ES2321851T3 - Procedimiento de, y sistema para, la comunicacion de datos, y una estacion para la transmision de datos. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de transmisión de datos desde una primera estación (410) hasta una segunda estación (450), que comprende: en la primera estación (410), dividir los datos en una secuencia de paquetes de datos y transmitir la secuencia de paquetes de datos; en la segunda estación (450), recibir los paquetes de datos y transmitir acuses de recibo que indican si los paquetes de datos se han recibido con éxito; en la primera estación (410), retransmitir como una subsecuencia de una pluralidad de subpaquetes, un paquete de datos que no se ha recibido con éxito; en la segunda estación (450), reconstituir los datos a partir de los paquetes y subpaquetes de datos; en el que los paquetes de datos comprenden un número de secuencia que proporciona una indicación de posición de cada paquete de datos dentro de la secuencia de paquetes de datos, y los subpaquetes comprenden un indicador de subpaquete que proporciona una indicación de posición de cada subpaquete dentro de la subsecuencia de subpaquetes, y en el que los números de secuencia y los indicadores de subpaquete incluyen una pluralidad de números en común, en el que uno de los indicadores de subpaquete es igual al número de secuencia del paquete de datos que no se ha recibido con éxito, sin comprender cada subpaquete de la subsecuencia ninguna indicación adicional de su posición respecto a los paquetes de datos aparte del indicador de subpaquete.
Description
Procedimiento de, y sistema para, la
comunicación de datos, y una estación para la transmisión de
datos.
La invención se refiere a un procedimiento de
comunicación de datos, a un sistema para la comunicación de datos y
a una estación para la transmisión de datos. La invención tiene
aplicación en, por ejemplo, aunque no exclusivamente, sistemas de
comunicaciones móviles tales como el Sistema Universal de
Telecomunicaciones Móviles (UMTS) y el sistema CDMA2000. Puede
utilizarse para la comunicación de enlace ascendente (estación
móvil a estación base) o comunicación de enlace descendente
(estación base a estación móvil) de datos.
Según las especificaciones actuales del UMTS,
disponibles en www.3gpp.org, los datos que van a transmitirse desde
una primera estación a una segunda estación se dividen en paquetes.
Cada paquete puede incluir bits de paridad que permiten a la
segunda estación detectar o corregir errores que se producen durante
la transmisión.
En la capa física de una pila de protocolo,
puede utilizarse un protocolo ARQ o ARQ híbrido (HARQ), por el que
la segunda estación indica la correcta o incorrecta recepción de
cada paquete mediante la transmisión de un acuse de recibo positivo
o negativo respectivamente. En algunos casos no se transmiten ni
acuses de recibo negativos ni acuses de recibo positivos. Si un
paquete no se recibe correctamente, puede retransmitirse hasta un
número predeterminado de veces. Las transmisiones y retransmisiones
iniciales de un paquete se combinan en la capa física de la segunda
estación, antes de pasar paquetes recibidos correctamente hasta la
capa MAC (Medium Access Control, Control de Acceso al
Medio). Un indicador de datos nuevos (NDI) en la capa física
comunica a la segunda estación si un paquete recibido es la primera
transmisión de un nuevo paquete o una retransmisión de un paquete
anterior que debe combinarse con las transmisiones recibidas
previamente de ese paquete.
Una vez que la primera estación ha transmitido
un paquete, habrá cierto retardo antes de que la primera estación
reciba la indicación de si el paquete se recibió correctamente. Si
la primera estación no puede iniciar la transmisión del siguiente
paquete hasta que se haya recibido la indicación, la tasa total de
transmisión de datos se reducirá. Por lo tanto normalmente se
permite a la primera estación transmitir paquetes adicionales
mientras se espera la indicación de la correcta recepción del primer
paquete. Cada paquete transmitido durante este periodo utilizará un
"canal HARQ" o "proceso HARQ" diferente. Cada proceso HARQ
se identifica normalmente con un identificador de proceso HARQ que
se envía como señal con el paquete. Las retransmisiones para un
paquete dado siempre se producen en el mismo proceso HARQ como
transmisión inicial del paquete.
En la capa MAC, cada paquete lleva una cabecera
que contiene un número de secuencia (SN) que permite a la segunda
estación reordenar los paquetes en el orden correcto. La
reordenación se lleva a cabo mediante la capa MAC de la segunda
estación, antes de pasar los paquetes a una capa superior en la pila
de protocolo. En este caso, cada paquete comprende una unidad de
datos de protocolo MAC (PDU).
El protocolo HARQ descrito anteriormente se
ilustra esquemáticamente en la figura 1. El diagrama se dispone en
etapas en el lado izquierdo realizadas por la primera estación que
está enviando los datos, y etapas en el lado derecho realizadas por
la segunda estación que está recibiendo los datos. El diagrama
también se dispone en una capa MAC superior y una capa física
inferior. La capa MAC de la primera estación recibe datos desde una
capa superior y genera una pluralidad de paquetes 10 MAC. Para mayor
claridad, sólo se ilustra un paquete 10 MAC en la figura 1. El
paquete 10 MAC comprende datos 12, que son una parte de los datos de
capa superior, y una cabecera 14 MAC que incluye un número SN de
secuencia. El paquete 10 MAC se pasa hacia abajo a la capa física
(PHY) en la que un paquete 20 de capa física se construye añadiendo
una cabecera 24 de capa física al paquete 10 MAC. La cabecera 24 de
capa física incluye el NDI y un identificador de proceso HARQ. La
primera estación transmite el paquete 20 de capa física a la
segunda estación. Si la segunda estación no puede recuperar por
completo los datos en el paquete 30 de datos recibido debido a
errores en la transmisión, transmite un acuse de recibo negativo
(NACK) a la primera estación, en respuesta a lo cual la primera
estación retransmite el paquete 20 de capa física. La segunda
estación elimina la cabecera 24 de capa física y puede combinar
diferentes versiones 30, 40 recibidas del mismo paquete de capa
física para obtener una versión 50 sin errores que se pasa entonces
hasta la capa MAC de la segunda estación. La capa MAC utiliza los
números SN de secuencia para reordenar paquetes recibidos cuando
sea necesario para reconstituir el orden original de los datos desde
la capa superior.
La reordenación de paquetes recibidos en la capa
MAC a partir de diferentes procesos HARQ se ilustra en la figura 2.
La primera estación transmite el paquete 1 utilizando el proceso
HARQ 1. Cuando el proceso HARQ 1 está entonces ocupado esperando un
acuse de recibo, el paquete 2 se transmite utilizando el proceso
HARQ 2. De manera similar el paquete 3 se transmite utilizando el
proceso HARQ 3. Antes de que se transmita el paquete 4, el proceso
HARQ 1 recibe un acuse de recibo ACK positivo, que indica que la
segunda estación recibió con éxito el paquete 1. Por lo tanto el
proceso HARQ 1 está disponible para transmitir el paquete 4. De
manera similar, los acuses de recibo positivos recibidos en los
procesos HARQ 2 y 3 permiten transmitir los paquetes 5 y 6 en estos
procesos HARQ respectivos.
El proceso HARQ 1 recibe un acuse de recibo
negativo NACK después de transmitir el paquete 4, que indica que la
segunda estación no ha recibido con éxito el paquete 4. Por lo
tanto, el proceso HARQ 1 retransmite el paquete 4, y por lo tanto
los paquetes 7 y 8 se transmiten en procesos HARQ 2 y 3
disponibles.
\newpage
Puede verse en la figura 2 que el orden en el
que la segunda estación recibe finalmente los paquetes de datos
correctos es 1, 2, 3, 5, 6, 4, 7, 8. La segunda estación utiliza el
número SN de secuencia para reordenar los paquetes, conservando los
paquetes 5 y 6 en una memoria intermedia hasta que el paquete 4 se
recibe correctamente.
En ocasiones la primera estación retransmitirá
un paquete de manera innecesaria, por ejemplo, si un acuse de
recibo positivo transmitido por la segunda estación se ha corrompido
y recibido por la primera estación como un acuse de recibo
negativo. En el ejemplo de la figura 2, el acuse de recibo negativo
NACK recibido por la primera estación tras la transmisión del
paquete 4 podría de hecho haber sido un acuse de recibo positivo
transmitido por la segunda estación. En este caso, los paquetes
recibidos por la segunda estación serían 1, 2, 3, 4, 5, 6, 4, 7, 8.
Por lo tanto, la segunda estación normalmente descartaría cualquier
paquete que parezca ser, a partir de la SN, un duplicado de uno que
ya se había recibido con éxito.
Si la segunda estación no ha recibido
correctamente (por ejemplo, según se determina mediante una
verificación de redundancia cíclica) un paquete tras el número
máximo de retransmisiones (que puede ser cero), los datos pueden
perderse, o como alternativa una capa superior en la pila de
protocolo de la segunda estación puede intentar iniciar una
retransmisión. Sin embargo, tales retransmisiones de capa superior
normalmente son lentas y pueden provocar un retardo inaceptable.
Además, las retransmisiones de capa superior normalmente implican
la retransmisión de toda una PDU de capa superior, que puede
comprender una pluralidad de PDU de MAC; en este caso la pérdida de
una PDU de MAC puede provocar la pérdida de toda una PDU de capa
superior, y si se intenta la retransmisión de la PDU de capa
superior se requerirá una cantidad mayor de energía transmitida y
una cantidad mayor de interferencia generada que si sólo se
retransmitiera la PDU de MAC.
Una solución conocida dada a conocer en el
documento WO 2004/043017 para reducir la cantidad de retransmisión
es retransmitir sólo una parte, por ejemplo, un cuarto de los datos
contenidos en el paquete original. En la presente memoria
descriptiva, un paquete de este tipo que contiene sólo una parte de
los datos contenidos en el paquete original se denomina subpaquete.
Según el documento WO 2004/043017, un subpaquete utiliza el número
de secuencia del paquete original, que permite a la segunda estación
insertar la parte de datos en la posición correcta en la secuencia
de paquetes recibidos.
La primera estación puede transmitir el
subpaquete tras un número predeterminado de intentos fallidos de
transmitir el paquete original. Al seleccionar sólo una parte de
los datos originales para la retransmisión, puede aumentar la
probabilidad de una recepción de los datos con éxito. Normalmente,
pueden utilizarse esquemas de modulación o codificación más
robustos para el subpaquete.
En paralelo con, o entrelazado entre, los
intentos de transmitir un paquete original y el subpaquete, la
primera estación puede transmitir otros paquetes nuevos utilizando
los números de secuencia incrementados respecto a los números de
secuencia utilizados para el paquete original y el subpaquete.
Una limitación de esta solución conocida se
manifiesta si la cantidad de datos que van a retransmitirse supera
la cantidad de datos que pueden alojarse de manera fiable en un
único subpaquete. No es deseable aumentar el subpaquete, o volver a
transmitir el paquete de datos original, puesto que ello reduciría
la fiabilidad de la recepción, dando como resultado más
retransmisiones, lo que tiende a disminuir el beneficio del
subpaquete.
El documento US 6.519.731 B1 da a conocer una
solución que permite utilizar una pluralidad de subpaquetes para la
retransmisión de los datos contenidos en un paquete. Para garantizar
la disponibilidad de números de secuencia para los subpaquetes sin
reutilizar números de paquete, los números de paquete se transmiten
en incrementos de N+1, donde N es el número de subpaquetes
disponibles para la retransmisión de los datos contenidos en un
paquete. Una desventaja de este esquema es que se requiere un amplio
intervalo de numeración para proporcionar números de secuencia
distintos para paquetes y subpaquetes, lo que da como resultado un
aumento de la sobrecarga en los paquetes y subpaquetes.
El documento US 6.744.765 B1 da a conocer un
procedimiento de transmisión de paquetes de datos, en el que la
secuencia de paquetes de datos se ordena por medio de un campo de
número de secuencia.
El documento WO 02/28017 A2 da a conocer un
procedimiento para mantener una pluralidad de números de secuencia
en una pluralidad de paquetes de cabecera comprimida. Si se
determina que uno o más paquetes de cabecera comprimida se han
caído, puede reducirse una cuenta de secuencia mediante un número
que se corresponde con el número de paquetes de cabecera comprimida
interrumpidos.
Un objeto de la invención es permitir un
protocolo de retransmisión mejorado.
Según un primer aspecto de la invención se prevé
un procedimiento de transmisión de datos desde una primera estación
hasta una segunda estación, que comprende:
en la primera estación, dividir los datos en una
secuencia de paquetes de datos y transmitir la secuencia de
paquetes de datos;
\newpage
en la segunda estación, recibir los paquetes de
datos y transmitir acuses de recibo que indican si los paquetes de
datos se han recibido con éxito;
en la primera estación, retransmitir como una
subsecuencia de una pluralidad de subpaquetes un paquete de datos
que no se ha recibido con éxito;
en la segunda estación, reconstituir los datos a
partir de los paquetes y subpaquetes de datos;
en el que los paquetes de datos comprenden un
número de secuencia que proporciona una indicación de posición de
cada paquete de datos dentro de la secuencia de paquetes de datos,
y
los subpaquetes comprenden un indicador de
subpaquete que proporciona una indicación de posición de cada
subpaquete dentro de la subsecuencia de subpaquetes, y
en el que los números de secuencia e indicadores
de subpaquete incluyen una pluralidad de números en común, en el
que uno de los indicadores de subpaquete es igual al número de
secuencia del paquete de datos que no se ha recibido con éxito, sin
comprender cada subpaquete de la subsecuencia ninguna indicación
adicional de su posición respecto a los paquetes de datos aparte
del indicador de subpaquete.
Según un segundo aspecto de la invención se
prevé una primera estación para la transmisión de datos a una
segunda estación, comprendiendo la primera estación:
medios para dividir los datos en una secuencia
de paquetes de datos, incluyendo cada paquete de datos un número de
secuencia que proporciona una indicación de posición del paquete de
datos dentro de la secuencia de paquetes de datos;
medios para transmitir cada paquete de datos por
turnos;
medios para recibir un acuse de recibo desde la
segunda estación que indica si el paquete de datos transmitido se
ha recibido con éxito;
medios sensibles a la recepción de un acuse de
recibo que indica que el paquete de datos transmitido no se ha
recibido con éxito, para dividir el paquete de datos sin éxito en
una subsecuencia de subpaquetes, incluyendo cada subpaquete un
indicador de subpaquete que proporciona una indicación de posición
del subpaquete dentro de la subsecuencia, en el que los números de
secuencia y los indicadores de subpaquete incluyen una pluralidad
de números en común;
en la que uno de los indicadores de subpaquete
es igual al número de secuencia del paquete de datos que no se ha
recibido con éxito, sin comprender cada subpaquete de la
subsecuencia ninguna indicación adicional de su posición respecto a
los paquetes de datos aparte del indicador de subpaquete; y
medios para transmitir cada subpaquete por
turnos.
Según un tercer aspecto de la invención se prevé
un sistema para la comunicación de datos desde una primera estación
hasta una segunda estación, comprendiendo el sistema una primera
estación según el segundo aspecto de la invención y una segunda
estación que tiene:
medios para recibir los paquetes y subpaquetes
de datos;
medios para descodificar los paquetes y
subpaquetes de datos recibidos;
medios para generar acuses de recibo indicativos
de si los paquetes y subpaquetes de datos recibidos se han recibido
con éxito;
medios para transmitir los acuses de recibo;
y
medios para emplear los números de secuencia y
los indicadores de subpaquete para reconstituir los datos.
Al utilizar una pluralidad de subpaquetes, puede
mejorarse la eficacia incluso cuando la cantidad de datos que van a
retransmitirse supera la cantidad que puede alojarse de manera
eficaz en un único subpaquete. El esquema de retransmisión dado a
conocer en el documento WO 2004/043017 no puede adaptarse fácilmente
para proporcionar una pluralidad de subpaquetes para las
retransmisiones porque en el documento WO 2004/043017 el subpaquete
contiene el mismo número de secuencia que el paquete de datos
original, y si debieran transmitirse una pluralidad de subpaquetes
utilizando el mismo número de secuencia, la segunda estación no
podría distinguirlos ni por tanto reordenar de manera correcta los
subpaquetes recibidos.
Al incluir un indicador de subpaquete en cada
subpaquete, la segunda estación puede distinguir los subpaquetes y
puede reordenar correctamente los subpaquetes recibidos.
Al reutilizar los números de secuencia de
paquete para el indicador de subpaquete se requiere un intervalo de
numeración más pequeño que el dado a conocer en el documento US
6.519.731 B1, lo que da como resultado una sobrecarga de paquete
reducida y una mejora de la eficacia.
En una primera realización de la invención el
indicador de subpaquete comprende, en subpaquetes consecutivos,
números de secuencia consecutivos que comienzan con el número de
secuencia del paquete de datos que está retransmitiéndose y que van
seguidos de números de secuencia posteriores.
En otra realización de la invención el indicador
de subpaquete comprende, en subpaquetes consecutivos, números de
secuencia consecutivos que comienzan con un número de secuencia que
tiene una desviación negativa predeterminada respecto al número de
secuencia del paquete de datos que está retransmitiéndose y que van
seguidos de números de secuencia posteriores.
En otra realización de la invención el indicador
de subpaquete comprende, en subpaquetes consecutivos, números de
secuencia consecutivos que comienzan con el número de secuencia del
paquete que está retransmitiéndose y que van seguidos de números de
secuencia anteriores en orden de uso inverso en comparación con los
números de secuencia en los paquetes de datos.
En otra realización de la invención el indicador
de subpaquete comprende, en subpaquetes consecutivos, números de
secuencia consecutivos que comienzan con un número de secuencia que
tiene una desviación negativa predeterminada respecto al número de
secuencia del paquete que está retransmitiéndose y que van seguidos
de números de secuencia anteriores al número de secuencia de
desviación en orden de uso inverso en comparación con los números de
secuencia en los paquetes de datos.
En otra realización de la invención el indicador
de subpaquete comprende, en subpaquetes consecutivos, números de
secuencia consecutivos en el mismo orden utilizado en los paquetes
de datos y que terminan con el número de secuencia del paquete de
datos que está retransmitiéndose.
En otra realización de la invención el indicador
de subpaquete comprende, en subpaquetes consecutivos, números de
secuencia consecutivos en el mismo orden utilizado en los paquetes
de datos y que terminan con un número de secuencia que tiene una
desviación negativa predeterminada respecto al número de secuencia
del paquete de datos que está retransmitiéndose.
En otra realización de la invención el indicador
de subpaquete comprende, en el primer subpaquete el número de
secuencia del paquete de datos que está retransmitiéndose, y en
subpaquetes siguientes, números de secuencia anteriores en el mismo
orden de uso que los números de secuencia en los paquetes de
datos.
En otra realización de la invención el indicador
de subpaquete comprende, en el primer subpaquete, un número de
secuencia que tiene una desviación negativa predeterminada respecto
al número de secuencia del paquete de datos que está
retransmitiéndose y, en subpaquetes siguientes, números de secuencia
anteriores al número de secuencia de desviación en el mismo orden
de uso que los números de secuencia en los paquetes de datos.
Los números de secuencia por lo general, aunque
no necesariamente, tienen valores enteros consecutivos; pueden ser
un conjunto de números cualesquiera conocidos tanto para la primera
estación como para la segunda estación y se utilizan en un orden
predeterminado. Los números de secuencia se utilizan de manera
cíclica, de modo que cuando se han utilizado todos los números de
secuencia, se utilizan de nuevo en el mismo orden. El término
"números de secuencia consecutivos" se refiere a números
sucesivos en el orden predeterminado, incluyendo la reutilización
cíclica.
La invención se describirá a continuación, solo
a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos en los
que;
la figura 1 es una representación esquemática de
un protocolo ARQ híbrido;
la figura 2 ilustra la reordenación de paquetes
de datos transmitidos con diferentes procesos HARQ;
la figura 3 es un diagrama de flujo de un
procedimiento de comunicación de datos según la invención;
la figura 4 es un diagrama esquemático de un
sistema para la comunicación de datos según la invención;
la figura 5 ilustra números de secuencia e
indicadores de subpaquete según una primera realización de la
invención;
la figura 6 ilustra números de secuencia e
indicadores de subpaquete según una segunda realización de la
invención;
la figura 7 ilustra números de secuencia e
indicadores de subpaquete según una tercera realización de la
invención;
la figura 8 ilustra números de secuencia e
indicadores de subpaquete según una cuarta realización de la
invención; y
la figura 9 ilustra aspectos adicionales de la
segunda realización de la invención.
La figura 3 es un diagrama de flujo de un
procedimiento de comunicación de datos desde una primera estación
hasta una segunda estación según la invención. El procedimiento
comienza en la etapa 300 en la que los datos para su transmisión
por parte de la primera estación se dividen en paquetes. En la etapa
305 cada paquete tiene un número de secuencia insertado en el
mismo, y en la etapa 310 se transmite el primer paquete. En la
etapa 315 la segunda estación recibe el paquete transmitido y se
lleva a cabo corrección de errores si hay errores presentes en el
paquete recibido. Se transmite un acuse de recibo positivo si el
paquete se recibe con éxito, tras la corrección de errores si es
pertinente, y se transmite un acuse de recibo negativo si el
paquete no puede descodificarse con éxito.
En la etapa 320, la primera estación determina a
partir de los acuses de recibo recibidos si la segunda estación ha
recibido con éxito el paquete. Si así ha ocurrido, entonces el flujo
vuelve a la etapa 310 en la que se transmite el siguiente
paquete.
Si la segunda estación no ha recibido con éxito
el paquete entonces de manera opcional (no ilustrada en la figura
3) el paquete puede retransmitirse en la etapa 310. Si no, el flujo
continúa hasta la etapa 325 en la que la primera estación divide el
paquete sin éxito en una pluralidad de subpaquetes. En la etapa 330
cada subpaquete tiene un indicador de subpaquete insertado en el
mismo, seleccionándose el indicador de subpaquete de un conjunto de
números que tiene una pluralidad de números en común con el conjunto
de números de los números de secuencia, y en la etapa 335 se
transmite el primer subpaquete. En la etapa 340 la segunda estación
recibe el subpaquete transmitido, se lleva a cabo corrección de
errores si hay errores presentes en el subpaquete recibido, y se
acusa recibo del subpaquete. En la etapa 345, la primera estación
determina si se han transmitido todos los subpaquetes. Si no, el
flujo vuelve a la etapa 335 en la que se transmite el siguiente
subpaquete. Si todos los subpaquetes se han transmitido, el flujo
vuelve a la etapa 310 en la que se transmite el siguiente
paquete.
La figura 4 es un diagrama esquemático de un
sistema 400 para la comunicación de datos desde una primera estación
410 hasta una segunda estación 450. La primera estación 410
comprende un transceptor 411 acoplado a una antena 412 para
transmitir paquetes y subpaquetes y para recibir acuses de recibo
desde la segunda estación 450. Acoplados al transceptor 411 hay
medios de procesamiento, tales como un microcontrolador, para
construir, a partir de los datos que van a comunicarse, paquetes y
subpaquetes para la transmisión, que incluyen insertar números de
secuencia e indicadores de subpaquete, y para analizar acuses de
recibo recibidos desde la segunda estación 450. Acoplados a los
medios 413 de procesamiento hay medios 414 de almacenamiento, tales
como una memoria de acceso aleatorio (RAM) para almacenar
temporalmente los paquetes y subpaquetes listos para la transmisión
o retransmisión.
La segunda estación 450 comprende un transceptor
451 acoplado a una antena 452 para recibir paquetes y subpaquetes y
para transmitir acuses de recibo a la primera estación 410.
Acoplados al transceptor 451 hay medios 453 de procesamiento, tales
como un microcontrolador, para descodificar paquetes y subpaquetes
recibidos, generar acuses de recibo para la transmisión, analizar
los números de secuencia y los indicadores de subpaquete, y para
ensamblar los paquetes y subpaquetes en el orden correcto para
reconstituir los datos originales. Acoplados a los medios 453 de
procesamiento hay medios 454 de almacenamiento, tales como una RAM,
para almacenar los paquetes y subpaquetes recibidos.
En una primera realización, el primer subpaquete
en la subsecuencia de subpaquetes utiliza el mismo número de
secuencia, n, que el paquete fallido de la secuencia de paquetes. El
subpaquete i-ésimo en la subsecuencia utiliza el número de
secuencia n+i-1. Si la segunda estación ya ha
recibido correctamente los paquetes con números de secuencia n+1 a
n+i-1, la segunda estación supone que los datos
recibidos con números de secuencia n a n+i-1 son
subpaquetes de los datos a partir del paquete n fallido. La segunda
estación puede reordenar por lo tanto los paquetes y subpaquetes
tal como se muestra en la figura 5. En las figuras 5 a 9, los
cuadros más grandes representan paquetes y los cuadros más pequeños
representan subpaquetes, y los números dentro de los cuadros
representan los números de secuencia y los indicadores de
subpaquete. En el ejemplo de la figura 5, el paquete que contiene
el número de secuencia 3 que no ha podido recibirse y los datos en
el mismo se retransmiten en subpaquetes que contienen los números
3, 4 y 5.
Sin embargo, puede surgir un problema con esta
realización si el subpaquete i-ésimo se recibe antes que el paquete
con el número de secuencia n+i-1. Esto puede
producirse si hay una pausa en la secuencia de paquetes, o si la
secuencia de paquetes termina sin haberse transmitido ningún paquete
con número de secuencia n+i-1. La segunda estación
entonces no puede determinar si los datos recibidos con el número de
secuencia n+i-1 son un paquete o un subpaquete.
Este problema puede superarse transmitiendo un
paquete ficticio, por ejemplo con carga útil igual a cero, con
número de secuencia n+i-1 antes del subpaquete que
tiene número de secuencia n+i-1. La segunda estación
supone entonces que los primeros datos que van a recibirse con
número de secuencia n+i-1 son un paquete, y los
segundos datos recibidos con ese número de secuencia son un
subpaquete. Como alternativa, la primera estación puede transmitir
una señal especial para indicar que la secuencia de paquetes ha
terminado o está pausada, de modo que entonces la segunda estación
sabrá que los datos recibidos posteriores comprenden subpaquetes.
Como alternativa, la subsecuencia puede utilizar números de
secuencia con una gran desviación negativa predeterminada respecto
al número de secuencia del paquete fallido.
En una segunda realización, los subpaquetes
pueden utilizar los números de secuencia empezando a partir del
número de secuencia n del paquete fallido, o empezando a partir del
número de secuencia que tiene una desviación negativa
predeterminada respecto al número de secuencia del paquete fallido,
pero decrementando a partir de entonces en lugar de incrementar el
número de secuencia, tal como se muestra en la figura 6. Esto evita
la ambigüedad potencial identificada anteriormente en relación con
la segunda realización. En el ejemplo de la figura 6, el paquete
que contiene el número de secuencia 3 que no ha podido recibirse y
los datos en el mismo se retransmiten en subpaquetes que contienen
los números 3, 2 y 1.
Con el fin evitar ambigüedades, también es
beneficioso definir algunas reglas adicionales en relación con la
segunda realización:
a) La primera estación no utilizará un número de
secuencia para un subpaquete hasta que hayan finalizado todas las
transmisiones del paquete con ese número de secuencia. Por ejemplo,
con referencia al ejemplo ilustrado en la figura 9, la segunda
estación recibe 1, 2, 3, 6, 4, 7, 8, 9, 4', 5', donde se utiliza el
símbolo ' para indicar un subpaquete (cuadro más pequeño). El
paquete que tiene el número de secuencia 5 no ha podido recibirse
(indicado en la figura 9 mediante un cuadro sombreado) y se
retransmite utilizando subpaquetes que contienen los números 4 y 5.
Los paquetes y subpaquetes se reordenan a 1, 2, 3, 4, 4', 5', 6, 7,
8, 9. La primera estación no reutiliza los números de secuencia 4 y
5 para retransmisiones de subpaquetes del paquete que tiene el
número de secuencia 5 hasta que se ha completado con éxito la
transmisión del paquete con el número de secuencia 4.
Si no se obedeciera esta regla, y la primera
estación transmitiera 4' antes que 4, la segunda estación
reordenaría erróneamente los paquetes y subpaquetes a 1, 2, 3, 4',
4, 5', 6, 7, 8, 9, de modo que el paquete 4 finalizaría insertado
entre los dos subpaquetes del paquete 5 retransmitido.
b) Cuando un número de secuencia se reutiliza
para un indicador de subpaquete, se transmite utilizando un proceso
HARQ diferente del proceso HARQ que se ha utilizado para el paquete
con el mismo número. Esto permite a la segunda estación distinguir
entre subpaquetes y paquetes que simplemente son retransmisiones
duplicadas que tienen el mismo número.
Los paquetes duplicados pueden producirse si,
por ejemplo, la segunda estación transmite un acuse de recibo
positivo en respuesta a una retransmisión HARQ de capa física de un
paquete pero la primera estación malinterpreta el acuse de recibo
positivo como un acuse de recibo negativo, en el que la
retransmisión fue la última retransmisión de capa física permitida
en ese ciclo HARQ. En este caso, el paquete descodificado
correctamente se pasaría hasta la capa MAC de la segunda estación.
Sin embargo, la primera estación podría decidir reiniciar la
transmisión del paquete utilizando el mismo número de secuencia, lo
que finalmente podría dar como resultado que se pasara un paquete
duplicado con el mismo número de secuencia hasta la capa MAC de la
segunda estación.
Por ejemplo, considérese el caso en el que la
segunda estación recibe 1, 2, 3, 3, 4, 5, 6, 7. La segunda estación
no puede determinar si los segundos datos con SN=3 son un duplicado
del primer paquete con SN=3, en cuyo caso el segundo paquete
debería descartarse y no pasarse hasta las capas superiores, o si
los segundos datos con SN=3 y los datos con SN=4 son subpaquetes
que contienen retransmisiones de partes del paquete original con
SN=4 que no se recibió correctamente, en cuyo caso todos los
paquetes deberían pasarse hasta las capas superiores en el mismo
orden indicado anteriormente.
Este problema se evita si la segunda estación
puede suponer que todos los datos con números de secuencia
aparentemente duplicados que aparecen en el mismo proceso HARQ son
duplicados que deberían descartarse, mientras que los datos con
números de secuencia aparentemente duplicados que aparecen en un
proceso HARQ diferente a partir del primer paquete con ese número
de secuencia son subpaquetes que contienen retransmisiones de partes
de otro paquete y deberían reensamblarse en el orden
correspondiente.
Debe observarse que esta regla no es aplicable
cuando sólo se utiliza un proceso HARQ. Sin embargo, cuando sólo se
utiliza un proceso HARQ, si las transmisiones de subpaquetes de un
paquete fallido con SN=n comienzan antes de transmitir un paquete
con SN=n+1, los subpaquetes del paquete fallido pueden numerarse
n+1, n+2,... n+i, y el siguiente paquete puede transmitirse
entonces con SN=n+i+1. Por ejemplo, considérese el caso en el que
la primera estación transmite los paquetes 1, 2, 3, 4. El paquete 4
falla y no se pasa hasta la capa MAC de la segunda estación. Por lo
tanto la primera estación transmite subpaquetes con SN 4, 5, 6, 7,
donde cada subpaquete contiene un cuarto de los datos a partir del
paquete que se transmitió originalmente con SN=4. La primera
estación continúa entonces transmitiendo el siguiente paquete de
datos con SN=8, mientras que este paquete habría utilizado SN=5 si
el paquete 4 no hubiera fallado.
Por lo tanto, puede definirse la siguiente regla
para el caso de un único proceso HARQ: todos los paquetes o
subpaquetes recibidos correctamente que tienen un número de
secuencia que es el mismo que un paquete o subpaquete anterior
recibido correctamente se descartará de la manera habitual. Debe
observarse que esto no incluye el caso de los números de secuencia
que están reutilizándose debido a la reiniciación cíclica del campo
de número de secuencia después 2^{b} paquetes donde b es el
número de bits disponible para el número de secuencia.
c) Cuando se abortan paquetes múltiples y es
necesario retransmitirlos por partes, la primera estación siempre
transmitirá los subpaquetes en primer lugar para el paquete más
anterior abortado, o ninguno. Una subsecuencia para el paquete con
SN=m no se transmitirá después de que una subsecuencia se haya
iniciado para el paquete con SN=n donde n>m (excepto en el caso
de reiniciación cíclica de número de secuencia).
A pesar de estas reglas, quedan algunas
ambigüedades de poca importancia respecto a la segunda realización,
aunque éstas no se consideran graves:
a) Si una primera PDU nunca se pasa hasta la
capa MAC, es decir, la primera estación nunca transmite una
subsecuencia para ella, por ejemplo como resultado de
malinterpretar un acuse de recibo negativo como un acuse de recibo
positivo, y esto va seguido poco después de otra PDU para la que se
transmite una subsecuencia, y la subsecuencia reutiliza números de
secuencia desde antes de la primera PDU, entonces la segunda
estación supondrá que los primeros pocos números de secuencia
reutilizados se refieren a la primera PDU.
Por ejemplo, supóngase que la primera estación
envía 1, 2, 3, 4, 5, 6, 2, 3, 4, 5, 7, 8. Se producen errores en
las PDU 3 y 5, de modo que estas PDU no se pasan hasta la capa MAC
en la segunda estación. La primera estación se da cuenta de que la
PDU 5 ha fallado, pero no la PDU 3, y divide la PDU5 original en 4
subpaquetes con números de secuencia 2, 3, 4, 5. La capa MAC en la
segunda estación recibe 1, 2, 4, 6, 2', 3', 4', 5', 7, 8. Entonces
reordena erróneamente estos paquetes para dar 1, 2, 2', 3', 4, 4',
5', 6, 7, 8, mientras que el orden correcto habría sido 1, 2, 4,
2', 3', 4', 5', 6, 7, 8.
b) Si las PDU que constituyen una subsecuencia
llegan a su vez en el orden equivocado, el indicador de subpaquete
puede utilizarse en general para resolver la reordenación, excepto
si la primera PDU en la subsecuencia no llega en primer lugar. Si
la primera PDU en la subsecuencia no llega en primer lugar, puede
que la segunda estación no pueda calcular a qué subsecuencia
pertenece, o puede haber pasado ya PDU posteriores hasta la capa
superior. Por lo tanto es ventajoso especificar adicionalmente que
la primera y la segunda PDU de una subsecuencia se transmitirán
utilizando el mismo proceso HARQ, de modo que es probable que la
primera PDU se reciba en primer lugar.
En una tercera realización subpaquetes
consecutivos utilizan números de secuencia consecutivos anteriores
al número de secuencia del paquete de datos al que se refiere el
subpaquete. Expresado de manera matemática, el subpaquete i-ésimo
en una subsecuencia comprende el número de secuencia
n-p+i, donde p es el número de subpaquetes, tal
como se muestra en la figura 7. Por lo tanto, el primer subpaquete
utiliza el número de secuencia n-(p-1), y el final,
el subpaquete p-ésimo utiliza el número de secuencia n. En el
ejemplo de la figura 7, el paquete que contiene el número de
secuencia 3 que no ha podido recibirse y los datos en el mismo se
retransmiten en subpaquetes que contienen los números 1, 2 y 3.
Como alternativa, los subpaquetes consecutivos pueden utilizar
números de secuencia consecutivos en el mismo orden utilizado en los
paquetes de datos y terminar con el número de secuencia que tiene
una desviación negativa predeterminada respecto al número de
secuencia del paquete de datos que está retransmitién-
dose.
dose.
La tercera realización tiene la ventaja de que
permite a la segunda estación determinar cuántos subpaquetes
comprende la subsecuencia y por lo tanto cuándo ha terminado la
subsecuencia. Esto es particularmente útil si la capa MAC en la
segunda estación pasa los paquetes reordenados hasta una capa
superior, puesto que permite a la segunda estación determinar
cuándo pasar el paquete con número de secuencia n+1 hasta la capa
superior. En el ejemplo de la figura 7, después de la recepción del
subpaquete numerado 3, la segunda estación sabe que ahora puede
pasar el paquete con número de secuencia 4 hasta la capa
superior.
En una cuarta realización, el primer subpaquete
de la subsecuencia utiliza el número de secuencia n del paquete de
datos al que el subpaquete se refiere, y el subpaquete i-ésimo,
i>1, utiliza el número de secuencia
n-p+i-1, tal como se muestra en la
figura 8. En el ejemplo de la figura 8, el paquete que contiene el
número de secuencia 3 que no ha podido recibirse y los datos en el
mismo se retransmiten en subpaquetes que contienen los números 3,
1, y 2. Esta cuarta realización tiene la ventaja de que permite a la
segunda estación determinar, inmediatamente tras la recepción del
primer subpaquete, paquete al que se refiere la subsecuencia, y
también determinar cuántos subpaquetes comprende la subsecuencia y
por lo tanto cuándo ha terminado la subsecuencia. Como alternativa,
el primer subpaquete de la subsecuencia utiliza el número de
secuencia que tiene una desviación negativa predeterminada respecto
al número de secuencia del paquete de datos que está
retransmitiéndose, y los siguientes subpaquetes utilizan los
números de secuencia anteriores a dicho número de secuencia de
desviación, utilizándolos en el mismo orden que el orden de uso de
los números de secuencia de los paquetes de datos.
En las realizaciones que utilizan para los
subpaquetes un número de secuencia que implica una desviación
negativa predeterminada respecto al número de secuencia del paquete
de datos que está retransmitiéndose, la segunda estación, cuando
determina a qué paquete corresponde la retransmisión, y el orden de
los subpaquetes, añade la magnitud de la desviación al valor del
indicador de subpaquete recibido si un paquete de datos que tiene
el mismo número de secuencia que el indicador de subpaquete recibido
ya se ha recibido. El tamaño de la desviación negativa
predeterminada puede emitirse como señal desde una de las estaciones
primera y segunda a la otra.
Aunque la invención se ha descrito en cuanto a
números de secuencia en la capa MAC, la invención puede aplicarse
también a números de secuencia utilizados en capas superiores a la
MAC, por ejemplo el nivel RLC (Radio Link Control, Control
de Enlace de Radio).
De manera opcional, los subpaquetes pueden a su
vez dividirse en subsubpaquetes y aplicarse los mismos principios
de la invención a los subpaquetes y subsubpaquetes tal como se ha
descrito para los paquetes y subpaquetes.
\newpage
En la memoria descriptiva y las reivindicaciones
presentes la palabra "uno" o "una" precediendo a un
elemento no excluye la presencia de una pluralidad de tales
elementos. Además, la palabra "que comprende" no excluye la
presencia de otros elementos o etapas además de los enumerados.
La inclusión de símbolos de referencia entre
paréntesis en las reivindicaciones está prevista para ayudar a la
comprensión y no como limitación.
A partir de la lectura de la presente
descripción, otras modificaciones serán evidentes para los expertos
en la técnica. Tales modificaciones pueden implicar otras
características que ya se conocen en la técnica de comunicación de
datos y que pueden utilizarse en lugar de o además de las
características ya descritas en el presente documento.
Claims (11)
1. Procedimiento de transmisión de datos desde
una primera estación (410) hasta una segunda estación (450), que
comprende:
en la primera estación (410), dividir los datos
en una secuencia de paquetes de datos y transmitir la secuencia de
paquetes de datos;
en la segunda estación (450), recibir los
paquetes de datos y transmitir acuses de recibo que indican si los
paquetes de datos se han recibido con éxito;
en la primera estación (410), retransmitir como
una subsecuencia de una pluralidad de subpaquetes, un paquete de
datos que no se ha recibido con éxito;
en la segunda estación (450), reconstituir los
datos a partir de los paquetes y subpaquetes de datos;
en el que los paquetes de datos comprenden un
número de secuencia que proporciona una indicación de posición de
cada paquete de datos dentro de la secuencia de paquetes de datos,
y
los subpaquetes comprenden un indicador de
subpaquete que proporciona una indicación de posición de cada
subpaquete dentro de la subsecuencia de subpaquetes, y
en el que los números de secuencia y los
indicadores de subpaquete incluyen una pluralidad de números en
común, en el que uno de los indicadores de subpaquete es igual al
número de secuencia del paquete de datos que no se ha recibido con
éxito, sin comprender cada subpaquete de la subsecuencia ninguna
indicación adicional de su posición respecto a los paquetes de
datos aparte del indicador de subpaquete.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el indicador de subpaquete comprende, en subpaquetes
consecutivos, números de secuencia consecutivos que comienzan con
el número de secuencia del paquete de datos que está
retransmitiéndose y que van seguidos de números de secuencia
posteriores.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el indicador de subpaquete comprende, en subpaquetes
consecutivos, números de secuencia consecutivos que comienzan con
un número de secuencia que tiene una desviación negativa
predeterminada respecto al número de secuencia del paquete de datos
que está retransmitiéndose y que van seguidos de números de
secuencia posteriores.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el indicador de subpaquete comprende, en subpaquetes
consecutivos, números de secuencia consecutivos que comienzan con
el número de secuencia del paquete que está retransmitiéndose y que
van seguidos de números de secuencia anteriores en orden de uso
inverso en comparación con los números de secuencia en los paquetes
de datos.
5. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el indicador de subpaquete comprende, en subpaquetes
consecutivos, números de secuencia consecutivos que comienzan con
un número de secuencia que tiene una desviación negativa
predeterminada respecto al número de secuencia del paquete que está
retransmitiéndose y que van seguidos de números de secuencia
anteriores al número de secuencia de desviación en orden de uso
inverso en comparación con los números de secuencia en los paquetes
de datos.
6. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el indicador de subpaquete comprende, en subpaquetes
consecutivos, números de secuencia consecutivos en el mismo orden
utilizado en los paquetes de datos y que terminan con el número de
secuencia del paquete de datos que está retransmitiéndose.
7. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el indicador de subpaquete comprende, en subpaquetes
consecutivos, números de secuencia consecutivos en el mismo orden
utilizado en los paquetes de datos y que terminan con un número de
secuencia que tiene una desviación negativa predeterminada respecto
al número de secuencia del paquete de datos que está
retransmitiéndose.
8. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el indicador de subpaquete comprende, en el primer subpaquete
el número de secuencia del paquete de datos que está
retransmitiéndose, y en subpaquetes siguientes, números de
secuencia anteriores en el mismo orden de uso que los números de
secuencia en los paquetes de datos.
9. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el indicador de subpaquete comprende, en el primer subpaquete
un número de secuencia que tiene una desviación negativa
predeterminada respecto al número de secuencia del paquete de datos
que está retransmitiéndose, y en subpaquetes siguientes, números de
secuencia anteriores al número de secuencia de desviación en el
mismo orden de uso que los números de secuencia en los paquetes de
datos.
10. Primera estación (410) para la transmisión
de datos a una segunda estación (450), comprendiendo la primera
estación (410):
medios (413) para dividir los datos en una
secuencia de paquetes de datos, incluyendo cada paquete de datos un
número de secuencia que proporciona una indicación de posición del
paquete de datos dentro de la secuencia de paquetes de datos;
medios (411) para transmitir cada paquete de
datos por turnos;
medios (411) para recibir un acuse de recibo
desde la segunda estación (450) que indica si el paquete de datos
transmitido se ha recibido con éxito;
medios (413) sensibles a la recepción de un
acuse de recibo que indica que el paquete de datos transmitido no
se ha recibido con éxito, para dividir el paquete de datos sin éxito
en una subsecuencia de subpaquetes, incluyendo cada subpaquete un
indicador de subpaquete que proporciona una indicación de posición
del subpaquete dentro de la subsecuencia, en el que los números de
secuencia y los indicadores de subpaquete incluyen una pluralidad
de números en común, en la que uno de los indicadores de subpaquete
es igual al número de secuencia del paquete de datos que no se ha
recibido con éxito, sin comprender cada subpaquete de la
subsecuencia ninguna indicación adicional de su posición respecto a
los paquetes de datos aparte del indicador de subpaquete; y
medios (411) para transmitir cada subpaquete por
turnos.
11. Sistema (400) para la comunicación de datos
desde una primera estación (410) hasta una segunda estación (450),
comprendiendo el sistema (400) una primera estación (410) según la
reivindicación 10 y una segunda estación (450) que tiene:
medios (451) para recibir los paquetes y
subpaquetes de datos;
medios (451) para descodificar los paquetes y
subpaquetes de datos recibidos;
medios (453) para generar acuses de recibo
indicativos de si los paquetes y subpaquetes de datos recibidos se
han recibido con éxito;
medios (451) para transmitir los acuses de
recibo; y
medios (453) para emplear los números de
secuencia y los indicadores de subpaquete para reconstituir los
datos.
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