以下、本発明に係る好適な実施の形態を、添付の図面を参照して詳しく説明する。添付の図面と共に以下に開示される詳細な説明は、本発明の例示的な実施の形態を説明するためのものであり、本発明が実施し得る唯一の実施の形態を示すためのものではない。以下の詳細な説明は、本発明の完全な理解を提供するために具体的な細部事項を含む。しかし、当業者にとってはこのような具体的な細部事項なしにも本発明を実施できることは明らかである。
いくつかの場合、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造及び装置を省略したり、各構造及び装置の核心機能を中心にしたブロック図の形式で示すことができる。また、本明細書全体を通じて同一の構成要素については、同一の図面符号を付して説明する。
以下に説明する技法(technique)及び装置、システムは、様々な無線多元接続システムに適用することができる。多元接続システムの例には、CDMA(code division multiple access)システム、FDMA(frequency division multiple access)システム、TDMA(time division multiple access)システム、OFDMA(orthogonal frequency division multiple access)システム、SC−FDMA(single carrier frequency division multiple access)システム、MC−FDMA(multi carrier frequency division multiple access)システムなどがある。CDMAは、UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)又はCDMA2000のような無線技術(technology)によって具現することができる。TDMAは、GSM(Global System for Mobile communication)、GPRS(General Packet Radio Service)、EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)(i.e.,GERAN)などのような無線技術によって具現することができる。OFDMAは、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11(Wi−Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE802−20、E−UTRA(evolved−UTRA)などのような無線技術によって具現することができる。UTRAは、UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)の一部であり、3GPP(3rd Generation Partnership Project)LTE(Long Term Evolution)は、E−UTRAを用いるE−UMTSの一部である。3GPP LTEは、下りリンク(downlink、DL)ではOFDMAを採択し、上りリンク(uplink、UL)ではSC−FDMAを採択している。LTE−A(LTE−advanced)は、3GPP LTEの進化した形態である。説明の便宜のために、以下では、本発明が3GPP LTE/LTE−Aに適用される場合を仮定して説明する。しかし、本発明の技術的特徴がこれに制限されるものではない。例えば、以下の詳細な説明が、移動通信システムが3GPP LTE/LTE−Aシステムに対応する移動通信システムに基づいて説明されても、3GPP LTE/LTE−A特有の事項以外は、他の任意の移動通信システムにも適用可能である。
例えば、本発明は、3GPP LTE/LTE−Aシステムのように、eNBがUEに下りリンク/上りリンク時間/周波数リソースを割り当て、UEがeNBの割当てによって下りリンク信号を受信し、上りリンク信号を送信する非−競合ベース(non−contention based)通信だけでなく、Wi−Fiのような競合ベース(contention based)通信にも適用することができる。非−競合ベース通信技法は、接続ポイント(access point、AP)或いは上記接続ポイントを制御する制御ノード(node)が、UEと上記AP間の通信のためのリソースを割り当てるが、競合ベース通信技法は、APに接続しようとする複数UE間の競合によって通信リソースが占有される。競合ベース通信技法について簡略に説明すると、競合ベース通信技法の一種として搬送波感知多元接続(carrier sense multiple access、CSMA)がある。CSMAとは、ノード或いは通信機器が周波数帯域(band)のような、共有送信媒体(shared transmission medium)(共有チャネルともいう。)上でトラフィック(traffic)を送信する前に、同一の共有送信媒体上に他のトラフィックがないことを確認する確率的(probabilistic)媒体接続制御(media access control、MAC)プロトコル(protocol)を指す。CSMAにおいて送信装置は受信装置にトラフィックを送ることを試みる前に、他の送信が進行中であるか否か決定する。換言すれば、送信装置は、送信を試みる前に、他の送信装置からの搬送波(carrier)の存在を検出(detect)することを試みる。搬送波が感知されると、送信装置は、自身の送信を開始する前に、進行中の他の送信装置によって送信が完了(finish)することを待つ。結局、CSMAは、“sense before transmit”或いは“listen before talk”の原理を基盤にした通信技法といえる。CSMAを用いる競合ベース通信システムにおいて送信装置間の衝突を回避するための技法としてCSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)及び/又はCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)が用いられる。CSMA/CDは、有線LAN環境での衝突検出技法であり、イーサネット(ethernet)環境で通信をしようとするPC(Personal Computer)やサーバー(server)がまず、ネットワーク上で通信が行われているか確認した後、他の装置(device)がデータを上記ネットワーク上で載せて送っていると、待ってからデータを送る。すなわち、2人以上のユーザ(例、PC、UEなど)が同時にデータを乗せて送る場合、上記同時送信間に衝突が発生するが、CSMA/CDは、上記衝突を監視し、柔軟性あるデータ送信がなされるようにする技法である。CSMA/CDを用いる送信装置は、特定規則を用いて他の送信装置によるデータ送信を感知し、自身のデータ送信を調節する。CSMA/CAは、IEEE802.11標準に明示されている媒体接近制御プロトコルである。IEEE802.11標準に従うWLANシステムは、IEEE802.3標準で用いられたCSMA/CDを用いず、CA、すなわち、衝突を回避する方式を用いている。送信装置は、常にネットワークの搬送波を感知しているが、ネットワークが空になると、目録に登載された自身の位置によって、定められた時間を待ってからデータを送る。目録内で送信装置間の優先順位を決め、これを再設定(reconfiguration)するためには様々な方法を用いることができる。IEEE802.11標準の一部バージョンに従うシステムでは、衝突が起きることがあり、この場合には衝突感知手順が行われる。CSMA/CAを用いる送信装置は、特定規則を用いて、他の送信装置によるデータ送信と自身のデータ送信間の衝突を回避する。
後述する本発明の実施例において「仮定する」という表現は、チャネルを送信する主体が該当の「仮定」に符合するように上記チャネルを送信することを意味できる。上記チャネルを受信する主体は、上記チャネルが該当の「仮定」に符合するように送信されたという前提下に、該当の「仮定」に符合する形態で上記チャネルを受信或いは復号するものであることを意味できる。
本発明において、UEは、固定していても移動性を有してもよく、基地局(base station、BS)と通信してユーザデータ及び/又は各種制御情報を送受信する各種機器がこれに属する。UEは、端末(Terminal Equipment)、MS(Mobile Station)、MT(Mobile Terminal)、UT(User Terminal)、SS(Subscribe Station)、無線機器(wireless device)、PDA(Personal Digital Assistant)、無線モデム(wireless modem)、携帯機器(handheld device)などと呼ぶことができる。また、本発明において、BSは、一般に、UE及び/又は他のBSと通信する固定局(fixed station)のことをいい、UE及び他のBSと通信して各種データ及び制御情報を交換する。BSは、ABS(Advanced Base Station)、NB(Node−B)、eNB(evolved−NodeB)、BTS(Base Transceiver System)、接続ポイント(Access Point)、PS(Processing Server)等の他の用語と呼ぶこともできる。以下の本発明に関する説明では、BSをeNBと総称する。
本発明でいうノード(node)とは、UEと通信して無線信号を送信/受信し得る固定した地点(point)のことを指す。様々な形態のeNBを、その名称に関係なくノードとして用いることができる。例えば、BS、NB、eNB、ピコセルeNB(PeNB)、ホームeNB(HeNB)、リレー、リピータなどをノードとすることができる。また、ノードは、eNBでなくてもよい。例えば、無線リモートヘッド(radio remote head、RRH)、無線リモートユニット(radio remote unit、RRU)とすることもできる。RRH、RRUなどは、一般に、eNBの電力レベル(power level)よりも低い電力レベルを有する。RRH或いはRRU(以下、RRH/RRU)は、一般に、光ケーブルなどの専用回線(dedicated line)でeNBに接続されているため、一般に、無線回線で接続されたeNBによる協調通信に比べて、RRH/RRUとeNBによる協調通信を円滑に行うことができる。1つのノードには少なくとも1つのアンテナが設置される。上記アンテナは物理アンテナを意味することもでき、アンテナポート、仮想アンテナ、又はアンテナグループを意味することもできる。ノードは、ポイント(point)とも呼ばれる。
本発明でいうセル(cell)とは、1つ以上のノードが通信サービスを提供する一定の地理的領域を指す。したがって、本発明で特定セルと通信するということは、上記特定セルに通信サービスを提供するeNB或いはノードと通信するということを意味できる。また、特定セルの下りリンク/上りリンク信号は、上記特定セルに通信サービスを提供するeNB或いはノードからの/への下りリンク/上りリンク信号を意味する。UEに上りリンク/下りリンク通信サービスを提供するセルを特にサービングセル(serving cell)という。
一方、3GPP LTE/LTE−Aシステムは、無線リソースを管理するためにセル(cell)の概念を用いているが、無線リソースと関連付く(cell)は、地理的領域のセル(cell)と区別される。
地理的領域の“セル”は、ノードが搬送波を用いてサービスを提供できるカバレッジ(coverage)と理解することができ、無線リソースの“セル”は、上記搬送波によって設定(configure)される周波数範囲である帯域幅(bandwidth、BW)に関連する。ノードが有効な信号を送信できる範囲である下りリンクカバレッジと、UEから有効な信号を受信できる範囲である上りリンクカバレッジは、当該信号を運ぶ搬送波に依存するので、ノードのカバレッジは、上記ノードが用いる無線リソースの“セル”のカバレッジと関連することもある。したがって、“セル”という用語は、時にはノードによるサービスのカバレッジを、時には無線リソースを、時には上記無線リソースを用いた信号が有効な強度で到達できる範囲を意味することに用いることができる。
一方、3GPP LTE−A標準は無線リソースを管理するためにセル(cell)の概念を使用する。無線リソースと関連付く“セル”とは、下りリンクリソース(DL resources)と上りリンクリソース(UL resources)との組合せ、すなわち、DL CCとUL CCの組合せと定義される。セルは、DLリソース単独、又はDLリソースとULリソースとの組合せで設定する(configure)ことができる。搬送波集約が支援される場合、DLリソース(又は、DL CC)の搬送波周波数(carrier frequency)とULリソース(又は、UL CC)の搬送波周波数(carrier frequency)間のリンケージ(linkage)をシステム情報によって示すことができる。例えば、システム情報ブロックタイプ2(System Information Block Type 2;SIB2)リンケージ(linkage)によってDLリソースとULリソースとの組合せを示すことができる。ここで、搬送波周波数とは、各セル或いはCCの中心周波数(center frequency)を意味する。以下では、1次周波数(primary frequency)上で動作するセルを1次セル(primary cell;Pcell)或いはPCCと呼び、2次周波数(Secondary frequency)(又は、SCC)上で動作するセルを2次セル(secondary cell;Scell)或いはSCCと呼ぶ。下りリンクにおいてPcellに対応する搬送波を下りリンク1次CC(DL PCC)と称し、上りリンクにおいてPcellに対応する搬送波を上りリンク1次CC(DL PCC)と称する。Scellとは、RRC(Radio Resource Control)接続樹立(connection establishment)の後に設定可能であり、追加の無線リソースを提供のために利用できるセルを意味する。UEの性能(capabilities)によって、ScellがPcellと共に、上記UEのためのサービングセルのセット(set)を形成することができる。下りリンクにおいてScellに対応する搬送波を下りリンク2次CC(DL SCC)と称し、上りリンクにおいて上記Scellに対応する搬送波を上りリンク2次CC(UL SCC)と称する。RRC_CONNECTED状態にあるが、搬送波集成が設定されていないか或いは搬送波集成を支援しないUEの場合、Pcellだけで設定されたサービングセルがただ一つ存在する。
本発明において使われる用語及び技術のうち、具体的に説明されていない用語及び技術については、3GPP LTE/LTE−A標準文書、例えば、3GPP TS 36.211、3GPP TS 36.212、3GPP TS 36.213、3GPP TS 36.321、3GPP TS 36.322、3GPP TS 36.323及び3GPP TS 36.331などを参照することができる。
図2は、E―UTRAN(Evolved―Universal Terrestrial Radio Access Network)網構造を示すブロック図である。E―UMTSは、LTEシステムと称することもできる。通信網は、IMS及びパケットデータを通じたVoIP(Voice over IP)などの多様なサービスを提供するために広く配置される。
図2に示したように、E―UMTS網は、E―UTRAN(evolved UMTS terrestrial radio access network)、EPC(Evolved Packet Core)、及び一つ以上の端末を含む。E―UTRANは、一つ以上のeNB(evolved NodeB)20を含むことができ、複数の端末10が一つのセルに位置することができる。一つ以上のE―UTRAN MME(Mobility Management Entity)/SAE(System Architecture Evolution)ゲートウェイ30は、ネットワークの終端に位置し、外部ネットワークに接続することもできる。
本明細書において、「下りリンク(downlink)」は、eNB20からUE10への通信を称し、「上りリンク(uplink)」は、UE10からeNB20への通信を称する。
図3は、一般的なE―UTRANと一般的なEPCの構造を示すブロック図である。
図3に示したように、eNB20は、ユーザ平面及び制御平面のエンドポイント(end point)をUE10に提供する。MME/SAEゲートウェイ30は、セッション及び移動性管理機能のエンドポイントをUE10に提供する。eNB20及びMME/SAEゲートウェイ30は、S1インターフェースを介して接続することができる。
eNB20は、一般にUE10と通信する固定局であって、基地局(BS)又はアクセスポイント(access point)と称することもある。一つのeNB20はセルごとに配置することができる。ユーザトラフィック又は制御トラフィックを送信するためのインターフェースをeNB20間で使用することができる。
MMEは、eNB20に対するNASシグナリング、NASシグナリング保安、AS保安制御、3GPP接続ネットワーク間の移動性のためのインター(inter)CNノードシグナリング、(ページング再送信の制御及び実行を含む)遊休モード(idle mode)UE接近性(Reachability)、(遊休モード及び活性モード(active mode)のUEのための)トラッキング領域リスト管理、PDN GW及びサービングGW選択、MME変化が伴うハンドオーバーのためのMME選択、2G又は3G 3GPP接続ネットワークへのハンドオーバーのためのSGSN選択、ローミング、認証、専用ベアラ設定を含むベアラ管理、(ETWS及びCMASを含む)PWSメッセージ送信のためのサポートを含む多様な機能を行う。SAEゲートウェイホストは、パー―ユーザ(Per―user)ベースのパケットフィルタリング(例えば、深層パケット検査を使用)、適法なインターセプション(Lawful Interception)、UE IPアドレス割当て、下りリンクでの送信(Transport)レベルパケットマーキング、UL及びDLサービスレベル課金、ゲーティング及びレート強化、APN―AMBRに基づいたDLレート強化を含む多様な機能を提供する。MME/SAEゲートウェイ30は、明確性のために、本明細書で単純に「ゲートウェイ」と称する。しかし、MME/SAEゲートウェイ30は、MME及びSAEゲートウェイの両者を全て含む。
複数のノードは、eNB20とゲートウェイ30との間でS1インターフェースを介して接続することができる。各eNB20は、X2インターフェースを介して相互接続することができ、各隣接eNBは、X2インターフェースを有するメッシュネットワーク構造(meshed network structure)を有することができる。
図3に示したように、eNB20は、ゲートウェイ30に対する選択、無線リソース制御(Radio Resource Control、RRC)活性化の間、ゲートウェイに向かうルーティング、ページングメッセージのスケジューリング及び送信、ブロードキャストチャネル(BCCH)情報のスケジューリング及び送信、上りリンク及び下りリンクの全てにおける各UE10のための動的リソース割当て、eNB測定の構成及び準備、無線ベアラ制御、無線承認制御(Radio Admission Control、RAC)、及びLTE_ACTIVE状態での接続移動性制御などの各機能を行うことができる。EPCにおいて、ゲートウェイ30は、ページング発信、LTE_IDLE状態管理、ユーザ平面暗号化、システム構造エボリューション(System Architecture Evolution、SAE)ベアラ制御、及び非―接続層(Non―Access Stratum、NAS)シグナリングの暗号化及び完全性保護などの各機能を行うことができる。
EPCは、移動性管理エンティティ(Mobility Management Entity、MME)、サービング―ゲートウェイ(serving―gateway、S―GW)、及びパケットデータネットワーク―ゲートウェイ(Packet Data Network―Gateway、PDN―GW)を含む。MMEは、主に各UEの移動性を管理する目的で用いられる接続及び可用性に対する情報を有する。S―GWは、E―UTRANを終端点として有するゲートウェイであり、PDN―GWは、パケットデータネットワーク(PDN)を終端点として有するゲートウェイである。
図4は、3GPP無線接続網規格に基づくUEとE―UTRANとの間の無線インターフェースプロトコルの制御平面及びユーザ平面の構造を示す図である。制御平面は、端末(User Equipment;UE)とネットワークがコールを管理するために用いる各制御メッセージが送信される通路を意味する。ユーザ平面は、アプリケーション層で生成されたデータ、例えば、音声データ又はインターネットパケットデータなどが送信される通路を意味する。
LTE/LTE−Aシステムの階層1(すなわち、L1)は物理階層に相当する。第1階層(すなわち、階層1又はL1)である物理階層は物理チャネル(physical channel)を用いて上位階層に情報送信サービス(information transfer service)を提供する。物理層は、上位にある媒体接続制御(Medium Access Control)層とは送信チャネル(Transport Channel)を介して接続されている。前記送信チャネルを介して媒体接続制御層と物理層との間にデータが移動する。送信側と受信側の物理層間には、物理チャネルを介してデータが移動する。前記物理チャネルは、時間と周波数を無線リソースとして活用する。具体的に、物理チャネルは、下りリンクでOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式で変調され、上りリンクでSC―FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access)方式で変調される。
LTE/LTE−Aシステムの階層2(すなわち、L2)は次のサブ階層に分けられる:媒体接続制御(Medium Access Control、MAC)、無線リンク制御(Radio Link Control、RLC)及びパケットデータ収斂プロトコル(Packet Data Convergence Protocol、PDCP)物理階層に相当する。第2層(すなわち、階層2或いはL2)のMAC階層は、論理チャネル(logical channel)を介して上位階層である無線リンク制御(radio link control、RLC)階層にサービスを提供する。第2層のRLC層は、信頼性のあるデータ送信をサポートする。RLC層の機能は、MAC内部の機能ブロックで具現することもできる。第2層のPDCP(Packet Data Convergence Protocol)層は、帯域幅の狭い無線インターフェースでIPバージョン4(IP version 4、IPv4)パケットやIPバージョン6(IPv6)パケットのようなIP(internet protocol)パケットを効率的に送信するために不必要な制御情報を減少させるヘッダー圧縮(Header Compression)機能を行う。
LTE/LTE−Aシステムにおいて、MACサブ階層は次のような機能(function)を支援する:論理チャネル及び送信チャネル間のマッピング、送信チャネル上で物理階層に配達(deliver)される送信ブロック(TB)上への一つ又は相異なる論理チャネルからのMAC SDUの多重化(multiplexing)、送信チャネル上の物理階層から配達された送信ブロック(TB)から一つ又は相異なる論理チャネルからのMAC SDUの逆多重化(multiplexing)、スケジューリング情報報告、HARQによるエラー(error)訂正、動的スケジューリングによるUE間の優先順位ハンドリング、一つのMACエンティティの論理チャネル間の優先順位ハンドリング、論理チャネル優先順位化(logical channel prioritization)、送信フォーマット選択、及びサイドリンク(SL)のための無線リソース選択。MACパケットデータユニット(PDU)は長さにおいてバイト整列された(すなわち、8ビットの倍数)ビットストリングである。MAC PDUは、MACヘッダー、ゼロ以上のMACサービスデータユニット(MAC SDU)、ゼロ以上のMAC制御要素及び選択的なパッディングで構成される。MACヘッダー及びMAC SDUは可変サイズである。MAC PDUヘッダーは一つ以上のMAC PDUサブヘッダーで構成され、それぞれのサブヘッダーはMAC SDU、MAC制御要素又はパッディングに対応する。MAC SDUは長さにおいてバイト整列された(すなわち、8ビットの倍数)ビットストリングである。SDUは最初のビットからMAC PDUに含まれる。MAC PDUサブヘッダーは対応するMAC SDU、MAC制御要素及びパッディングと同一の順序を有する。MAC制御要素はいつもどのMAC SDUよりも前に配置される。
LTE/LTE−Aシステムにおいて、RLCサブ階層のメインサービス及び機能は、上位階層PDUの送信と、(AM(acknowledged mode)データ送信に対してのみ)ARQによるエラー訂正と、(UM(unacknowledged mode)及びAMデータ送信に対してのみ)RLC SDUの連接(concatenation)、分割(segmentation)及びリアセンブリー(reassembly)と、(AMデータ送信に対してのみ)RLCデータPDUの再分割(re−segmentation)と、(UM及びAMデータ送信に対してのみ)RLCデータPDUの再整列(reordering)と、(UM及びAMデータ送信に対してのみ)重複(duplicate)検出と、(AMデータ送信に対してのみ)プロトコルエラー検出)と、(UM及びAMデータ送信に対してのみ)RLC SDU廃棄と、RLC再樹立(re−establishment)を含む。
RLCサブ階層の機能はRLCエンティティによって遂行される。eNBで設定されたRLCエンティティに対して、UEで設定されたピアー(peer)RLCエンティティが存在し、その反対の場合も存在する。RLCエンティティは次のような3種のモードの一つでデータ送信を遂行するように構成されることができる。透明モード(TM)、UM(unacknowledged mode)又はAM(acknowledged mode)。結果的に、RLCエンティティは、RLCエンティティが提供するように設定されたデータ送信モードによってTM RLCエンティティ、UM RLCエンティティ又はAM RLCエンティティに分類される。
TM RLCエンティティは送信TM RLCエンティティ又は受信TM RLCエンティティとして構成される。送信TM RLCエンティティは上位階層からRLC SDUを受信し、下位階層を介してRLC PDUを自らのピアーである受信TM RLCエンティティに送信する。受信TM RLCエンティティはRLC SDUを上位階層に配達し、下位階層を介して自らのピアーである送信TM RLCエンティティからRLC PDUを受信する。TM RLCエンティティはRLCデータPDUであるTMデータ(TMD)PDUを配達(deliver)/受信する。送信TM RLCエンティティがRLC SDUからTMD PDUを形成すれば、RLC SDUを分割するとか連接することなく;任意のRLCヘッダーを前記TMD PDUに含ませてはいけない。受信TM RLCエンティティがTMD PDUを受信すれば、(RLC SDUである)TMD PDUを上位階層に配達する。
UM RLCエンティティは送信UM RLCエンティティ又は受信UM RLCエンティティとして設定される。送信UM RLCエンティティは上位階層からRLC SDUを受信し、下位階層を介してRLC PDUを自らのピアーである受信UM RLCエンティティに送る。受信UM RLCエンティティはRLC SDUを上位階層に配達し、下位階層を介して自らのピアーである送信UM RLCエンティティからRLC PDUを受信する。UM RLCエンティティはRLCデータPDUであるUMデータ(UMD)PDUを配達/受信する。送信UM RLCエンティティがRLC SDUからUMD PDUを形成すれば、UMD PDUが下位階層によって知られた特定送信機会(opportunity)に下位階層によって指示されたRLC PDU(等)の総サイズ内に合うようにRLC SDUを分割及び/又は連接し、関連のRLCヘッダーをUMD PDUに含ませなければならない。受信UM RLCエンティティがUMD PDUを受信すれば、UMD PDUが重複して受信されたかを検出し、重複した(duplicated)UMD PDUを廃棄し、順次に受信されなければUMD PDUを再整列(reorder)し、下位階層でのUMD PDUの損失を検出し、過度な再整列遅延を避け、(損失が検出されたRLC PDUを考慮せずに)再整列されたUMD PDUからRLC SDUをリアセンブリングし、RLC SNの昇順でRLC SDUを上位階層に配達し、特定RLC SDUに属したUMD PDUの下位階層での損失によってRLC SDUにリアセンブリングされることができない受信されたUMD PDUを廃棄しなければならない。RLC再樹立の際、受信UM RLCエンティティは、可能であれば、順序に従わなく(out of sequence)受信されたUMD PDUからRLC SDUをリアセンブリングして上位階層に配達し、RLC SDUにリアセンブリングされることができない任意の残りのUMD PDUを廃棄し、関連状態変数を初期化して関連タイマーを中断しなければならない。
AM RLCエンティティは送信側と受信側から構成される。AM RLCエンティティの送信側は上位階層からRLC SDUを受信し、下位階層を介してRLC PDUを自らのピアーであるAM RLCエンティティに送信する。AM RLCエンティティの受信側はRLC SDUを上位階層に配達し、下位階層を介して自らのピアーであるAM RLCエンティティからRLC PDUを受信する。AM RLCエンティティは次のRLCデータPDUを配達/受信する、AMデータ(AMD)PDU及び/又はAMD PDUセグメント。AM RLCエンティティはRLC制御PDUであるSTATUS PDUを配達/受信する。AM RLCエンティティの送信側がRLC SDUからAMD PDUを形成すれば、AMD PDUが下位階層によって知られた特定送信機会で下位階層によって指示されたRLC PDU(等)の総サイズ内に合うように前記RLC SDUを分割及び/又は連接しなければならない。AM RLCエンティティの送信側はRLCデータPDUの再送信(ARQ)を支援する。再送信されるRLCデータPDUが下位階層によって知られた特定送信機会で下位階層によって指示されたRLC PDU(等)の総サイズ内に合わなければ、AM RLCエンティティが前記RLCデータPDUをAMD PDUセグメントに再分割することができ;再分割の数が制限されない。AM RLCエンティティの送信側が上位階層から受信したRLC SDU又は再送信されるRLCデータPDUからのAMD PDUセグメントからAMD PDUを形成すれば、関連RLCヘッダーをRLCデータPDUに含ませなければならない。AM RLCエンティティの受信側がRLCデータPDUを受信すれば、RLCデータPDUが重複して受信されたかを検出し、重複したRLCデータPDUを廃棄し、順次に受信されなければRLCデータPDUを再整列し、下位階層でRLCデータPDUの損失を検出し、自らのピアーであるAM RLCエンティティへの再送信を要請し、再整列されたRLCデータPDUからRLC SDUをリアセンブリングし、RLC SDUを順次に(in sequence)上位階層に配達する。RLC再樹立の際、AM RLCエンティティの受信側は、可能であれば、順序に従わなく受信されたRLCデータPDUからRLC SDUをリアセンブリングして上位階層に配達し、RLC SDUにリアセンブリングされることができない任意の残ったRLCデータPDUを廃棄し、関連状態変数を初期化して関連タイマーを中断しなければならない。
TMD PDUはTM RLCエンティティによって上位階層PDUを送信するのに使われる。UMD PDUはUM RLCエンティティによって上位階層PDUを送信するのに使われる。AMD PDUはAM RLCエンティティによって上位階層PDUを送信するのに使われる。AMD PDUはAM RLCエンティティが初めてRLC SDU(の一部)を送信するとき又はAM RLCエンティティが再分割を遂行せずにAMD PDUを再送信するときに使われる。AMD PDUセグメントはAM RLCエンティティによって上位階層PDUを送信するのに使われる。AMD PDUセグメントはAM RLCエンティティがAMD PDUの一部を再送信する必要があるときに使われる。TMD PDUの場合、ただ一つのRLC SDUのみが一つのTMD PDUのデータフィールドにマッピングされることができる。UMD PDU、AMD PDU及びAMD PDUセグメントの場合、ゼロRLC SDUセグメント及び一つ以上のRLC SDU;又は一つ又は二つのRLC SDUセグメント及びゼロ以上のRLC SDUのいずれかが一つのUMD PDU、AMD PDU又はAMD PDUセグメントのデータフィールドにマッピングされることができる。UMD PDU、AMD PDU及びAMD PDUセグメントの場合、RLC SDUセグメントはデータフィールドの始まり又は終わりにマッピングされる。UMD PDU、AMD PDU及びAMD PDUセグメントの場合、11ビット長さ指示子(length indicator、LI)に対する2047オクテットより大きいRLC SDU又はRLC SDUセグメントはただデータフィールドの終わりにマッピングされることができる。UMD PDU、AMD PDU及びAMD PDUセグメントの場合、二つのRLC SDUセグメントが存在すれば、これらは相異なるRLC SDUに属する。
PDCPエンティティはPDCPサブ階層に位置する。いくつかのPDCPエンティティがUEのために定義されることができる。使用者平面データを運ぶ(carry)各PDCPエンティティはヘッダー圧縮を使うように設定されることができる。各PDCPエンティティは一つの無線ベアラのデータを伝達している。全てのPDCPエンティティは多くても一つのROHC圧縮機(compressor)インスタンス及び多くても一つのROHC圧縮解除器(decompressor)インスタンスを使う。PDCPエンティティはデータを伝達する無線ベアラによって制御平面又は使用者平面に関連する。PDCPは自らのサービスをUEではRRC及び使用者平面上位階層に提供し、eNBではリレーに提供する。次のようなサービスがPDCPによって上位階層に提供される:使用者平面データの伝達、制御平面データの伝達、ヘッダー圧縮;暗号及び無欠性保護。PDCPエンティティはRLCエンティティ別に下位階層から次のサービスを期待する:PDCP PDUの成功裏な伝達(transfer)の表示を含む、確認(acknowledged)データ送信サービス、非確認(unacknowledged)データ送信サービス、下位階層の再樹立時を除いた順次配達(in−sequence deliver)、下位階層の再樹立時を除いた重複廃棄。パケットデータコンバージェンスプロトコルは次のような機能、すなわち、ROHCプロトコルを用いたIPデータフローのヘッダー圧縮及び圧縮解除、(使用者平面又は制御平面)データの送信、PDCP SNの維持、下位階層の再樹立時の上位階層PDUの順次配達、RLC AM上にマッピングされた無線ベアラに対する下位階層の再樹立時の下位階層SDUの重複除去、使用者平面データ及び制御平面データの暗号化(ciphering)及び復号化(deciphering);制御平面データの無欠性保護及び無欠性検証、サイドリンク一対一通信データの無欠性保護及び無欠性検証、RNに対して、使用者平面データの無欠性保護及び無欠性検証、タイマーに基づいた廃棄、及び重複廃棄を支援する。
第3階層(すなわち、L3階層)の最下部に位置する無線リソース制御(radio resource control、RRC)階層は制御平面でのみ定義される。 RRC層は、各無線ベアラ(Radio Bearer;RB)の設定(Configuration)、再設定(Re―configuration)及び解除(Release)と関連して論理チャネル、送信チャネル及び物理チャネルの制御を担当する。RBは、端末とネットワークとの間のデータ伝達のために第2層によって提供されるサービスを意味する。このために、端末とネットワークのRRC層は、互いにRRCメッセージを交換する。
eNBの一つのセルは、1.25MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz及び20MHzなどの各帯域のうち一つで動作するように設定することができ、帯域で下りリンク又は上りリンク送信サービスを提供するように設定することができる。異なる各セルは、異なる各帯域を提供するように設定することもできる。
E―UTRANから端末への送信のための下りリンク送信チャネル(Downlink transport Channel)は、システム情報を送信するBCH(Broadcast Channel)、各ページングメッセージを送信するPCH(Paging Channel)、及びユーザトラフィック又は各制御メッセージを送信するための下りリンク共有チャネル(Shared Channel、SCH)を含む。下りリンクマルチキャスト又はブロードキャストサービスのトラフィック又は制御メッセージの場合、下りリンクSCHを介して送信することもでき、又は別途の下りリンクMCH(Multicast Channel)を介して送信することもできる。
端末からネットワークにデータを送信する上りリンク送信チャネルとしては、初期制御メッセージを送信するRACH(Random Access Channel)と、その他にユーザトラフィックや制御メッセージを送信する上りリンクSCH(Shared Channel)とがある。送信チャネルの上位にあり、送信チャネルにマップされる論理チャネルとしては、BCCH(Broadcast Control Channel)、PCCH(Paging Control Channel)、CCCH(Common Control Channel)、MCCH(Multicast Control Channel)、及びMTCH(Multicast Traffic Channel)などがある。
図5は、E―UMTSシステムで使用する物理チャネル構造の一例を示した図である。物理チャネルは、時間軸上にある複数のサブフレームと、周波数軸上にある複数のサブキャリア(Sub―carrier)とで構成される。ここで、一つのサブフレーム(Sub―frame)は、時間軸上に複数のシンボル(Symbol)で構成される。一つのサブフレームは、複数のリソースブロック(Resource Block)で構成され、一つのリソースブロックは、複数のシンボル及び複数のサブキャリアで構成される。また、各サブフレームは、PDCCH(Physical Downlink Control Channel)、すなわち、L1/L2制御チャネルのために該当のサブフレームの特定シンボル(例えば、1番目のシンボル)の特定サブキャリアを用いることができる。図5には、L1/L2制御情報送信領域(PDCCH)とデータ領域(PDSCH)を示した。一実施例において、10msの無線フレーム(radio frame)が使用され、一つの無線フレームは10個のサブフレーム(subframe)で構成される。また、一つのサブフレームは二つの連続するスロットで構成される。一つのスロットの長さは0.5msである。また、一つのサブフレームは複数のOFDMシンボルで構成され、複数のOFDMシンボルのうち一部のシンボル(例えば、1番目のシンボル)は、L1/L2制御情報を送信するために使用することができる。
無線フレームはデュプレックス(duplex)モードによって異なるように設定(configure)され得る。例えば、FDDモードにおいて、下りリンク送信及び上りリンク送信は周波数によって区分されるため、無線フレームは特定の周波数帯域に対して下りリンクサブフレーム又は上りリンクサブフレームのいずれか一方だけを含む。TDDモードにおいて、下りリンク送信及び上りリンク送信は時間によって区分されるため、特定の周波数帯域に対して無線フレームは下りリンクサブフレーム及び上りリンクサブフレームの両方を含む。
サブフレームを送信するための時間は送信時間間隔(transmission time interval;TTI)と定義される。時間リソースは、無線フレーム番号(或いは無線フレームインデックスともいう。)、サブフレーム番号(或いは、サブフレーム番号ともいう。)、スロット番号(或いはスロットインデックスともいう。)などによって区分することができる。TTIとは、データがスケジューリングされ得る間隔を意味する。例えば、現在LTE/LTE−AシステムにおいてULグラント或いはDLグラントの送信機会は1msごとに存在し、1msより短い時間内にはUL/DLグラント機会が複数回存在しない。したがって、現在LTE/LTE−AシステムにおいてTTIは1msである。
基地局と端末は、一般に特定制御信号又は特定サービスデータを除いては、送信チャネルであるDL―SCHを用いる物理チャネルであるPDSCHを介してデータを送信/受信する。PDSCHのデータがいずれの端末(一つ又は複数の端末)に送信されるもので、前記各端末がどのようにPDSCHデータを受信してデコード(decoding)しなければならないのかに対する情報などは、PDCCHに含まれて送信される。
例えば、特定のPDCCHが「A」というRNTI(Radio Network Temporary Identity)でCRCマスク(masking)されており、「B」という無線リソース(例えば、周波数位置)及び「C」という送信形式情報(例えば、輸送ブロックサイズ、変調方式、コーディング情報など)を用いて送信されるデータに関する情報が特定サブフレームを通じて送信されると仮定する。この場合、セル内の端末は、自身が有しているRNTI情報を用いてPDCCHをモニタし、「A」RNTIを有している一つ以上の端末があると、前記各端末はPDCCHを受信し、受信したPDCCHの情報を通じて「B」と「C」によって指示されるPDSCHを受信する。
近い将来に全く移動可能でありながらも連結された社会が予想され、これは連結性(connectivity)、交通量及びもっと広い範囲の使用シナリオにおいて巨大な成長によって特徴付けられるであろう。一般的な趨勢は、データトラフィックの爆発的な成長、連結された装置の大幅な増加及び新しいサービスの持続的な出現を含む。市場要求事項の他にも、モバイル通信社会そのものはまたエコシステムの持続的な開発を要求し、これはスペクトル効率、エネルギー効率、動作効率、費用効率などのシステム効率をもっと改善する必要性を発生させる。市場及びモバイル通信社会からのずっと上昇する要求事項を満たすために、次世代接近技術が近い将来に出現すると期待される。
3GPP SA1研究項目であるSMARTER(New Services and Markets Technology Enablers)及びSA2研究項目であるNRシステムに対するアーキテクチャー(Architecture for NR system)だけでなくITU−RM. 2083 “Framework and overall objectives of the future development of IMT for 2020 and beyond”でのようにITU及び3GPPで新しい無線(NR)システムに対する要求事項及び仕様を開発する作業が始まった。緊急な市場要求とITU−R IMT−2020プロセスで提示するより長期的な要求事項を適時に満たすNRシステムを成功裏に標準化するために必要な技術構成要素を確認して開発しなければならない。これを達成するために無線インターフェース及び無線ネットワークアーキテクチャーの進化が“新しい無線接続技術”で考慮されなければならない。
図6は次世代システムにおいてプロトコル階層間の機能分離オプションの例を示す図である。
バックホール概念はLTE/LTE−Aシステムで使われる。バックホール(backhaul)は最も簡単にモバイルネットワークを有線ネットワークにまた連結する。5Gの新しいRAT(new radio access technology)において、プロントホーリング(fronthauling)の概念が導入される。プロントホーリングは3GPPによって現在は特定されない内部RANノード間のインターフェース及び送信能力を示す。プロントホーリングは無線プロトコル階層間の標準化したインターフェースを意味する。プロントホーリングの基本例は中央(central)ユニットとリモートユニット間の連結及びそれによる送信機能である。中央ユニットは全体/部分基底帯域(baseband)機能及び上位階層制御機能を含む。これは多数のセルをハンドリングし、機能プール(function pool)としての役割をする。リモートユニットは伝統的なリモート無線ユニットの機能及び、可能であれば、部分基底帯域(baseband)機能を含むことができる。プロントホーリングのために、相異なる機能的分離(split)オプションが考慮される。図6は一つのネットワークで多数のプロントホーリングの可能な具現/展開(deployment)だけでなく中央ユニット及びリモートユニット間の機能的分離(split)に依存する候補プロントホーリングオプションを示す。
その結果として、相異なるプロトコル階層は相異なるネットワークノードに位置することができる。例えば、PDCPエンティティは中央ユニットに位置する反面、PDCPエンティティと関連するRLCエンティティはリモートユニットに位置することができる。また、一つのリモートユニットは多数の中央ユニットと連結されることができる。すなわち、一つのリモートユニットは多数の中央ユニットの間に共有されることができる。
LTE/LTE−Aシステムにおいて、MACエンティティがeNBからULグラントを受信すれば、MACエンティティは論理チャネル優先順位化(logical channel prioritization、LCP)過程を行ってMACエンティティにマッピングされたそれぞれのRLCエンティティに対するRLCサイズを決定する。その後、MACエンティティはそれぞれのRLCエンティティに決定されたRLCサイズを指示する。RLCエンティティがMACエンティティからRLCサイズの指示を受信すれば、RLCエンティティは指示されたRLCサイズに合うようにRLC SDUの分割/連接(segmentation/concatenation)を遂行する。RLC分割は必要時にだけ発生し、RLC連接は順次遂行される。MACエンティティにマッピングされたRLCエンティティからRLC PDUを受信した後、前記MACエンティティは、受信されたRLC PDU及び潜在的な(potentially)MAC制御要素を連接し、MACヘッダーを添付(attach)することによってMAC PDUを構成(construct)する。その後、MACエンティティは受信されたULグラントを用いて前記構成されたMAC PDUを送信する。
前記過程から分かるように、UEはULグラント受信及びULデータ送信間の多くのプロセスを遂行し、よって、それら間の時間はかなり長い。最も長い時間を消費するプロセスはRLC SDUの分割/連接であり、これは可変MAC PDUサイズを支援するのに必須なプロセスである。5Gの新しいRATシステムにおいて、超低(ultra−low)遅延(latency)を保障するためには、ULグラント受信及びULデータ送信間のプロセシング時間を最小化することが重要である。
また、LTE/LTE−Aシステムにおいては、PDCP及びRLCはそれぞれのSNを付け加える。PDCP SNフィールドのサイズは1〜3バイトであり、RLC SNフィールドのサイズは1〜2バイトである。また、MACはMACヘッダーを付け加える。多くのバイトがL2ヘッダーによって消費されるので、5Gの新しいRATシステムでL2ヘッダーオーバーヘッドを減らすことが必須である。
LTEにおいて、使用者平面プロトコルは初めに比較的低いデータレート、すなわち100Mbpsのために設計された。一方、NRはLTEピークレートより200倍大きいピーク20Gbpsまでの非常に高いデータレートを支援するように要求される。これは、ネットワークとUEの全ての計算が上りリンク及び下りリンクに対してほぼ200倍増加することを意味する。NRピークレートを達成するというのは、特にプロセシング及び消費電力に対する制約があるUE側ではとても難しい。また、ULグラントからデータ送信までの実時間プロセシングはUEで潜在的な瓶首(ボトルネック)現象を引き起こすことがある。高いデータレートの結果として、一つのTTIの間にプロセシングされたデータの量が増加する。例えば、下りリンクデータレートが20Gbpsであると仮定すれば、TTI長さは1msであり、全てのPDCP SDUのサイズは1500−Byteであり、ヘッダーのサイズは無視され、一つのTTIで送信されるデータビットは20Gbits/1000=20Mbitsであり、一つのTTIで送信されるPDCP SDUの数は20Mbits/(1500×8)=1666.6でなければならない。これはそれぞれのTTI内で少なくとも1666個のRLC SDUを一つのRLC PDUで連接する必要があることを意味し、これはとても難しい。また、遅延を減少させるためにもっと短いTTI値が考慮されることができる。ところが、この減少したタイムラインは実時間プロセシングをもっと難しくする。よって、NRでの使用者平面プロトコルは下りリンク及び上りリンクの両方に対してプロセシングに優しく設計されて簡略化されなければならない。
したがって、本発明はプロセシング時間及びシグナリングオーバーヘッドを最小化する新しいL2エンティティを提案する。
図7及び8は本発明によるL2エンティティの例を示す図である。特に、図7は送信側のL2エンティティの例を示し、図8は受信側のL2エンティティの例を示す。
本発明の送信(TX)側は、図7に示したように、受信側に送信されるデータをプロセシングすることができる。本発明の送信側は、SDUバッファー、ヘッダー圧縮エンティティ、SN付加エンティティ、暗号化/無欠性保護エンティティ、SDU再送信バッファー、PDU構成(construction)エンティティ及びHARQエンティティを含むことができる。これらの機能性(functional)エンティティはそれぞれS701〜S707を遂行することができる。その代案として、送信側の一つ以上のL2エンティティは本発明によってS701〜S707を行ってL2 PDU(等)を生成することができる。すなわち、SDUバッファー、ヘッダー圧縮エンティティ、SN付加エンティティ、暗号化/無欠性保護エンティティ、SDU再送信バッファー、PDU構成エンティティ及びHARQエンティティは一つのL2エンティティ/サブ階層又は一つより多いL2エンティティ/サブ階層によって具現されることができる。例えば、S701及びS704に対応するエンティティは一つのL2エンティティ/サブ階層(例えば、PDCP)によって具現されることができ、S705及びS706に対応するエンティティは他の一つのL2エンティティ/サブ階層(例えば、RLC)によって具現されることができ、S707に対応するエンティティはさらに他の一つのL2エンティティ/サブ階層(例えば、MAC)によって具現されることができる。
図7を参照すると、特に、送信(TX)側の一つ以上のL2エンティティは次のようにSDU(等)をプロセシングすることができる。
それぞれのSDU及び/又はそれぞれのSDUセグメントに対して、シーケンス番号(SN)フィールド、分割(segmentation、SEG)フィールド、及びフレーミング情報(framing information、FI)フィールドが付け加わる。SN、SEG、及びFIフィールドの全長はバイト整列される。以下、PDUに含まれるSDU又はSDUセグメントはSDU要素(element)と呼ばれる。
図9は本発明によるSDU又はSDUセグメントに対する(サブ)ヘッダーの例を示す図である。例えば、それぞれのSDU及び/又はSDUセグメントに対して、18ビットSNフィールド、4ビットSEGフィールド、2ビットFIフィールドが使われることができる。
本発明のSNフィールドはSDUを特異的に識別する値にセットされる(S703)。同じSDUに属する全てのSDUセグメントはSDUに割り当てられた同じSN値を有する。
SEGフィールドは該当SDU要素が完全な(complete)SDUであるか又はSDUセグメントであるかを示す。特定値、例えば、0は完全なSDUであることを示すのに使われる。SDUセグメントであれば、SEGフィールドは所定値にセットされて、SDU内でSDUセグメントのセグメント順、例えば、第1セグメントに対するSEG=1、第2セグメントに対するSEG=2などを示す。
FIフィールドはSDU要素の最初のバイトが原本(original)SDUの最初のバイトであるか及びSDU要素の最後のバイトが原本(original)SDUの最後のバイトであるかを示す。例えば、FIが2ビットであれば、次の定義を使うことができる。
*FI=00:SDU要素の最初のバイトが原本SDUの最初のバイトであり、SDU要素の最後のバイトが原本SDUの最後のバイトである。
*FI=01:SDU要素の最初のバイトが原本SDUの最初のバイトであり、SDU要素の最後のバイトが原本SDUの最後のバイトではない。
*FI=10:SDU要素の最初のバイトが原本SDUの最初のバイトではなく、SDU要素の最後のバイトが原本SDUの最後のバイトである。
*FI=11:SDU要素の最初のバイトが原本SDUの最初のバイトではなく、SDU要素の最後のバイトが原本SDUの最後のバイトではない。
分割(S706)がSDUに適用される前、SEGフィールドは特殊値、例えば0にセットされ、FIフィールドは00にセットされる。
分割(S706)がSDUに適用された後、それぞれのSDUセグメントに対して、SEGフィールドはSDU内のセグメント順によって所定の値にアップデートされ、FIフィールドは分割がSDU要素の一番目及び最後のバイトに対して遂行されるかによって01、10又は11にアップデートされる。
分割はL2 PDU内の最初のSDU要素又は最後のSDU要素に対してのみ遂行されることができる。すなわち、L2 PDUはSDUセグメントを最初又は最後のSDU要素として含むことができる。L2 PDU内の中間SDU要素は完全なSDUであり、SDUセグメントであることはない。
ULグラントが受信されれば、L2エンティティ(例えば、PDU構成エンティティ)はSDU再送信バッファーに保存されたSDUを分割/連接することによってL2 PDUを構成する(S706)。
L2 PDUヘッダーがPDUの前に付加され、それぞれのSDU、SDUセグメント及び(含まれる場合)制御要素に対するタイプ及び長さ指示子(length indicator、LI)フィールドを含む。タイプフィールドは該当ペイロードがSDU、SDUセグメント又は制御要素であるかを示す。LIフィールドは該当ペイロードの長さを示す。
それぞれのSDU及びSDUセグメントに対して、L2 PDUヘッダーはLI、SN、SEG、及びFIフィールドの少なくとも一つを含むことができる。
制御要素(control element、CE)は個別L2 PDU、すなわち、L2制御PDUとして送信されるものと定義されることができる。この場合、L2データPDUには制御要素がない。L2 PDUヘッダーはL2 PDUがデータPDUであるか又は制御PDUであるかを示すD/Cフィールドを含むことができる。
ヘッダー圧縮(S702)されて暗号化/無欠性保護(S704)されたSDUはSDU再送信バッファーに保存される(S705)。SN、SEG及びFIフィールドはSDUとともにSDU再送信バッファーに保存されることも保存されないこともある。
L2状態報告が受信されれば、L2エンティティはL2状態報告でNACKとして指示されたSDU再送信バッファーに保存されたSDUを再送信する(S707)。
本発明の受信(RX)側は、図8に示したように、送信側から受信されたデータをプロセシングすることができる。本発明の受信側はHARQエンティティ、制御情報抽出エンティティ、SDUセグメント再整列(reordering)エンティティ、SDUリアセンブリーエンティティ、復号化(deciphering)/無欠性(integrity)検証(check)エンティティ、SDU受信バッファー/SDU再整列エンティティ、SN分離(detachment)エンティティ、ヘッダー圧縮解除(decompression)エンティティ及びSDU配達(delivery)エンティティを含むことができる。これらの機能性(functional)エンティティはそれぞれS801〜S809を遂行することができる。もしくは、受信側の一つ以上のL2エンティティが本発明によってS801〜S809を行ってL2 PDUからSDUを得ることができる。すなわち、HARQエンティティ、制御情報抽出エンティティ、SDUセグメント再整列エンティティ、SDUリアセンブリーエンティティ、復号化/無欠性検証エンティティ、SDU受信バッファー/SDU再整列エンティティ、SN分離エンティティ、ヘッダー圧縮解除エンティティ及びSDU配達エンティティは一つのL2エンティティ/サブ階層又は1より多いL2エンティティ/サブ階層によって具現されることができる。例えば、S801に対応するエンティティはL2エンティティ/サブヘッダー(例えば、MAC)によって具現されることができ、S802〜S804に対応するエンティティは他の一つのL2エンティティ/サブ階層(例えば、RLC)によって具現されることができ、S805〜S809に対応するエンティティはさらに他の一つのL2エンティティ/サブ階層(例えば、PDCP)によって具現されることができる。
図8を参照すると、特に受信(RX)側の一つ以上のL2エンティティは次のようにSDU(等)をプロセシングすることができる。
本発明の受信側は2タイプの再整列を遂行することができる。第1タイプはSDUセグメント再整列であり、第2タイプはSDU再整列である。
SDUセグメント再整列はSN、SEG、及びFIフィールドを用いてSDUセグメントに対して遂行される(S803)。L2エンティティは同じSDUに属する全てのSDUセグメントの受信を待つ。これはFI=0の最初のビット及びFI=0の最後のビットが受信されるか及び全てのSEGが連続的であるかをチェックすることでなることができる。
L2エンティティはセグメント再整列タイマーを用いてSDUの全てのSDUセグメントを受信する。L2エンティティはSDUのSDUセグメントが受信されるときタイマーを開始し、SDUの全てのSDUセグメントが受信されればタイマーを中止する。タイマーが満了すれば、L2エンティティは一つ以上の紛失SDUセグメントを有するSDUを紛失と見なしてSDUの全てのSDUセグメントを廃棄する。L2エンティティはL2セグメント状態報告をピアーL2エンティティに送信して紛失SDUセグメントの再送信を要請する。
レガシーLTE/LTE−Aシステムにおいて、受信側のRLCエンティティはRLCデータPDUが順に受信されなければこれらを再整列し、再整列されたRLCデータPDUからRLC SDUをリアセンブリングし、RLC SDUを順にPDCPに配達する。すると、PDCPはRLCから順に受信されたRLC SDUに対して復号化/無欠性検証を遂行する。すなわち、レガシーLTE/LTE−Aシステムにおいて、RLC SDUが順に配達されるように再整列された後、RLC SDUに対して復号化/無欠性検証を遂行する。次世代通信システムにおいて、多量の下位階層PDUが同時に受信側に到逹することができると期待される。この場合、SDUの順次配達は順次配達に必要なSDUを含む下位階層PDUが全て順次配達エンティティで受信された後に遂行されるから、SDUの順次配達は遅延を引き起こす。その他に、多量のSDUが一度に復号化/無欠性検証エンティティに配達されれば、SDUの復号化/無欠性検証にあまりにも多い負荷がかかる。よって、本発明はSDUリアセンブリー後に復号化/無欠性検証エンティティ(例えば、PDCP)への完全なSDUの非順次配達を許容するように提案する(S804)。L2エンティティがSDUセグメント再整列を遂行するとき、前記L2エンティティはSDU順次配達を支援しない。すなわち、一旦SDUの全てのSDUセグメントが受信されれば、L2エンティティは完全なSDUを上位機能エンティティ(すなわち、復号化/無欠性検証)にSNの順序にかかわらず直ちに配達する。本発明によると、SDU(例えば、PDCP PDU)の非順次(out−of−order)復号化は復号化/無欠性検証エンティティで可能である(S805)。
図8はS806〜S809に対応する4個の機能エンティティが存在することを示すが、S806〜S809に対応する機能は一つの機能エンティティ(例えば、SDU再整列バッファー)で遂行されることができ、それらのうちいくつかの機能(例えば、S807、S808)は遂行されないこともある。
SDUの復号化/無欠性検証を遂行した後(S805)、L2エンティティはSDU再整列バッファーにSDUを保存する(S806)。SDU再整列バッファーにおいて、L2エンティティはそれぞれのSNに基づいてSDUをSNの昇順で再整列する。紛失されたSDUがあれば、L2エンティティはL2状態報告をピアーL2エンティティに送信して、紛失されたSDUの再送信を要請することができる。L2状態報告において、L2エンティティは正確に受信されたSDUに対してはACKを指示し、紛失されたSDUに対してはNACKを指示する。L2エンティティは全ての紛失されたSDUを受信するために再整列タイマーを用いることができる。L2エンティティは非順次SDUが受信されればタイマーを開始し、全てのSDUが順次的であればタイマーを中止する。タイマーが満了し、少なくとも一つの紛失SDUがあれば、L2エンティティはL2状態報告をピアーL2エンティティに送信して、紛失されたSDUの再送信を要請することができる。
SDU再整列バッファーはSDUをSN(等)の昇順で上位機能エンティティに配達する。
PDUが多数のSDU要素を含めば、SDU要素はPDUでそれぞれのSNの順に位置する。図7及び図8に示したように、それぞれのSDUセグメントはPDUで最初又は最後のSDU要素として位置する。すなわち、PDUがSDU要素として一つ又は二つのSDUセグメントを含めば、前記一つ又は二つのSDUは一番目及び最後のSDUの間に位置することができない。SDU要素の中間に位置するSDU要素(等)はいつも完全な(complete)SDUである。
本発明は次の有利な効果を有する。レガシーLTE/LTE−Aシステムにおいて、SNフィールドはUMD又はAMD PDUが一つのSDU又は多数のSDUを含むかにかかわらず該当UMD又はAMD PDUのシーケンス番号を示す。レガシーLTE/LTE−Aシステムのシーケンス番号はUMD又はAMD PDUごとに一つずつ増分(increment)される。レガシーLTE/LTE−Aシステムとは違い、本発明はPDUごとではなくてSDUごとにSNを割り当てる。よって、PDUが相異なるSDUからのSDU要素を含めば、本発明によるPDUは相異なるSDUに対応するそれぞれのSN値を含む。すなわち、本発明において、SN付加エンティティを含むL2機能性エンティティは、PDUが下位階層によって指示されたPDUサイズ内に合わなくても、SDUを連接(concatenate)しない。本発明はSDU要素を連接せずにSDU要素及び該当SNを含むPDUを生成する。現在のLTEプロトコルにおいて、RLC PDU及びMACサブヘッダーは連接及び分割のため予め計算できない。連接を除去(remove)することは送信側で次のような利点を有する。連接がSN付加エンティティを含むL2機能性エンティティ(例えば、RLC)で遂行されれば、一つのPDUにマルチプレックシングされたSDUが他のPDUの完了(completion)後にだけ決定されることができるから、順次プロセシングのみが可能であり、よって、PDUに対するSN付加は前記PDUに対するSDUの連接後に遂行されることができる。一方、SN付加エンティティを含むL2機能性エンティティ(例えば、RLC)で連接が遂行されなければ、一つのPDU(例えば、MAC PDU)にマルチプレックシングされたSDU(例えば、PDCP PDU)が他のPDUと関係なく決定されることができるから並列プロセシングが可能であり、SDUへのSN付加が並列で遂行されることができる。追加的に、MAC SDUに隣接してMACサブヘッダーを配置することにより、MACの事前計算(pre−computation)が可能である。これはULグラント前に完全なMAC PDUが準備されることができることを意味する。一つ以上の潜在的(potential)利点は、MAC PDUが全く構成(construct)される前、最初のMAC SDUが準備されるとすぐMACエンティティが物理階層(PHY)にMAC SDUをフォワーディングし始めることができることである。これは、MACがPHYにフォワーディングする前に全てのPDUを形成する必要がないから、プロセシングの間にハードウェアメモリ要求事項を緩和させることができる。また、大量のデータをプロセシングするとともにUE側でプロセシング瓶首(bottleneck)を防止するために、使用者平面機能の一部でハードウェア加速器(accelerator)の助けが考慮される必要がある。ハードウェア加速器はメインプロセッサと別途のハードウェアユニットである。ハードウェア加速器におけるオフローディング(offloading)によって、もっと少ないメモリ接続を有する早いプロセシングが可能である。また、オフローディングはメインプロセッサの作業負荷だけでなくUE側の総消費電力を減少させる。このような理由で、UEのメインプロセッサに対する要求事項は緩和され、UE具現に対する柔軟性が増加することができる。このようなハードウェア加速性能は反復的で集中的な作業のために最大化される。連接を除去することにより、長さ指示子(LI)フィールドは必要ではなく、RLC PDU構造はもっと簡単になることができる。大部分のRLC PDUは一つの固定サイズRLCヘッダー及び一つのRLC SDUで構成される。最後のRLC SDUのみが追加的にセグメントオフセット(SO)フィールドを有する。また、RLC内のLIフィールド及びMAC内の長さ(L)フィールドはLフィールドに統合される。よって、ヘッダー構造はもっと簡単になる。また、類似した機能と見なされる連接及びマルチプレックシングはマルチプレックシングによって併合される。この簡素化は他の隠された費用と見なされるUE具現設計の努力を減少させる。この構造はハードウェア加速器によるTXプロセシングに有利である。
連接除去は受信側で次のような利得を有する。送信側と同様に、早いプロセシングのためのハードウェア加速器の助けがUE受信側で考慮される必要がある。同様に、連接除去はUE受信側にハードウェア加速器に対するより適切な構造、すなわち、簡単で反復的でありかつ集中的な作業をもたらす。ハードウェア加速に対するLTE連接の問題点はいくら多くのSDUが連接されるかが受信機が分からないことである。よって、RLCヘッダーをデコーディングするために充分に大きなメモリサイズを残しておかなければならない。これは非効率的であるだけでなく受信プロセシング速度を減少させる。連接を除去することによって分散された固定サイズRLCヘッダーは効率的な構造であると思われることができる。この効率性はMAC SDUに隣接したMACサブヘッダーに対しても同様に達成されることができる。全てのMAC PDUがMACエンティティに到逹する場合にだけRLCリアセンブリーが始まることができる。MAC PDUの終わりにあるヘッダーのため、リアセンブリーは停止(suspended)されなければならなく、よって、受信側のプロセシング遅延(latency)が増加する。MACエンティティが完全な受信までMAC PDUをバッファリングするので、バッファリングのための追加のメモリが必要である。
また、RLCシーケンスナンバリング及びARQは非実時間プロセシングであるように思われるが、LTE使用者平面アーキテクチャーでの連結はスケジューリングに関連した実時間プロセシングである。連接を除去することにより、シーケンスナンバリング及びARQの配置(placement)は、リンク品質に基づいた物理リソース割当がシーケンスナンバリングに必要でないから、スケジューリングとは独立的であり得る。例えば、CUでのRLCシーケンスナンバリング及びARQそしてDUでのスケジューリング機能の分離(split)オプションが可能である。また、連接除去は、何の制限もなく、それらが同じ場所に位置する他のオプションに適用されることができる。結果的に、連接除去はCU−DU分離のためのネットワーク具現の柔軟性を増加させる。
5Gの新しいnewRAT(NR)システムにおいて、中央ユニット(central unit、CU)及び分散ユニット(distributed unit、DU)は二つの相異なるノードに分離されることができる。一つのCUは多数のDUに連結されることができる。したがって、LTE L2の全ての機能が再考慮される必要がある。すなわち、各機能のプロセシング順序及び位置が再設計される必要がある。本発明において、NRのためのL2機能のプロセシング順序及び位置が提案される。次の説明で、CU−DU分離(split)によるL2機能エンティティの分割(division)はL2階層を分割(divide)することによって実現することができる。例えば、CUに位置する機能は第1L2サブ階層で遂行されることができ、DUに位置する機能は第2L2サブ階層で遂行されることができる。
例えば、ネットワーク側で、中央ユニット(CU)分配ユニット(DU)分離が存在すれば、L2エンティティの送信側及び受信側は次のように一つ以上の機能エンティティで形成されることができる。
*送信側
>CU:SDUバッファー、ヘッダー圧縮、SN付加、暗号化/無欠性保護。
>DU:SDU再送信バッファー、PDU構成(construction)、HARQ。
*受信側
>CU:SDU伝達、ヘッダー圧縮解除、SN分離(detachment)、SDU再整列、復号化/無欠性検証。
>DU:SDUリアセンブリー、SDUセグメント再整列、制御情報抽出、HARQ。
送信側及び受信側のそれぞれのCU及びDU機能エンティティは一つのL2エンティティ又は二つの相異なるL2エンティティに含まれる。例えば、UE側で、CUの機能エンティティとDUの機能エンティティは二つの相異なるL2エンティティにそれぞれ対応するとか二つの相異なるL2サブ階層にそれぞれ対応することができる。
ネットワーク側で、CU及びDUエンティティは相異なる位置に位置することができる。UE側で、CU及びDUエンティティはUEに位置し、CU及びDUエンティティ間の分離はただ論理的分離である。
LTEにおいては、多くの機能がL2規格(specifications)に定義されているが、必須(essential)機能はそれほど多くない。本発明では、NR L2 プロトコルの必須機能に関する以下の表に記載された機能を採択することを提案する。
* ヘッダー圧縮及び圧縮解除
この機能は、IPヘッダーオーバーヘッドを大幅に減少させ、ペイロードサイズに比べてヘッダーオーバーヘッドが大きいVoIPパケットに必須である。
* 符号化/復号化及び無欠性保護/検証
この機能は、ピアーエンティティ間の安定した通信を保障し、NAS層に保安が提供されなければ強制的に支援を行わなければならない。時間−可変的な保安マスク(security mask)を夫々のパケットに適用するために、シーケンス番号を夫々のパケットに連関しなければならない。
* ルーティング及び再整列
ルーティング機能は、多数の送信経路が設定されている場合、一つの送信経路の選択するために使用される。多数の送信経路は多数のHARQ手順又は多数の分散ユニットにより実現される。再整列機能は、非順次(out of order)に受信されたパケットを順次(in−order)に整列させるために受信側に具現(implement)される。非順次(out of order)受信は多数の送信経路が設定された場合に必須である。再整列を行うためには各々のパケットの区分が必須であり、これはシーケンス番号により達成することができる。
* 分割、連接及びリアセンブリー
送信側は、PDUが利用可能な無線資源に適合したサイズを有するように、SDUを分割(segment)及び連接(concatenate)させる必要がある。SDUの分割及び連接を示すために、分割/連接情報(segmentation/concatenation information、SCI)が夫々のPDUに添付(attach)される。LTEにおいて、分割/連接情報は様々なヘッダーフィールド、例えば、シーケンス番号(SN)フィールド、長さ指示子(LI)フィールド、分割オフセット(SO)フィールド、フレーミング情報(framing info、FI)フィールドにより実現される(3GPP TS 36.321を参考)。受信側は、完全なSDUを得るために、受信されたPDUに対するリアセンブリー機能を行う。
* 再送信及び状態報告
エラーのない送信を支援するためにNR L2が必要な場合には、再送信機能が必須である。再送信は、受信側で受信された状態報告によりトリガーされる。受信側ではシーケンス番号に基づいて紛失されたパケットを識別し、状態報告に用いて紛失されたパケットの再送信を要求する。
* 多重化及び逆多重化
一つのPDUが送信効率を達成するために多数のフローからのSDUを含むように求められた場合、多重化機能が必要である。一つのPDUが一つのフローからのSDUを含む場合には、多重化機能が適用されない。
LTEにおいては、この機能は、媒体接続制御(MAC)の主要機能の一つである論理チャネル多重化により具現される。他のRBからのデータが一つのMAC PDUに多重化される。論理チャネル多重化機能は、UMTSから継承される。UMTSにおいては、バッファー状態報告がなく、夫々のDCHは様々なレートの音声データを運ぶので、多重化が必須である。したがって、より高い送信効率を達成するために、他のDCHからのデータが送信フォーマット組み合わせ(TFC)選択メカニズムに基づいて一つのMAC PDUに多重化される。LTEで使用される論理チャネル優先順位決定(LCP)手順は、UMTS TFC選択メカニズムから始まる。両方の差は、LCP手順では、様々なサイズのMAC SDUを支援し、枯渇 (starvation)の問題を避けるために各々の資源ブロック(即ち、PBR)の最小ビットレート(minimum bit rate)を保障する。LTEの初期には、多重化機能が若干の多重化利得を提供するという点で未だ有用であると思われた。多重化利得はバッファー状態が報告されない場合には注目に値する。しかし、LTEは基地局が効率的に上りリンクグラントを提供できる優れたBSRメカニズムを有している。即ち、MAC多重化が支援されなくても送信効率を失うことはない。
NRにおいて、夫々のフローのバッファー状態が正確に提供されず送信資源が夫々のフローに対して割り当てられる場合、多重化機能は必須ではない。NRシステムでバッファー状態が正確に提供される場合、多重化により達成される送信効率は無視できるほどであるからである。
* HARQ送信及び受信
パケット送信の堅牢さを達成するために、HARQ動作が必須である。しかし、L2又はL1におけるHARQ動作を特定するか否かについてはもっと論議が必要である。
CUとDUの間の潜在的な分離により、各々の機能の位置を慎重に定義する必要がある。位置を定義する時、以下の要求事項を考慮しなければならない。
* 送信側
>ヘッダー圧縮が原本IPパケットのIPヘッダーに適用され、CUに位置しなければならない。
>パケットが多数の送信経路のうちの一方にルーティングされる前にルーティングが行われなければならない。一つのCUが多数のDUにマッピングできることから、このような機能はCUの機能のうち最後の段階としてCUに位置しなければならない。送信側がUEであれば、送信側はルーティング機能を含まないことができる。
>利用可能な送信資源のサイズに基づいて分割/連接が行われる。このサイズが無線条件により決定されるので、かかる機能はDUに位置する。送信資源のサイズが決定される前にSDUがバッファーに格納される。したがって、分割/連接を準備するためにはSDUバッファーはDUに位置しなければならない。
>多重化が支援される場合、分割/連接後に多重化機能が行われる。他のフローのSDUセグメントが一つのPDUに多重化されることができる。また制御情報がPDUに多重化されることものである。
>CU及びDUの両方に再送信機能が具現されることができる。しかし、CUにおける再送信は多数のDUと多数のHARQ過程をカバーできる反面、DUにおける再送信は多数のHARQ過程のみをカバーする。したがって、CUにのみ再送信機能を具現すれば十分である。
>再送信が必要なパケットを識別するために、SNが夫々のパケットに添付される。CUに再送信機能が要求されるため、SNはCUにも添付される。CUに添付されるSNはSDUセグメントを識別するためにDUで再使用されることができる。
>SNを用いて符号化/無欠性保護が行われる。したがって、この機能はCUに位置する。符号化/無欠性保護及び再送信において処理順序はそれほど重要ではないが、再送信されたパケットのための新たな符号化/無欠性保護が必要ではない限り、再送信前に符号化/無欠性保護を行うことが好ましい。
>HARQ機能はL2機能として定義されれば、L2の最後の機能になるべきである。
図10は本発明の一例によるL2送信側を示す図である。図10に示したように、L2構造はNRのために使用されることができる。また図10はCUとDUの間の潜在的な分離を示している。
本発明では、L2プロトコルの送信側において、CU及びDUに各々以下の機能を定義することを提案する。
>CU:ヘッダー圧縮(S1002)、符号化/無欠性保護(S1004)、再送信(S1005)
>DU:分割/連接(S1008)、多重化(S1009)、HARQ(S1010)
送信側がUEである場合、送信側はルーティング機能又はルーティングエンティティを含まないことができる(S1006)。NRにおいて多重化機能が必須L2機能として採択される場合、PDUが多数のフロー(例えば、多数の無線ベアラ)からのSDUを含む場合に多重化機能が適用され、PDUが単一フロー(例えば、単一無線ベアラ)からのSDUを含む場合には多重化機能が適用されない。
図10において、‘SCI’は分割/連接情報を示す。例えば、長さ指示者(LI)、分離オフセット(SO)、LTE RLCの構成情報(FI)フィールドなどがSCIとして使用される。他の一例として、図7ないし図9を参照して説明されたフィールドがSCIとして使用されることができる。
図10に示されたCU層及びDU層は、送信装置(例えば、基地局又はUE)に設定された2つのL2サブ階層に各々該当することができる。DUのL2機能を行うL2サブ階層はRLC階層、CUのL2機能を行うL2サブ階層はPDCP階層であることができる。
*受信側
受信側における機能の対部分は送信側の機能の逆順(reverse order)である。以下、異なる点のみを説明する。
>CUにおいて、復号化/無欠性検証機能は、L2処理時間を節約するために再整列機能の前に行われる。
>再整列バッファーで漏れたSDUをチェックすることにより、CUで状態報告が支援される。
>DUにおいては、多数のセグメントから完全なSDUをリアセンブリーするために、SDUセグメント再整列が必要である。
図11は本発明の一例によるL2受信側を示す図である。図11に示したように、L2構造はNRのために使用されることができる。また図11はCUとDUの間の潜在的な分離を示している。
本発明では、L2プロトコルの受信側において、CU及びDUに各々以下の機能を定義することを提案する。
>DU:HARQ(S1101)、逆多重化(S1102)、SDUセグメント再整列(S1103)、SDUリアセンブリー
>CU:復号化/無欠性検証(S1105)、再整列/状態報告(S1106)、ヘッダー圧縮(S1108)
図11に示されたCU層及びDU層は、受信装置(例えば、基地局又はUE)に設定された2つのL2サブ階層に各々該当することができる。DUのL2機能を行うL2サブ階層はRLC階層、CUのL2機能を行うL2サブ階層はPDCP階層であることができる。
図11を参照すると、SDUセグメント再整列エンティティは、同一SDUに属するSDUセグメントを該当SDU内のセグメントの順に再整列する(S1103)。図11において、SDUリアセンブリーエンティティは、SDUを上位機能エンティティまたは上位階層に非順次(out of order)に伝達する。LTE RLCは再整列されたRLCデータPDUからRLC SDUをリアセンブリーし、RLC SDUを上位階層に順に伝達する。したがって、SDUリアセンブリーエンティティはSDUの順又はSDUのシーケンス番号を考慮する必要がなく、SDUセグメントを(完全な)SDUにリアセンブリーするとすぐに上位機能エンティティ(例えば、復号化/無欠性検証エンティティ)に伝達することができる(S1104)。これは、復号化/無欠性検証エンティティが非順次に復号化を実行できるようにする。すなわち、SDUの非順次復号化のために、本発明ではSDUリアセンブリーの後に上位階層/エンティティ(例えば、PDCP)に完全なSDUの非順次伝達を許容するように提案する。SDUが下位階層においてリアセンブリーされた後、完全なSDUがSDUリアセンブリー機能を有する下位階層(例えば、RLC)から復号化/無欠性検証機能を有する上位階層(例えば、PDCP)に非順次に伝達される。復号化/無欠性の検証後に上位階層において再整列が行われ、再整列されたSDUが上位階層の上層に順に伝達される。
本発明において、SDUはRLC SDU、SDUセグメントはRLC SDU、またPDUはMAC PDUであることができる。
図12は本発明の他の例による中央ユニット(CU)及び分散ユニット(DU)におけるL2の機能を示す図である
本発明の他の例において、L2機能は以下のようにCUとDUに分離される。
>CU:ヘッダー圧縮、保安、再整列、再送信
>DU:分割、連接、再整列、リアセンブリー
CU機能はL2−Cエンティティで行われ、DU機能はL2−Dエンティティで行われることができる。一つの無線ベアラは一つのL2−Cエンティティ及び一つ以上のL2−Dエンティティで構成される。ネットワーク側において、CU及びDUエンティティはUEに位置し、CU及びDUエンティティの間の分離はひたすら論理的分離である。
*L2−Cエンティティ
各々のL2−Cエンティティは送信側及び受信側で構成される。
一つのL2−Cエンティティは一つ以上のL2−Dエンティティに連結される。
L2−C PDUは2つのタイプ、すなわち、データPDU及び制御PDUに区分される。
L2−CデータPDUは、D/Cフィールド、L2−C SN及びL2−Cペイロードで構成される。D/CフィールドはPDUがデータPDUであるか制御PDUであるかを示す。L2−Cペイロードはヘッダー圧縮された及び/又は符号化されたL2−C SDU及び/又は無欠性保護されたL2−C SDUを含む。一部の制御情報はL2−CデータPDU、例えば、ポーリング(polling)、保安関連情報、(無欠性保護が適用されれば)MAC−Iフィールドに含まれる。
L2−C制御PDUは、D/Cフィールド、制御PDUタイプフィールド、及びL2−C状態報告、ROHCフィードバック、フロー制御情報、保安情報などのような制御情報で構成される。制御PDUタイプフィールドは、制御PDUに含まれた制御情報タイプを示す。
送信側において、L2−Cエンティティは以下の過程を行う。
>上位階層からL2−C SDUを受信し;
>SDUバッファーにL2−C SDUを格納;
>L2−C SNをL2−C SDUに連関(associate)させ;
>L2−C SDUに対するSDU廃棄(discard)タイマーを開始し;
>適用可能であれば、ヘッダー圧縮をL2−C SDUに適用し;
>適用可能であれば、符号化/無欠性保護をL2−C SDUに適用させ;
>L2−CデータPDUを生成するために、L2−C SNをL2−C SDUに添付させ;
>例えば、L2−C状態報告がトリカーされる場合である紛失PDUの検出、ROHCフィードバックがトリガーされる場合であるROHCコンテクスト変質の検出時、L2−C制御PDUを生成させ;及び/又は
>生成されたL2−C PDUをL2−Cエンティティが連結されたL2−Dエンティティのうちの一方に送信する
受信側において、L2−Cエンティティは以下の過程を行う。
>下位階層からL2−C PDUを受信し;
>D/Cフィールドに基づいてL2−C PDUがデータPDUであるか制御PDUであるかを識別し;
>L2−C PDUが制御PDUであれば、適切な動作を行うために、例えば、制御PDU(ユニット)がL2−C状態報告であれば、L2−C状態報告でNACKで指示されたL2−CデータPDUを再送信するためにL2−D PDUを制御ユニットに伝達し;
>L2−C PDUがデータPDUであれば、以下の過程を行う。
>適用可能であれば、符号化及び無欠性検証をL2−C PDUに適用させ;
>L2−C PDUを再整列バッファーに格納し;
>L2−C SNに基づいてL2−C PDUを再整列し、紛失PDUを検出し;
>紛失PDUが検出されるとL2−C状態報告を生成し;
>L2−C PDUが順にある場合、適用可能であれば、ヘッダー圧縮解除をL2−C SDUに適用させ;及び/又は
> 上記L2−C SDUを上位階層に配達する。
*L2−D エンティティ
各々のL2−Dエンティティは送信側及び受信側で構成される。
一つのL2−Dエンティティは一つ以上のL2−Cエンティティに連結される。
L2−D PDUはL2−D制御情報だけではなくL2−D SDUを伝送できる。
L2−D PDUは、L2−D SN、L2−D制御情報及びL2−D SDUセグメントの各々に対する一つ以上のL2−Dサブヘッダー、0またはそれ以上のL2−D制御情報、0またはそれ以上のL2−D SDU及びパッディング(padding)で構成される。
L2−D制御情報は、バッファー状態報告(BSR)、電力ヘッドルーム報告(power headroom report、PHR)、不連続受信(discontinuous reception、DRX)命令、タイピングアドバンス命令(timing advance command、TAC)、活性化/非活性化(AD)命令などを含む。
L2−Dサブヘッダーは、L2−D制御情報及びL2−D SDUセグメントの各々に対する識別者、L2−D制御情報及びL2−D SDUセグメントの各々に対する長さ指示者(LI)、また各々のL2−D SDUセグメントに対するフレーミング情報(FI)を含む。FIは該当L2−D SDUの最初/最後のバイトが全体L2−D SDUの最初/最後のバイトであるか否かを示す。
送信側において、L2−Dエンティティは以下の過程を行う。
>上位階層からL2−D SDUを受信し;
>SDUバッファーにL2−D SDUを格納し;
>L2−D SDUをL2−D PDUサイズに合わせて分割或いは連接し;
>トリガーされる場合、L2−D制御情報を含ませ;
>該当L2−D制御情報又はL2−D SDUセグメントの長さに基づいてL1を設定し;
>該当L2−D SDUセグメントの分割/連接に基づいてFIを設定し;
>設定されたLI及びFIを含むL2−Dサブヘッダー、L2−D制御情報及びL2−D SDUセグメントの各々に対する識別者を生成させ;
>L2−D SN及びL2−D サブヘッダーをL2−D制御情報及びL2−D SDUセグメントに添付してL2−D PDUを生成させ;及び/又は
>生成されたL2−D PDUをHARQエンティティに送信する。
受信側においては、L2−Dエンティティは以下の過程を行う。
>下位階層からL2−D PDUを受信し;
>サブヘッダーにおける識別者に基づいてL2−D制御情報を識別し;
>L2−D PDUからL2−D制御情報を抽出し、L2−D制御情報がL2−D PDUに含まれている場合、適切な動作を行う。
>L2−D PDUを(L2−D制御情報無しに)再整列バッファーに格納し;
>L2−D SNに基づいてL2−D PDUを再整列し;
>再整列されたL2−D PDUの場合、L2−D SDUの全てのセグメントが受信されると、LI及びFIに基づいてL2−D SDUをリアセンブリーし;及び/又は
>L2−D SDUを上位階層に伝達する。
図13は、本発明を実行する送信装置100及び受信装置200の構成要素を示すブロック図である。
送信装置100及び受信装置200は、情報及び/又はデータ、信号、メッセージなどを搬送する無線信号を送信又は受信できるRF(Radio Frequency)ユニット13,23と、無線通信システムにおける通信と関連した各種情報を記憶するメモリ12,22と、RFユニット13,23及びメモリ12,22などの構成要素と動作的に連結され、構成要素を制御して該当装置が前述した本発明の実施例の少なくとも1つを行うようにメモリ12,22及び/又はRFユニット13,23を制御するプロセッサ11,21とをそれぞれ備える。
メモリ12、22は、プロセッサ11、21の処理及び制御のためのプログラムを格納することができ、入/出力される情報を臨時記憶することができる。メモリ12,22をバッファーとして活用することができる。
プロセッサ11,21は、通常、送信装置又は受信装置における各種モジュールの動作全般を制御する。特に、プロセッサ11,21は、本発明を実行するための各種制御機能を果たすことができる。プロセッサ11,21は、コントローラ(controller)、マイクロコントローラ(microcontroller)、マイクロプロセッサ(microprocessor)、マイクロコンピュータ(microcomputer)などと呼ぶことができる。プロセッサ11,21は、ハードウェア(hardware)、ファームウェア(firmware)、ソフトウェア、又はそれらの結合によって具現することができる。ハードウェアを用いて本発明を具現する場合には、本発明を実行するように構成されたASICs(application specific integrated circuits)、DSPs(digital signal processors)、DSPDs(digital signal processing devices)、PLDs(programmable logic devices)、又はFPGAs(field programmable gate arrays)などをプロセッサ11,21に備えることができる。一方、ファームウェアやソフトウェアを用いて本発明を具現する場合には、本発明の機能又は動作を実行するモジュール、手順又は関数などを含むようにファームウェアやソフトウェアを構成することができ、本発明を実行できるように構成されたファームウェア又はソフトウェアは、プロセッサ11,21内に設けられたりメモリ12,22に格納されてプロセッサ11,21によって駆動されるようにすることができる。
送信装置100のプロセッサ11は、プロセッサ11又はプロセッサ11と接続されたスケジューラからスケジュールされて外部に送信される信号及び/又はデータに対して所定の符号化(coding)及び変調(modulation)を行った後にRFユニット13に送信する。例えば、プロセッサ11は、送信しようとするデータ列を逆多重化及びチャネル符号化、スクランブリング、変調過程などを経てK個のレイヤに変換する。符号化されたデータ列はコードワードとも呼ばれ、MAC層の提供するデータブロックである伝送ブロックと等価である。1つの伝送ブロック(transport block、TB)は1つのコードワードにコーディングされ、各コードワードは、1つ以上のレイヤの形態で受信装置に送信される。周波数アップコンバートのためにRFユニット13はオシレーター(oscillator)を備えることができる。RFユニット13は、Nt個(Ntは1以上の正の整数)の送信アンテナを有することができる。
受信装置200の信号処理過程は、送信装置100の信号処理過程の逆に構成される。プロセッサ21の制御下に、受信装置200のRFユニット23は送信装置100によって送信された無線信号を受信する。RFユニット23はNr個の受信アンテナを有することができ、RFユニット23は、受信アンテナで受信した信号のそれぞれを周波数ダウンコンバート(frequency down convert)して基底帯域信号に復元する。RFユニット23は、周波数ダウンコンバートのためにオシレーターを備えることができる。プロセッサ21は、受信アンテナで受信した無線信号に対する復号(decoding)及び復調(demodulation)を行い、送信装置100が本来送信しようとしたデータを復元することができる。
RFユニット13,23は、1つ以上のアンテナを具備する。アンテナは、プロセッサ11,21の制御下に、本発明の一実施例によって、RFユニット13,23によって処理された信号を外部に送信したり、外部から無線信号を受信してRFユニット13,23に伝達する機能を果たす。アンテナは、アンテナポートとも呼ばれる。各アンテナは、1つの物理アンテナに該当してもよく、1つよりも多い物理アンテナ要素(element)の組合せによって構成されてもよい。各アンテナから送信された信号は、受信装置200でそれ以上分解することができない。該当アンテナに対応して送信された参照信号(reference signal、RS)は、受信装置200の観点で見たアンテナを定義し、チャネルが1つの物理アンテナからの単一(single)無線チャネルか或いは上記アンテナを含む複数の物理アンテナ要素(element)からの合成(composite)チャネルかに関係なく、上記受信装置200にとって上記アンテナに対するチャネル推定を可能にする。すなわち、アンテナは、上記アンテナ上のシンボルを伝達するチャネルが、上記同一アンテナ上の他のシンボルが伝達される上記チャネルから導出されうるように定義される。複数のアンテナを用いてデータを送受信する多重入出力(Multi−Input Multi−Output、MIMO)機能を支援するRFユニットの場合は、2個以上のアンテナと接続することができる。
本発明の実施例において、UEは、上りリンクでは送信装置100として動作し、下りリンクでは受信装置200として動作する。本発明の実施例において、eNBは、上りリンクでは受信装置200として動作し、下りリンクでは送信装置100として動作する。以下、UEに具備されたプロセッサ、RFユニット及びメモリを、UEプロセッサ、UE RFユニット及びUEメモリとそれぞれ称し、eNBに具備されたプロセッサ、RFユニット及びメモリを、eNBプロセッサ、eNB RFユニット及びeNBメモリとそれぞれ称する。
送信装置100のプロセッサは本発明によってSDUをプロセシングしてPDU(等)を生成することができ、RFユニット13を制御してPDU(等)を含む無線信号を受信装置200に送信することができる。プロセッサ11は本発明の例によって機能エンティティで構成されることができる。プロセッサ11は本発明の例によってL2サブ階層で構成されることができる。プロセッサ11はSDUごとにSNを付け加えて一つ以上のSDU及びゼロ以上のSDUセグメントを含むPDUを生成することができる。PDUはSDU(等)及びSDUセグメントのそれぞれに対するSNを含む。プロセッサ11は同じPDUから得たSDUセグメントのそれぞれに同じSNを付け加えることができる。
受信装置200のRFユニット23は送信装置100からSDU(等)及び/又はSDUセグメントを受信することができる。SDU(等)及び/又はSDUセグメント(等)は送信装置100から受信されたPDU(等)に含まれることができる。受信装置200のプロセッサ21は本発明によってPDU(等)からSDUを得ることができる。PDU(等)はMAC PDU(等)であってもよい。プロセッサ21は本発明の例によって機能エンティティで構成されることができる。プロセッサ21は本発明の例によってL2サブ階層で構成されることができる。プロセッサ21は送信装置100から受信されたPDUからSDU(等)又はSDUセグメント(等)を得ることができる。プロセッサ21はリアセンブリーエンティティでSDUセグメントからSDU(等)をリアセンブリングし、SDU(等)を非順次に復号化/無欠性検証エンティティに配達することができる。完全なSDUがリアセンブリーエンティティに到逹すれば、リアセンブリーエンティティは完全なSDUを直ちに復号化/無欠性検証エンティティに配達することができる。すなわち、SDUはSDUリアセンブリー機能を有する第1階層(例えば、RLC階層)から復号化/無欠性検証機能を有する第2階層(例えば、PDCP)に非順次に配達される。プロセッサ21はSDUSNの手順と関係なく第1階層からのSDUなどの受信順で暗号解読/無欠性検証エンティティでSDUに対する復号化/無欠性検証を遂行する。プロセッサ21はそれぞれのSNによって第2階層で復号化/無欠性検証されたSDUを再整列することができ、再整列されたSDUを上位階層に順次に配達することができる。例えば、図8又は図11を参照すると、プロセッサ21はSDU3、SDU4、SDU1、SDU2をSDU1、SDU2、SDU3、SDU4に再整列し、これらSDUを各々のSNの昇順、即ちSDU1、SDU2、SDU3、SDU4の順に配達することができる。
上述したように開示された本発明の好適な実施例に関する詳細な説明は、当業者が本発明を具現して実施できるように提供された。上記では本発明の好適な実施例を参照して説明したが、当該技術の分野における熟練した当業者にとっては、添付の特許請求の範囲に記載された本発明を様々に修正及び変更させることができるということは明らかである。したがって、本発明は、ここに開示された実施の形態に制限しようとするものではなく、ここに開示された原理及び新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えようとするものである。