CN1926819A

CN1926819A - 用于避免不必要的重传的方法和布置

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Publication number: CN1926819A
Application number: CN200480042562.7A
Authority: CN
Inventors: K·-E·萨内尔; M·克拉姆比; P·贝明; S·帕克瓦尔; G·马尔姆格伦
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2024-03-31
Also published as: EP1735962A1; CN1926819B; HK1101463A1; US20070159985A1; WO2005096570A1; US7733782B2

Abstract

一种方法和一种布置，用于通过以下操作在基于分组的无线电通信网络中避免不必要的重传：在位于不同网络节点(1，2)中的相应协议层的重传功能实体(12，21)之间交换传输状态信息，并基于交换的传输状态信息在网络节点(1，2)之间执行重传层间协调以便为重传提供更有效的整体方案。

Description

用于避免不必要的重传的方法和布置

技术领域

本发明一般涉及无线电通信系统，并且具体地说，涉及用于在基于分组的无线电通信系统中避免不必要的重传的方法和布置。

背景

在无线电通信系统中，强有力的差错控制方法会有帮助。一种有吸引力的差错控制技术是所谓的自动请求重发(ARQ)协议类，它甚至可确保通过有极大噪声的信道实现可靠的信息传送。主要的原理是接收端可通过返回信道发送状态报告，请求发射端重传损坏和/或缺失的数据单元。

为提高差错控制系统的可靠性，在不同的协议层可重叠多个重传方案(参见图1)。此类方法例如在演进WCDMA标准[1]中是可能的，在该标准中，低(介质访问控制或MAC)层重传方案纠正实际的无线电信道差错，而高(无线电链路控制)协议层重传方案确保从下层协议故障中恢复。

在诸如蜂窝无线电系统等多用户通信系统中，ARQ协议一般用于分组数据业务(或尽力而为业务)，这意味着一般情况下可存在：

-传输层次上的重传功能以便保证可靠的端对端通信，以及

-数据链路协议层的子层上的重传功能以便于通过无线电链路实现可靠信息传送。

对于整体系统性能最重要的因素之一是这些重叠的重传协议通常以不同方式操作。实际上，低层重传可远远快于高层重传。此外，实际的重传请求可以以许多不同方式触发。通常，低层重传是以相当直接的方式基于解码过程的结果，例如，如[1]中规定的一样。而高层重传可基于(稍微更分散且)间接的故障事件的一些观察结果，例如如[2]中规定的失序数据单元和例如如[3]中使用的往返时间的突然变化。

通常，诸如因特网业务的突然变化和失败的循环冗余校验(在无线电接口中)等可能的(重传请求)触发事件不以简单且易观察到的方式相关。不必要的重传问题因此发生，这是因为多个重传方案(由不同触发事件驱动)彼此独立操作，并因此可能请求重传完全相同的数据单元，这降低了整体协议效率。

另外，传输层重传协议和(传输层)流控制机制彼此密切相关。因此，由于链路层重传可能与传输层重传相互作用，这又可能对传输层流控制产生不利影响，即不必要地压制数据流，因而产生了另一问题。因此，分层重传协议的协调是重要的。

用于协调分层重传协议的方案已被提议用于数据链路层和传输层两者(并已被标准化)。正如已经提及的一样，不同层之间的重要不同之处在于传输层协议与(传输层)流控制机制密切相关，而对于链路层情况并非如此。因此，不同层次的协调方法也是不同的。

链路层方案

在链路层中，协调方案用于影响和控制在(数据链路协议层)的不同子层触发的重传。协调的目标是避免由于重叠的链路层重传方案而导致的不必要的重传。由于接收端一般触发链路层重传，因此，如图2所示，协调方案位于接收端中的不同子层之间。

协调方案从接收低层实体接收数据单元，并进一步将数据单元输送到接收高层实体。延迟随后的数据单元到高层的输送，直至所有前面的数据单元可能在低层中进行一些重传后已被成功接收，或者低层ARQ实体已决定不对缺失的数据单元执行任何其它尝试。

在[4]中，提议了一种基于计时器的协调方案，在该方案中，高层重传请求被延迟某一(通常是固定的)延迟期，该延迟期对应于在低层的差错恢复操作(或往返时间)。

在[5]中，描述了一种方法，在该方法中，通过使用一种防止来自不同协议层的多个重传请求的算法，延迟数据单元至发生低协议层故障为止。如果检测到低层协议故障，则将该故障报告到高协议层；否则，传输错误信息由低层接收和计算。

在一些现有的无线电系统标准中，已经使用了协调方案以便避免不必要的链路层重传。在演进WCDMA标准[1]中，例如在介质访问控制(MAC)协议子层与无线电链路控制(RLC)协议子层之间使用基于计时器的协调方案。

在上述方案中，通过使用滑动窗口原理维护数据单元列表。各个MAC协议数据单元因此提供有独特的序号。如果收到具有高于窗口的前沿的MAC序号的数据单元，则将该数据单元插入序号所示的位置。扩展窗口使得该数据单元形成窗口中的最后数据单元。窗口前移后在窗口外的所有数据单元被输送到高层。

窗口的后沿被指配给缺失的那些数据单元即在一些重传后应接收的那些数据单元的最低序号。一旦发现数据单元缺失便启动的拖延避免计时器(stalling-avoidance timer)控制窗口的后沿。如果在拖延避免计时器截止前未收到缺失的数据单元，则该数据单元被视为已丢失，并且协调方案将窗口前移使得丢失的数据单元留在滑动窗口外。

传输层方案

类似于链路层协议，传输层重传是基于来自接收端的反馈，但接收端一般不触发它们。实际通过对反馈产生反应而作出最终重传触发决定的是发射端。另外，无论何时触发重传，发射端都通过更改发射机窗口的大小使得窗口变得更小即降低传输速率而控制数据流。

如果使用链路层重传协议，则一些模糊度会对传输层重传协议的操作产生负面影响。可能由于几个突然的数据链路层重传而使数据传输和反馈均被延迟。传输层重传协议的发射端可能进一步错误地将此理解为(拥塞或)数据丢失，并且重传可能被不必要地触发。不必要的重传或伪重传是不合需要的，这是因为触发的重传意味着流控制方案缩小了传输窗口，因此伪重传也不必要地降低了传输速率。

在[6]中，提议了一种称为Eifel检测算法的方案以使传输控制协议(TCP)对于伪重传具有鲁棒性。主要的想法是消除重传模糊度并然后恢复负载(传输窗口的状态)和在下一未发送的段恢复传输(在检测到伪重传后)。Eifel检测算法包括在TCP标准[7]中。

在[8]中，提议了一种层间通信方案，该方案基于也可有助于解决模糊度问题的所谓的提示和通知。提示的用途是提供一种常规机制，将有关差错不敏感的有效负荷的一些信息从高层传播到低层。无论何时链路层基于每个数据单元选择调制、差错校正和验证机制，它均可利用此信息。而通知提供了一种通知源为何丢失一些数据单元的机制。它还可通知源有关本地重传引起的长分组延迟。

提示和通知方案已被提议用于因特网体系结构，但不同于Eifel检测算法，它未包括在标准中。

发明内容

本发明的一般目的是提供一种改进的在基于分组的无线电通信系统中避免不必要的重传的方法。

另一目的是提供一种主动的在基于分组的无线电通信系统中避免不必要的重传的方法。

仍有的另一目的是提供一种用于协调不同协议层和/或不同网络节点之间的分层重传协议的方法。

另一目的是提供一种减小数据单元输送延迟的方法。

本发明还有的目的是为多跳无线电通信系统提供一种避免不必要的重传的方法。

一个目的是为包括多个接收节点的无线电通信系统提供一种避免不必要的重传的方法。

其它目的是提供实现在基于分组的无线电通信系统中避免不必要的重传的系统、节点和重传功能实体。

根据随附权利要求书，这些和其它目的通过本发明而得以实现。

认识到，现有技术的避免方案主要目的是用于只有单个(无线电)接收机可将数据单元解码并且另外假设(重叠的)接收ARQ实体或重传功能实体位于同一网络节点中的情况。然而，在一些无线电通信系统中，具有多个接收节点会很有用。通过平行的多条路径传送数据也会是有利的。因此，可存在分层重传协议或实体的体系结构，这些协议或实体位于不同的协议层，并且还可在完全不同的网络节点中终止。这产生了重传机制的新复杂程度，并随之带来了多个相关联的问题。

根据本发明的基本想法是在位于不同网络节点中的相应协议层的重传功能实体之间交换传输状态信息，并基于交换的传输状态信息在网络节点之间执行重传层间协调，以便为重传提供更有效的整体方案。

层间通信可涉及：

在不同协议层和不同网络节点的、彼此交换一些协议状态信息的接收协议实体，和/或

在不同协议层和不同网络节点的、彼此交换一些协议状态信息的发射协议实体。

一种类似的信息交换机制一般用于接收端和发射端。优选的原理是低层实体和高层实体均使用滑动窗口方案。另外，根据一个特定实施例，ARQ窗口状态可表示为指示窗口的后沿和前沿的协议原语。

本发明的特定实施例包括在位于第一节点的发射高层重传功能实体与位于第二节点的发射低层重传功能实体之间交换传输状态信息，由此协调来自这两层的重传并且防止不必要的重传。

本发明的另一特定实施例包括在位于第一节点的接收低层重传功能实体与位于第二节点的接收高层重传功能实体之间交换传输状态信息，由此协调来自这两层的重传请求并且防止不必要的重传触发。

此外，提供了适用于实现传输状态信息交换和随后的重传和/或重传请求层间协调的系统、节点和重传功能实体。

根据本发明的一个优选实施例，传输状态信息包括协议层(发射或接收)的窗口状态并实施为协议原语。

本发明的一些优点包括：

·避免不必要的重传。

·避免多个重传请求。

·提高了整体无线电系统性能。

·提高了最终用户感知的质量。

·减小了数据分组输送延迟。

附图简要说明

通过结合附图，参照以下说明，可最好地理解本发明及其其它目的和优点，图中：

图1是示出协议层内重叠的已知ARQ方案的方框图；

图2是示出两个接收ARQ实体之间的已知协调机制的方框图；

图3示出多跳网络，

图4示出在软切换期间的蜂窝系统上行链路，

图5示出蜂窝系统下行链路，

图6是根据本发明的方法实施例的示意流程图，

图7是根据本发明的实施例的示意方框图，

图8是在图7中利用的方法实施例的示意流程图，

图9是根据本发明的另一实施例的示意方框图，

图10是在图9中利用的方法实施例的示意流程图，

图11是根据本发明的另一实施例的示意方框图，

图12是在图11中利用的方法实施例的示意流程图，

图13是小型蜂窝网络的第一示例图示，在该网络中利用了根据本发明的实施例的数字示范，以及

图14是多跳网络的第二示例图示，在该网络中利用了根据本发明的实施例的数字示范。

详细说明

为提供对本发明的深度理解，下面陈述了与现有技术有关的一些问题的详细分析。由于链路层和传输层方案有些不同，因此，分开陈述和考虑不同层的问题。

在下面的说明中，重传功能实体还称为自动请求重发(ARQ)。然而，本发明并不限于现在的ARQ实体；相反，它同样适用于任一重传功能。

与链路层方案有关的问题

现有技术的避免方案主要目的是用于只有单个(无线电)接收机可将数据单元解码并且另外假设(重叠的)接收ARQ实体或重传功能实体位于同一网络节点中的情况。然而，在一些无线电通信系统中，具有多个接收节点会很有用。通过平行的多条路径传送数据也会是有利的。因此，可存在分层重传协议或实体的体系结构，这些协议或实体位于不同的协议层，并且还可在完全不同的网络节点中终止。

可能的示例之一是蜂窝系统，在该系统中利用多个节点接收一般被证实是有帮助的。在上行链路(移动到固定)方向上，低层ARQ实体经常被提议[9]为位于(接收节点或)基站中以有利于从物理信道错误快速恢复，而高层ARQ实体一般位于无线电网络控制器(RNC)(或类似的节点)中。因此，在软切换情况中，可以有多个接收低层ARQ实体，服务于所述用户的每个基站中一个，同时，有单个接收高层ARQ实体位于RNC(或类似节点)中并且在移动终端中有发射高层和低层实体。

此外，在所谓的多跳无线电网络中，围绕某一发射节点的几个节点可同时参与同一数据单元的接收。因此，可以有多个接收低层ARQ实体，每个接收节点中一个，而有一个单独的接收高层ARQ实体放置在目的节点中并且在源节点中有一对发射高层和低层ARQ实体。

图3中示出一个示例，其中两个协议层提供多跳(或中继)网络中的ARQ功能。类似地，图4中示出蜂窝系统上行链路的对应情况。注意到，蜂窝系统上行链路与多跳(及中继)网络之间的唯一基本差别在于蜂窝系统使用单独的传输网络，因此低层ARQ实体和协议终止点的数量更少。

如果已知的重叠ARQ方案用于这种系统体系结构，并且使用现有技术的避免技术，则有关不必要的重传避免实体的放置问题变得相关。大体上有几种可能的替代选择。将独立的功能实体与接收低层ARQ实体一起放置在各个接收节点中，或者将一个或几个功能实体放置在位于源节点与目的节点之间某处的一个或几个节点中。还可能的是，将功能实体与接收更高层ARQ实体放置在相同的节点中。

如果现在将避免功能放置在接收节点中(情况1)，则彼此独立的每个低层实体无论何时发现缺失的数据单元，它们都启动拖延避免计时器。另外，延迟随后的数据单元输送，直至所有以前的数据单元已被成功接收，或者低层ARQ实体已决定不对缺失的数据单元执行任何其它尝试。

由于未能将数据单元解码的独立接收节点均不知道其余节点的情况，因而产生了问题。实际上，单独的低层ARQ实体有时只接收部分发射的数据单元，因此独立的避免方案无法发现实际丢失了哪个数据单元及其它实体成功收到哪个数据单元。因此，一些节点可能还错误地将其它节点成功接收的此类数据单元考虑为丢失的数据单元，因此，它们不必要地延迟到高层的数据单元输送。

如果未将避免功能与接收低层ARQ实体放置在同一节点中(情况2和3)，则重传协议的行为无法与避免机制的行为一致。调整操作使得低层ARQ实体被禁止请求重传避免方案已经视为丢失的数据单元的此类缺失的数据单元可能有帮助。类似地，确保低层ARQ实体始终请求重传直至避免机制最终决定放弃可能是有益的，这保证了系统尽可能地利用重叠的ARQ体系结构。

应强调的是，虽然[5]中的现有技术的避免方法可向高层指示一些低层协议故障，但它仍无法以上述方式调整协议行为。如果几个低层ARQ实体确实参与同一数据单元的接收，则高层可从几个实体接收故障指示符。为利用这些故障指示符，高层应始终注意所有涉及的低层实体的当前协议状态，这意味着高层应能够以某种方式识别各个低层实体。另外，高层应能够将一些控制信息发送回低层。否则，一旦避免方案决定放弃低层传输就禁止低层重传是不可能的。因此，比简单协议故障指示符机制更详尽的信息交换方法会有帮助。

发现某一缺失的数据单元是否真正丢失可能也极其困难。在多跳无线电网络中，例如，各个网络节点无法利用可靠和(时间)同步传输网络的优点。此外，跳跃数事先可以是未知的，因此数据单元到达(目的节点中)的实际时刻会变得极其难以预测。因此，也难以知道所有涉及的低层实体确实决定不对某一特殊的数据单元执行任何其它重传尝试的时刻。为拖延避免计时器、特别是为多跳(和中继)无线电网络找到适当设置会变成复杂的工程任务。

在现有技术中，具体而言在[1]和[4]中的基本假设之一是高层重传大部分是不必要的，因此应尽可能地避免它们。然而，可能有争议的是至少一些高层重传确实是必要的。否则，难以激发分层重传功能的引入。因此，基于计时器的方案(具有延迟的重传请求和数据单元输送)的一个可能缺点是必要的高层重传也可能被延迟，这一般是很不适当的。

总之，例如对于几个独立的低层ARQ实体同时参与相同数据单元的接收并且将功能实体放置在不同的网络节点中的此类情况，如何有效地使用现有技术是不清楚的。

与传输层方案有关的问题

在此小节中，通过使用图5中所示的系统模型描述有关现有技术的传输层方案的问题。在模型中，在蜂窝系统下行链路方向上示出端对端连接。与上述链路层技术相比时，一个重要的不同之处在于将发射ARQ实体放置在不同的节点中。现在，发射高层ARQ实体，即，TCP发送者位于源节点S，而发射低层ARQ实体位于网络控制器(或类似节点)中。

问题之一是信令机制只在网络层可用，这意味着发射端只可利用接收端报告的一些信息。实际上，Eifel检测算法和提示与通知方案是基于来自目的节点的反馈。如果发射高层和低层ARQ实体均可与彼此进行通信并交换例如有关丢弃的协议数据单元等一些信息，这可能有帮助。在该情况下，由于发射低层ARQ实体更接近发射高层实体，因而它提供信息的速度可快于接收高层ARQ实体，因此，高层可更快地反应。

另一个问题是现有技术完全是反应式的，这意味着它们旨在先检测一些故障事件，然后相应地作出反应。为减轻伪重传的问题，Eifel检测算法应检测至少一个伪重传，因此，不需要的层间相互作用无法完全消除。换而言之，引入旨在事先防止故障的主动方案可能是有益的，即，它应作出反应，使得包括需要被先检测的重传的所有重传均不变成伪重传。

现有技术一直主要集中在伪重传和TCP超时的问题。另一个重要的问题领域是TCP慢启动，其中传输速率逐渐增加以使因特网业务变得顺畅。类似于伪重传的问题，高层可从负面理解链路层重传(在慢启动期间)引起的延迟。突然和间歇性的链路层重传可能实际上不必要地延长慢启动，这又导致无线电网络中资源利用率低并降低最终用户感知的通信质量。

由于无线电网络一般具有自己的资源和业务控制机制，因此，TCP慢启动在无线电网络性能方面实际上不起任何作用。例如，如果发射低层实体可向高层实体指示高层数据段已进入可靠的通信链路，则这可能是有益的。在该情况下，流控制方案可由此类指示驱动(至少在慢启动期间)，而不是等待来自TCP接收机(被放置在目的节点中)的确认。因此，慢启动可稍微变得更快，这是合乎需要的。

如图6所示，本发明提出可在发射ARQ实体之间交换一些信息的层间通信可提高整体无线电系统性能和最终用户感知的质量。在现有技术中，此类层间通信方案不受支持。

考虑在相应网络节点的第一和第二协议层的情况。在两个所述协议层均提供重传功能实体。最初，在根据图6的步骤S1中，在第二协议层接收来自第一协议层的多个顺序编号的数据分组。

随后，在步骤S2中，在这两个节点之间，即在位于节点的相应协议层的两个重传功能实体之间交换有关数据分组的传输状态信息。传输状态信息优选与数据分组的接收和/或传输的状态有关。

最后，基于交换的传输状态信息，在根据图6的步骤S3中，协调在这两个协议层的重传和/或重传请求以便为重传提供更有效的方案。

传输状态信息基本上提供至少有关尚未成功接收或发射的数据分组或数据单元的序号的信息。

在下文中，将参照面向TX和面向RX方案的示范实施例描述本发明。由于该方法的实施对于面向发射机或面向接收机的协调方案而言稍微不同，因此，将分开论述这两种情况。然而，交换传输状态信息的基本方面或多或少是相同的。对于一些情况，交换是单向的，对于其它情况，它是真正的双向交换，即，术语交换用于表示单向和双向通信两者。

图7基本上示出根据本发明的布置或系统的实施例。该系统包括多个网络节点1、2，每个节点一般至少包括高协议层UL和低协议层LL。另外，多个重传功能实体12、21位于节点1、2的至少两个所述协议层。此外，根据本发明的布置包括用于在不同节点1、2中的重传功能实体12、21之间交换一些传输状态信息的工具5。此外，该布置包括适用于基于交换的传输状态信息在网络节点1、2之间进行重传层间协调的工具6。另外，指示了具有高协议层和低协议层的任意网络节点。

面向TX的方案：

参照图7，考虑面向发射机方案的图示情况，其中，发射机单元TX包括在第一网络节点1中向第二网络节点2中的发射低层重传功能实体21报告传输状态信息的发射高层重传功能实体12。在此示例中，第一节点1的高层UL还经第二节点2中的低层重新发射顺序编号的数据单元或数据分组DP。

根据已知方法，数据分组DP在接收低层发射和接收，并最终在接收高层中结束。

参照图8的流程图，将描述在图7中可利用的用于避免不必要的重传的方法实施例。在此实施例中，发射低层重传功能实体21决定要重新发射的数据分组DP。

发射低层功能实体21将数据分组DP发射到接收单元RX，并等待数据分组DP的确认ACK。在某个时间点，发射高层重传功能实体12从对应的接收高层接收重传多个数据分组的请求。因此，发射高层重传功能实体10提交(S11)请求的要由发射低层重传功能实体21重新发射的数据分组。另外，发射高层重传功能实体12向低层实体21报告其传输状态信息。

随后，在接收有关重新发射的数据分组的传输状态信息时，发射低层实体21将要重新发射的数据分组的序号与接收单元已经确认的数据分组的序号进行比较。这一般可通过准备两个列表(S12，S13)并比较这些列表而得以实现。

这种情况下，交换的传输状态信息可由重新发射的高层数据单元的序号列表表示。

基于所述两个列表，发射低层重传功能实体可丢弃(S14)接收单元已经确认的那些数据单元并只重新发射尚未确认的那些数据单元。由此，只有低层实体重新发射缺失的数据单元。

参照图9，考虑面向发射机方案的情况，其中，在第一网络节点1中的发射高层重传功能实体12从在第二网络节点2中的发射低层重传功能实体21接收传输状态信息。在此示例中，第一节点1的高层UL还经第二节点2中的低层LL重新发射顺序编号的数据单元DP。

参照图10的流程图，将描述在图9中可利用的用于避免不必要的重传的方法实施例。在此实施例中，发射高层重传功能实体12决定要重新发射的数据单元。

类似于以上实施例，根据已知措施，发射、确认或请求重传数据单元或数据分组DP。在某一时间点，发射低层重传功能实体21向高层实体12报告传输状态信息(S21)。优选是信息包括接收单元RX尚未确认的数据单元的信息。

发射高层重传功能实体12从低层实体21接收传输状态信息并准备低层可能重新发射的数据单元列表(S22)。同时，高层实体12从接收单元RX的对应高层接收重传请求(S23)。优选是高层重传功能实体12准备包括请求重传的数据单元的序号的第二列表(S24)。

随后，高层实体12将传输状态信息和重传请求中的信息进行比较，优选是通过比较包括在每种情况下的数据单元的序号的两个列表。

基于接收的信息，发射高层重传实体12决定是否必需进行高层重传。在该情况下，两个列表中均存在的序号被丢弃(S25)并且高层实体12不重新发射它们。

面向RX的方案：

现在将参照图11和图12描述基于接收机的重传协调。

在图11中，考虑包括发射单元TX和两个接收节点100与200的系统。低层重传功能实体112位于第一节点100的低协议层LL中，并且高层功能实体221位于第二节点200的高协议层UL中。

根据本发明方法的第一实施例，低层实体101将其传输状态信息与接收的数据单元DP一起向高层实体202报告(S31)。优选是传输状态信息包括由低层实体101接收的数据单元和/或请求重传的数据单元的序号。

高层实体202一般准备包括低层实体101请求重传的数据单元的序号的列表(S32)。

从而，高层实体202决定高层的重传请求是否是必要的。如果是必要的，则高层实体202将重传请求发送到发射单元TX中的对应高层(S34)。同时，高层实体202向低层实体101报告传输状态信息(S35)，以便低层实体101停止请求重传数据单元。

根据基于接收机的协调方案的第二实施例，高层实体202可决定低层实体101应请求重传。从而，高层实体202向低层实体101报告传输状态信息，以便强制低层实体101请求重传数据单元。

下面将参照图13描述根据本发明的方法实施例的数字示范。

示例：

面向接收机的层间协调

参照图13，考虑小型蜂窝系统。该系统包括一个发射节点A(即移动终端或用户设备)和两个接收节点B、C(即基站)。另外，在发射节点A中存在发射高层和低层ARQ实体或重传功能实体，并且在每个接收节点B、C中存在一个接收低层ARQ实体。接收节点B、C通过传输网络将数据单元输送到无线电网络控制器D。接收高层ARQ实体位于网络控制器D中。

还考虑发射节点A已发送顺序编号的数据分组或数据单元(1、2、3、4、5、6、7和8)的情况。现在假设第一ARQ实体(在节点B中)已成功接收数据单元(1、3、4和8)，并因此在等待重传(2、5、6、7)。低层ARQ方案使用一种窗口机制表示传输状态信息，其中，窗口的后沿指示请求重传的那些数据单元的最低序号，并且窗口的前沿指示已成功接收的数据单元的最高序号。在下文中，ARQ窗口的状态表示为(2，8)，其中数据单元(2)是窗口的后沿，并且数据单元(8)是窗口的前沿。还假设第二ARQ实体(在节点C中)收到(1、2、3、4、6、7)，并且其窗口状态表示为(5，7)。

现在，第一低层ARQ实体(在节点B中)将数据单元(1)与由其窗口状态(2，8)表示的其传输状态信息一起输送到高层ARQ。类似地，第二低层ARQ实体(在节点C中)将数据单元(1、2、3和4)及由其窗口状态(5，7)表示的其传输状态信息一起输送到高层ARQ实体(在节点D中)。

至此，接收高层ARQ实体(在节点D中)收到数据单元(1、2、3和4)，并且它还知道数据单元(8)已由低层ARQ实体成功接收。高层(在节点D中)现在基于低层ARQ实体提供的传输状态信息，决定应如何重新发射仍缺失的那些数据单元。

如果高层ARQ实体(在节点D中)决定请求重传缺失的数据单元，则根据本发明的避免机制将低层ARQ窗口(两者)强制为状态(8，8)。这由低层ARQ实体理解为成功接收直到序号(8)的所有数据单元，并且无需重传。因此，两个ARQ实体放弃所有当前的重传具有小于或等于(8)的序号的那些数据单元的请求。另外，它们还将具有小于或等于(8)的序号的所有数据单元输送到节点D中的高层ARQ实体。在该情况下，第一低层ARQ实体(在节点B中)输送数据单元(8)，并且第二低层ARQ实体(在节点C中)输送数据单元(6)和(7)。从而，高层收到数据单元(1、2、3、4、6、7、8)，而数据单元(5)被认为是已丢失。现在，(必要地)触发高层重传，并且还确保低层实体不再请求重传数据单元(5)。

另一方面，如果高层ARQ实体决定低层应请求重传所有缺失的数据单元，则高层将两个低层ARQ实体的后沿强制为(5)，并且前沿强制为(8)。从而，第一低层ARQ实体的ARQ窗口变为(5，8)而不是(2，8)，并且第二低层ARQ实体的ARQ窗口变为(5，8)而不是(5，7)。现在，两个低层实体将请求重传缺失的数据单元(5)。还应注意到，第一实体将不再(不必要地)请求重传数据单元(2)。此外，第二实体将不会(不必要地)请求重传数据单元(8)。现在确保缺失的数据单元(5)的重传请求由低层ARQ实体(两者)发送，并且高层ARQ实体无法触发任何(不必要的)重传。

下面将参照图14描述根据本发明的方法实施例的另一示范。

示例：

面向发射机的层间协调

考虑图14中所示的小型多跳无线电网络。该系统包括四个独立的节点A、B、C和D，其中，A是源节点，B和C是中继节点，并且D是目的节点。现在，在源节点A中存在发射高层和低层ARQ实体或重传实体，并且在目的节点D中存在接收高层和低层ARQ实体。另外，在每个中继节点B、C中存在一个接收和一个发射低层ARQ实体。

考虑源节点A已发射数据单元(1、2、3、4、5、6、7和8)的情况。再假设第一中继节点B已从发射节点A成功接收数据单元(1、2、3、4、5、6和8)。还假设第二中继节点C已从第一中继节点B接收数据单元(3、4、5、6和8)。最后，目的节点D已从第二中继节点C接收数据单元(5、6和8)，并且它发现数据单元(1、2、3、4和7)缺失。

现在，由第一中继节点B的窗口表示的接收机传输状态信息表示为(7，8)，而第二中继节点C和目的节点D的接收机窗口表示为(1，8)。

现在假设源节点A中的发射高层ARQ实体提交此类高层协议数据单元，其中，低层数据单元(1、2、3和4)属于低层。然而，高层重传是否必要的最终决定是由发射低层ARQ实体基于从第一中继节点B接收的反馈而作出。这种情况下，低层实体知道第一中继节点B的ARQ窗口表示为(7，8)，即，只有数据单元(7)缺失，因此，从源节点A高层重传数据单元(1、2、3、4)被认为是不必要的。

或者(并优选是)目的节点D中的发射低层ARQ实体向发射高层实体报告其窗口状态(7，8)，因此，高层将根本不触发(1、2、3、4)的重传。

通常，通过使用例如微处理器技术、数字信号处理或ASIC(专用集成电路)或其它亚微米技术，重传功能可实施为硬件、软件、固件或其任一合适的组合。例如，重传功能可实施为由计算机系统执行的软件。该软件可以以几乎任一类型的计算机语言编写，如C、C++、Java或甚至专业化专属语言。

虽然在发射重传功能实体的环境中描述该布置的实施例，但通过如图11所示的接收实体实施它同样是可能的。

节点1是发射节点，然而，根据图11，意味着节点1可以为接收节点。

根据图7的实施例，重传功能实体12位于发射高协议层UL。然而，可理解，重传功能实体12可位于发射低协议层LL或接收高或低协议层。

本领域的技术人员将理解，在不脱离由随附权利要求书限定的本发明范围的情况下，可对本发明进行各种修改和更改。

参考文献

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Claims

1.一种用于在基于分组的无线电通信系统中避免不必要的重传的方法，其特征在于以下步骤

在位于不同网络节点中的相应协议层的重传功能实体之间交换(S2)传输状态信息，以及

基于所述传输状态信息在所述网络节点之间进行重传层间协调(S3)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于在位于同一协议层的重传功能实体之间交换(S2)所述传输状态信息。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于在位于相应高层和低层的重传实体之间交换(S2)所述传输状态信息。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于接收高层实体发起重传的步骤。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于发射低层实体发起重传的步骤。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于在位于第一节点中的接收高层的重传功能实体与位于第二节点中的接收低层的重传功能实体之间交换(S2)所述传输状态信息。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于所述传输状态信息至少包括由所述低协议层请求重传的数据分组的序号。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述传输状态信息包括在所述低协议层接收的数据分组的序号。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述层间协调步骤(S3)还包括以下步骤：

所述高层实体提供(S32)包括所述低层实体可能请求重传的数据分组的序号的第一列表，

所述高层实体发送(S34)重传请求到对应的高层发射高层重传功能实体，以及

所述高层实体防止(S35)所述低层实体请求重传具有根据所述第一列表的序号的数据分组。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述层间协调步骤(S3)还包括以下步骤：

所述高层实体提供包括所述低层实体可能请求重传的数据分组的序号的第一列表，

所述高层实体强制所述低层实体请求重传具有根据所述第一列表的序号的数据分组。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于在位于第一节点中的发射高层的重传功能实体与位于第二节点中的发射低层的重传功能实体之间交换(S2)所述传输状态信息。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于以下步骤

位于发射低协议层的重传功能实体与位于发射高协议层的重传功能实体交换所述传输状态信息，

基于所述交换的传输状态信息协调来自所述高协议层和所述低协议层的重传，由此防止所述两个功能实体重新发射相同的数据分组。

13.如权利要求11或12所述的方法，其特征在于所述传输状态信息包括所述低层实体重新发射的数据分组的序号。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于以下步骤：

所述高层实体提供(S22)所述低层实体可能重新发射的数据分组的序号的第一列表，

所述高层实体提供(S24)对应高层接收实体请求重传的数据分组的序号的第二列表，以及

所述高层实体重新发射(S25)在两个所述列表中均未发现的数据分组。

15.如权利要求12所述的方法，其特征在于以下步骤：

所述低层实体从所述高层实体接收(S11)重新发射的数据分组，

所述低层实体提供(S12)包括所述高层实体重新发射的数据分组的序号的第一列表，

所述低层实体提供(S13)包括对应接收低层实体确认的数据分组的序号的第二列表，以及

所述低层实体重新发射(S14)在两个所述列表中均未发现的数据分组。

16.如权利要求1所述的方法，其特征在于通过滑动序号窗口的后沿和前沿表示所述传输状态信息。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于通过协议原语表示所述滑动窗口的状态。

18.如权利要求16所述的方法，其特征在于选择所述后沿来表示尚未在接收重传功能实体接收的数据分组的最低序号，以及选择所述前沿来表示接收的数据分组的最高序号。

19.如权利要求16所述的方法，其特征在于选择所述后沿来表示尚未在发射重传功能实体确认的数据分组的最低序号，以及选择所述前沿来表示确认的数据分组的最高序号。

20.一种用于在基于分组的无线电通信系统中避免不必要的重传的布置，其特征在于：

用于在位于不同网络节点(1，2；100，200)中的相应协议层的重传功能实体(12，21；112，221)之间交换传输状态信息的工具(5；105，205)，以及

用于基于所述传输状态信息在所述网络节点(1，2；100，200)之间进行重传层间协调的工具(6；106；206)。

21.一种重传功能实体(12；112)，用于在基于分组的无线电通信系统中的第一节点(1；100)中的给定协议层操作，其特征在于

用于与位于第二网络节点(2；200)中的协议层的另一重传功能实体(21；221)交换传输状态信息的工具(5；105)，以及

用于基于所述传输状态信息在所述第一(1；100)网络节点与所述第二(2；200)网络节点之间进行重传层间协调的工具(6；106)。

22.如权利要求21所述的重传功能实体，其特征在于所述重传功能实体(12)位于所述第一节点(1)中的发射高协议层，并适用于与位于所述第二节点(2)中的发射低协议层的重传功能实体(21)交换传输状态信息。

23.如权利要求21所述的重传功能实体，其特征在于所述重传功能实体(112)位于所述第一节点(100)中的接收低协议层，并适用于与位于所述第二节点(200)中的接收高协议层的重传功能实体(221)交换传输状态信息。

24.一种在基于分组的无线电通信系统中的节点(1；100)，所述节点在基于分组的无线电通信系统中具有重传功能实体(12；112)，其特征在于

用于与位于至少一个其它网络节点(2；200)中的协议层的重传功能实体(21；221)交换传输状态信息的工具(5；105)，以及

用于基于所述传输状态信息在所述节点(1；100)与所述至少一个其它网络节点(2；200)之间进行重传层间协调的工具(6；106)。