JP2011509011A - 半グループ化および統計的多重化に基づく永続スケジューリングの方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、通信条件に対する判断基準の所定のセットに従って、それぞれが所定のサイズを有する異なるタイム・スロット内の再送信プロセスの許容可能な最大送信回数を共有するために所定の個数のユーザ機器がユーザ機器グループにグループ化され、時分割多重モードで対応するタイム・スロットを使用するために１つのユーザ機器グループ内の各ユーザ機器が割り当てられる、ＵＥ半グループ化および統計的多重化に基づく永続スケジューリング方法を提案する。さらに、本発明は、上の発明的方法を実施する永続スケジューリング装置をも提案する。

Description

本発明は、無線通信の分野に関し、より具体的には、ＵＥ半グループ化（ｓｅｍｉ−ｇｒｏｕｐｉｎｇ）および統計的多重化に基づく永続的スケジューリングの方法および装置に関する。

ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）システムでは、すべてのサービスが、パケット領域で搬送され、したがって、ボイス・オーバ ＩＰ（ＶｏＩＰ）は、オペレータにとって重要なサービスである。スケジューリングは、ＶｏＩＰ容量を改善するためにクリティカルである。現在のアップリンク（ＵＬ）スケジューリング原理に関する第３世代パートナシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ）状況［非特許文献１］から、ＶｏＩＰの永続スケジューリング・モードと動的スケジューリング・モードとの両方が、ＬＴＥアップリンクに関して許容される。

ＬＴＥシステムについて、このシステムは、非常に多数（たとえば、４００個）のアクティブＵＥをサポートする。特にアップリンクについて、このシステムは、多数のＶｏＩＰユーザをサポートするために多数の認可（ｇｒａｎｔ）を消費し、これがダウンリンク（ＤＬ）容量を減らす。

上で述べた動的認可方法に関する制約を伴うと、ダウンリンク（ＤＬ）Ｌ１容量を節約するために、動的スケジューリング・モードは、ＶｏＩＰサービスに好ましくはない。その結果、ＨＡＲＱプロセスごとに未使用ＨＡＲＱ送信を活用することが問題になる。ＬＴＥシステムでは、低い平均送信回数は、適応変調符号化方式を用いて高いスペクトル効率を有する。したがって、平均ＨＡＲＱ送信回数は、通常、よいスペクトル効率を達成するために１と２との間である。その一方で、最大送信回数は、ＶｏＩＰサービスについて多く（４または５など）、したがって、システムは、少なくとも、その最大送信回数までの潜在的な再送信のためにリソースを割り当てなければならない。永続スケジューリング・モードで必要な動的認可はないが、ＨＡＲＱ送信で永続的な形でリソースをどのようにして十分に活用すべきかは、未解決のポイントである。

リソース利用を改善するために、リソースを共有するために複数のＶｏＩＰユーザをグループ化するために動的グループ化スケジュールを使用する、Ｍｏｔｏｒｏｌａ社からの提案がある［非特許文献２］。異なるユーザは、１つのグループ内で同一のＭＣＳおよび同一のリソース・ユニットを使用しなければならず、したがって、複数のグループを、異なるＭＣＳおよびＲＵ（リソース・ユニット）番号に関して定義することができる。しかし、この提案は、グループ内のどのＶｏＩＰユーザが時間／周波数リソースを使用するかを示すために、特定のビットマップ動的認可を必要とする。これは、３ＧＰＰでの現在の認可方法と衝突し、この提案は、現在、３ＧＰＰでは選択されていない。

非ＶｏＩＰユーザとＨＡＲＱリソースを共有する、Ａｌｃａｔｅｌ−Ｌｕｃｅｎｔ社からの別の提案がある［非特許文献３］。基本的なアイデアは、動的ユーザに、他のパケット・サービスを送信するために、ＶｏＩＰの未使用ＨＡＲＱ再送信の機会を使用させ（ＶｏＩＰパケットの成功の送信に起因して）、衝突がある時には、ＶｏＩＰパケット初期送信が時間領域でシフトされる。しかし、周波数領域では、ＶｏＩＰパケットは、同一のリソース・ユニットおよび同一のＭＣＳを使用する。この手法を用いると、初期送信の時間リソースは、永続的ではなく、ＶｏＩＰサービスおよび他の動的パケット・サービスは、同一の周波数リソースを共有する。これも、現在の３ＧＰＰ状況ならびに、ＶｏＩＰサービスおよび他のバースト・サービスに割り当てられる異なる帯域幅がある場合のシステム設計の観点から実現可能ではないと思われる。

３ＧＰＰ ＴＳ３６．３００ Ｒ２−０７０９０８ Ｇｒｏｕｐ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ Ｅ−ＵＴＲＡ ＶｏＩＰ Ｒ２−０７２６６７ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ ＵＬ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ａｎｄ ＨＡＲＱ Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｕｓａｇｅ

本発明のこの基本的なアイデアは、半グループ化ＶｏＩＰ ＵＥおよび同一ＶｏＩＰ ＵＥに関するＶｏＩＰパケットの間での統計的多重化方法を使用するアップリンクＶｏＩＰスケジューリングのために永続スケジューリング・モードで未使用ＨＡＲＱ送信の機会を活用することである。

本発明の第１の態様によれば、通信条件に対する判断基準の所定のセットに従って、それぞれが所定のサイズを有する異なるタイム・スロット内の再送信プロセスの許容可能な最大送信回数を共有するために所定の個数のユーザ機器をユーザ機器グループにグループ化するステップと、時分割多重モードで対応するタイム・スロットを使用するために１つのユーザ機器グループ内の各ユーザ機器を割り当てるステップとを含む、ユーザ機器半グループ化および統計的多重化に基づく永続スケジューリング方法が提供される。

好ましくは、本発明による永続スケジューリング方法は、すべてのユーザ機器の通信条件を周期的に監視するステップと、１つのユーザ機器グループに以前にグループ化された所定の個数のユーザ機器が、通信条件に対する判断基準の所定のセットをまだ満足するか否かを判定し、別のユーザ機器が通信条件に対する判断基準の所定のセットを現在満足するか否かを判定するステップと、もはやユーザ機器グループから外れるように通信条件に対する判断基準の所定のセットを満足しないユーザ機器を調整し、使用機器グループに入るように通信条件に対する判断基準の所定のセットを現在満足するユーザ機器を調整するステップとをさらに含む。

好ましくは、通信条件に対する判断基準の所定のセットは、少なくとも、
−ユーザ機器は会話状態にあり、
−ユーザ機器は悪いチャネル条件を有しておらず、
−１つのユーザ機器グループにグループ化されるユーザ機器は類似するチャネル条件を有すること
を含む。

より好ましくは、ユーザ機器の測定された平均信号対干渉プラス雑音比（ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｌｕｓ ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ）が第１の所定のしきい値未満である場合に、そのユーザ機器は悪いチャネル条件を有すると判定される。

より好ましくは、ユーザ機器のグループの測定された平均信号対干渉プラス雑音比の中の最大差が第２の所定のしきい値より小さい場合に、ユーザ機器のそのグループは類似するチャネル条件を有すると判定される。

好ましくは、本発明による永続スケジューリング方法は、１つのユーザ機器に割り当てられた対応するタイム・スロット内の再送信プロセスの許容可能な最大送信回数を共有するために１つのユーザ機器からのパケットを割り当てるステップをさらに含む。

より好ましくは、本発明による永続スケジューリング方法は、少なくとも１つの再送信プロセスが、１つのユーザ機器に割り当てられた対応するタイム・スロット内でまだ可能である場合に、送信／再送信に失敗した、１つのユーザ機器からのパケットを再送信するステップと、再送信プロセスが、１つのユーザ機器に割り当てられた対応するタイム・スロット内で不可能である場合に、送信／再送信に失敗した、１つのユーザ機器からのパケットおよび１つのユーザ機器からのすべての他の残りのパケットを破棄するステップとをさらに含む。

より好ましくは、１つのユーザ機器の周波数リソースおよび変調符号化方式は、常に変更されないままに保たれる。

代替案では、１つのユーザ機器の周波数リソースおよび変調符号化方式は、１つのユーザ機器の測定された信号対干渉プラス雑音比に従って変更される。

より好ましくは、周波数リソースは、１つのユーザ機器に割り当てられたリソース・ユニットの個数である。

好ましくは、グループ化されたユーザ機器について、通信条件に対する判断基準の所定のセットは、
−事前定義の測定期間中のユーザ機器グループ内のユーザ機器の平均パケット誤り比は第１しきい値より大きくはなく、
−１つのユーザ機器グループ内の再送信回数の平均使用数は第２しきい値より少ない
のうちの少なくとも１つをさらに含む。

好ましくは、グループ化されないユーザ機器について、通信条件に対する判断基準の所定のセットは、
−事前定義の測定期間中の１つの使用機器グループ内のユーザ機器の平均パケット誤り比は第１しきい値より大きくはなく、
−１つのユーザ機器グループ内の再送信回数の平均使用数は第３しきい値より大きくはない
のうちの少なくとも１つをさらに含む。

本発明の第２の態様によれば、通信条件に対する判断基準の所定のセットに従って、それぞれが所定のサイズを有する異なるタイム・スロット内の再送信プロセスの許容可能な最大送信回数を共有するために所定の個数のユーザ機器をユーザ機器グループにグループ化するグループ化手段と、時分割多重モードで対応するタイム・スロットを使用するために１つのユーザ機器グループ内の各ユーザ機器を割り当てる割当て手段とを含む、ユーザ機器半グループ化および統計的多重化に基づく永続スケジューリング装置が提供される。

好ましくは、本発明による永続スケジューリング装置は、すべてのユーザ機器の通信条件を周期的に監視するモニタと、１つのユーザ機器グループに以前にグループ化された所定の個数のユーザ機器が、通信条件に対する判断基準の所定のセットをまだ満足するか否かを判定し、別のユーザ機器が通信条件に対する判断基準の所定のセットを現在満足するか否かを判定するジャッジャと、もはやユーザ機器グループから外れるように通信条件に対する判断基準の所定のセットを満足しないユーザ機器を調整し、使用機器グループに入るように通信条件に対する判断基準の所定のセットを現在満足するユーザ機器を調整するアジャスタとをさらに含む。

好ましくは、通信条件に対する判断基準の所定のセットは、少なくとも、
−ユーザ機器は会話状態にあり、
−ユーザ機器は悪いチャネル条件を有しておらず、
−１つのユーザ機器グループにグループ化されるユーザ機器は類似するチャネル条件を有すること
を含む。

より好ましくは、ユーザ機器の測定された平均信号対干渉プラス雑音比が第１の所定のしきい値未満である場合に、そのユーザ機器は悪いチャネル条件を有すると判定される。

より好ましくは、ユーザ機器のグループの測定された平均信号対干渉プラス雑音比の中の最大差が第２の所定のしきい値より小さい場合に、ユーザ機器のそのグループは類似するチャネル条件を有すると判定される。

好ましくは、本発明による永続スケジューリング装置は、１つのユーザ機器に割り当てられた対応するタイム・スロット内の再送信プロセスの許容可能な最大送信回数を共有するために１つのユーザ機器からのパケットを割り当てる再送信プロセス・コントローラをさらに含む。

より好ましくは、再送信プロセス・コントローラは、少なくとも１つの再送信プロセスが、１つのユーザ機器に割り当てられた対応するタイム・スロット内でまだ可能である場合に、送信／再送信に失敗した、１つのユーザ機器からのパケットを再送信することと、再送信プロセスが、１つのユーザ機器に割り当てられた対応するタイム・スロット内で不可能である場合に、送信／再送信に失敗した、１つのユーザ機器からのパケットおよび１つのユーザ機器からのすべての他の残りのパケットを破棄することとにさらに使用される。

より好ましくは、再送信プロセス・コントローラは、１つのユーザ機器の周波数リソースおよび変調符号化方式を常に変更されないままに保つ。

代替案では、再送信プロセス・コントローラは、１つのユーザ機器の周波数リソースおよび変調符号化方式を、１つのユーザ機器の測定された信号対干渉プラス雑音比に従って変更する。

より好ましくは、周波数リソースは、１つのユーザ機器に割り当てられたリソース・ユニットの個数である。

好ましくは、グループ化されたユーザ機器について、通信条件に対する判断基準の所定のセットは、
−事前定義の測定期間中のユーザ機器グループ内のユーザ機器の平均パケット誤り比は第１しきい値より大きくはなく、
−１つのユーザ機器グループ内の再送信回数の平均使用数は第２しきい値より少ない
のうちの少なくとも１つをさらに含む。

好ましくは、グループ化されないユーザ機器について、通信条件に対する判断基準の所定のセットは、
−事前定義の測定期間中の１つのユーザ機器グループ内のユーザ機器の平均パケット誤り比は第１しきい値より大きくはなく、
−１つの使用機器グループ内の再送信回数の平均使用数は第３しきい値より大きくはない
のうちの少なくとも１つをさらに含む。

永続スケジューリング・モードでは、複数のＶｏＩＰ ＵＥが、時間領域の異なる音声スロット（２０ｍｓ）内でＨＡＲＱプロセスを等しく共有するために、半静的に（永続認可を使用して）グループ化される。各ＶｏＩＰ ＵＥ内では、複数のＶｏＩＰパケットは、各割り当てられたタイム・スロット内でＨＡＲＱプロセスを統計的に共有しており、その結果、各パケットは、偶然で最大送信回数に達するチャンスを有することができ、その間に、複数のＶｏＩＰパケットは、平均で共有されるＨＡＲＱプロセス・リソース内で成功して送信され得る。

永続スケジューリングに関する半グループ化の利益は、動的シグナリング・コストを全く伴わずにシステム容量を大幅に改善する（約９０％の利得）ことである。

本発明の上記および他の目的、特徴、および利益は、添付図面に関連して解釈される本発明の限定されない実施形態に関する次の詳細な説明から、より明瞭になる。

ＶｏＩＰデータ・ソースからのＶｏＩＰサービスの特性の概要を示す概略図である。 本発明による永続スケジューリング方法を示す流れ図である。 本発明による永続スケジューリング装置を示すブロック図である。 永続ＶｏＩＰスケジューリングの半グループ化の例を示す概略図である。 静的または半静的なリソース割当てを用いる半グループ化の例を示す概略図である。 本発明および従来技術による予備シミュレーションから得られたグラフを示す図である。 本発明および従来技術による予備シミュレーションから得られたグラフを示す図である。

以下で、本発明を図面に従って説明する。次の説明では、いくつかの特定の実施形態を、説明のみの目的で使用するが、これらの実施形態を、本発明に対する限定と理解してはならず、その例として理解しなければならない。従来の構造または構成が、本発明の理解を不鮮明にする可能性がある間は、これらを省略する。

１．ＶｏＩＰサービスの特性
ＶｏＩＰサービスについて、会話状態または無音状態のいずれかという２つの状態がある。図１に示されているように、会話状態では、１つのＶｏＩＰパケットだけが、２０ｍｓおきに送信され、無音状態では、１つのＳＩＤ（ｓｉｌｅｎｃｅ ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ、無音記述子）パケットが、１６０ｍｓおきに送信される。さらに、同期ＨＡＲＱが、ＵＬ ＶｏＩＰ送信についてサポートされる。

２．永続スケジューリング・モードの半グループ化方法
同時にサポートされる多数のＶｏＩＰユーザがいるので、永続スケジューリング・モードは、動的認可の必要がないという利益に起因して、アップリンクＶｏＩＰサービスに関する選択の一種である。永続スケジューリング・モードは、Ａｌｃａｔｅｌ−ｌｕｃｅｎｔ社の製品内のＬＡ０．１の最初のリリースで使用される。

動的ダウンリンク認可なしの永続スケジューリング・モードでは、Ｌ３シグナリングが低速なので、別のＶｏＩＰユーザからの未使用ＨＡＲＱ送信を活用することは不可能である。半グループ化の基本的なアイデアは、同一ＶｏＩＰユーザ内の複数のフレームに、ＨＡＲＱプロセスを共有させることであり、その後、１つのＶｏＩＰパケットの未使用ＨＡＲＱ再送信機会を、シグナリング・コストを全く伴わずに同一のＶｏＩＰユーザからの別のＶｏＩＰパケットによって使用することができる。異なるＶｏＩＰユーザは、異なるフレーム（２０ｍｓ）内のＨＡＲＱプロセス・リソースを共有することができる。適応変調符号化（ＡＭＣ）が、ＬＴＥアップリンクでサポートされるので、通常の平均ＨＡＲＱ送信回数（たとえば、１〜２）は、よいスペクトル効率を達成するために多くはない。したがって、２つから３つのＶｏＩＰパケットを１フレーム（２０ｍｓ）内で送信することが、最もおそらくである。その後、ＨＡＲＱリソース利用を、半グループ化方法を用いて大幅に改善することができる。

図２ａに、本発明による永続スケジューリング方法の流れ図を示す。

図２ａに示されているように、ステップ２０１で、所定の個数のＵＥが、通信条件に対する判断基準の所定のセットに従って、それぞれが所定のサイズを有する異なるタイム・スロット内で再送信プロセスを共有するためにＵＥグループにグループ化される。その後、ステップ２０３で、１つのＵＥグループ内の各ＵＥが、時分割多重（ＴＤＭ）モードで対応するタイム・スロットを使用するために割り当てられる。したがって、ステップ２０４で、各ＵＥは、そのパケットを送信するのにそれに対応するタイム・スロットを使用する。ステップ２０４を、後で詳細に説明する。

さらに、本発明によれば、ステップ２０５で、すべてのＵＥの通信条件が、周期的に監視される。その後、ステップ２０７で、以前に１つのＵＥグループにグループ化された所定の個数のＵＥが、まだ通信条件に対する判断基準の所定のセットを満足するか否かを判定する。ステップ２０７で、いくつかのＵＥが、もはや通信条件に対する判断基準の所定のセットを満足しないと判定される場合には（ステップ２０７の「Ｎｏ」）、ステップ２０９で、もはや通信条件に対する判断基準の所定のセットを満足しないＵＥが、ＵＥグループから外れるように調整される。そうではなく、ステップ２０７で、すべてのＵＥがまだ通信条件に対する判断基準の所定のセットを満足し、そのＵＥグループに十分なリソース空間がある（未使用ＨＡＲＱ再送信回数が２より大きい）と判定される場合には（ステップ２０７の「Ｙｅｓ」）、ステップ２１１で、別のＵＥが現在通信条件に対する判断基準の所定のセットを満足するか否かを判定する。いくつかのＵＥが現在通信条件に対する判断基準の所定のセットを満足すると判定される場合には（ステップ２１１の「Ｙｅｓ」）、ステップ２１３で、通信条件に対する判断基準の所定のセットを現在満足しているこれらのＵＥを、使用機器グループに入るように調整する。ステップ２１３の後に、このプロセス・フローは、ステップ２０１に戻って、必要であればＵＥグループを更新する。そうではなく、他のＵＥが現在通信条件に対する判断基準の所定のセットを満足しないと判定される場合には（ステップ２１１の「Ｎｏ」）、プロセス・フローは、ステップ２０１に直接に戻って、必要な場合にＵＥグループを更新する。

本発明によれば、ステップ２０１で、通信条件に対する判断基準の所定のセットは、少なくとも
−ＵＥが会話状態である、
−ＵＥが悪いチャネル条件を有しない、および
−１つのＵＥグループにグループ化されるＵＥが、類似するチャネル条件を有する
を含む。

詳細なでは、ＵＥの測定された平均ＳＩＮＲが第１の所定のしきい値未満である場合に、そのＵＥは悪いチャネル条件を有すると判定される。第１の事前定義のしきい値は、次のように選択される。第１の事前定義のしきい値未満のＳＩＮＲは、ＵＥを、高いスペクトル効率（または、２回などの少ない送信回数）を有するＭＣＳを選択できなくする。ＵＥのグループの測定された平均ＳＩＮＲの間の最大差が、第２の所定のしきい値より小さい場合には、ＵＥのそのグループは、類似するチャネル条件を有すると判定される。第２の事前定義のしきい値は、２つのＵＥが、類似するまたは同一のＭＣＳを使用でき、その後、グループ化されたＵＥのための同一個数のリソース・ユニットを使用した、通常の値である。

ステップ２０４は、各ＵＥがそれに対応するタイム・スロットを使用してそのパケットを送信するパケット送信ステップである。右側の副流れ図に示されているように、ステップ２０４１で、１つのＵＥからのパケットが、そのグループ内の１つのＵＥに割り当てられた対応するタイム・スロット内でＨＡＲＱプロセスの許容可能な最大送信回数を共有するために割り当てられる。ステップ２０４３で、パケットを、その以前のパケット送信の成功または失敗に依存して、送信しまたは再送信する。ステップ２０４５で、現在のパケット送信が成功であるか否かを判定する。現在のパケットが成功して送信される場合に（ステップ２０４５の「Ｙｅｓ」）、プロセス・フローは、ステップ２０４３に戻り、ここで、次のパケットを送信する。そうではなく、現在のパケット送信が成功ではないと判定される場合には（ステップ２０４５の「Ｎｏ」）、ステップ２０４７で、その１つのＵＥに割り当てられた対応するタイム・スロット内で、少なくとも１つの再送信プロセスがまだ可能であるかどうかを判定する。そうである場合には（ステップ２０４７の「Ｙｅｓ」）、ステップ２０４３に戻り、ここで、現在のパケットを再送信する。そうではない場合には（ステップ２０４７の「Ｎｏ」）、ステップ２０４９で、現在のパケットおよびすべての他の残りのパケットを破棄すると決定する。

本発明では、１つのＵＥの周波数リソース（ＲＵ番号）および変調符号化方式を、常に変更されないままに保つことができる。その代わりに、１つのＵＥまたはＵＥグループの周波数リソース（ＲＵ番号）および変調符号化方式を、１つのＵＥの測定されたＳＩＮＲまたはＵＥのグループ内のすべてのＵＥの中での測定された平均ＳＩＮＲに従って変更することができる。

さらに、これらのグループ化されたＵＥについて、通信条件に対する判断基準の所定のセットは、
−事前定義の測定期間中のユーザ機器グループ内のユーザ機器の平均ＰＥＲが第１しきい値Ａより大きくはない、および
−ＵＥグループに永続的に認可される平均未使用ＨＡＲＱ送信回数が第２しきい値Ｂより小さい
のうちの少なくとも１つを含むことができる。
その結果、これらのグループ化されたＵＥが上の判断基準を満足できない場合に、１つのグループ化されたＵＥが、ＵＥグループから除去され、そうではなく、上の判断基準を満足できる場合に、別のＵＥをＵＥグループに追加することができる。

さらに、グループ化されないＵＥについて、通信条件に対する判断基準の所定のセットは、
−事前定義の測定期間中の１つのＵＥグループ内のＵＥの平均ＰＥＲが第１しきい値Ａより大きくはない、および
−１つのＵＥグループ内の再送信プロセスの平均使用回数が、第３しきい値Ｃより大きくはない
のうちの少なくとも１つを含むことができる。
その結果、これらのグループ化されたＵＥが上の判断基準を満足すると判定される場合に、これらのグループ化されないＵＥからの１つのＵＥを、上の判断基準を満足する１つのＵＥグループに追加することができる。

図２ｂに、本発明による永続スケジューリング装置のブロック図を示す。

図２ｂに示されているように、本発明による永続スケジューリング装置６００は、通信条件に対する判断基準の所定のセットに従って、それぞれが所定のサイズを有する異なるタイム・スロット内の再送信プロセスを共有するために所定の個数のＵＥをＵＥグループにグループ化するグループ化ユニット６１０と、時分割多重モードで対応するタイム・スロットを使用するために１つのＵＥグループ内の各ＵＥを割り当てる割当てユニット６２０とを含む。したがって、各ＵＥは、そのパケットを送信するのに、それに対応するタイム・スロットを使用する。

さらに、永続スケジューリング装置６００は、すべてのＵＥの通信条件を周期的に監視するモニタ６３０と、以前に１つのＵＥグループにグループ化された所定の個数のＵＥが通信条件に対する判断基準の所定のセットをまだ満足するか否かを判定し、別のＵＥが現在通信条件に対する判断基準の所定のセットを満足するか否かを判定するジャッジャ６４０と、通信条件に対する判断基準の所定のセットを満足しないＵＥをもはやＵＥグループから外れるように調整し、通信条件に対する判断基準の所定のセットを満足するＵＥを使用機器グループに入るように調整する、アジャスタ６５０とをさらに含む。

上で説明したように、通信条件に対する判断基準の所定のセットは、少なくとも、
−ＵＥが会話モードである、
−ＵＥが悪いチャネル条件を有していない、および
−１つのＵＥグループにグループ化されるＵＥが類似するチャネル条件を有する
を含む。

同様に、ＵＥの測定された平均ＳＩＮＲが、第１の所定のしきい値より小さい場合には、ＵＥは悪いチャネル条件を有すると判定される。ＵＥのグループの測定された平均ＳＩＮＲの間の最大差が、第２の所定のしきい値より小さい場合には、ＵＥのグループは類似するチャネル条件を有すると判定される。

永続スケジューリング装置６００は、さらに、１つのＵＥに割り当てられた対応するタイム・スロット内のＨＡＲＱプロセスの許容可能な最大送信回数を共有するために１つのＵＥからのパケットを割り当てる再送信プロセス・コントローラ６６０を含む。再送信プロセス・コントローラ６６０は、少なくとも１つの再送信プロセスがまだ１つのＵＥに割り当てられた対応するタイム・スロット内で可能である場合に、送信／再送信に失敗した１つのＵＥからのパケットを再送信し、再送信プロセスが１つのＵＥに割り当てられた対応するタイム・スロット内で可能ではない場合に、送信／再送信に失敗した１つのＵＥからのパケットおよび１つのＵＥからのすべての他の残りのパケットを破棄するのにさらに使用される。

本発明によれば、再送信プロセス・コントローラは、１つのＵＥの周波数リソース（ＲＵ番号）および変調符号化方式を常に変更されないままに保つことができ、あるいはその代わりに、再送信プロセス・コントローラ６００は、１つのＵＥの測定されたＳＩＮＲに従って、１つのＵＥの周波数リソース（ＲＵ番号）および変調符号化方式を変更することができる。

さらに、グループ化されたＵＥについて、通信条件に対する判断基準の所定のセットは、さらに、
−事前定義の測定期間中のユーザ機器グループ内のユーザ機器の平均ＰＥＲが第１のしきい値Ａより大きくはなく、
−ＵＥグループに永続的に認可される平均未使用ＨＡＲＱ送信回数が第２のしきい値Ｂより小さい
のうちの少なくとも１つを含むことができる。

その結果、これらのグループ化されたＵＥが上の判断基準を満足できない場合に、アジャスタは、ＵＥグループから１つのグループ化されたＵＥを除去する。

さらに、グループ化されないＵＥについて、通信条件に対する判断基準の所定のセットは、さらに、
−事前定義の測定期間中の１つのＵＥグループ内のＵＥの平均ＰＥＲが第１のしきい値Ａより大きくはなく、
−１つのＵＥグループ内の再送信プロセスの平均使用回数が第３のしきい値Ｃより大きくはない
のうちの少なくとも１つを含むことができる。
その結果、ジャッジャ６４０が、これらのグループ化されたＵＥが上の判断基準を満足すると判定する場合に、アジャスタ６５０は、これらのグループ化されないＵＥからの１つのＵＥを、上の判断基準を満足する１つのＵＥグループに追加することができる。

次では、本発明を、図３および４を参照することによってさらに詳細に説明する。

図３は、永続ＶｏＩＰスケジューリングの半グループ化の例を示すための概略図である。

図３に示されているように、異なるＶｏＩＰユーザ（ＵＥｉおよびＵＥｊ）が、Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＲＲＣ）シグナリングを使用して、その会話噴出中に（会話要求に基づいて）一緒に半グループ化される。次に、ＵＥｉおよびＵＥｊからのＶｏＩＰパケット１および２は、１つのフレーム内で同一のＨＡＲＱプロセスを共有する。ＵＥｉおよびＵＥｊは、ＴＤＭモードを使用して、異なるタイム・フレームを共有している。

複数のＶｏＩＰユーザが一緒に半グループ化される判断基準は、次のとおりである。
・ＶｏＩＰユーザが、会話状態である
・ＶｏＩＰユーザが、非常に悪いチャネル条件ではない、すなわち、ＶｏＩＰユーザの測定された平均ＳＩＮＲが非常に低い場合には、最小の使用可能なＭＣＳを用いてでも、何回も（たとえば、３回を超えて）送信する
・ＶｏＩＰユーザは、類似するチャネル条件を有する、すなわち、平均の測定されたＳＩＮＲは、彼らの同一のＭＣＳを選択するために近く、その結果、ＶｏＩＰユーザは、同一個数のリソース・ユニットを使用できるようになる。

図３の例では、ＵＥｉおよびＵＥｊは、２つのＶｏＩＰフレーム（フレーム１およびフレーム２）をグループ化し、ＨＡＲＱプロセス１内のＲＵを共有する。さらに、２つのＵＥ（ＵＥｉおよびＵＥｊ）は、その代わりに、２０ｍｓスロット０がＵＥｉによって使用され、２０ｍｓスロット１がＵＥｊによって使用されるなど、時間リソースを共有する。

各２０ｍｓスロット（たとえば、スロット０）内では、ＵＥｉからの２つのＶｏＩＰパケットが、ＨＡＲＱ送信（たとえば、４回の送信）を共有する。この共有は、（ａ）ＵＥｉからのＶｏＩＰパケット１と２との両方が、２回送信され、または（ｂ）パケット１が１回送信され、パケット２が３回送信されるものとすることができる。したがって、同一のＶｏＩＰ ＵＥ内の２つのＶｏＩＰパケットが、時間領域でのＨＡＲＱプロセス・リソースの統計的多重化を実現することができる。２０ｍｓスロット（たとえば、スロット０）全体が、同一のＵＥｉのために予約されるので、したがって、動的認可の必要はない。３番目の２０ｍｓスロットでは、パケット３が４回送信される場合に、パケット４は、送信されるチャンスを失い、これは、非常に低い確率である。というのは、３回の送信を必要とする確率が、１０％よりはるかに低く、２つのパケットの両方が３回の送信を必要とするのは、１０％＊１０％＝１％よりはるかに低く、これは、ＶｏＩＰサービスに関する２％というパケット誤り比に関するＱｏＳ要件より低い。さらに、十分なパケット誤り比が観察される場合に、ＵＥを再グループ化する低速の機構がある。

ＶｏＩＰサービスの最大遅延要件（たとえば、５０ｍｓ）およびＶｏＩＰパケットの平均送信回数（たとえば、外側ループ制御によって動的に制御される）が、
・ＶｏＩＰの最大遅延が５０ｍｓの場合に、通常、２つのＶｏＩＰ ＵＥを半グループ化することができ、
・４０ｍｓごとのＶｏＩＰパケットを、１つの２０ｍｓウィンドウ内で送信するために組み合わせることができ、２つのＶｏＩＰ ＵＥは、ＴＤＭで交互に２０ｍｓウィンドウの時間リソースを使用する
など、半グループ化でのＶｏＩＰユーザの数を制限することの考慮を用いると。
これは、ＶｏＩＰサービスのＱｏＳ要件を満足するＶｏＩＰパケットの最大４０ｍｓ遅延をもたらす。

ＶｏＩＰパケットの平均送信回数が、悪いチャネル条件の場合など（動的リソース選択で回避されるべき）２回を超える場合に、このＶｏＩＰパケット自体が、ＨＡＲＱ再送信の機会を非常に利用するので、ＨＡＲＱプロセスを共有するためにＶｏＩＰパケットをグループ化する必要はない。

パケットの個数（サイズ＝半グループ内のＵＥの個数）は、各タイム・スロット内の同一のＨＡＲＱプロセス内の最大送信回数（たとえば、４回の送信）を統計的に共有し、したがって、未使用ＨＡＲＱ再送信リソースを活用するために（たとえば、各パケットが平均して２回だけ送信される場合にリソース利用を５０％から１００％まで改善する）。これは、異なるＶｏＩＰユーザの間でＶｏＩＰパケット送信を調整するための高速動的Ｌ１シグナリングの必要がないという利益をもたらす。

同一ＶｏＩＰユーザからの複数のＶｏＩＰパケットについて、ＨＡＲＱプロセス・リソースは、最大送信回数に達するまで、最初のＶｏＩＰパケット送信を保証するのに使用される。その後、次のＶｏＩＰパケット送信が続く。

事故確率とＶｏＩＰ容量とをトレードオフするために、半グループ化のサイズを半静的に再調整する必要がある。さらに、１つのＶｏＩＰユーザが半グループから抜ける（無音状態に入ることに起因して）または新たに会話状態に入る時には、そのユーザは、Ｌ３シグナリングを使用することによって半静的に他のＶｏＩＰユーザと再グループ化されなければならない。

そこは、ＶｏＩＰユーザの半グループ・サイズを再調整するための外側ループ制御を導入する。この制御ループは、定義された測定期間内の半グループのＶｏＩＰユーザの平均パケット誤り比（ＰＥＲ）を測定する。平均ＰＥＲが、事前に構成されたしきい値Ａより大きい（たとえば、ＰＥＲ＞ＶｏＩＰサービスのＱｏＳ要件から２％）またはＵＥグループに永続的に認可される平均未使用ＨＡＲＱ送信回数が第２のしきい値Ｂより少ない場合には、１つのＶｏＩＰユーザが、半グループから除去され、そうではなく、半グループのＶｏＩＰユーザの平均ＰＥＲが事前に構成されるしきい値Ａを満足し、総使用ＨＡＲＱ送信回数の平均がしきい値Ｃ（たとえば、３回）より少ない場合には、１つのＶｏＩＰユーザを半グループに追加することができる。

単純にするために、ここで、類似するチャネル条件を有するＵＥを半グループ化することを提案する。しかし、異なるＶｏＩＰユーザは、異なるタイム・スロット内のＨＡＲＱプロセス・リソースを共有するだけなので、したがって、彼らが類似する平均ＳＩＮＲ値を有することは必要ではない。この場合に、ＶｏＩＰユーザの半グループを時間領域内で均一に分布させることが必要である。

図４は、静的または半静的なリソース割当てを用いる半グループ化の例を示す概略図である。

図４に示されているように、周波数領域で、半静的なリソース割当てを、ゆっくり変化するチャネル条件に従って適用することもできる。

２つのＶｏＩＰ ＵＥ（たとえば、ＵＥ１およびＵＥ２）を示す図４では、各ＵＥ内のＶｏＩＰパケットが、同一ＨＡＲＱプロセス内のＲＵを共有するために一緒に半統計的にグループ化され、２つのＵＥ（たとえば、ＵＥ１およびＵＥ２）は、図３で説明したように時間リソースを統計的に共有する。この図は、さらに、ＲＵの個数に関する周波数リソースならびにＶｏＩＰパケット送信の変調符号化方式（ＭＣＳ）を、ＶｏＩＰ ＵＥのゆっくり変化するチャネル条件に従ってゆっくり変更できることを示す。

ケース１では、ＲＵおよびＭＣＳのすべてが、単純にするために固定されるが、ケース２では、この両方が、ＶｏＩＰ容量をさらに改善するために半静的に変更される。

詳細なでは、ケース１で、ＵＥ１およびＵＥ２は、一緒に半グループ化され、交互に時間リソース（２０ｍｓタイム・スロット）を割り当てられる。ＵＥごとに、２つのＶｏＩＰパケットが、各フレーム（２０ｍｓタイム・スロット）内で最大４回の送信を共有している。導入されるチャネル対応スケジューリングはなく、したがって、周波数リソース（ＲＵ番号）およびＭＣＳは、ＵＥ１とＵＥ２との両方のＶｏＩＰパケット送信について変更されないままに保たれる。

その一方で、ケース２では、低速のチャネル対応スケジューリングが導入され、したがって、ＲＵ番号とＭＣＳとの両方が、ＵＥ１およびＵＥ２の測定されたＳＩＮＲに従って変更される。これは、ＶｏＩＰ容量をさらに改善することができる。

グループ化は半静的なので、したがって、高速チャネル周波数選択性を完全に活用することはできないが、高速周波数フェージング・ダイバーシティを、各ユーザの１つのＶｏＩＰ ＵＥ内の２つのパケットについて同一ＨＡＲＱを統計的に共有することを介して平滑化することができる。

３．予備シミュレーション結果
シミュレーション・シナリオ：
・単一セル、５ＭＨｚ ＢＷ（２４ＲＵ）、コーデック１２．２Ｋｂｐｓ、ＴＵ６チャネルを伴う図４のケース１、５ ＨＡＲＱプロセスおよび４最大送信数、１ｍｓ ＴＴＩ
シミュレーションでの機能強化された永続スケジューリングの特徴
・ＳＩＤ検出
・動的ＲＵ選択および非チャネル対応：異なるＲＵインデックスを選択するが、固定されたＲＵ番号およびＭＣＳ；ＶｏＩＰパケットごとに２ＲＵ×ＱＰＳＫ１／２
・半グループ化（ＴＤＭ）
動的グループ・スケジューリングの特徴
・Ｍｏｔｏｒｏｌａ社［非特許文献１］から：ＵＥのグループが、ＨＡＲＱプロセスについてＲＵのセットを共有する
・ＶｏＩＰパケットごとに固定された２ＲＵ×ＱＰＳＫ１／２
・無音および未使用ＨＡＲＱ送信を再利用する（我々のＳＩＤ検出を適用する）ためにＴＴＩビットマップごとのＬ１／Ｌ２シグナリング（ビット＝各グループ内のＵＥの個数）

図５ａおよび５ｂに、シミュレーション結果を示すが、図５ａは、異なる手法でのＶｏＩＰパケットのパケット誤り比を示すグラフを示し、図５ｂは、異なる手法でのＶｏＩＰパケットのＲＬＣ ＳＤＵ遅延を示すグラフを示す。

図５ａおよび図５ｂでは、ＶｏＩＰパケットのＱｏＳが、異なる方式について示されている。半グループ化方法に関して、我々は、ＶｏＩＰ容量を１１０ＵＥから２１０ＵＥに増やすことができることを見つけることができ、これは、永続ＶｏＩＰスケジューリングの半グループ化方法の効率を証明する。純粋に動的なスケジューリング方法と、半グループ化方法を使用する永続スケジューリングとを比較すると小さいギャップがある（２５０ＵＥは、かなりの動的認可を用いる純粋に動的なスケジューリング方法のＱｏＳ要件を満足できない）が、機能強化された永続スケジューリングについて、動的認可が全くないことの利益がある。
・ＶｏＩＰ ＱｏＳの判断基準は、音声フレームの＜９８％が５０ｍｓ以内に成功して配送される（ＰＥＲ＜２％）ユーザに基づく５％事故。

上のシステム・シミュレーションから、我々は、半グループ化の機能強化が、
・完全永続は、６０ＵＥまで（＝５＊１２）をサポートし、満足なパケット遅延およびＰＥＲを示すことができる
・動的グループ・スケジューリングは、最大の容量（９５％ＲＬＣ ＳＤＵ遅延＜６０ｍｓおよび９５％ＰＥＲ＜２％で２５０ＵＥ）を示すが、大量のＤＬ認可コスト（ＴＴＩごとに５０個の動的認可）を必要とする。この動的グループは、３ＧＰＰで拒否される。
・機能強化された永続スケジューリングは、１１０に対するかなりの容量利得（９５％ＲＬＣ ＳＤＵ遅延＜５０ｍｓおよび９５％ＰＥＲ＜２％で２１０ＵＥ）をも示すことができる
・半グループ化（ＴＤＭ）は、半グループ化なしの永続スケジューリングに対して追加の９１％利得を達成することができる
・ＲＲＣシグナリングは、ＵＥごとであり、したがって、実際の接続されたＶｏＩＰ ＵＥに伴って線形に増加する
をもたらすことができるを見つけることができる。

上の実施形態は、例のためのみに提供されたものであって、本発明を限定することを意図されたものではない。当業者は、本発明の範囲および趣旨から逸脱しない、実施形態に対するさまざまな変更または置換があり得、それらが添付の特許請求の範囲によって定義される範囲に含まれなければならないことを理解されたい。

Claims (12)

1. 通信条件に対する判断基準の所定のセットに従って、それぞれが所定のサイズを有する異なるタイム・スロット内の再送信プロセスの許容可能な最大送信回数を共有するために所定の個数のユーザ機器をユーザ機器グループにグループ化するステップと、
   時分割多重モードで対応するタイム・スロットを使用するために１つのユーザ機器グループ内の各ユーザ機器を割り当てるステップとを含む、ユーザ機器半グループ化および統計的多重化に基づく永続スケジューリング方法。
2. すべての前記ユーザ機器の前記通信条件を周期的に監視するステップと、
   １つのユーザ機器グループに以前にグループ化された前記所定の個数のユーザ機器が、通信条件に対する判断基準の前記所定のセットをまだ満足するか否かを判定し、別のユーザ機器が通信条件に対する判断基準の前記所定のセットを現在満足するか否かを判定するステップと、
   もはや前記ユーザ機器グループから外れるように通信条件に対する判断基準の前記所定のセットを満足しないユーザ機器を調整し、前記使用機器グループに入るように通信条件に対する判断基準の前記所定のセットを現在満足するユーザ機器を調整するステップと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 通信条件に対する判断基準の前記所定のセットは、少なくとも、
   −前記ユーザ機器は会話状態にある。
   −前記ユーザ機器は悪いチャネル条件を有していない。
   −１つのユーザ機器グループにグループ化されるユーザ機器は類似するチャネル条件を有する。
   を含む、請求項１または２のいずれか１項に記載の方法。
4. １つのユーザ機器に割り当てられた前記対応するタイム・スロット内の前記再送信プロセスの前記許容可能な最大送信回数を共有するために前記１つのユーザ機器からのパケットを割り当てるステップをさらに含む、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
5. グループ化されたユーザ機器について、通信条件に対する判断基準の前記所定のセットは、
   −事前定義の測定期間中の前記ユーザ機器グループ内の前記ユーザ機器の平均パケット誤り比は第１しきい値より大きくはない。
   −前記１つのユーザ機器グループ内の再送信回数の平均使用数は第２しきい値より少ない。
   のうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
6. グループ化されないユーザ機器について、通信条件に対する判断基準の前記所定のセットは、
   −事前定義の測定期間中の１つのユーザ機器グループ内の前記ユーザ機器の平均パケット誤り比は第１しきい値より大きくはない。
   −前記１つの使用機器グループ内の再送信回数の平均使用数は第３しきい値より大きくはない。
   のうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の永続スケジューリング方法。
7. 通信条件に対する判断基準の所定のセットに従って、それぞれが所定のサイズを有する異なるタイム・スロット内の再送信プロセスの許容可能な最大送信回数を共有するために所定の個数のユーザ機器をユーザ機器グループにグループ化するグループ化手段と、
   時分割多重モードで対応するタイム・スロットを使用するために１つのユーザ機器グループ内の各ユーザ機器を割り当てる割当て手段とを含む、ユーザ機器半グループ化および統計的多重化に基づく永続スケジューリング装置。
8. すべての前記ユーザ機器の前記通信条件を周期的に監視するモニタと、
   １つのユーザ機器グループに以前にグループ化された前記所定の個数のユーザ機器が、通信条件に対する判断基準の前記所定のセットをまだ満足するか否かを判定し、別のユーザ機器が通信条件に対する判断基準の前記所定のセットを現在満足するか否かを判定するジャッジャと、
   もはや前記ユーザ機器グループから外れるように通信条件に対する判断基準の前記所定のセットを満足しないユーザ機器を調整し、前記使用機器グループに入るように通信条件に対する判断基準の前記所定のセットを現在満足するユーザ機器を調整するアジャスタと、をさらに含む、請求項７に記載の装置。
9. 通信条件に対する判断基準の前記所定のセットは、少なくとも、
   −前記ユーザ機器は会話状態にある。
   −前記ユーザ機器は悪いチャネル条件を有していない。
   −１つのユーザ機器グループにグループ化されるユーザ機器は類似するチャネル条件を有する。
   を含む、請求項７または８のいずれか１項に記載の装置。
10. １つのユーザ機器に割り当てられた前記対応するタイム・スロット内の再送信プロセスの前記許容可能な最大送信回数を共有するために前記１つのユーザ機器からのパケットを割り当てる再送信プロセス・コントローラをさらに含む、請求項７乃至９のいずれか１項に記載の装置。
11. グループ化されたユーザ機器について、通信条件に対する判断基準の前記所定のセットは、
    −事前定義の測定期間中の前記ユーザ機器グループ内の前記ユーザ機器の平均パケット誤り比は第１しきい値より大きくはない。
    −前記１つのユーザ機器グループ内の再送信回数の平均使用数は第２しきい値より少ない。
    のうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の装置。
12. グループ化されないユーザ機器について、通信条件に対する判断基準の前記所定のセットは、
    −事前定義の測定期間中の１つのユーザ機器グループ内の前記ユーザ機器の平均パケット誤り比は第１しきい値より大きくはない。
    −前記１つの使用機器グループ内の再送信回数の平均使用数は第３しきい値より大きくはない。
    のうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の装置。