JP2009260969A - Ｔｔｉバンドリング伝送を改善する方法及び通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信システムにおいてＴＴＩ（送信時間間隔）バンドリング伝送を改善する方法及び通信装置を提供する。
【解決手段】方法は、第一時点に第一バンドルの送信を起動する段階と、第一時点より後の第二時点に第二バンドルの送信を起動する段階とを含む。第二時点は第一バンドルのバンドルラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）内にあり、バンドルＲＴＴは特定の倍数のＨＡＲＱ ＲＴＴ（ハイブリッド自動リピート要求ラウンドトリップ時間）である。
【選択図】図５

Description

本発明はＴＴＩ（送信時間間隔）バンドリング伝送を改善する方法及び通信装置に関し、特にＴＴＩバンドリング伝送の効率を向上させ、無線リソースの浪費を防止する方法及び通信装置に関する。

ＬＴＥ（ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）無線通信システムは、第三世代移動通信システム（例えばＵＭＴＳ（汎用移動通信システム））をもとに確立されたアドバンスド高速無線通信システムである。ＬＴＥ無線通信システムはパケット交換のみサポートし、そのＲＬＣ通信プロトコル層とＭＡＣ通信プロトコル層は基地局（ノードＢ）とＲＮＣ（無線ネットワークコントローラ）に別々に設けなくてもよく、同一の通信ネットワークエンティティー（例えば基地局（ノードＢ））に統合できるので、システム構造が比較的に簡単である。

ＬＴＥ無線通信システムについて、アップリンク伝送のカバー範囲を改善するために、先行技術ではＴＴＩバンドリング技術を導入している。ＴＴＩバンドリング技術とは同じパケットを所定回数送信し、このように重複送信するパケットをバンドルとみなす技術をいう。ＴＴＩバンドリング技術は、セル境界（ｃｅｌｌ ｂｏｕｎｄａｒｙ）にあるＵＥ（ユーザー端末）の伝送遅延を改善して制御チャネルのシグナリングを減らし、データ伝送の信頼性と正確性を向上させ、アップリンク伝送のカバー範囲を改善することができる。

ＴＴＩバンドリング技術は、現行の構造をもとに各パケットを一定回数重複送信する技術で、ＴＴＩの長さとＨＡＲＱ（ハイブリッド自動リピート要求）プロセスはいずれも変わっていないので、先行技術としてＴＴＩバンドリングに関し種々の実行方法が提案されている。

第一の方法は、ネットワークがバンドル内最後のパケットの復号結果にのみ基づいて、応答信号を生成することを内容とする。したがって、他パケットが正常に受信されても、最後のパケットのみ正常に受信されなかった場合、ＵＥは再送を行わなければならない。このような不必要な再送はネットワークリソースの浪費を招き、伝送の速度にも影響する。また、バンドル再送の効率が悪いのも問題である。例えば図１Ａを参照する。図１ＡはＵＥによるパケットの送受信を表す説明図である。ＴＴＩの長さをＴとすれば、ＨＡＲＱ＿ＲＴＴで示されるＨＡＲＱラウンドトリップ時間（ＨＡＲＱ ＲＴＴ）は８Ｔという一定の値となる。パケットＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４はＵＥにより連続した４つのＴＴＩに重複送信されるパケットである。換言すればパケットＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は１本のバンドルＢＤＬとされる。時点４ＴにＵＥがバンドルＢＤＬの送信を終えた後、ネットワークはバンドルＢＤＬ内最後のパケットＰ４の復号結果に基づいて、応答信号（肯定応答信号ＡＣＫまたは否定応答信号ＮＡＣＫ）を生成し、これでバンドルＢＤＬの受信状態を示す。本例ではパケットＰ４がネットワークにより正常に受信されないので、ネットワークはそれに対応して否定応答信号ＮＡＣＫを生成する。時点７Ｔ〜８Ｔの間にネットワークから送られた否定応答信号ＮＡＣＫを受信した後、処理時間があまりにも短すぎるので、ＵＥは次のＨＡＲＱ ＲＴＴ（ＨＡＲＱ＿ＲＴＴで示される）の起点（時点８Ｔ）からバンドルＢＤＬを再送することができず、１ＨＡＲＱ ＲＴＴ（ＨＡＲＱ＿ＲＴＴで示される）を経てから（時点１６Ｔ）バンドルＢＤＬを再送するしかない。簡単に言えば、ＵＥはバンドルＢＤＬの送信を終えた後、４つ目のＴＴＩにネットワークからの応答信号を受信し、これでバンドルＢＤＬを再送するかどうかを判断する。バンドルＢＤＬを再送するなら、ＵＥは１ＨＡＲＱ ＲＴＴを経てからバンドルＢＤＬを再送するしかない。したがって、その間のＨＡＲＱラウンドトリップ時間ＨＡＲＱ＿ＲＴＴ（時点８Ｔ〜１６Ｔ）はパケット送信のために利用することができず、ネットワークリソースの浪費を招き、伝送効率に影響する。

第二の方法は、ネットワークがバンドル内最も前のパケットの復号結果にのみ基づいて、応答信号を生成することである。この方法は、図１Ａに示すＵＥが１ＨＡＲＱ ＲＴＴを経てからバンドルＢＤＬを再送する問題は改善することができるが、不必要なパケット再送を招きかねない。例えば、図１Ｂに示すように、ＵＥが時点１ＴにパケットＰ１の送信を終えた後、ネットワークはパケットＰ１の復号結果にのみ基づいて応答信号（肯定応答信号ＡＣＫまたは否定応答信号ＮＡＣＫ）を生成し、これでバンドルの受信状態を示す。パケットＰ１がネットワークに正常に受信されなかったら、ネットワークはそれに対応して否定応答信号ＮＡＣＫを生成する。時点４Ｔ〜５Ｔの間にネットワークから送られた否定応答信号ＮＡＣＫを受信した後、処理時間がまだ足りるので、ＵＥは次のＨＡＲＱラウンドトリップ時間ＨＡＲＱ＿ＲＴＴの起点（時点８Ｔ）からバンドルＢＤＬを再送できる。したがって、この方法はバンドルＢＤＬの再送効率を改善でき、ＵＥは１ＨＡＲＱ ＲＴＴを待つことなくバンドルＢＤＬをすぐ再送できる。しかし、ネットワークはパケットＰ１の復号結果にのみ基づいて、否定応答信号ＮＡＣＫを生成するかどうかを判断するので、他パケットが正常に受信されても、パケットＰ１のみ正常に受信されなかったら、ＵＥは不必要な再送を行わなければならない。このことはネットワークリソースの浪費を招き、伝送速度に影響する。

第三の方法は第一の方法と同様で、ネットワークがバンドル内最後のパケットの復号結果にのみ基づいて応答信号を生成する。しかし、第一の方法と異なって、ＨＡＲＱ ＲＴＴを８Ｔという一定の値にせず、バンドルの長さに従ってＨＡＲＱ ＲＴＴを１２Ｔに伸ばす。図１Ｃに示すように、ＵＥが時点４ＴにバンドルＢＤＬの送信を終えた後、ネットワークはバンドルＢＤＬ内最後のパケットＰ４の復号結果にのみ基づいて、応答信号（肯定応答信号ＡＣＫまたは否定応答信号ＮＡＣＫ）を生成し、これでバンドルＢＤＬの受信状態を示す。本例ではパケットＰ４がネットワークに正常に受信されないので、ネットワークはそれに対応して否定応答信号ＮＡＣＫを生成する。時点７Ｔ〜８Ｔの間にネットワークから送られた否定応答信号ＮＡＣＫを受信した後、ＨＡＲＱ ＲＴＴ（ＨＡＲＱ＿ＲＴＴで示される）が１２Ｔに伸ばされているので、ＵＥは次のＨＡＲＱ ＲＴＴ（ＨＡＲＱ＿ＲＴＴで示される）の起点（時点１２Ｔ）からバンドルＢＤＬを再送できる。言い換えれば、ＵＥはバンドルＢＤＬの送信を終えた後、４つ目のＴＴＩにネットワークからの応答信号を受信し、これでバンドルＢＤＬを再送するかどうかを判断する。バンドルＢＤＬを再送するなら、ＨＡＲＱ ＲＴＴが１２Ｔに伸ばされているので、ＵＥは次のＨＡＲＱ ＲＴＴの起点からバンドルＢＤＬを再送することができる。しかし、この方法は図１Ａに示す例の欠点を改善し、パケット遅延の時間を短縮することはできるが、ＨＡＲＱ ＲＴＴをバンドルの長さに従って伸ばすので、送信時間の増加が免れない。のみならず、ＨＡＲＱ ＲＴＴはバンドル長によって異なるので、操作が困難で、規格化の要望に対応できないという欠点も伴う。

本発明の主な目的は、無線通信システムにおいてＴＴＩバンドリング伝送を改善する方法及び通信装置を提供することにある。

本発明では、無線通信システムのＵＥ（ユーザー端末）においてＴＴＩ（送信時間間隔）バンドリング伝送を改善する方法を開示する。当該方法は、第一時点に第一バンドルの送信を起動する段階と、第一時点より後の第二時点に第二バンドルの送信を起動する段階とを含む。第二時点は第一バンドルのバンドルラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）内にあり、バンドルＲＴＴは特定の倍数のＨＡＲＱ ＲＴＴ（ハイブリッド自動リピート要求ラウンドトリップ時間）である。

本発明では更に、無線通信システムのＵＥにおいてＴＴＩバンドリング伝送を改善するための通信装置を開示する。当該通信装置は、プログラムを実行するＣＰＵ（中央処理装置）と、ＣＰＵに結合され、プログラムを記録する記憶装置とを含む。プログラムは、第一時点に第一バンドルの送信を起動する段階と、第一時点より後の第二時点に第二バンドルの送信を起動する段階とを含む。第二時点は第一バンドルのバンドルＲＴＴ内にあり、バンドルＲＴＴは特定の倍数のＨＡＲＱ ＲＴＴである。

従来の技術によりＴＴＩバンドリングを実行した場合、ＵＥによるパケットの送受信を表す説明図である。 従来の技術によりＴＴＩバンドリングを実行した場合、ＵＥによるパケットの送受信を表す説明図である。 従来の技術によりＴＴＩバンドリングを実行した場合、ＵＥによるパケットの送受信を表す説明図である。 無線通信システムを表す説明図である。 無線通信装置のブロック図である。 図３に示すプログラムを表す説明図である。 本発明による方法のフローチャートである。 図５に示す方法でＴＴＩバンドリングを実行した場合、ＵＥによるパケットの送受信を表す説明図である。 図５に示す方法でＴＴＩバンドリングを実行した場合、ＵＥによるパケットの送受信を表す説明図である。

かかる方法及び装置の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図を参照にして以下に説明する。

図２を参照する。図２は無線通信システム１０００を表す説明図である。無線通信システム１０００は望ましくはＬＴＥシステムであり、概してネットワークと複数のＵＥ（ユーザー端末）を含む。図２に示すネットワークとＵＥは無線通信システム１０００の構造を説明するために用いるに過ぎない。実際、ネットワークは要求に応じて複数の基地局、ＲＮＣ（無線ネットワークコントローラー）を含みうる。ＵＥは携帯電話、コンピュータシステムなどの装置である。

図３を参照する。図３は無線通信装置１００のブロック図である。無線通信装置１００は図２に示すＵＥを実施するために用いられる。説明を簡素化するため、図３では無線通信装置１００の入力装置１０２、出力装置１０４、制御回路１０６、ＣＰＵ（中央処理装置）１０８、記憶装置１１０、プログラム１１２及びトランシーバー１１４のみ示している。無線通信装置１００では、制御回路１０６はＣＰＵ１０８を用いて記憶装置１１０に記録されたプログラム１１２を実行し、無線通信装置１００の動作を制御し、入力装置１０２（例えばキーボード）でユーザーが入力した信号を受信し、出力装置１０４（スクリーン、スピーカーなど）で映像、音声などの信号を出力する。無線信号を受発信するトランシーバー１１４は受信した信号を制御回路１０６に送信し、または制御回路１０６による信号を無線で出力する。言い換えれば、通信プロトコルに当てはめれば、トランシーバー１１４は第一層の一部とみなされ、制御回路１０６は第二層と第三層の機能を実施する。

図４を参照する。図４は図３に示すプログラム１１２を表す説明図である。プログラム１１２はアプリケーション層２００と、第三層インターフェイス２０２と、第二層インターフェイス２０６とを含み、第一層インターフェイス２１８に接続されている。第三層インターフェイス２０２はＲＲＣ（無線リソース制御）を実施する。第二層インターフェイス２０６はＲＬＣ（無線リンク制御）層インターフェイスとＭＡＣ（媒体アクセス制御）層インターフェイスを含み、リンク制御を実施する。第一層インターフェイス２１８は物理接続を実施する。

ＬＴＥ無線通信システムにおいて、第二層インターフェイス２０６のＭＡＣ層はＴＴＩバンドリング機能を実行し、データ伝送の信頼性と正確性を向上させ、アップリンク伝送のカバー範囲を改善する。それに鑑みて、ＵＥでＴＴＩバンドリング機能を実行するとき、本発明の実施例はＴＴＩバンドリング改善プログラム２２０を提供し、ＴＴＩバンドリングの伝送を改善する。

図５を参照する。図５は本発明による方法５０のフローチャートである。下記方法５０は無線通信システム１０００のＵＥでＴＴＩバンドリング伝送を実行するのに用いられ、ＴＴＩバンドリング改善プログラム２２０としてコンパイルすることができる。

ステップ５００：開始。
ステップ５０２：第一時点に第一バンドルの送信を起動する。
ステップ５０４：第一時点より後の第二時点に第二バンドルの送信を起動する。当該第二時点は第一バンドルのバンドルＲＴＴ内にあり、当該バンドルＲＴＴは特定の倍数のＨＡＲＱ ＲＴＴである。
ステップ５０６：終了。

以上のように、本実施例では第一バンドルの送信を起動した後、第一バンドルのバンドルＲＴＴ内に第二バンドルの送信を起動し、このバンドルＲＴＴを特定の倍数のＨＡＲＱ ＲＴＴとする。簡単に言えば、本発明の実施例では、第一バンドルの送信を起動した後、特定の倍数のＨＡＲＱ ＲＴＴ内に第二バンドルの送信を起動する。このＨＡＲＱ ＲＴＴの長さは、第一バンドルまたは第二バンドルに含まれるパケット数とは無関係で、望ましくは８ＴＴＩ（例えば８ｍｓ）である。

詳しく言えば、本発明の趣旨は、バンドルＲＴＴを特定の倍数のＨＡＲＱ ＲＴＴと「みなす」ことである。注意すべきは、実際ではＨＡＲＱ ＲＴＴを伸ばすことがなく、ＨＡＲＱプロセスを変更する必要もない。もっと重要なことに、本発明の実施例では、ネットワークによる応答信号の応答対象を限定する必要がない。例えば、バンドルＲＴＴを２倍のＨＡＲＱ ＲＴＴとすれば、第二バンドルの送信を起動する第二時点は第一時点より１ＨＡＲＴ ＲＴＴ遅れる。本発明の実施例はバンドルの送信後、次のＨＡＲＱ ＲＴＴのうちに他バンドルを即刻に送信することができるので、ＨＡＲＱ ＲＴＴの浪費を招くことがなく、ＨＡＲＱ ＲＴＴを伸ばす必要もない。

図６を参照する。図６は本発明の実施例のＵＥによるパケットの送受信を表す説明図である。図６に関するパラメータは図１Ａに示すものと同じである。すなわち、ＴＴＩの長さはＴであり、ＨＡＲＱ＿ＲＴＴは長さ８ＴとされるＨＡＲＱ ＲＴＴを示し、ＢＤＬ＿ＲＴＴはバンドルラウンドトリップ時間（バンドルＲＴＴ）を示す。図６に示すように、バンドルＲＴＴ（ＢＤＬ＿ＲＴＴで示される）はＨＡＲＱ ＲＴＴの２倍である。パケットＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４はＵＥにより連続した４つのＴＴＩに重複送信される同じパケットである。換言すればパケットＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４は１本のバンドルＢＤＬ＿１を形成する。本発明の実施例によれば、バンドルＢＤＬ＿１の送信を終えた後、ＵＥは同バンドルＲＴＴ（ＢＤＬ＿ＲＴＴで示される）内の次のＨＡＲＱ ＲＴＴ（ＨＡＲＱ＿ＲＴＴで示される）に、他バンドルの送信を起動する。したがって、ＵＥは時点８ＴにバンドルＢＤＬ＿２のパケットＰ１５、Ｐ１６、Ｐ１７、Ｐ１８を送信する。時点４ＴにＵＥがバンドルＢＤＬ＿１の送信を終えた後、ネットワークはバンドルＢＤＬ＿１の復号結果に基づいて応答信号（肯定応答信号ＡＣＫまたは否定応答信号ＮＡＣＫ）を生成し、これでバンドルＢＤＬ＿１の受信状態を示す。本例では、バンドルＢＤＬ＿１がネットワークにより正常かつ完全に受信されなかったので、ネットワークはそれに対応して否定応答信号ＮＡＣＫを生成する。時点７Ｔ〜８Ｔの間にネットワークから送られた否定応答信号ＮＡＣＫを受信した後、ＵＥは時点１６ＴからバンドルＢＤＬ＿１を再送する。したがって、あるバンドルの送信が終わった後、当該バンドルを再送するかどうかを問わず、ＵＥは次のＨＡＲＱ ＲＴＴに一律に他のバンドルを送信する。そうすれば、無線リソースは有効に利用でき、先行技術の欠点は解決できる。

注意すべきは、図６ではＵＥは時点０Ｔ〜４Ｔの間、及び時点８Ｔ〜１２Ｔの間にそれぞれバンドルＢＤＬ＿１、ＢＤＬ＿２を送信し、更に時点１６Ｔ〜２０Ｔの間にバンドルＢＤＬ＿１を再送する。バンドルＲＴＴとは、ＢＤＬ＿１の送信開始から、同じＢＤＬ＿１の再送開始までの時間、すなわち０Ｔ〜１６Ｔを指す。２ＨＡＲＱ ＲＴＴ経過するとはいえ、同じバンドルＲＴＴ内にあるので、本発明の実施例では第二のＨＡＲＱ ＲＴＴ（８Ｔ〜１６Ｔ）にバンドルＢＤＬ＿２を送信する。これがバンドルＲＴＴをＨＡＲＱ ＲＴＴの２倍と「みなす」ことである。

一方、ネットワークによる応答信号の応答対象は、バンドルＢＤＬ＿１の最も前か最後のパケットに限らない。例えば図６では、ネットワークはバンドルＢＤＬ＿１のすべてのパケットの復号結果に基づいて応答信号を生成する。パケットＰ１１〜Ｐ１４はいずれも同じであるため、ネットワークはパケットＰ１４の受信後にバンドルＢＤＬ＿１が正常に受信されたかどうかを判断し、これで応答信号を生成する。また、一部の実施例によりバンドルＢＤＬ＿１のパケットがすべて同一でなく互いに異なった場合でも、ネットワークはパケットＰ１１の受信後、バンドルＢＤＬ＿１の復号にエラーが発生したと早くも判断することができる。したがって、図７に示すように、本発明の実施例は第二ＨＡＲＱラウンドトリップ時間（８Ｔ〜１６Ｔ）にバンドルＢＤＬ＿１を再送することができる。

まとめて言えば、本発明の実施例では、バンドルＲＴＴを特定の倍数のＨＡＲＱ ＲＴＴとするので、ＵＥはバンドルの送信後、次のＨＡＲＱ ＲＴＴに他バンドルを送信することができる。したがって、ＨＡＲＱ ＲＴＴは無駄にされず、ＨＡＲＱ ＲＴＴも伸ばす必要がない。そのため、本発明の実施例はＴＴＩバンドリングの効率を向上させ、無線リソースの浪費を防止することができる。

以上は本発明に好ましい実施例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、本発明の精神の下においてなされ、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の特許請求の範囲に属するものとする。

１００ 無線通信装置
１０２ 入力装置
１０４ 出力装置
１０６ 制御回路
１０８ ＣＰＵ
１１０ 記憶装置
１１２ プログラム
１１４ トランシーバー
２００ アプリケーション層
２０２ 第三層インターフェイス
２０６ 第二層インターフェイス
２１８ 第一層インターフェイス
２２０ ＴＴＩバンドリング改善プログラム
１０００ 無線通信システム

Claims (16)

1. 無線通信システムのＵＥ（ユーザー端末）においてＴＴＩ（送信時間間隔）バンドリング伝送を改善する方法であって、
   第一時点に第一バンドルの送信を起動する段階と、
   前記第一時点より後の第二時点に第二バンドルの送信を起動する段階とを含み、当該第二時点は前記第一バンドルのバンドルラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）内にあり、当該バンドルＲＴＴはＨＡＲＱ ＲＴＴ（ハイブリッド自動リピート要求ラウンドトリップ時間）の整数（正の整数）倍である、ＴＴＩバンドリング伝送の改善方法。
2. 前記第二バンドルは前記第一バンドルと同じである、請求項１に記載のＴＴＩバンドリング伝送の改善方法。
3. 前記第二バンドルは前記第一バンドルと異なる、請求項１に記載のＴＴＩバンドリング伝送の改善方法。
4. 前記ＨＡＲＱ ＲＴＴの長さは前記第一バンドルまたは前記第二バンドルに含まれるパケット数とは無関係である、請求項１から３の何れかに記載のＴＴＩバンドリング伝送の改善方法。
5. 前記ＨＡＲＱ ＲＴＴの長さは８ＴＴＩ（送信時間間隔）である、請求項１から４の何れかに記載のＴＴＩバンドリング伝送の改善方法。
6. 前記整数倍は２倍である、請求項１から５の何れかに記載のＴＴＩバンドリング伝送の改善方法。
7. 前記第二時点は前記第一時点より前記ＨＡＲＱ ＲＴＴ遅れる、請求項６に記載のＴＴＩバンドリング伝送の改善方法。
8. 前記無線通信システムはＬＴＥ（ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）移動通信システムである、請求項１から７の何れかに記載のＴＴＩバンドリング伝送の改善方法。
9. 無線通信システムのＵＥにおいてＴＴＩバンドリング伝送を改善するための通信装置であって、
   プログラムを実行するＣＰＵ（中央処理装置）と、
   前記ＣＰＵに結合され、前記プログラムを記録する記憶装置とを含み、前記プログラムは、
   第一時点に第一バンドルの送信を起動する段階と、
   前記第一時点より後の第二時点に第二バンドルの送信を起動する段階とを含み、当該第二時点は前記第一バンドルのバンドルＲＴＴ内にあり、当該バンドルＲＴＴはＨＡＲＱ ＲＴＴの整数（正の整数）倍である、通信装置。
10. 前記第二バンドルは前記第一バンドルと同じである、請求項９に記載の通信装置。
11. 前記第二バンドルは前記第一バンドルと異なる、請求項９に記載の通信装置。
12. 前記ＨＡＲＱ ＲＴＴの長さは前記第一バンドルまたは前記第二バンドルに含まれるパケット数とは無関係である、請求項９から１１の何れかに記載の通信装置。
13. 前記ＨＡＲＱ ＲＴＴの長さは８ＴＴＩにある、請求項９から１２の何れかに記載の通信装置。
14. 前記整数倍は２倍である、請求項９から１３の何れかに記載の通信装置。
15. 前記第二時点は前記第一時点より前記ＨＡＲＱ ＲＴＴ遅れる、請求項１４に記載の通信装置。
16. 前記無線通信システムはＬＴＥ移動通信システムである、請求項９から１５の何れかに記載の通信装置。

Images