CN1539215A - 传输数据分组的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在发送机和接收机之间传输数据分组的方法，其中，该接收机被设计成为当数据分组被无误差地接收时，发送一个肯定确认消息到发送机，其中，该接收机被设计成为当数据分组被有误差地接收时，发送一个否定确认消息到发送机，其中，该接收机被设计成为如果尽管由接收机发送了一个否定确认消息却仍没有发生相关数据分组的重复传输，则为了请求该数据分组的重复传输而发送一个重复消息到发送机，并且，其中，该接收机被设计成为每当发送机接收到一个否定确认消息或者一个重复消息时，就进行数据分组的重复传输。

Description

传输数据分组的方法
本发明涉及在发送机和接收机之间传输数据分组的方法。
例如，众所周知的这样一种方法，该方法来自文件“Tdoc12A010024，Signaling and Timing Considerations for HS-DSCH(用于HS-DSCH的信令和定时考虑)，出处是：2001年4月5-6日在索非亚安第波利斯(Sophia Antipolis)的朗讯技术，关于HSDPA的3GPP TSG RAN WG1&WG2会议”。
在这个众所周知的方法中，当接收机无误差地接收到一个数据分组时，它发送一个肯定确认消息到发送机，并且，当接收机有误差地接收到一个数据分组时，它发送一个否定确认消息到发送机。
如果发送机接收到一个肯定确认消息，则它通过发送一个新数据分组而继续。
如果发送机接收到一个否定确认消息，则它将再次发送相关数据分组。
如果发送机把接收机发送的否定确认消息错误地解释为肯定确认消息并且因此通过发送一个新数据分组而继续，则被接收机有误差地接收的数据分组信息和被发送机错误地解释为肯定确认消息的否定确认消息的主题将被丢失。
本发明的一个目的是提供一种改进的误差处理方法，以及用于此目的的数据传输系统。
关于所述方法，利用在发送机和接收机之间传输数据分组的方法来达到这个目的，
其中，该接收机被设计成为当数据分组被无误差地接收时，发送一个肯定确认消息到发送机，
其中，该接收机被设计成为当数据分组被有误差地接收时，发送一个否定确认消息到发送机，
其中，该接收机被设计成为如果尽管由接收机发送了一个否定确认消息却仍没有发生相关数据分组的重复传输，则为了请求数据分组的重复传输，发送一个重复消息到发送机，并且，其中，该发送机被设计成为无论何时发送机接收到一个否定确认消息或者一个重复消息，都进行数据分组的重复传输。
本发明基于这样一种思想：在接收机发送的一个否定确认消息在它的传输路径上变形为一个肯定确认消息或者被发送机错误地解释为一个肯定确认消息的时候，提供所考虑的数据分组的更新传输的可能性。
为了这个目的，提供了如果尽管由接收机发送了一个否定确认消息却仍没有发生相关数据分组的更新传输并且发送机已发送一个新的数据分组而不是所要求的错误接收的数据分组重复传输，则接收机发送一个重复消息到发送机。
重复消息通知发送机应该再次发送前面的传输周期的数据分组，而否定确认消息通知发送机应该再次发送当前传输周期的数据分组。
传输周期被认为是一个数据分组的发送和一个肯定或否定确认消息或一个重复消息的接收之间的时间周期。
在权利要求2中定义的本发明的有利实施方案中，发送机已为其接收了一个肯定确认消息的那些数据分组被发送机放到中间存储器中至少另一个传输周期。接收肯定确认消息被理解为该发送机已经把一个接收的确认信号解释为一个肯定确认信号。如果发送机接收一个重复消息，则在后续传输周期期间，相应的数据分组随后将仍在存储器中，并且，它可以被发送机没有问题地再次发送。
在权利要求3中定义的本发明的有利实施方案中，每个数据分组和一个序号一起被发送。优选地，这是一个1比特序号。无论何时发送机接收一个对于被发送的数据分组的肯定确认消息，发送机都改变该序号。在接收肯定确认消息后，一个带有改变的序号的新数据分组将被发送。
这为接收机区分数据分组的第一次传输和数据分组的重复传输提供了可能。
在权利要求4中定义的本发明的有利实施方案中，肯定和否定确认消息也具有序号。
在权利要求5中定义的本发明的有利实施方案中，提供了一个发送数据分组的时间帧结构。该时间帧结构可以包括一个或几个时间帧。一个时间帧包括N个时隙，每个时隙被保留用于一个数据分组的传输。一个时间帧被保留用于在一个发送机和一个接收机之间数据分组的传输。优选地，时间帧在给定的时间间距被重复。例如，如果提供两个时间帧，则第一个时间帧可以被用于在第一个发送机和第一个接收机之间传输，并且第二个时间帧用于在第一个发送机和第二个接收机之间传输，或者用于在第二个发送机和第一个接收机之间传输。
该时间帧结构在发送机端和在接收机端都被实现并且因此是同步的。这意味着，肯定和否定确认消息以及重复消息在各自时间帧的时隙中被发送。
如权利要求6中定义的本发明的有利实施方案涉及其中一个否定确认消息被错误地转换为一个肯定确认消息的情况。
在发送否定确认消息后，接收机将因此不接收以前错误接收的数据分组的预期重复，而是接收一个新的非预期数据分组的第一次传输。后者仍然被放到中间存储器中，所以不必提供这个非预期数据分组的重复传输。
如权利要求7中定义的本发明的有利实施方案涉及其中一个肯定确认消息被错误地转换为一个否定确认消息的情况。
因此，在发送肯定确认消息后，接收机不接收新数据分组的预期的第一次传输，而是接收以前正确接收的数据分组的重复传输。因为这已经存在于接收机中，所以它被拒绝并且不放到存储器中。
在权利要求8中定义的本发明的有利实施方案中，提供了两个不同的重复消息。利用一个1比特编码可以区分第一个和第二个重复消息。
每当接收机在前一个传输周期中有误差地接收到一个数据分组，并且因此发送一个否定确认消息，但是发送机没有再次发送这个数据分组而是发送一个新的，也就是被接收机正确接收的非预期的数据分组时，该接收机都发送第一个重复消息。因此，该接收机同时把一个对于该非预期的数据分组的肯定确认消息发送到发送机。
每当接收机在前一个传输周期中有误差地接收到一个数据分组，并且因此发送一个否定确认消息，但是发送机没有再次发送这个数据分组而是发送一个新的，也就是被接收机有误差地接收的非预期的数据分组时，该接收机都发送第二个重复消息。因此，该接收机同时把一个对于该非预期的数据分组的否定确认消息发送到发送机。
关于数据传输系统，利用包括一个发送机和一个接收机的数据传输系统以及用于在该发送机和该接收机之间传输数据分组的装置来到达实现本发明的目的，
其中，该接收机被设计成为当一个数据分组被接收机无误差地接收时，发送一个肯定确认消息到该发送机，
其中，该接收机被设计成为当一个数据分组被接收机有误差地接收时，发送一个否定确认消息到该发送机，
其中，该接收机被设计成为如果尽管接收机发送了一个否定确认消息却仍没有发生相关数据分组的重复传输，则为了请求数据分组的重复传输，发送一个重复消息到该发送机，并且，其中，该发送机被设计成为无论何时发送机接收到一个否定确认消息或者一个重复消息，都进行数据分组的重复传输。
下面参考附图将更详细地说明本发明的一个实施方案，其中：
图1用图解法显示在一个发送机和一个接收机之间第一个数据传输的时序，以及
图2用图解法显示在该发送机和接收机之间第二个数据传输的时序。
图1用图解法显示在发送机S和接收机E1之间数据传输的时序。例如，发送机S例如可以是移动电话网的基站，并且接收机E1可以是这个移动电话网的移动站或终端。一个类似于时间复用系统(TDMA：时分多址)的时间帧结构被提供用于在该发送机和接收机之间数据分组的传输。在时间帧结构内，四个连续的时隙，以及相应的四个信道，被提供用于在发送机S和接收机E1之间传输。在每四个连续的时隙之后，跟随其后的一个时间段(time phase)被保留用于在发送机和另外的接收机E2、E3...，例如未显示的其它移动站之间的传输。可以利用与被提供用于在发送机S和接收机E1之间传输的时间段相同的方式来使用这个时间段，并且，因此将不再进一步描述。
图1所示的数据传输包括包含时隙0、1、2和3的第一时间帧。时隙0到3中的每一个被保留用于相应的数据分组PDU0到PDU3(PDU：分组数据单元)的传输，也就是数据分组PDU0在时隙0中被发送，数据分组PDU1在时隙1中被发送，数据分组PDU2在时隙2中被发送，以及数据分组PDU3在时隙3中被发送。每个数据分组和一个1比特序号一起被发送。这个1比特序号使接收机能够区别数据分组的第一次传输和数据分组的重复传输。在本实施方案中，数据分组PDU0到PDU3每次与序号0结合被发送。
接收机E1测试是否输入的数据分组已被有误差或者无误差地接收。如果接收机E1已经无误差地接收了一个数据分组，则它发送一个肯定确认消息A到发送机S。如果接收机已经有误差地接收了一个数据分组，则它发送一个否定确认消息N到发送机S。
在时间上移动的肯定和否定确认消息的发送以类似的方式也发生在未被显示的时隙中。至于数据分组和相关的肯定和否定确认消息的发送/接收，发送机和接收机以同步方式操作。
时隙0、1、2和3的后面跟随被保留用于在发送机S和另外的接收机E2、E3、...之间数据传输的时间段20。在这个时间段20期间，发送机S从接收机E1接收肯定或者否定确认消息。
在本实施方案中，接收机E1已经有误差地接收了数据分组PDU0并且无误差地接收了数据分组PDU1到PDU3。因此，接收机E1为数据分组PDU0发送一个否定确认消息N并且为数据分组PDU1到PDU3发送一个肯定确认消息A回到发送机S。在否定确认消息N的传输中出现一个传输误差，它导致发送机S把接收机E1发送的否定确认消息N错误地解释为肯定确认消息A。作为对数据分组PDU1到PDU3的答复而发送的肯定确认消息A被发送机S正确地接收。
现在，发送机S假定全部数据分组PDU0到PDU3已经无误差地到达接收机E1。因此，在后续时隙4到7中，它发送新数据分组PDU4到PDU7到接收机E1。
因为数据分组PDU4到PDU7是用于第一次发送的新数据分组，所以，发送机S改变随各自的数据分组发送的序号。因为在前面的传输阶段中，PDU0到3中的每一个和序号0一起被发送，所以现在数据分组PDU4到PDU7和序号1一起被发送到接收机E1。
尽管如此，发送机S将数据分组PDU0到PDU3存储另一个传输周期，以便确保在错误解释肯定确认消息的情况下数据分组PDU0到PDU3的重复传输是可能的。该传输周期被理解为在数据分组的传输和肯定或否定确认消息或重复消息的接收之间的时间周期。
新数据分组PDU4到PDU7被接收机E1正确地接收。然而，因为在前面的传输周期中PDU0被错误地接收并且为响应它而发送了一个否定确认消息，所以，接收机E1期望数据分组PDU0的重复传输而不是数据分组PDU4的第一次传输。因为在重复传输的情况下，数据分组PDU0将和序号0一起再次被发送，所以，接收机E1从序号1识别到数据分组PDU4是数据分组PDU4的第一次传输而不是数据分组PDU0的重复传输。为请求数据分组PDU0的更新传输，接收机E1发送一个重复消息RA到发送机S。因为某个时刻数据分组PDU0是缺乏的，所以此刻被无误差地接收的数据分组PDU4到PDU7被接收机E1放到临时存储器中，以便能够以一个正确增加的不间断的顺序将数据分组提供到一个更高层。
在数据传输系统中提供了两个不同的重复消息。第一个重复消息是一个用于非预期数据分组的肯定确认以及用于请求预期的数据分组的更新传输的信号RA(回复确认)。第二个重复消息是一个用于非预期的数据分组的否定确认以及用于请求预期的数据分组的更新传输的信号RN(回复否定确认)。
在本例中，数据分组PDU4未被接收机E1预期，但是它被无误差地接收。因此，接收机E1响应接收的数据分组PDU4而发送信号RA，从而向发送机通知要求重复传输前面的数据分组PDU0，但是数据分组PDU4被有误差地接收。
数据分组PDU5到PDU7被接收机E1无误差地接收，并且因此为了这些数据分组PDU5到PDU7，一个肯定确认消息A被发送到发送机S。
时隙4、5、6和7的后面跟随被保留用于在发送机S和另外的接收机E2、E3、...之间的数据传输的时间段21。在这个时间段21内，发送机S从接收机E1接收一个对于数据分组PDU5到7的肯定确认消息A和用于数据分组PDU0到PDU4的重复消息RA。
现在，发送机S假定数据分组PDU4到PDU7全部已经无误差地到达接收机E1，并且数据分组PDU0已经有误差地到达并且应被再次发送。因此，在后续时隙0中，发送机首先再次发送PDU0，并且在后续时隙8、9和10中发送新数据分组PDU8到PDU10到接收机E1。
因为PDU0的第一次传输同样有序号0，所以数据分组PDU0的重复传输和序号0一起被进行。
因为数据分组PDU8到PDU10是用于第一次发送的新数据分组，所以发送机S改变随数据分组发送的序号。因为在前面的传输阶段中PDU4到7中的每一个和序号1一起被发送，所以，现在数据分组PDU8到PDU10和序号0一起被发送到接收机E1。
为了发送机S错误地解释对于PDU5到7的肯定确认消息或者在这些肯定确认消息的传输中出现传输误差的偶然性，发送机S将数据分组PDU5到PDU7存储另一个传输周期。因此，如果在下一个传输周期中发送机从接收机E1接收一个重复消息，则它能够完成这些PDU5到7的重复传输。
此后，在发送机S和接收机E1之间的数据传输以相同的方式周期性地继续。
图2用图解法显示在发送机S和接收机E1之间数据传输的时序。该数据传输很大程度上与图1的数据传输相似，这就是图2只显示保留用于在发送机S和接收机E1之间传输的时间帧的各自的第一时隙0、4、0和4的数据传输的原因。下面将阐明与图1的数据传输图的区别。在图2的数据传输中，接收机E1没有预期在数据分组PDU4的第一次传输中出现误差，也就是，接收机E1有误差地接收数据分组PDU4。因此，接收机E1为错误接收的数据分组PDU4发送重复消息RN，向发送机通知要求重复传输前面的数据分组PDU0，以及数据分组PDU4被有误差地接收，因此也要求重复传输数据分组PDU4。
因此，在下一个传输周期中，以及在数据分组PDU4重复传输之后的传输周期中，发生数据分组PDU0的重复传输。
因为更高程度的误差保护将总是涉及增加被发送的数据量(附加的冗余度)，所以，当在上行链路中被发送的四个命令ACK、NACK、回复Cmd或回复NACK被提供一个考虑要在实际情况中发送这些命令的频率的误差保护时，上述误差消除过程随后带来HS-DSCH上的吞吐量显著改善。因此，经常被发送的命令(ACK和NACK)应该以较低的冗余度，并且因此以比很少被发送的命令(回复Cmd、回复NACK)更低的误差保护被发送，因为后者只对于误差消除情况是必要的。随后，可以达到吞吐量的最优化，这是因为用于保护ACK和NACK的传输的冗余度被下降(lay down)，这样以致一方面，在不利的信道条件下也将很少出现(例如，所有情况中的1％)错误地把ACK解释为NACK或把NACK解释为ACK，同时在另一方面，在不是十分不利的信道条件下，被发送的冗余度基本上不比必需的高，使得在上行链路中不增加由传输到一个不必要的高等级所引起的干扰。然而，如果不利的信道条件短时间出现，则仍然导致一个错误解释，误差消除过程将干预，因为不管连续的不利的信道条件的增加的冗余度，所以随后这个过程将不错误地解释回复命令。
此外，增强的回复Cmd和回复NACK误差保护考虑到把回复Cmd错误地解释为回复NACK，反之亦然，或者把回复Cmd解释为ACK/NACK或把回复NACK解释为ACK/NACK，并且反之亦然的事实，应该只以很低的剩余概率出现，因为，否则误差消除过程的执行将导致没有这个过程将不存在的新误差情况。
目前在3GPP TSG-RAN-WG1和WG2中主张被用于每个数据块(其持续时间是固定的，并且表示为传输时间间隔TTI)的ACK或NACK是根据是否移动站能够还是不能够成功解码数据块而被发送的，所述数据块在DL中通过与移动站有关的上行链路DPCCH-2(扩展因子256)上的HS-DSCH被发送。根据目前主要的观点，这些数据块的TTI通常延续3个时隙(1无线电帧有15个时隙)。随后将同样每3个时隙在上行链路中发生的确认，有可利用的10(重复)编码比特，也就是，通过无线电接口，一个ACK将被利用数值1的10(重复-编码)比特发送，而一个NACK被利用数值-1的10(重复-编码)比特被发送。这些10编码比特随后被附加地扩展。根据信道条件，这导致大约1％的错误解释概率。在DPCCH-2上的其它比特被用于其它目的，例如，用于传输表征信道质量等级的测量值。
在DPCCH上扩展因子是固定的，也就是，它不能动态地从一个无线电帧转变到下一个或者从一个TTI或者甚至从一个时隙转变到下一个。因此，不可能减小DPCCH-2扩展因子(例如平分它)，这样以致现在依靠在TTI中出现错误地把NACK解释为ACK(这是在最不利的形势中的情况，而把ACK错误地解释为NACK被认为较不重要)，而发送一个明显改进的误差-校正编码回复命令(以两倍可能的数据量)，其中，随后回复命令(Revert-Cmd或Revert-NACK)之一将必须被发送。
利用信道扩展的误差校正改进
为了在其中在基站中一个NACK被曲解为ACK的少有的情况中实现回复命令传输的纠错改进，移动站可以接通(switch on)一个附加的以前定义的扩频码(例如，扩展因子也是256)，在它上面，这个附加的冗余度在上行链路上能被并行发送(可替代地：通过HS-DSCH，从开始数据接收分配扩频码，但是附加的冗余度只在必要时被发送)。例如，在DPCCH-2上的一个Revert-Cmd(这里使用的位序列不因此而改变)的情况下，移动站能够发送一个ACK，以及在附加的扩频码上明显改进的误差-校正编码序列，其表示协同ACK在DPCCH-2上的一个Revert-Cmd。在Revert-NACK命令的情况下，移动站还可以在DPCCH-2上发送一个NACK，以及另外在附加的扩频码上明显改进的误差-校正编码位序列，其表示协同NACK在DPCCH-2上的一个Revert-NACK。基站根据在DPCCH-2上以及在附加提供的扩频码上接收的数据的恰当组合来确定哪一个命令被发送。
依靠可以在移动站中应用的扩频码，基站必定总是并行地解扩DPCCH-2的扩频码以及增加的扩频码，以便识别是否存在一个ACK/NACK或回复命令之一。然而，这不是一个很复杂的附加的过程。在此将不再研究附加的扩展因子上的数据编码的细节。
在UMTS上行链路中增加另一个扩频码不是严重的问题(不象在下行链路中，全部移动站必须共用现存的码树)。增加这个扩频码仅仅导致在移动站中功率放大器的线性上必须强加略微高一些的要求。
无误差消除过程的ARQ协议技术应用
在没有上述误差消除过程的情况下，所述技术同样能只被用于传输NACK：每当移动站必须发送一个NACK时，它就将在另一个特别为此接通的扩频码上随附加的冗余度发送这个命令。这将大大降低错误地把NACK解释为ACK的频率，所以，把NACK曲解为ACK的错误情况将很少出现，并且误差消息过程将不再是必须的。然而，这种解决办法的一个缺点是，为了避免任何曲解，可以预期NACK必须被比较频繁地发送，并且在并非不利的信道条件下，附加发送的冗余度根本没有必要。然而，在这些条件下，在上行链路中将产生比必要的更多的干扰。这里，仅仅增加NACK的传输功率以便以这种方式实现改进探测判定的可靠性大概是更有利的。

Claims (13)

1.一种在发送机和接收机之间传输数据分组的方法，其中，该接收机被设计成为当数据分组被无误差地接收时，发送一个肯定确认消息到发送机，
其中，该接收机被设计成为当数据分组被有误差地接收时，发送一个否定确认消息到发送机，
其中，接收机被设计成为如果尽管由接收机发送了一个否定确认消息却仍没有发生相关数据分组的重复传输，则为了请求数据分组的重复传输而发送一个重复消息到发送机，并且，其中，发送机被设计成为每当发送机接收到一个否定确认消息或者一个重复消息时，就进行数据分组的重复传输。
2.如权利要求1中所述的方法，其特征在于发送机把已为其接收了一个肯定确认消息的那些数据分组放到临时存储器中另一个传输周期，
其中一个传输周期是数据分组的发送和肯定或否定确认消息或重复消息的接收之间的时间周期。
3.如权利要求1中所述的方法，其特征在于发送机发送的数据分组有一个用于区别重复传输和第一次传输的序号。
4.如权利要求3中所述的方法，其特征在于接收机发送的肯定和否定确认消息包括所述序号以便区别重复传输和第一次传输。
5.如权利要求1中所述的方法，其特征在于提供了一个有N个时隙的周期性重复时间帧，其中，一个时间帧的每个所述时隙被保留用于一个数据分组的传输。
6.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，在发送一个否定确认消息并且随后接收一个非预期的数据分组之后，接收机仍然把后者放到临时存储器中。
7.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，在发送一个肯定确认消息并且随后接收一个非预期的数据分组之后，接收机不把后者放到临时存储器中。
8.如权利要求1中所述的方法，其特征在于，接收机被设计成为为了请求一个数据分组的重复传输并且为了肯定确认一个非预期的数据分组而发送一个第一重复消息；并且，接收机被设计成为为了请求一个数据分组的重复传输并且为了否定确认一个非预期的数据分组而发送一个第二重复消息。
9.一种包括一个发送机和一个接收机以及用于在该发送机和接收机之间传输数据分组的装置的数据传输系统，
其中，该接收机被设计成为当数据分组被无误差地接收时，发送一个肯定确认消息到发送机，
其中，该接收机被设计成为当数据分组被有误差地接收时，发送一个否定确认消息到发送机，
其中，该接收机被设计成为如果尽管由接收机发送了一个否定确认消息却仍没有发生相关数据分组的重复传输，则为了请求数据分组的重复传输而发送一个重复消息到发送机，并且，其中，该发送机被设计成为每当发送机接收到一个否定确认消息或者一个重复消息时，就进行数据分组的重复传输。
10.一种在发送机和接收机之间传输数据分组的方法，其中，该接收机被设计成为当数据分组被无误差地接收时，发送一个肯定确认消息到发送机，
其中，该接收机被设计成为当数据分组被有误差地接收时，发送一个否定确认消息到发送机，以及
其中，提供一个第一扩频码用于发送肯定和否定确认消息，并且，提供一个第二扩频码用于发送否定确认消息的附加冗余度。
11.一种在发送机和接收机之间传输数据分组的方法，其中，该接收机被设计成为当数据分组被无误差地接收时，发送一个肯定确认消息到发送机，
其中，该接收机被设计成为当数据分组被有误差地接收时，发送一个否定确认消息到发送机，
其中，该接收机被设计成为如果尽管由接收机发送了一个否定确认消息却仍没有发生相关数据分组的重复传输，则为了请求数据分组的重复传输而发送一个重复消息到发送机，并且，其中，提供一个第一扩频码用于发送肯定和否定确认消息以及重复消息，以及
其中提供一个第二扩频码用于发送否定确认消息和/或重复消息的附加冗余度。
12.一种发送数据分组到接收机的发送机，其中，该发送机被设计成为每当发送机从接收机接收一个否定确认消息或一个重复消息时，就进行一个数据分组的重复传输。
13.一种为一个发送机接收数据分组的接收机，
其中，该接收机被设计成为当数据分组被无误差地接收时，发送一个肯定确认消息到发送机，
其中，该接收机被设计成为当数据分组被有误差地接收时，发送一个否定确认消息到发送机，
其中，该接收机被设计成为如果尽管由接收机发送了一个否定确认消息却仍没有发生相关数据分组的重复传输，则为了请求数据分组的重复传输而发送一个重复消息到发送机。
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