JP4365358B2 - サービング無線ネットワークコントローラによるノードbの消去制御を可能にするためのシステム - Google Patents

サービング無線ネットワークコントローラによるノードbの消去制御を可能にするためのシステム Download PDF

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Description

本発明は、無線通信の分野に関する。より詳細には、本発明は、サービング無線ネットワークコントローラによりノードBでの消去の制御を可能にするためのシステムおよび方法に関する。
3G(第3世代)UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network)は、いくつかのRNC(radio network controller、無線ネットワークコントローラ)を備え、そのそれぞれが1つまたは複数のノードBに結合されている。各ノードBは、1つまたは複数のセルにサービスを提供する1つまたは複数の基地局を備える。ノードBは、1つまたは複数のUE(User Equipment、ユーザ機器)と通信する。
FDD(周波数分割複信)とTDD(時分割複信)モードをどちらも含む3Gシステムは、通常、UEへのデータ送信を配布(すなわち、バッファおよびスケジュール)するのにそのRNCを使用する。しかし、3Gセルラシステムの高速チャネルでは、データはノードBによって配布される。この高速チャネルの1つは、例えばHS−DSCH(High Speed Downlink Shared Channel)である。データがノードBによって配布されるので、UEへの送信前にデータをノードBにバッファする必要がある。
ノードB中にバッファされたデータがもはや有用ではない場合、またそこにデータがあるとシステムの効率的な動作が妨げられ得る場合など多くのシナリオが存在する。例えば、最初のシナリオは、モバイルUEがあるセルから他に移動した場合である。その場合、UEが他のノードBによってもサービスを受けるHS−DSCHセル変更になるか、または同じノードB中でセル同士の間で切り換えることになる。「旧データ」(すなわち、HS−DSCHのセル変更前に、UEへの送信用にノードB内にバッファされたデータ)は、HS−DSCHのセル変更後はもはや有用ではなくなる。ノードBがそのデータをバッファし送信し続けた場合、それはバッファ資源と無線リンク資源をどちらも浪費することになる。バッファ資源と無線リンク資源をどちらも節約することになるので、この旧データをバッファから削除しデータ送信を中止することが望ましい。
第2のシナリオは、RLC(radio link control、無線リンクコントロール)レイヤに関する。RLCレイヤは、SRNC(serving radio network controller、サービング無線ネットワークコントローラ)とUEの両方におけるピアエンティティである。RLCピアツーピアプロトコルが正常に動作せず、RLCがそれ自体をリセットする場合がある。RLCの故障理由は様々であり、このような理由は本発明の範囲外である。しかし、RLCがそれ自体をリセットした後は送信を再同期させ再開するので、前にノードB中にバッファしたデータがもはや有用ではなくなる。このバッファされているデータは、伝送遅延、および無線資源の不必要な使用を生ずるだけである。このデータが伝送された場合、それはRLCのピアエンティティによって廃棄されることになる。
第3のシナリオは、肯定応答モード(AM)でRLCによりデータを順番に送達することに関する。肯定応答モードのRLCへの要件は、PDU(protocol data unit)が順番に送達されるのを確認することである。RLCは、各PDUに関連付けられたシーケンス番号(SN)を用いて、上位レイヤにPDUが順番に送達されるのを確認する。順番通りではない送達があった場合(すなわち、PDUが消失した場合)、UE中のRLCがノードB中のピアエンティティに状況レポート(Status Report)PDUを送り、消失したPDUの再送信を要求する。状況レポートPDUを受信すると、RNC中のピアエンティティがその消失したPDUの複製を再送信する。
いくつかの理由のため、可能な限り速やかにその再送信されたPDUが受信側のRLC(すなわち、UE)に到着することが非常に望ましい。まず、順番に送達されることが要件であるため、消失したPDUにより後続するPDUが上位レイヤに転送されることが妨げられる。次に、UEのバッファが、実効データレートをなお維持しながら再送信の待ち時間を収容するほどの十分な大きさである必要がある。待ち時間が長くなればなる程、正しい順序のPDUを上位レイヤに転送することができるまで、UEが、維持されているPDUと連続データ受信をどちらもバッファできるようにUEのバッファサイズを大きくする必要がある。バッファサイズを大きくするとUEのハードウェアコストが高くなる。これは非常に望ましくない。
図1は、RNC、ノードB、UE、およびそれらの関連するバッファを含む従来技術のシステムである。この従来技術のシステムでは、SN=3のPDUがUEで正常に受信されていない。したがって、UE中のRLCがRNC中のそのピアRLCレイヤに再送信を要求する。一方、SN=6〜9のPDUは、ノードB中にバッファされ、SN=4、5のPDUはUE中にバッファされる。図1は、いくつかのPDUだけがバッファされているのを示しているが、実際は、(100またはそれ以上などの)もっと多くのPDUおよび他のRLCエンティティからのPDUがバッファされ得ることに留意されたい。
図2で示すように、SN=3のPDUの再送信は、ノードBのバッファ中の待ち行列の最後で待っている必要があり、SN=6〜9のPDUが送信された後に初めて送信されることになる。UE中のPDUは、すべてのPDUが順番に受信されるまで、上位レイヤに転送することができない。この場合、すべてのPDUが正常に送信されたと仮定しても、SN=3のPDUにより、後続のPDU(すなわち、SN=4〜9)を上位レイヤに転送することが引き止められる。この例は10個のPDUを示しているだけであるが、通常の動作では何百ものPDUが、データPDUの再送信の前にスケジューリングされるおそれがあり、それが送信待ち時間およびデータのバッファリングの問題をさらに悪化させることに留意されたい。
上記のシナリオは、多くの例のうちのほんの数例であるが、ノードB中のデータを消去することにより、無線通信システムがさらに効率よく動作できるようになるはずである。
ノードB中にバッファされているもはや有用ではないデータの消去をRNCが制御できるシステムおよび方法を有することが望ましい。多くの環境下で、このバッファされたデータを消去することにより、システムはさらに効率よく動作可能になるはずである。
本発明は、RNCがノードB中にバッファされたデータの消去の制御を可能にするシステムおよび方法を含む。消去コマンドが、特定のUEに関連するノードBのバッファされたデータを削除する。RNCは、RNC中で認識された特定のデータ消去トリガイベントに基づいて、特定のUE用のすべてのデータ、すなわち1つまたはいくつかのユーザ優先順位送信待ち行列中のデータ、あるいはノードB中の1つまたは複数の論理チャネル中のデータの消去を決定する。次いで、RNCは、ノードBに送信データを消去する必要があることを知らせる。その消去コマンドは、RNCから開始された既存の(従来技術の)手順を受信したことに応じてノードBがデータを消去するための構成を含み、またはノードBが具体的にデータ消去を要求するまったく新しい手順を含み、またはノードBの消去要件を示すビットまたは情報要素として、既存の手順内もしくは送信データフレーム内に存在することもできる。
図を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。図中同じ番号は、全体を通して同じ要素を表す。
図3Aを参照すると、本発明による、ノードB内の消去機能をRNCが制御する方法10が示されている。RNCは、特定のUEに関連する消去「トリガ」イベントが生ずるのを待つ(ステップ12)。このトリガイベントは、例えば、サービングHS−DSCHセル変更(serving HS−DSCH cell change)、RLCリセット、あるいは一定のPDUの再送信を必要とするUEからのRLC状況レポートの生成を含む。これらはトリガイベントのうちの3例であるが、もしノードBの消去がシステムオペレーションに利益をもたらすならば、どんな機能であってもノードBを消去するためのトリガイベントとして使用可能であることを当業者なら明確に理解するであろう。したがって、以下で説明する本発明の方法およびシステムを、この3つの列挙したトリガイベントだけに限定すべきではない。
消去トリガイベントに応じて、UEに関連するすべてのデータ、すなわち、UEの特定のデータフローに関連するデータ、またはUEの1つまたは複数の論理チャネルに関連するデータをノードB中で消去するように要求することができる。
例えば、サービングHS−DSCHセル変更の場合、サービングHS−DSCHセル変更後は、ソースノードB内にバッファされたUE用のすべてのデータがもはや有用ではなくなる。RNCは、無線資源が不必要なデータ送信に浪費されることがないように、ソースノードBを消去してUEに関連するすべてのバッファのデータを解放する。
RLCリセットまたはRLC再送信の場合は、RNCは、送信優先順位待ち行列により、あるいはそのRLCインスタンスと関連する論理チャネルにより、その特定のUE用にノードB中にバッファされたデータを選択的に消去する。その消去機能によって、RLC再送信の場合、RLC再送信待ち時間を低減し、RLCリセットの場合は無線資源の浪費を回避するようになる。
さらに図3Aを参照すると、RNCはトリガイベントを受信したかどうか判定する(ステップ14)。受信していない場合、RNCはステップ12に戻り、トリガイベントが生ずるのを続けて待つ。トリガイベントが検出された場合、RNCは、UEに関連する所望のデータをノードBが消去すべきであることを示す消去メッセージをノードBに送信する(ステップ16)。これは、1つまたは複数のデータフローに関連する1つまたは複数のバッファ中のデータであり得る。このメッセージを受信すると(ステップ18)、ノードBは所望のバッファを消去する(ステップ20)。
本発明の方法10によれば、ノードB内のデータを消去することにより、もはや有用ではないデータを削除し、ノードB中のデータバッファリングリソースとこのデータの送信のために不必要に割り振られた無線資源をどちらも解放することを理解されたい。
ステップ16から分るように、消去メッセージは以下の任意の1つまたは複数の代替形態を含むこともまた、当業者により理解されるであろう。消去メッセージの第1の代替形態では、消去メッセージは、RNCとノードBの間で送信される既存のUTRAN手順内に存在し、それにより、ノードBがメッセージを受信することによって消去が開始されるようにノードBが構成される。この代替形態では、データ消去が既存の手順中で明示され、追加のシグナリングを必要とせず単にメッセージを受信するだけで、そのメッセージがまったく別の機能に関連するものである場合であっても、データを消去する。その明示的な関連は、フレームプロトコルのデータフレームにより発生し得るか、RLCのPDU中で搬送され得るか、あるいはNBAP(Node B Application Part)もしくはRNSAP(Radio Network Subsystem Application Part)の従来技術のメッセージもしくは手順の情報要素として搬送され得る。
消去メッセージの第2の代替形態では、消去メッセージが、具体的にノードBが所望のバッファの消去を開始するように指示する、RNCとノードBの間で送信されるまったく新しい、または独特のUTRAN手順を含むことができる。これは、消去機能にまったく専用の別個のメッセージを含む。この代替形態では、例えば、フレームプロトコルにおける新しい制御フレームがこの消去機能専用であり、あるいは新しいNBAP手順またはRNSAPの手順がこの消去機能専用である。
消去メッセージの第3の代替形態では、消去メッセージが既存のUTRAN手順の一部を含むことができる。この実施形態では、RNCとノードBの間で送信される既存のUTRAN手順におけるメッセージの一部であるビットまたは情報要素が消去機能専用である。ノードBは、この情報を既存の手順によって受信し、そのビットまたは情報要素を読み取って消去を行うべきかどうかを判定する。
最後に、消去メッセージの第4の代替形態は、ノードBが、従来技術のメッセージまたは新しいメッセージであり得るメッセージをRNCから受信すると、データを消去するようにあらかじめ構成されている。この代替形態では、例えばHS−DSCHチャネルの解放(すなわち、無線リンクの解放)を示すメッセージを受信するとデータを消去するようにあらかじめ構成することができる。HS−DSCHチャネルに関連しノードB中にバッファされたデータがHS−DSCHチャネルの解放後はもはや有用ではなくなるので、消去機能が有利である。
特定のシナリオに応じて、適正なシステム動作を行うために、ノードBにおける消去機能を実行した後に他の機能が続くことができることが当業者により理解されるであろう。この発明は、ノードB中のRNCによって制御される消去機能が様々なシナリオのための他の機能と協調するのを妨げるものではない。
ノードBはさらに、図3Bで示すように消去機能の肯定応答を行うことができる。ステップ112〜120は、図3Aの方法10に関して図示し説明したステップ12〜20と同じである。したがって、この諸ステップをさらには説明しない。しかし、本発明の方法100のこの代替形態によれば、所望のバッファを消去した後(ステップ120)ノードBは、データが消去されたという肯定応答をRNCに送る(ステップ122)。次いで、RNCは、その肯定応答を受信し処理する(ステップ124)。
この肯定応答の形式およびそれに応答してRNCが行う動作の形式は、様々なシナリオに適した様々なシステム構成に基づいて異なることがあり得る。一例として、消去機能がRLCのPDU再送信のために設計されているHSDPAでは、消去機能を完了した後ノードBからRNCへの肯定応答はRNCがPDU送信を再開することにより実施することができる。この場合、その肯定応答は、前に説明したのと同様な方法で行われる。
肯定応答メッセージの第1の代替形態では、肯定応答メッセージは、フレームプロトコルデータフレームのヘッダ中などノードAからRNCへの既存のメッセージ内に、あるいはNBAPまたはRNSAPの従来技術のメッセージ中における1つもしくは数ビットまたは情報の要素として存在する。
肯定応答メッセージの第2の代替形態では、その肯定応答メッセージがまったく新しい、または独特のメッセージを含むことができる。それは、消去肯定応答機能に専用のフレームプロトコル中の新しい制御フレームなど、消去機能の肯定応答にまったく専用の別個のメッセージ、あるいは消去肯定応答機能に専用のNBAPまたはRNSAPの新しいメッセージを含む。
最後に、肯定応答メッセージの第3の代替形態では、ノードBからRNCへの既存のメッセージが、そのメッセージ中に肯定応答用に特に予約されたフィールドがない場合であっても、消去機能の肯定応答を示すようにあらかじめ構成されている。特定のシナリオに応じて、適正なシステムオペレーションを達成できる他の方法を消去機能の肯定応答に使用できることが当業者により理解されるであろう。
肯定応答の形式にかかわらず、肯定応答はいくつかの機能を含むことができることに留意されたい。まず、肯定応答は、ノードBによる、消去機能完了の肯定応答を含むことができる。あるいは、肯定応答は、RNCの動作を支援するためのノードB中のPDU送信状況を提供することができる。ノードBは、PDUのSNに気付かないので、ノードBは送信されたPDUのSNをRNCに直接送り返すことはできない。ノードBは、例えばノードB中でPDUの状況を識別するビットマップによってPDU送信状況をRNCに知らせることができる。その状況は、消去され送信を待っているPDUまたはPDUの数を示すことができる。
図4を参照すると、本発明の方法50の一例が示されている。このシナリオでは、UEは1つまたは複数のPDUが消失したことを示す状況PDUを送信する。ステップ52で、UEが、PDUの状況を示すRLC状況レポートをRNCに送信する。この例では、その状況レポートは1つまたは複数のPDUが消失していることを示すものと仮定している。状況レポートを処理した後、RNCは、再送信すべきPDUに関連するバッファからバッファされているPDUを消去するためのメッセージをノードBに送る(ステップ54)。
その消去メッセージは、再送信されるPDUと共にデータフレーム中で、または再送信されるPDUより高い優先順位で送られる制御フレーム中でフレームプロトコルによって運ばれる。あるいは、NBAPまたはRNSAP上のメッセージを用いることによっても、ノードBに知らせることができる。ノードBは、所望のバッファからPDUを消去し(ステップ56)、その消去およびPDU状況をRNCに肯定応答する(ステップ58)。次いで、RNCは消失したPDUおよび後続のPDUを再送信する(ステップ60)。ノードBはこれらのPDUをUEに送る(ステップ62)。あるいは、消去メッセージは、消失したPDUと共にフレームプロトコル中に含めることも、またはNBAPもしくはRNSAP中で、またはNBAPもしくはRNSAP上の別個のメッセージとして送信することもできる。
RLC再送信の場合にノードB消去機能を実施する利点は、送信待ち時間の低減であるが、それは以下の例で説明する。図5を参照すると、本発明による消去機能を用いて、ノードBは、SN=6〜9のPDUが削除されるようにバッファを消去する。この消去機能が完了するのに続いて、ノードBがRNCに消去機能の肯定応答を行い、次いで、RNCはSN=3からRLC送信を再開する(すなわち、UE中で消失したPDU)。次いで、ノードBは、SN=3のPDUを受信する。その前には他のPDUがまったくないので、再送信されたSN=3のPDUは図2で示されたシナリオのときよりはるかに速く送信される。この例では、SN=6〜9のPDUは、ノードBが消去された後に再度送信側のRLCによって再送信される。
RNCは、消失したPDUを送信後できる限り速やかに正常なPDUシーケンスの再スタートを開始し、あるいは消去の肯定応答を行いかつ消去されたPDUの情報を与えるPDU消去状況がノードBから送られるまで待つこともできる。
第1の代替形態では、消去機能の肯定応答が行われない、または肯定応答機能が行われたとしても、ノードBの消去機能の肯定応答の受信を待たないで消失したPDUの再送信をRNCが開始する。ノードBは、消去機能を受け取る前にバッファされたPDUを消去するだけであり、RNCから消去コマンドを受信した後、最近受信したPDUをUEに送信することになる。
第2の代替形態では,RNCはノードBから消去の肯定応答が送られるまで待つ。肯定応答がまた、ノードB中のデータブロック送信の状況を含む場合、RNCはその情報を用いてPDU送信をどこから再スタートすべきか決定することもできる。
図6を参照すると、本発明による代替の方法70が示されている。この方法70は、ノードBがRNCに送信する、PDU状況および消去情報の肯定応答がない以外は図4で示された方法50とほぼ同じである。
本発明について好ましい実施形態によって説明したが、添付の特許請求の範囲に略述されている本発明の範囲に含まれる他の変形形態は当業者であれば明らかであろう。
従来技術のRLC再送信を示す図である。 従来技術の消去しないRLC再送信を示す図である。 本発明の消去メッセージを生成する方法を示す図である。 肯定応答を含めた、本発明による消去メッセージを生成する代替の方法を示す図である。 本発明による、PDU消去状況を受信するまでRNCが再送信を待つノードBの消去方法の一例を示す図である。 消去を含めた、本発明によるRLC再送信を示す図である。 本発明による、PDU消去状況を受信するまでRNCが再送信を待たないノードBの消去方法の一例を示す図である。

Claims (15)

  1. パケットデータユニット(PDU)の送信を効率的に管理するための無線通信システムであって、
    ユーザ機器(UE)に関連するPDUに関して消去トリガイベントを検出し、消去メッセージをノードBに送信して前記ノードBのバッファから前記UEに関連する前記PDUの少なくとも一部の消去を要求するように構成されたRNCと、
    ユーザ機器(UE)への送信を待機しているPDUを記憶するバッファを含み、前記消去メッセージの受信に基づき前記バッファから前記要求されたPDUを削除するように構成されたノードBと
    を備えることを特徴とする無線通信システム。
  2. 前記消去トリガイベントは、前記UEのHS−DSCH(High Speed Downlink Shared Channel)のセル変更であることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
  3. 前記消去トリガイベントは、無線リンクコントロールのリセットであることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
  4. 前記UEおよび前記ノードBは、肯定応答モード(AM)で通信するように構成され、前記消去トリガイベントは、前記UEから前記ノードBへ送信されたRLC状況レポートのメッセージであることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
  5. 前記ノードBは、前記ノードBのバッファから前記UEに関連する前記PDUの全てを削除するように構成されたことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
  6. 前記消去メッセージは、前記RNCから前記ノードBへ送信されたデータフレームに含まれていることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
  7. 前記消去メッセージは、前記RNCから前記ノードBへ送信された前記データフレームに含まれた情報要素であることを特徴とする請求項6に記載のシステム。
  8. 前記消去メッセージは、前記RNCから前記ノードBへ送信された前記データフレームに含まれたビットであることを特徴とする請求項6に記載のシステム。
  9. 前記消去メッセージは、HS−DSCHベアラの解放を指示することを特徴とする請求項7に記載のシステム。
  10. 前記ノードBは、前記ノードBのバッファから前記要求されたPDUを削除すると、前記RNCにバッファ消去の肯定応答を送信するようにさらに構成されたことを特徴とする請求項9に記載のシステム。
  11. 前記バッファ消去の肯定応答は、前記ノードBにおけるPDU送信状況を含むことを特徴とする請求項9に記載のシステム。
  12. 前記RNCは、前記バッファ消去の肯定応答を受信すると、前記ノードBに対するPDUの送信を再開するようにさらに構成されたことを特徴とする請求項9に記載のシステム。
  13. 前記バッファ消去の肯定応答は、データフレームのヘッダに含まれていることを特徴とする請求項9に記載のシステム。
  14. 前記バッファ消去の肯定応答は、前記データフレームのヘッダの情報要素に含まれていることを特徴とする請求項13に記載のシステム。
  15. 前記バッファ消去の肯定応答は、前記データフレームのヘッダの少なくとも1ビットであることを特徴とする請求項13に記載のシステム。
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