JP4516076B2 - マルチキャストデータ送信のための方法、データ送信システム、送信局及び受信局 - Google Patents

マルチキャストデータ送信のための方法、データ送信システム、送信局及び受信局 Download PDF

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Description

本発明は、マルチキャスト態様でのデータ送信に関する。特に、本発明は、1つの送信局から複数の受信局へのポイント・ツー・マルチポイントデータ送信を行なう方法、1つの送信局から複数の受信局へのポイント・ツー・マルチポイントデータ送信を行なうためのデータ送信システム、送信局から複数の受信局へのポイント・ツー・マルチポイントデータ送信のためのデータ送信システムにおける送信局、1つの送信局から複数の受信局へのポイント・ツー・マルチポイントデータ送信のためのデータ送信システムにおける受信局に関する。
マルチキャスト態様でのデータ送信は、通常、最大限の受信者のための正確なデコーディングの機会を増やすためにデータの再送信が適用される場合に問題を引き起こす。これは、各受信者がそのフィードバックを個別に1つの送信者に対して送らなければならず、それにより、マルチキャスト受信グループが大きい場合に莫大な量のフィードバック信号送信が生じるからである。マルチキャストデータ送信またはポイント・ツー・マルチポイントデータ送信は、一人の送信者がデータパケット等のデータを多くの受信者に対して1回送り且つ各受信者がこのデータ(の1つの物理的な表示)をデコードするデータ送信に関連している。
同じデータを複数の受信者に対して伝送しなければならない場合、例えば移動体通信システムの基地局が無線送信チャンネルを介して無線セル内の多くの受信者に対してデータを送信する場合には、各パケットを1回だけブロードキャスト(放送)態様で全ての受信者に対して送り、この1つのパケットを全ての受信者にデコードさせることが有益である。すなわち、各受信者毎に個別の複数のポイント・ツー・ポイントチャンネル(p2pチャンネル)とは異なり、物理的なレベルに基づいて、1つのポイント・ツー・マルチポイントチャンネル(p2m)だけが使用される。通常、データは、データパケットの形態で送信される。
そのようなデータ送信の信頼性を高めるための考えられる手法は、以下の通りである。
・データパケットのデータビットに対してリダンダンシー(冗長性)を加えて、受信側がデータパケット中のエラーを検出して訂正できるようにする前進型誤信号訂正(FEC)。
・受信側が受信されたデータパケット中の全てのエラーを訂正できない場合に、受信側の要求に基づいてデータパケットを再送信する。そのような再送信は、最初に送信されたパケットの完全なコピーであっても良く、あるいは、再送信は、最初に送信されたパケットの受信ビットと共にデコーディングプロセス中において考慮される異なるデータ、例えば唯一の付加的な奇偶検査ビットを含むことができる。両方のケースを網羅するため、ここでは、「パケットの再送信ではなく、」「パケットにおける再送信」という用語が使用される。
上記手法の両方は、通常、データパケットがp2mチャンネルを介して送信されるときに適用される。
p2mチャンネルを介した送信においては、データパケットの再送信が問題となる場合がある。これは、各受信者がそのフィードバックを送信者に対して送らなければならないからである。したがって、送信者は、送信される各データパケット毎に送信者が存在する場合と同じ数のフィードバックメッセージを処理しなければならない。これにより、マルチキャストグループにおける受信者の数が多い場合には、受信者から送信者への方向で莫大な量の信号送信が生じる。また、受信者のうちの少なくとも一人が再送信を要求する場合には、データの他のポイント・ツー・マルチポイント送信、すなわち、全ての受信者に対するデータの他の送信を行なう必要がある。
すなわち、受信者から送信者への方向における多量の信号送信に起因して、そのような周知のポイント・ツー・マルチポイント送信は、受信者から送信者への方向で多くのチャンネルキャパシティを占めるとともに、重大な障害(混信)を生み、したがって、マルチキャストグループの受信者の数が多い場合に非効率となる場合がある。
本発明の目的は、ポイント・ツー・マルチポイントデータ送信のための効率的なフィードバック信号送信機構を提供することである。
請求項1に記載された典型的な実施形態において、上記目的は、1つの送信局から複数の第1の受信局へのポイント・ツー・マルチポイントデータ送信を行なう方法であって、上記送信局から複数の上記第1の受信局へとデータが送信される方法によって解決されても良い。その後、上記送信局において、上記データに関する確認メッセージが、複数の上記第1の受信局のうちの少なくとも1つの第2の受信局から受信される。送信局は、それが少なくとも1つの第2の受信局から受けた確認メッセージを、複数の第1の受信局のうちの少なくとも1つの第3の受信局に対して送信する(あるいは、更なるデータパケットと共に)。
すなわち、本発明のこの典型的な実施形態の一態様において、少なくとも1つの第2の受信局でのデータのデコーディングに関連する確認メッセージは、送信局により、複数の第1の受信局のうちの少なくとも1つの第3の受信局に対して鏡映される。このため、少なくとも1つの第3の受信局は、少なくとも1つの第2の受信局でのデータのデコーディング結果について知らされる。この情報により、少なくとも1つの第3の受信局は、次に行なうべきことを決定することができ、有益である。本発明のこの典型的な実施形態の一態様において、データは、データチャンネルを介して送信されるユーザデータ、または、制御チャンネルを介して送信される制御データに関するものであっても良い。
本発明の他の典型的な実施形態に(請求項2において)記載されるように、確認が、少なくとも1つの上記第2の受信局が上記データをうまくデコードしなかったことを示す否定応答メッセージである場合、少なくとも1つの第3の受信局は、少なくとも1つの第2の受信局がデータパケットをエラー無くデコードすることができなかったという事実に起因していずれにせよデータパケットの再送信が起こり得ることを知る。そのような場合、本発明のこの典型的な実施形態の一態様において、少なくとも1つの第3の受信局は、データパケットのそれ自身のデコーディングに関するそれ自身の確認メッセージの送信を送信局に対して行なわないことを決定しても良い。これにより、フィードバック信号送信を減らすことができ、有益である。
一方、請求項2に係る本発明の典型的な実施形態に記載されるように、確認メッセージが、少なくとも1つの第2の受信局でデータがエラー無くすなわちうまくデコードされたことを示す肯定応答メッセージである場合、少なくとも1つの第3の受信局は、この情報を使用して、それ自体の確認メッセージを送信局に対して送り戻しても良い。本発明のこの典型的な実施形態によれば、少なくとも1つの第2の受信局が既に否定応答メッセージを送った場合に少なくとも1つの第3の受信局からの例えば肯定応答メッセージまたは否定応答メッセージの不必要なフィードバック信号送信を回避でき、有益である。このため、マルチキャストグループにおける受信者の数が多い場合であっても、受信者から送信者への方向での信号送信量を減らすことができる。
請求項3に記載される本発明の他の典型的な実施形態において、送信局は、確認メッセージが否定応答メッセージである場合にデータパケットを再送信する。すなわち、少なくとも1つの第2の受信局がデータパケットをエラー無くデコードできなかった場合に、送信局は、マルチキャストグループの他の受信局のフィードバック信号送信を待つことなく、データパケットの再送信を開始する又はスタートさせる。
これにより、データパケットにおける再送信がいずれにしても必要とされるため、否定応答メッセージの受信時のこの再送信により、受信者へのデータチャンネルの効率を向上させることができ、すなわち、限られたメモリで受信局へのデータ伝送速度を向上させることができ、有益である。更に、マルチキャストグループの1つの受信局からの否定応答メッセージの受信直後にデータの再送信が行なわれるという事実により、他の受信局からの更なる確認メッセージを考慮に入れる必要がなくなる。すなわち、いずれにしても再送信が行なわれるため、他の受信局からの更なる確認メッセージを送信局において無視することができる。
このため、限られたメモリでの受信者に対する送信遅延およびデータ伝送速度を向上させることができ、また、送信局によってデコードされる確認メッセージの量を減らすことができ、有益である。
請求項4に記載された本発明の他の典型的な実施形態において、複数の第1の受信局は、複数のグループまたはサブセットにグループ分けされる。この場合、各グループに対してフィードバック位相が割り当てられる。したがって、1つのグループの受信局は、予め設定されたフィードバック位相でその確認メッセージを送信局に対して送るようにスケジュールされる。すなわち、受信局のグループは、このグループのために定められたフィードバック位相にしたがってその確認メッセージを送信する。
すなわち、本発明のこの典型的な実施形態において、一組の受信者は、別個の又はバラバラの複数のサブセットに分割され、これにより、例えばアップリンク送信およびダウンリンク送信の構造を決定する無線フレーム内で、各サブセットの構成員に対して所定の位相が割り当てられ、この位相において、サブセットの構成員がその確認メッセージを送信することができる。本発明のこの典型的な実施形態の一態様において、このフィードバック位相は、p2mデータチャンネルを介したデータ送信に伴っても良いアップリンクp2m制御チャンネルにおける所定のスロットまたはサブフレームであっても良い。
所定のフィードバック方式により、送信局は、何の位相、時間、スロットまたはチャンネルにおいて1つのグループまたはサブセットの受信局からの確認またはフィードバックがデータパケットの送信に対して期待されるべきかを「知る」。
請求項5に記載された本発明の他の典型的な実施形態において、フィードバック方式は、第2のグループの確認メッセージの送信が始まる前に、第1のグループまたはサブセットの確認メッセージがデコードされて元の第2のグループに対して鏡映されるようになっている。これにより、第2のグループは、第1のグループのフィードバックについて「知る」ことができるようになり、したがって、それ自体のフィードバックすなわちそれ自体の確認メッセージの送信を省くことを決定できるようになり、有益である。
このため、受信局から送信局への信号送信の量を減らすことができ、それにより、送信局へのチャンネルで生じる障害(混信)を減らすことができ、有益である。これ以外に、受信局はバッテリエネルギを節約することができる。
請求項6に記載された本発明の他の典型的な実施形態において、第2のグループの少なくとも1つの第4の受信局は、第1のグループの少なくとも1つの第3の受信局がデータパケットをエラー無くデコードできなかったことを示す送信局により鏡映された否定応答メッセージを受信すると、うまくデコードできない場合にそれ自体の否定応答メッセージを送らない。
請求項7に記載された本発明の他の典型的な実施形態において、マルチキャストグループの受信局は、データパケットのデコーディングがうまくいかない場合に確認メッセージを送るだけ、すなわち、否定応答メッセージを送るだけである。これにより、受信者と送信者との間での信号送信の量を更に減らすことができる場合があり、有益である。
請求項8に記載された本発明の他の典型的な実施形態において、送信局は、データの再送信後に、データに関する肯定応答メッセージを未だ送っていない受信局のグループの確認メッセージだけを聞き取る。すなわち、再送後、送信局は、否定応答メッセージを既に送った或いは肯定応答メッセージを送らなかった受信局のグループのフィードバックを待つだけである。これは、当該受信局のグループの前に他のグループが否定応答メッセージを送ってしまっており、それにより、当該受信局が、それ自体の確認メッセージを送るようにスケジュールされる前、および、それ自体の確認メッセージを送らないように決定される前に、他のグループの否定的な確認メッセージの鏡映されたコピーを受信してしまっているという事実に起因している。
請求項9に記載された本発明の他の典型的な実施形態において、受信局は、否定応答メッセージだけが送信局に対して送られるように適合され、また、送信局は、確認メッセージの受信およびデコーディング時にデータの再送信を開始する。本発明のこの典型的な実施形態の一態様において、送信局は、受信局または受信局のサブセットからの第1の否定応答メッセージの受信およびデコーディング時にデータパケットにおける再送信を開始する。
これにより、受信者から送信者への信号送信量を低く維持しつつ、健全で効率的な動作を行なうことができ、有益である。
請求項10に記載された本発明の他の典型的な実施形態において、送信局は、受信局がデータパケットをエラー無くデコードしたことを示す肯定応答メッセージだけを送るようになっている。その後、送信局は、少なくとも1つの受信局から肯定応答メッセージを受信しなかった後、データパケットにおける再送信を開始する。
これにより、必要な再送信がほんの僅かである場合に、(受信局から送信局への)アップリンク障害を減らすことができる場合があり、有益である。したがって、これにより、受信状態が良好な場合にアップリンク障害を有利に減らすことができる場合がある。
請求項11に記載された本発明の他の典型的な実施形態においては、ユニバーサル移動電話システム(UMTS)におけるマルチメディア・ブロードキャスト・マルチキャスト・サービス(以下、「MBMS」と称する)との関連で方法が適用される。これにより、UMTS無線インタフェースを介したUMTS無線セルにおける効率的なフィードバック信号送信が可能となる場合があり、有益である。
請求項12に記載された本発明の他の典型的な実施形態においては、確認メッセージがソフトビットの形態を成す確認データを含み、第1のグループの少なくとも1つの第3の受信局の確認メッセージと、第2のグループの少なくとも1つの第4の受信局の確認メッセージとのソフトコンバイニングが行なわれる。
本発明のこの典型的な実施形態では、例えば送信局において異なる送信者の確認メッセージまたは確認信号が組み合わされ、したがって、p2mデータチャンネルを介して同じダウンリンクデータ送信を参照する確認信号の異なる送信者の一部または全てにおいて不十分な送信出力で送られた確認信号を検出することができる。
請求項13に記載された本発明の他の典型的な実施形態において、複数の第1の受信局のうちの第5の受信局は、グループ分けにおいて利用できる第1の受信局のグループの数に関する情報を受けた後、第5の受信局それ自体が割り当てられる第1の受信局の上記複数のグループのうちの第4のグループを決定する。本発明のこの典型的な実施形態において、第5の受信局が属する第4のグループの決定は、更なる信号送信無くして第5の受信局によって行なわれ、したがって、アップリンク信号送信の量が減少し、有益である。
請求項14に記載された本発明の他の典型的な実施形態において、第5の受信局が属する第4のグループの決定は、第5の受信局によって生成される乱数、第5の受信局の国際携帯端末加入者識別情報(IMSI)および臨時携帯端末加入者識別情報(TMSI)のうちの一方に適用されるモジュロ演算、p2mチャンネルによるデータ送信中に読み取られたパスロス数字のうちの少なくとも1つに基づいて行なわれる。
これにより、ダウンリンクトラフィックを付加することなく異なるグループに対する受信局の内部割り当てを行なうことができ、有益である。
請求項15に記載された本発明の他の典型的な実施形態において、確認メッセージは、第1の送信出力を用いて、複数の第1の受信局のうちの少なくとも1つの第6の受信局から送信局へと送信され、最小数の第6の受信局が上記フィードバック方式に係わる第3のフィードバック位相にしたがって確認メッセージを送信すると、結果として、確認メッセージの重ね合わせが生じ、それにより、上記送信局で受信された出力が増大し、上記送信局における受信出力が確認メッセージの重ね合わせをデコードするのに十分となる。一方、最小数よりも少ない数の第6の受信局が第3のフィードバック位相にしたがって確認メッセージを送信すると、送信局における受信出力は、確認メッセージの重ね合わせをデコードするのに不十分となる。
特定の値を下回る第1の送信出力を設定することにより、複数の確認メッセージの重ね合わせだけを送信局においてうまくデコードすることができ、有益である。例えば、1つの確認メッセージだけが送られる場合、送信出力は、うまくデコードするのに不十分となる場合がある。したがって、本発明のこの典型的な実施形態においては、アップリンクを介して確認メッセージを送信するための送信出力を減少させることにより、ダウンリンクの再送信を阻止するフィルタが導入されても良い。これは、僅かな或いは非常に僅かな(例えば1つの)受信局しか確認メッセージを送らないからである。
請求項16に記載された本発明の他の典型的な実施形態において、少なくとも1つの第3の受信局は、第2の送信出力を用いて確認メッセージを第1のフィードバック位相にしたがって送信局に対して送った後、第3の送信出力を用いて確認メッセージを第2のフィードバック位相にしたがって送る。この場合、第3の送信出力は第2の送信出力よりも高い。
これにより、確認メッセージ送信の出力勾配が得られ、有益である。
請求項17に記載された本発明の他の典型的な実施形態においては、データがデータパケットとして送られ、上記方法は、例えば汎欧州デジタルセルラーシステム(GSM)移動体通信システムまたはUMTS遠距離通信システム等のセルラー無線通信システムの再送信プロトコルである。
請求項18に記載された本発明の他の典型的な実施形態においては、1つの送信局から複数の第1の受信局へのポイント・ツー・マルチポイントデータ送信のためのデータ送信システムであって、上記送信局は、複数の第1の受信局のうちの少なくとも1つの第2の受信局から、データに関する確認メッセージを、複数の第1の受信局のうちの少なくとも1つの第3の受信局に対して送信するようになっているデータ送信システムが提供される。
1つの受信局からの確認メッセージを他の受信局に対して鏡映することにより、他の受信局は、他の受信局のフィードバックについて知らされ、有益である。これにより、フィードバック信号送信すなわち受信局から送信局への確認メッセージの送信を減らすことができる場合がある。
請求項19に記載された本発明のデータ送信システムの他の典型的な実施形態においては、受信局が複数のグループまたはサブセットにグループ分けされ、各グループまたはサブセットの構成要素に対して所定のフィードバック位相が割り当てられる。この所定のフィードバック位相は、本発明のこの典型的な実施形態の一態様において、アップリンク送信およびダウンリンク送信の構造を決定し、この位相で、グループまたはサブセットの構成要素はそのそれぞれの確認メッセージを送信することができ或いは送信するようにスケジュールされる。これに関連して、フィードバック位相は、特定の位相に関連せず、本発明の一態様においてはデータパケットの送信に伴うアップリンクまたはダウンリンクp2m制御チャンネルにおける特定の時間点、タイムスロット、送信チャンネルまたはサブフレーム(データパケットが送信される場合には、送信時間、タイムスロットまたはサブフレームに関連する)として理解されるべきである。
請求項20,21は、本発明に係るデータ送信システムの更に典型的な実施形態を提供する。
請求項22に記載された本発明の他の典型的な実施形態においては、送信局から複数の受信局へのポイント・ツー・マルチポイントデータ送信のためのデータ送信システムにおける送信局が提供される。本発明のこの典型的な実施形態において、送信局は、1つの受信局から受信した確認メッセージを他の受信局に対して送るようになっている。
請求項23に記載された本発明の他の典型的な実施形態においては、1つの送信局から複数の受信局へのポイント・ツー・マルチポイントデータ送信のためのデータ送信システムにおける受信局が提供される。この受信局は、送信局から受信局に対して送られた他の受信局からの確認メッセージを受信するようになっている。
本発明の典型的な実施形態の要旨として分かるように、マルチキャストグル−プの受信者の組は、別個のあるいはバラバラの複数のサブセットに分けられ、それにより、各サブセットの構成要素には、データパケットの送信に対し、無線フレーム内で所定の位相が割り当てられる。この位相は、アップリンク送信およびダウンリンク送信の構造を決定し、この位相で、サブセットの構成要素はそのフィードバック信号を送信することができる。本発明の一態様においては、殆どの場合に送信局が既にサブセットフィードバックを受信してしまっているサブセットが既に存在するという事実が使用される。この既に受信されたサブセットフィードバックは、送信局により、「フィードバックが参照するパケットに関する未終了サブセット」、すなわち、このパケットに関してそのフィードバックを送信局に対して未だ送っていない受信局のサブセットに対して送られる。以下においては、これを示すために、「データパケットの未終了サブセット」という表現が使用される。これにより、受信者から送信者への方向すなわち受信局から送信局への方向における信号送信量を減らすことができ、有益である。
本発明のこれらの態様および他の態様は以下に説明する実施形態から明らかとなり、当該実施形態を参照して上記態様を説明する。
以下、図面を参照しながら、本発明の典型的な実施形態について説明する。
図1は、1つの送信局2から複数の受信局4,6,12,14,18へのポイント・ツー・マルチポイントデータ送信のためのデータ送信システムの概略図を示している。図1に示されるデータ送信システムは、データがデータパケットの形態で送信局2から無線リンクを介して受信局4,6,12,14,18へと送信される無線データ送信システムである。図1に示されるデータ送信システムは、例えば、GSMシステムまたはUMTSシステムあるいは無線ローカルエリア・ネットワーク等の携帯電話(セルラー方式)無線遠隔通信システムであっても良い。
図1に示される送信局2は、データをデータパケットの形態で複数の受信局4,6,12,14,18へと送信するようになっている。複数の受信局4,6,12,14,18のそれぞれは、確認メッセージを送信局に対して送り戻すようになっている。これらの確認メッセージは、複数の受信局4,6,12,14,18のうちの対応する受信局におけるデータのデコーディング(復号化)に関連している。また、送信局2は、受信局4,6,12,14,18のうちの1つから受信した少なくとも1つの確認メッセージを受信局4,6,12,14,18へと送り戻すようになっている。
図1から分かるように、受信局4,6,12,14,18は4つのサブセット8,10,16,20へとグループ化されている。この場合、参照符号4で示される受信局はサブセット8に位置され或いは属し、参照符号6で示される受信局はサブセット10に位置され或いは属し、受信局12,14はサブセット16に属し、受信局18はサブセット20に属している。
図1に示されるデータ送信システムにおいては、フィードバック方式が存在しており、このフィードバック方式では、第1のフィードバック位相がサブセット8に対して割り当てられ、第2のフィードバック位相がサブセット10に対して割り当てられる。すなわち、サブセット8中の受信局4の全てに第1のフィードバック位相が割り当てられ、この第1のフィードバック位相中に或いは当該位相により、受信局4は、それらの確認メッセージすなわちフィードバックメッセージを送信局2に対して送り戻すようにスケジュールされる。これにより、フィードバックメッセージは、サブセットに割り当てられたこのフィードバック位相中においてのみ順々に送られ、すなわち、時分割形態で送られ、あるいは、フィードバック位相中に重ね合わされる。この場合、位相は一般に短い。重ね合わせは、符号分割多元接続(CDMA)技術を使用して有利に行なうことができる。しかしながら、CDMAを適用することなく重ね合わせることもでき、その場合には、フィードバック信号が衝突する。否定応答だけが送られる場合、この衝突(コリジョン)は、少なくとも1つの受信局が否定応答(NACK)により再送信を要求したことを送信側が検出することにおいて問題を引き起こさない。また、サブセット10,16,18の各受信局6,12,16,18には他のフィードバック位相が割り当てられ、このフィードバック位相中、当該位相において、あるいは、当該位相により、各受信局6,12,16,18は、それらの確認メッセージを送信局2に対して送り戻しても良い。
すなわち、図1から分かるように、受信局4,6,12,14,18の組は、別々のサブセット8,10,16,20に分けられ、それにより、各サブセット8,10,16,20の構成要素(受信局)には、アップリンクおよびダウンリンク送信の構造を決定する送信局2と受信局4,6,12,14,18との間の無線通信チャンネルの無線フレーム内で所定のフィードバック位相が割り当てられ、この位相において、サブセット8,10,16,20の構成要素がそれらのフィードバック信号を送信することができる。フィードバック信号または確認メッセージは、しばしば、ACKメッセージまたはNACKメッセージとも称される。ACKメッセージは、それぞれの受信局4,6,12,14,18においてエラー無くデータパケットがうまくデコードされたことを示す肯定応答メッセージである。これに対し、NACKメッセージは、このNACKメッセージを送信する受信局がそれぞれのデータパケットをエラー無くデコードすることができなかったことを示し、したがって、再送信を要求していることを示す否定応答メッセージである。また、フィードバック位相のこの位相は、p2mデータチャンネルを介したデータパケット送信に伴うアップリンクまたはダウンリンクp2m制御チャンネルにおける所定のスロットまたはサブフレームと見なされても良い。
送信局がアップリンク制御チャンネルのこの位相またはスロットにおいて少なくとも1つのNACKを聞き取ると、送信局は、再送信が要求されていることを知る。ここで、送信局2がそれぞれのサブセットの1つの受信局から少なくとも1つのNACKを受信するときはいつでも、サブセットフィードバックがNACKであると規定される。したがって、例えば、送信局2がサブセット16内の全ての受信局12,14からACKを受信する場合に、サブセット16のサブセットフィードバックがACKであると規定される。
殆どの場合に、特定のパケットにおいて送信局2がサブセットフィードバックを既に受信してしまっているサブセット(ここでは、「パケットに関する終了済みサブセット」または「パケットの終了済みサブセット」と称し、考慮されているデータパケットの送信において、これらのサブセットがそのフィードバックを送信し終えたことを意味している)が存在するとともに、その受信局がそれらのフィードバックをこれから送信しなければならない他のサブセット(ここでは、「パケットに関する未終了サブセット」または「パケットの未終了サブセット」と称する)が存在するという事実をうまく利用するためには、終了済みサブセットのフィードバックを未終了サブセットに対して示すことが有益となる場合がある。
すなわち、本発明のこの典型的な実施形態の一態様において、受信局から受信されたフィードバックは、送信局により、他の受信局に対してそのまま映し戻され、これにより、これらの他の受信局はフィードバックに関して報告を受ける。この情報は、各受信局のフィードバックが他の受信局の全てに対して鏡映されるように作られても良い。しかしながら、このフィードバック鏡映は、1つのサブセットのフィードバックが、フィードバックを未だ送っていない他のサブセットに対して鏡映されるように行なわれても良い。
本発明の1つの態様においては、終了済みサブセットになったばかりの最後のサブセットのフィードバックが他のサブセットに送り戻されることが有益である。
サブセットフィードバックのこのような表示(好ましくは、そのフィードバックを送ったばかりの最後のサブセットの表示)は、最後のサブセットがそのフィードバックを送ったアップリンク位相の後直ぐに、ダウンリンクフレーム構造における位相またはダウンリンクp2m制御チャンネルのスロットにおいて行なわれても良い。ダウンリンクにおいて1つのサブセットに関するサブセットフィードバックを示すには、1ビットしか必要ないかもしれない(ACKとNACKとの間を区別するため)。
したがって、本発明においては、所定の時間点において、未終了サブセットのそれぞれが、そのフィードバックを送信局に対して最後に送ったサブセットのサブセットフィードバックに関して知らされる。(そのフィードバックまたは確認メッセージを送った最後のサブセットのサブセットフィードバックを送信局2がデコードした後、ダウンリンクフレーム構造における所定の位相により)未終了サブセットに対して知らされたサブセットフィードバックがNACKである場合、未終了サブセットの全ての構成要素は、いずれにしても再送信が行なわれ、それにより、それ自体のフィードバックがACKメッセージであろうとNACKメッセージであろうとにかかわらずフィードバックを送る必要がないことを知る。データパケットにおける再送信がとにかく行なわれるということを未終了サブセットが知っているという事実に起因して、未終了サブセットがそれ自体のフィードバックの送信を避け、それにより、これらのサブセットから送信局2への送信量を大きく減らすことができるようにすることが有益である。
これに起因して、アップリンク障害(混信)が有利に減少されても良い。
送信局2は、1つの受信局から或いは複数の受信局を備える1つのサブセットからNACKすなわち否定応答メッセージを受信すると直ぐに、データパケットの再送信を開始できるようになっていることが有益である。複数の受信局から成る1つのサブセットから送信局がNACKを受信して直ぐに送信局がパケットにおける再送信を開始せずに新たなパケットの送信をし続ける場合には、受信局が各受信パケット毎に鏡映されたフィードバックを記憶して、鏡映されたフィードバック情報が既に再送信が開始されることを示していたパケットにおける不必要なフィードバックメッセージを回避することが重要となる場合がある。
送信局が全てのサブセットのサブセットフィードバックを受信しなかった受信パケットのフィードバック情報を前述したように記憶する代わりに、以下のような規則がある。送信局がフィードバック情報を受信するパケットのそれぞれにおいて、送信局は、−ダウンリンク制御チャンネルによる次の送信において、このパケットに関して受けたフィードバック情報を全ての受信局に対して知らせるように送信局がスケジュールされると−
・このパケットに関して今までに受けたフィードバック情報が、受信局の少なくとも1つのサブセットにおいてNACKであった場合に、NACKを示し、
また、
・このパケットに関して今までに受けたフィードバック情報が、受信局の全てにおいてACKであった場合に、ACKを示す。
この代替案を用いると、受信局は、鏡映されたフィードバック情報を記憶する必要がなくなり、また、送信局は、それがNACKをサブセットフィードバックとして受けるやいなやパケットのための再送信を始めなくても良くなり、しばらくしてから再送信を開始することもできる。送信局がNACKをサブセットフィードバックとして受けると直ぐに再送信が開始される場合には、この代替案は、そのフィードバックを最後に送ったサブセットのサブセットフィードバックを送信局が鏡映するという規則と同等になる。
この代替案を考慮すると、本発明の一態様において、この発明は、−パケットの終了済みサブセットからのサブセットフィードバックに基づいて−送信局がこのパケットに関して再送信を依然として送ろうとしているか否かをパケットの未終了サブセットに対して送信局に報告させるものと見なされても良い。
以下では、本発明を更に説明するために、4つのサブセット8,10,16,20が考慮される。これらの4つのサブセット8,10,16,20は、送信局2から複数の受信局4,6,12,18へのポイント・ツー・マルチポイント(p2m)データ送信を受信するためのマルチキャストグループを形成するように構成されている。送信局2からのデータパケット送信後、送信局2は、サブセット8,10,16,20からのサブセットフィードバックを待つ。本発明において、フィードバックの順序は、フィードバック方式によって指示される。図1に示されるデータ送信システムのフィードバック方式において、送信局2は、最初に、サブセット8からのサブセットフィードバックを待ち、その後、サブセット10からのサブセットフィードバックを待ち、その後、サブセット16からのサブセットフィードバックを待ち、その後、サブセット20からのサブセットフィードバックを待つ。
このような状況においても、同様に、サブセットフィードバックは、各サブセットの受信局から送信局2へと送り戻される確認メッセージに関連していることは言うまでもない。1つのサブセットの複数の受信局のうちの1つの受信局によって送られる1つの確認メッセージがNACKである場合、サブセットフィードバックはNACKであると見なされる。1つのサブセットの全ての受信局からの全ての確認メッセージが肯定応答メッセージACKである場合にのみ、サブセットフィードバックがACKであると見なされる。
各サブセットのフィードバックにおいて、送信局2と受信局4,6,12,14,18のうちの対応する受信局との間のアップリンク制御チャンネルにおける所定の位相は自由のままであり、それにより、サブセットの各構成要素はそのフィードバックを伝えることができる。この位相は、多くのタイムスロットから成っていても良く、あるいは、CDMAシステムにおいてはアップリンク制御チャンネルの異なるチャンネル化コードから成っていても良い。
送信局2がパッケージP1を送り且つサブセット8からサブセットフィードバックとしてACKを受け、その後、P1に関してサブセット10からサブセットフィードバックとしてACKを受け、その後、サブセット16からサブセットフィードバックとしてNACKを受ける場合、送信局2は、サブセット16からのNACKをデコードした直後に、サブセット20のサブセットフィードバックを待つことなく、P1に関して再送信を開始しても良い。
本発明の一態様においては、この再送信の後、送信局2は、未だACKを送っていないサブセットのサブセットフィードバックを待つだけ、すなわち、この場合にはサブセット16およびサブセット20のサブセットフィードバックを待つだけである。この時、サブセット8,10は、任意のフィードバックすなわち確認メッセージを送らない。これは、これらのサブセットが、既にP1をエラー無くデコードしてしまっているから、すなわち、これらのサブセットからの先のACK送信によって示されるようにP1をエラー無くデコードできたからである。
このため、そこからのACKが未だ受信されていないサブセットにおけるアップリンクフィードバック位相を再配置して、これらのサブセットだけがそのフィードバックを送信直後に送るようにすることが有利な場合がある(遅延を減らすため)。すなわち、本発明のこの態様において、フィードバック方式は、再送信において当該フィードバック方式が未だACKを送っていないサブセットに対してのみ位相を割り当てるようになっていても良い。
フィードバック方式におけるこの位相の再配置は、この再送信プロトコルを制御できるダウンリンクp2m制御チャンネルを介して受信局に対して知らされても良い。ダウンリンクp2m制御チャンネルが前進型誤信号訂正(FEC)されても良く、これにより、このp2m制御チャンネルによるエラー(誤信号)を極めて稀にすることができ有益である。
本発明の一態様において、このダウンリンクp2m制御チャンネルは、トップに再送信プロトコルを持たないが非常に強力なFECを伴うp2mチャンネルであっても有益である。
本発明の一態様において、サブセットフィードバックと送信されたデータパケットとの間のリンクは、考慮されているデータパケットが送られた時間点とそれぞれのサブセットがそのフィードバックを送る時間点との間の所定の時差によって与えられる。また、サブセットフィードバックとそれぞれに送信されたパケットとの間のリンクは、パケットが送られた時間点と基地局がダウンリンクフレームにおいて(パケット送信後に)そのフィードバックを供給した最後のサブセットのサブセットフィードバックを知らせた時間点との間の所定の時間間隔によって与えられても良い。すなわち、リンクは、それぞれのデータパケットの送信と、そのフィードバックを送るための最後のサブセットからのフィードバックの鏡映との間の時差に基づいていても良い。
ダウンリンクp2m制御チャンネルが前述した強力なFECを持つようになっている場合、すなわち、いずれの受信局もダウンリンクp2m制御チャンネルをミスすることがない或いはデコードを失敗することがないという高い可能性があると見込まれ得る場合には、ACKフィードバックが省かれても良い。すなわち、受信局4,12,14,18は、確認メッセージとしてNACKフィードバックのみを送りACKフィードバックを送らないようになっていても良い。したがって、データパケットを正確にデコードしたサブセットの受信局4,6,12,14,18は確認メッセージを送らない。サブセットの送信局が受信されたデータパケットをデコードできない場合には、否定的な確認メッセージすなわちNACKフィードバックメッセージだけが送信される。NACKまたはACKの一方が省かれる、すなわち、エネルギが全く送られないこの動作モードは、不連続送信(DTX)と称されても良い。
これは、ダウンリンクp2m制御チャンネルの強力なFECと組み合わせ、これにしたがって全ての受信局が少なくともダウンリンクp2m制御チャンネルをエラー無く受信できるようにすると特に有利な場合がある。ダウンリンクp2m制御チャンネルをミスする(すなわち、ダウンリンクp2m制御チャンネルをエラー無くデコードしない或いはダウンリンクp2m制御チャンネルによって十分なエネルギを受信しない)ことは(ACKとしてのDTXの規定と共に、すなわち、ACKメッセージでないという規定と共に)、データパケットが受信されずデコードさえされなかったがダウンリンクp2m制御チャンネルをミスした受信局によってデータパケットが受信されたものと送信局2が誤って想定してしまうことを意味している。送信局がパケットの連続ストリームを送る(再送信を含む)とすると、ダウンリンクp2m制御チャンネルをミスするという問題から抜け出る1つの方法は、パケットの連続ストリーム中に受信局がダウンリンク制御チャンネルをミスする場合に、受信局にNACKも送らせることである。
このような想定をすると、各マルチキャストグループ毎に異なるチャンネル化コードまたはチャンネル化コードセットでデータ送信が行なわれるという点で、送信局が異なるマルチキャストグループ(それぞれが異なるサブセットで分解される)を依然として扱うことができる。
ACKメッセージを省くと、すなわち、DTXをACKとして規定すると、僅かな再送信だけが必要な場合、すなわち、僅かなNACKだけが送信される場合に、アップリンク障害すなわち受信極から送信局への送信経路で生じる障害を減らすことができ有益である。
一方、本発明の他の実施形態においては、多くの再送信が必要な場合、DTXをNACKとして規定すること、すなわち、受信局が明確なACKフィードバックだけを送り且つNACK確認メッセージを全く送らないように受信局を適合させることが有益となり得る。本発明のこの態様においては、デコーディングがうまくいかなかった場合、受信局はフィードバックを全く送信しない。この場合、ダウンリンクp2mデータチャンネルをミスしても更なる問題は生じない。これは、送信局によりDTX(すなわち、NACKを欠くこと)がNACKとして解釈されるからである。
したがって、本発明において、送信局は、現在のチャンネル状態に応じて、DTXがACKを意味しているのか或いはNACKを意味しているのかを、ダウンリンクp2m制御チャンネルを介して送信局に対して知らせても良い。本発明の一態様においては、ACKおよびNACKが異なるコードワードを使用し、それにより、送信局は、DTXがACKを意味していること(一方で、NACKを表わすコードワードが存在する)或いはDTXがNACKを意味していること(一方で、ACKを表わすコードワードが存在する)を受信局が理解したかどうかの表示を受ける。
本発明の好ましい実施形態に係る最も健全な動作は、DTXがNACKを意味しないが、それにより、チャンネル状態が良好な場合にかなりのACKフィードバックが生じ、その結果、各サブセット内の各受信局により各送信が肯定的に応答されるような場合である。しかしながら、この形態においては、パケットをエラー無くデコードできなかったサブセット中の受信局を基地局が決定できることが必要である。すなわち、この場合、各サブセットの各受信局は、フィードバック方式にしたがって割り当てられる専用のタイムスロットまたはチャンネル化コードを有することにより、そのACK(またはDTX)を伝えても良い。
DTXがACKを意味する場合(すなわち、ACKが送られず、NACKだけが送られる場合)には、ただ1つのタイムスロットおよびチャンネル化コードをサブセット中の全ての受信局に対して与えるだけで十分であるかもしれない。これは、1つのサブセットの受信局のうちの1つが再送信を必要とすると直ぐに、受信局がNACKを生成して送り、それにより、サブセットフィードバックがNACKになるからである。1または複数のNACKの送信されたエネルギは重なり合うため、すなわち、当該エネルギは、送信局がNACKを読み取ることができないようにする障害を何ら引き起こさないため、この「1つのタイムスロットおよび1つのチャンネル化コード」の構成で十分であるかもしれない。すなわち、この1つのタイムスロットまたは1つのチャンネル化コードの構成における複数のNACKの衝突は、正しいサブセットフィードバックを検出する際に送信局において何ら問題を引き起こさない。
再送信プロトコルを用いたp2mチャンネルによる前述したデータ送信の場合、本発明の一態様においては、データパケットの先の送信とこのデータパケットの更なる再送信とのソフトな組み合わせ(ソフトコンバイニング)を適用することが有益な場合がある。例えば、いわゆるチェイスコンバイニング(追跡合成:Chase Combining)が適用されても良い。このチェイスコンバイニングにおいては、送信のソフトビットが同じパケットの以前の送信のソフトビットに対して加えられ、その後、結果として生じる各ソフトビットが論理「1」または論理「0」を示しているかどうかについての決定が成される。あるいは、自己デコード可能な或いは自己デコード不能な冗長ビットの再送信が可能であっても良い。
図2は、本発明に係るデータ送信システムを動作させる方法の典型的な実施形態のタイミングチャートを示している。図2に示されるタイミングチャートは、それぞれが1または複数の受信局を備える3つのサブセットSS1,SS2,SS3を含むデータ送信システムを示している。
図2のp2m制御チャンネルおよびp2mデータチャンネルのスロットにおいては同じ参照符号が付されている。
ACKメッセージが「A」で示され、NACKが「N」で示されている。最初の番号は、フィードバックメッセージが参照するデータパケットのシリアルナンバー(通し番号)を示しており、また、2番目の番号は、フィードバックメッセージを送る受信局が属するサブセットのシリアルナンバー(通し番号)を示している。
図2の参照符号30は、送信局から受信局へのp2m制御チャンネルを示している。参照符号32は、データパケットを送信局から受信局へと送信するためのp2mデータチャンネルを示しており、また、参照符号34は、受信局から送信局へのアップリンク(UL)制御チャンネルを示している。
本発明の一態様においては、送信されるデータパケットのそれぞれにおいて再送信が絶え間なく続くことを回避するため、1ビット連続番号(1ビット−SN)を導入して(タイムチャートの第1のライン30に示されている)、データパケットが新たなデータの最初の送信であるか或いは再送信であるかを示している。この1ビット連続番号は、p2m制御チャンネルの一部として送られる。同じパケットの最初の送信および次の送信は、同じ1ビット連続番号すなわち1ビット−SNを使用する。次のデータパケットの新たな送信は、先の送信と比較された1ビット連続番号をトグルすることにより受信局に対して示され、また、このトグルにより、データパケットにおける継続的な送信を停止する、すなわち「中断する」ことができる。
また、p2m制御チャンネルは、更に、送信が計画されるソフトバファ(p2m制御チャンネルの上側領域は1ビットSNおよびソフトバッファアドレスを含んでいる)のアドレスを受信者に対して知らせる。これは、全てのサブセットがフィードバックを送信局に対して供給するまで、幾つかの、すなわちNslot個のパケットが互いの後に送信状態となる場合があるからである。本発明の典型的な実施形態においては、ソフトバッファの場所に番号が付けられても良い。この場合、各番号はソフトバッファアドレスを表わしている。p2m制御チャンエルにおいては、Nsoft buffer個の全てのソフトバッファの場所をコード化するために、Ceil(log2(Nsoft buffer))個のビットが必要である。この場合、「Ceil(x)」はx以上の最も小さい整数を示しており、log2は2の底に対する対数である。
一連のデータパケットが送信中に変化する場合があるため、本発明の典型的な実施形態においては、p2m制御チャンネルによって送られる1ビットSNに加えて、パケット連続番号(PSN)が各パケットの一部(「p2mデータチャンネルによる帯域内」)として送られ、これにより、受信局は、データパケットをエラー無くデコードした後、データパケットの順番を復元(再構成)することができる。
タイミングチャート30に示されるp2m制御チャンネルおよびタイミングチャート34に示されるUL制御チャンネルにおけるボックス36〜88は、各サブセットSS1〜SS3における1ビットを表わしている。このことは、このビットが設定される場合に、このビットが、例えば、対応するデータパケットが最後の受信サブセットフィードバックによって肯定的に応答されたことを受信局に対して知らせる場合があることを意味している。データパケットとのリンクは、ビットが伝えられるp2m制御チャンネル(タイミングチャート30)におけるスロットと、データパケットが送られたp2mデータチャンネルにおけるスロットとの間の所定の関係によって与えられる。
図2から分かるように、データパケットP1は、p2mデータチャンネル(タイミングチャート32)の(N+1)番目のスロットで送られる。この時、サブセットSS1がP1をデコードし且つここではサブセットフィードバックを示すA1−1(ボックス60)に含まれる確認メッセージを各サブセット番号毎に送信局に対して送るために必要なデコーディング時間は、1スロットの長さである。サブセットSS1の全ての受信局によってデータパケットP1がエラー無くデコードされたため、サブセットフィードバックA1−1はACKメッセージである。その後、図2から分かるように、サブセットSS1によるデータパケットP1のこの肯定的なデコーディングは、図2にボックス36で示されるように、タイミングチャート30に示されるp2m制御チャンネルの(N+4)番目のスロットで他のサブセットに対して知らされる。また、タイミングチャート32に示されるp2mデータチャンネルの(N+2)番目のスロットでサブセットSS1により送られるデータパケットP2のエラーの無いデコーディング(SS1の全ての構成要素によるデコーディング)を示すタイミングチャート34のボックス62により示されるACKメッセージを表わすサブセットフィードバックA2−1は、ボックス38によって示されるように、タイミングチャート30に示されたp2m制御チャンネルの(N+5)番目のスロットで他のサブセットに対して知らされる。
更に、タイミングチャート34に示されるUL制御チャンネルの(N+5)番目のスロットで送られるACKを示すサブセットフィードバックA1−2(ボックス66)から得られる第2のサブセットSS2によるデータパケットP1の正しいデコーディングの表示は、鏡映され、すなわち、p2m制御チャンネル30の(N+6)番目のスロット(ボックス40)で他のサブセットに対して知らされる。また、第3のサブセットSS3のサブセットフィードバックすなわちACK A1−3(ボックス76)は、タイミングチャート34に示されるUL制御チャンネルの(N+7)番目のスロットで送信局に対して送られる。3つのサブセットしかないため、第3のサブセットSS3のフィードバックを鏡映する必要はない。なぜなら、この鏡映されたフィードバックは、他のサブセットにおいて使用されないからである。
データパケットP1の送信とp2m制御チャンネルにおけるフィードバック表示との間の間隔(スロットの間隔)が比較的長い理由は、各サブセットの各受信局でパケットをデコードし、送信局で受信したサブセットフィードバックを評価し、また、各受信局でフィードバック表示を評価するために時間が必要だからである。受信局でのデコーディング速度と、サブセットフィードバックを評価するために送信局で必要とされる処理時間とに応じて、この間隔も小さくなる場合がある。
フィードバック表示、すなわち、受信局またはサブセットのフィードバックまたは確認メッセージの他の受信局またはサブセットに対する鏡映または信号送信は、マルチキャストグループ内に複数のサブセットが存在する場合と同じp2m制御チャンネルのスロット数にわたって広がるため、p2m制御チャンネルの各スロットは、各サブセット毎に1つずつ、フィードバックのために幾つかのビットを収容しなければならない。
図2から分かるように、3つのサブセットを鏡映するためには、(「サブセットの数」−1)個のビット、すなわち、図2においては2つのビットが必要である。したがって、タイミングチャート30に示されるp2m制御チャンネルの(N+6)番目のスロットは、p2mデータチャンネルの([N+6]−3)番目=(N+3)番目のスロットでデータパケットP3を受信した受信局の第1のサブセットSS1のサブセットフィードバックACK A3−1を鏡映するフィードバック表示である1ビットすなわちボックス42を運ぶ。また、p2mデータチャンネルの(N+6)番目のスロットは、p2mデータチャンネルの([N+6]−3−2)番目=(N+1)番目のスロットでデータパケットP1を受信した受信局の第2のサブセットのサブセットフィードバックACK A1−2を鏡映するフィードバック表示である更なるビットすなわちボックス40を伝搬する。
図2に示される典型的な実施形態においては、3つのサブセットしかないため、第3のサブセットのサブセットフィードバックを監視する必要性、すなわち、第3のサブセットSS3のサブセットフィードバックをp2m制御チャンネルを介して他のサブセットに対して知らせる必要性はない、これは、第3のサブセットが、そのフィードバックを送るための最後のサブセットだからである。すなわち、マルチキャストグループの他のサブセットはいずれもこのサブセットSS3のフィードバックについて知る必要がない。
図3は、本発明に係るデータ送信システムを動作する方法の典型的な実施形態のタイミングチャートを示している。この場合、データパケットP1,P2,P4は再送信を必要とする。
図3に示されるチャンネル構造は、図2に示されるチャンネル構造に対応している。参照符号100は、送信局から受信局へのp2m制御チャンネルの連続的なスロットを示すタイミングチャートを表わしている。図2の場合と同様に、p2m制御チャンネルの左側の第1のスロットは(N+2)番目のスロットである。図3の右側に向かって、スロットの番号が1ずつ増加される。p2m制御チャンネル(のスケッチ表示)の灰色で影が付けられた上側領域は、1ビットSNおよびソフトバッファアドレスを含んでおり、また、更に暗い灰色で影が付けられた下側領域は、各サブセットSS1〜SS3毎に1ビットを含む各スロットの表示部分またはペイロード部分(ボックス106〜124)を示している。しかしながら、図2の場合と同様に、それぞれの最後のサブセットすなわち第3のサブセットにおける信号送信、すなわち、最後の未終了サブセットすなわち第3の未終了サブセットの確認メッセージの信号送信は不要である。すなわち、(「サブセットの数」−1)個のビットで十分である。
タイミングチャート102は、それぞれのスロットでのデータパケットP1〜P7の送信およびp2mデータチャンネルを示している。タイミングチャート104は、受信局から送信局へのUL制御チャンネルを示している。図3に示されるチャンネル構造は図2に示されるチャンネル構造と同じであるため、チャンネル構造の更なる説明に関しては図2を参照されたい。また、図2の場合と同様に、信号送信が図3に示されるマルチキャストグループは、3つのサブセットSS1〜SS3を含んでいる。
スロットの番号付けは、p2m制御チャンネル、p2mデータチャンネル、UL制御チャンネルに関して同じであるとする。タイミングチャート104から分かるように、1つのサブセットの各構成要素においては、受信局からのデコーディング結果を元の送信局に対して報告するために2ビットが必要である。N1−1(ボックス126)、N2−1(ボックス128)、N4−2(ボックス140)は、受信局から送信局へのサブセットフィードバック(ここではNACKである)を表わしている。N−1は、(N+1)番目のスロットで送られたパケットすなわちP1における第1のサブセットSS1のサブセットフィードバック(NACKを示している)を表わしている。N−2は、(N+2)番目のスロットで送られたパケットすなわちP2における第1のサブセットSS1のサブセットフィードバック(NACKを示している)である。N−4(ボックス140)は、p2mデータチャンネルの(N+4)番目のスロットで送られたデータパケットP4における第2のサブセットのサブセットフィードバック(NACKを示している)である。図2の場合と同様に、ACKを示すサブセットフィードバックは、ボックス(ボックス130,132,134,136,138,142,144,146)内に「A」が表示されている。これに対し、NACKを示すサブセットフィードバックは、「N」(ボックス126,128,140)で描かれている。ボックス内の最初の番号は、このサブセットフィードバックが参照するデータパケットの番号を示しており、2番目の番号は、サブセットフィードバックが参照するサブセットSS1〜SS3を示している。
図3から分かるように、2ビットすなわち(「サブセットの数」−1)個のビットは、3つのサブセットを含むマルチキャストグループにおけるp2m制御チャンネルにとって十分なぺイロードサイズである。以下に説明するように、p2m制御チャンネルにおけるフィードバック表示ビットのこの数は、データパケットの再送信が必要となる場合でも十分である。
図3に示されるように、p2mデータチャンネルの(N+1)番目のスロットで送られたパケットP1は第1のサブセットSS1によりうまくデコードされず、そのため、第1のサブセットの構成要素からUL制御チャンネルを介して送信局へとNACKメッセージが送られる。これは、UL制御チャンネルを介した送信局に対する第1のサブセットのサブセットフィードバックN1−1(ボックス126)によって示されている。その後、送信局でサブセットフィードバックN1−1(NACKである)を評価するために必要な特定の時間遅延の後、送信局は、このNACKをN1−1(ボックス106)として他のサブセットに対して鏡映するとともに、p2m制御チャンネルの(N+4)番目のスロットで他の受信局に対して鏡映する。UL制御チャンネルの(N+3)番目のスロットでNACKを示すサブセットフィードバック(ボックス126)に起因して、送信局は、P1’で示されるように、p2m制御チャンネルの(N+5)番目のスロットでデータパケットP1を再送信する。図3では、データパケットにおける再送信が「’」で示されている。これらの再送信は、最初に送信されたパケットの正確なコピーであっても良く(以下、これらは、パケットの再送信と呼ばれる)、あるいは、特定の、例えば唯一の付加的な奇偶検査ビット(自己デコード不可能な増分冗長の場合を網羅する)であっても良く、あるいは、例えば最初の送信と比較される他の奇偶検査ビットを加えた全ての系統的なビット(一般的には、例えば自己デコード可能な増分冗長の場合)であっても良い。
また、第1のビットすなわちp2m制御チャンネルの(N+7)番目のスロットにおけるボックス112は、p2mデータチャンネルの([N+7]−3)番目=(N+4)番目のスロットで送信されたパケットP4において、第1のサブセットSS1のサブセットフィードバックを鏡映する。p2m制御チャンネルの(N+7)番目のスロットにおける第2のビットは、([N+7]−3−2)番目=(N+2)番目のスロットでデータパケット送信P2を受信した受信局の第2のサブセットのサブセットフィードバックを参照する。しかしながら、第1のサブセットSS1は、UL制御チャンネルの(N+4)番目のスロットでNACK N2−1(ボックス128)をサブセットフィードバックとして送信局に対して既に知らせてしまっていることから、P2が(N+6)番目のスロットで既に再送信(P2’)されているため、p2m制御チャンネルの(N+7)番目のスロットにおけるこの第2のビットは、意味を成さず(したがって、図示されていない)、したがって、P2’再送信に気付いている受信局により無視される。
なお、図2および図3は、例えばチェイスコンバイニング(すなわち、データパケットにおける再送信が最初の送信の正確なコピーである)が使用されない場合、すなわち、自己デコード可能な冗長送信方式および自己デコード不能な冗長送信方式が適用される場合に、p2m制御チャンネルが再送信の冗長バージョンに関する情報も運ぶことができることを示していない。
また、p2m制御チャンネルを更に強力にFEC保護するため、本発明において、これらのp2m制御チャンネルは、図2および図3にも示されていないCRC(巡回冗長検査)ビットを伝搬しても良い。更に、1つのパケット内で伝搬されるユーザビット(すなわちコード化されていない)の数の表示(いわゆる、「移送ブロックサイズ」)とともに異なる変調及び/又はコーディング方式が適用される場合には、p2m制御チャンネルを介して受信局に対し変調・コーディング方式が示されても良く、それにより、受信側は、それが受信するコード化されたビットの数から、どのパンクチャリング方式が適用されたのかを引き出しても良い。
本発明のこの典型的な実施形態の一態様において、p2m制御チャンネルにより鏡映されたサブセットフィードバックは、p2m制御チャンネルの対応するスロットの第1の部分として送られても良く、また、p2m制御チャンネルによって伝搬された他の情報のCRCとは異なる別個のCRCを用いて保護され、それにより、他の情報がp2m制御チャンネルによって伝搬されることなく受信局によってサブセットフィードバックを非常に高速でデコーディングできるようにしても良い。CDMA技術が適用される場合、p2m制御情報のこの部分は、異なるチャンネル化コードまたはコードセットで送ることもできる。
本発明のこの典型的な実施形態の一態様において、CDMA技術が適用され且つチャンネル化コードの数が1つの送信から他の送信へと変えられても良い場合には、p2m制御チャンネルを介して使用されるチャンネル化コードの表示が行なわれても良い。幾つかのマルチキャストグループへの送信を制御するためにp2m制御チャンネルが使用される場合であって、各マルチキャストグループが異なるサブセットへと体系化されている場合、p2m制御チャンネルは、それぞれのマルチキャストグループの表示を含んでいても良い。また、本発明の更に典型的な実施形態においては、特にデコーディングの目的で、p2m制御チャンネルをp2mデータチャンネルに対して時間的にシフトさせ、それにより、p2m制御チャンネルの1つのスロットで運ばれた情報を、p2m制御チャンネルの当該スロットの情報に関連付けられたp2mデータチャンネルによって送られたデータよりも早く利用できるようにすることが有利となる場合がある。そのような場合、p2m制御チャンネルのスロットは、図2および図3に関しては左側へと時間的にシフトされる。
全てのグループがそれらのフィードバックを供給するまで多くのスロットを利用できるという事実は、順序が狂っていても良い多くのデータパケットを受信局または受信者が記憶できるエアーインタフェース(無線データ送信の場合)を介してデータパケットの連続したストリームを必要とする場合がある。しかしながら、最良の場合には、全ての送信局によってエラー無く受信されるパケットAの送信後に、多くの更なるパケットがスロット(Nslot)として送られても良いように、全てのサブセットがパケットAに関してそれらのACKフィードバックを供給するまで、最大のメモリが必要となる。サブセットのうちの1つがNACKを送る場合には、これにより、その直後すなわちスロットが再送信のためにその後に使用されている間、再送信が引き起こされ、それにより、Nslotよりも少ないパケットを記憶しなければならない。
本発明の一態様においては、幾つかの再送信を必要とする可能性が高い受信局が同じサブセット内に入るように及び/又はフィードバック方式にしたがってそれらのフィードバックを送信局に対して送るようにスケジュールされたサブセットのうちの第1のサブセット内に入るようにサブセットに対する受信局の割り当てが行なわれる場合には、遅延の減少を向上させることができる。この場合、時間的に早い点でNACKが受けられ、最も早い時間点で再送信を開始することができる。
サブセットに対する割り当ては、各受信局に対して送られるコンフィギュレーションメッセージにより明示的に行なうことができる。非常に多数の受信局においては、これを実現することができず、その場合には、本発明のこの典型的な実施形態の一態様において、割り当てが暗示的に行なわれても良い。すなわち、例えば、携帯電話の場合には、各携帯電話が固有の加入者ID(IMSI:国際携帯端末加入者識別情報)を有している。各携帯電話は、構成されるサブセットの数しか知らない場合、それが属するサブセットをそのIMSIから計算しても良い。構成されるサブセットのこの数Nsubsetは、本発明の一態様においては、例えばp2m制御チャンネルを介して或いは他のダウンリンクチャンネルにわたって送られるブロードキャストメッセージにより携帯電話(すなわち受信局)に対して示され、また、その後、以下の式によって各携帯電話におけるそれぞれのサブセットが計算されても良い。
「割り当てられたサブセット」=IMSImodNsubset
特に大きなマルチキャストグループの場合、本発明においては、幾つかの送信局が最終的にデータパケットを失っても良いことを受け入れることが有益であることが分かった。これは、結果的に、サブセットフィードバックが単なるNACKであると規定された場合、1人だけではなく閾値によって予め規定された多くの受信者がこのサブセットにおけるフィードバック送信のために確保された位相でNACKを送る場合に生じる。このことは、伝搬されるNACKの数が閾値よりも多い場合にのみ、サブセットフィードバックがNACKであり、したがって、再送信を開始するものと送信局または基地局が判断することを意味している。しかしながら、これは、DTX=ACK(NACKだけが送られる)の場合にのみ働く。
本発明のこの典型的な実施形態の更なる態様においては、1つのサブセット内の受信者のみが適度な或いは悪いチャンネル状態を有するそれらのフィードバックを送るが、良好なチャンネル状態を有する受信局が無い場合に、アップリンク障害が更に減少されても良い。これはその後に各局において局所的に評価されても良く、また、各局自体がフィードバックを送るか送らないかを決定する。認識されたチャンネル状態の測定結果を伝搬する他の手法は、ある場合には有効かもしれない。
本発明の更なる態様によれば、TDD(時分割デュプレキシング)システムにおいては、p2m制御チャンネルを介してフィードバックを提供する必要がない場合がある。これは、受信局が他の局のアップリンク送信を聞き取っても良いからであり、また、アップリンクおよびダウンリンクが同じ周波数帯域を共有し、したがって、この手段によりサブセットフィードバックを知るようになる場合があるからである。しかしながら、そのような場合であっても、マルチキャストグループの全ての受信局がマルチキャストグループの他の構成要素の全てを聞き取れる保証がないため、送信局または基地局にフィードバックを鏡映させることが有益である。
図4は、本発明に係る方法の典型的な実施形態の可能な実施の詳細を示している。以下において「3GPP」と称される第三世代提携プロジェクトは、現在、地上放送会社の放送チャンネルではなくUMTS無線インタフェースを介してマルチメディアコンテンツをUMTS無線セルのUE(ユーザ機器または受信局)に配給することを目的とするMBMS(マルチメディア・ブロードキャスト・マルチキャスト・サービス)ベアラーサービスの設計に取り組んでいる。無線セルのMBMSの特定のサービスを受信しようとするUE(これらのUEは、サービスに加入したと言われる)の数が十分に多い場合には、p2mチャンネルが使用されなければならず、これにより、MBMSコンテンツは、1つの物理資源により1回送られるとともに、サービスに加入した無線セルの全てのUEによりこの物理資源で受けられる。
MBMSコンテンツを配給するためのp2mチャンネルとしてUMTSのRelease 99で既に利用可能な簡単な放送チャンネル(FACH(フォワードアクセスチャンネル)と同様のチャンネル)を使用すると、1つの無線セルのダウンリンクで使用される送信(TX)出力のかなりの部分をMBMSコンテンツ配給のために使用しなければならないという問題が生じる。一般的に言われている数字は30%以上である。すなわち、このことは、例えばスピーチコールやウェブダウンロードを伴うインターネットアクセスといった無線セルの他のサービスをサポートするために比較的僅かな出力しか残らないことを意味している。それにもかかわらず、これは、3GPP TSG RAN WG1において現在機能している前提である。特にセルエッジに位置するUEにおけるデータ損失の問題を軽減するため、コード連結を使用するFACHの上に非常に強力なFECを置くことが現在議論されている。すなわち、Release 99の場合と同様に移送ブロックが重畳コーディングされ或いはターボコーディングされ、その後、多くのコーディングされた移送ブロックが互いの下に配置され、その結果、ビットのマトリクスが生じ、縦列のビットがブロックコードによってエンコードされる。これは、参照することによって本願に組み込まれる例えばRAN2#38で発行された技術文献 R2−032157、Outer coding for MBMSに記載されている。
この手法の主な欠点は、この非常に強力なFECの適応性が無いという点である。すなわち、それは、受信されたデータを正確にデコードするために受信者が加えられた冗長性を必要としようがしなかろうが適用される。この観点から、この手法はあまり有効ではない。
増分冗長再送信方式との良く知られた結合技術が使用された場合には、適応性が遊んだ状態になる。参照することにより本願に組み込まれるR1−030086、Release 5+ MBMS解決法、すなわち、HS−DSCH、RAN1#30で発行された技術文献(以下、「R1−030086」と称する)は、HS−DSCHのような移送チャンネル(TrCH)が使用された場合にソフトコンバイニング(ソフトな組み合わせ)およびインクリメンタルリダンダンシー(増分冗長)(以下、「IR」と称する)がMBMSコンテンツ配給を与えることができる潜在的利益を解析している。この文献は、ACK/NACKフィードバックを伝搬するために利用できる妥当ナフィードバック機構が存在するという仮定の下では、MBMS目的のためのHS−DSCHの調整により著しいキャパシティの向上が得られる(同じ数のユーザを満足させるためにFACHと比べて所要送信出力の少なくとも2dBの減少が得られる)という結論に達している。
これらの結果が典型的なものである場合には、MBMSにおけるTrCHのためにソフトコンバイニングおよびIRを適用できれば、MBMSコンテンツ配給のために、30%ではなく、たった18%のセルのDL TX出力を費やすだけで済む。
また、R1−030086には、40人のMBMSユーザでは、ユーザの約1%が4つ以上の再送信を必要とすることが記載されている。また、STTD(時空送信ダイバーシティ)を適用すると、ユーザの約1%が3つ以上の再送信を必要とする。80人のMBMSユーザおよびSTTDの場合には、数字がやや悪く、すなわち、1〜2%のユーザが3つ以上の再送信を必要とする。更に、全てのケースにおいて、1つしか再送信を必要としないユーザの割合は20%〜30%であり、更に高い数の再送信における割合は、予想通り、再送信の数に伴って減少する。
既に述べたように、増分冗長再送信方式の主な問題点は、再送信が必要か否かに関して受信者からのフィードバックを必要とするという点である。無線セルのMBMSにおいて非常に多数の潜在的な受信者が存在する場合には、フィードバックそれ自体により問題が生じる。すなわち、全ての受信者がパケットを正しくデコードした後にACKを送り且つデコーディングを失敗した後にNACKを送って再送信が必要とされる場合には、HS−DSCH(高速ダウンリンク共有チャンネル)における場合と同様に、このフィードバック送信において結果として生じるアップリンク(UL)の障害は、非常に大きく、ダウンリンクキャパシティにおける潜在的利益に関して評価されない。
したがって、本発明の典型的な実施形態においては、それらのフィードバックを未だに送っていない同じデータの他の受信者に対する再送信の要求の鏡映が行なわれ、それにより、これらの受信者は、いずれにせよ再送信が行なわれることから、フィードバックの送信を避ける。他の選択肢として、エラーが無いパケットのデコーディングが可能な場合に受信者がACKを送ることを完全に回避し且つパケットのデコーディングが失敗した場合にNACKしか送らないことが可能な場合もある。このため、受信者のグループを複数のサブセットに分けることについて説明する。この場合、サブセットの構成要素には、ダウンリンクで受信された考慮されているパケット、すなわち、それらのフィードバックに関して、それらが送ることができるアップリンクスロットまたは位相が割り当てられる。異なるサブセットは異なるアップリンクスロットまたは位相を有しているため、例えば第1のサブセットから受信したフィードバック(すなわちNACK)を残りの全てのサブセットに対して鏡映することができ、それにより、いずれにせよこのパケットにおける再送信がくることになるため、残りのサブセットの受信者はNACKを送らない。すなわち、各パケット送信後に規定されるダウンリンク位相またはスロットがあり、この位相またはスロットにおいて、NodeBは、それが先のサブセットからNACKを受信し、したがって、再送信を送ることを異なる(残りの)サブセットの受信者に示すことができ、それにより、残りのサブセットの構成要素はNACKを送らない。すなわち、DLにおけるこの表示は、残りの受信者がNACKの送信を停止すべきであることを残りの受信者に対して示している。すなわち、それはNACKブロッキング表示である。
図4は、UMTSにおいて僅かな変更をもって方式を適用するために必要な、本発明に係る方法の概念の可能な実施の概略図を示している。特に、図4に示される方法は、NodeBにおける異なるサブセットまたはグループの(すなわち、異なる受信者からの)NACKをソフトコンバインする。この場合、同じサブセットまたはグループの構成要素のNACKはNodeBにおいて重なり合う。これは、例えばサブセット1の受信者によって送られるNACKエネルギが不十分であった場合、すなわち、NodeBがNACKを検出しなかった場合であって、かつ、サブセット2の一部のサブセットも再送信を必要とし、したがって、NACKを送る場合に特に重要である。サブセット1のNACKの受信後にサブセット2によって送られるNACKに伴う量子化振幅と共にNodeBが記憶された、量子化振幅の組み合わせに起因して、組み合わせ後にNACKがNodeBで検出される可能性が非常に高い。
また、図4は、ULスロットまたは位相をサブセットに対して割り当てて、ダウンリンクデータのバッファリングの量を最小限に抑える効率的な方式を示しており、この方式は、再送信を送らなければならない場合であっても連続するDLストリームを許容するために必要であり、同時に、ブロッキング表示を送ることができるDLスロットまたは位相を読み取るためにブロッキング表示(もしあれば)および受信者(UE)を送る前にサブセットから受信されたフィードバックをNodeBが処理できる十分な処理時間を与える。
出力勾配をどのようにして同時に使用できるかについて更に説明する。また、異なる受信者(UE)をサブセットに対して割り当てるための方法について説明する。
以下には、本発明の典型的な実施形態の更に詳細な説明が与えられている。
p2m制御チャンネルは、少なくとも、
− DLフレームで送られたパケットが新たなデータを含んでいるか、あるいは、再送信(HS−DSCHから分かる新たなデータ表示)であるかどか、
− どのタイプの増分冗長が、それが新たな再送信でない場合に、パケット状態で伝搬されるのか(チェイスコンバイニングだけが使用される場合には、この情報を欠く可能性がある)、
− どのソフトバッファに関して送信パケットがアドレス指定されるのか(HS−DSCHの場合にはHARQプロセスとして知られる)、
についての情報を受信者に与えるものとする。
その後、パケットは、p2mデータチャンネルによって送られる。
図4は、UEの8個の異なるサブセットを伴う提案された方式を示している。第1のサブセット(SS1)の構成要素がデータパケットAをデコードしようとしており、また、少なくとも1つの構成要素がパケットAをうまくデコードできない場合、その構成要素は、パケットAに関してSS1のために割り当てられたスロットでCNFCH(共通NACKフィードバックチャンネル)によりNACKを送る。CNFCHは1つのサブセットの任意の構成要素がアクセスするチャンネルであり、上記構成要素は、当該構成要素が再送信を必要とする場合にNACKを送るために上記サブセットのために割り当てられた時間スロット中に上記チャンネルにアクセスする。一般に、NACKは、繰り返しコード化ビット、例えば「+1」−ビットであっても良い。同じサブセットの幾つかの構成要素がNACKを送ると、繰り返しコード化「+1」ビットの形態を成すこれらのNACKは、互いに僅かな時間シフトの可能性をもって受信NodeBで重なり合う。この重なり合いにより、複合信号が更に強くなる。
DLで送られるパケットとNACK送信のために使用されるCNFCHのスロットとの間の関係は、以下のようにして予め定められる。(図4参照)
各フレームにおけるCNFCHの第1のスロットは、CNFCHの考慮されているフレームが開始する前に長さτ1の間隔でDLにおけるその送信を開始したパケットを参照するとともに、SS1の構成要素によって使用することができる。各フレームにおけるCNFCHの第2のスロットは、長さτ1+1フレーム長(ここでは10ms)の間隔でDLにおけるその送信を開始したパケットを参照する。上記第2のスロットは、スロットが参照するパケットにおいてSS2の構成要素により使用できる。各フレームにおけるCNFCHの第3のスロットは、長さτ1+2フレーム長(ここでは2×10ms=20ms)の間隔でDLにおけるその送信を開始したパケットを参照する。なお、これ以降も同様である。
1つのCNFCHフレーム当りに8個の異なるスロットを用いると、8個の異なるUEサブセットをサポートすることができる。図4に示されるようにパケット送信の連続ストリームを供給するためには、UEがN1+2個(N1:サブセットの数、ここではN1=8)のパケットを記憶できることが必要である。これは、最悪の場合に、図4に示されるように、8番目のサブセットのフィードバック(パケットAにおけるフィードバック)を受信した後にのみ、NodeBがここではA’として示されるパケットAにおける再送信を開始すべきことを知るためである。それはA’における再送信と呼ばれる。なぜなら、A’はAの正確なコピーとなり得るからであり(すなわち、チェイスコンバイニング態様でコンバイニングが行なわれる)、あるいは、A’はAの異なる自己デコード可能なバージョン(すなわち、同じシステマチックビット(体系的ビット)であるが、パンクチャされた奇偶検査ビットから引き出される他の奇偶検査ビット)を含む可能性があるからであり、あるいは、A’は、自己デコード不可能な冗長性、例えば更なる奇偶検査ビットだけを運ぶことができるからである。
原理的には、記憶されなければならないパケットのこの数N1+2は、パケットのデコーディングが非常に速く行なわれたためにτ1=「フレーム長」となった場合には、N1+1まで減らすことができる。ここで、「フレーム長」は、ダウンリンクp2mデータチャンネルを介して1つのパケットを送信するために必要な間隔であり、図4においては、このフレーム長が10msに等しいとする。デコーディング時間が1フレーム長よりも長いが2フレーム長よりも短い場合には、N1+3個のパケットを記憶して、パケット送信ストリームの連続性を維持しなければならない。
8個のパケットA,B,...,Jは、ソフトビットとして、すなわち、システマチックビットおよび例えば4ビットで量子化される奇偶検査ビットとして記憶される。無論、NodeBがAにおける再送信を送らなければならないことが前もって分かっている場合には、SS1のフィードバック送信によって既にNodeBがNACKを検出していれば、Cの代わりにA’を予め挿入することができる。この場合、p2mフィードバックミラー(鏡映)チャンネルは、それがパケットAにおけるNACKを検出したことを残りのサブセット(SS2,SS3,....,SS8)に対して知らせ、それにより、これらのサブセットからの更なるNACKが不要となり、したがって、不必要なUL障害を回避するため、残りのサブセットの構成要素はNACKを送ることが許容されない。
また、p2mフィードバックミラーチャンネルにおける対応するスロット(送信されたパケットに関連するスロット)もCNFCHのスロットと同様の方法で予め規定される。すなわち、図4に示されるように、このスロットは、p2mフィードバックミラーチャンネルのフレームにおける最初のスロットである。このフレームは、(それが参照する)DLにおけるパケットAの送信が始まった後に間隔τ3で開始する。
異なるサブセットのNACKの組み合わせ(コンバイニング):
SS1の幾つかの構成要素が、パケットAを参照するCNFCHの第1のスロットで、NodeBによって検出できないNACK(このNACKは、同じスロットで送られるため、重なり合う)を送る場合、p2mフィードバックミラーチャンネルは、残りのサブセットにおけるNACK送信のブロッキングを示さない。パケットAにおける再送信を必要とする構成要素が1または複数の残りのサブセットに存在する場合、これらの構成要素は(重なり合う)NACKも送る。SS1の幾つかの構成要素によって送られるNACKのソフトビットおよび残りのサブセットの幾つかの構成要素によって送られるNACKのソフトビットは、1つのスロットで送られる個々のソフトビットと同じ態様でソフトコンバインすることができる。最も簡単な方法は、ソフトビットの平均値を計算して、実際に送られたもの(NACKあるいは無し)の良好な概算値を得ることである。
同様に、これは、SS1の構成要素がいずれもNACKを送らないが、SS2の幾つかの構成要素がNACKを送り、残りのサブセットの幾つかの構成要素がNACKを送る場合(NodeBが既にNACKを検出していることからNACKの送信をブロックしない場合)に適用することができる。
最後のサブセット(ここではSS8)の幾つかの構成要素だけがNACKを送る場合にのみ、他のサブセットの構成要素によって送られるNACKとのソフトコンバイニングが不可能となる。これは、その構成要素がNACKを送ることができるような残りのサブセットが存在しないからである。
この手法における重要な新たな態様は、異なる送信者の信号が組み合わされ、一方、周知の技術において同じ送信者の信号だけが組み合わされるという態様である。
NACK送信出力の決定:
NACK送信出力を決定するための標準的な手法(dB表記を使用する)は以下の通りである。
TX出力(dB)=Pdetect(dB)―「Observed pathloss」(dB)
ここで、「Observed pathloss」はマイナスとして数えられる。すなわち、TX出力は、「Observed pathloss」の絶対値分だけ増大される。すなわち、TXは、パスロス(経路損失)が(ほぼ)ゼロである場合にNodeBが信号をNACKとしてデコードするために必要で且つパスロスを補償するファクタだけ増大される出力によって与えられる。これにより、通常、TX出力は、たた1つのUEのNACKを検出するのに十分である。マルチキャスト送信との関連で、目的は、満足するユーザの数を最大にすると同時に、パケットを送信するために必要なDL TX出力を減らすことである。したがって、通常、1つのUEだけしか再送信を必要としない場合に再送信が送られないことが期待される。これをある程度制御するため、再送信が実際に開始されるように最小値としてNACKを送らなければならないUEの数を表わす更なる量N2を導入することにより、上記式を修正することができる。同じサブセットの構成要素のNACKは、同じスロットで送信されるため、重なり合う。再送信を必要とする同じサブセットの最小数のUEがN2である場合、これらのUEのそれぞれは、N2のファクタ分だけ上記TX出力値を減らし、それにより、これらのN2送信がNodeBにおいて十分に高い受信出力を加えて、NodeBにNACKを検出させるようにしなければならない。しかしながら、これは単なる近似値である。NACKが実際にNodeBで検出されるようにN2よりも大きいビットまたはN2よりも小さいビット数のUEがNACKを送信しなければならないことも十分に考えられる。したがって、以下のように、必要なTX出力において近似値をとり、約N2個のUEがNACKを送ってNodeBが実際にNACKを検出するようにしなければならない。
TX出力(dB)=Pdetect(dB)−「Observed pathloss」(dB)−N2(dB)
ここで、「Observed pathloss」はマイナスとして数えられる。すなわち、TX出力は、「Observed pathloss」の絶対値分だけ増大され、また、TX出力は、ファクタN2分だけ減少される。
異なるサブセットに対するUEの割り当て:
サブセットに対してUEを割り当てるための選択肢は様々にある。それにもかかわらず、特にMBMSコンテキストにおいて割り当てが暗示的に行なわれること、すなわち、割り当てが付加的な信号送信を必要としないことが重要である。これは、待機モードのUEもMBMSコンテンツを受信できなければならないからである。
1つの割り当て方法については既に前述した。すなわち、利用可能な数N1(前述した例では8個)のサブセットをNodeBが放送し、また、MBMSコンテンツを受信することを望む各UEが、そのIMSIに適用されるモジュロ演算によってサブセット数を計算する。すなわちIMSI mod N1である。これは、通常、サブセットに対するUEの等しい分配に達するのに十分である。代わりに、各UEが0〜1の乱数「rand」を引くことも可能である。0と1との間の間隔は、等しい長さのN1個の部分区間に分けられ、これらには1〜N1の番号が付される。このとき、「rand」が属する間隔の数は、UEが属するサブセットの数を決定する。この技術は、1つのサブセット内のUEの総数が異なるように拡張することができる。これは、部分区間の長さを異ならせることにより行なわれる。これは、異なるサブセットの構成要素の総数が以下の関係に従う場合には、障害(混信)を低く維持するのに役立ち得る。
SS1における構成要素の総数<SS2における構成要素の総数<SS3における構成要素の総数<.....
後にそれらのスロットにフィードバックを送らせるサブセットの構成要素の数が増大することにより、また、先のサブセットのNACK送信をソフトコンバインできる可能性により、再送信を引き起こす十分なNACKが先のサブセットに存在する場合には、必ず、そのNACKのいずれも後のサブセットの構成要素によって送られないようになる。なお、TX出力を計算するための式においてN2のサブセットの相対的サイズ(小さいサブセットにおいては、相対的なサブセットサイズに対して小さい値を使用する必要がある)に基づいてファクタN2が変更されるという意味では、NACKのためのTX出力を決定する際にサブセットの相対的なサイズを更に考慮に入れることができる。これは、小さいサブセットに起因して、再送信を必要とする十分な量のUEが存在する機会が少なくなるためである。
相対的な構成要素総数のサブセットは、放送されないことが好ましいが、例えばUEがサービスに加入する場合には暗黙のうちに利用できるようになる。
また、少なくともある程度まで、読み取られたパスロスに基づいてサブセットに対する割り当てをベースにすることができる。この背後に潜む考え方は、僅かなパスロスしかないUEが、一般に良好なチャンネル状態を有し、したがって、殆どの場合にパケットをエラー無くデコードできるという考え方である。これとは異なり、大きなパスロスを有するUEは頻繁に再送信を必要とする。UEが2つのグループに分けられ、1つのグループがT1よりも大きくないパスロスを有するUEを集め、他のグループが残りのUEを集めるとすると、以下の2つの方法が考えられる。すなわち、UEがT1よりも小さいパスロスを認識するグループには第1のサブセットが割り当てられる。すなわち、これらは、第2のサブセットに対して割り当てられた他のグループのUEの前にそのNACKを送ることができる。このとき、既に、第2のグループの構成要素によるNACK送信を減らすことができる。これは、NodeBが第1のサブセットからNACKを検出する場合に、第2のサブセットの構成要素も再送信を必要とする可能性が高く、そのため、これらに対して、いずれにせよ再送信がスケジュールされることからNACKを送信する必要がないことがp2mフィードバックミラーチャンネルを介して知らされるからである。
第2の方法は、T1よりも大きいパスロスを有するUEを第1のサブセットに対して割り当てるとともに、他のUEを第2のサブセットに対して割り当てる。なぜなら、これが再送信の開始において遅延を減らすからである。
このことは、第1の方法に関しては、例えば第1の4つのサブセットがT1よりも低いパスロスに直面するUE(すなわち、これらは、NodeBから大きく「離れている」UEである)を含み、第2の4つのサブセットがT1よりも低くないパスロスに直面するUEを含むことを意味し得る。パラメータT1は、セル内のUEに対して放送できるネットワークプランニングパラメータである。また、これらの4つのサブセットのそれぞれにおいては、サブセットサイズを異ならせることが有益となり得る。
出力勾配(出力ランピング):
CNFCH内にはN1個のスロットが存在するため、これらをTX出力の出力勾配のために使用することもできるが、サブセットがNACKを送信できる(あるいは、より正確には:サブセットの構成要素がNACKを送信できる)スロットに応じて、出力勾配ステップの数が変えられる。すなわち、第1のサブセットの後には、他のサブセットの構成要素がそのNACKを送信できる更なるN1−1個のスロットが続くため、これらのサブセットは、増大した出力を用いて第1のサブセットのサブセットフィードバックを送るために使用できる。第2のサブセットの構成要素においては、勾配(ランピング)のためにN1−2個の更なるスロットだけを利用できる。なお、それ以降も同様である。最後のサブセットだけが出力勾配を行なうことができない。出力勾配の本質的な利点は、出力勾配が無い場合よりも低くNACKが実際に検出されるまで、それがTX出力を維持するのに役立つという事実に内在する。勾配ステップの数がUEが割り当てられるサブセットの数によって決まるという事実に起因して、最良の方法は、最初のTX出力(勾配が上がる前)をサブセット連続番号の増大に伴って増大させることであっても良い。
また、連続する次のCNFCHフレームにおけるスロットの一部を使用して、更に高いTX出力で(受信者の)特定のサブセットのNACK送信を繰り返すこともできる。これは、先のサブセットのNACK送信が高いTX出力で繰り返される前に、後のサブセットがそのNACKを伝送し且つNodeBが実際にNACKを検出する更なる機会が存在するという利点を有している。
ソフトバッファメモリの大きさ:
p2mデータチャンネルを介して伝送できるビット数におけるガイドラインとしてFACH(参照することにより本願に組み込まれるTS25,211,3GPP仕様に規定されている)の現在のフレーム形式を適用すると、以下の数のL1ビットをソフトバッファに記憶しなければならない。
Figure 0004516076
原則的には、パケットサイズを20msの持続時間まで増大させることができる。その場合、記憶されるソフトビットの数が2のファクタだけ増大し、一方、同時に、図4では3.75msであるタイミング要件τ3−τ1が緩和される。
NACKを送るユーザの数を評価するための厳密な調査:
1つのセルのMBMSコンテンツを受けるUEの数が非常に多い場合、フィードバックを伴う再送信プロトコルは、再送信機構によって僅かしか増大しない満たされたユーザの許容できる程度に大きいグループを得るためにどうしてもデータを比較的高い出力で送らなければならないという意味では、非効率的であるかもしれない。したがって、これらの全てのUEにNACKを送るよう求めることにより(この場合、各UEは、パスロスだけに基づいてNACK TX出力を設定する)、所定の時間内でMBMSコンテンツを受けるUEの数をNodeBが評価できるようにすることが有益かもしれない。NACK送信は重なり合ってNodeBにピークをもたらし、これは、MBMSコンテンツを受けるUEの数に関する大まかな目安として使用できる。
UEの数が非常に多く、再送信プロトコルが非効率になる場合、NodeBは、UEがパケットをミスすることに気付く場合にNACKまたはフィードバックを送る必要が全くないことをダウンリンクを介してUEに知らせる。この表示は、NodeB がいずれにせよ再送信を送ることから後のサブセットに属するUEが更なるNACKを送るべきではないという他の表示(p2mフィードバックミラーチャンネルによって伝えられる)とは異なる。この他の表示は、パケットにおける送信がスケジュールされることを意味している。そのため、受信者が任意の「フィードバックメッセージを送るべきではないという表示は、p2mフィードバックミラーチャンネルを介して送ることができない。代わりに、それをMBMSコンテンツ配給において関連するシステム情報放送に含めることができ、また、UEは、NodeBがフィードバックメッセージを処理できる或いは再送信を行なうことなくMBMSコンテンツを供給できる状態にあるかどうかを知るために、このシステム情報を最初に検索しなければならない。
1つの送信局から複数の受信局へのポイント・ツー・マルチポイントデータ送信のための本発明に係るデータ送信システムの典型的な実施形態の概略図を示している。 図1に示される本発明に係るデータ送信システムを動作させる方法の典型的な実施形態を示している。 図1に示される本発明に係るデータ送信システムを動作させる方法の他の典型的な実施形態を示している。 図1に示される本発明に係るデータ送信システムを動作させる方法の他の典型的な実施形態を示している。
符号の説明
2 送信局
4、6、12、14、18 受信局
8、10、16、20 サブセット

Claims (21)

  1. 1つの送信局から複数の第1の受信局へのポイント・ツー・マルチポイントデータ送信を行なう方法であって、
    前記送信局から複数の前記第1の受信局へデータを送信するステップと、
    複数の前記第1の受信局のうちの少なくとも1つの第2の受信局からの前記データに関する確認メッセージを前記送信局において受信するステップであって、前記確認メッセージは、少なくとも1つの前記第2の受信局が前記データを良好にデコードできなかったことを示す否定応答メッセージ、及び少なくとも1つの前記第2の受信局で前記データがエラー無くデコードされたことを示す肯定応答メッセージのうちの少なくとも一方である、ステップと、
    前記送信局から、複数の前記第1の受信局のうちの少なくとも1つの第3の受信局へ、前記確認メッセージを送信するステップとを有し、
    複数の前記第1の受信局は、前記送信局及び前記第1の受信局間のパスロスに基づいて、第1のグループの第1の受信局及び第2のグループの第1の受信局にグループ分けされ、各グループは、複数の第1の受信局の内の少なくとも1つの受信局を含み、
    前記第1及び前記第2のグループに対して第1及び第2のフィードバック位相がそれぞれ割り当てられ、
    前記少なくとも1つの第2の受信局は、該第2の受信局が前記第1又は第2のグループに所属していた場合、前記第1又は前記第2のフィードバック位相にしたがって前記確認メッセージを前記送信局に送信する、方法。
  2. 前記確認メッセージが否定応答メッセージであった場合、前記送信局が前記データを再送信する、請求項に記載の方法。
  3. 前記送信局が前記第1のグループの少なくとも1つの前記第の受信局から前記確認メッセージを受信してデコードした後、前記送信局は、前記第1のグループの少なくとも1つの前記第の受信局から受信した確認メッセージを、前記第2のグループの少なくとも1つの前記第の受信局に対して送り、
    前記第1のグループの少なくとも1つの前記第の受信局の確認メッセージが前記送信局でデコードされ且つ少なくとも1つの前記第の受信局が前記送信局に対して確認メッセージを送る前に前記第2のグループの少なくとも1つの前記第の受信局に対して送られるようにフィードバックループが構築されている、請求項に記載の方法。
  4. 少なくとも1つの前記第の受信局でデコードされた前記確認メッセージが否定応答メッセージであり、前記第2のグループの少なくとも1つの前記第の受信局は自らは否定応答メッセージを送らない、請求項に記載の方法。
  5. 少なくとも1つの前記第の受信局および少なくとも1つの前記第の受信局のデータのデコーディングがうまくいかなかった場合に、少なくとも1つの前記第の受信局および少なくとも1つの前記第の受信局だけが確認メッセージを送り、少なくとも1つの前記第の受信局および少なくとも1つの前記第の受信局だけが、データをエラー無くデコードできなかったことを示す否定応答メッセージを送る、請求項に記載の方法。
  6. データの再送信後に、前記送信局は、データに関して肯定応答メッセージを送っていない複数の前記グループのうちの第3のグループだけを聞き取り、
    前記第3のグループは、当該グループに属する全ての前記受信局が肯定応答メッセージを送った場合に、肯定応答メッセージを送ったものと見なされる、請求項に記載の方法。
  7. 前記確認メッセージは、少なくとも1つの前記第2の受信局がデータをエラー無くデコードできなかったことを示す否定応答メッセージであり、
    前記送信局は、前記確認メッセージの受信およびデコーディング時にデータを再送信する、請求項1に記載の方法。
  8. 前記確認メッセージは、少なくとも1つの前記第2の受信局がデータをエラー無くデコードしたことを示す肯定応答メッセージであり、
    前記送信局は、複数の前記第1の受信局のうちの何れかから確認メッセージを受信しなかった後、データを再送信する、請求項1に記載の方法。
  9. 当該方法は、UMTSにおけるマルチメディア・ブロードキャスト・マルチキャスト・サービスにおいて使用される、請求項1に記載の方法。
  10. 前記確認メッセージは、ソフトビット形式の確認データを含み、
    前記第1のグループの少なくとも1つの前記第の受信局の確認メッセージと、前記第2のグループの少なくとも1つの前記第の受信局の確認メッセージとのソフトコンバイニングが行なわれる、請求項に記載の方法。
  11. 複数の前記第1の受信局のうちの第の受信局は、グループ分けにおいて利用できる前記第1の受信局のグループの数に関する情報を受けた後、前記第1の受信局の前記複数のグループのうちの第4のグループを決定し、
    前記第4のグループの決定後、前記第の受信局は、前記第4のグループに属していることを自ら判断し、
    前記第の受信局が所属先であると自ら判断している前記第4のグループの決定は、追加的な信号送信無しに前記第の受信局によって行なわれる、請求項1に記載の方法。
  12. 前記第の受信局が割り当てられる前記第4のグループの決定は、前記第の受信局によって生成された乱数、前記第の受信局のIMSIおよびTMSIのうちの一方に適用されるモジュロ演算、データ送信中に決定されたパスロスのうちの少なくとも1つに基づいて行なわれる、請求項11に記載の方法。
  13. 前記確認メッセージは、第1の送信電力を用いて、複数の前記第1の受信局のうちの少なくとも1つの第の受信局から前記送信局へ送信され、
    最小数の前記第の受信局が前記フィードバック方式に係わる第3のフィードバック位相にしたがって確認メッセージを送信すると、確認メッセージの重ね合わせにより前記送信局で受信される電力が増大し、前記送信局における受信電力は、確認メッセージの重ね合わせをデコードするのに十分となり、
    最小数よりも少ない数の前記第の受信局が前記第3のフィードバック位相にしたがって確認メッセージを送信すると、前記送信局における受信電力は、確認メッセージの重ね合わせをデコードするのには不十分となる、請求項1に記載の方法。
  14. 少なくとも1つの前記第の受信局は、第2の送信電力を用いて確認メッセージを前記第1のフィードバック位相にしたがって前記送信局に対して送った後、第3の送信電力を用いて確認メッセージを前記第2のフィードバック位相にしたがって送り、
    前記第3の送信電力は前記第2の送信電力よりも高い、
    請求項4に記載の方法。
  15. 前記データがデータパケットであり、
    前記方法がセルラー無線通信システムの再送信プロトコルに使用される、請求項1に記載の方法。
  16. 1つの送信局から複数の第1の受信局へのポイント・ツー・マルチポイントデータ送信のためのデータ送信システムであって、
    前記送信局は、該送信局から複数の前記第1の受信局へデータを送信し、
    複数の前記第1の受信局のそれぞれは、前記送信局に対して確認メッセージを送り、
    前記確認メッセージは、複数の前記第1の受信局のうちの対応する受信局でのデータのデコーディングに関連し、
    前記送信局は、複数の前記第1の受信局のうちの少なくとも1つの第2の受信局からデータに関する確認メッセージを受信し、
    前記送信局は、少なくとも1つの前記第2の受信局から受けた確認メッセージを、複数の前記第1の受信局のうちの少なくとも1つの第3の受信局に対して送信し、
    複数の前記第1の受信局は、前記送信局及び前記第1の受信局間のパスロスに基づいて、複数のグループの第1の受信局にグループ分けされ、第1のグループは複数の前記第1の受信局のうちの少なくとも1つの前記第4の受信局を含み、第2のグループは複数の前記第1の受信局のうちの少なくとも1つの第5の受信局を含み、
    フィードバック方式にしたがって、前記第1のグループに対して第1のフィードバック位相が割り当てられ、前記第2のグループに対して第2のフィードバック位相が割り当てられ、
    少なくとも1つの前記第4の受信局は、前記第1のフィードバック位相にしたがって前記送信局に対して前記確認メッセージを送り、少なくとも1つの前記第5の受信局は、前記第2のフィードバック位相にしたがって前記確認メッセージを送る、データ送信システム。
  17. 記送信局が前記第1のグループの少なくとも1つの前記第の受信局から前記確認メッセージを受信してデコードした後、前記送信局は、前記第1のグループの少なくとも1つの前記第3の受信局から受信した確認メッセージを、前記第2のグループの少なくとも1つの前記第の受信局に対して送り、
    前記フィードバック方式は、前記第1のグループの少なくとも1つの前記第3の受信局の確認メッセージが前記送信局でデコードされ且つ少なくとも1つの前記第4の受信局が前記送信局に対して確認メッセージを送る前に前記第2のグループの少なくとも1つの前記第4の受信局に対して送られる、請求項16に記載のデータ送信システム。
  18. 前記第1のグループの少なくとも1つの前記第の受信局からの確認メッセージが、少なくとも1つの前記第の受信局のうちの1または複数がデータをうまくデコードできなかったことを示す否定応答メッセージである場合には、前記第2のグループの少なくとも1つの前記第の受信局は確認メッセージを送らない請求項17に記載のデータ送信システム。
  19. 少なくとも1つの前記第の受信局および少なくとも1つの前記第の受信局でのデータのデコーディングがうまくいかなかった場合に、少なくとも1つの前記第の受信局および少なくとも1つの前記第の受信局だけが確認メッセージを送り、少なくとも1つの前記第の受信局および少なくとも1つの前記第の受信局だけが、データをエラー無くデコードできなかったことを示す否定応答メッセージを送る、請求項17に記載のデータ送信システム。
  20. 送信局から複数の受信局へのポイント・ツー・マルチポイントデータ送信のためのデータ送信システムにおける送信局であって、
    前記送信局は、該送信局から複数の前記受信局へデータを送信し、
    前記送信局は、複数の前記第1の受信局のうちの少なくとも1つの第の受信局からデータに関する確認メッセージを受信し、
    前記確認メッセージは、複数の前記受信局のうちの少なくとも1つの前記第の受信局でのデータのデコーディングに関連し、
    前記送信局は、少なくとも1つの前記第の受信局から受けた確認メッセージを、複数の前記受信局のうちの少なくとも1つの第3の受信局に対して送信し、当該送信局は、
    当該送信局及び前記第1の受信局間の少なくともパスロスにしたがって、前記第1の受信局を第1のグループの第1の受信局及び第2のグループの第1の受信局に少なくともグループ分けする手段を有し、
    前記第1及び前記第2のグループにそれぞれに対して第1及び第2のフィードバック位相が割り当てられ、
    当該送信局は、前記第1又は前記第2のフィードバック位相にしたがって前記確認メッセージを受信する、送信局。
  21. 1つの送信局から複数の受信局へのポイント・ツー・マルチポイントデータ送信のためのデータ送信システムにおける受信局であって、
    当該受信局は、前記送信局から複数の前記受信局に対して送られたデータを受信し、
    当該受信局は、第1の確認メッセージを前記送信局に送信し、
    前記第1の確認メッセージは、当該受信局におけるデータのデコーディングに関連し、
    当該受信局は、前記送信局から送信された第2の確認メッセージを受信し、
    前記第2の確認メッセージは、複数の前記受信局のうちの他の受信局におけるデータのデコーディングに関連し
    当該受信局は、当該受信局及び前記送信局間のパスロスに基づいて、第1のグループ又は第2のグループにグループ分けされ、
    当該受信局は、該受信局が前記第1又は第2のグループに所属していた場合、前記第1又は前記第2のフィードバック位相にしたがって前記確認メッセージを前記送信局に送信する、受信局。
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