CN101309129B - 针对单独数据包或最后一个数据包的重传控制方法和系统 - Google Patents

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Abstract

根据本发明，提出了一种针对单独数据包或连续数据流最后一个数据包的重传控制方法，包括：当HARQ发射机检测到从HARQ接收机反馈的针对单独数据包或连续数据流最后一个数据包的肯定应答ACK时，所述HARQ发射机向HARQ接收机仅传输控制信令、并启动定时器，以等待HARQ接收机针对所述控制信令重新反馈肯定应答ACK或否定应答NACK；当HARQ发射机在定时器的定时内检测到针对所述控制信令从HARQ接收机反馈的ACK时，所述HARQ发射机产生本地ACK并发送到ARQ发射机；以及当HARQ发射机在定时器的定时内检测到针对所述控制信令从HARQ接收机反馈的NACK时，所述HARQ发射机发起HARQ级重传。

Description

针对单独数据包或最后一个数据包的重传控制方法和系统
技术领域
本发明涉及移动通信领域。具体地，涉及一种针对单独数据包或连续数据流最后一个数据包的重传控制方法、实现该方法的HARQ发射机、发射端设备和重传控制系统，能够提供一种基于HARQ级重传的强健和切实可行的ARQ/HARQ跨层操作方案，实现了非常小的等待时间、确保了数据传输的可靠性、且节省了无线资源。
背景技术
3GPP(第三代合作伙伴计划)在2005年启动了长期演进研究项目(LTE)，希望以更高的数据吞吐量和更好的网络性能，为运营商和用户不断增长的需求提供支持。
在对LTE的研究中，一个主要的决定是使用RLC(无线链路层)和MAC(媒体接入层)之间的ARQ(自动重传请求)和HARQ(混合自动重传请求)跨层操作来解决等待时间的问题。针对连续数据流的ARQ和HARQ操作进程已经得到广泛地讨论，且在3GPP的协议中得以实现。然而，针对ARQ/HARQ跨层操作仍然存在一个值得研究的问题，即，如何处理单独数据包或连续数据流最后一个数据包。
Ericsson(爱立信)公司和NTT DoComo(NTT都科摩)公司已经在最近的RAN2会议上提出了它们关于这一问题的解决方案(参见R2-061861HARQ-ARQ Interactions.Ericsson、以及R2-061923.ARQprotocol with assist of HARQ.NTT DoCoMo，Inc)。
Ericsson公司提出针对NACK(否定应答)->ACK(肯定应答)和DTX(不连续传输)->ACK信令差错分别使用不同的方案。对于NACK->ACK信令差错的情况，如果产生了NACK，则在ARQ接收机中使用定时器。如果直到定时器期满而未接收到重传数据，则ARQ接收机要求重传。而对于DTX->ACK信令差错的场景，在向L1层发送单独数据包或连续数据流最后一个数据包之后，在ARQ发射机中启动另一定时器。而且，在PDU(协议数据单元)报头中设置轮询比特。如果直到定时器期满还未从ARQ接收机中接收到报告，则该ARQ发射机执行重传。
NTT DoComo公司提出在发射机中发送用于检测ACK的伪PDU。然后，该接收机将反馈先前所产生的ACK/NACK是否被正确接收。
一般来说，Ericsson公司的方案并不切实可行。原因在于其针对不同的场景使用不同的解决方案，但是在发射机和接收机中对这两个场景进行区分是非常困难的。特别地，对于接收机，在其对数据成功地进行解码之前，该接收机并不知道传输的数据是否为单独数据包或连续数据流最后一个数据包。也就是，该接收机并不知道何时启动相关的定时器。此外，针对不同场景的这两个方案实际上不能够工作，并且与已经达成的针对连续流的处理过程的方案具有冲突。
在NTT DoComo公司的方案中，可以预见到以下缺陷：
-该伪PDU是无用的，而仅仅会浪费宝贵的无线电资源；
-应该为这种伪PDU传输定义特定的传输格式，这增加了系统复杂性；
-该方案降低了HARQ增益，因为伪PDU对于接收机中的HARQ合并而言是无用的；
-该重传发生在ARQ级，导致了较长的时延。
发明内容
为了克服现有技术中的上述缺陷提出了本发明。本发明的目的是提出一种针对单独数据包或连续数据流最后一个数据包的重传控制方法、实现该方法的HARQ发射机、发射端设备和重传控制系统，能够提供一种基于HARQ级重传的强健和切实可行的ARQ/HARQ跨层操作方案，实现了非常小的等待时间、确保了数据传输的可靠性、且节省了无线资源。
为了实现上述目的，根据本发明，提出了一种针对单独数据包或连续数据流最后一个数据包的重传控制方法，包括：当HARQ发射机检测到从HARQ接收机反馈的针对单独数据包或连续数据流最后一个数据包的肯定应答ACK时，所述HARQ发射机向HARQ接收机仅传输控制信令、并启动定时器，以等待HARQ接收机针对所述控制信令重新反馈肯定应答ACK或否定应答NACK；当HARQ发射机在定时器的定时内检测到针对所述控制信令从HARQ接收机反馈的ACK时，所述HARQ发射机产生本地ACK并发送到ARQ发射机；以及当HARQ发射机在定时器的定时内检测到针对所述控制信令从HARQ接收机反馈的NACK时，所述HARQ发射机发起HARQ级重传。
优选地，所述方法还包括：当HARQ发射机直到定时器期满仍未检测到针对所述控制信令从HARQ接收机反馈的ACK或NACK时，如果最大重传次数已到，所述HARQ发射机产生本地NACK并发送到ARQ发射机；反之，如果最大重传次数未到，所述HARQ发射机发起HARQ级重传。
优选地，所述方法还包括：当所述HARQ发射机执行HARQ级重传直到重传极限为止仍检测到从HARQ接收机反馈的NACK，则所述HARQ发射机产生本地NACK并发送到ARQ发射机。
优选地，所述方法还包括：当从HARQ发射机接收到本地NACK时，所述ARQ发射机发起ARQ级重传。
优选地，所述方法还包括：当从HARQ发射机接收到本地ACK时，所述ARQ发射机确定所述单独数据包或连续数据流最后一个数据包已经被正确传送到接收端，并丢弃数据包。
优选地，所述HARQ发射机向HARQ接收机仅传输控制信令表示所述HARQ发射机并不在数据信道上进行数据传输而仅在控制信令信道上传输所述控制信令。
优选地，HARQ发射机和HARQ接收机位于媒体接入层，而ARQ发射机和ARQ接收机位于无线链路层。
另外，根据本发明，还提出了一种实现针对单独数据包或连续数据流最后一个数据包的重传控制的HARQ发射机，包括：第一检测装置，检测针对单独数据包或连续数据流最后一个数据包从HARQ接收机反馈的信息，控制信令传输装置，当第一检测装置检测到从HARQ接收机反馈的针对单独数据包或连续数据流最后一个数据包的肯定应答ACK时，所述控制信令传输装置向HARQ接收机仅传输控制信令、并启动定时器，以等待HARQ接收机针对所述控制信令重新反馈肯定应答ACK或否定应答NACK；第二检测装置，在定时器的定时内检测针对所述控制信令从HARQ接收机反馈的信息；本地ACK或NACK产生装置，当第二检测装置在定时器的定时内检测到针对所述控制信令从HARQ接收机反馈的ACK时，所述本地ACK或NACK产生装置产生本地ACK并发送到ARQ发射机；以及HARQ级重传控制装置，当第二检测装置在定时器的定时内检测到针对所述控制信令从HARQ接收机反馈的NACK时，所述HARQ级重传控制装置发起HARQ级重传；数据包缓冲器；以及所述定时器。
优选地，当第二检测装置直到定时器期满仍未检测到针对所述控制信令从HARQ接收机反馈的ACK或NACK时，如果最大重传次数已到，所述本地ACK或NACK产生装置产生本地NACK并发送到ARQ发射机；如果最大重传次数未到，所述HARQ级重传控制装置发起HARQ级重传。
优选地，当所述HARQ级重传控制装置执行HARQ级重传直到重传极限为止仍检测到从HARQ接收机反馈的NACK，则所述本地ACK或NACK产生装置产生本地NACK并发送到ARQ发射机。
另外，根据本发明，还提出了一种包括根据上述HARQ发射机、以及ARQ发射机的发射端设备。
优选地，当从HARQ发射机接收到本地NACK时，所述ARQ发射机发起ARQ级重传。
优选地，当从HARQ发射机接收到本地ACK时，所述ARQ发射机确定所述单独数据包或连续数据流最后一个数据包已经被正确传送到接收端，并丢弃相关数据包。
另外，根据本发明，还提出了一种包括上述发射端设备、以及接收端设备的重传控制系统，所述接收端设备包括HARQ接收机和ARQ接收机。
附图说明
通过参考以下结合附图对所采用的优选实施例的详细描述，本发明的上述目的、优点和特征将变得显而易见，其中：
图1是示出了根据本发明执行重传控制的ARQ/HARQ跨层结构的示意图；
图2是示出了根据本发明在正常情况下通过ARQ/HARQ跨层操作来实现重传控制的时序图；
图3是示出了根据本发明在异常情况下通过ARQ/HARQ跨层操作来实现重传控制的时序图；以及
图4是示出了根据本发明的实现重传控制的HARQ发射机结构的方框图。
具体实施方式
下面将参考附图来描述本发明的优选实施例。
图1是示出了根据本发明执行重传控制的ARQ/HARQ跨层结构的示意图。如图1所示，该ARQ/HARQ跨层结构包括ARQ发射机101、HARQ发射机103、HARQ接收机105和HARQ接收机107。HARQ发射机103和HARQ接收机105位于媒体接入层，而ARQ发射机101和ARQ接收机107位于无线链路层。该该ARQ/HARQ跨层结构形成了一个用于实现针对单独数据包或连续数据流最后一个数据包的重传控制的重传控制系统，其通过ARQ/HARQ跨层操作来实现根据本发明的重传控制，具体如下所述。
图2是示出了根据本发明在正常情况下通过ARQ/HARQ跨层操作来实现重传控制的时序图。
根据本发明，当ARQ发射机101向下层发送PDU时，该ARQ发射机101向HARQ发射机103指示关于单独数据包或连续数据流最后一个数据包的状态。无论何时当ARQ发射机101从HARQ发射机103接收到本地ACK时，该ARQ发射机101丢弃相关的数据包。无论何时当ARQ发射机101从HARQ发射机103接收到本地NACK时，该ARQ发射机101执行重传。
现在，该HARQ发射机103知道了关于单独数据包或连续数据流最后一个数据包的状态，该HARQ发射机103将根据来自HARQ接收机105的针对单独数据包或连续数据流最后一个数据包的反馈，执行以下处理：
(过程A：)正常情况：接收到肯定应答ACK(无信令差错)
在接收到针对单独数据包或连续数据流最后一个数据包的ACK时，该HARQ发射机103：
-保持缓冲器中的数据包；
-启动定时器(1)
-仅在控制信令信道向HARQ接收机105传输更新的HARQ控制信息，而在数据信道上没有数据传输，这显著地节省了无线电资源。
此时，在接收到传输的控制信令时，该HARQ接收机105将仅重新反馈ACK信息，以指示先前的单独数据包或连续数据流最后一个数据包已经被正确地解码。
然后，在检测到该ACK时，该HARQ发射机103：
-停止定时器；
-清除缓冲器中的数据；
-产生本地ACK并将其发送到ARQ发射机101。
在接收到本地ACK之后，该ARQ发射机101丢弃相关的数据包。此时，表明该单独数据包或连续数据流最后一个数据包已经被接收端正确接收。具体如图1所示。
需要指出的是，另一方面，如果直到定时器(1)期满时该HARQ发射机103还未接收到从接收端反馈的该ACK，如果最大重传次数已到达，则HARQ发射机103产生本地NACK，并将该本地NACK发送到ARQ发射机101，以触发ARQ级重传。反之，如果最大重传次数没有到，则HARQ发射机103执行HARQ级重传。
其中，定时器(1)可设置来满足2次HARQ传输，由此，可以实现非常低概率的HARQ NACK/ACK BLER(差错率)，具有2次传输的BLER＝第一次传输的BLER*第二次传输的BLER。
(过程B：)正常情况：接收到NACK
在接收到针对单独数据包或连续数据流最后一个数据包的否定应答NACK时，该HARQ发射机103执行HARQ级自动重传，直到最大传输极限。
如果针对最终HARQ级重传的反馈仍然是NACK，则该HARQ发射机103清除缓冲器的数据，并产生本地NACK，且将该NACK发送到ARQ发射机101，以触发ARQ级重传。
图3是示出了根据本发明在异常情况下通过ARQ/HARQ跨层操作来实现重传控制的时序图。
(过程C：)异常情况：NACK->ACK信令差错的情况
在接收到针对单独数据包或连续数据流最后一个数据包的ACK时(发生了NACK->ACK信令差错)，则该HARQ发射机103：
-保持缓冲器中的数据包；
-启动定时器(1)
-仅在控制信令信道向HARQ接收机105传输更新的HARQ控制信令，而在相关的数据信道上没有数据传输。
在接收到该控制信令时，该HARQ接收机105将在常规的HARQ操作之后反馈NACK。
在从HARQ接收机105检测到该NACK之后，该HARQ发射机103停止定时器(1)且执行如(过程B：)所示的重传。具体如图3所示。
否则，如果再次接收到ACK，则转到(过程A：)。然而，如上面所提到的，该累积信令差错概率是非常低的。
另一方面，如果HARQ发射机103直到定时器(1)期满还未接收到ACK，如果最大重传次数已到达，则该HARQ发射机103将产生本地NACK，并将该本地NACK发送到ARQ发射机101，以触发ARQ级重传。反之，如果最大重传次数没有到，则HARQ发射机103执行HARQ级重传。
(过程D：)异常情况：DTX(不连续传输)->ACK信令差错的情况
在接收到针对单独数据包或连续数据流最后一个数据包的ACK(由于DTX->ACK信令差错)时，则该HARQ发射机103：
-保持缓冲器中的数据包；
-启动定时器(1)
-仅在控制信令信道向HARQ接收机105传输更新的HARQ控制信令，而在相关的数据信道上没有数据传输。
在接收到控制信令时，由于没有数据被传输，该HARQ接收机105将反馈NACK。
在从HARQ接收机105检测到该NACK之后，该HARQ发射机103停止定时器(1)且执行如过程(过程B：)所示的重传，该过程类似于图3所示的过程。
否则，如果由于发生了DTX->ACK信令差错而接收到ACK，则转到过程(过程A：)。
另一方面，如果HARQ发射机103直到定时器(1)期满还未接收到ACK，如果最大重传次数已到达，则该HARQ发射机103将产生本地NACK，并将该本地NACK发送到ARQ发射机101，以触发ARQ级重传。反之，如果最大重传次数没有到，则HARQ发射机103执行HARQ级重传。
图4是示出了根据本发明的实现重传控制的HARQ发射机结构的方框图。
如图4所示，根据本发明的实现重传控制的HARQ发射机103包括第一检测装置401、控制信令传输装置403、第二检测装置405、本地ACK或NACK产生装置407、HARQ级重传控制装置409、数据包缓冲器411和定时器413。
第一检测装置401检测针对单独数据包或连续数据流最后一个数据包从HARQ接收机105反馈的信息。当第一检测装置401检测到从HARQ接收机105反馈的针对单独数据包或连续数据流最后一个数据包的肯定应答ACK时，所述控制信令传输装置403向HARQ接收机105仅传输控制信令、并启动定时器，以等待HARQ接收机105针对所述控制信令重新反馈肯定应答ACK或否定应答NACK。第二检测装置405在定时器413的定时内检测针对所述控制信令从HARQ接收机105反馈的信息。当第二检测装置405在定时器413的定时内检测到针对所述控制信令从HARQ接收机105反馈的ACK时，所述本地ACK或NACK产生装置407产生本地ACK并发送到ARQ发射机101。当第二检测装置405在定时器413的定时内检测到针对所述控制信令从HARQ接收机105反馈的NACK时，所述HARQ级重传控制装置409发起HARQ级重传。数据包缓冲器411对数据包进行缓存。
另外，当第二检测装置405直到定时器413期满仍未检测到针对所述控制信令从HARQ接收机105反馈的ACK或NACK时，如果最大重传次数已到，所述本地ACK或NACK产生装置407产生本地NACK并发送到ARQ发射机101。反之，如果最大重传次数没到，所述HARQ级重传控制装置409发起HARQ级重传。当所述HARQ级重传控制装置409执行HARQ级重传直到重传极限为止仍检测到从HARQ接收机105反馈的NACK，则所述本地ACK或NACK产生装置407产生本地NACK并发送到ARQ发射机101。
在发射端的RLC层，当从HARQ发射机103接收到本地NACK时，所述ARQ发射机101发起ARQ级重传。当从HARQ发射机103接收到本地ACK时，所述ARQ发射机101确定所述单独数据包或连续数据流最后一个数据包已经被正确传送到接收端，并丢弃相关数据包。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明解决了针对单独数据包或连续数据流最后一个数据包信令差错的问题，这是LTE3GPP标准化中的一个非常重要的课题。
2、根据本发明，首先在HARQ级执行重传以降低延迟。由于重传，在HARQ级的累积传输差错变得非常低(0.002或以下)。由于正常ARQ机制处理在L2层处理非常低概率的重传，进一步确保了数据传输的可靠性。
3、根据本发明，由于不发送伪PDU，不需要定义针对伪PDU的特殊指示，有助于避免资源浪费，降低系统复开销。
4、根据本发明，在检测到ACK时，HARQ发射机仅向HARQ接收机传送控制信令而不在数据信道上传送数据。该控制信令用来触发HARQ接收机重新反馈NACK或ACK，结果引起了HARQ级重传或在HARQ发射机处产生本地ACK。在该场景中由于不在数据信道上传输数据避免了资源浪费。
5、本发明是一个强健的方案，且与已有重传策略保持了连续性。对于单独数据包或连续数据流最后一个数据包，在定时器(1)的定时内检测到ACK之后，该HARQ发射机仅产生本地ACK。
6、根据本发明，该信令差错能够在HARQ级重传中大部分得以解决，这与其他公司(例如Ericsson公司和NTT DoComo公司)所提出的ARQ级重传方案相比，操作速度更快。
尽管以上已经结合本发明的优选实施例示出了本发明，但是本领域的技术人员将会理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种修改、替换和改变。因此，本发明不应由上述实施例来限定，而应由所附权利要求及其等价物来限定。

Claims (17)

1.一种针对单独数据包或连续数据流最后一个数据包的重传控制方法，包括：
当HARQ发射机检测到从HARQ接收机反馈的针对单独数据包或连续数据流最后一个数据包的肯定应答ACK时，所述HARQ发射机向HARQ接收机仅传输控制信令并启动定时器，以等待HARQ接收机针对所述控制信令重新反馈肯定应答ACK或否定应答NACK；
当HARQ发射机在定时器的定时内检测到针对所述控制信令从HARQ接收机反馈的ACK时，所述HARQ发射机产生本地ACK并发送到ARQ发射机；以及
当HARQ发射机在定时器的定时内检测到针对所述控制信令从HARQ接收机反馈的NACK时，所述HARQ发射机发起HARQ级重传。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：当HARQ发射机直到定时器期满仍未检测到针对所述控制信令从HARQ接收机反馈的ACK或NACK时，如果最大重传次数已到，所述HARQ发射机产生本地NACK并发送到ARQ发射机；反之，如果最大重传次数未到，所述HARQ发射机发起HARQ级重传。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：当所述HARQ发射机执行HARQ级重传直到重传极限为止仍检测到从HARQ接收机反馈的NACK，则所述HARQ发射机产生本地NACK并发送到ARQ发射机。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：当从HARQ发射机接收到本地NACK时，所述ARQ发射机发起ARQ级重传。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：当从HARQ发射机接收到本地ACK时，所述ARQ发射机确定所述单独数据包或连续数据流最后一个数据包已经被正确传送到接收端，并丢弃数据包。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述HARQ发射机向HARQ接收机仅传输控制信令表示所述HARQ发射机并不在数据信道上进行数据传输而仅在控制信令信道上传输所述控制信令。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：HARQ发射机和HARQ接收机位于媒体接入层，而ARQ发射机和ARQ接收机位于无线链路层。
8.一种实现针对单独数据包或连续数据流最后一个数据包的重传控制的HARQ发射机，包括：
第一检测装置，检测针对单独数据包或连续数据流最后一个数据包从HARQ接收机反馈的信息，
控制信令传输装置，当第一检测装置检测到从HARQ接收机反馈的针对单独数据包或连续数据流最后一个数据包的肯定应答ACK时，所述控制信令传输装置向HARQ接收机仅传输控制信令并启动定时器，以等待HARQ接收机针对所述控制信令重新反馈肯定应答ACK或否定应答NACK；
第二检测装置，在定时器的定时内检测针对所述控制信令从HARQ接收机反馈的信息；
本地ACK或NACK产生装置，当第二检测装置在定时器的定时内检测到针对所述控制信令从HARQ接收机反馈的ACK时，所述本地ACK或NACK产生装置产生本地ACK并发送到ARQ发射机；以及
HARQ级重传控制装置，当第二检测装置在定时器的定时内检测到针对所述控制信令从HARQ接收机反馈的NACK时，所述HARQ级重传控制装置发起HARQ级重传；
数据包缓冲器；以及
所述定时器。
9.根据权利要求8所述的HARQ发射机，其特征在于当第二检测装置直到定时器期满仍未检测到针对所述控制信令从HARQ接收机反馈的ACK或NACK时，如果最大重传次数已到，所述本地ACK或NACK产生装置产生本地NACK并发送到ARQ发射机；如果最大重传次数未到，所述HARQ级重传控制装置发起HARQ级重传。
10.根据权利要求8所述的HARQ发射机，其特征在于当所述HARQ级重传控制装置执行HARQ级重传直到重传极限为止仍检测到从HARQ接收机反馈的NACK，则所述本地ACK或NACK产生装置产生本地NACK并发送到ARQ发射机。
11.根据权利要求8所述的HARQ发射机，其特征在于HARQ发射机位于媒体接入层。
12.一种包括根据权利要求8所述的HARQ发射机以及ARQ发射机的发射端设备。
13.根据权利要求12所述的发射端设备，其特征在于当从HARQ发射机接收到本地NACK时，所述ARQ发射机发起ARQ级重传。
14.根据权利要求12所述的发射端设备，其特征在于当从HARQ发射机接收到本地ACK时，所述ARQ发射机确定所述单独数据包或连续数据流最后一个数据包已经被正确传送到接收端，并丢弃相关数据包。
15.根据权利要求12所述的发射端设备，其特征在于HARQ发射机位于媒体接入层，而ARQ发射机位于无线链路层。
16.一种包括根据权利要求12所述的发射端设备以及接收端设备的重传控制系统，所述接收端设备包括HARQ接收机和ARQ接收机。
17.根据权利要求16所述的重传控制系统，其特征在于HARQ发射机和HARQ接收机位于媒体接入层，而ARQ发射机和ARQ接收机位于无线链路层。
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