JP2017208848A - 無線通信システムにおける高速共有チャネルを用いたポイントツーマルチポイントサービス - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信システムにおいてポイントツーマルチポイントサービスを提供する。
【解決手段】サービスデータが無線通信システムにおいて転送される。システム内のセルのユーザグループによる受信のために、第１のサービス識別が送信される。ユーザグループは、そのセルのユーザのすべてを含まない。ユーザグループのそれぞれがサービス識別を受信する。ユーザグループのそれぞれは、高速ダウンリンク共有チャネル（ＨＳ−ＤＳＣＨ）を通じて送信される第２のサービス識別をモニタする（要素２６および２８の説明参照）。サービスデータは、第２のサービス識別を有するＨＳ−ＤＳＣＨを通じて送信される。ユーザグループのそれぞれ（要素ＵＥ_j１２_jの説明参照）は、第２のサービス識別を検出し、ＨＳ−ＤＳＣＨのサービスデータを受信する。
【選択図】図３

Description

本発明は、一般的に無線通信システムに関する。より詳細には、本発明は、このようなシステムにおけるポイントツーマルチポイントサービスに関する。

無線通信システムにおいてポイントツーマルチポイントサービスを利用したいという要求が増大している。図１に示すように、ポイントツーマルチポイントでは、あるサービスが単一のポイント（例えば基地局）から複数のポイント（例えばユーザ機器）へ送出される。ポイントツーマルチポイントサービスの例として、マルチメディア放送およびマルチキャストサービスがある。

第３世代パートナーシッププログラム（３ＧＰＰ）で提案されているシステムにおいて、このようなサービスのために使用可能な提案されているチャネルの１つにフォワードアクセスチャネル（ＦＡＣＨ）がある。ＦＡＣＨは、全ユーザが受信可能なダウンリンク共通トランスポートチャネル（ＴｒＣＨ）である。ＦＡＣＨ ＴｒＣＨは、それをセカンダリ共通制御物理チャネル（Ｓ−ＣＣＰＣＨ）に適用することによってブロードキャストされる。Ｓ−ＣＣＰＣＨは、すべてのセルユーザへ送信される。

Ｓ−ＣＣＰＣＨに割り当てられる無線資源を制限するために、Ｓ−ＣＣＰＣＨデータレートが制限される。例として、高データレートサービスがＳ−ＣＣＰＣＨを通じて送信されるとすると、その高データレートを達成するために、低いデータ冗長性を用いて送信される必要があるであろう。Ｓ−ＣＣＰＣＨはセル全体に送信されるので、セルの周辺部のユーザが所望のサービス品質（ＱＯＳ）で受信するのに十分なパワーレベルで送信される。このパワーレベルで高データレートサービスをブロードキャストすると、他のユーザへの干渉が増大してシステムの容量が低減し、極めて望ましくない。

Ｓ−ＣＣＰＣＨおよびＦＡＣＨのブロードキャスト性により、Ｓ−ＣＣＰＣＨおよびＦＡＣＨに必要な無線資源はかなり静的である。Ｓ−ＣＣＰＣＨによって用いられる変調符号化セット（ＭＣＳ）および送信パワーレベルは、セルの周辺部で所望のＱＯＳを維持するのに十分である必要がある。

３ＧＰＰシステムでの使用のために提案されている共有チャネルとして高速ダウンリンク共有チャネル（ＨＳ−ＤＳＣＨ）がある。ＨＳ−ＤＳＣＨは、セルユーザ（ユーザ機器）によってタイムシェアリングされる高速チャネルである。各送信は別個のユーザ宛であり、ＨＳ−ＤＳＣＨ上の各ユーザの送信は時間によって分離される。

あるユーザへのＨＳ−ＤＳＣＨ送信は、アップリンクおよびダウンリンクの専用制御チャネルに関連づけられる。各ユーザは、アップリンク制御チャネルにおいてレイヤ１およびレイヤ３のシグナリングを介して測定値を送出する。これらの測定値を用いて、変調符号化セット（ＭＣＳ）が当該ユーザの送信に対して選択される。ＭＣＳは、２〜１０ミリ秒ごとに変更することができる。ユーザ送信のためのＭＣＳを慎重に選択することで、所望のサービス品質（ＱＯＳ）を維持するために最低限頑強な（最低限のデータ冗長性）ＭＣＳを選択することができる。その結果、無線資源がより効率的に利用される。

ある特定のユーザの送信がいつＨＳ−ＤＳＣＨを通じて送信されるかを判定するためには、そのユーザはまず、ダウンリンク制御チャネルのセット上で、巡回冗長符号（ＣＲＣ）内に符号化されたそのＵＥ ＩＤを探索し、ＨＳ−ＤＳＣＨ割当て情報についてダウンリンク制御チャネルを復号する。所定期間後、ＵＥは、そのＵＥ ＩＤを有するパケットについてＨＳ−ＤＳＣＨを受信し、ユーザデータの受信のためにそのパケットを復号する。

ＨＳ−ＤＳＣＨによれば無線資源のより効率的な利用が可能になるが、ＨＳ−ＤＳＣＨではポイントツーポイントサービスしか扱うことができない。複数の受信ポイントを扱うには、複数の送信をＨＳ−ＤＳＣＨ上で行わなければならない。このような複数の通信は、大量の無線資源を使い、望ましくない。

したがって、ポイントツーマルチポイントサービスを提供するためのフレキシブルなメカニズムがあることが望ましい。

サービスデータが無線通信システムにおいて転送される。システム内のセルのユーザグループによる受信のために、第１のサービス識別が送信される。このユーザグループは、そのセルのユーザのすべてを含まない。ユーザグループのそれぞれがサービス識別を受信する。ユーザグループのそれぞれは、高速ダウンリンク共有チャネル（ＨＳ−ＤＳＣＨ）を通じて送信される第２のサービス識別をモニタする。サービスデータは、第２のサービス識別と共にＨＳ−ＤＳＣＨを通じて送信される。ユーザグループのそれぞれは、第２のサービス識別を検出し、ＨＳ−ＤＳＣＨのサービスデータを受信する。

ポイントツーマルチポイントサービスの図である。 好ましいＨＳ−ＤＳＣＨおよび関連する制御チャネルの図である。 好ましいノードＢおよびユーザ機器の概略図である。 好ましいＨＳ−ＤＳＣＨのスケジューリングメカニズムを備えた好ましいノードＢの概略図である。 ＨＳ−ＤＳＣＨの好ましいＨＳ−ＤＳＣＨシグナリングの図である。 ＨＳ−ＤＳＣＨの好ましいＨＳ−ＤＳＣＨシグナリングの図である。 ＨＳ−ＤＳＣＨ上でのポイントツーマルチポイントサービスの確立および送信のための好ましい信号の図である。 ＨＳ−ＤＳＣＨ上でポイントツーマルチポイントサービスのために無線ネットワークコントローラおよびユーザ機器によって行われるチャネルマッピングの図である。

好ましい実施形態について、好ましい３ＧＰＰ提案のシステムとの関連で説明するが、これらの実施形態は、ポイントツーマルチポイント送信を用いた他の無線システムと共に利用することができる。

図２は、ポイントツーマルチポイント（ＰｔＭ）サービスを送信する際に用いるための、好ましいＨＳ−ＤＳＣＨ１６およびそれに関連するダウンリンク制御チャネル１３の図である。図２において、ユーザグループＵＥ １ １２₁，...，ＵＥ Ｊ １２_J，...，ＵＥ Ｎ １２_Nが、ＨＳ−ＤＳＣＨ１６を通じてサービスを受信することになる。ダウンリンク共通制御チャネル（ＣＣＣ）１３が、ユーザＵＥ １ １２₁，...，ＵＥ Ｊ １２_J，...，ＵＥ Ｎ １２_Nに対してＨＳ−ＤＳＣＨ１６を割り当てるために用いられる。ＨＳ−ＤＳＣＨ１６は、基地局１０によって送出され、ＵＥ１２₁〜１２_Nのグループによって受信される。サービスに登録していないＵＥ（例えばＵＥ Ｘ １２_X）は、ＣＣＣ１３上のサービス識別子と一致しない。したがって、このＵＥ（ＵＥ Ｘ １２_X）は、ＨＳ−ＤＳＣＨ１６のデータを受信するように設定されない。

図３は、ＨＳ−ＤＳＣＨ１６を通じてデータを転送する際に用いられる、ノードＢ１８およびＵＥの１つ（ＵＥ Ｊ １２_J）の概略図である。ノードＢ１８では、ダウンリンク制御チャネルジェネレータ２４が、各ＵＥ１２₁〜１２_Nに対するＣＣＣ信号を生成する。ＵＥ Ｊ １２_Jに対して、ＣＣＣ１３が、ワイヤレス無線インタフェース２２を通じてアンテナ３２またはアンテナアレイによって放射された後、ＣＣＣ１３は、ＵＥ Ｊ １２_Jのアンテナ３４またはアンテナアレイによって受信され、ＨＳ−ＤＳＣＨ１６の変調符号化セットのようなチャネルの制御情報を復元するためにＣＣＣ受信機３６によって処理される。

ＨＳ−ＤＳＣＨジェネレータ２６が、無線インタフェース２２を通じて転送するためのＨＳ−ＤＳＣＨ信号を生成する。ＨＳ−ＤＳＣＨ信号は、ＵＥ Ｊ １２_Jによって、そのアンテナ３４またはアンテナアレイを用いて受信される。ＨＳ−ＤＳＣＨ１６の情報は、ＨＳ−ＤＳＣＨ受信機３８によってＣＣＣ情報を用いて復元される。チャネル品質測定装置４０が、信号対干渉比（ＳＩＲ）やブロック誤り率（ＢＬＥＲ）のような、ＨＳ−ＤＳＣＨのチャネル品質測定値／情報を提供する。チャネル品質は、ダウンリンクの関連する専用チャネルから導出することも可能である。測定値／情報は、アップリンク物理制御によってノードＢ１８へ送出される。

さらに、ユーザ機器（ＵＥ）１２の自動再送要求（ＡＲＱ）送信機４１が、ＨＳ−ＤＳＣＨ情報が正しく受信されたかどうかを示す確認応答（ＡＣＫ）および否定ＡＣＫ（ＮＡＫ）を送信する。ＡＲＱ受信機３１がＡＣＫおよびＮＡＫを受信する。いずれかのＨＳ−ＤＳＣＨ送信ユーザによるＮＡＫが受信された場合、そのＨＳ−ＤＳＣＨ送信は、通常、反復される。ノードＢ１８は、全ユーザについてＡＣＫ／ＮＡＫをチェックする。通常、いずれかのユーザがＮＡＫを送出した場合、再送が行われる。しかし、再送は、いくつかのＮＡＫがあるしきい値を超えることが満たされる場合にのみトリガされてもよい。通常、再送にはタイムリミットが設定される。好ましくは、ＡＣＫを送信したＵＥ１２は後続の再送を無視し、自己の電力を節約する。

ノードＢ１８のチャネル品質測定プロセッサ３０が、ＨＳ−ＤＳＣＨの全ユーザからのチャネル品質測定値／情報を復元する。変調符号化セット（ＭＣＳ）選択装置２８が、ＰｔＭサービスを受信するように登録されているユーザ（ユーザグループ）のそれぞれからのチャネル測定値／情報を用いて、ＨＳ−ＤＳＣＨ送信のためのＭＣＳを選択する。好ましくは、選択されるＭＣＳは、このＰｔＭユーザグループ内で、受信され測定されたＨＳ−ＤＳＣＨ信号品質が最も乏しいユーザに対してチャネル条件が許容する最低限頑強な（最高のデータレートの）ものである。好ましくは、ＭＣＳは、送信時間間隔（ＴＴＩ）ごとに更新されるが、より長い期間を用いることもできる。ＣＣＣジェネレータ２４は、ＨＳ−ＤＳＣＨの正しい受信について、選択されたＭＣＳをＵＥ １ １２₁，...，ＵＥ Ｊ １２_J，...，ＵＥ Ｎ １２_Nに示すＣＣＣを生成する。ＨＳ−ＤＳＣＨジェネレータ２６は、選択されたＭＣＳを用いてＨＳ−ＤＳＣＨ１６を生成する。

データの複数のサブストリームを有するサービスの場合、種々のサブストリームの送信特性が別々に扱われてもよい。例として、マルチメディアサービスは、オーディオ、ビデオおよびテキストのサブストリームを有することがある。各サブストリームのＱＯＳが異なることがあり、それにより、異なる送信属性が各サブストリームによって使用されることが可能となる。この手法により、より良い資源効率を可能にする。最高のＱＯＳサブストリーム要件を満たすように各サブストリームを送信する代わりに、それらを別々に扱うことができる。ブロック誤り率（ＢＬＥＲ）は、各サブストリームについてＢＬＥＲ品質目標と比較される。

図４は、ノードＢ１８の好ましいスケジューリングメカニズムの概略ブロック図である。スケジューリングメカニズム４６は、ＴＴＩごとにデータをスケジューリングするために用いられるのが好ましいが、より長いスケジューリング期間を用いてもよい。スケジューリングメカニズム４６は、ＨＳ−ＤＳＣＨを通じて送信されるべきポイントツーポイント（ＰｔＰ）データおよびＰｔＭデータを受け取る。スケジューラは、次のＴＴＩに、どのユーザがＰｔＰ送信を受信することになるか、およびどのユーザグループがＰｔＭ送信を受信することになるかを判定している。

好ましい期間でのデータの転送をスケジューリングすることにより、無線資源のより効率的な利用が可能になる。例として、ある特定のＴＴＩにおいて、専用ＰｔＰ送信に利用可能なデータがほとんどないかもしれない。スケジューリングメカニズム４６は、そのＴＴＩにおける無線資源の増大した可用性により、ＨＳ−ＤＳＣＨチャネルを通じて送信されるＰｔＭデータの量を増大させることができる。同様に、スケジューラ４６は、ＰｔＭデータが利用可能でない時にＰｔＰサービスを送信することを選択することができる。別のスケジューリング基準として、ＰｔＰまたはＰｔＭサービスの送信レイテンシおよび／またはデータスループットの要件のようなＱｏＳ属性がある。ＴＴＩベースのスケジューリングは、ＨＳ−ＤＳＣＨセル資源の高い利用を維持しながら、これらの要件を達成する能力を高める。

スケジューラ４６は、物理送信要件を考慮に入れることも可能である。例えば、あるユーザまたはユーザグループが、他よりもより頑強なＭＣＳを要求することがある。次のＴＴＩの間に、資源は、より頑強でないＭＣＳについてしか利用可能でない場合がある。その場合、スケジューラ４６は、利用可能な資源の使用を最大化するＰｔＰユーザまたはＰｔＭユーザグループに送信をスケジューリングすることができる。特定のＱＯＳ要件での送信に利用可能なデータ、利用可能な物理資源およびチャネル品質測定値はＴＴＩベースで変化するので、この間隔内でスケジューリングが可能なことにより、満足するユーザの数、そして物理資源の全体的な利用および効率的な使用が改善される。

また、スケジューラ４６は、ＡＣＫを送出することによる送信の受信、またはある設定されたしきい値に到達し、またはサービス送信タイムリミットに到達し、または再送リミットに到達するに際し、全ユーザからＡＣＫ／ＮＡＫフィードバックも得る。この手法の利点は、サービス送信全体を再送するのではなく、誤りのあるＰｔＭサービスのセグメントのみが再送されることである。好ましくは、ＡＣＫを以前に生成したユーザは、再送を無視することになる。

この手法の利点は、チャネル割当てに数百ｍｓ〜数秒程度を要するレイヤ３手順を用いてＳ−ＣＣＰＣＨをスケジューリングするのではなく、ＰｔＰおよびＰｔＭサービスの間でＴＴＩベースで動的にスケジューリングすることが可能なことである。これにより、ＱＯＳおよび物理資源管理が改善される。さらに、重複する物理割当てを避けることができるので、ＵＥは、同時チャネルの受信の能力がなくても、複数のサービスを受信することができる。複数のサービスは時間によって分離される。

ノードＢ１８は、ＵＥ１２₁〜１２_Nのデータが送出されることになるチャネル設定をＣＣＣ１３上でＵＥ１２₁〜１２_Nに通知する。各ＴＴＩの好ましいスケジューリングにより、無線資源の利用を最大化することによって、サービス間の資源の競合を低減する。チャネルのこの割当ては、シグナリング装置４８を用いてダウンリンクＣＣＣ経由でユーザに通知される。メカニズム４６がなければ、チャネルは通常、ＴＴＩの精度で再割当てすることはできず、その帰結として、物理資源の高い利用および効率的な使用と共にＱＯＳを維持する能力が制限される。

図５Ａおよび図５Ｂは、ＨＳ−ＤＳＣＨ１６の好ましいＨＳ−ＤＳＣＨシグナリングの図である。図５Ａにおいて、ＰｔＭユーザグループの各ＵＥ１２₁〜１２_Nには、サービスの全ユーザに関連するＰｔＭサービスＩＤ５１を検出することによってサービス送信が通知される。そのサービスＩＤ５１は、ダウンリンク共通制御チャネル１３上で符号化される。所定期間後、ユーザは、許可されたサービスのＨＳ−ＤＳＣＨを受信する。

図５Ｂにおいて、各ＵＥ１２₁〜１２_Nには、そのＵＥのグループに関連するＩＤ（ＵＥグループＩＤ １ ５３₁〜ＵＥグループＩＤ Ｎの期間）を検出することによってサービス送信が通知され、ユーザは、許可されたサービスのサービスＩＤを有するパケットのＣＣＣ１３によって示されるＨＳ−ＤＳＣＨ１６を受信する。

図６は、ＨＳ−ＤＳＣＨ上でのポイントツーマルチポイントサービスの確立および送信のための好ましい信号の図である。ＲＡＮ７０が、サービスを受信する各ユーザに、送信のトランスポート属性を通知する（７４）。各ユーザは、送信の受信のために自己を設定し、ＰｔＭサービスグループＩＤについてＣＣＣをモニタする（７２）。ポイントツーマルチポイントサービスのために送出されるべきデータが、ＵＭＴＳ無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）７０によってコアネットワークから受信される。ＣＣＣ上のサービス／グループ／ＵＥ ＩＤは、ＨＳ−ＤＳＣＨ送信がまもなく、指定されたＨＳ−ＤＳＣＨ物理チャネル上で指定された期間後に、行われることを示す。ＣＣＣの受信後、各ユーザは、ＨＳ−ＤＳＣＨ送信の受信のために自己を設定する。

各ユーザは、レイヤ３シグナリング手順を用いてＲＡＮ７０へチャネル品質情報を送出することができる（７６）。また、チャネル情報の送出は、物理レイヤシグナリングによってＴＴＩベースで報告される（７８）。各ＰｔＭユーザグループ内の全ユーザに対するチャネル品質情報を用いて、ＲＡＮ７０は、各ＰｔＭユーザグループへのＨＳ−ＤＳＣＨ送信の適当なＭＣＳを決定する。例として、ＲＡＮ７０は、通常、最悪の受信品質を有するユーザによる所望のＱＯＳでの受信のレベルにＭＣＳを設定する。無線資源の使用を最適化するため、これらのパラメータは、送信時間間隔（ＴＴＩ）ベースで更新されることが好ましいが、より長い更新間の期間を用いてもよい。

ＵＴＲＡＮ７０は、ＨＳ−ＤＳＣＨ割当てを同期させ（８２）、各ＵＥ１２は、ＨＳ−ＤＳＣＨ受信を設定する（８４）。サービスデータが、ＨＳ−ＤＳＣＨ上で送信される（８６）。ＨＳ−ＤＳＣＨ上で送信されたサービスデータがＵＥ１２によって受信される。検証後、サービスデータが共通トラフィックチャネルへ転送される。好ましいアーキテクチャにより、ＰｔＭまたはＰｔＰ送信として、共有または専用のチャネル上で共通トラフィックチャネルデータを転送するフレキシビリティが得られる。このマッピングは、無線インタフェースの送信側および受信側の両方に対して行われる。

図７は、無線ネットワークコントローラ１９およびＵＥ１２における好ましいチャネルマッピングの図である。ＰｔＭデータが、共通トラフィックチャネル（ＣＴＣＨ）上でＲＮＣに到着する。ＣＴＣＨは、物理チャネルＨＳ−ＰＤＳＣＨ上でのユーザへの転送のために、ＨＳ−ＤＳＣＨ上にマッピングされる。ここに例示されているようなＵＥ１２、そして通常は複数のＵＥが、ＨＳ−ＤＳＣＨ送信を受信する。ＵＥ１２は、ＨＳ−ＰＤＳＣＨを受信し、ＵＥ１２による処理のためにＨＳ−ＤＳＣＨをＣＴＣＨにマッピングする。

Claims (2)

1. 無線通信における使用のための方法であって、
   制御チャネル上でポイントツーマルチポイント（ＰｔＭ）通信のための制御信号またはポイントツーポイント（ＰｔＰ）通信のための制御信号を送信時間間隔（ＴＴＩ）ベースで選択的に送信することを備え、
   前記ＰｔＭ通信のための制御信号を送信することを条件として、
   前記ＰｔＭ通信のための制御信号をＰｔＭサービス識別とともにＰｔＭユーザのグループへ送信し、前記ＰｔＭサービス識別は、前記ＰｔＭユーザがＰｔＭ ＴＴＩにおいてＰｔＭデータを受信すべきことを示し、
   前記ＰｔＭデータを前記ＰｔＭ ＴＴＩにおいて前記ＰｔＭユーザのグループへ送信し、
   前記ＰｔＰ通信のための制御信号を送信することを条件として、
   前記ＰｔＰ通信のための制御信号を単一のユーザのユーザ機器識別（ＵＥ ＩＤ）とともに送信し、
   ＰｔＰデータをＰｔＰ ＴＴＩにおいて前記単一のユーザへ送信し、前記ＰｔＰデータを、リソースを時間共有する共有チャネル上で前記ＰｔＭデータとともに送信することを特徴とする方法。
2. 前記ＵＥ ＩＤは、巡回冗長検査（ＣＲＣ）で符号化されることを特徴とする請求項１に記載の方法。

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