分组发送装置及分组发送方法

专利名称：分组发送装置及分组发送方法
技术领域：
本发明涉及可进行分组通信的数字移动通信的分组发送装置及分组发送方法。
背景技术：
以往，在无线通信系统的领域中，除了使用专用信道(DPCH=Dedicated Physical Channel，专用物理信道)对通信终端装置进行传输的通信方式以外，多个通信终端装置共 享高速大容量的下行信道，利用下行线路进行高速分组传输的被称作HSDPA的通信方式也 已标准化。无线通信的传输状况极不稳定，通信路径容量时刻发生大幅变动。HSDPA(High Speed Downlink Packet Access，高速下行分组接入)是利用这样的现象，在通信状况良好 时使用多级调制/低编码率进行高速传输，从而提高峰值吞吐量(Throughput)的技术。在这样的HSDPA系统中，基站装置使通信终端装置发送被称作CQI (Channe 1 Quality hdicator(信道质量指示符)自适应调制请求)的信号，该信号表示通信终端装 置中可解调的分组数据的调制方式及编码率。收到CQI的基站装置使用从各通信终端装置 送来的CQI进行调度，并且选择最佳的调制方式及编码率等。然后，基站装置使用选择出的 调制方式及编码率等，对发送数据进行调制及编码，并根据调度结果向各通信终端装置发 送数据。由此，根据电波传输环境，自适应地改变传输速率，因此HSDPA与DPCH相比，能够 将大容量的数据从基站装置发往通信终端装置。而且，在该HSDPA系统中，通信终端装置使表示是否成功接收被称作 HS-PDSCH(High Speed Physical Downlink Shared Channel，高速物理下行链路共享信道) 的下行分组的 ACK/NACK 信号或 CQI 信号加载在 HS-DPCCH(Dedicated Physical Control Channel (uplink) for HS-DSCH，HS-DSCH专用物理控制信道)上进行发送。在该方法中， HS-DPCCH 是与 DPCCH(Dedicated Physical Control Channel，专用物理控制信道)或 DPDCH(Dedicated Physical Data Channel，专用物理数据信道)码复用后予以发送。在可进行分组通信的数字移动通信的发送机中，发生无线线路中可能引起的衰 落、因移动设备的移动可能引起的多普勒频率因素的频率差错、因远离基站可能引起的接 收灵敏度下降等各种无线差错。由于这些无线差错，可能引起接收机无法准确解码发送机 所发送的无线帧，从而无法获得无线帧中所含的分组的情况。HARQ (Hybrid ARQ，混合ARQ)技术是重发方式，即当检测到如上所述的无法准 确解码的无线帧时，随着对发送机端进行重发请求，在接收机端保持未能解码的无线帧，随 后，当接收到从发送机端重发的无线帧时，将保持的上次接收的无线帧与重发帧进行合成， 以增强冗余比特，从而对无线帧进行解码。在数字移动通信领域中，上述HARQ技术在可进 行高速分组通信的数字移动电话标准中得到采用，也搭载在以日本国内为中心的依据HSPA 标准的移动电话或以欧洲为中心的依据EDGE标准的移动电话等中。预定也在正推进标准 化的下一代高速分组通信标准3G-LTE(Long Term Evolution，长期演进)标准中采用该技 术。
上述HARQ技术是实现高速分组通信的必要技术。若发生因无线差错造成的无线 帧解码失败，则必须进行用于从接收机向发送机进行重发请求的发送处理、受理重发请求 后的重发帧构建处理、用于从发送机重发的重发处理、受理重发帧后的接收处理的一系列 的追加处理，因此存在要求庞大的处理时间的问题。针对上述处理时间问题，提出了以下的方案，即根据移动设备的移动速度来调整 发送定时，当移动速度较慢时，根据无线信道状况来非同步发送，从而抑制耗费处理时间的 重发发生频率(例如，参照专利文献1)。但是，当无线信道状况较差时，可以料想到浪费无 线频带，并且因非同步发送造成的同步化处理开销变大。图1是表示以往的分组发送装置的结构的方框图。在图1中，分组发送装置10包括RF处理单元11、基带处理单元12、重发控制单 元13、重发缓冲单元14、帧解析单元15、接收缓冲单元16-1 16-N、帧组装单元17、调度单 元18及发送缓冲单元19-1 19-N。RF处理单元11将由数字信号构成的无线帧转换成模拟信号，并从无线天线1 Ia无 线发送。而且，RF处理单元11将来自无线的模拟信号转换成由数字信号构成的无线帧。基带处理单元12对经RF处理单元11转换成无线帧的接收信号进行解调/解码 处理，并将经解调/解码处理所得的来自对方接收装置的发送分组送达确认信号或接收分 组输出至重发控制单元13。而且，基带处理单元12对从重发控制单元13输出的发送无线 帧进行编码/调制处理，并经由RF处理单元11通过无线发送。重发控制单元13将来自帧组装单元17的发送无线帧或重发请求时来自重发缓冲 单元14的重发无线帧配合发送契机而送出到基带处理单元102，并保持在重发缓冲单元14 中，直至取得来自对方接收机的送达确认为止。帧解析单元15对存储有接收分组的无线帧的协议头(protocol header)信息进 行解析，并确定接收分组位置或该分组的逻辑信道信息。接收缓冲单元16-1 16-N将由帧解析单元15确定的接收分组与逻辑信道信息 关联对应并予以存储。帧组装单元17基于由上述调度单元所决定的发送帧构成要素，组装以帧格式为 基准的无线帧。调度单元18基于调度方法，根据上述发送缓冲单元决定发送帧构成要素。发送缓冲单元19-1 19-N存储已与服务质量(QoS)关联对应的发送分组。图2是对适用上述分组发送装置10时的分组发送延迟时间进行说明的图。图2 中，横轴的编号表示发送源发送机所发送的无线帧和接收源接收机所接收的无线帧。在图2中，从图1结构的发送源发送机(分组发送装置10)发送分组。如图2a.所示，当第5个无线帧引起无线差错时，在作为对方的接收源接收机端检 测到发生了无线差错(参照图2b.)。接收源接收机将该检测结果通知给接收源发送机(参 照图2c.)，接收源发送机生成NACK信息并发送(参照图2d.)。发送源接收机检测NACK信息(参照图加.)，并将其检测结果通知给发送源发送机 (参照图2f.)。收到该通知后，发送源接收机重发引起了无线差错的第5个无线帧(参照 图 2g.)。接收源发送机通过上述进程(process)识别无法送达。该进程中，存在从发送源发送机向接收源接收机发送无线帧的无线传输延迟(参照图2h.)、及用于由接收源接收机 接收无线帧并进行解调/解码处理以及进行将差错检测结果通知给接收源发送机的通知/ NACK信息生成/编码/调制处理的接收源内处理延迟(参照图2i.)。此外，还存在从接收 源发送机向发送源接收机发送包含NACK信息的无线帧的传输延迟(参照图2j.)、及由发送 源接收机接收无线帧并进行解调/解码处理且检测NACK信息后通知给发送源发送机的发 送源内处理延迟(参照图2k.)。这些延迟构成为总处理延迟，除此以外，在以与接收源端取 得同步的定时进行发送时，还将等待同步定时的等待时间也计算在内(参照图21.)。现有技术文献专利文献专利文献1 日本专利特开2007-318764号公报

发明内容
发明需要解决的问题但是，在这样的以往的分组发送装置中，当无线信道状况较差时，可以料想到浪费 无线频带，并且因非同步发送造成的同步化处理开销变大。而且，在设想同时处理以VoIP语音通话为代表的低延迟要求的服务和以FTP下载 为代表的高传输速率要求的服务的移动终端时，恶劣的无线传输路径状况下的重发发生时 的质量保证，即高传输速率和低延迟的兼顾成为课题。本发明的目的在于，提供既能够抑制处理开销，又能够有效利用无线频带的分组 发送装置及分组发送方法。解决问题的方案本发明的分组发送装置所采用的结构包括发送缓冲单元，存储已与服务质量 (QoS)关联对应的发送分组；基带处理单元，通过解调/解码处理，估计无线信道质量；传输 路径判断单元，基于来自所述基带处理单元的无线信道质量估计结果，判断传输路径状况; 自适应型调度单元，基于来自所述传输路径判断单元的传输路径状况，从多个调度方法中 选择一个，并且基于选择出的调度方法，决定所述发送缓冲单元中存储的发送分组的发送 帧构成要素；帧组装单元，基于由所述自适应型调度单元决定的发送帧构成要素，组装以帧 格式为基准的无线帧；以及重发控制单元，将来自所述帧组装单元的发送无线帧或重发请 求时来自重发缓冲器的重发无线帧送出到所述基带处理单元并保持在所述重发缓冲器中， 直至取得来自对方接收机的送达确认为止，所述自适应型调度单元在由所述传输路径判断 单元判断为传输路径状况恶劣时，使低QoS分组优先包含在发送帧构成要素中，而在判断 为传输路径状况良好时，使高QoS分组优先包含在发送帧构成要素中。本发明的分组发送方法包括以下步骤存储已与服务质量(QoQ关联对应的发送 分组；通过解调/解码处理，估计无线信道质量；基于所述无线信道质量估计结果，判断传 输路径状况；基于所述传输路径状况，从多个调度方法中选择一个，并且基于选择出的调度 方法，决定所存储的发送分组的发送帧构成要素；基于所述决定的发送帧构成要素，组装以 帧格式为基准的无线帧；以及送出所述发送无线帧或重发请求时来自重发缓冲器的重发无 线帧并保持在所述重发缓冲器中，直至取得来自对方接收机的送达确认为止，所述自适应 型调度步骤中，当判断为所述传输路径状况恶劣时，使低QoS分组优先包含在发送帧构成要素中，当判断为传输路径状况良好时，使高QoS分组优先包含在发送帧构成要素中。发明的效果根据本发明，当判断为传输路径状况恶劣时，使低QoS分组优先包含在发送帧构 成要素中，当判断为传输路径状况良好时，使高QoS分组优先包含在发送帧构成要素中，由 此，能够实现分组发送装置，其能够抑制因无线差错造成的高QoS分组的到达延迟时间增 大/通信质量恶化于未然，且能够保持低QoS分组的传输速率。


图1是表示以往的分组发送装置的结构的方框图。图2是对适用以往的分组发送装置时的分组发送延迟时间进行说明的图。图3是表示本发明的实施方式1的分组发送装置的结构的方框图。图4是表示上述实施方式1的分组发送装置的传输路径判断单元的简易版的电路 结构的图。图5是表示上述实施方式1的分组发送装置的传输路径判断单元的高精度版的电 路结构的图。图6是表示上述实施方式1的分组发送装置的传输路径判断单元的简易版及带有 重发次数控制的电路结构的图。图7是表示上述实施方式1的分组发送装置的传输路径判断单元的高精度版及带 有重发次数控制的电路结构的图。图8是表示上述实施方式1的分组发送装置的自适应型调度单元的简易版的电路 结构的图。图9是表示上述实施方式1的分组发送装置的自适应型调度单元的重复发送版的 电路结构的图。图10是对适用上述实施方式1的分组发送装置时的分组发送延迟时间进行说明 的图。图11是表示本发明的实施方式2的分组发送装置的结构的方框图。图12是对适用上述实施方式2的分组发送装置时的分组发送延迟时间进行说明 的图。标号说明100、800 分组发送装置101:RF处理单元IOla 无线天线102 基带处理单元103,803 重发控制单元104 重发缓冲单元105 帧解析单元106-1 106-N 接收缓冲单元107 帧组装单元108、600、700、808 自适应型调度单元
109-1 109-N 发送缓冲单元110、200、300、400、500、810 传输路径判断单元201、301、401、501 比较器302,402,502 选择器503 重发次数控制选择器601、701 调度自适应器602、702 高QoS分组优先调度单元603 低QoS分组优先调度单元703 连续发送分组优先调度单元811 多发送缓冲器
具体实施例方式以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。(实施方式1)图3是表示本发明的实施方式1的分组发送装置的结构的方框图。本实施方式是 分组发送装置为数字移动通信装置时的例子。在图3中，分组发送装置100具有RF处理单元101、基带处理单元102 (图3中简写 为PHY)、重发控制单元103(图3中简写为HARQ)、重发缓冲单元104、帧解析单元105、接收 缓冲单元106-1 106-N、帧组装单元107、自适应型调度单元108、发送缓冲单元109-1 109-N及传输路径判断单元110。RF处理单元101将由数字信号构成的无线帧转换成模拟信号，并从无线天线IOla 无线送出。而且，RF处理单元101将来自无线的模拟信号转换成由数字信号构成的无线帧。基带处理单元102对经RF处理单元101转换成无线帧的接收信号进行解调/解 码处理，并将经解调/解码处理所得的来自对方接收装置的发送分组送达确认信号或接收 分组输出至重发控制单元103。而且，基带处理单元102对从重发控制单元103输出的发 送无线帧进行编码/调制处理，并经由RF处理单元101通过无线发送。此外，基带处理单 元102通过解调/解码处理来估计无线信道质量，并将无线信道质量估计结果输出至传输 路径判断单元110。重发控制单元103将来自帧组装单元107的发送无线帧或重发请求时来自重发缓 冲单元104的重发无线帧配合发送契机而送出到基带处理单元102，并保持在重发缓冲单 元104中，直至取得来自对方接收机的送达确认为止。重发控制单元103还将无线信道质 量估计结果输出至传输路径判断单元110。帧解析单元105对存储有接收分组的无线帧的协议头信息进行解析，并确定接收 分组位置或该分组的逻辑信道信息。帧解析单元105从重发控制单元103接收不存在无 线差错的无线帧，基于帧内的信息(例如信道ID)分配存储缓冲器并存储到接收缓冲单元 106-1 106-N 中。接收缓冲单元106-1 106-N将由帧解析单元105确定的接收分组与逻辑信道信 息关联对应并予以存储。帧组装单元107基于由自适应型调度单元108所决定的发送帧构成要素，组装以帧格式为基准的无线帧。自适应型调度单元108基于来自传输路径判断单元110的传输路径状况，从多个 调度方法中选择一个，并且基于选择出的调度方法，决定发送缓冲单元109-1 109-N中存 储的发送分组的发送帧构成要素。该发送帧构成要素是分组或分组的一部分。由于在发送 缓冲单元109-1 109-N中存储着分组，因此分组自身成为发送帧构成要素。具体而言，自 适应型调度单元108在由传输路径判断单元110判断为传输路径状况恶劣时，使低QoS分 组优先包含在发送帧构成要素中，而在判断为传输路径状况良好时，使高QoS分组优先包 含在发送帧构成要素中。通过图8及图9在后面叙述自适应型调度单元108的电路结构的 细节。发送缓冲单元109-1 109-N存储已与服务质量(QoS)关联对应的发送分组。传输路径判断单元110基于来自基带处理单元102的无线信道质量估计结果和来 自重发控制单元103的重发无线帧信息，判断传输路径状况。以下通过图4至图7叙述传 输路径判断单元110的电路结构的细节。图4是表示上述传输路径判断单元110的简易版的电路结构的图。简易版的传输 路径判断单元200被用作图3的传输路径判断单元110的简易版。在图4中，简易版的传输路径判断单元200由比较器201构成。比较器201对来自基带处理单元102(图3)的无线信道质量估计结果中的接收比 特差错率估计值202与预先设定的阈值进行比较。简易版的传输路径判断单元200在比特差错率估计值大于上述阈值时，输出传输 路径状况恶劣的判断。根据该简易版的传输路径判断单元200，能够以相对较少的处理量，判断传输路径 状况的好坏。图5是表示上述传输路径判断单元110的高精度版的电路结构的图。高精度版的 传输路径判断单元300被用作图3的传输路径判断单元110的高精度版。在图5中，高精度版的传输路径判断单元300包括比较器301及选择器302。对比 较器301的输入端子a，输入来自基带处理单元102 (图幻的无线信道质量估计结果中的接 收功率电平估计值303。而且，对比较器301的输入端子b，输入由选择器302选择出的阈 值。选择器302基于输入的频率差错估计值304，从针对每个某一频率差错估计值范 围而预先设定的阈值1、2........N中选择适当的阈值。比较器301对接收功率电平估计值303与由选择器302选择出的阈值进行比较。这样，在选择器302根据频率差错估计值304选择阈值，比较器301判断为接收功 率电平估计值303小于选择出的阈值时，高精度版的传输路径判断单元300输出传输路径 状况恶劣的判断。根据该高精度版的传输路径判断单元300，能够比图4的简易版的传输路径判断 单元200更高精度地判断传输路径状况的好坏。例如，在移动设备的静止时、移动时、高速移动时，接收灵敏度发生变化。将移动设 备的移动速度造成的多普勒频率引起的频率差错用作上述频率差错估计值304来改变接 收功率电平阈值。由此，能够更高精度地判断传输路径状况的好坏。
图6是表示上述传输路径判断单元110的简易版及带有重发次数控制的电路结构 的图。简易版及带有重发次数控制的传输路径判断单元400被用作图3的传输路径判断单 元110的带有重发次数控制的简易版。在图6中，简易版及带有重发次数控制的传输路径判断单元400包括比较器401 及选择器402。对比较器401的输入端子a，输入来自基带处理单元102(图幻的无线信道 质量估计结果中的比特差错率估计值403。而且，对比较器401的输入端子b，输入由选择 器402选择出的阈值。选择器402基于来自重发控制单元103 (图幻的重发次数404，从预先按照不同的 重发次数所设定的阈值1、2........N中选择适当的阈值。比较器401对比特差错率估计值403与由选择器402选择出的阈值进行比较。这样，在选择器402根据重发次数404选择阈值，比较器401判断为比特差错率估 计值403大于选择出的阈值时，简易版及带有重发次数控制的传输路径判断单元400输出 传输路径状况恶劣的判断。HARQ技术是通过将重发数据与对方的接收机端存储的本次之前的发送数据进行 合成，强化冗余性后进行解码，从而能够最大限度地取得编码增益的技术，由于在重发时冗 余性被强化，因此无线差错耐性增强。由此，在重发时，即使是比初次发送时更恶劣的状况 也能够送达，通过将阈值设定成对应于重发次数404而阈值变大，从而比图4的简易版的传 输路径判断单元200更能够抑制到达延迟时间。图7是表示上述传输路径判断单元110的高精度版及带有重发次数控制的电路结 构的图。高精度版及带有重发次数控制的传输路径判断单元500被用作图3的传输路径判 断单元110的带有重发次数控制的高精度版。高精度版及带有重发次数控制的传输路径判 断单元500是将图5的高精度版的传输路径判断单元300与图6的简易版及带有重发次数 控制的传输路径判断单元400组合而成的结构。在图7中，高精度版及带有重发次数控制的传输路径判断单元500具备比较器 501、选择器502及重发次数控制选择器503。对比较器501的输入端子a，输入来自基带处 理单元102(图幻的无线信道质量估计结果中的接收功率电平估计值504。而且，对比较器 501的输入端子b，输入由选择器502选择出的阈值。重发次数控制选择器503包括从阈值1-1、1_2........1-M中选择适当的阈值的
选择器511、从阈值2-1、2-2........2-M中选择适当的阈值的选择器512、及从阈值N-1、
N-2........N-M中选择适当的阈值的选择器513。重发次数控制选择器503基于来自重发控制单元103 (图幻的重发次数506，针对 每个某一频率差错估计值范围从按照不同的重发次数预先设定的阈值中选择适当的阈值。选择器502基于输入的频率差错估计值505，从由重发次数控制选择器503选择 出的阈值群中选择适当的阈值。例如，选择器502在重发次数控制选择器503基于重发次 数506选择出选择器511时，选择由重发次数控制选择器503选择出的选择器511的阈值 1-1、1-2、......、1-M中的适当的阈值(例如阈值1-2)。比较器501对接收功率电平估计值503与由选择器502选择出的阈值进行比较。这样，在重发次数控制选择器503根据重发次数506，针对每个某一频率差错估计 值范围从按照不同的重发次数预先设定的阈值中选择适当的阈值，而且选择器502基于输入的频率差错估计值505，从由重发次数控制选择器503选择出的阈值群中选择适当的阈 值，并且比较器501判断为接收功率电平估计值503小于选择出的阈值时，高精度版及带有 重发次数控制的传输路径判断单元500输出传输路径状况恶劣的判断。因此，根据该高精度版及带有重发次数控制的传输路径判断单元500，可期待与图 6的简易版及带有重发次数控制的传输路径判断单元400同样的效果，从而比图5的高精度 版的传输路径判断单元300更能够抑制到达延迟时间。以上，对传输路径判断单元110的电路结构的详细情况进行了说明。接下来，对自 适应型调度单元108的电路结构的详细情况进行说明。图8是表示上述自适应型调度单元108的简易版的电路结构的图。简易版的自适 应型调度单元600被用作图3的自适应型调度单元108的简易版。在图8中，简易版的自适应型调度单元600包括调度自适应器601、高QoS分组优 先调度单元602及低QoS分组优先调度单元603。而且，对调度自适应器601输入传输路径 状况信号604。调度自适应器601基于传输路径状况信号604，选择高QoS分组优先调度单元602 的输出与低QoS分组优先调度单元603的输出。高QoS分组优先调度单元602优先从存储有已与高QoS服务关联对应的发送分组 的发送缓冲单元109-1 109-N(图3)开始进行调度。低QoS分组优先调度单元603优先从存储有已与低QoS服务关联对应的发送分组 的发送缓冲单元109-1 109-N(图3)进行调度。根据该简易版的自适应型调度单元600，当传输路径状况恶劣时，可选择低QoS分 组优先调度单元603的输出。该简易版的自适应型调度单元600具有处理量较少且能够进 行自适应性调度处理的优点。图9是表示上述自适应型调度单元108的重复发送版的电路结构的图。重复发送 版的自适应型调度单元700被用作图3的自适应型调度单元108的重复发送版。另外，重 复发送版的自适应型调度单元700是后述的实施方式2特有的电路结构。为便于说明而记 载于此处。在图9中，重复发送版的自适应型调度单元700包括调度自适应器701、高QoS分 组优先调度单元702及连续发送分组优先调度单元703。而且，对调度自适应器701，输入 传输路径状况信号704及连续发送缓冲器暂时存储分组送达确认信号705。连续发送分组 优先调度单元703经由通信接口 706连接于外部。调度自适应器701基于传输路径状况信号704，在判断为传输路径状况恶劣的时 刻切换成连续发送分组优先调度单元703的输出。而且，调度自适应器701基于来自重发 控制单元103 (图幻的连续发送缓冲器暂时存储分组送达确认信号705，在取得对暂时存储 于多发送缓冲器811(参照后述的图11)中的发送分组的送达确认的时刻切换成高QoS分 组优先调度单元702。高QoS分组优先调度单元702优先从存储有已与高QoS服务关联对应的发送分组 的发送缓冲单元109-1 109-N(图3)进行调度。连续发送分组优先调度单元703优先从连续发送缓冲器(图略)中存储的发送分 组进行调度，使预先设定的与高QoS服务关联对应的发送分组中的初次发送分组暂时存储至连续发送缓冲器(图略)。如上所述，调度自适应器701是在传输路径状况恶劣时，选择连续发送分组优先 调度单元703的输出的自适应型调度部。传输路径判断单元103(图幻中，并不一定能够 准确度良好地判断传输路径。也考虑到即使在传输路径判断单元103判断为传输路径状况 恶劣时也未发生无线差错的情况，此时，仅使高QoS服务的分组延迟。为了避免此情况，即使在判断为传输路径状况恶劣的情况下，仍优先调度高QoS 服务分组。由于发生无线差错的可能性较高，因此通过在每个发送契机重复发送同一个高 QoS服务分组，直至取得送达确认为止，由此能够抑制到达延迟时间。但是，由于还存在同一 分组重复到达接收机端的可能性，因此在接收机端需要重复分组丢弃机构。这是因为，一般 的HARQ重发控制中为准备好的处理，当送达确认信号引起无线差错时(虽然从接收机端发 送ACK信号，但是因为无线差错而解释为NACK信号时)有可能引起意料之外的重发。以下，对以上述方式构成的分组发送装置的动作进行说明。本实施方式的分组发送装置100的特征在于具备自适应型调度单元108及传输路 径判断单元110。而且，自适应型调度单元108使用图8的简易版的自适应型调度单元600 或者图9的重复发送版的自适应型调度单元700的任意一个。传输路径判断单元110使用 图4至图7的传输路径判断单元的任意一个。在图3中，基带处理单元102将已转换成数字基带信号的接收信号作为输入并估 计无线信道质量。传输路径判断单元110基于来自基带处理单元102的无线信道质量估计结果，判 断传输路径状况。自适应型调度单元108中，基于来自传输路径判断单元110的传输路径状况，从多 个调度方法中选择一个并决定发送帧构成要素。自适应型调度单元108在判断为传输路径 状况恶劣时，使低QoS分组优先包含在发送帧构成要素中，而在判断为传输路径状况良好 时，使高QoS分组优先包含在发送帧构成要素中。对自适应型调度单元108与以往的调度单元18(图1)的不同点及特征进行说明。(1)在以往的例子中，调度单元18(图1)并不与传输路径状况自适应，调度算法为 一个。与此相对，自适应型调度单元108基于来自传输路径判断单元110的传输路径状况 来从多个调度方法中选择一个，并决定发送帧构成要素。(2)自适应型调度单元108在判断为传输路径状况恶劣时，使低QoS分组优先包含 在发送帧构成要素中。具体而言，如以下的图10所示，当传输路径状况恶劣时，使发送定时 任意延迟。此处，对“使低Q0S分组优先包含在发送帧构成要素中”与“使发送定时任意延 迟”的关系进行说明。本发明的目的在于兼顾使高QoS尽可能没有无线差错以及维持高吞 吐量。低QoS分组即使引起无线差错，只要通过HARQ在之后进行补救，即可将吞吐量的牺 牲抑制在最小限度。而且控制成，即使使高QoS分组任意延迟也不引起差错。(3)发送定时的延迟由以下的观点所决定。即，多普勒频率等传输路径状况与 BER(Bit Error Rate，比特差错率)存在一定程度的相关，在该传输路径状况超过(好过) 某个阈值时进行发送。即，等到能够流畅发送为止。而且，本发明的特征在于，以不仅将传 输路径状况而且将要发送的QoS作为控制因数为前提，存在不受传输路径状况影响的分组 与受传输路径状况影响的分组，由此实现QoS与吞吐量的兼顾。
图10是对适用上述分组发送装置100时的分组发送延迟时间进行说明的图。图 10中，横轴的编号表示发送源发送机所发送的无线帧与接收源接收机所接收的无线帧。在图10中，从图3结构的发送源发送机(分组发送装置100)发送分组。如图IOa.所示，在传输路径判断单元110判断为传输路径状况恶劣时，自适应型 调度单元108判断为无线差错发生可能性较高而优先分配低QoS分组。在图10的情况下， 当传输路径判断单元110判断为似乎第5个无线帧将引起无线差错时，自适应型调度单元 108使第5个无线帧发送等待，而发送由比构成第5个无线帧的分组的最高QoS低的QoS分 组所构成的第6个无线帧(参照图10b.)，再以传输路径状况转好的次同步发送定时来发送 第5个无线帧(参照图10c.)。在此进程中，从发送源发送机向接收源接收机发送无线帧的无线传输延迟(参照 图10h.)与等到传输路径状况转好的时间构成为总延迟时间，比使用图2的以往的分组发 送装置的情况更为缩短。S卩，本实施方式的进程中，如图IOa.所示，使第5个无线帧发送延迟，而发送由比 构成第5个无线帧的分组的最高QoS低的QoS分组所构成的第6个无线帧(参照图10b.)， 再以传输路径状况转好的次同步发送定时来发送第5个无线帧(参照图10c.)。如图IOc. 所示，第5个无线帧以传输路径状况转好的、紧跟着第6个无线帧的次同步发送定时被发送。以往的例子中，如图2m.所示，次同步发送定时延迟至图21.，因此其间的从发送 源发送机向接收源接收机发送无线帧的无线传输延迟(参照图2h.)、用于由接收源接收机 接收无线帧并进行解调/解码处理以及进行将差错检测结果通知给接收源发送机的通知/ NACK信息生成/编码/调制处理的接收源内处理延迟(参照图2i.)、从接收源发送机向发 送源接收机发送包含NACK信息的无线帧的传输延迟(参照图2j.)、及由发送源接收机接收 无线帧并进行解调/解码处理且检测NACK信息后通知给发送源发送机的发送源内处理延 迟(参照图业.)构成为总处理延迟，除此以外，如果是以与接收源端取得同步的定时进行 发送，则还要将等待同步定时的等待时间计算在内(参照图21.)。与此相对，本实施方式 中，第5个无线帧以次同步发送定时(参照图IOc.)被立即发送，因此上述以往的总处理延 迟及等待时间与第5个无线帧的重发处理无关，所以能够抑制因重发处理造成的高QoS分 组的到达延迟时间增大。在图10的情况下，从发送源发送机向接收源接收机发送无线帧的 无线传输延迟与等到传输路径状况转好的等待时间构成为总延迟时间，从而能够在恶劣的 无线传输路径状况下显著减少发送延迟时间。如以上所详细说明，本实施方式的分组发送装置100中，传输路径判断单元110基 于无线信道质量估计结果，判断传输路径状况，自适应型调度单元108在判断为传输路径 状况恶劣时，使低QoS分组优先包含在发送帧构成要素中，而在判断为传输路径状况良好 时，使高QoS分组优先包含在发送帧构成要素中。S卩，自适应型调度单元108在判断无线差 错发生可能性较高且传输路径状况恶劣时，优先分配低QoS分组，因此能够抑制高QoS分组 的重发产生于未然，能够抑制因重发处理造成的高QoS分组的到达延迟时间增大。由此，能 够抑制因无线差错造成的高QoS分组的到达延迟时间增大/通信质量恶化于未然，且能够 保持低QoS分组的传输速率。而且，今后，在设想同时处理以VoIP(Voice over Internet Protocol，互联网协议电话)语音通话为代表的低延迟要求的服务和以FTP (File Transfer Protocol，文件传 输协议)下载为代表的高传输速率要求的服务的移动终端时，能够实现恶劣的无线传输路 径状况下的重发发生时的质量保证，即能够兼顾高传输速率和低延迟。(实施方式2)图11是表示本发明的实施方式2的分组发送装置的结构的方框图。对于与图3 相同的构成部分标注相同的符号并省略重复部分的说明。在图11中，分组发送装置800具备RF处理单元101、基带处理单元102、重发控制 单元803、重发缓冲单元104、帧解析单元105、接收缓冲单元106-1 106-N、帧组装单元 107、自适应型调度单元808、发送缓冲单元109-1 109-N、传输路径判断单元810及多发 送缓冲器811。RF处理单元101将由数字信号构成的无线帧转换成模拟信号并从无线天线IOla 无线送出，而且将来自无线的模拟信号转换成由数字信号构成的无线帧。由此，基带处理单 元102可实施解调/解码处理，接收来自对方接收装置的发送分组送达确认信号或接收分组。基带处理单元102(简写为PHY)将已转换成数字基带信号的接收信号作为输入来 估计无线信道质量，而且对发送无线帧实施编码/调制处理并无线发送。重发控制单元803(简写为HARQ)将来自帧组装单元107的发送无线帧或重发请 求时来自重发缓冲单元104的重发无线帧配合发送契机而送出到基带处理单元102并保持 在重发缓冲单元104中，直至取得来自对方接收机的送达确认为止。帧解析单元105对存储有接收分组的无线帧的协议头信息进行解析，并确定接收 分组位置或该分组的逻辑信道信息。接收缓冲单元106-1 106-N将由帧解析单元105所确定的接收分组与逻辑信道
信息关联对应并进行管理/存储。帧组装单元107基于由自适应型调度单元808所决定的发送帧构成要素，组装以 帧格式为基准的无线帧。自适应型调度单元808基于来自传输路径判断单元810的传输路径状况，决定是 否过渡到多发送优先调度方法而使发送分组暂时存储至多发送缓冲器811，而且基于来自 重发控制单元803的送达信息，决定是否过渡到高QoS优先调度方法，并根据发送缓冲单元 109-1 109-N决定发送帧构成要素。自适应型调度单元808较为理想的是适用图9的重 复发送版的自适应型调度单元700。发送缓冲单元109-1 109-N对与服务质量(QoQ关联对应的发送分组进行管理
/存储。传输路径判断单元810基于来自基带处理单元102的无线信道质量估计结果和来 自重发控制单元803的重发次数，判断传输路径状况。传输路径判断单元810较为理想的 是适用图5的高精度版的传输路径判断单元300或者图7的高精度版及带有重发次数控制 的传输路径判断单元500。以下，对以上述方式构成的分组发送装置的动作进行说明。本实施方式的分组发送装置800的特征在于具备自适应型调度单元808、传输路 径判断单元810及多发送缓冲器811。基本动作与图3的分组发送装置100同样。不同点在于，自适应型调度单元808使用多发送缓冲器811进行以下控制。自适应型调度单元808基于来自传输路径判断单元810的传输路径状况，决定是 否过渡到多发送优先调度方法而使发送分组暂时存储至多发送缓冲器811，而且基于来自 重发控制单元803的送达信息，决定是否过渡到高QoS优先调度方法，并根据发送缓冲单元 109-1 109-N决定发送帧构成要素。图12是对适用上述分组发送装置800时的分组发送延迟时间进行说明的图。图 12中，横轴的编号表示发送源发送机所发送的无线帧与接收源接收机所接收的无线帧。在图12中，从图11结构的发送源发送机(分组发送装置800)发送分组。如图12a.所示，当传输路径判断单元810判断为传输路径状况恶劣时，自适应型 调度单元808将调度器算法切换成多发送优先调度方法。在图12的情况下，当传输路径判 断单元810判断为似乎第5个无线帧将引起无线差错时，自适应型调度单元808将调度器 算法切换成多发送优先调度方法，发送由比构成第5个无线帧的分组的最高QoS低的QoS 分组所构成的第6个无线帧(参照图12b.)，将高QoS分组重复搭载到第5个以后的无线帧 中。即，如图12c.所示，将高QoS的数据部的拷贝包含在帧中。在无线帧中允许混合存在 多个分组(各种QoS)。因此，仅使多个中的高QoS分组的拷贝搭载在下个无线帧中。所谓多模式，是指多发送优先调度方法。而且，多模式是指重复搭载高QoS分组。实施方式1中，使发送定时任意延迟，而在本实施方式中切换成多模式。对该技术 的关联性/效果/有无并用进行说明。实施方式1是任意延迟而限定在一定程度的延迟内的形态。本实施方式是虽然稍 许降低吞吐量但能够实现更可靠的成功的形态。在传输路径估计时由于存在限度，因此也 可能有估计错误等。因此，本实施方式中设想，持续发送相同的高QoS分组直至状况转好。 由此，能够期待高QoS分组在较早的阶段到达的可能性。由此，当传输路径判断单元的判断出错而未发生无线差错时，能够以只有传输延 迟的最短延迟进行发送，而且即使在发生了无线差错的情况下，也能够以与图10同等的延 迟时间进行发送。而且，为了有效利用无线频带，无线帧一般采用能够进行多分组的多工或 能够进行由分组分割形成的分组片段的多工的帧格式，也能够进行在图12的第5个以后的 无线帧中只重复高QoS分组，不重复低QoS分组，而像以往那样配置的多工。以上的说明是本发明的具体实施方式
的例证，本发明的范围并不限定于此。而且，上述实施方式中，使用了分组发送装置及分组发送方法的名称，但这是为了 便于说明，当然也可以使用分组通信装置、移动终端、无线通信装置、自适应发送方法等名 称。而且，上述实施方式中，采用CPU为例进行了说明，但也可以是硬件、DSP等。而且，构成上述分组发送装置的各电路部的种类、数量及连接方法等并不限于前 述的实施方式。而且，以上说明的分组发送方法也可以通过用于使该分组发送方法发挥功能的程 序来实现。该程序存储在电脑可读取的记录介质上。2008年6月沈日提出的日本专利申请第2008-167715号所包含的说明书、附图以 及说明书摘要的公开内容全部被引用于到本申请。工业实用性
本发明的分组发送装置及分组发送方法可用作移动通信用移动电话的分组发送 处理的一部分。尤其在以欧洲为中心的EDGE方式或以日本国内为中心的HSDPA方式、下一 代移动通信的3GLTE方式中，能够有助于提高VoIP等要求高实时性的高QoS服务的质量。
权利要求
1.分组发送装置，包括发送缓冲单元，存储已与服务质量关联对应的发送分组；基带处理单元，通过解调/解码处理，估计无线信道质量；传输路径判断单元，基于来自所述基带处理单元的无线信道质量估计结果，判断传输 路径状况；自适应型调度单元，基于来自所述传输路径判断单元的传输路径状况，从多个调度方 法中选择一个，并且基于选择出的调度方法，决定所述发送缓冲单元中存储的发送分组的 发送帧构成要素；帧组装单元，基于由所述自适应型调度单元决定的发送帧构成要素，组装以帧格式为 基准的无线帧；以及重发控制单元，将来自所述帧组装单元的发送无线帧或重发请求时来自重发缓冲器的 重发无线帧送出到所述基带处理单元并保持在所述重发缓冲器中，直至取得来自对方接收 机的送达确认为止，所述自适应型调度单元在由所述传输路径判断单元判断为传输路径状况恶劣时，使低 服务质量分组优先包含在发送帧构成要素中，而在判断为传输路径状况良好时，使高服务 质量分组优先包含在发送帧构成要素中。
2.如权利要求1所述的分组发送装置，所述传输路径判断单元由比较器构成，该比较器将来自所述基带处理单元的无线信道 质量估计结果中的接收比特差错率估计值作为输入，与预先设定的阈值进行比较，当比特 差错率估计值大于阈值时，所述传输路径判断单元输出传输路径状况恶劣的判断。
3.如权利要求1所述的分组发送装置，所述传输路径判断单元由比较器构成，该比较器将来自所述基带处理单元的无线信道 质量估计结果中的频率差错估计值和接收功率电平估计值作为输入，与对每个规定频率差 错估计值范围而预先设定的阈值进行比较，所述传输路径判断单元从频率差错估计值选择 阈值，当接收功率电平估计值小于选择出的阈值时，输出传输路径状况恶劣的判断。
4.如权利要求1所述的分组发送装置，所述传输路径判断单元由比较器构成，该比较器将来自所述基带处理单元的无线信道 质量估计结果中的接收比特差错率估计值和来自所述重发控制单元的重发次数作为输入， 与预先按照不同的重发次数所设定的阈值进行比较，所述传输路径判断单元根据所述重发 次数选择阈值，当所述接收比特差错率估计值大于选择出的阈值时，输出传输路径状况恶 劣的判断。
5.如权利要求1所述的分组发送装置，所述传输路径判断单元由比较器构成，该比较器将来自所述基带处理单元的无线信道 质量估计结果中的频率差错估计值和接收功率电平估计值以及来自所述重发控制单元的 重发次数作为输入，与对每个某一频率差错估计值范围且按照不同的重发次数预先设定的 阈值进行比较，所述传输路径判断单元从频率差错估计值和重发次数选择阈值，当接收功 率电平估计值小于选择出的阈值时，输出传输路径状况恶劣的判断。
6.如权利要求1所述的分组发送装置，所述自适应型调度单元由高服务质量服务优先调度单元、低服务质量服务优先调度单元及自适应单元构成，所述高服务质量服务优先调度单元优先从存储有已与高服务质量服务关联对应的发 送分组的发送缓冲器进行调度，所述低服务质量服务优先调度单元优先从存储有已与低服务质量服务关联对应的发 送分组的发送缓冲器进行调度，所述自适应单元基于传输路径状况，选择所述高服务质量服务优先调度单元的输出与 所述低服务质量服务优先调度单元的输出，当传输路径状况恶劣时，选择所述低服务质量服务优先调度单元的输出。
7.如权利要求1所述的分组发送装置，所述自适应型调度单元由高服务质量服务优先调度单元、连续发送缓冲单元、连续发 送分组优先调度单元及自适应单元构成，所述高服务质量服务优先调度单元优先从存储有已与高服务质量服务关联对应的发 送分组的发送缓冲器进行调度，所述连续发送缓冲单元暂时存储发送分组，所述连续发送分组优先调度单元优先从所述连续发送缓冲单元中存储的发送分组进 行调度，使预先设定的与高服务质量服务关联对应的发送分组中的初次发送分组暂时存储 至连续发送缓冲单元，所述自适应单元在判断为传输路径状况恶劣的时刻切换成所述连续发送分组优先调 度单元的输出，在取得对暂时存储于所述连续发送缓冲单元中的发送分组的送达确认的时 刻切换成高服务质量服务优先调度，当传输路径状况恶劣时，选择所述连续发送分组优先调度单元的输出。
8.分组发送方法，包括以下步骤存储已与服务质量关联对应的发送分组； 通过解调/解码处理，估计无线信道质量； 基于所述无线信道质量估计结果，判断传输路径状况；基于所述传输路径状况，从多个调度方法中选择一个，并且基于选择出的调度方法，决 定所存储的发送分组的发送帧构成要素；基于所述决定的发送帧构成要素，组装以帧格式为基准的无线帧；以及 送出所述发送无线帧或重发请求时来自重发缓冲器的重发无线帧并保持在所述重发 缓冲器中，直至取得来自对方接收机的送达确认为止，所述自适应型调度步骤中，当判断为所述传输路径状况恶劣时，使低服务质量分组优 先包含在发送帧构成要素中，当判断为传输路径状况良好时，使高服务质量分组优先包含 在发送帧构成要素中。
全文摘要
提供既能够抑制处理开销，又能够有效利用无线频带的分组发送装置及分组发送方法。分组发送装置(100)中，传输路径判断单元(110)基于无线信道质量估计结果，判断传输路径状况，自适应型调度单元(108)在判断为传输路径状况恶劣时，使低QoS分组优先包含在发送帧构成要素中，而在判断为传输路径状况良好时，使高QoS分组优先包含在发送帧构成要素中。即，自适应型调度单元(108)在判断为无线差错发生可能性高且传输路径状况恶劣时，优先分配低QoS分组。
文档编号H04W72/08GK102077671SQ20098012458
公开日2011年5月25日 申请日期2009年6月16日 优先权日2008年6月26日
发明者由比智裕 申请人:松下电器产业株式会社