CN101036338A - 分组传输冗余选择设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种高速下行链路分组接入通信系统的方法，所述系统支持多种冗余变化，这些冗余变化至少以第一参数(14)和第二参数(15)为特征，该第一参数包括有关对应分组的可自解码性的指示符，该第二参数包括从多个候选冗余版本中选择特定冗余版本。依照优选的方法，并且当判定需要传送对应于给定分组的冗余信息(13)，从多个候选值中为所述第一和第二参数的至少一个自动选择特定值，并且然后使用该特定值来传送所述冗余信息。

Description

分组传输冗余选择设备和方法

技术领域

本发明一般涉及数据分组传输，特别涉及有关这种传输的冗余。

背景技术

数据传输，包括数据分组的传输，构成了众所周知的研究领域。在许多情况下，特别是经由无线路线来传送数据的时候，并不是所有的数据都能被正确接收。例如，路线情况可能很差，以至于歪曲或毁坏对应于基本数据的一个或多个信号。

冗余技术(Redundancy)包括试图通过传送不仅是上述基本数据的更多数据来避免或至少改善这种问题的一般领域。例如，通过把整个消息发送两次或三次，可以提高至少在一次传输中在无损坏的情况下被传递的可能性。这样的简单技术当然本身会消耗通信线路，并极大降低这种线路可支持的不同消息的总数。因此提出了各种其他的冗余方式来提高实现合适信息交换的可能性，同时也使对支撑通信资源的占用尽可能小。

例如，目前的高速下行链路分组接入(HSDPA)标准规定混合-自动重发请求(H-ARQ)方式的使用，它采用特殊的速率匹配算法。H-ARQ的两种基本形式是Chase组合和增量冗余(IR)。第一分组数据传输通常包含信息比特和对应于信息比特的奇偶校验比特。在Chase组合中，每个重新传输重发该第一次传输或其一部分。在IR中，每个重新传输提供来自母码(mother code)的新奇偶校验比特以建立较低效率的编码率，其中有效编码率通过所接收的唯一性信息比特的数量除以所接收的唯一性信息与奇偶校验比特的数量来确定。

对于HSDPA，这种特殊的方法允许使用H-ARQ冗余算法的不同版本。特别，使用所谓S参数来指示所给定分组是否是可通过本身自解码的，以及所谓的R参数来指示所包含的奇偶校验比特流的起始点(并因此实际上包含冗余版本选择指示符)。这些参数的选择对应于从潜在的多个候选中选择相应的H-ARQ冗余算法。

目前。在相对静态的基础上选择这些参数。当给定用户在给定的情况下或对给定的时间点对这些参数进行适当(即有效)的选择，传输条件可能会变化(有时候是快速的，有时候是剧烈的)。这样的变化可能迅速表现出给定的参数选择不是最优的。这样，这种从多个候选选项中选择特定冗余的能力不总是能得到所期望的对于数据吞吐量或效率的改进。

通过提供下面结合附图描述的分组传输冗余选择设备和方法，上述的需求至少部分得到满足，其中：

图1包括根据本发明各实施例的配置的方框图；

图2包括根据本发明各实施例的配置的流程图；以及

图3包括根据本发明各实施例配置的详细流程图。

本领域技术人员能够理解，图中的各要素是按简明清晰的方式示出的，而不必按比例示出。例如，图中某些要素的尺寸可能相对应其他要素是夸张的，以有助于理解本发明的各实施例。而且，在商业可用的实施例中常见但众所周知的要素常常没有画出，以免妨碍本发明这些实施例的图示。还应该理解，这里所使用的术语和表达式具有通常的含义，如相应各领域技术人员在查询和研究中使用的术语和表达式，除非特别说明特殊的含义。

具体实施方式

一般来说，依照这些不同的实施例，当至少传送第一数据分组，并且当确定需要传送对应于该第一数据分组的冗余信息，示例性的过程可对用来表示所传送数据分组特征的第一和第二参数的至少一个自动地从多个候选值中选择特定的值。然后，该特定的值被用于传送冗余信息。

依照一个实施例，所述第一参数可包括相应分组的自解码性的指示符，并且第二参数可包括特定冗余版本的选择。即使当第一数据分组仅包含信息比特，也可以采用本发明的技术，但在优选的方法中，第一数据分组通常包含信息比特和对应于该信息比特的奇偶校验比特。

依照优选实施例，根据相对于相应所传输比特量的有效编码率的降低之间的最有效权衡，从多个候选值自动选择所述第一参数。即，如果附加传送的比特只导致有效编码率的不均衡少量降低，则优选设置该第一参数。还依照优选的方法，通过增加当前值来从多个候选值中自动选择第二参数。如果该增加的值大于最大可能值，用该最大可能值来除它，用余数作为该新的值。

按照这样的构造，利用近期的相关信息，可以动态选择特定的冗余方式，从而得到有效的选择，并且可能是最有效的冗余方式和技术。这进而又有助于提高数据吞吐量，并因此改善系统资源的利用，同时改善用户体验(user experience)。

通过考察和研究下面详细的说明，上述和其他的有益效果会变得很明了。现在参考附图，特别参见图1，来描述设备10，设备10适于用在高速下行分组接入通信系统(例如但不限于无线系统)，该系统支持多种冗余变化，这些冗余变化以第一参数和第二参数为特征，第一参数包括有关相应分组的可自解码性(self-decodability)的指示符，第二参数从多个候选冗余版本中选择特定的冗余版本。

设备10包括发送器11(并且优选还包括接收器)，以便利用并通过高速下行链路分组接入通信系统来进行无线通信。本领域的技术人员熟悉各种这类发送器，并且未来还会实现其他的发送器。由于本领域的技术人员容易理解这些发送器，而本发明与特定发送器的选择并无特别的关系，因此为了简明，不再提供这类发送器的进一步说明和描述，在优选实施例中，发送器具有固有的或可利用的传送数据分组的能力，数据分组包括信息比特以及对应于该信息比特的奇偶校验比特。

在设备10的优选实施例中，还包括调度器12和冗余分组形成单元13，这二者可操作耦合至发送器11并可相互耦合。该调度器优选执行下述功能：调度小区中的所有用户，维护优先级队列，确定H-ARQ实体和待维护的队列，调度新的传输和再传输，以及确定冗余版本。该调度器还优选具有混合-自动重发请求(H-ARQ)接口的特征。该接口与冗余分组形成单元13和发送器11一起操作。按照这种配置，并且依据优选的实践，该冗余分组形成单元13响应于调度器12的混合-自动重发请求接口，并配备耦合至发送器11的输出端，以便于从多个候选值(例如，第一参数候选值(或多个值)14和/或第二参数候选值(或多个值)15)中为上述的第一和第二参数自动选择特定值，并且在通过发送器11传送冗余信息时使用该特定值。

依照一种方法，这种自动选择可包括：至少部分地根据奇偶校验比特与包含信息比特和奇偶校验比特的编码比特的期望比率来选择所述特定值。在优选的方法中，这可以包括：确定将对应于多个候选值的各种使用(如对应于第一参数的候选值)的有效编码率，这表示相对于对应的所传送比特数量的有效编码率降低之间的最有效权衡，以及确定特定值(例如，对第二参数)。这样特别选择的值(可多个)然后被用在通过发送器11传送冗余信息的时候。在优选的实施例中，上述的第一和第二参数都按这种方式来选择。

按这样的配置，这里所述的本发明可以按方便和有效的方式来实施，本领域的技术人员能够理解，在许多情况下，也可以使用其他的支持平台。特别，参见图2，过程20有益地使用这样的实施例(或在希望时使用其他的平台)，在第一分组(如优选包括信息比特和对应于该信息比特的奇偶校验比特)的传输(步骤21)之后，判定是否需要传送对应于该第一分组的冗余信息(步骤22)。该判定步骤22可按各种方式来实现。依照一种方法，该判定可至少部分地根据接收相应的混合-自动重发请求消息，如本领域所熟知的。当没有这样的需要，该过程20可结束(当然，在传送后续的分组时可再调用)。

当判定存在这样的需要(步骤22)，过程20从多个候选值(例如，第一参数候选值(或多个值)14和/或第二参数候选值(或多个值)15)中为第一和第二参数自动选择特定值(步骤23)。在优选的实施例中，这种判定步骤22可包括至少部分地根据奇偶校验比特与包含信息比特和奇偶校验比特的编码比特的期望比率来为这些参数的一个或另一个(或二者)选择所述特定值。

参见图3，该自动选择参数值的步骤23优选可包括选择第一参数值(步骤31)，该值表示相对于相应的所传送比特量的有效编码率的降低之间的最有效权衡。该选择步骤23的过程然后可优选为第二参数选择特定值(步骤32)(优选从多个候选值中选择)，该值表示前一值的增加。当该增加的值小于最大可能值R_MAX(步骤33)，则把该新值设置成等于该增加的值。当该增加的值大于最大可能值(步骤33)，该增加的值除以该最大可能值R_MAX，用余数作为该新值。

参见图2，过程20然后利用该特定值(或多个值)来传送冗余信息(步骤24)。例如，根据本发明为第一和第二参数都选择特定值可用于传送冗余信息，例如通过通知和/或控制冗余信息分组的内容和形成(例如，经由上述的冗余分组形成单元)。

为了示例的目的，下面提供更详细的例子。这些示例性的例子使用高速下行链路分组接入(HSDPA)，如当前建议的统一移动通信系统(UMTS)宽带码分多址(W-CDMA)系统的下行链路上的高速分组接入。HSDPA具有自适应调制和编码、混合-自动重发请求(H-ARQ)以及快速调度。在当前的HSDPA标准中，通过UMTS规范的版本99中介绍的速率匹配算法来实现H-ARQ。如上所述，两个参数s(用于可自解码性)和r用于按这种方法来选择和区分H-ARQ冗余算法的不同版本。但在该标准中没有规定选择的方法。下面的例子说明本发明如何有益地利用这种设置。

第二速率匹配阶段的各参数依赖于冗余版本(RV)参数s和r的值。参数s可取值0或1，以区分可自解码(s＝1)和不可自解码(s＝0)传输。参数r(范围在1至r_max-1之间)在穿刺(puncturing)情况下改变初始误差变量e_ini。在重复(repetition)情况下，参数r和s都改变初始误差变量e_ini。根据下面的表1计算参数X、e_plus和e_minus。在穿刺情况下使用下面的公式根据RV参数对每个比特流计算速率匹配参数e_ini：

    e_ini(r)＝{[X_i-(r·e_plus/r_max)-1]mod e_plus}+1

并且

e_ini(r)＝{[X_i-((s+2·r)·e_plus/(2·r_max))-1]mod e_plus}+1用于重复(其中r∈{0，1，...，r_max-1}并且r_max是所允许的冗余版本的总数)

	Xi	eplus	eminus
				系统RM S	Nsys	Nsys	|Nsys-Nt，sys|
奇偶1RM P1_2	Np1	a·Np1	a·|Np1-Nt，p1|
				奇偶2RM P2_2	Np2	a·Np2	a·|Np2-Nt，p2|

表1.用于HARQ第二速率匹配的参数

在表2中提供待传送的系统比特和奇偶校验比特。

表2  传送系统比特和奇偶校验比特的数量

依据上述的实施例，可以有至少四个用于选择冗余版本的算法。在优选的方法中，总是使用算法1用于可支持完全增量冗余(IR)用户设备。如果在节点B考虑算法复杂性，可使用算法4来代替。对于只支持部分IR的用户设备，可按偏好的次序使用算法3和2。

算法1根据所传送编码比特数量和有效编码率的潜在增益之间的权衡计算来确定冗余版本。由于速率匹配算法的性质，通常不可能在后续重传中传送唯一性编码比特。另外在大多数情况下，发现r的选择(r＝0，...，r_max-1)对第(n+1)次传输的有效编码率不产生很大影响。根据这种观察，算法1首先估算如果在重新传输中强调奇偶校验比特(s＝0)的有效编码率的潜在增益。如果该增益较之待传送的比特数小，则该重新传输转而强调系统比特(s＝1)。

算法1-自适应冗余版本选择

1.对第一次传输，设s＝1并且r＝0。令N_data(1)表示待用于HS-DSCH的数据比特数量。注意N_data(1)依赖于分配给该用户的代码数量以及调制选择。按如下公式计算用于该传输的有效编码率：

$\mathrm{ecr}\left(1\right)=\frac{N_{\mathrm{info}}}{N_{t,\mathrm{sys}}\left(1\right)+N_{t,p1}\left(1\right)+N_{t,p2}\left(1\right)}$

其中N_t，sys(1)，N_t，p1(1)，和N_t，p2(1)根据表1来确定。

2.对于第n次重新传输(n＝2，3，...，N_max)，给定用于该传输的待传送的编码数据比特数量N_data(n)，设x＝N_data(n)，并且计算

ecr_r(n)＝A₀(x)×log(ecr(n-1))+B₀(x)

注意系数A₀(x)和B₀(x)依赖于第n次传输的N_data(n)，并且它们的值之前确定。

3.如果ecr(n-1)≤ecr_threshold或

$\left(\frac{N_{\mathrm{data}}\left(n\right)}{N_{\mathrm{info}}}\right)\≥a\×|\frac{1}{\mathrm{ecr}\_r\left(n\right)}-\frac{1}{\mathrm{ecr}(n-1)}|$

则设s＝1，否则设s＝0。

4.设r＝((r+1)mod r_max)。选择映射至所选择参数s和r的X_rv。

5.按如下更新有效编码率：

$\mathrm{ecr}\left(n\right)=\frac{N_{\mathrm{info}}}{{\tilde{N}}_{\mathrm{sys}}+{\tilde{N}}_{p1}+{\tilde{N}}_{p2}}$

其中

和

是唯一性系统比特、奇偶校验比特1和奇偶校验比特2的数量。在节点B不对所传送比特跟踪的情况下，可按如下估算有效编码率：

其中系数A₁(x)和B₁(x)描述对s＝1的当前和未来有效编码率之间的关系。

这种自适应算法通常要求当前和未来有效编码率之间关系的知识(即A₀(x)、A₁(x)、B₀(x)和B₁(x)的知识)。在没有这些信息的情况下，可以根据下述的方法来选择冗余版本。

算法2-Chase

1.对所有传输，设s＝1并且r＝0。

算法3-部分IR

1.对第n次传输(n＝1，2，3，...，N_max)，设s＝1并且r＝((n-1)modr_max)。

算法4-增量冗余

1.对第一次传输，设s＝1并且r＝0。按下述计算传送的系统比特和奇偶校验比特：

T_sys＝N_t，sys(1)和T_par＝N_t，p1(1)+N_t，p2(1).

2.对第n次传输(n＝2，3，...，N_max)，计算比率：

$\mathrm{\κ}=\frac{T_{\mathrm{sys}}+\min (N_{\mathrm{sys}},N_{\mathrm{data}}\left(n\right))}{T_{\mathrm{par}}+N_{\mathrm{data}}\left(n\right)-\min (N_{\mathrm{sys}},N_{\mathrm{data}}\left(n\right))}$

3.如果κ≤β则设s＝1，否则设s＝0。根据表2计算N_t，sys(n)、N_t，p1(n)和N_t，p2(n)，并且更新下述变量：

T_sys＝T_sys+N_t，sys(n)和

T_par＝T_par+N_t，p1(n)+N_t，p2(n).

设r＝((r+1)mod r_max)。选择映射到所选定s和r参数的X_rv。

本领域技术人员能够理解，本发明促进了检验依照有效编码率的传送系统比特和奇偶校验比特之间的权衡，并进而促进了如所述环境中的适当s和r参数的选择。这些实施例是自适应的，并且可容易处理不同的传输分组尺寸和各重新传输之间的调制。

本领域的技术人员能够理解，根据上述的实施例，在不脱离本发明精神和范围的前提下，可以进行各种修改、替换和组合，并且这样的修改、替换和组合应被看作属于本发明构思的范围之内。例如，如果希望，所述的第一参数，当包含有关相应分组的可自解码性的指示符，可在设备按软切换状态操作的时候被自动设置。这样，即使在传播条件差的小区周边，也保证信息分组的可靠接收。

Claims (10)

1.一种用于高速下行链路分组接入通信系统的方法，所述系统支持多种冗余变化，这些冗余变化至少以第一参数和第二参数为特征，该第一参数包括有关相应分组的可自解码性的指示符，该第二参数包括从多个候选冗余版本中特定冗余版本的选择，所述方法包括：

至少传送第一分组；

判定是否需要传送对应于所述第一分组的冗余信息；

从多个候选值中为所述第一和第二参数的至少一个自动选择特定值；

使用该特定值来传送所述冗余信息。

2.如权利要求1所述的方法，其中的至少传送第一分组包括：

至少传送第一分组，该第一分组包括信息比特和对应于该信息比特的奇偶校验比特。

3.如权利要求2所述的方法，其中从多个候选值中为所述第一和第二参数的至少一个自动选择特定值进一步包括：至少部分地根据奇偶校验比特与编码比特的期望比率来选择该特定值，所述编码比特包括信息比特和奇偶校验比特。

4.如权利要求1所述的方法，其中判定是否需要传送对应于所述第一分组的冗余信息进一步还包括接收对应的混合-自动重发请求信息。

5.如权利要求1所述的方法，其中从多个候选值中为所述第一和第二参数的至少一个自动选择特定值进一步包括：从对应的多个候选值中为所述第一和第二参数都自动选择特定值。

6.如权利要求1所述的方法，其中从多个候选值中为所述第一和第二参数的至少一个自动选择特定值进一步包括：确定将对应于所述多个候选值的各种使用的有效编码率。

7.一种用于高速下行链路分组接入通信系统的设备，所述系统支持多种冗余变化，这些冗余变化至少以第一参数和第二参数为特征，该第一参数包括有关相应分组的可自解码性的指示符，该第二参数包括从多个候选冗余版本中特定冗余版本的选择，所述设备包括：

发送器；

调度器，具有可操作耦合至所述发送器的混合-自动重发请求接口；

冗余分组形成装置，响应所述调度器的混合-自动重发请求接口，并具有可操作耦合至所述发送器的输出端，用于从多个候选值中为所述第一和第二参数的至少一个自动选择特定值，并且当通过所述发送器传送冗余信息时使用该特定值。

8.如权利要求7所述的设备，其中所述发送器包括传输装置，用于至少传送第一分组，该第一分组包括信息比特和对应于该信息比特的奇偶校验比特。

9.如权利要求7所述的设备，其中从多个候选值中为所述第一和第二参数的至少一个自动选择特定值进一步包括：从对应的多个候选值中为所述第一和第二参数都自动选择特定值。

10.如权利要求7所述的设备，其中从多个候选值中为所述第一和第二参数的至少一个自动选择特定值进一步包括：确定将对应于所述多个候选值的各种使用的有效编码率。

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