JP4629434B2 - データ送信のための改善されたフィードバック - Google Patents

Description

本発明は一般にはパケットデータ通信、より詳細には受領通知（ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）信号を用いるフィードバックシステムを改善することに関する。

無線通信の分野は、例えば、コードレス電話、ページング（ｐａｇｉｎｇ）、無線ローカルループ、個人ディジタルアシスタント（ＰＤＡ）、インターネット電話、そして衛星通信システムを含んだ多くの応用を有する。特に重要な応用は移動加入者に対するセルラー電話システムである。ここで用いるように、用語“セルラー”システムは、セルラー及び個人通信サービス（ＰＣＳ）の周波数の両方を含む。例えば、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、そして符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）を含んだようなセルラー電話システムに対して、様々な大気上（ｏｖｅｒ−ｔｈｅ−ａｉｒ）インタフェースが開発されている。それらとともに、例えば、進歩した移動電話サービス（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｐｈｏｎｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ）（ＡＭＰＳ）、移動のための地球システム（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ）（ＧＰＳ）、そして暫定標準（Ｉｎｔｅｒｉｍ Ｓｔａｎｄａｒｄ）９５（ＩＳ−９５）を含んだ様々な国内的な及び国際的な標準が確立されている。ＩＳ−９５及びその派生である、ＩＳ−９５Ａ、ＩＳ−９５Ｂ、ＡＮＳＩ、Ｊ−ＳＴＤ−００８（しばしばここではまとめてＩＳ−９５と呼ぶ）、そして提案された高データレート（ｈｉｇｈ−ｄａｔａ−ｒａｔｅ）システムは、通信機械工業会（Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）（ＴＩＡ）及び他の良く知られた標準化組織によって普及させられた。

ＩＳ−９５標準の使用に従って構成されたセルラー電話システムは高い効率性と強靭なセルラー電話サービスを提供するためにＣＤＭＡ信号処理技術を用いる。実質上ＩＳ−９５標準の使用に従うように構成された代表的なセルラー電話システムは、本発明の譲受人に譲渡され参照としてここに組み込まれる米国特許第５，１０３，４５９号及び第４，９０１，３０７号で説明される。ＣＤＭＡ技術を利用している代表的なシステムは、ＴＩＡによって発行されたｃｄｍａ２０００ＩＴＵ−Ｒ無線伝送技術（ＲＴＴ）候補提案（Ｃａｎｄｉｄａｔｅ Ｓｕｂｍｉｓｓｉｏｎ）（ここではｃｄｍａ２０００と呼ぶ）である。ｃｄｍａ２０００に対する標準はＩＳ―２０００の草案（ｄｒａｆｔ）バージョンで与えられＴＩＡによって承認されている。別のＣＤＭＡ標準はＷ−ＣＤＭＡ標準であり、第３世代パートナーシップ（Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ）計画（Ｐｒｏｊｅｃｔ）“３ＧＰＰ”、文献番号３Ｇ ＴＳ ２５．２１１、３Ｇ ＴＳ２５．２１２、３Ｇ ＴＳ２５．２１３、そして３Ｇ ＴＳ２５．２１４に収録されている。

上に挙げた電気通信標準は実現することができる様々な通信システムのほんの一部の例である。これらの様々な通信システムのいくつかは、加入者ユニットと基地局との間のデータトラヒックの伝送を可能とするように構成されている。データトラヒックを運ぶように設計されたシステムにおいて、システムのデータスループットの最適化は常に究極の目標である。さらに、送信された情報の信頼出来る受領を保証することも望ましい。ここで説明される実施形態は、送信されたデータの信頼出来る受領を改善する信頼出来るフィードバック機構（ｆｅｅｄｂａｃｋ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）のためのものであり、それはさらに通信システムのデータスループットを改善するだろう。

［サマリー］
ここで示される方法及び装置は上述された要求を扱う。ある態様で、目的地（ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ）からの受領通知の再送信を動的に制御するための装置が示され、その装置は以下を具備する：少なくとも１つのメモリ要素；そして少なくとも１つのメモリ要素の中に保持された命令の組を実行するように構成された少なくとも1つの処理要素であって、前記命令の組は以下のためである処理要素：少なくとも１つの受信された受領通知信号の品質の程度（ｑｕａｌｉｔｙ ｍｅａｓｕｒｅ）を決定すること；そしてパケット送信ペース（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｐａｃｅ）を決定するために品質の程度を使用することであって、ここでパケット送信ペースは目的地に古い受領通知信号の再送信を新しい受領通知信号で上書きさせるためのものである、品質の程度を使用すること。

別の態様で、目的地からの受領通知の再送信を動的に制御するための方法が示され、その方法は以下を具備する：少なくとも１つの受信された受領通知信号の品質の程度を決定すること；そしてパケット送信ペースを決定するために品質の程度を使用することであって、ここでパケット送信ペースは目的地に古い受領通知信号の再送信を新しい受領通知信号で上書きさせるためのものである、品質の程度を使用すること。

別の態様で、目的地の受領通知信号の再送信方式を動的に制御するための方法が示され、その方法は以下を具備する：目的地からのフィードバックリンクのチャネル条件を決定すること；そして決定されたチャネル条件に従ってパケット送信ペースを設定することであって、パケット送信ペースを設定することは目的地の既に決定された再送信方式を上書きするためのものである、パケット送信ペースを設定すること。

別の態様で、パケットデータ通信システムのフィードバック遅延を減少させるための方法が示され、その方法は以下を具備する：第1のスロットの間にソース（ｓｏｕｒｃｅ）から目的地へ第1のデータパケットを送信すること；第1のスロットの後に続いていて受信された受領通知信号に先行している第２のスロットの間にソースから目的地へ第２のデータパケットを送信すること；目的地で第1のデータパケットを受信すること及び第1のデータパケットを復号すること；第１の送信スロットの間に第1のデータパケットに対する受領通知信号をスケジュールし、第２のスロットの間に第1のデータパケットの受領通知信号の再送信をスケジュールすること；目的地で第２のデータパケットを受信すること及び第２のデータパケットを復号すること；第２のスロットの間に第２のデータパケットに対する受領通知信号をスケジュールすることであって、第２のデータパケットに対する受領通知信号は第1のデータパケットの受領通知信号のスケジュールされた再送信を上書きする、第２のデータパケットに対する受領通知信号をスケジュールすること；そして第１の送信スロットの間に第1のデータパケットに対する受領通知を送信すること及び第２の送信スロットの間に第２のデータパケットに対する受領通知を送信すること。

［詳細な説明］
図１に示されるように、無線通信ネットワーク１０は一般に、複数の移動局（加入者ユニット或いはユーザ機器或いは遠隔局とも呼ばれる）１２ａ−１２ｄ、複数の基地局（基地局送受信機（ＢＴＳ）或いはノードＢとも呼ばれる）１４ａ−１４ｃ、基地局コントローラ（ＢＳＣ）（無線ネットワークコントローラ或いはパケット制御機能とも呼ばれる）１６、移動交換センター（ＭＳＣ）或いはスイッチ１８、パケットデータサービング（ｓｅｒｖｉｎｇ）ノード（ＰＤＳＮ）或いはインターネットワーキング（ｉｎｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ）機能（ＩＷＦ）２０、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）２２（通常は電話会社）、そしてインターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワーク２４（通常はインターネット）を含む。簡単のため、４つの移動局１２ａ−１２ｄ、３つの基地局１４ａ−１４ｃ、１つのＢＳＣ１６、１つのＭＳＣ１８、そして１つのＰＤＳＮ２０が示される。当業者には理解されるだろうが、いくつの移動局１２、基地局１４、ＢＳＣ１６、ＭＳＣ１８、そしてＰＤＳＮ２０があってもよい。

ある実施形態では、無線通信ネットワーク１０はパケットデータサービスネットワークである。移動局１２ａ−１２ｄは、ポータブル（ｐｏｒｔａｂｌｅ）電話、ＩＰベースで動作しているラップトップコンピュータに接続されているセルラー電話、ウェブブラウザ（Ｗｅｂ−ｂｒｏｗｓｅｒ）アプリケーション、ハンズフリーの車の装備に関連したセルラー電話、ＩＰベースで動作している個人データアシスタント（ＰＤＡ）、ウェブブラウザアプリケーション、ポータブルコンピュータに組み込まれている無線通信モジュール、或いは無線ローカルループ（ｌｏｃａｌ ｌｏｏｐ）またはメーター読み取りシステムの中で見られるような固定位置の通信モジュールのような無線通信装置の多数の異なるタイプのいずれであってもかまわない。最も一般的な実施形態では、移動局はいずれのタイプの通信ユニットであってもよい。

移動局１２ａ−１２ｄは、例えばＥＩＡ／ＴＩＡ／ＩＳ−７０７標準の中で説明されているような、１つ或いはそれ以上の無線パケットデータプロトコルを実行するようにうまく構成されてよい。特定の実施形態では、移動局１２ａ−１２ｄはＩＰネットワーク２４に向けられたＩＰパケットを生成し、ポイント−トゥー−ポイント（ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｐｏｉｎｔ）プロトコル（ＰＰＰ）を用いてフレームにＩＰパケットをカプセル化する。

ある実施形態でＩＰネットワーク２４はＰＤＳＮ２０と接続されており、ＰＤＳＮ２０はＭＳＣ１８と接続されており、ＭＳＣはＢＳＣ１６及びＰＳＴＮ２２と接続されており、ＢＳＣ１６は有線を介して基地局１４ａ−１４ｃと接続されており、この有線は例えばＥ１、Ｔ１、非同期転送モード（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｅ）（ＡＴＭ）、ＩＰ、ＰＰＰ、フレームリレー（Ｆｒａｍｅ Ｒｅｌａｙ）、ＨＤＳＬ、ＡＤＳＬ、或いはｘＤＳＬを含んだいくつかの知られたプロトコルのいずれかに従った音声及び／或いはデータパケットの送信のために構成されている。別の実施形態では、ＢＳＣ１６は直接ＰＤＳＮ２０に接続されており、ＭＳＣ１８はＰＤＳＮ２０に接続されていない。

無線通信ネットワーク１０の通常の動作の間、基地局１４ａ−１４ｃは、電話呼、ウェブブラウジング（Ｗｅｂ ｂｒｏｗｓｉｎｇ）、或いは他のデータ通信に携わっている様々な移動局１２ａ−１２ｄからの逆方向（ｒｅｖｅｒｓｅ）信号のセットを受信および復調する。与えられた基地局１４ａ−１４ｃによって受信されたそれぞれの逆方向信号はその基地局１４ａ−１４ｃの中で処理される。各基地局１４ａ−１４ｃは移動局１２ａ−１２ｄへの順方向（ｆｏｒｗａｒｄ）信号のセットを変調及び送信することによって複数の移動局１２ａ−１２ｄと通信してよい。例えば図１に示されるように、基地局１４ａは第１及び第２の移動局１２ａ、１２ｂと同時に通信し、そして基地局１４ｃは第３及び第４の移動局１２ｃ、１２ｄと同時に通信する。結果的なパケットはＢＳＣ１６へ転送され、ＢＳＣ１６は、特定の移動局１２ａ−１２ｄに対する呼の１つ基地局１４ａ−１４ｃからもう１つ基地局１４ａ−１４ｃへのソフトハンドオフ（ｓｏｆｔ ｈａｎｄｏｆｆｓ）の指揮を含んだ呼の資源の割り当て（ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）及び移動管理機能（ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ）を提供する。例えば、移動局１２ｃは２つの基地局１４ｂ、１４ｃと同時に通信している。結果的に、移動局１２ｃが基地局の１つ１４ｃから十分離れた遠くに動くと、呼は他の基地局１４ｂにハンドオフされるだろう。

伝送が従来の電話呼であるなら、ＢＳＣ１６は受信されたデータのＭＳＣ１８への経路を決める。ＭＳＣ１８はＰＳＴＮ２２とのインタフェースに対してさらなる経路設定サービスを提供する。伝送がＩＰネットワーク２４に向けられたデータ呼のようなパケットベースの伝送であるならば、ＭＳＣ１８はデータパケットのＰＤＳＮ２０への経路を決める。ＰＤＳＮ２０はパケットをＩＰネットワーク２４へと送る。或いは、ＢＳＣ１６はパケットを直接ＰＤＳＮ２０に経路設定する。ＰＤＳＮ２０はＩＰネットワーク２４へパケットを送る。

いくつかの通信システムにおいて、データトラヒックを運んでいるパケットはサブパケットに分割され、それらは送信チャネルのスロットを占める。説明の容易さだけのために、ここではｃｄｍａ２０００システムの用語が使用される。そのような使用はここでの実施形態の実現をｃｄｍａ２０００システムに制限する意図ではない。例えばＷＣＤＭＡのような他のシステムにおいても、ここで説明した実施形態の範囲に影響を与えること無しに実施形態を実現することが出来る。

基地局から基地局の範囲（ｒａｎｇｅ）内で動作している遠隔局への順方向リンクは複数のチャネルを含むことが出来る。順方向リンクのチャネルのいくつかは、これらに制限はされないが、パイロットチャネル、同期チャネル、ページング（ｐａｇｉｎｇ）チャネル、クイック（ｑｕｉｃｋ）ページングチャネル、放送（ｂｒｏａｄｃａｓｔ）チャネル、電力制御チャネル、割当て（ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ）チャネル、制御チャネル、個別（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ）制御チャネル、媒体（ｍｅｄｉｕｍ）アクセス制御（ＭＡＣ）チャネル、基本（ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ）チャネル、付加（ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｌ）チャネル、付加コード（ｃｏｄｅ）チャネル、パケットデータチャネル、そして受領通知チャネルを含むことができる。

遠隔局から基地局への逆方向リンクも複数のチャネルを含む。逆方向リンクのチャネルのいくつかは、これらに制限はされないが、パイロットチャネル、基本チャネル、個別制御チャネル、付加チャネル、パケットデータチャネル、アクセスチャネル、チャネル品質（ｑｕａｌｉｔｙ）フィードバックチャネル、そして受領通知チャネルを含むことができる。

それぞれのチャネルは目標の目的地へ異なるタイプの情報を運ぶ。通常、音声トラヒックは基本チャネル上で運ばれ、そしてデータトラヒックは付加チャネル或いはパケットデータチャネル上で運ばれる。付加チャネルは通常、秒のオーダーの持続時間の間動作してまれに変調及び符号化の形式を変えるが、一方パケットデータチャネルは２０ｍｓの間隔で次々と動的に変化させられる。ここで実施形態を説明する目的のため、付加チャネル及びパケットデータチャネルは一般にデータトラヒックチャネルと呼ばれる。

音声トラヒック及びデータトラヒックは通常、順方向或いは逆方向リンクのいずれかでの送信の前に符号化され、変調され、そして拡散される。符号化、変調、そして拡散はさまざまな形式で実現することが出来る。ＣＤＭＡシステムでは、送信形式（ｆｏｒｍａｔ）は最終的には、音声トラヒック及びデータトラヒックが送信されているチャネルのタイプと、フェージング（ｆａｄｉｎｇ）及び干渉に関して説明されるチャネルの状態とに依存する。

さまざまな送信パラメータ組み合わせに対応する予め定められた送信形式を送信形式の選択を簡単にするために使用することが出来る。ある実施形態では、送信形式は以下の送信パラメータのいずれかの組み合わせ或いは全てに対応する：システムによって使用される変調方式、直交或いは準（ｑｕａｓｉ−）直交符号の数、データペイロード（ｐａｙｌｏａｄ）のビットサイズ、メッセージフレームの持続時間、及び／或いは符号化方式に関する詳細。通信システムで使用される変調方式の例としては、４相位相変調方式（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ）（ＱＰＳＫ）、８相位相変調方式（８−ａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ）（８−ＰＳＫ）、そして１６値直交振幅変調（１６−ａｒｙ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）（１６−ＱＡＭ）がある。選択的に実行することができる様々な符号化方式には、様々なレートで実行される畳込み符合化方式、或いはインターリービング（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ）のステップによって分けられる複数の符号化のステップを含むターボ符号化がある。

ウォルシュ（Ｗａｌｓｈ）符号系列のような直交或いは準直交符号は、順方向リンクで各遠隔局へ送られる情報をチャネル化する（ｃｈａｎｎｅｌｉｚｅ）ために使用される。言い換えると、ウォルシュ符号系列は、システムに同じ持続時間の間に同じ周波数上で異なる直交或いは準直交符号にそれぞれ割当てられた複数のユーザを重ねることを可能にするために順方向リンクで使用される。ウォルシュ符号系列のような直交符号は、個別制御チャネル、付加チャネル、基本チャネル、そして受領通知チャネルのような逆方向リンクにおける別々の異なった情報の流れをチャネル化するために使用される。

以下に説明される実施形態の場合、用語“ソース（ｓｏｕｒｃｅ）”はそれに対して受領通知が求められるデータを送信している当事者（ｐａｒｔｙ）を示すために使用され、用語“目的地（ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ）”は受領通知を送信している当事者を示すために使用される。ソースは順方向リンクで送信する基地局、或いは逆方向リンクで送信する移動局のいずれであってもよい。目的地は順方向リンクで受信する移動局、或いは逆方向リンクで受信する基地局であってよい。言い換えると、実施形態は順方向或いは逆方向のリンクのいずれでの実現にも拡張できる。

さらに、説明の容易さのために、用語“データ情報”はソースと情報の間で送信されることになっている情報を説明するためにここでは用いられる。用語“データパケット”は送信フォーマットに従って符号化及び変調されているデータ情報を説明するために用いられる。

データトラヒックチャネルでの送信フォーマット及び電力は、目的地での高い可能性での成功した受信を保証するようにソースによって通常調整される。復号の成功は、データパケットの巡回冗長チェック（ｃｙｃｌｉｃ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｃｈｅｃｋ）（ＣＲＣ）ビットがパス（ｐａｓｓ）したか失敗したか決定すること、再符号化された（ｒｅｅｎｃｏｄｅｄ）誤り率を計算すること、或いはビタビ（Ｖｉｔｅｒｂｉ）復号器に対するヤマモト（Ｙａｍａｍｏｔｏ）計量（ｍｅｔｒｉｃ）を計算することのような、当該分野でよく知られた１つ或いは幾つかの方法の組み合わせによって検証されてよい。

チャネル品質における予測不能な変動及び目的地の受信機での干渉レベルによって、ソースは目的地が送信をうまく受信したのかどうか直接決定することが出来ない。通常のパケットデータシステムでは、データ送信の成功或いは失敗を示している受領通知信号は目的地からソースへ送信し返される。いくつかのパケットデータシステムでは、目的地によるデータパケットの受信のすぐ後に受領通知チャネルで受領通知信号が送信される。さらに、いくつかのパケットデータシステムでは、受領通知信号はさらなる情報と共に時分割多重化されて、それから指定された（ｄｅｓｉｇｎａｔｅｄ）チャネルで送信される。

ソースが否定的な受領通知信号を受信した場合、ソースはデータパケットを再送信するように決定してよい。データ受信の最終的な成功を保証するために、ソースはデータパケットを異なった符合化形式或いは送信形式で再送信するように決定してよい。或いは、何回かの送信の試みの失敗の後にソースは様々な理由でデータパケットの送信を中断するように決定してよい。その１つの理由は一定の期間の後にはデータパケット内のデータ情報が古くなってしまい役に立たなくなってしまうことである。

データパケットがソースによって再送信され、その後目的地によって受信されるならば、目的地は復号の成功の確率をさらに高めるために、以前のデータパケットの保存しておいたコピーと新たに受信したデータパケットの一部を結合してよい。以前に送信されたデータパケットがうまく復号されていなかったとしても、目的地はこの以前のうまく復号されなかったデータパケットをそれでも保持し、そして新たに受信したデータパケットを復号するためにこのうまく復号されなかったデータパケットについての情報を使用することができることは注意すべきである。

送信されたデータパケットに対して受領通知信号が受信されることを待っている間に、ソースは別の目的地に新しいデータ情報のパケットを送信してよく、それもまたこの新しいデータパケットの受領通知が受信されるまで保持される必要がある。この過程は第1の目的地から第1のパケットに対する受領通知が受信されるまで、いくつかのより多くの目的地に向けたいくつかのより多くのパケットに対して継続してよく、それゆえ受領通知を待っている全てのパケットを保持するために望ましくない程大きなメモリをソースが備えることを要求する。或いは、ソースは限られた量のメモリを有してよく、そしてこのメモリがいっぱい（ｆｕｌｌ）になると新しいパケットを送信することを止めてもよい。ソースが新しいパケットの送信をやめると、デッドタイム（ｄｅａｄ ｔｉｍｅ）が生じる。デッドタイムはソースの全体のスループットを減らす。

同様に、目的地も再送信を待っているパケットを保持する必要がある。以前議論したように、目的地は以前受信したデータパケットの一部を後で受信したデータパケットを復号するために使用してよい。目的地はそれゆえ、ソースからの再送信を待っている全てのパケットを保持するように大きなメモリを備えるか、或いは連続してパケットを受信出来ないことによってそのスループットを犠牲にするかのいずれかとなるだろう。これらの選択は両者とも望ましくない。

上述の問題への１つの解決策はソースによって受信することが出来る最短の長さの時間を有する受領通知信号を用いることである。受領通知信号がソースによってより素早く受信されるならば、パケット送信と受領通知受信の間のフィードバックの時間が削減される。フィードバック時間の削減はそれに比例して送信を待っているパケットの量を減らし、それはメモリの必要量とデータのデッドタイムを削減する。それゆえ、再送信での後の使用のためにパケットを保持するために必要とされるメモリの量を最小化するために、現在の高いデータレートの送信システムはソースが速く次のデータパケットを送信できるように素早い受領通知を送信するように構成されている。

しかしながら、素早い受領通知の送信は問題ともなりうる。ソースによって否定的な受領通知として誤解釈された肯定的な受領通知はパケットが不必要に再送信されることを招き、それゆえシステムの有効なスループットを削減する。肯定的な受領通知として誤解釈される否定的な受領通知はパケットを失わせ、決して再送信されなくする。それゆえ、受領通知はソースによって正確に受信されるのが望ましい。この問題を処理するために、無線リンクプロトコル（ＲＬＰ）及び伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）のような様々な上位層プロトコルが当事者間の信頼出来るデータの配送を保証するために設計されている。しかしながら、これらは上位層のプロトコルであるので、失われたデータ部分のいずれを再送信するのにも大きな処理オーバーヘッドが必要であり、それは最終目的地へのそのデータ部分の配送での著しい遅延となる。システムにそのような上位層プロトコルが無いならば、このデータ部分の喪失は目的地に直接大きな影響を与えるだろう。

図２は上位層プロトコルを用いない素早い受領通知方法を示す２つの時間線（ｔｉｍｅｌｉｎｅｓ）を含む。ソースは第1のパケット２００をスロットｓ_１で目的地へ送り、目的地はその第1のパケット２００をスロットｄ_１で受信する。目的地では、目的地の受信機が第1のパケット２００を復号するために少なくとも２つのスロット期間ｄ_２及びｄ_３が必要とされる。目的地はソースへ向けてスロット期間ｄ_４で第1の受領通知２１０を送信する。目的地は次に第1の受領通知２１０を確かめるためにソースへ向けてスロット期間ｄ_５で第２の受領通知２２０を送信する。スロット期間ｄ_７で、ソースは第1のパケット２００によって運ばれた情報はうまく復号されなかったと判断し第２のパケット２３０で情報を再送信する。或いは、ソースは第1のパケット２００によって運ばれた情報はうまく復号されたと判断し第２のパケット２３０で新たな情報を送信する。いずれの場合も、ソースが目的地に送信しない少なくとも５スロット期間（ｓ_２、ｓ_３、ｓ_４、ｓ_５、そしてｓ_６）がある。スロット期間ｓ_ｉ及びｄ_ｉは同じ持続時間となるように設定されることは注意すべきである。

受領通知信号を繰り返す上の方法の他に、受領通知信号がソースによって正確に受信される可能性を高める別の方法は受領通知信号の送信電力を増やすことである。通常送信電力は、地方、国、或いは国際的な規制組織によって設定される制限に従うように作られた高出力増幅器のような送信機の設計の制約によって制限される。その上、大きな送信電力は同じカバーエリア（ｃｏｖｅｒａｇｅ ａｒｅａ）内或いは異なるカバーエリア内の複数のユーザへの大きな干渉のバースト（ｂｕｒｓｔ）を起こす可能性があり、それによってシステム容量の低下或いは通信の時折の断絶すら生じさせる。それゆえ、送信電力を増大させることは望ましい解決策ではない。

受領通知信号がソースによって正確に受信される可能性を高める別の方法は受領通知信号の送信持続期間を増やすことである。しかしながら、上述したように、ソースが素早く次のパケットを送信して再送信のために必要とされる記憶スペースを最小化することを可能にする素早い受領通知という目的に反しているので、当業者はこの方法を採らないだろう。

ここに説明される実施形態は、受領通知信号の正確な受信を改善し、再送信のために必要とされる記憶スペースを最小化し、通信システムのデータスループットを改善することを目指している。この実施形態は延長された長さの受領通知信号の動的な復号を用いることによってこれらの目的を達成する。

ある実施形態では、受領通知信号は、符号化されていない２位相変調（ｂｉｎａｒｙ ｐｈａｓｅ−ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）（ＢＰＳＫ）信号のような単純な変調を用いて送信される信号であり、それは直交ウォルシュ（Ｗａｌｓｈ）符号系列によってチャネル化されている。この受領通知信号の復号の成功の確率は、受信されるビット当たりのエネルギー対雑音（Ｅ_ｂ／Ｎ）比に関連し得る。Ｅ_ｂ／Ｎ比は、チャネルのパスロス（ｐａｔｈ ｌｏｓｓ）、速いフェージング、シャドウィング（ｓｈａｄｏｗｉｎｇ）、そして受信での干渉レベルのような、システムによって直接制御できないパラメータの関数である。高いＥ_ｂ／Ｎ比は受領通知信号が正しく復号されている可能性が高いことを示し、他方低いＥ_ｂ／Ｎ比は受領通知信号が正しく復号されている可能性がそれより低いことを示す。それゆえ、受領通知信号に対して可能な最大のＥ_ｂ／Ｎ比を維持することが望ましい。Ｅ_ｂ／Ｎ比は、受領通知信号の送信電力を増やすこと、或いは受領通知信号の送信持続期間を増やすことのいずれかによって変えることが出来る。

受領通知信号の持続期間を増やすことは受領通知信号の受信の待ち時間（ｌａｔｅｎｃｙ）に影響を及ぼすのであるが、本実施形態は、延長された受領通知信号を動的に復号するためにソースがＥ_ｂ／Ｎ比を使用できるようにソースを構成するためのものである。延長された長さの受領通知信号を確かに復号するのに十分な情報をＥ_ｂ／Ｎ比からソースがひとたび得れば、ソースは延長された長さの受領通知信号のＥ_ｂ／Ｎ比に対応するその部分を復号し、延長された長さの受領通知信号の残りの復号を止める。

ある実施形態では、受領通知信号の持続期間は長い持続期間、例えば４スロットに固定されている。ソースの受信機は対応するＥ_ｂ／Ｎ比と共に受領通知信号を処理する。Ｅ_ｂ／Ｎ比が十分な受信の可能性を保証するような値を得るやいなや、ソースは受領通知信号の残っている部分を復号することを止める。

実施形態のある態様では、Ｅ_ｂ／Ｎ比の決定は、受領通知信号の送信開始から累算されたパイロットチャネルの信号対雑音比を閾値Ｔと比較することによってなされる。累算された信号対雑音比がＴより大きい或いは等しくなるやいなや、そのときまで受信された受領通知信号は十分信頼出来るとみなされる。受信された信号の品質が十分であるときはつねに、ソースは受領通知信号の全体が受信される前に受領通知信号を復号する。これゆえ、延長された受領通知信号の全体を復号することに関るフィードバック遅延は削減される。

図３は上述した延長された長さの受領通知信号の復号を示す。記憶要素及び処理要素のようなソースの内部のハードウェアは以下に続く方法を実行するように構成できる。時刻ｔ_０に、延長された長さの受領通知信号３００の始まりがソース（示されず）によって受信される。ソースは時刻ｔ_０からＥ_ｂ／Ｎ比の累算を始める。時刻ｔ_２に、累算されたＥ_ｂ／Ｎ比が閾値Ｔに等しいことをソースが判断する。そしてソースは時刻ｔ_２から先は延長された受領通知信号の残っている部分を復号することをやめる。ソースは、延長された長さの受領通知信号のｔ_０からｔ_２の間に受信されたその部分に含まれる情報をデータパケットが目的地（示されず）でうまく受信されたかどうかを判断するために用いる。

図４は上述された方法のステップをさらに説明するフローチャートである。ステップ４００で、ソースはデータパケットを送信する。ステップ４１０で、ソースは受領通知信号の受信を開始する。ステップ４１２で、ソースは受領通知信号を受信するのと同時にＥ_ｂ／Ｎ比をモニターする。ステップ４１４で、ソースはＥ_ｂ／Ｎ比の累算された値を閾値Ｔと比較する。Ｅ_ｂ／Ｎ比の累算された値が閾値Ｔと等しい或いはそれより大きいならば、プログラムの流れはステップ４１６に進み、そこでソースはＴである累算されたＥ_ｂ／Ｎ比に至るまで受信されている受領通知信号の部分を復号し、受領通知信号の残っている部分を無視する。

Ｅ_ｂ／Ｎ比の累算された値が閾値Ｔより小さいならば、プログラムの流れはステップ４１８へ進み、そこで延長された長さの受領通知信号が完全に受信されたかどうかに関する判断。延長された長さの受領通知信号が完全に受信されたならば、ステップ４２０で、ソースは延長された長さの受領通知信号の全体を復号する。延長された長さの受領通知信号が完全に受信されていないならば、プログラムの流れはステップ４１２へと戻る。

それゆえ、上で説明した実施形態において、ソースが確信をもっているときソースは次のデータパケットを送信することができ、それは受領通知信号の終了の前に生じ得る。

更なるフィードバックの改善
上で説明した実施形態は独立して実行することもできるし、或いは他のフィードバックの改善と共に実行することもできる。他のフィードバックの改善では、ソースにおけるデータパケットのスケジューリング及び送信形式を制御する処理要素と、目的地における受領通知信号のスケジューリング及び送信形式を制御する処理要素は、データパケットの送信の間のフィードバック遅延を最小化するように再構成することができる。

図２に再び言及すると、従来技術のフィードバックシステムは第1のデータパケットの送信及び第２のデータパケットの送信の間に少なくとも５スロット期間の遅延を伴って動作する。ここでこの遅延は受領通知信号を待つことに起因する。ある実施形態では、ソースと目的地の間に好ましい（ｆａｖｏｒａｂｌｅ）フィードバックチャネルの条件が存在するとソースが判断した場合はこのフィードバック遅延を完全に除去するように処理要素は構成される。フィードバック遅延の除去は、目的地において通常制御される受領通知信号繰返しパラメータをソースが“上書きすること（ｏｖｅｒｗｒｉｔｉｎｇ）”によって達成することができる。現技術において、目的地における処理要素は受領通知信号のスケジューリングを制御し、それはまた受領通知信号の再送信の制御も必然的に伴う。再送信は適当な送信形式で形式化された第1の受領通知信号の繰返しである。以前に説明したように、繰返しはソースにおいて受領通知信号の正確な復号を保証するためである。ここで説明される実施形態は、受領通知信号の繰返しパラメータの動的制御を伴うソースを可能にすることを目標としている。

図５は一実施形態に従った速いデータパケットの送信方式のフローチャートである。記憶要素及び処理要素のような、ソース及び目的地の内部のハードウェアは以下に続く方法のステップを実行するように構成できる。ステップ５００で、ソースはスロットｓ_１の間に第1のデータパケットを送信する。ステップ５１０で、ソースはチャネル条件が好ましい、即ち、送信がうまく受信され復号される可能性が高いと判断する。チャネル条件が好ましいかどうかをソースに判断させることを可能にするのには多くの方法が利用出来るが、どの方法を使用するかの選択はこの実施形態を理解することと関係しない。そこでそのような方法はここでは詳細に説明しない。ソースが繰返しを用いないで受領通知信号を復号することができるように、チャネルが十分信頼出来るか或いは十分な品質である場合に、好ましいチャネル条件が存在すると言うことが出来る。

ステップ５２０で、ソースはスロットｓ_２の間に第２のデータパケットを送信する。スロットｓ_２はスロットｓ_１に続いており、いずれの受領通知信号の受信より前である。チャネル条件は好ましいと判断されているので、ソースは第1のデータパケットのデータペイロード（ｐａｙｌｏａｄ）と異なるデータペイロードを第２のデータパケットに割り当ててよい。

ステップ５３０で、目的地はスロットｄ_１の間に第1のデータパケットを受信し、スロットｄ_２の間に第２のデータパケットを受信する。ステップ５４０で、目的地はスロットｄ_２及びｄ_３の間に第1のデータパケットを復号し、スロットｄ_３及びｄ_４の間に第２のデータパケットを復号する。

ステップ５５０で、目的地はスロットｄ_４の間に第1のデータパケットに関する受領通知信号（ＡＣＫ１）を送信する。ステップ５６０で、目的地は、スロットｄ_５の間に第1のデータパケットに関する第２のＡＣＫ１を送信するよりむしろ、ソースによって送信された第２のデータパケットに関する受領通知信号ＡＣＫ２でこのスロットを先取りする。それゆえ、目的地における処理要素は新しい受領通知を送信するために前の受領通知の繰返しを上書きするように構成される。従来技術のシステムにおいては、データパケットの送信が受領通知信号の重なりとなる、即ち、新たなデータパケットに対する受領通知信号が古いデータパケットに対する受領通知信号の１つに重なるならば送信をスケジュールすることを避けるようにソースが構成されることは注意すべきである。

それゆえこの実施形態は、再送信に対する上書きを強いることによって目的地の再送信の判断を操作するソースを目標としている。この実施形態を用いることによって、全体のフィードバック遅延はかなりの因数（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌ ｆａｃｔｏｒ）削減される。この節約は図６に示され、上の実施形態を示すスロット化された（ｓｌｏｔｔｅｄ）時間線を示す。

受領通知信号の繰返しが上記実施形態で説明されるように上書きされ得るならば、目的地が送信する受領通知の繰返しの数を動的に決定するために好ましいチャネル条件の知識をソースは利用出来る。ソースは、目的地へ送信されるデータパケットのペースを制御することによって受領通知の繰返しの数を直接変えてよい。

例えば、ソースが繰返しは必要ないと判断するならば、ソースは図６に示されるようにデータパケットを送信するだろう。しかしながら、ソースが受領通知信号を正確に復号するために１回の繰返しが必要であると判断したら、ソースはスロットｓ１の間に第1のパケットを送信し、スロットｓ２の間休み、そしてスロットｓ３の間に第２のパケットを送信するだろう。目的地はスロットｄ１の間に第1のデータパケットを受信し、スロットｄ２及びｄ３の間に第1のデータパケットを復号し、スロットｄ４の間に第１のデータパケットの第１の受領通知を送信し、スロットｄ５の間に第１の受領通知の繰返しを送信するだろう。同時に、目的地はスロットｄ３の間に第２のデータパケットを受信し、スロットｄ４及びｄ５の間に第２のデータパケットを復号し、スロットｄ６の間に第２のデータパケットの第１の受領通知を送信するだろう。

上記の例で、ソースの送信のタイミングに起因する上書きは生じないだろう。しかしながら、別の例では、目的地がスロットｄ_５及びｄ_６の間に第1のデータパケットの受領通知信号の２回の繰返しを有するように判断したが、ソースは第1のデータパケットの受領通知信号のただ１回の繰返しが必要であると判断した場合には、ソースは第２のデータパケットの送信がスロットｓ_３の間に生ずるように時間を合わせることによってスロットｄ_６の間に１つの上書きを強いることが出来るだろう。

この実施形態の１つの態様において、ソースはフィードバックリンクの以前の品質測定（ｑｕａｌｉｔｙ ｍｅａｓｕｒｅｓ）に基づいている送信ペースを設定してよい。例えば、ソースは時間期間の間フィードバックリンクの品質が安定しているかどうか判断できる、ソースは受領通知信号が繰返し無しに（或いは繰返しと共に）矛盾無く復号されるかどうか判断できる、ソースは累算されたエネルギー値を使用できる、或いはソースはフィードバックリンクの品質を決定するための他のいくつかの方法を使用できる。フィードバックリンクのチャネル条件に依存して、ソースは、システムパラメータによって設定された固定された回数の繰返しを待っているよりむしろ、目的地によって送信された繰返しの回数を動的に変えることができる。

情報及び信号はさまざまな異なった技術及び技巧のいずれを用いて表現されてもよいことは当業者なら分かるであろう。例えば、上記説明を通して参照されたデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、そしてチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または磁気粒子、光学場または光学粒子、或いはそれらの任意の組み合わせによって表現されてかまわない。

ここで開示された実施形態に関連して説明された様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズムステップが、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、或いは両者の組み合わせとして実現されてよいことを当業者は更に理解するだろう。ハードウェアとソフトウェアのこの交換可能性を明確に説明するために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、そしてステップは一般にその機能性の観点から上で説明されてきた。そのような機能性がハードウェア或いはソフトウェアのいずれとして実現されるかは、特定のアプリケーション及び全体的なシステムに課せられた設計の制約に依存する。熟達した技術者は、それぞれの特定のアプリケーションに対して様々なやり方で説明された機能性を実現してかまわないが、そのような実現の判断は本発明の範囲からの逸脱を生じるものとして解釈されるべきではない。

ここで開示された実施例に関連して説明された様々な例示的な論理ブロック、モジュール、そして回路は、汎用プロセッサ、ディジタル信号プロセッサ（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ー（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートまたはトランジスタロジック、個別ハードウェア構成要素、またはここで説明された機能を実行するように設計されたそれらの任意の組み合わせで実現または実行されてよい。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってよいが、代替的に、プロセッサは任意の通常のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械（ｓｔａｔｅ ｍａｃｈｉｎｅ）であってよい。プロセッサは、更に、コンピューティングデバイスの組み合わせ、例えばＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと接続した１つまたは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実現されてよい。

ここで開示された実施形態と関連して説明された方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウェアの中で直接具体化されるか、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールの中で具体化されるか、またはこれら２つの組み合わせで具体化されてよい。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、取り外し可能ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または当技術分野で知られた記憶媒体の任意の他の形式の中に存在してよい。例示的な記憶媒体はプロセッサへ結合され、プロセッサは記憶媒体から情報を読み出し、記憶媒体へ情報を書き込むことができる。或いは、記憶媒体はプロセッサと一体化されてよい。プロセッサおよび記憶媒体は、ＡＳＩＣの中に存在してよい。ＡＳＩＣはユーザ端末の中にあってよい。或いはプロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末において個別構成要素として存在してよい。

開示された実施形態のこれまでの説明は、いかなる当業者でも本発明を作成または使用することが可能となるように提供される。これらの実施形態への様々な修正は、当業者に容易に明らかとなるだろう。そして、ここで規定された一般的原理は、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく他の実施形態へ適用されてよい。したがって、本発明は、ここで示された実施形態へ限定されることを意図されず、ここで開示された原理および新規な特徴と矛盾しない最も広い範囲を与えられるべきである。

無線通信ネットワークの図である。 従来技術の素早い受領通知方法を実行するためのスロット化された時間線を示す。 受領通知信号を復号するための時間線。 受領通知信号を素早く復号するためのフローチャート。 新しい素早い受領通知方法を実行するためのフローチャート。 新しい素早い受領通知方法を実行するためのスロット化された時間線を示す。

符号の説明

１０…無線通信ネットワーク、 ３００…延長された長さの受領通知信号

Claims (11)

1. 目的地からの受領通知の再送信を動的に制御するためのソースにおける装置であって、以下を具備する装置：
   少なくとも１つのメモリ要素；そして、
   前記少なくとも１つのメモリ要素に保持された命令のセットを実行するように構成された少なくとも１つの処理要素であって、その命令のセットは以下のためである処理要素：
   少なくとも１つの受信された受領通知信号の品質測定を決定すること；そして、
   前記品質測定に基づいてデータパケットの送信ペースを決定すること、ここにおいて、前記決定されたデータパケットの送信ペースは古い受領通知信号の再送信を新しい受領通知信号で上書きするように目的地に強いる。
2. 前記品質測定は前記少なくとも１つの受信された受領通知信号の累算されたビット当たりのエネルギー対雑音比である請求項１記載の装置。
3. 前記累算されたビット当たりのエネルギー対雑音比はパイロットチャネルの累算された信号対雑音比に基づいている請求項２記載の装置。
4. 前記品質測定は時間期間内にうまく復号された受領通知信号の数についての決定である請求項１記載の装置。
5. 前記品質測定を前記決定することはフィードバックリンクの安定性を決定することを含み、ここで、前記フィードバックリンクは受領通知信号の通信を含む請求項１記載の装置。
6. 目的地からの受領通知の再送信を動的に制御するためのソースにおける方法であって、以下を具備する方法：
   少なくとも１つの受信された受領通知信号の品質測定を決定すること；そして、
   データパケットの送信ペースを決定するために前記品質測定を使用すること、ここにおいて、前記決定されたデータパケットの送信ペースは古い受領通知信号の再送信を新しい受領通知信号で上書きするように目的地に強いる。
7. 前記品質測定は前記少なくとも１つの受信された受領通知信号の累算されたビット当たりのエネルギー対雑音比である請求項６記載の方法。
8. 前記累算されたビット当たりのエネルギー対雑音比はパイロットチャネルの累算された信号対雑音比に基づいている請求項７記載の方法。
9. 前記品質測定は時間期間内にうまく復号された受領通知信号の数についての決定である請求項６記載の方法。
10. 前記品質測定を前記決定することはフィードバックリンクの安定性を決定することを含み、ここで、前記フィードバックリンクは受領通知信号の通信を含む請求項６記載の方法。
11. 目的地からの受領通知の再送信を制御するためのソースにおける装置であって、以下を具備する装置：
    少なくとも１つの受信された受領通知信号の品質測定を決定するための手段；そして、
    前記品質測定に基づいてデータパケットの送信ペースを決定するための手段、ここにおいて、前記決定されたデータパケットの送信ペースは古い受領通知信号の再送信を新しい受領通知信号で上書きするように目的地に強いる。

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