤＵが廃棄されるように規定しても良い。

また、上記実施の形態２においては、主にＰＤＣＰレイヤのバッファに関するバッファ制御方法について説明したが、上述したように、ＲＬＣ処理部２０２もバッファを有する。そして、例えばプリプロセッシングが行われる場合には、ＲＬＣレイヤのバッファにパケットが格納されるため、ＲＬＣレイヤのバッファに対して上記実施の形態２で説明したバッファ制御方法が適用されても良い。この場合、既に無線伝送中の初送のパケット及び再送パケットには、このバッファ制御方法が適用されなくても良い。

また、上記実施の形態２においては、性質が似ているレイヤ間（例えば、レイヤ２のうちのＰＤＣＰレイヤとＭＡＣレイヤ間）のクロスレイヤに収まる処理が実行されるので、性質が異なるレイヤ間（例えば、アプリケーションレイヤとレイヤ２間）の処理が実行されるよりもプロトコル（例えば、端末プロトコル）を簡素にすることができる。

（実施の形態３）
実施の形態３に係る端末装置の構成は、実施の形態２に係る端末装置１００（図３）と同様であるため、その説明を省略する。実施の形態３においては、ＰＤＣＰ処理部２０１におけるバッファ制御方法が実施の形態２とは異なる。

図７は、実施の形態３に係るバッファ制御方法を示すフロー図である。以下のバッファ制御方法は、ＰＤＣＰ処理部２０１が有するバッファの制御方法である。図７において、図２、５と同じ部分には同じ符号を付す。

また、ＰＤＣＰ処理部２０１によって、ＲＬＣ処理部２０２における再送制御のパラメータの１つである最大再送回数が取得される（ステップＳ３０１）。この最大再送回数は、パケットの再送を制御するＲＬＣレイヤにおいて、再送が許容される最大の回数である。すなわち、ＲＬＣレイヤでは、パケットが正しく受信されないことを示すＮＡＣＫが受信側の装置から返送された場合にパケットの再送が実行されるが、再送が無制限に繰り返されるとスループットが低下するため、許容される最大の再送回数が設定されることがある。このため、ＰＤＣＰ処理部２０１によって、下位のＲＬＣレイヤの制御に用いられる最大再送回数が取得され、取得された最大再送回数に応じてパケットの廃棄条件が設定される。

パケットの廃棄条件が設定されると、ＰＤＣＰ処理部２０１は、パケットに対してＰＤＣＰレイヤの処理を実行しつつ、バッファに格納された各パケットについて、廃棄条件が満たされるか否かを監視する。

具体的には、パケットごとに設定された廃棄タイマが満了したか否かが判定される（ステップＳ２０３）。この判定の結果、廃棄タイマが満了した場合には（ステップＳ２０３Ｙｅｓ）、このパケットがＰＤＣＰ処理部２０１によって廃棄される（ステップＳ１０４）。一方、廃棄タイマが満了していない場合には（ステップＳ２０３Ｎｏ）、パケットの受信が成功したことが通知されたか否かが判定される（ステップＳ２０４）。すなわち、ＰＤＣＰレイヤでは、定期的に状態報告が受信側の装置から送信されるため、この状態報告によってパケットの受信が成功したか否かが判別可能である。そこで、ＰＤＣＰ処理部２０１によって、パケットの受信が成功したことが通知されている場合には（ステップＳ２０４Ｙｅｓ）、このパケットがＰＤＣＰ処理部２０１によって廃棄される（ステップＳ１０４）。一方、受信成功の通知がない場合には（ステップＳ２０４Ｎｏ）、バッファに格納されたパケットの再送回数が最大再送回数に到達したか否かが判定される（ステップＳ３０２）。すなわち、ＲＬＣレイヤにおける再送制御のための最大再送回数に到達したか否かが判定される。そして、パケットの再送回数が最大再送回数に到達している場合には（ステップＳ３０２Ｙｅｓ）、このパケットがＰＤＣＰ処理部２０１によって廃棄される（ステップＳ１０４）。

このように、廃棄条件が満たされるか否かが監視され、廃棄条件を満たすパケットがバッファから廃棄されることにより、ＰＤＣＰレイヤのバッファにおけるパケットの滞留時間が短縮される。特に、ＰＤＣＰレイヤよりも下位のＲＬＣレイヤの再送制御において用いられる最大再送回数が廃棄条件として利用されることにより、再送が失敗に終わるパケットが早期に廃棄され、無線伝送の遅延を低減することができる。換言すれば、新たな送信データとして低遅延データが発生した場合でも、低遅延データのパケットに対するＰＤＣＰレイヤの処理が迅速に実行され、少ない遅延で低遅延データを送信することが可能となる。

以上のように、本実施の形態によれば、ＰＤＣＰレイヤのパケットの廃棄条件を、ＲＬＣレイヤの再送制御のための最大再送回数に応じて設定し、再送回数が最大再送回数に到達したパケットをＰＤＣＰレイヤのバッファから廃棄する。このため、バッファにおけるパケットの滞留時間を短縮することができ、新規の送信データとして低遅延データが発生した場合でも、低遅延データが送信されるまでの遅延を削減することができる。結果として、低遅延データの遅延要求を満たすことができる。

なお、上記実施の形態３に係るバッファ制御方法によれば、例えば、非特許文献２４（ＴＳ３８．３２３）に記載のＳＤＵ廃棄に関する項目を例えば図８のように改めることができる。つまり、ＰＤＣＰ−ＳＤＵのための廃棄タイマが満了した場合、状態報告によってＰＤＣＰ−ＳＤＵの受信が成功したことが確認された場合、又は再送回数がＲＬＣレイヤの最大再送回数を示すmaxRetxThresholdに到達した場合にＰＤＣＰ−ＳＤＵが廃棄されるように規定しても良い。

また、上記各実施の形態においては、上位のレイヤのバッファにおけるパケットの廃棄条件を決定する情報が下位のレイヤの処理部から取得されるものとしたが、必ずしも下位のレイヤの処理部から情報が取得されなくても良い。すなわち、例えばＲＲＣ（Radio Resource Control）シグナリングによって、パケットの廃棄条件を決定する情報が基地局装置から通知されるようにしても良い。具体的には、例えば２ビットで表される第２の廃棄タイマとして（0.5ms,1ms,2ms,3ms）のいずれかの値を示すパラメータ（例えばdiscardTimer2などの名称が規定されたパラメータでも良い）がＲＲＣにおいて規定され、いずれかの値がＲＲＣシグナリング（例えば、RRC Reconfiguration message, RRC setup messageなど）によって通知されても良い。また、第２の廃棄タイマを３ビットで表されるパラメータとして、上記実施の形態２のmaxPUSCH-Durationと同様の候補から値が指定されたり、さらに他の値が追加された候補から値が指定されたりしても良い。

また、ＲＲＣシグナリングによって、廃棄タイマの値をスケーリングするスケーリングファクタがＲＲＣにおいて規定され、スケーリングファクタの値が通知されても良い。例えばＰＤＣＰレイヤの廃棄タイマとして設定可能な値が（10ms,20ms,30ms,40ms,50ms,60ms,75ms,100ms,150ms,200ms,250ms,300ms,500ms,750ms,1500ms,無限）である場合、スケーリングファクタとして０．００２が通知されると、廃棄タイマの各値に０．００２が乗算されて廃棄条件に用いられるようにしても良い。この場合、廃棄条件として用いることが可能な値は（0.02ms,0.004ms,0.06ms,0.08ms,0.1ms,0.12ms,0.15ms,0.2ms,0.3ms,0.4ms,0.5ms,0.6ms,1.0ms,1.5ms,3.0ms,無限）となる。したがって、廃棄タイマの値をそのまま用いるよりも、パケットが廃棄されるまでの時間が短縮され、低遅延データの遅延要求を満たすことができる。スケーリングファクタは、複数の候補から動的に選択されるようにしても良い。

また、従来から規定されているパラメータが変更されても良い。例えばＰＤＣＰレイヤの従来の廃棄タイマとして設定可能な値が（10ms,20ms,30ms,40ms,50ms,60ms,75ms,100ms,150ms,200ms,250ms,300ms,500ms,750ms,1500ms,無限）であることを参考にして、無限を削除し1msを追加しても良い。この結果、廃棄タイマとして設定可能な値は（1ms,10ms,20ms,30ms,40ms,50ms,60ms,75ms,100ms,150ms,200ms,250ms,300ms,500ms,750ms,1500ms）となる。

なお、上記実施の形態１と実施の形態２とを組み合わせた場合、第１レイヤをＰＤＣＰレイヤ、第２レイヤをＭＡＣレイヤとしても良い。また、第１の情報を廃棄タイマの値、第２の情報をmaxPUSCH-Durationとしても良い。また、上記実施の形態１と実施の形態３とを組み合わせた場合、第１レイヤをＰＤＣＰレイヤ、第２レイヤをＭＡＣレイヤ、第３レイヤをＲＬＣレイヤとしても良い。

１１０プロセッサ
１１１アプリケーション処理部
１１２第１レイヤ処理部
１１３第２レイヤ処理部
１２０メモリ
１３０無線通信部
２０１ＰＤＣＰ処理部
２０２ＲＬＣ処理部
２０３ＭＡＣ処理部

一方で、ＩｏＴ（Internet of things）サービス（例えば、交通システム、スマートメータ、装置等の監視システム）の展開に合わせて、多様な要求条件を持つサービスに対応することが求められている。そのため、第５世代移動体通信（５Ｇ又はＮＲ（ＮｅｗＲａｄｉｏ））の通信規格では、４Ｇ（第４世代移動体通信）の標準技術（例えば、非特許文献１〜１１）に加えて、さらなる高データレート化、大容量化、低遅延化を実現する技術が求められている。なお、第５世代通信規格については、３ＧＰＰの作業部会（例えば、ＴＳＧ−ＲＡＮＷＧ１、ＴＳＧ−ＲＡＮＷＧ２等）で技術検討が進められている。（非特許文献１２〜３９）。現在、３ＧＰＰが規定する５Ｇの標準仕様の初版がリリースされている。

本願が開示する送信装置は、１つの態様において、送信データを保持するバッファを有し、送信データに対して第１レイヤの処理を実行する第１レイヤ処理部と、送信データに対して前記第１レイヤとは異なる第２レイヤの処理を実行する第２レイヤ処理部と、前記第１レイヤ処理部及び前記第２レイヤ処理部によって処理された送信データを送信可能な送信部とを有し、前記第２レイヤ処理部は、送信データに対してＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤの処理を実行し、前記第１レイヤ処理部は、送信データに対してＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）レイヤの処理を実行し、送信データが前記バッファに保持されてから、ＭＡＣレイヤの優先制御に用いられるＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared CHannel）の最大送信時間であって、ＰＤＣＰレイヤにおいてあらかじめ定められた廃棄時間よりも短い時間に応じた時間が経過した場合に、前記バッファに保持された送信データを廃棄する。

また、ＲＲＣシグナリングによって、廃棄タイマの値をスケーリングするスケーリングファクタがＲＲＣにおいて規定され、スケーリングファクタの値が通知されても良い。例えばＰＤＣＰレイヤの廃棄タイマとして設定可能な値が（10ms,20ms,30ms,40ms,50ms,60ms,75ms,100ms,150ms,200ms,250ms,300ms,500ms,750ms,1500ms,無限）である場合、スケーリングファクタとして０．００２が通知されると、廃棄タイマの各値に０．００２が乗算されて廃棄条件に用いられるようにしても良い。この場合、廃棄条件として用いることが可能な値は（0.02ms,0.04ms,0.06ms,0.08ms,0.1ms,0.12ms,0.15ms,0.2ms,0.3ms,0.4ms,0.5ms,0.6ms,1.0ms,1.5ms,3.0ms,無限）となる。したがって、廃棄タイマの値をそのまま用いるよりも、パケットが廃棄されるまでの時間が短縮され、低遅延データの遅延要求を満たすことができる。スケーリングファクタは、複数の候補から動的に選択されるようにしても良い。

Claims

送信データを保持するバッファを有し、送信データに対して第１レイヤの処理を実行する第１レイヤ処理部と、
送信データに対して前記第１レイヤとは異なる第２レイヤの処理を実行する第２レイヤ処理部と、
前記第１レイヤ処理部及び前記第２レイヤ処理部によって処理された送信データを送信可能な送信部とを有し、
前記第１レイヤ処理部は、
前記第２レイヤの処理において送信制御に用いられるパラメータに応じて、前記バッファに保持された送信データを廃棄する
ことを特徴とする送信装置。
前記第２レイヤ処理部は、
送信データに対してＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤの処理を実行し、
前記第１レイヤ処理部は、
送信データが前記バッファに保持されてから、ＭＡＣレイヤの優先制御に用いられるＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared CHannel）の最大送信時間に応じた時間が経過した場合に、前記バッファに保持された送信データを廃棄する
ことを特徴とする請求項１記載の送信装置。
前記第１レイヤ処理部は、
送信データに対してＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）レイヤの処理を実行し、
前記最大送信時間は、
ＰＤＣＰレイヤにおいてあらかじめ定められた廃棄までの時間を示す廃棄タイマよりも短い時間である
ことを特徴とする請求項２記載の送信装置。
前記第１レイヤ処理部は、
送信データに対してＲＬＣ（Radio Link Control）レイヤの処理を実行し、
前記最大送信時間は、
ＲＬＣレイヤにおいてあらかじめ定められた廃棄までの時間を示す廃棄タイマよりも短い時間である
ことを特徴とする請求項２記載の送信装置。
前記第２レイヤ処理部は、
送信データに対してＲＬＣレイヤの処理を実行し、
前記第１レイヤ処理部は、
前記バッファに保持された送信データの再送回数が、ＲＬＣレイヤの再送制御に用いられる最大再送回数に到達した場合に、前記バッファに保持された送信データを廃棄する
ことを特徴とする請求項１記載の送信装置。
バッファに保持された送信データに対して第１レイヤの処理を実行し、
送信データに対して前記第１レイヤとは異なる第２レイヤの処理を実行し、
前記第２レイヤの処理において送信制御に用いられるパラメータに応じて、前記バッファに保持された送信データを廃棄する
処理を有することを特徴とするバッファ制御方法。