JP5416192B2 - 再送用トランスポートフォーマット制御方法および通信システム - Google Patents

Description

本発明は、アップリンクデータパケットの再送用のトランスポートフォーマットを制御する方法、および通信システムに関する。

Ｗ−ＣＤＭＡ（広帯域符号分割多元接続）は、第３世代無線移動体通信システムとしての使用に標準化されたＩＭＴ−２０００（国際移動体通信）に対する無線インタフェースである。柔軟且つ効率的な方法で、音声サービスやマルチメディア移動体通信サービス等の各種サービスが提供される。日本、欧州、米国、および他の国における標準機構は、Ｗ−ＣＤＭＡに対して共通の無線インタフェースの規格を作成するために第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）と呼ばれるプロジェクトを合同で組織した。

ＩＭＴ−２０００の標準化欧州版は、一般的にＵＭＴＳ（ユニバーサル移動体通信システム）と呼ばれる。ＵＭＴＳの規格の初版は、１９９９年に発行された（リリース９９）。その間、リリース４およびリリース５における標準化に対する幾つかの改良が３ＧＰＰによって標準化され、リリース６の範囲において更なる改良に関する議論が行われている。

ダウンリンクおよびアップリンクに対する個別チャネル（ＤＣＨ）、ならびにダウンリンク共有チャネル（ＤＳＣＨ）は、リリース９９およびリリース４において定められている。その翌年以降、開発者は、マルチメディアサービス、あるいはデータサービス一般を提供するために、高速非対称アクセスが実行されなくてはならないことを見出した。リリース５では、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）が紹介されている。新高速ダウンリンク共有チャネル（ＨＳ−ＤＳＣＨ）は、ＵＭＴＳ規格におけるＵＭＴＳ無線アクセスネットワーク（ＲＡＮ）からユーザ機器と呼ばれる通信端末までのダウンリンク高速アクセスを、ユーザに提供する。

ハイブリッドＡＲＱ方式
ノンリアルタイムサービスの誤り検出に対する最も一般的な技術は、順方向誤り訂正（ＦＥＣ）と組み合わされる自動再送要求（ＡＲＱ）方式、いわゆるハイブリッドＡＲＱに基づく。巡回冗長検査（ＣＲＣ）が誤りを検出した場合、受信器は、追加のビットまたは新しいデータパケットを送るように送信器に要求する。別の既存の方式からは、ストップアンドウェイト（ＳＡＷ）および選択再送（ＳＲ）連続ＡＲＱが移動体通信において最も頻繁に使用されている。

データユニットは、送信前に符号化される。再送されるビットに依存して、３つの異なるタイプのＡＲＱが定められる。

ＨＡＲＱタイプＩでは、受信した誤りのあるデータパケット、いわゆるＰＤＵ（パケットデータユニット）は破棄され、そのＰＤＵの新しいコピーが再送され別々に復号化される。これらのＰＤＵの前のバージョンと後のバージョンとが組み合わされることはない。ＨＡＲＱタイプＩＩを用いると、再送される必要のある誤りのあるＰＤＵは、破棄されないが、後続する復号化のために送信器によって供給される幾らかの増分冗長ビットと組み合わされる。再送されたＰＤＵは、しばしば高い符号化率を有し、受信器で記憶された値と組み合わされる。これは、各再送において僅かな冗長だけが付加されることを意味している。

最後に、ＨＡＲＱタイプＩＩＩは、タイプＩＩと略同じパケット再送方式であり、全ての再送されたＰＤＵが自己復号化可能である点においてのみ異なる。これは、ＰＤＵが前のＰＤＵと組み合わされることなく復号化可能であることを意味する。略全ての情報が再利用できない程度に重度の損傷を受けているＰＤＵがある場合、自己復号化可能なパケットは、有利に使用され得る。

チェイス合成を用いる場合、再送パケットは同一のシンボルを有する。この場合、多数の受信したパケットは、シンボルベースで、あるいはビットベースで合成される（非特許文献１参照）。これら合成された値は、それぞれのＨＡＲＱ処理のソフトバッファに記憶される。

パケットスケジューリング
パケットスケジューリングは、共有媒体に認められたユーザに対して送信機会および送信フォーマットを割当てるために使用される無線リソース管理アルゴリズムとすることができる。スケジューリングは、例えば、好ましいチャネル条件でユーザに送信機会を割当てることにより、スループット／容量を最大化するために、適応変調符号化と組み合わせて、パケットベースの移動式無線ネットワークで使用され得る。ＵＭＴＳにおけるパケットデータサービスは、ストリーミングサービスにも使用され得るが、双方向トラフィックおよび背景トラフィックのクラスに対しても適用可能である。双方向クラスおよび背景クラスに属するトラフィックは、ノンリアルタイム（ＮＲＴ）トラフィックとして扱われ、パケットスケジューラによって制御される。このパケットスケジューリング方法は、
・ スケジューリング期間／頻度：時間について前もってユーザがスケジューリングされる期間と、
・ サービス順序：例えば、ランダムな順序（ラウンドロビン）またはチャネル品質（Ｃ／Ｉまたはスループットベース）に従ったユーザがサービスを受ける順序と、
・ 割当て方法：１つの割当て間隔当たりの全てのキューに入れられたユーザに対する割当てリソース、例えば同じデータ量、または同じ電力／符号／時間リソースに対する基準と、
によって特徴付けられる。

アップリンクに対するパケットスケジューラは、３ＧＰＰ ＵＭＴＳ Ｒ９９／Ｒ４／Ｒ５において、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）とユーザ機器との間で分配される。アップリンク上では、異なるユーザによって共有されるべきエアインタフェースリソースは、ノードＢでの合計受信電力であり、したがって、スケジューラのタスクは、電力をユーザ機器間で割当てることである。現在のＵＭＴＳ Ｒ９９／Ｒ４／Ｒ５規格において、ＲＮＣは、各ユーザ機器に対して異なるトランスポートフォーマット（変調方式、符号化率等）のセットを割当てることにより、アップリンクでの送信中にユーザ機器が送信することができる最大速度／最大電力を制御する。

このようなＴＦＣＳ（トランスポートフォーマットコンビネーションセット）の確立および再設定は、ＲＮＣとユーザ機器との間の無線リソース制御（ＲＲＣ）メッセージングを用いて実現される。ユーザ機器は、自身のステータス、例えば、利用可能な電力およびバッファステータスに基づいて割当てられたトランスポートフォーマットコンビネーション中から自発的に選択することができる。現在のＵＭＴＳ Ｒ９９／Ｒ４／Ｒ５規格では、アップリンクにおけるユーザ機器の送信に課せられる時間に対する制御がない。スケジューラは、例えば、送信時間間隔ベースで動作してもよい。

ＵＭＴＳアーキテクチャ
ユニバーサル移動体通信システム（ＵＭＴＳ）の高レベルＲ９９／４／５アーキテクチャは、図１に示される（http://www.3gpp.orgから入手可能な非特許文献２参照）。このネットワークエレメントは、コアネットワーク（ＣＮ）１０１と、ＵＭＴＳ陸上無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）１０２と、ユーザ機器（ＵＥ）１０３とに機能的にグループ化される。ＵＴＲＡＮ１０２は、全ての無線関連機能を取り扱う役割を担い、一方、ＣＮ１０１は、外部ネットワークに呼接続およびデータ接続をルーティングする役割を担う。これらのネットワークエレメントの相互接続は、オープンインタフェース（Ｉｕ，Ｕｕ）によって定められる。ＵＴＭＳシステムがモジュール式であるため、同じタイプのネットワークエレメントを複数有することが可能であることに留意されたい。

図２は、ＵＴＲＡＮの現在のアーキテクチャを例示している。幾つかの無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣｓ）２０１、２０２は、ＣＮ１０１に接続されている。各ＲＮＣ２０１、２０２は、１つのあるいは幾つかの基地局（ノードＢ）２０３、２０４、２０５、２０６を制御し、これらはユーザ機器と通信する。幾つかの基地局を制御するＲＮＣは、これらの基地局に対する制御ＲＮＣ（Ｃ−ＲＮＣ）と呼ばれる。これらＣ−ＲＮＣによって同時に制御される基地局のセットは、無線ネットワークサブシステム（ＲＮＳ）２０７、２０８と呼ばれる。ユーザ機器とＵＴＲＡＮとの間の各接続に対して、一方のＲＮＳがサービングＲＮＳ（Ｓ−ＲＮＳ）となる。Ｓ−ＲＮＳは、コアネットワーク（ＣＮ）１０１とのいわゆるＩｕ接続を維持する。図３に示すように、必要な場合、ドリフトＲＮＳ３０２（Ｄ−ＲＮＳ）３０２は、無線リソースを供給することにより、サービングＲＮＳ（Ｓ−ＲＮＳ）３０１をサポートする。それぞれのＲＮＳは、サービングＲＮＣ（Ｓ−ＲＮＣ）、およびドリフトＲＮＣ（Ｄ−ＲＮＣ）と呼ばれる。Ｃ−ＲＮＣおよびＤ−ＲＮＣは同一の可能性があり、多くの場合同一であるため、Ｓ−ＲＮＣまたはＲＮＣの略記が使用される。

拡張アップリンク個別チャネル（Ｅ−ＤＣＨ）
個別トランスポートチャネル（ＤＴＣＨ）に対するアップリンク拡張は、現在３ＧＰＰ技術規格グループＲＡＮによって研究されている（http://www.3gpp.orgから入手可能な非特許文献３参照）。ＩＰベースのサービスの使用がより重要になるため、ＲＡＮの受信可能範囲およびスループットを改善し、アップリンク個別トランスポートチャネルの遅延を減少させる要求が高まってきている。ストリーミングの双方向サービスおよび背景サービスは、この拡張アップリンクから得られる。

１つの拡張は、ノードＢにより制御されるスケジューリングと関連して適応変調符号化方式（ＡＭＣ）を使用することであり、したがって、Ｕｕインタフェースの拡張である。既存のＲ９９／Ｒ４／Ｒ５システムでは、アップリンクの最大データレート制御はＲＮＣにある。ノードＢにおけるスケジューラを再配置することにより、ＲＮＣとノードＢとの間のインタフェース上でのシグナリングにより生ずる待ち時間が減少されるので、スケジューラは、アップリンク負荷における時間的な変化により早く対応することができる。これにより、ユーザ機器のＲＡＮとの通信における全体的な待ち時間が減少される。したがって、ノードＢにより制御されるスケジューリングは、アップリンク負荷が減少したときに迅速により高いデータレートを割当て、アップリンク負荷が増加したときにアップリンクデータレートを制限することにより、アップリンク干渉をより良く制御し、且つノイズ上昇の変動を平滑にすることができる。受信可能範囲およびセルスループットは、アップリンク干渉をより良く制御することで改善される。

アップリンク上の遅延を減少させるために考えられる別の技術は、他のトランスポートチャネルと比べてより短いＴＴＩ（送信時間間隔）の長さを、Ｅ−ＤＣＨに対して導入することである。２ｍｓという送信時間間隔の長さは、Ｅ−ＤＣＨでの使用に関して現在調べられ、１０ｍｓという送信時間間隔は、他のチャネルで一般的に使用されている。ＨＳＰＤＡにおける重要な技術の１つであるハイブリッドＡＲＱもまた、拡張アップリンク個別チャネルとして考慮されている。ノードＢとユーザ機器との間のハイブリッドＡＲＱプロトコルは、誤って受信したデータユニットの迅速な再送を可能にし、したがって、ＲＬＣ（無線リンク制御）再送の数および関連する遅延を減少させる。これにより、エンドユーザが経験するサービスの品質が改善され得る。

上述の拡張をサポートするために、以下ではＭＡＣ−ｅｕと呼ばれる新しいＭＡＣサブレイヤが導入される（非特許文献４参照）。以下により詳細に説明する新しいサブレイヤのエンティティは、ユーザ機器およびノードＢに配置されてもよい。ユーザ機器側において、ＭＡＣ−ｅｕは、上層データ（例えば、ＭＡＣ−ｄ）を新しい拡張トランスポートチャネルに多重化し、ＨＡＲＱプロトコル送信エンティティを動作する新しいタスクが実行される。

ユーザ機器におけるＥ−ＤＣＨ ＭＡＣアーキテクチャ
図４は、ユーザ機器側における例示的なＥ−ＤＣＨ ＭＡＣアーキテクチャ全体を示している。ＭＡＣ−ｅｕ５０３といった新しいＭＡＣ機能エンティティは、リリース／９９／４／５のＭＡＣアーキテクチャに追加される。ＭＡＣ−ｅｕ５０３エンティティは、図５により詳細に示される。

ユーザ機器からノードＢに送信されるべきデータパケットを運ぶＭ個の異なるデータフロー（ＭＡＣ−ｄ）が存在する。これらのデータフローは、異なるＱｏＳ（サービス品質）、例えば、遅延およびエラー要求を有することができ、ＨＡＲＱインスタンスの異なる構造を必要とし得る。したがって、データパケットは、異なる優先キューに記憶され得る。ユーザ機器およびボードＢにそれぞれ位置するＨＡＲＱ送信および受信エンティティのセットは、ＨＡＲＱ処理と称される。スケジューラは、異なる優先キューにＨＡＲＱ処理を割当てる際にＱｏＳパラメータを考慮する。ＭＡＣ−ｅｕエンティティは、レイヤ１シグナリング（Ｌａｙｅｒ １ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）を介してノードＢ（ネットワーク側）からスケジューリング情報を受信する。

ＵＴＲＡＮにおけるＥ−ＤＣＨ ＭＡＣ アーキテクチャ
ソフトハンドオーバ動作では、ＵＴＲＡＮ側のＥ−ＤＣＨ ＭＡＣアーキテクチャにおけるＭＡＣ−ｅｕエンティティは、ノードＢ（ＭＡＣ−ｅｕｂ）およびＳ−ＲＮＣ（ＭＡＣ−ｅｕｒ）にわたって分配される。ノードＢにおけるスケジューラは、アクティブユーザを選び、レート制御を実行する。このレート制御は、命令されたレート、推奨されたレート、または送信に許可されるＴＣＦＳ（トランスポートフォーマットコンビネーションセット）のサブセットにアクティブユーザ（ＵＥ）を制限するＴＦＣ（トランスポートフォーマットコンビネーション）閾値、を決定しシグナリングすることにより実行される。

全てのＭＡＣ−ｅｕエンティティがユーザ（ＵＥ）に対応する。図６では、ノードＢのＭＡＣ−ｅｕアーキテクチャがより詳細に示される。各ＨＡＲＱ受信器エンティティには、顕著な再送からのパケットのビットを合成するために、ソフトバッファメモリの一定量または一定領域が割当てられることに留意されたい。一旦パケットの受信が成功すると、それは並替バッファに送られ、上層へ順序通りに配信される。記載した方法によると、並替バッファは、ソフトハンドオーバ中、Ｓ−ＲＮＣに存在する（http://www.3gpp.orgから入手可能な非特許文献５参照）。図７では、対応するユーザ（ＵＥ）の並替バッファを備えるＳ−ＲＮＣ ＭＡＣ−ｅｕアーキテクチャが示される。この並替バッファの数は、ユーザ機器側の対応するＭＡＣ−ｅｕエンティティにおけるデータフローの数に等しい。データおよび制御情報は、ソフトハンドオーバ中、アクティブセット内の全てのノードＢからＳ−ＲＮＣに送られる。

要求されるソフトバッファサイズは、使用されるＨＡＲＱ方式に依存し、例えば、増加的冗長（ＩＲ）を用いるＨＡＲＱ方式は、チェイス合成（ＣＣ）を用いたそれよりもより多くのソフトバッファを必要とすることに留意されたい。

Ｅ−ＤＣＨシグナリング
特定の方式の動作に必要なＥ−ＤＣＨに関連する制御シグナリングは、アップリンクシグナリングおよびダウンリンクシグナリングを含む。このシグナリングは、考慮されるアップリンク拡張に依存する。

ノードＢにより制御されるスケジューリング（例えば、ノードＢにより制御されるタイムアンドレートスケジューリング）を可能にするために、ユーザ機器は、データをノードＢに送信するようにアップリンク上で何らかの要求メッセージを送らなくてはならない。この要求メッセージは、ユーザ機器のステータス情報、例えばバッファステータス、電力ステータス、チャネル品質推定等を含み得る。この要求メッセージは、以下ではスケジューリング情報（ＳＩ）と称される。この情報に基づいて、ノードＢは、ノイズ上昇を推定し、ＵＥをスケジューリングすることができる。ノードＢからＵＥにダウンリンクで許可メッセージ（ｇｒａｎｔ ｍｅｓｓａｇｅ）が送られると、ノードＢは、ＵＥが送ることができる最大データレートおよび時間間隔のＴＦＣＳをＵＥに割り当てる。許可メッセージは、以下ではスケジューリング割当て（ＳＡ）と称される。

アップリンクでは、ユーザ機器は、送信されたパケットを正しく復号化するために必要なレートインジケータメッセージ情報、例えばトランスポートブロックサイズ（ＴＢＳ）、変調符号化方式（ＭＣＳ）レベル等を、ノードＢにシグナリングしなくてはならない。更に、ＨＡＲＱが使用される場合、ユーザ機器は、ＨＡＲＱに関連する制御情報をシグナリングしなくてはならない（例えば、ハイブリッドＡＲＱ処理番号、ＵＭＴＳリリース５に対する新データインジケータ（ＮＤＩ）と称されるＨＡＲＱシーケンス番号、冗長バージョン（ＲＶ）、レートマッチングパラメータ等）。

拡張アップリンク個別チャネル（Ｅ−ＤＣＨ）での送信されたパケットの受信および復号化後、ノードＢは、ダウンリンクでそれぞれＡＣＫ／ＮＡＣＫを送ることにより、送信が成功したか否かをユーザ機器に通知しなくてはならない。

Ｒ９９／４／５ＵＴＲＡＮ内の移動性管理
本セクションでは、頻繁に用いられる用語を幾つか簡単に定義し、移動性管理に関連する幾つかの手順を概略する（http://www.3gpp.orgから入手可能な非特許文献６参照）

無線リンクは、１つのＵＥと１つのＵＴＲＡＮアクセスポイントとの間の論理的関連付けである。その物理的実現は、無線ベアラ送信（ｒａｄｉｏ ｂｅａｒｅｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）を含む。

ハンドオーバは、ある無線ベアラから別の無線ベアラへのユーザの接続の移動として定義され得る。反対に、「ソフトハンドオーバ（ＳＨＯ）」では、ＵＥがＵＴＲＡＮに対して少なくとも１つの無線リンクを常に保持するように、無線リンクが確立され、破棄される。ソフトハンドオーバは、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）技術を用いるネットワークに特有である。ハンドオーバの実行は、一般的に、移動式無線ネットワークにおけるＳ−ＲＮＣによって制御される。

「アクティブセット」は、例えば、ソフトハンドオーバ中にＵＥと無線ネットワークとの間の特定の通信サービスに同時に関わる一組の無線リンクを備えており、ＵＥのアクティブセットは、ＵＥにサーブするＲＡＮのノードＢに対する全ての無線リンクを備えている。

アクティブセット更新処理は、ＵＥとＵＴＲＡＮとの間の通信のアクティブセットを変更する。この処理は、無線リンクの追加、無線リンクの削除、ならびに無線リンクの追加および削除の組み合わせという３つの機能を備える。同時無線リンクの最大数は、８に設定されている。新しい無線リンクは、アクティブセット内の最強メンバのパイロット信号に対するある閾値をそれぞれの基地局のパイロット信号の強度が一旦超えると、アクティブセットに追加されてもよい。無線リンクは、アクティブセットの最強メンバに対するある閾値をそれぞれの基地局のパイロット信号の強度が一旦超えると、アクティブセットから削除されてもよい。無線リンクの追加に対する閾値は、典型的には、無線リンクの削除に対する閾値よりも高く選択される。

したがって、追加および削除といったイベントは、パイロット信号の強度に対してヒステリシスを形成する。パイロット信号の測定は、ＲＲＣシグナリングを用いて、ＵＥからネットワーク（Ｓ−ＲＮＣ）に報知される。測定結果を送る前には、高速フェージングを平均化するために何らかのフィルタ処理が実行されてもよい。典型的なフィルタ処理の持続時間は２００ｍｓであり、この持続時間はハンドオーバの遅延に寄与する。測定結果に基づいて、Ｓ−ＲＮＣは、アクティブセット更新処理の機能の１つの実行をトリガすると判断してもよい。

Ｅ−ＤＣＨ−ノードＢにより制御されるスケジューリング
ノードＢにより制御されるスケジューリングは、アップリンクにおいてより高いセルスループットを提供し、受信可能範囲を増大させるために、アップリンク電力リソースのより効率的な使用を可能にすることが見越される、Ｅ−ＤＣＨに対する技術的特徴の１つである。「ノードＢにより制御されるスケジューリング」といった用語は、ＲＮＣによって設定される制限内で、ＵＥが好適なＴＦＣを選択することができるＴＦＣのセットをノードＢが制御する可能性を意味する。ＵＥがＴＦＣを自発的に選択するＴＦＣのセットは、以下では「ノードＢにより制御されるＴＦＣサブセット」と呼ばれる。「ノードＢにより制御されるＴＦＣサブセット」は、図８に示されるように、ＲＮＣによって構成されるＴＦＣＳのサブセットである。ＵＥは、リリース５ ＴＦＣ選択アルゴリズムを用いる「ノードＢにより制御されるＴＦＣサブセット」から、好適なＴＦＣを選択する。十分な電力余裕および十分な利用可能なデータがあり、且つＴＦＣが遮断された状態でないことを前提とすれば、「ノードＢにより制御されるＴＦＣサブセット」におけるどのＴＦＣがＵＥによって選択されてもよい。Ｅ−ＤＣＨに対してＵＥ送信をスケジューリングするためには、２つの基本的な手法がある。これらのスケジューリング方式は、ともにＵＥにおけるＴＦＣ選択の管理として考えられ、ノードＢがどのようにしてこれらの処理および関連するシグナリング要求に影響を与えるかという点で主に異なる。

ノードＢにより制御されるレートスケジューリング
このスケジューリング手法の原理は、高速ＴＦＣＳ制限制御によってユーザ機器のトランスポートフォーマットコンビネーション選択を制御し制限することを、ノードＢに可能にさせることである。ノードＢは、レイヤ１シグナリングによって、ユーザ機器が好適なトランスポートフォーマットコンビネーションを自発的に選択することができる「ノードＢにより制御されるサブセット」を、拡大／減少してもよい。ノードＢにより制御されるレートスケジューリングでは、全てのアップリンク送信は並行して行われるが、ノードＢにおけるノイズ上昇閾値を超えない十分に低いレートで行われる。これにより、異なるユーザ機器からの送信が時間について重なり得る。レートスケジューリングにより、ノードＢは、アップリンクＴＦＣＳだけを制限し、ＵＥがＥ−ＤＣＨ上でデータを送信する時間については何らの制御も行わない。同時に送信するＵＥの数をノードＢが知らないので、セルにおけるアップリンクノイズ上昇のどの正確な制御も可能にならない（http://www.3gpp.orgから入手可能な非特許文献３のversion 1.0.0参照）。

ノードＢとユーザ機器との間のレイヤ１シグナリングによるトランスポートフォーマットコンビネーション制御を可能にするために、２つの新しいレイヤ１メッセージが導入される。レート要求（ＲＲ）は、ユーザ機器からノードＢにアップリンクで送られる。このＲＲにより、ユーザ機器は、「ノードにより制御されるＴＦＣサブセット」を１段階だけ拡大／減少することを、ノードＢに要求することができる。更に、レート許可（ＲＧ）は、ノードＢからユーザ機器にダウンリンクで送られる。このＲＧにより、ノードＢは、例えばアップコマンド／ダウンコマンドを送ることで、「ノードＢにより制御されるＴＦＣサブセット」を変更することができる。新しい「ノードＢにより制御されるＴＦＣサブセット」は、次回に更新されるまで有効である。

ノードＢにより制御されるレートおよびタイムスケジューリング
ノードＢにより制御されるタイムアンドレートスケジューリングの基本的原理は、ノードＢにおける所望の合計ノイズ上昇を超えないように、所与の時間にユーザ機器のサブセットが送信することを（理論的にのみ）可能にすることにある。「ノードＢにより制御されるＴＦＣサブセット」を１段階だけ拡大／減少するためにアップコマンド／ダウンコマンドを送る代わりに、ノードＢは、例えばＴＦＣＳインジケータ（ポインタでもよい）を送ることにより、明示的なシグナリングを通じて許可される任意の値に、トランスポートフォーマットコンビネーションサブセットを更新してもよい。

更に、ノードＢは、ユーザ機器が送信することが許可された開始時間および有効期間を設定してもよい。異なるユーザ機器に対する「ノードＢにより制御されるＴＦＣサブセット」の更新は、可能な程度まで多数のユーザ機器からの送信が時間において重なり合うことを回避するために、スケジューラによって調整されてもよい。ＣＤＭＡシステムのアップリンクにおいて、同時送信は常に互いに干渉し合う。したがって、Ｅ−ＤＣＨ上でデータを同時に送信するユーザ機器の数を制御することにより、ノードＢは、セルにおけるアップリンク干渉レベルをより正確に制御することができる。ノードＢのスケジューラは、例えば、ユーザ機器のバッファステータス、ユーザ機器の電力ステータス、およびノードＢにおける利用可能な干渉ライズオーバサーマル（ＲｏＴ）の限界に基づいて、１つの送信時間間隔（ＴＴＩ）あたりに送信することが許可されるユーザ機器、および対応するＴＦＣＳインジケータを決定してもよい。

２つの新しいレイヤ１メッセージは、ノードＢにより制御されるタイムアンドレートスケジューリングをサポートするために導入される。スケジューリング情報更新（ＳＩ）は、アップリンクにおいて、ユーザ機器によってノードＢに送られてもよい。ユーザ機器がノードＢにスケジューリング要求を送る必要性があると判断すると（例えば、ユーザ機器のバッファで新しいデータが発生する）、ユーザ機器は、要求されるスケジューリング情報を送信する。このスケジューリング情報を用いて、ユーザ機器は、そのステータス、例えばそのバッファ占有率および利用可能な送信電力における情報を、ノードＢに供給する。

スケジューリング割当て（ＳＡ）は、ノードＢからユーザ機器にダウンリンクで送信され得る。このスケジューリング要求を受信すると、ノードＢは、スケジューリング情報（ＳＩ）およびノードＢにおける利用可能なＲｏＴ限界等のパラメータに基づいて、ユーザ機器をスケジューリングする。ノードＢは、スケジューリング割当て（ＳＡ）において、ユーザ機器によって使用されるべきＴＦＣＳインジケータ、後の送信開始時間、および有効期間をシグナリングする。

ノードＢにより制御されるタイムアンドレートスケジューリングは、前述したようなレートのみが制御されるスケジューリングと比べて、より正確なＲｏＴ制御を提供する。しかしながら、ノードＢにおける干渉のより正確な制御は、レート制御スケジューリングと比べて、より多くのシグナリングオーバーヘッドおよびスケジューリング遅延（スケジューリング要求およびスケジューリング割当てメッセージ）を犠牲にして得られる。

図９では、ノードＢにより制御されるタイムアンドレートスケジューリングでを用いた一般的なスケジューリング処理を示されている。ユーザ機器がＥ−ＤＣＨ上でのデータの送信に対してスケジューリングされることを望むとき、最初にスケジューリング要求がノードＢに送られる。ここでは、Ｔ_ｐｒｏｐは、エアインタフェース上での伝播時間を示す。このスケジューリング要求の内容は、例えば、ユーザ機器のバッファステータスおよび電力ステータスに関する情報（スケジューリング情報）である。スケジューリング要求を受信すると、ノードＢは、得られた情報を処理して、スケジューリング割当てを決定する。このスケジューリングは、処理時間Ｔ_{ｓｃｈｅｄｕｌｅ}を必要とする。

ＴＦＣＳインジケータと、対応する送信開始時間、有効期間を含むスケジューリング割当ては、ユーザ機器にダウンリンクにおいて送信される。このスケジューリング割当てを受信した後、ユーザ機器は、割当てられた送信時間間隔においてＥ−ＤＣＨ上で送信を開始する。

レートスケジューリング、およびタイムアンドレートスケジューリングのいずれか一方の使用は、利用可能な電力によって制限される。なぜなら、Ｅ−ＤＣＨは、アップリンクでのユーザ機器による他の送信の組み合わせと共存しなくてはならないからである。異なるスケジューリングモードが共存することにより、異なるトラフィックタイプを提供する際に柔軟性を与えられる。例えば、ＴＣＰ ＡＣＫ／ＮＡＣＫ等の少量のデータ、および／またはより高い優先順位を有するトラフィックは、タイムアンドレート制御スケジューリングを用いる場合と比べて、自発的な送信によりレート制御モードだけを用いて送られ得る。前者は、より低い待ち時間と、より低いシグナリングオーバーヘッドとを伴う。

Ｅ−ＤＣＨ−ハイブリッドＡＲＱ
ノードＢにより制御されるハイブリッドＡＲＱは、誤って受信したデータパケットの高速再送を可能にする。ユーザ機器とノードＢとの間の高速再送は、上位層の再送の数および関連する遅延を減少させ、それにより、エンドユーザによって認められる品質が改善され得る。

ＨＳＰＤＡにおけるダウンリンクＨＳ−ＤＳＣＨに対して使用される方式と同様に、多数のストップアンドウェイト（ＳＡＷ）ハイブリッドＡＲＱ処理を有するプロトコル構造がＥ−ＤＣＨに使用されるが、アップリンクとダウンリンクとの間の差により与えられる適切な変更が必要となる（３ＧＰＰ ＴＲ２５．８９６参照）。

ＮチャネルのＳＡＷ方式は、Ｎ個の並行ＨＡＲＱ処理よりなり、各処理は、ウィンドウサイズが１の選択再送ＡＲＱ（ＳＲ）に対応するストップアンドウェィト再送プロトコルとして機能する。ユーザ機器は、各送信時間間隔で、１つのＨＡＲＱ処理においてのみデータを送信することができるものと仮定する。

図１０では、Ｎ＝３のＨＡＲＱ処理を有するＮチャネルＳＡＷプロトコルが例示されている。ユーザ機器は、アップリンク上のＥ−ＤＣＨにおいて、ノードＢにデータパケット１を送信している。この送信は、第１のＨＡＲＱ処理で行われる。エアインタフェースの伝播遅延Ｔ_ｐｒｏｐの後、ノードＢは、パケットを受信し、復調および復号を開始する。復号化が成功したか否かによって、ＡＣＫ／ＮＡＣＫがユーザ機器にダウンリンクで送られる。

本実施例では、ノードＢは、ノードＢにおいて受信したパケットを復号化して処理するために必要な時間を示すＴ_{ＮＢｐｒｏｃｅｓｓ}後に、ＡＣＫをユーザ機器に送る。ダウンリンク上のフィードバックに基づいて、ユーザ機器は、データパケットを再送するか、新しいデータパケットを送信するかを決定する。確認応答を受信し、同じＨＡＲＱ処理において次の送信時間間隔を送信する間にユーザ機器に利用可能な処理時間は、Ｔ_{ＵＥｐｒｏｃｅｓｓ}と称される。

本実施例では、ユーザ機器は、ＡＣＫを受信するとデータパケット４を送信する。ラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）は、アップリンクにおけるデータパケットの送信と、このパケットに対するＡＣＫ／ＮＡＣＫフィードバックを受信してからのパケットの再送あるいは新しいデータパケットの送信との間の時間を示す。利用可能なＨＡＲＱ処理の欠如によるアイドリング期間を回避するために、ＨＡＲＱ処理の数ＮがＨＡＲＱラウンドトリップタイム（ＲＴＴ）と一致することが必要である。

既知の送信タイミングおよび未知の送信タイミングを考慮して、同期データ送信と非同期データ送信とが区別される。非同期データ送信を伴う再送プロトコルでは、データブロックまたはＨＡＲＱ処理を識別するために明示的なシグナリングが用いられる一方、同期データ送信を伴うプロトコルでは、データブロックまたはＨＡＲＱ処理はデータブロックが受信された時点に基づいて識別される。

ＵＥは、例えば、再送の場合にデータパケットの正しいソフトコンバインを確実にするために、非同期送信のプロトコルにおいて明示的にＨＡＲＱ処理数をシグナリングしなくてはならない。非同期データ送信によるＨＡＲＱ再送プロトコルの利点は、システムに与えられる柔軟性である。ノードＢのスケジューラは、例えば、セルにおける干渉状況、および対応するＥ−ＤＣＨサービスの優先順位またはＱｏＳパラメータ等のパラメータに基づいて、Ｅ−ＤＣＨにおけるデータの送信に対する期間およびＨＡＲＱ処理をＵＥに割当てる。

非同期ＨＡＲＱフィードバック情報を有する再送プロトコルは、シーケンス番号（ＳＮ）またはフィードバックメッセージの他の明示的な識別を用いて、フィードバックメッセージを識別する。一方、同期ＨＡＲＱフィードバック情報を有するプロトコルは、例えば、ＨＳＰＤＡにおけるように、これらが受信される時間に基づいてフィードバックメッセージを識別する。フィードバックは、ＨＳ−ＤＳＣＨを受信した後あるタイムインスタンスが経過した後にＨＳ−ＤＰＣＣＨで送られ得る（http://www.3gpp.orgから入手可能な非特許文献７参照）。

前述の通り、非同期データ送信の再送プロトコルは、ノードＢにより多くのスケジューリングの柔軟性を可能にさせる。スケジューリング割当ては、例えば、ＵＥから送られるスケジューリング情報、およびセルにおける干渉状況に基づき得る。ノードＢのスケジューラによるアップリンク干渉の更なる制御を可能にするために、再送を考慮に入れた様々なスケジューリングアプローチ手法を勘案しなくてはならない。

１つの手法は、非同期アップリンクで同期再送を行う再送プロトコルであり、スケジューラにセルにおけるノイズ上昇に対してより多くの制御が与えられる。Ｅ−ＤＣＨにおける新しいデータパケットは、スケジューリングの柔軟性の利点を保持するために非同期式に送られるが、再送は、ＮＡＣＫを受信してから所定のタイムインスタント後に送られる。同期再送を含む再送プロトコルの利点は、使用されるスケジューリングモードにも依存する。

レート制御されるスケジューリングモードでは、ノードＢはＴＦＣＳのみを制御し、ＵＥはアップリンク送信について適当なＴＦＣを選択する。ノードＢは、ＵＥの送信時間については制御しない。ＵＥに対する送信タイミングに対しても制限はない。同期再送を含む再送プロトコルを用いることで、ノードＢは、正確にいつＵＥによって再送が送られるかを知ることができる。これにより、アップリンクリソースを予約することができ、ノードＢは、セルにおけるアップリンク干渉に対してより正確な制御を行うことができる。

タイムアンドレート制御されるスケジューリングモードでは、ノードＢは、初回の、およびＥ−ＤＣＨ上で送られる再送をスケジューリングする。再送が同期式に送られる場合、ノードＢは再送をスケジューリングする必要はなく、ノードＢにおけるスケジューラに対するシグナリングオーバーヘッドおよび処理時間が著しく減少する。再送は、ＮＡＣＫを受信してからＴ_ｓｙｎｃ後に送られる。ＵＥは、再送についてスケジューリング割当て（ＳＡ）に対する許可チャネルをモニタリングする必要がない。

ＮＡＣＫを受信してから固定期間（Ｔ_ｓｙｎｃ）後の再送の送信により、ＵＥ側では遅延により利点が生ずる。再送もスケジューリングされる場合、ノードＢは、保留中の再送をスケジューリングする代わりに他のＵＥに送信リソースを割当てることができる。

マルチアクセス通信システムでは、容量を増大させるために多数のユーザ間で相互干渉を減少させる技術が利用される。例えば、電力制御技術により、各ユーザの送信電力は、所望のサービスの品質を実現するために必要な一定の値に制限され得る。この手法により、各ユーザが必要な電力だけを送信することを確実にし、これにより、他のユーザが受ける合計ノイズに対して最小限しか寄与しない。

これに関して、再送によって生ずる干渉は重要な課題である。通信システムの容量を改善し、且つ受信範囲およびスループットを増大させるためには、再送によって生ずるアップリンク干渉を可能な限り小さくすることが望ましい。特に、多数の送信がエラーで受信される可能性が高い深刻な干渉の状況では、対応する再送がセルにおける干渉レベルを著しく増加させないことが望ましい。

例えば、同期再送を伴うＨＡＲＱ再送プロトコルを用いるＵＭＴＳ環境では、ノードＢが再送タイミングにおいて制御不能である場合もあるので、多数の再送によってセルにおける干渉が著しく増加しないことが望ましい。

更に、ＨＡＲＱ再送方式を用いることは、移動体通信システムにおけるデータ送信効率、すなわちスループットおよびシステム性能を増加する。再送に使用される電力は、再送されたデータパケットを復号するために、例えば前にエラーのあるデータパケットから受信した情報を用いることにより減少される。

より具体的には、前に破壊されたデータパケットからの軟判定は、再送されたデータパケットとソフトコンバインされる。したがって、データパケットの復号に成功に必要な１ビットあたりのエネルギ（ＥｂＮｔ）は、再送について減少される。

しかしながら、従来のＨＡＲＱ方式では、送信エンティティは、再送要求を受信しても、前に正確に受信されていないデータパケットの受信品質を知らないので、ソフトコンバイン後の復号化の成功にどの再送電力レベルが必要かを知ることができない。

例えば、増加的冗長（ＩＲ）を有するＨＡＲＱ再送方式を利用する場合、送信エンティティは、復号化の成功のためにどれだけの追加的情報（冗長性）が必要かを知らない。再送データパケットに対する送信電力が低すぎる場合、または冗長量が十分でない場合、復号化が失敗に終わる可能性が高い。したがって、遅延は、更に要求される再送により増加される。他方で、再送電力が復号化の成功に必要な量以上の場合、他の初回送信に割当てることができたであろうリソースが無駄になる。

特許文献１には、再送の再送電力に対する適応利得調整が開示されている。この文献は、初回送信を第１の電力レベルで送信し、再送データパケットを減少された電力で送信する再送プロトコルを提案している。再送に対する利得による電力制御は、性能を最適化するためにトラフィック−パイロット比を調整することによって適応される。このトラフィック−パイロット比の調整は、前の再送データパケットが基地局によって成功して復号されたか否かに基づいている。

米国特許出願公開第２００３／０２３５１６０Ａ１号明細書

D. Chase: "Code combining: A maximum-likelihood decoding approach for combining an arbitrary number of noisy packets", IEEE Transactions on Communications, Col. COM-33, pages 385-393, May 1985 3GPP TR 25.401: "UTRAN Overall Description" 3GPP TR 25.896: "Feasibility Study for Enhanced Uplink for UTRA FDD (Release 6)" 3GPP TSG RAN WG1, meeting #31, Tdoc R01-030284, "Scheduled and Autonomous Mode Operation for the Enhanced Uplink" 3GPP TSG RAN WG1, meeting #31: "HARQ Structure", Tdoc R1-030247 3GPP TR 21.905: "Vocabulary for 3GPP Specifications" 3GPP TR 25.848: "Physical Layer Aspects of High Speed Downlink Packet Access", version 5.0.0

（発明の概要）
本発明は、上述の問題の少なくとも１つを克服することを目的とする。

本目的は、独立項の技術的内容によって達成される。本発明の好ましい実施の形態は、従属項の技術的内容である。

本発明の一実施の形態によると、ハイブリッド自動再送要求プロトコルおよび受信されるデータのソフトコンバインを用いて、少なくとも１つのデータチャネルを介して送信エンティティから受信エンティティに送信される再送データパケットにおける情報量を制御する方法が提供される。

この同方法は、前記送信エンティティから前記受信エンティティにデータパケットを送信するステップと、前記送信エンティティにおいて、前記受信エンティティからの、前記データパケットが前記受信エンティティで正常に受信されたか否かを示すフィードバックメッセージを受信するステップとを備える。

更に、前記フィードバックメッセージが前記データパケットが正常に受信されなかったことを示す場合、前記送信エンティティにおいて、前記正常に受信されなかったデータパケットに対する前記再送データパケットにおいて送られるべき情報量を制限する制御メッセージが受信される。

更に、前記制御メッセージに示される情報量を有する再送データパケットは、前記送信エンティティから前記受信エンティティに送信され得る。

本発明の更なる実施の形態によると、前記制御メッセージは、前記再送データパケットにおける最大情報量および最小情報量、または最大情報量を示し得る。更なる実施の形態では、前記再送パケットで送られる情報は、システマチックビットまたはパリティビットを含み得る。

本発明の別の実施の形態では、制限された情報量の送信は、前記データパケットに使用される送信電力と比べて減少された送信電力を必要とする。

別の実施の形態によると、前記制御メッセージは、前記受信エンティティから前記送信エンティティへのフィードバックメッセージと並行して、または遅延して送信される。

更なる実施の形態では、前記フィードバックメッセージは、確認応答チャネルを介して送信され、前記制御メッセージは、スケジューリングに関連する制御チャネルを介して送信される。

本発明の別の実施の形態は、同期再送の使用を含む。したがって、前記再送データパケットは、前記フィードバックメッセージを受信してから所定の時間間隔後に、前記送信エンティティによって送信され得る。

更に、前記制御メッセージは、前記フィードバックメッセージを受信してから所定の時間間隔後に前記再送データパケットを送信しないことを示すために使用され得る。すなわち、本発明のこの更なる実施の形態によると、同期再送または非同期再送の提供が制御される。

本発明の別の実施の形態では、前記制御メッセージは、ＴＦＣ制御メッセージとすることができる。例えば、ＵＭＴＳリリース９９／４／５を用いると、メッセージは、再送が送信される制限されたトランスポートチャネルに対して許可されたトランスポートフォーマットインジケータ（ＴＦＩｓ）を列挙するＴＦＣ制御メッセージとすることができる。本実施の形態の更なる変形例では、制限されたＴＦＣＳは、データパケットの再送に対してのみ有効とすることができ、ＴＦＣＳの後、再送前の状態に戻る。

本発明の代替的な実施の形態では、合成データパケットを得るために、前記受信エンティティにおいて、前記再送データパケットと前記送信されるデータパケットとをソフトコンバインするステップを更に備える。

別の実施の形態によると、前記合成データパケットは、前記受信エンティティで復号化されてもよい。

したがって、前記送信される制御メッセージが、前記合成データパケットの復号化の成功に必要な前記再送データパケットの情報量を示すことが望ましく、これも本発明の別の特徴である。

別の実施の形態では、前記データパケットまたは前記合成データパケットの受信の品質に基づいて、前記受信エンティティにおいて、前記再送データパケットに対する情報量を決定するステップを更に備える。

更なる実施の形態は、前記送信エンティティから前記受信エンティティに、第１のデータチャネルを介して、前記データパケットを送信する追加的なステップを含む。本実施の形態では、前記再送データパケットは、前記送信エンティティから前記受信エンティティに、第２のデータチャネルを介して送信されてもよい。

本発明の別の実施の形態によると、前記第１のデータチャネルの送信時間間隔は、前記第２のデータチャネルの送信時間間隔よりも小さい。

本発明の別の実施の形態では、前記送信されるデータパケットおよび前記再送データパケットは、少なくとも１つの個別トランスポートチャネルを介して送信される。

本発明の更なる実施の形態によると、ハイブリッド自動再送要求プロトコルおよび受信されるデータのソフトコンバインを用いて、少なくとも１つのデータチャネルを介した送信エンティティからのデータパケットを受信する受信エンティティが提供される。この受信エンティティは、前記送信エンティティからのデータパケットを受信する受信手段と、前記送信エンティティに、前記データパケットが前記受信エンティティにより正常に受信されたか否かを示すフィードバックメッセージを送信する送信手段とを備える。

前記送信手段は、前記フィードバックメッセージが前記データパケットが正常に受信されなかったことを示す場合、前記送信エンティティに、前記正常に受信されなかったデータパケットに対する前記再送データパケットにおいて送られるべき情報量を制限する制御メッセージを送信するように適合され、前記受信手段は、前記制御メッセージに示される情報量を有する再送データパケットを、前記送信エンティティから受信するように適合される。

本発明の別の実施の形態では、上述の方法を実行するように適合される手段を備える受信エンティティが提供される。

例えば、受信エンティティは、基地局である。

本発明の更なる実施の形態は、ハイブリッド自動再送要求プロトコルおよび受信されるデータのソフトコンバインを用いて、少なくとも１つのデータチャネルを介して、受信エンティティにデータパケットを送信する送信エンティティを提供する。本実施の形態によると、この送信エンティティは、前記送信エンティティからデータパケットを送信する送信手段と、前記受信エンティティからの、前記データパケットが前記受信エンティティで正常に受信されたか否かを示すフィードバックメッセージを受信する受信手段とを備える。

前記受信手段は、前記フィードバックメッセージが前記データパケットが正常に受信されなかったことを示す場合、前記送信エンティティにおいて、前記正常に受信されなかったデータパケットに対する再送データパケットにおいて送られるべき情報量を制限する制御メッセージを受信するように適合され、前記送信手段は、前記制御メッセージに示される情報量を有する再送データパケットを、前記受信エンティティに送信するように適合される。

本発明の別の実施の形態では、上述の方法を実行するように適合される手段を備える送信エンティティが提供される。

例示的な実施の形態では、送信エンティティは、移動端末である。

更に、本発明の別の実施の形態は、上述の少なくとも１つの受信エンティティと、少なくとも１つの送信エンティティとを備える移動体通信システムを提供する。

本発明の別の実施の形態によると、プロセッサで実行されると、送信エンティティからのデータパケットを受信し、前記データパケットが前記受信エンティティによって正常に受信されたか否かを示すフィードバックメッセージを、前記送信エンティティに送信することで、ハイブリッド自動再送要求プロトコルおよび受信されるデータのソフトコンバインを用いて、少なくとも１つのデータチャネルを介して送信エンティティから受信エンティティに送信される再送データパケットにおける情報量をプロセッサに制御させる命令を記憶するコンピュータ読取り可能な媒体に関する。

前記フィードバックメッセージが前記データパケットが正常に受信されなかったことを示す場合、前記命令は、前記正常に受信されなかったデータパケットに対する再送データパケットにおいて送られるべき情報量を制御する制御メッセージを、前記送信エンティティに送信し、前記制御メッセージに示される情報量を有する再送データパケットを、前記送信エンティティから受信することにより、再送データパケットにおける情報量をプロセッサに制御させる。

本発明の更なる実施の形態は、プロセッサで実行されると、送信エンティティからデータパケットを送信し、前記データパケットが受信エンティティにより正常に受信されたか否かを示すフィードバックメッセージを、前記受信エンティティから受信することで、ハイブリッド自動再送要求プロトコルおよび受信されるデータのソフトコンバインを用いて、少なくとも１つのデータチャネルを介して送信エンティティから受信エンティティに送信される再送データパケットにおける情報量をプロセッサに制御させる命令を記憶するコンピュータ読取り可能な媒体に関する。

前記フィードバックメッセージが前記データパケットが正常に受信されなかったことを示す場合、命令は、前記正常に受信されなかったデータパケットに対する再送データパケットにおいて送られるべき情報量を制御する前記送信エンティティへの制御メッセージを受信し、前記制御メッセージに示される情報量を有する再送データパケットを、前記受信エンティティに送信することにより、再送データパケットにおける情報量をプロセッサに制御させる。

更に、本発明の更なる実施の形態では、プロセッサは、記憶媒体に記憶される対応する命令を用いて、方法に関連する上述の実施の形態を実行する。

ＵＭＴＳの高レベルアーキテクチャを示す図 ＵＭＴＳ Ｒ９９／４／５によるＵＴＲＡＮのアーキテクチャを示す図 ドリフトおよびサービング無線サブシステムを示す図 ユーザ機器におけるＥ−ＤＣＨ ＭＡＣアーキテクチャを示す図 ユーザ機器におけるＭＡＣ−ｅｕアーキテクチャを示す図 ノードＢにおけるＭＡＣ−ｅｕアーキテクチャを示す図 ＲＮＣにおけるＭＡＣ−ｅｕアーキテクチャを示す図 ノードＢにより制御されるスケジューリングに対するトランスポートフォーマットコンビネーションセットを示す図 タイムアンドレート制御されるスケジューリングモードの動作を示す図 ３チャネルのストップアンドウェイトＨＡＲＱプロトコルの動作を示す図 本発明の実施の形態の１つによる同期再送を伴うＨＡＲＱ再送プロトコルおよび再送に対するノードＢによるＴＦＣＳ制限を示す図 本発明の例示的な実施の形態による干渉制御方法のフローチャート

以下に、添付の図面を参照して本発明をより詳細に説明する。図中において、同様のまたは対応する構成要素には同様の参照番号が付与される。

（発明の詳細な説明）
以下の段落では、本発明の様々な実施の形態を説明する。説明目的のみのため、実施の形態の多くは、ＵＭＴＳ通信システムに関連して概略され、後続するセクションで用いる用語は、主として、ＵＭＴＳ用語に関連する。しかしながら、使用する用語およびＵＭＴＳアーキテクチャに関する実施の形態の説明は、本発明の原理および思想をこのようなシステムに限定することを意図しない。一般的に、本発明の原理は、例えば、ＩＭＴ−２０００フレームワークに基づく通信システム等のあらゆる種類の移動体通信システムに適用可能である。

以下で明らかとなるように、本発明の様々な態様の１つは、例えば、初回送信を少なくとも１つの再送とソフトコンバインした後に送信されたデータの復号化が可能となるように、再送における情報量を最小レベルに制御することに関する。以下により詳細に説明するように、再送における情報量を制御することは、再送に対して必要な送信電力を減少させ、更には、再送によって生ずるエアインタフェース上での干渉を著しく減少させる。

本明細書では、「情報」という用語は、例えば、チェイス合成を用いるＨＡＲＱプロトコルを使用するときの誤り訂正符号（ＦＥＣ）のシステマチックビットおよびパリティビットを意味する。例えば、増加的冗長方式が使用される場合、情報はパリティビットのみを有する。一般的に、使用される再送プロトコルに依存して、再送で送信されるデータは、冗長性のみ、システマチックビットのみ、またはこれらの組み合わせを有することに留意されたい。

本発明の例示的な実施の形態では、データパケットの初回送信は、電力に関して再送よりも高い優先順位で送信されるものと仮定される。初回送信が典型的なブロックエラーレート（ＢＬＥＲ）を満たさず、且つ極めて少ない電力でのみ送信される場合、再送送信電力は、初回送信の送信電力よりも高くなる。

しかしながら、アップリンク送信は、例えばＥ−ＤＣＨの場合を考慮するとき、高速電力制御を受ける。この高速電力制御により、失敗した送信の受信ＳＮＲ（信号対雑音比）は、復号化の成功に必要な目標ＳＩＲよりも僅かにだけ小さくなる。

したがって、例えばチェイス合成のように、データパケットに対する再送がそれに関連するデータパケットの初回送信と同じ送信電力で送信される場合、ソフトコンバイン後の合成ＳＮＲは、必要なＳＮＲを著しく超える場合がある。よって、再送に対する送信電力は、復号化の成功の確率を低下させることなく減少され得る。

本発明の実施の形態によると、例えば再送データパケットで送信されるビット数を減少することにより、アップリンク干渉の制限が実現される。再送パケットで送信される情報は、システマチックビットおよびパラティビットを含む。再送において初回送信よりも少ない量の情報が送信される場合、再送を送るためにより少ない電力が必要となる。その結果、より少ないアップリンク干渉が生ずる。

しかしながら、再送で送られるビット数（情報）が復号化の成功に十分でない場合、更なる再送が必要となり、遅延を増加させる。

ＵＭＴＳ通信システムの実施例を考えると、再送で送信される情報量を制御するための１つの方法は、ＵＥが再送に対してトランスポートフォーマットコンビネーション（ＴＦＣ）を選択することができるトランスポートフォーマットコンビネーションセット（ＴＦＣＳ）を制御することである。ノードＢは、初回送信よりも少ない情報が再送で送信されるように、再送が送信されるトランスポートチャネルのトランスポートフォーマット（ＴＦｓ）を制限する。この方法は、情報量に対する幾らかの制御をノードＢに与え、その結果、再送によって生ずるアップリンク干渉に対する制御を提供する。しかしながら、アップリンク干渉における減少は、追加的な制御シグナリングを意味する。更に、ＵＥは、再送に対する情報量を制限する制御メッセージを受信するために、スケジューリングに関連するダウンリンク制御チャネルをモニタリングする。

ＵＥは、スケジューリングに関連するダウンリンク制御チャネルを常にモニタリングし、代替的には、負のフィードバックメッセージは、この負のフィードバックメッセージを受信した後に所定の時間間隔で制御メッセージが受信されるべきことをＵＥに示す。後者は、スケジューリングに関連するダウンリンク制御チャネルを常にモニタリングする必要がない場合に、ＵＥが電力を節約できるようにする。

図１１は、本発明の一実施の形態による同期再送を伴うＨＡＲＱプロトコルおよび再送に対するノードＢによるＴＦＣＳ制限を示す。異なるメッセージの伝播遅延が図示されていないことに留意されたい。

最初に、送信エンティティであるＵＥは、受信エンティティ、例えばノードＢにデータパケットを送信する。このデータパケットは、初回送信データでもよいし、再送でもよい。受信したデータパケットの復号化が失敗した場合、ノードＢは、対応するＵＥにＮＡＣＫを送信する。データパケットの復号化の試みは、処理時間Ｔ_{ＮｏｄｅＢｐｒｏｃｅｓｓ}によって示される。ＴＦＣ制御メッセージは、制御チャネル上で送信される。上述した通り、ＴＦＣ制御メッセージの送信は、ＮＡＣＫと同時でもよいし、遅延されてもよい。

このＴＦＣ制御メッセージは、ＵＥが再送に対する１つのトランスポートフォーマットコンビネーションを選ぶためのＵＥにおけるＴＦＣＳを制限する。ＴＦＣＳは、例えば、レートダウンコマンド（Ｒａｔｅ Ｄｏｗｎ ｃｏｍｍａｎｄ）を用いることにより１ステップずつ、またはＴＦＣＳインジケータを用いることにより数ステップずつ低下される。

例えば、ＮＡＣＫ Ｔ_ｓｙｎｃを受信してから所定期間が経過すると、ＵＥは、ノードＢに、データパケットを再送、すなわち再送データパケットを送る。

本発明の別の実施の形態によると、ノードＢは、極端な場合にはＴＦＣＳをゼロに設定する。これにより、同期再送モードを使用する場合、同期タイミングでの再送を送信しないことがＵＥに示される。

本発明の別の実施の形態は、前述の実施の形態の変形例を提供する。本実施の形態によると、ノードＢは、受信したデータパケットの受信品質に応じてＴＦＣＳを設定する。例えば、増加的冗長（ＩＲ）を有するＨＡＲＱプロトコルを用いる場合、ノードＢは、ＴＦＣＳ制限制御によって、再送における冗長量を制御する。

再送と前に記憶された送信とのソフトコンバイン後の復号化の成功のために追加的な冗長が少しだけ必要な場合、ノードＢは、ＵＥのＴＦＣＳを制限する。ノードＢは、データパケットの既に受信した送信、すなわち初回送信とデータパケットに対して既に送信された再送の受信品質に基づいて、復号化の成功に対して必要な追加的冗長を推定する。データパケットの既に受信した送信は、例えばソフトコンバインされ、その合成データに基づいて、必要な冗長部分が決定される。

受信品質は、例えば、復号器の軟判定出力（対数尤度比）に基づいて測定される。ビットの対数尤度比（ＬＬＲ）は、確率比の対数として一般的に定義される。したがって、ビット判定の信頼性に関する情報が保持される。ＬＬＲの符号は、ビット判定を表す（例えば、「−」は１に等しく、「＋」は０に等しい）。ＬＬＲの絶対値は、ビット判定の信頼性を表す。例えば、ビット判定の信頼性が高くない場合、ＬＬＲの絶対値は、極めて小さい。更に、受信品質は、例えば、受信した信号強度値、信号対雑音比（ＳＩＲ）、または可能な測定パラメータの組み合わせを用いて測定され得る。

これまで、上述した実施の形態は、ノードＢまたは受信ＨＡＲＱプロトコルエンティティが再送において提供される最大情報（ビット）量を制限する場合を説明した。再送において送信される追加的な情報が復号化の成功のために十分でない場合、更なる再送が必要となり、それにより、遅延が増加される。

したがって、本発明の別の実施の形態によると、受信エンティティもまた、送信エンティティに対して、再送で送信され得る最小情報量をシグナリングすることが有用となる。それにより、送信エンティティは、例えば、現在の送信バッファステータスおよび利用可能な送信電力に依存して、示される最小情報量よりも多く送信するか否かを判断する。

復号化の成功のために必要な追加的な情報に対する推定の正確性に依存して、受信エンティティ（例えば、ノードＢ）が再送に対する情報量の上限および下限を設定すると、ＨＡＲＱプロトコル動作は最適化される。

アップリンク干渉を減少させる１つの手法は、再送に対してより長い送信時間間隔（ＴＴＩ）を用いることである。初回送信は、例えば、２ｍｓのＴＴＩで送信される一方で、再送は１０ｍｓのＴＴＩで送信される。ＵＭＴＳ通信システムのみを例示的な目的として再び考えると、１つのＥ−ＤＣＨは、２ｍｓのＴＴＩの長さで構成され、初回送信に使用され、１０ｍｓのＴＴＩの長さを有する他方のＥ−ＤＣＨは、再送データパケットの送信に使用されてもよい。

再送がより長いＴＴＩで送信されると拡散率が増加されるので、再送によって生ずる干渉が低減される。したがって、より高い処理利得により、より少ない送信電力が必要となり、干渉が制御される。更に、より長いＴＴＩにより、より多くの時間の多様性が提供され、再送データパケットの送信電力の更なる減少を可能にする。

再送に対する送信電力が減少されると、節約される電力は、他のＵＥ（初回送信）に割当てられ、結果としてセルスループットを増加させる。

図１２は、本発明の例示的な実施の形態による干渉制御方法のフローチャートを示す。この例示的な実施例によると、最初のステップ１２０１では、送信エンティティ、例えばＵＥは、データパケットまたは再送データパケットを、受信エンティティ、例えばノードＢに送信する。ステップ１２０２でデータパケットを受信すると、受信エンティティは、ステップ１２０３において、データパケットの復号化が成功したか否かを判定する。

データパケットの復号化が成功であった場合、ステップ１２０４で、ＡＣＫのような肯定的なフィードバックメッセージが送信エンティティに送られる。あるいは、ステップ１２０５で、ＮＡＣＫのような否定的なフィードバックメッセージが送信エンティティに送信される。本質的には、否定的なフィードバックと並行して、あるいはそれよりも遅延して、正常に受信されなかったデータパケットに対する再送における情報量を制限する更なる制御メッセージが、ステップ１２０６において送信エンティティに供給される。説明目的のためにＵＭＴＳシステムだけを考慮すると、再送が減少された情報量を有するようＵＥのＴＦＣＳを制限するために、ＴＦＣ制御メッセージが使用される。

ステップ１２０８では、送信エンティティは、受信エンティティからのフィードバックを受信し、次に、ステップ１２０１で送信されたデータパケットに対してどのタイプのフィードバックが受信されたかを判定する。肯定的なフィードバックが受信された場合、送信エンティティは、次のステップに進み、キューで待機している次のデータパケットを送る（ステップ１２０９参照）。

ステップ１２０７において否定的なフィードバックが受信された場合、送信エンティティは、ステップ１２１０において受信エンティティから送信された制御メッセージを受信する。

本実施の形態の代替的な変形例では、このメッセージは、スケジューリングに関連する制御チャネルを介して受信され、一方、フィードバックは確認応答チャネルを介して受信される。

更に、図１２はステップ１２０７、１２０８および１２１０の特定のシーケンスを示しているが、ステップ１２１０における制御メッセージの受信は、ステップ１２０７と並行して、すなわち、ステップ１２０８におけるフィードバックのタイプを判定する前に実行されてもよいことに留意されたい。後者の場合、それを介して制御メッセージが送信されるスケジューリングに関連する制御チャネルは、常にモニタリングされる。これは、例えば、他の制御情報が、スケジューリングやレート制御などのようなデータの送受信のために、このチャネルから得られる必要があるからである。

代替的には、図１２に示すように、制御メッセージは、フィードバックメッセージから遅延して送信されてもよい。これにより、送信エンティティは、フィードバックを受信し、そのタイプを決定し、受信エンティティから送信される制御メッセージに対する制御チャネルをモニタリングし始めることができる。

上述した通り、ステップ１２１０で受信される制御メッセージにおける情報は、制御メッセージで示される情報量を有する再送データパケットを形成するように、ステップ１２１１において使用され得る。再送データパケットが形成されると、この情報は、ステップ１２１２において受信エンティティに送信されてもよい。

更に、ブロック１２０２乃至１２０７を参照して上述した方法と同様に、再送データパケットに対するフィードバックが供給される。ステップ１２０３では、初回送信データパケットは、復号化の前に再送とソフトコンバインされてもよい。

図１２を参照して説明した本発明の実施の形態は、新たに改良された１チャネルのＳＡＷ ＨＡＲＱプロトコル（１−ｃｈａｎｎｅｌ ＳＡＷ ＨＡＲＱ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）として理解することができる。当業者には、ＮチャネルのＨＡＲＱプロトコルにおいて図１２で示す方法を用いることができ、図１２に示すＮ個の処理を並行して実行可能であることは理解されるであろう。

更に、本発明の別の実施の形態は、ハードウェアおよびソフトウェアを用いる上述の様々な実施の形態の実行に関する。上述の様々な方法と同様に、上述の様々な論理ブロック、モジュール、回路は、演算装置を用いて実施または実行され得る。この演算装置は、例えば、多目的プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または他のプログラマブル論理装置等とすることができる。本発明の様々な実施の形態は、これらの装置の組み合わせによって実行または具現化されてもよい。

更に、本発明の様々な実施の形態は、プロセッサにより、またはハードウェアで直接的に実行されるソフトウェアモジュールを用いて実行されてもよい。ソフトウェアモジュールの組み合わせ、およびハードウェア実行も可能である。ソフトウェアモジュールは、例えば、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、レジスタ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等のあらゆる種類のコンピュータ読取り可能な記憶媒体に記憶され得る。

Claims (5)

1. 同期ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）プロトコルおよび受信されるデータの軟合成を用いて送信装置から受信装置に送信されるデータパケットの、再送用のトランスポートフォーマットを制御する方法であって、
   前記受信装置が、前記送信装置からアップリンクデータチャネルを介してアップリンクデータパケットを受信するステップと、
   前記受信装置が、前記アップリンクデータパケットが正常に受信されたか否かに基づくフィードバックを、応答チャネルを介して前記送信装置へ送信するステップと、
   前記受信装置が、正常に受信されなかったアップリンクデータパケットの再送についてのトランスポートフォーマットを示す制御メッセージを、前記同期ＨＡＲＱプロトコルにおける前記フィードバックの送信タイミングに基づいて、制御チャネルを介して送信するステップと、
   前記送信装置が、前記フィードバックの受信タイミングに基づいて前記制御チャネルをモニタすることにより、前記制御メッセージを受信するステップと、
   前記正常に受信されなかったアップリンクデータパケットの再送を、前記同期ＨＡＲＱプロトコルに基づく同期送信タイミングを用いて、前記制御メッセージに示されるトランスポートフォーマットに従って、前記送信装置から前記アップリンクデータチャネルを介して受信するステップと、
   を備えることを特徴とする方法。
2. 前記トランスポートフォーマットは、増加的冗長方式における前記再送のデータパケットの冗長ビットに関する指示である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 同期ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）プロトコルおよびアップリンクで受信されるデータの軟合成を用いて、送信装置と前記送信装置からデータパケットを受信する受信装置とを含む通信システムであって、
   前記受信装置は、
   前記送信装置からアップリンクデータパケットをアップリンクデータチャネルを介して受信する受信手段と、
   前記アップリンクデータパケットが前記受信装置において正常に受信されたか否かに基づくフィードバックを前記送信装置へ応答チャネルを介して送信する送信手段と、
   前記送信手段は、前記送信装置において正常に受信されなかったアップリンクデータパケットの再送についてのトランスポートフォーマットを示す制御メッセージを、前記同期ＨＡＲＱプロトコルにおける前記フィードバックの送信タイミングに基づいて、制御チャネルを介して送信し、
   前記受信手段は、前記正常に受信されなかったアップリンクデータパケットの再送を、前記同期ＨＡＲＱプロトコルに基づく同期送信タイミングを用いて、前記制御メッセージに示されるトランスポートフォーマットに従って、前記アップリンクデータチャネルを介して前記送信装置から受信し、
   前記送信装置は、前記フィードバックの受信タイミングに基づいて前記制御チャネルをモニタすることにより、前記制御メッセージを受信する受信手段を有する、
   ことを特徴とする通信システム。
4. 前記トランスポートフォーマットは、増加的冗長方式における前記再送のデータパケットの冗長ビットに関する指示である、
   ことを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
5. 前記受信装置は、基地局である、
   ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の通信システム。

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