JP2007523542A

JP2007523542A - マルチキャスト伝送方法、システム及び通信局

Info

Publication number: JP2007523542A
Application number: JP2006552747A
Authority: JP
Inventors: オリヴィエールジェイ−エムウス; マシューピージェイベイカー; ポールバックネル; ティモシージェイモウルスレイ
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2004-02-12
Filing date: 2005-02-08
Publication date: 2007-08-16
Also published as: GB0403128D0; EP1714444A1; US20070174885A1; KR20060111693A; CN1918862A; WO2005079021A1

Abstract

マルチキャスト伝送システムにおいて、データの送信は、再送信が必要とされるか否かを示す各受信局により確認される。再送信に対して、送信局は、再送信が特定の受信者にアドレスされない放送モード、又は再送信が特定の受信者にアドレスされる個別モードから選択することができる。選択は、再送信を必要とする受信局の数に基づくことができる。

Description

本発明は、マルチキャスト伝送の方法、マルチキャスト伝送用のシステム及びマルチキャスト伝送システムにおいて使用する通信局（communication station）に関する。

マルチメディアブロードキャストマルチキャストサービス（ＭＢＭＳ）は、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム（ＵＭＴＳ）に導入され、これは潜在的に非常に多数の受信者に対する共有データの信頼できる伝送を可能にする。不都合な無線チャネル条件において、データ損失を減少し、性能を上げるために、受信器からの何らかのフィードバック機構により始動される再送信スキームを適用することが必要であるかもしれない。

ポイントツーマルチポイント（point-to-multipoint）システムとしても知られるマルチキャストシステムにおけるデータの信頼できる配信に対する再送信スキームが既知である。このようなスキームは、通常、ＵＭＴＳ用語においてユーザ機器（ＵＥ）として知られる受信器と、ＵＭＴＳ用語においてノードＢ（NodeB）として知られるネットワークとの間の何らかの形のフィードバック機構の使用を暗示し、ＭＢＭＳＵＥがＭＢＭＳセッションから失敗したパケットの再送信を要求することを可能にする。

ＵＥは、例えば、前記ＵＥが正確にマルチキャストパケットを受信する場合に、再送信する必要が無いことを示す肯定応答（positive acknowledgement）（ＡＣＫ）、又は前記ＵＥがパケットエラー又は損失を検出する場合に、データの一片を再送信する必要又は要求を示す否定応答（negative acknowledgement）（ＮＡＣＫ）の形を取る、“オンデマンド（on-demand）”の再送信要求を運ぶために前記ＵＥと前記ノードＢとの間のアップリンク物理チャネルにおける何らかの形のフィードバック信号を使用して、誤りのある受信の後の欠けているデータをフェッチ（fetch）することを望むか、又は再送信を必要とすることを示すことができる。マルチキャストシステムにおいて、受信者の数が大きい場合には多量のフィードバック信号が生成される可能性がある。

ＵＥからノードＢへの方向であるＵＭＴＳ内の可能な既存のアップリンクチャネルは、個別チャネル（Dedicated Channel、ＤＣＨ）及びランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を含むフィードバックに対して再使用されることができる。

既存のＲＡＣＨは、時分割の形でアクセススロットのセットに分割される。アクセススロットの各セットは、アクセスサービスクラス（ＡＳＣ）として知られる所定の優先順位レベルの伝送に割り当てられることができる。アクセススロットの各セット内で、前記ＵＥはランダムなアクセススロットを選択し、ランダムに選択されたシグナチャを使用してプリアンブルを送信し、異なるＵＥが同じアクセススロット及びシグナチャを選択することにより生じる衝突の可能性を最小化する。

代わりに、ＵＭＴＳにおけるＤＣＨトランスポートチャネルは、個別フィードバック信号によりポイントツーポイント（point-to-point）再送信を実施するアップリンク物理チャネルにおいてフィードバック信号を運ぶのに使用されることができる。しかしながら、これは、多くの個々のＵＥが再送信を必要とする場合にフィードバック信号によるアップリンクトラフィックの大幅な増加を発生し、前記フィードバック信号の幾つかは、複数のＵＥが同じデータの再送信を必要とし、要求する場合にフィードバック信号の幾らかが重複し、ＤＣＨがセットアップされる間に大きな遅延が生じるかもしれない。

本発明の目的は、改良されたマルチキャスト伝送を提供することである。

本発明の第１の態様によると、第１の局及び複数の第２の局を有するマルチキャスト伝送システムを動作する方法であって、
前記第１の局において、データを送信するステップと、
前記第２の局のそれぞれにおいて、
前記データを受信するステップと、
前記受信されたデータが完全に復号可能であるかどうかを決定するステップと、
前記データが完全に復号可能ではない場合に、応答信号を送信するステップと、
前記第１の局において、
前記第２の局の少なくとも１つから前記応答信号を受信するステップと、
前記応答信号の受信に応答して、前記データの少なくとも一部を再送信するステップと、
を有し、
前記応答信号が、前記送信する第２の局のアイデンティティ（identity）の指標（indication）を欠いており、
前記第１の局において、
前記データを再送信するために、前記データが前記第２の局の１つにアドレスされる個別モードと、前記データが複数の前記第２の局に放送される放送モードとの間で選択するステップと、
前記個別モードの選択に応答して、前記再送信の前に、他の信号を送信するステップと、
前記応答信号を送信した前記第２の局のそれぞれにおいて、前記他の信号の受信に応答して、前記アイデンティティの指標を送信するステップと、
前記第１の局において、前記アイデンティティの指標を受信するステップと、前記再送信を前記第２の局の１つにアドレスするために前記アイデンティティの指標を採用するステップと、
を更に有する当該方法が提供される。

本発明の第２の態様によると、複数の第２の局を有するマルチキャスト伝送システムにおいて使用する通信局であって、
データを送信する手段と、
前記第２の局の少なくとも１つから応答信号を受信する手段と、
前記応答信号の受信に応答して前記データの少なくとも一部を再送信する手段と、
を有し、
前記データを再送信するために、前記データが前記第２の局の１つにアドレスされる個別モードと、前記データが複数の前記第２の局に放送される放送モードとの間で選択する手段と、
前記個別モードの選択に応答して他の信号を送信する手段と、
第２の局により送信されたアイデンティティの指標を受信する手段と、
前記再送信を前記第２の局の１つにアドレスするために前記アイデンティティの指標を採用する手段と、
を更に有する当該通信局が提供される。

本発明の第３の態様によると、マルチキャスト伝送システムにおいて使用する通信局であって、
データを受信する手段と、
前記受信されたデータが完全に復号可能であるかどうかを決定する手段と、
完全に復号可能ではない前記データに応答して、前記通信局のアイデンティティの指標を欠いている応答信号を送信する手段と、
他の信号の受信に応答して、前記通信局のアイデンティティの指標を送信する手段と、
前記通信局にアドレスされるか、又は放送される前記データの少なくとも一部の再送信を受信する手段と、
を有する当該通信局が提供される。

本発明は、フィードバック信号に対してランダムアクセスチャネルを使用する。本発明によると、ＵＥであってもよい第２の局により送信された再送信要求メッセージは、２つの部分、即ち再送信されるべきデータのユニットを指定する第１の部分、及び前記第２の局の識別（ＩＤ）を有する第２の部分からなる。他の情報も前記メッセージのいずれかの部分に含められることができる。本発明の重要な態様は、前記第２の識別部分の送信が、前記再送信要求の前記第１の部分に対する、ノードＢであってもよい前記第１の局から受信される応答のタイプに依存することである。

データの最初の送信は、マルチキャストモードとしても知られる放送モードであり、再送信要求を受信すると、前記第１の局は、前記再送信されるデータが放送モードで送信されるべきか、又は個別モードで送信されるべきかに関して決定を行い、いずれのタイプの応答信号を前記再送信要求に応答して送信するかを適宜決定する。前記第１の局が要求されたデータユニットを再送信するのに放送モードを使用すると決定する場合、前記第１の局は、前記第２の局がＩＤを送信することを防ぐために、当該データユニットの再送信を要求した前記第２の局に第１の信号を送信することができる。代わりに、前記第１の局が個別チャネルを使用して再送信すると決定する場合、前記第１の局は、ＩＤを含む送信の前記第２の部分を続けるように前記第２の局に命令する第２の信号を送信する。異なるアプローチが、セル内の第２の局の異なるグループに対して使用されることができることに注意する。

放送モードと個別モードとの間、したがって前記第１の信号と前記第２の信号との間の決定は、特定のデータユニットの再送信を要求する第２の局の数の推定値に基づくことができる。

随意に、前記放送モードが前記再送信に対して選択される場合、前記第１の信号の送信は省略されることができ、前記第１の局は前記再送信を直接的に進める。

本発明の利点は以下のことである。
・再送信の効率性が向上される。
・多数の第２の局が１つの特定のデータパケットの再送信を要求する場合、異なるデータパケットを示すために異なるアクセススロット及びシグナチャが使用される場合に、関連したシグナチャを持つ関連したアクセススロットにおいて高い結合アップリンク電力が受け取られ、ＵＭＴＳの場合に、対応する取得インジケータチャネル（ＡＩＣＨ）メッセージの送信により前記ノードＢがＲＡＣＨプリアンブル電力ランピング（ramping）が速く終了することを可能にする。
・アップリンク干渉は、多数の第２の局が同じ再送信を必要とする場合、前記再送信に対して放送モードを使用することがより効率的である場合に、前記メッセージの識別部分のランダムアクセスチャネルにおける送信を防止することにより最小化される。この場合、前記第２の局の識別および前記再送信を必要とする第２の局の正確な数の識別は必要とされない。
・本発明は、前記第１の局が、この状況に適切な形で再送信に対して放送モード又は個別モードを選択することを可能にする。

本発明は、ここで添付図面を参照して一例としてのみ記載される。

図１を参照すると、図面の左側における方法ステップは、ＵＭＴＳとの関連ではノードＢ基地局である第１の局１００により実行されるステップに関し、前記図面の右側における方法ステップは、ＵＭＴＳとの関連ではＵＥである複数の第２の局２００のそれぞれにより実行されるステップに関する。

前記方法は、ステップ１０において第１の局１００からのデータの送信で開始する。この最初の送信は、個々の受信者が前記送信においてアドレスされていない放送モードである。ステップ１２において、前記データは、複数の第２の局２００により受信され、ステップ１４において復号される。

ステップ１６において、各第２の局２００は、所定の基準により、前記データが完全に復号可能であるかどうかを決定する。この決定は、以前に送信された前記データの部分を考慮することができる。幾つかの応用例において、前記データは、残差（residual error）が許容可能である場合に幾らかの残差にかかわらず完全に復号可能であると見なされることができる。前記データが完全に復号可能と見なされる場合、肯定応答ＡＣＫがステップ１８において送信され、再送信が当該第２の局２００により必要とされないことを示す。前記データが完全に復号可能ではないと見なされる場合、否定応答ＮＡＣＫがステップ２０において送信され、再送信が当該第２の局２００により必要とされることを示す。前記ＮＡＣＫは、再送信が必要とされる前記データの一部又はより多くの部分を示すことができる。

全ての第２の局２００がＡＣＫを送信し、これらの応答が第１の局１００により受信される場合、再送信は必要とされず、したがって第１の局１００は、ステップ１０においてより多くのデータを送信しつづけることができるか、又はこれ以上送信されるべきデータが存在しない場合にはこの処理を終了することができる。

ステップ２２において、否定応答ＮＡＣＫが第１の局１００により受信される。

ステップ２４において、第１の局１００は、前記再送信が、個々の受信者が前記再送信においてアドレスされない放送モードで送信されるべきか、又は個々の受信者が前記再送信においてアドレスされる個別モードで送信されるべきかを決定する。前記放送モードと前記個別モードとの間の決定は、特定のデータユニットの再送信を要求する第２の局２００の数の推定値に基づくことができる。例えば、第２の局２００の数の前記推定値は、前記受信された否定応答に対応する受信された信号エネルギの量の推定値から、又は当該信号に対して検出された自己相関ピークの数から算出されることができる。

ステップ２６において、ステップ２４においていずれのモードが選択されたかにより代替的な動作が選択される。放送モードが選択される場合、ステップ３０において、前記データの一部又は全体を有する前記再送信が行われる。前記再送信の前に、ステップ２８において、図１において第１の信号と称される信号が送信されることができ、これは、要求している第２の局２００がこれらの識別を送信することを防止する。代わりに、前記第１の局は、前記第１の信号の送信を省略し、前記再送信を進めてもよい。ステップ３０における再送信の後に、フローは再びステップ１２に進行する。

個別モードが選択される場合、ステップ３２において、第１の局１００は、前記要求している第２の局２００にこれらの識別（ＩＤ）を送信するように命令する、図１において第２の信号と称される他の信号を送信する。

随意に、前記第１の信号及び前記第２の信号は応答であってもよい。前記第１の信号は否定応答であってもよく、かつ前記第２の信号は肯定応答であってもよく、又は代わりに前記第１の信号が肯定応答であってもよく、かつ前記第２の信号が否定応答であってもよい。

ステップ３４において、前記要求する第２の局２００は前記第２の信号を受信し、ステップ３６において、これらのＩＤを送信する。

ステップ３８において、前記ＩＤが第１の局１００により受信され、ステップ４０において前記第１の局が、前記再送信を個々の第２の局２００にアドレスするためにＩＤを使用して再送信用のデータを符号化する。ステップ４２において、前記符号化されたデータが再送信される。この後に、個々の第２の局２００への前記データの配信を保証するために、従来の再送信プロトコルが使用されることができる。この後に、ステップ４０及び４２が、前記他の第２の局自体を識別した前記他の第２の局に対して繰り返される。

図２を参照すると、ＵＭＴＳの場合にノードＢであることができる第１の局１００は、入力部１１０においてデータを受信する処理手段１２０を有する。符号化器１３０は、処理手段１２０に結合され、前記最初のデータ又は前記データ全体若しくは前記データの一部の再送信のいずれかであるデータを符号化する。前記符号化器は、前記符号化されたデータを送信する送信器１４０にも結合される。送信器１４０はアンテナ１５０に結合される。

第２の局２００により送信された応答信号（ＡＣＫ及びＮＡＣＫ）を受信する受信器１６０もアンテナ１５０に結合される。復号器１７０は、受信器１６０に結合され、前記受信された応答信号を復号し、プロセッサ１２０に結合され、プロセッサ１２０に前記復号された応答信号を供給する。

モードセレクタ１８０は、プロセッサ１２０に結合され、前記データの送信に応答して前記受信された応答に基づいて、データの再送信が放送モードを使用するべきか、又は個別モードを使用するべきかを決定する。

図１を参照して上述されたように、前記再送信に対して選択されたモードに依存して、前記第１の信号又は前記第２の信号のいずれかを生成する信号源が、モードセレクタ１８０に結合される。前記信号源は、前記第１の信号又は前記第２の信号の送信のために送信器１４０に結合される。

第２の局２００から受信された応答に応答して前記第２の信号が送信される場合、前記第２の局により送信された前記ＩＤは、受信器１６０により受信され、復号器１７０により復号され、プロセッサ１２０に転送される。符号化器１３０は、モードセレクタ１８０が前記個別モードを選択した場合には、再送信を個々の第２の局にアドレスするために当該第２の局２００のＩＤを使用して前記再送信を符号化するように構成され、又はモードセレクタ１８０が前記放送モードを選択した場合に個々の第２の局２００をアドレスすることなく再送信を符号化するように構成される。

図２を更に参照すると、ＵＭＴＳの場合にＵＥであってもよい第２の局２００は、第１の局１００からの信号を受信するためにアンテナ２５０に結合された受信器２６０と、前記受信された信号を復号するために受信器２６０に結合された復号器２７０とを有する。復号器２７０に結合され、前記復号された信号を受信するプロセッサ２２０が存在する。データが受信され復号される場合、前記データが完全に復号可能であれば、プロセッサ２２０は、出力部２１０において前記データを配信し、送信のために肯定応答を生成し、前記データが完全に復号可能でなければ、プロセッサ２２０は、前記データの全て又は一部の再送信を要求する否定応答を生成する。符号化器２３０は、プロセッサ１２０に結合され、この応答を符号化し、アンテナ２５０を介する前記応答の送信のために送信器２４０に結合される。

上述のように、第１の局１００からの前記第１の信号又は前記第２の信号のいずれかの受信に応答して、プロセッサ２２０は、第１の局１００が再送信に対して前記個別モードを選択した結果として前記第２の信号が受信される場合に、伝送に対する識別信号を生成するか、又は第１の局１００が前記放送モードを選択した結果として前記第１の信号が受信される場合に、識別信号の生成を控えるかを決定する。

以下の４つの段落は、どのようにして本発明がＵＭＴＳに適用されることができるかを記載する。

随意に、前記ＵＥは、衝突のリスクを最小化するのにランダム関数を使用する通常のＵＭＴＳＲＡＣＨ手順とは対照的に、同じデータユニットの再送信に対する異なるＵＥからの要求を衝突させるように設計された以下の規則により前記応答をフォーマットすることができる。特定のＲＡＣＨアクセススロットは、特にＭＢＭＳ使用に対して指定される。これは、例えば、
・特にＭＢＭＳフィードバック信号に対して新しいアクセスサービスクラスを規定し、前記新しいアクセスサービスクラスが、ＭＢＭＳに対応していない第２の局２００により使用されないことにより、又は
・ＭＢＭＳフィードバック信号に対して予約されたものとしてアクセススロットの特定のセットを規定し、これらのアクセススロットが、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）により非ＭＢＭＳＡＳＣに割り当てられることができないことにより、
行われることができる。これらの方法の初めのものは、前記アクセススロットを設定する際に前記ネットワークに対してより大きなフレキシビリティを与える。前記規定されたアクセススロット内で、シグナチャ及び／又はアクセススロットの特定の組み合わせは、いずれのパケットが再送信されるべきかを示すために使用されることができる。

ノードＢからの肯定又は否定応答のような前記第１の信号又は前記第２の信号の受信に対するＵＥの動作は、通常のＵＭＴＳＲＡＣＨ手順と比較して修正されることができる。２つの可能性は、以下のとおりである。
ａ）前記ＵＥが肯定応答を受信する場合、前記ＵＥは、前記ＵＥのＩＤを含むメッセージ部分を送信し、これにより前記ノードＢが個別モードで前記再送信を送信することを可能にする。前記ＵＥが否定応答を受信するか、又は応答を受信しない場合に、前記ＵＥは、前記ＵＥのＩＤを含むメッセージ部分を送信することはなく、前記再送信が放送されることを期待する。
ｂ）前記ＵＥが肯定応答を受信する場合、前記ＵＥは、前記ＵＥのＩＤを含むメッセージ部分を送信せず、これは、肯定応答の受信が、前記メッセージ部分が送信されるべきであるという指標である通常のＲＡＣＨ手順と対照的である。この場合、前記ＵＥは、前記再送信が放送されることを期待する。前記ＵＥが否定応答を受信する場合、前記ＵＥは、前記ＵＥのＩＤを含むメッセージ部分を送信せず、更に、同じデータユニットに対応するシグナチャ及び前記アクセススロットを使用する他のＲＡＣＨプリアンブルを送信すべきではないが、異なるＡＳＣに切り替え、前記ＩＤメッセージ部分を含む従来のＲＡＣＨメッセージを送信すべきである。この場合、前記再送信は、前記従来のＲＡＣＨメッセージが前記ノードＢにより受信された後に個別モードで送信されることができる。

本発明の一実施例において、特定のＲＡＣＨアクセススロット又はアクセススロットのグループは、特定のＭＢＭＳサービス又はセッションに対するＭＢＭＳフィードバック信号に割り当てられることができる。

本発明の一実施例において、特定のＵＥは、ＵＥの受信の品質により特定のＲＡＣＨアクセススロット又はアクセススロットのグループに割り当てられ、
・所定の時間期間に対するＥ_b／Ｎ₀
・所定のタイムウィンドウにおいて以前に成功裏に受信されたパケットの数又は割合
のような品質測定基準によりＵＥをグループに分離する。

この明細書及び請求項において、要素に先行する単語“１つの”は、複数のこのような要素の存在を除外しない。更に、単語“有する”は、記載された要素又はステップ以外の要素又はステップの存在を除外しない。

請求項における括弧内の参照符号の包含は、理解を助けることを意図され、限定することを意図されない。

この開示を読むことにより、他の変更例が当業者に明らかになる。このような変更例は、マルチキャスト通信の分野において既知であり、かつここに既に記載されたフィーチャの代わりに又は加えて使用されることができる他のフィーチャを含み得る。

本発明によるマルチキャストシステムを動作する方法のフローチャートである。第１の局１００及び第２の局２００を有するマルチキャストシステムのブロック概略図である。

Claims

第１の局と複数の第２の局とを有するマルチキャスト伝送システムを動作する方法において、前記方法が、
前記第１の局において、データを送信するステップと、
前記第２の局のそれぞれにおいて、
前記データを受信するステップと、
前記受信されたデータが完全に復号可能であるかどうかを決定するステップと、
前記データが完全に復号可能ではない場合に、応答信号を送信するステップと、前記第１の局において、
前記第２の局の少なくとも１つから前記応答信号を受信するステップと、
前記応答信号の受信に応答して、前記データの少なくとも一部を再送信するステップと、
を有し、
前記応答信号が前記送信する第２の局のアイデンティティの指標を欠いており、
前記第１の局において、
前記データの再送信に対して、前記データが前記第２の局の１つにアドレスされる個別モードと、前記データが複数の前記第２の局に放送される放送モードとの間で選択するステップと、
前記個別モードの選択に応答して、前記再送信の前に、他の信号を送信するステップと、
前記応答信号を送信した前記第２の局のそれぞれにおいて、前記他の信号の受信に応答して、前記アイデンティティの指標を送信するステップと、
前記第１の局において、前記アイデンティティの指標を受信し、前記再送信を前記第２の局の１つにアドレスするために前記アイデンティティの指標を採用するステップと、
を更に有する方法。
前記応答信号を送信する前記第２の局の数を推定するステップと、前記推定に依存して前記モードを選択するステップとを更に有する、請求項１に記載の方法。
前記応答信号が、再送信されるべきデータの一部を示すアクセススロットにおいて送信される、請求項１又は２に記載の方法。
前記応答信号が、再送信されるべきデータの一部を示すシグナチャを有する、請求項１、２又は３に記載の方法。
前記他の信号が肯定応答を有する、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の方法。
前記送信されたアイデンティティの指標が、前記応答信号のアクセスサービスクラス（ＡＳＣ）とは異なるＡＳＣを持つランダムアクセスチャネルにおいて送信されるメッセージを有する、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の方法。
複数の第２の局を有するマルチキャスト伝送システムにおいて使用する通信局において、前記通信局が、
データを送信する手段と、
前記第２の局の少なくとも１つから応答信号を受信する手段と、
前記応答信号の受信に応答して前記データの少なくとも一部を再送信する手段と、
を有し、
前記データを再送信するために、前記データが前記第２の局の１つにアドレスされる個別モードと、前記データが複数の前記第２の局に放送される放送モードとの間で選択する手段と、
前記個別モードの選択に応答して、他の信号を送信する手段と、
第２の局により送信されたアイデンティティの指標を受信する手段と、
前記再送信を前記第２の局の１つにアドレスするために前記アイデンティティの指標を採用する手段と、
を更に有する通信局。
前記モードを選択する手段が、前記応答信号を送信する第２の局の数を推定し、前記推定に依存して前記モードを選択するように構成される、請求項７に記載の通信局。
マルチキャスト伝送システムにおいて使用する通信局において、
データを受信する手段と、
前記受信されたデータが完全に復号可能であるかどうかを決定する手段と、
完全に復号可能ではない前記データに応答して、前記通信局のアイデンティティの指標を欠いている応答信号を送信する手段と、
他の信号の受信に応答して、前記通信局のアイデンティティの指標を送信する手段と、
前記通信局にアドレスされた又は放送された前記データの少なくとも一部の再送信を受信する手段と、
を有する通信局。
前記応答信号を送信する手段が、タイムスロット及びシグナチャの少なくとも一方の複数から選択することにより再送信が要求される前記データの一部を示すように構成される、請求項９に記載の通信局。
請求項７又は８に記載の第１の局と、請求項９又は１０に記載の複数の第２の局とを有するマルチキャスト伝送システム。