CN102067499B - 利用单播链路来实现harq重传的方法和系统 - Google Patents

利用单播链路来实现harq重传的方法和系统 Download PDF

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Abstract

根据本发明，提出了一种利用单播链路来实现增强型多媒体广播组播业务E-MBMS混合自动重传请求HARQ重传的方法，所述方法包括步骤：用户终端检测从至少一个基站传输来的E-MBMS分组；当用户终端无法恢复E-MBMS分组时，则用户终端选择性地以单播上行链路向其服务基站报告针对该E-MBMS分组的否定应答NACK；以及在所述服务基站从用户终端接收到针对该E-MBMS分组的NACK之后，所述服务基站选择性地通过单播下行链路向用户终端重传该E-MBMS分组。

Description

利用单播链路来实现HARQ重传的方法和系统
技术领域
本发明涉及移动通信领域，更具体地，本发明涉及一种利用单播链路来实现增强型多媒体广播组播业务(E-MBMS)混合自动重传请求(HARQ)重传的方法、系统、用户终端、以及基站，通过利用单播链路来实现E-MBMS分组的HARQ重传，提高了用于E-MBMS传输的无线资源利用率且同时适合于单小区布置和多小区布置的情况。
背景技术
增强型多媒体广播和组播业务(E-MBMS)是包括3GPP(第三代伙伴计划)LTE(长期演进)/LTE+和IEEE 802.16e/m在内的许多标准化组织的重要课题。
对于E-MBMS，基站(BS)同时服务于多个用户，而不同用户可能会经历完全不同的信道状况，因此需要合理地选择E-MBMS分组的调制和编码方案(MCS)，以保证可以向大多数用户提供E-MBMS的服务。典型地，E-MBMS可以布局于以下两种场景：多小区E-MBMS(也被称为“单频网”)和单小区E-MBMS。现有的多小区E-MBMS，并不支持混合自动重传请求(HARQ)，因为不存在E-MBMS的反向链路来报告用户的肯定应答(ACK)/否定应答(NACK)。由于选择的MCS仅仅确保对大多数用户进行覆盖，因此对于具有较差信道状况的用户，系统往往无法提供E-MBMS服务。另一方面，E-MBMS业务所采用的MCS级通常是保守的，这导致了相对较低的频谱效率。对于单小区E-MBMS的布局而言，仅当存在针对E-MBMS的上行链路时，当前的HARQ重传是可能的，并且由BS根据来自所有用户的ACK/NACK报告来确定是否重传E-MBMS分组。例如，如果仅仅个别用户不能够恢复E-MBMS分组，则BS不会执行重传。也就是，该BS会放弃掉具有较差信道状况的那些用户。在这种情况下，无法对这些用户提供E-MBMS服务。在可选的方案中，即使极个别用户不能够正确检测这些分组，该BS也选择向所有用户重传E-MBMS分组。在这种情况下，资源浪费不可避免，因为该BS向具有较好信道状况的大量用户传输了冗余的信息。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，提出了本发明。本发明的目的是提出一种利用单播链路来实现增强型多媒体广播组播业务E-MBMS混合自动重传请求HARQ重传的方法、系统、用户终端、以及基站，通过利用单播链路来实现HARQ重传，提高了用于E-MBMS传输的无线资源利用率且同时适合于单小区布置和多小区布置的情况。
为了实现上述目的，根据本发明，提出了一种利用单播链路来实现混合自动重传请求HARQ重传的方法，所述方法包括步骤：用户终端检测从至少一个基站传输来的增强型多媒体广播组播业务E-MBMS分组；当所述用户终端无法恢复E-MBMS分组时，则该用户终端选择性地以单播上行链路向其服务基站报告针对该E-MBMS分组的否定应答NACK；以及在所述服务基站从用户终端接收到针对该E-MBMS分组的NACK之后，所述服务基站选择性地通过单播下行链路向用户终端重传该E-MBMS分组。
优选地，所述用户终端选择性地以单播上行链路向其服务基站报告针对该E-MBMS分组的NACK的步骤包括：如果所述E-MBMS分组具有高于预设阈值的优先级且存在空闲单播上行链路时，则用户终端以单播上行链路向所述服务基站报告针对该E-MBMS分组的NACK，否则，则用户终端并不向服务基站报告针对该E-MBMS分组的NACK。
优选地，所述服务基站选择性地通过单播下行链路向用户终端重传该E-MBMS分组的步骤包括：如果所述E-MBMS分组具有高于预设阈值的优先级且存在空闲单播下行链路时，所述服务基站向用户终端重传该E-MBMS分组，否则所述服务基站不向用户终端重传该E-MBMS分组。
优选地，所述服务基站还请求其他基站在单播下行链路中执行联合重传或抑制对所述用户终端的干扰。
优选地，所述方法同时适合于增强型多媒体广播组播业务E-MBMS通信系统的单小区布置和多小区布置。
根据本发明，还提出了一种利用单播链路来实现增强型多媒体广播组播业务E-MBMS混合自动重传请求HARQ重传的系统，所述系统包括：用户终端，用于检测从基站传输来的增强型多媒体广播组播业务E-MBMS分组；以及当用户终端无法恢复E-MBMS分组时，则用户终端选择性地以单播上行链路向其服务基站报告针对该E-MBMS分组的否定应答NACK；以及包括服务基站在内的至少一个基站，其中在所述服务基站从用户终端接收到针对该E-MBMS分组的NACK之后，所述服务基站选择性地通过单播下行链路向用户终端重传该E-MBMS分组。
优选地，如果所述E-MBMS分组具有高于预设阈值的优先级且存在空闲单播上行链路时，所述用户终端以单播上行链路向所述服务基站报告针对该E-MBMS分组的NACK，否则，则用户终端并不向服务基站报告针对该E-MBMS分组的NACK。
优选地，如果所述E-MBMS分组具有高于预设阈值的优先级且存在空闲单播下行链路时，所述服务基站向用户终端重传该E-MBMS分组，否则所述服务基站不向用户终端重传该E-MBMS分组。
优选地，所述服务基站还请求其他基站在单播下行链路中执行联合重传或抑制对所述用户终端的干扰。
优选地，所述系统同时适合于增强型多媒体广播组播业服务E-MBMS通信系统的单小区布置和多小区布置。
根据本发明，提出了一种用户终端，包括：接收装置，用于接收从基站传输来的增强型多媒体广播组播业务E-MBMS分组；检测装置，用于检测接收到的E-MBMS分组；以及否定应答NACK报告装置，用于当检测装置无法恢复E-MBMS分组时，则选择性地以单播上行链路向其服务基站报告针对该E-MBMS分组的NACK。
优选地，如果所述E-MBMS分组具有高于预设阈值的优先级且存在空闲单播上行链路时，所述否定应答NACK报告装置以单播上行链路向所述服务基站报告针对该E-MBMS分组的NACK，否则，则所述否定应答NACK报告装置并不向服务基站报告针对该分组的NACK。
根据本发明，还提出了一种基站，包括：分组发送和重传装置，用于发送和重传增强型多媒体广播组播业务E-MBMS分组；否定应答NACK接收装置，用于从用户终端接收针对无法恢复的E-MBMS分组的NACK；以及重传控制装置，用于在否定应答NACK接收装置从用户终端接收到针对该E-MBMS分组的NACK之后，选择性地控制分组发送和重传装置通过单播下行链路向用户终端重传该E-MBMS分组。
优选地，如果所述E-MBMS分组具有高于预设阈值的优先级且存在空闲单播下行链路时，所述重传控制装置控制所述分组发送和重传装置向用户终端重传该E-MBMS分组，否则所述重传控制装置控制所述分组发送和重传装置不向用户终端重传该E-MBMS分组。
附图说明
通过参考以下附图结合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是根据本发明的在单频网的情况下利用单播链路来实现HARQ重传的系统的方框图；
图2是根据本发明的在单频网的情况下利用单播链路来实现HARQ重传的方法的操作顺序图；
图3是根据本发明的用户终端的方框图；以及
图4是根据本发明的终端的方框图。
具体实施方式
本发明的基本思想是利用单播链路来辅助E-MBMS重传。这对于基于单小区的布置和基于多小区的布置均是可行的，但是需要除了E-MBMS之外，所述用户终端还能够接收单播服务。具体地，用户终端选择性地利用单播上行链路向其服务基站报告E-MBMS分组的NACK。然后，所述服务基站选择性地利用单播下行链路向该用户重传E-MBMS分组。最后，所述用户终端利用诸如最大似然合并(MRC)技术来恢复E-MBMS分组。
此外，除了针对E-MBMS的ACK/NACK报告之外，用户终端还可以利用其单播上行链路报告与其E-MBMS信道有关的信道质量指示符(CQI)相关信息。根据从所有用户终端收集到的CQI等信息，系统可以为E-MBMS服务指定更为适当的MCS等级。
本发明的方案同时适合于E-MBMS的基于单小区的布置和基于多小区的布置。不失一般性，下面将以图1所示的SFN(单频网)为例对本发明的HARQ重传系统进行说明，在图1所示的SFN中，多个基站向MS1(用户终端1)传输E-MBMS分组。另外，在服务基站BS1和用户终端MS1之间存在单播链路，并且BS1以时分复用(TDM)的方式或者以不同的工作频段向MS1提供单播服务和E-MBMS服务。
图1是针对E-MBMS的单播传输辅助E-MBMS传输的HARQ机制的示例。由多个BS向MS1提供E-MBMS服务，并且由服务基站BS1向MS1提供单播服务。当MS1检测到E-MBMS无法恢复时，该MS1选择性地通过其上行单播链路向BS1报告该E-MBMS分组的NACK。在BS1从MS1接收到NACK时，该BS1调度适当的单播下行链路资源以便向MS1重传E-MBMS分组。最后，该MS1使用MRC技术来恢复该E-MBMS分组。
图2是根据本发明的在单频网的情况下利用单播链路来实现HARQ重传的方法的操作顺序图。
如图2所示，
在步骤201，多个BS以E-MBMS子帧向MS1传输E-MBMS分组，所述多个BS包括服务基站BS1。
步骤202，MS1检测E-MBMS分组。如果MS1无法恢复E-MBMS分组，则MS1选择性地通过单播上行链路向其服务基站BS1报告针对该分组的NACK。具体地，其判定是否以单播上行链路向BS1报告针对该分组的NACK。例如，如果当前E-MBMS分组具有高于预设阈值的优先级(即，当前E-MBMS分组是重要分组)且存在空闲单播上行链路资源，则MS1通过单播上行链路向BS1发送NACK，否则，则MS1并不向BS1反馈NACK消息。
步骤203，在BS1从MS1接收到NACK之后，BS1选择性地通过单播下行链路向MS1重传该E-MBMS分组。具体地，其判定是否和如何向MS1重传该E-MBMS分组。例如，如果当前E-MBMS具有高于预设阈值的优先级(即，该分组是重要分组)，且存在空闲单播下行链路资源时，BS1通过单播下行链路来执行针对该分组的重传。否则，不执行针对该分组的重传。
可选的，在服务基站BS1决定以单播下行链路重传E-MBMS分组时，BS1可以调整(比如降低)E-MBMS原有的MCS等级，或者采用先进的单播发送技术(比如，多天线MIMO技术，波束赋形技术等)，来提高E-MBMS重传的质量。
可选的，服务基站BS1还可以请求其他基站在单播下行链路中执行联合重传或者抑制对用户终端MS1的干扰。具体地，前者即联合重传是指服务基站和其他一个或者多个基站以同步方式在单播下行链路上向MS1重传相同的E-MBMS分组。后者即干扰抑制是指服务基站在单播下行链路(假设为时频资源块A)上向MS1重传E-MBMS分组，则其他一个或者多个基站在时频资源块A上空闲，或者通过合理的调度，以避免或降低对MS1的干扰。
在MS1接收该重传的E-MBMS分组之后，可以利用诸如MRC技术(其中将从多个BS原始接收到的分组和诸如从BS1新接收到的分组进行合并)来恢复该分组。如果MS1仍然无法恢复该分组，该MS1可以选择向BS1报告另一NACK并请求再次重传。
利用上述根据本发明的针对E-MBMS的HARQ重传方法，通过单播分组和E-MBMS分组之间的平衡调度，实现了优化资源利用。另一方面，如果存在足够的单播资源，可以增加E-MBMS的MCS等级，并且通过本发明的HARQ重传方法来向更多用户提供E-MBMS服务。另一方面，如果单播资源非常有限(或者具有较重负载)，则可以降低E-MBMS的MCS等级以减少用于E-MBMS重传的单播信道的使用。
图2是根据本发明的通过单播传输来实现HARQ重传的示例。该MS1以时分复用(TDM)方式或者以不同的工作频段来接收单播服务和E-MBMS服务。应该注意以下几点：1)除了BS1之外，其他BS也可以向MS1同时传输相同的E-MBMS分组，例如在SFN中的其他BS；2)在单播上行链路中进行ACK/NACK报告是选择性的。例如，如果E-MBMS分组并不重要，或者没有空闲单播上行链路资源、或者MS1工作在休眠模式下，则该MS1可以选择不会向BS1反馈针对该E-MBMS的ACK/NACK消息；3)在单播下行链路中进行E-MBMS分组的重传也是选择性的，例如，如果E-MBMS分组并不重要或者没有空闲单播下行链路资源，则所述服务基站BS1并不执行针对该E-MBMS分组的重传。另外，如上所述，除了服务BS1之外，其他BS可以利用单播下行链路来执行E-MBMS分组的联合重传或者避免对MS1的干扰。
以上以基于多小区布置的情况为例对本发明的方法进行了说明。需要指出的是，在单小区布置的情况下，本发明的方法仅涉及一个基站(同时也是服务基站)和一个移动终端之间的交互，除此之外，其操作过程与以上所述多小区布置的情况完全相同。
图3是根据本发明的用户终端的方框图。
如图3所示，所述用户终端包括接收装置301、检测装置303和NACK报告装置305。接收装置301接收从基站传输来的E-MBMS分组。检测装置303检测接收到的E-MBMS分组。当检测装置无法恢复E-MBMS分组时，则NACK报告装置305选择性地以单播上行链路向其服务基站报告针对该E-MBMS分组的NACK。
这里，如果所述E-MBMS分组具有高于预设阈值的优先级且存在空闲单播上行链路时，所述NACK报告装置305以单播上行链路向所述服务基站报告针对该E-MBMS分组的NACK，否则，则所述NACK报告装置并不向服务基站报告针对该分组的NACK。
图4是根据本发明的基站的方框图。
如图4所示，所述基站包括：分组发送和重传装置401、NACK接收装置403和重传控制装置405。分组发送和重传装置401发送和重传E-MBMS分组。NACK接收装置403从用户终端接收针对无法恢复的E-MBMS分组的NACK。在NACK接收装置从用户终端接收到针对该E-MBMS分组的NACK之后，重传控制装置405选择性地控制分组发送和重传装置401通过单播下行链路向用户终端重传该E-MBMS分组。
这里，如果所述E-MBMS分组具有高于预设阈值的优先级且存在空闲单播下行链路时，所述重传控制装置405控制所述分组发送和重传装置401向用户终端重传该E-MBMS分组，否则所述重传控制装置405控制所述分组发送和重传装置401不向用户终端重传该E-MBMS分组。
本发明的优点包括：
1)同时适合于E-MBMS的单小区布置和多小区布置；
2)由于比具有较差信道状况的用户所需的MCS具有更高的MCS，因此增加了E-MBMS链路的频谱效率；
3)通过为较差信道状况的用户提供服务，扩展了E-MBMS的覆盖范围；
4)通过不向已经正确检测到这些分组的用户传输冗余的E-MBMS分组，避免了资源浪费；
5)通过单播服务和E-MBMS服务之间的平衡调度优化了资源利用。
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 (14)

1.一种利用单播链路来实现增强型多媒体广播组播业务E-MBMS混合自动重传请求HARQ重传的方法，所述方法包括步骤：
用户终端检测从至少一个基站传输来的E-MBMS分组；
当用户终端无法恢复所述E-MBMS分组时，则用户终端选择性地以单播上行链路向其服务基站报告针对所述E-MBMS分组的否定应答NACK；以及
在所述服务基站从用户终端接收到针对所述E-MBMS分组的NACK之后，所述服务基站选择性地通过单播下行链路向用户终端重传所述E-MBMS分组，
其中如果存在足够的单播资源，则用于E-MBMS服务的调制和编码方案等级增加，并且如果单播资源不足，则用于E-MBMS服务的调制和编码方案等级降低，从而实现单播服务和E-MBMS服务之间的平衡调度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述用户终端选择性地以单播上行链路向其服务基站报告针对所述E-MBMS分组的NACK的步骤包括：
如果所述E-MBMS分组具有高于预设阈值的优先级且存在空闲单播上行链路时，则用户终端以单播上行链路向所述服务基站报告针对所述E-MBMS分组的NACK，否则，则用户终端并不向服务基站报告针对所述E-MBMS分组的NACK。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述服务基站选择性地通过单播下行链路向用户终端重传所述E-MBMS分组的步骤包括：
如果所述E-MBMS分组具有高于预设阈值的优先级且存在空闲单播下行链路时，所述服务基站向用户终端重传所述E-MBMS分组，否则所述服务基站不向用户终端重传所述E-MBMS分组。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述服务基站还请求其他基站在单播下行链路中执行联合重传或抑制对所述用户终端的干扰。
5.根据权利要求1所述的方法，所述方法同时适合于增强型多媒体广播组播业务E-MBMS通信系统的单小区布置和多小区布置。
6.一种利用单播链路来实现增强型多媒体广播组播业务E-MBMS混合自动重传请求HARQ重传的系统，所述系统包括：
用户终端，用于检测从基站传输来的E-MBMS分组；以及当用户终端无法恢复所述E-MBMS分组时，则用户终端选择性地以单播上行链路向其服务基站报告针对所述E-MBMS分组的否定应答NACK；以及
包括服务基站在内的至少一个基站，
其中在所述服务基站从用户终端接收到针对所述E-MBMS分组的NACK之后，所述服务基站选择性地通过单播下行链路向用户终端重传所述E-MBMS分组，
其中如果存在足够的单播资源，则用于E-MBMS服务的调制和编码方案等级增加，并且如果单播资源不足，则用于E-MBMS服务的调制和编码方案等级降低，从而实现单播服务和E-MBMS服务之间的平衡调度。
7.根据权利要求6所述的系统，其中如果所述E-MBMS分组具有高于预设阈值的优先级且存在空闲单播上行链路时，所述用户终端以单播上行链路向所述服务基站报告针对所述E-MBMS分组的NACK，否则，则用户终端并不向服务基站报告针对所述E-MBMS分组的NACK。
8.根据权利要求6或7所述的系统，其中如果所述E-MBMS分组具有高于预设阈值的优先级且存在空闲单播下行链路时，所述服务基站向用户终端重传所述E-MBMS分组，否则所述服务基站不向用户终端重传所述E-MBMS分组。
9.根据权利要求6所述的系统，其中所述服务基站还请求其他基站在单播下行链路中执行联合重传或抑制对所述用户终端的干扰。
10.根据权利要求6所述的系统，所述系统同时适合于增强型的多媒体广播组播业务E-MBMS通信系统的单小区布置和多小区布置。
11.一种用户终端，包括：
接收装置，用于接收从至少一个基站传输来的增强型多媒体广播组播业务E-MBMS分组；
检测装置，用于检测接收到的E-MBMS分组；以及
否定应答NACK报告装置，用于当检测装置无法恢复E-MBMS分组时，则选择性地以单播上行链路向其服务基站报告针对所述E-MBMS分组的NACK，
其中如果存在足够的单播资源，则用于E-MBMS服务的调制和编码方案等级增加，并且如果单播资源不足，则用于E-MBMS服务的调制和编码方案等级降低，从而实现单播服务和E-MBMS服务之间的平衡调度。
12.根据权利要求11所述的用户终端，其中如果所述E-MBMS分组具有高于预设阈值的优先级且存在空闲单播上行链路时，所述NACK报告装置以单播上行链路向所述服务基站报告针对所述E-MBMS分组的NACK，否则，则所述NACK报告装置并不向服务基站报告针对所述分组的NACK。
13.一种基站，包括：
分组发送和重传装置，用于发送和重传增强型多媒体广播组播业务E-MBMS分组；
否定应答NACK接收装置，用于从用户终端接收针对无法恢复的E-MBMS分组的NACK；以及
重传控制装置，用于在NACK接收装置从用户终端接收到针对所述E-MBMS分组的NACK之后，选择性地控制分组发送和重传装置通过单播下行链路向用户终端重传所述E-MBMS分组，
其中如果存在足够的单播资源，则用于E-MBMS服务的调制和编码方案等级增加，并且如果单播资源不足，则用于E-MBMS服务的调制和编码方案等级降低，从而实现单播服务和E-MBMS服务之间的平衡调度。
14.根据权利要求13所述的基站，其中如果所述E-MBMS分组具有高于预设阈值的优先级且存在空闲单播下行链路时，所述重传控制装置控制所述分组发送和重传装置向用户终端重传所述E-MBMS分组，否则所述重传控制装置控制所述分组发送和重传装置不向用户终端重传所述E-MBMS分组。
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