JP5396087B2

JP5396087B2 - 間欠受信を動的制御する方法及び装置

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Publication number: JP5396087B2
Application number: JP2009002385A
Authority: JP
Inventors: 輝田; 平張; 海博徐; 有軍高; 磊周; 媛馮; 蕾杜; 嵐陳; 幹生岩村; 武宏中村
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Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2008-01-08
Filing date: 2009-01-08
Publication date: 2014-01-22
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Description

本発明は、間欠受信を動的制御する方法及び装置に関し、特に、次のスケジューリング周期にユーザ装置（ＵＥ、ＵｓｅｒＥｑｕｉｐｍｅｎｔ）へデータを送信するかどうかを予測して、下りスケジューリング情報にフラグを加入することによって、予測結果をユーザ装置に通知し、更にユーザ装置の受信機のオンオフ状態を制御する方法と装置に関する。

通信技術の移動性と広帯域化への発展に伴い、移動端末の省電力の問題が広く注目されている。多くの通信標準化団体は、関連標準を制定するときに省電力の問題を考慮している。特に、将来の移動通信システムのネット接続は、全てＩＰ技術に基づきデータ伝送を行うことになる。しかし、ＩＰパケットの突発性と伝送チャンネルのユーザ間の共有性とによって、ユーザ装置に到着するデータが連続するものではないので、如何にユーザ装置の消費電力を節約するかは、もっと重要になっている。

実際に、従来の移動通信システムにおいて、省電力の問題はすでに考慮されている。例えば、ＧＳＭシステムは、「間欠受信」（ＤｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓＲｅｃｅｉｖｅ、ＤＲＸ）と呼ばれる省電力化手法を有している。具体的に、ＧＳＭシステムにおいて、移動局は常にスリープ状態に有り、いくつかの「マルチフレーム」（約１／８秒の時間）おきにして１回だけウェイクアップする。システムは、１秒ごとに４回だけウェイクアップして着信の検査を行い、或いは約１秒毎に１回だけウェイクアップして着信の検査を行うと言うことを、移動局に指示することが可能である。ＤＲＸ動作において、プロセッサーは受信機をオフすることによって低消費電力のスリープモードに入り、適当なスリープ時間を経てから、内部タイマーにより再起動される。

従来、移動通信システムにおける典型的な省電力の仕組みは、セルラーネットワークにおけるＤＲＸの仕組みを含む。例えば、３ＧＰＰ，３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ；ＴｅｃｈｎｉｃａｌＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎＧｒｏｕｐＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋ「ＲＲＣＰｒｏｔｏｃｏｌＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｏｒＲｅｌｅａｓｅ１９９９；ＴｅｃｈｎｉｃａｌＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ３ＧＴＳ２５．３３１ｖｅｒｓｉｏｎ３．５．０，２０００」（参考文献１）とＩＥＥＥの最新のＷＭＡＮ規格８０２．１６ｅにおける三つの省電力クラス（ＰｏｗｅｒＳａｖｉｎｇＣｌａｓｓ）を参照する。

なお、３ＧＵＭＴＳ（３Ｇ通用移動通信システム）におけるＤＲＸの仕組みでは、ユーザ装置の受信機に三つの動作状態がある（Ｓ．Ｒ．Ｙａｎｇ，Ｓ．Ｙ．Ｙａｎ，Ｈ．Ｎ．Ｈｕｎｇ“ＭｏｄｅｌｉｎｇＵＭＴＳｗｉｔｈＢｕｒｓｔｙＰａｃｋｅｔＤａｔａＴｒａｆｆｉｃ”ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．ＭｏｂｉｌｅＣｏｍｐｕｔｉｎｇ，ｖｏｌ．６，ｎｏ．１２，ｐｐ．１３９８−１４０９，Ｄｅｃ．２００７（参考文献２）を参照）。

１. アクティブ期間：アクティブ期間内において、ユーザ装置は受信機をオンしてネット側からのデータパケットを受信する。

２. 非アクティブ期間：ネット側のバッファにユーザ装置へ送信する必要があるデータがない場合、ユーザ装置は、非アクティビティタイマーを起動して非アクティブ期間に入る。タイマーが時間切れになるまでにネット側に対応するデータバッファに到着するデータがあれば、タイマーを停止する。そして非アクティブ期間を終了し次のアクティブ期間を開始する。一方、タイマーが時間切れになるまで、ネット側に対応するデータバッファに到着するデータパッケージがなければ、非アクティブ期間を終了する。ユーザ装置は受信機をオフしてスリープ期間に入る。

３．スリープ期間：スリープ期間内において、ユーザ装置はＤＲＸモードに入る。スリープ期間は少なくとも一つのＤＲＸサイクルを含む。ユーザ装置は、各ＤＲＸサイクルの終端に受信機をオンして呼び出しチャンネルを監視する。呼び出しメッセージは、前のＤＲＸサイクルにてネット側に対応するデータバッファに到着するデータパケットがあるかどうかを示すものである。ネット側に対応するデータバッファに到着するデータパケットがあれば、スリープ期間を終了する。そしてユーザ装置は、ネット側からデータパッケージを受信する。ネット側に対応するデータバッファに到着するデータパケットがなければ、ユーザ装置は、次のＤＲＸサイクルに入って、スリープ期間が継続する。

アクティブ期間と非アクティブ期間は、電力アクティブモードに属する。そのモードにおいて、ユーザ装置の受信機は、オン状態にあり、ネット側はユーザ装置にデータパッケージに送信することができる。スリープ期間は省電力モードに属する。そのモードにおいて、ユーザ装置の受信機は、オフ状態にあり、ネット側はデータパッケージをユーザ装置に送信しない。

標準化段階での３ＧＰＰＬＴＥにおいて、ネット側は各ユーザ装置ごとにＤＲＸサイクルパラメータを配置する。一つのＤＲＸサイクルは、アクティブ期間とスリープ期間から構成されているが、アクティブ期間は更にオン継続期間と非アクティブ期間を含む。例えば、３ＧＰＰＴＳ３６．３００Ｖ８．２．０ＥｖｏｌｖｅｄＵｎｉｖｅｒｓａｌＴｅｒｒｅｓｔｒｉａｌＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓ（Ｅ−ＵＴＲＡ）ａｎｄＥｖｏｌｖｅｄＵｎｉｖｅｒｓａｌＴｅｒｒｅｓｔｒｉａｌＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋ（Ｅ−ＵＴＲＡＮ）ＯｖｅｒａｌｌｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎＳｔａｇｅ２Ｒｅｌｅａｓｅ８を参照する。この場合、ユーザ装置の受信機は次のような四つの動作状態がある。

１．オン継続期間：ユーザ装置はスリープ期間からウェイクアップしてオン継続期間に入る。オン継続期間内において、パケット専門制御チャンネル（ＰＤＣＣＨ）の情報を受信する。ＰＤＣＣＨチャンネルでは、ネット側からユーザ装置へ通知するユーザ装置関連のシグナリング情報、例えば、確認、電力制御、資源分配と再分配などの資源分配に関する制御情報がある。ユーザ装置はＰＤＣＣＨ信号の情報を正確に復号できれば、非アクティビティタイマーを起動しアクティブ期間に入るが、そうでなければ、オン継続期間が終了した後スリープ期間に入る。

２．非アクティブ期間：ユーザ装置はＰＤＣＣＨチャンネルを正確に復号した後、非アクティビティタイマーを起動し非アクティブ期間に入る。非アクティブ期間内において、ユーザ装置はＰＤＣＣＨ及び関連する制御チャンネルを監視し続ける。ユーザ装置は、非アクティビティタイマーが時間切れになるまでにＰＤＣＣＨ及び関連する制御チャンネルを正確に復号できれば、非アクティビティタイマーを再起動して、再び非アクティブ期間に入る。そうでなければ、非アクティビティタイマーが時間切れになった後、非アクティブ期間からスリープ期間に入る。

３．アクティブ期間：ユーザ装置の受信機が起動状態にある時間（オン継続期間と非アクティブ期間を含む）は、いずれもアクティブ期間に属する。

４．スリープ期間：ユーザ装置の受信機は、スリープ期間内にオフ状態である。

なお、ＩＥＥＥは、最新のＷＭＡＮ規格８０２．１６ｅに移動広帯域無線アクセス（ＭｏｂｉｌｅＢＷＡ）の概念を導入している。移動局（ＭＳ、ＭｏｂｉｌｅＳｔａｔｉｏｎ）は、サービス過程において移動することができる。移動性の導入によっては、ＭＳに対する省電力化の要求が高まる。従って、８０２．１６ｅには、三つの省電力クラスが追加される。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ，Ｐａｒｔ１６：ＡｉｒＩｎｔｅｒｆａｃｅｆｏｒＦｉｘｅｄａｎｄＭｏｂｉｌｅＢｒｏａｄｂａｎｄＷｉｒｅｌｅｓｓＡｃｃｅｓｓＳｙｓｔｅｍｓ−ＡｍｅｎｄｍｅｎｔｆｏｒＰｈｙｓｉｃａｌａｎｄＭｅｄｉｕｍＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌＬａｙｅｒｓｆｏｒＣｏｍｂｉｎｅｄＦｉｘｅｄａｎｄＭｏｂｉｌｅＯｐｅｒａｔｉｏｎｉｎＬｉｃｅｎｓｅｄＢａｎｄｓ，Ｎｏｖ．２００４を参照する。

規格では、各ＭＳがアクティブモードとスリープモードとの２つの動作モードがあることを規定している。スリープモードにおいて、ＭＳは基地局ＢＳと取り決めたスリープ期間を実行する。これらの周期において、ＭＳとサービスＢＳの間にデータ交換がなく、関連する物理装置をオフにすることによって、ＭＳの消費電力を減少し、ＢＳの空中インターフェース資源を節約すると言う目的を達成することができる。ＭＳがスリープ状態のとき、ＢＳはＭＳへのサービスデータユニット（ＳＤＵ）をバッファリングする。各アクティブモードが終了するとき、ＭＳとＢＳは、スリープメッセージの協商によって、スリープモードを初期化する。両方がスリープメッセージを確認した後、通常のデータ伝送は協商の時点で中止し、アクティブモードが終了する。そして、ＭＳはスリープモードに入り、一定の間隔でスリープして、そしてウェイクアップしてデータの受信が必要であるかどうかを確認する。このような一時的なウェイクアップ状態は、監視間隔と呼ばれる。監視間隔内において、ＭＳはＢＳの放送情報におけるサービス指示のメッセージを監視する。当該メッセージがＭＳに送信すべきデータがＢＳにあることを示した場合、ＭＳはアクティブモードに入る。そうでなければ、ＭＳはスリープモードのままで、次のスリープ間隔を開始する。スリープモードにおいて、各サービス接続のそれぞれは、自分の特徴に従って適当な省電力の種類につなげてもいい。省電力クラスは、同じニーズを有する接続の群に定義されている。８０２．１６ｅには、合わせて三つの省電力クラスがある。各クラスは、異なるパラメータ集合と、適切なサービスと、実行プロセスとを備える。第一種クラス（クラスI）は、尽力やり・非リアルタイム速度変更のサービスに適用する。第二種クラス（クラスII）は、ＵＧＳとリアルタイム速度変更のサービスに適用する。第三種クラス（クラスIII）は、マルチキャスト接続と管理に関連する操作に適用する。例えば、Ｘ．Ｙａｎｇ“ＥｎｅｒｇｙＳａｖｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｓｍｉｎｔｈｅＩＥＥＥ８０２．１６ｅＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ”ＩＥＥＥＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＬｅｔｔｅｒｓ，ｖｏｌ．９，ｎｏ．７，ｐｐ．５９５−５９７，Ｊｕｌｙ．２００５を参照する。

上記の二種類の省電力の仕組みにおいて、ユーザ装置にとって自分へ送信すべきデータがネット側にバッファリングされたかどうかを事前に確定して、アクティブ状態からスリープ状態に入るかどうかを確定することができないということは、大きな問題である。この問題に対して、ＬＴＥは対策を提案した。例えば、ユーザ装置はデータパッケージを受信した後、非アクティビティタイマーを起動する。このとき、ユーザ装置が非アクティブ期間にある。タイマーが時間切れになるまでにデータが到着すれば、ユーザ装置はオン状態のままで、アクティブ期間が継続する。そうでなければ、スリープ期間に入る。例えば、Ｒ２−０７５００９，“ＯｐｅｎｉｓｓｕｅｓｏｎＤＲＸ”，Ｓａｍｓｕｎｇ，ＲＡＮ２ｍｅｅｔｉｎｇ＃６０，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ５ｔｈ−９ｔｈ，２００７，Ｊｅｊｕ，Ｋｏｒｅａを参照する。実際に、スリープ状態に入る前の非アクティブ期間において、ユーザ装置が受信状態にあるにも拘わらず何らのデータを受信していなかった。この場合は、ユーザ装置が「自分へ送信すべきデータがネット側にバッファリングされていない」ことを確認するための代価と見なされる。この代価は、ユーザ装置の電力損失である。ＵＭＴＳと８０２．１６ｅシステムの省電力の仕組みにおいて、アクティブ期間／アクティブモードからスリープ期間／スリープモードへの移行も、非アクティビティタイマーにより実現するものであり、上記のユーザ装置の電力損失の現象が同じように存在する。

従来、上記の問題を解決するために、さまざまな方法が提案された。例えば、２００７年７月２６日に開示されたＰＣＴ特許出願ＷＯ２００７／０８２９３４Ａｌには、無線通信システムにおいてＤＲＸ周期長を動的適応する方法（ＭｅｔｈｏｄｆｏｒｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙａｄａｐｔｉｎｇｔｈｅＤＲＸｃｙｃｌｅｌｅｎｇｔｈｉｎａｒａｄｉｏｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ）が提案された。その方法は、データ量などの情報に基づいてＤＲＸを動的に変更できる。しかしながら、これは資源分配に合わせてＤＲＸ配置を柔軟、高速かつ有効に行うものではない。２００７年１０月４日に開示されたＰＣＴ特許出願ＷＯ２００７／１１１４８０Ａｌには、移動通信システムにおいて端末を接続するための間欠受信の方法及び装置（Ｍｅｔｈｏｄａｎｄａｐｐａｒａｔｕｓｆｏｒｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｒｅｃｅｐｔｉｏｎｏｆｃｏｎｎｅｃｔｅｄｔｅｒｍｉｎａｌｉｎａｍｏｂｉｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ）が提案された。その方法では、データパッケージに位置ビットを搭載する方式によって、このデータパッケージが最後のデータパッケージであるかどうかを示して、更に移動局がスリープ状態に入ってもいいかどうかを示すことを提案した。しかし、このような搭載方式は、次の欠陥が存在する。つまり、データパッケージの伝送がＨＡＲＱ仕組みを使っているので、伝送遅延が存在してしまい、ユーザ装置のＤＲＸ状態のリアルタイム制御が不可能である。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、ユーザ装置の間欠受信を適応的に動的制御する方法及び装置を提供することにある。当該方法及び装置は、今回のスケジューリング周期の後に各スケジューリング可能なユーザ装置に送信すべきデータがまだ残っているかどうかを確定し、それをフラグビットとして本周期のスケジューリング情報に追加することによって、スケジューリング情報を利用してユーザ装置の受信機のオン状態の時間を補助的に動的調整（終了または延長）して、理想的な省電力効果を実現でき、サービスの品質ＱｏＳを確保できる。

本発明の一面によれば、ユーザ装置を適応的に動的制御する間欠受信の方法であって、ネット側にてスケジューリング周期内にスケジューリング可能なユーザ装置に対し資源を割り当て、本スケジューリング周期の後に各スケジューリング可能なユーザ装置に送信すべきデータがまだ残っているかどうかを確定するステップと、確定結果に応じて、前記ユーザ装置に送信すべきデータがまだ残っているかどうかをユーザ装置に指示するフラグを設置し、設置されたフラグをスケジューリング情報と共にユーザ装置に送信するステップと、前記ユーザ装置は、受信したフラグによって受信機がスリープ期間に入るか、アクティブ期間を継続するかを制御するステップとを含む方法を提供する。

本発明の他の面によれば、ユーザ装置を適応的に動的制御する間欠受信の装置において、基地局に設置されたものであって、ユーザ装置に送信すべきデータパケットをキューイングするサービスキューユニットと、少なくともサービスのサービス品質要求やチャンネル状態情報に応じて、ユーザ装置に送信すべきサービスをスケジューリングして、スケジューリング情報を生成するスケジューリングユニットと、スケジューリング情報及びデータバッファにおけるデータパッケージに関する情報に基づいて、次のスケジューリング周期の資源分配を予測し、予測結果に基づいて前記ユーザ装置に送信すべきデータがまだ残っているかどうかをユーザ装置に指示するためのフラグを設置する間欠受信予測ユニットと、生成したスケジューリング情報と設置したフラグを送信する送信ユニットと、ユーザ装置に設置されたものであって、ネット側からの制御情報とサービスデータ及び前記フラグを受信する受信ユニットと、受信した制御情報とサービスデータ及び前記フラグを復号する制御情報及びデータ復号・判決ユニットと、前記フラグによって受信ユニットがスリープ期間に入るかアクティブ期間を継続するかを制御する間欠受信制御ユニットと、を備えることを特徴する装置を提供する。

本発明によれば、下りスケジューリング情報にフラグビットを追加した。当該フラグビットは、次のスケジューリング周期において、ネット側にユーザ装置に送信すべきデータがあるかどうかをユーザ装置に指示するとともに、本スケジューリング周期のスケジューリング情報によって当該フラグビットをユーザ装置に指示する。

本発明は、サービスのサービス品質（ＱｏＳ）のニーズやシステムデータのバッファ状態を考慮して、ＤＲＸ仕組みを動的調整することによって、ユーザ装置の受信機の状態を便利に調整することができ、ユーザ装置がこのような方式から効率的に省電力のゲインを獲得できるようになる。

本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、以下に示す実施形態の説明を、以下のような添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかとなるであろう。

本発明の実施例によるネット側の基地局に位置するＤＲＸ制御装置を示す図である。本発明の実施例によるユーザ装置側のＤＲＸ制御装置を示す図である。本発明の実施例によるスケジューラのＤＲＸの動作を適応的に動的調整するフローチャートである。本発明の実施例によるフラグビットによりＤＲＸ状態を制御するフローチャートである。本発明の実施例によるＤＲＸ予測モジュールの動作を示すフローチャートである。フラグビットによりユーザ装置のオン状態とオフ状態を制御する図である。

（実施の形態１）
以下、図面を参照して、本発明の実施例について詳細に説明する。本発明に対する曖昧な理解を防ぐために、記述の中で、本発明に必要ない細部と機能を省略する。

図１は本発明によるネット側の基地局（例えば、ｅＮＢ）に位置するＤＲＸ制御装置の一例を示している。図１に示すように、基地局のＤＲＸ制御装置は、サービスキューモジュール１１と、スケジューリングモジュール１２と、間欠受信（ＤＲＸ）予測モジュール１３と、送信機モジュール１４とを含む。

ユーザ装置のＤＲＸを適応的に動的変調するために、基地局のＤＲＸ制御装置にはＤＲＸ予測モジュール１２が配置されている。ユーザ装置に送信すべき下り方向のパケットがネット側に到着するとき、データパケットはまず基地局に設置されたＤＲＸ制御装置のサービスキューモジュール１１に入り、キューイングする。スケジューリング時刻が来ると、スケジューリングモジュール１２は、サービスのＱｏＳの要求やチャンネル状態情報やキューなどの情報に応じて、ユーザに送信すべきサービスをスケジューリングする。スケジューリングが完了した後、スケジューリングモジュール１２はスケジューリングされたパケットを送信機モジュール１４に伝送して送信させる一方、スケジューリング結果とデータバッファにおけるデータパッケージの情報をＤＲＸ予測モジュール１３に通知する。

ＤＲＸ予測モジュール１３は、スケジューリングモジュール１２から取得したスケジューリング情報及びデータバッファにおけるデータパッケージ情報に基づき、次のスケジューリング周期の資源分配の状況を予測する。そして、予測した結果に基づいてフラグビットを設置する。最後に、送信機モジュール１４は、フラグビットを本スケジューリング周期のスケジューリング情報と共に、関連するチャンネルを介して下り方向へ伝送し続ける。注意すべきなのは、当該ＤＲＸ制御装置は、ネット側の資源スケジューラと同じ物理的実体内に位置してもよいが、本発明はこれに限られていない。ＤＲＸ制御装置は、異なる物理的実体内に位置してもよい。

図２は本発明によるユーザ装置側のＤＲＸ制御装置の一例を示している。図２に示すように、ユーザ装置側のＤＲＸ制御装置は、受信機モジュール２１と、制御情報及びデータ復号・判決モジュール２２と、ＤＲＸ制御モジュール２３とを含む。

ユーザ装置における受信機モジュール２１は、ネット側からのスケジューリング情報のような制御情報とサービスデータを受信する。そして、受信機モジュール２１は、制御情報とサービスデータを制御情報及びデータ復号・判決モジュール２２に伝送する。制御情報及びデータ復号・判決モジュール２２は、受信した制御情報とサービスデータを復号し、復号したＤＲＸ制御に関する情報をＤＲＸ制御モジュール２３に通知する。ＤＲＸ制御モジュール２３は、当該情報に基づいて受信機モジュール２１の状態を制御する。これによって、間欠受信を適応的に動的調整する制御機能が実現される。

ＤＲＸを適応的に動的調整する過程において、各種の配置された各ＤＲＸサイクルの長さは、一定である。各ＤＲＸサイクルの長さのそれぞれは、一つのアクティブ期間と一つのスリープ期間を含む。最初のアクティブ期間の長さは一定である。スケジューリング情報におけるフラグビットが「１」の場合では、ユーザ装置のアクティブ期間を一つのスケジューリング周期（一つまたはいくつかの伝送時間間隔（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＴｉｍｅＩｎｔｅｒｖａｌ、ＴＴＩ））延長させてもよいことを指示する。スケジューリング情報におけるフラグビットが「０」の場合では、ユーザ装置のアクティブ期間を終了させ、スリープ期間に入ってもよいことを指示する。

アクティブ期間のユーザ装置は、フラグビット「０」付きのスケジューリング情報を受信した後、アクティブ期間から直接にスリープ期間に入り、「ネット側に当該ユーザ装置自身へ送信すべきデータがバッファリングされているかどうか」を確認するために非アクティビティタイマーを起動する必要はない。従って、ユーザ装置は、フラグビットを識別することによってアクティブ期間を延長するか、アクティブ期間から直接にスリープ期間に入るかを確定し、非アクティブ期間への進入による消費電力が避けられた。スリープ期間は、今回のＤＲＸサイクルの終わりまで継続する。当該ＤＲＸサイクルが終わると、次のＤＲＸサイクルのアクティブ期間に入る。

本発明のＤＲＸを適応的に動的調整する方法では、スケジューリング情報におけるフラグビットにより、ユーザ装置が如何にＤＲＸを動的調整するかを指示する。スケジューリングモジュールがＤＲＸ制御モジュールから提供されたユーザ装置の受信機の状態情報を合わせてフラグビットを設置するとともに、フラグビットはネット側の基地局（ｅＮＢ）のバッファにおけるサービス量と資源分配方式に関連する。

図３はスケジューリングモジュールがＤＲＸの動作を適応的に動的調整するフローチャートを示している。スケジューリング周期の開始後、ステップＳ３０１において、スケジューリングモジュール１２は、ＤＲＸ制御モジュールから提供された情報を合わせて、本スケジューリング周期内にスケジューリング可能なユーザ集合におけるユーザに対し資源を分配する。ここで、スケジューリング可能なユーザとは、本スケジューリング周期内に受信機がオン状態にあるユーザ装置を指す。全てのスケジューリング可能なユーザは、スケジューリング可能なユーザ集合を構成する。資源分配が終わると、スケジューリングモジュール１２は、今回のスケジューリング周期後、各スケジューリング可能なユーザ装置（例えばユーザｉ）に送信すべきデータがｅＮＢのバッファにバッファリングされているかどうかをステップＳ３０２にて判断する。ステップＳ３０２での判断結果が否定、すなわちユーザ装置ｉ（ＵＥ）に送信すべきデータがない場合、スケジューリングモジュールは、フラグビットを「０」に設置することによって、ネット側において次のスケジューリング周期内にユーザ装置ｉに送信すべきデータがないことをユーザ装置ｉに通知する。ステップＳ３０２において、ネット側においてユーザ装置ｉに送信すべきデータがまだバッファリングされていると判断される場合、フローはステップＳ３０３に移行する。ステップＳ３０３において、ＤＲＸ予測モジュールはユーザ装置ｉの次のスケジューリング周期のスケジューリング結果を予測する。その後、ステップＳ３０４において、ＤＲＸ予測モジュールは次のスケジューリング周期内にユーザ装置ｉをスケジューリングするかどうかを判断する。予測結果が次のスケジューリング周期内にユーザ装置ｉをスケジューリングすることが示されると、ステップＳ３０５に移行し、ユーザ装置ｉに送信すべきとのフラグビットを「１」に設置することによって、ネット側においてユーザ装置ｉに送信すべきデータがまだ残っていることをユーザ装置ｉに指示する。続いて、ステップＳ３０７において、スケジューリングモジュール１２は、フラグビットを本スケジューリング周期のスケジューリング情報に書き込み、送信機モジュール１４によりユーザ装置ｉに送信する。一方、ＤＲＸ予測モジュールは、ステップＳ３０４において次のスケジューリング周期内にユーザ装置ｉをスケジューリングしないと判断されるとき、ステップＳ３０６に移行し、ユーザ装置ｉに送信すべきとのフラグビットを「０」に設置することによって、ネット側においてユーザ装置ｉに送信すべきデータがないことをユーザ装置ｉに指示する。その後、同じようにフローはステップＳ３０７に移行し、スケジューリングモジュール１２は、フラグビット「０」を本スケジューリング周期のスケジューリング情報に書き込み、送信機モジュール１４によりユーザ装置ｉに送信する。ここまで、今回のスケジューリング周期が終了する。

ユーザ装置はスケジューリング情報におけるフラグビットを受信した後、当該フラグビットの値に基づきユーザ装置の受信機の状態を動的に制御する。図４は、ユーザ装置がフラグビットによりＤＲＸ状態を制御するフローチャートを示している。図４に示すように、ステップＳ４０１において、ユーザの初期状態をスリープ期間とする。その後、ステップＳ４０２において、ユーザ装置のスリープ期間が終了したかどうかを判断する。ユーザ装置のスリープ期間が終了していなかった場合には、ステップＳ４０１に戻り、ユーザ装置はスリープ状態を継続する。ステップＳ４０２において、ユーザ装置がスリープ期間を終了したと判断された場合、ユーザ装置はステップＳ４０３においてスリープ期間からアクティブ期間に入る、或いはアクティブ期間を継続する。ユーザ装置がアクティブ期間に入った後、ステップＳ４０４においてユーザ装置がスケジューリング情報を受信したかどうかを判断する。関連するスケジューリング情報を受信していなかった場合、一定時間の後にステップＳ４０１に戻り、スリープ期間に入る。ステップＳ４０４において、ユーザ装置が関連するスケジューリング情報を受信したと判断された場合、フローはステップＳ４０５に移行する。ステップＳ４０５において、ユーザ装置における制御情報及びデータ復号・判決モジュール２２は、受信したスケジューリング情報を復号することによって、制御情報とサービスデータを取得し、スケジューリング情報とともに送信されたフラグビットが「１」であるかどうかを判断する。ステップＳ４０５においてフラグビットが「１」であると判断された場合、フローはステップＳ４０３に戻り、ＤＲＸ制御モジュール２３によって、ユーザ装置が次のスケジューリング周期にアクティブ期間を継続するようにする。つまり、フラグビット「１」の指示に従い、ユーザ装置のアクティブ期間を延長させる。ＬＴＥシステムでは、非アクティビティタイマーを起動することによって、アクティブ期間の延長を実現可能である。ステップＳ４０５において、フラグビットが「０」であると判断された場合、フローはステップＳ４０１に戻り、ＤＲＸ制御モジュール２３により、ユーザ装置が次のスケジューリング周期にスリープ期間に入るようにする。つまり、フラグビット「０」の指示に応じて、ユーザ装置のアクティブ期間を終了させる。ＬＴＥシステムでは、非アクティビティタイマーを起動しないことで、ユーザ装置が直ちにスリープ期間に入るようにすることができる。以上の手順を繰り返すことによって、ユーザ装置の受信機は、スケジューリング情報及びユーザのサービス情報に基づいて予測することができる。スケジューリング情報にフラグビットを設置することによって、ユーザ装置の受信機のスリープ状態とアクティブ状態を制御し、ユーザ装置の電力を有効に減少する。

本発明の実施例によれば、ＤＲＸ予測モジュール１３は、スケジューリングモジュールから取得した情報とデータバッファにバッファリングされているデータパッケージの情報によって、次のスケジューリング周期での資源分配状況を予測し、これに基づき該当するユーザ装置に送信するフラグビットを設置する。そして、フラグビットをスケジューリング情報に追加する。ユーザ装置は、フラグビット付きのスケジューリング情報を受信した後、フラグビットに応じて受信機状態を制御する。

次に、図５を参考して、本発明の実施例によるＤＲＸ予測モジュールの動作の実施例について記述する。図５はＤＲＸ予測モジュールの動作のプロセスを示している。ＤＲＸ予測モジュールが実行するＤＲＸ予測のプロセスでは、まず、ステップＳ５０１において、ＤＲＸ予測モジュール１３は、サービスキューモジュール１１から提供されたＤＲＸ情報に合わせて、スケジューリング可能なユーザ装置の集合Ｓ_１におけるユーザ情報及びサブバンド情報を更新する。スケジューリングモジュール１２は、ＤＲＸ予測モジュール１３から提供された状態情報に基づいて、本スケジューリング周期内に受信機がオン状態にあるユーザを、スケジューリング可能なユーザ装置の集合Ｓ_１として構成し、スケジューリング可能なユーザ装置の集合Ｓ_１におけるユーザ情報及びサブバンド情報を更新する。この実施例において、下りリンクは、ＯＦＤＭＡによる多元接続技術を採用してユーザ装置にスケジューリング情報を伝送してもよい。注意すべきなのは、本発明はこれに限られるものではなく、他の多元接続技術を採用してもよい。その後、ステップＳ５０２において、スケジューリングモジュール１２とＤＲＸ予測モジュール１３は、いずれも比例公平スケジューリングアルゴリズムによって集合Ｓ_１のユーザに対しスケジューリングを行う。生成されたスケジューリング情報は、Ｖｉとして表される。ユーザの優先度により計算することで、本スケジューリング周期内に資源を取得し得るユーザ集合Ｓ_２を生成するとする。すなわち、スケジューリングされたユーザを集合Ｓ_２として構成する。比例公平スケジューリングアルゴリズムについて、ＫａｎｅｋｏＭ，ＰｏｐｏｖｓｋｉＰ，ＤａｈｌＪが発表した題目が「Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｆａｉｒｎｅｓｓｉｎｍｕｌｔｉｃａｒｒｉｅｒｓｙｓｔｅｍ：ｕｐｐｅｒｂｏｕｎｄａｎｄａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ」の文章を参照してもよい(ＩＥＥＥＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＬｅｔｔｅｒ，２００６，１０(６):４６２−４６４を参照)。スケジューリングモジュール１２の機能は、本スケジューリング周期内の資源分配プロセスを完成することにある。スケジューリングモジュール１に比べて、ＤＲＸ予測モジュール１３は、同じスケジューリングのアルゴリズムを使ってネット側のデータバッファの状態情報に合わせて、ユーザの次のスケジューリング周期内の資源の分配結果を予測する。

具体的に、ＤＲＸ予測モジュール１３は、ユーザ集合Ｓ_２のユーザに対し次のスケジューリングの結果を予測する。予測の仕組みは、ユーザのネット側のサービスバッファーの情報とシステム資源の分配ポリシーとに基づいて予測するものである。

これによって、ステップＳ５０３において、集合Ｓ_２におけるユーザｉに対応するネット側のデータキューの長さＬ_１が０より大きいかどうかを判断する。Ｌ_１＝０であれば、ネット側において次のスケジューリング周期内にユーザ装置ｉに送信すべきサービスデータがないことを示す。この場合、フローはステップＳ５０７に移行し、対応するフラグビットを「０」とする。ステップＳ５０３において、データキューの長さＬ_１＞０と判断される場合、フローはステップＳ５０４に移行し、当該ユーザを集合Ｓ_３に入れる

この実施例において、次の式（１）に従って集合Ｓ_３におけるユーザの平均速度を更新してもよい。そして次の式（２）と（３）によって、次のスケジューリング周期内に集合Ｓ_３における全てのユーザのスケジューリング優先度を予測する。

但し、Ｒ_ｉ ^’（ｔ）はユーザｉのｔ時点までの平均速度、Ｒ_ｉ（ｔ）はユーザｉのt時点でのスケジューリング後の平均速度、ｒ_ｉ，ｎ（ｔ）はユーザｉに割り当てられたサブバンドｎにてサポートするデータ速度である。サブバンドｎがユーザｉに割り当てられたとき、ｃ_ｉ，ｎ＝１となり、そうでなければｃ_ｉ，ｎ＝０となる。ｔ_ｃは、ユーザ速度の統計窓口である。Ｐ_ｉ，ｎ（ｔ＋１）は、予測した次のスケジューリング周期内にユーザｉのサブバンドｎでの優先度である。集合Ｓ_３における全てのユーザ優先度に対する予測を比較することで、ステップＳ５０５において、ユーザｉが次のスケジューリング周期内にスケジューリングされると予測されたユーザの集合に属するかどうかを判断する。ステップＳ５０５での判断結果が肯定であれば、すなわち、ユーザｉが次のスケジューリング周期内にスケジューリングされるユーザの集合に属する場合、フローはステップＳ５０６に移行し、フラグビットを「１」とする。その後、ステップＳ５０８において、設置されたフラグビットと本スケジューリング周期に生成したスケジューリング情報Ｖ_iとを結合して、スケジューリング情報Ｖ_２を生成する。

ステップＳ５０５での判断結果は否定であれば、すなわち、ユーザｉが次のスケジューリング周期内にスケジューリングされるユーザの集合に属していない場合、フローはステップＳ５０７に移行し、フラグビットを「０」とする。その後、フローは同じようにステップＳ５０８に移行し、「０」とされたフラグビットと本スケジューリング周期に生成したスケジューリング情報Ｖ_１とを結合して、スケジューリング情報Ｖ_２を生成する。以上、今回のスケジューリング周期は終了する。

その代わりに、ＤＲＸ予測モジュール１３は他の動作方式を使ってもよい。ここで、スケジューリングアルゴリズムと対応するＤＲＸ予測アルゴリズムは、いずれもラウンドロビン（ＲｏｕｎｄＲｏｂｉｎ）アルゴリズムを使っている。

具体的に、スケジューリングモジュール１２は、ＤＲＸ予測モジュール１３から提供された状態情報に基づいて、本スケジューリング周期内に受信機がオン状態であるユーザを、スケジューリング可能なユーザ集合Ｓ_１とし、ラウンドロビンアルゴリズムによって集合Ｓ_１のユーザに対しスケジューリングを行い、スケジューリング情報Ｖ_１を生成する。ラウンドロビンアルゴリズムによりユーザのスケジューリング順番を計算したあと、本スケジューリング周期内に資源を取得し得るユーザ集合がＳ_２として産生される。ＤＲＸ予測モジュール１３は、ユーザ集合がＳ_２のユーザに対し次回のスケジューリング結果を予測する。例として、ユーザのネット側のサービスバッファーの情報とシステム資源の分配ポリシーに基づいて予測してもよい。

まず、集合Ｓ_２におけるユーザｉのネット側に対応するのデータキューの長さＬ_ｉを判断する必要がある。Ｌ_ｉ＝０であれば、当該ユーザ装置に対応するフラグビットを「０」とし、Ｌ_ｉ＞０であれば、当該ユーザを集合Ｓ_３に入れる

ラウンドロビンポリシーに従い、ユーザ集合Ｓ_３におけるユーザにおけるスケジュール順番を並び替えとスケジューリングを行う。システムの利用可能な資源に応じてサポートできる最大のスケジューリングユーザ数がＮ_ｍ、システム現在のユーザ数がＮ_ｃとする。Ｎ_ｃ≦Ｎ_ｍであれば、次のスケジューリング時点において、各ユーザはすべてスケジューリング可能であることを予測できる。したがって、ユーザに対応するフラグビットを「１」とする。Ｎ_ｃ＞Ｎ_ｍであれば、ラウンドロビンポリシーに従い、資源が割り当てられたユーザの数がＮ_ｍとなるまで、ユーザに該当する資源を順番に割り当てる。そして、資源が割り当てられていないユーザに対応するフラグを「０」とする。その後、設置されたフラグビットを生成されたスケジューリング情報Ｖ_１に入れ、本スケジューリング周期内の全ての資源分配情報Ｖ_２を完成させる。ここまで、今回のスケジューリング周期は終了する。

図６はフラグビットによりユーザ装置のオン状態とオフ状態を制御する図を示している。スケジューリングモジュール１２は、まずユーザｉのＤＲＸ状態に関する情報を取得し、ユーザ装置に送信すべきデータがあるかどうかについての情報をバッファを介して取得する。次に、ユーザｉの受信機がオン状態のとき、ユーザｉのデータをスケジューリングして、ＤＲＸ予測モジュールの予測情報に基づいてフラグビットを設置する。更に、フラグビットをスケジューリング情報に入れて、一緒にユーザｉに送信する。図６に示すように、ユーザｉはｅＮＢ（基地局）から送られたフラグビットに基づいて、受信機のオン状態とオフ状態を動的に制御する。図６において、実線からなる空白枠は一定のアクティブ期間、点線からなる空白枠は非アクティブ期間、網掛けバーは下りデータ、矢印はスケジューリング情報を示す。図６から分かるように、第一と第三のＤＲＸサイクルにおいて、ｅＮＢから受信されたスケジューリング情報において、ユーザ装置ｋのフラグビットが「１」とされたので、ネット側にユーザ装置ｋに送信すべきデータがまだ残っていることを示している。したがって、ユーザ装置ｋはその受信機のアクティブ期間を延長し、直接にスリープ期間に入ることではなく、非アクティブ期間に入る。一方、残りの三つのＤＲＸサイクルにおいて、スケジューリング情報と一緒に送信されたフラグビットは、いずれも「０」とされ、ネット側にユーザ装置ｋに送信すべきデータがないことを示している。したがって、ユーザ装置ｋは、一つの一定のアクティブ期間しか含まない。

本発明は、非アクティビティタイマー（Ｉｎａｃｔｉｖｅｔｉｍｅｒ）を使う制御方式に比べて、サービスＱｏＳを確保したまま、ユーザ装置の受信機の状態を更に正確に制御することができる。それによって、ユーザ装置が消費電力をより有効に低減するようになる。

ここまで、本発明について好ましい実施例を合わせて説明した。当業者であれば本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、様々な変更、交換及び追加を行ってもよいことが理解されるはずである。そこで、本発明の範囲は前記特定の実施例に限られるものと理解してはならず、添付した請求項の範囲によって限定されるものである。

Claims

ユーザ装置を適応的に動的制御する間欠受信の方法であって、
ネットワーク側にてスケジューリング周期内にスケジューリング可能なユーザ装置に対し資源を割り当て、本スケジューリング周期の後に各スケジューリング可能なユーザ装置に送信すべきデータがまだ残っているかどうかを確定するステップと、
確定結果に応じて、前記ユーザ装置に送信すべきデータがまだ残っているかどうかを本スケジューリング周期内にユーザ装置に指示するフラグを設定し、設定されたフラグをスケジューリング情報と共にユーザ装置に送信するステップと、
前記ユーザ装置は、受信したフラグによって受信機がスリープ期間に入るか、アクティブ期間を継続するかを、前記フラグがネットワーク側に前記ユーザ装置に送信すべきデータがまだ残っていると示す場合、前記ユーザ装置は受信機がアクティブ期間を継続し、前記フラグがネットワーク側に前記ユーザ装置に送信すべきデータがないと示した場合、前記ユーザ装置は非アクティビティタイマーを起動せず、直接スリープ期間に入るように制御するステップとを含む方法。
請求項１に記載の方法において
前記ユーザ装置は、非アクティビティタイマーを起動することでアクティブ期間を継続するように受信機を制御するステップをさらに含むことを特徴する方法。
請求項１に記載の方法において、
ネット側に前記ユーザ装置に送信すべきデータがまだ残っている場合、前記フラグを「１」とするステップをさらに含むことを特徴する方法。
請求項１に記載の方法において、
ネット側に前記ユーザ装置に送信すべきデータがない場合、前記フラグを「０」とするステップをさらに含むことを特徴する方法。
請求項１に記載の方法において、
本スケジューリング周期の後に各スケジューリング可能なユーザ装置に送信すべきデータがまだ残っているかどうかを確定するステップは、ユーザ装置に対応するバッファにおけるデータパッケージの数がゼロより大きいかどうかを判断するステップを含むことを特徴する方法。
請求項５に記載の方法において、
ユーザ装置に対応するバッファにおけるデータパッケージの数がゼロより大きい場合は、前記ユーザ装置が次のスケジューリング周期にスケジューリングされるかどうかを確定するステップを含むことを特徴する方法。
請求項６に記載の方法において、
前記ユーザ装置が次のスケジューリング周期にスケジューリング可能であるとき、フラグを「１」とするステップを更に含むことを特徴する方法。
請求項６に記載の方法において、
前記ユーザ装置が次のスケジューリング周期にスケジューリング可能でないとき、フラグを「０」とするステップを更に含むことを特徴する方法。
請求項１に記載の方法において、
ネット側は提供された間欠受信の状態情報に基づき、スケジューリング可能なユーザ装置を更新するステップを含むことを特徴する方法。
請求項９に記載の方法において、
ネット側は提供された間欠受信の状態情報に基づき、本スケジューリング周期内に受信機がオン状態のすべてのユーザ装置をスケジューリング可能なユーザ集合として構成するステップを含むことを特徴する方法。
請求項９に記載の方法において、
比例公平スケジューリングアルゴリズムを使ってスケジューリング可能なユーザ装置をスケジューリングすることを特徴する方法。
請求項９に記載の方法において、
ネット側にバッファリングされたデータの状態情報に基づき、ユーザ装置の次のスケジューリング周期内の資源分配の結果を予測するステップを更に含むことを特徴する方法。
請求項９に記載の方法において、
ラウンドロビンアルゴリズムを使ってスケジューリング可能なユーザ装置の順番を計算して、本スケジューリング周期内に資源を取得し得るユーザ装置を生成して、前記ユーザ装置の次のスケジューリング結果を予測することを特徴する方法。
請求項１２と１３に記載の方法において、
本スケジューリング周期の後のバッファ状態及びユーザ装置に送信すべきデータをスケジューリングする方法によって、次のスケジューリング周期内に前記ユーザ装置をスケジューリングするかどうかを予測するステップを更に含むことを特徴する方法。
請求項１に記載の方法において、
間欠受信のサイクルの長さは一定であり、それぞれ一つのアクティブ期間と一つのスリープ期間とを含み、フラグが「１」のとき、ユーザ装置のアクティブ期間を一つのスケジューリング周期動的に延長させることを示すことを特徴する方法。
請求項１５に記載の方法において、
フラグが「１」のとき、非アクティビティタイマーを起動させることを前記ユーザ装置に指示するステップを更に含むことを特徴する方法。
請求項１に記載の方法において、
間欠受信のサイクルの長さは一定であり、それぞれ一つのアクティブ期間と一つのスリープ期間とを含み、フラグが「０」のとき、直ちにスリープ期間に入ることをユーザ装置の受信機に指示することを特徴する方法。
請求項１７に記載の方法において、
フラグが「０」のとき、非アクティビティタイマーを停止させることを前記ユーザ装置に指示するステップを更に含むことを特徴する方法。
ユーザ装置を適応的に動的制御する間欠受信の装置において、
基地局に設置されたものであって、
ユーザ装置に送信すべきデータパケットをキューイングするサービスキューユニットと、
少なくともサービスのサービス品質要求やチャンネル状態情報に応じて、ユーザ装置に送信すべきサービスをスケジューリングして、スケジューリング情報を生成するスケジューリングユニットと、
スケジューリング情報及びデータバッファにおけるデータパッケージに関する情報に基づいて、次のスケジューリング周期の資源分配を予測し、予測結果に基づいて、前記ユーザ装置に送信すべきデータがまだ残っているかどうかを次のスケジューリング周期の前の本スケジューリング周期内にユーザ装置に指示するためのフラグを設置する間欠受信予測ユニットと、
生成したスケジューリング情報と設置したフラグを送信する送信ユニットと、
ユーザ装置に設置されたものであって、
ネット側からの制御情報とサービスデータ及び前記フラグを受信する受信ユニットと、
受信した制御情報とサービスデータ及び前記フラグを復号する制御情報及びデータ復号・判決ユニットと、
前記フラグによって受信ユニットがスリープ期間に入るかアクティブ期間を継続するかを制御する間欠受信制御ユニットと、
を備え、
ネットワーク側に前記ユーザ装置に送信すべきデータがまだ残っている場合、前記間欠受信予測ユニットは、前記フラグを「1」として、受信機がアクティブ期間を継続するように制御することを前記ユーザ装置に指示し、ネットワーク側に前記ユーザ装置に送信すべきデータがない場合、前記間欠受信予測ユニットは、前記フラグを「0」として、前記ユーザ装置は非アクティビティタイマーを起動せず、直接スリープ期間に入るように制御することを前記ユーザ装置に指示することを特徴する装置。
請求項１９に記載の方法において、
前記スケジューリングユニットは、本スケジューリング周期内の資源を割り当てることを特徴する装置。
請求項１９に記載の装置において、
前記スケジューリングユニットは、スケジューリング結果と情報を前記間欠受信予測ユニットに通知することを特徴する装置。