WO2007148573A1

WO2007148573A1 - 送信パラメータ変更制御方法および無線基地局

Info

Publication number: WO2007148573A1
Application number: PCT/JP2007/061863
Authority: WO
Inventors: Atsushi Harada; Minami Ishii; Sadayuki Abeta
Original assignee: Ntt Docomo, Inc.
Priority date: 2006-06-19
Filing date: 2007-06-13
Publication date: 2007-12-27
Also published as: EP2045993A4; CN101507232A; EP2045993A1; TW200810479A; CN101507232B; KR20090031405A; US20100046442A1; JP5001590B2; JP2007336502A

Abstract

　移動通信において、通信パラメータの変更タイミングを指定する方法で生じる制御遅延や制御負荷を低減し、効率的な送信パラメータの変更制御方法を提供する。送信パラメータの変更制御方法は、あるレイヤ又はサブレイヤ、たとえばＭＡＣ層での閉じた処理が可能な送信パラメータのパラメータ値を変更する場合に、変更タイミングの指定を含まない制御データユニット（たとえばＭＡＣ制御ＰＤＵ）を生成する。生成したＭＡＣ制御ＰＤＵを、送信フレームの前半部分でのみ送信し、当該ＭＡＣ制御ＰＤＵを送信した次のフレームタイミングで、基地局と移動局は同期して変更後の送信パラメータに基づくデータの送受信へ移行する。

Description

明細書

送信パラメータ変更制御方法および無線基地局

技術分野

[0001] 本発明は、広くは無線通信制御技術に関し、特に、送信パラメータの変更を通知する際の効率的な通知タイミング制御に関する。

背景技術

[0002] 第 3世代の無線アクセスネットワークでは、図 1に示すように、レイヤ 3の RRC (無線リソース管理)エンティティは、移動局又はユーザ端末 (UE)から報告される測定結果力決定される無線パラメータ（コード、周波数、タイムスロット、トランスポート 'フォーマット、マッピング等）に基づいて、無線リソースの設定、管理を行う。レイヤ 2の RLC 層では、 RLCプロトコルに基づいて再送制御を行う。 MAC層は、優先制御、スケジユーリング、論理チャネルのトランスポートチャネルへのマッピングなどを行って、ユーザと無線ベアラの間を調停する。

[0003] 無線パラメータを変更する必要が生じた場合には、上位層シグナリング (RRC)によつて変更指示がなされる。第 3世代通信方式では、 RRCシグナリングで起動タイミング (activation time)を指定することにより、無線パラメータ変更のタイミングを、明示的に指定することができる。

[0004] すなわち、 RRCによる変更通知には、無線パラメータの変更内容にカ卩えて、変更タイミングも通知情報として含まれる。変更のタイミングが通知とほぼ同時の場合、すなわち、今すぐに切り換える必要がある場合も、その旨を示す情報要素が付加されて通知される。

[0005] 一方、処理遅延の低減を期待して、 MAC制御 PDUを用いたスケジューリング制御が検討されている（たとえば、非特許文献 1参照)。 MAC処理は、ベースバンド部によるハードウェア処理が想定されるので、処理遅延の低減が期待できるからである。たとえば、スケジューリングに関する情報を MAC管理メッセージとして生成し、この管理メッセージを MAC— PDUのペイロードとして送信する。 MAC— PDUは、移動局の MACエンティティで直接解釈され、処理される。なお、 MAC— PDU (protocol da ta unit)は、 MAC層で完結して処理されるプロトコルデータユニットである。

非特許文献 1： IEEE Std 802.16TM-2004 (section 6.3.2.3)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] しかし、 MAC制御 PDUを使ってスケジューリング等の送信パラメータを変更、制御する場合に、制御 PDUの情報要素として変更タイミングを明示的に通知すると、メッセージサイズが増大する可能性がある。その結果、処理遅延が加わることになる。この問題は、第 3世代の無線通信システムのみならず、第 3世代をさらに進展させた LT E (long term evolution)システムにおいても、問題となる。特に LTEの無線通信システムでは、より高速かつ大容量の無線通信の実現が要請されるため、送信パラメータの変更、通知の制御にも、より効率的な手法が望まれる。

[0007] そこで、本発明は、変更タイミングを指定する従来の方法で生じていた制御遅延や制御負荷を低減する、新規な送信パラメータの変更制御方法を提供することを課題とする。

[0008] また、そのような送信パラメータの変更制御を行う無線基地局の提供を課題とする。

課題を解決するための手段

[0009] 上記課題を解決するために、本発明は以下のコンセプトに基づく。

(1)あるレイヤ又はサブレイヤでの閉じた処理が可能な送信パラメータに関しては、パラメータ値の変更を通知する際に、そのレイヤの制御プロトコルデータユニット（PD U)を用いて移動局に通知する。このとき、制御 PDUには、変更タイミングを指定する情報は組み込まずに、変更内容だけを通知する。

(2)上記の制御 PDUを、フレームの前半部分でのみ送信する。

(3)制御 PDUを送信した次のフレームから、変更後のパラメータ値での送受信に移行する。

[0010] たとえば、 MAC層での閉じた処理が可能な送信パラメータを変更する場合は、 M AC制御 PDUで、送信パラメータの変更内容を通知する。 MAC層での閉じた処理が可能な送信パラメータとは、たとえば、送信タイムインターバルに可変 TTI長を採用する場合の TTI長や、 VoIP通信を行う場合のパーシステント'スケジューリング（固定的リソース割り当て)への移行指示、アクティビティ ·レベル等である。

[0011] より具体的には、第 1の側面では、送信パラメータの通知タイミング制御方法は、

(a)あるレイヤ又はサブレイヤでの閉じた処理が可能な送信パラメータのパラメータ値を変更する場合に、変更タイミングの指定を含まない制御データユニット（制御 PDU 等)を生成し、

(b)前記制御データユニットを、送信フレームの前半部分でのみ送信し、

(c)前記制御データユニットを送信した次のフレームタイミングで、変更後の送信パラメータに基づいたデータの送受信を行う、

ことを特徴とする。

[0012] 良好な実施例では、制御 PDUが送信フレーム（# N— 1)の後半部分で生成された場合は、その制御 PDUを次のフレーム（ # N)の前半部分で送信する。この場合、変更後のパラメータの下での送受信は、さらに次のフレーム（ # N+ 1)で開始される

[0013] 別の良好な実施例では、制御 PDUが移動局で受信されない場合に、当該制御 P

DUを送信したフレームの後半部分で再送処理を行う。

[0014] 第 2の側面では、上述した通知タイミング制御を行う無線基地局を提供する。無線基地局は、

(a)あるレイヤ又はサブレイヤでの閉じた処理が可能な送信パラメータについて、ノラメータ値の変更を指示する制御部と、

(b)前記制御部の指示に基づいて、変更後のパラメータを示し、変更タイミングの指定を含まない制御データユニットを生成する制御データユニット生成部と、

(c)前記制御データユニットを、送信フレームの前半部分でのみ送信する送信処理部と

を備える。

[0015] 良好な構成例では、制御 PDU等の制御データユニットの再送が必要な場合に、当該制御 PDUを送信したフレームの後半部分での再送を指示する再送制御部をさらに有する。

[0016] このような送信パラメータの変更制御方法や、無線基地局の構成は、任意の無線通信方式を採用するネットワークや、そこで用いられる基地局に適用可能である。発明の効果

[0017] 上記の構成により、送信パラメータの変更通知時に起動タイミング情報を指定する方法で生じていた制御遅延や制御負荷を削減することが可能になる。

図面の簡単な説明

[0018] [図 1]従来の C— plane制御モデルを示す概略図である。

[図 2]本発明が適用される無線通信システム (例えば LTE無線通信システム）の制御モデルを示す概略図である。

[図 3]本発明の一実施形態に係る送信パラメータ変更通知のタイミング制御を説明するための図である。

[図 4]本発明の一実施形態に係る無線基地局の動作を示すフローチャートである。

[図 5]本発明の一実施形態に係る無線基地局の概略構成図である。

符号の説明

[0019] 1 無線基地局

10 RRCエンティティ

20 RLC処理ブロック

21 RLC層受信処理部

22 RLC層送信処理部

30 MAC処理ブロック

31 MAC層受信処理部

32 MAC層送信処理部

33 MAC制御部

34 スケジューラ

35 再送制御部

36 MAC制御 PDU生成部（制御データユニット生成部)

40 物理層処理ブロック

41 物理層受信処理部

42 物理層送信処理部 43 物理層制御部

発明を実施するための最良の形態

[0020] 以下で、本発明の良好な実施形態について、図面を参照して説明する。図 2は、本発明が適用される一例としての LTE無線通信システムの制御モデルの一例を示す図である。レイヤ 3の RRC (無線リソース管理)エンティティは、移動局又はユーザ端末（UE)と、ネットワーク（例えば Evolved UTRAN)との間の RRCコネクションの設定、維持、開放を行い、 RRCコネクションのための無線リソース（通信パラメータ）を設定する。

[0021] レイヤ 2のサブレイヤである RLC層では、移動局（UE)とネットワークとの間の RLC コネクションを設定 Z開放し、再送制御 RLCプロトコルに基づいて、再送制御を行う。また、上位層 PDUの伝送や、トランスポート 'ブロック（TB)のサイズに応じたセグメンテーシヨンを行う。

[0022] レイヤ 2のサブレイヤである MAC層は、 MAC層内での閉じた処理が可能な送信パラメータに関して、パラメータ値の変更を移動局（UE)に通知する。 MAC層内での閉じた処理が可能な送信パラメータとして、パーシステント'スケジューリングへの移行指示、伝送タイムインターバル (TTI)を可変に制御する場合の TTI長や、ァクティビティ'レベル等を含む。

[0023] パーシステント'スケジューリングは、 VoIP通信などの一定速度かつ低レートで行われる無線通信に対して、無線リソースを一定周期で固定的に割り当てるスケジユーリング方式である。パーシステント'スケジューリングへ移行する旨の通知は、 MAC— P DUで直接移動局（UE)の MACエンティティに送られ、解釈される。

[0024] TTI長の変更は、たとえばデータの割り当てに関する情報を下り共有制御チャネル

(L1/L2 control channel)で移動局に通知する際に、その通知パケットのサイズに応じた ΤΠ長を設定するために行われる。送信すべきパケットをあら力じめ決められた ΤΠ長（たとえば 1サブフレーム）に合わせて分断する方法では、制御信号のシグナリングの負担を増大しかねな、ので、パケットサイズに応じて TTI長を変更するのである。

[0025] 本実施形態では、これらの送信パラメータの変更を、制御データユニットとしての M AC制御 PDUを用いて通知し、無線基地局と移動局の間で、直接 MAC層での処理を可能にする。

[0026] 従来は、 RRC層で通信パラメータの指定を変更する場合に、変更後のパラメータ値に付随して、どのタイミングで変更するかを指定する情報も移動局に送信していた。し力し、 MAC制御 PDUのペイロードに含ませるメッセージサイズは、小さい方が望ましい。そこで、実施形態では、 MAC送信パラメータ (スケジューリング関連の送信ノメータ等）を変更するタイミングを指定する情報は MAC制御 PDUには含めず、変更後のパラメータ値のみをペイロードに入れる。

[0027] そして、 MAC制御 PDUを送信するタイミングを、フレームの前半部分に限定し、 M AC制御 PDUで通知したコンフィギュレーションの変更は、次のフレームタイミングから有効になると規定する。

[0028] つまり、変更後の送信パラメータ値を通知する MAC制御 PDUが送信されたなら、無線基地局は、その次のフレームから、新しいパラメータ値の下で通信制御を行う。移動局も同期して、 MAC制御 PDUを受け取った次のフレームタイミングで、変更後のパラメータ値で信号を受信する。

[0029] 図 3は、 MAC制御 PDUの送信タイミングを説明するための図である。送信タイミング制御の単位は、フレームごととする。 1フレームは、たとえば 10msであり、 0. 5msのサブフレーム 20個で構成される。

[0030] 各フレームにおいて、 MAC制御 PDUの送信が許される期間 Sは、フレームの前半部分に限定される。 MAC制御 PDUだけではなぐ RRC— PDUの送信もフレームの前半部分に限定してもよ、。これらの PDUの送信タイミングをフレームの前半部分に限定するのは、ハイブリッド再送制御（HARQ : Hybrid Automatic Repeat Request)の最大再送回数を考慮してのことである。

[0031] たとえば、フレーム # N— 1で、変更前のパラメータ（所定の TTI長、あるいは通常のスケジューリング)で、ユーザデータが送信された直後に、ノラメータを変更する必要が生じたとする。このとき、変更後のパラメータ値を示す MAC制御 PDUが生成され、フレームの前半部分で、移動局に初回送信される。

[0032] 初回送信が成功した場合、すなわち、移動局から Ackを受信した場合は、次のフレ一ム# Nで、変更後のパラメータ値 (変更された TTI長、あるいはパーシステント'スケジユーリング）に基づいて、ユーザデータが送信される。移動局の側でも、受け取った MAC制御 PDUにパラメータの変更タイミングが指定されていなくても、 MAC制御 Ρ DUを受信した次のフレーム # Nで、変更後のパラメータに基づいた受信処理へと移行する。

[0033] 移動局への MAC制御 PDUの送信が失敗した場合、すなわち一定時間以内に移動局から受信確認応答が送られてこない場合は、フレームの残りの区間で、 MAC制御 PDUを再送する。最大再送回数は、フレームの後半部分で収まるようになつている。なお、移動局からの MAC制御 PDUの確認応答（Ack)は、 HARQ— Ackで代用してちょい。

[0034] MAC制御 PDU力フレーム # N— 1の後半部分で生成される場合は、生成された MAC制御 PDUは、次のフレーム # Nの前半部分で送信される。この場合、変更後のパラメータでの送受信は、さらにその次のフレーム # N+ 1で行われることになる。

[0035] 図 4は、無線基地局が行う動作の流れを示すフローチャートである。まず、ステップ S101で、通信パラメータの変更が必要か否かを判断する。通信パラメータの変更の要否は、ユーザ端末から報告される測定結果や要求 QoS等に基づヽて行われる。変更が必要な場合は（S 101で YES)、ステップ S102で、任意のレイヤ又はサブレイャで閉じた処理が可能な送信パラメータである力否かが判断される。たとえば、送信時間間隔 (TTI)やリソース割り当てのスケジューリングの種類にっ、てのパラメータであれば、 MAC層での閉じた処理が可能な送信パラメータである。また、 QoS設定制御に用いるパラメータや、 RLC層で再送制御を行う場合の再送制御設定パラメ一タは、 RLC層で閉じた処理が可能な送信パラメータである。

[0036] 当該レイヤ又はサブレイヤで閉じた処理ができない場合は（S 102で NO)、ステップ S103で、変更を行うタイミングを示す情報を含む変更通知を生成し、上位レイヤのシダナリングで通知する。閉じた処理が可能な場合は（S102で YES)、ステップ S104 で、当該レイヤ又はサブレイヤでの制御データユニット（PDU)を生成する。このとき、生成される制御 PDUには、変更タイミングを示す情報は含まれな!/ヽ。

[0037] 次に、ステップ S 105で、制御 PDUは、現在のフレーム（# N—1)の前半部分で生成されたか否かを判断する。前半部分で生成された場合は（S 105で YES)、現在のフレーム（# N— 1)の前半部分で制御 PDUの初回送信を行う。ステップ S 111で、一定時間内での ACKの有無を判断し、 ACKがあれば（S 111で YES)、ステップ S 11 3に進み、次のフレーム # N力変更後のパラメータで通信を行う。 ACKがない場合は（S 111で NO)、ステップ S 112に進み、現在のフレーム # N— 1の後半部分で制御 PDUを再送する。再送は、後半フレーム内で再送可能な最大回数まで行うこととする。

[0038] 一方、制御 PDUの生成力現在のフレーム（# N— 1)の後半部分で行われた場合は（S 105で NO)、ステップ S 106へ進み、次のフレーム # Nの前半部分で、生成された制御 PDUの初回送信を行う。ステップ S 107で ACKの有無を判断し、 ACKがあれば（S107で YES)、ステップ S109でさらに次のフレーム # N+ 1から、変更後のパラメータで通信する。一定時間内に ACKがない場合は（S 107で NO)、ステップ S 108で、次のフレーム # Nの後半部分で制御 PDUの再送を、最大再送回数まで行う

[0039] このように、 MAC制御 PDUを、変更後のパラメータ値を示す簡単なメッセージで構成し、その送信タイミングをフレームの前半部分に限定して送信することによって、再送区間を確保することができる。無線基地局と移動局は、次のフレームタイミングで同期して、変更後のパラメータ値での送受信に移行することができる。

[0040] 図 5は、本発明の一実施形態に係る無線基地局の概略ブロック図である。無線基地局 1は、 RRC層の処理ブロックである RRCエンティティ 10と、 RLC処理ブロック 20 と、 MAC処理ブロック 30と、物理レイヤ処理ブロック 40を含む。

[0041] 物理層制御部 43は、移動局から受信した SIRなどの測定結果を、 RRCェンティティ 10に報告する。 RRCエンティティ 10は、報告結果に基づいて、 MAC層および物理層を制御する信号を生成し、 MAC制御部 33と物理層制御部 43にそれぞれ供給する。 RRCエンティティ 10はまた、使用可能な無線べァラ等の情報を含む RRCメッセージを生成して、 RLC層送信処理部 22に入力する。このメッセージは、 MAC層送信処理部 32および物理層送信処理部 42を経て、移動局に送信される。

[0042] MAC制御部 33は、 TTI長の変更や、パーシステント'スケジューリングへの移行が必要になったときは、変更後の送信パラメータ値を決定して、 MAC制御 PDU生成部 36へ通知する。 MAC制御 PDU生成部 36は、変更後の送信パラメータ値を含む MAC制御 PDUを生成する。この MAC制御 PDUは、パラメータ変更タイミングの指定は含んでおらず、 MAC層処理部 32によって、フレームの前半部分で送信される。 MAC制御 PDU力フレームの後半部分で生成された場合は、次のフレームの前半部分で送信する。

[0043] MAC制御 PDUが送信されたならば、無線基地局 1は、次のフレームタイミングで、変更後のパラメータに基づいて U— planeデータの送信を行う。

[0044] 物理層受信処理部 41は、移動局から受信確認応答 (ACKZNACK)を受信する。 MAC層受信処理部 31は、受信確認応答に基づいて、再送の要否を判断する。また、 MAC制御 PDUについては、送信力も一定時間内に受信確認応答がない場合は、再送の必要ありと判断する。

[0045] 判断結果は、スケジューラ 34の再送制御部 35に入力される。再送制御部 35は、再送判断結果に応じて、再送のためのスケジューリングを行う。再送に使用するプロセス番号は、 RRCエンティティ 10によって決定され、 MAC制御部 33を介してスケジューラ 34に通知される。

[0046] このような構成により、 MAC層で閉じた処理が可能な送信パラメータについては、パラメータの変更を、フレームの前半部分に限って MAC制御 PDUで通知する。フレーム後半部分で MAC制御 PDUの再送区間が確保され、変更タイミングを指定する情報がなくても、次のフレームタイミングで、変更後のパラメータでの送受信に移行することができる。その結果、送信パラメータの変更に伴う制御遅延や制御負荷が低減される。

[0047] なお、 RLC層での閉じた処理が可能な送信パラメータ、たとえば、再送制御を RLC 層で行う場合や、 QoS設定制御などに用いるパラメータの変更についても、変更タイミングの指定を含まな、RLC制御 PDUを生成し、フレームの前半部分だけで送信する構成としてもよい。この場合は、特に図示はしないが、 RLC処理ブロック 20は、 MA C処理ブロック 30と同様に、 RLC制御 PDU生成部と、再送制御部や QoS制御を行う RLC制御部を有し、 RLC制御部と RRCエンティティの間で、測定報告と制御信号の供給が行われる。生成された RLC制御 PDUは、移動局 (ユーザ端末)で受信され、移動局の RLC処理部で直接処理されることになる。

上述した方法および構成は、あるレイヤ又はサブレイヤ内で閉じた処理が可能な通信パラメータを用いる無線通信システムであれば、そのようなシステムが採用する通信方式の違!、を問わず、任意のシステムに適用可能である。

本件出願は、 2006年 6月 19日に出願された日本国特許出願第 2006— 169458 号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容を本国際出願に援用する。

Claims

請求の範囲

[1] あるレイヤ又はサブレイヤでの閉じた処理が可能な送信パラメータのパラメータ値を変更する場合に、変更タイミングの指定を含まな、制御データユニットを生成し、前記制御データユニットを、送信フレームの前半部分でのみ送信し、

前記制御データユニットを送信した次のフレームタイミングで、変更後の送信パラメータに基づ、た送受信を行う、

ことを特徴とする送信パラメータの変更制御方法。

[2] 前記レイヤ又はサブレイヤは MAC層であり、 MAC層での閉じた処理が可能な送信パラメータのパラメータ値を変更する場合に、変更タイミングの指定を含まな、MA C制御プロトコルデータユニット (PDU)を生成することを特徴とする請求項 1に記載の送信パラメータの変更制御方法。

[3] 前記 MAC層での閉じた処理が可能な送信パラメータは、可変伝送タイムインターバル (TTI)を採用する場合の TTI長、特定のアプリケーションに対してパーシステント 'スケジューリングを行う場合のパーシステント'スケジューリングへの移行指示、ァクテイビティ'レベル、を含むことを特徴とする請求項 2に記載の送信パラメータの変更制御方法。

[4] 前記レイヤ又はサブレイヤは、 RLC層であり、 RLC層での閉じた処理が可能な送信パラメータのパラメータ値を変更する場合に、変更タイミングの指定を含まな、RL C制御プロトコルデータユニット (PDU)を生成することを特徴とする請求項 1に記載の送信パラメータの変更制御方法。

[5] 前記 RLC層での閉じた処理が可能な送信パラメータは、再送制御を RLC層で行う場合の再送制御設定情報、及びサービス品質設定情報を含むことを特徴とする請求項 4に記載の送信パラメータの変更制御方法。

[6] 前記制御データユニットが、現在の送信フレーム（# N—1)の前半部分で生成された場合は、当該送信フレーム（ # N— 1)の前半部分で前記制御データユニットを送信し、次のフレームタイミング（# N)で、変更後の送信パラメータに基づくデータの送受信を行うことを特徴とする請求項 1に記載の送信パラメータの変更制御方法。

[7] 前記制御データユニット、現在の送信フレーム（# N— 1)の後半部分で生成された場合は、その制御データユニットを次のフレーム（# N)の前半部分で送信し、変更後のパラメータの下でのデータの送受信を、さらに次のフレーム（ # N+ 1)で開始する

ことを特徴とする請求項 1に記載の送信パラメータの変更制御方法。

[8] 前記制御データユニットが移動局で受信されない場合に、当該制御 PDUを送信したフレームの後半部分で再送処理を行うことを特徴とする請求項 1に記載の送信パラメータの変更制御方法。

[9] あるレイヤ又はサブレイヤでの閉じた処理が可能な送信パラメータについて、パラメータ値の変更を指示する制御部と、

前記制御部の指示に基づいて、変更後のパラメータを示し、変更タイミングの指定を含まない制御データユニットを生成する制御データユニット生成部と、

前記制御データユニットを、送信フレームの前半部分でのみ送信する送信処理部と、

を備えることを特徴とする無線基地局。

[10] 前記制御データユニットの再送が必要な場合に、前記制御データユニットを送信したフレームの後半部分での再送を指示する再送制御部、

をさらに有することを特徴とする請求項 9に記載の無線基地局。

[11] 前記制御部は、 MAC層での閉じた処理が可能な送信パラメータについて、ノラメータの変更を指示する MAC制御部であり、

前記制御データユニット生成部は、 MAC制御プロトコルデータユニット（PDU)を生成する、

ことを特徴とする請求項 9に記載の無線基地局。

[12] 前記制御部は、 RLC層での閉じた処理が可能な送信パラメータについて、パラメータの変更を指示する RLC制御部であり、

前記制御データユニット生成部は、 RLC制御プロトコルデータユニット（PDU)を生成する、

ことを特徴とする請求項 9に記載の無線基地局。

[13] 前記制御データユニットを送信したフレームの次のフレームタイミングで、変更後の送信パラメータに基づいてデータの送受信を開始する送信処理部、をさらに有することを特徴とする請求項 9に記載の無線基地局。