(57)【要約】本発明は、予約ＨＡＲＱ処理及び／又は追加ＨＡＲＱ処理を含む複数のパラレルなハイブリッドＡＲＱ処理を管理する方法に関する。当該方法は少なくとも一つのリソース割当パラメータに従い、送信のために利用可能なＨＡＲＱ処理をスケジューリングするステップを有する。更に本発明は、送信機から受信機に対してデータフローが送信される、移動通信システムにおける予約ＨＡＲＱ処理及び／又は追加ＨＡＲＱ処理を含む複数のハイブリッドＨＡＲＱ処理の方法であって、受信機宛て送信用の複数のＨＡＲＱ処理のために、複数のトランスミッションタイムインターバル（ＴＴＩ）を前もってスケジューリングするステップと、スケジューリングされたＴＴＩのうち少なくとも一つにおいて、送信されるＨＡＲＱ処理に対するチャネル状況を予測するステップと、予測されるチャネル状況に従って、送信用のＨＡＲＱ処理を割り当てるステップと、を有する方法を開示する。
2005536160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケット合成を伴い予約ＨＡＲＱ処理及び／又は追加ＨＡＲＱ処理の少なくとも一方を含む複数のパラレルなハイブリッドＡＲＱ処理を管理する方法であって、
少なくとも一つのリソース割当パラメータに従って、送信のために、利用可能なＨＡＲＱプロセスをスケジューリングするステップを有する方法。
【請求項２】
無線リソース割当パラメータは、変調符号化方式（ＭＣＳ）レベルである、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
無線リソース割当パラメータは、データパケットサイズ等の、データ送信のトランスポートフォーマットである、
請求項１記載の方法。
【請求項４】
無線リソース割当パラメータは、通信システムの受信機での必要ソフトバッファサイズである、
請求項１記載の方法。
【請求項５】
予約ＨＡＲＱ処理又は追加ＨＡＲＱ処理の使用は、別個のデータフローＩＤ又は論理チャネルＩＤに制限される、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
予約ＨＡＲＱ処理又は追加ＨＡＲＱ処理の使用は、無線リソース制御ＲＲＣのシグナリングデータを伝達するデータフロー又は論理チャネル、若しくは、上位レイヤシグナリングに制限される、
請求項５記載の方法。
【請求項７】
予約ＨＡＲＱ処理又は追加ＨＡＲＱ処理の使用は、上位レイヤにより再送されるパケットに制限される、
請求項５記載の方法。
【請求項８】
無線リソース割当パラメータは、トラフィックデスクリプタである、
請求項１記載の方法。
【請求項９】
送信機から受信機に対してデータフローが送信される、移動通信システムにおける予約ＨＡＲＱ処理及び／又は追加ＨＡＲＱ処理の少なくとも一方を含む複数のハイブリッドＨＡＲＱ処理の方法であって、
受信機宛て送信用の複数のＨＡＲＱ処理のために、複数のトランスミッションタイムインターバル（ＴＴＩ）を前もってスケジューリングするステップと、
スケジューリングされたＴＴＩのうち少なくとも一つにおいて、送信されるＨＡＲＱ処理に対するチャネル状況を予測するステップと、
予測されるチャネル状況及び利用可能なＨＡＲＱ処理に従って、送信用のＨＡＲＱ処理を割り当てるステップと、
を有する方法。
【請求項１０】
スケジューリングするステップは、少なくとも一つの優先度キュー内の複数のデータフローを並べ替え、優先度キューを、送信用の一つ又は複数の設定されたＨＡＲＱ処理に対して空にする、
請求項１から請求項９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
予約ＨＡＲＱ処理及び／又は追加ＨＡＲＱ処理は、複数のＨＡＲＱ処理に比して制限された機能を有する、
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
予約ＨＡＲＱ処理及び／又は追加ＨＡＲＱ処理は、最大に可能な、又は、前記複数のＨＡＲＱ処理に比してより低い変調符号化方式（ＭＣＳ）レベルをサポートする、
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
予約ＨＡＲＱ処理及び／又は追加ＨＡＲＱ処理は、最大に可能な、又は、前記複数のＨＡＲＱ処理に比してより低いトランスポートフォーマットリソースコンビネーション（ＴＦＲＣ）をサポートする、
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
予約ＨＡＲＱ処理及び／又は追加ＨＡＲＱ処理は、ソフトバッファ内の利用可能なメモリに応じて、チェイス合成又はインクリメンタルリダンダンシをサポートする、
請求項１から請求項１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
予約ＨＡＲＱ処理及び／又は追加ＨＡＲＱ処理に対しては、複数のＨＡＲＱ処理の一つに対して予約されるものと比較して、より小さなソフトバッファサイズが予約される、
請求項１から請求項１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
送信機は、受信機に対して、予約ＨＡＲＱ処理及び／又は追加ＨＡＲＱ処理について別個の並べ替えバッファを用いるようシグナリングする、
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
ＨＡＲＱ処理識別が受信機に対してシグナリングされる、
請求項１から請求項１６のいずかに記載の方法。
【請求項１８】
ＨＡＲＱ処理数及び／又は追加処理の機能性は、受信機及び送信機での送信時間及び処理時間によって生じるラウンドトリップ遅延（ＲＴＤ）に合わせられる、
請求項１から請求項１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
設定されるＨＡＲＱ処理の数は、システムパラメータに応じて動的に変動する、
請求項１記載の方法。
【請求項２０】
システムパラメータは、ラウンドトリップ時間、処理時間、トラフィックバースト性、サービス品質（quality of service）、変調符号化方式、共有チャネルのタイミング、及び、最小トランスミッションタイムインターバルのいずれかである、
請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
ＨＡＲＱ処理設定は、ＨＡＲＱプロトコル制御パケットによって、送信機から受信機に対してシグナリングされる、
請求項１から請求項２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
ＨＡＲＱプロトコル制御パケットは、インバンドシグナリングにより識別される、
請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
制御情報を明示的又は黙示的にシグナリングすることができる、
請求項２１又は請求項２２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動通信システムにおけるインクリメンタルリダンダンシ（incremental redundancy）又はハイブリッドＡＲＱタイプII若しくはタイプIIIの再送技術に関し、特に、セルラーシステムに適用可能なものである。
【背景技術】
【０００２】
非リアルタイムサービスにおける誤り検出のための最も一般的な技術は、誤り訂正符号化（ＦＥＣ）と組み合わせられた自動再送要求（ＡＲＱ）方式に基づくものであり、これは、ハイブリッドＡＲＱ（ＨＡＲＱ）と呼ばれる。巡回冗長検査（ＣＲＣ）にて誤りが検出された場合には、受信機は、送信機に対して、追加ビットを送信するよう要求する。移動通信においては、異なる既存方式のうち、ストップアンドウェイト方式（ＳＡＷ）及び選択的リピート方式（ＳＲ）のＡＲＱが、最も多く用いられる。
【０００３】
データユニット（ＰＤＵ）は、送信前に符号化される。再送されるビットに依存して、異なる三つのＡＲＱタイプが、例えば、非特許文献１に規定されている。
【０００４】
タイプI：誤ったＰＤＵは、破棄され、当該ＰＤＵの新規コピーが、別個に再送、復号される。当該ＰＤＵの前バージョン及び後バージョンの合成は、行なわれない。
【０００５】
タイプII：再送の必要な誤ったＰＤＵは、破棄されず、その後の復号化のために送信機より供給される幾つかのインクリメンタルリダンダンシビットと合成される。再送されるＰＤＵは、時として、より高い符号化率を有し、受信機側で蓄積された値と合成される。これは、各送信において、僅かな冗長のみが追加されることを意味している。
【０００６】
タイプIII：タイプIIと同様であるが、各再送ＰＤＵは、自己復号可能である。このことは、前のＰＤＵとの合成が行なわれることなく、ＰＤＵが復号可能であることを意味する。これは、幾つかのＰＤＵがひどく破損しており、ほとんど何も情報が再利用できない場合に有益である。
【０００７】
本発明は、タイプII方式及びタイプIII方式に関するものであって、これらにおいては初回送信／再送信（the received (re)transmissions）が合成される。これらの方式は、例えば、非特許文献２及び非特許文献３に記載されているように、チャネル状況に従って、冗長性が適応化され得るものであることから、リンクアダプテーション技術の一つとして見ることができる。
【０００８】
また、リンクアダプテーションのこの分類に入る他の技術に、適応変調符号化（ＡＭＣ）がある。ＡＭＣの記述については、上述の文書で参照することができる。ＡＭＣの原理は、チャネル状況の変動又はシステム上の制限に従って、変調及び符号化のフォーマットを変更することである。チャネル状況は、例えば、受信機からのフィードバックに基づいて、推定することができる。ＡＭＣを伴うシステムにおいては、例えば、セルサイトに近いユーザなどの、有利な位置に所在するユーザに対しては、一般に、高い符号化率を用いた高多値変調（例えば、Ｒ＝３／４のターボ符号による６４ＱＡＭ）が割り当てられる一方、例えば、セル境界に近いユーザなどの、不利な位置に所在するユーザに対しては、低い符号化率を用いた低多値変調（例えば、Ｒ＝１／２のターボ符号によるＱＰＳＫ）が割り当てられる。
【０００９】
以下においては、符号化及び変調の組み合わせを変調符号化方式（ＭＣＳ）レベルと称する。
【００１０】
送信は、トランスミッションタイムインターバル（ＴＴＩ）に分けられ、ＭＣＳレベルは、ＴＴＩ単位で変わる（ＨＳＤＰＡの場合、ＴＴＩは２ｍｓである）。ＡＭＣの主な効果は、第一には、有利な位置にあるユーザに対しては、より高いデータレートが利用可能となり、これがセルの平均スループットを増加させ、第二には、送信電力変動の代わりに変調／符号化方式における変化に基づいたリンクアダプテーションによる、干渉変動の低減にある。
【非特許文献１】"Throughput Performance of Memory ARQ Schemes", S. Kallel, R. Link, S. Bakhtiyari, IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol. 48 #3, May 1999
【非特許文献２】"Physical Layer Aspects of High Speed Downlink Packet Access TR25.848 V5.0.0", 3GPP TSGRAN
【非特許文献３】"Performance of Coded Higher Order Modulation and Hybrid ARQ for Next Generation Cellular CDMA Systems", AmitavaGhosh , Louay Jalloul, Mark Cudak, Brian Classon, Proceedings of VTC 2000
【非特許文献４】"High Speed Downlink Packet Access (HSDPA): Overall Description Stage 2", V5.2.0, 3GPP TSG RAN TR 25.308
【非特許文献５】"RRCProtocol Specification", V5.0.0, 3GPP TSG RAN TS 25.331
【非特許文献６】"UEConformance Testing", V 4.1.0, 3GPP TSG RAN TS 34,108
【発明の開示】
【００１１】
ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム（ＵＭＴＳ）の上位構造は、図１に示されている。ネットワーク構成要素は、コアネットワーク（ＣＮ）、ＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）及びユーザ機器（ＵＥ）に機能的にグループ化される。ＵＴＲＡＮは、全ての無線関連機能をハンドリングする役割を負い、一方、コアネットワークは、呼のルーティング及び外部ネットワークへのデータ接続についての役割を負う。同図に示されるように、これらのネットワーク構成要素の相互接続は、オープンインタフェイスにより定義されている。なお、ＵＭＴＳシステムは、モジュール方式であり、従って、同一タイプの幾つかのネットワーク構成要素を有することが可能である。
【００１２】
図２は、ＵＴＲＡＮの現在の構造を示す。多数のＲＮＣ（無線ネットワーク制御局）が有線リンク又は無線リンク（ｌｕｂ）を介して、ＣＮに接続される。各ＲＮＣは、一つの又は幾つかの基地局（ノードＢ）を制御し、基地局は、無線リンク（図示せず）を介して、ＵＥとの通信を行う。
【００１３】
高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）は、標準化されている新たな技術である（例えば、非特許文献２又は非特許文献４参照）。この技術はＵｕインタフェイスにおいて、適応変調符号化などの拡張を導入することにより、ダウンリンクにおいて、より高いデータレートを提供する。ＨＳＤＰＡは、ハイブリッド自動再送要求プロトコル（ＨＡＲＱ）のタイプII／III、共有チャネル上でアクティブなユーザの高速な選択、さらには、時間と共に変動するチャネル状況に従った送信フォーマットパラメータの適応制御に依存するものである。本発明は、とりわけ、ＨＳＤＰＡに適用されるものではあるが、このシステムに限定されるものではない。従って、データ送信は、必ずしも、ダウンリンクにおけるものとする必要はなく、特定の無線アクセス方式に依存するものでもない。
【００１４】
ＨＳＤＰＡのユーザプレーン無線インタフェイスプロトコル構造は、図３に示されている。ＨＡＲＱプロトコル及びスケジューリング機能は、ノードＢとＵＥとの間に割り当てられている高速メディアアクセス制御（Medium Access Control High Speed (MAC-hs)）サブレイヤに属する。なお、スライディングウインドウメカニズムに基づくＳＲ ＡＲＱプロトコルもまた、応答モード（acknowledged mode）における無線リンク制御（ＲＬＣ）サブレイヤのレベル上で、ＲＮＣ及びユーザの間に確立することができる。プロトコルのパラメータは制御プレーンにおけるシグナリングによって設定される。このシグナリングは、無線リソース制御（ＲＲＣ）プロトコルによって管理される。ＣＮ及びＵＥの間のポイントトゥポイントコネクションのためにＲＬＣサブレイヤから提供されるサービスは、無線アクセスベアラ（ＲＡＢ）と称される。
【００１５】
そして各ＲＡＢは、ＭＡＣレイヤから提供されるサービスにマッピングされる。このサービスは論理チャネル（ＬＣ）と称される。
【００１６】
高速パケット送信のパフォーマンスは、移動体ＵＥの能力特性に依存し得る。これらは、ＲＲＣプロトコルを用いて、コネクション確立の間にＵＥエンティティからＲＮＣエンティティにシグナリングすることができる。
【００１７】
フィードバックチャネルを介して、受信機から送信機に対して、データパケットが受信確認されたか（ＡＣＫ）そうでないか（ＮＡＫ）を通知する情報が送られる。通常は、送信機復調及び復号に費やす処理時間により、ＡＣＫ／ＮＡＫが送られるまでに幾らかの遅延がある。ＨＡＲＱタイプII／III方式は、以降の合成処理のための軟判定値を保存するために受信機のメモリサイズに大きな要求を課すこととなる。このバッファは、ソフトバッファと称される。
【００１８】
この制約を克服するための一つの方法は、ＲＮＣ及びＵＥにおいて、無線リンク制御（ＲＬＣ）プロトコルを伴うことなく、非常に高速なフィードバックチャネルを導入することである。再送を迅速に要求して、小さな遅延及び高いデータレートが可能となるようにスケジューラがノードＢに設けられている。
【００１９】
ＨＡＲＱ処理の一つの機能動作が、図４に示されている。データを受信機に送信するのに、物理チャネルが用いられる。本例は、異なるユーザが時間多重される、いわゆるＨＳ−ＤＳＣＨ（高速ダウンリンク共有チャネル）である。図から明らかなように、送信機側基地局（ノードＢ）がユーザ機器（ＵＥ１）と称される受信機に対して、送信を行う。ノードＢは、データパケットＡをＵＥ１に対して送信する（Ｔｘ）。ＵＥ１によりデータが受信される前（Ｒｘ）には、伝搬遅延がある。ＵＥ１は、パケットＡを復調し、復号する。ＵＥ１の処理時間tRX processの後、ＡＣＫ又はＮＡＫが送られる（パケットＡが正しく受信されたかどうかに依存する）。本例では、パケットＡが正しく受信されていないものとして、ＵＥ１は、ＮＡＫを送信する。送信機により、ＮＡＫが受信され、正しく復号された場合（無線チャネルにより、tpropaが再度生じる）、送信機は、処理時間tTX processの後にデータパケットを再送するかどうかを決定することができる。よって、蓄積が必要となるデータパケット数は、同時にアクティブなＨＡＲＱ処理の数に依存する。
【００２０】
ＨＳＤＰＡ基地局の上位構造が図５に示されている。データパケットがノードＢからユーザ機器（ＵＥ）に対して送信される、＃１から＃Ｘの異なるデータフロー（論理チャネル）が存在するものと仮定されている。ノードＢ及びＵＥのそれぞれに置かれたＨＡＲＱ送受信エンティティのセットは、ＨＡＲＱ処理と称される。通常、ＵＥあたりのＨＡＲＱ処理の最大数は、予め規定されている。これらのデータフローは、異なるサービス品質（ＱｏＳ）、例えば遅延及び誤りについての要求を有することができ、異なる設定によるＨＡＲＱインスタンスを要求し得る。
【００２１】
スケジューラは、異なるＵＥにリソースを割り当てる際に、これらのパラメータを考慮する。スケジューリング機能は、一つのＴＴＩでの現在のＭＣＳレベルにおける、異なるユーザ又は同一ユーザの複数のデータフローに対するチャネル（ＨＳ−ＤＳＣＨ）の割当を制御し、各々のユーザに対する既存のＨＡＲＱインスタンスを管理する。
【００２２】
データフロー又はデータフローの特定パケットでさえ、異なる優先度を有し得る。従って、データパケットは、異なる優先度キューに入れられることができる。同一のＱｏＳ要求を持つ複数のデータフローは、多重化されても良い（例えば、データフロー＃３と＃４）。データパケットを搬送するＨＳ−ＤＳＣＨに加えて、高速共有制御チャネル（ＨＳ−ＳＣＣＨ）にマッピングされる制御データも存在する。このチャネルは、ＨＡＲＱ処理ＩＤ、変調方式、符号割当、トランスポートフォーマットなど受信機側でパケットの正確な受信、復調、合成及び復号を行なうために必要なデータを搬送することができる。
【００２３】
上述の通り、スケジューラは、Ｎ数のＨＡＲＱ処理のうちの何れが送信に用いられるかを決定する。各ＨＡＲＱ処理は、異なるウインドウサイズを有することができる。ＨＳＤＰＡでは、各ＴＴＩにスケジューリングされるＨＡＲＱ処理は一つのみであり、各処理は、ウインドウサイズ１の選択的リピート方式のＡＲＱに相当するＳＡＷプロトコルとして機能する。図４に示した例では、再送は、５ＴＴＩ後にスケジューリングすることができる。パケット合成が用いられる場合、同ＨＡＲＱ処理をこれよりも速くにスケジューリングすることはできない。処理がまだ進行中だからである。パケットが正しく受信されなかった際にも適切な合成が可能となるように、シーケンス番号に加えて、ＨＡＲＱ処理番号が別個にシグナリングされる必要がある。ＨＳＤＰＡにおいては、１ビットシーケンス番号は、新データインジケータ（ＮＤＩ：New Data Indicator）と称される。新規のパケットが送られる毎に、ＮＤＩがインクリメントされる。ＨＳＤＰＡにおいては、ＨＡＲＱ処理ＩＤ及びＮＤＩは、ＨＳ−ＳＣＣＨ上でシグナリングされる。
【００２４】
さらに、ＨＳＤＰＡにおいては、各パケットは、正しく受信されたパケットを順番に配列し直すための送信シーケンス番号（ＴＳＮ）を有している。この情報は、パケットの一部であるヘッダにおいて（ＨＳ−ＤＳＣＨの）インバンドでシグナリングされる。ＴＳＮは、送信機により送られる新規パケットのために増加される。受信機は、パケットを正常に復号した後にＴＳＮを確認し、当該データフローの欠落している先行パケットがない場合には、このパケットのみを上位レイヤに渡す。欠落パケットがある場合には、受信されたパケットは、未着パケット（outstanding packets）を待って、それにより順序通りに上位レイヤに渡すことができるようにするために、並べ替えバッファ（reordering buffer）に保存される。受信機が未着パケットをあまり長く待ちすぎた結果、並べ替えバッファが一杯になってしまった場合には、パケットの破棄又は上書きを防ぐため、送信が中断されなければならない。こうした状態は、ストーリング（stalling）と呼ばれ、データスループットを大幅に低減させ得る。ストーリングは、タイムアウトタイマー、ウインドウ転送など、他の手段により、緩和することができる。受信機は、もうそれ以上はパケットを受信することがないことを認識して、動作を継続する。
【００２５】
通常、再送は、全体の遅延を低減するために、新規送信に比べて高い優先度を有する。従って、パケットは、誤った復号が連続する場合に備えて６ＴＴＩ毎にスケジューリングされる。基本的な方法は、ＨＡＲＱ処理数であるＮ又はＡＲＱ処理のウインドウサイズをラウンドトリップ時間（ＲＴＴ）に合わせるものである。この場合、実際上の実施では、Ｎチャネルのストップアンドウェイト方式のＡＲＱ処理となる。ＴＴＩ毎にＨＡＲＱ処理間の切り替えを行うことにより、ラウンドトリップ遅延を考慮した連続送信が確実に行えるようになる。異なる優先度をサポートするために、一つのＨＡＲＱ処理において、再送が未了状態にある場合であっても、当該処理においては随時に、新規の送信を開始することができる。これにより、当該処理のＵＥソフトバッファの内容物が消去（flush）されることとなる。
【００２６】
ＮチャネルのＳＡＷ方式のＡＲＱ処理を用いたシステムにおいては、ＨＡＲＱ処理数は、ラウンドトリップ遅延に従って選択され、処理数を最小化しつつ連続送信を提供する。ウインドウベースのＡＲＱメカニズムにおいては、ウインドウサイズも同様に、ＲＴＴに基づいて選択される。ＲＴＴは、送信中に変動するので、初期設定がもはや最適なものでなくなっている場合もある。
【００２７】
異なるデータフローは、異なるＱｏＳを有することができ、それゆえに異なる処理設定（例えば、再送の最大数）を有するものとなろう。スケジューラは、当該スケジューラに既知であるＱｏＳ属性（優先度、遅延要求、保証ビットレート及びその他のパラメータ）に従って、ある送信を先行させる（preempt）ことができる。以下においては、より優先度の高いデータがより優先度の低いデータよりも先行して扱われるようなフォーミュレーションが用いられる。但し、先行の基準は、優先度以外のＱｏＳ属性（例えば、遅延要求）であっても良い。
【００２８】
ＵＥデータが適切なＨＡＲＱ処理にスケジューリングされた後に、このデータに対するトランスポートフォーマット（例えば、トランスポートブロックサイズ）及びリソースコンビネーション（例えば、符号数及び符号インデクス）が選択される必要がある。チャネル状況により、異なるＭＣＳレベル及びそれによる異なるパケットサイズをスケジューリングすることができる。
【００２９】
ＵＥのＨＳＤＰＡ構造が、図６に示されている。なお、各ＨＡＲＱ処理は、未着再送のパケットのビットを合成するために、一定量のソフトバッファメモリを割り当てられている。パケットが正常に受信されると、この受信パケットは、並べ替えバッファに送られる。並べ替えバッファは、順序通りの供給（in-sequence delivery）をＲＬＣサブレイヤに提供する。従来の構造によれば、並べ替えキューは、特定の優先度と関連付けられる。
【００３０】
なお、利用可能なバッファサイズは、ＵＥの無線アクセス能力パラメータに依存する。あるＭＣＳレベル及び最少ＴＴＩ間インターバル（二つの連続したスケジューリング瞬間の間の最少時間）のためのＵＥの処理時間もまた、能力パラメータとして考慮することができる。これらは、ＵＥからＲＮＣに対し、ＲＲＣプロトコルによってシグナリングされ、さらにＲＮＣからノードＢに対してシグナリングされる。
【００３１】
現在の通信システムに対する制約の一つに、データのＱｏＳ要求の一部としての異なる優先度が効率的にサポートされる必要があるという点がある。将来のパケット交換型アプリケーションでは、データよりも遅延クリティカルな低レートシグナリング（例えば、セッション開始プロトコル）が行われる。よって、データストリーム自体とパラレルで行われるシグナリングは、より高い優先度を有する。特に、移動通信システムにおいては、セル切り替え時のハンドオーバの準備又は実行等のために、高優先度の無線リソースシグナリングがなされる。また、他の無線リソース管理情報もデータ送信の合間にスケジューリングすることができる。このシグナリングは、通常は低レートのものであるが、パケットの破棄、さらに呼自体の破棄を防ぐために、非常に早く行われる必要がある。
【００３２】
また、一般に、ダウンリンクのメッセージは、アップリンクのメッセージよりも相当に大きい。これは、ダウンリンクのメッセージの方がより多くのパラメータを含むためである。このことは、非特許文献５に詳述されている。一方、個別チャネルにマッピングされる無線ベアラを用いるＲＮＣとＵＥとの間のシグナリングは、ＲＮＣとノードＢとの間のトランスポートネットワークにおける遅延により、また、個別チャネルにおけるより大きなＴＴＩにより、遅いものとなる。例えば、非特許文献６に述べられているように、ピークレートを２０４８ｋｂｐｓとするダウンリンクのインタラクティブトラフィックのために設定されるシグナリング用無線ベアラは、１３６ビットのＲＬＣパケットペイロード及び４０ｍｓ長のＴＴＩを有するよう設定される。すなわち、データレートは３．４ｋｂｐｓとなる。１５０オクテットの一般的なＲＲＣメッセージサイズに関して言えば、シグナリング遅延は、仮にトランスポートネットワーク遅延を約３０ｍｓとして、３９０ｍｓとなる。ＨＳＤＰＡにおける最も低いＭＣＳに対応したペイロードに対し（２４０ｂ）、ＨＳＤＰＡのＴＴＩは２ｍｓ、最小ＴＴＩ間インターバルは２ｍｓに等しくなり、パケットあたり二回の再送を仮定して、シグナリング遅延は、２０ｍｓである。従って、幾らかのシグナリングトラヒックについては、ＨＳＤＰＡ接続にルーティングすることが有益であろう。
【００３３】
移動端末がセルエッジ近傍に位置しているときに起こり得る強く長いフェージング（deep and long fades）の影響により、全てのＨＡＲＱ処理が同時にパケット合成する状態になることが起こり得る。そのような場合には、別のセルにハンドオーバすることが必要となり得る。それには、何らかのシグナリングが必要となる。しかしながら、使用中の（occulied）処理に新規データをスケジューリングすると、ＵＥのソフトバッファの内容物は、これらの特定処理のために消去されてしまう。よって、無線リソースの利用が非効率的となる。これは、（正しく受信されておらず、合成過程にあるかも知れないが）既に送信されたパケットが破棄されてしまうからである。なお、破棄されるデータのサイズは、より重要度の高いシグナリングの一つと比べて、非常に大きなものであり得る。
【００３４】
上位レイヤに対して順序通りに供給する場合における他の問題は、ストーリングである。パケットの消去（flushing）により、並べ替えエンティティには、ギャップが生じる。既に正常に受信されたパケットは、その先行パケットが欠落しているために、上位レイヤに届けられることができない。消去データが再送できる場合には、この問題は、然程シビアなものではないが、受信に失敗したパケットの合成ビットが破棄されているので、更なる再送を必要とする。
【００３５】
同時係属中の出願において、高優先度データに対し、幾つかの予備設定された予約ＨＡＲＱ処理又は追加ＨＡＲＱ処理を用いることが提案されている。これにより、異なる優先度を有する複数データフローに対して効率的なサポートが可能となり、特に遅延クリティカルなシグナリングに対して、それが可能となる。
【００３６】
ノードＢが、優先度のより高いシグナリングなどの低レートかつ遅延センシティブなデータを受信した場合、ＵＥのソフトバッファの内容物が消去されることとなるような現在使用中の（engaged）ＨＡＲＱ処理を用いる代わりに（必要に応じて）予約ＨＡＲＱ処理又は追加ＨＡＲＱ処理に切り替える。さらに、ノードＢ又はＲＮＣは、順序通りの供給のための並べ替えによって遅延を回避すべく、そのようなデータに対しては別個の並べ替えキューを用いるようにシグナリングを行う。
【００３７】
従来の構造では、何れかの優先度キューに対してどのＨＡＲＱ処理を用いることもできる。本発明の一実施の形態では、ＨＡＲＱ処理の使用を制限することが提案される。あるＨＡＲＱ処理は、高優先度の特定データフロー又は小さなトランスポートフォーマット及びリソースの割当に限定される一方、他のＨＡＲＱ処理は、完全なフレキシビリティを有するようにすることができる。このように、利用を限定されたＨＡＲＱ処理を予約ＨＡＲＱ処理と称する。これにより、未着の再送の完了を待つことなく、また、ＨＡＲＱのＵＥソフトバッファの内容物が消去されることを伴わずに、高優先度のデータを確実に送信することができる。
【００３８】
なお、注意すべきことは、幾つかのＨＡＲＱ処理の利用を制限することは、特に連続送信のためのスケジューリングを制限することとなる点である。また、ラウンドトリップ遅延間の連続送信に際して、完全なフレキシビリティを有するＨＡＲＱ処理の数が不足するため、データスループットを下げることにもなる。
【００３９】
前述した同時継続出願の他の実施の形態では、より優先度の高いデータを受け入れることができるよう、ＲＴＴにより必要とされる最小数に対して、ＨＡＲＱ処理の数を増加させることが提案されている。前記同様に機能を限定されたこれらの追加的ＨＡＲＱ処理は、追加ＨＡＲＱ処理と称される。機能限定の主たる発生要因は、追加ＨＡＲＱ処理に対してより小さなソフトバッファサイズを予約することであろう。よって、幾つかの（より低い）ＭＣＳのみが、この処理でスケジューリング可能である。
【００４０】
追加ＨＡＲＱ処理は、当該ＨＡＲＱ処理をＵＥに識別させるためのシグナリングレンジの増加も生じさせる。通常、共有制御チャネルを介したＨＡＲＱ処理ＩＤのシグナリングは、一定数のビットによりなされる。シグナリング可能なＨＡＲＱ処理数は、２の累乗の範囲内に収まる（例えば、８ＨＡＲＱ処理）ので、このシグナリングのための追加ビットは必要とならない場合がある。
【００４１】
追加ＨＡＲＱ処理を設定する方法は、結果的に、追加のソフトバッファが合成のために予約されることを必要とする。そのような制約に対処するためには、ＨＡＲＱ処理が追加される場合に、その使用をあるＭＣＳレベルのみに制限することができてもよい、例えば、その使用をあるパケットサイズのみに制限することができてもよい。これにより、制限されたＨＡＲＱ処理のためのソフトバッファサイズが最小化される。
【００４２】
ＨＡＲＱ処理を追加することの更なる利点は、全ての処理進行中の（ongoing）標準の（regular）ＨＡＲＱ処理が影響を被ることがなく、その結果として、データスループットが落ちないということである。
【００４３】
ＨＡＲＱ処理を予約又は追加することで、遅延センシティブな高優先度データの配信（delivery）が可能となる。しかしながら、これらの場合について、送信機のスケジューラにおいて用いる方法（strategy）を定めることも必要となる。
【００４４】
本発明の目的は、異なる優先度を持つ複数のデータフローを効率的にサポートするための高度なスケジューリングを可能にする、移動通信システムにおける複数のパラレルなハイブリッドＡＲＱ処理を管理する方法を提供することである。この目的は、請求項１及び請求項７に記載される方法により達成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
本発明によれば、送信機は、全ての利用可能なＨＡＲＱ処理の状態をチェックし、全ての通常の処理が進行中（ongoing）である場合、すなわち、パケット合成の状態にある場合、予約ＨＡＲＱ処理又は追加ＨＡＲＱ処理が用いられる。これにより、高優先度を有するパケットに対する待ち時間が減り、利用可能な無線リソースをより効率的に用いることができる。
【００４６】
例えば、ＵＥ内の利用可能なソフトバッファメモリがあまり無い（low）場合、処理の予約のみが可能である。この場合、スループットは低下する。さらに、使用することのできるＭＣＳレベルに制限があるという点で、限定されたソフトバッファサイズを有する追加処理しか設定できない場合もあろう。また、チャネル状態の良い間は、スループットを大幅に落とすこともなく、追加処理を設定することもできよう。
【００４７】
本発明の実施の形態によれば、送信機のスケジューラは、ＨＡＲＱ処理を選択する。選択されるＨＡＲＱ処理は、追加ＨＡＲＱ処理、予約ＨＡＲＱ処理、又は、ソフトバッファ性能に制限のあるＨＡＲＱ処理を含む。スケジューリングは、変調符号化方式（ＭＣＳ）レベル、トランスポートフォーマット、例えばパケットサイズ、トラフィックトランスクリプタ、優先度、データフローＩＤ又は論理チャネルＩＤ等のリソース割当パラメータの少なくとも一つに基づいて行われる。例えば、予約ＨＡＲＱ処理又は追加ＨＡＲＱ処理の使用は、別個のデータフローＩＤを有するシグナリング又は高優先度のデータパケットに限定されることもある。
【００４８】
トラフィックデスクリプタは、例えば、送信機に対して、データの種類（制御データ、無線リソース管理、ＳＩＰシグナリング等）を示す。これに基づいて、送信機は、当該データの特性及びそれをどのように送信したら良いかについて把握する。これによって、適切なＨＡＲＱチャネルの選択が行われる。
【００４９】
パケットサイズは、トランスポートフォーマットに大きな影響を与える。小さなパケットに対しては、限られた数のリソースしか割当が必要とならない（例えば、符号、周波数、タイムスロット）。送信信頼性を高めるために、低い符号レートが用いられる場合であっても、高多値変調等を必要とせず、低ＭＣＳレベルを用いることができる。従って、これらのパラメータに基づいて、送信機は、追加ＨＡＲＱ処理、予約ＨＡＲＱ処理、又は、ＨＡＲＱ処理を選択することができる。
【００５０】
以下、本発明に係るスケジューリングアルゴリズムの他の実施の形態について詳細に説明する。
【００５１】
ノードＢにおける最も簡単な形のスケジューリングアルゴリズムは、非予測スケジューリングである。この方法は、所与の時点において他のユーザに相対して最も良いチャネル状態を有するユーザに対して、常にスケジューリングを行うことにより、全体のシステムスループットを最大化する。なお、注目すべきことは、このアルゴリズムのパフォーマンスは、ＭＣＳ割当における積極性（aggressiveness）に依存する。仮にスケジューラが、常に最も高いＭＣＳを割り当てるならば、予約ＨＡＲＱ処理又は追加ＨＡＲＱ処理以外の全てのＨＡＲＱ処理がパケット合成の状態となることも発生し得る。データの消去（flushing）を回避するためには、これらの処理は、用いられてはならない。機能限定された追加処理が現在のＴＴＩにおいて用いられている場合には、ＭＣＳは、チャネル状況のみに基づいて選択されるものではなく、さらに、利用可能なソフトバッファをオーバーフローしないように選択される。
【００５２】
スケジューリングアルゴリズムの他の形態は、複数のＴＴＩが前もってスケジューリングされる予測スケジューリングである。異なるデータフローがＵＥに対して連続的にスケジューリングされる場合には、高度なＨＡＲＱ処理割当が用いられる。スケジューラは、送信に必要なトランスポートフォーマットを考慮し、さらに、異なる複数のＨＡＲＱ処理に必要な最適のソフトバッファサイズを選択する必要がある。これにより、ＵＥのソフトバッファの容量を無駄にすることなく、常に最適なＨＡＲＱ処理が用いられることが確実となる。
【００５３】
予測スケジューリングのパフォーマンスは、チャネル予測精度と予測長との間のトレードオフである。チャネル予測パフォーマンスは、予測長が大きくなるにつれて低下する。一方、ＱｏＳ要求に関して、予測ホライズンがより長くなるほど、最適のリソース割当を見つけ出すのは、より容易なものとなる。図７乃至９に示される以下の例においては、チャネル予測は、６ＴＴＩ分先まで行われるものと仮定されており、これはつまり、予測されたチャネル状態に従って、６ＴＴＩのうちいずれのものに対しても、あるＭＣＳレベルを割り当てることができることを示す。
【００５４】
第一番目の例においては（図７）、処理時間は、予測ホライズンと等しくなっており、一つのＨＡＲＱ処理が、高優先度データに対して予約されている。同一のＵＥに対するデータ送信は、六つのＴＴＩに連続的にスケジューリングされる。ＭＣＳベクトルは、予測されたチャネル状況に基づいて可能なＭＣＳレベルを表わす。ＨＡＲＱ処理割当ベクトルは、あるＴＴＩにおいて送信に割り当てられる処理の番号又はタイプを表わす。ＲＴＴは、予測ホライズンに等しくなっており、ＨＡＲＱ処理は、第六番目のＴＴＩに対して予め割り当てられている。リソース割当ベクトルは、送信に用いられる実際のＭＣＳレベルを表わす。第六番目のＴＴＩにおいて、高優先度パケットは、ＭＣＳレベルの制限を何ら伴うことなく、予約処理（Ｒ）にルーティングされる。
【００５５】
第二番目の例においては（図８）、ＲＴＴは、予測ホライズンよりも短く、５ＴＴＩ分となっている。一つのＨＡＲＱ処理は、追加処理であり、その機能を限定されたものである（すなわち、当該処理を用いては、最も低いＭＣＳレベル１のみが送信に使用可能となっている）。同一のＵＥに対するデータ送信は、６ＴＴＩ分（予測ホライズン）に連続的にスケジューリングされる。ＨＡＲＱ処理は、５ＴＴＩに対して予め割り当てられる一方、第六番目のＴＴＩにおける処理割当の決定は、最初のフィードバックを受信するまで、先に延ばされる。ＲＴＴ後に、処理１に対するＮＡＣＫが着信したが、さらに高優先度データパケットもまた即時送信可能となっている。処理２乃至５に対しては、未だフィードバックが受信されていないので、これらを用いることはできない。また、処理１もパケット合成の状態にあるから、使用できない。よって、高優先度パケットは、処理１に対する仕掛中の再送に対して先行（preempt）して、追加処理（Ａ）にスケジューリングされることになる。なお、チャネル予測に基づく使用可能なＭＣＳレベルは、レベル３であるが、当該追加処理の機能が限られていることにより、リソース割当ベクトルにおいては、ＭＣＳレベル１が割り当てられる。
【００５６】
第三番目の例（図９）についてのＲＴＴ終了までの仮定は、第二番目の例（図８）に対するものと同様である。ＲＴＴ後、処理１に対するＡＣＫが受信されている。従って、その時点においては、処理１及び処理Ａ（追加処理）が利用可能である。さらに、送信仕掛中になっている高優先度データがないものとし、最も低いＭＣＳレベル１を用いて送信することのできる低優先度データがあるものと仮定する。スケジューラは、これらのパケットに対しては、処理Ａの方を用い、処理１の方は、高レート及び高優先度のデータのために保存（preserve）しておくようにする。
【００５７】
ＭＡＣ−ｈｓサブレイヤにおける再送プロトコルの他に、さらにＲＬＣサブレイヤ（応答モード（acknowledged mode）で動作するよう設定された場合）における再送プロトコル及び信頼性のあるトランスポート制御プロトコルレイヤ（ＴＣＰ等）における再送プロトコルも存在し得る。待ち時間を縮めるには、上位レイヤにより再送されるパケットを予約／追加ＨＡＲＱ処理に割り当てることも有益になり得る。
【００５８】
本発明は、異なる優先度のデータを送信しつつ、複数のパラレルなハイブリッドＡＲＱ処理のフレキシブルなスケジューリングを行うための高度な方法について開示する。待ち時間は、ＵＥのソフトバッファ内の未着（outstanding）再送に対応するデータビットの消去を強いることなく短縮される。データフローＩＤ、優先度、トラフィックデスクリプタ、パケットサイズ等のデータに関連付けられたリソース割当パラメータに基づいて、送信機は、ＱｏＳ要求を満足する使用可能なＨＡＲＱ処理の一つを選択する。高度な非予測及び予測方法を用いることにより、所与のソフトバッファサイズに対して、送信機は、利用可能な無線リソースを効率的に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】ＵＭＴＳの上位構造の図
【図２】ＵＴＲＡＮの現在の構造を示す図
【図３】ＨＳＤＰＡのユーザプレーン無線インタフェイス構造を示す図
【図４】ＨＡＲＱ処理のタイミング関係を例示する図
【図５】ＨＳＤＰＡ基地局の上位構造を示す図
【図６】ＨＳＤＰＡ移動局の上位構造を示す図
【図７】予測スケジューリングＨＡＲＱ処理の一例を示す図
【図８】予測スケジューリングＨＡＲＱ処理の他の例を示す図
【図９】予測スケジューリングＨＡＲＱ処理のさらに他の例を示す図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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