CN1328866C - 在通信系统中面向分组地传输数据的方法 - Google Patents

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Abstract

在根据本发明用于无线通信系统中无线站之间传输数据块的方法中，由第一无线站在多个信道内发送数据块，由第二无线站在公共信道内确认至少两个数据块的接收。

Description

在通信系统中面向分组地传输数据的方法
技术领域
本发明涉及一种在通信系统中，特别是涉及在应用检测传输错误和错误重传请求的和/或者未到数据分组的单纯或者混合ARQ-数据保护方法的无线通信系统或移动无线系统中用于数据的面向分组传输方法。
背景技术
在无线通信系统中，数据借助电磁波进行传输。电磁波的发射利用位于用于各自系统预先规定的频带内的载频实现。通过无线接口建立和触发固定基站与可以是固定的或者移动的无线装置的用户站之间的连接。
为了更好地满足载频上可供使用的频谱需求，例如在频率、时间、空间和/或者代码选择的多址接入的基础上采用同步多路复用法，目的是将物理信道的传输容量分配到多种连接上。此外，如果使用概念“物理信道”或者“信道”，那么它等同于概念“资源”，资源可能还要使用多个物理信道，其各自支配空中接口上规定的位传输速率。
同步多路复用法的缺点是，为连接所要求的传输容量由于较长时间间隔的时间同步受到束缚，而且，如果当时不需要传输容量，那么这些传输容量不能释放给其他用户。因此，传输容量可能仍然未被利用。
另一种原则上基于以面向分组传输方法即分组交换改善了这一不足。分组交换同样以共用通过多种连接的物理信道为基础。为此也在时间轴上进行划分，当然不是像同步多路复用法中那样在固定的时隙上，而是在可变长度的定址数据分组上。数据以可变时间传输，因此也称为异步多路复用法。数据分组也被称为(数据)块，(数据)帧，帧或者(数据)字。
无线通信系统的每个用户可以随时接入尚未利用的传输容量，例如根据随机存取法ALOHA传输其数据分组。此外，连接的位传输速率很容易无级的变化。用户站既可以通过发送数据分组的时间间隔，也可以通过其长度影响位传输速率。例如像UMTS(通用移动电信系统)等未来的无线通信系统以不同的位传输速率向用户提供多种多样的业务。除了纯粹的语音传输外，形成具有随之出现的例如因特网、基于IP的语音输因特网-电话)，E-mail，SMS(短信业务＝点到点的短信业务)和其他大部分数据产生多种业务的多媒体应用。面向分组传输的加入尤其具有光明的前景。
空中接口是信息技术中存在的最不利的通信媒介之一。问题是接收信号突然中断和信号失真，在上述数据结构的传输情况下会导致数据丢失。受到干扰的数据分组一般不是由接收站纠错和然后接收，而是借助于错误识别代码，有时还要附加的校正来检测错误。如果一个数据分组被识别是错误的，那么要求发送站更新。为此一般采用回复(确认)来确认所要传输的数据分组。对于无错误接收的数据分组来说，将肯定回复(ACK＝响应)传输到发送站。只要接收的数据分组是错误的，就将否定回复(NAK＝否定响应)传输到发送站并要求其重新传输。发送站因此必须保留所传输数据分组的拷贝，直至接收到无错误的回复。这种作为ARQ-方法(ARQ＝自动重发请求)公开的错误处理方法当然以发送站和接收站之间的反向信道为前提，通过该信道将错误分析结果通过接收站的相应回复通知发送站。在该反向信道上，也传输用于检测信道质量的数据，例如传输速率、接收功率、发射功率和/或者干扰，与此相关还有连接期间的附加传输容量和计算功率。实践中ARQ-数据保护方法还与前向纠错(FEC＝前向纠错)组合，以后称为混合ARQ-法。因为在将ACK/NAK作为回复使用时不能始终保证对数据分组的明确分配，所以也将当时下一个等待分组的编号(请求号＝RN)及其重复要求(请求＝RQ)作为回复使用。取决于ARQ-信令，一个Rn作为肯定或者否定回复使用一个RQ作为否定回复使用。
例如M.Bossert，M.Breitbach：Digitale Netze，B.G.Teubner Stuttgart·Leipzig1999，第141-162页对ARQ-信令作了概述。
已知的混合-法是所谓的N-信道停机和等待HARQ(N-信道SAWHARQ)。这种使用N个重叠简单的停机和等待HARQ管理(Instanzen)。例如，所谓的2-信道停机和等待HARQ通过下述方式实现，即在接收第二信道的数据块期间，确认所接收的第一信道的数据块，或接收第一信道的数据块期间，确认所接收的第二信道的数据块。它实现了将数据块传输给接收机，而该接收机检测此前发送的数据块是否接收有误，由此重新传输。有利的是由此实现减少接收确认时的延迟时间。
以同样方式，可以设想采用例如N＝4，6...的N-信道SAW HARQ-法，它们关键是根据存储器需求以及基站或用户终端设备中的计算功率进行选择。然而，这些方法共同之处在于，立即确认有效或者无效接收数据块，缺点由此特别是在多个并联的宽带分组数据信道中增加了信令载荷。
从标准化文献3GPP TR 25.950 V4.0.0(2001-03)中，特别是从第8.1.2章中公知，为每个用户站分别分配一个所谓的上行链路-反馈-信道。
从US-A-5 940 769，特别是图10和说明书第10栏第39-44行中公开了，由一个接收站按照对发送站的请求向多个接收的数据分组传输应答。
在WO-A-99 09698中特别是在图2中公开了，由一个目标站在由往返路程时延确定的时间间隔内向源站发送多个数据块。
发明内容
本发明的目的在于，在所述的使用SAW ARQ-方法的情况下，减少用于接收确认信令所要求的反向信道的数量。
该目的通过一种用于在通信系统中无线站之间传输数据块的方法以及用于实施该方法的通信系统得以实现。
在所述的方法中，由第一无线站在多个信道内向第二无线站发送数据块，其特征在于，由第二无线站在由多个无线站时间上分开使用的确认信道的一个时间帧内共同确认接收至少两个数据块。
所述通信系统具有第一无线站和第二无线站，该第一无线站拥有在多个信道内发送数据块的装置；第二无线站拥有用于接收数据块和用于在由多个无线站时间上分开使用的确认信道的一个时间帧内共同确认至少两个数据块的装置。
依据本发明，由一个接收无线站将所接收的多个数据块的确认信令在一个共同的确认信道内给发射无线站发送信令。
由此，有利地例如多个无线站可以利用一个公共的确认信道，由此有效地利用无线资源。
附图说明
下面借助实施例对本发明进行说明。其中示出：
图1示出无线通信系统，特别是现有的GSM-移动无线系统的方框图；
图2示出根据背景技术的N-信道SAW ARQ-方法的流程图；
图3示出依据本发明的N-信道SAWARQ-方法的流程图，以及
图4示出依据本发明的另一N-信道SAWARQ-方法的流程图。
具体实施方式
图1示出无线通信系统，尤其是现有的GSM-移动无线系统的方框图。然而，这种结构可以简单的方式转换到同样可以实现本发明的例如UMTS-移动无线系统等其他系统上。
GSM-移动无线系统由可以向线路连接的固定网络PSTN的过渡的多个移动交换局MSC(移动交换中心)组成。每个移动交换局MSC与多个基站-控制器BSC(基站控制器)连接，为一个或者多个基站BS(基站)进行无线资源的中央管理。基站BS可以通过无线接口根据特定的用户分离法重新连接到多个用户站MS。因此，分为从用户站MS到基站BS的上行方向UL(上行链路)或从基站BS到用户站MS的下行方向DL(下行链路)传输。通过每个基站BS至少构成一个提供无线技术资源的无线小区Z。用户站MS例如作为移动无线站或者作为例如无线用户终端系统(接入网络)的固定无线网络终端装置实现。移动交换接口MSC此外与操作和维护中心OMC(操作和维护中心)连接，其中管理系统的重要参数并形成人-机-接口。
在基站BS和用户站MS之间的无线接口上，传输不同业务的信令报文和有用数据。这样，由基站BS例如在专用的公共管理信道B(BCCH-广播控制信道)内定时发送与移动无线系统的管理相关的由用户站MS分析的公共信息。例如，由基站BS在物理信道内下行方向向用户站MS发送ch数据块或数据分组DP，用户站将其带有确认消息ACK(响应)或非-确认消息NAK(非响应)的无错误或有错误的接收在下行方向UL向基站BS发送信令。以同样的方式从用户站MS向基站BS传输数据块。
在图2中与图1相关示例说明在本说明书导言中所述N-信道SAWHARQ-方法的流程图。下面所述的方法以该假设为基础，即用于传输数据块的信道按照时分多路复用方法进行结构化。基站BS在各自的时间帧fr1...中向接收的用户站MS发送数据块DP1...。在该用户站检测此前发送的数据块接收是否有误以便重新传输期间，基站BS准备发送后面的数据块DP2...。此外，在该段时间内，从用户站MS向基站BS借助于含有各自数据块DP说明的各自信令报文A/N(响应/非响应)发送信令，是否必须重新发送那些数据块或者是否可以发送新的数据块。对于2-信道SAW HARQ，对应于N＝2来说，接收只需判定时间帧fr时间的持续时间和发送信令，是否要求重新发送数据块。取决于这一判定，在第三时间帧fr3中再次发送该数据块或者发送新的数据块。
依据本发明的主题思想以图3的示例流程图为依据，在上行方向UL的一共用反向信道内传输确认信令。通过依据本发明的多个数据块可以在一个时间帧内共同传输确认信令，使多个用户站可以利用一个共同的确认信道或反向信道。
如果如所述的4-信道SAW HARQ-方法所示的方案利用四个信道ch1…ch4，那么需要注意的是，用于确定无错误或有错误接收的处理时间相当于2-信道SAW HARQ-方法的时间。在时间帧fr1内发送的数据块DP1只有在时间帧fr5内才能重复或在无错误传输情况下才能发送新的数据块DPx。数据块DP2可以相同方式在时间帧fr6内重复或发送新的数据块。
因此，如所述的那样，数据块DP1和DP2的确认信令完全可以在第三时间帧fr3内传输。同样可以设想，在第四时间帧fr4内才发送信令，以便为接收机提供更长的时间进行处理和分析。然而前提条件是，发射机能够在后面的第五时间帧fr5内重复或重新发送。
优点在于节省无线资源。在4-信道SAW HARQ-方法的例子中它最多为50％，因为始终为两个数据块共同发送回复。因为数据块的每个接收机都需要反向信道，所以这种方案提高了一个无线小区内可提供的用户站数量。此外，还可以降低由回复消息引起的干扰。
这些方案并不局限于4-信道SAW HARQ上。对于多于四个信道的情况来说，无论是发射机还是接收机均可支配更高的处理时间，所需的无线信道的数量会更少。
不同方法之间转换的重要标准是用户站以及基站的特性。特别是根据保持较少处理时间的能力，来判定2-信道SAWH ARQ还是节省无线小区的那种4-信道SAW HARQ。如果处理时间不够少，那么可以使用4-信道SAWHARQ方案。
作为转换的其他标准是所要传输的数据量，如果只向接收机传输较少的数据，那么可以转换到2-信道SAW HARQ方案上。它减少数据块接收和反向信道内向发射机回复消息之间的时间。
取决于所谓的和可能的其他标准，选择N-信道SAW HARQ方法的最适用的方案。借助于信令传输来通知选择哪种方案。
另一主题思想以图4的示例流程图为依据，在上行方向UL的一公共反向信道内传输多路确认信令。通过将多个数据块在分别至少两个时间帧fr内的这种多路共同传输确认信令，确保更加可靠地正确接收确认信令。例如采用各自向接收数据分细传输确认信令之间未被利用的时间帧那样，同样可以采用不同周期性的多路确认信令传输。如图4中示例所述的那样，接收数据分组DP1无论在时间帧fr2还是fr3内均可确认，在此期间，在时间帧fr3和fr4内确认接收数据分组DP2。

Claims (6)

1.用于在通信系统中无线站之间传输数据块的方法，
其中，由第一无线站在多个信道内向第二无线站发送数据块，
其特征在于，
由第二无线站在由多个无线站时间上分开使用的确认信道的一个时间帧内共同确认接收至少两个数据块。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，分别在至少两个时间帧内确认所述至少两个数据块中的每一个。
3.根据权利要求1或者2所述的方法，其中，数据块的传输根据ARQ-方法实现。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，使用混合ARQ-方法。
5.根据权利要求1或者2所述的方法，其中，用于传输数据块的信道依据时分多路复用方法进行结构化。
6.通信系统，具有第一无线站，其拥有在多个信道内发送数据块的装置，并具有第二无线站，其拥有用于接收数据块和用于在由多个无线站时间上分开使用的确认信道的一个时间帧内共同确认至少两个数据块的装置。
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