CN101084654B

CN101084654B - 用于无线通信系统中的重发的方法、装置及系统

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Publication number: CN101084654B
Application number: CN200480044640.7A
Authority: CN
Inventors: M·迈耶; R·卢德威格
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2024-12-17
Also published as: CN101084654A; WO2006065188A1; US8050248B2; DE602004032272D1; US20080089314A1; EP1829297B1; EP1829297A1; ATE505879T1

Abstract

本发明涉及无线通信系统中的重发。所建议的是，通过利用与比ARQ功能的传统反馈信息低的协议层相关联的反馈来降低重发延迟。在从发射机向接收机发送一个分组之后，发射机监控在链路上来自该接收机的低层控制信号。该低层控制信息例如可能包括功率控制命令或与链路质量指示符相关。基于这个信号，判断例如在发射机或外部控制单元处是否将进行重发。

Description

用于无线通信系统中的重发的方法、装置及系统

技术领域

本发明通常涉及无线通信系统中的数据传送，尤其涉及自动重发请求(ARQ)系统中的重发。

背景技术

无线通信系统很大程度上取决于可靠的分组传送，并且在传输失败的情况下，分组(或至少某些与之相关的信息)一般说来需要被再次发射。当然，最希望的方案是一个被设计成消除重发需要的通信系统。然而，因为不可能总是选择适当传输功率来确保块的正确接收，所以这就是不可行的。例如，在典型情况下，最大的可能传输功率被限制并且功率估计经常包括测量误差，从而导致传输差错的可能性增大。此外，还可能存在引起接收问题的意外干扰信号。因此，重发机理对于可靠的数据传输来说是必不可少的。

ARQ协议在分组数据通信系统中被广泛地应用于重发未被正确接收的分组。在传输层内存在许多用于无线和有线链路的ARQ协议，还存在应用层协议。包括ARQ功能的无线链路层协议通常与前向纠错(FEC)码结合使用来确保接收分组的无差错递送。这种方法通常被称为混合ARQ(HARQ)。

根据ARQ和HARQ，发送实体在接收到一个指出传输故障的NACK反馈之后重发数据块。两个不同类型的混合ARQ可以被区分。在HARQ类型I中，接收实体立即丢弃故障块。只要接收到NACK，发送器就重发该数据分组并且接收机基于该重发尝试再次解码该分组。在HARQ类型II中，原理改为缓冲未被正确接收的数据块并且把被缓冲的数据与重发合并。软合并程序取决于使用哪种类型的HARQ结合方案，例如追赶合并(Chasecombining)(HARQ-CC)或增量冗余(HARQ-IR)。

从而，当发送实体从对等ARQ实体接收一条关于数据未被正确接收的消息时，传统的ARQ协议(包括HARQ协议)用重发来反应。为了避免协议停止，在发送器处一般还存在用来在无反馈接收的情况下触发重发的计时器。在典型情况下，这类计时器在数据单元被发送的时候启动。如果在预定时段内没有接收到反馈，则重发被启动。如果接收到反馈，则计时器停止，并且取决于反馈(肯定或否定)来判断是否将会有一个重发。

更具体地说，存在三个与不同复杂度相关联的主要ARQ协议方案。最简单的方案是停止并等待ARQ(stop-and-waitARQ)。它允许发送一个分组并且等待反馈信息，即：最多有一个数据分组未完成。退回NARQ(go-back-NARQ)允许发送高达N个分组，但是如果接收到NACK，则它返回否定确认分组并重发它然后重发所有后续分组而不管它们之前是否已经被成功接收。最复杂、但也是最好执行的ARQ协议是选择重复ARQ。它使用一个滑动窗口机理并且在任意时间点都可能还具有几个分组未完成。分组例如通过使用状态信息中的位图被逐个肯定或否定地确认。在典型情况下，选择性重发协议需要更复杂的计时器解决方案来防止协议停止状况并且控制不必要的重发。

ARQ协议用某个固定或可变的往返时间来操作，其包括发送链路层数据，在接收机处进行包括响应生成、发射该响应的处理，以及在数据发送器处处理该响应。从而，每个重发都涉及一个与往返时间相关联的延迟。重发增加了用户察觉到的延迟的这一事实通常意味着严重的问题并且导致数据传送性能的降低。

因为重发不能被完全避免，所以改进重发的质量和效率尤其是降低重发延迟是很期望的。在这方面，传统电信系统的分组传送仍然不是完全令人满意，而且需要一个优化的重发机理。

发明内容

本发明的一般目的是在无线通信系统中实现改进的分组传输。一个特定目的是降低具有ARQ功能的无线通信系统中的重发延迟。另一个目的是改进与这类重发相关联的可靠性和准确性。

这些目的根据所附权利要求来实现。

简言之，一种用于在无线通信系统中降低重发延迟的方法被提供。这个想法是超越包括实际ARQ功能(例如，数据链路层)的传统的层反馈信息，并且利用与较低层(例如，物理层)相关联的反馈中保存或来源于该反馈的信息来判断是否需要重发。这类低层控制信息反映了在接收单元处的PDU传输状态，并且在典型情况下比传统的较高层ARQ状态消息发送得更快而且更频繁。如果这类更快的信息被用来协助ARQ处理，则重发延迟可以被大大降低。

只要传输一个分组，发射机侧就监控用于例如包括功率控制命令或与链路质量指示符相关的低层控制信息的链路。低层控制信号被用作传输状态的隐式指示，并且形成用于先前重发判断或推荐的基础。借助于所建议的重发机理，没有必要为了发送一个重发而等待一个显式ARQ状态消息。如果认为关于被监控的低层反馈是合适的，则在没有接收ARQ响应消息的情况下，即发射机正在等待ARQ消息的时候，与所述分组相关的重发可以被替代地执行。

在本发明的单跳实施例中，用于低层信令和ARQ的通信协议在同一节点中被终止，凭此所建议的重发机理实质上被限制到两个逻辑/物理节点之间的通信。根据本发明，低层控制信号的监控和把这个信号译码到重发判断中在典型情况下通过基站或移动终端来执行。在另一个实施例中，低层控制信息的接收机逻辑上或者甚至物理上是与在其中终止更高层的ARQ协议的节点所不同的节点。在这种情况下，低层控制信息优选地在低层控制信息的终点被估计，并且基于该估计，所需重发的指示被传递给ARQ发送器，该ARQ发送器然后使用这个信息以便判断是否将执行一个重发。

在一个特定实施例中，低层控制信息不仅被用作是否将会有重发的指示，而且还被用作估计所需要的重发量的指示。借此，系统效率可以通过选择一个合适的重发数据量而被提高。

根据本发明的另一个方面，提供了具有用于降低重发延迟的装置的通信单元和通信系统。

附图说明

本发明连同其进一步的目的和优点通过以下说明和附图而被最好地理解，其中：

图1是本发明可以在其中使用的示例WCDMA通信系统的示意概图；

图2说明了根据本发明在下行链路分组传输中使用的反馈和重发功能性；

图3是根据本发明实施例的用于降低重发延迟的方法流程图；

图4说明了传统的重发功能；

图5说明了根据本发明的示例实施例的重发功能；

图6说明了根据本发明的示例实施例的一个单跳方案中的下行链路传输；

图7说明了根据本发明的示例实施例的下行链路WCDMA通信；和

图8是根据本发明实施例的具有拆分传输功能的降低重发延迟的方法流程图。

具体实施方式

为了此公开的目的，“传输”是由序列号或对应标识符表征的特定协议数据单元(PDU)的第一次传输。术语“重发”指的是与具有这个序列号的PDU相关的任何另外传输。这包括PDU的正确编码版本(例如，具有HARQ类型1)的重发以及该PDU的新编码版本的重发。重发的大小可以与第一传输相同或不同。而且，参考ARQ和/或HARQ功能，术语ARQ、ARQ协议等等将在下面用于它们的一般含义。

图1是本发明可以在其中使用的示例WCDMA通信系统的示意概图。所说明的系统100包括例如通用陆地无线接入网(UTRAN)的无线接入网(RAN)和核心网130。RAN执行与无线电相关的功能并且负责创建诸如移动电话和膝上计算机之类的用户设备112和网络其余部分之间的连接。在典型情况下，RAN包括大量还被称为节点B的基站收发信台(BTS)122和无线网络控制器(RNC)124。每个BTS为其相应覆盖区内的移动终端服务并且几个BTS由一个RNC来控制。RNC的代表性功能是指派频率、扩展码或扰码以及信道功率电平。

RNC124提供对核心网130的接入，核心网130例如包括交换中心、支持节点和数据库、并且通常还包括一些多媒体处理设备。核心网与外部网络140通信，比如互联网、公共电话交换网(PSTN)、综合业务数字网(ISDN)以及另一个公共陆地移动网(PLMN)。实际上，大多数WCDMA网络存在以比图1的基本示例复杂得多的方法来安排的多个网络单元和节点。

对于在此使用的术语，诸如所说明的基于分组的通信系统之类的系统中的无线通信链路上的通信存在于从发射侧到接收侧。在图1中，这意指PDU在上行链路方案中从包括用户设备(终端)的发射侧110被发送到包括节点B和RNC的接收侧120。另一方面，在下行链路方案中，发射侧120是具有节点B和RNC的无线接入网侧，而该终端属于接收侧110。

在无线系统中，像上述的WCDMA系统一样，在不同的协议层上存在各种各样的反馈。大多数通信系统遵循开放系统互连(OSI)模型的建网框架。OSI被开发用作一个ISO标准，其意图是变成全世界通用的通信标准，但是它却变成了所有其它协议的参考模型。

根据OSI模型，通信协议在表1[1]中列出的七个层中被执行。用户应用位于顶层之上并且使用其设施。在最底层是一个基础的通信介质/物理链路。控制从一层传递到下一层，起始于一个站点中的应用层，进行到底层，在物理链路上进行到下一站点并且支持分级。每层n都通过使用它之下的层n-1的服务立即为级别在它之上的层n+1提供服务。各层之间通过使用一个(或多个)预定义的接口相互通信，并且对于每层来说通常都存在至少一个被定义的协议，该协议支配对等实体之间的通信。OSI模型中的大多数功能都存在于当前所有的通信系统中，尽管两个或更多OSI层有时可以被合并成一层。

表1

层编号	层名称
		L7	应用
L6	表示
		L5	会话
L4	传送
		L3	网络
L2	数据链路
		L1	物理

在这个公开中，将特别注意OSI模型中的两个最低的协议层，L2和L1。数据链路层L2提供帧/块中的数据在物理链路上的可靠传送。一些重要的L2任务是传输协议管理、差错控制、流控制和帧同步。数据链路层有时被分成两个子层：分别是媒体接入控制(MAC)层和逻辑链路控制(LLC)层。在WCDMA中，数据链路层L2包括无线链路控制协议(RLC)和媒体接入控制(MAC)。其它通信系统可以使用具有相同或不同表示的其它链路层协议。物理层L1提供用于在载体上发送和接收数据的装置。它负责FEC和调制。它还处理机械和电特性以便建立并管理物理链路，并且参与物理链路上的非结构化比特流的传输。

如在背景章节中所提及的，ARQ协议(包括HARQ协议)在分组数据通信系统中被用来重发没有被正确接收的分组。一般说来，这些ARQ协议响应反馈信息中的NACK信号初启数据块的重发，NACK信号指出错误的接收，并且在没有接收到反馈的情况下可以用计时器来触发重发。相应的ARQ重发与有问题的延迟相关联。

本发明是基于这样的识别：即，如果当确定是否需要重发时，比ARQ反馈更快(即，之前接收)的一些其它信息被用作ARQ反馈的补充，则重发延迟可以被降低。参考以上的OSI层说明，ARQ功能通常属于数据链路层L2并且通过WCDMA中的RLC协议来提供。本发明的想法是超越包括实际的ARQ功能(例如，数据链路层L2)的传统层反馈信息，并且使用将与较低层(例如，物理层)相关联的反馈中保存或来源于该反馈的信息用于重发目的。在典型情况下，L1反馈比用于ARQ处理的L2反馈早得多地被接收，并且如在下面所显而易见的，如果除了如协助ARQ处理的指示之类的专门L2ARQ反馈之外还使用这类更快的信息，则可以实现相当多的优点。

本发明所参考的情况在图2中被说明。本发明涉及无线链路上基于分组的通信并且解决了这样的情况，即发射侧120上的发射单元在通信链路上发射或试图向接收侧110上的接收单元发射一个协议数据单元(PDU)(也称为分组)。发射侧包括用于ARQ(重新)传输的装置126、用于链路监控的装置127以及用于判断是否将会有重发的装置128。

只要分组从发射侧120上的装置126传输到接收侧110，就存在来自接收侧的传统(″高层″)ARQ反馈，例如L2反馈，但是还存在更快的低层控制信号，例如L1反馈。高层反馈包括肯定和/或否定确认。另一方面，低层反馈包括诸如功率控制命令和信道质量指示符之类的控制信号。尽管高层反馈经由显式消息被发送，然而这些控制信号在典型情况下是物理层比特结构中集成的几个比特。在这些比特根据本发明被解释为传输状态指示的意义上来说，这些比特反映了接收单元处的PDU传输状态(失败/成功)，基于该指示，可以判断是否进行重发。

从而，本发明建议使用以低层控制信号形式的隐式反馈来改进基于较高层的显式反馈信息的传统ARQ重发机理。这意指解释动作需要被包含以便把隐式控制信号翻译成重发测量/推荐。例如，在WCDMA中，功率控制命令比L2ARQ消息更频繁并更快地被发送。在发送侧的监控装置127得到一个相对高数量的加电命令的情况下，这可能是一个数据传输将失败的指示。这个指示可以被判断装置128用来触发一个L2重发，而无须等待传输未成功的显式L2反馈。

因此，本发明认知并利用了这样一个事实，即当发送器仍然在等待L2ARQ反馈信息时，像功率控制命令一样的低层控制信号可以提供所需的重发指示，即比传统的解决方案早得多。这实现了加速纠错重发，从而改善最终用户察觉到的性能。

尽管图2说明了下行链路分组传输，然而应当理解，本发明同样可适用在上行链路分组传输上。在典型情况下，所有参与单元(移动节点、基站、控制节点等等)是包括接收和发射功能的收发信机。

图3是根据本发明实施例的用于降低重发延迟的方法流程图。在第一步骤S1中，在通信链路上从发射侧向接收侧发送分组(PDU)。在步骤S2中，发射侧在通信链路上监控来自接收侧的低层控制信号。“低层”意指该信号与比(传统)ARQ重发功能的层低的协议层相关联。基于该低层控制信号，在步骤S3中来判断是否将进行重发。例如，用参考图7和8更详细地描述的方法，该判断可以在实际的发射单元或发射侧上的另一个通信单元处被执行。紧接步骤S3，取决于是否将会有重发而存在两个替换方式。如果回答是否定的，则程序被终止。(这通常意指基于快速低层反馈的分组重发程序被停止，而是发射侧保持等待缓慢的高层反馈)另一方面，如果回答是肯定的，则程序返回到步骤S1。所述的重发处理通常是或多或少连续进行的程序，其始发于PDU的传输并且然后由以低层控制信号形式的动态信息来更新。

对于技术人员来说显而易见，图3中的流程图给出了整个重发功能的一个稍微简化的视图。通常，本发明的重发方法与高层ARQ反馈信息交互作用。当发射侧处于关于ARQ重发功能的显式反馈的等待状态时，监控与判断步骤被执行。换言之，当发送器仍然在等待高层ARQ反馈时，低层控制信号被用于较早的重发判断。如果一个显式确认/否认信号稍后到达，则这当然可能仍然影响对PDU所采用的传输方法。

在一个特定实施例中，低级控制信息不仅被用作一个是否将会有重发的指示，而且还被用作一个估计所需要的重发数据量的指示。如果低层控制信号例如指出早先的传输质量非常差，则这可能指示后续传输中需要较大量的数据。假如已经决定需要重发，那么数据量将在重发将进行的时候被选择。通过在决定数据量时考虑低层控制信号形式的指示符，则系统的传输效率可以被进一步提高。

应当提及，本发明还适用于这样的情况，即在呼入PDU和被监控的低层控制信号之间没有一对一的映射关系。例如，在某个时段，PDU可能以比低层控制信号的抽样更快的速率被接收，由此多于一个的PDU被映射成一个低层控制信号的值。它也可以是相反的方式，即一个PDU由多于一个的低层控制信号值来表示。

使用功率控制命令的示例实施例

为了说明本发明的某些原理和方面，现在将提供一个示例实施例，其中，功率控制命令被用作WCDMA系统中的额外重发反馈。为了理解该示例，我们从用于ARQ重发的现有技术机理的解释开始。

图4说明了在WCDMA系统或类似通信系统中的传统重发处理。该系统以固定的传输时间间隔(TTI)发送一个或多个数据PDU。在典型情况下，这些对于专用信道具有10或20ms的持续时间。在这个例子中，将假定TTI＝10ms。为简单起见，每个发射间隔只示出一个数据块(编号为1、2、3、...)。

RLC协议用最小化在反向链路上发送的反馈信息的目的而被设计来节省无线电资源。因此，状态禁止计时器一般控制在一个RLC往返时间期间只发送一个状态报告。RLC往返时间大致比10ms的传输时间间隔长10-15倍。假定一个单向传输延迟为50ms，因此重发会很容易增加原始传输所需延迟的二至三倍的延迟。

在所说明的示例中，块2的传输中存在一个失败。然而，ARQ状态报告直到这个差错的块传输后大约0.1s都不被发送。这导致由图4中的箭头指示的相当长的重发延迟。如果在预定时段中没有接收到ARQ响应，则即使使用传统的计时器来触发重发，这个时段也将是与重发延迟相同的顺序，因为这些计时器的值需要至少与ARQ协议层的往返时间一样大。

图5说明了根据本发明的一个示例实施例的重发处理。本发明是基于这样的观测，即存在更频繁并且更快速发送的反馈信息。例如，功率控制命令用1500Hz的频率发送，即每10ms发送15次。而且，因为对于物理层控制信息不再执行长交织，所以这些比特相比L2信息来说被更快接收，其必须遵循L2数据传输的原理(交织)。图5中的功率控制命令由接收侧和发射侧之间窄间隔线条来表示。

如之前所述，块2的传输中存在一个差错。实际上，这通常立即在从接收侧发送来的功率控制命令中反映为预定时段中加电命令数量的增加。包括块2传送中的故障指示的低层反馈由图5中的虚线来表示。通过监控低层控制信息并且将其用作一个重发指示，块2在这个例子中用这样一个延迟来重发，即该延迟比系统根据现有技术必须等候L2ARQ状态消息时经历的重发延迟小于四倍多。从而，通过将功率控制命令中携带的信息用作ARQ重发的指示符，该重发处理的速度可以被大大地提高。这导致用户察觉到的延迟的降低以及改善的数据传送性能。当基于功率控制命令的反馈接收和ARQ反馈之间的延迟比较大时，根据本发明所述的方法的得益尤其显著。

使用链路质量指示符的示例实施例

在另一个示例实施例中，低层控制信号涉及与发射和接收侧之间的无线通信链路及其质量相关的一个或几个参数。根据本发明所使用的一个(或多个)这类链路质量指示符例如可能涉及调制方式、编码率、信噪比和载波干扰比中的至少一个。

在一个优选实施例中，链路质量指示符是用于选择调制和/或编码方案的类型参数。例如，传输状态可以通过与调制和/或FEC相关的参数值或特性而被确定。例如，假定传输用64QAM和3/4的编码率而发生并且一个(或多个)链路质量指示符指出应该使用一个较低的调制和/或更强的FEC，比如QPSK和1/2的编码率。然后，这是一个信道已经恶化的强烈指示，其可以充当重发判断或推荐的根据。

在上面的例子中，接收侧向发射侧传递对于调制方式和编码率的推荐，然后这个推荐可以在一个重发判断中(以及在调制方式和编码率的选择中)被使用。基于信噪比、载波干扰比或对应质量参数的测量值，例如可以在终端(上行链路)或在节点B(下行链路)处确定对于调制方式和编码率的推荐。

在另一个示例实施例中，信噪比或载波干扰比(或一个对应的质量参数)被发送，而不是发送一个对于调制方案或编码率的推荐。其后，直接或替换地经由与基于发射链路质量指示符导出的调制方式和/或编码率相关的参数，诸如信噪比或载波干扰比之类的链路质量指示符可以被用作重发所需要的指示。对重发的需要通常通过信噪比或载波干扰比的较低值来反映。

单跳方案

取决于通信协议所涉及的逻辑和/或物理布局，本发明存在几个不同的结构实施例。最简单明了的方案是在图6中说明的单跳方案，其中，低层控制信号和高层功能(具有ARQ)在发射侧的发射机单元122和接收侧的接收机单元112之间被交换。换言之，所涉及的低层(例如，L1)协议和高层(例如，L2)协议在相同的一对节点112、122中被终止。

当所建议的重发机理在单跳方案被执行时，该重发机理从而实质上把通信限制在两个逻辑或物理节点之间，一般是移动终端(用户设备)112和基站(节点B)。在上行链路通信中，终端向基站发送PDU并且从基站接收低层控制信号。类似地，在下行链路通信(图6)中，基站向终端发送PDU并且从该终端接收低层控制信号。因此，低层控制信号的监控和这个信号译码成根据本发明的重发判断将在基站(下行链路通信)或者在移动终端(上行链路通信)处执行。

可以注意的是，在根本没有接收NACK/ACK的情况下，该信息还可以被用来确定是否应该在接下来的传输中发送信息以及发送多少信息。例如，使用基于增量冗余的HARQ类型II，接收机必须执行软合并。这要求分组控制信息需要被频带外发送信号。在这个控制信息没有被正确接收的情况下，数据传输是无用的并且被浪费。此外，在这种情况下，接收机可以不向发送器发送ACK/NACK信息，因为它不知道该信息是否被转发给它。低层控制数据仍然在两个对等体之间被交换。因此，低层控制信息可以被用作传输成功或失败的指示并且从而形成重发判断的根据。特别地，重发数据量可以被适配用于满足当前的信道条件。用这种方法，一个HARQ单跳链路传输的传输延迟可以通过使用低层控制信息而被降低。

多跳方案，例如WCDMA

其它结构实施例指的是多跳或″两跳″方案，其中，低层控制信令和较高层ARQ协议在发射和/或接收侧处在逻辑上或甚至物理上不同的节点中被终止。

在WCDMA中，例如，ARQ位于在RNC和用户设备(UE)中被终止的RLC协议中。然而，功率控制命令在节点B和UE之间被交换。因此，该结构比单跳情况稍微复杂一点，其中，ARQ协议和空中接口在相同节点中被终止。为了在这里描述本发明，上行链路和下行链路传输将被分别地论述。WCDMA系统的功能单元将被用于例示目的，但是技术人员显然知道对应的(当前或未来的)收发信机节点可以被替代地使用。

上行链路传输

如果数据在上行链路方向中被发射，则UE中的RLC实体以一个传输时间间隔(TTI)向RNC中的RLC实体发射一个或多个PDU。RNC向UE发送描述所接收的PDU的传输状态的对应ARQ反馈信息。然而，低层控制信息由节点B来提供。例如，在正在进行的传输期间，节点B不断地发送功率控制命令，该功率控制命令指出发送器是否应该把传输功率增大或减小一个预配置的量。

返回到图1，在这个实施例中，因此从发射侧110上的终端112向接收侧120上具有ARQ功能的第一通信节点(RNC)124发送PDU。在发送PDU之后，终端监控来自接收侧上的第二通信节点(B节点)122的低层控制信号。基于该低层控制信号，终端判断是否将进行该PDU的重发。响应于支持重发的判断，终端在没有从RNC接收该PDU的ARQ响应消息的情况下就向RNC重发该PDU。

因为节点B和RNC一般是分离的远程物理节点，所以进一步的延迟将被引入在UE处接收的传统的ACK/NACK响应消息。反映在相应的PDU已经被发送期间的被接收信号质量的低层控制信令比来自RNC的ARQ反馈信息更早到达UE。根据本发明的基于低层控制信息的重发判断可以在RLC发送器仍然在等待来自RNC的RLC反馈时被采用。

下行链路传输

图7说明了根据本发明的一个示例实施例的下行链路WCDMA通信。RNC124中的RLC实体以一个传输时间间隔(TTI)向UE112中的RLC实体发射一个或多个PDU。UE112以对应的ARQ反馈以及功率控制信息做出响应。然而，RLC反馈在功率控制信息被发送给节点B122时被发送给RNC124。

通常，功率控制信息将不被转发给RNC124并且低层控制信息需要在其终点，即在节点B122处被估计。基于该估计，所需重发的指示然后从节点B122被传递到ARQ发送器，即RNC124，其一般在是否将会有重发的最终判断中使用这个信息/推荐。

对于多跳(例如，WCDMA)方案中的下行链路传输，本发明的程序因此一般将用另一个信令步骤来扩展，该信令基于发射侧的两个通信节点122、124之间的低层控制信号告知传输状态的指示。优选地，节点B122采用一个重发判断，并且一旦以某种可能性估计一个TTI中包括的数据没有被成功发射，就发送重发推荐连同一个唯一标识符来指出影响RNC124的一个(或多个)PDU，参见图7。然后，RNC124可以发出一个(或多个)PDU的重发。例如，PDU识别可以借助于时间戳、PDU序列号、帧编号或PDU的等效标识符来实现。

在一个替换实施例(未示出)中，节点B直接向RNC传递低层控制信号而不做出任何解释。从而，被发射到RNC的传输状态的指示可能包括被处理或未处理的低层控制信号自身。在这种情况下，低层控制信号的解释以及重发判断都在RNC处执行。

图8是根据本发明实施例的用于降低重发延迟的方法的流程图，它可用于在发射侧具有拆分功能的方案中的下行链路传输。分组传输和链路监控的第一步骤(S1、S2)对应于图3的步骤S1、S2。然而，发送步骤S1由发射侧上的第一通信节点来执行，而监控步骤S2由发射侧上的第二通信节点来执行。第一通信节点(例如，一个重叠控制节点)包括ARQ功能，而低层控制信令在第二通信节点中被终止。

第二通信节点译码来自接收单元的低层控制信号并且确定它是否指示存在一个传输失败(步骤S5)。如果是的话，第二通信节点在步骤S6中向第一通信节点发送一个重发推荐。关于是否将进行重发的最终判断存在于第一通信节点，其一般将来自第二通信单元的推荐用作几个输入参数中的一个。步骤S7询问是否第一通信节点已经判断出将会有一个重发。如果回答是否定的，则程序被终止。另一方面，如果回答是肯定的，则程序返回到步骤S1。如前所述，重发处理通常是一个或多或少连续更新的程序。而且，图8中的流程图给出了整个重发功能的简化视图，其中，本领域的技术人员显然知道存在与高层ARQ反馈信息交互作用。

总之，重发判断在下行链路方案中可以在监控低层控制信号的通信节点或者在不同通信节点处执行，所述的不同通信节点从监控通信节点接收一个包括或基于低层控制信号的传输状态指示(例如，失败)。基于低层控制信号，监控通信节点(例如，节点B)执行一个动作，该动作涉及一个(初步或最终的)重发判断或者在控制单元处实现一个重发判断。

本发明的一个特定实施例被设计用于处理一种情况，即功率设置接近最佳并且接收机因此发送上下交替的命令。为了导出在这类情况中重发必需的优质估计，建议对低层控制信号应用合适的滤波器。如果低层控制信号包括功率控制命令，则例如一个方法将分别计数加电和断电命令的数量。如果特定TTI中的加电命令的数量多于某个阈值，则这被看作那个TTI中发射的数据的差错接收的指示。这类算法可以通过考虑来自先前的一个或多个TTI的功率控制命令的短期历史而被增强。同样，其还适用于除了功率控制命令之外还对低层控制信号进行滤波的情况。

应当强调，低层控制信号将被看作指示而非可靠的ACK。诸如功率控制指示符之类的基于低层控制信号的重发可能干扰包括ARQ功能，例如RLC的协议的正常操作。为了避免不必要的重发，像重发禁止计时器一样的方法需要被应用。最终，可靠性控制保持在RLC协议(或一个对应的协议)内。例如，这意指只有RLC状态消息可以确认PDU和可以向前移动RLC窗口。

尽管本发明已经参考专门说明的实施例而被描述，然而应当强调，它还覆盖所公开特征的等效物、以及对本领域技术人员来说显而易见的更改和变化形式。例如，本发明最适合用于WCDMA通信并且主要结合WCDMA通信被举例说明。尽管如此，应该理解的是它当然还适用于其它具有ARQ重发功能的无线、通常是基于分组的通信系统。从而，本发明的范围只由所附权利要求来限制。

缩写

ACK-确认

ARQ-自动重发请求

BTS-基站收发信台

FEC-前向纠错

HARQ-混合自动重发请求

ISDN-综合业务数字网

ISO-国际标准化组织

LLC-逻辑链路控制

MAC-媒体接入控制

NACK-否定确认

OSI-开放系统互连

PDU-协议数据单元

PLMN-公共陆地移动网

PSTN-公共电话交换网

QAM-正交调幅

QPSK-四相移键控

RAN-无线接入网

RLC-无线链路控制

RNC-无线网络控制器

TTI-传输时间间隔

UTRAN-通用陆地无线接入网

WCDMA-宽带码分多址

参考文献

Comer，D.E.，InternetworkingwithTCP/IP，4^thed.，PrenticeHall，2000，pp.181-183.

Claims

1.一种用于在具有自动重发请求(ARQ)重发功能的无线通信系统(100)中降低重发延迟的方法，包括下列步骤：

从发射侧(110；120)向接收侧(120；110)发送一个协议数据单元(PDU)；

在发射侧等待来自所述接收侧(120；110)的响应ARQ消息时，监控来自接收侧的低层控制信号，该低层控制信号是功率控制命令且与比ARQ重发功能层低的协议层相关联；

在等待来自所述接收侧(120；110)的响应ARQ消息时，确定预定时段中来自接收侧的加电命令的数量，及

在等待来自所述接收侧(120；110)的响应ARQ消息时，基于加电命令判断是否将进行PDU重发，其中高数量的加电命令是重发指示。

2.一种用于在具有自动重发请求(ARQ)重发功能的无线通信系统(100)中降低重发延迟的方法，包括下列步骤：

在发射侧等待来自所述接收侧(120；110)的响应ARQ消息时，监控来自接收侧的低层控制信号，该低层控制信号是链路质量指示符，所述链路质量指示符与调制方式、编码率、信噪比和载波干扰比中的至少一个相关且与比ARQ重发功能层低的协议层相关联；和

在等待来自所述接收侧(120；110)的响应ARQ消息时，基于该链路质量指示符判断是否将进行PDU重发。

3.如权利要求1或2的方法，其中，低层控制信号包括这样的反馈：该反馈比ARQ重发功能的显式反馈更快或更频繁,并且反映了接收侧(120；110)的PDU的传输状态。

4.如权利要求1或2的方法，其中，当发射侧(110；120)处于一个关于ARQ重发功能的显式反馈的等待状态时，执行监控和判断步骤。

5.如权利要求1或2所述的方法，还包括下列步骤：即根据判断步骤并且在没有接收PDU的响应ARQ消息的情况下从发射侧(110；120)向接收侧(120；110)重发PDU。

6.如权利要求1或2所述的方法，进一步包括下列步骤：即基于低层控制信号的特征来确定重发数据量。

7.如权利要求1或2所述的方法，在一个单跳方案中，包括下列步骤：

从发射侧(110；120)上的发射节点(112；122)向接收侧(120；110)的接收节点(122；112)发送PDU；

在发射节点处监控来自接收节点的低层控制信号；和

在发射节点处基于低层控制信号来判断是否将进行PDU重发。

8.如权利要求1或2所述的方法，在多跳方案的上行链路传输中，包括下列步骤：

从发射侧(110)上的终端(112)向接收侧(120)上的第一通信节点(124)发送PDU，所述第一通信节点包括ARQ功能；

在终端处监控来自接收侧上的第二通信节点(122)的低层控制信号；和

在终端处基于低层控制信号来判断是否将进行PDU的重发。

9.如权利要求1或2所述的方法，在多跳方案的下行链路传输中，包括下列步骤：

从发射侧(120)上的第一通信节点(124)向接收侧(110)上的终端(112)发送PDU，所述第一通信节点包括ARQ功能；

在发射侧上的第二通信节点(122)监控来自该终端的低层控制信号；

从第二通信节点向第一通信节点传递PDU的重发推荐以及PDU的标识符；和

在第一通信节点处基于该重发推荐来判断是否将进行重发。

10.一种具有自动重发请求ARQ重发功能的无线通信系统(100),并且所述系统(100)还包括用于降低重发延迟的装置，包括：

发送装置，用于从发射侧(110；120)向接收侧(120；110)发送协议数据单元PDU；

监控装置，用于在发射侧等待来自所述接收侧(120；110)的响应ARQ消息时监控来自接收侧的低层控制信号，该低层控制信号是功率控制命令且与比ARQ重发功能层低的协议层相关联，其中所述监控装置在等待来自所述接收侧(120；110)的响应ARQ消息时，确定预定时段中来自接收侧的加电命令的数量；及

判断装置，用于在等待来自所述接收侧(120；110)的响应ARQ消息时，基于加电命令判断是否将进行PDU重发，其中高数量的加电命令是重发指示。

11.一种具有自动重发请求ARQ重发功能的无线通信系统(100),并且所述系统(100)还包括用于降低重发延迟的装置，包括：

监控装置，用于在发射侧等待来自所述接收侧(120；110)的响应ARQ消息时监控来自接收侧的低层控制信号，该低层控制信号是链路质量指示符，所述链路质量指示符与调制方式、编码率、信噪比和载波干扰比中的至少一个相关且与比ARQ重发功能层低的协议层相关联；和

判断装置，用于在等待来自所述接收侧(120；110)的响应ARQ消息时基于链路质量指示符来判断是否将进行重发。

12.如权利要求10或11的系统，其中，低层控制信号包括这样的反馈：该反馈比ARQ重发功能的显式反馈更快或更频繁,并且反映了接收侧(120；110)的PDU传输状态。

13.如权利要求10或11的系统，包括运行装置，用于在发射侧(110；120)处于关于ARQ重发功能的显式反馈的等待状态时运行监控装置和判断装置。

14.如权利要求10或11的系统，还包括重发装置，其根据判断装置做出的判断并且在没有接收响应ARQ消息的情况下，从发射侧(110；120)向接收侧(120；110)重发PDU。

15.如权利要求10或11的系统，其中，所述系统适用于多跳方案的上行链路传输，并且所述系统还包括：

装置，用于从发射侧(110)上的终端(112)向接收侧(120)上的第一通信节点(124)发送PDU，所述第一通信节点包括ARQ功能；

装置，用于在终端处监控来自接收侧上的第二通信节点(122)的低层控制信号；和

装置，用于在终端处基于低层控制信号来判断是否将进行PDU重发。

16.如权利要求10或11的系统，其中，所述系统适用于多跳方案的下行链路传输，并且所述系统还包括：

装置，用于从发射侧(120)上的第一通信节点(124)向接收侧(110)上的终端(112)发送PDU，所述第一通信节点包括ARQ功能；

装置，用于在发射侧上的第二通信节点(122)处监控来自该终端的低层控制信号；

装置，用于从第二通信节点向第一通信节点传递PDU的重发推荐以及PDU的标识符；和

装置，用于在第一通信节点处基于重发推荐来判断是否将进行重发。

17.一种具有用于降低重发延迟的装置的通信单元，该装置被安排在具有自动重发请求ARQ重发功能的无线通信系统(100)中的发射侧(110；120)，该通信单元包括：

监控装置，在所述发射侧(110；120)等待来自接收侧(120；110)的响应ARQ消息时，只要从发射侧向接收侧传输协议数据单元PDU，它就监控来自所述接收侧(120；110)的低层控制信号，低层控制信号是功率控制命令且与比ARQ重发功能层低的协议层相关联，其中所述监控装置在等待来自所述接收侧(120；110)的响应ARQ消息时，确定预定时段中来自接收侧的加电命令的数量；及

18.一种具有用于降低重发延迟的装置的通信单元，该装置被安排在具有自动重发请求ARQ重发功能的无线通信系统(100)中的发射侧(110；120)，该通信单元包括：

监控装置，在所述发射侧(110；120)等待来自接收侧(120；110)的响应ARQ消息时，只要从发射侧向接收侧传输协议数据单元PDU，它就监控来自所述接收侧(120；110)的低层控制信号，低层控制信号是链路质量指示符，所述链路质量指示符与调制方式、编码率、信噪比和载波干扰比中的至少一个相关且与比ARQ重发功能层低的协议层相关联；和

判断装置，用于基于链路质量指示符来执行重发判断。

19.如权利要求17或18的通信单元，包括：

发送装置，用于向接收侧(120；110)发送PDU；和

重发装置，其根据由判断装置做出的判断并且在没有接收PDU的响应ARQ消息的情况下，向接收侧重发PDU。

20.如权利要求17或18的通信单元，其中，所述通信单元适用于多跳方案的下行链路传输，并且所述通信单元包括：

通信装置，用于向发射侧(120)的另一个通信单元(124)传递PDU的重发推荐以及PDU的标识符，所述的另一个通信单元(124)包括ARQ重发功能。

21.如权利要求17或18的通信单元，其中，低层控制信号包括这样的反馈：该反馈比ARQ重发功能的显式反馈更快或更频繁,并且反映了接收侧(120；110)的PDU传输状态。

22.如权利要求17或18的通信单元，包括装置，用于在发射侧处于关于ARQ重发功能的显式反馈的等待状态中时运行监控装置和判断装置。

23.如权利要求17或18的通信单元，包括用于基于低层控制信号的特征来确定重发数据量的确定装置。

24.一种在无线通信系统(100)中的具有自动重发请求ARQ重发功能的通信单元(124)，并且所述通信单元(124)包括被安排在发射侧以用于降低重发延迟的装置，其中，所述通信单元(124)适用于多跳方案的下行链路传输，并且所述通信单元(124)还包括：

发送装置，用于向无线通信系统的接收侧发送协议数据单元PDU；

接收装置，用于在等待来自所述接收侧的响应ARQ消息时从发射侧的另一个通信节点(122)接收PDU重发推荐以及PDU的标识符；和

判断装置，用于等待来自所述接收侧的响应ARQ消息时基于重发推荐来判断是否将进行重发，

其中，所述另一个通信节点(122)在所述发射侧等待来自所述接收侧的响应ARQ消息时监控来自所述接收侧的低层控制信号。

25.如权利要求24的通信单元，还包括重发装置，其根据由判断装置做出的判断并且在没有接收PDU的响应ARQ消息的情况下，向接收侧重发PDU。

26.如权利要求24或25的通信单元，其中，所述低层控制信号包括这样的反馈：该反馈比ARQ重发功能的显式反馈更快或更频繁,并且反映了接收侧的PDU传输状态。

27.如权利要求24或25的通信单元，其中，所述低层控制信号是一个功率控制命令。

28.如权利要求24或25的通信单元，其中，所述低层控制信号是一个链路质量指示符。