CN101588652B

CN101588652B - 用于网络或协作mimo系统中的基站及其harq方法

Info

Publication number: CN101588652B
Application number: CN2008100380611A
Authority: CN
Inventors: 杨涛
Original assignee: Alcatel Lucent Shanghai Bell Co Ltd
Current assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Priority date: 2008-05-23
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2028-05-23
Also published as: WO2009140862A1; CN101588652A

Abstract

本发明提供了一种由一个服务基站和多个非服务基站同时服务一个用户设备UE的系统执行的HARQ重传控制方法。其中，服务基站接收来自UE的HARQ反馈结果，并根据该结果，进行自身的HARQ重传控制，同时对非服务基站做出相应的动作，指示非服务器基站进行相应的HARQ重传控制。

Description

用于网络或协作MIMO系统中的基站及其HARQ方法

技术领域

本发明涉及一种HARQ重传控制方法，更具体地，涉及一种由一个服务基站和多个非服务基站同时服务一个用户设备UE的系统执行的HARQ重传控制方法。

背景技术

各个企业已经针对未来的移动通信系统提出了网络MIMO或协作MIMO。一般而言，基于这些策略，可以配置多个基站以服务同一个UE，使得UE可以合并来自不同基站的多个传输，以提高传输效率。

在无线链路建立过程中，系统选择为用户设备服务的基站。用户设备通过该基站和核心网络进行数据交互，该基站保存、处理并发送来自核心网的下行数据到用户设备。同时该基站接收来自用户设备的上行数据并进行相应的处理后发送到核心网。根据相应的规则，系统将配置多个基站为用户设备服务，以提高系统的性能。在这些基站中，包括一个服务基站和多个非服务基站，用户设备通过服务基站和核心网进行数据交互，非服务基站在服务基站的控制下实现对终端用户的传输，目的在于保证用户设备可以接收来自多个基站的信号并进行合并，以提高系统性能。用户设备和非服务基站之间不存在信令连接。

可以预见，未来的系统必将采用HARQ技术来优化空口的数据传输。然而，迄今为止尚未对多个基站服务相同UE的情况下的HARQ策略进行讨论。

本发明提出了一种针对该情况的切实可行的HARQ机制。

发明内容

本发明的基本思想是服务基站接收来自UE的HARQ反馈结果，并根据该结果，进行自身的HARQ重传控制，同时对非服务基站做出相应的动作，指示非服务器基站进行相应的HARQ重传控制。

在本发明的第一方面中，提出了一种服务基站(SBS)，包括：HARQ反馈信令接收模块，用于接收来自UE的HARQ反馈信令；HARQ重传控制模块，用于基于HARQ反馈信令接收模块接收到的HARQ反馈信令，来进行自身的HARQ控制过程；非服务基站控制模块，用于基于HARQ反馈信令接收模块接收到的HARQ反馈信令，来控制与该服务基站共同服务一个UE的多个非服务基站的HARQ控制过程。

优选地，所述服务基站还包括：HARQ缓存器，用于缓存数据以便进行HARQ重传；L1处理器，利用各种控制信息，用于对数据进行L1处理。

优选地，非服务基站控制模块向每个非服务基站转发控制信令，以控制每个非服务基站进行自身的HARQ重发过程。

优选地，在HARQ反馈信令接收模块接收到的HARQ反馈信令为否定反馈时，非服务基站控制模块将控制信令以及HARQ缓存器中的数据转发到每个非服务基站，以控制每个非服务基站进行接收数据的HARQ重发。

优选地，在HARQ反馈信息接收模块接收到的HARQ反馈信令为否定反馈时，非服务基站控制模块将重发信令以及L1处理器处理后的数据转发到每个非服务基站，以控制每个非服务基站进行接收数据的HARQ重发。

在本发明的另一方面中，提出了一种非服务基站(NSBS)，包括接收模块，用于从与该非服务基站同时服务一个UE的服务基站接收信息；HARQ重传控制模块，用于基于接收模块接收到的信息来进行自身的HARQ控制过程。

优选地，接收模块从来自服务基站接收到的信息包括重发数据和控制信令，并且HARQ重传控制模块根据所接收的控制信令，对接收到的重发数据进行重发。

优选地，所述非服务基站还包括L1处理器，用于对接收到的数据进行L1处理，其中，接收模块从服务基站接收到的信息包括重发数据和控制信令，在L1处理器对重发数据进行L1处理之后，根据控制信令对处理后的数据进行重发。

优选地，所述非服务基站还包括HARQ缓存器，用于缓存数据以便进行HARQ重传；以及L1处理器，用于对数据进行L1处理。

本发明的另一方面还提供了一种包括上述服务基站和多个上述非服务基站的系统。

本发明的另一方面还提供了一种在由服务基站和多个非服务基站同时服务一个UE的系统中的HARQ控制方法，包括步骤：服务基站接收来自UE的HARQ反馈信令；服务基站基于接收到的HARQ反馈信令，来进行自身的HARQ控制过程；服务基于接收到的HARQ反馈信令，来控制所述多个非服务基站的HARQ控制过程。

优选地，服务基站向每个非服务基站转发控制信令，以控制每个非服务基站进行自身的HARQ重发过程。

优选地，在服务基站接收到的HARQ反馈信令为否定反馈时，服务基站向每个非服务基站转发控制信令以及数据，控制每个非服务基站根据控制信令对接收到的数据进行重发。

优选地，每个非服务基站对接收到的数据进行L1处理，并根据控制信令对经L1处理的数据进行重发。

本发明的方案与现有技术相比，具有如下优点：

首先，UE仅需要向SBS反馈HARQ结果。这样，可以降低空中接口中HARQ反馈控制信令的传输负荷。

如果在NSBS处具有HARQ缓存器，则SBS对NSBS进行指示，以进行HARQ缓存器清空或重传。否则，SBS需要针对HARQ重传来向NSBS转发相应的重传数据和HARQ重传信息。

附图说明

从下面结合附图的详细描述中，本发明的上述特征和优点将更明显，附图中：

图1示出了根据本发明实施例的一个示范性系统；

图2示出了根据本发明一个示范性实施例的服务基站的框图；

图3示出了根据本发明一个示范性实施例的非服务基站的框图；

图4示出了根据本发明一个示范性实施例的服务基站与非服务基站之间的通信；

图5示出了根据本发明另一示范性实施例的非服务基站的框图；

图6示出了根据本发明另一示范性实施例的服务基站与非服务基站之间的通信；

图7示出了根据本发明又一示范性实施例的非服务基站的框图；

图8示出了根据本发明又一示范性实施例的服务基站与非服务基站之间的通信；以及

图9示出了传统的用户设备的框图。

具体实施方式

下面结合附图来详细描述本发明。

首先，图1示出了实现本发明方法的一个示范性系统。在图1中，示出了包括一个服务基站(SBS)和两个非服务基站(NSBS)以及一个用户设备UE的示例性系统。该系统可以是例如基于网络或协作MIMO的系统，在该系统中，非服务基站的数目可以是任意数目。其中服务基站负责接收并保存来自核心网的用户数据并负责转发数据和控制信令到相关的非服务基站。服务基站的另一个功能是和非服务基站同步传输数据到用户设备。非服务基站接收来自服务基站的数据和控制信令以实现对用户设备的数据传输。

在本发明中，限定UE仅向服务基站反馈HARQ结果，而不向非服务基站反馈HARQ结果，而由SBS负责将HARQ反馈结果通知相关的NSBS。这样，可以降低空中接口中HARQ反馈控制信令的传输负荷。否则，如果用户设备向每个NSBS都反馈HARQ结果的话，将消耗大量的系统上下信令资源，并导致大量重复的信令信息在空中接口中传输，降低系统性能。

网络MIMO和协作MIMO的基本场景在于多个基站(包括SBS和NSBS)同时向用户设备传输数据。

服务基站的结构与传统的单基站系统中的基站的结构相同，包括：L2处理器，用于对IP数据包进行层2处理，包括头压缩、加密、分割/级联、复用以及层2的控制等；HARQ缓存器，用于保存来自L2处理器的数据以便进行HARQ重传；L1处理器，用于对来自层2的数据包进行层1(物理层)处理，包括调制、编码等。实际的基站还包括多个其它部件，这里仅给出与HARQ过程有关的部件。非服务基站与服务基站的结构类似，但是可以根据从服务基站接收到的内容，进行简化。

对于SBS来说，传输数据必须保存在相关的HARQ缓存器中，以便进行重传。而对于NSBS来说，可以保存这些数据以便重传，也可以不保存这些数据。在NSBS保存重传数据的情况下，SBS在对数据进行了L2处理之后，向NSBS输出数据和控制信令，NSBS缓存接收到的数据，并在控制信令的控制下对接收数据进行L1处理，然后向UE发射数据，以实现与SBS的内容同步。在需要重传时，NSBS在控制信令的控制下对缓存器中的数据进行L1处理，然后进行重传。在NSBS不保存重传数据的情况下，如果需要重传，则由SBS再次转发相关的重传数据到NSBS以完成重传的功能。SBS可以在进行了L2处理之后，将重传数据和控制信令发送给NSBS，也可以在结合相关控制信令的基础上进行了L1处理之后，将L1的输出结果发送给NSBS。如果发送到NSBS的数据是经L2处理的数据包和控制信令，则NSBS还需要在来自SBS的控制信令的控制下对数据进行L1处理，以便进行重发。而如果发送到NSBS的数据是L1的输出结果，则NSBS可以按照接收到的转发信令，直接对接收到的数据进行转发。上述解决方案要求SBS执行L2过程，而NSBS不执行L2过程。而且，如果在NSBS处进行L1处理，则NSBS应该基于来自SBS的控制信令执行L1过程，以确保与SBS的内容同步。如果NSBS接收到来自SBS的L1输出结果，则NSBS只需要执行向UE的发送功能。

不同的策略会导致不同的SBS对HARQ信令的处理过程。

本发明针对多个基站服务相同UE的情况下的HARQ策略，提出了两种方案。

根据保持HARQ缓存器的两种方案，HARQ过程如下：

对于方案1：在SBS和NSBS处具有HARQ缓存器

SBS向NSBS指示HARQ结果

如果HARQ反馈是HARQ ACK，则SBS指示NSBS清空相应的HARQ缓存器。

如果HARQ反馈是HARQ NACK，则SBS向NSBSFS发送相应的控制信息指示NSBS在所调度的时间点处利用这些控制参数来执行相应的HARQ重传。

对于方案2：仅在SBS处具有HARQ缓存器

如果HARQ反馈是HARQ ACK，则不需要SBS和NSBS之间进行通信。

如果HARQ反馈是HARQ NACK，则SBS继续向所有NSBS转发重传数据以及相应的控制信息以便在所调度的时间点处进行重传。

方案1和方案2的具体HARQ过程如下。

首先，结合图9来描述用户设备在HARQ过程中的操作。

图9示出了一个示范性的用户设备的结构。该用户设备包括数据接收模块901、HARQ反馈结果生成模块902以及HARQ反馈结果发送模块903。首先，用户设备中的数据接收模块901从其SBS和NSBS接收到数据。HARQ反馈结果生成模块902，根据物理层处理结果而生成HARQ反馈信令。如果数据被正确接收，则生成肯定的确认信息(HARQ ACK)；反之，如果数据接收错误，则生成否定的确认信息(HARQ NACK)。最后，HARQ反馈结果发送模块903将生成的结果发送给其SBS。

下面描述SBS和NSBS在HARQ过程中的操作。

方案1为SBS和NSBS各自具有HARQ缓存器。则SBS负责向NSBS转发HARQ反馈结果和相关的重传控制信令以及其他的控制信令。

图2示出了SBS的结构图。如图2所示，SBS包括HARQ信令接收模块101、HARQ重传控制模块102、NSBS控制模块104、HARQ缓存器105和L1处理器106。图3示出了NSBS的结构图。如图3所示，NSBS包括接收模块201、HARQ重传控制模块202和HARQ缓存器203和L1处理器204。

图4示出了该方案下SBS和NSBS之间的通信。

在方案1中，SBS对来自核心网的用户数据进行L2处理，并将L2处理结果缓存在HARQ缓存器105中，同时将L2处理结果和控制信令转发给NSBS，然后对数据进行L1处理，向UE发送数据。NSBS在HARQ缓存器203中缓存数据，并在控制信令的控制下对数据进行L1处理，然后向UE发送数据。

用户设备接收数据，处理数据并向SBS反馈HARQ结果。

HARQ信令接收模块101接收到来自用户设备的HARQ反馈结果。HARQ重传控制模块102根据接收到的HARQ反馈结果进行该SBS的相应HARQ控制过程。如果接收的HARQ反馈结果是肯定确认(ACK)，则HARQ重传控制模块102清空相应的HARQ缓存器105。如果该HARQ反馈结果是否定反馈(NACK)，则HARQ重传控制模块102根据相关控制策略进行该SBS的HARQ重传处理过程。同时，SBS中的NSBS控制模块104根据HARQ反馈结果来控制NSBS的HARQ处理过程。如果该反馈结果是肯定确认(ACK)，则由该控制模块104直接将反馈HARQ反馈信令转发到NSBS。反之，如果该HARQ反馈结果是否定反馈(NACK)，则该控制模块104根据相关控制策略生成HARQ重传相关的控制参数以及其他与网络/协作MIMO相关的参数，并将这些控制信息转发给NSBS。

在NSBS处，接收模块201接收到来自SBS的HARQ控制信息。HARQ重传控制模块202根据接收到的HARQ控制信息进行自身的相应HARQ控制过程。如果该HARQ控制信息为肯定确认信息，则NSBS清空相应的HARQ缓存器203。反之，如果该控制信息为HARQ否定确认，则根据收到的HARQ控制信息进行相应的重传过程，即根据控制信息对HARQ缓存器203中的数据进行L1处理，然后根据HARQ控制信息对处理的数据进行重传。

上面所述的HARQ重传控制模块102和HARQ重传控制模块202所进行的重传过程与现有的单基站的重传过程一样，在此省略对该过程的详细描述。本领域技术人员可以参考3GPP相关的规范。

方案2为仅在SBS中保持HARQ缓存器。SBS向NSBS转发数据有效载荷(即需要重传的数据)以及重传相关的控制信息。该方案2根据不同的SBS数据转发方式，分为两个策略。策略1为SBS向NSBS转发层2数据包或IP数据包。策略2为SBS向NSBS转发层1输出结果。

下面结合图2和图5来描述策略1下SBS和NSBS的操作。

图5示出了该方案下NSBS的结构。如图5所示，NSBS仅包括接收模块201、HARQ重传控制模块202和L1处理器204。

该方案下SBS的结构与方案1下的SBS结构相同，如图2所示。

图6示出了策略1下SBS和NSBS之间的通信。

首先，如上所述，SBS对来自核心网的用户数据进行L2处理，并将L2处理结果缓存在HARQ缓存器105中，同时将L2处理结果和控制信令转发给NSBS，然后对数据进行L1处理，向UE发送数据。NSBS在控制信令的控制下对数据进行L1处理，然后向UE发送数据。

用户设备接收数据，处理数据并向SBS反馈HARQ结果。

SBS中的HARQ反馈信令接收模块101接收到来自用户设备的HARQ反馈结果。HARQ重传控制模块102根据接收到的HARQ反馈结果进行该SBS的相应HARQ控制过程。如果接收的HARQ反馈结果是肯定确认(ACK)，则HARQ重传控制模块102清空相应的HARQ缓存器。如果该HARQ反馈结果是否定反馈(NACK)，则HARQ重传控制模块102根据相关控制策略进行该SBS的HARQ重传处理过程。上述步骤与方案1中的步骤相同。但是，由于在NSBS中没有HARQ缓存器，因此，如果需要NSBS进行重传，则需要SBS向NSBS发送需要重传的数据。因此，在HARQ反馈结果是否定反馈(NACK)时，NSBS控制模块104还发送HARQ缓存器中的数据。

如果该反馈结果是反馈结果是肯定确认(ACK)，则不需要SBS和NSBS之间进行通信。反之，如果该HARQ反馈结果是否定反馈(NACK)，则NSBS控制模块104根据相关控制策略生成HARQ重传相关的控制参数以及其他与网络/协作MIMO相关的其他参数，将这些控制参数和重传信令以及HARQ缓存器中的数据转发给NSBS。

上述过程与方案1的过程类似，只是在HARQ反馈结果为肯定反馈时，不需要SBS向NSBS发送重传信令。另外，在HARQ反馈结果为否定反馈时，还需要SBS向NSBS转发HARQ缓存器的数据，即需要进行重传的数据，以便NSBS进行重传。

此时，如果HARQ结果为肯定确认，则不存在SBS和NSBS之间的通信，因此NSBS不会收到HARQ控制为肯定的信息，因此NSBS没有动作。反之，如果该控制信息为HARQ否定确认，则接收模块201接收到来自SBS的控制信令、重传信令和重传数据。HARQ重传控制模块202根据接收到的信令进行相应的HARQ控制过程。这时，NSBS要在控制信令的控制下，对重传数据进行L1处理，然后根据重传信令，在所调度的时间点处对数据进行重传。

图7示出了策略2下NSBS的结构。如图7所示，NSBS仅包括接收模块201、HARQ重传控制模块202。

该策略下SBS的结构与策略1下的SBS结构相同，如图2所示。

图8示出了策略2下SBS和NSBS之间的通信。

在方案2的策略2中，SBS对来自核心网的用户数据进行L2处理，并将L2处理结果缓存在HARQ缓存器105中，然后对数据进行L1(物理层)处理。之后，向NSBS转发L1处理结果。然后向UE发送数据。NSBS从SBS接收L1处理结果，然后向UE发送数据。

因此，SBS中各部件的处理与方案2的策略1中相同。如果HARQ反馈结果是反馈结果是肯定确认(ACK)，则不需要SBS和NSBS之间进行通信。反之，如果该HARQ反馈结果是否定反馈(NACK)，则NSBS控制模块104根据相关控制策略生成HARQ重传相关的重传信令以及与网络/协作MIMO相关的控制信令，并将这些信令以及重传数据转发给NSBS。

上述过程与方案2的策略1的过程类似，只是在HARQ反馈结果为否定反馈时，由于SBS向NSBS转发的是L1处理结果，而不是HARQ缓存器的数据，因此NSBS只需要根据接收到的重传控制信令直接对接收到的数据进行重传。

因此，如果HARQ结果为肯定确认，则不存在SBS和NSBS之间的通信，因此NSBS不会收到HARQ控制为肯定的信息，因此NSBS没有动作。反之，如果该控制信息为HARQ否定确认，则接收模块201接收到来自SBS的重传信令和L1输出结果。HARQ重传控制模块202根据接收到的重传信令，在所调度的时间点处对接收到的数据进行重传。

在本发明中，UE仅需要向SBS反馈HARQ结果。这样，可以降低空中接口中HARQ反馈控制信令的传输负荷。

如果在NSBS处具有HARQ缓存器，则SBS对NSBS进行指示，以进行HARQ缓存器清空或重传。否则，SBS需要针对HARQ重传来向NSBS转发相应的重传数据和信令。

上面的描述仅用于实现本发明的实施方式，本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围的任何修改或局部替换，均应该属于本发明权利要求所限定的范围，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

1.一种服务基站，包括：

HARQ反馈信令接收模块，用于接收来自用户设备UE的HARQ反馈信令；

HARQ重传控制模块，用于基于HARQ反馈信令接收模块接收到的HARQ反馈信令，来进行自身的HARQ控制过程；

非服务基站控制模块，用于基于HARQ反馈信令接收模块接收到的HARQ反馈信令，来控制与该服务基站共同服务一个UE的多个非服务基站的HARQ控制过程。

2.根据权利要求1所述的服务基站，其中，所述服务基站还包括：HARQ缓存器，用于缓存数据以便进行HARQ重传；L1处理器，利用各种控制信息，用于对数据进行L1处理。

3.根据权利要求1或2所述的服务基站，其中，非服务基站控制模块向每个非服务基站转发控制信令，以控制每个非服务基站进行自身的HARQ重发过程。

4.根据权利要求2所述的服务基站，其中，在HARQ反馈信令接收模块接收到的HARQ反馈信令为否定反馈时，非服务基站控制模块将控制信令以及HARQ缓存器中的数据转发到每个非服务基站，以控制每个非服务基站进行接收数据的HARQ重发。

5.根据权利要求2所述的服务基站，其中，在HARQ反馈信令接收模块接收到的HARQ反馈信令为否定反馈时，非服务基站控制模块将重发信令以及L1处理器处理后的数据转发到每个非服务基站，以控制每个非服务基站进行接收数据的HARQ重发。

6.一种非服务基站，包括

接收模块，用于从与该非服务基站同时服务一个UE的服务基站接收信息；

HARQ重传控制模块，用于基于接收模块接收到的信息来进行自身的HARQ控制过程。

7.根据权利要求6所述的非服务基站，其中，接收模块从来自服务基站接收到的信息包括重发数据和控制信令，并且HARQ重传控制模块根据所接收的控制信令，对接收到的重发数据进行重发。

8.根据权利要求6所述的非服务基站，其中，所述非服务基站还包括L1处理器，用于对接收到的数据进行L1处理，其中，接收模块从服务基站接收到的信息包括重发数据和控制信令，在L1处理器对重发数据进行L1处理之后，根据控制信令对处理后的数据进行重发。

9.根据权利要求6所述的非服务基站，其中，所述非服务基站还包括HARQ缓存器，用于缓存数据以便进行HARQ重传；以及L1处理器，用于对数据进行L1处理。

10.一种包括如权利要求1-5之一所述的服务基站和多个如权利要求6-9之一所述的非服务基站的系统。

11.一种在由服务基站和多个非服务基站同时服务一个用户设备UE的系统中的HARQ控制方法，包括步骤：

服务基站接收来自UE的HARQ反馈信令；

服务基站基于接收到的HARQ反馈信令，来进行自身的HARQ控制过程；

服务基站基于接收到的HARQ反馈信令，来控制所述多个非服务基站的HARQ控制过程。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，服务基站向每个非服务基站转发控制信令，以控制每个非服务基站进行自身的HARQ重发过程。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，在服务基站接收到的HARQ反馈信令为否定反馈时，服务基站向每个非服务基站转发控制信令以及数据，控制每个非服务基站根据控制信令对接收到的数据进行重发。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，每个非服务基站对接收到的数据进行L1处理，并根据控制信令对经L1处理的数据进行重发。