(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおける無線リソースの割当方法であって、
グラントに基づいて複数の論理チャネルに無線リソースを割り当てる段階と、
前記複数の論理チャネルのうち第一論理チャネルのトークンバケット値が前記第一論理チャネルに割り当てられるリソース量に従って減少する段階と、
前記グラントが残っており、かつ伝送データを有する前記複数の論理チャネルのすべてのトークンバケット値が０より小さいかそれに等しい場合に、前記複数の論理チャネルが残存グラントを利用するのを許容する段階と、を含む、無線リソースの割当方法。
【請求項２】
前記トークンバケット値は、前記第一論理チャネルにおいて１ＴＴＩ（送信時間間隔）に伝送を許容される最大データ量に対応する優先ビットレート（ＰＢＲ：ｐｒｉｏｒｉｔｉｚｅｄ  ｂｉｔ  ｒａｔｅ）に対応する、請求項１に記載の無線リソースの割当方法。
【請求項３】
前記トークンバケット値はＰＢＲトークンバケットパラメータに対応する、請求項１に記載の無線リソースの割当方法。
【請求項４】
前記トークンバケット値は、前記第一論理チャネルにおいて１ＴＴＩに伝送を許容される最大データ量に対応する最大ビットレート（ＭＢＲ：ｍａｘｉｍｕｍ  ｂｉｔ  ｒａｔｅ）に対応する、請求項１に記載の無線リソースの割当方法。
【請求項５】
前記トークンバケット値はＭＢＲトークンバケットパラメータに対応する、請求項１に記載の無線リソースの割当方法。
【請求項６】
前記複数の論理チャネルが残存グラントを利用するのを許容する段階では、データまたはグラントのいずれかが尽きるまで前記複数の論理チャネルの優先度の降順に前記複数の論理チャネルにリソースを割り当てる、請求項１に記載の無線リソースの割当方法。
【請求項７】
前記第一論理チャネルが残存グラントを利用した後、前記第一論理チャネルのトークンバケット値は前記第一論理チャネルに割り当てられる残存グラント量に従って減少する、請求項１に記載の無線リソースの割当方法。
【請求項８】
無線通信システムに用いられる通信装置であって、
プログラムを実行するプロセッサと、
前記プロセッサに結合され、前記プログラムを記憶する記憶装置と、を含み、
前記プログラムは、
グラントに基づいて複数の論理チャネルに無線リソースを割り当てる段階と、
前記複数の論理チャネルのうち第一論理チャネルのトークンバケット値が前記第一論理チャネルに割り当てられるリソース量に従って減少する段階と、
前記グラントが残っており、かつ伝送データを有する前記複数の論理チャネルのすべてのトークンバケット値が０より小さいかそれに等しい場合に、前記複数の論理チャネルが残存グラントを利用するのを許容する段階と、を含む、通信装置。
【請求項９】
前記トークンバケット値は、前記第一論理チャネルにおいて１ＴＴＩに伝送を許容される最大データ量に対応するＰＢＲに対応する、請求項８に記載の通信装置。
【請求項１０】
前記トークンバケット値はＰＢＲトークンバケットパラメータに対応する、請求項８に記載の通信装置。
【請求項１１】
前記トークンバケット値は、前記第一論理チャネルにおいて１ＴＴＩに伝送を許容される最大データ量に対応するＭＢＲ（ｍａｘｉｍｕｍ  ｂｉｔ  ｒａｔｅ）に対応する、請求項８に記載の通信装置。
【請求項１２】
前記トークンバケット値はＭＢＲトークンバケットパラメータに対応する、請求項８に記載の通信装置。
【請求項１３】
前記複数の論理チャネルが残存グラントを利用するのを許容する段階では、データまたはグラントのいずれかが尽きるまで前記複数の論理チャネルの優先度の降順に前記複数の論理チャネルにリソースを割り当てる、請求項８に記載の通信装置。
【請求項１４】
前記第一論理チャネルが残存グラントを利用した後、前記第一論理チャネルのトークンバケット値は前記第一論理チャネルに割り当てられる残存グラント量に従って減少する、請求項８に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線リソースの割当方法及び関連通信装置に関し、特に通信システムにおいて無線リソースの浪費を回避する方法及び関連通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰ（第三世代パートナーシッププロジェクト）が制定したＭＡＣ（媒体アクセス制御）プロトコル仕様によれば、ＲＬＣ（無線リンク制御）層の下位層であるＭＡＣ層は、論理チャネルとトランスポートチャネル間のマッピング、多重化（マルチプレックス）、逆多重化（デマルチプレックス）、論理チャネルの優先順位付け（ｐｒｉｏｒｉｔｉｚａｔｉｏｎ）、トランスポートフォーマットの選択など諸々の機能をサポートする。ＭＡＣ層は、論理チャネルを通してＲＬＣ層とＲＬＣ  ＰＤＵ（無線リンク制御プロトコルデータユニット、すなわちＭＡＣ  ＳＤＵ（媒体アクセス制御サービスデータユニット））を交換し、ＵＬ−ＳＣＨ（アップリンク共用チャネル）またはＤＬ−ＳＣＨ（ダウンリンク共用チャネル）などのトランスポートチャネルを通して物理層とＭＡＣ  ＰＤＵを交換する。
【０００３】
ＭＡＣ層では、新しい伝送を実行するたびに論理チャネル優先順位付けプロセスが適用される。各論理チャネルにはＰＢＲ（ｐｒｉｏｒｉｔｉｚｅｄ  ｂｉｔ  ｒａｔｅ）がつけられ、このＰＢＲは例えばＸバイト／秒またはＹバイト／秒のようなビット率である。論理チャネル優先順位付けプロセスは、論理チャネルが各々設定されたＰＢＲに基づいて優先度の降順に動作するのを確保する。
【０００４】
言い換えれば、ＭＡＣ層の論理チャネル優先順位付けプロセスにおいて、論理チャネルは優先度に基づき１ＴＴＩ（送信時間間隔）にＭＡＣ層にデータを伝送するので、優先度の高いデータは早めに送信される
【０００５】
次に論理チャネル優先順位付けプロセスを詳述して、リソース割当とデータ伝送プロセスを詳しく説明する。ＵＥ（ユーザー端末）がアップリンク伝送を実行するとき、無線通信システムのネットワークはＵＥにグラントを割り当て無線リソースを与える。このグラントとは、ＵＥに伝送を許容される最大データ量である。その後、ＵＥのＲＲＣ（無線リソース制御）層は各論理チャネルに優先順位とＰＢＲをつけ、優先度の降順に各論理チャネルにリソースを割り当てる。各論理チャネルに割り当てられる最大リソース量はＰＢＲを超えてはならない。
【０００６】
また、従来の技術では、複数の論理チャネルの許容リソース量を計算するために、ＰＢＲトークンバケットフレームワークを提供する。ＰＢＲトークンバケットフレームワークはＰＢＲトークンバケットパラメータとＰＢＲトークンレートを利用する。ＰＢＲトークンバケットパラメータは論理チャネルに使用を許容されるリソース量を示し、ＰＢＲトークンレートは、ＴＴＩごとに論理チャネルのＰＢＲトークンバケットパラメータに加えるバイト数を示す。
【０００７】
ＵＥはＴＴＩごとにＰＢＲトークンバケットフレームワークを実行する。ＰＢＲトークンバケットフレームワークは、ＰＢＲトークンバケットパラメータにＰＢＲトークンレートを加えて論理チャネルの許容リソース量を増加する段階と、０より大きいＰＢＲトークンバケットパラメータで優先度の降順に論理チャネルにリソースを割り当てる段階と、論理チャネルに割り当てられたリソース量に基づいてＰＢＲトーケンバケットパラメータとグラントを減少する段階とを含む。
【０００８】
従来の技術では、論理チャネルの許容リソース量が足りない（すなわち論理チャネルのＰＢＲトークンバケットパラメータがデータ量より小さい）とき、この論理チャネルには、同論理チャネルのために使用可能なリソース量と同等のリソース量しか割り当てることができない。この場合、ＰＢＲトークンバケットパラメータは０に減少し（すなわち論理チャネルのために使用可能なリソースがない）、論理チャネルにはこれ以上リソースを割り当てることができない。したがって、伝送データのある論理チャネルがすべてリソース割当を実行できなければ、これらの論理チャネルはグラントが残っていてもデータを伝送することができず、無線リソースの浪費をもたらす。
【０００９】
注意すべきは、ＲＲＣ層は更に各論理チャネルに対して、ＧＢＲ（ｇｕａｒａｎｔｅｅ  ｂｉｔ  ｒａｔｅ）ベアラに対応するＭＢＲ（ｍａｘｉｍｕｍ  ｂｉｔ  ｒａｔｅ）を与える。ＭＢＲは例えばＸバイト／秒またはＹバイト／秒のようなビット率であり、ＱｏＳ（サービス品質）サービスの種類によって変わる。例えば、ＶｏＩＰ（ｖｏｉｃｅ  ｏｖｅｒ  ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サービスはＧＢＲベアラを用いて伝送される。
【００１０】
ＲＲＣ層が各論理チャネルに対してＰＢＲ、ＭＢＲ、及び優先順位をつけるのを例とする。論理チャネルは設定されたＰＢＲに基づいて、優先度の降順にリソース割当を行う。その後グラントが残っていれば、論理チャネルは設定されたＭＢＲに基づいて、優先度の降順にリソース割当を行う。その後、伝送データのある論理チャネルは、グラントが残っていてもこれ以上リソースを割り当てることができず、無線リソースの浪費をもたらす。
【００１１】
また、従来の技術では、ＰＢＲトークンバケットフレームワークで各論理チャネルの許容リソース量を計算するほか、ＭＢＲトークンバケットフレームワークを用いて各論理チャネルの許容リソース量を計算することもできる。ＭＢＲトークンバケットフレームワークはＭＢＲトークンバケットパラメータとＭＢＲトークンレートを利用する。ＭＢＲトークンバケットパラメータは論理チャネルに使用を許容されるリソース量を示し、ＭＢＲトークンレートは、ＴＴＩごとに論理チャネルのＭＢＲトークンバケットパラメータに加えるバイト数を示す。
【００１２】
従来の技術では、ＵＥはＴＴＩごとにＰＢＲトークンバケットフレームワークを実行してから、ＭＢＲトークンバケットフレームワークを実行する。ＰＢＲトークンバケットフレームワークについては既に述べたので、ここで省略する。それに続いて、ＵＥはＭＢＲトークンバケットフレームワークを実行する。ＭＢＲトークンバケットフレームワークは、ＭＢＲトークンバケットパラメータにＭＢＲトークンレートを加える段階と、ＵＥのグラントが残っており、かつ論理チャネルに伝送データがあった場合に、０より大きいＭＢＲトークンバケットパラメータ（すなわちＭＢＲトークンレート）で優先度の降順に論理チャネルにリソースを割り当てる段階と、割り当てられたリソース量に基づいてＭＢＲトーケンバケットパラメータとグラントを減少する段階とを含む。その後、伝送データのある論理チャネルは、グラントが残っていてもこれ以上リソース割当を行うことができず、無線リソースの浪費をもたらす。
【００１３】
以上のように、従来の論理チャネル優先順位付けプロセスは、ＵＥがＭＢＲトークンバケットフレームワークを実行した後の動作方法を開示していないので、論理チャネルはグラントが残っていてもリソースを割り当てることができない。また、論理チャネルに許容リソース量がない（すなわちＭＢＲトークンバケットパラメータが０である）場合、当該論理チャネルは、ＵＥのグラントが残っていてもこれ以上リソース割当を行うことができず、無線リソースの浪費をもたらす。
【００１４】
したがって、従来の技術によれば、ＵＥでＰＢＲ及びＭＢＲトークンバケットフレームワークを実行した後、伝送データのある論理チャネルは、グラントが残っていてもこれ以上リソース割当を行うことができない。リソース割当を実行できないため、論理チャネルはデータを伝送できず、無線リソースの浪費をもたらす。また、論理チャネルの許容リソース量が伝送データ量より小さい場合、当該論理チャネルはデータを伝送するのにもっと多くのリソースを必要とするため、データは個々のＴＴＩに分けて伝送される。これは、ＰＤＵのアップリンク伝送を遅延させ、無線通信システムの効率に影響する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明では無線リソースの浪費を回避するために、無線通信システムにおける無線リソースの割当方法及び関連通信装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明では、無線通信システムにおける無線リソースの割当方法を開示する。当該方法は、グラントに基づいて複数の論理チャネルに無線リソースを割り当てる段階と、グラントが残っており、かつ伝送データのある論理チャネルがすべてリソース割当を実行できない場合に、複数の論理チャネルが残存グラントを利用するのを許容する段階とを含む。
【００１７】
本発明では更に、無線通信システムに用いられる通信装置を開示する。当該通信装置は、プログラムを実行するプロセッサと、プロセッサに結合され、前記プログラムを記憶する記憶装置とを含む。プログラムは、グラントに基づいて複数の論理チャネルに無線リソースを割り当てる段階と、グラントが残っており、かつ伝送データのある論理チャネルがすべてリソース割当を実行できない場合に、複数の論理チャネルが残存グラントを利用するのを許容する段階とを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
かかる方法及び装置の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図を参照にして以下に説明する。
【００１９】
図１を参照する。図１は無線通信システム１０を表す説明図である。無線通信システム１０は望ましくはＬＴＥ（ｌｏｎｇ−ｔｅｒｍ  ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システムであり、概してネットワークと複数のＵＥを含む。図１に示すネットワークとＵＥは無線通信システム１０の構造を説明するために用いるに過ぎない。実際、ネットワークは要求に応じて複数の基地局、ＲＮＣ（無線ネットワークコントローラー）を含みうる。ＵＥは携帯電話、コンピュータシステムなどの装置である。
【００２０】
図２を参照する。図２は通信装置２００のブロック図である。通信装置２００は例えば無線通信システム１０のＵＥである。説明を簡素化するために、図２では通信装置２００の入力装置２０２、出力装置２０４、制御回路２０６、プロセッサ２０８、記憶装置２１０、プログラム２１２及びトランシーバー２１４のみ示している。通信装置２００では、制御回路２０６はプロセッサ２０８を用いて記憶装置２１０の中のプログラム２１２を実行してプロセスを行い、通信装置２００の動作を制御する。通信装置２００は入力装置２０２（例えばキーボード）でユーザーが入力した信号を受信し、出力装置２０４（例えばモニターまたはスピーカー）で画像と音声を出力する。トランシーバー２１４は無線信号を受発信し、受信した信号を制御回路２０６に送信し、更に制御回路２０６による信号を無線で出力するのに用いられる。言い換えれば、通信プロトコルフレームワークから見れば、トランシーバー２１４は第一層の一部とみなされ、制御回路２０６は第二層と第三層の機能を実施するために用いられる。
【００２１】
図３を参照する。図３は図２に示すプログラム２１２を表す説明図である。プログラム２１２はアプリケーション層３００と、第三層３０２と、第二層３０６とを含み、第一層３０８に結合されている。第二層３０６はＲＬＣ層３０６ａとＭＡＣ層３０６ｂなど２つの副層を含む。ＲＬＣ層３０６ａは複数の論理チャネルを通してメッセージとパケットをＭＡＣ層３０６ｂに送信する。ＲＬＣ層３０６ａはＱｏＳに応じて伝送データ、またはセグメント化（ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ）、組み立て（ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ）などの制御指令を処理するために用いられる。ＭＡＣ層３０６ｂは第三層３０２（ＲＲＣ層）からの無線リソース割当指令に従って、個々の論理チャネルのパケットを共通（ｃｏｍｍｏｎ）、共用（ｓｈａｒｅｄ）、または専用（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ）のトランスポートチャネルにマッピングし、マッピング、多重化、フォーマット選択、ランダムアクセス制御などのプロセスを実行する。
【００２２】
ＲＬＣ層３０６ａに対してデータ伝送に用いられるリソースを割り当てるとき、ＭＡＣ層３０６ｂは複数の論理チャネルのデータを順次伝送するために、論理チャネル優先順位付けプロセスを起動する。この場合、本発明の実施例では、ＭＡＣ層３０６ｂの複数の論理チャネルで無線リソース割当を実行するときに発生するリソースの浪費を回避し、無線通信の効率を向上させるために、第二層３０６に無線リソース割当プログラム３２０を提供する。
【００２３】
図４を参照する。図４は本発明によるプロセス４０のフローチャートである。同プロセス４０は無線通信システム１０のＵＥにおける論理チャネルのデータ伝送に用いられる。前記プロセス４０は無線リソース割当プログラム３２０としてコンパイルすることができ、以下のステップを含む。
【００２４】
ステップ４００：開始。
ステップ４０２：グラントに基づいて複数の論理チャネルに無線リソースを割り当てる。
ステップ４０４：グラントが残っており、かつ伝送データのある論理チャネルがすべてリソース割当を実行できない場合に、複数の論理チャネルが残存グラントを利用するのを許容する。
ステップ４００：終了。
【００２５】
前記プロセス４０によれば、ＭＡＣ層３０６ｂは優先度とＰＢＲに基づいて論理チャネルにリソースを割り当てる。各論理チャネルのリソース量はＰＢＲによって制限される。また、グラントは、論理チャネルに割り当てられたリソース量に従って減少するので、ＵＥに伝送を許容される最大データ量である。グラントが残っており、かつ論理チャネルに伝送データがあれば、本発明の実施例では、データまたはグラントが尽きるまで複数の論理チャネルが論理チャネル優先度の降順にデータを伝送するのを許容する。
【００２６】
前記プロセス４０において、本発明の実施例はトークンバケットフレームワークに基づいて各論理チャネルの許容リソース量を計算する。このトークンバケットフレームワークはトークンバケット値、トークンレート、及びバケットサイズを利用する。トークンバケット値は論理チャネルの許容リソース量を示し、トークンレートはＴＴＩごとに論理チャネルのトークンバケット値に加えるバイト数を示し、バケットサイズは各論理チャネルの最大許容リソース量を示す。
【００２７】
トークンバケットフレームワークの動作方法は以下のステップに要約することができる。
【００２８】
１．下掲式でトークンバケット値を計算する（ステップ４０２）。
トークンバケット値＝Ｍｉｎ（バケットサイズ，トークンバケット値＋トークレート）
２．論理チャネル優先度の降順に、後掲ステップ３とステップ４を繰り返す（ステップ４０２）。
３．下掲式で論理チャネルにリソース量を割り当てる（ステップ４０２）。
Ｍｉｎ（グラント，トークンバケット値、データ量）
４．論理チャネルに割り当てられたリソース量に基づいてグラントとトークンバケット値を減少させる。トークンバケット値は０または負数である（ステップ４０２）。
５．グラントが残っており、かつ論理チャネルに伝送データがあった場合、データまたはグラントが尽きるまで残存グラントを優先度の降順に論理チャネルに割り当てる（ステップ４０４）。
【００２９】
以上のように、グラントが残っており、かつ論理チャネルに伝送データがあった場合、本発明では論理チャネルのトークンバケット値が０より小さいかそれに等しい場合でも、論理チャネルにリソースを割り当てるのを許容する。言い換えれば、現ＴＴＩに許容リソース量が足りない場合でも、論理チャネルはリソースを利用し、許容リソース量の制限を受けずにデータを伝送することができる。そうすると、優先度の高い論理チャネルは、次のＴＴＩを待つことなく早めにデータを伝送できるので、無線リソースの浪費を解消し、データのセグメント化を回避し、ＰＤＵの伝送効率を向上させることができる。
【００３０】
次に前記プロセス４０による優先度とＰＢＲに基づいた論理チャネルのリソース割当を説明する。ＵＥはＲＲＣ層によるＰＢＲに基づいてＰＢＲトークンバケットフレームワークを実行する。ＰＢＲトークンバケットフレームワークは各論理チャネルの許容リソース量の計算に用いられる。
【００３１】
注意すべきは、トークンバケットフレームワークの概念はＰＢＲトークンバケットフレームワークに適用できる。各トークンバケット値はそれぞれＰＢＲトークンバケットパラメータに対応し、トークンバケットレートはＰＢＲトークンバケットレートに対応し、バケットサイズはＰＢＲバケットサイズに対応する。ＰＢＲトークンバケットフレームワークの動作方法は前記トークンバケットフレームワークに類似しているので、ここで詳しい説明を省略する。重要なのは、グラントが残っており、かつ論理チャネルに伝送データがあった場合では、論理チャネルの許容リソース量が足りなくても現ＴＴＩに論理チャネルにリソースを割り当てることができることである。
【００３２】
言い換えれば、本発明の実施例によれば、論理チャネルでＰＢＲトークンバケットフレームワークを実行した後、グラントが残っており、かつ論理チャネルに伝送データがあった場合では、データまたはグラントが尽きるまで優先度の降順に論理チャネルにリソースを割り当てることができる。また、本発明の実施例では、トークンバケットフレームワークの概念をＰＢＲトークンバケットフレームワークを適用し、ＰＢＲトークンバケットパラメータ＝０の論理チャネルがデータを送信できないのを回避することができる。したがって、本発明の実施例はリソースの浪費を防止し、データ伝送の速度を向上させ、通信品質を強化することができる。それに比べて、従来の技術によれば、グラントが残っており、かつ論理チャネルに伝送データがあった場合、リソースを割り当てるために論理チャネルのＰＢＲトークンバケットパラメータを０以上にしなければならないので、論理チャネルがデータを伝送することができず、次のＴＴＩを待ってデータを伝送することになる。その結果、データ伝送が遅延し、通信品質が悪化する。
【００３３】
なお、前記プロセス４０によれば、ＭＡＣ層３０６ｂの論理チャネルは優先度、ＰＢＲ、及びＭＢＲに基づいてリソースを割り当てる。各論理チャネルのリソース量はＰＢＲとＭＢＲによって制限される。ＵＥはＰＢＲトークンバケットフレームワークを実行してから、ＭＢＲトークンバケットフレームワークを実行する。このＰＢＲトークンバケットフレームワークの動作方法は前掲トークンバケットフレームワークのステップ１〜４に基づいて行われ、前述を参照すればよい。同じく、トークンバケットフレームワークの概念はＭＢＲトークンバケットフレームワークにも適用できる。したがって、論理チャネルはデータを伝送して無線リソースを効率よく利用することができる。前記トークンバケット値、トークンバケットレート、及びバケットサイズはそれぞれＭＢＲトークンバケットパラメータ、ＭＢＲトークンバケットレート、及びＭＢＲバケットサイズに対応する。ＭＢＲトークンバケットフレームワークの動作方法は前記トークンバケットフレームワークに類似しているので、ここで詳しい説明を省略する。
【００３４】
まとめて言えば、グラントが残っており、かつ論理チャネルに伝送データがあった場合、本発明の実施例では、論理チャネルがリソース割当を実行できない場合に、残存グラントの利用を許容し、無線リソースの浪費を回避する。また、本発明ではトークンバケットフレームワークの概念を提供する。論理チャネルの許容リソース量が足りなくても、現ＴＴＩに論理チャネルにリソースを割り当てることができるので、データ伝送の速度と効率はそれによって向上する。
【００３５】
以上は本発明に好ましい実施例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、本発明の精神の下においてなされ、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の特許請求の範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】無線通信システムを表す説明図である。
【図２】通信装置のブロック図である。
【図３】図２に示すプログラムを表す説明図である。
【図４】本発明によるプロセスのフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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