JP2011061829A - データ再送制御方法、システム及びデータ再送制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は無線システム(特に移動体無線システム)のセクタ内の複数のユーザの合計スループットを向上させるために、ユーザ(移動局)の電波環境が悪い為に発生するデータ誤り時の再送制御を効率的に実施することにある。
本発明はデータ誤りが発生した場合のデータ再送制御に関する技術を提供するものである。
【解決手段】上記課題を達成するための本発明は、無線システムにおいてデータ誤りが発生した場合には、再送時間間隔または再送スロット間隔を動的に変化させるものである。
再送間隔は予め基地局から移動局へ通知する。
これにより、効率良くデータ再送制御を行うことが可能となる。
また、移動局エラーレートが低い場合は通知チャネルを開放し、無線リソースを有効に使う。
【選択図】 図1
本発明はデータ誤りが発生した場合のデータ再送制御に関する技術を提供するものである。
【解決手段】上記課題を達成するための本発明は、無線システムにおいてデータ誤りが発生した場合には、再送時間間隔または再送スロット間隔を動的に変化させるものである。
再送間隔は予め基地局から移動局へ通知する。
これにより、効率良くデータ再送制御を行うことが可能となる。
また、移動局エラーレートが低い場合は通知チャネルを開放し、無線リソースを有効に使う。
【選択図】 図1
Description
本発明は、無線システム(特に移動体無線データ通信システム)におけるシステムスループットを改善するためのデータ再送制御方法の技術分野に係り、更には前記再送制御方法を用いたシステムと再送制御を行う装置、システムを構成する基地局と移動局(移動端末)の技術分野に関する。
詳しくは送信側(主に基地局)から受信側(主に移動局)へのデータ再送をするスロットタイミング(再送間隔または再送時間)を動的に制御して、スロットの効率的利用を図るものであって、特にTDMA(時分割多重アクセス)方式において、システムスループットを向上する効果を奏する。
また、CDMA(符号分割多重アクセス)方式においても再送時間間隔を制御することにより、無線回線の品質を向上させ、システムスループットを向上するものである。
一般に、無線システムはセクタ毎にトラヒックが管理されている為、セクタスループット向上はシステムスループット向上と同義的となる。
また、CDMA(符号分割多重アクセス)方式においても再送時間間隔を制御することにより、無線回線の品質を向上させ、システムスループットを向上するものである。
一般に、無線システムはセクタ毎にトラヒックが管理されている為、セクタスループット向上はシステムスループット向上と同義的となる。
現在の無線システムにあっては、送信データの誤りデータ再送方式は、移動局側で誤りが検出された場合、または誤りが検出されたが誤り訂正できなかった場合に、直ちにNAK信号(再送を促す制御応答信号)を送信側にデータ再送要求する方式で対応している。
実際にはNAK信号が基地局に到達し、すなわち基地局が移動局の受信データに誤りがあることを検出した後に、固定の時間間隔後にデータ再送を行っている。
CDMA2000 1xEV−DOシステムの例では4スロット間隔後にデータ再送を行っている。
以下、CDMA2000 1xEV−DO(Evolution Data Onlyを以降EV−DOと略す。)を例にして、送信側(基地局)から受信側(移動局)へのデータ再送に関して説明する。
EV−DOの変調方式の諸元は以下の通りである。下り無線回線(基地局から移動局へ)はQPSK,8PSK,16QAM、上り無線回線(移動局から基地局へ)はBPSK,QPSK,8PSKを採用している。変調方式とデータ転送レートは対応しており、冗長度との組み合わせにより、エラー耐性の強弱が決まる。接続方式は下りがTDM(時分割多重)、上りがCDMA(符号分割多重アクセス)である。
以下、CDMA2000 1xEV−DO(Evolution Data Onlyを以降EV−DOと略す。)を例にして、送信側(基地局)から受信側(移動局)へのデータ再送に関して説明する。
EV−DOの変調方式の諸元は以下の通りである。下り無線回線(基地局から移動局へ)はQPSK,8PSK,16QAM、上り無線回線(移動局から基地局へ)はBPSK,QPSK,8PSKを採用している。変調方式とデータ転送レートは対応しており、冗長度との組み合わせにより、エラー耐性の強弱が決まる。接続方式は下りがTDM(時分割多重)、上りがCDMA(符号分割多重アクセス)である。
EV−DOの各レイヤでは、無線回線の品質を向上させる為に各レイヤで様々な処理をしている。レイヤ1(物理層)ではハイブリッドARQ、確認応答(ACK)、否定応答(NAK)、エラーレート処理(チャネル品質情報処理)を、レイヤ2(データリンク層)では再送制御、無線リンク制御を行っており、レイヤ3(ネットワーク層)はデータの信頼性に関わる制御及び無線リソース制御(無線チャネル制御)を行っている。
EV−DOシステムでは無線サービスエリアは一般に複数のセクタに別れており、各セクタにおける最大転送レートは約2.4Mbps(メガビット毎秒)である。移動局が1台の場合でかつ、良好な電波環境の場合、最大転送レートを達成することができる。しかし、移動局の数が増加するに従って、1台あたりの転送レートは下がっていく。また、電波環境が劣化するに従っても転送レートが下がることはいうまでもない。電波環境の劣化に関しては後述する。
現行のEV−DOでは下り無線回線の伝送方式にTDM(時分割多重)を採用しているため、あるセクタにおいて、ある瞬間の無線リソースは1台の移動局(受信側)へ集中する。このため、送信データの誤りを受信側(移動局)で検出して、受信側(移動局)から送信側(基地局)へ再送を要求するARQ(自動再送要求)方式では、再送要求回数が多くなると、即ちデータ誤りが頻発し、NAK信号を送信している移動局が無線リソースを占有する頻度が高くなると他のユーザ(他の移動局)の高速通信(受信)を妨げることになる。一般に、ARQ(Automatic Repeat Request)技術は、レイヤ1で誤り訂正によって回復することができなかったデータを再度自動的に送り直す再送処理の事を言う。
EV−DOではARQの効率を更に改善するために、ハイブリッド-ARQ(複合自動再送要求方式)が採用されている。また、EV−DOでは誤り訂正符号の繰り返し復号の過程(ターボ符号)を基地局と移動局との間にARQを組み入れた方式を採用している。
ハイブリッドARQはレイヤ1(物理層)での伝送機能であり、全てのスロットで受信に失敗したときは、レイヤ2(データリンク層)で再送制御を行っている。ちなみに、ターボ符号は送信データに強力な誤り訂正能力をもち、畳み込み符号より優れている。
更に、データの高速化のためにNチャネルSAW(Stop and Wait)方式が採用されている。SAWは送信側からのデータが受信側で正しく受信できた時は、受信側から送信側へACK信号を返し、データ誤り発生時には、NAK信号を返すデータARQの一種である。SAWに関する特許文献2では、NAK信号が送信側で受信された場合、受信側で特定フレームに対してACK信号が送信側で受信されるまでは、他の受信局を優先するという方法が開示されている。
しかし、この方式はN個のプロセスを並行・独立に処理しており、このためプロセス間のデータの順序は保証されていない。基地局から移動局へはヘッダに一連番号を付したデータが送出され、移動局は一連番号に従いデータの順序を整えて単位時間の送量を増やす方法である。前述の方法を採用しても、移動局から基地局へデータ送信レートを要求するDRC(データレート制御)を採用すると受信環境の良い所では高いスループットを実現することができるが、逆に受信環境が悪い所では著しくスループットが低下することとなる。
以上の様に、ハイブリッドARQやNチャネルSAW方式を使用しても、依然として無線リソースは1台の移動局(受信側)に集中することは避けられない。受信環境の悪い移動局に対して、繰り返し無線リソースを割当てることは、セクタスループットを下げることになる。また、データ再送間隔を適切に制御しないと、他の移動局の待ち時間が長くなり、更にセクタスループットを下げることになっていた。
以下では、特許文献1に記載の図に基づいて従来技術を説明する。図27はデータ受信側、図28はデータ送信側のブロック図を示す。図27において、データ受信側ではSIR測定結果またはパケット到達率のいずれかを出力する回線監視部116と、測定結果を比較するためのデータを記憶するデータ記憶部117(図29の対応表を記憶)と、データ記憶部117から読み出されたデータと測定結果とを入力として、これらの2入力を比較し、制御状態を出力とする比較部115と、制御状態を記憶する制御状態記憶部113と、制御状態記憶部113の出力を入力とする制御データ生成部114を具備している。
図28のデータ送信側では制御状態を記憶する制御状態記憶部125と、制御データとデータ記憶部126(図30の対応表を記憶)から読み出されたデータを入力として、これら2入力を比較し、再送制御周期のデータを出力する比較部123と再送制御のウインドウサイズを制御する再送制御周期制御124を具備している。
図25にデータ受信側、図26にはデータ受信側のチャートを示す。図25の受信側でパケット受信数が閾値k以上S65の場合はパケット到達率を測定S66する。前記測定値とパケット到達率対パケット再送制御周期表を比較S67する。前記再送制御周期表は図29に示す。
ステップ65でパケット受信数が閾値k以上で無い場合は、SIRを測定S68して、測定値とSIR対パケット再送制御周期表を比較S69する。ステップS67またはステップS69の処理を経た後に、制御状態を更新S70する。次に再送制御周期の制御データを送信S71する。
図26で前記再送制御用周期制御データを受信S72し、制御状態を更新S73する。制御データと再送周期対制御状態表を比較S75し、再送制御周期を更新S75する。
前記再送制御周期表は図30に示す。上記の様にパケット到達率やSIRを測定し、更に予め作成した再送制御周期の対応表を用いて再送間隔を変更する方法では、他の移動局の存在や時事刻々と変化するトラヒックを考慮することができず、セクタスループットを向上させることは困難であった。
従来技術では何れもエラーレートと再送間隔とを動的に変更する方法は提案されていない。
本発明は無線システム(特に移動体無線システム)のセクタ内の複数のユーザの合計スループットを向上させるために、ユーザ(移動局)の電波環境が悪い為に発生するデータ誤り時の再送制御を効率的に実施することにある。EV−DOでは、下り無線回線にTDM(時分割多重)方式を採用しているため、あるセクタにおいて、ある時間の無線リソースは1台の移動局(受信側)へ集中している。このため、送信データの誤りが移動局(受信側)で頻繁に検出され、移動局(受信側)から基地局(送信側)へのデータ再送を要求する回数が多くなり、他の移動局(他のユーザ)の高速通信(受信)を妨げることが問題になっていた。また、制御用の通知チャネル(周波数チャネル)を常時使用することは、無線リソースを有効利用することに反しておりセクタ内の電波環境を劣化させ(ノイズレベルが上昇し)、スループットを低下させる要因となっていた。
技術背景で述べた、特許文献1に記載の対応表を(図29、図30に示す。)を用いる方法では移動局(受信側)の電波環境が悪い場合(SIRが低い)、下りデータの再送時間間隔が短くなり、再送回数が増え、多数の移動局が待たされる確率が高くなっていた。SIRとは希望波受信電力対干渉電力比を表す。また、特許文献1の対応表を用いた場合はフェージング等で電界強度の変動が大きく電波環境が悪い場合、再送時間間隔の変更通知を、通知チャネルを使用してする頻繁に実施する必要があり無線リソースの利用効率を損なっていた。以上のように、従来の技術を用いた場合はセクタスループットを向上させることは困難であった。
本発明は上記の課題に鑑みなされたものであり、各種制御されるべきパラメータや移動局の情報や状況を基地局で把握し、データ再送制御を効率的に行い、スループットを向上させるものである。上記課題を達成するための本発明は、無線システムにおいてデータ誤りが発生した場合に、予め、基地局から移動局へデータ再送信の時間間隔を通知しておくことを特徴とする。
時間間隔とは、たとえばスロット間隔、パケット間隔、フレーム間隔、ブロック間隔等を動的に変化させるものである。サブスロット間隔、サブパケット間隔、サブフレーム間隔、サブブロック間隔等、更に時間間隔を細かく動的に変化させるものも含まれる。また、上述の間隔以外の細かい時間間隔でも良い。なぜならば、前記各種時間間隔は無線システムよって自由に規定されるものであって、無線システムに応じて選択すれば良いからである。
続いて、予め再送間隔を通知するには基地局側でトラヒックを管理する必要がある。トラヒックはデータだけでなく、ARQなどの誤り再送制御によるパケットデータも含んだ、当該セクタにおける1秒当りのデータ量で定義される。単位はbps(ビット毎秒)である。例としてはセクタ内に既存のA移動局、B移動局、C移動局がそれぞれがデータの誤り無く、1.2Mbps、0.6Mbps、0.3Mbpsのデータ通信をしているとき、総和の2.1Mbpsがトラヒックとなる。トラヒックを変数として、計算式を用いて演算することで、動的に再送間隔を決定することができる。
以上の他にも予め再送間隔を決めるには、予め決められた条件(スタンダードまたは通信開始時のネゴシエーション)に応じて、基地局から移動局へ再送間隔を通知する方法もある。
具体的なデータ再送制御方法は、送信データの誤りを受信側で検出して、受信側から送信側へ再送を要求するARQ(自動再送要求)方式において、再送制御用の通知チャネルを用いて、セクタ内のトラヒックを基に算出した再送間隔を新たにセクタ内に流入した移動局に対して送信側から再送間隔(スロット間隔または時間間隔)を受信側へ通知し、受信側で誤りが発生した場合には送信側は受信側からのNAK信号(再送を促す制御応答信号)受信に応じて、送信側が受信側へ予め通知した前記再送間隔後に前記送信データと同一のデータを再送するものである。
図1において送信側と受信側とは基地局と移動局のどちらもなりえるが、移動体データ通信システムにおいては基地局が送信側、移動局が受信側になる頻度が高いので、これに沿って説明する。EV−DO基地局は3つのセクタをサービスエリアとし1つ当りのセクタで2.4Mbpsの最高転送レートをもっている。また、EV−DOでは移動局(受信側)におけるエラーレートはPER(パケットエラーレート、以下エラーレートと記す。)を用いている。
エラーレートは各種無線通信システムにより、BER(ビットエラーレート)、BLER(ブロックエラーレート)、FER(フレームエラーレート)等がエラーレートの指標として用いられる。エラーレートが所定レベル以下の場合は送信側から受信側へ再送間隔を再送制御用の通知チャネルを用いて通知せずに、前記通知チャネルを開放する。これにより、無線リソースを有効に使うことができる。
また、エラーレートが所定レベル以上に達した場合には前回よりも送信レートを下げて送信する。次にエラーレートが所定レベル以上に達した場合は、周波数チャネルを前回とは変えるものである。周波数チャネルを変えることは、基地局と移動局との距離を変えることに相当しマルチパスによるフェージングを改善でき、エラーレートの改善に効果がある。最後に電力制御をするものであるが、送信電力を増やすことは所望の移動局にとってはエラーレートの改善がされスループットが改善される。ただし、隣接セクタや隣接サービスエリアへの漏れ電波波エネルギーを増すことにもなるので最小限度の増電力にする必要がある。
更にセクタ内の電波環境を改善するにはエラーレートが所定以下の場合には、送信側から受信側へ再送間隔を通知せずに、通知チャネルを開放する。またエラーレートが所定レベル以上に達した場合には、前記通知チャネルを用いて再送間隔を通知するものである。
次に、受信側から送信側に要求するデータレートに応じて、予め異なる再送間隔を計算式を用いて定義しておきデータ誤りの発生の際には、その時のDRC(データレート制御)信号に応じた前記再送間隔後に再送データを送信するものである。
次に、移動局(受信側)がBUSY(ビジー:例えば、インターネットのブラウジングやゲーム等を使用している時)の場合にはデータ送信側においては、前記BUSY状態が終了してから、移動局から基地局へNACK信号を送信するものである。
最後に、データ受信側で誤りが検出され、送信側からデータ再送する際に、データレートを前回の送信時よりも下げて再送したり、前回と比較して誤り耐性強い変調方式にて再送したり、前回とは異なる周波数チャネルにて再送したり、前回より高い電力で送信することを特徴とするものである。EV−DOにおいては、データレートはほぼ変調方式に対応しており、効率の高い方から順に16QAM、8PSK、QPSKとなっている。
以上のように構成された本発明のデータ再送制御方法によれば、以下に記載のような効果を得ることができる。
まず、基地局から移動局へ予め再送間隔(再送タイミング、再送周期)を通知しておくことで、再送制御時のステップ数を削減することができる。
すなわち、再送要求が基地局に通知された時には、速やかにデータを再送することができる。規定の再送間隔タイミングまでの待ち時間を削減でき、トラヒックが低い時はまたは他のユーザ(移動局)の存在しない場合の待ち時間の無駄を無くすことができる。更に、再送されてくるタイミングが分かっているので、データ通信以外の処理を移動局側ですることができる。
また、エラーレートが低い時には通知チャネルを開放したり、再送間隔の通知を省略することにより、無線リソースを有効利用することができる。また、再送間隔は基地局が管理しているので、他のユーザ(移動局)のデータ再送要求と重なる確立が下がり、電波環境を良好に保つことができ、ひいてはスループットの更なる向上につながる。
通知チャネルを開放することにより電波環境を改善できる理由は以下の通りである。通知チャネルは周波数チャネルに属しており、前記周波数チャネルは帯域をもっている。通信チャネルも同様に帯域をもっている。基地局から移動局に対して、通知チャネルや通信チャネルは任意に割り当てられる。前記チャネルを使用した場合、チャネル両端の電磁波エネルギーは隣接する周波数チャネルへ漏れ広がっている。
通知チャネルを開放することは、一時的ではあるが空きチャネル増やすことになり、通信チャネルへ漏れ電波を減らすことができ、電波環境を改善することになる。
まず、全実施形態に共通する、チャネル構成について説明する。
最良の形態と各実施例の共通項目として図15から図17を用いて、再送制御用の通知チャネルの構成を説明する。
図15において、周波数チャネル80は共通チャネル81と個別チャネル82に別れている。周波数チャネル80はTDMA方式では1つひとつの周波数に対応し、CDMAではスペクトラム拡散した周波数に対応する。共通チャネル81はセクタ内の全ての移動局に共通に使用するチャネルである。
個別チャネル82は呼設定を移動局が確立した後に制御または通信に使用するチャネルであって、一般には呼が終了するまで継続使用するチャネルである。
共通チャネル81は更に、共通制御チャネル83と共通通信チャネル84に別れている。共通制御チャネル83はセクタ内の移動局を一斉に制御情報を通知することができる。
共通通信チャネルはセクタ内の全ての移動局と基地局とが情報の伝達に使用することができるチャネルである。
個別チャネル82は更に、個別制御チャネル85と個別通信チャネル86に別れており個別制御チャネル85はセクタ内の1台の移動局のみを制御する。個別通信チャネル86はセクタ内の移動局との通信を行う時に使用する。個別チャネル82は時分割処理や符号化処理により、同一の周波数チャネル80でも多重化して効率よく使用することができる。
図16における通知チャネル87は共通制御チャネル83と個別制御チャネルとの総称であって、移動局へ再送間隔やデータレート、変調方式、送信電力等を通知するチャネルである。通信中に開放する通知チャネル87は主に個別制御チャネル85であって、チャネルをエラーレートに応じて開放することにより、無線リソースの有効利用をはかることが可能となる。
個別通信チャネル86を使用中に、エラーレート所定のレベル以上に達した場合は共通制御チャネル86または個別制御チャネルを設定し、再送間隔を制御する。データチャネル90は通信チャネルの総称であって、共通通信チャネル84と個別通信チャネル86より構成されている。それぞれの用途は周波数チャネル80で説明したものと同様である。以上がチャネルの説明である。
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を用いて説明する。
図1の基地局には、データ送信装置5と再送制御装置6とデータ受信装置7を具備し、データ送信装置5では可変データレート、可変変調方式、可変送信電力でデータを送信する。データ受信装置7では、移動局2からのデータを受信し復調・復号を行う。再送制御装置6ではデータ受信装置7からのデータを分類処理して、トラヒックの演算、再送方式の決定、再送間隔の演算等を行う。詳細は図3の再送制御装置6として後述する。
図1の移動局にはデータ受信装置8と再送制御装置9とデータ送信装置10を具備し、データ受信部8では基地局からのデータを受信し復調・復号を行い、データの誤りを検出し、誤りの訂正を行う。再送制御装置9ではエラーレートの算出をし、その結果を基地局1に通知する。また再送方式を決定し、基地局1に対してデータレートの要求等を行う。データ送信部10では最終的に基地局1で決定された可変データレート・変調方式・可変電力でデータが送信される。
ここからは図3に基づいて、再送制御装置6についての説明をする。再送制御装置6は移動局管理部143とエラーレート管理部146とデータレート管理部147と送信バッファ142とトラヒック管理部144と再送間隔管理部145により構成されている。移動局管理部143では、セクタ内に位置登録された移動局とセクタへ流入、セクタから流出する移動局数をカウントし、常に現在の移動局数を把握している。更に、移動局がBUSYか否か等を把握管理している。エラーレート管理部146では、移動局毎のエラーレートを移動局からの通知に基づき逐次最新のエラーレートを保持している。データレート管理部147では、移動局からの要求または基地局の判断により決定された、移動局毎のデータレートと送信すべきデータ量を管理している。送信バッファ14ではデータレート管理部147からの指示により、各移動局宛に送信すべきデータを保持している。
エラーレートは先に述べたように、各種無線通信システムにより様々なエラーレートがあるが、EV−DOではパケット単位でデータ通信をしているので、図23のパケットエラーレートと再送間隔との関係を例にとって説明する。トラヒック管理部147管理されるトラヒックにはデータだけではなく、ハイブリッドAQRなどのデータ再送制御によるパケットなども含んでいる。
本発明では従来技術の図29の対応表や図30の対応表を参照し、制御状態を変更する等のステップを実施せず、計算式を用いて再送間隔を動的に決定する。計算式は基本的には再送間隔が0ならないようにすれば良い。
なぜならば、移動局がNAKを送信してから、その信号が基地局へ到達し、再送データが移動局に到達するまでに有限の時間がかかるからである。図22のトラヒックと再送間隔では、計算式y=[7/x]−1を例示した。[ ]はガウス記号であり、最大の整数を表す。前記計算式中の定数である7や1は計算結果が0より大きな値になる様に、適宜変更をすることが可能である。図6では再送間隔の決定方法のチャートを示す。
まず、セクタ内のトラヒックを計算S29し、次に前記トラヒックに応じた再送間隔を計算する。計算された再送間隔を移動局へ通知する。通知する移動局は、新たにセクタ内に流入した移動局とセクタ内に留まり、データ通信をしていない移動局へ通知チャネル87を用いて通知される。
図23はパケットエラーレートと再送間隔の計算式y=[2.5x]+1を示す。前記計算式も、図22の計算式と同様に計算結果が0より大きな値になる様に、適宜変更することが可能である。
図23ではパケットエラーレートとしたが、適宜他のエラーレートとしても良い。上記の2つの式は何れも、再送間隔が1〜数10程度になるよう定数を選択したものである。
図22、図23、図24の再送間隔は単位をスロットとしてあるが、EV−DOの1スロットは1.666ms(ミリ秒)なので、時間に換算するにはスロットの数に1.666msを乗ずれば良い。
図2は通知チャネルを用いて再送間隔を基地局1から移動局A3と移動局B4へ通知するチャートである。簡単のために、流入移動局と流出移動局を考えず、基地局から送出すべきデータ量が変化した(トラヒックが変化した)と仮定する。基地局1は移動局A3と移動局B4に対して、再送間隔Tを通知する。
図2は横軸を時間軸として、通知チャネル87としては共通制御チャネル83を用いている。(太い矢印)パケットデータ(細い矢印)を基地局1から各移動局へ送出するタイミングを示したものである。NAK信号とそれに応じたパケットデータは点線で示している。
データ(1)、(3)、(5)、(6)、(8)は基地局1から移動局A3へ送信されたパケットデータであって、そのうちのデータ(5)はデータ受信に失敗して、再送間隔Sで再度受信している。データ(2)、(4)、(7)は基地局1から基地局B4へ送信されたパケットデータであって、データ(2)はデータ受信に失敗して再送間隔Tで再度受信している。
図2の例では通知チャネル87としては共通制御チャネル83を用いて、2つの移動局に対して同じタイミングで同じ再送間隔を通知しているが、個別制御チャネル85が解放されていない場合は前記個別制御チャネルを用いて、別々の再送間隔を通知しても良い。再送間隔は基地局1から予め移動局A3と移動局B4へ、異なる再送間隔を通知しても良い。
次に図4と図5は移動局1と基地局2との詳細の動作を表す。まず、基地局1が移動局2へ予め再送間隔通知を送信S19し、移動局2が再送間隔通知を受信S12する。移動局2は基地局1へデータ要求を送信S13し、基地局はデータ要求を受信S20する。基地局1は移動局2に対してデータを送信S21する。前記データが伝播障害でエラーを発生し、移動局は誤りデータを受信S14する。そこで移動局は基地局へNAK信号を送信S15する。NAK信号を受信S22した基地局は要求データを予め通知した再送間隔で送信S23する。この時、移動局は再送間隔を待つS16ことになる。正しく要求データを受信S17した移動局は基地局へACK信号を送信S18する。基地局はACK信号を受信S24し、一連のデータ再送は終了する。以上、図1から図6と図22、図23を用いて、本発明を実施するための最良の形態を説明した。
実施例1として各種パラメータの変更方法について説明する。図7から図11は、何れもスループットを向上させる方法として有効である。
図7は通知チャネルの開放方法、図8は送信レートの変更方法、図9は変調方式の変更方法、図10は周波数チャネルの変更方法および、図11は電力制御方法である。
まず、図7に基づき、通知チャネル87の開放方法を説明する。最初にエラーレートを移動局で測定S32し、基地局1へ通知する。前記エラーレートが所定レベル以下S33で無い時は基地局1から再送間隔を通知チャネルで移動局へ通知S35する。前記エラーレートが所定レベル以下S33の時は再送間隔を通知せずに、通知チャネルを開放S34する。これにより、無線チャネルが開放されセクタ内の電波環境が改善される。
次に図8に基づき、送信レートの変更方法を説明する。エラーレートを移動局から基地局へ通知S40し、前記エラーレートが所定レベル以下S41で無い時は前回より送信レートを下げて送信S42し、前記エラーレートが所定レベル以下S41の時は前回と同じ送信レートで送信S43する。
次に図9に基づき変調方式変更方法を説明する。エラーレートを移動局から基地局へ通知S44し、エラーレートが所定レベル以下S45で無い時は、前回よりも誤り耐性の強い変調方式で送信S46する。前記エラーレートが所定レベル以下の時は前回と同じ変調方式で送信S47する。
次に図10に基づき周波数チャネル変更方法を説明する。エラーレートを移動局から基地局へ通知S48し、前記エラーレートが所定以下S49で無い時は前回とは異なる周波数チャネルで送信する。前記エラーレートが所定レベル以下の時は前回と同じ周波数で送信S51する。
最後に図11に基づき電力制御方法を説明する。エラーレートを移動局から基地局へ通知S52し、前記エラーレートが所定レベル以下S53で無い時は前回より高い送信電力で送信S54し、前記エラーレートが所定レベル以下S53の時は前回と同じ電力で送信S55する。
以上、各種パラメータをエラーレートの閾値により制御することにより電波環境を良好にするとともに、スループットを向上させることが可能となる。
実施例2として図12に基づいてデータ要求レートに応じた再送間隔での再送方法および、NAK信号のタイミングでの再送方法を説明する。
まず、図12において、基地局で移動局からのデータ要求レートを受信S56し、基地局から移動局へデータを送信S57する。基地局でNAK信号を受信S58した場合、予め定義した再送間隔で移動局へデータを再送S59する。基地局から移動局への再送間隔通知は省略される。図24はデータレートと再送間隔を示した計算式である。計算式y=[2.4/x]前記式は分母がデータレートなので0にはならない。
基地局が移動局からのデータ要求レートに応じるか否かは、移動局のエラーレートと要求データ量を勘案する。エラーレートが低い場合は、移動局からの要求に応じるが、エラーレートが著しく高い場合は、要求を拒否する。
次に、図13に基づいてNAK信号送信タイミング変更について説明する。基地局から移動局へデータを送信したが移動局で誤りが発生S60した場合、移動局がBUSYで無い時は移動局は直ちにNAK信号を送信S62する。移動局がBUSYS61の時は、移動局はNAK信号を保留S63する。そして、移動局はBUSY状態が終了したら、NAK信号を送信S64する。これにより、基地局は無駄にデータ送信することなく、移動局は受信準備が整った状態でデータを受信することができる。従って、無線リソースの無駄を防いで、電波環境を良好に保つことができる。
実施例3として、図14を用いて各種パラメータを総合的に使用した場合について説明する。EV−DOでは、データレートは変調方式とはほぼ対応するので、データレートを用いて説明する。変調方式で考える場合は、データレートと変調方式を対応させる。
ステップS105の前回より低いデータレートで送信を前回よりエラー耐性の強い変調方式で送信するとなる。まず、エラーレートを移動局から基地局へ通知S100し、エラーレートが所定レベル以下S101で無い時は前回と異なる周波数チャネルで送信S102する。前記エラーレート以下S101の時は前回と同じ周波数チャネルで送信S103する。ステップS102で周波数チャネルを変えてもエラーレートが所定S104以下にならないならば、前回より低い送信レートS105で送信する。前記エラーレートが所定以下S104の時は前回と同じ送信レートS106で送信する。ステップS105で送信レートを低くしてもエラーレートが所定以下S107にならない時は前回よりも高い電力で送信S108し、前記エラーレートが所定レベル以下S107になったならば前回と同じ電力で送信する。本実施例はパラメータを詳細厳密に管理した例である。
図18から図21は本発明における、無線システムを説明する図である。
図18はサービスエリア内の第1のセクタ133に第2の移動局136が位置登録またはハンドオーバーで流入してきた状態を示す。セクタ内の移動局が増加したので、基地局131に具備した再送制御装置ではトラヒックを算出し、再送間隔を第2の移動局と元々第1のセクタ内に居た移動局132へ通知する。
図19では第1のセクタ133内のデータ通信中の移動局132が移動し、障害物137の影に入り、エラーレートが増加した状態を示す図である。この場合、先の実施例1、実施例3で説明した方法で移動局のデータレートを管理すればよい。
図20はブラウジング中の移動局を示し、BUSY状態が終了次第、基地局131へNAK信号を送信し、所望のデータをすぐに受信する状態を示す図である。
図21は移動局132がエラーレートを基地局131に通知し、移動局132がエラーレートに応じたデータを受信する図である。
本発明は、主に移動体無線通信システムにおけるシステムスループットの向上を目的としているが衛星移動体無線通信システム、移動体光通信システム等にも応用が可能である。
1:基地局(送信側)2:移動局(受信側)3:移動局A4:移動局B5:基地局のデータ送信装置6:基地局の再送制御装置7:基地局のデータ受信装置8:移動局のデータ受信装置9:移動局のデータ再送制御装置10:移動局のデータ送信装置87:通知チャネル131:基地局132:移動局136:第2の移動局133:第1のセクタ134:第2のセクタ135:第3のセクタ136:第2の移動局137:障害物142:送信バッファ143:移動局管理部144:トラヒック管理部145:再送間隔管理部146:エラーレート管理部147:データレート管理部
Claims (9)
- 送信データの誤りを受信側で検出して、受信側から送信側へ再送を要求するデータ再送制御方法において、再送制御用の通知チャネルを用いて、予めトラヒックに応じた再送間隔を送信側から受信側へ通知し、受信側で誤りが発生した場合には、送信側は受信側からのNAK信号受信に応じて、送信側が受信側へ予め通知した前記再送間隔後に前記送信データと同一のデータを再送することを特徴とするデータ再送制御方法。
- 前記再送間隔はスロット間隔または時間間隔であることを特徴とする請求項1に記載のデータ再送制御方法。
- 送信側において受信側におけるエラーレートが所定レベル以下の場合は、送信側から受信側へ再送間隔を再送制御用の通知チャネルを用いて通知せずに、前記通知チャネルを開放し、予め決められた条件による再送間隔用いることとし、前記エラーレートが所定レベル以上に達した場合には、前記通知チャネルを用いて再送間隔を通知することを特徴とする請求項1に記載のデータ再送制御方法。
- 送信データのデータレートに応じて、予め異なる再送間隔を定義し、データ誤りの発生の際には、その時の送信データレートに応じた前記再送間隔後に再送データを送信することを特徴とする請求項1に記載のデータ再送制御方法。
- データ再送する際に送信側において、受信側におけるエラーレートに応じた再送時のデータレート、変調方式、周波数チャネル、送信電力を選択し、再送することを特徴とするデータ再送制御方法。
- 基地局と少なくとも1台の移動局とを備え、再送制御用の通知チャネルを用いて再送間隔を通知する再送制御システムであって、前記基地局のサービスエリア内におけるトラヒックを基にデータ再送間隔を計算し、新たに前記サービスエリア内に位置登録またはハンドオーバーした第2の移動局に前記データ再送間隔を予め通知することを特徴とするデータ再送制御システム。
- 移動局におけるエラーレートが所定レベル以下に達した場合には、前記通知チャネルを開放し、予め決められた条件による再送間隔用いることとし、前記エラーレートが所定レベル以上に達した場合には、前記通知チャネルを用いて再送間隔を通知することを特徴とする請求項6に記載のデータ再送制御システム。
- 基地局に設けられ、データの再送制御を行う再送制御装置において、前記基地局のサービスエリア内におけるトラヒックを基にデータ再送間隔を計算し、新たに前記サービスエリア内に位置登録またはハンドオーバーした移動局に前記データ再送間隔を予め通知することを特徴とするデータ再送制御装置。
- サービスエリア内の移動局におけるエラーレートが所定レベル以下に達した場合には、前記通知チャネルを開放し、予め決められた条件による再送間隔を用いることとし、前記エラーレートが所定レベル以上に達した場合には、前記通知チャネルを用いて再送間隔を通知することを特徴とする請求項8に記載のデータ再送制御装置。
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WO2016161784A1 (zh) * | 2015-04-10 | 2016-10-13 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种降低链路管理协议中消息拥塞的方法及装置 |
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