CN102119503B - 增大混合自动重复请求协议的可靠性 - Google Patents

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Abstract

在使用HARQ1的通信系统中，通过根据预期用户终端是使用第一还是第二上行链路信道来用于ACK/NACK反馈来改变在下行链路控制信道上传送到用户终端的调度信息的可靠性，从而解决未传送ACK/NACK反馈时误ACK检测的问题。当预期用户终端使用第一信道来发送ACK/NACK反馈时，基站用普通可靠性将调度信息传送到用户终端。当预期用户终端在第二上行链路信道上发送ACK/NACK反馈时，基站用增强可靠性将信令信息传送到用户终端。信令信息的可靠性例如能够通过增大下行链路控制信道上的传送功率、增大聚合级别或它们的组合来增大。

Description

增大混合自动重复请求协议的可靠性
本申请要求2008年5月15日提交的的临时美国专利申请61/053237的优先权，该申请通过引用结合于本文中。
背景技术
本发明一般涉及用于通过共享下行链路信道传送数据的数据传送协议，并且更具体地涉及用于增大混合自动重复请求协议的可靠性的方法和设备。
LTE标准中的物理下行链路共享信道(PDSCH)是由多个用户终端共享的时间和频率复用信道。用户终端定期将信道质量指示(CQI)报告发送到基站。CQI报告指示如由用户终端中的接收器看到的瞬时信道状况。在通常称为传送时间间隔(TTI)的每个1ms子帧间隔期间，在基站的调度器调度一个或多个用户终端在PDSCH上接收数据，并确定下行链路传送的传送格式。在给定时间间隔被调度为接收数据的用户终端的身份及传送格式在物理下行链路控制信道(PDCCH)上传送到用户终端。
混合自动重复请求(HARQ)用于减轻PDSCH上数据的传送期间发生的错误。在基站指示用户终端调度为接收PDSCH上的传送时，要求用户终端将PDSCH解码并且将肯定或否定确认(ACK/NACK)传送到基站。ACK/NACK向基站通知用户终端是否正确收到数据分组。如果用户终端正确收到数据分组，则基站能继续新数据分组的传送。在用户终端未正确收到数据分组的情况下，基站可重复原始传送，或者发送另外的冗余数据以使得能够解码以前传送的数据分组。
用户终端可使用取决于用户终端是否被调度为在物理上行链路共享信道(PUSCH)上传送的两个可能方案之一，将ACK/NACK发送到基站。如果在ACK/NACK正在发送时用户终端未被调度为在PUSCH上传送，则用户终端在物理上行链路控制信道(PUCCH)上传送ACK/NACK。然而，如果用户终端被调度为在PUSCH上传送，则用户终端使用一部分分配的资源在PUSCH上传送ACK/NACK。
用户终端仅在它已被调度为在下行链路共享信道上接收数据时才将ACK/NACK反馈发送到基站。由于无线通信信道的性质，可能的是，用户终端可能未能将PDCCH上传送的调度消息解码。如果用户终端未能将PDCCH上传送的调度消息解码，则基站将在它预期接收ACK/NACK反馈的PUSCH上接收用户数据。在此情况下，存在的某一可能性是在用户终端未发送确认时，基站将在PUSCH上传送的用户数据误解为肯定确认(ACK)。此情形在本文中称为误ACK情形。在“误ACK”的情况下，基站将认为用户终端成功收到传送的分组，并且将在下次在下行链路上调度用户终端时传送新数据。因此，用户终端将必须依赖更高层重新传送协议(例如，在RRC层)来请求缺失的数据，这可导致大的延迟。
缺失的ACK虽然具有更少问题，但也可能发生。在用户终端传送ACK而基站未能检测到该ACK时，出现缺失的ACK。在缺失的ACK的情况下，基站将不必要地浪费系统资源，将用户终端已经收到的数据重新传送到用户终端。
尝试解决“误ACK”问题的现有技术已集中在增大ACK/NACK反馈的可靠性上，以防止基站将PUSCH上传送的用户数据误解为ACK。一个方案是增大ACK/NACK比特重复的次数。通常，增大重复次数减少了在未传送ACK/NACK反馈的情况下误ACK的可能性。然而，减少误ACK到可接受级别所要求的重复次数将大大减少可用于用户数据的PUSCH资源，并因此降低吞吐量。此解决方案也不解决缺失的ACK的问题。
用于减少误ACK的另一方案是在上行链路调度授予中指明保留比特以通知用户终端是否要在PUSCH中保留用于ACK/NACK反馈的资源。更具体地说，基站在它调度用户终端并预期PUSCH上的ACK/NACK反馈时能将保留比特设为“1”以指示用户终端在PUSCH上保留用于ACK/NACK反馈的资源。如果用户终端未能将PDCCH解码，则它在保留资源上传送NACK。然而，保留方案不是在所有情况下均适用，因为它依赖与PUSCH相关联的UL调度授予的存在。因此，在用户终端正在执行非自适应重新传送时，或者在用户终端正在半持久性PUSCH中传送时，它不适用，而这两种情况预期在LTE中是常见的。此解决方案也不解决缺失的ACK的问题。
误ACK的问题的另一方案是如果用户终端正在PUSCH上传送ACK/NACK反馈，则使用用户终端身份号来掩蔽用户终端传送的PUSCH CRC比特。此方案可干扰普通HARQ过程，并因此难以实现。首先，当用户终端正在重新传送以前的数据块时，PUSCH CRC比特不能被修改。通常在10-40％范围中的PUSCH块错误率(BLER)比ACK/NACK错误率高得多。因此，即使用户终端不使用用户终端身份号来掩蔽CRC，也极可能是基站将发现掩蔽和未掩蔽的CRC比特均失败，因为整个PUSCH块错误。因此，如基线解决方案中一样，基站仍不断面临相同的不确定性问题。其次，前一PDSCH的ACK/NACK反馈信号不能在PUSCH解码前是未知的。这将带来HARQ行程(run-trip)时间的另外延迟。因此，HARQ过程的数量必须增大或者整个基站硬件需要重新量定。
相应地，仍需要有在用户终端未传送ACK/NACK时减少检测误ACK的概率的新方案。
发明内容
本发明涉及移动通信系统中的HARQ过程，其中，数据通过共享下行链路信道传送到用户终端，并且ACK/NACK反馈可在第一或第二上行链路信道上传送。本发明通过根据预期用户终端是使用第一上行链路信道(例如，PUCCH)还是第二上行链路信道(例如，PUSCH)来用于ACK/NACK反馈在用户终端被调度为接收数据分组时改变在下行链路控制信道(例如，PDCCH)上传送到用户终端的调度信息的可靠性，从而解决未发送ACK/NACK反馈时误ACK检测的问题。在一典型实现中，用于第一和第二上行链路信道的信令参数将设计为使得第一上行链路信道将具有更高可靠性和更低错误率。当预期用户终端使用第一信道来发送ACK/NACK反馈时，基站可用普通可靠性在下行链路控制信道上将调度信息传送到用户终端。当预期用户终端在第二上行链路信道上传送ACK/NACK反馈时，基站可用增强可靠性在下行链路控制信道上将信令信息传送到用户终端。信令信息的可靠性例如能够通过增大下行链路控制信道上的传送功率、增大聚合(aggregation)级别或它们的组合来增大。
附图说明
图1示出一示范移动通信系统。
图2示出用于将调度信息传送到被调度为在下行链路共享信道上接收数据的用户终端的示范过程。
图3示出用于移动通信系统的示范基站，其配置成调度用户终端在下行链路共享信道上接收数据和在下行链路控制信道上将调度信息传送到用户终端。
具体实施方式
现在参照图形，图1示出移动通信网络10中的用户终端100。用户终端100可例如包括蜂窝电话、个人数字助理、智能电话、膝上型计算机、手持式计算机或带有无线通信能力的其它装置。用户终端100与移动通信网络10的服务小区或扇区12中的基站20进行通信。用户终端100在一个或多个下行链路(DL)信道上接收来自基站20的信号，并且在一个或多个上行链路(UL)信道将信号传送到基站20。
为了说明的目的，将在长期演进(LTE)系统的上下文中描述本发明的一示范实施例。然而，本领域技术人员将理解，本发明更普遍适用于其它无线通信系统，包括宽带码分多址(WCDMA)和WiMAX(IEEE802.16)系统。
在LTE系统中，数据通过称为物理下行链路共享信道(PDSCH)的下行链路信道传送到用户终端100。PDSCH是由多个用户终端100共享的时间和频率复用信道。在通常称为传送时间间隔(TTI)的每个1ms子帧间隔期间，基站20中的调度器调度一个或多个用户终端100在PDSCH上接收数据。基于来自用户终端100的信道质量指示(CQI)报告，选择被调度为在给定TTI中接收数据的用户终端100。CQI报告指示如在用户终端的接收器看到的瞬时信道状况。基站20还使用来自用户终端100的CQI报告来选择用于下行链路传送的传送格式。传送格式例如包括传输块大小、调制和编码，它们经选择以实现期望的错误性能。
被调度为在给定时间间隔接收数据的用户终端100的身份和传送格式通过在LTE标准中称为物理下行链路控制信道(PDCCH)的下行链路控制信道，在下行链路调度消息中传送到用户终端100。PDCCH是用于传送诸如下行链路、传输格式、HARQ信息和传输块大小等下行链路控制信息(DCI)的控制信道。每个用户终端100指派有用于识别用户终端100的16比特无线电网络临时标识符(RNTI)或小区无线电网络临时标识符(C-RNTI)。在基站20调度用户终端100时，它将调度的用户终端100的RNTI插入在PDCCH上传送的下行链路调度消息中以向用户终端100通知：它已被调度为在PDSCH上接收数据。在用户终端100接收包含其自己的RNTI的调度消息时，用户终端100使用下行链路调度消息中指示的传输格式，将PDSCH上相关的数据传送解码。
混合自动重复请求(HARQ)用于减轻PDSCH上数据的传送期间发生的错误。在基站20指示用户终端100被调度为在PDSCH上接收传送时，用户终端100将PDSCH解码，并将确认消息传送到基站20。ACK/NACK向基站20通知用户终端100是否正确收到数据分组。确认消息能够是指示成功解码的肯定确认(ACK)，或者指示解码失败的否定确认(NACK)消息。基于从用户终端100收到的确认消息，基站20确定是传送新数据(收到ACK)还是重新传送以前的数据(收到NACK)。本领域技术人员将理解，重新传送可包括原始传送中未包含的另外比特(增量冗余)。
用户终端100可使用取决于用户终端100是否被调度为在物理上行链路共享信道(PUSCH)上传送的两个可能方案之一，将ACK/NACK发送到基站20。如果在ACK/NACK正在发送时用户终端100未被调度为在PUSCH上传送数据，则用户终端100在物理上行链路控制信道(PUCCH)上传送ACK/NACK。然而，如果用户终端100被调度为在PUSCH上传送数据，则用户终端100使用一部分分配的资源在PUSCH上传送ACK/NACK。
用户终端100仅在它已被调度为在下行链路共享信道上接收数据时才将ACK/NACK反馈发送到基站20。由于无线通信信道的性质，可能的是，用户终端100可能未能将PDCCH上传送的调度消息解码。如果用户终端100未能将PDCCH上传送的调度消息解码，则基站20将在它预期接收ACK/NACK反馈的PUSCH上接收用户数据。在此情况下，存在的某一可能性是在用户终端100未发送确认时，基站20将PUSCH上传送的用户数据误解为肯定确认(ACK)。此情形在本文中称为“误ACK”情形。在误ACK的情况下，基站20将认为用户终端100已成功收到传送的分组，并且将在下次在下行链路上调度用户终端100时传送新数据。因此，用户终端100将必须依赖更高层重新传送协议(例如，在RRC层)来请求缺失的数据，这可导致大的延迟。
尝试解决“误ACK”问题的现有技术已集中在增大ACK/NACK反馈的可靠性上，以防止基站20将PUSCH上传送的用户数据误解为ACK。本发明的各种实施例采用一种备选方案来解决用户终端100正在PUSCH上传送用户数据时ACK的误检测的问题。更具体地说，本发明的实施例根据用户终端100预期将PUCCH还是PUSCH用于ACK/NACK反馈，改变在PDCCH上传送到用户终端100的调度信息的可靠性。在用户终端100预期将PUCCH用于发送ACK/NACK反馈时，基站20可使用普通可靠性在PDCCH上将调度信息传送到用户终端100。例如，基站20可控制用于在PDCCH上传送调度信息的信令参数以实现大约1％的错误率。当ACK/NACK反馈在PUCCH上发送时，通过重复、扩展和编码有足够的处理增益以将ACK/NACK反馈未发送时检测到ACK的概率减少到大约1％。因此，在使用普通可靠性来传送PDCCH并且在PUCCH上传送ACK/NACK反馈的情况下，调度用户终端100时由基站20检测到误ACK的概率大约为10-4。
当用户终端100预期在PUSCH上传送ACK/NACK反馈时，基站20可使用增强可靠性在PDCCH上将信令信息传送到用户终端100。信令信息的可靠性例如能够通过增大PDCCH上的传送功率、增大聚合级别或它们的组合而增大。作为一示例，基站20可控制用于PDCCH的信令参数以在要求增强可靠性时实现大约0.1％的错误率。此外，能够控制用于在PUSCH上传送ACK/NACK反馈的信令参数以实现大约10％的错误率。因此，在基站20使用增强可靠性来传送PDCCH并且用户终端100在PUSCH上传送ACK/NACK信令的情况下，误ACK检测的概率是10-4。
术语“普通可靠性”和“增强可靠性”在本文中使用时不表示特定级别的可靠性，而是用作相对术语。普通可靠性指示基线级别的可靠性，这可以是任何期望的可靠性级别。术语“增强可靠性”表示比基线(普通)级别更大的可靠性级别。类似地，术语“低可靠性”和“高可靠性”旨在作为相对术语。
图2示出基站20为通过下行链路共享信道将与数据块相关联的控制信息传送到用户终端100而实现的示范过程200。过程200作为用户终端100被调度为接收下行链路传送时的调度过程的部分来执行。在用户终端100被调度为接收下行链路传送时，在基站20的调度器确定预期用户终端100将什么信道用于发送与下行链路共享信道上传送的数据分组有关的ACK/NACK反馈(框202)。在如上所述的LTE系统的情况下，用户终端100可使用PUCCH或PUSCH来发送ACK/NACK反馈。在设计为在LTE系统中使用的示范实施例中，在PUCCH上发送的ACK/NACK反馈具有比在PUSCH上发送的ACK/NACK反馈更高的可靠性。如果在基站20的调度器预期用户终端100使用更高可靠性信道(例如，PUCCH)来发送ACK/NACK反馈，则基站20使用普通可靠性在下行链路控制信道上传送调度信息(框204)。另一方面，如果基站20预期用户终端100使用低可靠性信道(例如，PUSCH)来发送ACK/NACK反馈，则基站20使用增强可靠性来传送控制信息(框206)。增大在PDCCH上传送的控制信息的可靠性增大了用户终端100将成功解码PDCCH的概率，并且相应地减少了用户终端100错过PDCCH上传送到它的调度信息的概率。
图3示出根据本发明一个实施例的示范基站20。基站20包括耦合到天线22的收发器24和包括调度器28与HARQ控制器30的基带处理器26。收发器24包括根据诸如LTE、WCDMA和WiMax标准等任何已知标准来操作的标准蜂窝收发器。基带处理器26处理基站20传送和接收的信号。基带处理器26执行的典型处理功能包括调制/解调、信道编码/解码、交织/解交织等。基带处理器26可包括一个或多个处理器、微控制器、硬件电路或其组合。基带处理器26执行的指令可存储在计算机可读媒体中，例如固态存储器(例如，ROM、闪速存储器等)。基带处理器26包括用于在共享上行链路和下行链路信道上调度用户终端100的调度器28和用于实现如前面所述HARQ协议的HARQ控制器30。
当然，在不脱离本发明基本特性的情况下，本发明可以在不同于本文具体所述那些方式的其它方式中执行。所示实施例在所有方面均要视为说明性而不是限制性的，并且落在随附权利要求的意义和等同范围内的所有更改旨在涵盖于其中。

Claims (12)

1.一种由基站实现的传送调度信息的方法，所述调度信息与通过下行链路共享信道传送到用户终端的数据分组相关联，所述方法包括：
确定预期用户终端是使用第一上行链路信道还是第二上行链路信道来发送在所述下行链路共享信道上传送到所述用户终端的数据分组的确认；
如果预期所述用户终端使用所述第一上行链路信道来发送所述确认，则用普通可靠性将所述调度信息从所述基站传送到所述用户终端；以及
如果预期所述用户终端使用所述第二上行链路信道来发送所述确认，则用增强可靠性将所述调度信息从所述基站传送到所述用户终端,
其中所述第一上行链路信道包括物理上行链路控制信道，以及其中所述第二上行链路信道包括物理上行链路共享信道。
2.如权利要求1所述的方法，其中用普通可靠性将所述调度信息从所述基站传送到所述用户终端包括用选定的普通传送功率来传送所述调度信息以实现期望的错误率。
3.如权利要求2所述的方法，其中用增强可靠性将所述调度信息从所述基站传送到所述用户终端包括用相对于所述普通传送功率增大的传送功率来传送所述调度信息以减少所述期望的错误率。
4.如权利要求1所述的方法，其中用普通可靠性将所述调度信息从所述基站传送到所述用户终端包括用选定的普通聚合级别来传送所述调度信息以实现期望的错误率。
5.如权利要求4所述的方法，其中用增强可靠性将所述调度信息从所述基站传送到所述用户终端包括用相对于所述普通聚合级别增大的聚合级别来传送所述调度信息以减少所述期望的错误率。
6.如权利要求1所述的方法，用于长期演进系统，其中所述下行链路共享信道包括物理下行链路共享信道，以及其中控制信息由所述基站在所述物理下行链路控制信道上传送到所述用户终端。
7.一种用于通过共享下行链路信道将数据传送到一个或多个用户终端的基站，所述基站包括：
收发器，用于通过所述共享下行链路信道将信号传送到用户终端；以及
基带处理器，包括用于在所述下行链路共享信道上调度传送到所述用户终端的调度器，所述基带处理器配置成：
确定预期用户终端是使用第一上行链路信道还是第二上行链路信道来发送在所述下行链路共享信道上传送到所述用户终端的数据分组的确认；
如果预期所述用户终端使用所述第一上行链路信道来发送所述确认，则用普通可靠性将调度信息从所述基站传送到所述用户终端；以及
如果预期所述用户终端使用所述第二上行链路信道来发送所述确认，则用增强可靠性将所述调度信息从所述基站传送到所述用户终端,
其中所述第一上行链路信道包括物理上行链路控制信道，以及其中所述第二上行链路信道包括物理上行链路共享信道。
8.如权利要求7所述的基站，其中所述基带处理器通过用选定的普通传送功率来传送所述调度信息以实现期望的错误率，从而用普通可靠性来传送所述调度信息。
9.如权利要求8所述的基站，其中所述基带处理器通过用相对于所述普通传送功率增大的传送功率来传送所述调度信息以减少所述期望的错误率，从而用增强可靠性来传送所述调度信息。
10.如权利要求7所述的基站，其中所述基带处理器通过用选定的普通聚合级别来传送所述调度信息以实现期望的错误率，从而用普通可靠性来传送所述调度信息。
11.如权利要求10所述的基站，其中所述基带处理器通过用相对于所述普通聚合级别增大的聚合级别来传送所述调度信息以减少所述期望的错误率，从而用增强可靠性来传送所述调度信息。
12.如权利要求7所述的基站，用于长期演进系统，其中所述下行链路共享信道包括物理下行链路共享信道，以及其中控制信息由所述基站在所述物理下行链路控制信道上传送到所述用户终端。
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