JP4422761B2 - 無線通信システムにおける放送サービスデータ送信/受信方法及びシステム - Google Patents
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Description
よって、無線通信システムにおいて放送サービスを提供するために、コード分割多重接続以外の新たな方法が要求されている。
本発明の他の目的は、無線通信システムにおいて放送サービスを高速に送信/受信する方法及びシステムを提供することにある。
本発明の更に他の目的は、移動通信システムにおいて拡散符号資源に影響を与えることなく、放送サービスを送信/受信する方法及びシステムを提供することにある。
さらに、本発明の説明において、具体的なメッセージや信号などのような多くの特定事項が記載されているが、これは本発明の全般的な理解のためのものだけで、このような特定事項なしでも本発明が実施可能であることは、当該技術分野における通常の知識を有した者には自明である。また、本発明に関連した公知の機能や構成についての具体的な説明が、本発明の要旨を不明瞭にすると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。
以下の説明順序によれば、第一に放送サービスの送信及び放送パケットの識別方法を、第二に連続的に放送サービスを受信する方法を、第三に効率良く受信電力を低減するための方法を、第四に動的な放送伝送方法で物理階層伝送情報要素を用いて受信電力の効率を上げる方法を、説明する。
ユニキャスト(unicast)を主目的とする高速無線通信システムにおいて放送サービスを支援するためには、伝送される物理階層フレームが放送パケットを含むか否か、特定パケットが放送パケットか否かを基地局(BS;Base Station)から指示すべきである。このために、BSは、放送パケットが伝送される時点をSSに通知すべきである。他の方法として、BSは、当該放送パケットが伝送される物理階層フレームに放送パケットが含まれていることを示す情報を記録して伝送することで、放送パケットが伝送される物理階層フレームを指示できる。よって、BSは、物理階層フレームに含まれる各放送サービスの媒体接続制御(MAC)階層パケットのヘッダに、放送に割り当てられた識別子を記録して、特定パケットが放送パケットであることを区分できる。
放送サービスパケットの識別方法として本発明で対象とする802.6システムでは、各放送サービスに特定連結識別子(CID:Connection ID)を付与し、付与されたCIDを各放送パケットのMACパケットに記録して伝送できる。また、放送サービスが伝送される物理階層伝送情報要素(DL−MAP)に、放送サービスが伝達されることを示す情報を記録することで、DL−MAPを受信したSSが当該フレームに放送パケットを含むか否かが分かるようにする方法を使用できる。
図1において、“DIUC”フィールドは、802.16システムで広く使用される送信類型を示し、DL−MAPに表示されたチャンネルの下りリンク送信類型を示す。“INC_CID”フィールドは、当該物理階層伝送情報要素にCIDが含まれているか否かを示す。“N_CID”フィールドは、当該物理階層伝送情報要素に含まれたCIDの数を示し、“CID”フィールドは、物理階層伝送情報要素が指示するチャンネルを介して伝送されるデータのCIDを示す。“OFDMA symbol offset”フィールドは、フレーム内で当該データが伝送されるOFDMAシンボルの開始位置を示し、“No. OFDMA symbols”フィールドは、そのOFDMAシンボルの数を示す。“Subchannel offset”フィールドは、当該データが伝送されるチャンネルの開始位置を示し、“No. Subchannels”フィールドは、そのチャンネルの数を示す。“Boosting”フィールドは、当該データの伝送に使用される追加的な電力水準を示す。
本発明では、物理階層伝送情報要素のフィールドのうち、CIDを含むか否かを示すINC_CIDフィールドの値を0に設定し、放送サービスパケットが伝送される位置をOFDMA Symbol offsetフィールド、No. OFDMA Symbolsフィールド、Subchannel offsetフィールド、No. Subchannelsフィールドを用いて示す方法を提案する。このような方法により設定された物理階層伝送情報要素を受信したSSは、INC_CIDフィールドの値が0であることから、OFDMA Symbol offsetフィールド、No. OFDMA Symbolsフィールド、Subchannel offsetフィールド、No.Subchannelsフィールドが指示する位置に伝送されるパケットが放送サービスパケットであることが分かる。また、SSは、フィールドを用いて放送サービスパケットの位置が分かり、これからパケットを受信できる。SSは、受信したパケットのMAC階層ヘッダで前述したCIDを介して、当該放送が自身が受信したい放送か否かを判断する。受信したい放送の場合、上位階層に当該パケットを伝送し、受信したい放送でない場合、当該パケットを破棄する。
本発明の実施形態による高速の放送サービスシステムにおける放送コンテンツを送信する基本的な方法は、次の通りである。まず、放送サービスデータが放送サーバーから放送サービス制御機に伝送された場合、放送サービス制御機はこれをバッファに格納する。続いて、放送サービス制御機は、バッファに格納された当該データのサイズが所定のしきい値を超過する場合、又は、放送のサービス品質特性(QoS;Quality of Service)を考慮して決定された伝送時点に、放送パケットを各セル内のSSに伝達する。このような方法を使用する場合、各放送が伝送される時点は、その放送サービスの伝送率や伝送遅延などの伝送特性が経時的に変化することになる。
ある放送サービスのサービス伝送率が瞬間的に増加又は減少する場合、当該放送サービスの伝送時点は瞬間的に速くなったり遅くなったりする。このように特定放送サービスの伝送時点が経時的に変化する場合、SSはどの時点に放送パケットが伝送されるかが分からないため、順方向に伝送される放送チャンネルを常に監視しなければならない。これにより、SSは、放送サービスの受信と関係ない下りリンク伝送フレームも受信及び処理するため、SSの電力消耗量が大きく増加する。よって、以下では、放送サービスの受信電力の効率化について説明する。
以下では、本発明の実施形態による802.16のようなシステムにおけるSSの放送サービスの受信時、放送サービスと関連した下りリンク伝送フレームだけを観察して、電力消耗量を低減できる準静的(Semi-Static)放送送受信技法について説明する。
以下では、放送サービスを受信するSSの受信電力使用量を低減するために、本発明による準静的放送伝送技法を用いた放送送受信方法について説明する。
前述した方法により、放送サービス制御機は、サービス中である各放送サービスに対してその伝送時点を長い時間間隔に予め定めておく。続いて、放送サービス制御機は、伝送時点をBSを介してメッセージの形態にユニキャスト或いは放送に基づいて各SSに伝達する。自身が受信したい放送サービスに対してその伝送時点を受信したSSは、アイドルモードやスリープモードに遷移することで、下りリンク受信に従う不要な電力消耗を低減できる。このとき、アイドルモードやスリープモードのSSは、アイドルモードやスリープモードで必ず受信すべき周期的なデータ以外に、受信したい放送が伝送される時点の下りリンクチャンネルを受信する。また、それ以外の時間では下りリンクチャンネルの受信を中断して放送サービス受信に従う電力消耗量を最小化できる。
図2に示すように、放送設定メッセージは、特定放送が伝送されるフレームと各伝送との間の周期を示し、再伝送に使用される連続したフレームの数を示すことで、このメッセージを受信したSSが下りリンクチャンネルを継続的に受信しなくても、SSは特定放送の伝送位置が分かる。また、放送設定メッセージは、放送設定メッセージが伝送される次の時点を書き込むことで、このメッセージを受信したSSが下りリンクチャンネルを継続的に受信しなくても、放送設定メッセージを特定間隔毎に受信できる。放送サービス制御機は、このような放送設定メッセージの伝送間隔毎に特定放送の伝送時点を固定して使用することになり、伝送時点及び伝送方法を変更したい場合、次の放送設定メッセージの伝送に新しい伝送方法を指示する。続いて、放送サービス制御機は、放送設定メッセージを伝送した以後から、新しく指示した方法を用いて放送設定メッセージを伝送できる。
MBS_Configuration_IE()ブロックにおいて、“N_MBS”フィールドは、このブロックに含まれた放送サービスの数を示す。“MBS CID”フィールドは、“N_MBS”フィールドにより示された数だけMBS_Configuration_IE()ブロックに含まれ、特定放送に対応するCIDを示す。“Physical Frequency”フィールドは、CIDに対応する放送サービスが伝送される周波数帯域情報を示す。“Transmission start frame offset”フィールドは、放送サービスが含まれた物理階層フレームと現在フレームとの間の間隔を示し、“Transmission frame length”フィールドは、放送伝送に使用される連続したフレームの数を示し、“Transmission frame period index”フィールドは、当該放送が次に伝送される周期を示す。
放送を受信したいSSの受信電力使用量を低減するために、放送が伝達される物理階層フレーム内で放送データの位置をSSに伝達する方法について説明する。本発明の実施形態による放送サービス制御機は、サービス中である各放送サービスに対し、その伝送時点と共に伝送時点の物理階層フレームで当該放送が伝達される位置を指定して、伝送時点に関する情報をBSを介してユニキャスト或いは放送に基づいて各SSに伝達する。よって、SSは、自身が受信したい放送サービスに対し、その伝送時点と共にフレーム内の伝送位置を受信する。その後、SSは、当該放送の伝送時点で当該フレームを受信する時、予め指定された位置のチャンネルだけを受信することにより、放送が伝達される物理階層フレームの受信電力消耗量を最小化できる。また、SSがアイドルモードやスリープモードで動作する場合、アイドルモードやスリープモードでSSが必ず受信すべき周期的なデータと共に、受信したい放送が伝送される時点の物理階層フレームで予め指定した位置のチャンネルだけを受信することにより、放送サービス受信に従う電力消耗量を最小化できる。
図4は、特定放送が伝送されるフレーム内の位置を表示するために、先に提案されたMBS_Configuration_IE()ブロックを修正した図である。特定MBS CIDに該当する放送が特定フレームで伝送されるシンボルの開始点OFDMA Symbol offsetフィールドと、シンボルの数No. OFDMA Symbolsフィールドと、その時点で使用するチャンネルの開始点Subchannel offsetフィールドと、チャンネルの数No. Subchannelsフィールドと、その伝送区間で使用される伝送類型DIUCフィールドとを、新しく示すことができる。
以上で説明した方法により放送トラフィックを効率良く送信/受信するための信号の流れについて説明する。図5は、本発明の実施形態による準静的な放送伝送方法を使用する場合の放送トラフィックを送信/受信する過程を示すフローチャートである。
図5によれば、段階500において、SSは、自身が受信したい特定放送に対し、当該放送に対するCIDや暗号化情報などの放送関連情報を受信する。受信したい放送のCIDを受信したSSは、段階502及び段階504において、放送設定メッセージの受信まで下りリンクチャンネルを連続受信して、CIDに伝送されたパケットを検査し、その検査の結果に従って放送を受信できる。下りリンクチャンネルを連続受信するSSは、段階506において、特定時点に伝送された放送設定メッセージを受信できる。この放送設定メッセージにはSSが受信したい放送の伝送時点情報(offset、length、period)が含まれているため、以後、SSは下りリンクチャンネルを連続受信しなくても、次の放送の受信時点がわかり、段階508においてアイドルモードやスリープモードに遷移して電力消耗を低減できる。続いて、SSは、段階510及び段階512において、受信した放送伝送時点情報を用いて伝送される放送サービスパケットをアイドルモードやスリープモードでも受信できる。
以下では、802.16のようなシステムにおけるSSの放送サービスの受信時、放送サービスと関連した下りリンク伝送フレームだけを観察して電力消耗量を低減できる第2の実施形態を説明する。第2の実施形態では、放送の伝送時、放送が伝送される物理階層フレームの物理階層伝送情報要素を修正して伝送する方法が説明される。
本発明の第2の実施形態では、放送を受信したいSSの受信電力使用量を低減するために、放送が伝達される物理階層フレームの物理階層伝送情報要素(DL−MAP)部分に、そのフレームを介して伝送された放送サービスが次に伝達される時点を書き込む。これにより、物理階層フレームを受信したSSが連続的に下リンクチャンネルを受信しなくても、特定放送を受信するために下リンクチャンネルを観察すべき次の時点がわかるようにする方法である。すなわち、BSが特定放送例えばMBC(Munhwa Broadcasting Corporation)やKBS(Korean Broadcasting System)を伝送する物理階層フレームの物理階層伝送情報要素の部分に、MBCが次に伝送される物理階層フレームの時点と、KBSが次に伝送される物理階層フレームの時点とを明示してセル内のSSに伝送する。続いて、時点情報を受信したSSは、MBCやKBSの受信と共に、当該物理階層フレームに含まれている物理階層伝送情報要素を解析して、MBCやKBSが伝送される次の時点情報を検出できる。
図6に示すBMAP_IEの“Offset”フィールドは、当該フレーム内に含まれた放送が次に伝送されるフレームの位置と現在フレームとの差を示す。放送パケットが含まれたことを示す物理階層伝送情報要素を受信したSSは、当該フレームの放送パケットを受信でき、フレームに含まれたBMAP_IEを用いて当該放送が伝送される次のフレームの位置が分かる。
前述した“Offset”フィールドと共に、図7の物理階層伝送情報要素BMAP_IEに放送のCIDが書き込まれる。このようなBMAP_IEを用いる場合、互いに異なるCIDに該当する互いに異なる放送に対し、それぞれ異なる放送時点が書き込まれる。すなわち、一つのフレーム内に次の放送時点がそれぞれ異なる放送に対してBMAP_IEを別に書き込むことで、異なる放送の互いに異なる放送時点を正確に表現できる。
本発明では、放送を受信したいSSの受信電力使用量を低減するために、BSが送信する放送パケットのMAC階層ヘッダ部分に、そのパケットに伝送された放送サービスが次に伝達される時点に関する情報を書き込む。これにより、物理階層フレームを受信したSSが下りリンクチャンネルを継続的に受信しなくても、特定放送を受信するために下りリンクチャンネルを観察すべき次の時点がわかるようにする方法である。すなわち、BSが特定放送例えばMBCやKBSを含む両方のMAC階層パケットを一つの物理階層フレームに伝送する時、MBCを含んでいるMAC階層パケットのヘッダ部分にMBCが次に伝送される物理階層フレームの時点を明示し、KBSを含んでいるMAC階層パケットのヘッダ部分にKBSが次に伝送される物理階層フレームの時点を明示して、各セル内のSSに伝送する。よって、このような情報を受信したSSはMBCやKBSの受信と共に、当該MAC階層パケットの情報を解析して、MBCやKBSが伝送される次の物理階層フレームの時点情報を検出できる。
図8に示す“HT(Header Type)”フィールドは、ヘッダの種類を示し、“EC(Encryption Control)”フィールドは、暗号化が使用されたか否かを示す。また、6ビットの“Type”フィールドは、サブヘッダの種類やMAC階層パケットの構造を示し、“CI(CRC Indicator)”フィールドは、CRCがMAC階層パケットに添付されたか否かを示す。“EKS(Encryption Key Sequence)”フィールドは、暗号化キーの順序情報を示し、“RSV(Reserved)”フィールドは、今後利用のために現在使用しないものを示す。“LEN”フィールドは、MAC階層パケットの長さを示し、“CID”フィールドは、当該MAC階層パケットに該当するCIDを示す。“HCS(Header Check Sequence)”フィールドは、ヘッダに対するエラーをチェックするためのチェックサム(checksum)の役割をするものを示す。
このようなサブヘッダを使用するための方法を説明する。図9は、本発明の実施形態による放送トラフィックの次の伝送時点を示すMAC階層ヘッダの構造を示す図である。
図9に示すように、本発明の実施形態によるMAC階層ヘッダは、8ビットの“Offset”フィールドが追加される新しいMAC階層ヘッダの構造である。“Offset”フィールドは、MAC階層パケットを介して伝達される放送が次に伝送されるフレームと現在フレームとの間の間隔を示すフィールドとして使用される。
したがって、MAC階層ヘッダを受信したSSは、当該連結識別子(MBS CID)に該当する放送が次に伝送される時点を“Offset”フィールドから分かる。すなわち、SSは、現在放送を受信したフレームがn番目フレームである場合、その放送が次に到着するフレームは(n+Offset)mod224(=最大フレーム番号+1)番目フレームになることが分かる。
次に、動的な放送伝送方法で物理階層伝送情報要素を用いたSSとBSとの間の放送パケットの送信/受信過程について説明する。
図10は、本発明の第2の実施形態によって動的な放送伝送方法を使用するSSとBSとの間の放送パケットの送信/受信時の信号フローチャートである。
段階1000において、SSは、自身が受信したい特定放送に対し、当該放送に対するCIDや暗号化情報などの放送関連情報を受信する。このように、受信したい放送のCIDを受信したSSは、段階1002において、当該放送パケットを最初に受信するまで下りリンクチャンネルを連続的に受信する。下りリンクチャンネルを連続的に受信するSSは、段階1004において、受信したい放送の最初のパケットを受信し、そのパケットのMAC階層ヘッダに含まれた次の伝送時点情報(Offset)が得られる。当該放送の次の伝送時点を受信したSSは、下りリンクチャンネルを連続的に受信しなくても、放送の受信時点がわかる。したがって、SSは、段階1006において、アイドルモードやスリープモードに遷移して電力消耗を低減できる。続いて、SSは、段階1008において、受信した放送伝送時点情報を用いてその次の放送パケットを受信でき、そのパケットのMAC階層ヘッダにおいてさらに次の放送パケットの伝送時点情報を獲得できる。よって、SSは、段階1010及び段階1012において、伝達される放送パケットを受信できる。このような方式により、SSは、アイドルモードやスリープモードでも、受信したい放送パケットを連続的に受信できる。
Claims (25)
- 無線通信システムにおける直交周波数分割多重接続(OFDMA)方式により放送サービスデータを送信するための方法であって、
放送データと、放送パケットのための放送サービス連結識別子(CID)と、前記放送パケットが提供されるデータ位置を示す情報とからなる物理階層伝送情報要素(DL_MAP)を含むフレームを生成するステップと、
少なくとも一つの移動端末に前記フレームを伝送するステップとを含み、
前記フレームは、放送サービスの次の伝送時点情報を含む放送構成メッセージをさらに含むことを特徴とする方法。 - 前記データ位置情報は、OFDMAシンボルのオフセットと、OFDMAシンボルの数と、サブチャンネルのオフセットと、サブチャンネルの数とを含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記次の伝送時点情報は、提供される放送サービスの現在フレーム及び次のフレーム間の差を示すオフセット値と、前記フレーム間の期間を示す期間値とを含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記システムは、電気電子技術学会(IEEE)802.16標準を支援することを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- OFDMA方式を使用する無線通信システムにおける放送サービスデータを受信するための方法であって、
放送データと、放送パケットのための放送サービス連結識別子(CID)と、放送パケットが提供されるデータ位置を示す情報とからなる物理階層伝送情報要素(DL_MAP)を含むフレームを受信するステップと、
前記フレームは、放送サービスの次の伝送時点情報を含む放送構成メッセージをさらに含み、
次の伝送時点情報による放送パケットを含む次のフレームを受信するステップとを含むことを特徴とする方法。 - 前記データ位置情報は、OFDMAシンボルのオフセットと、OFDMAシンボルの数と、サブチャンネルのオフセットと、サブチャンネルの数とを含むことを特徴とする、請求項5に記載の方法。
- 前記次の伝送時点情報は、提供される放送サービスの現在フレーム及び次のフレーム間の差を示すオフセット値と、前記フレーム間の期間を示す期間値とを含むことを特徴とする、請求項5に記載の方法。
- 前記期間値によって放送パケットを含むフレームを定期的に受信するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項7に記載の方法。
- 前記システムは、IEEE802.16標準を支援することを特徴とする、請求項5に記載の方法。
- OFDMA方式を使用する無線通信システムにおける放送サービスデータを送信するための方法であって、
放送データと、放送パケットのための放送サービス連結識別子(CID)と、放送情報が提供されるデータ位置を示す情報とからなる物理階層送信情報要素(DL_MAP)を示すフレームを送信するステップを含み、
前記物理階層送信情報要素(DL_MAP)は、提供される放送サービスの現在フレーム及び次のフレーム間の差を示すオフセット値を含む放送マップ(MAP)情報要素をさらに含むことを特徴とする方法。 - 前記データ位置情報は、OFDMAシンボルのオフセットと、OFDMAシンボルの数と、サブチャンネルのオフセットと、サブチャンネルの数とを含むことを特徴とする、請求項10に記載の方法。
- 前記システムは、IEEE802.16標準を支援することを特徴とする、請求項10に記載の方法。
- OFDMA方式を使用する無線通信システムにおける放送サービスデータを受信するための方法であって、
放送データと、放送パケットのための放送サービス連結識別子(CID)と、放送パケットが提供されるデータ位置を示す情報とからなる物理階層送信情報要素(DL_MAP)を示すフレームを受信するステップを含み、
前記DL_MAPは、提供される放送サービスの現在フレーム及び次のフレーム間の差を示すオフセット値を含む放送マップ(MAP)情報要素をさらに含み、
前記オフセット値によって放送パケットを含む次のフレームを受信するステップを含むことを特徴とする方法。 - 前記データ位置情報は、OFDMAシンボルのオフセットと、OFDMAシンボルの数と、サブチャンネルのオフセットと、サブチャンネルの数とを含むことを特徴とする、請求項13に記載の方法。
- 前記システムは、IEEE802.16標準を支援することを特徴とする、請求項13に記載の方法。
- OFDMA方式を使用する無線通信システムにおける放送サービスデータを送信するための方法であって、
放送データと、放送パケットのための放送サービス連結識別子(CID)と、放送情報が提供されるデータ位置を示す情報とからなる物理階層送信情報要素(DL_MAP)を含むフレームを送信するステップを含み、
前記放送パケットは、提供される放送サービスの現在フレーム及び次のフレーム間の差を示すオフセット値を含むマック(MAC)階層ヘッダを含むことを特徴とする方法。 - 前記データ位置情報は、OFDMAシンボルのオフセットと、OFDMAシンボルの数と、サブチャンネルのオフセットと、サブチャンネルの数とを含むことを特徴とする、請求項16に記載の方法。
- マック(MAC)階層ヘッダは、前記CIDをさらに含むことを特徴とする、請求項16に記載の方法。
- 前記システムは、IEEE802.16標準を支援することを特徴とする、請求項16に記載の方法。
- OFDMA方式を使用する無線通信システムにおける放送サービスデータを受信するための方法であって、
放送データと、放送パケットのための放送サービス連結識別子(CID)と、放送パケットが提供されるデータ位置を示す情報とからなる物理階層送信情報要素(DL_MAP)を含むフレームを受信するステップを含み、
前記放送パケットは、提供される放送サービスの現在フレーム及び次のフレーム間の差を示すオフセット値を示すマック(MAC)階層ヘッダを含み、
前記オフセット値によって放送パケットを含む次のフレームを受信するステップを含むことを特徴とする方法。 - 前記データ位置情報は、OFDMAシンボルのオフセットと、OFDMAシンボルの数と、サブチャンネルのオフセットと、サブチャンネルの数とを含むことを特徴とする、請求項20に記載の方法。
- 前記マック階層ヘッダは、前記CIDをさらに含むことを特徴とする、請求項20に記載の方法。
- 前記システムは、IEEE802.16標準を支援することを特徴とする、請求項20に記載の方法。
- OFDMA方式を使用する無線通信システムにおける放送サービスデータを伝送するためのシステムであって、
放送データと、放送パケットのための放送サービス連結識別子(CID)と、放送パケットが提供されるデータ位置表示情報とからなる物理階層伝送情報要素(DL_MAP)を含むフレームを送信する送信機と、
前記フレームは、次の伝送時点情報を含み、
前記次の伝送時点情報によって放送パケットを含むフレームを受信する受信機とを含むことを特徴とするシステム。 - 前記次の伝送時点情報は、提供される放送サービスの現在フレーム及び次のフレーム間の差を示すオフセット値と、前記フレーム間の期間を示す期間値とを含むことを特徴とする、請求項24に記載のシステム。
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