CN101622812B - 在无线通信系统中请求包重发的设备和方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于在无线通信系统中请求包重发的方法。该方法包括：由接收方自动重发请求(ARQ)层检查接收包的顺序号以确定是否存在任何丢失包，并且与丢失包相关联地启动第一定时器；当接收到从接收方混合ARQ(HARQ)层提供的与丢失包相应的HARQ接收失败指示符时停止第一定时器；停止与丢失包相应的状态报告消息的产生，并且等待从发送方ARQ层重发且与丢失包相应的ARQ包。

Description

在无线通信系统中请求包重发的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种在无线通信系统中请求包重发的设备和方法。

背景技术

通用移动通信业务(UMTS)系统是基于作为欧洲移动通信系统的全球移动通信系统(GSM)和通用无线分组业务(GPRS)使用宽带码分多址(WCDMA)的第三代异步移动通信系统。

现在负责UMTS标准的第三代合作伙伴计划(3GPP)正在对作为UMTS系统的下一代移动通信系统的长期演进(LTE)系统进行讨论。

LTE系统是用于实现大约100Mbps的基于高速包的通信的技术，目标2010年前后实现商业化。关于LTE系统的商业化，正在对以下几种方案进行讨论：一个方案用于通过简化网络配置来减小位于通信路径上的节点数目，另一方案用于将网络协议最大化地接近网络信道。

LTE系统将混合自动重发请求(HARQ)用作用于增加高速包的发送效率的方案。由于仅采用HARQ不可能满足各种服务质量(QoS)需求，因此上层可使用区别于HARQ的自动重发请求(ARQ)。

下面将给出HARQ和ARQ的简要描述。

HARQ是在不丢弃先前接收的数据的情况下将先前接收的数据与其重发的数据进行软组合的技术，从而增加了接收成功率。更具体地讲，接收方HARQ实体确定接收的包中是否存在差错，并根据差错是否存在将确认(HARQ ACK)信号或否定确认信号(HARQ NACK)信号发送给发送方。发送方根据HARQ ACK/NACK信号随后重发相应的丢失HARQ包或者发送新的HARQ包。HARQ技术的特征在于将重发的包与其相关的先前接收的包软组合来减小差错发生可能性。

ARQ是用于检查接收的包的顺序号并发送对丢失包的重发请求(具有丢失顺序号的包)的技术。ARQ不将先前接收的包与其相关的重发包软组合。

在现有无线通信系统中，由于ARQ和HARQ都用于恢复差错包(发生差错的包)，因此存在一种意见是不需要一起运行这两种技术。然而，由于仅使用HARQ很难获得足够低的包差错率，因此存在一种意见是大多数包服务应运行ARQ和HARQ两者。

这是因为在HARQ技术中，HARQ ACK/NACK信号被定义为1比特响应信号，这使得通过信道编码难于满足低差错率。当在无线情况下HARQNACK信号被错误识别为HARQ ACK信号(‘HARQ NACK/ACK差错’)时，相应的HARQ包在HARQ级(在HARQ层之间)被完全丢失。HARQ ACK/NACK信号的可靠性用作在HARQ级决定包差错率的重要因素。无线通信系统意在通过应用HARQ和ARQ支持丢失包的快速重发。

图1A和图1B是分别示出无线通信系统中的无线层的结构和相应特定层的包结构的示图。

参照图1A，无线层结构(即，无线协议结构)包括上层110和115、ARQ层120和125、介质访问控制(MAC)层130和物理(PHY)层140。

上层110和115是为每一服务单独配置的协议栈，并且例如AMR编解码器/RTP/UDP/IP或FTP/TCP/IP层可以是上层。

可以逐个地为每一服务配置ARQ层120和125，并且ARQ层120和125满足所需的服务质量(QoS)。

MAC层130连接到多个ARQ层120和125，并且将多个ARQ包复用为一个HARQ包。此外，MAC层130对复用的HARQ包执行HARQ操作。

物理层140在无线信道上执行发送HARQ包或接收HARQ包的操作。

参照图1B，ARQ包是通过将顺序号分配给从上层传递的包而配置的包，从而包可经历ARQ。HARQ包是通过HARQ操作在实际无线信道上发送和接收的单元包。

ARQ包包括ARQ包头161(包括顺序号(SN)163、大小信息164和成帧信息165)和分配了从上层110和115传递的实际数据的净荷162。例如，如果IP包150被从上层110和115传送到ARQ层120和125，则ARQ层120和125可通过考虑无线信道情况或调度情况发送所有的上层IP包150或者仅发送一部分的IP包150。这通过考虑QoS来确定。

顺序号163是顺序分配给ARQ包160的顺序号，并且大小信息164是指示ARQ包160的大小的信息。使用顺序号163，ARQ层120和125顺序存储ARQ包的顺序号，或者通过组装来配置ARQ包。成帧信息165是用于允许接收方基于成帧操作重新配置接收的包，并且正常地将其恢复为原始上层包(IP包)的信息。这里使用的术语“成帧”是指以合适的大小重新配置从上层110和115传递的IP包的一系列操作。

HARQ包170包括复用头171和净荷。复用头171包括ARQ包160的复用信息。例如，ARQ层中的相应ARQ层的标识符120/125可以是复用信息。净荷包括复用的ARQ包中的至少一个。明显的是无线协议结构和特定层的包结构通常被应用到发送方和接收方。

图2是示出HARQ操作的示图。更具体地讲，图2中显示的是用于执行发送方和接收方之间的HARQ的结构。当该结构支持上行链路包服务时，终端用作发送方，基站用作接收方。相反，当该结构支持下行链路包服务时，终端用作接收方，基站用作发送方。

参照图2，当考虑到在无线通信环境中各种类型的服务共存并且可支持各种类型的服务时，发送方包括多个上层块280和复用(MUX)块275，接收方包括多个上层块205和解复用(DEMUX)块210。

上层块205和280可被看作例如一组需要相同QoS的服务，方便起见，发生在一个上层中的流这里将被称为“QoS流”。

复用块275用于将复用信息插入由几个上层280产生的数据中，并将该数据传递到HARQ块272。另一方面，解复用块210用于使用在其中包括的复用信息将从HARQ块212提供的数据传递到合适的上层。与图1A相比，可以理解复用块275和解复用块210是包括在ARQ层中的装置。

用于执行HARQ操作的装置HARQ块212和272的每个都包括几个HARQ处理器。这里使用的术语“HARQ处理器”是指控制HARQ包的发送/接收的单元装置。发送方HARQ处理器控制用户包的发送和重发，接收方HARQ处理器控制HARQ包的接收和响应信号的发送。这里使用的“响应信号”包括HARQ确认(HARQ ACK)/HARQ否定确认(HARQ NACK)信号。

HARQ块212和272成对地存在于发送方和接收方，一对HARQ块212和272包括多个HARQ处理器，从而实现包的连续发送/接收。HARQ处理器的操作包括发送HARQ包的操作、接收响应于HARQ包的HARQ ACK/NACK信息的操作和根据HARQ ACK/NACK信息执行重发的操作。

例如，当仅存在一个HARQ处理器时，HARQ处理器直到发送用户数据并且随后接收到响应于用户数据的HARQ ACK/NACK信息时才发送另一包。然而，当存在几个HARQ处理器时，在任意处理器等待HARQ ACK/NACK的同时启动多个HARQ处理器，从而实现用户数据的连续发送/接收。

HARQ处理器的基本操作如下：

在发送之前，发送方HARQ处理器(任意HARQ P1255、HARQ P2260、HARQ P3265和HARQ P4270)将从复用块275接收的包信道编码，并存储信道编码的包用于未来重发。当从接收方接收到发送包的ACK信息时，发送方HARQ处理器刷新存储的包。然而，当接收到发送包的NACK信息时，发送方HARQ处理器重发相同的包。

接收方HARQ处理器(任意HARQ P1215、HARQ P2220、HARQ P3225和HARQ P4230)通过物理信道接收包，对接收的包信道解码，并且确定在包中是否检测到差错。通过循环冗余码校验(CRC)计算来实现差错检测。

当检测到差错存在时，接收方HARQ处理器存储该包，并将HARQNACK信号发送给发送方。当接收到该包的重发包时，接收方HARQ处理器将存储包与重发包进行软组合，随后再次确定是否存在任何差错。如果确定仍然存在差错，则接收方HARQ处理器发送HARQ NACK信号并重复HARQ操作。然而，如果不存在差错，则接收方HARQ处理器将HARQ ACK信号发送给发送方，并将用户数据传送到解复用块210。

这样，接收方请求重发差错HARQ包，并将重发数据与其相关先前接收的数据软组合，使得能够增加HARQ接收性能。然而，由于下面的两个原因，仅使用HARQ操作不足以实现较低的块差错率(BLER)。

1、当在HARQ ACK或NACK信号本身发生差错时，HARQ处理器不能检测到差错的发生。

2、由于在相对短时间内执行HARQ发送/重发，因此HARQ处理器不能获得时间分集增益。

例如，当接收方落入强衰落区域几十毫秒时，即使HARQ重发被执行，也很难最终确定HARQ包已经成功发送。因此，需要ARQ操作来补偿HARQ操作的限制。

图3是示出通过应用HARQ和ARQ来重发包的操作的示图。

参照图3，由发送方ARQ层361、362和363和接收方ARQ层311、312和313执行ARQ操作。

甚至在发送从上层提供的上层包之后，发送方ARQ层361、362和363也将ARQ包存储在它们自己的重发缓冲器中以准备重发。发送方ARQ层361、362和363的每个配置与将在发送周期发送的数据量相应的多个ARQ包。发送方ARQ层可通过制作几个ARQ包来满足发送数据量，或者可制作与发送数据量相应的一个ARQ包。如果将被制作的ARQ包的大小不等于上层包的大小，则发送方ARQ层可将上层包分段以仅传递其部分，或者可传递多个上层包。在这种情况下，发送方ARQ层通过将顺序号信息、大小信息和成帧信息插入期望的发送包来配置ARQ包。发送方ARQ层将ARQ包传递到低层，并将其存储在它们自己的重发缓冲器中以准备重发。在这里，低层包括HARQ层370、或MAC层和物理层。

HARQ层370将提供的ARQ包复用为HARQ包，随后通过物理信道将HARQ包发送到接收方(如380所示)。

在接收方，物理层通过物理信道接收HARQ包。MAC/HARQ层320将接收的HARQ包解复用以将其恢复为ARQ包，随后将该ARQ包传递到接收方ARQ层311、312和313。接收方ARQ层311、312和313的每个包括组装块、接收缓冲器、重发管理块等。接收缓冲器根据其顺序号存储从HARQ层320接收的ARQ包，并将可组装的ARQ包传递到组装块。

ARQ重发管理块检查存储在接收缓冲器中的ARQ包的顺序号，将接收的ARQ包的ARQ ACK信号和丢失ARQ包的ARQ NACK信号发送到发送方ARQ层361、362和363(如341、342和343所示)。ARQ组装块根据从接收缓冲器提供的ARQ包的成帧头并使用ARQ包来重新配置原始上层包，并将上层包传递到上层。

当从接收方ARQ层311、312和313接收到先前发送的ARQ包的ACK信号时，发送方ARQ层361、362和363从它们的ARQ重发缓冲器刷新相应的ARQ包。然而，当接收到NACK信号时，发送方ARQ层361、362和363安排相应ARQ包的重发。

如上所述，ARQ层以ARQ包为单位执行重发。在发送之前发送方ARQ层361、362和363的每个将顺序号附加在ARQ包，接收方ARQ层311、312和313检查接收的ARQ包的顺序号以确定是否存在任何丢失ARQ包。

例如，如果接收方ARQ层已经正常接收到具有顺序号X的ARQ包和具有顺序号X+2的ARQ包，但是没有接收到具有顺序号X+1的ARQ包，则接收方ARQ层向发送方ARQ层发送对具有顺序号X+1的ARQ包的重发请求。也就是，接收方ARQ层响应于具有顺序号X+1的ARQ包将NACK信号发送给发送方ARQ层，来请求具有X+1的ARQ包的重发。

独立于ARQ操作执行的HARQ操作如下。

发送方HARQ层370发送通过复用多个ARQ包配置的HARQ包。当从接收方HARQ层320接收到响应于HARQ包的HARQ NACK时，发送方HARQ层370重发HARQ包。当没有接收到HARQ ACK时，发送方HARQ层370重复最大重发次数的重发操作。如果甚至在发送方HARQ层370重复最大重发次数的重发操作之后，发送方HARQ层370也未能接收到HARQACK，则发送方HARQ层370放弃发送表示复用ARQ包发送失败的相应的HARQ包。

当如上所述发生由于HARQ重发的有限次数(最大重发限制)引起的发送失败时，基于包发送的快速重发很难。

如上所述，在传统无线通信系统中，HARQ操作和ARQ操作彼此独立地操作。不仅发送方HARQ层和接收方HARQ层之间交换的HARQACK/NACK信号，而且发送方ARQ层和接收方ARQ层之间交换的ARQACK/NACK信号也由相应的处理器单独发送，这是不合需要的。其结果是，发送方HARQ层和接收方HARQ层之间交换的信号和发送方ARQ层和接收方ARQ层之间交换的信号不能有效地利用有限的无线资源。

由于HARQ和ARQ彼此独立地操作，因此不能保证可靠的包重发。

因此，在用于支持高速包服务的无线通信系统中，存在保证发送方和接收方之间的速度和可靠性的对丢失包的检测和重发方案的需求。此外，存在对能够有效地利用有限的无线资源的包重发方案的需求。

发明内容

本发明的一方面在于解决至少这里描述的问题和/或缺点并且提供至少下述优点。因此，本发明的一方面在于提供一种用于在无线通信系统中请求包重发的设备和方法。

本发明的另一方面在于提供一种用于在无线通信系统中检测并恢复丢失包的损失的设备和方法。

本发明的另一方面在于提供一种控制在支持高速包服务的无线通信系统中在自动重发请求(ARQ)层之间发送/接收用于丢失包的状态报告消息的设备和方法。

本发明的另一方面在于提供一种用于在支持高速包服务的无线通信系统中在ARQ层之间发送/接收最小数量的状态报告消息的设备和方法。

本发明的另一方面在于提供一种用于在支持高速包服务的无线通信系统中在ARQ层之间快速发送/接收状态报告消息的设备和方法。

根据本发明的一方面，提供一种用于在无线通信系统中请求包重发的方法。该方法包括：接收方自动重发请求(ARQ)层检查接收包的顺序号以确定是否存在任何丢失包，如果确定存在丢失包，则与丢失包相关联地启动第一定时器；当接收到从接收方混合ARQ(HARQ)层提供的与丢失包相应的HARQ接收失败指示符时停止第一定时器；停止与丢失包相应的状态报告消息的产生，并且等待从发送方ARQ层重发且与丢失包相应的ARQ包。

根据本发明的另一方面，提供一种用于在无线通信系统中请求包重发的方法。该方法包括：接收方混合自动重发请求(HARQ)层根据丢失包检测HARQ接收失败，并将与丢失包相应的接收失败指示符发送给接收方自动重发请求(ARQ)层；接收方ARQ层响应于接收失败指示符启动第二定时器；接收方ARQ层检查从接收方HARQ层提供的包的顺序号以检测丢失包的存在，并且当检测到丢失包存在时停止第二定时器；接收方ARQ层产生与丢失包相应的状态报告消息，并且将状态报告消息发送给发送方ARQ层；等待从发送方ARQ层重发的ARQ包。

根据本发明的另一方面，提供一种用于在无线通信系统中请求包重发的设备。该设备包括：混合自动重发请求(HARQ)层，通过检查接收的包请求HARQ重发；自动重发请求(ARQ)层，包括：第一定时器，在设置的时间等待与丢失包相应的状态报告消息的发送；和状态报告产生器，检查从HARQ层提供的包以检测丢失包是否存在，启动第一定时器，当从HARQ层接收到由HARQ重发引起的HARQ接收失败指示符时停止第一定时器，确定停止状态报告消息的发送，并且根据丢失包等待从发送方ARQ层重发的ARQ包。

根据本发明的另一方面，提供一种用于在无线通信系统中请求包重发的设备。该设备包括：混合自动重发请求(HARQ)层，通过检查接收的包请求HARQ重发；自动重发请求(ARQ)层，包括：第二定时器，用于在设置的时间等待与丢失包相应的状态报告消息的发送；和状态报告产生器，当从HARQ层接收到由HARQ重发引起的HARQ接收失败指示符时启动第二定时器，检查从HARQ层提供的包以检测是否存在丢失包，当检测到存在丢失包时，停止第二定时器，产生与检测的丢失包相应的状态报告消息，将状态报告消息发送给发送方ARQ层，并且等待响应于状态报告消息重发的ARQ包。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其他方面和其他方面、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1A和图1B是分别示出在无线通信系统中的无线层的结构和相应特定层的包结构的示图；

图2是示出HARQ操作的示图；

图3是示出通过应用HARQ和ARQ重发包的操作的示图；

图4是示出通过应用本地NACK重发包的操作的示图；

图5是示出根据本发明第一实施例的请求包重发的操作的示图；

图6是示出根据本发明第二实施例的请求包重发的操作的示图；

图7A和图7B是示出根据本发明的ARQ层的操作的信号流图；

图8是示出根据本发明的ARQ层的结构的示图。

具体实施方式

现在，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。在下面的描述中，为了清楚和简明，将省略包括在这里的已知功能和配置的详细描述。

本发明提供一种在无线通信系统中请求包重发的设备和方法。具体地讲，本发明提供一种在支持高速包服务的系统中有效地执行对发送丢失包的重发的方案。提出的方案在ARQ层之间发送/接收最小数量的ARQ ACK/NACK信号，发送/接收由于HARQ层之间的包重发引起的HARQ ACK/NACK信号，并且使用HARQ层和ARQ层之间的本地NACK。这里使用的术语“本地ACK”是指HARQ层向ARQ层发送指示任意包发送失败的信息的操作。

图4是示出通过应用本地NACK重发包的操作的示图。具体地讲，图4所示的是为解决图3的系统中存在的问题提出的HARQ层和ARQ层的操作。

参照图4，发送方HARQ层470使用用于将关于是否存在包发送失败的信息提供给发送方ARQ层461、462和463的方法。换句话说，发送方HARQ层470将本地NACK发送给发送方ARQ层461、462和463，从而发送方ARQ层461、462和463最终确定是否需要重发任意包。

当接收到本地NACK时，发送方ARQ层461、462和463准备重发相应的ARQ包。

接收方HARQ层420对先前发送包执行HARQ操作，并且当未能正常接收到该包时，将HARQ NACK信号发送给发送方HARQ层470。接收方HARQ层420允许发送方HARQ层470执行HARQ重发。

具体地讲，对于(i)甚至在重发已经达到最大重发次数之后还没有接收到相应的HARQ包的情况以及(ii)没有接收到任何HARQ重发包的情况，接收方HARQ层420中的接收失败检测器422对接收的HARQ包单独地执行差错检测。

接收失败检测器422将对于两种检测失败的情况分别作出的HARQ接收失败指示符491发送给接收方ARQ层411、412和413。换句话说，基于接收失败检测器422的操作，用于处理接收方ARQ层的具体包的相应处理器411、412和413将ARQ NACK信号发送给它们相关的发送方ARQ处理器461、462和463。

此外，根据接收失败检测器422的操作，接收方等待通过物理信道将被接收的重发HARQ包。即使接收方已经根据HARQ操作发送了丢失包的HARQ NACK信号而初始发送HARQ包而不是重发HARQ包被接收到，接收失败也被检测到。

在甚至在NACK发送已经达到HARQ重发的最大数量之后接收失败也被检测到的情况和/或在无线信道中NACK信号被错误识别为ACK信号而发生NACK/ACK差错的情况下，可确定接收失败。接收方405包括HARQ层420以在最大重发次数内发送对于从发送方HARQ层470发送的包的ACK/NACK信号。

为了防止发送包的发送丢失，接收方ARQ层411、412和413配置发送包的状态报告消息，并且对于每个发送包发送ACK/NACK信号。其结果是，接收方ARQ层411、412和413将ARQ NACK信号发送给发送方ARQ层461、462和463，以请求相应包的重发。在这种情况下，实际上，接收方ARQ层411、412和413不具有关于已经发生丢失ARQ包的原因的信息。

发送方ARQ层461、462和463根据从发送方HARQ层470提供的本地NACK准备重发丢失的ARQ包。即使接收方ARQ层411、412和413已经检测到丢失的ARQ包，它们也不需要发送ARQ NACK信号。这是因为发送方ARQ层461、462和463响应于本地NACK重发相应的ARQ包。

然而，当前无线通信系统没有提出能够避免这种不必要的ARQ NACK发送的方法。这种不必要的ARQ NACK信号发送本身可能是无线资源的浪费。糟糕的是，接收到不必要的ARQ NACK信号的发送方ARQ层461、462和463重发不必要的ARQ包，这样浪费了无线资源。

如上提到的，由于发送方455不具有关于即使存在由于包发送失败(通过本地NACK操作没有检测到)的发生引起的接收方ARQ层411、412和413应该立即发送ARQ NACK信号的情况也已经发生丢失ARQ包的原因的信息，因此接收方ARQ层411、412和413不能在适当的时间快速地发送ARQNACK。

其结果是，丢失的包不能被快速恢复，这引起包发送/接收速度的降低。由于此，支持高速包发送的LTE系统不能支持有效的包重发。

本发明提出了通过清楚地定义本地NACK操作来控制接收方和发送方的ARQ操作和HARQ操作的方案。

本发明提供这样一种方案，HARQ层检测到采用本地NACK没有克服的包丢失，并且控制不执行对于不必要的发送丢失包的重发请求，从而在没有浪费有限的无线资源的情况快速重发包。

当本地NACK发生时，发送方HARQ层检测到HARQ接收失败。如果即使没有检测到HARQ接收失败而在接收方ARQ装置中已经发生检测到丢失ARQ包，则这可意味着甚至采用本地NACK也没有检测到的包丢失的发生。因此，本发明提出了这样一种方案，接收方检查是否检测到丢失的ARQ包以及是否检测到HARQ接收失败以确定包丢失是否发生，从而有效地恢复包丢失。

根据本发明，接收方确定HARQ接收失败的检测是否已经发生、在检测到丢失包的时间之前的预定时间和之后的预定时间。本发明包括：接收方检测到HARQ接收失败时将定时器1设置为检测到丢失包的时间之后的预定时间、以及将定时器2设置为检测到丢失包的时间之前的预定时间以检测HARQ接收失败。

即使发生了丢失的ARQ包，考虑到丢失的ARQ包将经受通过本地NACK的恢复处理，本发明控制不发送丢失的ARQ包的ARQ NACK信号(即，状态报告消息)。此外，当确定甚至当已经发生本地NACK时也没有检测到包丢失时，本发明控制ARQ层快速地产生状态报告。此外，对于设置的定时器没有ARQ包丢失发生时，本发明控制发送ARQ NACK信号，这是因为相应的包丢失是甚至采用本地NACK也没检测到的包丢失。

图5是示出根据本发明第一实施例请求包重发的操作的示图。具体地讲，图5所示的是用于检测和恢复丢失的包的发送方和接收方的HARQ操作和ARQ操作。此外，图5提供当本地NACK发生时根据本发明的HARQ操作和ARQ操作的详细描述。

参照图5，发送方包括ARQ层500和HARQ层510，与发送方相关的接收方包括HARQ层560和ARQ层570。每个HARQ层根据服务包括至少一个HARQ处理器。HARQ层包括多个HARQ处理器以同时或顺序发送包，从而支持有效的包发送。

在步骤502，发送方(TX)ARQ层500配置具有从上层提供的IP包的ARQ包(包数据单元)。发送方ARQ层500根据合适的大小(即，ARQ包大小)执行分段/组装提供的IP包的成帧操作。在顺序号添加到每个成帧的ARQ包之后，每个成帧的ARQ包被传递到HARQ层510或低层。

发送方(TX)HARQ层510通过复用至少一个提供的ARQ包来配置作为单元传输块的至少一个HARQ包。为了方便，下面对于用一个ARQ包配置一个HARQ包的示例性情况给出本发明的描述。由于HARQ层以发送块为单位配置包的方法不直接涉及本发明，因此为了简单这里将省略对其的详细描述。

在步骤502，发送方ARQ层500将具有顺序号n的ARQ包传递给发送方HARQ层510。

发送方HARQ层510将顺序或以预定顺序提供的ARQ包分配给多个HARQ处理器。每个HARQ处理器在预定的最大重发次数内重发考虑到来自接收方的响应信号分配的每一HARQ包。例如，HARQ层510将具有ARQ包[n]的HARQ包分配给HARQ处理器1。发送方HARQ层510的HARQ处理器1在步骤522将HARQ包[n]发送给接收方HARQ处理器1。这里，HARQ包[n]是初始发送HARQ包。

在步骤504，发送方ARQ层500将具有顺序号n+1的ARQ包传递给发送方HARQ层510。在步骤524，发送方HARQ层510将ARQ包[n+1]分配给HARQ处理器2，并且发送方HARQ层510的HARQ处理器2将HARQ包[n+1]发送给接收方HARQ处理器2。这里，HARQ包[n+1]是初始发送HARQ包。

接收方(RX)HARQ层560中的各HARQ处理器(即，HARQ处理器1和2)分别对接收的HARQ包[n]和HARQ包[n+1]信道解码，随后确定是否在其中检测到差错。如果确定没有差错，则HARQ处理器1和2将ACK信号发送给发送方HARQ层510中的相应HARQ处理器，如果确定存在差错，则HARQ处理器1和2将NACK信号发送给发送方(TX)HARQ层510中的相应HARQ处理器。例如，在步骤532，接收方HARQ处理器1将NACK信号发送给发送方(TX)HARQ处理器1，在步骤534，接收方HARQ处理器2将ACK信号发送给发送方HARQ处理器2。

在步骤540，接收方HARQ层560将正常接收的HARQ包[n+1]解复用，并将结果传递给接收方(RX)ARQ层570。

在步骤550，接收方ARQ层570确定：即使具有顺序号n的ARQ包没有被接收到而具有顺序号n+1的ARQ包被首先接收。随后接收方ARQ层570检测到丢失的ARQ包的发生，并且在与丢失的ARQ包相关的预定时间激活定时器1。

当接收到NACK信号时，在步骤522-2发送方HARQ层510的处理器1将HARQ包[n]发送给接收方HARQ处理器1。这里，HARQ包[n]是重发HARQ包。

已经接收到重发的HARQ包[n]的接收方HARQ层560的处理器1确定在其中是否检测到差错，并在步骤532-2将NACK信号发送给发送方HARQ层510的处理器1。在最大重发次数内，HARQ重发被重复，直到没有检测到差错。

当确定即使在预定最大重发次数内执行重复发送HARQ包[n]而重发失败时，发送方HARQ层510将通知HARQ包[n]发送失败的本地NACK发送给发送方ARQ层500。当接收到本地NACK时，发送方ARQ层500准备安排具有顺序号n的ARQ包的重发。

步骤506表示对于具有继顺序号n和顺序号n+1之后的顺序号n+2的包发送。发送方ARQ层500将具有顺序号n+2的ARQ包传递给发送方HARQ层510。在步骤526，发送方HARQ层510将ARQ包[n+2]分配给HARQ处理器1，发送方HARQ层510的HARQ处理器1将HARQ包[n+2]发送给接收方HARQ层560。这里，HARQ包[n+2]是初始发送HARQ包。

在步骤536，接收到HARQ包[n+2]的接收方HARQ层560检测到HARQ层中的接收失败，因为即使接收方HARQ层560已经发送了HARQ包[n]的HARQ NACK信号而具有新的顺序号的HARQ包[n+2]被接收到。

在步骤542，识别出甚至是在HARQ重发的最大次数HARQ包[n]的接收也失败的情况下，接收方HARQ层560设置接收失败指示符，并将其传递给接收方ARQ层570。当接收到接收失败指示符时，接收方ARQ层570停止在步骤550激活的定时器1。此外，ARQ层确定不需要产生用于先前检测的丢失ARQ包[n]的状态报告消息。已经在步骤512接收到本地NACK的发送方ARQ层500正在对ARQ包[n]做出重发准备。接收方的ARQ层570确定不发送ARQ包[n]的状态报告消息(即，NACK消息)，并且等待稍后将被发送的ARQ包[n]。

在步骤554，当定时器1期满时也未能接收到接收失败指示符的接收方ARQ层570产生并发送ARQ包[n](丢失包)的状态报告消息。

如上所述，本发明的接收方ARQ层570检测丢失包并接收从HARQ层提供的本地NACK，并且基于此，对于发送方ARQ层500和接收方ARQ层570之间的每个丢失包，控制频繁发送/接收的状态报告消息的发送。这种状态报告消息的发送控制可提供能够利用用于发送其他消息的有限的无线资源的机会。发送控制提供了无线通信系统可有效地利用有限的无线资源的情况。此外，发送控制可最小化ARQ层产生并发送状态报告消息的过程。

图6是示出根据本发明第二实施例的请求包重发的操作的示图。

参照图6，发送方包括ARQ层600和HARQ层610，接收方也包括与ARQ层600和HARQ层610成对的HARQ层660和ARQ层670。每个HARQ层包括多个HARQ处理器以增加包发送的效率。

在步骤602，发送方(TX)ARQ层600配置具有从上层提供的IP包的ARQ包(包数据单元)。发送方ARQ层600对提供的IP包执行成帧，随后将顺序号添加到每一ARQ包。发送方ARQ层600顺序地将添加有顺序号的ARQ包传递给作为低层的HARQ层610。具体地讲，在步骤602，发送方ARQ层600将具有顺序号n的ARQ包传递给发送方(TX)HARQ层610。在步骤604，发送方ARQ层600将具有顺序号n+1的ARQ包传递给发送方HARQ层610。

发送方HARQ层610分配HARQ处理器以处理提供的ARQ包。例如，假设为ARQ包[n]分配HARQ处理器1，并且为ARQ包[n+1]分配HARQ处理器2。

因此，HARQ处理器1配置HARQ包[n]，HARQ处理器2配置HARQ包[n+1]，并且发送方HARQ层610将它们顺序发送给接收方HARQ层660。具体地，在步骤622，发送方HARQ层610的HARQ处理器1将HARQ包[n]发送给接收方(RX)HARQ层660的处理器1，在步骤624，发送方HARQ层610的HARQ处理器2将HARQ包[n+1]发送给接收方HARQ层660的处理器2。这里，HARQ包[n]和HARQ包[n+1]是初始发送的HARQ包。这里，HARQ处理器1和2根据从接收方HARQ层660提供的响应信号在预定最大重发次数内重发具有相同顺序号的HARQ包。

在步骤632，发送方HARQ层610从接收方HARQ层660接收NACK/ACK差错响应信号。例如，即使当接收方HARQ层660检测到HARQ包[n]发送失败而发送了NACK信号时，但是由于无线环境不统一，发送方HARQ层610实际上接收到质量降低(degraded)的ACK信号。

在这种情况下，接收方HARQ层660等待响应于发送的HARQ NACK信号的HARQ包[n]，而发送方HARQ层610根据无线环境已经接收到ACK信号。发送方HARQ层610认为HARQ包[n]已经被正常发送，则确定发送HARQ包[n+2]。

在步骤634，发送方HARQ层610从接收方HARQ层660正常接收到HARQ NACK信号。例如，在这种状态下，接收方HARQ层660发送HARQ包[n+1]的HARQ NACK信号，随后等待HARQ包[n]。发送方HARQ层610响应于HARQ NACK信号确定发送HARQ包[n+1]。

发送方HARQ层610使用在步骤606提供的具有顺序号n+2的ARQ包来配置HARQ包[n+2]，并且在步骤626将其发送给接收方HARQ层660。

在步骤640，接收方HARQ层660检测到HARQ包[n]的接收失败，因为它确定即使其等待HARQ包[n]而HARQ包[n+2]被接收到。因此，在步骤642，接收方HARQ层660将接收失败指示符发送给接收方(RX)ARQ层670。该接收失败指示符被设置为最大重发次数之前的接收失败的接收失败指示符。该接收失败指示符被设置为由HARQ NACK/ACK差错引起的接收失败。

在步骤650，考虑到接收失败指示符，接收方ARQ层670在预定时间激活定时器2。

在步骤628，接收方HARQ层660接收响应于在步骤634发送的HARQNACK的HARQ包[n+1]。在步骤636，接收方HARQ层660将ACK信号发送给发送方HARQ层610，确定HARQ包[n+1]被正常接收。在步骤644，接收方HARQ层660将成功接收的HARQ包[n+1]解复用，并将与顺序号n+1关联的ARQ包传递给接收方ARQ层670。

因此，在步骤652，接收方ARQ层670停止定时器2，确定在定时器2的预定时间没有接收到ARQ包[n]。

在步骤654，接收方ARQ层670产生指示存在丢失包的状态报告消息，并将该状态报告发送给发送方ARQ层600。

在本发明的第二实施例中，在从接收方HARQ层660接收到接收失败指示符之后，如果接收方ARQ层670在定时器2的预定时间确定相应包是丢失包，则接收方ARQ层670立即发送状态报告消息。第二实施例控制ARQ操作，从而接收方ARQ层670快速地发送状态报告消息，识别出由于例如丢失包[n]的NACK/ACK差错的原因引起发生了包丢失。

图7A和图7B是示出根据本发明的ARQ层的操作的信号流图。具体地，图7A和图7B示出了从HARQ层接收到接收失败指示符和/或包的ARQ操作。

参照图7A，在步骤700，ARQ层接收从HARQ层提供的包，并且确定是否存在任何丢失包。例如，ARQ层可确定存在丢失包，由于即使ARQ层现在应该从HARQ层接收到ARQ包[n]而它接收到包[n+1]。

在步骤702，ARQ层启动定时器1，并且等待ARQ包[n]的重发。这是因为在HARQ层之间将对丢失包(即包[n])执行HARQ重发操作。

在步骤704，ARQ层从HARQ层接收到接收失败指示符。在这种情况下，如果ARQ层在定时器1期满之前接收到接收失败指示符，则ARQ层进行步骤706。ARQ层检查接收失败指示符的类型。接收失败指示符可以是指示即使在最大重发次数内已经在HARQ层之间(接收方HARQ层和发送方HARQ层之间)执行HARQ操作而没有检测到HARQ包[n]的指示符。

关于HARQ操作，发送方HARQ层响应于丢失包[n]将本地NACK传递给发送方ARQ层。在步骤706，检测到这种情况的接收方ARQ层停止定时器1，并不将状态报告发送给发送方ARQ层。这是因为发送方ARQ层正在响应于本地NACK准备重发ARQ包[n]。接收方ARQ层不需要配置状态报告消息，并且不需要准备单独的无线资源用于在ARQ层之间发送状态报告消息。其结果是，有限的无线资源可被用于发送其它信息的信道。

如果在定时器1期满之后，接收方ARQ层接收到接收失败指示符，则接收方ARQ层进行步骤716。当定时器1期满时，在步骤718，接收方ARQ层将状态报告发送给发送方ARQ层。

参照图7B，在步骤750，ARQ层从HARQ层接收到接收失败指示符。接收失败指示符是指示是否检测到由于NACK/ACK差错的丢失包的指示符。接收失败指示符是指示在最大重发次数之前发生的接收失败的指示符。

在步骤752，ARQ层启动定时器2，并且等待重发ARQ包[n]。这是因为将在HARQ层之间对丢失包(包[n])执行HARQ重发操作。

在步骤754，接收方ARQ层甚至在定时器2期满之前确定包[n]是丢失包。在步骤756，接收方ARQ层停止定时器2并且立即制作状态报告。由于由NACK/ACK差错引起接收失败，因此优选的是ARQ层根据丢失包的恢复立即制作状态报告。

另一方面，在步骤766，如果直到定时器2期满ARQ层也未能检测到由HARQ操作引起的丢失包的存在，则ARQ层在等待状态下工作。在定时器2期满之后，在步骤768，ARQ层将状态报告发送给发送方HARQ层。

如上所述，当接收到ARQ包时，ARQ层检查定时器1和定时器2的状态。如果定时器1在操作中，则认为在发送方已经发生本地NACK。因此，ARQ层在等待状态下工作，因为即使ARQ层没有制作状态报告而重发包将被接收。因此，接收方ARQ层停止定时器1并且不发送状态报告。

另一方面，如果定时器2在工作中，则由于本地NACK不能克服的包丢失发生在发送方，因此接收方ARQ层立即制作状态报告，从而发送方ARQ层可快速地执行重发。因此，ARQ层停止定时器2并产生状态报告。

图8是示意性示出根据本发明的ARQ层的结构的示图。

参照图8，发送方ARQ层和接收方ARQ层的每个包括发送控制器805、发送缓冲器810、成帧单元815、重发缓冲器820、状态报告产生器840和接收缓冲器845。根据发送操作和接收操作，操作中的块不同。

例如，根据本发明，发送方ARQ装置包括发送控制器805、发送缓冲器810、成帧单元815和重发缓冲器820，接收方ARQ装置包括接收缓冲器845和状态报告产生器840。

将首先描述发送方ARQ装置。

从上层提供的包被传递到发送缓冲器810。在发送缓冲器810中累积的发送包流在成帧单元815中以发送块为单位被分段/组装。以发送以块为单位分段/组装发送包的操作被称为“成帧”。成帧的包经由无线信道被发送给接收方。

发送方ARQ装置确定是否发送在发送缓冲器中的新的包或者是否响应于从接收方ARQ装置发送的状态报告消息重发在重发缓冲器中的先前发送的包。在发送控制器805的控制下，发送缓冲器810或重发缓冲器820中的包经由无线信道被发送到接收方ARQ装置。

接下来将描述接收方ARQ装置。

接收方ARQ装置的接收缓冲器845存储经由无线信道发送的包。状态报告产生器840确定在发送包中是否发生任何差错。如果在接收的包中发生差错，则状态报告产生器840产生NACK信号。对于正常接收的包，状态报告产生器840产生ACK信号。

根据本发明的状态报告产生器840接收从HARQ层提供的接收失败指示符。状态报告产生器840根据接收失败指示符和接收缓冲器845确定丢失包的发生。此外，状态报告产生器840确定响应于丢失包是否发送ARQ NACK信号。换句话说，当确定来自HARQ层的接收失败指示符是指示即使在最大重发次数内在HARQ层之间(在接收方HARQ层和发送方HARQ层之间)执行HARQ操作而HARQ包[n]没有被检测到的指示符时，即，由于与接收失败指示符相关联地在HARQ层正在执行HARQ重发，状态报告产生器840控制不发送单独的状态报告消息。这是因为关于HARQ操作，发送方HARQ层响应于丢失包将本地NACK发送给发送方ARQ层。因此，状态报告产生器840停止定时器1，并且不产生状态报告消息。

当确定接收失败指示符是由HARQ NACK/ACK引起的指示符时，由于本地NACK不能克服的包丢失已经发生，因此，状态报告产生器840立即制作状态报告，从而ARQ层可快速地执行重发。其结果是，状态报告产生器840停止定时器2并且立即发送状态报告。

在这种情况下，接收方ARQ装置管理定时器1和定时器2的值，并且控制状态报告产生器840的操作。

根据先前描述清楚的是，根据本发明，当接收方ARQ层经由无线资源将丢失包的重发请求发送给发送方ARQ层时，接收方ARQ接收从HARQ层提供的接收失败指示符，检查接收失败指示符的类型，并且控制在ARQ层之间发送状态报告消息。

因此，本发明考虑HARQ操作和ARQ操作的重发状态最小化ARQ包的重复重发，并且防止有限的无线资源的草率使用。

其结果是，丢失包的快速重发提高了快速包服务率，防止了高速包服务的发送延迟和响应于重发请求的发送延迟。

尽管已经参照本发明特定优选实施例显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (14)

1.一种用于在无线通信系统中请求包重发的方法，该方法包括：

接收方自动重发请求ARQ层检查接收包的顺序号以确定是否存在任何丢失包，如果存在丢失包，则与丢失包相关联地启动第一定时器；

当接收到从接收方混合ARQ HARQ层提供且与丢失包相应的HARQ接收失败指示符时停止第一定时器；

停止产生与丢失包相应的状态报告消息，并且等待从发送方ARQ层重发且与丢失包相应的ARQ包。

2.如权利要求1所述的方法，其中，HARQ接收失败指示符包括指示即使执行最大重发次数的HARQ重发也发生丢失包的指示符。

3.如权利要求1所述的方法，还包括：

接收方HARQ层将与检测的丢失包相应的否定确认NACK信号发送给发送方HARQ层：

发送方HARQ层响应于NACK信号在预定最大重发次数内对HARQ包执行HARQ重发；

发送方HARQ层将指示甚至在最大重发次数之后也发生丢失包的本地NACK信号发送给发送方ARQ层；

发送方ARQ层将与本地NACK信号相应的ARQ包重发给接收方ARQ层。

4.一种用于在无线通信系统中请求包重发的方法，该方法包括：

接收方混合自动重发请求HARQ层根据丢失包检测到HARQ接收失败，并将与丢失包相应的接收失败指示符发送给接收方自动重发请求ARQ层；

接收方ARQ层响应于接收失败指示符启动第二定时器；

接收方ARQ层检查从接收方HARQ层提供的包的顺序号以检测丢失包的存在，并且当检测到丢失包存在时停止第二定时器；

接收方ARQ层产生与丢失包相应的状态报告消息，并且将状态报告消息发送给发送方ARQ层；

等待从发送方ARQ层重发的ARQ包。

5.如权利要求4所述的方法，其中，HARQ接收失败指示符包括指示在最大重发次数之前由于HARQ否定确认/确认NACK/ACK差错发生丢失包的指示符。

6.如权利要求5所述的方法，还包括：

接收方ARQ层在第二定时器的设置时间等待丢失ARQ包，并且如果第二定时器期满，则将与丢失ARQ包相应的状态报告消息发送给发送方ARQ层。

7.一种用于在无线通信系统中请求包重发的设备，该设备包括：

混合自动重发请求HARQ层，通过检查接收的包请求HARQ重发；

自动重发请求ARQ层，包括：第一定时器，在设置的时间等待与丢失包相应的状态报告消息的发送；和状态报告产生器，检查从HARQ层提供的包以检测丢失包是否存在，启动第一定时器，当从HARQ层接收到由HARQ重发引起的HARQ接收失败指示符时停止第一定时器，停止状态报告消息的发送，并且根据丢失包等待从发送方ARQ层重发的ARQ包。

8.如权利要求7所述的设备，其中，ARQ层包括接收缓冲器，其中，接收缓冲器存储从HARQ层正常接收的包。

9.如权利要求7所述的设备，其中，状态报告产生器通过将包的顺序号与在接收缓冲器中最后存储的顺序号进行比较来检测丢失包的存在，以及检测从HARQ层提供的包。

10.如权利要求7所述的设备，其中，HARQ接收失败指示符包括指示即使执行最大重发次数的HARQ重发也发生丢失包的指示符。

11.如权利要求7所述的设备，其中，发送方ARQ层从发送方HARQ层接收指示甚至在最大重发次数之后也发生丢失包的本地否定确认NACK信号，并且将与本地NACK信号相应的ARQ包重发给接收方ARQ层。

12.一种用于在无线通信系统中请求包重发的设备，该设备包括：

混合自动重发请求HARQ层，通过检查接收的包请求HARQ重发；

自动重发请求ARQ层，包括：第二定时器，用于在设置的时间等待与丢失包相应的状态报告消息的发送；和状态报告产生器，当从HARQ层接收到由HARQ重发引起的HARQ接收失败指示符时启动第二定时器，检查从HARQ层提供的包以检测是否存在丢失包，当检测到存在丢失包时，停止第二定时器，产生与检测的丢失包相应的状态报告消息，将与检测的丢失包相应的状态报告消息发送给发送方ARQ层，并且等待响应于与检测的丢失包相应的状态报告消息重发的ARQ包。

13.如权利要求12所述的设备，其中，HARQ接收失败指示符包括指示在最大重发次数之前由于HARQ否定确认/确认NACK/ACK差错发生丢失包的指示符。

14.如权利要求12所述的设备，其中，接收方ARQ层在第二定时器的设置时间等待丢失ARQ包，如果第二定时器期满，则产生与丢失ARQ包相应的状态报告消息，并将与丢失ARQ包相应的状态报告消息发送给发送方ARQ层。

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