JP5087479B2 - 無線通信システムにおいてｈａｒｑ機能を改善する方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は無線通信システムのＵＥ（ユーザー端末）においてＨＡＲＱ（ハイブリッド自動リピート要求）機能を改善する方法及び装置に関し、特に前回送信データの復号結果に基づいて、再送データと前回送信データを結合するかどうかを決めて、伝送効率を向上させる方法及び装置に関する。

第三世代移動通信システム（ＵＭＴＳ）はＷＣＤＭＡ（広帯域多元分割接続）方式で高スペクトル利用効率、高カバー率、優れた通話品質と高速伝送を実現するとともに、ＱｏＳ（サービス品質）の確保、柔軟性のある双方向通信の実現、通話中断率の低減に大きく寄与する。第三世代移動通信システムを利用すれば、動画鑑賞、電話会議、オンラインゲーム、オンラインミュージック再生、電子メールを楽しむことができる。もっとも、これらの機能は迅速かつ実時間のデータ送信機能に頼る。帯域幅の利用効率とパケットデータの処理効率を向上させ、上り・下りの送信速度を改善するために、第三世代移動通信システムに対して、従来の技術では高速パケットアクセスシステムを導入した。ＨＳＰＡシステムはＨＳＤＰＡ（高速ダウンリンクパケットアクセス）とＨＳＵＰＡ（高速アップリンクパケットアクセス）を含む。

ＨＳＵＰＡとＨＳＤＰＡを改善するために、３ＧＰＰ（第三世代パートナーシッププロジェクト）はＣＰＣ（パケットの継続的連続性）という概念を導入した。ＣＰＣはＲＲＣ（無線資源制御）状態がＣＥＬＬ＿ＤＣＨ（セル専用チャネル）のＵＥに適し、各セルのサービス可能な端末の数量を増やし、アップリンクチャネルの雑音を抑制するとともに、ＵＥの音声パケットサービスの受信性能を向上させるために利用される。なお、ＣＰＣでは、ＨＳ−ＳＣＣＨ（高速共用制御チャネル）の使用率を低減させるためのＨＳ−ＳＣＣＨ低減動作（ＨＳ−ＳＣＣＨ Ｌｅｓｓ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）が導入されている。また、ＨＳＤＰＡシステムとＨＳＵＰＡシステムでは、データ再送の速度を向上させるためにＨＡＲＱ（ハイブリッド自動リピート要求）が利用される。ＨＡＲＱは、ＦＥＣ（フィードフォワード誤り訂正）とＡＲＱ（自動リピート要求）を結合した技術であり、同技術によれば、ＵＴＲＡＮ（汎用地上無線アクセスネットワーク。以下にネットワークと略する）はＵＥから返送された応答信号（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）に基づいて再送の要否を決め、ＵＥは前回失敗したアテンプトから有用な情報を保存して復号に備える。

ＨＳ−ＳＣＣＨ低減動作モードでのＵＥがＨＡＲＱプロシージャで初回送信を実行するとき、ネットワークはＨＳ−ＳＣＣＨを通して関連の制御シグナリングをＵＥに送信しない。この場合、ＵＥはＨＳ−ＳＣＣＨ低減動作モードに入るときにネットワークから送信された所定の制御情報に基づいて、ＨＳ−ＰＤＳＣＨ（高速物理ダウンリンク共用チャネル）上のデータを受信するので、ＨＳ−ＳＣＣＨの制御シグナリングの送信を節減することができる。注意すべきは、ＨＳ−ＳＣＣＨ低減動作モードのもとでＨＡＲＱプロシージャを利用すれば、同一データの送信回数は最大限３回である。言い換えば、同一データの再送回数は最大限２回である。再送のとき、ＨＳ−ＰＤＳＣＨの受信方式を取得するためには、ＨＳ−ＳＣＣＨで関連の制御シグナリングをＵＥに送信しなければならない。

ＨＳ−ＳＣＣＨ低減動作モードのもとでのＨＡＲＱプロシージャの実行は関連の通信プロトコル仕様を参照する。初回送信データの受信後、ＵＥはこの初回送信データをソフトバッファに保存し、ソフトバッファ内のデータを置き換える。次に、ＵＥは前に受信した制御情報に基づいてソフトバッファのデータを復号し、ＭＡＣ−ｈ ＰＤＵ（高速媒体アクセス制御プロトコルデータユニット）を取得する。復号が成功すれば、ＵＥは肯定応答（ＡＣＫ）メッセージをネットワークに返送して送信プロシージャを終了させる。復号が失敗すれば、ＵＥはＡＣＫメッセージを一切送信せず、ネットワークからの第２回の送信、すなわち第１回の再送を待つ。再送のとき、ＨＳ−ＳＣＣＨの制御シグナリングは送信順序（Ｓｅｃｏｎｄ ｏｒ ｔｈｉｒｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）情報と前回送信ポインター（Ｐｏｉｎｔｅｒ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｅｖｉｏｕｓ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）を含む。

その後、第２回の送信では、ＵＥは受信した送信順序情報と前回送信ポインターに基づいて、ソフトバッファに保存される初回送信データを取得し、第２回送信データと結合して第一結合データにしてから、第２回送信時にＨＳ−ＳＣＣＨを通して送信された制御シグナリングに基づいて第一結合データの復号を実行する。第一結合データの復号が成功すれば、ＵＥはＡＣＫメッセージをネットワークに返送して送信プロシージャを終了させる。第一結合データの復号が失敗すれば、ＵＥは第一結合データをソフトバッファに保存し、否定応答（ＮＡＣＫ）をネットワークに返送し、ネットワークからの第３回の送信を待つ。第３回送信のプロシージャは第２回送信と同じなので、ここで説明を省略する。

以上のように、ＵＥから初回送信のＡＣＫメッセージを受信しなければ、ネットワークは第２回の送信を行うか、または、ＵＥから第２回送信のＮＡＣＫメッセージを受信すれば、ネットワークは第３回の送信を行う。しかし、ＵＥとネットワークの間の通信品質が良好でなければ、ＵＥが初回または第２回送信で復号成功とのＡＣＫメッセージを返送しても、ネットワークでは劣悪な通信品質によりＡＣＫメッセージを受信できないか、または復号エラーによりそれをＮＡＣＫメッセージと誤判する場合がある。また、再送データの受信後、ＵＥは再送データをソフトバッファ内のデータと結合してから復号するので、初回または第２回送信の復号が成功した後に再送データを受信した場合でも、ＵＥはデータを結合してから復号しなければならない。この場合のデータ結合は不必要で、伝送効率を低下させるほかない。

簡単に言えば、ＵＥからＡＣＫメッセージが返送されたが、ネットワークがそれを受信できないか、またはそれをＮＡＣＫメッセージと誤判して再送を行う場合では、ＵＥは不必要なデータ結合を実行しなければならない。これは、ＨＳ−ＳＣＣＨ低減動作モードでＨＡＲＱを利用するときの伝送効率を低下させる。

本発明は無線通信システムにおいてＨＡＲＱ機能を改善する方法及び装置を提供することを課題とする。

本発明では、無線通信システムのＵＥ（ユーザー端末）においてＨＡＲＱ（ハイブリッド自動リピート要求）機能を改善する方法を開示する。当該ＵＥは高速共用制御チャネル低減動作（ＨＳ−ＳＣＣＨ Ｌｅｓｓ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）モードで動作する。当該方法は、ＨＡＲＱプロシージャの再送データを受信する段階と、第一ソフトバッファに保存されたデータの復号結果を判断する段階と、前記復号結果が失敗であれば、前記再送データを前記第一ソフトバッファに保存されたデータと結合して結合データにする段階と、前記結合データの復号プロシージャと、第二ソフトバッファに対応する保存プロシージャを実行する段階とを含む。前記第一ソフトバッファは第一所定規則に基づいて取得され、前記第二ソフトバッファは第二所定規則に基づいて取得される。

本発明では更に、無線通信システムにおいてＨＡＲＱ機能を改善する通信装置を提供する。当該通信装置はＨＳ−ＳＣＣＨ低減動作モードで動作する。当該通信装置は、通信装置の機能を実現する制御回路と、制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御するＣＰＵ（中央処理装置）と、制御回路の中にＣＰＵと結合するように設けられ、プログラムコードを記録する記憶装置とを含む。前記プログラムコードは、ＨＡＲＱプロシージャの再送データを受信するコードと、第一ソフトバッファに保存されたデータの復号結果を判断するコードと、前記復号結果が失敗であれば、前記再送データを前記第一ソフトバッファに保存されたデータと結合して結合データにするコードと、前記結合データの復号プロシージャと、第二ソフトバッファに対応する保存プロシージャを実行するコードとを含む。前記第一ソフトバッファは第一所定規則に基づいて取得され、前記第二ソフトバッファは第二所定規則に基づいて取得される。

かかる方法及び装置の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図を参照にして以下に説明する。

図４を参照する。図４は無線通信システム４００を表す説明図である。無線通信システム４００は望ましくは高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）システムであって、概してネットワークと複数のＵＥを含む。図４では、ネットワークとＵＥは無線通信システム４００の構造を説明するために用いられるに過ぎず、実際、ネットワークは要求に応じて複数の基地局またはＲＮＣ（無線ネットワークコントローラ）を含み、ＵＥは例えば携帯電話またはコンピュータシステムなどの装置である。

図１を参照する。図１は無線通信装置１００のブロック図である。説明を簡素化するために、図１では無線通信装置１００の入力装置１０２、出力装置１０４、制御回路１０６、ＣＰＵ（中央処理装置）１０８、記憶装置１１０、プログラムコード１１２及びトランシーバー１１４のみ示している。無線通信装置１００では、制御回路１０６はＣＰＵ１０８を用いて記憶装置１１０に記録されたプログラムコード１１２を実行し、無線通信装置１００の動作を制御し、入力装置１０２（例えばキーボード）でユーザーが入力した信号を受信し、出力装置１０４（スクリーン、スピーカーなど）で映像、音声などの信号を出力する。無線信号を受発信するトランシーバー１１４は受信した信号を制御回路１０６に送信し、または制御回路１０６による信号を無線で出力する。言い換えれば、通信プロトコルに当てはめれば、トランシーバー１１４は第一層の一部とみなされ、制御回路１０６は第二層と第三層の機能を実現する。

図２を参照する。図２は図１に示すプログラムコード１１２を表す説明図である。プログラムコード１１２はアプリケーション層２００と、第三層インターフェイス２０２と、第二層インターフェイス２０６を含み、第一層インターフェイス２０８と接続されている。第三層インターフェイス２０２は無線資源制御を実施する。第二層インターフェイス２０６は副層としてＲＬＣ（無線リンク制御）層インターフェイス２１２とＭＡＣ（媒体アクセス制御）層インターフェイス２１６を含み、無線リンクを制御する。第一層インターフェイス２０８は物理接続を実施する。

ＵＥからＡＣＫメッセージが返送されたが、ネットワークがそれを受信できないか、またはそれをＮＡＣＫメッセージと誤判して再送を行う場合では、従来のＵＥは不必要なデータ結合を実行しなければならず、ＨＡＲＱの伝送効率はそれによって低下する。それに鑑みて、本発明の実施例では前記第二層インターフェイス２０６に復号結果検査プログラムコード２２０を設け、ＨＡＲＱ機能を改善する。図３を参照する。図３は本発明の実施例による方法３０のフローチャートである。下記方法３０は無線通信システムのＵＥにおいてＨＡＲＱ機能の改善に用いられ、復号結果検査プログラムコード２２０としてコンパイルすることができる。前記ＵＥはＨＳ−ＳＣＣＨ低減動作モードで動作する。

ステップ３００：開始。
ステップ３０２：ＨＡＲＱプロシージャの再送データを受信する。
ステップ３０４：第一ソフトバッファに保存されたデータの復号結果を判断する。当該 第一ソフトバッファは第一所定規則に基づいて取得される。
ステップ３０６：前記復号結果が失敗であれば、前記再送データを前記第一ソフトバッファに保存されたデータと結合して結合データにする。
ステップ３０８：前記結合データの復号プロシージャと、第二ソフトバッファに対応する保存プロシージャを実行する。当該第二ソフトバッファは第二所定規則に基づいて取得される。
ステップ３１０：終了。

以上のように、ネットワークからの再送データを受信した後、ＵＥは第一ソフトバッファに保存されたデータの復号結果を判断し、復号結果が失敗である場合にのみ、再送データを第一ソフトバッファに保存されたデータと結合して結合データにする。結合データの生成後、ＵＥはこの結合データの復号プロシージャと保存プロシージャを実行する。注意すべきは、ＵＥは先に結合データの復号プロシージャを実行し、結合データの復号が失敗した場合にこの結合データを第二ソフトバッファに保存し、次回の再送を待つ。復号が成功すれば、第二ソフトバッファに保存しなくてもよい。また、ＵＥは結合データを第二ソフトバッファに保存してから復号プロシージャを実行してもよい。結合データの復号が失敗すれば、次回の再送を待つ。

以上のように、ＵＥからＡＣＫメッセージが返送されたが、ネットワークがそれを受信できないか、またはそれをＮＡＣＫメッセージと誤判して再送を行う場合、本発明の実施例ではまず第一ソフトバッファに保存されたデータの復号結果を判断してから、復号結果が失敗である場合にのみデータの結合を実行する。したがって、ＵＥでの不必要なデータ結合を回避し、ＨＳ−ＳＣＣＨ低減動作モードでＨＡＲＱを利用するときの伝送効率を向上させることができる。

本発明の実施例では、第一ソフトバッファは前回送信データの保存に用いられ、第一所定規則に基づいて取得される。第二ソフトバッファは前回送信データと再送データの結合データの保存に用いられ、第二所定規則に基づいて取得される。第一所定規則に基づいて取得するとは、ＵＥが複数のソフトバッファから式a = [5×CFN + SubFN - 6 - PTR] mod 13に対応するものを選んで、第一ソフトバッファとすることをいう。第二所定規則に基づいて取得するとは、ＵＥが複数のソフトバッファから式b = [5×CFN + SubFN] mod 13に対応するものを選んで、第二ソフトバッファとすることをいう。前掲式では、ＣＦＮは連結フレーム番号（Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｆｒａｍｅ Ｎｕｍｂｅｒ）であり、ＳｕｂＦＮはサブフレーム番号であり、ＰＴＲは前回送信ポインターであり、ｍｏｄはモジュラ演算を示す。言い換えれば、ＵＥは前記式で特定の時点と、第一ソフトバッファと第二ソフトバッファのアドレスを取得することで、第一ソフトバッファに保存された前回送信データを取得し、結合データを第二ソフトバッファに保存する。

ＵＥとネットワークの間の通信品質が良好でなければ、ＵＥが初回または第２回送信で復号成功とのＡＣＫメッセージを返送しても、ネットワークでは劣悪な通信品質によりＡＣＫメッセージを受信できないか、または復号エラーによりそれをＮＡＣＫメッセージと誤判する場合がある。また、ＵＥは初回送信または第２回送信の復号が成功した後に再送データを受信する場合がある。この場合、本発明の実施例ではまず第一ソフトバッファに保存されたデータ（すなわち前回送信データ）の復号結果を判断し、復号結果が失敗である場合に再送データを前回送信データと結合し、結合データの復号と保存を実行する。したがって、本発明の実施例はＵＥでの不必要なデータ結合を回避することができる。

まとめていえば、本発明の実施例ではまず前回送信データの復号結果を判断し、復号結果が失敗である場合に前回送信データと再送データを結合するので、ＵＥでの不必要なデータ結合を回避し、ＨＳ−ＳＣＣＨ低減動作モードでＨＡＲＱを利用するときの伝送効率を向上させることができる。

以上は本発明に好ましい実施例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、本発明の精神の下においてなされ、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の特許請求の範囲に属するものとする。

無線通信装置のブロック図である。 図１に示すプログラムコードを表す説明図である。 本発明の実施例による方法のフローチャートである。 無線通信システムを表す説明図である。

符号の説明

１００ 無線通信装置
１０２ 入力装置
１０４ 出力装置
１０６ 制御回路
１０８ ＣＰＵ
１１０ 記憶装置
１１２ プログラムコード
１１４ トランシーバー
２００ アプリケーション層
２０２ 第三層インターフェイス
２０６ 第二層インターフェイス
２０８ 第一層インターフェイス
２１２ ＲＬＣ層インターフェイス
２１６ ＭＡＣ層インターフェイス
２２０ 復号結果検査プログラムコード
４００ 無線通信システム

Claims (12)

1. 無線通信システムのＵＥ（ユーザー端末）においてＨＡＲＱ（ハイブリッド自動リピート要求）機能を改善する方法であって、当該ＵＥは高速共用制御チャネル低減動作（ＨＳ−ＳＣＣＨ Ｌｅｓｓ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）モードで動作し、当該方法は、
   ＨＡＲＱプロシージャの再送データを受信する段階と、
   第一ソフトバッファに保存されたデータの復号結果を判断する段階と、
   前記復号結果が失敗である場合のみ、前記再送データを前記第一ソフトバッファに保存されたデータと結合して結合データにする段階と、
   前記結合データの復号プロシージャと、第二ソフトバッファに対応する保存プロシージャを実行する段階とを含み、
   前記第一ソフトバッファは第一所定規則に基づいて取得され、前記第二ソフトバッファは第二所定規則に基づいて取得される、ＨＡＲＱ機能の改善方法。
2. 前記結合データの復号プロシージャと、第二ソフトバッファに対応する保存プロシージャを実行する段階では、結合データの復号が失敗した後に、結合データを第二ソフトバッファに保存する、請求項１に記載のＨＡＲＱ機能の改善方法。
3. 前記結合データの復号プロシージャと、第二ソフトバッファに対応する保存プロシージャを実行する段階では、結合データを第二ソフトバッファに保存してから復号プロシージャを実行する、請求項１に記載のＨＡＲＱ機能の改善方法。
4. 前記第一所定規則とは、複数のソフトバッファから特定の式に対応するソフトバッファを選んで第一ソフトバッファを取得することをいい、当該特定の式はa = [5×CFN + SubFN - 6 - PTR] mod 13であり、そのうちＣＦＮは連結フレーム番号であり、ＳｕｂＦＮはサブフレーム番号であり、ＰＴＲは前回送信ポインターであり、ｍｏｄはモジュラ演算を示す、請求項１に記載のＨＡＲＱ機能の改善方法。
5. 前記第二所定規則とは、複数のソフトバッファから特定の式に対応するソフトバッファを選んで第二ソフトバッファを取得することをいい、当該特定の式はa = [5×CFN + SubFN] mod 13であり、そのうちＣＦＮは連結フレーム番号であり、ＳｕｂＦＮはサブフレーム番号であり、ＰＴＲは前回送信ポインターであり、ｍｏｄはモジュラ演算を示す、請求項１に記載のＨＡＲＱ機能の改善方法。
6. 前記ＨＳ−ＳＣＣＨ低減動作モードでは、無線通信システムのネットワークは初回送信のときに高速共用制御チャネル（ＨＳ−ＳＣＣＨ）を通して復号関連の制御シグナリングをＵＥに送信せず、ＵＥは所定の制御情報に基づいて初回送信のデータを復号する、請求項１に記載のＨＡＲＱ機能の改善方法。
7. 無線通信システムにおいてＨＡＲＱ機能を改善する通信装置であって、当該通信装置はＨＳ−ＳＣＣＨ低減動作モードで動作し、当該通信装置は、
   通信装置の機能を実現する制御回路と、
   制御回路の中に設けられ、プログラムコードを実行して制御回路を制御するＣＰＵ（中央処理装置）と、
   制御回路の中にＣＰＵと結合するように設けられ、プログラムコードを記録する記憶装置とを含み、前記プログラムコードは、
   ＨＡＲＱプロシージャの再送データを受信するコードと、
   第一ソフトバッファに保存されたデータの復号結果を判断するコードと、
   前記復号結果が失敗である場合のみ、前記再送データを前記第一ソフトバッファに保存されたデータと結合して結合データにするコードと、
   前記結合データの復号プロシージャと、第二ソフトバッファに対応する保存プロシージャを実行するコードとを含み、
   前記第一ソフトバッファは第一所定規則に基づいて取得され、前記第二ソフトバッファは第二所定規則に基づいて取得される、通信装置。
8. 前記結合データの復号プロシージャと、第二ソフトバッファに対応する保存プロシージャを実行するコードでは、結合データの復号が失敗した後に、結合データを第二ソフトバッファに保存する、請求項７に記載の通信装置。
9. 前記結合データの復号プロシージャと、第二ソフトバッファに対応する保存プロシージャを実行するコードでは、結合データを第二ソフトバッファに保存してから復号プロシージャを実行する、請求項７に記載の通信装置。
10. 前記第一所定規則とは、複数のソフトバッファから特定の式に対応するソフトバッファを選んで第一ソフトバッファを取得することをいい、当該特定の式はa = [5×CFN + SubFN - 6 - PTR] mod 13であり、そのうちＣＦＮは連結フレーム番号であり、ＳｕｂＦＮはサブフレーム番号であり、ＰＴＲは前回送信ポインターであり、ｍｏｄはモジュラ演算を示す、請求項７に記載の通信装置。
11. 前記第二所定規則とは、複数のソフトバッファから特定の式に対応するソフトバッファを選んで第二ソフトバッファを取得することをいい、当該特定の式はa = [5×CFN + SubFN] mod 13であり、そのうちＣＦＮは連結フレーム番号であり、ＳｕｂＦＮはサブフレーム番号であり、ＰＴＲは前回送信ポインターであり、ｍｏｄはモジュラ演算を示す、請求項７に記載の通信装置。
12. 前記ＨＳ−ＳＣＣＨ低減動作モードでは、無線通信システムのネットワークは初回送信のときに高速共用制御チャネル（ＨＳ−ＳＣＣＨ）を通して復号関連の制御シグナリングをＵＥに送信せず、ＵＥは所定の制御情報に基づいて初回送信のデータを復号する、請求項７に記載の通信装置。
    

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