WO2010096947A1 - 在基于中继的系统中执行arq过程的方法、基站和中继站 - Google Patents

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WO2010096947A1
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WO
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data
relay station
terminal device
base station
relay
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PCT/CN2009/000195
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杨涛
范尼沃诺·安东尼拉
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上海贝尔股份有限公司
阿尔卡特朗讯
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H04L1/18—Automatic repetition systems, e.g. Van Duuren systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L2001/0092—Error control systems characterised by the topology of the transmission link
    • H04L2001/0097—Relays

Definitions

  • the present invention relates to the field of wireless communications, and more particularly to a method for performing a downlink ARQ (Automatic Repeat Request) procedure in a relay-based wireless communication system, which can shorten the delay of performing an ARQ process and reduce the Uu interface. Status report transmission. Background technique
  • the trunking concept is proposed as an alternative to advanced systems for 3GPP LTE (3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution). Relays introduced by more than one hop transmission should be addressed to achieve the 3GPP LTE-A relay requirements. It is foreseeable that DL (downlink) asynchronous HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request) will be used for 3GPP LTE advanced systems for backward compatibility.
  • 3GPP LTE 3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution
  • the current relay concept has been applied in the IEEE.
  • Three ARQ mechanisms are disclosed in the current standard 802.1 1 6j/D4: end-to-end, dual-link, and hop-by-hop.
  • the end-to-end ARQ mechanism is similar to the case of a no-relay node based on a status report from the receiving side (Rx), which causes a large delay due to the introduction of the relay station (RS).
  • the ARQ process is divided into two steps: ARQ between the base station (NodeB) and the access relay station (ARS) and ARQ between the ARS and the user terminal equipment (UE).
  • a common feature of these two steps is that the receiving (Rx) side triggers the ARQ retransmission through the status report.
  • the ARS performs a reordering process to locate the missing PDU (Protocol Data Unit) and sends a status report to the base station for ARQ retransmission.
  • the UE also detects the lost PDU through the reordering process and sends a status report to the ARS, which then performs ARQ retransmission. It can be clearly seen that there is a large delay due to the two-level reordering process in ARS and UE. In addition, there is a large status report transmission on the Uu interface originating from the ARS and the UE respectively.
  • each relay RS and UE will run a reordering process to locate the lost data, and its upper level station requires ARQ retransmission based on the status report, which results in very large delays and A very large status report transmission is caused on the Uu interface.
  • a new ARQ mechanism for relay-based 3GPP systems in which 3GPP system characteristics are considered, and can also be applied to more hop scenarios.
  • the purpose of the invention is to reduce the status report transmission on the Uu interface and accelerate the ARQ retransmission. To reduce latency and simplify ARS operations.
  • the three ARQ mechanisms of the relay-based system disclosed in the standard 802.1 1 6j/D4 are hop-by-hop, dual-link and end-to-end. Since the hop-by-hop and dual-link ARQ mechanisms are similar, only the dual-link and end-to-end ARQ mechanisms are discussed below to list their deficiencies.
  • the ARQ process is divided into two steps: an ARQ process between a tunnel PDU (TPDU)-based base station and an ARS triggered by a receiver (ie, ARS), and triggered by the UE.
  • ARQ process between ARS and UE.
  • the TPDU may include data for more than one UE accessed at the same ARS.
  • Figures la to lc show a general description of the dual link ARQ mechanism, assuming that DL asynchronous HARQ will be used.
  • the earliest possible ARQ retransmission between the ARS and the UE is at point B.
  • the UE reordering and HARQ procedures for status reporting transmissions greatly contribute to the delay of possible ARQ retransmissions therebetween.
  • the second drawback of this solution is that due to the two-step ARQ retransmission, excessive status report transmission on the Uu interface wastes valuable wireless resources.
  • the third drawback is that the ARQ between the base station and the ARS is based on the TPDU, which means that an additional SN (serial number) should be applied to each TPDU for the ARS reordering process. This extra SN results in unnecessary UP (user plane) header overhead on the Uu interface.
  • This mechanism is the same as the RS-free scenario in which the MS (end user) triggers the ARQ process, which is certainly not optimal because the advantages of RS (relay station) are not taken into account. Since all ARQ retransmissions should be first located by the UE and then performed by the base station, due to the forwarding of the RS, a larger delay will be introduced compared to the no RS scenario.
  • the UE must have a mechanism to request data retransmissions that are lost by the ARS and still buffered at the base station, to avoid Free additional application layer retransmission.
  • the present invention has been made in order to solve the above problems of the prior art. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method of performing a downlink ARQ process in a relay-based wireless communication system that can reduce the delay in performing the ARQ process and reduce the status report transmission on the Uu interface.
  • a method for performing a downlink automatic repeat request (ARQ) process in a relay-based wireless communication system comprising: transmitting, by a base station, first data to a relay station, the first data multiplexing Second data for one or more terminal devices; if the first data transmission fails, the active ARQ process triggered by the base station to the relay station performs retransmission for the first data; the relay station transmits the first to the slave base station Demultiplexing data to generate second data, and transmitting demultiplexed second data to the terminal device; if the second data transmission fails, triggering an active ARQ process to the terminal device by the relay station to perform the second data Retransmission; and the terminal device receives the second data and triggers a passive ARQ process for the reception of the second data.
  • ARQ downlink automatic repeat request
  • the first data is a tunneling protocol data unit TPDU and the second data is a link layer protocol data unit L2 PDU.
  • the first data transmission failure is based on a final negative acknowledgement NACK or an indication from a higher layer fed back by the relay station for a hybrid automatic repeat request HARQ process between the base station and the relay; and the second data transmission failure is based on the relay by the terminal device
  • the hybrid automatic repeat request with the terminal device requests the final negative acknowledgement NACK or the indication from the upper layer fed back by the HARQ process.
  • the passive ARQ process includes: the terminal device performing a reordering process on the received second data to locate the lost second data; and the terminal device generating a status report indicating the lost second data according to the reordering process; And the terminal device feeds back the status report to the relay station.
  • the passive ARQ process further includes: the relay station performing retransmission on the second data lost by the terminal device buffered at the relay station according to the status report received from the terminal device; and buffering the terminal station not at the relay station The second data lost by the terminal device, the relay station generates a new status report according to the status report received from the terminal device, instructing the base station to perform retransmission of the second data lost by the terminal device not buffered at the relay station.
  • the passive ARQ process further comprises: the base station performing retransmission on the second data that is lost by the terminal device not buffered at the relay station according to the new status report received from the relay station.
  • a base station in a relay-based wireless communication system comprising: transmitting means for transmitting first data to a relay station, the first data being multiplexed for one or more terminal devices The second data; the active ARQ process processing device, if the first data transmission fails, triggering an active ARQ process to the relay station to perform retransmission for the first data; and receiving means for triggering for the terminal device a passive ARQ process for receiving the second data, receiving a status report sent from the relay station, the status report indicating second data lost by the terminal device not buffered at the relay station; and passive ARQ process processing means according to the slave relay station The received status report performs a retransmission of the second data lost by the terminal device that is not buffered at the relay station.
  • a relay station in a relay-based wireless communication system comprising: receiving means for receiving first data from a base station, the first data being multiplexed for one or more terminal devices Second data, and for a passive ARQ process for receiving the second data triggered by the terminal device, receiving a status report indicating the lost second data from the terminal device; and demultiplexing means for transmitting from the base station
  • the first data is demultiplexed to generate second data
  • the sending device is configured to send the demultiplexed second data to the terminal device; and the active ARQ process processing device triggers to the terminal device if the second data transmission fails An active ARQ process for retransmission of the second data; and a passive ARQ process processing device performing retransmission of the second data lost by the terminal device buffered at the relay station according to the status report received from the terminal device.
  • the relay station further comprises: a status report updating means for generating a new status report based on the status report received from the terminal device for the second data lost by the terminal device not buffered at the relay station, the indication The base station performs retransmission on the second data that is lost by the terminal device that is not buffered at the relay station.
  • FIG. 2 is a possible DL L2 (layer 2) user plane structure for a relay-based 3GPP system.
  • 3 is a schematic diagram of a method of performing a downlink ARQ process in a relay-based wireless communication system in accordance with the present invention
  • 4a through 4c are schematic timing diagrams of a method of performing a downlink ARQ process in a relay-based wireless communication system, in accordance with one embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a state machine that performs a downlink ARQ process in a relay-based wireless communication system in accordance with the present invention
  • Figure 6 is a structural diagram of a base station in a relay-based wireless communication system according to the present invention
  • Figure 7 is a structural diagram of a relay station in a relay-based wireless communication system according to the present invention.
  • the method of performing a downlink ARQ procedure in a relay-based wireless communication system according to the present invention can be applied to a corresponding 3GPP specification of advanced LTE.
  • the idea of the present invention mainly includes the following points:
  • the active ARQ process between the base station and the ARS is automatically triggered by the base station (eNode B) after the corresponding L1 (layer 1) transmission fails;
  • ARS does not perform a reordering process to locate lost TPDUs; each TPDU has no SN to hold header overhead;
  • the ARS is simple to operate, it only demultiplexes the TPDU into L2 PDUs and immediately forwards them to the corresponding UE. This helps to reduce the delay caused by relay forwarding;
  • ARQ retransmission is triggered by the transmitter instead of the receiver, and fast ARQ retransmission shortens the delay.
  • the ARS receives a status report from the UE. If the corresponding L2 PDU is buffered at the ARS, a passive ARQ retransmission is performed; otherwise, the ARS regenerates a new status report to instruct the base station to perform the remaining lost L2 PDU ARQ retransmission; After receiving the status report from the ARS, the base station performs a corresponding L2 PDU ARQ retransmission that cannot be resolved by the active ARQ process;
  • FIG. 2 A schematic diagram of a possible DL user plane structure for a relay-based 3GPP system is shown in Figure 2 in accordance with the standard 802.1 1 6J/D4.
  • data of multiple UEs accessing the same ARS may be multiplexed into one TPDU destined for the ARS, and then the ARS demultiplexes the TPDU into original L2 PDUs and forwards them to its corresponding UE.
  • encryption processing is performed at L2, and an SN is attached to each L2 PDU for this purpose. It is not necessary to add an additional TSN to each TPDU as in the current 802.1 1 6j/D4. This helps reduce header overhead on the Uu interface. In 3GPP, how to save header overhead is a very major issue and has been intensely discussed during the LTE standardization process. Therefore, no SN for each TPDU is very beneficial for subsequent LTE-A 3GPP systems.
  • the ARQ process according to the present invention can be divided into two parts:
  • a passive ARQ process triggered by the UE The general concept of a two-stage ARQ process is depicted in Figure 3 and is described in detail below.
  • the base station when forwarding to the ARS, the content of each TPDU is recorded. If the corresponding TPDU L1 transmission fails, the base station knows that the ARS has lost all L2 PDUs included in the TPDU. This may be based on support for abandoning L1 transmissions from higher layers, such as due to special policies or L1 indications, such as HARQ NACKs for final HARQ retransmissions (such as link quality degradation, etc., which still fails after multiple HARQ retransmissions). Thus, the base station can automatically initiate an ARQ level retransmission to the corresponding L2 PDU of the ARS without waiting for a status report from the ARS.
  • L1 indications such as HARQ NACKs for final HARQ retransmissions (such as link quality degradation, etc., which still fails after multiple HARQ retransmissions).
  • the L1 transmission failure indication (eg, by HARQ NACK or other indication from the upper layer) triggers the ARQ retransmission on the transmitting side, rather than on the receiving side by the status report from the ARS that has undergone the reordering process. hair;
  • the status report is L2 signaling that has undergone delay due to its HARQ retransmission. This delay does not occur in the proposed active ARQ mechanism.
  • Another advantage of active ARQ retransmissions triggered by the base station is that no status reports from the ARS are required, thereby reducing the wastage of valuable radio resources on the Uu interface due to status report transmissions.
  • an L1 signaling error such as a NACK ACK error (probability of approximately lOe-3) can result in a residual error because the signaling error will stop the proposed active ARQ retransmission for the involved L2 PDU. Since ARS cannot detect these kinds of errors, ARS will lose the corresponding L2 PDU. This can be resolved by a status report from the UE side as described below.
  • the ARS forwards the L2 PDU to its corresponding UE without the need for a reordering process, since the ARS does not need to locate the missing TPDU, which helps to reduce end-to-end delay.
  • the ARS will automatically trigger a corresponding ARQ level retransmission to the UE. This is called active ARQ retransmission on the ARS side.
  • the passive ARQ procedure triggered by the UE is used to resolve residual errors caused by the active ARQ process described above.
  • the first cause is a residual error between the ARS and the UE.
  • a NACK ACK error on the ARS side The L1 signaling error stops the required ARQ retransmission, but the corresponding L2 PDU is still buffered at the ARS.
  • the second reason is a residual error between the base station and the ARS. Since the corresponding L2 PDU is not buffered at the ARS due to the error, it is still buffered at the base station.
  • the UE generates an L2 PDU status report indicating loss according to the reordering procedure to request an ARQ retransmission called a passive ARQ procedure.
  • the ARS should perform the following operations: Perform ARQ retransmission on L2 PDUs that are still lost by UEs still buffered on the ARS side. This is used to resolve residual errors caused by NACK ACK errors or other errors on the ARS side;
  • ARS clears the corresponding L2 PDU buffer correctly received by the UE
  • the ARS regenerates the report based on the information from the UE and transmits it to the base station, indicating that the UE and the ARS may be L2 PDUs lost due to residual errors on the base station side for further ARQ retransmission.
  • 4a through 4c are schematic timing diagrams of a method of performing a downlink ARQ process in a relay-based wireless communication system, in accordance with one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4a through 4c The corresponding ARQ process based on the L1 failure indication is depicted in Figures 4a through 4c, which should be continued together.
  • the earliest possible ARQ retransmission on the base station side is at point D and point E at the ARS to the UE, much earlier than in the current standard 802.1 1jj/D4. It can also be clearly seen that the status report on the Uu interface is greatly reduced.
  • Figures 4a through 4c also illustrate the resolution of residual errors and thus the absence of further residual errors, which helps to reduce application layer retransmissions.
  • Figure 5 shows the state machine on the base station side.
  • FIG. 6 is a structural diagram of a base station in a relay-based wireless communication system in accordance with the present invention.
  • the base station includes: a transmitting device 601, an active ARQ process processing device 603, a receiving device 605, and a passive ARQ process processing device 607.
  • the transmitting device 601 transmits the first data to the relay station, the first data multiplexing the second data for the one or more terminal devices. If the first data transmission fails, the active ARQ process handler 603 triggers an active ARQ procedure to the relay to perform a retransmission for the first data.
  • the receiving device 605 receives a status report transmitted from the relay station for the passive ARQ process for the reception of the second data triggered by the terminal device, the status report indicating the second data lost by the terminal device not buffered at the relay station.
  • the passive ARQ process processing means 607 performs retransmission of the second data lost by the terminal device not buffered at the relay station based on the status report received from the relay station.
  • Figure 7 is a structural diagram of a relay station in a relay-based wireless communication system in accordance with the present invention.
  • the relay station includes: a receiving device 701, a demultiplexing device 703, a transmitting device 705, an active ARQ process processing device 707, a passive ARQ process processing device 709, and a status report updating device 701 1 .
  • the receiving device 701 receives first data from the base station, the first data is multiplexed with the second data for the one or more terminal devices, and is received from the terminal device for the passive ARQ process triggered by the terminal device for the second data. A status report indicating the second data that was lost.
  • the demultiplexing means 703 demultiplexes the first data transmitted from the base station to generate second data.
  • the transmitting device 705 transmits the demultiplexed second data to the terminal device.
  • the active ARQ process processing device 707 triggers an active ARQ process to the terminal device for retransmission of the second data.
  • the passive ARQ process processing means 709 performs retransmission of the second data lost by the terminal device buffered at the relay station based on the status report received from the terminal device.
  • the status report updating means 7011 generates a new status report based on the status report received from the terminal device for the second data lost by the terminal device not buffered at the relay station, indicating that the base station is not buffering at the relay station.
  • the second data lost by the terminal device performs retransmission.
  • the ARQ mechanism proposed by the present invention can also be applied to UL and other wireless communication systems. The invention has the following advantages:
  • the passive ARQ mechanism triggered by the UE resolves residual errors caused by NACK ACK signaling errors occurring at the base station and the ARS; the ARS performs ARQ retransmission to resolve residual errors occurring at the ARS; the base station passes the UE from the UE The information is used to detect residual errors and restart the corresponding ARQ retransmission.

Description

在基于中继的系统中执行 ARQ过程的方法、 基站和中继站 技术领域
本发明涉及无线通信领域， 更具体地涉及一种在基于中继的无线通信系统 中执行下行链路 ARQ (自动重传请求） 过程的方法， 能够缩短执行 ARQ过程的延迟 且减少 Uu接口上的状态报告传输。 背景技术
中继概念是作为 3GPP LTE (第三代伙伴计划 长期演进） 先进系统的备选提 出的。 应该解决由多于一跳的传输所引入的中继， 以达到 3GPP LTE - A中继要求的 目标。可以预见的是， DL (下行链路）异步 HARQ (混合自动重传请求）将用于 3GPP LTE先进系统， 以便后向兼容。
当前的中继概念已经在 IEEE中得到应用。 在当前的标准 802. 1 6j/D4中公开 了三种 ARQ机制： 端到端、 双链路和逐跳。 端到端的 ARQ机制类似于无中继节点的 情况， 该 ARQ过程基于来自接收侧 （Rx ) 的状态报告， 由于中继站 （RS ) 的引入 这会导致较大的延迟。 在双链路的 ARQ机制中， 将 ARQ过程分为两个步骤： 基站 (NodeB )和接入中继站（ARS )之间的 ARQ和 ARS和用户终端设备（UE)之间的 ARQ。 这两个步骤的共同特征是接收 （Rx)端通过状态报告来触发 ARQ重传。 具体地， 对 于第一步骤， ARS执行重新排序过程以定位丢失的 PDU (协议数据单元）， 并且向 基站发送状态报告以进行 ARQ重传。 在第二步骤中， UE也通过重新排序过程来检 测丢失的 PDU, 并且向 ARS发送状态报告， 该 ARS然后执行 ARQ重传。 可以清楚地看 出， 由于在 ARS和 UE中的两级重新排序过程， 存在较大延迟。 另夕卜， 在源于 ARS和 UE的 Uu接口上分别存在较大的状态报告传输。 在逐跳的 ARQ机制中， 每一个中继 RS和 UE将运行重新排序过程以定位丢失的数据， 并且由其上一级站点根据状态报 告来要求 ARQ重传， 这导致了非常大的延迟并且在 Uu接口上导致了非常大的状态 报告传输。 '
已经提出了具有两跳的基于中继的 3GPP (第三代伙伴计划） 系统是强制性 的， 并且具有更高的优先级， 因而在这种情况下本发明讨论并提出了用于两跳的 基于中继的 3GPP系统的新 ARQ机制， 其中考虑了 3GPP系统特性， 并且还可以应用 于更多跳的场景。 本发明的目的是减少 Uu接口上的状态报告传输， 加速 ARQ重传 以缩短延迟并简化 ARS操作。
直到目前为止， 在标准 802. 1 6j/D4所公开的基于中继的系统的三种 ARQ机 制为逐跳、 双链路和端到端。 由于逐跳和双链路的 ARQ机制是类似的， 以下仅讨 论双链路和端到端的 ARQ机制以列出其缺陷。
1 ) 双链路的 ARQ机制
在双链路的 ARQ机制中， 将 ARQ过程分为两个步骤： 由接收机 （即 ARS ) 所触 发的基于隧道 PDU ( TPDU ) 的基站和 ARS之间的 ARQ过程、 以及由 UE所触发的 ARS和 UE之间的 ARQ过程。 该 TPDU可以包括在相同 ARS处接入的多于一个 UE的数据。 图 la 到图 lc示出了该双链路 ARQ机制的一般描述， 其中假定将釆用 DL异步 HARQ。
清楚的是， 在基站和 ARS之间的最早 ARQ重传位于点 A， 其经过 ARS重新排序 过程以定位丢失的 TPDU、 以及用于状态传输的 HARQ过程。 这两个过程延迟了其间 的可能 ARQ重传。 在完成该重新排序过程之前无法对 TPDU进行解复用， 因而推迟 了将相应分组转发到每一个所涉及的 UE。
类似地， 在 ARS和 UE之间的最早可能 ARQ重传位于点 B。 UE重新排序和用于状 态报告传输的 HARQ过程极大地导致了其间的可能 ARQ重传的延迟。
该方案的第二缺陷是由于两步 ARQ重传导致了在 Uu接口上过多的状态报告 传输， 浪费了宝贵的无线资源。
第三缺陷是由于基站和 ARS之间的 ARQ基于 TPDU, 这意味着额外的 SN (序列 号） 应该应用于每一个 TPDU以进行 ARS重新排序过程。 该额外的 SN导致了在 Uu接 口上不必要的 UP (用户平面） 报头开销。
2) 端到端的 ARQ机制
该机制与由 MS (终端用户） 来触发 ARQ过程的无 RS场景相同， 这当然不是最 佳的， 因为并未考虑到 RS (中继站） 的优势。 因为所有的 ARQ重传应该首先由 UE 定位然后由基站执行， 由于 RS的转发， 与无 RS场景相比， 将引入较大的延迟。
根据前述方案， 必须为基于中继的 3GPP系统设计新的 ARQ机制以解决以下问 题：
· *缩短延迟；
*减少 Uu接口上的状态报告传输；
*避免在 TPDU报头中额外的 SN以避免报头开销； 以及
*UE必须具有要求由 ARS丢失而仍然在基站处缓冲的数据重传的机制， 以避 免额外的应用层重传。
由此， 在诸如 RLC (无线链路控制层） 规范等 3GPP相关规范中应该对相应的 ARQ过程进行标准化。 发明内容
为了解决上述现有技术的问题提出了本发明。 因此， 本发明的目的是提出 一种在基于中继的无线通信系统中执行下行链路 ARQ过程的方法， 能够缩短执行 ARQ过程的延迟且减少 Uu接口上的状态报告传输。
为了实现上述目的， 根据本发明， 提出了一种在基于中继的无线通信系统 中执行下行链路自动重传请求 ARQ过程的方法， 包括： 基站向中继站发送第一数 据， 第一数据复用了针对一个或多个终端设备的第二数据； 如果第一数据传输失 败， 则由基站触发到中继站的主动 ARQ过程来执行针对该第一数据的重传； 中继 站对从基站传送来的第一数据进行解复用以生成第二数据， 并且向终端设备发送 解复用后的第二数据； 如果第二数据传输失败， 则由中继站触发到终端设备的主 动 ARQ过程来执行针对该第二数据的重传； 以及终端设备接收第二数据并针对第 二数据的接收触发被动 ARQ过程。
优选地， 第一数据是隧道协议数据单元 TPDU, 第二数据是链路层协议数据 单元 L2 PDU。
优选地， 第一数据传输失败基于由中继站针对基站和中继站之间的混合自 动重传请求 HARQ过程所反馈的最终否定应答 NACK或来自高层的指示； 以及第二数 据传输失败基于由终端设备针对中继站和终端设备之间的混合自动重传请求 HARQ过程所反馈的最终否定应答 NACK或来自高层的指示。 ― 优选地， 所述被动 ARQ过程包括： 终端设备对接收到的第二数据执行重新排 序过程以定位丢失的第二数据； 终端设备根据重新排序过程来产生指示丢失的第 二数据的状态报告； 以及终端设备向中继站反馈该状态报告。
优选地， 所述被动 ARQ过程还包括： 中继站根据从终端设备接收到的状态报 告， 对在该中继站处缓冲的终端设备所丢失的第二数据执行重传； 以及对并未在 该中继站处缓冲的终端设备所丢失的第二数据， 中继站根据从终端设备接收到的 状态报告产生新的状态报告， 指示基站对并未在该中继站处缓冲的终端设备所丢 失的第二数据执行重传。 优选地， 所述被动 ARQ过程还包括： 基站根据从中继站接收到的新的状态报 告对并未在该中继站处缓冲的终端设备所丢失的第二数据执行重传。
另外， 根据本发明， 还提出了一种在基于中继的无线通信系统中的基站， 包括： 发送装置， 用于向中继站发送第一数据， 第一数据复用了针对一个或多个 终端设备的第二数据； 主动 ARQ过程处理装置， 如果第一数据传输失败， 则触发 到中继站的主动 ARQ过程来执行针对该第一数据的重传； 接收装置， 用于针对终 端设备所触发的针对第二数据的接收的被动 ARQ过程， 接收从中继站所发送来的 状态报告， 该状态报告指示并未在中继站处缓冲的终端设备所丢失的第二数据； 以及被动 ARQ过程处理装置， 根据从中继站所接收的状态报告， 对并未在中继站 处缓冲的终端设备所丢失的第二数据执行重传。
此外， 根据本发明， 还提出了一种在基于中继的无线通信系统中的中继站， 包括： 接收装置， 用于从基站接收第一数据， 第一数据复用了针对一个或多个终 端设备的第二数据， 并且针对终端设备所触发的针对第二数据的接收的被动 ARQ 过程， 从终端设备接收指示丢失的第二数据的状态报告； 解复用装置， 用于对从 基站传送来的第一数据进行解复用以生成第二数据， 发送装置， 用于向终端设备 发送解复用后的第二数据； 主动 ARQ过程处理装置， 如果第二数据传输失败， 则 触发到终端设备的主动 ARQ过程来针对该第二数据的重传； 以及被动 ARQ过程处理 装置， 根据从终端设备接收到的状态报告， 对在该中继站处缓冲的终端设备所丢 失的第二数据执行重传。
优选地， 根据本发明的中继站还包括： 状态报告更新装置， 针对并未在该 中继站处缓冲的终端设备所丢失的第二数据， 根据从终端设备接收到的状态报告 产生新的状态报告， 指示基站对并未在该中继站处缓冲的终端设备所丢失的第二 数据执行重传。
根据本发明， 还提出了一种包括上述基站和中继站的无线通信系统。 附图说明
通过参考以下结合附图对所采用的优选实施例的详细描述， 本发明的上述 目的、 优点和特征将变得显而易见， 其中：
图 la到 lc是根据现有技术的双链路 ARQ机制的一般描述。
图 2是针对基于中继的 3GPP系统的可能 DL L2 (层 2 ) 用户平面结构。 图 3是根据本发明的在基于中继的无线通信系统中执行下行链路 ARQ过程的 方法的示意图；
图 4a到图 4c是根据本发明的一个实施例的在基于中继的无线通信系统中执 行下行链路 ARQ过程的方法的示意时序图；
图 5是根据本发明的在基于中继的无线通信系统中执行下行链路 ARQ过程的 状态机的示意图； 以及
图 6是根据本发明的在基于中继的无线通信系统中的基站的结构图； 以及 图 7是根据本发明的在基于中继的无线通信系统中的中继站的结构图。 具体实施方式
根据本发明的在基于中继的无线通信系统中执行下行链路 ARQ过程的方法 能够应用于先进 LTE的相应 3GPP规范。 本发明的思想主要包括以下几点：
1 ) 由发射机而非接收机来触发主动 ARQ过程；
在相应的 L1 (层 1 ) 传输失败之后由基站 （eNode B ) 自动触发在基站和 ARS 之间的主动 ARQ过程；
ARS并不执行重新排序过程以定位丢失的 TPDU ; 每个 TPDU没有 SN来保存报头 开销；
ARS操作简单， 其仅将 TPDU解复用为 L2 PDU , 并且立即转发到相应的 UE。 这 有助于降低由于中继转发所导致的延迟；
对于 ARQ过程没有来自 ARS的状态报告以避免资源浪费；
由发射机而非接收机来触发 ARQ重传， 快速 ARQ重传缩短了延迟。
2 ) 在相应的 L1传输失败之后由 ARS自动触发 ARS和 UE之间的主动 ARQ过程； 快速 ARQ重传缩短了延迟。
3 ) 由 UE触发的被动 ARQ重传以解决由主动 ARQ过程所导致的残余差错； UE在重新排序过程之后产生指示那些丢失的 L2 PDU的状态报告， 并将其发 送到 ARS ;
"小型"状态报告有助于减少在 Uu接口上的资源浪费；
ARS从 UE接收状态报告。 如果在 ARS处缓冲了相应的 L2 PDU , 则执行被动 ARQ 重传； 否则， ARS重新产生新的状态报告以指示基站来执行剩余丢失的 L2 PDU ARQ 重传； 基站在从 ARS接收状态报告之后， 执行主动 ARQ过程所无法解决的相应的 L2 PDU ARQ重传；
• ARS和基站清除各自缓冲器中由 UE正确接收的分组。 根据标准 802. 1 6J/D4 , 在图 2中示出了基于中继的 3GPP系统的可能 DL用户 平面结构的示意图。
在图 2中， 可以将接入相同的 ARS的多个 UE的数据复用到去往 ARS的一个 TPDU , 然后该 ARS将该 TPDU解复用为原始 L2 PDU并转发到其相应的 UE。
根据当前的 3GPP用户平面数据过程， 在 L2执行加密处理， 并且将一个 SN附 加到每一个 L2 PDU , 以用于该目的。 不需要如当前的 802. 1 6j/D4那样， 将一个 额外的 TSN添加到每一个 TPDU。 这有助于减少在 Uu接口上的报头开销。 在 3GPP中， 如何节省报头开销是非常主要的课题， 并且在 LTE标准化过程期间经过了激烈的 讨论。因此， 没有针对每一个 TPDU的 SN对于后续的 LTE-A 3GPP系统是非常有益的。 根据本发明的 ARQ过程可以划分为两个部分：
由发射机而非接收机所触发的基站和 ARS之间、 以及 ARS和 UE之间的各自的 主动 ARQ过程；
由 UE触发的被动 ARQ过程。 在图 3中描述了两级 ARQ过程的一般概念， 并且如下进行了详细描述。
1、 由基站触发的基站和 ARS之间的主动 ARQ过程
在基站处， 当转发到 ARS时， 记录每一个 TPDU的内容。 如果相应的 TPDU L1 传输失败， 该基站知道 ARS丢失了 TPDU中所包括的所有 L2 PDU。 这可以基于诸如 由于特殊策略或 L1指示所导致的从高层放弃 L1传输的支持， 例如针对最终 HARQ重 传的 HARQ NACK (如链路质量恶化等导 it多次 HARQ重传后仍然失败）。 由此， 基站 可以自动开始到 ARS的相应 L2 PDU ARQ级重传， 而不需要等待来自 ARS的状态报告。 这时在基站侧而非由 ARS状态报告所触发的所谓主动 ARQ L2 PDU重传， 这导致了 基站和 ARS之间的快速 ARQ重传。 该快速 ARQ重传在于两个事实：
1 ) 由 L1传输失败指示 （例如由 HARQ NACK或来自高层的其他指示） 在发射 侧触发 ARQ重传， 而非在接收侧由来自经过了重新排序过程的 ARS的状态报告来触 发；
2 ) 状态报告是经过了由于其 HARQ重传而引起的延迟的 L2信令， 这种延迟并 不出现在所提出的主动 ARQ机制中。
由基站所触发的主动 ARQ重传的另一优点是不需要来自 ARS的任何状态报 告， 因而减少了由于状态报告传输而导致的在 Uu接口上的有价值的无线资源的浪 费。
由于该主动 ARQ机制， 还存在一些残余差错。 例如， 放弃 L1传输的特殊策略 不能够禁止这些残余差错所涉及的 L2 PDU在未来的进一步重传。 另外， 诸如 NACK ACK差错 （概率大约为 lOe-3 ) 等 L1信令差错可以导致残余差错， 因为该信 令差错将停止所提出的针对所涉及的 L2 PDU的主动 ARQ重传。 由于 ARS不能够检测 这些种类的差错， 因而 ARS将丢失相应的 L2 PDU。 这可以由如下所述的来自 UE侧 的状态报告来解决。
2、 由 ARS所触发的在 ARS和 UE之间的主动 ARQ过程
如前所述， 该 ARS将该 L2 PDU转发到其相应的 UE, 而无需重新排序过程， 由 于该 ARS并不需要定位丢失的 TPDU, 这有助于缩短端到端延迟。
类似地， 如果 L1传输失败 （例如针对其最终 HARQ重传的每一个 L2 PDU的 L1 信令 HARQ NACK ) , 该 ARS将自动触发到 UE的相应 ARQ级重传。 这就是所谓的在 ARS 侧的主动 ARQ重传。
― 其过程和优点与如前所述的在基站和 ARS之间的主动 ARQ机制的过程和优点 相同。
此时也会存在残余差错，诸如 NACK ACK差错等 L1信令差错，并且如下所述， 将由 UE所触发的被动 ARQ过程来解决。 3、 由 UE触发的被动 ARQ过程
由 UE所触发的被动 ARQ过程用来解决由上述主动 ARQ过程所导致的残余差 错。
在 UE侧， 执行重新排序过程以定位丢失的 L2 PDU, 其可能是由于以下两个 原因：
第一原因为 ARS和 UE之间的残余差错。 例如， 在 ARS侧的诸如 NACK ACK差错 等 LI信令差错停止了所需的 ARQ重传， 但是在 ARS处仍然缓冲相应的 L2 PDU。 第二原因为基站和 ARS之间的残余差错。 由于在该差错， 不在 ARS处缓冲相 应的 L2 PDU , 而仍然在基站处对其进行缓冲。
该 UE根据重新排序过程来产生指示丢失的 L2 PDU状态报告， 以要求被称为 被动 ARQ过程的 ARQ重传。 在 ARS侧， 在从 UE接收到状态报告之后， 该 ARS应该执行以下操作： 对那些仍然在 ARS侧缓冲的 UE丢失的 L2 PDU执行 ARQ重传。 这用来解决由于 ARS侧的 NACK ACK差错或其他差错所导致的残余差错；
ARS清除由 UE正确接收的相应 L2 PDU缓冲器；
ARS根据来自 UE的信息重新产生报告并发送到基站， 指示 UE和 ARS可能是由 于基站侧的残余差错而丢失的 L2 PDU , 以进行进一步的 ARQ重传。
在基站侧， 在接收到状态报告时， 该基站执行相应的 L2 PDU ARQ重传和相 关的缓冲器清除。 图 4a到图 4c是根据本发明的一个实施例的在基于中继的无线通信系统中执 行下行链路 ARQ过程的方法的示意时序图。
在应该接续在一起的图 4a到图 4c中描述了基于 L1失败指示的相应 ARQ过程。 明显地， 在基站侧最早的可能 ARQ重传处于在 ARS到 UE处的点 D和点 E， 远早于当前 的标准 802. 1 6j/D4中的情况。 还可以清楚地看到， 极大地减少了在 Uu接口上的 状态报告。 图 4a到 4c还示出了残余差错的解决因而没有进一步的残余差错存在， 这有助于减少应用层重传。 图 5示出了在基站侧的状态机。
如图 5所示，
1： 数据发送后， 有未发送状态转移至待定状态， 等待对方的响应；
2： 满足丢弃原则后， 未发送的数据被丢弃；
3： 处于待定状态的数据满足丢弃原则后， 该数据被丢弃；
4： 处于 ARQ 重传数据状态的数据满足丢弃原则后， 给数据被丢弃； 5： 待定的数据收到肯定应答后， 该数据被清空； 6： 待定数据收到重传请求后， 处于 ARQ 重传状态；
7： 数据被 ARQ 重传后， 再次处于待定状态。
需要指出， 在 ARS侧的状态机类似于基站侧的状态机。 图 6是根据本发明的在基于中继的无线通信系统中的基站的结构图。
如图 6所示， 根据本发明的基站包括： 发送装置 601、 主动 ARQ过程处理装置 603、 接收装置 605和被动 ARQ过程处理装置 607。 发送装置 601向中继站发送第一 数据， 第一数据复用了针对一个或多个终端设备的第二数据。 如果第一数据传输 失败， 则主动 ARQ过程处理装置 603触发到中继站的主动 ARQ过程来执行针对该第 一数据的重传。 接收装置 605针对终端设备所触发的针对第二数据的接收的被动 ARQ过程， 接收从中继站所发送来的状态报告， 该状态报告指示并未在中继站处 缓冲的终端设备所丢失的第二数据。被动 ARQ过程处理装置 607根据从中继站所接 收的状态报告， 对并未在中继站处缓冲的终端设备所丢失的第二数据执行重传。 图 7是根据本发明的在基于中继的无线通信系统中的中继站的结构图。
如图 7所示， 根据本发明的中继站包括： 接收装置 701、 解复用装置 703、 发 送装置 705、 主动 ARQ过程处理装置 707、 被动 ARQ过程处理装置 709、 以及状态报 告更新装置 701 1。 接收装置 701从基站接收第一数据， 第一数据复用了针对一个 或多个终端设备的第二数据， 并且针对终端设备所触发的针对第二数据的接收的 被动 ARQ过程， 从终端设备接收指示丢失的第二数据的状态报告。 解复用装置 703 对从基站传送来的第一数据进行解复用以生成第二数据。 发送装置 705向终端设 备发送解复用后的第二数据。 如果第二数据传输失败， 则主动 ARQ过程处理装置 707触发到终端设备的主动 ARQ过程来针对该第二数据的重传。 被动 ARQ过程处理 装置 709根据从终端设备接收到的状态报告， 对在该中继站处缓冲的终端设备所 丢失的第二数据执行重传。状态报告更新装置 7011针对并未在该中继站处缓冲的 终端设备所丢失的第二数据， 根据从终端设备接收到的状态报告产生新的状态报- 告， 指示基站对并未在该中继站处缓冲的终端设备所丢失的第二数据执行重传。 另外， 需要指出的是， 本发明所提出的 ARQ机制还可以用于 UL和其他无线通 信系统。 本发明具有以下优点：
1 ) 由于主动 ARQ机制而缩短的传输延迟；
2) 在基站侧由于主动方式而引起的基站和 ARS之间的快速 ARQ重传；
3 ) 在 ARS处由于主动方式而引起的 ARS和 UE之间的快速 ARQ重传；
4) 在 ARS处没有重新排序过程， 从而可以立即触发到 UE的转发；
5 ) 有助于解决由中继概念引入到 3GPP系统中的延迟问题；
6 ) 由 UE触发的被动 ARQ机制解决了诸如发生在基站和 ARS处的 NACK ACK信 令差错所导致的残余差错； ARS执行 ARQ重传以解决在 ARS处所发生的残余差错； 基站通过来自 UE的信息来检测残余差错， 并且重新开始相应的 ARQ重传。
7 ) 在 Uu接口上减少的状态报告传输， 在基站和 ARS之间对于 ARQ重传没有来 自 ARS的主动状态报告； 来自 UE的 NACK状态报告仅需要覆盖较少数量的 L2 PDU以 解决由于主动 ARQ过程而留下的残余差错。
8 ) 由于不需要重新排序实现了简单的 ARS操作过程。
9 ) 没有 SN附加到 TPDU上， 有助于减少在 Uu接口上的报头开销。 尽管以上已经结合本发明的优选实施例示出了本发明， 但是本领域的技术 人员将会理解， 在不脱离本发明的精神和范围的情况下， 可以对本发明进行各种 修改、 替换和改变。 因此， 本发明不应由上述实施例来限定， 而应由所附权利要 求及其等价物来限定。

Claims

权 利 要 求
1、 一种在基于中继的无线通信系统中执行下行链路自动重传请求 ARQ过程 的方法， 包括- 基站向中继站发送第一数据， 第一数据复用了针对一个或多个终端设备的 第二数据；
如果第一数据传输失败， 则由基站触发到中继站的主动 ARQ过程来执行针对 该第一数据的重传；
中继站对从基站传送来的第一数据进行解复用以生成第二数据， 并且向终 端设备发送解复用后的第二数据；
如果第二数据传输失败， 则由中继站触发到终端设备的主动 ARQ过程来执行 针对该第二数据的重传； 以及
终端设备接收第二数据并针对第二数据的接收触发被动 ARQ过程。
2、 根据权利要求 1的方法， 其中第一数据是隧道协议数据单元 TPDU， 第二 数据是链路层协议数据单元 L2 PDUo '
3、 根据权利要求 1的方法， 其中第一数据传输失败基于由中继站针对基站 和中继站之间的混合自动重传请求 HARQ过程所反馈的最终否定应答 NACK或来自 高层的指示； 以及第二数据传输失败基于由终端设备针对中继站和终端设备之间 的混合自动重传请求 HARQ过程所反馈的最终否定应答 NACK或来自高层的指示。
4、 根据权利要求 1的方法， 其中所述被动 ARQ过程包括：
终端设备对接收到的第二数据执行重新排序过程以定位丢失的第二数据； • 终端设备根据重新排序过程来产生指示丢失的第二数据的状态报告； 以及 终端设备向中继站反馈该状态报告。
5、 根据权利要求 4的方法， 其中所述被动 ARQ过程还包括：
中继站根据从终端设备接收到的状态报告， 对在该中继站处缓冲的终端设 备所丢失的第二数据执行重传； ^及
对并未在该中继站处缓冲的终端设备所丢失的第二数据， 中继站根据从终 端设备接收到的状态报告产生新的状态报告， 指示基站对并未在该中继站处缓冲 的终端设备所丢失的第二数据执行重传。 '
6、 根据权利要求 5的方法， 其中所述被动 ARQ过程还包括： 基站根据从中继站接收到的新的状态报告对并未在该中继站处缓冲的终端 设备所丢失的第二数据执行重传。
'
7、 一种在基于中继的无线通信系统中的基站， 包括：
发送装置， 用于向中继站发送第一数据， 第一数据复用了针对一个或多个 终端设备的第二数据；
主动 ARQ过程处理装置，如果第一数据传输失败，则触发到中继站的主动 ARQ 过程来执行针对该第一数据的重传；
接收装置， 用于针对终端设备所触发的针对第二数据的接收的被动 ARQ过 程， 接收从中继站所发送来的状态报告， 该状态报告指示并未在中继站处缓冲的 终端设备所丢失的第二数据； 以及
被动 ARQ过程处理装置， 根据从中继站所接收的状态报告， 对并未在中继站 处缓冲的终端设备所丢失的第二数据执行重传。
8、 根据权利要求 7的基站， 其中第一数据是隧道协议数据单元 TPDU , 第二 数据是链路层协议数据单元 L2 PDU o
9、 根据权利要求 7的基站， 其中第一数据传输失败基于由中继站针对基站 和中继站之间的混合自动重传请求 HARQ过程所反馈的最终否定应答 NACK或来自 高层的指示。
10、 一种在基于中继的无线通信系统中的中继站， 包括：
接收装置， 用于从基站接收第一数据， 第一数据复用了针对一个或多个终 端设备的第二数据， 并且针对终端设备所触发的针对第二数据的接收的被动 ARQ 过程， 从终端设备接收指示丢失的第二数据的状态报告；
解复用装置， 用于对从基站传送来的第一数据进行解复用以生成第二数据， 发送装置， 用于向终端设备发送解复用后的第二数据；
主动 ARQ过程处理装置， 如果第二数据传输失败， 则触发到终端设备的主动
ARQ过程来针对该第二数据的重传； 以及
被动 ARQ过程处理装置， 根据从终端设备接收到的状态报告， 对在该中继站 处缓冲的终端设备所丢失的第二数据执行重传。
1 1、 根据权利要求 10的中继站， 其中第一数据是隧道协议数据单元 TPDU , 第二数据是链路层协议数据单元 L2 PDU o
12、 根据权利要求 10的中继站， 其中第二数据传输失败基于由终端设备针 对中继站和终端设备之间的混合自动重传请求 HARQ过程所反馈的最终否定应答 NACK或来自高层的指示。
13、 根据权利要求 10的中继站， 其中还包括：
状态报告更新装置， 针对并未在该中继站处缓冲的终端设备所丢失的第二 数据， 根据从终端设备接收到的状态报告产生新的状态报告， 指示基站对并未在 该中继站处缓冲的终端设备所丢失的第二数据执行重传。
14、 一种包括根据权利要求 7所述的基站和根据权利要求 11所述的中继站的 无线通信系统。
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