(57)【要約】【課題】方法及びシステムは、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）無線通信ネットワークの局間のチャネルにおけるハイブリッド自動繰返し要求（ＨＡＲＱ）動作を可能にし、且つその性能を向上させる。【解決手段】そこでは、並列ＨＡＲＱチャネルの数が適応的に増加し、並列ＨＡＲＱチャネルによって通信されるＭＡＣプロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ）のセットを明白に識別するために１つの接続識別子が使用される。並列ＨＡＲＱチャネルによってＭＰＤＵが送信される場合、順序通りでないＭＰＤＵの配信を回避するために連続番号が使用される。ＭＰＤＵは連結又はカプセル化することができる。並列ＨＡＲＱチャネルの最大数を、２５６まで増加させることができ、局がネットワークに入る時にネゴシエートすることができる。【選択図】図１
2008172754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交周波数分割多元接続の無線通信ネットワークの局間のチャネルにおけるハイブリッド自動繰返し要求動作を可能にする方法であって、
前記ハイブリッド自動繰返し要求動作の性能を向上させるために並列ハイブリッド自動繰返し要求チャネルの数を適応的に増加させるステップと、
前記並列ハイブリッド自動繰返し要求チャネルによって通信されるＭＡＣプロトコルデータユニットのセットを明白に識別するために１つの接続識別子を使用するステップと、
前記並列ハイブリッド自動繰返し要求チャネルによって前記ＭＡＣプロトコルデータユニットが送信される場合、順序通りでない配信を回避するために連続番号を使用するステップと
を含む、直交周波数分割多元接続の無線通信ネットワークの局間のチャネルにおけるハイブリッド自動繰返し要求動作を可能にする方法。
【請求項２】
前記ＭＡＣプロトコルデータユニットは、連結される
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ＭＡＣプロトコルデータユニットは、カプセル化される
請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記並列ハイブリッド自動繰返し要求チャネルの最大数は、２５６である
請求項１記載の方法。
【請求項５】
８ビット長のフィールドが前記並列ハイブリッド自動繰返し要求チャネルの最大数を指定する
請求項４記載の方法。
【請求項６】
局によって使用される前記並列ハイブリッド自動繰返し要求チャネルの最大数を、前記局が前記ネットワークに入る時にネゴシエートするステップをさらに含む
請求項４記載の方法。
【請求項７】
前記ネゴシエートするステップに、加入者基本機能要求メッセージ及び加入者基本機能応答メッセージが使用される
請求項６記載の方法。
【請求項８】
ＡＣＩＤフィールドの最大長は、許可される前記並列ハイブリッド自動繰返し要求チャネルの最大数を示すために使用されるタイプ−長さ−値である
請求項４記載の方法。
【請求項９】
前記ハイブリッド自動繰返し要求動作が異なるＭＡＣ接続の前記ＭＡＣプロトコルデータユニットの連結に適用される場合、前記接続識別子は、前記ハイブリッド自動繰返し要求動作中にＲＣＩＤ＿ＩＥフィールドの代りに使用される
請求項２記載の方法。
【請求項１０】
モバイルマルチホップ中継ネットワークの論理接続は、中継局と基地局との間のトンネル接続である
請求項１記載の方法。
【請求項１１】
モバイルマルチホップ中継ネットワークの論理接続は、前記無線通信ネットワークの各中継リンクにおけるトンネル接続である
請求項１記載の方法。
【請求項１２】
異なるＭＡＣ接続の前記ＭＡＣプロトコルデータユニットの連結に対して前記ハイブリッド自動繰返し要求動作が適用される場合、前記ハイブリッド自動繰返し要求動作中にＲＣＩＤの代りに、前記トンネル接続に対する対応する形態の接続識別子が使用される
請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
異なるＭＡＣ接続の前記ＭＡＣプロトコルデータユニットのカプセル化に対して前記ハイブリッド自動繰返し要求動作が適用される場合、前記ハイブリッド自動繰返し要求動作中にＲＣＩＤの代りに、前記トンネル接続に対する対応する形態の接続識別子が使用される
請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
前記異なるＭＡＣ接続の前記ＭＡＣプロトコルデータユニットのカプセル化は、前記異なるＭＡＣ接続の前記ＭＡＣプロトコルデータユニットの連結の直ぐ前に新たなＭＡＣヘッダを付加することを意味する
請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記連続番号は、８ビット長の短いフォーマットを有する
請求項１記載の方法。
【請求項１６】
前記連続番号は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５標準規格に従う拡張サブヘッダのフォーマットを有する、前記ＭＡＣプロトコルデータユニットのＰＤＵ連続番号拡張サブヘッダに配置される
請求項１記載の方法。
【請求項１７】
前記ＰＤＵ連続番号拡張サブヘッダは、トンネリングにおいて前記ＭＡＣプロトコルデータユニットのカプセル化が使用される場合、前記トンネリングによって付加されるＭＡＣヘッダと前記ＭＡＣプロトコルデータユニットとの間に配置される
請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記ＰＤＵ連続番号拡張サブヘッダは、トンネリングにおいてカプセル化がなされない場合、各個々のＭＡＣプロトコルデータユニットのＭＡＣヘッダと各個々のＭＡＣプロトコルデータユニットのＭＡＣサービスデータユニットとの間に配置される
請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記論理接続は、ハイブリッド自動繰返し要求層によって確立され、前記ハイブリッド自動繰返し要求層は、ハイブリッド自動繰返し要求トンネルと呼ばれる
請求項１０記載の方法。
【請求項２０】
前記ハイブリッド自動繰返し要求トンネルにおいて連結される一群のＭＡＣプロトコルデータユニットの前にＭＡＣヘッダが付加される
請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記ＰＤＵ連続番号拡張サブヘッダは、ハイブリッド自動繰返し要求トンネリングが使用される場合、ハイブリッド自動繰返し要求層トンネリングによって付加されるＭＡＣヘッダとそれに続くＭＡＣプロトコルデータユニットとの間に配置される
請求項１６記載の方法。
【請求項２２】
局によって使用される前記並列ハイブリッド自動繰返し要求チャネルの最大数を、前記局が前記ネットワークに再エントリする時にネゴシエートするステップをさらに含む
請求項４記載の方法。
【請求項２３】
前記連続番号は、１６ビット長の長いフォーマットを有する
請求項１記載の方法。
【請求項２４】
直交周波数分割多元接続の無線通信ネットワークの局間のチャネルにおけるハイブリッド自動繰返し要求動作を可能にするシステムであって、
前記ハイブリッド自動繰返し要求動作の性能を向上するように並列ハイブリッド自動繰返し要求チャネルの数を適応的に増加する手段と、
前記並列ハイブリッド自動繰返し要求チャネルによって通信されるＭＡＣプロトコルデータユニットのセットを明白に識別するために１つの接続識別子を使用する手段と、
前記ＭＡＣプロトコルデータユニットが前記複数の並列ハイブリッド自動繰返し要求チャネルによって送信される時、順序通りでないＭＡＣプロトコルデータユニット配信を回避するために連続番号を使用する手段と
を備える、直交周波数分割多元接続の無線通信ネットワークの局間のチャネルにおけるハイブリッド自動繰返し要求動作を可能にするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的には移動無線ネットワークに関し、特に、無線チャネルにおけるハイブリッド自動繰返し要求（hybrid automatic repeat request）（ＨＡＲＱ）を可能にし、且つその性能を向上させる方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭ
直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）は、無線通信ネットワークのチャネルの物理層（ＰＨＹ）におけるマルチパス干渉を軽減するために頻繁に使用される。したがって、ＯＦＤＭは、多数の無線通信標準規格、たとえばＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｇ及びＩＥＥＥ８０２．１６／１６ｅに対して指定される。共に参照により本明細書に援用される、「IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks - Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems」（IEEE Computer Society and the IEEE Microwave Theory and Techniques Society, October 2004）及び「IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks - Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems, Amendment 2: Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands」（IEEE Computer Society and the IEEE Microwave Theory and Techniques Society, February 2006）を参照されたい。
【０００３】
ＯＦＤＭＡ
ＯＦＤＭに基づいて、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）が開発された。ＯＦＤＭＡでは、複数の送受信機（ユーザ）に、これらの送受信機が並列通信に関与することができるように直交トーン（周波数）の別個のセットが割り当てられる。例として、ＩＥＥＥ８０２．１６／１６ｅ標準規格は、１１ＧＨｚを下回る周波数帯域での見通し外（non-line-of-sight）（ＮＬＯＳ）通信のための複数のチャネルアクセスメカニズムとしてＯＦＤＭＡを採用した。
【０００４】
ＨＡＲＱ
ハイブリッド自動繰返し要求（ＨＡＲＱ）動作を、無線ネットワークにおける誤り制御に使用することができる。ＨＡＲＱでは、受信機は、メッセージにおける誤りを検出し、送信機に対してメッセージの再送信を自動的に要求する。送信機は、ＨＡＲＱを受信することに応じて、誤りが持続しない限り、メッセージが正しく受信されるまで再送信する。一変形では、ＨＡＲＱは、順方向誤り訂正（ＦＥＣ）を誤り訂正符号と組み合わせる。
【０００５】
ＨＡＲＱ動作は、無線チャネルにおける所望の信頼性を提供するために、ＰＨＹ及びリンクレベル、すなわちＯＳＩプロトコルモデルのレイヤ１及びレイヤ２の両方におけるサポートを必要とする。多くの既存の無線システムは、不都合な無線チャネルを取り扱い、信頼性を向上させるためにＨＡＲＱを採用している。たとえば、ＯＦＤＭＡ  ＰＨＹに対するＩＥＥＥ８０２．１６ｅ標準規格では、任意の特徴としてＨＡＲＱが使用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、現ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ標準規格において定義されるようなＨＡＲＱプロトコルが連結ＭＡＣプロトコルデータユニット（concatenated MAC protocol data unit）（ＭＰＤＵ）に対して適用される場合、曖昧さが発生する可能性がある。さらに、従来のＨＡＲＱは、予期せずに、無線チャネル資源が完全に利用されるのを妨げる。これは、モバイルマルチホップ中継ネットワーク（mobile multihop relay network）又は次世代の高度ＩＥＥＥ８０２．１６ネットワークにおける中継チャネルに対して深刻な問題である。それは、高容量がこうしたネットワークに対する要件の１つであるためである。
【０００７】
これらの問題に対処するために、新たなプロトコルが必要である。
【０００８】
明確且つ簡潔にするために、本明細書では、いくつかの術語及び頭辞語を本明細書において以下のように定義する。
【０００９】
加入者局（ＳＳ）：加入者機器と基地局（ＢＳ）との間の接続を提供する汎用機器セット。
【００１０】
移動局（ＭＳ）：移動している間に又は不特定の地点での停止中に使用されるように意図される移動体サービスの局。ＭＳは、標準規格において特に別途要求されない限り常に加入者局（ＳＳ）である。
【００１１】
中継局（ＲＳ）：ＩＥＥＥ  Ｓｔｄ８０２．１６ｊ標準規格に準拠する局であり、その機能は、１）他の局の間でデータを中継し、恐らくは情報を制御すること、及び２）モバイルマルチホップ中継を間接的にサポートするプロセスを実行することである。参照により本明細書に援用される「Harmonized definitions and terminology for IEEE 802.16j Mobile Multihop Relay」（IEEE802.16j-06/014rl,October 2006）を参照されたい。
【００１２】
プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）：所与の層のプロトコルにおいて指定され、且つその層のプロトコル制御情報と恐らくはその層のユーザデータとを含むデータのセット。参照により本明細書に援用されるW.Stallings著「Data and Computer Communications」（Seventh edition, Prentice Hall, 2003）を参照されたい。
【００１３】
サービスデータユニット（ＳＤＵ）：或るプロトコル層のプロトコルデータユニットであって、それより高い層から来るサービスデータユニットとその層のプロトコル制御情報とを含む、プロトコルデータユニット。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
方法及びシステムは、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）無線通信ネットワークの局間のチャネルにおけるハイブリッド自動繰返し要求（ＨＡＲＱ）動作を可能にする。そこでは、並列ＨＡＲＱチャネルの数が適応的に増加しており、並列ＨＡＲＱチャネルによって通信されるＭＡＣプロトコルデータユニット（ＭＰＤＵ）のセットを明白に識別するために１つの接続識別子が使用される。ＭＰＤＵは連結又はカプセル化することができる。並列ＨＡＲＱチャネルの最大数を、２５６まで増加させることができ、局がネットワークに入る時にネゴシエートすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５におけるＨＡＲＱ動作
ハイブリッド自動繰返し要求（ＨＡＲＱ）は、ＯＦＤＭＡ物理（ＰＨＹ）層に対してＩＥＥＥ８０２．１６−２００４及び８０２．１６ｅ−２００５標準規格において定義される任意の特徴である。物理層及び媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層のサポートを共に必要とするＨＡＲＱプロトコルは、無線通信ネットワークに対する層間システム設計の典型的な例である。
【００１６】
物理層では、２つの特定の技法、すなわちチェイス合成法（ＣＣ）及び増加的冗長性（incremental redundancy）（ＩＲ）は、符号化利得及び追加の冗長性利得を提供する。さらに、ＭＡＣ層におけるストップ・アンド・ウェイトメカニズムが、自動繰返し要求（ＡＲＱ）機能を提供する。
【００１７】
ＩＥＥＥ８０２．１６−２００４標準規格におけるＨＡＲＱに関連する技術仕様が、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５標準規格において変更されたため、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５標準規格で定義されるＨＡＲＱプロトコルは、本明細書で説明するようにさらなる改良及び高度化のための基礎として使用される。
【００１８】
図１は、送信機における基本的なＨＡＲＱ動作を示す。ＨＡＲＱ動作のために送信機のＭＡＣ層から、単一のＭＡＣ  ＰＤＵ（ＭＰＤＵ）又は複数のＭＰＤＵの連結１０１が渡される。
【００１９】
必要な場合は、ＭＰＤＵ又は連結ＭＰＤＵ１０１の最後にパディングビット１０２が付加される（１１０）。許容パディングのセットは、｛４,１０,１６,２２,３４,４６,５８，１１８，２３８，３５８，５９８,１１９８，１７９８，２３９８，２９９８｝ビットである。
【００２０】
次に、１６ビットの巡回冗長検査（ＣＲＣ−１６）フィールド１０３が付加される（１２０）。許容セットは、｛６，１２，１８，２４，３６，４８，６０，１２０，２４０，３６０，６００，１２００，１８００，２４００，３０００｝ビットであり得る。
【００２１】
ランダム化（１３０）の後、結果としてのＨＡＲＱ物理層ＳＤＵ（ＰＳＤＵ）１０４は、６００バイトの倍数である長さすなわち４８００ビットを有していなければならない。
【００２２】
ＨＡＲＱ  ＰＳＤＵの全体長が６００バイトより長い場合、ＰＳＤＵは、各々６００バイトを超えない断片１０５に断片化される（１４０）。各断片は別々に符号化される。ＨＡＲＱレベル断片化が必要であり、それは、ＩＥＥＥ標準規格において定義される順方向訂正符号化（ＦＥＣ）（１５０）が扱うことができる最長データ単位が６００バイトであるためである。
【００２３】
ＨＡＲＱ断片化が発生するか否かに関わらず、各ＨＡＲＱ  ＰＳＤＵに対して４つのサブパケット１０６が生成される。サブパケットは変調され（１６０）、受信機に送信される。
【００２４】
この説明を簡略化するために、任意のパディングビット１０２及び付加されたＣＲＣフィールド１０３を含むＨＡＲＱ  ＰＳＤＵ１０４を、以下の説明においてオリジナルエンコーダパケット（original encoder packet）と呼ぶ。それは、４つのサブパケット１０６がＨＡＲＱ  ＰＳＤＵ１０４から直接導出されるためである。
【００２５】
図２は、アップリンク（ＵＬ）サブフレーム２１０及びダウンリンク（ＤＬ）サブフレーム２１１の高レベル構造を示す。ＨＡＲＱ動作は、３つの重要なパラメータ、すなわちサブパケット識別子（ＳＰＩＤ）２０１、ＨＡＲＱ識別子連続番号（ＡＩ＿ＳＮ）２０２及びＨＡＲＱチャネル識別子（ＡＣＩＤ）２０３によって調整される。図２は、ＳＰＩＤ、ＡＩ＿ＳＮ及びＡＣＩＤがパケットフローを制御する方法を示す。
【００２６】
基本的に、オリジナルエンコーダパケット１０４は、ＦＥＣを使用して符号化される（１５０）。その結果、４つのサブパケット１０６が生成される。各サブパケットは、２ビットＳＰＩＤによって一意に識別される。より詳細には、これらの４つのサブパケットに対するＳＰＩＤは、それぞれ「０ｘ００」、「０ｘ０１」、「０ｘ１０」及び「０ｘ１１」である。送信機は、最初にＳＰＩＤ「０ｘ００」を有するサブパケットを送信する。受信機は、このサブパケットを正しく復号できる場合、送信機に肯定応答（ＡＣＫ）を送信する。このため、送信機が、同じオリジナルエンコーダパケットに属する後続するサブパケットを送信する必要はない。
【００２７】
しかしながら、受信機は、第１のサブパケットを復号し損なった場合、否定応答（ＮＡＫ）を送信することによって送信機に対して失敗を示す。その場合、送信機は、４つのうちから別のサブパケットを選択し、選択したサブパケットを受信機に送信する。このプロセスは、受信機がオリジナルエンコーダパケットを正しく復号するか又はこうした４回の送信の試みがすべて失敗するまで続く。
【００２８】
基地局（ＢＳ）からＳＳ又はＭＳへのダウンリンクでは、ＨＡＲＱメカニズムは、所定の遅延後にＡＣＫ又はＮＡＣＫを送信するためにＳＳ又はＭＳに対する専用ＰＨＹチャネルを提供する。この応答プロセスは同期するが、サブパケットの再送信は非決定的であってもよい。
【００２９】
受信機が、各々が異なるオリジナルエンコーダパケットに属する２つの連続したサブパケットを受信する可能性がある。これは、送信機が、同じオリジナルエンコーダパケットに属する４つのすべてのサブパケットの送信の失敗を検出する場合に発生する可能性がある。このため、送信機は、次のオリジナルエンコーダパケットの第１のサブパケットの送信を開始する。
【００３０】
混乱を回避するために、次のオリジナルエンコーダパケットが開始したか否かを示すために１ビットＡＩ＿ＳＮが使用される。次のオリジナルエンコーダパケットのサブパケットが送信される時はいつでも、このＡＩ＿ＳＮビットが０と１との間でトグルすることが有効である。受信機は、こうしたトグルを認識した後、送信機ＨＡＲＱが先のオリジナルエンコーダパケットの処理をやめたことを知り、そのオリジナルエンコーダパケットに対して有しているサブパケットを破棄するべきである。
【００３１】
ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５標準規格によるＨＡＲＱはまた、各々が保留中の符号化パケットを有する可能性がある複数の並列チャネルの動作もサポートする。各ＨＡＲＱチャネルを、図２に示すように４ビットＡＣＩＤフィールド２０３によって一意に識別することができる。なお、ＨＡＲＱチャネルは、接続単位で定義されることに留意されたい。
【００３２】
データプレーンＨＡＲＱ動作に対して適切な管理機能が提供されなければならない。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５標準規格では、ＳＳ又はＭＳに対してＨＡＲＱに関連する資源割当てを通知するためにＨＡＲＱ  ＤＬ  ＭＡＰ  ＩＥ及びＨＡＲＱ  ＵＰ  ＭＡＰ  ＩＥが定義される。表１及び表２に示すように、両情報要素（ＩＥ）は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５標準規格で指定されるＯＦＤＭＡ  ＤＬ−ＭＡＰ拡張２ＩＥフォーマットのフォーマットに従い、それらは共に参照により本明細書に援用される。
【００３３】
【表１】
2008172754.tif 000003
【００３４】
【表２】
2008172754.tif 000004
【００３５】
図３Ａ〜図３Ｃは、連続した３つの（＃ｋ）フレーム３０１〜３０３を示す。各フレームは、プリアンブル３０４、フレーム制御ヘッダ（ＦＣＨ）３０５及びＤＬマップ３０６を有するＤＬサブフレーム２１１と、ＵＬサブフレーム２１０とを含む。各ＨＡＲＱ  ＤＬ  マップ（ＭＡＰ）  ＩＥ３１１及びＨＡＲＱ  ＵＬ  マップ（ＭＡＰ）  ＩＥ３１２は、それぞれＤＬサブフレーム及びＵＬサブフレームにおける対応する資源領域３２１及び３２２を指定する。図３Ａ〜図３Ｃ間の連結のための文字Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ並びに後続するフレームを参照されたい。資源領域はさらに、サブバースト３３０と呼ばれる複数のサブ領域をさらに含むことができる。ＨＡＲＱ  ＤＬ  ＭＡＰ  ＩＥ及びＨＡＲＱ  ＵＬ  ＭＡＰ  ＩＥにおけるモード依存情報要素（ＩＥ）は、こうしたサブバーストの各々を特定のＨＡＲＱサブパケットに明白に連結する。
【００３６】
各サブバーストに割り当てられる資源はＨＡＲＱ  ＤＬ  ＭＡＰ  ＩＥ及びＨＡＲＱ  ＵＬ  ＭＡＰ  ＩＥにおいて示され、増加的冗長性のみのためのＡＣＩＤ、ＡＩ＿ＳＮ及びＳＰＩＤは、サブパケットを識別するためにモード依存ＩＥに含まれる。図３Ｂ及び図３Ｃはまた、ＨＡＲＱ  ＤＬ及びＨＡＲＱ  ＵＬのＡＣＫ及びＮＡＫ３４０も示す。
【００３７】
適応的拡張ＡＣＩＤ
現標準規格では、ＡＣＩＤフィールドは４ビット長であり、最大でもＭＡＣ接続毎に１６のＨＡＲＱチャネルをサポートすることができる。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ標準規格システムに対して多種多様の帯域幅を使用することができるため、これが性能ボトルネックにつながる可能性がある。４ビット長のＡＣＩＤフィールドであるとすると、ダウンリンクサブフレームで並列に送信することができるサブパケットの最大数は２４＝１６である。
【００３８】
各ＨＡＲＱ  ＰＳＤＵが最大３０００バイト長であり得るということから、ダウンリンクサブフレームにおいてＨＡＲＱによって伝送されるビットの最大数は、１６×（３０００×８）＝０．３８４×１０６である。５／６である、最も効率的なＦＥＣ符号化レートを想定すると、実際のビットの数は、０．３８４×１０６×（６／５）＝０．４６０８×１０６である。
【００３９】
ここで、早くても１フレーム後まで、同期した応答はＭＳ又はＳＳによって返されないことに留意する。このため、２つのＯＦＤＭＡフレーム時間内にＨＡＲＱによって伝送される物理層ビットの最大数は、各ＯＦＤＭＡフレームが２０ミリ秒長であるとすると、０．４６０８×１０６／４０×１０−３＝１１．５２Ｍｂｐｓである。一方、１０ＭＨｚ帯域幅を使用する２０ミリ秒長ＯＦＤＭＡフレームに対する生データレート（ＦＦＴサイズ＝１０２４、サイクリックプレフィックス＝１／３２、サンプリングレート＝２８／２５）は、４６Ｍｂｐｓ程度の速さである可能性がある。このため、チャネル帯域幅及びシステム容量は十分に利用されていない。これを訂正することが望まれる。
【００４０】
ＡＣＩＤフィールドを拡張する場合、サポートすることができる並列ＨＡＲＱチャネルの数が増加し、それによりシステム容量が改善される。１つの解決法は、現４ビット長のＡＣＩＤフィールドを８ビット長であるように拡張することであり、それは広範囲の数、たとえば０〜２５５の並列ＨＡＲＱチャネルを表すために十分である。さらに、関連するメッセージ及び情報要素においてバイト境界を整列させることもまたより容易である。たとえば、ＡＣＩＤフィールドが８ビット長であるように拡張された後、ＤＬ  ＨＡＲＱチェイスサブバースト（chase sub-burst）ＩＥは以下のフォーマットを有する。
【００４１】
【表３】
2008172754.tif 000005
【００４２】
ＤＬ  ＨＡＲＱ  ＩＲ  ＣＴＣサブバーストＩＥ、ＤＬ  ＨＡＲＱ  ＩＲ  ＣＣサブバーストＩＥ、ＭＩＭＯ  ＤＬチェイスＨＡＲＱサブバーストＩＥ、ＭＩＭＯ  ＤＬ  ＩＲ  ＨＡＲＱサブバーストＩＥ、ＣＣの（for CC）ＭＩＭＯ  ＤＬ  ＩＲ  ＨＡＲＱサブバーストＩＥ、ＭＩＭＯ  ＤＬ  ＳＴＣ  ＨＡＲＱサブバーストＩＥ、ＵＬ  ＨＡＲＱチェイスサブバーストＩＥ、ＵＬ  ＨＡＲＱ  ＩＲ  ＣＴＣサブバーストＩＥ、ＵＬ  ＨＡＲＱ  ＣＣサブバーストＩＥ、ＭＩＭＯ  ＵＬチェイスＨＡＲＱサブバーストＩＥ、ＣＣのＭＩＭＯ  ＵＬ  ＩＲ  ＨＡＲＱサブバーストＩＥ、ＭＩＭＯ  ＵＬ  ＳＴＣ  ＨＡＲＱサブバーストＩＥ等の各関連情報要素は、８ビットＡＣＩＤフィールドをサポートするように相応じて変更される。
【００４３】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｅ標準規格の最低機能のみが必要である場合、送受信機において多数の並列ＨＡＲＱチャネルをサポートするためにハードウェア、たとえばバッファを追加することが必要でない場合もある。
【００４４】
したがって、本発明の一実施の形態によれば、ＨＡＲＱチャネルの数の適応的増加が提供される。高性能が望まれる場合、多数のＨＡＲＱチャネルが使用され、インプリメンテーションコストが問題である場合、小数のＨＡＲＱチャネルが使用される。
【００４５】
なお、ＨＡＲＱの２つのインプリメンテーション、すなわち以下のものがサポートされる：
端末単位：ＨＡＲＱは、局に対するすべてのアクティブＣＩＤに対して使用可にされる。ＨＡＲＱがサポートされる場合、ＳＳは局単位のインプリメンテーションをサポートする。
接続単位：ＨＡＲＱの利用が接続単位である場合、ダイナミックサービス追加（dynamic service addition）（ＤＳＡ）メッセージ及び登録（registration）（ＲＥＧ）メッセージを使用することにより、ＣＩＤ単位でＨＡＲＱを使用可にすることができる。ＨＡＲＱがサポートされる場合、ＭＳは接続単位のインプリメンテーションをサポートする。
【００４６】
したがって、端末によってＨＡＲＱ動作において使用されるＨＡＲＱチャネルの実際の数を、ネットワークのエントリ手続き又は再エントリ手続きを用いて、ＳＳ基本機能要求（Basic Capability Request）（ＳＢＣ−ＲＥＱ）メッセージ及びＳＳ基本機能応答（Basic Capability Response）（ＳＢＣ−ＲＳＰ）メッセージを使用して端末に対してネゴシエート及び指定することができる。ＨＡＲＱチャネルの数を、ＤＳＡメッセージ及びＲＥＧメッセージにより各個々のＭＡＣ接続に対してさらに調整することができる。
【００４７】
タイプ−長さ−値（ＴＬＶ）を以下のように定義する。
【００４８】
表４：ＨＡＲＱ動作のために使用されるＡＣＩＤの数に対してネットワークのエントリ／再エントリ手続き中にネゴシエーションを処理するために、ＳＢＣ−ＲＥＱメッセージ及びＳＢＣ−ＲＳＰメッセージに、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５におけるＡＣＩＤフィールド機能、すなわちＯＦＤＭＡ  ＳＳ復調器ＴＬＶ（ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５の第１１．８．３．７．２節）及びＯＦＤＭＡ  ＳＳ復調器ＴＬＶ（ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５の第１１．８．３．７．３節）の最大長が含まれる。表４及び表５は、これらの２つのＴＬＶの詳細なフォーマットを指定する。両ＴＬＶは、１バイト長であるため、本発明で提案されるＡＣＩＤの拡張された範囲を正確にカバーすることができる。
【００４９】
【表４】
2008172754.tif 000006
【００５０】
【表５】
2008172754.tif 000007
【００５１】
上述したように、ＳＢＣ−ＲＥＱ及びＳＢＣ−ＲＳＰは、ネットワークのエントリ／再エントリ段階中に使用されるＤＬ  ＨＡＲＱチャネル及びＵＬ  ＨＡＲＱチャネルの数を構成するのを助けることができるが、ＤＳＡ−ＲＥＱ／ＤＳＡ−ＲＳＰメッセージ及びＲＥＧ−ＲＥＱ／ＲＥＧ−ＲＳＰメッセージは依然として、ＨＡＲＱがＭＡＣ接続単位で使用可にされる場合、各個々の接続に対して数を調整することができる。この目標を達成するために、サービスフロー管理符号化のためにＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５において新たに定義された「ＨＡＲＱサービスフロー」ＴＬＶ（ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５の第１１．１３．３２節）がわずかに変更される。「値」フィールドの新たな解釈を、表６において以下太字のイタリック体で示す。
【００５２】
【表６】
2008172754.tif 000008
【００５３】
そのため、改訂「ＨＡＲＱサービスフロー」ＴＬＶは、接続がＨＡＲＱを使用するか否かを示すことができるだけでなく、ＨＡＲＱ送信機が使用したいと望むＨＡＲＱチャネルの数を示すこともできる。このＴＬＶがＲＥＧ−ＲＥＱ及びＲＥＧ−ＲＳＰに現われると、それは、基本接続、プライマリ接続又はセカンダリ接続のみに関連する。
【００５４】
中継リンクにおけるＨＡＲＱ
なお、図４に示すようなモバイルマルチホップ中継ネットワークにおいてＢＳと中継局（ＲＳ）との間の通信のために、拡張ＡＣＩＤフィールド及び適応的ＡＣＩＤネゴシエーションもまた適用可能であるということに留意されたい。
【００５５】
図４は、基地局（ＢＳ）、中継局（ＲＳ１）、移動局ＭＳ１、ＭＳ２及びＭＳ３並びに加入者局ＳＳ１及びＳＳ２を含む、マルチホップ（ホップ１及びホップ２）リレーネットワークの一部を示す。基地局へのリンクはＬ１及びＬ２である。中継局へのリンクはＬ４、Ｌ５及びＬ６である。基地局と中継局との間のリンクＬ３は、基地局と中継局との間のトラフィック集約のためのトンネルを提供する。
【００５６】
図４に示すように、中継リンクは、多数のＭＳ及び／又はＳＳに向けられるか又はそれらから発生する集約された基地局トラフィックを伝送する。中継リンクにおける集約トラフィックの処理を容易にするために、トンネリングの概念が説明されている。リンクＬ３におけるトンネリングにより、ＭＡＣ接続のグループは合わせて集約され、新たなトンネルＣＩＤが接続のグループを一意に識別するように割り当てられる。
【００５７】
トンネリングに対して、２つのわずかに異なる動作モードを採用することができる。
【００５８】
（１）カプセル化：さまざまな接続に属するＭＰＤＵは互いに連結され、ＭＰＤＵ連結の前に新たなトンネリングＭＡＣヘッダが付加される。図５を参照されたい。トンネリングＭＡＣヘッダは、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５において定義される汎用ＭＡＣヘッダのフォーマットの形態をとってもよい。
【００５９】
（２）非カプセル化：さまざまな接続に属する連結ＭＰＤＵが、追加のトンネリングＭＡＣヘッダを付加することなく直接送信される。図６を参照されたい。この非カプセル化モードにより、プロトコルの効率が向上する。
【００６０】
しかしながら、ＭＡＣ層におけるトンネリングがＨＡＲＱと共に動作する場合、混乱及び曖昧さが発生する可能性があり、最終的に誤りへとつながる可能性がある。あり得る問題を説明するために、以下、いくつかの例について説明する。
【００６１】
ＩＥＥＥ８０２．１６／８０２．１６ｅ標準規格では、図１に示すように、単一ＭＡＣ  ＰＤＵと複数のＭＡＣ  ＰＤＵの連結との両方に対してＨＡＲＱを適用することができる。しかしながら、標準規格関連情報要素のすべて、すなわちＤＬ  ＨＡＲＱチェイスサブバーストＩＥ、ＤＬ  ＨＡＲＱ  ＩＲ  ＣＴＣサブバーストＩＥ、ＤＬ  ＨＡＲＱ  ＩＲ  ＣＣサブバーストＩＥ、ＭＩＭＯ  ＤＬチェイスＨＡＲＱサブバーストＩＥ、ＭＩＭＯ  ＤＬ  ＩＲ  ＨＡＲＱサブバーストＩＥ、ＣＣのＭＩＭＯ  ＤＬ  ＩＲ  ＨＡＲＱサブバーストＩＥ、ＭＩＭＯ  ＤＬ  ＳＴＣ  ＨＡＲＱサブバーストＩＥ、ＵＬ  ＨＡＲＱチェイスサブバーストＩＥ、ＵＬ  ＨＡＲＱ  ＩＲ  ＣＴＣサブバーストＩＥ、ＵＬ  ＨＡＲＱ  ＣＣサブバーストＩＥ、ＭＩＭＯ  ＵＬチェイスＨＡＲＱサブバーストＩＥ、ＣＣのＭＩＭＯ  ＵＬ  ＩＲ  ＨＡＲＱサブバーストＩＥ、ＭＩＭＯ  ＵＬ  ＳＴＣ  ＨＡＲＱサブバーストＩＥは、ＡＣＩＤ値、ＡＩ＿ＳＮ値及びＳＰＩＤ（増加的冗長性のみ）値の各セットに対して１つのＲＣＩＤフィールドのみが含まれるように設計される。
【００６２】
表７に、縮小（reduced）ＣＩＤ（ＲＣＩＤ）情報要素のフォーマットを示す。
【００６３】
【表７】
2008172754.tif 000009
【００６４】
標準規格はまた、トランスポートＣＩＤ、プライマリ管理ＣＩＤ又はセカンダリ管理ＣＩＤの代りには従来のフォーマットのＣＩＤを使用しなければならないことも指定する。縮小されたフォーマットのＣＩＤは、マルチキャストの場合にのみ適用することができる。
【００６５】
現標準規格の上記情報要素のフォーマット設計は、ＭＰＤＵ連結が使用可とされる場合に、ＨＡＲＱ動作に対して十分なサポートを提供することができない。より詳細には、複数のＭＡＣ接続からのＭＰＤＵが連結される場合、ＲＣＩＤフィールドにおいていずれの接続ＩＤを使用すべきであるかが不明瞭である。
【００６６】
さらに、単一ＭＡＣトンネル接続Ｌ３に対して複数のＨＡＲＱチャネルが使用される場合、データ配信の順序が狂う可能性がある。より詳細には、２つの別々のＨＡＲＱチャネルによって２つのＭＰＤＵが並列に処理される場合、後にくるＭＰＤＵが、まずＨＡＲＱ受信機によって最初に正常に受信される場合があり、先に来るＭＰＤＵが、送信誤りとなり、多数のサブパケットの再送信の後に受信される場合もある。このため、ＨＡＲＱ受信機において受信されたＨＡＲＱ  ＰＳＤＵの順序を変えるメカニズムが必要である。
【００６７】
上述した問題に対処するために３つの解決法について説明する。
【００６８】
（１）連結ＭＰＤＵの前にトンネリングＭＡＣヘッダが付加される、カプセル化モードにおけるＭＡＣトンネリングの場合、ＨＡＲＱ動作に対してトンネリングＭＡＣヘッダ５０１と連結ＭＰＤＵ５１０との間にＰＤＵ連続番号（ＳＮ）サブヘッダ５０２が挿入される。図５を参照されたい。
【００６９】
ＰＤＵ  ＳＮサブヘッダは、拡張サブヘッダ（ＥＳＨ）のフォーマットの形態をとる。ＥＳＨは、単調増加式にＰＤＵ連続番号を指定する。以下の表８及び表９においてフォーマットを説明する。
【００７０】
【表８】
2008172754.tif 000010
【００７１】
【表９】
2008172754.tif 000011
【００７２】
さらに、トンネリングＭＡＣヘッダで明示的に伝送されるトンネルＣＩＤをＨＡＲＱに関連するこれらの上記情報要素のＲＣＩＤフィールドに押し込むことにより、ＨＡＲＱ動作における曖昧さを無くすことができる。
【００７３】
非カプセル化モード又はＭＡＣ  ＰＤＵ連結におけるＭＡＣトンネリングの場合（図６参照）、各個々のＭＰＤＵの汎用ＭＡＣヘッダ６０１とＭＳＤＵ６０３との間にＰＤＵ  ＳＮサブヘッダ６０２が挿入される。したがって、ＨＡＲＱにおける順序が狂うＭＰＤＵ伝送問題に対処することができる。当然ながら、ＭＰＤＵ連結に対してトンネルを確立することも可能であり、そのため連結ＭＰＤＵの前にＭＡＣヘッダを付加することができる。このように、カプセル化モードにおけるＭＡＣトンネリングに対する解決法を用いて、ＭＡＣ  ＰＤＵ連結を本質的に扱うことができる。
【００７４】
さらに、ＨＡＲＱに関連するこれらの上記情報要素のＲＣＩＤフィールドにおいてトンネリングＣＩＤを使用することができる。なお、こうしたトンネリングＣＩＤはすでにトンネルの確立後に存在するが、それは連結ＭＰＤＵにおけるいかなるフィールドによっても明示的に伝送されないことに留意されたい。
【００７５】
（３）ＨＡＲＱトンネリングは別の解決法を提供する。ＨＡＲＱ層におけるトンネリングの概念及び手続きは、ＭＡＣ層におけるものと類似するが、ＨＡＲＱ層トンネルはリンク単位に確立される。より詳細には、中継リンクにおいて複数のＭＡＣ接続を集約するために、ＨＡＲＱトンネルとして知られるＨＡＲＱ論理接続が形成される。そして、ＨＡＲＱ動作は、上述した集約されたＭＡＣ接続に属する連結ＭＰＤＵの前に、トンネルＨＡＲＱヘッダ及び対応するＰＤＵ  ＳＮサブヘッダを付加する。こうしたトンネルの各々に一意のＨＡＲＱトンネルＣＩＤが関連し、関連するＨＡＲＱ  ＩＥにおけるＲＣＩＤとして使用される。なお、ＨＡＲＱヘッダは、汎用ＭＡＣヘッダのフォーマットの形態をとり、またそのＣＩＤフィールドにおけるＨＡＲＱトンネルＣＩＤも使用することに留意されたい。
【００７６】
ＭＡＣ層は、こうしたＨＡＲＱトンネルの存在に気付かなければならず、対応するＨＡＲＱトンネルＣＩＤを使用して各ＨＡＲＱトンネルに対してスケジューリングを実行し、資源を割り当てる。解決法１によってもたらされるものと同一の、結果としてのＰＤＵフォーマットを図５に示す。ＰＤＵフォーマットは、トンネリングＭＡＣヘッダ５０１、ＰＤＵ  ＳＮサブヘッダ５０２、その後に続く、各々がＭＡＣヘッダ５０３及びＭＳＤＵ５０４及びそれぞれのＣＩＤ、たとえばｘ、ｙ、ｚを有する連結ＭＰＤＵ５１０を含む。
【００７７】
図６は、カプセル化を伴うトンネリングに対する連結ＭＰＤＵ６０２のためのフォーマットを示す。各ＭＳＤＵ６０３の前に、ＭＡＣヘッダ６０１及びＰＤＵ  ＳＮサブヘッダ６０２がある。
【００７８】
本発明を好ましい実施の形態の例として説明したが、本発明の精神及び範囲内で他のさまざまな適応及び変更を行うことができるということが理解されるべきである。したがって、本発明の精神及び範囲内にあるこうしたすべての変形及び変更を包含することが添付の特許請求の範囲の目的である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の一実施の形態による送信機に対するＨＡＲＱ動作のブロック図である。
【図２】図１に示すようなＨＡＲＱに対する３つの動作パラメータ間の関係のブロック図である。
【図３Ａ】本発明の一実施の形態によるＯＦＤＭＡフレーム構造を用いるＨＡＲＱ動作のブロック図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施の形態によるＯＦＤＭＡフレーム構造を用いるＨＡＲＱ動作のブロック図である。
【図３Ｃ】本発明の一実施の形態によるＯＦＤＭＡフレーム構造を用いるＨＡＲＱ動作のブロック図である。
【図４】本発明の一実施の形態による中継ネットワークのトポロジである。
【図５】ＰＤＵ  ＳＮサブヘッダが挿入されたカプセル化モードにおけるトンネルＭＡＣ  ＰＤＵのフォーマットのブロック図である。
【図６】ＰＤＵ  ＳＮサブヘッダが各個々のＭＰＤＵの汎用ＭＡＣヘッダとＭＳＤＵとの間に挿入された非カプセル化モードにおけるトンネルＭＡＣ  ＰＤＵのフォーマットのブロック図である。
【図１】
2008172754.tif 000012
【図２】
2008172754.tif 000013
【図３Ａ】
2008172754.tif 000014
【図３Ｂ】
2008172754.tif 000015
【図３Ｃ】
2008172754.tif 000016
【図４】
2008172754.tif 000017
【図５】
2008172754.tif 000018
【図６】
2008172754.tif 000019
【外国語明細書】
2008172754.tif 000020
2008172754.tif 000021
2008172754.tif 000022
2008172754.tif 000023
2008172754.tif 000024
2008172754.tif 000025
2008172754.tif 000026
2008172754.tif 000027
2008172754.tif 000028
2008172754.tif 000029
2008172754.tif 000030
2008172754.tif 000031
2008172754.tif 000032
2008172754.tif 000033
2008172754.tif 000034
2008172754.tif 000035
2008172754.tif 000036
2008172754.tif 000037
2008172754.tif 000038
2008172754.tif 000039
2008172754.tif 000040
2008172754.tif 000041
2008172754.tif 000042
2008172754.tif 000043
2008172754.tif 000044
2008172754.tif 000045
2008172754.tif 000046
2008172754.tif 000047
2008172754.tif 000048
2008172754.tif 000049
2008172754.tif 000050
2008172754.tif 000051
2008172754.tif 000052
2008172754.tif 000053
2008172754.tif 000054
2008172754.tif 000055
2008172754.tif 000056