WO2018146771A1

WO2018146771A1 - 通信システム、基地局装置、通信端末装置および管理装置

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Publication number: WO2018146771A1
Application number: PCT/JP2017/004738
Authority: WO
Inventors: 祐一中井
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2017-02-09
Filing date: 2017-02-09
Publication date: 2018-08-16

Abstract

通信システム（２００）は、通信端末装置（２０２）と、通信端末装置（２０２）と無線通信可能に接続される基地局装置（２０３，２０７）とを含んでいる。基地局装置（２０３，２０７）は、ＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤでのＰＤＵ（Protocol Data Unit）の再送回数であるＭＡＣ再送回数を０回に設定し、ＭＡＣ再送回数の設定情報を通信端末装置（２０２）に送信する。通信端末装置（２０２）と基地局装置（２０３，２０７）とのうちの少なくとも一方は、ＭＡＣ再送回数の当該設定情報に従って、ＭＡＣレイヤでの再送処理を行わない。これによれば、通信端末装置（２０２）と基地局装置（２０３，２０７）との間の伝送遅延を防止することができる。

Description

通信システム、基地局装置、通信端末装置および管理装置

　本発明は、通信システム、基地局装置、通信端末装置および管理装置に関する。

　通信システムについて説明する。

　ＰＤＮ－ＧＷ（Packet DataNetwork-Gateway：Ｐ－ＧＷとも称する）とＵＥとの間の伝送路を、ＥＰＳ－Ｂｅａｒｅｒ（Evolved Packet System-Bearer）と呼ぶ。この伝送路の品質は、ＭＭＥからｅＮＢへ通知される。この伝送路の一部を構成する、ｅＮＢとＵＥとの間の無線伝送路は、ＲＢ（Radio Bearer）と呼ばれ、ｅＮＢ側ＲＲＣによって管理されている。ｅＮＢのＲＲＣが、ＭＭＥからのＱｏＳ設定通知を受け、ＵＥ側ＲＲＣへ無線プロトコルスタックのパラメータ設定を通知する。

　次に、ＩＰパケットの物理チャネルへのマッピングについて説明する。

　ＬＴＥシステムでは、ＩＰパケットは、無線伝送路の通信品質に応じて選択された変調方式およびビットレートと、割り当てる無線リソースとに基づいて、且つ、途中のプロトコル情報を差し引いたデータサイズに分割されて、送信される。

　図１を参照して、具体的な例を挙げる。無線伝送路の品質測定結果は、移動端末（ＵＥ）から、ＣＱＩ（Channel Quality Indicator）によって、基地局装置（以下「基地局（E-UTRAN NodeB：ｅＮＢ）」と称する）のＭＡＣ（Medium Access Control）へ通知される。選択ＭＣＳ（Modulation and Coding Set）により無線チャネルの変調方式および符号化率を選択し、リソースブロック（Radio Resource）を割り当てることで、ＭＡＣ－ＰＤＵサイズを決定する。ＭＡＣ－ＰＤＵには、ＭＡＣレイヤで終端する情報が付随することがあり、残りのペイロードをＲＬＣ－ＰＤＵの伝送に用いる。ＲＬＣ―ＰＤＵ（Radio Link Control-Protocol Data Unit）サイズは、ＩＰパケットサイズおよびＲＬＣレイヤの伝送方式によって、決定する。

　ＲＬＣレイヤで再送が有効な場合には、ＲＬＣ－ＡＭ（Acknowledged Mode）が適用され、ＲＬＣ－ＰＤＵ単位で再送が行われる。ＲＬＣレイヤで再送が無効な場合は、ＲＬＣ－ＵＭ（Unacknowledged Mode）が適用される。

　また、ＭＡＣレイヤでの再送には、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat Request）が適用される。ＭＡＣ－ＰＤＵを符号化するときＦＥＣ（Forward Error Collection）を適用することによって、部分的な符号の受信を複数重ね合わせることで復号化できることを期待する。そのため、Ｈｙｂｒｉｄと称される。

　従来技術では、ＭＡＣ－ＰＤＵサイズが無線通信環境に応じて決定されるので、実際に無線信号を送信する直前までサイズが決定しない。伝送可能なサイズを目一杯使うために、ＭＡＣ－ＰＤＵサイズに合わせて、ＲＬＣ－ＰＤＵに対して結合と分割とのうちの少なくとも一方が行われる。

　分割したＲＬＣ－ＰＤＵを受信し、ＲＬＣ－ＰＤＵを抽出するケースを考える。分割されたＲＬＣ－ＰＤＵを含んだ複数のＭＡＣ－ＰＤＵのいずれか１つ以上が伝送エラーとなった場合、受信側でＲＬＣ－ＰＤＵの再構築が行えない。そのため、受信側は、ＭＡＣ－ＰＤＵの再送による到達、または、タイムアウトによる受信エラーを待つこととなる。

国際公開第２０１６／０６８０７２号特表２０１５－５１３８２９号公報

３ＧＰＰ　ＴＳ３６．３３１　ｖ１２．４３ＧＰＰ　ＴＳ３６．４１３　ｖ１２．４３ＧＰＰ　Ｒ２―１６５００６

　前述した背景技術には、以下の課題がある。

　従来技術では、ＭＡＣ－ＰＤＵサイズに収まるように、ＲＬＣ－ＰＤＵに対して結合と分割とのうちの少なくとも一方が行われる。分割されたＲＬＣ－ＰＤＵを含んだ複数のＭＡＣ－ＰＤＵのいずれか１つ以上が伝送エラーとなった場合、分割したＲＬＣ－ＰＤＵの受信側でＲＬＣ－ＰＤＵの再構築が行えない。そのため、受信側は、ＭＡＣ－ＰＤＵの再送による到達、または、タイムアウトによる受信エラーを待つこととなる。

　本発明の目的は、通信端末装置と基地局装置との間の伝送遅延を防止しうる技術を提供することである。

　本発明の通信システムは、通信端末装置と、前記通信端末装置と無線通信可能に接続される基地局装置とを備える通信システムであって、前記基地局装置は、ＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤでのＰＤＵ（Protocol Data Unit）の再送回数であるＭＡＣ再送回数を０回に設定し、前記ＭＡＣ再送回数の設定情報を前記通信端末装置に送信し、前記通信端末装置と前記基地局装置とのうちの少なくとも一方は、前記ＭＡＣ再送回数の前記設定情報に従って、前記ＭＡＣレイヤでの再送処理を行わない。

　本発明の基地局装置は、通信端末装置と無線通信可能に接続される基地局装置であって、前記基地局装置は、ＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤでのＰＤＵ（Protocol Data Unit）の再送回数であるＭＡＣ再送回数を０回に設定し、前記ＭＡＣ再送回数の設定情報を前記通信端末装置に送信する。

　本発明の通信端末装置は、基地局装置と無線通信可能に接続される通信端末装置であって、前記通信端末装置は、ＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤでのＰＤＵ（Protocol Data Unit）の再送回数であるＭＡＣ再送回数が０回に設定されたことの情報を、前記基地局装置から受信し、受信した設定情報に従って、前記ＭＡＣレイヤでの再送処理を行わない。

　本発明の他の通信システムは、通信端末装置と、前記通信端末装置と無線通信可能に接続される基地局装置と、前記通信端末装置と前記基地局装置との間の無線通信を管理する管理装置とを備える通信システムであって、前記管理装置は、ＩＰ（Internet Protocol）パケットの上限サイズと、１つ以上のプロトコルレイヤにおけるペイロードの上限サイズと、のうちの少なくとも一方のパラメータを設定し、前記パラメータの設定情報を前記基地局装置に送信し、前記基地局装置は、前記管理装置から受信した前記パラメータの前記設定情報を、前記通信端末装置に送信し、前記基地局装置と前記通信端末装置とは、前記パラメータの前記設定情報に従って、無線通信を行う。

　本発明の管理装置は、通信端末装置と基地局装置との間の無線通信を管理する管理装置であって、前記管理装置は、ＩＰ（Internet Protocol）パケットの上限サイズと、１つ以上のプロトコルレイヤにおけるペイロードの上限サイズと、のうちの少なくとも一方のパラメータを設定し、前記パラメータの設定情報を前記基地局装置に送信する。

　本発明の他の基地局装置は、通信端末装置と無線通信可能に接続される基地局装置であって、前記基地局装置は、前記通信端末装置と前記基地局装置との間の無線通信を管理する管理装置から、ＩＰ（Internet Protocol）パケットの上限サイズと、１つ以上のプロトコルレイヤにおけるペイロードの上限サイズと、のうちの少なくとも一方のパラメータの設定情報を受信し、前記基地局装置は、受信した前記パラメータの前記設定情報を、前記通信端末装置に送信し、前記基地局装置は、前記パラメータの前記設定情報に従って、前記通信端末装置と無線通信を行う。

　本発明の他の通信端末装置は、基地局装置と無線通信可能に接続される通信端末装置であって、前記通信端末装置は、前記基地局装置から、無線通信に関するパラメータの設定情報を受信し、前記無線通信に関するパラメータは、ＩＰ（Internet Protocol）パケットの上限サイズと、１つ以上のプロトコルレイヤにおけるペイロードの上限サイズと、のうちの少なくとも一方を含み、前記通信端末装置は、前記パラメータの前記設定情報に従って、前記基地局装置と無線通信を行う。

　本発明によれば、通信端末装置と基地局装置との間の伝送遅延を防止することができる。

　本発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

ＰＤＣＰ／ＲＬＣ／ＭＡＣ　ＰＤＵの関係を説明する図である。実施の形態１について、通信システム２００の全体的な構成を示すブロック図である。図２に示す移動端末２０２の構成を示すブロック図である。図２に示す基地局２０３の構成を示すブロック図である。図２に示すＭＭＥ部２０４に含まれるＭＭＥの構成を示すブロック図である。ＭＡＣ再送と再送遅延とを説明する図である。実施の形態１について、ＥＰＳ－Ｂｅａｒｅｒの設定手順を説明するシーケンス図である。実施の形態２について、ＩＰパケットサイズ制限に関する情報が追加されたＱｏＳ情報を説明する図である。ＭＭＥからＰＤＮ－ＧＷに通知する、従来例のＱｏＳパラメータを説明する図である。ＭＭＥからＰＤＮ－ＧＷに通知する、実施の形態２に係るＱｏＳパラメータの一例を説明する図である。ＭＭＥからｅＮＢに通知する、従来例のＱｏＳパラメータを説明する図である。ＭＭＥからｅＮＢに通知する、実施の形態２に係るＱｏＳパラメータの一例を説明する図である。

　実施の形態１．
　本発明の通信システムは、プロトコルレイヤでＬＴＥシステムと同等または同様のシステムであって、通信端末装置が要求するデータ伝送路を、それぞれの通信端末装置毎に設定可能である。

　図２は、実施の形態１について、通信システム２００の全体的な構成を示すブロック図である。図２について説明する。無線アクセスネットワークは、Ｅ－ＵＴＲＡＮ（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network）２０１と称される。通信端末装置である移動端末装置（以下「移動端末（User Equipment：ＵＥ）」という）２０２は、基地局装置（以下「基地局（E-UTRAN NodeB：ｅＮＢ）」という）２０３と無線通信可能であり、無線通信で信号の送受信を行う。

　ここで、「通信端末装置」とは、移動可能な携帯電話端末装置などの移動端末装置だけでなく、センサなどの移動しないデバイスも含んでいる。以下の説明では、「通信端末装置」を、単に「通信端末」という場合がある。

　移動端末２０２に対する制御プロトコル、例えばＲＲＣ（Radio Resource Control）と、ユーザプレイン、例えばＰＤＣＰ（Packet Data Convergence Protocol）、ＲＬＣ（Radio Link Control）、ＭＡＣ（Medium Access Control）、ＰＨＹ（Physical layer）とが基地局２０３で終端するならば、Ｅ－ＵＴＲＡＮは１つまたは複数の基地局２０３によって構成される。

　移動端末２０２と基地局２０３との間の制御プロトコルＲＲＣ（Radio Resource Control）は、報知（Broadcast）、ページング（paging）、ＲＲＣ接続マネージメント（RRC connection management）などを行う。ＲＲＣにおける基地局２０３と移動端末２０２との状態として、ＲＲＣ＿ＩＤＬＥと、ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤとがある。

　ＲＲＣ＿ＩＤＬＥでは、ＰＬＭＮ（Public Land Mobile Network）選択、システム情報（System Information：ＳＩ）の報知、ページング（paging）、セル再選択（cell re-selection）、モビリティなどが行われる。ＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤでは、移動端末はＲＲＣ接続（connection）を有し、ネットワークとのデータの送受信を行うことができる。またＲＲＣ＿ＣＯＮＮＥＣＴＥＤでは、ハンドオーバ（Handover：ＨＯ）、隣接セル（Neighbour cell）の測定（メジャメント（measurement））などが行われる。

　基地局２０３は、１つまたは複数のｅＮＢ２０７で構成される。また、コアネットワークであるＥＰＣ（Evolved Packet Core）と、無線アクセスネットワークであるＥ－ＵＴＲＡＮ２０１とで構成されるシステムは、ＥＰＳ（Evolved Packet System）と称される。コアネットワークであるＥＰＣと、無線アクセスネットワークであるＥ－ＵＴＲＡＮ２０１とを合わせて、「ネットワーク」という場合がある。

　ｅＮＢ２０７は、移動管理エンティティ（Mobility Management Entity：ＭＭＥ）、またはＳ－ＧＷ（Serving Gateway）、またはＭＭＥおよびＳ－ＧＷを含むＭＭＥ／Ｓ－ＧＷ部（以下「ＭＭＥ部」という場合がある）２０４とＳ１インタフェースにより接続され、ｅＮＢ２０７とＭＭＥ部２０４との間で制御情報が通信される。一つのｅＮＢ２０７に対して、複数のＭＭＥ部２０４が接続されてもよい。ｅＮＢ２０７間は、Ｘ２インタフェースにより接続され、ｅＮＢ２０７間で制御情報が通信される。

　ＭＭＥ部２０４は、上位装置、具体的には上位ノードであり、基地局であるｅＮＢ２０７と、移動端末（ＵＥ）２０２との接続を制御する。ＭＭＥ部２０４は、コアネットワークであるＥＰＣを構成する。

　図３は、本発明に係る通信端末である図２に示す移動端末２０２の構成を示すブロック図である。図３に示す移動端末２０２の送信処理を説明する。まず、プロトコル処理部３０１からの制御データ、およびアプリケーション部３０２からのユーザデータが、送信データバッファ部３０３へ保存される。送信データバッファ部３０３に保存されたデータは、エンコーダー部３０４へ渡され、誤り訂正などのエンコード処理が施される。エンコード処理を施さずに、送信データバッファ部３０３から変調部３０５へ直接出力されるデータが存在してもよい。エンコーダー部３０４でエンコード処理されたデータは、変調部３０５にて変調処理が行われる。変調されたデータは、ベースバンド信号に変換された後、周波数変換部３０６へ出力され、無線送信周波数に変換される。その後、アンテナ３０７から基地局２０３に送信信号が送信される。

　また、移動端末２０２の受信処理は、以下のように実行される。基地局２０３からの無線信号がアンテナ３０７により受信される。受信信号は、周波数変換部３０６にて無線受信周波数からベースバンド信号に変換され、復調部３０８において復調処理が行われる。復調後のデータは、デコーダー部３０９へ渡され、誤り訂正などのデコード処理が行われる。デコードされたデータのうち、制御データはプロトコル処理部３０１へ渡され、ユーザデータはアプリケーション部３０２へ渡される。移動端末２０２の一連の処理は、制御部３１０によって制御される。よって制御部３１０は、図３では省略しているが、各部３０１～３０９と接続している。

　図４は、本発明に係る基地局である図２に示す基地局２０３の構成を示すブロック図である。図４に示す基地局２０３の送信処理を説明する。ＥＰＣ通信部４０１は、基地局２０３とＥＰＣ（ＭＭＥ部２０４など）などとの間のデータの送受信を行う。他基地局通信部４０２は、他の基地局との間のデータの送受信を行う。ＥＰＣ通信部４０１および他基地局通信部４０２は、それぞれプロトコル処理部４０３と情報の受け渡しを行う。プロトコル処理部４０３からの制御データ、ならびにＥＰＣ通信部４０１および他基地局通信部４０２からのユーザデータおよび制御データは、送信データバッファ部４０４へ保存される。

　送信データバッファ部４０４に保存されたデータは、エンコーダー部４０５へ渡され、誤り訂正などのエンコード処理が施される。エンコード処理を施さずに、送信データバッファ部４０４から変調部４０６へ直接出力されるデータが存在してもよい。エンコードされたデータは、変調部４０６にて変調処理が行われる。変調されたデータは、ベースバンド信号に変換された後、周波数変換部４０７へ出力され、無線送信周波数に変換される。その後、アンテナ４０８より一つまたは複数の移動端末２０２に対して送信信号が送信される。

　また、基地局２０３の受信処理は以下のように実行される。一つまたは複数の移動端末２０２からの無線信号が、アンテナ４０８により受信される。受信信号は、周波数変換部４０７にて無線受信周波数からベースバンド信号に変換され、復調部４０９で復調処理が行われる。復調されたデータは、デコーダー部４１０へ渡され、誤り訂正などのデコード処理が行われる。デコードされたデータのうち、制御データはプロトコル処理部４０３、またはＥＰＣ通信部４０１、または他基地局通信部４０２へ渡され、ユーザデータはＥＰＣ通信部４０１および他基地局通信部４０２へ渡される。基地局２０３の一連の処理は、制御部４１１によって制御される。よって制御部４１１は、図４では省略しているが、各部４０１～４１０と接続している。

　図５は、本発明に係るＭＭＥの構成を示すブロック図である。図５では、前述の図２に示すＭＭＥ部２０４に含まれるＭＭＥ２０４ａの構成を示す。ＰＤＮ－ＧＷ通信部５０１は、ＭＭＥ２０４ａとＰＤＮ－ＧＷ２１３との間のデータの送受信を行う。基地局通信部５０２は、ＭＭＥ２０４ａと基地局２０３との間のＳ１インタフェースによるデータの送受信を行う。ＰＤＮ－ＧＷ２１３から受信したデータがユーザデータであった場合、ユーザデータは、ＰＤＮ－ＧＷ通信部５０１から、ユーザプレイン通信部５０３経由で基地局通信部５０２に渡され、１つまたは複数の基地局２０３へ送信される。基地局２０３から受信したデータがユーザデータであった場合、ユーザデータは、基地局通信部５０２から、ユーザプレイン通信部５０３経由でＰＤＮ－ＧＷ通信部５０１に渡され、ＰＤＮ－ＧＷ２１３へ送信される。

　ＰＤＮ－ＧＷ２１３から受信したデータが制御データであった場合、制御データは、ＰＤＮ－ＧＷ通信部５０１から制御プレイン制御部５０５へ渡される。基地局２０３から受信したデータが制御データであった場合、制御データは、基地局通信部５０２から制御プレイン制御部５０５へ渡される。

　制御プレイン制御部５０５は、ＮＡＳセキュリティ部５０５－１、ＳＡＥベアラコントロール部５０５－２、アイドルステート（Idle State）モビリティ管理部５０５－３などを含み、制御プレインに対する処理全般を行う。ＮＡＳセキュリティ部５０５－１は、ＮＡＳ（Non-Access Stratum）メッセージのセキュリティなどを行う。ＳＡＥベアラコントロール部５０５－２は、ＳＡＥ（System Architecture Evolution）のベアラの管理などを行う。アイドルステートモビリティ管理部５０５－３は、待受け状態（アイドルステート（Idle State）；ＬＴＥ－ＩＤＬＥ状態、または、単にアイドルとも称される）のモビリティ管理、待受け状態時のページング信号の生成および制御、傘下の１つまたは複数の移動端末２０２のトラッキングエリアの追加、削除、更新および検索、トラッキングエリアリスト管理などを行う。

　ＭＭＥ２０４ａは、１つまたは複数の基地局２０３に対して、ページング信号の分配を行う。また、ＭＭＥ２０４ａは、待受け状態（Idle State）のモビリティ制御（Mobility control）を行う。ＭＭＥ２０４ａは、移動端末が待ち受け状態のとき、および、アクティブ状態（Active State）のときに、トラッキングエリア（Tracking Area）リストの管理を行う。ＭＭＥ２０４ａは、ＵＥが登録されている（registered）追跡領域（トラッキングエリア：Tracking Area）に属するセルへ、ページングメッセージを送信することで、ページングプロトコルに着手する。

　図６を参照して、ＭＡＣ再送について説明する。ここでは、図６中に（２）で示すＰＤＵの受信が失敗するケースを考える。ＵＥとｅＮＢとの間には、ＭＡＣ－ＰＤＵの受信成否をＵＥからｅＮＢへ通知するチャネルを設けられており、ｅＮＢがＮＡＣＫと判断した場合、ｅＮＢは、対応するＭＡＣ－ＰＤＵを再送する。ＭＡＣ－ＰＤＵには、ＨＡＲＱ用のシーケンス番号と、新規送信か再送かを識別するためのフラグとが付与されており、それらによって受信側はＭＡＣ－ＰＤＵを容易に管理できる。

　ＭＡＣ－ＰＤＵの再送には、ＮＡＣＫの通知に要する時間と、ＭＡＣ－ＰＤＵの再送準備のための時間と、ＭＡＣ－ＰＤＵの伝送時間とが必要になるので、少なくとも数フレームの遅延が発生する。ＴＤＤ方式の場合、ＡＣＫ／ＮＡＣＫを通知するためにはＵｐｌｉｎｋＦｒａｍｅを待つ必要があり、この待ち時間も遅延時間に加算されるので、遅延が顕著になる。

　再送制御による伝送遅延が生じるシステムは、再送制御に伴う遅延を許容できないようなサービスに対して利用できない、という問題がある。伝送遅延が生じると無価値になるデータで以て定期的に情報を上書きするようなサービスであれば、再送する代わりに、データを破棄することが望まれる。ＥＰＣにおける伝送遅延に関しては、アプリケーションに応じて優先制御または物理的な配置を行うことによって、遅延時間を短縮する対策が考えられる。

　実施の形態１では、このような問題を解決する方法を開示する。

　図７を参照して、ＥＰＳ－Ｂｅａｒｅｒの設定手順の一例を説明する。

　ステップＳＴ１では、ＭＭＥからＰＤＮ－ＧＷへＢｅａｒｅｒ更新要求（Modify Bearer Command）を送り、ユーザプレインのＢｅａｒｅｒ設定に対して追加と変更とのうちの少なくとも一方を行う。

　ステップＳＴ２では、上位のＢｅａｒｅｒを更新した後、ｅＮＢへBearer Setup Requestメッセージを送り、ＭＭＥとＵＥとの間のＢｅａｒｅｒ設定に対して追加と変更とのうちの少なくとも一方を行う。

　ステップＳＴ３では、ｅＮＢは要求に従って、ｅＮＢとＵＥとの間のＲＢの設定を更新する。ここで、従来技術では、ＵＥに対して上りのＭＡＣ再送回数を１回以上にしか設定できず、無線伝送路での再送発生時にパケット伝送遅延が生じる、という問題があった。これに対し、実施の形態１では、再送回数を０回にすることができ、ＭＡＣ再送による伝送遅延の発生を防止することができる。

　ステップＳＴ４では、ＵＥからＭＭＥへSession Management Responseを送信し、設定完了を通知する。

　ここで、低遅延を必要とするサービスを利用するＵＥについて、詳細な動作を説明する。

　＜下りの場合＞
　下り送信要求を契機に、図７のステップＳＴ２において、Bearer Setup Requestメッセージによって、ｅＮＢは、ＭＡＣ再送回数を決定する。ＭＡＣレイヤでの再送を０回にする必要があるほどの低遅延が要求された場合、ＭＡＣレイヤではＭＡＣ－ＰＤＵの再送を行わず、伝送の成否に依らずＭＡＣ－ＰＤＵを破棄する。

　ｅＮＢは、図７のステップＳＴ３において、ｅＮＢがＵＥに対して発行するRRC Connection Reconfigurationに含まれる、ｍａｘＨＡＲＱ－Ｔｘを用いて、ＭＡＣ再送回数を指示する。ｅＮＢはＭＡＣ再送回数をＵＥに通知するのであるが、遅延時間を短縮するためにＭＡＣレイヤでの再送回数を０とすることは、従来技術のＩＥ（Information Element）に定義されていない。具体的には、従来技術のＩＥでは、ＭＡＣレイヤでの再送回数の値として１～８、１０、１２、１６、２０、２４、２８が定義されているが、再送回数０は定義されていない。これに対し、実施の形態１では、ＭＡＣレイヤでの再送回数０回を追加で定義する。ＭＡＣレイヤでの再送が０回の場合、ＵＥがｅＮＢに対して伝送完了通知（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を返してもよいし、または、無線リソース節約のためにそのような伝送完了通知を省略してもよい。

　＜上りの場合＞
　ＵＥからの上り送信要求を契機に、図７のステップＳＴ３において、ｅＮＢがＵＥに対して発行するRRC Connection Reconfigurationに含まれる、ｍａｘＨＡＲＱ－Ｔｘを用いて、ＭＡＣ再送回数を指示する。ｅＮＢはＭＡＣ再送回数をＵＥに通知するのであるが、遅延時間を短縮するためにＭＡＣレイヤでの再送回数を０とすることは、従来技術のＩＥ（Information Element）に定義されていない。具体的には、従来技術のＩＥでは、ＭＡＣレイヤでの再送回数の値として１～８、１０、１２、１６、２０、２４、２８が定義されているが、再送回数０は定義されていない。これに対し、実施の形態１では、ＭＡＣレイヤでの再送回数０回を追加で定義する。ＵＥは、この指示をうけて、ＭＡＣレイヤでの再送処理を行わないように設定する。

　これによって、実施の形態１は以下の効果を奏する。

　伝送遅延が生じることで有用性がなくなるようなデータを伝送するＩＰパケットについて、ＭＡＣ再送を０回と設定することにより、再送による伝送遅延の増加を確実に低減することができる。

　従来技術では、無線伝送誤りに対してＭＡＣ再送を行うことによって、ＩＰパケットロスを低減していたので、再送回数を変更することに伴うＰＥＬＲ（Packet Error Loss Rate）の増加が懸念される。これを解決するために、ｅＮＢの制御部（図４の制御部４１１を参照）に含まれる無線リソース管理部では、通常時に比べて（換言すると、ＭＡＣ再送を１回以上行う設定の場合に比べて）より高い品質が得られる変調方式を選択するように、選択ＭＣＳを行う。

　実施の形態１によれば、例えば次のような構成が提供される。

　通信端末装置と、通信端末装置と無線通信可能に接続される基地局装置とを含む通信システムが提供される。より具体的には、基地局装置は、ＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤでのＰＤＵ（Protocol Data Unit）の再送回数であるＭＡＣ再送回数を０回に設定し、ＭＡＣ再送回数の設定情報を通信端末装置に送信する。通信端末装置と基地局装置とのうちの少なくとも一方は、ＭＡＣ再送回数の設定情報に従って、ＭＡＣレイヤでの再送処理を行わない。

　通信端末装置と無線通信可能に接続される基地局装置が提供される。より具体的には、基地局装置は、ＭＡＣレイヤでのＰＤＵの再送回数であるＭＡＣ再送回数を０回に設定し、ＭＡＣ再送回数の設定情報を通信端末装置に送信する。ここで、基地局装置は、ＭＡＣ再送回数の設定情報に従って、ＭＡＣレイヤでの再送処理を行わないようにしてもよい。

　基地局装置と無線通信可能に接続される通信端末装置が提供される。より具体的には、通信端末装置は、ＭＡＣレイヤでのＰＤＵの再送回数であるＭＡＣ再送回数が０回に設定されたことの情報を、基地局装置から受信し、受信した設定情報に従って、ＭＡＣレイヤでの再送処理を行わない。

　なお、これらの構成における各種要素を例えば図２で説明した要素に対応付けると、通信端末装置は移動端末２０２に対応し、基地局装置は基地局２０３またはｅＮＢ２０７に対応し、通信システムは通信システム２００に対応する。

　これらの構成によれば、前述のおよび後述の各種効果を得ることができる。

　実施の形態２．
　前述の実施の形態１について考察する。前述したように、ＩＰパケットは複数のＭＡＣ－ＰＤＵに分割されて伝送される場合がある。この場合、全てのＭＡＣ－ＰＤＵを正常に伝送できなければ、ＩＰパケットを再構築することができない。このため、１つ目のＭＡＣ－ＰＤＵの受信完了から２つ目のＭＡＣ－ＰＤＵの受信完了までの時間は伝送遅延となる。実施の形態２では、このような問題を解決する方法を開示する。

　ＩＰパケットが複数のＭＡＣ－ＰＤＵに分割されないように、前述のＱｏＳ情報において、伝送するＩＰパケットサイズの制限値（上限値）を定義する。具体的には、図８に示すように、ＩＰパケットサイズの制限値”IP packet maximum size”の項目をＱｏＳ情報に追加する。ＩＰパケットは、ＰＤＮ－ＧＷ、Ｓ－ＧＷ、ｅＮＢ、ＵＥのそれぞれにおいてプロトコルオーバヘッドが付与および削除されうる。このため、各プロトコルにおけるＰＤＵサイズは、ＩＰパケットサイズ上限に合わせて導出する必要がある。

　ここで、ｅＮＢではＲＬＣ－ＰＤＵからＭＡＣ－ＰＤＵを生成する際に、複数のＲＬＣ－ＰＤＵを結合し、結合したＲＬＣ－ＰＤＵをＭＡＣ－ＰＤＵのペイロードを全て埋めるように分割することによって、マッピングを行っていた。しかし、この処理も前述のように伝送遅延の要因となるので、ＲＬＣレイヤでのＰＤＵ結合／分割処理も無効化する。

　ｅＮＢからＵＥへのＩＰパケットサイズの通知は、図７のステップＳＴ３で用いるRRC Connection Reconfiguration IEにて行い、ＵＥの制御部（図３の制御部３１０を参照）がプロトコル処理部（図３のプロトコル処理部３０１を参照）を制御することによって実現する。

　各装置または各レイヤにおいて、ペイロードサイズの上限を超えるデータを受信した場合には、直ちに破棄する。これにより、下流のトラフィックを下げ、不要な処理に伴う遅延時間および消費電力の増加を防ぐ効果が期待できる。

　ＭＭＥからＰＤＮ－ＧＷに通知する従来例のＱｏＳパラメータを図９に示す。これに対し、実施の形態２では、ＩＰパケットペイロードサイズ上限を追加し、図１０に例示するように”Maximum bytes of IP packet payload”を定義する。図１０のＱｏＳパラメータは、図７のステップＳＴ１で用いる。ＩＰパケットペイロードサイズには、Radio Bearerに流れるペイロードデータ部分のサイズを通知するための値を設定する。

　ＭＭＥからｅＮＢに通知する従来例のＱｏＳパラメータを図１１に示す。これに対し、ＭＭＥからｅＮＢに通知する、実施の形態２に係るＱｏＳパラメータを図１２に示す。図１２から分かるように、実施の形態２で必要となるパラメータが図１１のパラメータに対して追加されている。図１２のＱｏＳパラメータは、図７のステップＳＴ４で用いる。

　一方、ｅＮＢにおいては、ＵＥとの間でペイロードサイズの上限が規制されたＩＰパケットを必ず１つのＭＡＣ－ＰＤＵで伝送できるように、無線リソースを定常的に確保する必要がある。ＵＥからｅＮＢへのデータ伝送において、既存技術ではＵＥがデータ送信のためにｅＮＢからＧｒａｎｔを得る必要があるので、オーバヘッドが大きい。実現手段の一例としては、既存のRRC Configuration情報要素にある、Semi-Persistantという上り無線リソースを一定間隔で割り当てるための情報を利用する。

　実施の形態２によれば、例えば次のような構成が提供される。

　通信端末装置と、通信端末装置と無線通信可能に接続される基地局装置と、通信端末装置と基地局装置との間の無線通信を管理する管理装置とを含む通信システムが提供される。より具体的には、管理装置は、ＩＰ（Internet Protocol）パケットの上限サイズと、１つ以上のプロトコルレイヤにおけるペイロードの上限サイズと、のうちの少なくとも一方のパラメータを設定し、パラメータの設定情報を基地局装置に送信する。基地局装置は、管理装置から受信したパラメータの設定情報を、通信端末装置に送信する。基地局装置と通信端末装置とは、パラメータの設定情報に従って、無線通信を行う。

　通信端末装置と基地局装置との間の無線通信を管理する管理装置が提供される。より具体的には、管理装置は、ＩＰパケットの上限サイズと、１つ以上のプロトコルレイヤにおけるペイロードの上限サイズと、のうちの少なくとも一方のパラメータを設定し、パラメータの設定情報を基地局装置に送信する。

　通信端末装置と無線通信可能に接続される基地局装置が提供される。より具体的には、基地局装置は、通信端末装置と基地局装置との間の無線通信を管理する管理装置から、ＩＰパケットの上限サイズと、１つ以上のプロトコルレイヤにおけるペイロードの上限サイズと、のうちの少なくとも一方のパラメータの設定情報を受信する。基地局装置は、受信したパラメータの設定情報を、通信端末装置に送信する。基地局装置は、パラメータの設定情報に従って、通信端末装置と無線通信を行う。

　基地局装置と無線通信可能に接続される通信端末装置が提供される。より具体的には、通信端末装置は、基地局装置から、無線通信に関するパラメータの設定情報を受信する。ここで、無線通信に関する当該パラメータは、ＩＰパケットの上限サイズと、１つ以上のプロトコルレイヤにおけるペイロードの上限サイズと、のうちの少なくとも一方を含む。通信端末装置は、パラメータの設定情報に従って、基地局装置と無線通信を行う。

　なお、これらの構成における各種要素を例えば図２で説明した要素に対応付けると、通信端末装置は移動端末２０２に対応し、基地局装置は基地局２０３またはｅＮＢ２０７に対応し、管理装置はＭＭＥ部（ＭＭＥ／Ｓ－ＧＷ部）２０４またはＭＭＥ２０４ａ（図５参照）に対応し、通信システムは通信システム２００に対応する。

　実施の形態１，２によれば、通信端末が利用するサービスに応じて基地局との間で構成される論理的な伝送路に対して適用される無線通信プロトコルを制御する。具体的には、再送制御の有無を含む調整と、ネットワーク側に対する１パケット毎の容量の制限と、のうちの少なくとも一方を行う。これにより、無線リソースを配置し易くすることができる。また、無線区間の伝送品質を任意に調整することができる。さらに、再送を無くすことで、伝送遅延が増加しない伝送路を提供することができる。また、伝送品質を良くすることで、伝送の失敗を未然に防ぐことができる。

　また、再送制御の無効化と、パケットサイズの制限とのうちの少なくとも一方によれば、端末装置の記憶装置、例えばメモリなどのリソースを削減することができる。それにより、端末コストの削減、消費電力の削減が期待できる。

　本発明は、前述のようなＬＴＥシステムに限らず、次世代の５Ｇシステムにおいても適用できる。

　前述のＭＡＣ再送回数０回は、無線伝送路のプロトコルスタックにおけるＨＡＲＱのみならず、ＡＲＱ（Automatic Repeat reQuest）についても対象にすることができる。また、ＭＡＣレイヤでの再送に言及せず、ＬＴＥシステムではＲＬＣレイヤにおける再送回数を０回にすることも含む。ただしＬＴＥシステムにおけるＲＬＣレイヤの再送制御回数０は、ＲＬＣ－ＵＭ（Unacknowredge Mode）として定義されており、ＲＬＣ－ＡＭ（Acknowredge Mode）で再送なしという構成は、運用上メリットがないので、考えない。

　前述の無線プロトコルスタックとは、（ａ）ＬＴＥシステムにおけるＰＤＣＰ、ＲＬＣ、ＭＡＣといった名称／レイヤ数に依存せず、且つ（ｂ）伝送すべきデータに制御情報を付与し、且つ（ｃ）レイヤ間で終端または連携し、且つ（ｄ）無線区間においてペイロードデータを伝送する、仕組みをいう。

　本発明の技術的思想は例えば次のようなシステムに用いることができる。無線区間のプロトコルスタックに対して、再送回数と、最大ペイロードサイズと、許容遅延時間（Delay Budget）とのうちの少なくとも１つを通知する手段を有するシステム。再送回数を０回とすることによって、再送機能を無効とすることができるシステム。最大ペイロードサイズを設定することによって、フラグメントの発生を抑制することができるシステム。

　前述の通知する手段に、ＭＡＣレイヤでの再送回数を０にすること、または、伝送するＩＰパケットサイズの制限値（上限値）、などを含ませることによって、本発明の技術的思想を実現することができる。

　前述の各実施の形態およびその変形例は、本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲内において、各実施の形態およびその変形例を自由に組合せることができる。また各実施の形態およびその変形例の任意の構成要素を適宜変更または省略することができる。

　本発明は詳細に説明されたが、前述した説明は、すべての局面において、例示であって、本発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

　２０２　通信端末装置、２０３，２０７　基地局装置、２００　通信システム、２０４，２０４ａ　管理装置。

Claims

　通信端末装置と、前記通信端末装置と無線通信可能に接続される基地局装置とを備える通信システムであって、
　前記基地局装置は、ＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤでのＰＤＵ（Protocol Data Unit）の再送回数であるＭＡＣ再送回数を０回に設定し、前記ＭＡＣ再送回数の設定情報を前記通信端末装置に送信し、
　前記通信端末装置と前記基地局装置とのうちの少なくとも一方は、前記ＭＡＣ再送回数の前記設定情報に従って、前記ＭＡＣレイヤでの再送処理を行わない、
通信システム。
　通信端末装置と無線通信可能に接続される基地局装置であって、
　前記基地局装置は、ＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤでのＰＤＵ（Protocol Data Unit）の再送回数であるＭＡＣ再送回数を０回に設定し、前記ＭＡＣ再送回数の設定情報を前記通信端末装置に送信する、
基地局装置。
　前記基地局装置は、前記ＭＡＣ再送回数の前記設定情報に従って、前記ＭＡＣレイヤでの再送処理を行わない、請求項２に記載の基地局装置。
　基地局装置と無線通信可能に接続される通信端末装置であって、
　前記通信端末装置は、ＭＡＣ（Medium Access Control）レイヤでのＰＤＵ（Protocol Data Unit）の再送回数であるＭＡＣ再送回数が０回に設定されたことの情報を、前記基地局装置から受信し、受信した設定情報に従って、前記ＭＡＣレイヤでの再送処理を行わない、
通信端末装置。
　通信端末装置と、前記通信端末装置と無線通信可能に接続される基地局装置と、前記通信端末装置と前記基地局装置との間の無線通信を管理する管理装置とを備える通信システムであって、
　前記管理装置は、ＩＰ（Internet Protocol）パケットの上限サイズと、１つ以上のプロトコルレイヤにおけるペイロードの上限サイズと、のうちの少なくとも一方のパラメータを設定し、前記パラメータの設定情報を前記基地局装置に送信し、
　前記基地局装置は、前記管理装置から受信した前記パラメータの前記設定情報を、前記通信端末装置に送信し、
　前記基地局装置と前記通信端末装置とは、前記パラメータの前記設定情報に従って、無線通信を行う、
通信システム。
　通信端末装置と基地局装置との間の無線通信を管理する管理装置であって、
　前記管理装置は、ＩＰ（Internet Protocol）パケットの上限サイズと、１つ以上のプロトコルレイヤにおけるペイロードの上限サイズと、のうちの少なくとも一方のパラメータを設定し、前記パラメータの設定情報を前記基地局装置に送信する、
管理装置。
　通信端末装置と無線通信可能に接続される基地局装置であって、
　前記基地局装置は、前記通信端末装置と前記基地局装置との間の無線通信を管理する管理装置から、ＩＰ（Internet Protocol）パケットの上限サイズと、１つ以上のプロトコルレイヤにおけるペイロードの上限サイズと、のうちの少なくとも一方のパラメータの設定情報を受信し、
　前記基地局装置は、受信した前記パラメータの前記設定情報を、前記通信端末装置に送信し、
　前記基地局装置は、前記パラメータの前記設定情報に従って、前記通信端末装置と無線通信を行う、
基地局装置。
　基地局装置と無線通信可能に接続される通信端末装置であって、
　前記通信端末装置は、前記基地局装置から、無線通信に関するパラメータの設定情報を受信し、
　前記無線通信に関するパラメータは、ＩＰ（Internet Protocol）パケットの上限サイズと、１つ以上のプロトコルレイヤにおけるペイロードの上限サイズと、のうちの少なくとも一方を含み、
　前記通信端末装置は、前記パラメータの前記設定情報に従って、前記基地局装置と無線通信を行う、
通信端末装置。