(57)【要約】  送信機が再送キューに送信されたデータフレームを保持するＮＡＫベースのウインドウ転送プロトコルにおいて、データフレームの数が使用可能キュー容量に近づくにつれて１つ以上の送信されたデータフレームは廃棄される。保持されたデータフレームのコピーのどれが廃棄されたかを示す制御フレームのようなメッセージが受信機に送信される。キューのストール回避のメカニズムは、キュー利用についての直接的な知識を有する送信機において動作する。キューのストールを回避することによって、送信機は、受信機に送信するために到来するデータパケットを受信し続けることができる。つまり、データ再送のサポートのため以前に送信されたデータを保持する上で新しいデータを送信することを優先させるように送信機を構成することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信機における送信キューのストールを防止する方法であって、
受信機に連続的にデータフレームを送信するステップであって、各々の前記データフレームはシーケンス番号により識別される、ステップと、
前記受信機から前記データフレームが正しく受信されたことを示すメッセージを受信するまで、再送可能性のキューに各々の送信されたデータフレームのコピーを保持するステップと、
保持されたデータフレームのコピーの数がキューの使用可能容量に接近することに反応して、１以上の前記保持されたデータフレームのコピーを廃棄するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
破棄された前記保持されたデータフレームのコピーを指示するメッセージを前記受信機に送信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記キューから破棄されたデータフレームのコピーの再送要求を前記受信機から受信したとき、廃棄されていない最初期の保持されたデータフレームのコピーのシーケンス番号を含むメッセージを前記受信機に送信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記キューにおける最初の保持されたデータフレームのコピーのシーケンス番号を含むポインタを維持するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
１以上の前記保持されたデータフレームのコピーが破棄されたとき、
前記破棄されたデータフレームの各々に対して、前記ポインタを１シーケンス番号だけ進めるステップと、
前記ポインタの新しい値を前記受信機に送信するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記キューは総シーケンス数がＮフレームの循環バッファとして構成され、前記ポインタはモジュロＮだけ進められることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記キューの使用可能容量は最大でもＮ／２であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項８】
受信機に送信されることになるデータフレームを受信するための入力部と、
前記受信機に前記データフレームを送信するための送信部と、
前記受信機により受信されたとき肯定応答されなかった送信されたデータフレームのコピーを格納するためのメモリと、
前記コピーが前記メモリの使用可能容量に接近するとき、前記送信されたデータフレームの１以上のコピーを廃棄するよう動作するコントローラと、
を含むことを特徴とする送信機。
【請求項９】
前記コントローラは、さらに廃棄された前記コピーの指示を前記受信機に送信するよう動作することを特徴とする請求項８に記載の送信機。
【請求項１０】
前記コントローラは、無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）に対応することを特徴とする請求項９に記載の送信機。
【請求項１１】
前記メモリはＮ個の要素の循環バッファとして構成され、
前記コントローラは、送信されたデータフレームの前記コピーを保持する再送ウインドウの先頭をポインタがマークするよう維持し、前記破棄されたコピーの各々に対して前記ポインタをモジュロＮだけ進める、
ことを特徴とする請求項１０に記載の送信機。
【請求項１２】
前記コピーを廃棄し前記ポインタを進めるときに、
前記コントローラは、前記ポインタの新しい値を前記受信機に送信することを特徴とする請求項１１に記載の送信機。
【請求項１３】
送信機により送信されたフレームを受信し前記フレームを上位プロトコルレイヤに配信する方法であって、
送信機からデータフレームを受信するステップであって、各々の前記データフレームはシーケンス番号により識別される、ステップと、
受信されたシーケンシャルなデータフレームを前記上位プロトコルレイヤに配信するステップと、
受信された非シーケンシャルなデータフレームをアウトオブオーダキューに格納するステップと、
フラッシュシーケンス番号を含んでいるメッセージを前記送信機から受信すると、再送可能性のために前記送信機において保持される１以上の送信フレームのコピーが廃棄されたことを指示し、前記フラッシュシーケンス番号までの全ての受信されたデータフレームを前記上位プロトコルレイヤに配信し、
前記アウトオブオーダキューの始まりを前記フラッシュシーケンス番号にリセットする、ステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
新規のデータフレームを前記送信機から受信するための空き領域を生成するため、受信メモリバッファがフルの場合、最後の期待されるシーケンス番号をインクリメントするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
フラッシュシーケンス番号を含んでいるメッセージを前記送信機から受信すると、再送可能性のために前記送信機において保持される１以上の送信フレームのコピーが廃棄されたことを指示し、前記フラッシュシーケンス番号までの全ての受信されたデータフレームを前記上位プロトコルレイヤに配信し、
前記アウトオブオーダキューの始まりを前記フラッシュシーケンス番号にリセットすることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記アウトオブオーダキューの始まりをマークしているポインタを維持するステップと、
前記メッセージを前記送信機から受信すると、前記ポインタの値を前記フラッシュシーケンス番号と置換し、前記アウトオブオーダキュー内の前記フラッシュシーケンス番号までの全てのデータフレームを前記上位プロトコルレイヤに配信する、ステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
非シーケンシャルなデータフレームを受信すると、少なくとも次のシーケンシャルフレームのシーケンス番号をＮＡＫリストに追加するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記送信機および受信機は、無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）に対応しており、
前記アウトオブオーダキューの前記始まりをマークしている前記ポインタはＬ＿Ｖ（Ｎ）であり、
前記フラッシュシーケンス番号はＬ＿Ｖ（Ｎ）ＮＥＷであり、
前記アウトオブオーダキューの最後をポインタＬ＿Ｖ（Ｒ）がマークするように維持するステップと、
Ｌ＿Ｖ（Ｎ）ＮＥＷを含んでいる前記メッセージを前記送信機から受信するとき、
Ｌ＿Ｖ（Ｎ）ＮＥＷ＜＝Ｌ＿Ｖ（Ｎ）ならば、前記メッセージを廃棄し、
Ｌ＿Ｖ（Ｎ）ＮＥＷ＞Ｌ＿Ｖ（Ｎ）ならば、シーケンス番号がＬ＿Ｖ（Ｎ）ＮＥＷ未満である全てのデータフレームを前記上位プロトコルレイヤに配信し、Ｌ＿Ｖ（Ｎ）ＮＥＷ未満の全てのシーケンス番号を前記ＮＡＫリストから削除し、Ｌ＿Ｖ（Ｎ）をＬ＿Ｖ（Ｎ）ＮＥＷの値にセットし、
Ｌ＿Ｖ（Ｎ）ＮＥＷ＞＝Ｌ＿Ｖ（Ｒ）ならば、Ｌ＿Ｖ（Ｒ）をＬ＿Ｖ（Ｎ）ＮＥＷの値にセットする、
ステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
各々がシーケンス番号を有するデータフレームを送信機から受信する受信部と、
受信されたデータフレームを上位プロトコルレイヤに配信する出力部と
介入するシーケンシャルなデータフレームを受信するまで前記上位プロトコルレイヤに配信する前の非シーケンシャルなデータフレームを格納するメモリと、
再送可能性のために前記送信機において保持される前記介入するシーケンシャルなデータフレームのコピーが廃棄されたことを示すメッセージを前記送信機から受信すると、前記非シーケンシャルなデータフレームを前記上位プロトコルレイヤに配信するように動作するコントローラと、
を備えることを特徴とする受信機。
【請求項２０】
前記送信機からの前記メッセージは、前記送信機によって破棄された最後の前記介入するシーケンシャルなデータフレームのシーケンス番号を含むことを特徴とする請求項１９に記載の受信機。
【請求項２１】
前記メモリは、Ｎ個の要素からなる循環バッファとして構成され、前記コントローラは、前記受信された非シーケンシャルなデータフレームを保持するアウトオブオーダウインドウの始まりをマークしているポインタを維持し、前記ポインタの値は前記送信機からの前記メッセージによって更新されることを特徴とする請求項２０に記載の受信機。
【請求項２２】
無線通信システムであって、
シーケンシャルなデータフレームを受信し、シーケンシャルな順番で受信されなかった前記データフレームの再送を要求する受信機と、
シーケンシャルに前記データフレームを前記受信機に送信し、前記受信機により受信されたとき肯定応答されなかった送信されたデータフレームのコピーを格納するメモリを有する送信機であって、前記コピーが前記メモリの使用可能容量に接近するとき、送信されたデータフレームの１以上の前記コピーを破棄し、廃棄された前記コピーの指示を前記受信機に送信する、送信機と、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２３】
前記送信機および受信機は、否定応答ウインドウプロトコルに従って動作することを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記送信機および受信機は、無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）のピアであることを特徴とする請求項２３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に無線通信システムの分野、特にＮＡＫベースのウインドウプロトコルによるデータフレーム送受信のシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線システムを含む近年の通信システムは、各層で定義された機能を実行する分離したプロトコルを利用する階層化アーキテクチャを使用している。階層化プロトコルによるアプローチによって、送信、受信、誤り訂正などの下位レベルの物理オペレーションに関係なく上位レベルでの論理オペレーションを行うことが出来る。
【０００３】
ＩＳ−２０００  ＣＤＭＡワイヤレス通信規格では、無線アクセス網と移動局との間の物理レイヤ通信の実装に無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）として公知のプロトコルを定義している。ＲＬＰは上位層のフレーミングを知らず、特徴の無いオクテットストリームとして操作し、受信された順序でオクテットを配信する。ＲＬＰは、ＣＤＭＡトラフィックチャネルにより示される誤り率を実質的に低減するための手順を有する。上位層パケットおよびＲＬＰデータフレームの間には直接的な関係はない。大きいパケットは多数のデータフレームにまたがり得、また、単一のＲＬＰデータフレームがいくつかの小さい上位層パケットの全部または一部を含み得る。
【０００４】
ＲＬＰは、ＮＡＫベースのウインドウプロトコルである。すなわち、受信機は、受信されたデータフレームの各々に対し肯定応答を行わない。それよりも、受信機はデータフレームを各々のデータフレームと関係しているシーケンス番号に従って順番に受信し処理し、データフレームが「失われた（ｍｉｓｓｅｄ）」とき、つまり、受信されなかったか回復不能な誤りを有するデータフレームを受信したとき否定応答（ＮＡＫ）を送信する。受信機は、直前に受信されたデータフレームと隣接する順番でない１以上のデータフレームが受信されるとき、失われたデータフレームのシーケンス番号を有するＮＡＫを送信するかもしれない。ＮＡＫは、失われたデータフレームを再送させるための要求である。しかし、ＮＡＫは、すぐに送信される必要はない。受信機は、失われたフレームより前にデータフレームを受信し続けることができ、要求によらない再送による失われたフレームを受信することを望む。また、受信機は、オプションで特定のシーケンス番号までの全データフレームが正しく受信されたことを示す「充填（ｆｉｌｌ）」フレームを時々送信してもよい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＮＡＫプロトコルに対応するために、送信機は、ＮＡＫ要求の受信の可能性に対して送信されたデータフレームの各々のコピーを再送キューに保持しなければならない。ＮＡＫが受信されると、送信機は、ＮＡＫ要求により識別されるデータフレームより前の全データフレームを受信機が正しく受信したということを知ることになる。こうして、ＮＡＫあるいは充填フレームを受信することにより、送信機は、送信したデータフレームのコピーを破棄し再送キューのスペースを空にすることが出来る。任意の固定サイズの再送キュー、特に本願明細書で議論されるＲＬＰプロトコルによる固定キューサイズ、において、受信機は適切に全ての送信されたデータフレームを受信し失われたフレームをＮＡＫせず、充填フレームを送信しないとき、送信機は、送信されたデータフレームのコピーで再送キューを完全に満たすことになる。一旦これが生じると、送信機にストールが生じ、受信機に送信する新規なデータフレームを扱うことができなくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一つの態様では、本発明は、送信機の送信キューのストールを防止する方法に関する。データフレームは受信機に連続して送信される。そして、各々のデータフレームがシーケンス番号により識別される。受信機からデータフレームが正しく受信されたことを示す、例えば制御フレームのようなメッセージを受信するまで、あるいは、再送の最大時間を超過するまで、各々の送信されたデータフレームのコピーは再送可能性のためのキューに保持される。保持されたデータフレームのコピーの数が使用可能キュー容量に接近するのに応答して、１以上の保持されたデータフレームのコピーは破棄され、保持されたデータフレームコピーのどれが破棄されたかを示す、例えば制御フレームのようなメッセージが受信機に送信される。
【０００７】
別の態様においては、本発明は、送信機に関する。送信機は、受信機に送信されることになる新規のデータを受信するための入力キュー、および、受信機にデータフレームを送信するための回路を含む。また、送信機は、受信機により受信され肯定応答されなかった送信されたデータフレームを格納する、例えば再送キューのメモリ、および、コピーがメモリの利用可能容量に近づいたとき、１以上の送信されたデータフレームのコピーを破棄するよう動作するコントローラを含む。この操作方法によって、送信機は、再送キューの利用可能性を待つ代わりに新しいデータを送信することができる。
【０００８】
また他の態様では、本発明は、送信機により送信されるフレームを受信して、そのフレームを上位プロトコルレイヤに配信する方法に関する。データフレームは送信機から受信される。そして、各々のフレームがシーケンス番号により識別される。受信された、シーケンシャルデータフレームは、より高いプロトコルレイヤに配信される。受信された、非シーケンシャルデータフレームは、アウトオブオーダキューにおいて格納される。送信機から、再送可能性のため送信機により保持される１以上の送信されたフレームのコピーが廃棄されたことを示すフラッシュシーケンス番号を含む、例えば制御フレームのようなメッセージを受信すると、そのフラッシュシーケンス番号までの全ての受信されたデータフレームはより高いプロトコルレイヤに配信され、アウトオブオーダキューの始まりはフラッシュシーケンス番号にリセットされる。
【０００９】
さらに別の態様において、本発明は、受信機に関する。受信機は、送信機から各々がシーケンス番号を有するデータフレームを受信するための受信部を含む。また、受信機は、受信されたデータフレームを上位のプロトコルレイヤに配信するための出力部と、受信され上位プロトコルレイヤに配信される前の非シーケンシャルデータフレームを格納し、介入シーケンシャルデータフレームの受信を保留するためのメモリを含む。加えて、受信機は、非シーケンシャルデータフレームの格納に使用されるメモリが容量制限近くになると、非シーケンシャルデータフレームを上位プロトコルレイヤに配信するよう動作するコントローラを含む。さらに、コントローラは、送信機において再送可能性のために保持される介入シーケンシャルデータフレームのコピーが廃棄されたことを示すメッセージを送信機から受信すると、非シーケンシャルデータフレームを上位プロトコルレイヤに配信するよう動作する
【発明の効果】
【００１０】
キューストール回避の制御を、キューのリソース割当てが既知で最も最適化され得る送信機において行うことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、番号１０により参照されるワイヤレス通信ネットワークを例示的に示している。本実施例では、ネットワーク１０はＴＩＡ（通信工業会：Telecommunications Industry Association）によって発行されるｃｄｍａ２０００  １ｘＥＶ−ＤＯ／ＤＶ規格に基づいている。ただし、本発明はこの種の実装に限定されるものではない。ここで、ネットワーク１０は、通信により１以上のＭＳ（移動局：mobile station）１２をＰＳＴＮ（公衆電話交換網：Public Switched Telephone Network）１４、ＩＳＤＮ（統合サービスデジタル網：Integrated Data Services Network）１６、および／または、インターネットのようなＰＤＮ（公衆データ網Public Data Network）１８に接続する。この機能をサポートするために、ネットワーク１０は、ＰＣＮ（パケットコア網：Packet Core Network）およびＩＳ−４１ネットワーク２４に、Ａインタフェースを介して接続したＲＡＮ（無線アクセス網：Radio Access Network）を含んでいる。
【００１２】
ＲＡＮ２０は、一般的に、１以上のＢＳＣ（基地局コントローラ：Base Station Controller）２６を含み、各々のＢＳＣは１以上のコントローラ２８または他の処理システムおよび進行中の通信の状態に関連する必要なデータおよびパラメータを格納するための関連付けられたメモリ３０を有する。一般的には、各々のＢＳＣ２６は１以上のＢＳ（基地局：Base Station）３２と関連付けられている。そして、各々のＢＳ３２は１以上のコントローラ３４または他の処理システム、および、ＭＳ１２との無線通信をサポートするための送受信リソース３６（変調器／復調器、ベースバンドプロセッサ、ＲＦ（radio frequency）電力増幅器、アンテナなど）を取りそろえている。
【００１３】
ＢＳ３２は、ＢＴＳ（ベース送受信システム：Base Transceiver System）あるいはＲＢＳ（無線基地局：Radio Base Station）とも称される。運用中、ＢＳ３２は、ＭＳ１２に制御およびトラフィックデータを送信して、Ｕｍインタフェースを介して制御およびトラフィックデータを受信する。ＢＳＣ２６は、さまざまなＢＳ３２の調整制御を提供する。ＢＳＣ２６は、また、ＲＡＮ２０をＰＣＮ２２に通信により接続する。
【００１４】
ＰＣＮ２２は、１つ以上のコントローラ４０または他の処理システムを含むＰＤＳＮ（パケットデータサービスノード：Packet Data Serving Node）３８、ＨＡ（ホームエージェント：Home Agent）４２およびＡＡＡ（認証・認可・課金：Authentication, Authorization, and Accounting）サーバ４４を備えている。一般的に、ＰＣＮ２２はネットワーク１０の制御により動作する管理ＩＰ網４６を介してＰＤＮ１８に接続される。ＰＤＳＮ３８は、ＰＰＰ（ポイントツーポイントプロトコル：Point-to-Point Protocol）を確立、維持、解除することによりＲＡＮ１６およびＰＤＮ１８の間の接続点として動作する。さらに、ＦＡ（フォーリンエージェント：Foreign Agent）機能をネットワークビジターの登録およびサービスに提供する。ＨＡ４２は、ＰＤＳＮ３８と連動して動作し、モバイルＩＰ登録の認証を行い、パケットトンネリングおよび他のトラフィックのリダイレクション動作のサポートのため現在の位置情報を維持する。最後に、ＡＡＡサーバ４４は、課金サービスと同様に利用者の確認および認可のサポートを提供する。
【００１５】
ＢＳＣ２６は、また、ＲＡＮ２０をＩＳ−４１ネットワーク２４に通信で接続する。ＩＳ−４１ネットワーク２４は、ＨＬＲ（ホームロケーションレジスタ：Home Location Register）５０にアクセスするＭＳＣ（移動交換局：Mobile Switching Center）４８および加入者位置およびプロファイル情報のためのＶＬＲ（ビジターロケーションレジスタ：Visitor Location Register）５２を含む。ＭＳＣ４８は、ＲＡＮ２０およびＰＳＴＮ１６およびＩＳＤＮ１６間の回線交換およびパケット交換の通信を確立する。
【００１６】
ＲＡＮ２０およびＭＳ１２の間の通信を定義するＵｍインタフェースのプロトコルレイヤ構造を図２に示す。上位層において、ＰＣＮ２２はパケットデータサービスを提供し、ＩＳ−４１ネットワーク２４は上述の通り音声サービスおよび回線交換データを提供する。シグナリングレイヤとも呼ばれるＩＳ−２０００レイヤ３は、基地局および移動局の相互運用の手順と、エンドユーザがサービスを受信するための付随する制御信号を備えている。
【００１７】
ＬＡＣ（リンクアクセスプロトコル制御：Link Access Control）層は、論理チャネルの上の転送サービスをレイヤ３シグナリングに提供する。論理チャネルは専用チャネルでもよいし共通チャネルでも良い。専用チャネルは、単一のユーザに割り当てられた物理チャネルにマップされ、たとえば音声通信を転送する。共通チャネルは、複数ユーザにより共有される物理チャネルにマップされ、システムのオーバヘッドのトラフィック、ページングメッセージなどを転送する。ＬＡＣは、レイヤ３メッセージを下位レイヤによる転送に適するようにするためのフラグメント化および再アセンブルを目的とするＬＡＣ  ＰＤＵ（プロトコルデータユニット：Protocol Data Unit）の中にカプセル化する。
【００１８】
ＭＡＣ（メディアアクセス制御：Media Access Control）層は、論理チャネルを物理チャネルにマップして、物理リソースの使用を調整する。ＭＡＣは、また、ネゴシエートされたＱｏＳ（サービス品質：Quality of Service）レベルを実施する。ＭＡＣは、ＬＡＣから受信されるＰＤＵおよびユーザアプリケーションから受信されるデータ単位にメディアへのアクセスを許可するために多重および逆多重化機能を実装する。ＭＡＣは、ＲＬＰ（無線リンクプロトコル：Radio Link Protocol）、および、他のプロトコルにより高信頼のデータ伝送（ほぼエラーフリーで順番通り）を確保する。ＲＬＰは、選択再送ＡＲＱ（自動再送要求：Automatic Repeat Request）プロトコルの特別な形式である。そして、それは完全に本願明細書において、引用されるＩＳ―７０７規格により定義されている。明確にＭＡＣ層により処理され無いとしても、ＲＬＰは機能的、概念的にＭＡＣ層の一部である。図２にて図示するように、ＲＬＰ６０はＰＤＳＮ３８からデータを受信し、データをバッファまたはキュー６６に格納する。ＲＬＰはデータおよび制御フレームによって移動局１２のピアＲＬＰ７０と通信する。
【００１９】
上述のように、ＲＬＰはＮＡＫ（否定応答：negative acknowledgement）ベースの自動再送要求プロトコルである。ＲＬＰの動作（データ送信および再送信）は、サービスが接続されたとき（例えば、呼確立のとき）に決められたパラメータに従って進行する。ＲＬＰパラメータはＲＬＰ−ＢＬＯＢ（RLP Block of Bits）として公知のデータ構造体に含まれる。これらのパラメータは、ラウンド毎のＮＡＫの数、ラウンドの数、および、オプションで推定ラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）、あるいは、基地局３２および移動局１２の間のラウンドトリップ遅延を含む。Ｆ−ＰＤＣＨ（Forward Packet Data Channel）の動作において、ＲＬＰ−ＢＬＯＢは、さらに、ＤＤＷ（DELAY_DETECTION_WINDOW）パラメータを含み得る。ＲＴＴは、ＢＳ３２およびＭＳ１２の間のＳＹＮＣ手順によって、サービス接続の最初に決定される。
【００２０】
一旦ＲＬＰパラメータが初期化されると、データ転送は進行できる。ＲＬＰデータフレームシーケンス空間は、４０９６のシーケンス番号のための１２ビット値を含む。各々のデータフレームはシーケンス番号により識別され、データフレームの送受信はＲＬＰ送信機および受信機において維持されるキューへのポインタにより追跡される。キューは概念的には図３に示されるような循環バッファにより構成される。４個のポインタは、以下を意味する。
【００２１】
Ｌ＿Ｖ（Ｓ）：次に送信されるデータフレームの１２ビットシーケンス番号。
【００２２】
Ｌ＿Ｖ（Ｒ）：期待される次の新規のデータフレームの１２ビットシーケンス番号。
【００２３】
Ｌ＿Ｖ（Ｎ）：シーケンシャルな配信に必要な次のデータフレームの１２ビットシーケンス番号。
【００２４】
Ｌ＿Ｖ（Ｎ）ＰＥＥＲ：ピアＲＬＰにおけるＬ＿Ｖ（Ｎ）の推定値。
【００２５】
送信機は、受信機にデータフレームを送信するにつれてＬＶ（Ｓ）を前進させる。新規のデータフレームを受信した際、受信されたデータフレームがシーケンス番号において直前に受信された次のシーケンシャルデータフレームであるとき、受信機はＬ＿Ｖ（Ｎ）を前進させる。新規のデータフレームが、Ｌ＿Ｖ（Ｎ）およびＬ＿Ｖ（Ｒ）の間であるとき、そのデータフレームは受信機のキューに格納され、ポインタは更新されない。新規なデータフレームが、受信されたデータフレームの最大のシーケンス番号を超えるとき、受信機は受信されたデータフレームのシーケンス番号にＬ＿Ｖ（Ｒ）を前進させる。受信されたデータフレームが以下で定義されるＬ＿Ｖ（Ｎ）未満のシーケンス番号を有する場合、受信機はすでに適切に受信されているシーケンシャルデータフレームの再送と解釈して、それを廃棄する。
【００２６】
受信機はポインタＬ＿Ｖ（Ｎ）ＰＥＥＲを維持する。そして、それは受信機のポインタＬ＿Ｖ（Ｎ）の値の送信機における最良の推定値である。Ｌ＿Ｖ（Ｎ）ＰＥＥＲおよびＬ＿Ｖ（Ｓ）の間のデータフレームは再送キューを含む。このキューは、１以上のデータフレームの再送信のためのＮＡＫ要請の受信可能性に対して、先だって送信されたデータフレームのコピーを格納する。
【００２７】
シーケンス番号における数学的、論理的動作は、モジュロ４０９６（すなわち２１２）処理である。特に、”より大きい”そして”より少ない”オペレータ（演算子）が定義される。データフレームシーケンス番号Ｎより大きい、または、少ない、以下のシーケンス番号の範囲について考慮される。
【００２８】
シーケンス番号（Ｎ−２０４８）％４０９６より大きいＮは、（Ｎ−１）％４０９６
シーケンス番号（Ｎ＋１）％４０９６より小さいＮは、（Ｎ＋２０４７）％４０９６
すなわち、循環バッファの前半分はＮより少なく定められ、循環バッファの後ろ半分はＮより大きく定められる。受信機は、Ｌ＿Ｖ（Ｎ）未満のシーケンス番号を有する任意の受信されたデータフレームを廃棄するので、また、より小さい”の定義はバッファの前半分を含むので、送信機はＬ＿Ｖ（Ｎ）ＰＥＥＲより前に２０４８のシーケンス番号を超えるＬ＿Ｖ（Ｓ）を決して前進させることができない。Ｌ＿Ｖ（Ｎ）ＰＥＥＲが受信機のＬ＿Ｖ（Ｎ）を正確に反映していると仮定すると、そうすることにより、送信機は、受信機がＬ＿Ｖ（Ｎ）より小さいと考慮して破棄するデータフレームを送信することになる。送信機により格納されたＬ＿Ｖ（Ｎ）ＰＥＥＲおよびＬ＿Ｖ（Ｓ）の間のデータフレームが再送キューを含むので、再送キューはあり得るバッファサイズの半分（つまり、２０４８のデータフレーム）に効果的に制限される。実際には、送信機における実際のメモリー制限により、再送キューサイズを２０４８のデータフレーム未満のいくつかの値に制限できる。
【００２９】
劣化したチャネルの状況下では、多くのＮＡＫが発生する。つまり、比較的頻繁な充填フレームの送信を許容するかなり低いデータレートであり、要素数２０４８の再送キューで充分であり得る。しかしながら、ＰＤＣＨ（Packet Data Channel）においてあり得る高いデータレート、特に良好なチャネル状況の下では、送信機において、キューストールの状態となる。つまり、ＮＡＫあるいは充填フレームを受信すること無しに２０４８のデータフレームが送信される。例えば、データスループットの平均が１メガビット／秒と仮定すると、要素数２０４８の再送キューは、２０４８＊４６＊８／１Ｍｂｐｓ＝７５４ミリ秒で満たされることになる。
【００３０】
この時間は、Ｆ―ＰＤＣＨの３メガビット／秒のピークで運用される状態の下でさらに短くなる。キューストールにおいて、送信機は受信機からＮＡＫが受信され送信機がＬ＿Ｖ（Ｎ）ＰＥＥＲを前進し、前に送信されたデータフレームのいくつかのコピーを廃棄するまで、受信機に新規のデータフレームを送信することが出来ない。キューストールによって、送信機に入って来るデータフレームの廃棄を強いられ、上位層プロトコルは誤りを取扱うことになる。このキューストールと新規データの破棄は、特定のＱｏＳ動作を要求するアプリケーションに対して最良のオプションではない。
【００３１】
キューのストール問題にはいくつかの対処方法がある。例えば、ラウンド毎のＮＡＫの数のパラメータを１にセットし、１メガビット／秒データレートのとき、ラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）＋遅延検出ウインドウ（ＤＤＷ）＋ＲＥＸＭＩＴ＿ＴＩＭＥＲが７５４ｍｓより小さい場合は、キューのストールは生じない。より高いデータレートをサポートするため、より小さなＤＤＷ及びＲＥＸＭＩＴ＿ＴＩＭＥＲの値が必要となるかもしれない。しかしながら、より小さいＤＤＷの値は規則的動作のシナリオの下で不必要なＮＡＫを誘発するというマイナスの効果を有する。それ故、これは望ましいオプションでない。他の方法として、受信機は、キューストールを予防するために、実装に特有の基準に基づいて完全なＮＡＫ巡回を待たない実装をベースとした方式を使用することができる。このソリューションは受信機で決定を行う。そして、それは送信機でのバッファリングについてのいかなる知識も無いため、結果として多くのシナリオの誤った決定に導き得る。
【００３２】
本発明によれば、再送キューが利用可能容量に近づくとき、Ｌ＿Ｖ（Ｎ）ＰＥＥＲのポインタを進めることにより、送信機はキューのストールを防止できる。これは効果的に、再送キューに格納されたシーケンス番号で最早の再送データフレームコピーを廃棄する。プロトコルが許可する場合、送信機は受信機にＬ＿Ｖ（Ｎ）ＰＥＥＲポインタの新しい値を供給してもよく、受信機はＬ＿Ｖ（Ｎ）ポインタに対応する値を更新することができる。
【００３３】
ある実施例において、送信機は、スキップフレームにより更新されたＬ＿Ｖ（Ｎ）ＰＥＥＲ値（本明細書において、Ｌ＿Ｖ（Ｎ）ＮＥＷと称される）を受信機に提供する。ここで定義されるように、スキップフレームは、新規に提示されたＬ＿Ｖ（Ｎ）ポインタのシーケンス番号を含むシーケンス番号（ｓｅｑ−ｎｕｍｂｅｒ）フィールドをもつ充填フレームのフォーマットを有する。スキップフレームのフィールドは、以下のように定義される。
2007523537.tif 000003
ＳＥＱ：このフィールドは、新規に提示されたＬ＿Ｖ（Ｎ）の下位８ビットを含む。
【００３４】
ＣＴＬ：このフィールドは、”１１１１”にセットされる。これは、このフレームが充填フレームタイプであることを識別する。
【００３５】
ＳＥＱ＿ＨＩ：このフィールドは、新規のＬ＿Ｖ（Ｎ）の上位４ビットを含む。
【００３６】
Ｐａｄｄｉｎｇ：パディングビットである。必要に応じて、フレームの余った部分を埋める。これらのビットは”０”にセットされる。
【００３７】
本発明の送信機制御のキューのストール回避のソリューションは、スキップフレームを受信したときの受信機の協調処理を必要とする。特に、受信機は、スキップフレームの新規に提案されたＬ＿Ｖ（Ｎ）の値に従い、以下の動作を行わなければならない。最初に、受信機は、以下の式に従って、スキップフレームからＬ＿Ｖ（Ｎ）ＮＥＷの値を抽出する。
【００３８】
Ｌ＿Ｖ（Ｎ）ＮＥＷ＝｛ＳＥＱ＋［ＳＥＱ＿Ｈｌ＊２５６］｝
そして、受信機は以下の通りデータフレームを処理しなければならない（ここで、演算子＜＝、＞および＞＝は上述したモジュロ４０９６の結果に対するものである）。
【００３９】
Ｌ＿Ｖ（Ｎ）ＮＥＷ＜＝Ｌ＿Ｖ（Ｎ）である場合、スキップフレームは廃棄される。この場合、送信機は、すでにシーケンシャルな順序で受信機により受信された再送データフレームのみ廃棄しており、上位のプロトコルレイヤに配信されている。
【００４０】
Ｌ＿Ｖ（Ｎ）ＮＥＷ＞Ｌ＿Ｖ（Ｎ）である場合、受信機は、シーケンス番号がＬ＿Ｖ（Ｎ）ＮＥＷより小さい全ての受信データフレームを上位のプロトコルレイヤに配信する。また、受信機は、ＮＡＫリストからＬ＿Ｖ（Ｎ）ＮＥＷより小さい全てのシーケンス番号を削除する。失われたデータフレームは、より上位のプロトコルレイヤ（例えばＴＣＰ）の誤り処理ルーチンにより対処される。最後に、受信機は、Ｌ＿Ｖ（Ｎ）をＬ＿Ｖ（Ｎ）ＮＥＷの値にセットする。
【００４１】
Ｌ＿Ｖ（Ｎ）ＮＥＷ＞＝Ｌ＿Ｖ（Ｒ）である場合、受信機はＬ＿Ｖ（Ｒ）をＬ＿Ｖ（Ｎ）ＮＥＷの値にセットする。
【００４２】
このようにして、送信機は、再送可能性に対し保持される以前に送信されたデータフレームのコピーの保持に比較し、より高い優先度で新規のデータフレームを配信するよう設定する。この能力は、例えば、若干のデータ損失は許容されるが、新規データフレームの配信の低時間遅延が必要条件となるオーディオまたはビデオストリーミングのような高データレートのアプリケーションにおいて要求あるいは必要とされる。本発明は、キューストール回避の制御を、キューのリソース割当てが既知で最も最適化され得る送信機において行うことが出来る。
【００４３】
ここではＲＬＰ送信機およびＲＬＰ受信機を参照して本発明の説明を行ったが、本発明はこれらに限定されるものではなく、固定サイズのバッファを備える任意のＮＡＫベースの通信システムに都合よく適用することができる。さらに一般的には、ここでは本発明は特定の特徴、態様およびその実施例に関して記載されているが、多数のバリエーション、変更態様および他の実施例が本発明のその幅広い範囲の中で可能であることが明らかである。したがって、全てのバリエーション、変更態様および実施例は本発明の目的の範囲内である。従って、本実施例は、全態様を解釈されるための例示であり限定するものではなく、添付の請求の範囲の意味および等価範囲の中にある全ての変更が受け入れられることを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】無線通信システムの機能ブロック図である。
【図２】基準点Ｕｍに対するプロトコルレイヤ図である。
【図３】ＲＬＰの送信バッファおよび受信バッファの機能図である。
【図１】
2007523537.tif 000004
【図２】
2007523537.tif 000005
【図３】
2007523537.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成17年11月16日(2005.11.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信機における送信キューのストールを防止する方法であって、
受信機に連続的にデータフレームを送信するステップであって、各々の前記データフレームはシーケンス番号により識別される、ステップと、
前記受信機から前記データフレームが正しく受信されたことを示すメッセージを受信するまで、再送可能性のキューに各々の送信されたデータフレームのコピーを保持するステップと、
保持されたデータフレームのコピーの数がキューの使用可能容量に接近することに反応して、１以上の前記保持されたデータフレームのコピーを廃棄するステップと、
前記キューから破棄されたデータフレームのコピーの再送要求を前記受信機から受信したとき、廃棄されていない最初期の保持されたデータフレームのコピーのシーケンス番号を含むメッセージを前記受信機に送信するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
破棄された前記保持されたデータフレームのコピーを指示するメッセージを前記受信機に送信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記キューにおける最初の保持されたデータフレームのコピーのシーケンス番号を含むポインタを維持するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
１以上の前記保持されたデータフレームのコピーが破棄されたとき、
前記破棄されたデータフレームの各々に対して、前記ポインタを１シーケンス番号だけ進めるステップと、
前記ポインタの新しい値を前記受信機に送信するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記キューは総シーケンス数がＮフレームの循環バッファとして構成され、前記ポインタはモジュロＮだけ進められることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記キューの使用可能容量は最大でもＮ／２であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
受信機に送信されることになるデータフレームを受信するための入力部と、
前記受信機に前記データフレームを送信するための送信部と、
前記受信機により受信されたとき肯定応答されなかった送信されたデータフレームのコピーを格納するためのメモリと、
前記コピーが前記メモリの使用可能容量に接近するとき、前記送信されたデータフレームの１以上のコピーを廃棄し、さらに、前記キューから破棄されたデータフレームのコピーの再送要求を前記受信機から受信したとき、廃棄されていない最初期の保持されたデータフレームのコピーのシーケンス番号を含むメッセージを前記受信機に送信するよう動作するコントローラと、
を含むことを特徴とする送信機。
【請求項８】
前記コントローラは、さらに廃棄された前記コピーの指示を前記受信機に送信するよう動作することを特徴とする請求項７に記載の送信機。
【請求項９】
前記コントローラは、無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）に対応することを特徴とする請求項８に記載の送信機。
【請求項１０】
前記メモリはＮ個の要素の循環バッファとして構成され、
前記コントローラは、送信されたデータフレームの前記コピーを保持する再送ウインドウの先頭をポインタがマークするよう維持し、前記破棄されたコピーの各々に対して前記ポインタをモジュロＮだけ進める、
ことを特徴とする請求項９に記載の送信機。
【請求項１１】
前記コピーを廃棄し前記ポインタを進めるときに、
前記コントローラは、前記ポインタの新しい値を前記受信機に送信することを特徴とする請求項１０に記載の送信機。
【請求項１２】
無線通信システムであって、
シーケンシャルなデータフレームを受信し、シーケンシャルな順番で受信されなかった前記データフレームの再送を要求する受信機と、
シーケンシャルに前記データフレームを前記受信機に送信し、前記受信機により受信されたとき肯定応答されなかった送信されたデータフレームのコピーを格納するメモリを有する送信機であって、前記コピーが前記メモリの使用可能容量に接近するとき、送信されたデータフレームの１以上の前記コピーを破棄し、廃棄された前記コピーの指示を前記受信機に送信し、さらに、前記キューから破棄されたデータフレームのコピーの再送要求を前記受信機から受信したとき、廃棄されていない最初期の保持されたデータフレームのコピーのシーケンス番号を含むメッセージを前記受信機に送信する、送信機と、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項１３】
前記送信機と受信機は、否定応答ウインドウプロトコルに従って動作することを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記送信機と受信機は、無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）のピアであることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【国際調査報告】
2007523537.tif 000007
2007523537.tif 000008
2007523537.tif 000009