CN101378308B - 一种正交频分多址系统中自动重传请求的优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种正交频分多址系统中自动重传请求的优化方法，其包括以下步骤：发送自动重传请求块后，将所述自动重传请求块置于等待反馈的状态；丢弃预定时间内收到的对所述自动重传请求块的否定确认。由于发送一个自动重传请求块后，在一个短时间范围内又收到对该自动重传请求块的否定确认，不再处理该否定确认；杜绝了无谓的自动重传请求重发，节省了空口带宽，减少了自动重传请求使能连接整体发送时延，有效的改善了自动重传请求使能连接的性能。

Description

一种正交频分多址系统中自动重传请求的优化方法

技术领域

本发明涉及正交频分多址系统传输数据的无线通信技术领域，尤其涉及的是一种正交频分多址系统中自动重传请求的优化方法。

背景技术

目前的IEEE802.16(Broadband Wireless MAN Standard-WiMAX)是使用正交频分多址OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，以下简称OFDMA)系统的无线通信技术之一，而正交频分多址系统OFDMA中有一种自动重传请求ARQ(Automatic Repeat Request，以下简称ARQ)机制，最早在二次世界大战中，ARQ就开始应用于无线电报通信，并在军事上取得了巨大的成功。由于ARQ具有系统纠错能力强，适应性好，与信道干扰的变化基本无关的优点，使得其在环境复杂，误包严重的无线通信中获得了广泛的应用。

ARQ是一种实现通信节点之间信号可靠传输的技术，通过接收、发送节点之间的确认机制，以及在收到接收节点的确认信息之前，发送节点采取的自动重传请求机制，来确保信息的可靠传输。

ARQ机制的实现以ARQ块为基本单位，一个协议规定的负载报文SDU(service data unit)可以被分成若干个ARQ块，ARQ块的大小由业务流建立时根据传输情况和业务流的QoS(quality of service)参数等策略进行确定。ARQ窗口是发送端没有收到接收端肯定确认所能发送ARQ块的最大数目。

ARQ块的发送状态机包括等待发送、等待反馈、等待重传、丢弃和完成的几个状态。在等待反馈的状态下，收到对该块的否定确认，或是重传定时器超时即很久都没有收到确认，该ARQ块都会进入等待重传状态。两个条件都会造成同一个结果，就带来一个可能发生的问题，重传定时器超时引发重传以后，否定确认再次引发重传，并且两次重传的间隔很小，第一次重传以后，发送端不足以接收到接收端的反馈。这主要是发送端和接收端的配合问题造成的，发送确认的时机是由接收端的实现决定的，但是协议没有避免这种情况的发生。

更进一步，另外一种情况是，发送端刚刚首次发送了一个ARQ块，却马上收到了该块的否定确认，也会造成短时间内该ARQ块的再次传送。这主要是接收端的反馈策略造成的，协议规定的类型0和类型2的bitmap反馈都是以8个为单位的，一旦选择了这些类型的反馈，就会需要拉一些发送端根本没有发送的或刚刚发送还没有被接收端所接收的ARQ块来凑数，这就使得发送端提前收到了块的否定确认。在某些特定的场合下，当接收端希望发送端能尽快发送新的ARQ块时，可能采用类型0，类型2和类型3的反馈否定确认接下来需要收到的ARQ块，却并不知道这些ARQ块发送端没有发送过或是刚刚发送，这也可能造成短期多次发送。

在短时间内多次的传送同一个ARQ块，显然浪费了宝贵的无线带宽资源，而且重传块的发送优先级还高于新传块的发送优先级，从而增大了系统整体的传输时延，降低了ARQ使能连接性能。

因此，现有技术尚有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的问题是，提供一种正交频分多址系统中自动重传请求的优化方法，避免短时期自动重传请求块的多次发送，节省空口带宽，减少整体的传输时延，改善自动重传请求使能连接性能。

本发明的技术方案如下：

一种正交频分多址系统中自动重传请求的优化方法，其包括以下步骤：

A、发送自动重传请求块后，将所述自动重传请求块置于等待反馈的状态；

B、丢弃预定时间内收到的对所述自动重传请求块的否定确认。所述的方法，其中，所述步骤A还包括：

自所述自动重传请求块进入所述等待反馈状态的同时启动定时器。所述的方法，其中，所述步骤A还包括：

自所述自动重传请求块进入所述等待反馈状态的同时设置标志位。所述的方法，其中，所述步骤A还包括：

将发送前的所述自动重传请求块置于等待发送或者等待重传的状态。

所述的方法，其中，所述步骤B具体包括：

B1、收到对所述自动重传请求块的否定确认；

B2、判断该自动重传请求块对应的标志位是否已被置位；

B3、是则丢弃该自动重传请求块的否定确认；否则该自动重传请求块进入等待重传的状态。

所述的方法，其中，所述步骤B3之后还包括：

B41、在超过所述定时器时间间隔时清除所述自动重传请求块的标志位。

所述的方法，其中，所述步骤B3之后还包括：

B42、在收到对所述自动重传请求块的肯定确认时清除该自动重传请求块的标志位，该自动重传请求块进入完成的状态。

所述的方法，其中，所述步骤B3之后还包括：

B43、在所述自动重传请求块的定时器超时时清除该自动重传请求块的标志位。

所述的方法，其中，所述步骤B中计入所述预定时间的时段包括：

C1、从发送端发出所述自动重传请求块的时刻起，至接收端开始接收该自动重传请求块的时刻止。

所述的方法，其中，所述步骤C1之后计入所述预定时间的时段还包括：

C2、从所述接收端发出所述自动重传请求块反馈的时刻起，至所述发送端开始接收到该自动重传请求块反馈的时刻止。

本发明所提供的一种正交频分多址系统中自动重传请求的优化方法，由于发送一个自动重传请求块后，在一个短时间范围内，丢弃收到的对该自动重传请求块的否定确认，杜绝了无谓的自动重传请求重发，节省了空口带宽，减少了自动重传请求使能连接整体发送时延，有效的改善了自动重传请求使能连接的性能。

附图说明

图1是本发明ARQ块的状态机示意图；

图2是本发明类型0的ARQ反馈示意图；

图3是本发明类型1的ARQ反馈示意图；

图4是本发明类型2的ARQ反馈示意图；

图5是本发明类型3的ARQ反馈示意图；

图6是本发明发送ARQ块的操作流程示意图；

图7是本发明丢弃收到的对ARQ块的否定确认示意图；

图8是本发明三种清除ARQ块对应标志位示意图。

具体实施方式

以下将结合所示附图，对本发明关于优化正交频分多址系统中自动重传请求的具体实施方式和实施例加以详细说明。

本发明一种正交频分多址系统中自动重传请求的优化方法，是一种对ARQ机制中的否定确认NACK(Negative Acknowledge，以下简称NACK)反馈的优化处理方法，适用于OFDMA无线通信系统中，是对ARQ机制的应用。其主要核心点是，基于发送了一个自动重传请求块以后，短时期内又收到对这个自动重传请求块的否定确认，则丢弃这个否定确认；至于OFDMA、ARQ块等技术为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。

所说的短时期的衡量方法，这里用Tremain来表示，小于等于Tremain表示在所述短时期内，大于则表示已经超出了所述短时期，Tremain的时间间隔应该等于发送端发送时延Ttran加上Trecv。其中，Ttran是指ARQ块发出去，状态机改为等待反馈的时刻开始，到接收端开始处理到这个块的时刻为止的时间段；而Trecv是指接收端发出有关该块的反馈时刻开始，到发送端处理到这次反馈的时刻结束所用的时间。

当一个ARQ块被发送以后，其状态机进入等待反馈状态开始，在Tremain时间间隔内，收到针对该ARQ块的否定确认，一律丢弃对该ARQ块的否定确认。与ARQ机制所定义的重传定时器相比较，Tremain至少不应该包括对于特定块，接收端实现时从收到块到发送反馈的处理延时。因此，Tremain在一定范围内可能也是动态变化的一个值，此处，我们应该取其中的最小值，或是略小于最小值的一个值，具体可由实现决定。

如图1所示，当一个ARQ块初次被发送以后，该ARQ块就进入等待反馈状态；在ARQ块的等待反馈状态下，收到ARQ块的否定确认或是重传定时器超时，该ARQ块就会进入等待重传状态；当一个需要重传的ARQ块从空口被发送出去以后，就从等待重传状态再次进入等待反馈的状态；一个ARQ块处于等待反馈状态或等待重传状态下，如果定时器超时，即超过用以限制ARQ块的重传次数，该ARQ块将被丢弃，不再发送；在等待反馈状态，等待重传和丢弃状态下，在接收到接收端的肯定确认，都进入完成状态。

前述的ARQ机制包括四种类型的反馈，即选择反馈、累积反馈、选择累积反馈和累积块序列反馈，而图2至5中的BSN(Block Sequence Number)是指ARQ块的编号：

图2所示是类型0的反馈，即选择反馈，它可以反馈1到4个比特图Bitmap，每个Bitmap可以反馈8个ARQ Block的接收情况，每个比特表示一个，1表示肯定确认，0表示否定确认。

图3所示是类型1的反馈，即累积反馈，表示特定的BSN以前的ARQ块全部被肯定确认。

图4所示是类型2的反馈，即选择累积反馈，这种则是合并了前两种的反馈方式。

图5所示是类型3的反馈，即累积块序列反馈，它首先是合并了类型1的功能，特定的BSN以前的ARQ块已经被接收完整，其后的接收情况则分成一个个接收状态相同的块序列，用序列接收情况加序列长度的方法进行反馈。

前面说到，根据具体实现情况，来确定Tremain的值，也就是发送端发送ARQ块的延时加上接收端发送ARQ反馈的延时，其中不包括接收端的处理延时和接收端发送反馈的策略延时，实际的值也可以比这个值略小。

在当一个ARQ块被发送之前的情况下，如附图6所示，该ARQ块可能处于等待发送状态，也可能处于等待重传状态；但在该ARQ块被发送以后，该ARQ块进入等待反馈状态的同时，启动一个定时器Tremain，还可以同时置标志位Fsend。

而在当收到一个ARQ块的否定确认NACK的情况下，如附图7所示，则判断该ARQ块对应的Fsend标志位，如果Fsend标志位被置位，则丢弃该否定确认NACK；否则继续处理该否定确认NACK，且该ARQ块进入等待重传状态。

如附图8所示，在三种情况下可以清除该ARQ块的Fsend标志位：一是当一个ARQ块的Tremain定时器超时，则清除标志位Fsend；二是如果收到一个ARQ块的肯定确认，则进入下一个状态的同时，清除标志位Fsend；三是当一个ARQ块的定时器超时，则清除标志位Fsend。

以上具体实施方式中对ARQ机制中的否定确认技术根据实际应用可以采用现有各种可能的方案，为本领域技术人员所熟知，在此也不再赘述。

本发明具体实施方式中所提供的一种正交频分多址系统中自动重传请求的优化方法，由于发送一个自动重传请求块后，在一个短时间范围内，丢弃收到的对该自动重传请求块的否定确认，杜绝了无谓的自动重传请求重发，节省了空口带宽，减少了自动重传请求使能连接整体发送时延，有效的改善了自动重传请求使能连接的性能。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述方案的说明加以改进或变换，例如定时器或标志位的变种，而所有这些改进和变换都本应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种正交频分多址系统中自动重传请求的优化方法，其包括以下步骤：

A、发送自动重传请求块后，将所述自动重传请求块置于等待反馈的状态；

B、丢弃预定时间内收到的对所述自动重传请求块的否定确认，具体步骤为：

B1、自所述自动重传请求块进入所述等待反馈状态的同时设置标志位；

B2、当收到对所述自动重传请求块的否定确认时，判断该自动重传请求块对应的标志位是否已被置位；

B3、如果是，则丢弃该自动重传请求块的否定确认；否，则该自动重传请求块进入等待重传的状态；

所述步骤A还包括：

自所述自动重传请求块进入所述等待反馈状态的同时启动定时器；

所述步骤B3之后还包括：

在超过所述定时器时间间隔时清除所述自动重传请求块的标志位、在收到对所述自动重传请求块的肯定确认时清除该自动重传请求块的标志位或者在所述自动重传请求块的定时器超时时清除该自动重传请求块的标志位。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A还包括：

将发送前的所述自动重传请求块置于等待发送或者等待重传的状态。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B中计入所述预定时间的时段包括：

C1、从发送端发出所述自动重传请求块的时刻起，至接收端开始接收该自动重传请求块的时刻止。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤C1之后计入所述预定时间的时段还包括：

C2、从所述接收端发出所述自动重传请求块反馈的时刻起，至所述发送端开始接收到该自动重传请求块反馈的时刻止。

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