WO2006016457A1

WO2006016457A1 - 通信制御方法、無線通信システム、基地局及び移動局

Info

Publication number: WO2006016457A1
Application number: PCT/JP2005/012563
Authority: WO
Inventors: Nahoko Kuroda; Jinsock Lee
Original assignee: Nec Corporation
Priority date: 2004-08-10
Filing date: 2005-07-07
Publication date: 2006-02-16
Also published as: JPWO2006016457A1; CN101040557A; EP1784036A4; CN101040557B; KR100882057B1; JP4677988B2; KR20070040411A; EP1784036B1; EP1784036A1; US20080081651A1

Abstract

　ＨＡＲＱ（ハイブリッド自動再送制御）を行う無線通信システムにおいて、移動局は、ＡＣＫの受信により、自局のＨＡＲＱプロセス状態をフリー状態に戻す。この状態で、スケジューリング基地局から、再送のためのリソースを割当てるためのＳＡ（Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ　ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ）を受信すると、移動局は、送信すべき新データがない場合には、自局はフリー状態であることを通知する送信プロセス状態通知を送信する。これにより、基地局は、移動局がフリー状態であることを認識し、自局のＨＡＲＱプロセス状態をフリー状態に戻し、この移動局へのリソース割当てを停止する。

Description

明細書

通信制御方法、無線通信システム、基地局及び移動局

技術分野

[0001] 本発明は、セルラシステムなどの無線通信システムにおける基地局及び移動局並びに制御信号送信方法に関し、特に、上り回線、すなわち移動局から基地局に向かう回線でのパケット送信の再送制御に関する。

背景技術

[0002] 各種の通信システムは、伝送上発生した誤り（エラー）の影響をなくすために、一般に、自動再送制御（ARQ : Automatic Repeat reQuest)機能を備えている。自動再送制御とは、有線通信システム並びに無線通信システムで広く用いられて、るデータ送信方法の 1つであり、送信側が送信したデータを受信側で誤り検出し正しく受信できた場合には、受信側は、正しく受信できたことを示す送達確認信号として A CK (Acknowledgement)を送信側に通知する。受信側がデータを正しく受信できなかった場合には、受信側は、正しく受信できな力つたことすなわち誤受信を示す送達確認信号として NACK(Non— Acknowledgement)を送信側に通知する。送信側は NACKを受信すると所定のタイミングで同じデータを再送する。受信側は、再送データに対しても同様に誤り検出を行い、 ACKまたは NACKを送信側に通知する。 ARQでは、受信側が正しく受信する力、または予め規定された条件に達するまで、以上のような再送制御が繰り返される。予め規定された条件としては、例えば、最大再送回数や最大再送時間が用いられる。これにより、通信路における何らかの理由、例えばパケットの衝突や無線伝送路での伝搬ロス増加などの理由によるデータパケットのロス率を低くすることが可能である。

[0003] 一方、セルラシステムなどの無線通信システムでは、所定のサービスエリア内に基地局（BTS)が配置され、各基地局はその担当するセル内の複数の移動局（MS)と無線回線を設定している。さらに、複数の基地局に接続して基地局や基地局の配下の各移動局を制御する基地局制御装置（RNC : Radio Network Controller)が設けられることが多い。このような無線通信システムには、無線リソースを有効に利用できるようにするため、複数の移動局と回線を設定している基地局が移動局の上り回線データ送信のスケジューリングを行うものがある。

[0004] ARQを備え、さらに基地局が移動局の上り回線データ送信のスケジューリングを行う無線通信システムの一例として、 WCDMA (広帯域符号分割多元接続: Wideban d Code Division Multiple Access)システムにおいて検討されている「Enhan ced Uplink DCH (Dedicated Channel)」、いわゆる EUDCHがある。 EUDC Hに関する参考文献として、 3GPP TR25. 896 v6. 0. 0 (2004-03) 3^rd Ge neration Partnersnip Project; Technical Specification Group Radio Access Network； Feasibility Study for Enhanced Uplink for UTRA FDD (Release 6)を挙げる。以下、 EUDCHについて説明する。

[0005] 無線通信では、一般に、受信部での希望波電力が雑音や干渉電力に対して所定の品質閾値以上となるように制御し、希望信号を正しく受信できるようする。 WCDM Aでは、受信品質を示す指標の一つとして、基地局におけるノイズライズを用いる。ノィズライズとは、総受信電力と雑音電力の比のことである。基地局は、所定のタイミングでノイズライズを測定し、測定されたノイズライズを基地局制御装置 (RNC)に報告する。 RNCは、ノイズライズが所定の品質閾値以下となるように、新規呼の追加を制限したり、移動局に許可する送信形式の組み合わせであるトランスポートフォーマットコンビネーション（TFC ; transport format combination)を制限したりして、各移動局での無線通信が正常に行われるように管理する。 TFCは、各物理チャネルの送信間隔や送信間隔内の情報ビット量を規定するパラメータの組み合わせであり、 TF Cの選択により、上り回線の伝送速度も決まる。 RNCは、各移動局に対して複数の T FCを TFCセット（TFCS)として通知する。移動局は、 TFCSに含まれる TFCの中から、送信時の電力状況やバッファ内のデータ量に応じて、送信に使用する TFCを選択する。一般に、高伝送速度の TFCを使用する場合、所要電力は大きくなり、その結果、基地局のノイズライズを増加させる。したがって、基地局におけるノイズライズが所定の品質閾値に対して高くなつた場合、移動局に高伝送速度の TFCの使用を禁止することにより、ノイズライズを低減することが可能である。

[0006] しかし、 RNCは複数の基地局を制御するため制御負荷が高ぐそのため RNCの制御遅延は基地局の制御遅延よりも大きい。ノイズライズの変動は、上り回線の伝送速度の変更、送信開始'停止などに伴って、バースト的に変化している。これらのバースト的なノイズライズの変動に応じて RNCが高速に各移動局の TFCを制御することは、困難である。そのため、ノイズライズが常に所定の品質閾値以下となるようにするには、ノイズライズの平均値が所定の品質閾値よりも十分小さくなるように目標値を設定し、急激なノイズライズ増カロに備えてノイズライズマージンを大きくとる必要がある。しかしながら、ノイズライズマージンが大きいほど上り回線リソースの使用効率は低減し、上り回線容量は低下する。

[0007] そこで EUDCHでは、基地局が各移動局の TFCSを制御するようにする。すなわち、基地局が、ノイズライズ変動に応じて、移動局に使用許可する最大 TFCまたは最大伝送速度を制御する。最大 TFCとは、所要電力が最大となる TFCのことである。この制御によって各移動局がノイズライズ変動に高速に対応できるようになるため、ノィズライズの目標平均値を高めに設定することができ、上り回線容量が向上する。

[0008] さらに基地局は、限られた上り回線容量を効率よぐまたは公平に複数の移動局に割当てるために、スケジューリングを行う。 EUDCHでは大きく分けて 2種類のスケジユーリングが検討されており、 1つは、送信を許可する最大伝送速度または最大 TFC を移動局に対して指定する伝送速度スケジューリング、もう 1つは、送信を許可する送信時間と最大伝送速度または最大 TFCとを移動局に対して指定する時間，伝送速度スケジューリングである。

[0009] EUDCHでは、 ARQの一種である HARQ (ハイブリッド自動再送制御）が導入される。したがって、基地局は、データブロックの受信結果に応じて ACKまたは NACKを送信し、移動局は、 ACKを受信すると該当するデータブロックを破棄し、 NACKを受信すると該当するデータブロックを保持し所定のタイミングで再送を行う。基地局は、受信途中のデータブロックと再送データブロックとを合成し、復号を行う。このようにデ一タブロックを合成することによって、ビット当たりのエネルギーを高め、正しく復号できる確率を向上することができる。基地局において以上のような HARQを用いることにより、 RNCで再送を要求する場合に比べて高速な再送を実現し、パケット送信遅延を低減でき、スループットが向上する。 [0010] 図 1及び図 2は、それぞれ、移動局と基地局とにおける HARQプロセスすなわち送信プロセスを示している。 HARQプロセスとは 1つの HARQ制御単位であり、基地局は、 HARQプロセス 1つに対し 1つの ACKまたは NACKを返す。基地局に対応して移動局 1〜Nが存在するものとする。各移動局は、図 1に示すように、複数の HARQ プロセスを持つことが可能であり、これらの HARQプロセスは、各 HARQプロセスに一意に割当てられた HARQ IDによって区別される。基地局は、図 2に示すように、各移動局ごとにそれら移動局の 1または複数の HARQプロセスを保持している。

[0011] HARQプロセスには、フリー状態と再送状態の 2つの状態がある。 HARQプロセスの初期状態はフリー状態であり、データ送信をして、基地局であれば NACKを送信し移動局であれば NACKを受信すると、再送状態となる。再送状態の HARQプロセスは、データを再送して基地局であれば ACKを送信し移動局であれば ACKを受信するまでは再送状態のままであり、再送状態にある HARQプロセスは、新たなデータ送信には使用できない。

[0012] また、複数の HARQプロセスを用いた通信方法には、同期型送信と非同期型送信がある。

[0013] 同期型送信とは、 HARQプロセスごとに再送のタイミングが予め固定されているものである。図 3は、同期型送信における各 HARQプロセスの時間的配置と ACK, N ACKとの関係を示している。図示されるように、各 HARQプロセスのタイミングは、 H ARQ1→HARQ 2→HARQ 3→HARQ 1→ · · 'の j噴で固定されて!/、る。この方法の特徴は、各 HARQプロセスが送信されるタイミングが基地局と移動局とにおいて既知であるため、各データブロック送信時に HARQプロセス番号を明示的に示す必要がないことである。したがって制御信号のオーバヘッドを削減できる。しかし、送信タイミングの自由度は制限されるため、優先度に応じた送信頻度または送信タイミングの制御が行えない。

[0014] 一方、非同期型送信の場合、 HARQプロセスの送信タイミングは固定されていない

。図 4は、非同期型送信における各 HARQプロセスの時間的配置と ACK, NACKとの関係を示している。非同期型送信の場合は、データブロック送信時に HARQプロセス番号を示す制御信号の分だけオーバヘッドが増加するが、優先度に応じて送信頻度や送信タイミングを制御することができる。

[0015] また、 EUDCHではソフトハンドオーバ（SHO : Soft Hand Over)の導入も検討されている。ソフトハンドオーバとは、セル境界などで、移動局において隣接するセル力の電波の電界強度と通信中のセルからの電波の電界強度との差が所定の閾値以内である場合には、その移動局と両方のセルとの間に同時に回線を設定し、移動局や RNCにおいて受信信号を合成することにより、受信品質を高めるものである。このとき移動局は複数の基地局（以下、 SHO基地局と呼ぶ）と通信する。 EUDCHでは、上述の通り各基地局で HARQを行うが、 SHO時も各々の SHO基地局が送達確認信号を送信し、移動局は複数の送達確認信号を受信する。したがって移動局は、受信した複数の送達確認を所定の規則にしたがって合成し、合成結果にしたがって該当するデータブロックの破棄や再送を行う。具体的な規則の例として、 1つでも AC Kを受信した場合は、そのデータブロックは正しく受信されたものとみなして破棄するという方法がある。この場合、 SHO基地局のうち 1局でも正しく受信できればそのデ一タブロックの送信は完了するため、物理チャネルでのパケット送信遅延は最も小さくできる。ただし、移動局はたった 1つでも ACKを受信するとそのデータブロックは正しく受信できたものとみなしてデータを破棄するため、送達確認信号 (ACKまたは N ACK)の誤りには弱ぐ上位レイヤでの再送を要する確率は高くなる。

[0016] 以下に時間'伝送速度スケジューリングを用いた場合のシステム構成について詳しく説明する。ここでは、 HARQは同期型送信を用い、再送に関しては基地局が指示をするものとする。すなわち、基地局制御型再送方法が使用されるものとする。

[0017] 図 5は、基地局と移動局がやり取りをする信号を示している。

[0018] SI (Scheduling Information)は、移動局のバッファ内のデータ量と送信電力情報とを含んでいる、上り回線で送信する信号である。ノッファデータ量は、移動局のノッファ内に蓄積されている、 EUDCHによって送信すべきデータ量である。複数のノッファを持つ移動局の場合は、ノッファデータ量として、全バッファの合計データ量を通知してもよいし、各バッファのデータ量を通知してもよい。送信電力情報は、送信電力状況に関する情報であって、移動局が、現在、 EUDCHに使用できる送信電力の指標となる情報である。送信電力情報として、 EUDCHに使用できる電力値を通知してもよいし、現在使用している電力を通知してもよい。

[0019] SA (Scheduling Assignment)は、送信タイミングと最大伝送速度に関する情報とを含んでいる、下り回線で送信する信号である。送信タイミングは移動局に送信を許可する時間を示すものである。送信タイミングとしては、送信を開始してよいフレーム番号と送信を継続してよいフレーム数などを通知する。ここでは HARQとして同期型送信方法を想定しているため、フレーム番号と HARQ IDはリンクされている。したがって、送信開始のフレーム番号を通知する代わりに HARQ IDを指定してもよい。最大伝送速度は、移動局に割当てた送信時間内で使用許可する最大伝送速度の指標となるものである。最大伝送速度としては、予め基地局制御装置 (RNC)が移動局と基地局に通知した TFCSの中の最大 TFCや最大伝送速度、最大電力などを通知する。

[0020] 送信データ情報は、 NDI (New Data Indicator)、 TFCI (Transport Format

Combination Indicator)、 RV (Redundancy Version)などを含む上り回線の信号であり、データブロックに付随して送信される。 NDIは、移動局が該当する HAR Qプロセスで新たなデータを送信すること指示するための 3ビットの情報であって、 10 進値で表して「0」から「7」までの値をとる。移動局は、新たなデータ送信を開始する場合、前回の該当する HARQプロセスによる送信時よりも NDIを 1増加して送信する。また、再送の場合は、移動局は、そのデータブロックの初回送信時と同じ NDI値を送信する。 TFCIは、送信に使用している TFCを示す指示子であり、 RVはパリティビットパターンに関する情報である。

[0021] 図 6は、基地局と移動局との間の信号のやり取りを示すシーケンスチャートである。

また、図 6中の Fと Rは、このデータ送受信に用いる HARQプロセスの状態を示しており、 Fはフリー状態、 Rは再送状態である。初めの HARQプロセス状態は、基地局、移動局ともにフリー状態である。

[0022] 移動局は、ステップ S601において、 SIを E— DPCCH (Enhanced Dedicated Physical Controlチャネル）において送信し、バッファ内のデータ量や送信電力状況に関する情報を基地局に通知する。ここでは、 SIは、新たなデータが移動局バッファに届いた場合に送信するものとする。基地局は、通知された SI情報に基づいてスケジユーリングを行い、ステップ S602において、各移動局に対して E— DPCCH (D L)を使用して SAを送信する。サフィックス「DL」は下り回線 (ダウンリンク）を表して!/ヽる。移動局は、 SAを受信すると、ステップ S603において、指示された送信時間内に指示された最大伝送速度以下の伝送速度でデータを送信する。このとき、移動局は、データとともに送信データ情報を E— DPCCHによって送信する。このとき、 NDI = 0と設定して送信する。基地局は、データを受信すると受信処理、復号を行い、 CRC (巡回冗長検査)ビットから受信誤り判定を行う。この間は、移動局、基地局ともに該当する HARQプロセスにおいて処理を行っており、そのためこの HARQプロセスを使用できないので、フリー状態でも、再送状態でもない。誤り判定の結果、データを正しく受信できた場合は、基地局は、ステップ S604〖こおいて、所定の ACKZNAC K送信タイミングで、 ACKを移動局に送信する。

以上で 1つのデータブロックの送受信が正常に完了し、 HARQプロセスはフリー状態に戻るので、基地局は、ステップ S605において、 SAを移動局に送信し、次のデータ送信を指示する。これに応答して移動局は、ステップ S606において、新たなデータを送信するが、このデータブロックとともに送信する制御信号については、新データであることを示すため NDIを 1つ増加させ NDI= 1として送信する。基地局は、指示した送信タイミングでデータブロックと制御信号とを送信し、制御信号に含まれる N DIが前回の送信より 1つ増加していることを確認し、新データとして受信処理を開始する。誤り判定の結果、このデータブロックが正しく受信できな力つたと判定された場合、基地局は、ステップ S607において、所定のタイミングで NACKを送信するとともに、該当する HARQプロセスを再送状態とし、新データ送信には使用できない状態とみなす。移動局では NACKを受信し、同様に該当する HARQプロセスを再送状態とみなす。その後、基地局は、ステップ S608において、 SAを送信してこのデータブロックの再送を指示する。ステップ 609において移動局は、指示された送信タイミングで初回と同じデータブロックを送信する。このとき移動局は、 NDIについては、初回送信時と同じく NDI= 1と設定して送信する。基地局は、再送データを受信途中のデータと合成し、誤り判定の結果、正しく受信されたと判定されたため、ステップ S610 において、所定のタイミングで ACKを送信する。 [0024] 以上のようにして、基地局と移動局とが 1対 1に対応してヽる場合のデータ送信が進行する。

[0025] これに対し図 7は、 SHO時における基地局と移動局との間の信号のやりとりの手順を示している。

[0026] SHO中は、スケジューリングは 1つの基地局のみが行い、他方の基地局はデータを受け取るのみとする。したがって、ステップ S601cにおいて移動局は SIをスケジュ一リング基地局に送信し、ステップ S602c〖こおいて、スケジューリング基地局のみが移動局【こ SAを送信する。移動局 ίま、ステップ S603c, S604c【こお!ヽて、 SAで旨定された時間と伝送速度を用いて新データを各基地局に送信する。このとき、移動局は、 NDIについては NDI = 0に設定して送信する。各基地局は、受信データブロックを処理し、所定の送信タイミングで ACKまたは NACKを送信する。このとき、ステップ 6 05cにおいてスケジューリング基地局が NACKを送信し、ステップ S606cにおいて非スケジューリング基地局が ACKを送信したとする。その結果、スケジューリング基地局では再送状態となるが、非スケジューリング基地局と移動局はフリー状態に戻る。したがって、 HARQプロセス状態に不一致が生じる。このような場合、スケジユーリング基地局は、ステップ S607cにおいて、再送のためのリソースを割当てる SAを移動局に送信する。しかし移動局では再送すべきデータがないため、この移動局は、ステツプ S608c, S609cにおいて、代わりに新たなデータを各基地局に送信する。このとき、移動局は、 NDIについては、 1つ増加させて NDI= 1と設定して送信する。したがって、スケジューリング基地局は新しいデータブロックであることを認識し、前回までのデータを破棄し、新データとして受信処理を行う。そして、各基地局は、ステップ S610c, S611cにおいて、誤り判定結果を移動局に通知する。この場合、どちらも A CKであったため、全ての HARQプロセス状態はフリー状態に戻っている。

[0027] 以上のように、 SHO中は、基地局と移動局との間で HARQプロセス状態に不一致が生じる場合がある。しかし、 NDIを用いることにより不一致は解消できるようになっている。

[0028] また無線通信では、伝搬路の変化などにより、制御信号が誤って受信されることがある。以下に、 ACKまたは NACKが受信誤りを生じた場合の基地局と移動局との間の送信手順を説明する。

[0029] 図 8に示したものでは、ステップ S601a, S602a, S603aとして示すように、基地局と移動局との間で図 6に示した場合と同様に、 SI、 SA,新データが送信されている。そして、ステップ S604aにおいて、基地局は NACKを送信した力移動局は ACKと判定したものとする。この場合、移動局はこのデータブロックは正しく受信されたと判断し、該当するデータを破棄するとともに、該当する HARQプロセスをフリー状態とみなす。したがって、基地局と移動局との間で、 HARQプロセス状態に対する認識の不一致が生じる。基地局は、ステップ S605aにおいて、移動局に再送をさせるために再度 S Aを送信し、該当する HARQプロセスの送信を指示する。しかし、移動局では、この HARQプロセスはフリー状態であるため、移動局は、ステップ S606aにおいて、新データを送信する。このとき、移動局は NDIを前回より 1増加して送信するため、基地局ではこれが新データであることを認識し、受信途中の前データブロックを破棄し、新たなデータとして受信処理を行う。このようにして、次に送るデータがある場合は、 NDIによって新データであることを通知して、 HARQプロセス状態の不一致を解消する。

[0030] また、図 9に示したもので ίま、ステップ S601b, S602b, S603bに示すように、基地局と移動局との間で図 6に示した場合と同様に、 SI、 SA,新データが送信されている。そして、ステップ S604bにおいて、基地局は ACKを送信した力移動局は NACK と判定したものとする。この場合、移動局は再送状態と認識しデータを保持しておく力基地局はフリー状態であるため再送のリソースは割当てない。したがって、ステツプ S605bにおいて基地局が新データ送信のためのリソースを割当てたときに、移動局は、ステップ S606b〖こおいて、前回のデータブロックを再送する。し力し、この場合は移動局は前回と同じ NDIを送信するため、基地局は送信されてきたデータブロックが前回のデータブロックであることを認識して破棄するとともに、ステップ S607bにおいて、 ACKを送信する。したがって、移動局の HARQ状態をフリー状態に修正でき、 HARQプロセス状態の不一致を解消できる。

[0031] 次に、時間スケジューリングを用いた場合のシステム構成について詳しく説明する。

この場合、 HARQは非同期型送信を用い、再送に関しては移動局が決定するものとする。すなわち、自発型再送方法が用いられるものとする。

[0032] 図 10は、時間スケジューリングを用いる場合に基地局と移動局がやり取りをする信号を示している。

[0033] RR (Rate Request)は、最大伝送速度の増加（UP)または減少 (DOWN)を要求する、上り回線で送信される信号である。移動局は、ノッファ量と現在の最大伝送速度とを比較し、所定の条件に基づいて RRを決定する。ここでは、バッファ量 (BV) 、現在の最大伝送速度 (R)、目標遅延 (D)を用いて、

BVZR> (D+ A D)の場合は最大伝送速度増加要求 … A

BVZRく（D— A D)の場合は最大伝送速度減少要求 … B

を送り、それ以外の場合は伝送速度要求を送らないものとする。ここで A Dは、送信しているデータのサービス特性などに応じて定められる定数である。

[0034] RG (Rate Grant)は、現在の最大伝送速度の増加（UP)または減少 (DOWN)を指示する、下り回線で送信される信号である。

[0035] 送信データ情報には、上述の NDI (New Data Indicator)、 TFCI (Transport

Format Combination Indicatorノ、 RV (Redundancy Versionノにカロ、 H ARQ IDが含まれる。 HARQ IDが含まれているのは、ここでは非同期型送信方法を用いており、移動局が、フレーム番号とは無関係に、送信する HARQプロセスを決定するためである。

[0036] 図 11は、時間スケジューリングを用いる場合における、基地局と移動局との間での信号のやり取りを示すシーケンスチャートである。

[0037] 移動局は、所定のタイミングでバッファ内のデータ量を測定し、ステップ S1101において、 E— DPCCHを用いて RRを基地局に送信する。基地局は、通知された RRに基づいてスケジューリングを行い、ステップ S1102において、各移動局に対して E— DPCCH (DL)を使用して RGを送信する。移動局は、ステップ S1103において、任意のタイミングで、最大伝送速度以下の伝送速度でデータを送信する。このとき、移動局は、データブロックとともに、 NDI = 0と設定して送信データ情報を送信する。

[0038] 基地局は、データを受信すると、受信処理、復号を行い CRC力受信誤り有無を判定する。この場合、正しく受信できたため、基地局は、ステップ S1104において、所定の送信タイミングで ACKを移動局に送信する。したがって、基地局、移動局ともにこの HARQプロセスはフリー状態に戻され、移動局は、ステップ S1107において、この HARQプロセスを使って任意のタイミングで新データの送信を行う。基地局における受信誤り判定の結果、このデータブロックに誤りを検知すると、基地局は、ステツプ S1108において、所定の送信タイミングで NACKを送信する。したがって移動局は、ステップ S1109において、任意のタイミングで前回と同じデータブロックを再送する。このとき移動局は、 NDIについては前回と同じ値で送信する。基地局は、正しく受信できると、ステップ S1110において、 ACKを移動局に送信し、基地局、移動局ともにこの HARQプロセスはフリー状態に戻る。

[0039] 時間'伝送速度スケジューリングの場合と同様に、時間スケジューリングにおいても、 SHO中や ACKZNACKの受信誤りにより、基地局と移動局の HARQプロセス状態の不一致が生じる場合がある。しかし、これらの HARQプロセス状態の不一致は、上述したように、 NDIによって新データである力否かを通知することにより、解消することができるようになって!/、る。

非特許文献 1 : 3GPP TR25. 896 v6. 0. 0 (2004— 03) 3rd Generation Partnership Project; Technical Speciiication uroup Radio Access N etwork； Feasibility Study for Enhanced Uplink for UTRA FDD (R elease 6)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0040] EUDCHなどのように基地局が上り回線のスケジューリングを行う場合、データの発生量を検知できな、受信側すなわち基地局力 Sスケジューリングを行って、るので、送信すべきデータの発生量を検知できる送信側がスケジューリングを行う場合と、システムの動作が根本的に異なることになる。例えば、 EUDCHにおいては、基地局は、移動局からの伝送レート増減要求やバッファ情報の通知から、移動局におけるデータ量を推定し、リソース割当てを行わなければならない。 EUDCHでは HARQを導入しているが、 HARQでは、正しく受信されなかったデータは再送データとしてバッファに保持されるため、基地局と移動局との間で HARQプロセス状態の認識のずれが生じると、適切なスケジューリングが行えなくなる。この場合、使われていないリソースが存在するにも関わらず、リソースを必要としている移動局にリソースを割当てられない等の状況が生じ、スループットが劣化してしまう。

[0041] 以上で説明したように、 EUDCHにおいては、 HARQプロセス状態の不一致は N DIを用いて解消できるようになつている力このような仕組みを備えていても、なお、 HARQプロセス状態の不一致を解消できない状態が生じる。

[0042] HARQプロセス状態の不一致を解消できない状態の 1つとして、図 12に示すような SHO状態が挙げられる。

[0043] 図 12では、図 7に示した場合と同様に、移動局が、ステップ S601eにおいて SIをスケジユーリング基地局に送信し、スケジューリング基地局のみ力ステップ S602eにおいて、移動局に SAを送信し、移動局が、 SAで指定された時間と伝送速度を用いて、ステップ S603e, S604eにおいて、新データを各基地局に送信する。そして、移動局が初めに送信したデータブロックに対して、スケジューリング基地局がステップ S 605eにおいて NACKを送信し、非スケジューリング基地局がステップ S606eにおいて ACKを送信している。ここでは、移動局は、送信すべき新たなデータブロックを持つていないとする。すると、ステップ S607eにおいてスケジューリング基地局が再送を指示する SAを送信するものの、移動局は、データブロックとともに送信することになつている NDIを送信できない。その結果、スケジューリング基地局は SAで再送を指示した送信時間にデータブロックを受信できず、移動局がフリー状態に戻っていることを認知できない。したがって、スケジューリング基地局は、ステップ S608e、 S609eにおいて、再度、再送を要求する SAを移動局に送信する。移動局は先ほどと同様に何も送信できな、ため、 HARQプロセスの不一致は解消できな!/、ままとなる。

[0044] このような状態は、スケジューリング基地局力予め定められている最大再送回数まで SAを送信し終えるまで、継続する。一般に最大再送回数は、平均再送回数に比ベて十分大きい値に設定されている。なぜなら、最大再送回数内で受信できないと、基地局は再送を断念し、そのデータブロックは失われる力、上位層プロトコルでの再送を要するためである。平均再送回数に近い最大再送回数を設定すると、データブロックの消失率増加や上位層での再送による大きな遅延を引き起こし、好ましくない。したがって、最大再送回数は十分に大きくとる必要があり、例えば、数十フレーム程度に設定される。そのため、上述のような HARQプロセス状態の不一致が生じた場合は、スケジューリング基地局は、多大な回数の無駄な再送要求を送信し続けることになる。このような状態は、送信すべきデータを持っていない移動局のためにリソースを確保し、送信すべきデータを待ってヽる移動局にはリソースを割当てられなヽとヽうことなので、無線リソースの使用効率を低下させ、システムスループットが劣化する。

[0045] 一般に、 WCDMAセルラシステムにおける SHO状態の割合は 40〜60%程度であることを考えると、このような状況が発生する確率は小さくないと考えられる。例えば、スケジューリング基地局が NACK、非スケジューリング基地局が ACKを送信する確率が 50%程度とすると、全体の 20〜30%の割合でこのようなケースが生じていることになる。実際、スケジューリング基地局が NACK、非スケジューリング基地局が ACK を送信する確率は、各々の基地局の移動局への伝搬ロスのバランスにより決まるが、スケジューリング基地局の切り替えが伝搬ロスの変動に追従して高速に行えない場合は、非スケジューリング基地局との伝搬ロス力 Sスケジューリング基地局との伝搬ロスよりも非常に小さくなり、ほとんどのデータブロックは非スケジューリング基地局のみで受信されるような状況が発生する。このような場合、 HARQプロセスの不一致が慢性的に生じていることになり、スケジューリングの特性は著しく劣化する。

[0046] さらに、ストリーミングなどの比較的小さいパケットを所定の時間間隔で送信するようなサービスの場合、各々のパケット送信後に常に数十フレームほどの無線リソースの無駄時間が生じるため、無線リソースの使用効率の劣化率は非常に大きい。最悪の場合、データは間欠的にしか送信されないにも関わらず、無線リソースは連続的に割当てられ続ける可能性があり、パケット交換の恩恵を受けられないことになる。これは、システムスループットの観点からは大きな問題である。

[0047] HARQプロセスの不一致が解消できないような状況は、 ACKまたは NACKの誤りの場合にも起こりうる。

[0048] 図 13に示したように、時間 '伝送速度スケジューリングを用いたシステムにおいて、基地局が NACKを送信したにも関わらず、受信誤りにより移動局は ACKと受信した場合を考える。移動局がステップ S301aにおいて SIを基地局に送信し、基地局はステツプ S302aにおいて SAを送信し、移動局はそれに応じてステップ S303aにおいてデータを送信する。ここで、基地局では正しく受信できな力つたため、ステップ S30 4aにおいて、基地局は NACKを送信している力移動局による受信誤りにより、移動局では ACKと受信される。移動局は、 ACKを受信したため、そのデータブロックを破棄し、この HARQプロセスはフリー状態となる。し力し、基地局ではこの HARQプロセスは再送状態のままであるため、スケジューラは、ステップ S305aにおいて、この H ARQプロセスに再送用のリソースを割当てる。このとき、移動局に送信すべき新たなデータがない場合は、移動局は何も送信しないため NDIも送信されず、基地局における HARQプロセス状態は再送状態のままとなり、スケジューラは、ステップ S306a, S307aに示すように、最大再送回数まで再送用のリソースを繰り返し割当てる。したがって、 SHOの場合と同様にリソースの使用効率が劣化する。

次に、図 14に示したような、基地局が ACKと送信したにも関わらず、受信誤りにより移動局は NACKと受信した場合を考える。移動局がステップ S301bにおいて SIを基地局に送信し、基地局はステップ S302bにおいて SAを送信し、移動局はそれに応じてステップ S303bにお!/、てデータを送信する。基地局では正しく受信できたため、ステップ S304bにおいて、基地局は ACKを送信する力移動局による受信誤りにより、移動局では NACKと受信される。移動局は NACKを受信したためそのデータブロックを保持し、この HARQプロセスを再送状態とする。し力し、基地局ではこの HA RQプロセスはフリー状態であるため、基地局は、ステップ S305bにおいて、新データの送信を指示する SAを送信する。しかし、この S Aにおいて割当てた最大伝送速度が前回の最大伝送速度よりも小さかった場合、移動局では再送データを送信できない。したがって、移動局は何も送信せず、基地局は指定した送信タイミングで何も受信できない。このとき、基地局の処理としていくつか考えられる：

(a) 移動局はデータを送信したが基地局が受信誤りを起こしたと判断し、基地局での HARQプロセスを再送状態とする；

(b) 移動局が SAを受信誤りしたと判断し、移動局での HARQプロセスをフリー状態とする；

(c) 移動局は SAを受信した力なんらかの理由、例えば、移動局の送信電力不足により送信を行わな力つたと判断し、移動局での HARQプロセスをフリー状態とする。

[0050] 移動局がデータブロックを送信したカゝ否かは、 TFCIを検知することにより判断すればよい。すなわち、基地局が TFCIを検知したがデータは受信できな力つた場合は (a )とし、 TFCIを検知できな力つた場合に (b)または (c)とする。ここで述べて、る例では、移動局は何も送信しないので、基地局は TFCIを検知できず、（b)または (c)の場合と判断し、この HARQプロセスをフリー状態にする。その結果、基地局は、 SAを再度送信して新データの要求をするかもしれないし、他の移動局へのリソース割当てを優先する力もしれない。例えば、ステップ S306bに示すように再度、 SAで新データの送信を指示しても、基地局では移動局が再送データを依然として保持していることを認識していないため、基地局は、最大伝送速度をそのときの状況により適当に設定する。したがって、再送データに必要な伝送速度が割当てられる確証はなぐ無線リソースを割当てられても送信できない可能性がある。そのため、無線リソースの使用効率が低下し、さらに移動局は送信すべきデータを保持しているにも関わらず送信できないため、送信遅延が著しく増加する。したがって、システムスループット、ユーザスループットともに劣化すると!/、う問題点が生じる。

[0051] また、上述の（b) , (c)の場合は、基地局において相互に区別ができない。（b)の場合は、基地局は SAの送信電力を上げて同じリソースを再度割当てればよいが、 (c) の場合は、同じリソース割当てを行っても再びデータ送信できず、リソースの無駄になってしまう。基地局においてこれらの区別ができないと、不適切な処理を行ってリソースの使用効率が低減することとなるので、好ましくない。

[0052] 本発明の目的は、以上に述べたような HARQプロセス状態の不一致により送信すべきデータを持って、な、移動局に無駄なリソース割当てることにより、データを持つてヽる移動局に対して無線リソースを割当てられなくなる、という問題点を解決でき、システムスループット及びユーザスループットをともに向上させることができる通信制御方法、無線通信システム、基地局並びに移動局を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0053] 本発明の通信制御方法は、基地局と基地局に対して無線回線が設定される移動局とを有する無線通信システムにおける通信制御方法であって、基地局が、移動局に対して、送信リソースの割当てを示す送信リソース割当て情報を通知する段階と、移動局が、送信リソース割当て情報にしたがって、データブロックを送信する段階と、基地局が、データブロックが正しく受信できたか否かを示す送達確認信号 (ACK及び NACK)を送信する段階と、誤受信を示す送達確認信号 (NACK)を受信した場合に移動局がデータブロックを再送する段階と、正しく受信したことを示す送達確認信号 (ACK)を受信した場合に移動局がデータブロックの送信を終了する段階と、移動局が、自局が再送待ちの状態である再送状態か再送待ちでない状態であるフリー状態かを通知する送信プロセス状態通知を送信する段階と、基地局が、移動局における送信プロセス状態に応じて、移動局に対する送信リソースの割当てを決定する段階と、を有する。

[0054] 本発明の通信制御方法では、移動局は、（1)送信プロセス状態通知を所定の周期で送信してもよぐ（2)送達確認信号の受信に応じて、送信プロセス状態通知を送信してもよく、（3)正しく受信したことを示す送達確認信号 (ACK)を受信した時刻 T1すなわち ACK受信時刻において自局のバッファ内に送信すべきデータがなぐかつ、時刻 T1から所定の時間期間 T2内に送信すべきデータが発生しな力つた場合に、送信プロセス状態通知を送信してもよく、（4)誤受信を示す送達確認信号 (NACK)を受信した時刻 T3すなわち NACK受信時刻から所定の時間期間 T4の間に、誤受信を示す送達確認信号 (NACK)に対応する再送に必要なリソースを割当てられなかつた場合に、送信プロセス状態通知を送信してもよぐあるいは、（5)送信リソース割当て情報を受信した時刻 T5すなわち割当て受信時刻において自局のバッファ内に送信すべきデータがなぐかつ、時刻 T5から所定の時間期間 T6内に送信すべきデータが発生しなカゝつた場合に、送信プロセス状態通知を送信してもよヽ。

[0055] 本発明の通信制御方法では、移動局は、送信プロセス状態通知を送信し、その後、所定のタイミングで、正しく受信したことを示す送達確認信号 (ACK)を受信すると、送信途中のデータを破棄し、再送を停止するようにしてもょ、。

[0056] また、本発明の通信制御方法では、移動局は、送信リソース割当て情報を受信したが送信すべきデータがな!ヽ場合に第一の送信プロセス状態通知を送信し、送信リソース割当て情報を受信し送信すべきデータはあるが送信しない場合には第二の送信プロセス状態通知を送信するようにしてもよい。この場合、基地局は、第二の送信プロセス状態通知を受信した場合、データブロックに対する送信リソース割当ての優先度を低くするとよい。

[0057] 本発明の通信制御方法では、基地局は、送信リソース割当て情報を送信し、その後、所定の期間にわたって移動局からデータブロックも送信プロセス状態通知も受信しな力つた場合には、送信リソース割当て情報の送信電力を所定値だけ増カロさせて送信するとよい。

[0058] 本発明においては、送信リソースとして、例えば、移動局に使用を許可する最大伝送速度と送信時間を割当てもよいし、あるいは、移動局に使用を許可する最大伝送速度を割当ててもよい。

[0059] 本発明の無線通信システムは、基地局と、基地局に対して無線回線が設定され、基地局からの送信リソース割当て情報にしたがってデータブロックを基地局に送信し、基地局からの、誤受信を示す送達確認信号 (NACK)を受信するとデータブロックを再送し、正しく受信したことを示す送達確認信号 (ACK)を受信するとデータブロックの送信を終了し、自局が再送待ちの状態である再送状態か再送待ちでない状態であるフリー状態力を通知する送信プロセス状態通知を送信する移動局と、を有し、基地局は、データブロックが正しく受信できたか否かに応じて送達確認信号 (ACK 及び NACK)を送信し、移動局における送信プロセス状態に応じて、移動局に対する送信リソースの割当てを決定する。

[0060] 本発明の基地局は、移動局に対して無線回線が設定される基地局であって、移動局から、データブロックと、その移動局が再送待ち状態か否力を通知する送信プロセス状態通知を受信する手段と、データブロックが正しく受信できた力否かを判定する手段と、送信プロセス状態通知に応じて移動局に対する送信リソースの割当てを決定する手段と、移動局に対して送信リソース割当て情報を通知するとともに、データブロックが正しく受信できたか否かを示す送達確認信号を送信する手段と、を有する

[0061] 本発明の移動局は、基地局に対して無線回線が設定される移動局であって、送信すべきデータを格納する格納手段と、基地局力送信リソース割当て情報と送達確認信号とを受信する手段と、送信リソース割当て情報に応じて、格納手段中のデータをデータブロックとして送信させ、誤受信を示す送達確認信号 (NACK)を受信するとデータブロックを再送させ、正しく受信したことを示す送達確認信号 (ACK)を受信するとデータブロックの送信を終了させる手段と、再送待ち状態か否かを通知する送信プロセス状態通知を送信する手段と、を有する。

[0062] 本発明を適用することにより、受信側すなわち基地局力スケジューリングを行い、かつ HARQのような自動再送制御を用いるシステムにおいて、データパケットの送信遅延を低減し、システムスループットやユーザスループットを向上することが可能となる。

[0063] 受信側力スケジューリングを行う場合、スケジューラは、直接は、送信側すなわち移動局のノッファ内のデータ量を検知することができないため、送信側からの制御信号によりバッファ内のデータ量を推定しながらリソースの割当てを決定しなければならない。また、 HARQを用いると、正しく受信できな力つたデータは再送データとして保持されるため、制御信号の誤り等で基地局と移動局間の HARQプロセス状態の不一致が生じると適切なスケジューリングが行えなくなる。この場合、使われていないリソースが存在するにも関わらず、リソースを必要として、る移動局に未使用のリソースを割当てられない状況が生じ、システムスループットが劣化する。本発明によると、このような HARQプロセス状態の不一致を解消することを可能とし、移動局には送信すべきデータがないにも関わらず、基地局が再送状態と認識してこの移動局に再送用のリソースを割当て続けることを回避できる。また、基地局はフリー状態であるにも関わらず移動局は再送状態と認識しているために、割当てられたリソースが再送には不十分でデータブロックの送信が行えなくなるような状況を回避できる。したがって、本発明によれば、ユーザスループットが向上するとともに、リソースの使用効率も増加するためシステムスループットも向上する。

[0064] また本発明によれば、基地局は、移動局がリソース割当て信号 (SA)を受信誤りしたことが検知できるようになるため、リソース割当て信号の送信電力が適切な値になるように制御可能となる。したがって、本発明によれば、リソース割当て信号の誤り率が低減し、基地局が割当てたリソースが適切に使用される確率を高めることができる。すなわち、リソースの使用効率が増加し、システムスループットが増加するとともに、ュ一ザスループットが増加し、送信遅延が低減する。

図面の簡単な説明

[図 1]移動局での HARQプロセス状態を説明する図である。

[図 2]基地局での HARQプロセス状態を説明する図である。

[図 3]同期送信型での HARQの送信タイミングを示すタイミングチャートである。

[図 4]非同期送信型での HARQの送信タイミングを示すタイミングチャートである。

[図 5]基地局と移動局とがやり取りする信号を示した図である。

[図 6]基地局と移動局との間の信号のやり取りを示すシーケンスチャートである。

[図 7]SHO (ソフトハンドオーバ)状態のときの基地局と移動局との間の信号のやり取りを示すシーケンスチャートである。

[図 8]NACKが ACKとして誤って受信された場合の処理を示すシーケンスチャートである。

[図 9]ACKが NACKとして誤って受信された場合の処理を示すシーケンスチャートである。

[図 10]時間スケジューリングを用いる場合における、基地局と移動局とがやり取りする信号を示した図である。

[図 11]時間スケジューリングを用いる場合における、基地局と移動局との間の信号のやり取りを示すシーケンスチャートである。

[図 12]SHO状態で生じる問題を説明するシーケンスチャートである。

[図 13]NACKを ACKと誤ることにより発生する問題を説明する図である。

[図 14]ACKを NACKに誤ることにより発生する問題を説明する図である。

[図 15]本発明が適用されるセルラシステムの構成の一例を示す図である。

[図 16]第一の実施形態における、 SHO状態での基地局と移動局との間の信号のやり取りを示すシーケンスチャートである。

[図 17]第一の実施形態における移動局での処理を示すフローチャートである。

[図 18]第一の実施形態における基地局での処理を示すフローチャートである。

[図 19]第一の実施形態における基地局の構成を示すブロック図である。 [図 20]第一の実施形態における移動局の構成を示すブロック図である。圆 21]第二の実施形態における、 SHO状態での基地局と移動局との間の信号のやり取りを示すシーケンスチャートである。

[図 22]第二の実施形態における移動局での処理を示すフローチャートである。

[図 23]第二の実施形態における基地局での処理を示すフローチャートである。圆 24]第二の実施形態における基地局の構成を示すブロック図である。

圆 25]第二の実施形態における移動局の構成を示すブロック図である。

圆 26]第四の実施形態における HARQプロセス状態通知の送信例を説明する図である。

符号の説明

[0066] 801, 1001, 1501, 1601 受信処理部

802, 1002, 1502, 1602 制御信号分離部

803, 1503 復号処理部

804, 1005, 1504, 1605 ノッファ

805, 1505 誤り検出部

806, 1003, 1506, 1603 HARQ制御部

807, 1507 スケジューラ部

808, 1006, 1508, 1606 符号化処理部

809, 1008, 1509, 1608 制御信号合成部

810, 1009, 1510, 1609 送信処理部

1004, 1604 TFC選択部

1007, 1607 再送バッファ

1010 再送待ちカウンタ

発明を実施するための最良の形態

[0067] 次に、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して説明する。以下では、例として WCDMAにおける EUDCHに本発明の通信制御方法を適用した場合を用いて、本発明を説明する。

[0068] 図 15は、本発明の通信制御方法が適用されるセルラシステムの構成の一例を示している。後述する第一乃至第六の実施形態は、いずれも、図 15に示したセルラシステムにその実施形態の通信制御方法が適用されたものとして、説明されている。

[0069] 図示したものでは 2つの基地局（BTS) 411、 412が設けられており、基地局 411, 412は、それぞれセノレ 401、 402に対応して!/ヽる。セノレ 401とセノレ 402と力 ^重複する領域が存在し、この領域内に位置する移動局（MS) 422に対しては、基地局 411と基地局 412との間での SHO (ソフトハンドォーノ）が提供されるようになっている。セル 401内の移動局 421は基地局 411のみと接続し、セル 402内の移動局 423は基地局 412のみと接続して、 EUDCHのデータを送信するための E— DPDCH (UL)と制御信号を送信するための E— DPCCH (ULZDL)を送受信している。また、移動局 422は両方の基地局 411, 412と接続して、 EUDCHのデータを送信するための E-DPDCH (UL)と制御信号を送信するための E— DPCCH (UL/DL)を送受信している。さらに、基地局 411、 412と接続する基地局制御装置 (RNC) 430が設けられている。ここで、サフィックス「UL」は上り回線 (アップリンク）を表し、サフィックスお LJは下り回線 (ダウンリンク）を表して!/、る。

[0070] 基地局制御装置 (RNC) 430は、移動局と基地局とに対し、各移動局に対して使用を許可する送信形式の組み合わせである TFC (Transport Format Combinatio n)のセットを通知する。 TFCのセットを TFCSと呼ぶ。 TFCは、送信間隔（TTI)や T TIに含まれる情報ビット数等のパラメータを含む。 TFCに応じて EUDCHの伝送速度は異なり、伝送速度が高いほど基地局に与えるノイズライズは高くなる。したがって、移動局に対して使用を許可する最大 TFCを基地局が制御することにより、基地局におけるノイズライズ変動を制御する。このための制御情報力 E-DPCCH (UL/ DL)を用いて基地局と移動局との間で送受信される。

[0071] また、このセルラシステムでは、 HARQが用いられている。移動局 421、 422、 423 は、 E— DPDCHを用いて、所定の送信間隔でデータブロックを送信する。基地局 4 11、 412は、受信データブロックの CRCからデータブロックが正しく復号されたか否かを判定し、下り回線の E— DPCCHにおいて、正しく受信できたことを示す送達確認信号である ACK、あるいは、誤受信を示す送達確認信号である NACKを送信する。また、移動局 422は、 2つの基地局と EUDCHの回線を設定しているため、両方の基地局から ACKZNACKの信号を受信する。移動局 422は、いずれか 1つの基地局からでも ACKを受信した場合には、該当するデータブロックは正しく受信されたものとしてそのデータは破棄し、両方の基地局力も力も NACKを受信した場合だけ、再送を行う。

[0072] 第一の実施形態：

以下、第一の実施形態による通信制御方法について説明する。

[0073] 第一の実施形態では、時間'伝送速度スケジューリングを用い、 HARQは同期型送信を用いるものとする。さらに、再送に関しては基地局が指示をする、すなわち基地局制御型再送方法が用いられるものとする。

[0074] この実施の形態では、 TFCIを利用して移動局の HARQプロセス状態を通知できるように構成されてヽる。 TFCIは送信データ形式を規定する TFCを示すビット系列であるが、このビット系列のうちの 2つを、それぞれ、フリー状態通知と再送状態通知として定義しておく。ここでは、下表のように、 5ビットの TFCIを使用しているとする。すなわち、 TFCIOをフリー状態、 TFCI 1を再送状態と定義する。

[0075] [表 1]

移動局は、以下のような場合に、 HARQプロセス状態通知を使用する：

(a)フリー状態のときに SAを受信し、かつ、送信すべきデータがバッファ内にない

(b)フリー状態のときに SAを受信し、送信すべきデータはあるが送信しない場合；

(c)再送状態のときに、再送に要する伝送速度より小さい SAが割当てられた場合;

(d)再送状態のときに、 NACKを受信してカゝら連続 N回の該当する HARQプロセスの送信タイミングにおいて、リソースを割当てられな力つた場合。

[0076] 以上の条件（a)〜（d)のいずれ力 1つを満たすと、移動局は、該当する HARQプロセスの状態を通知する TFCIと現在の NDIとを指定された送信タイミングで送信する。ここで、基地局の場合であれば ACKを送信し、あるいは移動局の場合であれば A CKを受信し、そのデータパケットの送信が終了したと判断した時点で、 NDIを 1つ増カロさせることによって NDIを更新し、次の新たなデータ送信に備えるものとする。

[0077] 基地局は、 HARQプロセス状態を通知する TFCIを受信すると、自局における HA RQプロセス状態を確認し、不一致が生じている場合は移動局に合わせるように修正するか、移動局に基地局の HARQプロセス状態を通知する。

[0078] 図 16は、第一の実施形態における、 SHO状態での基地局と移動局との間の信号のやり取りを示すシーケンスチャートである。なお、図 16に示した信号のやり取りに対応する、従来技術での信号のやり取りは、上述した図 12に示されている。

[0079] 移動局が、ステップ S501において、スケジューリング基地局に対して SIを送信すると、スケジューリング基地局は、ステップ S502において、その移動局に対して SAを送信し、移動局は、受信した SAにしたがって、ステップ S503, S504において、 NDI =0と設定してデータブロックを各基地局に送信する。その後、ここで示す場合では、移動局は、ステップ S505においてスケジューリング基地局から NACKを受信し、ステツプ S506において非スケジューリング基地局力も ACKを受信する。移動局は、少なくとも 1つの ACKを受信しているので、自局の HARQプロセスをフリー状態に戻し、 NDIを 1つ増加させる。しかし、スケジューリング基地局は、再送状態であるため、再送のためのリソースを割当てるため、ステップ S507〖こおいて、 SAを移動局に送信する。このとき移動局には送信すべきデータがないとすると、上述の（a)の条件を満たすため、移動局は、ステップ S508において、フリー状態であることを通知する TFC 10と NDI= 1を送信する。すると、スケジューリング基地局は、移動局がフリー状態であることを認識し、さらに NDIがそのスケジューリング基地局で管理して、る NDIよりも 1大きいため、移動局は送信すべきデータを保持していない、と判断する。そして、スケジューリング基地局は、自局の HARQプロセスをフリー状態に戻し、その移動局へのリソース割当てを停止する。このようにして本実施形態によれば、スケジユーリング基地局と移動局間の HARQプロセスの不一致を解消することができ、無駄なリソース割当てを回避できる。

[0080] 図 17は、本実施形態において、 SAの受信タイミング力 HARQプロセス状態を更新するまでの、移動局の処理の流れを示したフローチャートである。

[0081] まず、移動局は、ステップ S501aに示すように、 SA受信タイミングで、 SAを受信できたかどうかを判断し、受信できた場合にはステップ S51 laに移行し、受信できなかつた場合には、ステップ S502aに移行する。以下、受信できなかった場合と受信できた場合とに分けて、移動局での処理を説明する。

[0082] SA受信タイミングで SAを受信できなかった場合:

移動局が SAの受信タイミングで SAを受信できな力つた場合は、移動局は、ステツプ S502aにおいて、自局がフリー状態であるかどうかを判断する。フリー状態であつた場合には、移動局は、ステップ S503aに示すように、フリー状態のままとし、最初のステップ S501aに戻る。ステップ S502aでフリー状態でない場合、すなわち再送状態であった場合には、移動局は、ステップ S504aにおいてカウンタを 1つ増加させ、ステップ S505aにおいて、カウンタの値と所定の最大再送待ち回数 Nとを比較する。カウンタの値が N以下である場合には、移動局は、ステップ S56に示すようにそのまま再送状態として、最初のステップ S501aに戻る。一方、ステップ S505aにおいて、カウンタの値が Nよりも大きい場合には、移動局は、ステップ S507aにおいて、再送状態通知と NDIを送信する。ここで、移動局は、ステップ S508aにおいて、所定の A CKZNACK送信タイミングにお!/、て ACKを受信したかどうかを判定する。 ACKを受信している場合には、それは、基地局ではフリー状態であることを意味しているため、移動局は、ステップ S509aにおいて、自局の HARQプロセス状態もフリー状態に戻し、 NDIを 1つ増加させる。一方、ステップ S508aにおいて、 ACKを受信せず、すなわち NACKを受信した場合は、それは基地局でも依然として再送状態であることを意味しているので、移動局は、ステップ S510において、カウンタをリセットし、ステップ S 506aに移行して再送状態のままとする。

[0083] SA受信タイミングで SAを受信した場合：

移動局が SAの受信タイミングで SAを受信した場合は、移動局は、ステップ S511a において、自局がフリー状態であるかどうかを判断する。フリー状態でない場合、すなわち再送状態である場合には、移動局は、ステップ S512aにおいて、割当てられた伝送速度が再送データの送信に十分であるかどうかを判定し、十分であればステツプ S513aにおいて再送データを送信し、十分でない場合には、ステップ S514a〖こおいて、再送状態通知と NDIを送信する。そして、移動局は、ステップ S515aにおいて、所定の ACKZNACK送信タイミングで ACKを受信したかどうかを判定し、 ACKを受信している場合には、ステップ S516aにおいて、自局の HARQプロセス状態をフリ一状態に戻し、 NDIを 1つ増加させ、最初のステップ S501aに戻る。一方、ステップ S 515aにおいて、 ACKを受信せず、すなわち NACKを受信した場合は、移動局は、ステップ S517aに示すように、再送状態のままとし、最初のステップ S501aに戻る。このように、移動局が再送状態であるが再送に必要なリソースを割当てられな力つた場合は、移動局は再送状態通知を送信し、基地局において移動局が再送状態であることを検知できる。そして、基地局が ACKを送信することにより、移動局は、再送待ち中のデータは既に正しく受信されていることを確認でき、自局をフリー状態へと修正できる。

[0084] また、ステップ S51 laにおいてフリー状態だった場合には、移動局は、ステップ S5 18aにおいて、送信すべきデータがあるかどうかを判断し、送信すべきデータがある場合にはステップ S519aにおヽて新データを送信し、所定のタイミングで ACKを受信したかどうかをステップ S520aにおいて判断する。 ACKを受信した場合には、移動局は、ステップ S521aにおいて、自局の状態をフリー状態へと戻して NDIを 1つ増加させ、最初のステップ S501aに戻る。一方、ステップ 520aにおいて、 ACKを受信せず、すなわち NACKを受信した場合は、移動局は、ステップ S522aにおいて、自局の状態を再送状態とし、最初のステップ S501aに戻る。また、ステップ S518aにおいて送信すべきデータがない場合には、移動局は、ステップ S523aにおいて、フリー状態通知と NDIを送信し、最初のステップ S501aに戻る。これにより、基地局は、移動局がフリー状態であることを検知でき、無駄なリソース割当てを停止することができる。

[0085] 図 18は、本実施形態において、 SAの受信タイミング力 HARQプロセス状態を更新するまでの、基地局の処理の流れを示したフローチャートである。この基地局での処理の流れは、図 17に示した移動局における処理の流れと対をなすものである。

[0086] 基地局の処理は、ステップ S501bに示すように、 SA送信タイミングで SAを送信したカゝどうかによって異なり、送信した場合にはステップ S506bに移行し、送信しなかつた場合にはステップ S502bに移行する。以下、送信しなカゝつた場合と送信した場合とに分けて、基地局での処理を説明する。

[0087] SAを送信しなカゝつた場合：

基地局が SAを送信しなかった場合は、基地局は、ステップ S502bにおいて、再送状態通知を受信したかどうかを判断し、再送状態通知を受信した場合は、次に、ステップ S503bにおいて、基地局における状態が再送状態かどうかを判断し、ここで再送状態であれば、ステップ S504bにおいて、 NACKを移動局に送信するとともに、この HARQプロセスは再送状態のままとし、処理を終了する。ステップ S503bにおいて基地局における状態がフリー状態であれば、基地局は、ステップ S505bにおいて、 ACKを送信し、基地局における状態はフリー状態のままとし、処理を終了する。ステツプ S502bで再送状態通知を受信しな力つた場合には、基地局は処理を終了する。

[0088] SAを送信した場合:

基地局が SAを送信した場合には、基地局は、ステップ S506bにおいて、指示した送信タイミングで TFCIを受信したカゝどうかを判断し、 TFCIを受信しなカゝつた場合には、ステップ S507bにおいて、 SAの送信電力を増加させ、ステップ S501bに戻る。このような状況は、移動局が SAを受信誤りした場合に生じるので、電力を増加させることにより、 SAの誤り率を低減できる。ステップ S506bにおいて TFCIを受信できた場合には、基地局は、ステップ S508bにおいて、その TFCIが HARQプロセス状態通知であるかを判断する。基地局は、 HARQプロセス状態通知であった場合には、ステップ S509bにおいて、それがフリー状態を通知するものかどうかを判断し、フリー状態を通知するものであった場合には、ステップ 510bにおいて、一緒に通知された NDIを確認して基地局で管理している値と同じであるかどうかを判断する。ここで、通知された NDIが基地局で管理しているものと異なる場合には、基地局は、ステップ S 51 lbにおいて、移動局に送信すべきデータがないと判断してフリー状態とし、この移動局のスケジューリングを新たなデータ発生通知があるまで停止し、処理を終了する。また、ステップ S510bにおいて NDIが同じである場合には、基地局は、ステップ S5 12bにおいて、移動局はデータは持っているが送信できない状況であると判断し、この移動局の優先度を低くしフリー状態とし、処理を終了する。このようにフリー状態通知を受信すると、無駄なリソース割当てを停止できる。

[0089] ステップ S509bにおいてフリー状態でなかった場合、すなわち、受信した HARQプロセス状態通知が再送状態であった場合には、基地局は、ステップ S513bにおいて、基地局における HARQプロセス状態が再送状態であるかどうかを確認し、再送状態である場合は、ステップ S514bにおいて、 NACKを送信し、この HARQプロセスは再送状態として、処理を終了する。また、ステップ S513bにおいて、基地局における HARQプロセスが再送状態でない、すなわちフリー状態であれば、基地局は、ステップ S515bにおいて、 ACKを送信しフリー状態のままとし、処理を終了する。このように、移動局が再送状態で基地局はフリー状態の場合は、基地局は ACKを送信することにより、移動局の HARQプロセスをフリー状態に修正する。

[0090] ステップ S508bにお!/、て、受信した TFCIが HARQ状態通知でな!、場合には、基地局は、ステップ S518bにおいて、データブロックの受信処理を行い、ステップ S51 9bにおいて、正しく受信できた力どうかを判断し、正しく受信できた場合にはステップ S520bにおいて ACKを送信してフリー状態とし、処理を終了する。ステップ S519b において正しく受信できなかった場合は、基地局は、ステップ S521bにおいて NAC Kを送信して再送状態とし、処理を終了する。

[0091] 基地局は、以上のようなフローによって各 HARQプロセスの状態を更新し、 HARQ プロセス状態と、各移動局が通知するノッファサイズと受信済みのデータサイズの差から計算した未受信データ量とを考慮して、スケジューリングを行う。

[0092] 図 19は、本実施形態で用いる基地局の構成を示すブロック図である。

[0093] 基地局は、受信信号の逆拡散等の処理を行う受信処理部 801と、逆拡散後の受信信号を制御信号とデータとに分離する制御信号分離部 802と、分離されたデータを復号する復号処理部 803と、移動局ごとに 1または複数準備され、復号後のデータを蓄積するノッファ 804と、復号したデータにおける誤りを検出する誤り検出部 805と、移動局ごとに対応して設けられ、 HARQプロセス状態を管理する HARQ制御部 806 と、移動局ごとにスケジューリングを行うスケジューラ部 807と、下り回線データに対して符号化処理を行う符号化処理部 808と、符号化後の下り回線データと制御信号とを合成する制御信号合成部 809と、制御信号合成部 809からの出力信号に対して拡散処理などを行って送信信号とする送信処理部 810と、を備えて!/ヽる。

[0094] このような基地局では、受信処理部 801において受信信号の逆拡散等の処理が行なわれ、受信処理部 801で処理された受信信号を制御信号分離部 802が制御信号とデータとに分離する。分離された制御信号のうち、スケジューリングのための情報を含む SIがスケジューラ部 807へ送られ、 HARQプロセス状態通知と NDIとは HARQ 制御部 806へ送られる。分離されたデータは、復号処理部 803において復号され、その後、移動局ごとに 1つまたは複数準備されているバッファ 804に蓄積される。復号処理部 803での復号処理に際し、誤り検出部 805は、復号されたデータに対する誤り検出を行い、その結果を、移動局ごとに準備された HARQ制御部 806に通知する。

[0095] HARQ制御部 806は、 HARQプロセスごとに状態を管理するとともに、 HARQプロセス状態通知を受け取ると、図 18で示した手順によって、 HARQプロセス状態を更新する。また、 HARQ制御部 806の HARQ状態に関する情報やバッファ状態の情報は、周期的にスケジューラ部 807へ送られるとともに、送信すべき ACKZNAC Kの信号がある場合は、それらの信号は制御信号合成部 809へ送られる。

[0096] スケジューラ部 807は、各移動局力も受信した SIや HARQ状態、ノッファ状態、また上位レイヤが通知するデータフローの優先度等から、各移動局のスケジューリングを行う。スケジューリング方法としては、一般に知られているスケジューリング方法、例えばデータのある移動局に対して順番に送信機会を割当てる方法や、優先度の高いデータを持っている移動局に優先して送信機会を割当てる方法など、どのようなものを用いてもよい。スケジューリングに関する情報は、制御信号合成部 809において、各移動局に対する下り回線のデータと合成され、合成後のデータに対する拡散等の送信処理が送信処理部 810において行なわれた後、下り回線によって送信される [0097] 図 20は、本実施形態で用いる移動局の構成を示すブロック図である。

[0098] 移動局は、受信信号に対して逆拡散等の受信処理を施す受信処理部 1001と、逆拡散後の受信信号をデータと制御信号とに分離する制御信号分離部 1002と、移動局における HARQプロセスの制御を行う HARQ制御部 1003と、通知された TFCS の中から TFCを選択する TFC選択部 1004と、送信すべきデータを格納するバッファ 1005と、送信すべきデータに対する符号化処理を行う符号化処理部 1006と、再送のために送信データを格納する再送バッファ 1007と、符号化処理が行われたデータと制御信号とを合成する制御信号合成部 1008と、制御信号合成部 1008からの信号に対して拡散処理等を施して送信信号とする送信処理部 1009と、再送待ちをカウントする再送待ちカウンタ 1010と、を備えている。

[0099] 移動局では、受信信号に対し受信処理部 1001が逆拡散等の受信処理を施し、制御信号分離部 1002が、逆拡散後の受信信号力もデータと制御信号とを分離する。分離された制御信号のうち、 ACKZNACKと SAは、 HARQ制御部 1003へ送られる。 HARQ制御部 1003は、 ACKZNACKにしたがって該当する HARQプロセスの状態を更新する。ここで、 SAによって指示された HARQプロセスの状態がフリー状態がか再送状態であるか応じて移動局での処理は大きく異なるので、以下では、この 2つの場合を分けて説明する。

[0100] SAによって指示された HARQプロセスの状態がフリー状態であった場合:

SAによって指示された HARQプロセスの状態がフリー状態である場合には、そのプロセスの状態は、 SAに含まれる最大伝送速度情報とともに、 TFC選択部 1004へ通知される。 TFC選択部 1004は、最大伝送速度情報で指示される最大 TFC以下の TFCの中から、所定の基準にしたがって TFCを選択する。このとき、選択基準としてデータフローごとに設定されている優先度を参照し、優先度の高いデータフローほど高ヽ伝送速度になるような TFCを選択し、対応する TFCIを制御信号合成部 1008 に送る。また、バッファ 1005を参照し、バッファ 1005内に送信すべきデータがない場合は、 TFC選択部 1004は、フリー状態通知である TFCI0を制御信号合成部 100 8に送る。また、選択した TFCをバッファ 1005へ通知し、バッファ 1005から TFCにしたがってデータを取り出し、符号化処理部 1006に送る。このとき、取り出されたデータブロックのコピーは再送バッファ 1007に格納される。

[0101] SAによって指示された HARQプロセスの状餱が再送状餱であった場合:

SAによって指示された HARQプロセスの状態が再送状態である場合には、そのプ口セスの状態は、 SAに含まれる最大伝送速度情報とともに、 HARQ制御部 1003から再送バッファ 1007へと通知される。該当する再送データの伝送速度よりも最大伝送速度が高い場合は、再送するデータが再送バッファ 1007から符号化処理部 100 8へ送られ、そのデータは、符号化された後、制御信号合成部 1008において、 TFC I、 NDI等の制御信号と合成しされ、送信処理部 1009において拡散等の処理が施され、送信される。また、再送データの伝送速度よりも最大伝送速度が低い場合は、 H ARQ制御部 1003は、その旨を TFC選択部 1004に通知し、 TFC選択部 1004は、再送状態通知である TFCI 1を選択し、制御信号合成部 1008に送る。

[0102] 再送状態の HARQプロセスがある場合：

さらに、移動局において再送状態の HARQプロセスがある場合には、 HARQ制御部 1003は、該当する HARQプロセスの送信タイミングごとに再送指示がある力否かを確認し、再送指示がない場合は、 HARQプロセスごとに設けられている再送待ちカウンタ 1010の値を 1つ増加させる。さらに、再送待ちカウンタ 1010が所定の最大再送待ち回数 Nよりも大きくなると、 TFC選択部 1004にその旨が通知され、 TFC選択部 1004は、再送状態通知である TFCI1を制御信号合成部 1008に送る。

[0103] 制御信号合成部 1008は、 TFCI、 NDIと送信すべきデータブロックとを合成し、合成されたデータは、送信処理部 1009において拡散処理などを施された後、上り回線を介して送信される。

[0104] 以上説明したように、本実施の形態によると、 SHO状態のときにスケジューリング基地局が NACKを送りそれ以外の SHO基地局が ACKを送った場合であって、かつ移動局が送信すべき新たなデータがない場合に生じる HARQプロセス状態の不一致を、解消することができる。一般に WCDMAシステムでは、 SHO領域の割合力 0 〜60%程度であり、また伝搬ロスの変動に応じて高速にスケジューリング基地局を切り替えることが困難なため、上述したような状況は高い確率で生じうる。このような状況では、基地局は、送信すべきデータがない移動局に無駄なリソースを割当て、その分、送信すべきデータを持っている移動局にリソースを割当てられなくなるため、リソースの使用効率が低下し、システムスループットが劣化する。本実施の形態によると、このような状況を解消することが可能となるため、システムスループットが向上する。また

、同様な状況は移動局における NACKまたは ACKの誤受信でも生じる力本発明の形態によれば、移動局における NACKまたは ACKの誤受信の場合の HARQプロセス状態の不一致も解消することが可能となり、さらにリソース使用効率を高め、システムスループットが向上する。

[0105] また、本実施形態のさらなる利点として、基地局は、移動局における SAの受信誤りを検知できるようになる。すなわち、基地局は、 SAによってデータブロック送信を指示したにも関わらず、指示したタイミングでデータブロックも HARQプロセス状態通知も受信できな力つた場合は、移動局が SAを受信できな力つたと判断できる。したがつて、このような場合は、基地局は、 S Aの送信電力を増加して S Aを再度送信することができ、 SAの誤り率を低減することが可能となる。 SAが誤った場合、基地局が SAを送信した移動局のためにその基地局がリソースを確保しているにも関わらず、その移動局は、データブロックを送信できないことになる。したがって、その移動局の送信遅延が増加しユーザスループットが低下するとともに、確保したリソースを他のデータ送信待ちの移動局にも割当てられな、ため、システム全体のスループットも低下する。本実施の形態によると、このような状態が生じる確率を低減することが可能となるため、システムスループット、ユーザスループットがともに増加し、送信遅延を低減することが可能となる。

[0106] 第二の実施形態：

以下、第二の実施形態による通信制御方法について説明する。

[0107] 第二の実施形態では、時間スケジューリングを用い、 HARQは非同期型送信を用いることとし、さらに、再送に関しては移動局が決定するものとする。すなわち、自発型再送方法が用いられるものとする。この第二の実施形態でも、第一の実施形態と同様に、 TFCIを利用して HARQプロセス状態通知を送信する。すなわち、 TFCIO をフリー状態、 TFCI1を再送状態と定義する。 [0108] 移動局は、以下のような場合に HARQプロセス状態通知を使用する：

(a) ACKを受信し、かつ送信すべきデータがバッファ内にな、場合；

(b) NACKを受信し、かつ NACKの受信後、 Wフレームの間にわたって連続的に最大伝送速度が再送に要する伝送速度より小さ、場合；

(c)データブロックを送信したにも関わらず、所定タイミング Tで ACKZNACKを受信できず、かつ Tから Wフレーム間連続的に最大伝送速度が再送に要する伝送速度よりも小さい場合。

[0109] 以上の条件 (a)〜（c)のいずれ力 1つが満たされると、移動局は、該当する HARQ プロセスの状態を通知するための TFCIを基地局に送信する。基地局は、 HARQプロセス状態を通知するための TFCIを受信すると、自局における HARQプロセス状態を確認し、不一致が生じている場合には、移動局に合わせるように、自局における H ARQプロセス状態を修正する力、移動局に基地局の HARQプロセス状態を通知する。

[0110] 図 21は、第二の実施形態における、 SHO状態での基地局と移動局との間の信号のやり取りを示すシーケンスチャートである。

[0111] 移動局と基地局は、ステップ S1401, S1402で示すよう〖こ、所定の周期で RRと RG を送受信する。移動局は、ステップ S1403, S1404において、任意のタイミングで指定された最大伝送速度以下の伝送速度で、 NDI = 0として、データブロックを各基地局に送信する。ここでは、移動局は、ステップ S1405においてスケジューリング基地局から NACKを受信し、ステップ S 1406において非スケジューリング基地局から AC Kを受信するものとする。したがって、スケジューリング基地局では再送状態であるが、移動局はフリー状態となり、 HARQプロセス状態に不一致が生じる。移動局は、 A CKを受信すると、自局のバッファ内のデータを確認し、送信すべきデータがない場合には、ステップ S1407において、フリー状態通知、すなわち TFCIOを送信する。この場合は、上述の条件 (a)に適合するので、基地局は、移動局がフリー状態であることを認識し、移動局は送信すべきデータを保持していない、と判断する。そして、 HA RQプロセスをフリー状態に戻し、この移動局へのリソース割当てを停止する。このようにしてこの実施形態では、スケジューリング基地局と移動局との間の HARQプロセスの不一致を解消することができ、無駄なリソース割当てを回避できる。

[0112] 図 22は、本実施形態における、移動局での HARQプロセス状態の更新の処理を示したフローチャートである。

[0113] 移動局は、ステップ S 1401aにおいて、任意の時間で、許可されている最大伝送速度以下の伝送速度でデータブロックを送信し、ステップ S1402aにおいて、基地局から所定のタイミングで ACKを受信したカゝどうかを判断する。所定のタイミングで ACK を受信した場合には、移動局は、ステップ S1403aにおいて、自局のバッファ内のデ一タ量を確認して送信すべきデータがあるかどうかを判断し、送信すべきデータがあれば、引き続きデータブロックを送信するためにステップ S1401aに戻り、送信すべきデータがなければ、ステップ S1404aにおいてフリー状態通知を送信して、処理を終了する。基地局は、移動局がバッファ内の全データを送り終えたことを検知でき、基地局が再送状態であった場合はこれを修正して無駄なリソース割当てを回避できる。したがって、システムスループットが増加する。

[0114] ステップ 1402aで ACKを受信しなかった場合、すなわち、所定のタイミングで NAC Kを受信した場合には、移動局は、ステップ S 1405aにおいて、許可されている最大伝送速度が再送すべきデータブロックを送信するのに十分であるかどうかを判断する。ここで、十分であると判断した場合は、任意のタイミングで再送データを送信するために、ステップ S1401aに戻る。一方、十分でない場合は、移動局は、ステップ S140 6において、タイマーを所定時間だけ増加させ、ステップ S 1407aにおいて、タイマーの値と所定の最大再送待ち時間 Wとを比較する。移動局は、タイマーの値が W以下である場合には、ステップ S 1405aまで戻り、タイマーの値が Wより大きい場合には、ステップ S1408aにおいて再送状態通知を送信する。その後、移動局は、ステップ S 1409aにおいて、所定のタイミングで ACKを受信したかどうかを判断し、 ACKを受信した場合には、ステップ S1410aにおいて、送信途中のデータブロックを破棄し、ステツプ S1411aにおいて、送信すべきデータがあるかどうかを判断する。ステップ S14 11aで送信すべきデータがある場合には、移動局は、任意のタイミングでデータプロック送信を続けるためにステップ S1401aに戻り、送信すべきデータがない場合は、ステップ 1404aに移行してフリー状態通知を送信し、処理を終了する。ステップ S14 09aで ACKを受信しなかった場合、すなわち、所定のタイミングで NACKを受信した場合は、移動局の処理は、ステップ 1405aに戻る。

[0115] 図 23は、本実施形態における、基地局でのデータ受信に関する処理を示すフローチャートである。

[0116] 基地局は、ステップ 1401bにおいて、データを受信し、ステップ S1402bにおいて、一緒に送られてくる TFCIが HARQプロセス状態通知であるかどうかを確認する。 TF CIが HARQプロセス状態通知であった場合には、基地局は、ステップ S1403bにおいて、その HARQプロセス状態通知がフリー状態通知であるかどうかを判断し、フリ一状態通知を受信した場合には、ステップ S 1404bにおいて、基地局におけるこの H ARQプロセス状態もフリー状態とし、次のデータ受信のためにステップ S 1401bに戻る。したがって、移動局がフリー状態であるが基地局は再送状態になっていた場合は、再送のために無駄なリソースを割当てることを回避しシステムスループットが向上する。

[0117] ステップ S1403bにおいてフリー状態通知でな力つた場合、すなわち再送状態通知を受信した場合には、基地局は、ステップ S1405bにおいて、基地局における HA RQプロセス状態を確認して再送状態かどうかを判断する。基地局は、再送状態でない場合すなわちフリー状態であればステップ S 1406bにおいて ACKを送信し、再送状態であればステップ S1407bにお!/、て NACKを送信し、 V、ずれの場合も次のデータ受信のためにステップ S1401bに戻る。したがって、基地局ではすでに受信完了しているデータブロックに対して移動局が再送待ちをしているような場合には、移動局の状態をフリー状態に修正でき、移動局が無駄に再送リソース割当てを待つことにより他のデータを送信できなくなるような状況を回避でき、ユーザスループットが向上する。

[0118] ステップ S 1402bにおいて TFCIが HARQプロセス状態通知でなかった場合には、基地局は、ステップ S 1408bにおいてデータブロックを受信し、ステップ S1409bにおいて、そのデータブロックを正しく受信できた力どうかを判断する。基地局は、データブロックを正しく受信できた場合にはステップ S 1410bにおいて ACKを送信し、正しく受信できなかった場合はステップ S 141 lbにお!/、て NACKを送信し、 V、ずれの場合も次のデータ受信のためにステップ S 140 lbに戻る。基地局は、以上の動作を繰り返し行っている。

[0119] このようにして、移動局は再送状態であるが基地局はそれを認識しておらず再送に十分なリソースを割当てないような場合に、移動局は自局が再送待ちであることを基地局に通知し、基地局で既に正しく受信できている場合には基地局は ACKを送って移動局に通知し、移動局の HARQプロセスを修正することができる。したがって、本実施形態によれば、再送データが送信できな!、ために他の新たなデータが送信できなくなることを回避でき、ユーザスループットが向上する。また、基地局が無駄にこの移動局にリソース割当てをすることを回避できるため、リソース使用効率も高まりシステムスループットが向上する。

[0120] 図 24は、この実施形態で用いる基地局の構成を示している。

[0121] 基地局は、図 19に示したものと同様に、受信信号の逆拡散等の処理を行う受信処理部 1501と、逆拡散後の受信信号を制御信号とデータとに分離する制御信号分離部 1502と、分離されたデータを復号する復号処理部 1503と、移動局ごとに 1または複数準備され、復号後のデータを蓄積するバッファ 1504と、復号したデータにおける誤りを検出する誤り検出部 1505と、移動局ごとに対応して設けられ、 HARQプロセス状態を管理する HARQ制御部 1506と、移動局ごとにスケジューリングを行うスケジユーラ部 1507と、下り回線データに対して符号化処理を行う符号化処理部 1508 と、符号化後の下り回線データと制御信号とを合成する制御信号合成部 1509と、制御信号合成部 1509からの出力信号に対して拡散処理などを行って送信信号とする送信処理部 1510と、を備えている。

[0122] 基地局では、受信信号は、受信処理部 1501において逆拡散等の処理を施され、その後、制御信号分離部 1502において制御信号とデータとに分離される。分離されたデータは、復号処理部 1503において復号され、移動局ごとに 1つまたは複数準備されているバッファ 1504に蓄積される。それと同時に、復号したデータに対して誤り検出部 1505は誤り検出を行い、その結果は、移動局ごとに準備されている HARQ 制御部 1506に通知される。分離された制御信号のうち RRはスケジューラ部 1507へ送られ、 HARQプロセス状態通知と NDIは HARQ制御部 1506へ送られる。 [0123] HARQ制御部 1506は、 HARQプロセスごとに状態を管理するとともに、フリー状態通知を受け取ると、該当する HARQプロセスの状態をフリー状態に変更し、再送状態通知を受け取ると、該当する HARQプロセスの状態を確認し、フリー状態であれば ACKを、再送状態であれば NACKを生成して、これらを制御信号合成部 1509へ送る。 HARQ制御部 1506の HARQ状態に関する情報やバッファ状態の情報は、周期的にスケジューラ部 1507に送られる。

[0124] スケジューラ部 1507は、各移動局力も受信した RRや HARQ状態、バッファ状態、また上位レイヤが通知するデータフローの優先度等から、各移動局のスケジユーリングを行う。スケジューリング方法としては、一般に知られているスケジューリング方法、例えばデータのある移動局に対して順番に送信機会を割当てる方法や、優先度の高いデータを持っている移動局に優先して送信機会を割当てる方法など、どのようなものを用いてもよい。スケジューリングに関する情報は、制御信号合成部 1509において、各移動局に対する下り回線のデータと合成され、合成後のデータに対する拡散等の送信処理が送信処理部 1510にお、て行なわれた後、下り回線によって送信される。

[0125] 図 25は、本実施形態で用いる移動局の構成を示している。

[0126] 移動局は、受信信号に対して逆拡散等の受信処理を施す受信処理部 1601と、逆拡散後の受信信号をデータと制御信号とに分離する制御信号分離部 1602と、移動局における HARQプロセスの制御を行う HARQ制御部 1603と、通知された TFCS の中から TFCを選択する TFC選択部 1604と、送信すべきデータを格納するバッファ 1605と、送信すべきデータに対する符号化処理を行う符号化処理部 1606と、再送のために送信データを格納する再送バッファ 1607と、符号化処理が行われたデータと制御信号とを合成する制御信号合成部 1608と、制御信号合成部 1608からの信号に対して拡散処理等を施して送信信号とする送信処理部 1609と、を備えている

[0127] 移動局では、受信信号に対し受信処理部 1601が逆拡散等の受信処理を施し、制御信号分離部 1602が、逆拡散後の受信信号力もデータと制御信号とを分離する。分離された制御信号のうち、 ACKおよび NACKは HARQ制御部 1603へ送られる。 HARQ制御部 1603は、 ACKZNACKにしたがって該当する HARQプロセスの状態を更新する。さらに、 ACKを受信した場合は、 HARQ制御部 1603は、その旨を TFC選択部 1604へ通知し、 TFC選択部 1604は、バッファ 1605内のデータ量を確認し、送信すべき新たなデータがない場合は、フリー状態通知である TFCI0を制御信号合成部 1608へ送る。分離された制御信号のうち、 RGは TFC選択部 1604に送られ、この RGによって、 TFC選択部 1604内の最大伝送速度が更新される。さらに、 TFC選択部 1604は、 HARQ制御部 1603が通知する再送データの有無の情報から、再送データがある場合は再送データを、それ以外の場合は新データを送信するよう決定する。

[0128] 再送データを送信する場合には、 TFC選択部 1604は、初回送信時と同じ TFCを使用することが許可されて、るかを確認し、許可されて、な、場合は再送待ちタイマ一（不図示）を所定時間だけ進める。さらに、タイマーの値が所定の最大待ち時間以上になつた場合は、再送状態通知である TFCI 1を制御信号合成部 1608に送信する。初回送信時と同じ TFCを使用できる場合は、再送バッファ 1607から再送データブロックが取り出されて符号ィ匕処理部 1606に送られるようにする。

[0129] 一方、新データを送信する場合には、 TFC選択部 1604は、 RGで更新された最大 TFC以下の TFCの中から、所定の基準にしたがって TFCを選択する。このとき、選択基準としてデータフローごとに設定されている優先度を参照し、優先度の高いデータフローほど高い伝送速度になるような TFCを選択する。 TFC選択部 1604は、選択した TFCをバッファ 1605へ通知し、バッファ力もデータを取り出されて符号化処理部 1606に送られるようにする。このとき、取り出したデータブロックのコピーは、再送バッファ 1607に格納される。

[0130] 符号化処理部 1606へ送られたデータブロックは符号化され、制御信号合成部 16 08において、 TFCI、 NDI、 RV、 HARQ ID等の制御信号と合成され、送信処理部 1609で拡散等の処理を施されて、送信される。

[0131] 以上、説明したように本実施の形態によると、第一の実施形態と同様に、 SHO状態のときにスケジューリング基地局が NACKを送りそれ以外の SHO基地局が ACKを送った場合であって、かつ移動局が送信すべき新たなデータがな!、場合に生じる H ARQプロセス状態の不一致を、解消することができる。 HARQプロセス状態の不一致が生じると、基地局は送信すべきデータがない移動局に無駄なリソースを割当て、その分、送信すべきデータを持っている移動局にリソースを割当てられなくなるため、リソースの使用効率が低下し、システムスループットが劣化する。本実施の形態によると、このような状況を解消することを可能となるため、システムスループットが向上する。また、同様な状況は移動局における NACKまたは ACKの誤受信でも生じる力本発明の形態によれば、移動局における NACKZACKの誤受信の場合の HARQプロセス状態の不一致も解消することが可能となり、さらにリソース使用効率を高め、システムスループットが向上する。

[0132] 第三の実施形態：

以下、第三の実施形態の通信制御方法について説明する。

[0133] 第三の実施形態では、第一の実施形態と同様に、時間'伝送速度スケジューリングを用い、 HARQは同期型送信を用いるものとする。さらに、再送に関しては基地局が指示をするものとする。すなわち、基地局制御型再送方法が用いられるものとする。

[0134] 第三の実施形態では、移動局は、スケジューリング基地局力 NACKを受信し、それ以外の SHO基地局力も ACKを受信し、かつバッファ内にデータがない場合に、 H ARQプロセス状態通知として、無データ通知を送信する。無データ通知としては、 T FCIOを使用し、基地局は移動局力 TFCIOを受信すると、該当する HARQプロセスをフリー状態に修正し、再送のリソースを割当てないようにする。

[0135] 以上のような無データ通知を導入することにより、スケジューリング基地局と移動局との間の HARQプロセスの不一致による、無駄なリソース割当てを回避することができる。また、第一の実施形態の場合と異なり、 ACKまたは NACKの誤りにより生じる問題は解決できないが、 ACKZNACKの誤り率は、 ACKZNACKの送信電力や冗長度の増加など、他の方策を講じて下げることは可能である。一方、 SHO時に生じる HARQプロセスの不一致は、他の方法では避けられな、根本的な問題である。したがって、本実施の形態によると、移動局が送信するプロセス状態通知の量を低減しつつ、 SHO中にスケジューリング基地局が無駄なリソース割当てをすることを回避することができ、システムスループットが向上する。 [0136] なお、本実施の形態では無データ通知として TFCIを利用した力 SIに含まれる B OIに 0サイズを定義して利用してもよい。

[0137] 第四の実施形態：

以下、第四の実施形態の通信制御方法について説明する。

[0138] 第四の実施形態では、第一の実施形態と同様に、時間 '伝送速度スケジューリングを用い、 HARQは同期型送信を用いるものとする。さらに、再送に関しては基地局が指示をするものとする。すなわち、基地局制御型再送方法が用いられるものとする。

[0139] 第四の実施形態では、移動局が所定の周期で HARQプロセスの状態を通知するようにする。図 26は、移動局に 4つの HARQプロセスが設定されている状態での HA RQプロセス状態通知の送信例を示して、る。

[0140] 本実施形態では、各 HARQプロセスは、 5回に 1回、 HARQプロセス状態通知を送る。状態通知が送信される HARQプロセスは、図においては、網掛けのフレームとして示されている。 HARQプロセス状態通知としては、第一の実施形態と同様に、 T FCIOと TFCI1を使用し、 TFCIOをフリー状態通知、 TFCI1を再送状態通知とする。移動局は、 HARQプロセス状態通知の送信タイミングが来ると、その時点での状態をこれらの HARQプロセス状態通知を用いて基地局に通知する。それ以外のフレームでは、移動局は、基地局の指示にしたカ^、、データを送信する。 HARQプロセス状態通知の送信タイミングは基地局にも既知であるため、そのタイミングではデータ送信をスケジューリングしないようにする。基地局は、 HARQプロセス状態通知を受信すると、該当する HARQプロセスの現在の状態を確認し、異なっていれば移動局から通知があった状態に修正する。

[0141] 本実施形態によると、基地局と移動局は所定の周期で HARQプロセス状態の不一致を修正させることができる。したがって、無駄なリソース割り当てを回避でき、スループットが向上する。

[0142] 第五の実施形態：

第五の実施形態は、第一の実施形態と同様、時間'伝送速度スケジューリングを用い、 HARQは同期型送信を用いるものとする。さらに、再送に関しては基地局が指示をするものとする。すなわち、基地局制御型再送方法が用いられるものとする。 [0143] 第一の実施形態では、移動局は、 SAを受信すると、 SAで指定された送信タイミングで HARQプロセス状態通知を送信していた力第五の実施形態では、 SAを受信した時刻 Tにおヽて送信すべきデータがなく、かつ時刻 Tから所定時間内に送信すべきデータが発生しな力つた場合に、 HARQプロセス状態通知を送信する。

[0144] したがって、この実施形態では、第一の実施形態による利点に加え、 HARQプロセス状態通知の送信が頻発することを回避できる。

[0145] 第六の実施形態：

第六の実施形態は、第二の実施形態と同様、時間スケジューリングを用い、 HAR Qは非同期型送信を用いる。さらに、再送に関しては移動局が決定するものとする。すなわち、自発型再送方法が用いられるものとする。

[0146] 第二の実施形態では、移動局は、 ACKを受信すると直ちに HARQプロセス状態通知を送信していた力第六の実施形態では、 ACKを受信した時刻 Tにおいて送信すべきデータがなぐかつ時刻 Tから所定時間内に送信すべきデータが発生しなかつた場合に、 HARQプロセス状態通知を送信する。

[0147] したがって、この実施形態では、第二の実施形態による利点に加え、 HARQプロセス状態通知の送信が頻発することを回避できる。

[0148] 一般にセルラシステムの基地局は、アンテナや無線送受信部の他に、基地局の動作を制御するコンピュータを備えてヽる。したがって上述した各実施形態における基地局は、基地局を構成するコンピュータが上述の機能を実現するためのプログラムを読み込んで実行することによって実現されるものであってもよ!/、。同様に上述した各実施形態における移動局は、移動局を構成するコンピュータが上述の機能を実現するためのプログラムを読み込んで実行することによって実現されるものであってもよい

[0149] このようなプログラムは、例えば、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録されており、その記録媒体をコンピュータに装着することによってコンピュータに読み込まれる。あるいはそのようなプログラムは、インターネットなどのネットワークを介してコンピュータに読み込まれるものであってもよい。したがって、そのようなプログラム、そのようなプログラムを記録した記録媒体、そのようなプログラムを含むプログラムプロダタトも本発明の範疇に含まれる。

Claims

請求の範囲

[1] 基地局と前記基地局に対して無線回線が設定される移動局とを有する無線通信システムにおける通信制御方法であって、

前記基地局が、前記移動局に対して、送信リソースの割当てを示す送信リソース割当て情報を通知する段階と、

前記移動局が、前記送信リソース割当て情報にしたがって、データブロックを送信する段階と、

前記基地局が、前記データブロックが正しく受信できた力否かを示す送達確認信号を送信する段階と、

誤受信を示す前記送達確認信号を受信した場合に前記移動局が前記データプロックを再送する段階と、

正しく受信したことを示す前記送達確認信号を受信した場合に前記移動局が前記データブロックの送信を終了する段階と、

前記移動局が、自局が再送待ちの状態である再送状態か再送待ちでな、状態であるフリー状態力を通知する送信プロセス状態通知を送信する段階と、

前記基地局が、前記移動局における送信プロセス状態に応じて、前記移動局に対する前記送信リソースの割当てを決定する段階と、

を有する通信制御方法。

[2] 前記移動局は前記送信プロセス状態通知を所定の周期で送信する、請求項 1に記載の通信制御方法。

[3] 前記移動局は、前記送達確認信号の受信に応じて、前記送信プロセス状態通知を送信する、請求項 1に記載の通信制御方法。

[4] 前記移動局は、正しく受信したことを示す前記送達確認信号を受信した時刻である ACK受信時刻において自局のバッファ内に送信すべきデータがなぐかつ、前記 A CK受信時刻から所定の時間期間内に送信すべきデータが発生しな力つた場合に、前記送信プロセス状態通知を送信する、請求項 1乃至 3のいずれか 1項に記載の通信制御方法。

[5] 前記移動局は、誤受信を示す前記送達確認信号を受信した時刻である NACK受信時刻から所定の時間期間間に、前記誤受信を示す前記送達確認信号に対応する再送に必要なリソースを割当てられな力つた場合に、前記送信プロセス状態通知を送信する、請求項 1乃至 4のいずれか 1項に記載の通信制御方法。

[6] 前記移動局は、前記送信プロセス状態通知を送信し、その後、所定のタイミングで、正しく受信したことを示す前記送達確認信号を受信すると、送信途中のデータを破棄し、再送を停止する、請求項 1乃至 5のいずれ力 1項に記載の通信制御方法。

[7] 前記移動局は、前記送信リソース割当て情報を受信した時刻である割当て受信時刻において自局のバッファ内に送信すべきデータがなぐかつ、 SA受信時刻から所定の時間期間内に送信すべきデータが発生しな力つた場合に、前記送信プロセス状態通知を送信する、請求項 1乃至 6のいずれ力 1項に記載の通信制御方法。

[8] 前記移動局は、前記送信リソース割当て情報を受信したが送信すべきデータがない場合に第一の送信プロセス状態通知を送信し、前記送信リソース割当て情報を受信し送信すべきデータはあるが送信しな!ヽ場合には、第二の送信プロセス状態通知を送信する、請求項 1乃至 7のいずれ力 1項に記載の通信制御方法。

[9] 前記基地局は、前記送信リソース割当て情報を送信し、その後、所定の期間にわたって前記移動局力データブロックも前記送信プロセス状態通知も受信しな力つた場合には、前記送信リソース割当て情報の送信電力を所定値だけ増加させて送信する、請求項 1乃至 8のいずれか 1項に記載の通信制御方法。

[10] 前記基地局は、前記第二の送信プロセス状態通知を受信した場合、前記データブロックに対する送信リソース割当ての優先度を低くする、請求項 8に記載の通信制御方法。

[11] 前記送信リソースとして、前記移動局に使用を許可する最大伝送速度と送信時間を割当てる、請求項 1乃至 10のいずれ力 1項に記載の通信制御方法。

[12] 前記送信リソースとして、前記移動局に使用を許可する最大伝送速度を割当てる、請求項 1乃至 10のいずれか 1項に記載の通信制御方法。

[13] 基地局と、

前記基地局に対して無線回線が設定され、前記基地局力の送信リソース割当て情報にしたがってデータブロックを前記基地局に送信し、前記基地局からの、誤受信を示す前記送達確認信号を受信すると前記データブロックを再送し、正しく受信したことを示す前記送達確認信号を受信すると前記データブロックの送信を終了し、自局が再送待ちの状態である再送状態か再送待ちでない状態であるフリー状態力を通知する送信プロセス状態通知を送信する移動局と、

を有し、

前記基地局は、前記データブロックが正しく受信できた力否かに応じて前記送達確認信号を送信し、前記移動局における送信プロセス状態に応じて、前記移動局に対する前記送信リソースの割当てを決定する、無線通信システム。

[14] 移動局に対して無線回線が設定される基地局であって、

前記移動局から、データブロックと、当該移動局が再送待ち状態か否かを通知する送信プロセス状態通知を受信する手段と、

前記データブロックが正しく受信できた力否かを判定する手段と、

前記送信プロセス状態通知に応じて前記移動局に対する送信リソースの割当てを決定する手段と、

前記移動局に対して送信リソース割当て情報を通知するとともに、前記データプロックが正しく受信できたか否かを示す送達確認信号を送信する手段と、

を有する、基地局。

[15] 基地局に対して無線回線が設定される移動局であって、

送信すべきデータを格納する格納手段と、

前記基地局力送信リソース割当て情報と送達確認信号とを受信する手段と、前記送信リソース割当て情報に応じて、前記格納手段中のデータをデータブロックとして送信させ、誤受信を示す前記送達確認信号を受信すると前記データブロックを再送させ、正しく受信したことを示す前記送達確認信号を受信すると前記データプロックの送信を終了させる手段と、

再送待ち状態か否かを通知する送信プロセス状態通知を送信する手段と、を有する移動局。

[16] 移動局に対して無線回線が設定される基地局を構成するコンピュータで実行可能なプログラムであって、前記コンピュータに、

前記移動局から、データブロックと、当該移動局が再送待ち状態か否かを通知する送信プロセス状態通知を受信する処理と、

前記データブロックが正しく受信できた力否かを判定する処理と、

前記送信プロセス状態通知に応じて前記移動局に対する送信リソースの割当てを決定する処理と、

前記移動局に対して送信リソース割当て情報を通知するとともに、前記データプロックが正しく受信できたか否かを示す送達確認信号を送信する処理と、

を実行させるプログラム。

基地局に対して無線回線が設定される移動局を構成するコンピュータで実行可能なプログラムであって、

前記コンピュータに、

送信すべきデータを格納部に格納する処理と、

前記基地局から送信リソース割当て情報と送達確認信号とを受信する処理と、前記送信リソース割当て情報に応じて、前記格納部中のデータをデータブロックとして送信させ、誤受信を示す前記送達確認信号を受信すると前記データブロックを再送させ、正しく受信したことを示す前記送達確認信号を受信すると前記データプロックの送信を終了させる処理と、

再送待ち状態か否かを通知する送信プロセス状態通知を送信する処理と、を実行させるプログラム。