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技術 データを分配の際の遅延時間を低減する方法と装置

出願人 ルーセントテクノロジーズインコーポレーテッド
発明者 クリシュナバラチャンドランカークケイチャンリチャードポールエジャックウェイルオサンジブナンダ
出願日 2001年4月11日 (20年2ヶ月経過) 出願番号 2001-112621
公開日 2002年8月2日 (18年10ヶ月経過) 公開番号 2002-218004
状態 特許登録済
技術分野 移動無線通信システム 広域データ交換 通信制御
主要キーワード ドレイニング 近似解析 適合装置 リンク制御装置 テレネット 時間遅延量 チャネル損失 受領確認通知
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図面 (8)

課題

不完全な送信/受信チャネル状態においてワイヤレス通信を介してデータブロックから構成されたメッセージ通信するための方法と装置を改善することを提供すること。

解決手段

本発明の方法と装置は、より高いレイヤーPDUパケット遅延に基づいている。本発明は、データブロックのスループット平均値を最大にするために自動的に変調符号化スキームを採用して遅延を減らす。

概要

背景

Enhanced General Packet Radio Service(EGPRS)のようなワイヤレスパケットデータシステムにおいては、Automatic Repeat Request(ARQ)が無線リンクを介したエラーからの再生のために用いられている。無線リンク制御(Radio Link Control;RLC)の性能は、スループットの観点から特徴づけられており、一方送信されるべきパケット或いはより高いレイヤープロトコルデータユニット(Protocol Data Units;PDUs)のサイズは無視されていた。

これに関しては、K.Balachndran ,R.Ejzak ,S.Nanda著の「Efficient transmission of ARQfeedback for EGPRS Radio link control」のIEEE Vehicular Technology Conf.,May 1999を参照のこと。現在9種類の変調符号化スキーム(Modulation and Coding Schemes;MCSs)がEGPRSに対して提案されており、MCS−1が最も頑強な符号化系であり、MCS−9が最も脆弱な符号化系である。

それぞれのより高いレイヤーのパケットは、複数の無線リンク制御(Radio Link Control;RLC)ブロックに分けられる。RLCブロックのサイズと20msブロック周期の間に送信されるRLCブロックの数は送信用に選択されたMCSに依存して変動する。例えば、MCS−1のRLCブロックサイズは22オクテッドであり、MCS−2に対するRLCブロックサイズは28オクテッドである。MCS−1からMCS−6に対しては1個のRLCブロックは各タイムスロット上で20msのブロック周期で送信される。MCS−7からMCS−9に於いては2個のRLCブロックが各タイムスロットで20msブロック周期で送信される。これに関する最新技術は、A.Furuskar ,S.Mazur ,F.Muller ,H.Olofsson著の「EDGE:enhanced data rates for GSMandTDMA/136 evolution,」IEEE personal Communications ,PP.56-66 ,June 1999とETSI GSM 03.60,「Digital cellular telecommunications system(phase 2+);General Packet Radio Service(GPRS);Service description:stage 2」とK.Balachndran,K.Conner ,R.Ejzak , S.Nanda著の「A Proposal for EGPRS Radio link control Using Link Adaptation and Incremental Redundancy,」Bell Labs Technical Journal,vol.4,no.3,pp.19-36,July-Sept.1999を参照のこと。移動局が複数のスロットの機能を有する場合には、複数のタイムスロット(EGPRSにおいては最大8個)利用可能である。

RLCのエラーブロックレート(Block Error Rate;BLER)は、より頑強な符号体系を用いることにより大幅に低減することが出来る。例えば、MCS−1のような頑強なスキーム(体系)を用いると、送信を完了するために再伝送繰り返し回数が少なくなる。しかし、より頑強な符号化系は1個のRLCブロック内で送信出来るデータビットの数が減ることになる。MCS−9のようなあまり頑強ではない(脆弱な)スキームは、1個のRLCブロック内により多くのビットを詰め込むことができるが、通常のチャネル条件の下ではより高いBLERで動作することとなり、そして送信を完了させるためには再送信の数が増えることになる。選択的ARQにおいては、許容可能なスループットはR(1−Pe)である。ここでRは送信レートでPeはブロックエラーレートである。これは大量のデータの転送には十分適応できる(例えば、ファイルトランスファープロトコル(file transfer protocol;ftp)のアプリケーションに対して)。しかし、webのブラウザテレネットのようなアプリケーションにおいては、関心事は短いパケットを送信する際の遅延問題である。斯くして、短いパケットを送信するには、長期の観点からのスループット(伝送効率)では、クオリティオブサービス(quality of service)を計測することは出来ない。さらにフォワードエラー修正(Forward Error Correction;FEC)と、遅延の観点から異なるパケットサイズに対するARQとの間のトレードオフを検討するためには、EGPRSフレームワーク仮定されている。

選択的繰り返し(selective repeat;SR)ARQの遅延性能に関する研究が行われている。M.E.AnagnostouとE.N.Protonotarios著の「Performance analysis of the selective repeat ARQ protocol」IEEE Trans. on Communications,vol.34,no.2,pp.127-135,Feb.1986においては、RLCブロック遅延に関する詳細解析近似解析が単一のスロットの場合で得られている。R.Fantacci著の「Queueing analysis of the selective repeat automatic repeat request protocol wireless packet network」IEEE transactions on Vehicular technologies,vol.45,no.2,pp.258-264,May 1996の文献においては、著者マルコフ2状態チャネルに於いて、SR−ARQの性能を解析している。別の近似結果がJ.ChangとT.Yang著の「End-to-end delay of an adaptive selective repeat ARQ protocol」IEEE Transsactions on Communications,vol.42,no.11,pp.2926-2928,Nov.1994の文献に開示されている。上記の文献に開示された研究は、ブロックに対する遅延のみが計算されている。

重要な尺度は、データブロック分配する際の時間遅延ではなく、メッセージ通信する際の時間遅延である。メッセージに対する遅延を更に研究には、複数のRLCブロックを含むより高いレイヤーパケットの順番通りの分配の時間遅延量を測定することが好ましい。複数のブロックを含むより高いレベルのパッケットの順番通りの分配の遅延時間の測定を行うと、無線通信現実の世界におけるデータブロックの通信する方法と装置を改善することが出来る。

概要

不完全な送信/受信チャネル状態においてワイヤレス通信を介してデータブロックから構成されたメッセージを通信するための方法と装置を改善することを提供すること。

本発明の方法と装置は、より高いレイヤーのPDUとパケットの遅延に基づいている。本発明は、データブロックのスループットの平均値を最大にするために自動的に変調と符号化スキームを採用して遅延を減らす。

目的

本方法の目的は、受信チャネル状態において、不完全な送信/受信チャネル状態において、ワイヤレス通信を介してデータブロックから構成されたメッセージを通信するための方法と装置を改善することである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

(A)リンクを介して送信すべき少なくとも1つのデータパケットを記憶するステップと、(B) 第1の変調符号化スキームベルで、前記データパケットの第1セグメントを送信するステップと、(C) より頑強な第2の変調/符号化スキームレベルで、前記データパケットの第2セグメントを送信するステップとを有することを特徴とするデータを分配の際の遅延時間を低減する方法。

請求項2

(A)リンクを介して送信すべき少なくとも1つのデータパケットを記憶するバッファと、(B) 第1の変調/符号化レベルで、前記データパケットの第1セグメントを変調/符号化し、より頑強な第2の変調/符号化レベルで、前記データパケットの第2セグメントを変調/符号化する変調器及び符号化器と、(C) 前記第1と第2のセグメントを送信する送信器とを有することを特徴とするデータを分配の際の遅延時間を低減する装置。

請求項3

通信チャネルを介して可変長ユーザーデータパケットを送信するデータ通信システムに於いて、(A) 通信チャネル上で伝送用の各データパケットを分割する手段と、(B) 各データセグメントを送信するために異なった変調と符号化スキームを選択するために、リンク適合装置を用いる手段と、(C)チャネル品質パケット遅延性能の両方に基づいて、各パケット伝送用に変調と符号化スキームを選択する手段とを有することを特徴とする通信チャネルを介して可変長のユーザーデータパケットを送信するデータ通信システム。

請求項4

パケットサイズは、既知で、MCSはパケットに対しより遅延量の小さいものが選択されることを特徴とする請求項3記載のシステム

請求項5

前記MCSは、パケットのx%に対し遅延量の小さいものを選択するここでxは所望のクオリティオブサービスに依存することを特徴とする請求項4記載のシステム。

請求項6

前記MCSは、μ+aσの値が低くなるよう選択され、ここでμはパケットに対する予測遅延であり、σは遅延の標準偏差であり、aは所望のクオリティオブサービスに依存して選択される正の値であることを特徴とする請求項4記載のシステム。

請求項7

前記MCSは、チャネル往復遅延時間に依存することを特徴とする請求項3記載のシステム。

請求項8

前記MCSは、実際のパケットサイズではなく一般的なパケットサイズに依存することを特徴とする請求項3記載のシステム。

請求項9

前記MCSは、パケット当たりの予測遅延量が低くなるよう選択されることを特徴とする請求項8記載のシステム。

請求項10

前記MCSは、ユーザーデータ内の未送信量と、残りのデータを送信する際に予測遅延が低くなるよう選択されることを特徴とする請求項3記載のシステム。

請求項11

あるMCSは、バッファの未送信量がxより大きいときに選択され、別のMCSは、バッファの未送信量がyより小さいときに選択されることを特徴とする請求項10記載のシステム。

請求項12

前記MCSは、パケット当たりのユーザーデータのバッファの未送信量と各パケットを送信する際の予測遅延の低さに基づいて決定されることを特徴とする請求項3記載のシステム。

請求項13

あるMCSは、バッファの未送信量がxより大きいときに選択され、別のMCSは、バッファの未送信量がyより小さいときに選択されることを特徴とする請求項12記載のシステム。

請求項14

xは、yに等しいことを特徴とする請求項13記載のシステム。

請求項15

xの決定は、最も低い予測遅延となるように選択されたMCSが最も高いスループットとなるように決定されることを特徴とする請求項13記載のシステム。

請求項16

通信チャネルを介して長さの異なるデータパッケトによりデータ通信を行う方法に於いて、(A) 通信チャネル上で送信用の各データパケットを分割するステップと、(B) 各データセグメントを送信用するための複数の変調と符号化スキームからリンク適合に従ってある変調と符号化スキームを決定するステップとを有することを特徴とする通信チャネルを介して可変長のデータパッケトによりデータ通信を行う方法。

請求項17

パケットセグメント伝送するために変調と符号化スキームの選択は、チャネル品質とパケット遅延性能の両方に基づいて行われることを特徴とする請求項16記載の方法。

請求項18

各パケットセグメントを伝送するために変調と符号化スキームの選択は、チャネル品質に基づいて行われることを特徴とする請求項16記載の方法。

請求項19

各パケットセグメントを伝送するために変調と符号化スキームの選択は、パケット遅延性能に基づいて行われることを特徴とする請求項16記載の方法。

技術分野

0001

本発明はワイヤレス無線リンク通信するデータシステムに関し、特にデータをワイヤレスリンクで通信する際に全体的な遅延を低減するためにパケットのサイズを適合化すること及び符号化する技術に関する。

背景技術

0002

Enhanced General Packet Radio Service(EGPRS)のようなワイヤレスパケットデータシステムにおいては、Automatic Repeat Request(ARQ)が無線リンクを介したエラーからの再生のために用いられている。無線リンク制御(Radio Link Control;RLC)の性能は、スループットの観点から特徴づけられており、一方送信されるべきパケット或いはより高いレイヤープロトコルデータユニット(Protocol Data Units;PDUs)のサイズは無視されていた。

0003

これに関しては、K.Balachndran ,R.Ejzak ,S.Nanda著の「Efficient transmission of ARQfeedback for EGPRS Radio link control」のIEEE Vehicular Technology Conf.,May 1999を参照のこと。現在9種類の変調符号化スキーム(Modulation and Coding Schemes;MCSs)がEGPRSに対して提案されており、MCS−1が最も頑強な符号化系であり、MCS−9が最も脆弱な符号化系である。

0004

それぞれのより高いレイヤーのパケットは、複数の無線リンク制御(Radio Link Control;RLC)ブロックに分けられる。RLCブロックのサイズと20msブロック周期の間に送信されるRLCブロックの数は送信用に選択されたMCSに依存して変動する。例えば、MCS−1のRLCブロックサイズは22オクテッドであり、MCS−2に対するRLCブロックサイズは28オクテッドである。MCS−1からMCS−6に対しては1個のRLCブロックは各タイムスロット上で20msのブロック周期で送信される。MCS−7からMCS−9に於いては2個のRLCブロックが各タイムスロットで20msブロック周期で送信される。これに関する最新技術は、A.Furuskar ,S.Mazur ,F.Muller ,H.Olofsson著の「EDGE:enhanced data rates for GSMandTDMA/136 evolution,」IEEE personal Communications ,PP.56-66 ,June 1999とETSI GSM 03.60,「Digital cellular telecommunications system(phase 2+);General Packet Radio Service(GPRS);Service description:stage 2」とK.Balachndran,K.Conner ,R.Ejzak , S.Nanda著の「A Proposal for EGPRS Radio link control Using Link Adaptation and Incremental Redundancy,」Bell Labs Technical Journal,vol.4,no.3,pp.19-36,July-Sept.1999を参照のこと。移動局が複数のスロットの機能を有する場合には、複数のタイムスロット(EGPRSにおいては最大8個)利用可能である。

0005

RLCのエラーブロックレート(Block Error Rate;BLER)は、より頑強な符号体系を用いることにより大幅に低減することが出来る。例えば、MCS−1のような頑強なスキーム(体系)を用いると、送信を完了するために再伝送繰り返し回数が少なくなる。しかし、より頑強な符号化系は1個のRLCブロック内で送信出来るデータビットの数が減ることになる。MCS−9のようなあまり頑強ではない(脆弱な)スキームは、1個のRLCブロック内により多くのビットを詰め込むことができるが、通常のチャネル条件の下ではより高いBLERで動作することとなり、そして送信を完了させるためには再送信の数が増えることになる。選択的ARQにおいては、許容可能なスループットはR(1−Pe)である。ここでRは送信レートでPeはブロックエラーレートである。これは大量のデータの転送には十分適応できる(例えば、ファイルトランスファープロトコル(file transfer protocol;ftp)のアプリケーションに対して)。しかし、webのブラウザテレネットのようなアプリケーションにおいては、関心事は短いパケットを送信する際の遅延問題である。斯くして、短いパケットを送信するには、長期の観点からのスループット(伝送効率)では、クオリティオブサービス(quality of service)を計測することは出来ない。さらにフォワードエラー修正(Forward Error Correction;FEC)と、遅延の観点から異なるパケットサイズに対するARQとの間のトレードオフを検討するためには、EGPRSフレームワーク仮定されている。

0006

選択的繰り返し(selective repeat;SR)ARQの遅延性能に関する研究が行われている。M.E.AnagnostouとE.N.Protonotarios著の「Performance analysis of the selective repeat ARQ protocol」IEEE Trans. on Communications,vol.34,no.2,pp.127-135,Feb.1986においては、RLCブロック遅延に関する詳細解析近似解析が単一のスロットの場合で得られている。R.Fantacci著の「Queueing analysis of the selective repeat automatic repeat request protocol wireless packet network」IEEE transactions on Vehicular technologies,vol.45,no.2,pp.258-264,May 1996の文献においては、著者マルコフ2状態チャネルに於いて、SR−ARQの性能を解析している。別の近似結果がJ.ChangとT.Yang著の「End-to-end delay of an adaptive selective repeat ARQ protocol」IEEE Transsactions on Communications,vol.42,no.11,pp.2926-2928,Nov.1994の文献に開示されている。上記の文献に開示された研究は、ブロックに対する遅延のみが計算されている。

0007

重要な尺度は、データブロック分配する際の時間遅延ではなく、メッセージを通信する際の時間遅延である。メッセージに対する遅延を更に研究には、複数のRLCブロックを含むより高いレイヤーパケットの順番通りの分配の時間遅延量を測定することが好ましい。複数のブロックを含むより高いレベルのパッケットの順番通りの分配の遅延時間の測定を行うと、無線通信現実の世界におけるデータブロックの通信する方法と装置を改善することが出来る。

発明が解決しようとする課題

0008

本方法の目的は、受信チャネル状態において、不完全な送信/受信チャネル状態において、ワイヤレス通信を介してデータブロックから構成されたメッセージを通信するための方法と装置を改善することである。

課題を解決するための手段

0009

本発明のデータ分配の遅延時間を低減させる方法は、請求項1に記載した特徴を有する。即ち、(A)リンクを介して送信すべき少なくとも1つのデータパケットを記憶するステップと、(B) 第1の変調/符号化スキームレベルで、前記データパケットの第1セグメントを送信するステップと、(C) より頑強な第2の変調/符号化スキームレベルで、前記データパケットの第2セグメントを送信するステップとを有することを特徴とする。

0010

本発明の他の態様において、データ分配の遅延時間を低減させる装置は、請求項2に記載した特徴を有する。即ち、(A)リンクを介して送信すべき少なくとも1つのデータパケットを記憶するバッファと、(B) 第1の変調/符号化レベルで、前記データパケットの第1セグメントを変調/符号化し、より頑強な第2の変調/符号化レベルで、前記データパケットの第2セグメントを変調/符号化する変調器及び符号化器と、(C) 前記第1と第2のセグメントを送信する送信器とを有することを特徴とする。第2セグメントに対しより頑強な符号を用いることによりユーザに対する時間遅延を低減することが出来る。

発明を実施するための最良の形態

0011

図1においてシステム10は、アンテナ13に接続された基地局12を有する。システム10はEGPRSシステムである。アンテナ13はワイヤレスパケットデータを無線リンクを介して送受信する。アンテナ13は、無線装置具備した自動車20とポータブルコンピュータ30と携帯電話40とデータパケットを通信する。

0012

基地局12は、データを他の装置に送信したり、或いは他の装置から受信したりするトランシーバ14を有する。トランシーバ14はバッファ16を有し、その中に送信すべきメッセージを記憶する。メッセージのデータは全てのメッセージを適切に受信するまでバッファ16内に保持される。メッセージは自動車20,ポータブルコンピュータ30または携帯電話40のようなメッセージの宛先で修正不能なエラーなしに受信したものとする。データブロックが最初の送信中に失われたり或いは破壊した場合には、再送信が宛先の装置により要求される。このような再送信の要求はバッファ16内のデータにより満たされる。全てのメッセージが分配された後は、バッファ16はクリアされるか或いは別の有効データ上書きされるまで無効なものとマークされる。バッファとデータブロックの送信を制御するリンク制御装置は、従来のシステムでもあるが、本発明の主要な部分はデータ通信を提供するより高速且つ信頼性のある方法とシステムである。

0013

図2は、データ通信を行うに際し、より高速且つ信頼性の高い本発明の方法とシステムを示す。基地局12'はさらにリンク適合装置18を有し、従来技術を改善している。リンク適合装置18はバッファドレイニングモニター(図示せず)を有する。このバッファドレイニングモニターとは、バッファ16'内のデータが最初に完全に送信された時を決定するものである。最初とは、リンク適合装置18が送信のMCSレベルをより頑強なものに変更するよう、バッファドレイニングモニターが信号を送る時間である。同様に送信要求中の自動車20',ポータブルコンピュータ30',携帯電話40'は、送信すべきそれぞれのメッセージのサイズを示す。リンク適合装置18'は、メッセージの終了点に達すると、送信装置である自動車20',ポータブルコンピュータ30'または携帯電話40'が使用中のMCSレベルを変更する。

0014

リンク適合装置18は、無線リンク制御(radio link control;RLC)用のベースライン方法として、トランシーバ14'、自動車20',ポータブルコンピュータ30',携帯電話40'の間の無線リンクが動作するかをテストする。RLCは無線リンク上のノイズの存在下で通信が出来るようにMCSレベルを選択する。以下に説明するように、メッセージの送信中にRLCのMCSレベルを賢明に選択することにより、伝送時間を大幅にセーブできる。即ち大幅な遅延を回避することが出来る。さらにまた選択されたARQ'sの遅延性能をパケットサイズとチャネル符号化スキームの関数として解析することも採用される。この解析は、シミュレーションにより確認することが出来、これが本発明の利点である。

0015

RLC ARQの手順を次に示す。送信器すなわちトランシーバ14'において、より高いレイヤーにより提供される各パケットは、K個のRLCブロックに分割され、各K個のRLCブロックにシーケンス番号が割り当てられる。RLCブロックは、その後送信をスケジュールするために、送信器のバッファ例えばバッファ16'内で待機させられ送信の順番を待つ。送信器はウインドウを保持し、そのサイズはRLCブロックが送信されたときには1個増やし、RLCブロックが受信器により順番に受信したと受領確認が行われたときには1個減らす。W個のブロックの最大ウインドウサイズが存在し、これ以上ウインドウサイズを増分することはできない。各RLCブロックの最初の送信時或いは再送信時に、そのブロックのタイマー(図示せず)を入れる。タイマーが切れた後でもブロックの受領確認が行われない場合には、再送信が予定される。理想的にはタイマーはトランシーバ14'と自動車20',ポータブルコンピュータ30'または携帯電話40'の間の往復遅延時間(或いは自動車20',ポータブルコンピュータ30'または携帯電話40'の1つからトランシーバ14'への遅延時間)に等しく設定される。この往復遅延時間は両方向での伝搬遅延処理遅延を含み、伝搬と処理と再送信を阻止している。

0016

例えば、P個のブロック周期毎にフィードバックするために、トランシーバ14'が、受信器である自動車20',ポータブルコンピュータ30'または携帯電話40'をポーリングすると、受信器である自動車20',ポータブルコンピュータ30'または携帯電話40'は、ARQフィードバックビットマット応答して、ウインドウ内で各RLCブロックのACK/NACKの受信状態を与える。ARQフィードバックメッセージは、全てのRLCブロックが順番に受信する間でのシーケンス番号を有する。

0017

さらにまた以下の解析を行うために次の仮定をした。
1.B個のRLCブロックが20msブロック周期内に送信することが出来る。この数は、MCSと移動局のマルチスロット容量の関数である。
2.各RLCブロックのエラー確率は、Peにより与えられ、RLCブロックエラーは、ブロック毎に独立している。
3.タイマーは、T個のブロック周期の往復遅延後に、切れる。
4.ウインドウサイズWはパケットのサイズよりも大きい(即ち、W>K)、その結果プロトコルスターリング(protocol stalling)は発生しない。
5.ポーリング周期はP=1である。その結果各20ms毎に受信器はその受領状態を送信器に通知する。
6.受領確認通知にはエラーが存在しない。
7.検出できないエラーは存在しない。

0018

これ等の仮定に基づいて、基地局12'と、自動車20',ポータブルコンピュータ30'または携帯電話40'の内の何れかの装置との間のシステム10'の性能は、RLCレイヤーにおけるパケットの到着時間と、パケットを含む各RLCブロックへの受領確認の受領時間との間の時間差として定義されたパケット遅延(D)で特徴づけることが出来る。

0019

各パケットは自分が到達したときに空のバッファ(例えば、バッファ16')を見い出し、パケットの待ち行列遅延が存在しないという動作条件を考えてみる。待機遅延とRLCブロックの送信と受領確認のみを考慮した場合には、パケットの遅延は次式で表される。

0020

上記の解説はある意味では直感には反しているが、その理由は、この方法は、通信時間を低減するために、MCSレベルを、より高いスループットのデータ送信形式からより低いスループットのデータ送信形式に変更させるからである。

0021

上記の解説による直感に反した結果を証明するために、即ち本発明の方法と装置を証明するためにシミュレーションを行った。これ等のシミュレーションの結果を考慮し、そしてそれを用いて基地局12'と、移動局である自動車20',ポータブルコンピュータ30',携帯電話40'の間のパケット遅延を低減するために、システム10'、即ちEGPRSシステムにおける変調と符号化スキームMCSの選択を導出する。

0022

図3,4にAに対するシミュレーションと解析結果を示す。図3、4はMCS5,MCS6,MCS7の比較に用いられたパラメータの一部とMCS−7の遅延を示し、より高いスループットの符号化スキームはタイプHT−100(GSMhilly terrain (山岳地方)model,100kmph mobile speed(携帯電話の速度))のチャネル状態では、SNRはそれぞれ12dB,18dB,22dBに等しくなる。往復遅延時間は80msである。即ちT=4である。MCS符号のパラメータの一部を図3(表1)に示す。同図から判るように解析結果はシミュレーション結果と良く一致する。

0023

本発明の直感に反した方法と装置の利点は、シミュレーションにより証明された。従来技術で説明したように本発明に対する満たすことのできないニーズは、ユーザー知覚する遅延を最小にするような適宜の変調と符号化スキーム(modulation and coding scheme;MCS)を提供することである。これを検証するために図5−7はMCS5からMCS7の変調と符号化スキームの比較を示す。

0024

図5−7において変調と符号化スキームMCS−5,MCS−6,MCS−7はEGPRSで用いられており、これ等を比較する。図5に於いては、チャネルのSN比は12dBである。このような条件の下に於いて、MCS−5の遅延はMCS−7よりも小さいこと(即ち、より強いMCS−5の符号化系が好まい)が観測できる。チャネルの信号対ノイズ(SN比)の条件が改善されたときには(各図に示すように)MCS−5(より強い符号化)を用いる利点はなくなる。チャネル損失を無くすためのより頑強な符号化系と、伝送レートを上げるより脆弱な符号化系との間のトレードオフは、図5−7の移動通信システムに於いてより顕著となる。18dBの信号対ノイズ比(SNR)に於いて、MCS−6はパケットサイズが10kbit以上の時に3つの符号化スキームの中で最良の性能を示す。非常に良好なチャネル条件の下では(図6に示すように22dBのSN比)の場合にはMCS−7がパケットサイズが42kbit以上の時には最良の遅延性能を示す。

0025

一般的にパケットサイズ(BTのサイズ)が非常に小さいのときには、最も頑強な符号化系(図5−7のMCS5)が最良の通信を提供する。パケットサイズが増加するにつれて異なる符号化系へ間を切り替え交点が存在する。交点の存在する場所は、テイル遅延とドレイニング遅延に依存する。パケットサイズが十分に大きいとドレイニング遅延が主要なファクタとなり、最小の遅延を生成するような変調と符号化スキームが最も高い長期スループットを達成する。斯くして変調と符号化スキームの選択は、従来の方法とシステムにより選択されてきた一般的なチャネル状態のもとでは、スループットのベースのみに依存することは出来ない。そうではなくて、変調と符号化スキームの選択は、例えば音声、FTPテルネット、webブラウジング等で用いられる基となるアプリケーション及び遅延を低減するためのチャネル状態に合わせる必要がある。

0026

システムの複数の符号化スキームの間の交点は、リンクが1人のユーザ専用でパケット遅延を最小にするのが目的のものに適用可能である。共用チャネルにおいては、チャネルのスループットを最大にすることが目的であるが、符号化スキームの間の交点は異なっている。パケットの送信は2つの相(フェーズ)「ドレイニング相」と「テイル相」から構成されているために、ドレイニング相においてはパケットサイズは一定の割合で減少する。一方テイル相においてはパケットサイズは減少するが、その比率は減っていく。その理由は各往復に於いては伝送インターバル充填するのに十分なブロックが存在しないからである。共用チャネルを統計的に共有する複数のユーザーが存在する場合には、1人のユーザーのアイドルスロットは他のユーザーにより埋められる。システムの負荷が高いときには共用チャネルは決してアイドル状態とは成らない。その場合には複数のユーザーのシステムは、各システムの自分のパケットを共用チャネル内でピークレートでもってドレイニングする。このような場合、変調と符号化スキームはドレイニングレートを最大にするため、即ち最も長周期スループットが高いものが選択される。本発明の方法と装置は、システムの負荷が低い場合或いはユーザーによるチャネルの共用が可能でないような場合に適切な変調と符号化スキームを選択する指針を与えることが出来る。

0027

特許請求の範囲に記載した括弧内の参照番号は本発明の一実施例の対応関係を示すもので本発明の範囲を限定するものと解釈してはならない。

図面の簡単な説明

0028

図1従来技術にかかるワイヤレスシステムを表すブロック図。
図2本発明のワイヤレスシステムを表すブロック図。
図3様々なMCSレベルの結果を表す図。
図4様々なMCSレベルのシミュレーションの結果を表す図。
図5様々なMCSレベルのシミュレーションの結果を表す図。
図6様々なMCSレベルのシミュレーションの結果を表す図。
図7様々なMCSレベルのシミュレーションの結果を表す図。

--

0029

10 システム
12基地局
13アンテナ
14トランシーバ
16バッファ
18リンク適合装置
20自動車
30ポータブルコンピュータ
40 携帯電話

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    【課題】不正行為に対して十分な安全性を確保できる認証システムを提供する。【解決手段】認証システム10は、認証サーバ(A社サーバ1、B社サーバ2、スマートフォンサービスC社サーバ3)と、ユーザ端末(スマ... 詳細

  • 株式会社NTTドコモの「 ユーザ端末及び無線基地局」が 公開されました。( 2021/04/01)

    【課題・解決手段】本開示の一態様に係るユーザ端末は、上り共有チャネルの送信を指示する下り制御情報(DCI:Downlink Control Information)を受信する受信部と、前記DCIに... 詳細

  • 株式会社NTTドコモの「 ユーザ端末及び無線基地局」が 公開されました。( 2021/04/01)

    【課題・解決手段】ユーザ端末は、下り制御チャネルを受信する受信部と、前記下り制御チャネルに基づいて前記上り制御チャネル用の初期巡回シフトインデックスを決定する制御部であって、異なる下り制御チャネルに基... 詳細

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