WO2006109646A1 - 端末とネットワーク間の同期通信における受信通知情報交換の最適化方法および移動端末 - Google Patents

端末とネットワーク間の同期通信における受信通知情報交換の最適化方法および移動端末 Download PDF

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synchronous communication
reception notification
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Michael Roberts
Frank Savaglio
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Nec Corporation
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/20—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received using signal quality detector
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals

Definitions

  • the present invention relates to a method for optimizing reception notification information exchange in a synchronous communication between a terminal and a network in the field of telecommunications and a mobile terminal, and in particular, a plurality of mobile terminals and cellular communication networks during a wireless synchronous connection.
  • the present invention relates to a method for optimizing the exchange of data reception notification signals with other base stations.
  • the present invention also relates to a mobile terminal for communicating with a plurality of base stations of a cellular communication network.
  • the 3GPP (Third generation partnership project 3 generation node ⁇ tona ⁇ shipprone tate) group specification is an uplink dedicated channel EUDCH In HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) service or UMTS (Next Generation Mobile Communication System) that provides transmission speeds up to 2MbitsZ seconds via (Enhanced Uplink Dedicated Channel)
  • HSDPA High Speed Downlink Packet Access
  • UMTS Next Generation Mobile Communication System
  • the specifications of the 3GPP group are further defined as the lower layer MAC (Medium Access Control Intermediate Connection Management) level of the wireless interface protocol layer 2. It is specified that an additional protocol HARQ (Hybrid Automatic Request) layer is added to
  • the new HARQ protocol layer allows the base station of the network to receive an ACK acknowledgment reception signal when the base station properly receives a packet transmitted from the terminal, and the base station to properly accept these packets.
  • NACK negative acknowledgment signal is transmitted to the terminal It is configured to be able to. In case of poor transmission, the terminal must retransmit the bucket in cooperation with the network.
  • the 3GPP group specification stipulates that for proper transmission, all cells involved in communication with the terminal should explicitly send an ACK acknowledgment message. As a result, in synchronous connection, if the terminal always estimates the connection state so that it can know whether or not the transmission data has been properly received, the channel is unnecessarily occupied.
  • An object of the present invention is to provide a method for optimizing reception notification information exchange and a mobile terminal in synchronous communication between a terminal and a network that can reduce the number of unnecessary ACK signals.
  • This purpose is to optimize the exchange of reception notification signals with mobile terminals that are synchronously connected to a plurality of base stations of a cellular communication network, and the base station informs the terminals of a transmission failure NA.
  • the method according to the present invention includes a step of estimating a quality of a downlink between each base station and a terminal using at least one standardized transmission channel, and communication according to the estimated link quality. And retransmitting data to the base station according to the estimated link quality.
  • the terminal retransmits data only when the estimated quality of all links is below a predetermined value.
  • the terminal has an estimated quality of at least one link below a predetermined value, and all other base stations send a negative acknowledgment NACK reception notification to the terminal. Resend data when sending.
  • the present invention is implemented in a mobile terminal for communicating with a plurality of base stations of a cellular communication network.
  • the terminal according to the present invention repeats the means for estimating the downlink quality of each base station using at least one standardized transmission channel, and data retransmission to the base station according to the estimated quality. Means for making a decision.
  • the terminal considers that the data packet was received correctly.
  • the present invention is implemented in a network based on WCDMA technology.
  • the exchange of the ACK signal and the NACK signal between the terminal and the network is optimized, and Contention can be reduced.
  • the present invention is described in a UMTS network.
  • the wireless interface is
  • the physical layer (layer 1),
  • the data connection layer (layer 2),
  • RRC radio resource management layer
  • -MAC Medium Access Control
  • -RLC Radio Link
  • a new HARQ protocol layer that manages the notification of reception notification between the base station and the terminal is provided in the MAC lower layer.
  • the network transmits the first and second synchronization codes in the current cell via the first channel PSCH (Primary Synchronization Channel) and the second channel SSCH (Secondary Synchronization Channel), respectively. It constantly transmits to the terminal to identify adjacent UMTS cells, and estimates the pulse response of the transmission channel via a beacon channel called CPICH (Common Pilot Channel).
  • the CPICH channel consists of predetermined bit Z symbol sequences, V, and so-called pilot sequences that are always transmitted to the cell. The transmission amount of these bit Z symbols is constant and is 30kbps (kilobits per second) or 15ksps (kilo symbols per second).
  • the CPIC H channel is not connected to any transmission channel.
  • the terminal can decode the CPICH channel and evaluate the downlink quality while waiting for the NACK reception notification of the network cell. For this reason, the terminal includes a measurement module for estimating the connection quality with the base station via the CPICH channel, and a module for making a decision to perform data retransmission to the base station according to the estimated quality.
  • the transmission block is always exchanged between the network and the terminal during the TTI (Transmission Time Interval) time.
  • FIG. 1 schematically shows a mobile terminal 2 that communicates with three base stations 4, 6, and 8 in a network synchronously, and all base stations properly receive data transmitted from the terminal 2. is doing.
  • terminal 2 transmits a data packet to base stations 4, 6, 8 (arrow 3), and in parallel therewith, a bit Z symbol via each power CPICH channel of said base station. Receiving the nolot sequence (arrow 10).
  • terminal 2 analyzes the power of the signal received from each base station 4, 6, and 8 by analyzing the bit Z symbol transmitted through the CPICH channel. Determine and compare the measured power to a predetermined threshold power. If the power measured for each base station is greater than the threshold, the decision making module assumes that the base station 4, 6, 8 has properly received the packet sent from terminal 2, and ACK Send the next packet without waiting for the signal ( Figure 1C, arrow 12). With this system, the terminal runs on the CPICH channel ACK signal implicitly included from the measured value. For this reason, the base stations 4, 6, and 8 do not need to explicitly send an ACK signal to the terminal during the synchronous connection. This saves power on the downlink and can allocate this power to another function.
  • FIG. 2 schematically illustrates a second situation where some base stations are unable to properly receive data that is also transmitted terminal power!
  • terminal 2 sends a data packet to base stations 20, 22, and 24 (arrow 3), and in parallel, transmits a bit / symbol pilot sequence via the CPICH channel to the base station card. (Arrow 10).
  • the base station 20 sends a NACK signal to the terminal 2 (FIG. 2B, arrow 26).
  • terminal 2 determines and measures the power of the signal received from each base station 20, 22, and 24 by analyzing the bit Z symbol transmitted via the CPICH channel. The power is compared with a predetermined threshold power.
  • the decision module assumes that at least the base stations 22 and 24 have properly received the packet that was sent by the terminal 2 and does not wait for the ACK signal.
  • the next packet is sent according to arrow 28 (Fig. 2C), and the NACK signal (arrow 26) sent from the base station 20 is not considered.
  • Base stations 20, 22, and 24 continue to send bit Z symbols to terminal 2 via the CPICH channel (arrow 10).
  • the method according to the present invention can take into account the fading due to the physical transmission conditions of the signal transmitted from the base station 20, and the base stations 22 and 24 have received the transmitted packets properly. If this is the case, retransmission of the packet can be avoided.
  • FIG. 3 schematically shows a third situation where any base station properly receives data transmitted from a terminal! /.
  • terminal 2 transmits a data packet to base stations 30, 32, and 34 (arrow 3), and in parallel, transmits a bit / symbol pilot sequence to each base station via the CPICH channel. Local power is also received (arrow 10).
  • the two base stations 30 and 32 send a NACK signal to the terminal 2 (FIG. 3B, arrows 36 and 38).
  • terminal 2 determines the power of the signal received from each base station 30, 32, 34 by analyzing the bit Z symbol transmitted via the CPICH channel, and measures the measured power And a predetermined threshold power. In this case, the measured power (arrow 40) of the signal received from the base station 34 is less than the threshold value.
  • the decision making module assumes that none of the base stations 30, 32, 34 has received the packet sent from terminal 2 properly.
  • the terminal resends the same packet to the base station (Fig. 3C, arrow 42), and measures again with a signal (arrow 10) that also transmits the base station power via the CPICH channel. This operation is repeated until at least one of the base stations 30, 32, or 34 properly receives a packet sent from the terminal 2.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a first situation in which a method according to the present invention is carried out.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a second situation in which the method according to the present invention is carried out.
  • FIG. 3 schematically shows a third situation in which the method according to the invention is carried out.

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Abstract

　端末とネットワーク間におけるＡＣＫ信号およびＮＡＣＫ信号の交換を最適化し、端末レベルでの競合を低減する。 　本発明は、セルラ通信ネットワークの複数の基地局と同期接続される移動端末との間で受信通知信号の交換を最適化する方法に関し、規格化された少なくとも一つの伝送チャンネルで各基地局と端末との間のダウンリンクの品質を推定するステップと、前記推定されたリンクの品質に応じて基地局にデータを再送するステップとを含む。

Description

端末とネットワーク間の同期通信における受信通知情報交換の最適化方 法および移動端末
技術分野
[0001] 本発明は、遠隔通信の分野における端末とネットワーク間の同期通信における受 信通知情報交換の最適化方法および移動端末に関し、特に、無線同期接続中に移 動端末とセルラ通信ネットワークの複数の基地局との間でデータ受信通知信号の交 換を最適化する方法に関する。
本発明は、また、セルラ通信ネットワークの複数の基地局と通信するための移動端 末に関する。
背景技術
[0002] 移動端末が、セルラネットワークを介して高速通信を行えるようにするために、 3GP P (Third generation partnership project 3世代ノヽ ~~トナ ~~シッププロンェ タト）グループの仕様書は、上り専用チャンネル EUDCH (Enhanced Uplink De dicated Channel：アップリンク高速化チャンネル）を介して 2MbitsZ秒まで及ぶ 伝送速度を供給する HSDPA (High Speed Downlink Packet Access :高速 ダウンリンクパケット接続)サービスまたは、 UMTS (次期移動通信システム）における 将来のマルチメディアアプリケーション用の HSUPA (High Speed Uplink Pack et Access：高速アップリンクパケット接続)サービスと同様の構成を採用して ヽる。 端末と基地局との受信通知の報知を自動的に管理するために、 3GPPグループの仕 様書は、さらに、無線インターフェースのプロトコルの層 2の下位層 MAC (Medium Access Control中間接続管理）のレベルに、追加プロトコルの HARQ (Hybrid Automatic Request：ハイブリッド自動再送要求）層を付加するように規定して 、る
[0003] 新しい HARQプロトコル層は、ネットワークの基地局に対して、端末から伝送される パケットを基地局が適正に受信した場合は ACK肯定応答受信信号を、これらのパケ ットを基地局が適正に受信しなかった場合は NACK否定応答信号を、端末に伝送 できるように構成されている。伝送不良の場合、端末は、ネットワークと連携してバケツ トを再送しなければならな 、。
[0004] 3GPPグループの仕様書は、適切な伝送の場合、端末との通信に関わる全てのセ ルが ACK肯定受信通知を明白に送信すべきであると規定している。この結果、同期 接続に際して、端末が常に接続状態を推定して送信データが適正に受信されたか 否かを知ることができるようにすると、チャンネルが無用に占有されてしまう。
[0005] さらに、 ACKの数が 90%であって、 NACKの数が 10%〜20%程度である限り、 基地局が ACK信号を再送しなくてもすむようにすることが有利である。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] 本発明の目的は、無用な ACK信号の数を減らすことの可能な端末とネットワーク間 の同期通信における受信通知情報交換の最適化方法および移動端末を提供するこ とにある。
課題を解決するための手段
[0007] この目的は、セルラ通信ネットワークの複数の基地局と同期接続される移動端末と の間で受信通知信号の交換を最適化し、基地局が、端末に伝送不良を知らせる NA
CK信号だけを送信する方法により達せられる。
[0008] 本発明による方法は、規格ィ匕された少なくとも一つの伝送チャンネルで各基地局と 端末との間のダウンリンクの品質を推定するステップと、前記推定されたリンクの品質 に応じて通信を受信するステップと、前記推定されたリンクの品質に応じて基地局に データを再送するステップとを含む。
[0009] 本発明による方法によって、基地局が ACK信号を不必要に伝送することが回避さ れ、電力を節約できる。その結果、システムレベルでの競合が減少する。
[0010] 本発明による方法の第一の変形例では、前記端末は、全てのリンクの推定された品 質が所定値を下回る場合のみデータを再送する。
[0011] 本発明による方法の第二の変形例では、前記端末は、少なくとも一つのリンクの推 定された品質が所定値を下回り、他の全ての基地局が否定応答 NACK受信通知を 端末に送信する場合にデータを再送する。 [0012] 本発明は、セルラ通信ネットワークの複数の基地局と通信するための移動端末で実 施される。
[0013] 本発明による端末は、規格ィ匕された少なくとも一つの伝送チャンネルで各基地局の ダウンリンクの品質を推定する手段と、推定された品質に応じて基地局へのデータ再 送を繰り返す決定を下す手段とを含む。
[0014] リンクの品質が適正である場合、端末は、データパケットが正しく受信されたとみな す。
[0015] 好適には、本発明は、 WCDMA技術に基づくネットワークで実施される。
発明の効果
[0016] 本発明の端末とネットワーク間の同期通信における受信通知情報交換の最適化方 法および移動端末によれば、端末とネットワーク間における ACK信号および NACK 信号の交換を最適化し、端末レベルでの競合を低減することができる。
発明を実施するための最良の形態
[0017] 以下の説明は、 WCDMA技術に基づくネットワークでの本発明の実施に関する。
より正確には、本発明は UMTSネットワークにおいて説明される。
改めて言及するが、 UMTSでは、無線インターフェースが、
物理層（層 1)と、
データ接続層（層 2)と、
—無線リソースの管理層 (RRC)との、
3つの主要層を含む。
[0018] 層 2は、
-MAC (Medium Access Control:媒体アクセス管理）下位層と、 -RLC (Radio Link:無線リンク）下位層と、
— PDPC (Packet Data Convergence Protocole :パケットデータ収束プロト コル）下位層と、
BMC (Broadcast/Multicast Protocol：ブロードキャスト Zマノレチキャストプ ロトコル；)下位層との、
4つの下位層からなる。 [0019] 基地局と端末との間で受信通知の報知を管理する新しい HARQプロトコル層は、 MAC下位層に設けられる。
[0020] UMTSでは、ネットワークが、第一のチャンネル PSCH (Primary Synchronisati on Channel)と第二のチャンネル SSCH (Secondary Synchronisation Chan nel)とをそれぞれ介して第一および第二の同期コードを現行セル内の端末に常時伝 送して隣接する UMTSセルを識別するとともに、 CPICH (Common Pilot Chan nel)と呼ばれるビーコンチャンネルを介して伝送チャンネルのパルス応答を推定する 。 CPICHチャンネルは、常時セルに伝送される所定のビット Zシンボルシーケンス、 V、わゆるパイロットシーケンスからなる。これらのビット Zシンボルの伝送量は一定で あって、 30kbps (キロビット毎秒）すなわち 15ksps (キロシンボル毎秒）である。 CPIC Hチャンネルは、どの伝送チャンネルにも接続されない。同期通信中、ネットワークの セルの NACK受信通知を待ちながら、端末は、 CPICHチャンネルを復号化してダウ ンリンクの品質を評価することができる。このため、端末は、 CPICHチャンネルを介し て基地局との接続品質を推定するための測定モジュールと、推定された品質に応じ て基地局へのデータ再送を実施する決定を下すモジュールとを含む。改めて述べる 力、同期接続の場合、 TTI (Transmission Time Interval)時間中、ネットワーク と端末との間で必ず伝送ブロックが交換される。
[0021] 図 1は、ネットワークの 3個の基地局 4、 6、 8と同期通信する移動端末 2を概略的に 示しており、全ての基地局が端末 2から伝送されるデータを適正に受信している。
[0022] 図 1Aを参照すると、端末 2は、基地局 4、 6、 8にデータパケットを送信し (矢印 3)、 それと平行して、前記基地局の各々力 CPICHチャンネルを介してビット Zシンボル ノ ィロットシーケンスを受信して 、る（矢印 10)。
[0023] 図 1Bでは、受信通知信号の待機期間中、端末 2が、 CPICHチャンネルを介して伝 送されるビット Zシンボルの分析により、各基地局 4、 6、 8から受信した信号の電力を 決定し、測定された電力と所定の閾値電力とを比較する。各基地局に対して測定さ れた電力が閾値より大きい場合、決定を下すモジュールは、端末 2から送られたパケ ットを基地局 4、 6、 8が適正に受信したと推定し、 ACK信号を待たずに次のパケット を送る（図 1C、矢印 12)。このシステムによって、端末は、 CPICHチャンネルで実行 された測定値から暗に含まれる ACK信号を推測する。このため、基地局 4、 6、 8は、 同期接続中に ACK信号を明白に端末に送らなくてすむ。これによつて、ダウンリンク で電力を節約でき、この電力を別の機能に割り当てることができる。
[0024] 図 2は、幾つかの基地局が端末力も伝送されるデータを適正に受信しな力つた第 二の状況を概略的に示して!/ヽる。
[0025] 図 2Aを参照すると、端末 2は、基地局 20、 22、 24にデータパケットを送り（矢印 3) 、それと平行して、 CPICHチャンネルを介してビット/シンボルパイロットシーケンス を基地局カゝら受信する (矢印 10)。この場合、基地局 20は、端末 2に NACK信号を 送っている（図 2B、矢印 26)。受信通知信号の待機期間中、端末 2は、 CPICHチヤ ンネルを介して伝送されるビット Zシンボルの分析によって、各基地局 20、 22、 24か ら受信する信号の電力を決定し、測定された電力と所定の閾値電力とを比較する。 各基地局に対して測定された電力が閾値を上回る場合、決定モジュールは、端末 2 力も送られたパケットを少なくとも基地局 22、 24が適正に受信したと推定し、 ACK信 号を待たずに矢印 28に従って次のパケットを送り（図 2C)、基地局 20から送られる N ACK信号（矢印 26)を考慮しない。基地局 20、 22、 24は、 CPICHチャンネルを介 して端末 2にビット Zシンボルを送り続ける（矢印 10)。
[0026] この場合、本発明による方法は、基地局 20から送られる信号の物理的な伝送条件 によるフエーデイングを考慮することができ、送信されたパケットを基地局 22、 24が適 正に受けていれば、パケットの再送を回避できる。
[0027] 図 3は、端末から送られたデータをどの基地局も適正に受信して!/、な 、第三の状況 を概略的に示している。
[0028] 図 3Aを参照すると、端末 2は、基地局 30、 32、 34にデータパケットを送信し (矢印 3)、それと平行して、 CPICHチャンネルを介してビット/シンボルパイロットシーケン スを各基地局力も受信する（矢印 10)。この場合、 2個の基地局 30、 32は、端末 2に NACK信号を送る（図 3B、矢印 36、 38)。受信通知信号の待機期間中、端末 2は、 CPICHチャンネルを介して伝送されるビット Zシンボルの分析によって、各基地局 3 0、 32、 34から受信した信号の電力を決定し、測定された電力と所定の閾値電力とを 比較する。この場合、基地局 34から受信した信号の測定電力（矢印 40)が閾値より 小さければ、決定を下すモジュールは、基地局 30、 32、 34のどれもが端末 2から送 られたパケットを適正に受信しな力つたと推定する。端末は、前記基地局に同じパケ ットを再送し（図 3C、矢印 42)、 CPICHチャンネルを介して基地局力も伝送される信 号 (矢印 10)で再び測定を行う。この操作は、基地局 30、 32、または 34の少なくとも 一つが端末 2から送られるパケットを適正に受信するまで繰り返される。
図面の簡単な説明
[図 1]本発明による方法が実施される第一の状況を概略的に示す図である。
[図 2]本発明による方法が実施される第二の状況を概略的に示す図である。
[図 3]本発明による方法が実施される第三の状況を概略的に示す図である。

Claims

請求の範囲
[1] セルラ通信ネットワークの複数の基地局と同期接続される移動端末との間で受信通 知信号の交換を最適化する端末とネットワーク間の同期通信における受信通知情報 交換の最適化方法であって、
規格化された少なくとも一つの伝送チャンネルで各基地局と端末との間のダウンリ ンクの品質を推定するステップと、
前記推定されたリンクの品質に応じて基地局にデータを再送するステップとを含む ことを特徴とする端末とネットワーク間の同期通信における受信通知情報交換の最適 化方法。
[2] 前記端末は、全ての接続の推定された品質が所定値を下回る場合にのみデータを 再送することを特徴とする請求項 1に記載の端末とネットワーク間の同期通信におけ る受信通知情報交換の最適化方法。
[3] 前記端末は、少なくとも一つの接続の推定された品質が所定値を下回り、他の全て の基地局が否定応答 NACK受信通知を端末に送信する場合にデータを再送するこ とを特徴とする請求項 1に記載の端末とネットワーク間の同期通信における受信通知 情報交換の最適化方法。
[4] 前記ネットワークが WCDMA技術に基づくネットワークであることを特徴とする請求 項 1から 3のいずれか 1項に記載の端末とネットワーク間の同期通信における受信通 知情報交換の最適化方法。
[5] 前記ネットワークが UMTSネットワークであることを特徴とする請求項 4に記載の端 末とネットワーク間の同期通信における受信通知情報交換の最適化方法。
[6] 前記規格ィ匕された伝送チャンネル力 SCPICHチャンネルであることを特徴とする請 求項 1から 4のいずれか 1項に記載の端末とネットワーク間の同期通信における受信 通知情報交換の最適化方法。
[7] セルラ通信ネットワークの複数の基地局と通信するための移動端末であって、 規格ィ匕された少なくとも一つの伝送チャンネルで各基地局のダウンリンクの品質を 推定する手段と、
推定された品質に応じて基地局へのデータ再送を繰り返す決定を下す手段とを含 むことを特徴とする移動端末。
推定された品質と所定値との比較手段を含むことを特徴とする請求項 7に記載の移 動端末。
PCT/JP2006/307214 2005-04-08 2006-04-05 端末とネットワーク間の同期通信における受信通知情報交換の最適化方法および移動端末 WO2006109646A1 (ja)

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