CN111130712A - 一种自适应跨载波混合自动重传请求处理方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于数字信息的传输技术领域，公开了一种自适应跨载波混合自动重传请求处理方法及系统，进行高频段数据传输，将数据采用特殊A‑MPDU的聚合；进行新传和重传信息传输；接收方接收数据并进行BA反馈，发送方根据BA反馈信息进行重传方案的选择以及重传指示；接收方按照指示，接收重传的出错数据的冗余信息，并判断重传信息与上次接收的出错信息的对应关系，再将重传冗余信息与上次收到的数据合并，进行组合译码。本发明采取自适应跨载波重传HARQ方案，重传信息根据当前高频段正在传输的数据方向，自适应的选择高频段同频传输或者跨载波低频传输，重传不必等待新传传输完成，降低重传时延。

Description

一种自适应跨载波混合自动重传请求处理方法及应用

技术领域

本发明属于数字信息的传输技术领域，尤其涉及一种自适应跨载波混合自动重传请求处理方法及应用。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：HARQ(混合自动重传请求)，是一种结合FEC(前向纠错)与ARQ(自动重传请求)方法的技术。FEC通过添加冗余信息，使得接收端能够纠正一部分错误，从而减少重传的次数。对于FEC无法纠正的错误，接收端会通过ARQ机制请求发送端重发数据。接收端使用检错码，通常为CRC校验，来检测接收到的数据包是否出错。如果无错，则接收端会发送一个肯定的确认(ACK)给发送端，发送端收到ACK后，会接着发送下一个数据包。如果出错，则接收端会丢弃该数据包，并发送一个否定的确认(NACK)给发送端，发送端收到NACK后，会重发相同的数据。

分片技术：将MSDU或MMPDU分割成更小的MAC级帧MPDU的过程称为分片。HE STA可以协商使用不同级别的动态分片：level 1，level 2，level 3。动态分片生成非均匀分片的MSDU、A-MSDU或MMPDU的过程，每个分片的长度不一定相同。

分片重组：将MPDU重新组合为单个MSDU或MMPDU的过程定义为分片重组。每个分片包含允许从其组成分片重新组装完整MSDU或MMPDU的信息。

现有技术一：LTE中的HARQ技术。

LTE中采用两级自动请求重传：位于RLC层的ARQ协议和位于MAC层的HARQ协议。3GPP TS 36.300指出，HARQ机制需要遵循以下原则：

(1)HARQ使用stop-and-wait protocol(停等协议)来发送数据。LTE使用多个并行的stop-and-wait process：当一个HARQ process在等待确认信息时，发送端可以使用另一个HARQ process来继续发送数据。

(2)每个HARQ process在一个TTI只处理一个TB(传输块)。

(3)每个HARQ process在接收端都需要有独立的HARQ buffer，以便对接收到的数据进行软合并。

(4)在LTE中，下行使用异步自适应HARQ；上行使用同步HARQ，但重传可以是自适应的，也可以是非自适应的。

现有技术二：基于Matlab的HARQ跨层仿真系统改进。

由于HARQ在重传时将整个TB都传，TB的数据量是非常大的，因此可以将TB进行分成几段，把一个长度较大的TB划分成几个长度较短且长度相等的码块单元(可进行三等分)，在接收端对码块单元进行校验，若在传输时出现错误，则重传出错的码块单元，而不是将整个TB全部重传。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有LTE中的HARQ技术，需要采用多通道技术，MPDU和编扰码块不齐，不利于HARQ重传。而且现有技术重传和新传无法同步进行，在进行新传的时候，无法进行重传的相关操作，会增加不必要的时延。

解决上述技术问题的难度：本发明需要对封装好的固定容器进行编号，收发两端要提前统一，避免容器编号出现差错，否可能则会导致待重传数据没有重传，无需重传数据一直重传的问题。

解决上述技术问题的意义：采用本方案进行跨载波HARQ，重传不受新传影响，可以降低时延，进一步满足相关需要，而且在一定程度上可以满足下一代Wi-Fi吞吐量大的需求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种自适应跨载波混合自动重传请求处理方法及应用。

本发明是这样实现的，一种自适应跨载波混合自动重传请求处理方法，具体包括：

步骤一，进行高频段数据传输，将新传的数据采用特殊A-MPDU的聚合，每个MPDU子帧封装为固定长度的容器，将数据进行分片与，并填充塞满容器；

步骤二，采用transparent FST与自适应跨载波异步传输的方式传输新传和重传信息；

步骤三，接收方接收数据，依据FCS字段检验每个MPDU子帧的正确性，进行BA反馈，发送方根据BA反馈信息，按照自适应重传策略1和2进行重传方案的选择；

步骤四，发送方在重传之前，发送action帧或利用SIG-B进行重传指示，告知接收方重传发生的时间、信道及与出错新传数据的对应关系及相关信息；

步骤五，接收方按照action帧的指示，在对应时间，去对应信道上接收重传的出错数据的冗余信息，结合action帧中空口实际发送帧的起始时间范围与编解码块的bitmap，判断重传信息与上次接收的出错信息的对应关系，再将重传冗余信息与上次收到的数据合并，进行组合译码。

进一步，步骤一中，所述高频段数据传输及将新传的数据采用特殊A-MPDU的聚合具体包括：

不同QoS等级的数据采用不同的调制编码方式进行传输，且在不同的调制编码方式下，分别采用不同长度的固定容器进行封装，并与物理层编码块进行适配。

进一步，步骤二中，所述重传信息的传输具体包括：

重传信息采用2种自适应跨载波重传策略进行数据传输：当进行同频重传或跨载波重传采用自适应重传策略1；当整块重传or部分重传采用自适应重传策略2；

所述自适应重传策略1与自适应重传策略2具体包括：

自适应重传策略1：在重传前，发送方判断当前高频6GHz频段是上行传输还是下行传输；

(1)若与重传方向一致，则在6Ghz频段分配RU进行捎带重传，在SIG-B及相关调度信息中进行资源指示，明确HARQ的重传信道中存储的是冗余信息或新传信息；

(2)若与重传方向不一致，则跨载波在低频段进行重传；

自适应重传策略2：设定出错率的阈值，根据BA帧的反馈可以判断汇聚帧的出错率，将其与阈值进行比较：

1)若出错率大于阈值，则将整个块按照自适应重传策略1进行重传；

2)若出错率小于阈值，则进行部分HARQ重传，由出错的MPDU对应的信道编解码块的位置，按照信道编解码块进行增量冗余重传；通过action帧或SIG-B指示重传时间、信道及对应新传的时间、载波、位图及相关信息。

进一步，步骤四中，所述action帧或SIG-B内容具体包括：

action帧内容包括：重传种类、重传发生的时间、重传信道、重传RU、重传针对的新传空口实际发送的起始时间范围、编解码块的位图指示；

SIG-B内容包括：重传时间、重传信道即RU、重传对应的新传的时间及载波编号以及编解码块的位图指示。

本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述自适应跨载波混合自动重传请求处理方法。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的自适应跨载波混合自动重传请求处理方。

本发明的另一目的在于提供一种实现所述自适应跨载波混合自动重传请求处理方法的调制编码装置。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明发送方将数据使用固定容器进行封装，利用现有的分片与汇聚技术，对容器进行填充塞满，形成固定长度的MAC子帧，克服了MPDU和编扰码块不齐，不利于HARQ重传的问题。

同时本发明采取自适应跨载波重传HARQ方案，重传信息根据当前高频段正在传输的数据方向，自适应的选择高频段同频传输或者跨载波低频传输，重传不必等待新传传输完成，降低重传时延。

本发明采用此种HARQ机制的帧，根据其BA帧的反馈，可以判断出出错的帧，从而采取自适应策略：可设定一个阈值，若出错率大于该阈值，则整个块进行自适应跨载波重传；反之，则只做部分HARQ重传，由出错的MPDU对应的信道编码块的位置，按照信道编解码块进行增量冗余重传。

本发明采用自适应跨载波HARQ策略1，高低频自适应传输重传信息，使得重传不受新传影响，可以降低时延；采用自适应跨载波HARQ策略2，根据出错率的大小选择全部重传或部分重传，提高重传效率，节省资源；对传输数据采用特殊的聚合方式进行封装，可有效判断错误的MPDU子帧，便于HARQ重传，并且可以适应不同的调制编码方式。

附图说明

图1是本发明实施例提供的自适应跨载波混合自动重传请求处理方法流程图。

图2是本发明实施例提供的A-MPDU聚合封装示意图。

图3是本发明实施例提供的Action帧格式示意图。

图4是本发明实施例提供的SIG-B格式示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的技术方案与技术效果做详细说明。

如图1所示，本发明实施例提供的自适应跨载波混合自动重传请求处理方法具体包括：

S101，进行高频段数据传输，将新传的数据采用特殊A-MPDU的聚合，每个MPDU子帧封装为固定长度的容器，将数据进行分片与，并填充塞满容器。

S102，采用transparent FST与自适应跨载波异步传输的方式传输新传和重传信息。

S103，接收方接收数据，依据FCS字段检验每个MPDU子帧的正确性，进行BA反馈，发送方根据BA反馈信息，按照自适应重传策略1和2进行重传方案的选择。

S104，发送方在重传之前，发送action帧或利用SIG-B进行重传指示，告知接收方重传发生的时间、信道及与出错新传数据的对应关系及相关信息。

S105，接收方按照action帧的指示，在对应时间，去对应信道上接收重传的出错数据的冗余信息，结合action帧中空口实际发送帧的起始时间范围与编解码块的bitmap，判断重传信息与上次接收的出错信息的对应关系，再将重传冗余信息与上次收到的数据合并，进行组合译码。

如图2所示，步骤S101中，本发明实施例提供的高频段数据传输及将新传的数据采用特殊A-MPDU的聚合具体包括：

不同QoS等级的数据采用不同的调制编码方式进行传输，且在不同的调制编码方式下，分别采用不同长度的固定容器进行封装，并与物理层编码块进行适配。

步骤S102中，本发明实施例提供的重传信息的传输具体包括：

重传信息采用2种自适应跨载波重传策略进行数据传输：当进行同频重传或跨载波重传采用自适应重传策略1；当整块重传or部分重传采用自适应重传策略2。

所述自适应重传策略1与自适应重传策略2具体包括：

自适应重传策略1：在重传前，发送方判断当前高频6GHz频段是上行传输还是下行传输。

(1)若与重传方向一致，则在6Ghz频段分配RU进行捎带重传，在SIG-B及相关调度信息中进行资源指示，明确HARQ的重传信道中存储的是冗余信息或新传信息。

(2)若与重传方向不一致，则跨载波在低频段进行重传。

自适应重传策略2：设定出错率的阈值，根据BA帧的反馈可以判断汇聚帧的出错率，将其与阈值进行比较：

1)若出错率大于阈值，则将整个块按照自适应重传策略1进行重传。

2)若出错率小于阈值，则进行部分HARQ重传，由出错的MPDU对应的信道编解码块的位置，按照信道编解码块进行增量冗余重传；通过action帧或SIG-B指示重传时间、信道及对应新传的时间、载波、位图及相关信息。

如图3-图4所示，步骤S104中，本发明实施例提供的action帧或SIG-B内容具体包括：

action帧内容包括：重传种类、重传发生的时间、重传信道、重传RU、重传针对的新传空口实际发送的起始时间范围、编解码块的位图指示；

SIG-B内容包括：重传时间、重传信道即RU、重传对应的新传的时间及载波编号以及编解码块的位图指示。

下面结合具体实施例对本发明的技术方案与技术效果做进一步说明。

实施例1：

1.高频段传输时，可将新传的数据，采用特殊A-MPDU的聚合，其中每个MPDU子帧封装为固定长度的容器，利用现有的分片与重组技术，对容器进行填充塞满，以便接收方发现出错时，可以进行对应的反馈，发送方也可进行对应的重传。利用现有分片与重组技术进行塞满时，可能在容器中会存在小的碎片，不过影响不大，忽略不计。

不同QoS等级的数据采用不同的调制编码方式进行传输，且在不同的调制编码方式下，分别采用不同长度的固定容器进行封装，与物理层编码块进行适配，以便于后续进行HARQ重传。

2.将新传和重传信息通过自适应跨载波异步传输的方式进行传输，采用transparent FST的方式。重传信息采用2种自适应跨载波重传策略。

第一，自适应重传策略1(同频重传or跨载波重传)：在重传前，发送方判断当前高频6GHz频段是上行传输还是下行传输：

(1)若与重传方向一致，则在6Ghz频段分配RU进行捎带重传，可以在SIG-B等调度信息中进行资源指示，指示哪些RU为HARQ重传冗余信息，哪些RU为新传信息。

(2)若与重传方向不一致，则跨载波在低频段进行重传。

使用自适应跨载波重传策略，重传信息不受新传影响，可降低重传时延

第二，自适应重传策略2(整块重传or部分重传)：设定一个出错率的阈值，根据BA帧的反馈可以判断汇聚帧的出错率，将其与阈值进行比较：

(1)若出错率大于阈值，则将整个块按照自适应重传策略1进行重传；

(2)若出错率小于阈值，则进行部分HARQ重传，由出错的MPDU对应的信道编解码块的位置，按照信道编解码块进行增量冗余重传。其重传时间、信道、及对应新传的时间、载波、位图等信息可以通过action帧或SIG-B进行指示。

3.接收方接收数据后，依据FCS字段检验每个MPDU子帧的正确性，进行BA反馈，发送方根据BA反馈信息，按照自适应重传策略1和2进行重传方案的选择。

4.发送方在重传之前，会发送一个action帧进行重传指示，或者也可利用SIG-B进行指示，以告知接收方重传发生的时间、信道及与出错新传数据的对应关系等信息，因此action帧或SIG-B中需要包含的内容包括：重传发生的时间，会在哪个信道(或可具体到哪个RU)上进行重传，重传针对的新传空口实际发送的起始时间范围，以及编解码块的位置信息等。

根据以上内容，可以设计此重传指示action帧的具体格式如下所示：

现有Action帧格式如图3所示。

其中category values在32～125之间为reserved，选取其中1个定义为重传指示action帧，内容如下所示：

order	Information
		1	Category
2	Retransmission time
		3	Retransmission channel
4	Retransmission RU
		5	Transmission start time range
6	Transmission bitmap

利用SIG-B进行重传指示，其格式设计如图4所示：

现有SIG-B格式：

由于每个用户重传方式可能不同，因此在User Specific field字段，在有需要进行重传的用户的User字段插入指示字段，包括重传时间，重传信道(RU)，重传对应的新传的时间及载波编号(为了避免信令时间过长，时间字段不需要精确描述，8bits描述大概时间范围即可)，以及编解码块的位图指示。

5.接收方按照action帧的指示，在对应时间，去对应信道上接收重传的出错数据的冗余信息，结合action帧中空口实际发送帧的起始时间范围与编解码块的bitmap，判断重传信息与上次接收的出错信息的对应关系，再将重传冗余信息与上次收到的数据合并，进行组合译码。

结论：

本发明方案将使用固定容器封装的汇聚方案与跨载波HARQ技术相结合。自适应跨载波HARQ技术，包含两种自适应策略：a.高频传输数据，低频传输控制信息，根据当前6G频段数据传输方向与重传方向是否一致，采用同频分配RU捎带重传信息，或低频跨载波传输重传信息；b.根据出错率的大小，出错率高的整块重传，反之则部分重传，重传需进行指示。采取特殊的汇聚方案-使用固定容器进行封装，利用分片与重组技术，塞入固定长度的容器中，形成固定长度MPDU。

采用自适应跨载波HARQ策略1，高低频自适应传输重传信息，使得重传不受新传影响，可以降低时延；采用自适应跨载波HARQ策略2，根据出错率的大小选择全部重传或部分重传，提高重传效率，节省资源；对传输数据采用特殊的聚合方式进行封装，可有效判断错误的MPDU子帧，便于HARQ重传，并且可以适应不同的调制编码方式。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自适应跨载波混合自动重传请求处理方法，其特征在于，所述自适应跨载波混合自动重传请求处理方法包括：

步骤一，进行高频段数据传输，将新传的数据采用特殊A-MPDU的聚合，每个MPDU子帧封装为固定长度的容器，将数据进行分片与拼接，并填充塞满容器；

步骤二，采用transparent FST与自适应跨载波异步传输的方式传输新传和重传信息；

步骤三，接收方接收数据，依据FCS字段检验每个MPDU子帧的正确性，进行BA反馈，发送方根据BA反馈信息，按照自适应重传策略1和2进行重传方案的选择；

步骤四，发送方在重传前，发送action帧或利用SIG-B进行重传指示，告知接收方重传发生的时间、信道及与出错新传数据的对应关系及相关信息；

步骤五，接收方按照action帧的指示，在对应时间，去对应信道上接收重传的出错数据的冗余信息，结合action帧中空口实际发送帧的起始时间范围与编解码块的bitmap，判断重传信息与上次接收的出错信息的对应关系，再将重传冗余信息与上次收到的数据合并，进行组合译码。

2.如权利要求1所述自适应跨载波混合自动重传请求处理方法，其特征在于，步骤一中，所述高频段数据传输及将新传的数据采用特殊A-MPDU的聚合具体包括：

不同QoS等级的数据采用不同的调制编码方式进行传输，且在不同的调制编码方式下，分别采用不同长度的固定容器进行封装，并与物理层编码块进行适配。

3.如权利要求1所述自适应跨载波混合自动重传请求处理方法，其特征在于，步骤二中，所述重传信息的传输方法包括：

重传信息采用两种自适应跨载波重传策略进行数据传输：当进行同频重传或跨载波重传采用自适应重传策略1；当整块重传or部分重传采用自适应重传策略2。

4.如权利要求3所述自适应跨载波混合自动重传请求处理方法，其特征在于，所述自适应重传策略1包括：

在重传前，发送方判断当前高频6GHz频段是上行传输还是下行传输；

(1)若与重传方向一致，则在6Ghz频段分配RU进行捎带重传，在SIG-B及相关调度信息中进行资源指示，明确HARQ的重传信道中存储的是冗余信息或新传信息；

(2)若与重传方向不一致，则跨载波在低频段进行重传。

5.如权利要求3所述自适应跨载波混合自动重传请求处理方法，其特征在于，所述自适应重传策略2包括：

设定出错率的阈值，根据BA帧的反馈可以判断汇聚帧的出错率，将其与阈值进行比较：

1)若出错率大于阈值，则将整个块按照自适应重传策略1进行重传；

2)若出错率小于阈值，则进行部分HARQ重传，由出错的MPDU对应的信道编解码块的位置，按照信道编解码块进行增量冗余重传；通过action帧或SIG-B指示重传时间、信道及对应新传的时间、载波、位图及相关信息。

6.如权利要求1所述自适应跨载波混合自动重传请求处理方法，其特征在于，步骤四中，action帧包括：重传种类、重传发生的时间、重传信道、重传RU、重传针对的新传空口实际发送的起始时间范围、编解码块的位图指示。

7.如权利要求1所述自适应跨载波混合自动重传请求处理方法，其特征在于，步骤四中，SIG-B包括：重传时间、重传信道即RU、重传对应的新传的时间及载波编号以及编解码块的位图指示。

8.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如权利要求权利要求1～6任意一项所述自适应跨载波混合自动重传请求处理方法。

9.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-6任意一项所述的自适应跨载波混合自动重传请求处理方法。

10.一种实现权利要求1～6任意一项所述自适应跨载波混合自动重传请求处理方法的调制编码装置。

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