無線リンク制御における再送を支援する目的でプロトコルデータユニットの再送の優先順位を上げるためのシステムおよび方法
【課題】再送データが送信バッファの輻輳に起因する遅延を回避できるようにすること。
【解決手段】メディアアクセス制御（ＭＡＣ）構成がデータブロック再送のための送信待ち時間を短縮する。複数のデータブロックが受信され、一時的に第１のメモリ（８１５Ｂ）（例えば、待ち行列、バッファ）に格納される。その後、複数のデータブロックは送信される。送信された各データブロックの受信が成功したか、またはデータブロックの受信が成功しなかったために再送が必要かについて、判定が行われる。送信されたデータブロックのうち再送が必要な各データブロックには標識が付けられ、第１のメモリ（８１５Ｂ）よりも高い優先順位をもつ第２のメモリ（８１５Ａ）に格納される。標識付きのデータブロックは、第１のメモリ（８１５Ｂ）位置に格納されたデータブロックを送信する前に再送される。
【解決手段】メディアアクセス制御（ＭＡＣ）構成がデータブロック再送のための送信待ち時間を短縮する。複数のデータブロックが受信され、一時的に第１のメモリ（８１５Ｂ）（例えば、待ち行列、バッファ）に格納される。その後、複数のデータブロックは送信される。送信された各データブロックの受信が成功したか、またはデータブロックの受信が成功しなかったために再送が必要かについて、判定が行われる。送信されたデータブロックのうち再送が必要な各データブロックには標識が付けられ、第１のメモリ（８１５Ｂ）よりも高い優先順位をもつ第２のメモリ（８１５Ａ）に格納される。標識付きのデータブロックは、第１のメモリ（８１５Ｂ）位置に格納されたデータブロックを送信する前に再送される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信の分野に関する。より詳細には、本発明は、無線リンク制御（ＲＬＣ）層（radio link control layer）における再送（retransmission）を支援する目的で、プロトコルデータユニット（protocol data unit）（ＰＤＵ）の再送の優先順位を上げるためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周波数分割複信（Frequency Division Duplex）（ＦＤＤ）および時分割複信（Time Division Duplex）（ＴＤＤ）を用いる第３世代（３Ｇ）セルラーシステムでは、エンドツーエンドのデータ伝送の高信頼性を実現するため、無線リンク制御（ＲＬＣ）層の肯定応答モード（Acknowledgement Mode）に、再送機構が存在する。ＲＬＣ層は、無線ネットワークコントローラ（Radio Network Controller）（ＲＮＣ）とユーザ機器（User Equipment）（ＵＥ）の両方に存在する、同位エンティティである。
【０００３】
図１に、ＵＭＴＳ地上無線アクセス網（UMTS terrestrial radio access network）（ＵＴＲＡＮ）のＭＡＣ−ｈｓ層構成のブロック図を、また図２に、ユーザ機器（ＵＥ）のＭＡＣ−ｈｓ構成のブロック図を示す。図１および図２に示す構成は、本発明の譲受人に譲渡された、２００２年１０月１５日出願の、同時係属中の特許文献１に詳しく説明されている。図１に示すＵＴＲＡＮのＭＡＣ−ｈｓ３０は、伝送フォーマットリソースインジケータ（ＴＦＲＩ）セレクタ（transport format resource indicator selector）３１、スケジューリング／優先順位付けエンティティ（scheduling and prioritization entity）３２、複数のハイブリッド自動再送（Ｈ−ＡＲＱ）プロセッサ（Hybrid Automatic Repeat processor）３３ａ、３３ｂ、フロー制御器（flow controller）３４、および優先順位クラス／送信シーケンス番号（ＴＳＮ）設定エンティティ（priority class and transmission sequence number setting entity）３５を備える。
【０００４】
ＵＥのＭＡＣ−ｈｓ４０は、Ｈ−ＡＲＱプロセッサ４１を備える。図１および図２を参照して説明するように、ＵＴＲＡＮのＭＡＣ−ｈｓ３０内のＨ−ＡＲＱプロセッサ３３ａ、３３ｂとＵＥのＭＡＣ−ｈｓ４０内のＨ−ＡＲＱプロセッサ４１が協力してデータブロックを処理する。
【０００５】
ＵＴＲＡＮのＭＡＣ−ｈｓ３０内のＨ−ＡＲＱプロセッサ３３ａ、３３ｂは、Ｈ−ＡＲＱプロセスが送信を行うために必要とされ、またエラーとなった送信に対する再送を行うために必要なすべてのタスクを処理する。ＵＥのＭＡＣ−ｈｓ４０内のＨ−ＡＲＱプロセッサ４１は、送信が成功したことを示す肯定応答（ＡＣＫ）と、送信が失敗したことを示す否定応答（ＮＡＣＫ）を送信する役割を受けもつ。Ｈ−ＡＲＱプロセッサ３３ａ、３３ｂ、４１は、ユーザデータフロー毎に、連続データストリームを処理する。
【０００６】
以下でさらに詳しく説明するように、ユーザデータフロー毎に受信されるデータブロックは、Ｈ−ＡＲＱプロセッサ３３ａ、３３ｂに割り当てられる。Ｈ−ＡＲＱプロセッサ３３ａ、３３ｂはそれぞれ、送信を開始し、エラーの場合、Ｈ−ＡＲＱプロセッサ４１が、再送を要求する。その後の送信では、送信の成功を保証するため、変調レートおよび符号化レートを変更することができる。ＵＥに再送されるデータブロックおよび新しい送信は、スケジューリング／優先順位付けエンティティ３２によって、Ｈ−ＡＲＱプロセッサ３３ａ、３３ｂに提供される。
【０００７】
スケジューリング／優先順位付けエンティティ３２は、無線リソースマネージャ（radio resource manager）として機能し、必要とされるＱｏＳを保つため、送信待ち時間を決定する。Ｈ−ＡＲＱプロセッサ３３ａ、３３ｂからの出力と、送信される新しいデータブロックの優先順位とに基づいて、スケジューリング／優先順位付けエンティティ３２がデータブロックをＴＦＲＩセレクタ３１に転送する。
【０００８】
スケジューリング／優先順位付けエンティティ３２に結合された、ＴＦＲＩセレクタ３１は、送信されるデータブロックを受信し、送信されるデータブロックに適した動的伝送フォーマットを選択する。Ｈ−ＡＲＱ送信および再送に関して、ＴＦＲＩセレクタ３１は、変調および符号化を決定する。
【０００９】
いくつかの理由から、再送されたデータブロックが、受信側（すなわち、ＵＥ）のＲＬＣエンティティに、できるだけ速やかに到着することが強く望まれる。第１に、消失データブロックがあると、順番通りの送達を要求する要件のため、後続のデータブロックを上位層に転送することができない。第２に、ＵＥのバッファのサイズを十分大きくとって、効率的なデータレートを維持しながら、再送の待ち時間に対処できるようにする必要がある。待ち時間が長くなればなるだけ、正しい順番のデータブロックを上位層に転送するまで、滞留させているデータブロックと継続的に受信するデータをＵＥがバッファリングできるように、ＵＥのバッファサイズを大きくしなければならない。バッファサイズが大きくなれば、ＵＥのハードウェア費用もそれだけ増大する。これは非常に望ましくない。
【００１０】
図３を参照すると、ノードＢ（図３の下側）とＵＥ（図３の上側）間のデータフローに関する、簡略化されたフロー図が示されている。上位レベルの処理から渡されるＰＤＵは、スケジューリングされ、１つのデータブロックに多重化することもできる。データブロックは、同じ優先順位をもつ上位層のＰＤＵだけを含むことができる。一意のＴＳＮが、スケジューラによって、データブロック毎に割り当てられる。上位層は、ＰＤＵからなる優先順位が異なる複数のストリームを提供することができ、優先順位毎に連続するＴＳＮが与えられる。スケジューラは、複数のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１Ｂ〜Ｐ５Ｂに、データブロックを振り分ける。Ｈ−ＡＲＱプロセッサＰ１Ｂ〜Ｐ５Ｂはそれぞれ、データブロックを１つずつ処理する役割を受けもつ。例えば、図３に示されているように、優先順位１のＰＤＵは、Ｂ１１〜Ｂ１Ｎで示されるシーケンスを含む。同様に、優先順位２のＰＤＵは、Ｂ２１〜Ｂ２Ｎのように配列され、優先順位３のＰＤＵは、Ｂ３１〜Ｂ３Ｎのように配列される。これらのＰＤＵは、スケジューリングされ（場合によっては多重化され）、共通のスケジューラによって、ＴＳＮを与えられる。本発明を説明するため、１つのＰＤＵは１つのデータブロックに相当すると仮定する。各データブロックは、プロセッサＰ１Ｂ〜Ｐ５Ｂのいずれかで処理されるようスケジューリングされた後、そのデータブロックを処理するプロセッサＰ１Ｂ〜Ｐ５Ｂを識別するプロセッサ識別子に関連付けられる。
【００１１】
次に、データは、各データブロックを受信し処理する、スケジューリングされたノードＢのＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１Ｂ〜Ｐ５Ｂに入力される。ノードＢのＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１Ｂ〜Ｐ５Ｂはそれぞれ、ＵＥ内のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥ〜Ｐ５ＵＥに対応する。したがって、ノードＢ内の第１のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１Ｂは、ＵＥ内の第１のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥと通信を行う。同様に、ノードＢ内の第２のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ２Ｂは、ＵＥ内の第２のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ２ＵＥと通信を行う。ノードＢ内の残りのＨ−ＡＲＱプロセッサＰ３Ｂ〜Ｐ５Ｂと、その相手となるＵＥ内のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ３ＵＥ〜Ｐ５ＵＥについても同様である。Ｈ−ＡＲＱプロセスは、適切なタイミングでエアーインタフェース上に多重化され、エアーインタフェース上では、同時に１つのＨ−ＡＲＱ送信しか行われない。
【００１２】
例えば、Ｈ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＢとＰ１ＵＥが通信を行う第１のペアについて見ると、Ｈ−ＡＲＱプロセッサＰ１Ｂは、データブロックを多重化し、エアーインタフェースを介して送信するために、データブロック、例えば、Ｂ１１を処理し、転送する。このデータブロックＢ１１が、第１のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥによって受信されると、プロセッサＰ１ＵＥは、データブロックがエラーなしに受信されたかどうかを判定する。データブロックＢ１１がエラーなしに受信された場合、第１のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥは、データブロックの受信が成功したことを送信側のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１Ｂに知らせる、ＡＣＫを送信する。反対に、受信したデータブロックＢ１１にエラーがある場合、受信側のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥは、送信側のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＢにＮＡＣＫを送信する。このプロセスは、送信側のプロセッサＰ１Ｂが、データブロックＢ１１についてＡＣＫを受信するまで、続けられる。ＡＣＫを受信すると、プロセッサＰ１Ｂは、別のデータブロックを処理するため、「解放」される。スケジューラは、利用可能であれば、プロセッサＰ１Ｂを別のデータブロックに割り当て、再送または新しい送信の開始を、いつでも選択することができる。
【００１３】
受信側のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥ〜Ｐ５ＵＥは、各データブロックを処理した後、優先順位に基づいて、それらを並び替えバッファ（reordering buffer）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に転送する。並び替えバッファはそれぞれ、データの各優先順位レベルに対応する。例えば、優先順位１のデータブロックＢ１１〜Ｂ１Ｎは、受信され、優先順位１の並び替えバッファＲ１内で並べ替えられる。優先順位２のデータブロックＢ２１〜Ｂ２Ｎは、受信され、優先順位２の並び替えバッファＲ２内で並べ替えられる。優先順位３のデータブロックＢ３１〜Ｂ３Ｎは、受信され、優先順位３の並び替えバッファＲ３によって並べ替えられる。
【００１４】
受信側のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥ〜Ｐ５ＵＥによるデータブロックの前処理、およびＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答手順が原因で、データブロックは、ＴＳＮに関して順番通りではない順番で、しばしば受信される。並び替えバッファＲ１〜Ｒ３は、順番通りでないデータブロックを受信し、ＲＬＣ層への転送に先立ち、データブロックを順番通りに並べ替えようと試みる。例えば、優先順位１の並び替えバッファＲ１は、最初の４つの優先順位１のデータブロックＢ１１〜Ｂ１４を受信し、それらを並べ替える。データブロックは、受信され、並べ替えられた後、ＲＬＣ層に渡される。
【００１５】
受信側では、Ｈ−ＡＲＱプロセッサＩＤはＨＳ−ＳＣＣＨなどの制御チャネルで送信されることもあり、またはデータブロックにタグ付けされていることもあるが、ＵＥのＭＡＣ−ｈｓ（ＭＡＣ−ｈｓコントロールとして図示する）がＨ−ＡＲＱプロセッサＩＤを読み取って、どのＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥ〜Ｐ５ＵＥが使用されたかを判定する。同じＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥ〜Ｐ５ＵＥによって処理された別のデータブロックをＵＥが受信した場合、当該Ｈ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥ〜Ｐ５ＵＥによって処理された先行データブロックの受信が成功したかどうかに関わらず、そのＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥ〜Ｐ５ＵＥが解放されたことが、ＵＥには分かる。
【００１６】
図４に、ＲＮＣ、ノードＢ、ＵＥ、およびそれらに関連付けられたバッファを含む、従来技術のシステムの一例を示す。この例では、ＵＥが受信エンティティであり、ノードＢが送信エンティティであると仮定されている。この従来技術のシステムでは、シーケンス番号（ＳＮ）＝３のＰＤＵは、ＵＥによる受信が成功していない。したがって、ＵＥ内のＲＬＣは、ＲＮＣ内の同位のＲＬＣ層に、再送を要求する。その間に、ＳＮ＝６〜９のＰＤＵが、ノードＢ内にバッファリングされ、ＳＮ＝４、５のＰＤＵは、ＵＥ内にバッファリングされる。図４では、高々数個のＰＤＵがバッファリングされるだけだが、実際には、より多くの（例えば、１００を超える）ＰＤＵ、および他のＲＬＣエンティティからのＰＤＵが、バッファリングされ得ることに留意されたい。
【００１７】
図５に示すように、ＳＮ＝３のＰＤＵの再送が要求された場合、このＰＤＵは、ノードＢのバッファ内の待ち行列の最後尾で待機しなければならず、ＳＮ＝６〜９のＰＤＵが送信されてから、ようやく送信される。ＵＥ内のＰＤＵは、すべてのＰＤＵが順番通り受信されるまで、上位層に転送することはできない。
【００１８】
この場合、ＳＮ＝３のＰＤＵが、後続のＰＤＵ（すなわち、ＳＮ＝４〜９）の送信がすべて成功したと仮定して、それらの上位層への転送を立ち往生させる。この例では、高々１１個のＰＤＵが関係するだけだが、通常の動作においては、再送データＰＤＵの前に、数１００個のＰＤＵがスケジューリングされることがあり、その場合、送信待ち時間およびデータのバッファ問題が、さらに悪化することにも留意されたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】米国特許出願第１０／２７０８２２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
再送データが送信バッファの輻輳に起因する遅延を回避できるようにするシステムおよび方法があれば望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、無線通信システムにおいて、データを伝送するためのシステムおよび方法に関する。複数のデータブロックが受信され、一時的に第１のメモリに格納される。その後、複数のデータブロックは送信される。次に、送信された各データブロックの受信が成功したか、またはデータブロックの受信が成功しなかったために再送が必要かについて、判定が行われる。送信されたデータブロックのうち再送が必要な各データブロックには、標識が付けられ、第１のメモリよりも高い優先順位をもつ第２のメモリに格納される。第２のメモリに格納された標識付きのデータブロックは、第１のメモリに格納されたデータブロックを送信する前に送信される。
【００２２】
標識付きの各データブロックは、共通チャネル優先順位インジケータ（common channel priority indicator）（ＣｍＣＨ−Ｐｉ）を含むことができる。標識付きデータブロックのＣｍＣＨ−Ｐｉは、読み取られ、標識付きデータブロックを複数のメモリのうちのどれに格納すべきかを、ＣｍＣＨ−Ｐｉに基づいて判定するのに使用される。
【００２３】
本発明の好ましい一実施形態によれば、データを伝送するための無線通信システムは、ＵＥと、ＵＥと通信を行うノードＢと、ノードＢおよびＵＥと通信を行う無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）とを含む。ＲＮＣは、複数のデータブロックを、ノードＢを介してＵＥに送信する。ＵＥは、ステータスレポート（status report）をＲＮＣに送信する。このレポートは、送信された各データブロックの受信がＵＥで成功したか、またはデータブロックの受信がＵＥで成功しなかったために再送が必要かについて通知する。ＲＮＣは、再送が必要な各データブロックに標識を付け、標識付きデータブロックをノードＢに送信する。ノードＢは、標識付きデータブロックを受信し、一時的に格納し、標識付きデータブロックを送信する優先順位を、それ以前に受信され、ノードＢに格納されている他のデータブロックよりも高くする。ノードＢは、他のデータブロックより先に、標識付きデータブロックをＵＥに送信する。
【００２４】
例としてのみ提示される以下の説明を、添付の図面と併せて理解することにより、本発明をより深く理解することができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ＵＴＲＡＮのＭＡＣ−ｈｓを示した図である。
【図２】従来技術のＵＥのＭＡＣ−ｈｓを示した図である。
【図３】ノードＢとＵＥの間のデータフローを示したブロック図である。
【図４】消失ＰＤＵ送信が例示されたＲＬＣ層を示した図である。
【図５】消失ＰＤＵ送信のＲＬＣ層による再送を示した図である。
【図６】本発明による、再送を優先させる方法を示した信号図である。
【図７】再送がより高い優先順位の待ち行列に割り当てられる、ノードＢとＵＥの間のデータフローを示したブロック図である。
【図８】ＣｍＣＨ−Ｐｉ表示を有するＰＤＵをスケジューリングする、ＤＳＣＨ送信のデータフローを示したブロック図である。
【図９】本発明による、消失ＰＤＵ送信のＲＬＣ層による再送を示した図である。
【図１０】本発明による、消失ＰＤＵ送信のＲＬＣ層による再送を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して説明する。同じ参照番号は、すべての図面において同じ要素を表す。
【００２７】
本発明を説明するに当たり、「バッファ」および「メモリ」という用語が使用される場合がある。これらの語が意味するものは同じであり、連続的な待ち行列内の複数のデータブロックまたはＰＤＵを示すために使用される。
【００２８】
ＲＬＣ層における再送の待ち時間を短縮するため、本発明は、中間ノード、例えば、ノードＢのバッファ内の後続ＰＤＵよりも、ＰＤＵの再送を優先する。
【００２９】
ダウンリンク方向（サービス提供ＲＮＣ（serving RNC）（ＳＲＮＣ）からＵＥへのデータ送信）では、再送待ち時間の発生源の１つは、ＳＲＮＣの外部のＵＴＲＡＮにおいてバッファリングを行うアプリケーション中に生成される。例えば、アプリケーションのためのバッファリングは、制御ＲＮＣ（Controlling RNC）（ＣＲＮＣ）またはノードＢで行われる場合がある。いくつかのアプリケーションでは、ＲＮＣ内のＲＬＣは、ＲＮＣ内のＭＡＣ−ｄにＰＤＵを送信し、ＲＮＣ内のＭＡＣ−ｄは、ＭＡＣ−ｄ ＰＤＵを生成し、それをＣＲＮＣ、さらにノードＢに送信する（ＵＥがＳＲＮＣのセルサービス圏外に移動しない場合、ＣＲＮＣは同じＲＮＣであり、したがって、送信されるメッセージはいずれも、内部的なものであることに留意されたい。ＵＥがＳＲＮＣのセルサービス圏外に移動する場合、新しいＣＲＮＣは周知のドリフトＲＮＣ（Drift RNC）（ＤＲＮＣ）となる。説明を簡略にするため、いずれのケースでも、当該ＲＮＣをＣＲＮＣと呼ぶ）。
【００３０】
ＭＡＣ−ｄ ＰＤＵは、正確に１つのＲＬＣ ＰＤＵ（さらに、含み得るその他のＭＡＣ情報）を含むので、ＭＡＣ−ｄ ＰＤＵは、ＲＬＣ ＰＤＵと等価と考えることができる。本出願におけるＣＲＮＣまたはノードＢ内のＰＤＵの説明は、（ＲＬＣ ＰＤＵではなく）ＭＡＣ−ｄ ＰＤＵを対象に行うが、本発明の目的にとっては、それらは等価と考えることができ、以降本明細書で、ＰＤＵという用語が使用される場合は、両ＰＤＵを指しているものとする。
【００３１】
連続的なデータフローを可能にするため、ＲＮＣ内のＲＬＣからのＰＤＵは通常、しばらくの間、ＣＲＮＣまたはノードＢのバッファ内の待ち行列に入れられ、その後、ＵＥに、したがって、同位ＲＬＣに送信される。以下で詳しく説明するように、より高い優先順位でデータを再送する本発明の方法は、ＵＴＲＡＮにおけるデータのバッファリング／待ち行列への投入をバイパスする。
【００３２】
本発明の一実施形態は、高速ダウンリンクパケットアクセス（High Speed Downlink Packet Access）（ＨＳＤＰＡ）を利用するシステムにおける、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）からユーザ機器（ＵＥ）へのＲＬＣ再送である。図６に、本発明による再送待ち時間短縮のための方法１００を示す。図６には、ＲＮＣ１０２とノードＢ１０４とＵＥ１０６の間の通信が示されている。
【００３３】
ＵＥ１０６内のＲＬＣ層は、ＰＤＵ受信（すなわち、送信成功）またはＰＤＵ消失（すなわち、送信失敗）のステータスを示す、ステータスレポートＰＤＵを生成する（ステップ１０８）。このステータスレポートＰＤＵは、ＲＮＣ１０２に送信される（ステップ１１０）。ＲＮＣ１０２内のＲＬＣ層が、ＵＥ１０６内の同位エンティティからステータスレポートＰＤＵを受信すると、ＲＮＣ１０２は、消失ＰＤＵを再送する準備を行う（ステップ１１２）。
【００３４】
本発明は、ノードＢが再送されたＰＤＵをその他のＰＤＵから区別できるようにする方法を実施する。本発明の第１の実施形態では、ＲＮＣ１０２は、フレームプロトコル（ＦＰ）付加領域の数ビット長のフィールドを利用して、再送ＰＤＵに標識を付ける。再送ＰＤＵは、ＰＤＵがＲＮＣ１０２からノードＢ１０４に送信される毎に（ステップ１１４）更新される（または増やされる）、ＣｍＣＨ−Ｐｉを含む。これによって、ノードＢ１０４は、ＰＤＵが送信された回数を把握することができ、したがって、当該ＰＤＵが格納されている正しい待ち行列を識別することができる。好ましくは、ＣｍＣＨ−Ｐｉは一般に、ＲＮＣ１０２で設定され、更新される。しかし、ノードＢ１０４で、この機能を実行することもできる。ノードＢ１０４は、ＣｍＣＨ−Ｐｉを読み取り、当該ＰＤＵにとって正しい優先順位の待ち行列を決定する（ステップ１１６）。ノードＢ１０４の送信スケジューラは、より高い優先順位の待ち行列を、より低い優先順位の待ち行列より先に処理する。ノードＢ１０４は、ＲＮＣ１０２によるＣｍＣＨ−Ｐｉの設定の結果として、再送されるＰＤＵを、そのＰＤＵが最初に送信されたときにもっていた優先順位より高い優先順位をもつバッファに入れる。
【００３５】
次に、最初の送信の優先順位より高い優先順位をもつバッファ（すなわち、メモリ）内のＰＤＵが再送される（ステップ１１８）。同じＵＥに向けたその他の送信は、ＰＤＵを再送するときには、ノードＢ１０４のより低い優先順位をもつ送信待ち行列にバッファリングすることができる。再送ＰＤＵのＣｍＣＨ−Ｐｉを増やして設定することにより、より以前にノードＢ１０４で受信され、バッファリングされたその他のＰＤＵより先に、再送ＰＤＵが送信されるように、スケジューリングが行われる。
【００３６】
図７を参照すると、再送信は、その「元の」送信バッファと同じバッファに入っているその他のデータブロックが送信されるよりも先に送信されるように、より高い優先順位の待ち行列に割り当てられる。受信側のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥ〜Ｐ５ＵＥは、各データブロックを処理した後、優先順位に基づいて、それらを並び替えバッファＲ１、Ｒ２、Ｒ３に転送する。並び替えバッファはそれぞれ、データの各優先順位レベルに対応する。例えば、並び替えバッファＲ２は、データブロックＢ２１、Ｂ２２、Ｂ２４を並べ替える。並び替えバッファＲ３は、データブロックＢ３３、Ｂ３４、Ｂ３６を並べ替える。１つのデータブロック（「Ｘ」）が、データブロックＢ２２とＢ２４の間で消失している。さらに、もう１つのデータブロック（「Ｘ」）が、データブロックＢ３４とＢ３６の間で消失している。すなわち、期待されるデータブロックＢ２３およびＢ３５が、例えば、ＮＡＣＫメッセージが誤ってＡＣＫメッセージと解釈されたことなどが原因となって、受信されていない。
【００３７】
次に、消失データブロックが再送される。通常であれば、データブロックＢ２３は、優先順位２の送信バッファに入れられる。しかし、データブロックＢ２３は消失しており、再送しなければならないので、データブロックＢ２３は、より高い優先順位の送信バッファに入れられ（この場合は、優先順位１の送信バッファ）、したがって、優先順位２または３の送信バッファに入れられた場合よりも早く送信される。同様に、データブロックＢ３５は、通常であれば、優先順位３の送信バッファに入れられる。しかし、データブロックＢ３５は消失しており、再送しなければならないので、データブロックＢ３５は、優先順位１または２の送信バッファに入れられ、その結果、優先順位３の送信バッファに入れられた場合よりも早く送信される。
【００３８】
ノードＢでＰＤＵが受信されると、ＣｍＣＨ−Ｐｉを用いて、優先順位別の待ち行列Ｂ１ｎ〜Ｂ３ｎが決定される。スケジューラは、より高い優先順位の待ち行列を最初にし、送信側Ｈ−ＡＲＱプロセッサＰ１Ｂ〜Ｐ５Ｂに送信を割り当てる。ＵＥに向けた送信が成功すると、受信側のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥ〜Ｐ５ＵＥは、再送ＰＤＵをＲＬＣ層に転送する。
【００３９】
この手順は、ＤＳＣＨシステムに対しても適用することができ、その場合、中間ノードがノードＢの代わりにＣＲＮＣになる点だけが異なる。図８を参照すると、ＣｍＣＨ−Ｐｉ表示を有するＰＤＵ８０５は、優先順位付けエンティティ８１０によって優先順位を与えられ、ＣＲＮＣ内のＭＡＣ−ｓｈによって送信するため、スケジューリングされる。ＭＡＣ−ｓｈは、複数の優先順位別の待ち行列８１５Ａ、８１５Ｂを維持し、ＤＳＣＨ送信スケジューラ８２０は、どのＰＤＵ８０５を送信すべきか、データの優先順位に基づいて決定する。したがって、再送ＤＳＣＨのＣｍＣＨ−Ｐｉを増やして設定することにより、ＵＥに向けたその他のデータより先に、それらの送信が処理される。これは、ノードＢのＭＡＣ−ｈｓエンティティが送信をスケジューリングする、ＨＳ−ＤＳＣＨの場合も同様である。
【００４０】
図９を参照すると、図６の優先順位付け方法を実施する、本発明によるシステムが示されている。ＵＥ内のＲＬＣ層が、ＳＮ＝３のＰＤＵの受信が成功しなかったことを示すステータスレポートＰＤＵを、ＲＮＣ内のＲＬＣ層に送信した後、ＲＮＣは、ＳＮ＝３のＰＤＵを再送する。当該ＰＤＵは、より高い優先順位のバッファに入れられることで、中間ノードのバッファ内のその他のＰＤＵより高い優先順位を与えられる。この例では、高々１１個のＰＤＵが示されているだけだが、実際には、数１００個のＰＤＵが待ち行列に入れられる場合があることに留意されたい。
【００４１】
受信バッファにおける優先順位付け機能の結果を示す図１０を参照することによって、本発明の利点が理解できるであろう。ＳＮ＝３の再送ＰＤＵは、受信バッファに到着し、図５に示す従来技術のシナリオよりもはるかに早く、ＳＮ＝３から５のＰＤＵを順番通り、上位層に転送することができる。
【００４２】
本発明をその好ましい実施形態によって説明してきたが、添付の特許請求の範囲において確定される本発明の範囲に包含される、その他の変形形態が、当業者には明らかであろう。
【符号の説明】
【００４３】
１０２ ＲＮＣ（無線ネットワークコントローラ（Radio Network Controller））
１０４ ノードＢ
１０６ ＵＥ（ユーザ機器（User Equipment））
８０５ ＰＤＵ（プロトコルデータユニット（protocol data unit））
８１０ 優先順位付けエンティティ
８１５Ａ、８１５Ｂ 待ち行列
８２０ ＤＳＣＨ送信スケジューラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信の分野に関する。より詳細には、本発明は、無線リンク制御（ＲＬＣ）層（radio link control layer）における再送（retransmission）を支援する目的で、プロトコルデータユニット（protocol data unit）（ＰＤＵ）の再送の優先順位を上げるためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周波数分割複信（Frequency Division Duplex）（ＦＤＤ）および時分割複信（Time Division Duplex）（ＴＤＤ）を用いる第３世代（３Ｇ）セルラーシステムでは、エンドツーエンドのデータ伝送の高信頼性を実現するため、無線リンク制御（ＲＬＣ）層の肯定応答モード（Acknowledgement Mode）に、再送機構が存在する。ＲＬＣ層は、無線ネットワークコントローラ（Radio Network Controller）（ＲＮＣ）とユーザ機器（User Equipment）（ＵＥ）の両方に存在する、同位エンティティである。
【０００３】
図１に、ＵＭＴＳ地上無線アクセス網（UMTS terrestrial radio access network）（ＵＴＲＡＮ）のＭＡＣ−ｈｓ層構成のブロック図を、また図２に、ユーザ機器（ＵＥ）のＭＡＣ−ｈｓ構成のブロック図を示す。図１および図２に示す構成は、本発明の譲受人に譲渡された、２００２年１０月１５日出願の、同時係属中の特許文献１に詳しく説明されている。図１に示すＵＴＲＡＮのＭＡＣ−ｈｓ３０は、伝送フォーマットリソースインジケータ（ＴＦＲＩ）セレクタ（transport format resource indicator selector）３１、スケジューリング／優先順位付けエンティティ（scheduling and prioritization entity）３２、複数のハイブリッド自動再送（Ｈ−ＡＲＱ）プロセッサ（Hybrid Automatic Repeat processor）３３ａ、３３ｂ、フロー制御器（flow controller）３４、および優先順位クラス／送信シーケンス番号（ＴＳＮ）設定エンティティ（priority class and transmission sequence number setting entity）３５を備える。
【０００４】
ＵＥのＭＡＣ−ｈｓ４０は、Ｈ−ＡＲＱプロセッサ４１を備える。図１および図２を参照して説明するように、ＵＴＲＡＮのＭＡＣ−ｈｓ３０内のＨ−ＡＲＱプロセッサ３３ａ、３３ｂとＵＥのＭＡＣ−ｈｓ４０内のＨ−ＡＲＱプロセッサ４１が協力してデータブロックを処理する。
【０００５】
ＵＴＲＡＮのＭＡＣ−ｈｓ３０内のＨ−ＡＲＱプロセッサ３３ａ、３３ｂは、Ｈ−ＡＲＱプロセスが送信を行うために必要とされ、またエラーとなった送信に対する再送を行うために必要なすべてのタスクを処理する。ＵＥのＭＡＣ−ｈｓ４０内のＨ−ＡＲＱプロセッサ４１は、送信が成功したことを示す肯定応答（ＡＣＫ）と、送信が失敗したことを示す否定応答（ＮＡＣＫ）を送信する役割を受けもつ。Ｈ−ＡＲＱプロセッサ３３ａ、３３ｂ、４１は、ユーザデータフロー毎に、連続データストリームを処理する。
【０００６】
以下でさらに詳しく説明するように、ユーザデータフロー毎に受信されるデータブロックは、Ｈ−ＡＲＱプロセッサ３３ａ、３３ｂに割り当てられる。Ｈ−ＡＲＱプロセッサ３３ａ、３３ｂはそれぞれ、送信を開始し、エラーの場合、Ｈ−ＡＲＱプロセッサ４１が、再送を要求する。その後の送信では、送信の成功を保証するため、変調レートおよび符号化レートを変更することができる。ＵＥに再送されるデータブロックおよび新しい送信は、スケジューリング／優先順位付けエンティティ３２によって、Ｈ−ＡＲＱプロセッサ３３ａ、３３ｂに提供される。
【０００７】
スケジューリング／優先順位付けエンティティ３２は、無線リソースマネージャ（radio resource manager）として機能し、必要とされるＱｏＳを保つため、送信待ち時間を決定する。Ｈ−ＡＲＱプロセッサ３３ａ、３３ｂからの出力と、送信される新しいデータブロックの優先順位とに基づいて、スケジューリング／優先順位付けエンティティ３２がデータブロックをＴＦＲＩセレクタ３１に転送する。
【０００８】
スケジューリング／優先順位付けエンティティ３２に結合された、ＴＦＲＩセレクタ３１は、送信されるデータブロックを受信し、送信されるデータブロックに適した動的伝送フォーマットを選択する。Ｈ−ＡＲＱ送信および再送に関して、ＴＦＲＩセレクタ３１は、変調および符号化を決定する。
【０００９】
いくつかの理由から、再送されたデータブロックが、受信側（すなわち、ＵＥ）のＲＬＣエンティティに、できるだけ速やかに到着することが強く望まれる。第１に、消失データブロックがあると、順番通りの送達を要求する要件のため、後続のデータブロックを上位層に転送することができない。第２に、ＵＥのバッファのサイズを十分大きくとって、効率的なデータレートを維持しながら、再送の待ち時間に対処できるようにする必要がある。待ち時間が長くなればなるだけ、正しい順番のデータブロックを上位層に転送するまで、滞留させているデータブロックと継続的に受信するデータをＵＥがバッファリングできるように、ＵＥのバッファサイズを大きくしなければならない。バッファサイズが大きくなれば、ＵＥのハードウェア費用もそれだけ増大する。これは非常に望ましくない。
【００１０】
図３を参照すると、ノードＢ（図３の下側）とＵＥ（図３の上側）間のデータフローに関する、簡略化されたフロー図が示されている。上位レベルの処理から渡されるＰＤＵは、スケジューリングされ、１つのデータブロックに多重化することもできる。データブロックは、同じ優先順位をもつ上位層のＰＤＵだけを含むことができる。一意のＴＳＮが、スケジューラによって、データブロック毎に割り当てられる。上位層は、ＰＤＵからなる優先順位が異なる複数のストリームを提供することができ、優先順位毎に連続するＴＳＮが与えられる。スケジューラは、複数のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１Ｂ〜Ｐ５Ｂに、データブロックを振り分ける。Ｈ−ＡＲＱプロセッサＰ１Ｂ〜Ｐ５Ｂはそれぞれ、データブロックを１つずつ処理する役割を受けもつ。例えば、図３に示されているように、優先順位１のＰＤＵは、Ｂ１１〜Ｂ１Ｎで示されるシーケンスを含む。同様に、優先順位２のＰＤＵは、Ｂ２１〜Ｂ２Ｎのように配列され、優先順位３のＰＤＵは、Ｂ３１〜Ｂ３Ｎのように配列される。これらのＰＤＵは、スケジューリングされ（場合によっては多重化され）、共通のスケジューラによって、ＴＳＮを与えられる。本発明を説明するため、１つのＰＤＵは１つのデータブロックに相当すると仮定する。各データブロックは、プロセッサＰ１Ｂ〜Ｐ５Ｂのいずれかで処理されるようスケジューリングされた後、そのデータブロックを処理するプロセッサＰ１Ｂ〜Ｐ５Ｂを識別するプロセッサ識別子に関連付けられる。
【００１１】
次に、データは、各データブロックを受信し処理する、スケジューリングされたノードＢのＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１Ｂ〜Ｐ５Ｂに入力される。ノードＢのＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１Ｂ〜Ｐ５Ｂはそれぞれ、ＵＥ内のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥ〜Ｐ５ＵＥに対応する。したがって、ノードＢ内の第１のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１Ｂは、ＵＥ内の第１のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥと通信を行う。同様に、ノードＢ内の第２のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ２Ｂは、ＵＥ内の第２のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ２ＵＥと通信を行う。ノードＢ内の残りのＨ−ＡＲＱプロセッサＰ３Ｂ〜Ｐ５Ｂと、その相手となるＵＥ内のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ３ＵＥ〜Ｐ５ＵＥについても同様である。Ｈ−ＡＲＱプロセスは、適切なタイミングでエアーインタフェース上に多重化され、エアーインタフェース上では、同時に１つのＨ−ＡＲＱ送信しか行われない。
【００１２】
例えば、Ｈ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＢとＰ１ＵＥが通信を行う第１のペアについて見ると、Ｈ−ＡＲＱプロセッサＰ１Ｂは、データブロックを多重化し、エアーインタフェースを介して送信するために、データブロック、例えば、Ｂ１１を処理し、転送する。このデータブロックＢ１１が、第１のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥによって受信されると、プロセッサＰ１ＵＥは、データブロックがエラーなしに受信されたかどうかを判定する。データブロックＢ１１がエラーなしに受信された場合、第１のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥは、データブロックの受信が成功したことを送信側のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１Ｂに知らせる、ＡＣＫを送信する。反対に、受信したデータブロックＢ１１にエラーがある場合、受信側のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥは、送信側のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＢにＮＡＣＫを送信する。このプロセスは、送信側のプロセッサＰ１Ｂが、データブロックＢ１１についてＡＣＫを受信するまで、続けられる。ＡＣＫを受信すると、プロセッサＰ１Ｂは、別のデータブロックを処理するため、「解放」される。スケジューラは、利用可能であれば、プロセッサＰ１Ｂを別のデータブロックに割り当て、再送または新しい送信の開始を、いつでも選択することができる。
【００１３】
受信側のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥ〜Ｐ５ＵＥは、各データブロックを処理した後、優先順位に基づいて、それらを並び替えバッファ（reordering buffer）Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に転送する。並び替えバッファはそれぞれ、データの各優先順位レベルに対応する。例えば、優先順位１のデータブロックＢ１１〜Ｂ１Ｎは、受信され、優先順位１の並び替えバッファＲ１内で並べ替えられる。優先順位２のデータブロックＢ２１〜Ｂ２Ｎは、受信され、優先順位２の並び替えバッファＲ２内で並べ替えられる。優先順位３のデータブロックＢ３１〜Ｂ３Ｎは、受信され、優先順位３の並び替えバッファＲ３によって並べ替えられる。
【００１４】
受信側のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥ〜Ｐ５ＵＥによるデータブロックの前処理、およびＡＣＫ／ＮＡＣＫ応答手順が原因で、データブロックは、ＴＳＮに関して順番通りではない順番で、しばしば受信される。並び替えバッファＲ１〜Ｒ３は、順番通りでないデータブロックを受信し、ＲＬＣ層への転送に先立ち、データブロックを順番通りに並べ替えようと試みる。例えば、優先順位１の並び替えバッファＲ１は、最初の４つの優先順位１のデータブロックＢ１１〜Ｂ１４を受信し、それらを並べ替える。データブロックは、受信され、並べ替えられた後、ＲＬＣ層に渡される。
【００１５】
受信側では、Ｈ−ＡＲＱプロセッサＩＤはＨＳ−ＳＣＣＨなどの制御チャネルで送信されることもあり、またはデータブロックにタグ付けされていることもあるが、ＵＥのＭＡＣ−ｈｓ（ＭＡＣ−ｈｓコントロールとして図示する）がＨ−ＡＲＱプロセッサＩＤを読み取って、どのＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥ〜Ｐ５ＵＥが使用されたかを判定する。同じＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥ〜Ｐ５ＵＥによって処理された別のデータブロックをＵＥが受信した場合、当該Ｈ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥ〜Ｐ５ＵＥによって処理された先行データブロックの受信が成功したかどうかに関わらず、そのＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥ〜Ｐ５ＵＥが解放されたことが、ＵＥには分かる。
【００１６】
図４に、ＲＮＣ、ノードＢ、ＵＥ、およびそれらに関連付けられたバッファを含む、従来技術のシステムの一例を示す。この例では、ＵＥが受信エンティティであり、ノードＢが送信エンティティであると仮定されている。この従来技術のシステムでは、シーケンス番号（ＳＮ）＝３のＰＤＵは、ＵＥによる受信が成功していない。したがって、ＵＥ内のＲＬＣは、ＲＮＣ内の同位のＲＬＣ層に、再送を要求する。その間に、ＳＮ＝６〜９のＰＤＵが、ノードＢ内にバッファリングされ、ＳＮ＝４、５のＰＤＵは、ＵＥ内にバッファリングされる。図４では、高々数個のＰＤＵがバッファリングされるだけだが、実際には、より多くの（例えば、１００を超える）ＰＤＵ、および他のＲＬＣエンティティからのＰＤＵが、バッファリングされ得ることに留意されたい。
【００１７】
図５に示すように、ＳＮ＝３のＰＤＵの再送が要求された場合、このＰＤＵは、ノードＢのバッファ内の待ち行列の最後尾で待機しなければならず、ＳＮ＝６〜９のＰＤＵが送信されてから、ようやく送信される。ＵＥ内のＰＤＵは、すべてのＰＤＵが順番通り受信されるまで、上位層に転送することはできない。
【００１８】
この場合、ＳＮ＝３のＰＤＵが、後続のＰＤＵ（すなわち、ＳＮ＝４〜９）の送信がすべて成功したと仮定して、それらの上位層への転送を立ち往生させる。この例では、高々１１個のＰＤＵが関係するだけだが、通常の動作においては、再送データＰＤＵの前に、数１００個のＰＤＵがスケジューリングされることがあり、その場合、送信待ち時間およびデータのバッファ問題が、さらに悪化することにも留意されたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】米国特許出願第１０／２７０８２２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
再送データが送信バッファの輻輳に起因する遅延を回避できるようにするシステムおよび方法があれば望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、無線通信システムにおいて、データを伝送するためのシステムおよび方法に関する。複数のデータブロックが受信され、一時的に第１のメモリに格納される。その後、複数のデータブロックは送信される。次に、送信された各データブロックの受信が成功したか、またはデータブロックの受信が成功しなかったために再送が必要かについて、判定が行われる。送信されたデータブロックのうち再送が必要な各データブロックには、標識が付けられ、第１のメモリよりも高い優先順位をもつ第２のメモリに格納される。第２のメモリに格納された標識付きのデータブロックは、第１のメモリに格納されたデータブロックを送信する前に送信される。
【００２２】
標識付きの各データブロックは、共通チャネル優先順位インジケータ（common channel priority indicator）（ＣｍＣＨ−Ｐｉ）を含むことができる。標識付きデータブロックのＣｍＣＨ−Ｐｉは、読み取られ、標識付きデータブロックを複数のメモリのうちのどれに格納すべきかを、ＣｍＣＨ−Ｐｉに基づいて判定するのに使用される。
【００２３】
本発明の好ましい一実施形態によれば、データを伝送するための無線通信システムは、ＵＥと、ＵＥと通信を行うノードＢと、ノードＢおよびＵＥと通信を行う無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）とを含む。ＲＮＣは、複数のデータブロックを、ノードＢを介してＵＥに送信する。ＵＥは、ステータスレポート（status report）をＲＮＣに送信する。このレポートは、送信された各データブロックの受信がＵＥで成功したか、またはデータブロックの受信がＵＥで成功しなかったために再送が必要かについて通知する。ＲＮＣは、再送が必要な各データブロックに標識を付け、標識付きデータブロックをノードＢに送信する。ノードＢは、標識付きデータブロックを受信し、一時的に格納し、標識付きデータブロックを送信する優先順位を、それ以前に受信され、ノードＢに格納されている他のデータブロックよりも高くする。ノードＢは、他のデータブロックより先に、標識付きデータブロックをＵＥに送信する。
【００２４】
例としてのみ提示される以下の説明を、添付の図面と併せて理解することにより、本発明をより深く理解することができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ＵＴＲＡＮのＭＡＣ−ｈｓを示した図である。
【図２】従来技術のＵＥのＭＡＣ−ｈｓを示した図である。
【図３】ノードＢとＵＥの間のデータフローを示したブロック図である。
【図４】消失ＰＤＵ送信が例示されたＲＬＣ層を示した図である。
【図５】消失ＰＤＵ送信のＲＬＣ層による再送を示した図である。
【図６】本発明による、再送を優先させる方法を示した信号図である。
【図７】再送がより高い優先順位の待ち行列に割り当てられる、ノードＢとＵＥの間のデータフローを示したブロック図である。
【図８】ＣｍＣＨ−Ｐｉ表示を有するＰＤＵをスケジューリングする、ＤＳＣＨ送信のデータフローを示したブロック図である。
【図９】本発明による、消失ＰＤＵ送信のＲＬＣ層による再送を示した図である。
【図１０】本発明による、消失ＰＤＵ送信のＲＬＣ層による再送を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して説明する。同じ参照番号は、すべての図面において同じ要素を表す。
【００２７】
本発明を説明するに当たり、「バッファ」および「メモリ」という用語が使用される場合がある。これらの語が意味するものは同じであり、連続的な待ち行列内の複数のデータブロックまたはＰＤＵを示すために使用される。
【００２８】
ＲＬＣ層における再送の待ち時間を短縮するため、本発明は、中間ノード、例えば、ノードＢのバッファ内の後続ＰＤＵよりも、ＰＤＵの再送を優先する。
【００２９】
ダウンリンク方向（サービス提供ＲＮＣ（serving RNC）（ＳＲＮＣ）からＵＥへのデータ送信）では、再送待ち時間の発生源の１つは、ＳＲＮＣの外部のＵＴＲＡＮにおいてバッファリングを行うアプリケーション中に生成される。例えば、アプリケーションのためのバッファリングは、制御ＲＮＣ（Controlling RNC）（ＣＲＮＣ）またはノードＢで行われる場合がある。いくつかのアプリケーションでは、ＲＮＣ内のＲＬＣは、ＲＮＣ内のＭＡＣ−ｄにＰＤＵを送信し、ＲＮＣ内のＭＡＣ−ｄは、ＭＡＣ−ｄ ＰＤＵを生成し、それをＣＲＮＣ、さらにノードＢに送信する（ＵＥがＳＲＮＣのセルサービス圏外に移動しない場合、ＣＲＮＣは同じＲＮＣであり、したがって、送信されるメッセージはいずれも、内部的なものであることに留意されたい。ＵＥがＳＲＮＣのセルサービス圏外に移動する場合、新しいＣＲＮＣは周知のドリフトＲＮＣ（Drift RNC）（ＤＲＮＣ）となる。説明を簡略にするため、いずれのケースでも、当該ＲＮＣをＣＲＮＣと呼ぶ）。
【００３０】
ＭＡＣ−ｄ ＰＤＵは、正確に１つのＲＬＣ ＰＤＵ（さらに、含み得るその他のＭＡＣ情報）を含むので、ＭＡＣ−ｄ ＰＤＵは、ＲＬＣ ＰＤＵと等価と考えることができる。本出願におけるＣＲＮＣまたはノードＢ内のＰＤＵの説明は、（ＲＬＣ ＰＤＵではなく）ＭＡＣ−ｄ ＰＤＵを対象に行うが、本発明の目的にとっては、それらは等価と考えることができ、以降本明細書で、ＰＤＵという用語が使用される場合は、両ＰＤＵを指しているものとする。
【００３１】
連続的なデータフローを可能にするため、ＲＮＣ内のＲＬＣからのＰＤＵは通常、しばらくの間、ＣＲＮＣまたはノードＢのバッファ内の待ち行列に入れられ、その後、ＵＥに、したがって、同位ＲＬＣに送信される。以下で詳しく説明するように、より高い優先順位でデータを再送する本発明の方法は、ＵＴＲＡＮにおけるデータのバッファリング／待ち行列への投入をバイパスする。
【００３２】
本発明の一実施形態は、高速ダウンリンクパケットアクセス（High Speed Downlink Packet Access）（ＨＳＤＰＡ）を利用するシステムにおける、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）からユーザ機器（ＵＥ）へのＲＬＣ再送である。図６に、本発明による再送待ち時間短縮のための方法１００を示す。図６には、ＲＮＣ１０２とノードＢ１０４とＵＥ１０６の間の通信が示されている。
【００３３】
ＵＥ１０６内のＲＬＣ層は、ＰＤＵ受信（すなわち、送信成功）またはＰＤＵ消失（すなわち、送信失敗）のステータスを示す、ステータスレポートＰＤＵを生成する（ステップ１０８）。このステータスレポートＰＤＵは、ＲＮＣ１０２に送信される（ステップ１１０）。ＲＮＣ１０２内のＲＬＣ層が、ＵＥ１０６内の同位エンティティからステータスレポートＰＤＵを受信すると、ＲＮＣ１０２は、消失ＰＤＵを再送する準備を行う（ステップ１１２）。
【００３４】
本発明は、ノードＢが再送されたＰＤＵをその他のＰＤＵから区別できるようにする方法を実施する。本発明の第１の実施形態では、ＲＮＣ１０２は、フレームプロトコル（ＦＰ）付加領域の数ビット長のフィールドを利用して、再送ＰＤＵに標識を付ける。再送ＰＤＵは、ＰＤＵがＲＮＣ１０２からノードＢ１０４に送信される毎に（ステップ１１４）更新される（または増やされる）、ＣｍＣＨ−Ｐｉを含む。これによって、ノードＢ１０４は、ＰＤＵが送信された回数を把握することができ、したがって、当該ＰＤＵが格納されている正しい待ち行列を識別することができる。好ましくは、ＣｍＣＨ−Ｐｉは一般に、ＲＮＣ１０２で設定され、更新される。しかし、ノードＢ１０４で、この機能を実行することもできる。ノードＢ１０４は、ＣｍＣＨ−Ｐｉを読み取り、当該ＰＤＵにとって正しい優先順位の待ち行列を決定する（ステップ１１６）。ノードＢ１０４の送信スケジューラは、より高い優先順位の待ち行列を、より低い優先順位の待ち行列より先に処理する。ノードＢ１０４は、ＲＮＣ１０２によるＣｍＣＨ−Ｐｉの設定の結果として、再送されるＰＤＵを、そのＰＤＵが最初に送信されたときにもっていた優先順位より高い優先順位をもつバッファに入れる。
【００３５】
次に、最初の送信の優先順位より高い優先順位をもつバッファ（すなわち、メモリ）内のＰＤＵが再送される（ステップ１１８）。同じＵＥに向けたその他の送信は、ＰＤＵを再送するときには、ノードＢ１０４のより低い優先順位をもつ送信待ち行列にバッファリングすることができる。再送ＰＤＵのＣｍＣＨ−Ｐｉを増やして設定することにより、より以前にノードＢ１０４で受信され、バッファリングされたその他のＰＤＵより先に、再送ＰＤＵが送信されるように、スケジューリングが行われる。
【００３６】
図７を参照すると、再送信は、その「元の」送信バッファと同じバッファに入っているその他のデータブロックが送信されるよりも先に送信されるように、より高い優先順位の待ち行列に割り当てられる。受信側のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥ〜Ｐ５ＵＥは、各データブロックを処理した後、優先順位に基づいて、それらを並び替えバッファＲ１、Ｒ２、Ｒ３に転送する。並び替えバッファはそれぞれ、データの各優先順位レベルに対応する。例えば、並び替えバッファＲ２は、データブロックＢ２１、Ｂ２２、Ｂ２４を並べ替える。並び替えバッファＲ３は、データブロックＢ３３、Ｂ３４、Ｂ３６を並べ替える。１つのデータブロック（「Ｘ」）が、データブロックＢ２２とＢ２４の間で消失している。さらに、もう１つのデータブロック（「Ｘ」）が、データブロックＢ３４とＢ３６の間で消失している。すなわち、期待されるデータブロックＢ２３およびＢ３５が、例えば、ＮＡＣＫメッセージが誤ってＡＣＫメッセージと解釈されたことなどが原因となって、受信されていない。
【００３７】
次に、消失データブロックが再送される。通常であれば、データブロックＢ２３は、優先順位２の送信バッファに入れられる。しかし、データブロックＢ２３は消失しており、再送しなければならないので、データブロックＢ２３は、より高い優先順位の送信バッファに入れられ（この場合は、優先順位１の送信バッファ）、したがって、優先順位２または３の送信バッファに入れられた場合よりも早く送信される。同様に、データブロックＢ３５は、通常であれば、優先順位３の送信バッファに入れられる。しかし、データブロックＢ３５は消失しており、再送しなければならないので、データブロックＢ３５は、優先順位１または２の送信バッファに入れられ、その結果、優先順位３の送信バッファに入れられた場合よりも早く送信される。
【００３８】
ノードＢでＰＤＵが受信されると、ＣｍＣＨ−Ｐｉを用いて、優先順位別の待ち行列Ｂ１ｎ〜Ｂ３ｎが決定される。スケジューラは、より高い優先順位の待ち行列を最初にし、送信側Ｈ−ＡＲＱプロセッサＰ１Ｂ〜Ｐ５Ｂに送信を割り当てる。ＵＥに向けた送信が成功すると、受信側のＨ−ＡＲＱプロセッサＰ１ＵＥ〜Ｐ５ＵＥは、再送ＰＤＵをＲＬＣ層に転送する。
【００３９】
この手順は、ＤＳＣＨシステムに対しても適用することができ、その場合、中間ノードがノードＢの代わりにＣＲＮＣになる点だけが異なる。図８を参照すると、ＣｍＣＨ−Ｐｉ表示を有するＰＤＵ８０５は、優先順位付けエンティティ８１０によって優先順位を与えられ、ＣＲＮＣ内のＭＡＣ−ｓｈによって送信するため、スケジューリングされる。ＭＡＣ−ｓｈは、複数の優先順位別の待ち行列８１５Ａ、８１５Ｂを維持し、ＤＳＣＨ送信スケジューラ８２０は、どのＰＤＵ８０５を送信すべきか、データの優先順位に基づいて決定する。したがって、再送ＤＳＣＨのＣｍＣＨ−Ｐｉを増やして設定することにより、ＵＥに向けたその他のデータより先に、それらの送信が処理される。これは、ノードＢのＭＡＣ−ｈｓエンティティが送信をスケジューリングする、ＨＳ−ＤＳＣＨの場合も同様である。
【００４０】
図９を参照すると、図６の優先順位付け方法を実施する、本発明によるシステムが示されている。ＵＥ内のＲＬＣ層が、ＳＮ＝３のＰＤＵの受信が成功しなかったことを示すステータスレポートＰＤＵを、ＲＮＣ内のＲＬＣ層に送信した後、ＲＮＣは、ＳＮ＝３のＰＤＵを再送する。当該ＰＤＵは、より高い優先順位のバッファに入れられることで、中間ノードのバッファ内のその他のＰＤＵより高い優先順位を与えられる。この例では、高々１１個のＰＤＵが示されているだけだが、実際には、数１００個のＰＤＵが待ち行列に入れられる場合があることに留意されたい。
【００４１】
受信バッファにおける優先順位付け機能の結果を示す図１０を参照することによって、本発明の利点が理解できるであろう。ＳＮ＝３の再送ＰＤＵは、受信バッファに到着し、図５に示す従来技術のシナリオよりもはるかに早く、ＳＮ＝３から５のＰＤＵを順番通り、上位層に転送することができる。
【００４２】
本発明をその好ましい実施形態によって説明してきたが、添付の特許請求の範囲において確定される本発明の範囲に包含される、その他の変形形態が、当業者には明らかであろう。
【符号の説明】
【００４３】
１０２ ＲＮＣ（無線ネットワークコントローラ（Radio Network Controller））
１０４ ノードＢ
１０６ ＵＥ（ユーザ機器（User Equipment））
８０５ ＰＤＵ（プロトコルデータユニット（protocol data unit））
８１０ 優先順位付けエンティティ
８１５Ａ、８１５Ｂ 待ち行列
８２０ ＤＳＣＨ送信スケジューラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信のための方法において、
無線リンクコントロール（ＲＬＣ）プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を送信のための第１のメモリバッファに格納するステップと、
前記ＲＬＣＰＤＵを送信するステップと、
前記ＲＬＣＰＤＵの受信が成功であったか不成功であったかの指示を受信するステップと、
を含み、
前記ＲＬＣＰＤＵの受信が不成功であったなら、
前記ＲＬＣＰＤＵが送信／再送信された回数を判定するステップと、
受信が不成功であった前記ＲＬＣＰＤＵを、再送信のための第２のメモリバッファであって前記第１のメモリバッファよりも高い送信優先度を持つ第２のメモリバッファに格納して、該第２のメモリバッファ中の前記ＲＬＣＰＤＵが、前記第１のメモリバッファに格納されているＲＬＣＰＤＵに先立って送信されるようにするステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ＲＬＣＰＤＵが、高速ダウンリンク共有チャンネル上で送信されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
さらに、一意の送信シーケンス番号（ＴＳＮ）をメディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）ＰＤＵに送信するステップを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記ＲＬＣＰＤＵが送信／再送信された回数を指示するために共通チャンネル優先順位インジケータ（ＣｍＣＨ−Ｐｉ）が用いられ、さらに、
より少ない回数の受信されなかったＲＬＣＰＤＵを送信する前に、より多い回数の受信されなかったＲＬＣＰＤＵを送信するステップを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
ノードＢによって実行されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
無線送信装置において、
無線リンクコントロール（ＲＬＣ）プロトコルデータユニットを複数回、送信するように構成された送信機を備え、
前記送信機が、前記ＲＬＣプロトコルデータユニットを、送信のための、その第１のメモリ待ち行列に格納するように構成され、
前記送信機が、前記ＲＬＣプロトコルデータユニットの受信が成功であったか不成功であったかを判定するように構成され、
前記送信機が、前記ＲＬＣプロトコルデータユニットが送信／再送信された回数を判定するように構成され、
前記データユニットの受信が不成功であったなら、前記送信機が、前記ＲＬＣプロトコルデータユニットを再送信のために、前記第１のメモリ待ち行列よりも高い送信優先度を持つ第２のメモリ待ち行列に格納して、前記ＲＬＣプロトコルデータユニットが、前記第１のメモリ待ち行列に格納されているＲＬＣプロトコルデータユニットに先立って送信されるように構成される、
ことを特徴とする無線送信装置。
【請求項７】
前記ＲＬＣプロトコルデータユニットを高速ダウンリンク共有チャンネル上で送信するように構成されていることを特徴とする請求項６記載の無線送信装置。
【請求項８】
前記ＲＬＣプロトコルデータユニットを多重化された複数のメディアアクセスコントロールプロトコルデータユニット（ＰＤＵｓ）としてストアするように構成されていることを特徴とする請求項６記載の無線送信装置。
【請求項９】
無線ノードの構成要素であることを特徴とする請求項６記載の無線送信装置。
【請求項１０】
一意の送信シーケンス番号（ＴＳＮ）をメディアアクセスコントロールＰＤＵに割り当てるように構成されていることを特徴とする請求項６記載の無線送信装置。
【請求項１１】
前記ＲＬＣプロトコルデータユニットが送信／再送信された回数を指示するために共通チャンネル優先順位インジケータ（ＣｍＣＨ−Ｐｉ）が用いられ、さらに、
前記第２のメモリ待ち行列を、標識付きの前記ＲＬＣプロトコルデータユニットのＣｍＣＨ−Ｐｉを読むことに基づいて、前記第１のメモリ待ち行列よりも高い送信優先度を持った複数のメモリ待ち行列の中から選択するように構成されていることを特徴とする請求項６記載の無線送信装置。
【請求項１２】
ノードＢの構成要素であることを特徴とする請求項６記載の無線送信装置。
【請求項１】
無線通信のための方法において、
無線リンクコントロール（ＲＬＣ）プロトコルデータユニット（ＰＤＵ）を送信のための第１のメモリバッファに格納するステップと、
前記ＲＬＣＰＤＵを送信するステップと、
前記ＲＬＣＰＤＵの受信が成功であったか不成功であったかの指示を受信するステップと、
を含み、
前記ＲＬＣＰＤＵの受信が不成功であったなら、
前記ＲＬＣＰＤＵが送信／再送信された回数を判定するステップと、
受信が不成功であった前記ＲＬＣＰＤＵを、再送信のための第２のメモリバッファであって前記第１のメモリバッファよりも高い送信優先度を持つ第２のメモリバッファに格納して、該第２のメモリバッファ中の前記ＲＬＣＰＤＵが、前記第１のメモリバッファに格納されているＲＬＣＰＤＵに先立って送信されるようにするステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ＲＬＣＰＤＵが、高速ダウンリンク共有チャンネル上で送信されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
さらに、一意の送信シーケンス番号（ＴＳＮ）をメディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）ＰＤＵに送信するステップを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記ＲＬＣＰＤＵが送信／再送信された回数を指示するために共通チャンネル優先順位インジケータ（ＣｍＣＨ−Ｐｉ）が用いられ、さらに、
より少ない回数の受信されなかったＲＬＣＰＤＵを送信する前に、より多い回数の受信されなかったＲＬＣＰＤＵを送信するステップを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
ノードＢによって実行されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
無線送信装置において、
無線リンクコントロール（ＲＬＣ）プロトコルデータユニットを複数回、送信するように構成された送信機を備え、
前記送信機が、前記ＲＬＣプロトコルデータユニットを、送信のための、その第１のメモリ待ち行列に格納するように構成され、
前記送信機が、前記ＲＬＣプロトコルデータユニットの受信が成功であったか不成功であったかを判定するように構成され、
前記送信機が、前記ＲＬＣプロトコルデータユニットが送信／再送信された回数を判定するように構成され、
前記データユニットの受信が不成功であったなら、前記送信機が、前記ＲＬＣプロトコルデータユニットを再送信のために、前記第１のメモリ待ち行列よりも高い送信優先度を持つ第２のメモリ待ち行列に格納して、前記ＲＬＣプロトコルデータユニットが、前記第１のメモリ待ち行列に格納されているＲＬＣプロトコルデータユニットに先立って送信されるように構成される、
ことを特徴とする無線送信装置。
【請求項７】
前記ＲＬＣプロトコルデータユニットを高速ダウンリンク共有チャンネル上で送信するように構成されていることを特徴とする請求項６記載の無線送信装置。
【請求項８】
前記ＲＬＣプロトコルデータユニットを多重化された複数のメディアアクセスコントロールプロトコルデータユニット（ＰＤＵｓ）としてストアするように構成されていることを特徴とする請求項６記載の無線送信装置。
【請求項９】
無線ノードの構成要素であることを特徴とする請求項６記載の無線送信装置。
【請求項１０】
一意の送信シーケンス番号（ＴＳＮ）をメディアアクセスコントロールＰＤＵに割り当てるように構成されていることを特徴とする請求項６記載の無線送信装置。
【請求項１１】
前記ＲＬＣプロトコルデータユニットが送信／再送信された回数を指示するために共通チャンネル優先順位インジケータ（ＣｍＣＨ−Ｐｉ）が用いられ、さらに、
前記第２のメモリ待ち行列を、標識付きの前記ＲＬＣプロトコルデータユニットのＣｍＣＨ−Ｐｉを読むことに基づいて、前記第１のメモリ待ち行列よりも高い送信優先度を持った複数のメモリ待ち行列の中から選択するように構成されていることを特徴とする請求項６記載の無線送信装置。
【請求項１２】
ノードＢの構成要素であることを特徴とする請求項６記載の無線送信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１０５３３１（Ｐ２０１２−１０５３３１Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−６２５（Ｐ２０１２−６２５）
【出願日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【分割の表示】特願２００９−１０５２２９（Ｐ２００９−１０５２２９）の分割
【原出願日】平成１５年５月９日（２００３．５．９）
【出願人】（５９６００８６２２）インターデイジタル テクノロジー コーポレーション (871)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【分割の表示】特願２００９−１０５２２９（Ｐ２００９−１０５２２９）の分割
【原出願日】平成１５年５月９日（２００３．５．９）
【出願人】（５９６００８６２２）インターデイジタル テクノロジー コーポレーション (871)
【Ｆターム（参考）】
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