CN102171964A - 用于接收和发送数据块的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于接收和发送数据块的可扩展且可靠的反馈抑制方法。该方法包括接收由发送器发送给接收器组播组的所述数据块的至少一个初始的数据包；以及所述组播组的至少一个接收器给所述发送器发送表示丢包的至少一个否定确认包，其中所述至少一个否定确认包是在给所述接收器组播组专用的单个上行链路时隙中发送的，并且其中所述组播组的所有接收器的所述否定确认包都一样。

Description

用于接收和发送数据块的方法
技术领域
本发明大体上涉及通信网络，更特别的是涉及一种用于在通信网络中接收和发送数据块的方法。
背景技术
组播和广播业务(MBS)是一种前景很好的同时给多个客户端设备发送同样的数据内容的技术。例如，在无线通信系统中，经常设计和配置无线终端设备同时接收视频、音频和多媒体内容。因而，无线基站的发送器会给这些无线终端设备组播或者广播视频、音频和多媒体内容，使得这些无线终端设备中的每一个都能接收并呈现视频和/或音频内容给它的用户。
另外，在通信网络中，尤其是在无线通信网络中，数据包丢失或者出错是不可避免和不可预测的。为了提高收到的内容的质量，可以在双向通信网络中应用诸如前向纠错(FEC)和自动重传请求(ARQ)之类的丢包恢复技术。要求接收器发回报告是否已经成功收到数据包的确认。发送器监控代表正确地收到包的确认(ACK)或者表明出现了丢包的否定确认(NAK)。一旦收到所述反馈，发送器可以判断是要发送额外的奇偶校验包还是要重传包。
为了限制组播系统中所有接收器发送的反馈包的数目，不用ACK，而是用NAK给发送器发送反馈，因为它所需要的包开销较少。但是，对于组播或者广播业务，发送器可以给十几个或者几百个接收器发送同样的数据包，由于NAK包的报告数量也是不可预测的，在反向的上行链路信道中仍会出现数据拥塞。
US2008/0031179揭示了一种给在时分复用访问模式下有预定数目的丢包的所有的接收器分配反馈时隙的方法。例如，具有一个丢包的接收器在第一时隙中发送反馈，在第二时隙中发送反馈的接收器具有两个丢包。所需要的反馈带宽取决于丢包的数目。这种方法的缺陷在于，发送器应当分配估计数目的时隙(等于最大的丢包数)用于反馈传输。
因此，需要一种改进的用于接收和发送数据内容的方法。
发明内容
本发明涉及一种在通信网络中的接收器组播组的一个接收器部分中使用的、从发送器接收数据块的方法，包括：接收由所述发送器发送给所述组播组的所述数据块的至少一个初始数据包；如果存在丢包，则所述接收器给所述发送器发送至少一个NAK包，其中所述至少一个NAK包是在给所述接收器组播组专用的单个上行链路时隙中发送的，并且其中所述组播组的所有接收器的所述NAK包都一样；进而，基于所述组播组的至少一个接收器发送的NAK包，接收由所述发送器发送的所述数据块的至少一个额外的包。
本发明还涉及实施前面提到的接收数据块的方法的接收器。该接收器包括用于接收所述发送器发送给所述组播组的所述数据块的至少一个初始数据包的装置；以及用于从所述接收器发送表明丢包的至少一个NAK包给所述发送器的装置，其中，所述至少一个NAK包是在给所述接收器组播组专用的单个上行链路时隙中发送的，并且其中所述的组播组的所有接收器的NAK包都一样。
本发明还涉及一种在通信网络的发送器中使用的、用于发送数据块给接收器组播组的方法，包括：发送所述数据块的至少一个数据包；以及当在单个的上行链路时隙中收到来自于接收器组播组的至少一个NAK包时，发送用于所述数据块的至少一个恢复数据包，其中，所述多个接收器发送的NAK消息是一样的。
本发明还涉及一种用于实施上文提到的发送数据块的方法的发送器。该发送器包括用于发送所述数据块的至少一个数据包的装置；以及当在单个的上行链路时隙中从所述接收器的组播组收到至少一个NAK数据包时，发送用于所述数据块的至少一个恢复数据包的装置，其中，所述接收器组播组发送的NAK消息是一样的。
附图说明
本发明的这些及其它方面、特征和优点从接下来的描述结合附图将会变得很清楚，其中：
图1是表现用于解释本发明实施例的实施时分复用(TDM)方案的无线网络的示意图；
图2是表现根据本发明实施例的TDM分配方案的示意图；
图3是表现根据本发明实施例的NAK消息格式的示意图；
图4是表现根据本发明实施例的用于NAK抑制的时隙分配示意图；
图5是表现根据本发明实施例的从发送器接收数据块的方法的流程图；以及
图6是表现根据本发明实施例的给多个接收器组播或者广播数据块的方法的流程图。
具体实施方式
根据一个说明性的实施例，现在参考附图给出描述来举例说明本发明的许多优点/特征。
图1是显示用于解释本发明的一个实施例的实施时分复用(TDM)方案的无线网络的示意图。如图1所示，无线通信网络100包括具有要组播或者广播给组播组107的内容数据的内容服务器102。所述内容数据例如可以为视频流、视频文件、音频文件或者其它数据以及它们的任意组合。基站104从内容服务器102获得所述内容。基站104将所述内容数据排列为一系列数据块，并根据诸如喷泉码(fountain code)之类的无速率约束码、Luby变换码、诸如里德-所罗门码(Reed-Solomon)处理之类的固定速率码或者处理过程等等之类对这些数据块进行编码。然后，在组播模式下或者在广播模式下，相继发送所述数据块中的每一个数据块给组播组的移动客户端(接收器)设备107-1至107-n。
对于每个数据块，基站104的发送器给客户端设备107-1至107-n的所有接收器都发送所述数据块的初始的一组发送数据包。所述初始数据包是要发送的实际内容数据。一旦接收到所述数据包，每个接收器判断它是否已经收到了足够的发送包或者符号来解码所述数据块。如果所述接收器没有收到足够的包或者符号，它会给基站104回应一个NAK消息，使得所述发送器给所述接收器发送额外的恢复数据包，诸如奇偶校验数据包或者FEC包，等等。根据本发明的实施例，如果所述接收器成功地收到了足够多的数据包或者所有的包，则它不需要发送任何回应。
在本发明当前的实施例中，应用一种TDM方案，将每一帧中的可用带宽分成时隙，并将这些时隙分成下行链路时隙信道和上行链路时隙信道。所述内容数据经由下行链路时隙发送到所述客户端设备的接收器，所述NAK是经由上行链路时隙发送到所述发送器的。
图2是显示根据本发明实施例的TDM分配方案图。如图2所示，每一帧中的可用带宽已经分成了时隙，这些时隙被分配给下行链路时隙信道(图2中的DL)和上行链路时隙信道(图2中的UL)。本领域技术人员可知，分配给下行链路信道的带宽和分配给上行链路信道的带宽不需要相等或者是固定的，可以基于流量的负载在所述基站中分配下行链路带宽或者上行链路带宽。另外，所述具体的的分配结果在每一帧的开头的“MAP”字段中被组播或者被广播，使得每个接收器得知分配给它的用于接收或者发送数据的时隙。
在当前的实施例中，给同一个组播组中的所有接收器分配同一个上行链路时隙来发送NAK数据包，因此，只分配一个上行链路时隙。为了使用一个时隙同时报告多个接收器的NAK消息，将所述反馈消息的格式定义成一个同样的格式。在同步无线网络中，来自于诸如多个接收器之类的多个节点的同样的信号，被认为是多路径衰减，所述基站可以成功地解析所述多个NAK消息。因此，本发明的实施例可以用于任何一种这样的同步无线网络中，诸如用在UMTS、HSUPA、TD-SCDMA、IEEE802.16、LTE或者类似的网络中。
图3是显示根据本发明实施例的NAK消息的格式图。如图3所示，所述NAK消息包括两个字段，一个字段为组播CID(客户身份)或者广播CID，另一个为NAK指示符：在这个字段中，“0”值表示没有丢包，“1”值意味着有丢包。对于组播组的多个接收器而言，所述CID字段相同，也就是所述组播组的CID相同。另外，根据所述实施例，有丢包的所有接收器将给所述发送器发回一个NAK消息。对于那些没有丢包的接收器，则不需要所述反馈。因此，同样的NAK消息将被发回到所述发送器。另外，本领域技术人员已知，基于所述实施例可以使用其它一样的消息格式。
图4是显示根据本发明实施例的用于抑制NAK的时隙分配图。在发送器侧，首先发送数据块1中的初始包或者符号(包1至包5)。在发送所述数据块期间，接收器不需要报告确认。当传输包5后，则给属于这个组播会话中的所有接收器分配一个上行链路时隙，以报告接收状态。如果在所述数据块的初始的符号发送期间有任何的丢包，例如，接收器107-1丢失了P1/P3/P5，接收器107-2丢失了P3，接收器107-3丢失了P2，则所述接收器发送一个NAK消息。在这个例子中，所述组播组的所有接收器收到的数据块1都有丢包，因此，每一个接收器都将在所述第一上行链路反馈时隙中，通过使用图3定义的一样的消息格式，同时报告NAK。一旦收到所述NAK，所述发送器将会意识到，在所述组播组中至少有一个终端设备有解码所述原始数据包的问题，因此，它将在下一帧的下行链路时隙中发送额外的恢复包或者符号R1，然后在同一帧中分配另一个上行链路反馈时隙为R1。所述额外的恢复包可以为至少一个数据包或者一组数据包。
重复前面提到的反馈过程，直到所有的接收器都捕捉到足够多的符号来恢复所述原始的数据包，并在所述上行链路信道中检测不到NAK时，才结束。如图4所示，符号“☆”表示从所述接收器收到NAK，至少一个接收器需要额外的恢复包，符号“○”表示没有接收到NAK，所有的接收器可以成功地恢复所述初始的包。根据该实施例，所述NAK反馈消息表明丢包是由所述初始的符号造成的或者是由所述恢复符号(诸如接收器2中的P3或者R1)造成的。当在上行链路信道中没有检测到关于数据块1的NAK时，块1的数据发送结束，下一个数据块的发送过程开始。
例如，接下来的数据块2的接收状况较好，因为每一个接收器仅丢一个包，因而需要的反馈时间较少。在这个样本中需要的反馈报告时隙的数目不同，说明了本发明提议的反馈抑制机制的可扩展性。反馈报告所需要的时隙仅取决于所述数据块中的最大丢包数目，与接收器数目没有关系。在另一方面，所述反馈报告时隙不是一个固定的值，它随接收器之间的接收条件而变化。在接收条件差、丢包密集的状况下(例如，数据块1)，则输送多次所述恢复符号，而在接收条件好(例如，数据块2)、仅有零星的丢包的状况下，仅需要少量的恢复数据包。
可替换的是，为了缩短由于插入了恢复符号而造成的符号发送的延迟，一种方法是，基于在给定的时间间隔内统计的反馈报告，动态地调节所述第一恢复包的数目。例如，基于所述统计，在几个数据块内使用的恢复包数目平均为5。那么，在同样状况下的时间段期间，所述下行链路时隙中的第一个恢复包将包括发送给所述组播组的接收器的5个额外的恢复包。
另一种方法是，设置预定的条件来终止所述反馈过程。例如，所述预定的条件可以是用于给定块的恢复符号的最大数目，或者是为给定块发送所述恢复符号的最大允许时间周期。如果达到了所述设置的临界值，则终止发送NAK数据包的反馈过程，所述发送器将组播或者广播下一个数据块。
图5是显示根据本发明的实施例从发送器接收数据块的方法流程图。如上文提到的，所述接收方法是由同步通信网络中的组播组的多个接收器使用。下文的描述将处理单个接收器的情况---当然，其它接收器同样。在步骤501，接收器从所述系统的发送器接收组播的(或者，根据变化例，广播的)初始包，其中的初始包可以是一个或多个数据包。然后，在步骤502，所述接收器判断每个接收器是否都收到了足够多的初始包。如果并非如此，则在步骤503，所述接收器给所述发送器发送至少一个NAK包。所述至少一个NAK包是在一个上行链路时隙中发送的，与其它接收器所用的一个消息的格式相同。在步骤504，从所述发送器接收额外的恢复包或者包。在所述接收器收到所述额外的包之后，将判断是否仍有丢包(步骤502)，同样重复执行步骤503。然后，在步骤505，所述接收器进行所述初始包的恢复。可替换的是，如前所述，如果达到了所述预定的条件，则接收器将终止步骤503，通过收到的所述数据块的初始数据包和额外的包直接执行步骤505。
图6是显示根据本发明的实施例的用于给多个接收器组播或者广播数据块的方法的流程图。在步骤601，所述发送器组播或者广播所述数据块的至少一个初始的数据包。所述初始的数据包的数目是基于所述数据块对应的编码方案。另外，在所述帧的MAP字段同时给所述多播组的多个接收器分配用于NAK反馈的上行链路时隙。然后，在步骤602，所述发送器判断在所分配的上行链路时隙期间是否收到了至少一个NAK反馈包。所有的接收器的所述至少一个NAK都有相同的格式，这样，可以认为是一个消息。不会造成拥塞。然后，在步骤603，当所述发送器收到所述NAK包时，它将组播或者广播至少一个额外的恢复数据包。如果所述发送器没有收到NAK包，或者预定的条件出现了，在步骤604将终止发送所述数据块的包，然后进行到下一个数据块。
虽然是使用同步网络来解释当前的实施例，本领域技术人员会知道，仅当分配给一组接收器的单个时隙是一个同步上行链路信道的时隙，而不管所述网络是否同步时，可以使用该实施例的发送和接收数据块的方法。另外，在该实施例中的数据块被描述为是通过组播模式或者广播模式发送的，本领域技术人员会知道，仅当给一组接收器分配单个的时隙，而不用管发送所述数据块的方式时，可以使用所述方法。
前面的描述仅是举例说明本发明的实施例，因此可以理解，那些本领域技术人员能够设计各种替换的方案，虽然在此处并未详细说明，但是体现本发明的原理，并在本发明的精神和范畴内。

Claims (14)

1.一种在通信网络中的接收器组播组的接收器部分中使用的、用于从发送器接收数据块的方法，包括：
接收由所述发送器发送给所述组播组的所述数据块的至少一个初始数据包；
如果存在丢包，则所述接收器给所述发送器发送至少一个否定确认包，其中所述至少一个否定确认包是在给所述接收器组播组专用的单个上行链路时隙中发送的，并且其中所述组播组的所有接收器的所述否定确认包都一样；以及
进而，基于所述组播组的至少一个接收器发送的否定确认包，接收由所述发送器发送的所述数据块的至少一个额外的包。
2.根据权利要求1的方法，其中所述单个的上行链路时隙是同步上行链路信道的时隙。
3.根据权利要求1或2的方法，其进一步包括，如果在所述至少一个接收器处收到所述至少一个额外的包之后，仍有丢包，则重复所述发送步骤。
4.根据权利要求3的方法，其中所述丢包包括初始的数据包的丢失和额外的包的丢失。
5.根据权利要求3或4的方法，其中根据预定的条件终止所述重复步骤。
6.根据权利要求5的方法，其中所述的预定条件是所述接收器为给定的块发送的否定确认消息的数目。
7.一种用于实施根据权利要求1-5任意一项权利要求的用于接收数据块的方法的接收器。
8.一种在通信网络中的发送器使用的、用于给一个接收器组播组发送数据块的方法，包括：
发送所述数据块的至少一个数据包；以及
当在第一单个上行链路时隙中从所述接收器组播组的至少一个接收器收到至少一个否定确认包时，发送所述数据块的至少一个恢复数据包，其中所述至少一个接收器发送的否定确认消息是一样的。
9.根据权利要求8的方法，其中所述的单个上行链路时隙是同步上行链路信道时隙。
10.根据权利要求8或9的方法，其进一步包括，如果在所述发送步骤之后，在第二单个的上行链路时隙中接收到所述接收器组播组的至少一个接收器的至少一个进一步的否定确认包时，为所述数据块发送至少一个额外的恢复数据包。
11.根据权利要求10的方法，其中，所述进一步的否定确认包表示初始的数据包或者额外的恢复包有丢包。
12.根据权利要求10-11任意一项权利要求的方法，其中根据预定的条件终止所述进一步发送的步骤。
13.根据权利要求12的方法，其中所述的预定条件是所述进一步发送步骤的数目。
14.一种用于实施根据权利要求8-13任意一项权利要求的发送数据块的方法的发送器。
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