CN101946445B

CN101946445B - 用于在无线通信系统中传送数据块的方法

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Publication number: CN101946445B
Application number: CN2009801051012A
Authority: CN
Inventors: 成斗铉; 李银终; 赵汉奎; 郑载薰; 朴奎镇
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2008-06-10
Filing date: 2009-06-10
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2029-06-10
Also published as: WO2009151278A2; KR101117357B1; US8930785B2; US20100325507A1; KR20100087035A; WO2009151278A3; CN101946445A

Abstract

本发明提供了一种在无线通信系统中发送数据块的方法。该方法包括发送数据块，接收用于数据块的HARQ(混合自动重传请求)NACK(否定应答)，接收表示数据块的接收状态的ARQ(自动重传请求)反馈消息，和通过使用该ARQ反馈消息来确定是否去重复传输数据块。

Description

用于在无线通信系统中传送数据块的方法

技术领域

本发明涉及无线通信，尤其是，涉及在无线通信系统中传送数据块的方法。

背景技术

在近年来已经积极研究的下一代多媒体移动通信系统中，除了早期的语音服务之外，存在对能够处理和发送各种信息(例如，视频和无线数据)的系统的需要。为了提供可靠通信给多个用户而不管该多个用户的位置和移动性的目的来设计该无线通信系统。但是，无线信道具有异常特征，诸如由路径损耗、噪声和多径所引起的衰落现象、符号间干扰(ISI)、由移动站的移动性所引起的多普勒效应等等。因此，已经开发了各种技术以克服无线信道的异常特征并且提高无线通信的可靠性。

自动重传请求(ARQ)是一种用于提高无线通信的可靠性的技术。ARQ是当接收机没有接收到数据的时候由发射机重复传输数据的技术。另外，混合自动重传请求(HARQ)是一种ARQ与前向纠错(FEC)相结合的技术。

为了提高无线通信的可靠性，同时支持高速数据服务，无线通信过程最好是借助于多个独立的分级的层，而不是一个单层来实现。该多个分级的层的结构被称作协议栈。该协议栈可以指的是开放系统互连(OSI)模型，其是用于通信系统的广泛已知的协议。

ARQ和HARQ是在不同的层中实现的。能够执行HARQ的层被称作HARQ实体。能够执行ARQ的层被称作ARQ实体。通常，ARQ和HARQ被独立地执行。但是，当ARQ和HARQ被独立地执行的时候，性能可能恶化。这是因为当存在HARQ实体不能解决的问题的时候，不能由ARQ实体实现快速恢复。因此，无线通信的可靠性被降低。因此，存在对通过ARQ和HARQ之间相互作用而发送数据块的方法的需要。

发明内容

本发明提供了一种在无线通信系统中发送数据块的方法。

在一个方面中，提供了一种在无线通信系统中发送数据块的方法。该方法包括：发送数据块，接收用于数据块的混合自动重传请求(HARQ)否定应答(NACK)，接收表示数据块的接收状态的自动重传请求(ARQ)反馈消息，和通过使用ARQ反馈消息来确定是否去重复传输数据块。

在另一个方面中，提供了一种在无线通信系统中执行ARQ的方法。该方法包括：接收数据块，发送用于数据块的HARQ NACK，和发送表示接收数据块失败的ARQ反馈消息。

在再一个方面中，提供了一种用于无线通信的装置。该装置包括：射频(RF)单元，和与RF单元耦合的处理器，并且该处理器被配置用于接收数据块，接收用于数据块的HARQ NACK，接收表示数据块的接收状态的ARQ反馈消息，和通过使用ARQ反馈消息来确定是否去重复传输数据块。

提供了一种在无线通信系统中有效地执行自动重传请求的方法。因此，可以改善总体系统性能。

附图说明

图1示出无线通信系统。

图2是示出协议栈的方框图。

图3示出从MAC层到物理层传送媒体访问控制(MAC)协议数据单元(PDU)的例子。

图4示出在自动重传请求(ARQ)实体中的数据块的状态图的例子。

图5示出在与混合自动重传请求(HARQ)实体相互作用的ARQ实体中的数据块的状态图的例子。

图6是示出按照本发明一个实施例传送数据块的方法的流程图。

图7是示出按照本发明另一个实施例执行ARQ的方法的流程图。

图8是示出在接收机的HARQ实体中由内部信号触发ARQ反馈消息的情形的流程图。

图9是示出在接收机的ARQ实体中由内部信号触发ARQ反馈消息的情形的流程图。

图10示出扩展头部格式的例子。

图11示出ARQ反馈扩展头部格式的例子。

图12示出ARQ反馈扩展头部格式的另一个例子。

图13示出肯定应答(ACK)位图的第一个例子。

图14示出ACK位图的第二个例子。

图15示出ACK位图的第三个例子。

图16示出ARQ反馈扩展头部格式的另一个例子。

图17示出ARQ反馈扩展头部格式的另一个例子。

图18示出ARQ反馈扩展头部格式的另一个例子。

图19示出ARQ反馈扩展头部格式的另一个例子。

图20示出ARQ反馈扩展头部格式的另一个例子。

图21示出ARQ反馈扩展头部格式的另一个例子。

图22示出选择性否定应答(NACK)的第一个例子。

图23示出选择性NACK的第二个例子。

图24示出选择性NACK的第三个例子。

图25示出ARQ反馈扩展头部格式的另一个例子。

图26示出ARQ反馈扩展头部格式的另一个例子。

图27示出使用扩展比特的选择性NACK的第一个例子。

图28示出使用扩展比特的选择性NACK的第二个例子。

图29示出使用扩展比特的选择性NACK的第三个例子。

图30是示出用于无线通信的装置的方框图。

具体实施方式

如下所述的技术可以在各种无线通信系统中使用，诸如，码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、正交频分多址(OFDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)等等。CDMA可以借助于诸如通用地面无线接入(UTRA)或者CDMA-2000的无线技术来实现。TDMA可以借助于诸如全球移动通信系统(GSM)/通用分组无线服务(GPRS)/用于GSM演进的增强数据速率(EDGE)的无线技术来实现。OFDMA可以借助于诸如美国电气和电子工程师学会(IEEE)802.11(Wi-Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、演进的UTRA(E-UTRA)等等的无线技术来实现。UTRA是通用移动通信系统(UMTS)的一部分。第三代合作项目(3GPP)长期演进(LTE)是使用E-UTRA的演进的UMTS(E-UMTS)的一部分。3GPP LTE在下行链路使用OFDMA，并且在上行链路使用SC-FDMA。IEEE 802.16m是IEEE 802.16e的演进。

虽然为了解释的清楚，以下的描述将集中在IEEE 802.16e/IEEE802.16m，但本发明的技术特征不受限于此。

图1示出无线通信系统。

参考图1，无线通信系统10包括至少一个基站(BS)11。每个BS 11对特定的地理区域(通常称为小区)15a、15b和15c提供通信服务。每个小区可以被分成多个区域(称为扇区)。移动站(MS)12可以是固定或者移动的，并且可以称为另外的术语，诸如用户设备(UE)、用户终端(UT)、订户站(SS)、无线设备、个人数字助理(PDA)、无线调制解调器、手持设备等等。BS 11通常是固定站，其与MS 12通信，并且其可以称为另外的术语，诸如演进的节点B(eNB)、基站收发信机系统(BTS)、接入点等等。

在下文中，下行链路(DL)表示从BS到MS的通信链路，并且上行链路(UL)表示从MS到BS的通信链路。在DL中，发射机可以是BS的一部分，并且接收机可以是MS的一部分。在UL中，发射机可以是MS的一部分，并且接收机可以是BS的一部分。

图2是示出协议栈的方框图。

参考图2，该协议栈由多个层N-1、N和N+1组成。层N+1是层N的上层。层N-1是层N的下层。

协议数据单元(PDU)是由特定的层经由下层向对等层传送和从对等层接收的块。也就是说，特定的层将PDU传送给下层，或者从下层接收PDU。PDU以下简称为下层数据块。服务数据单元(SDU)是由特定的层从上层接收，或者由特定的层传送到上层的块。SDU以下简称为上层数据块。

经由服务接入点(SAP)在层之间传送块。层N SAP是在层N+1和层N之间的SAP。层(N-1)SAP是在层N和层N-1之间的SAP。

协议栈可以指的是开放系统互连(OSI)模型，其是用于通信系统的广泛已知的协议。例如，层N-1可以是物理层，层N可以是媒体访问控制(MAC)层，并且层N+1可以是网络层。MAC层控制物理层，并且产生MAC PDU。MAC层可以执行自动重传请求(ARQ)。物理层从MAC层接收MAC PDU，然后通过使用MAC PDU来产生和传送无线信号。

图3示出从MAC层到物理层传送MAC PDU的例子。

参考图3，在MAC层中产生MAC PDU。MAC PDU包括头部和有效载荷。MAC PDU可以进一步包括循环冗余校验(CRC)。MAC PDU是否包括有效载荷和CRC是可选择的。也就是说，MAC PDU可以仅仅由头部组成。

该头部包括MAC PDU的常规信息(general information)。该头部可以包括头部类型(HT)字段、加密控制(EC)字段、连接标识符(CID)字段、类型字段、扩展头部(EH)字段、长度(LEN)字段等等。

HT字段表示头部的类型。包括在头部中的字段可以取决于HT字段的值而不同。EC字段表示有效载荷是否被加密。CID字段表示CID。CID是用于识别在MS中每个连接的标识符。IEEE 802.16m定义了用于识别MS的MS标识符(ID)，和用于识别在MS中每个连接流程(flow)的流程ID。MS ID用于物理层控制信令。MAC PDU的头部可以包括流程ID，而不是CID。EH字段表示头部后是否跟随着附加的扩展头部。LEN字段表示MAC PDU的长度。类型字段表示子头部的类型和特定有效载荷的类型。子头部的类型和特定有效载荷的类型可以以位图格式表示。类型字段可以表示在有效载荷中存在或者不存在ARQ反馈消息、分段子头部(fragmentation subheader)(FSH)、封装子头部(packingsubheader)(PSH)等等。

FSH包括分段控制(FC)字段和序列号(SN)字段。PSH包括FC字段、LEN字段和SN字段。FC字段表示有效载荷的分段状态。LEN字段表示包括PSH的SDU分段的长度。SN字段表示数据块的SN。

有效载荷包括至少一个或多个MAC SDU或者MAC SDU分段。一个MAC SDU可以分段为两个或更多个MAC SDU，并且该分段可以包括在不同的MAC PDU中。另外，一个MAC PDU可以以不同的MACSDU和/或MAC SDI分段封装。

物理层通过将CRC附加到MAC PDU产生分组。该分组可以被在物理层中进行信道编码和调制。该物理层将分组转换为无线信号，并且传送该无线信号。

该物理层可以执行混合自动重传请求(HARQ)。通常，用于执行HARQ的接收机尝试去对于接收的分组执行纠错，并且使用错误检测码去确定重复传输是否是必要的。CRC可以用作为错误检测码。如果在CRC检测过程中没有从分组中检测到错误，则该接收机确定分组的解码已经成功。在这种情况下，接收机将HARQ肯定应答(ACK)传送给发射机。如果在CRC检测过程中从分组中检测到错误，则该接收机确定分组的解码已经失败。在这种情况下，接收机将HARQ否定应答(NACK)传送给发射机。一旦接收到HARQ NACK，该发射机可以重复传输分组。

在下文中，能够执行HARQ的层被称作HARQ实体，并且能够执行ARQ的层被称作ARQ实体。ARQ实体可以执行或者可以不执行ARQ。当ARQ实体执行ARQ的时候，其被称作ARQ启动(enable)的连接。当ARQ实体不执行ARQ的时候，其被称作非ARQ连接。假设ARQ实体管理ARQ启动的连接和非ARQ连接两者。ARQ实体可以是HARQ实体的上层。例如，HARQ实体可以是物理层。ARQ实体可以是MAC层或者无线链路控制(RLC)层，即，MAC层的上层。

图4示出在ARQ实体中的数据块的状态图的例子。

参考图4，数据块的状态是未发送状态S11、未完成(outstanding)状态S12、丢弃状态S13、等待重发状态S14和肯定应答状态S15中的任何一个。

在下文中，数据块是用于执行ARQ的数据单元。当ARQ实体是MAC层的时候，ARQ可以在MAC PDU的基础上执行。在这种情况下，该数据块是MAC PDU。该数据块可以是包括在MAC PDU中的MACSDU(或者MAC SDU分段)。该数据块可以是通过按照预定大小逻辑地分割MAC SDU而获得的分段。另外，该数据块可以从一个或多个MACSDU或者一个或多个MAC SDU分段中产生。数据块的大小可以是恒定的，或者按照预定大小而变化。

如果在未发送状态S11下传送数据块，则该数据块转换为未完成状态S12。在未完成状态S12下的数据块可以转换为丢弃状态S13、等待重发状态S14或者肯定应答状态S15。如果在未完成状态S12下接收到ACK，则该数据块从未完成状态S12转换到肯定应答状态S15。如果在未完成状态S12下数据块寿命定时器期满，则该数据块从未完成状态S12转换为丢弃状态S13。如果ARQ重试定时器期满或者在未完成状态S12下接收到NACK，则该数据块从未完成状态S12转换为等待重发状态S14。如果该数据块在等待重发状态S14下被重复传输，则该数据块从等待重发状态S14转换为未完成状态S12。如果在等待重发状态S14下接收到ACK，则该数据块从等待重发状态S14转换为肯定应答状态S15。如果该数据块寿命定时器期满在等待重发状态S14下期满，则该数据块从等待重发状态S14转换为丢弃状态S13。如果在丢弃状态S13下接收到ACK，则该数据块从丢弃状态S13转换为肯定应答状态S15。

在此处，通过使用ARQ反馈消息传送用于该数据块的ACK或者NACK。ARQ反馈消息表示数据块的接收状态。通过接收数据块的接收机的ARQ实体来将ARQ反馈消息传送给发射机的ARQ实体。通过仅仅使用ARQ反馈消息，发射机可以知道数据块的传输是否已经成功。也就是说，在执行ARQ的过程中，在ARQ实体和HARQ实体之间不存在相互作用。

在IEEE 802.16e系统中CID用于识别MS和BS之间的连接。HARQ可以适用于该连接。当产生该连接的MAC PDU的时候，MACSDU可以经历分割和封装，并且也确定是否应用ARQ。按照是否应用ARQ来确定ARQ启动的连接和非ARQ连接。通过BS和MS之间的协商可以确定是否支持HARQ、分割、封装、ARQ等等。BS和MS之间协商的例子包括动态服务添加请求(DSA-REQ)/动态服务添加响应(DSA-RSP)交换、SS基本能力请求(SBC-REQ)/SS基本能力响应(SBC-RSP)交换等等。DSA-REQ可以由BS或者MS传送以产生新的服务流程。响应于DSA-REQ而传送DSA-RSP。在初始化期间由MS传送SBC-REQ。SBC-REQ包括与MS可支持的、用于在MS和BS之间有效通信的能力有关的信息。响应于SBC-REQ而传送SBC-RSP。假设HARQ和ARQ两者被应用于在IEEE 802.16e系统中的某个连接。HARQ实体和ARQ实体独立地工作。各个实体的操作对于彼此是透明的。

当HARQ实体和ARQ实体相互独立地工作的时候，可能出现以下的问题。

第一，由于无线信道状态的恶化，发射机不能验证用于数据块的ARQ反馈消息。在这种情况下，发射机必须在ARQ重试定时器期满时无条件地重复传输该数据块。

第二，可能出现HARQ实体不可恢复的物理层信令错误。该物理层信令错误可能是HARQ反馈错误。在HARQ反馈错误的情况下，由于不能由ARQ实体实现快速恢复，所以系统性能可能恶化。HARQ反馈错误的例子包括当HARQ ACK被作为HARQ NACK而接收的时候的ACK-NACK错误，和当HARQ NACK被作为HARQ ACK接收的时候的NACK-ACK错误。当由发射机接收的HARQ NACK实际上是HARQ ACK的时候出现ACK-NACK错误。当由发射机接收的HARQACK实际上是HARA NACK的时候出现NACK-ACK错误。

NACK-ACK错误被定义为当第一分组的CRC解码已经失败的时候，接收机传送HARQ NACK给发射机，但是该发射机错误地将HARQNACK识别为HARQ ACK的情形。在这种情况下，该发射机识别第一分组被正确地接收，并且从而不重复传输第一分组。该发射机产生新的MAC PDU，并且传送通过将CRC附加到MAC PDU而获得的第二分组。接收机接收第二分组而没有第一分组的重复传输。ARQ实体在数据块的序列号(SN)方面具有不连续的部分。在下行链路传输的情况下这个问题是不能由HARQ实体解决的。

为了解决以上的问题，可以考虑用于支持ARQ和HARQ之间的相互作用的方法。可以定义考虑到ARQ和HARQ之间相互作用的附加操作。

可以通过BS和MS之间的协商来确定是否支持ARQ和HARQ之间的相互作用。例如，BS和MS可以通过使用DSA-REQ/DSA-RSP、SBC-REQ/SBC-RSP或者新的MAC管理消息来确定是否去支持ARQ和HARQ之间的相互作用。

存在在ARQ和HARQ之间的相互作用期间使用HARQ反馈和ARQ反馈的方法。在这种方法中，发射机的ARQ实体通过使用用于HARQ传输的HARA ACK/NACK而执行ARQ。发射机可以从HARQACK/NACK中获得成功地(或者不成功地)传送的数据块的SN。

图5示出在与HARQ实体相互作用的ARQ实体中的数据块的状态图的例子。

参考图5，数据块的状态是未发送状态S21、未完成状态S22、丢弃状态S23、第一否定应答状态S24、等待重发状态S25、第一肯定应答状态S26和最终肯定应答状态S27的任何一个。

在未完成状态S22下的数据块可以转换为丢弃状态S23、第一否定应答状态S24或者第一肯定应答状态S26。如果在未完成状态S22下接收到HARQ ACK，则该数据块从未完成状态S22转换到第一肯定应答状态S26。如果在未完成状态S22下接收到HARQ NACK，则该数据块从未完成状态S22转换到第一否定应答状态S24。如果在第一否定应答状态S24下进行附加的验证，则该数据块从第一否定应答状态S24转换为等待重发状态S25。如果在等待重发状态S25下接收到HARQ ACK，则该数据块从等待重发状态S25转换为第一肯定应答状态S26。如果在第一肯定应答状态S26下进行附加的验证，则该数据块从第一肯定应答状态S26转换为最终肯定应答状态S27。参考图4如上所述的内容可以同等地应用于其它未解释的状态转换。

因而，甚至对于以HARQ NACK应答的数据块的SN，ARQ实体也可以保留该数据块的重复传输，直到进行附加的验证为止。此外，甚至对于以HARQ ACK应答的数据块的SN，ARQ实体也可以保留最终的验证，直到进行附加的验证为止。

该最终的验证可以是附加定时器的期满，或者从接收机收到ARQ反馈消息。

将描述使用用于附加验证的附加定时器的例子。如果对于数据块接收到HARQ ACK/NACK，则该发射机的ARQ实体起动附加定时器。如果在接收到HARQ ACK之后附加定时器期满，则ARQ实体最终肯定应答该数据块。如果在接收到HARQ NACK之后附加定时器期满，则ARQ实体重复传输该数据块。在起动附加定时器之后，如果ARQ实体接收到有关接收状态的信息，该接收状态不同于起动附加定时器的HARQ ACK/NACK，该附加定时器可以停止。该附加定时器可以对于每个数据块进行操作。做为选择，代替于对于每个数据块操作附加定时器，ARQ实体可以重复传输数据块，或者可以决定丢弃该数据块。

接下来，将描述使用ARQ反馈消息作为附加的验证的情形。

参考图6，发射机的ARQ实体产生数据块，并且将该数据块传送给发射机的HARQ实体(步骤S110)。该发射机的HARQ实体将CRC附加到数据块，并且将附加CRC的数据块传送给接收机的HARQ实体(步骤S120)。该接收机的HARQ实体通过执行CRC校验而尝试数据块的解码。在此处假设该数据块的解码已经取得成功。该接收机的HARQ实体将该数据块传送给接收机的ARQ实体(步骤S130)。该接收机的HARQ实体传送用于数据块的HARQ ACK，但是，该发射机的HARQ实体由于ACK-NACK错误而接收到HARQ NACK(步骤S140)。HARQNACK被从发射机的HARQ实体传送给发射机的ARQ实体(步骤S150)。该数据块在发射机的ARQ实体中处于第一否定应答状态之中。在这种情况下，该发射机没有识别出ACK-NACK错误。该发射机的ARQ实体从接收机的ARQ实体接收ARQ反馈消息作为附加的验证(步骤S160)。该发射机的ARQ实体通过使用ARQ反馈消息来确定是否重复传输该数据块(步骤S170)。如果ARQ反馈消息表示该数据块的接收已经失败，则该发射机的ARQ实体可以重复传输该数据块。如果ARQ反馈消息表示该数据块的接收已经成功，则该发射机的ARQ实体不重复传输该数据块。

图7是示出按照本发明另一个实施例执行ARQ的方法的流程图。

参考图7，发射机的ARQ实体产生数据块#1，并且将该数据块#1传送给发射机的HARQ实体(步骤S210)。该发射机的HARQ实体将CRC附加到数据块#1，并且将附加CRC的数据块#1传送给接收机的HARQ实体(步骤S220)。该接收机的HARQ实体通过执行CRC校验来尝试数据块#1的解码。在此处假设由于CRC错误该数据块#1的解码已经失败。该接收机的HARQ实体传送用于数据块#1的HARQ NACK，但是，该发射机的HARQ实体由于NACK-ACK错误而接收到HARQACK(步骤S230)。HARQ ACK被从发射机的HARQ实体传送给发射机的ARQ实体(步骤S240)。该数据块#1在发射机的ARQ实体中处于第一否定应答状态之中。在这种情况下，该发射机没有识别出NACK-ACK错误。该发射机的ARQ实体通过使用ARQ反馈消息来确定是否重复传输该数据块(步骤S250)。在此处假设ARQ反馈消息表示该数据块#1的接收已经失败。该发射机的ARQ实体将该数据块#1重复传输给发射机的HARQ实体(步骤S260)。该发射机的HARQ实体将CRC附加到数据块#1，并且将附加CRC的数据块#1重复传输给接收机的HARQ实体(步骤S270)。

该接收机的HARQ实体通过执行CRC校验而尝试重复传输的数据块#1的解码。在此处假设重复传输的数据块#1的解码已经成功。该接收机的HARQ实体将该数据块#1传送给接收机的ARQ实体(步骤S280)。该接收机的HARQ实体传送用于数据块#1的HARQ ACK(步骤S290)。HARQ ACK被从发射机的HARQ实体传送给发射机的ARQ实体(步骤S300)。该数据块#1在发射机的ARQ实体中处于第一肯定应答状态之中。该发射机的ARQ实体通过执行附加的验证从接收机的ARQ实体接收ARQ反馈消息(步骤S310)。如果该ARQ反馈消息表示数据块#1的接收已经成功，则该数据块#1从第一肯定应答状态转换为最终肯定应答状态。

在这种情况下，通过接收机的ARQ实体触发ARQ反馈消息的方法具有以下的问题。

第一，该发射机可以通过传送轮询指示符(polling indicator)来触发ARQ反馈消息。也就是说，一旦接收到用于触发ARQ反馈消息传输的轮询指示符，该接收机传送ARQ反馈消息。该轮询指示符可以以包括在MAC头部或者MAC管理消息中的字段的形式而传送。

第二，接收机可以周期地触发ARQ反馈消息。也就是说，ARQ反馈消息被周期地传送。可以在BS和MS之间的协商过程中确定触发ARQ反馈消息的周期。

第三，ARQ反馈消息可以非周期地触发。接下来，将描述非周期地触发ARQ反馈消息的示范性情形。该接收机的ARQ实体可以使用ARQ窗口去执行ARQ。ARQ窗口对应于对其执行ARQ的数据块的SN的范围。一旦接收到SN对应于ARQ窗口的窗口起始编号的数据块，窗口起始编号被更新。一旦接收到SN不同于窗口起始编号的数据块，ARQ实体可以起动清除定时器(purge timer)。在起动该清除定时器之后，一旦接收到SN对应于窗口起始编号的数据块，该清除定时器可以停止。如果该清除定时器期满，ARQ反馈消息可以被触发。

第四，可以通过在接收机的HARQ实体和ARQ实体之间的内部信令来触发ARQ反馈消息。在这种方法中，可以比触发ARQ反馈消息的其它方法更快地传送ARQ反馈消息。可以通过配置在HARQ实体和ARQ实体之间的信令路由来实现该内部信令。

图8是示出在接收机的HARQ实体中ARQ反馈消息由内部信号触发的情形的流程图。

参考图8，HARQ实体接收分组(步骤S410)。在此处，该分组是附加CRC的数据块。HARQ实体校验该分组的CRC(步骤S420)。HARQ实体通过执行CRC校验来检测错误(步骤S430)。如果没有检测到错误，则HARQ实体将该分组传送给ARQ实体(步骤S440)。如果检测到错误，则HARQ实体传送HARQ NACK(步骤S450)。HARQ实体检测到NACK-ACK错误(步骤S460)。如果没有检测到NACK-ACK错误，HARQ实体再次接收分组(步骤S410)。如果检测到NACK-ACK错误，HARQ实体将内部信令传送给ARQ实体(步骤S470)。在这种情况下，该内部信令用于将NACK-ACK错误的出现报告给ARQ实体。

当在HARQ NACK被传送之后没有再次接收到分组的时候，HARQ实体可以检测到NACK-ACK错误。对于一个例子，如果在HARQNACK被传送之后，在特定的持续时间期间没有再次接收到分组，则该HARQ实体可以确定出现NACK-ACK错误。对于另一个例子，如果在HARQ NACK被传送之后，第二分组被最初地传送而没有重复传输分组，则该HARQ实体可以确定出现NACK-ACK错误。

图9是示出在接收机的ARQ实体中由内部信令触发ARQ反馈消息的情形的流程图。

参考图9，ARQ实体从HARQ实体接收分组(步骤S510)。ARQ实体确定该分组的SN是否等于ARQ窗口的窗口起始编号(步骤S520)。如果SN等于窗口起始编号，则ARQ实体更新窗口起始编号(步骤S530)。如果SN不等于窗口起始编号，则ARQ实体设置清除定时器(步骤S540)。例如，该窗口起始编号是3，并且从HARQ实体接收的分组的SN是4。在这种情况下，对于为3的SN，在ARQ窗口中出现空白。在下文中，在ARQ窗口中具有空白的分组称为空白分组。

ARQ实体确定是否从HARQ实体接收到用于报告NACK-ACK错误的内部信令(步骤S550)。如果ARQ实体未能接收该内部信令，则ARQ实体确定清除定时器是否期满(步骤S560)。如果该ARQ实体接收到内部信令，则触发该ARQ反馈消息(步骤S570)。

NACK-ACK错误相对于空白分组出现。当从HARQ实体接收到用于空白分组的内部信令的时候，ARQ实体知道相对于空白分组，HARQ重复传输对于解决ARQ窗口中的空白的问题不再有用。为了解决ARQ窗口中的空白的问题，接收机的ARQ实体可以将用于触发空白分组重复传输的NACK-ACK错误指示消息传送给发射机的ARQ实体。ARQ反馈消息可以用作NACK-ACK错误指示消息。做为选择，MAC管理消息或者MAC头部可以重新定义为NACK-ACK错误指示消息。NACK-ACK错误指示消息可以包括空白分组的SN。

由于NACK-ACK错误指示消息对延迟敏感，可以在没有常规资源请求过程的情况下传送NACK-ACK错误指示消息。在这种情况下，可以使用带宽窃取(bandwidth stealing)方法。该带宽窃取方法是由MS为了数据传输而分配的资源被用于另一个目的的方法。

因而，在HARQ实体和ARQ实体之间的内部信令可以用作为NACK-ACK错误恢复机制。

接下来，将描述ARQ反馈消息的格式。

第一，对于ARQ反馈消息的格式可以重复使用IEEE 802.16e系统的ARQ反馈消息。

第二，优化的ARQ反馈消息可以被重新地定义。在这种情况下，与IEEE 802.16e系统的ARQ反馈消息相比，可以降低信令开销。

第三，可以定义用于ARQ反馈消息的新的扩展头部格式，并且该格式可以通过被附加在MAC PDU的头部而被传送。

第四，可以定义用于ARQ反馈消息的MAC PDU的新的头部，并且仅仅该头部可以被独立地传送。

将首先解释重复使用IEEE 802.16e系统的ARQ反馈消息作为ARQ反馈消息的格式的情形。在IEEE 802.16e系统中，数据块是其中MAC SDU被按照预定大小而逻辑地分段的ARQ块。对于每个ARQ块SN被顺序地编号。ARQ反馈消息通过被包括在MAC PDU的有效载荷中而被传送。可以由头部的类型字段表示是否传送ARQ反馈消息。在很多情况下，以不同的MAC SDU封装相对小尺寸的ARQ反馈消息。在这种情况下，ARQ反馈消息可以位于不同MAC SDU中的最前位置(front-most position)。如果以不同的MAC SDU来封装其，则PSH位于ARQ反馈消息的前面。该PSH的LEN字段表示包括所有ARQ反馈消息的长度。

虽然ARQ反馈消息通过被包括在有效载荷中而被传送，但不需要重新排序或者用于ARQ反馈消息的ACK/NACK。因此，PSH的SN字段和FC字段可能导致不必要的开销。因此，存在对于能够降低该开销的ARQ反馈消息格式的需要。此外，在IEEE 802.16e系统中，一个SN被分配给每个ARQ块，并且在ARQ块的基础上执行传输/重复传输。另一方面，在IEEE 802.16m或者3GPP LTE中，一个SN被分配给每个MAC PDU，并且在MAC PDU的基础上执行传输/重复传输。也就是说，数据块，其是用于执行ARQ的数据单元，是MAC PDU。如果该数据块是MAC PDU，并且一个SN被分配给每个MAC PDU，则在MAC PDU重复传输中重新安排(rearrangement)可能是成问题的。因此，能够支持重新安排的ARQ反馈消息格式需要在MAC PDU重复传输中重新地定义。

在现在描述的方法中，用于ARQ反馈消息的新的扩展头部格式被定义，并且该格式通过被附加给MAC PDU的头部而被传送。也就是说，ARQ反馈扩展头部被重新地定义，并且被用作ARQ反馈消息。通过包括在MAC PDU的头部中的EH字段来表示扩展头部的存在。可以对于每个流传送ARQ反馈扩展头部。ARQ反馈消息用于为数据报告ACK/NACK，该数据是为每个流(或者连接)而传送的。ARQ反馈消息还可以为每个流(或者连接)而传送。

图10示出扩展头部格式的一个例子。

参考图10，扩展头部包括最后的字段(last field)、类型字段和主体内容字段。最后的字段表示扩展头部后是否跟随着附加的扩展头部。最后的字段可以具有1比特的大小。类型字段表示扩展头部的类型。该类型字段具有待确定(TBD)的大小。主体内容字段包括按照每个类型定义的内容。该主体内容字段可以具有取决于每个类型而改变的大小。如果该扩展头部的类型字段表示ARQ反馈，则该扩展头部是用作为ARQ反馈消息的ARQ反馈扩展头部。

在下文中，将描述用于以位图格式报告ARQ反馈的扩展头部格式。

图11示出ARQ反馈扩展头部格式的例子。图12示出ARQ反馈扩展头部格式的另一个例子。分割/封装指示符(FPI)包括在图11的格式中，并且不包括在图12的格式中。

参考图11和图12，主体内容字段包括Last_SN、END、First_SN和ACK/NACK位图。在此处假设SN具有10比特的长度，但是，SN的长度可以取决于系统而不同。主体内容字段可以具有3个字节或更大的大小。

Last_SN表示ACK/NACK位图的最后的SN值。Last_SN可以具有10比特的大小。最后的SN是当接收机满足ARQ反馈触发条件的时候，可以为其反馈ACK/NACK的MAC PDU的最高SN值。

END表示END后是否跟随着First_SN。END可以具有1比特的大小。如果接收机成功地接收到直至最后的SN的所有MAC PDU，END的值被设置为0。发射机可以接收具有总计3个字节大小的ARQ反馈扩展头部。如果接收机必须反馈一个或多个NACK，END的值被设置为1，并且END后跟随着First_SN。

First_SN表示ACK/NACK位图的第一个SN值。First_SN可以具有10比特的大小。第一个SN可以是接收机对其确定NACK的MACPDU之中最低的SN。做为选择，第一个SN可以是通过将接收机最后反馈的SN增加1而获得的值。

ACK/NACK位图以位图格式表示从First_SN到Last_SN的ACK/NACK。ACK/NACK位图可以是字节对齐的(byte-aligned)。

图13示出ACK位图的第一个例子。图14示出ACK位图的第二个例子。图15示出ACK位图的第三个例子。在图13至图15的例子中，First_SN是10，Last_SN是20，并且接收机错误地接收具有12、16和19的SN的MAC PDU。

参考图13，ACK/NACK位图表示用于每个SN的ACK/NACK。在ACK/NACK反馈中为每个SN分配一个比特。ACK/NACK位图的每个比特表示相应SN的ACK/NACK。例如，ACK可以由1表示，并且NACK可以由0表示。

但是，具有NACK的SN可以是用于重复传输的MAC PDU的反馈。重复传输的MAC PDU可以是重新安排的MAC PDU。通过重新安排而传送的MAC PDU可以是初始MAC PDU的一部分。该接收机可以仅仅为具有相同SN的一部分MAC PDU请求重复传输。

参考图14，具有NACK的SN的反馈后面始终是额外的E1的传输。E1可以紧接着位于NACK后面。做为选择，E1可以单独地位于ACK/NACK位图后面。

E1表示E1后是否跟随着重新设置的序列号(RSN)集合。RSN集合包括RSN_start和RSN_end。RSN_start表示第一个字节的位置，该第一个字节是在初始MAC PDU中重新安排的MAC PDU一部分。RSN_end表示最后字节的位置，该最后字节是在初始MAC PDU中重新安排的MAC PDU的一部分。

但是，对于通过被重新安排而传送的MAC PDU中的多个不连续部分可能需要反馈。参考图15，E1和RSN集合后跟随着额外的E2的传输。

图16和图17示出ARQ反馈扩展的头部格式的另一个例子。FPI被包括在图16的格式中，并且不被包括在图17的格式中。

参考图16和图17，主体内容字段包括Last_SN、END、SN的数目和ACK/NACK位图。

END表示END后是否跟随着SN的数目。如果接收机成功地接收到直至最后的SN的所有MAC PDU，则END的值被设置为0。发射机可以接收总计3个字节的ARQ反馈扩展头部。如果接收机必须反馈一个或多个NACK，则END的值被设置为1，并且END后跟随着SN的数目。

SN的数目表示ACK/NACK位图的大小。SN的数目可以等于“Last_SN-接收机对其确定NACK的MAC PDU之中最低的SN”。做为选择，SN的数目可以等于“Last_SN-最后反馈的SN+1”。通过引用前面提到的内容可以用于图16和图17的主体内容字段中的其它未解释部分。

图18和图19示出ARQ反馈扩展的头部格式的另一个例子。FPI被包括在图18的格式中，并且不被包括在图19的格式中。

参考图18和图19，主体内容字段包括Last_SN、SN的数目和ACK/NACK位图。SN的数目表示ACK/NACK位图的大小。如果SN的数目是0，则SN的数目后不是跟随着ACK/NACK位图。

接下来，将描述用于传送选择性NACK的ARQ反馈扩展头部。如下所述的用于选择性NACK的ARQ反馈扩展头部可以是通过使用ACK而不是NACK而传送选择性ACK的ARQ反馈扩展头部。

图20和图21示出ARQ反馈扩展头部格式的另一个例子。FPI被包括在图20的格式中，并且不被包括在图21的格式中。

参考图20和图21，主体内容字段包括累积的SN、NACK的数目和选择性NACK。

累积的SN表示由接收机成功地连续地接收的最后的MAC PDU的SN值。当产生ARQ反馈扩展头部的时候，如果接收机成功地接收所有MAC PDU，则没有NACK。表示NACK数目的值是0，并且ARQ反馈扩展头部可以具有3字节的长度。

NACK的数目表示选择性NACK的数目。如果NACK的数目是0，则其表示NACK的数目后不是跟随着选择性NACK。

图22示出选择性NACK的第一个例子。图23示出选择性NACK的第二个例子。图24示出选择性NACK的第三个例子。

参考图22，关于选择性NACK，由接收机确定接收失败的MACPDU的SN被顺序地反馈，其中SN的数目等于NACK的数目。在图22中，n表示NACK的数目。

参考图23，如果重新安排的MAC PDU没有被正确地接收，则E1用于NACK SN的部分反馈。如果E1的值是1，则为该部分反馈增加并传送RSN集合。RSN集合包括RSN_start和RSN_end。如果E1的值是0，则E1后可以跟随着下一个NACK SN。

但是，如果对应于NACK SN的MAC PDU通过被重新安排为多个MAC PDU而被传送，则对于MAC PDU的多个不连续部分可能需要反馈。参考图24，E1和RSN集合后跟随着额外的E2的传输。

因而，可以通过使用NACK SN的数目来产生用于传送累积的NACK和选择性NACK的ARQ反馈扩展头部。

接下来，将描述使用扩展比特的ARQ反馈扩展头部。在下文中，如下所述的用于选择性NACK的ARQ反馈扩展头部可以是通过使用ACK而不是NACK来传送选择性ACK的ARQ反馈扩展头部。

图25和图26示出ARQ反馈扩展头部格式的另一个例子。FPI被包括在图25的格式中，并且不被包括在图26的格式中。

参考图25和图26，主体内容字段包括累积的SN、END和选择性NACK。如果接收机成功地接收到直至累积的SN的所有MAC PDU，则没有NACK。END的值是1。如果END的值是1，则END后不是跟随着选择性NACK。如果END的值是0，则END后跟随着第一个NACKSN。

图27示出使用扩展比特的选择性NACK的第一个例子。图28示出使用扩展比特的选择性NACK的第二个例子。图29示出使用扩展比特的选择性NACK的第三个例子。

参考图27，关于选择性NACK，由接收机确定接收失败的MACPDU的SN(即，NACK SN)和E1比特被顺序地反馈。E1比特报告是否传送下一个NACK SN。

参考图28，如果重新安排的MAC PDU没有被正确地接收，则E2比特用于NACK SN的部分反馈。如果E2比特的值是1，则为该部分反馈增加和传送RSN集合。RSN集合包括RSN_start和RSN_end。如果E2比特的值是0，则不增加RSN集合。NACK SN被继续直到E1比特的值是0为止。

但是，如果对应于NACK SN的MAC PDU通过被重新安排为多个MAC PDU而被传送，则对于MAC PDU的多个不连续部分可能需要反馈。参考图29，E1比特、E2比特和RSN集合后跟随着额外的E3比特的传输。

图30是示出用于无线通信的装置的方框图。用于无线通信的装置50可以是MS的一部分。用于无线通信的装置50包括处理器51、存储器52、射频(RF)单元53、显示单元54和用户接口单元55。RF单元53耦合到处理器51，并且传送和/或接收无线信号。存储器52耦合到处理器51，并且存储操作系统、应用程序和一般文件。显示单元54显示MS的各种信息，并且可以使用公知的元件，诸如液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)等等。用户接口单元55可以以公知的用户接口，诸如小键盘、触摸屏等等的组合来配置。处理器51实现前面提到的HARQ实体和ARQ实体，并且执行与数据块传输、HARQ性能、ARQ性能、在HARQ和ARQ之间的相互作用等等相关的所有方法。

当物理层支持HARQ的时候，可以通过HARQ和ARQ之间的相互作用降低ARQ反馈消息的不必要传输的数目和ARQ块的不必要重复传输的数目。此外，可以补偿HARQ反馈的可靠性。例如，HARQ实体不能解决的问题，诸如NACK-ACK错误，可以由ARQ实体快速地恢复。因此，可以进一步满足服务质量(QoS)，并且可以改善无线通信的可靠性。因此，可以改善总体系统性能。

可以按照用于执行功能的软件或者程序代码，由处理器，诸如微处理器、控制器、微控制器和专用集成电路(ASIC)来执行如上所述的所有功能。可以基于本发明的描述来设计、开发和实现该程序代码，并且这是本领域技术人员众所周知的。

虽然参考其示范性实施例已经特别示出并描述了本发明，但本领域技术人员应理解，不脱离在所附权利要求中所限定的本发明的精神和范围，可以在其中在形式和细节方面进行各种变化。该示范性实施例应被认为仅仅是叙述性的意义并不是为了限制起见。因此，本发明的范围不是由本发明的详细说明来限定，但是由所附权利要求来限定，并且在该范围内的所有差异将被解释为包括在本发明中。

Claims

1.一种在无线通信系统中通过发射机传送数据块的方法，该方法包括∶

向接收机的混合自动重传请求(HARQ)实体传送所述数据块；

由于应答(ACK)-否定应答(NACK)错误而从所述接收机的所述HARQ实体接收表示所述数据块的接收失败的HARQ NACK，其中所述HARQ NACK由所述接收机的所述HARQ实体作为HARQ ACK实际传送；

从所述接收机的自动重传请求(ARQ)实体接收表示所述数据块的接收成功的ARQ反馈消息；和

通过使用所述ARQ反馈消息确定所述数据块的所述接收成功。

2.根据权利要求1的方法，其中向接收机的HARQ实体传送所述数据块的步骤包括：

由所述发射机的ARQ实体产生所述数据块；

向所述发射机的所述HARQ实体传送产生的数据块；

由所述发射机的所述HARQ实体将循环冗余校验(CRC)附加给所述数据块；和

由所述发射机的所述HARQ实体传送附加了CRC的数据块。

3.根据权利要求2的方法，其中所述发射机的所述ARQ实体是所述发射机的所述HARQ实体的上层。

4.根据权利要求2的方法，其中所述发射机的所述ARQ实体是媒体访问控制(MAC)层，并且所述发射机的所述HARQ实体是物理层。

5.根据权利要求2的方法，其中由所述发射机的所述HARQ实体接收HARQ NACK，并且由所述发射机的所述ARQ实体接收ARQ反馈消息。

6.根据权利要求5的方法，其中由所述发射机的所述HARQ实体将所述HARQ NACK传送给所述发射机的所述ARQ实体。

7.根据权利要求1的方法，进一步包括传送用于触发所述ARQ反馈消息传输的轮询指示符。

8.根据权利要求1的方法，其中所述ARQ反馈消息被周期性地传送。

9.根据权利要求1的方法，其中使用MAC协议数据单元(PDU)的头部传送所述ARQ反馈消息。

10.一种用于无线通信的装置，包括：

射频(RF)单元；和

与所述RF单元耦合的处理器，所述处理器被配置为：

向接收机的混合自动重传请求(HARQ)实体传送数据块，

由于应答(ACK)-NACK错误而从所述接收机的所述HARQ实体接收表示所述数据块的接收失败的HARQ NACK，其中所述HARQNACK由所述接收机的所述HARQ实体作为HARQ ACK实际传送，

从所述接收机的ARQ实体接收表示所述数据块的接收成功的ARQ反馈消息，和

通过使用所述ARQ反馈消息确定所述数据块的所述接收成功。