專利名稱：在通信系統(tǒng)中面向分組地傳輸數(shù)據(jù)的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種在通信系統(tǒng)中，特別是涉及在應用檢測傳輸錯誤和錯誤重傳請求的和/或者未到數(shù)據(jù)分組的單純或者混合ARQ-數(shù)據(jù)保護方法的無線通信系統(tǒng)或移動無線系統(tǒng)中用于數(shù)據(jù)的面向分組傳輸方法。
在無線通信系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)借助電磁波進行傳輸。電磁波的發(fā)射利用位于用于各自系統(tǒng)預先規(guī)定的頻帶內(nèi)的載頻實現(xiàn)。通過無線接口建立和觸發(fā)固定基站與可以是固定的或者移動的無線裝置的用戶站之間的連接。
為了更好地滿足載頻上可供使用的頻譜需求，例如在頻率、時間、空間和/或者代碼選擇的多址接入的基礎上采用同步多路復用法，目的是將物理信道的傳輸容量分配到多種連接上。此外，如果使用概念“物理信道”或者“信道”，那么它等同于概念“資源”，資源可能還要使用多個物理信道，其各自支配空中接口上規(guī)定的位傳輸速率。
同步多路復用法的缺點是，為連接所要求的傳輸容量由于較長時間間隔的時間同步受到束縛，而且，如果當時不需要傳輸容量，那么這些傳輸容量不能釋放給其他用戶。因此，傳輸容量可能仍然未被利用。
另一種原則上基于以面向分組傳輸方法即分組交換改善了這一不足。分組交換同樣以共用通過多種連接的物理信道為基礎。為此也在時間軸上進行劃分，當然不是像同步多路復用法中那樣在固定的時隙上，而是在可變長度的定址數(shù)據(jù)分組上。數(shù)據(jù)以可變時間傳輸，因此也稱為異步多路復用法。數(shù)據(jù)分組也被稱為(數(shù)據(jù))塊，(數(shù)據(jù))幀，幀或者(數(shù)據(jù))字。
無線通信系統(tǒng)的每個用戶可以隨時接入尚未利用的傳輸容量，例如根據(jù)隨機存取法ALOHA傳輸其數(shù)據(jù)分組。此外，連接的位傳輸速率很容易無級的變化。用戶站既可以通過發(fā)送數(shù)據(jù)分組的時間間隔，也可以通過其長度影響位傳輸速率。例如像UMTS(通用移動電信系統(tǒng))等未來的無線通信系統(tǒng)以不同的位傳輸速率向用戶提供多種多樣的業(yè)務。除了純粹的語音傳輸外，形成具有隨之出現(xiàn)的例如因特網(wǎng)、基于IP的語音傳輸(因特網(wǎng)-電話)，E-mail，SMS(短信業(yè)務＝點到點的短信業(yè)務)和其他大部分數(shù)據(jù)產(chǎn)生多種業(yè)務的多媒體應用。面向分組傳輸?shù)募尤胗绕渚哂泄饷鞯那熬啊?br> 空中接口是信息技術中存在的最不利的通信媒介之一。問題是接收信號突然中斷和信號失真，在上述數(shù)據(jù)結構的傳輸情況下會導致數(shù)據(jù)丟失。受到干擾的數(shù)據(jù)分組一般不是由接收站糾錯和然后接收，而是借助于錯誤識別代碼，有時還要附加的校正來檢測錯誤。如果一個數(shù)據(jù)分組被識別是錯誤的，那么要求發(fā)送站更新。為此一般采用回復(確認)來確認所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組。對于無錯誤接收的數(shù)據(jù)分組來說，將肯定回復(ACK＝響應)傳輸?shù)桨l(fā)送站。只要接收的數(shù)據(jù)分組是錯誤的，就將否定回復(NAK＝否定響應)傳輸?shù)桨l(fā)送站并要求其重新傳輸。發(fā)送站因此必須保留所傳輸數(shù)據(jù)分組的拷貝，直至接收到無錯誤的回復。這種作為ARQ-方法(ARQ＝自動重發(fā)請求)公開的錯誤處理方法當然以發(fā)送站和接收站之間的反向信道為前提，通過該信道將錯誤分析結果通過接收站的相應回復通知發(fā)送站。在該反向信道上，也傳輸用于檢測信道質(zhì)量的數(shù)據(jù)，例如傳輸速率、接收功率、發(fā)射功率和/或者干擾，與此相關還有連接期間的附加傳輸容量和計算功率。實踐中ARQ-數(shù)據(jù)保護方法還與前向糾錯(FEC＝前向糾錯)組合，以后稱為混合ARQ-法。因為在將ACK/NAK作為回復使用時不能始終保證對數(shù)據(jù)分組的明確分配，所以也將當時下一個等待分組的編號(請求號＝RN)及其重復要求(請求＝RQ)作為回復使用。取決于ARQ-信令，一個RN作為肯定或者否定回復使用，一個RQ作為否定回復使用。
例如M.Bossert，M.BreitbachDigitale Netze，B.G.Teubner Stuttgart·Leipzig1999，第141-162頁對ARQ-信令作了概述。
已知的混合ARQ-法是所謂的N-信道停機和等待HARQ(N-信道SAWHARQ)。這種方法使用N個重疊簡單的停機和等待HARQ管理(Instanzen)。例如，所謂的2-信道停機和等待HARQ通過下述方式實現(xiàn)，即在接收第二信道的數(shù)據(jù)塊期間，確認所接收的第一信道的數(shù)據(jù)塊，或接收第一信道的數(shù)據(jù)塊期間，確認所接收的第二信道的數(shù)據(jù)塊。它實現(xiàn)了將數(shù)據(jù)塊傳輸給接收機，而該接收機檢測此前發(fā)送的數(shù)據(jù)塊是否接收有誤，由此重新傳輸。有利的是由此實現(xiàn)減少接收確認時的延遲時間。
以同樣方式，可以設想采用例如N＝4，6...的N-信道SAW HARQ-法，它們關鍵是根據(jù)存儲器需求以及基站或用戶終端設備中的計算功率進行選擇。然而，這些方法共同之處在于，立即確認有效或者無效接收數(shù)據(jù)塊，缺點由此特別是在多個并聯(lián)的寬帶分組數(shù)據(jù)信道中增加了信令載荷。
本發(fā)明的目的在于，在所述的使用SAW ARQ-方法的情況下，減少用于接收確認信令所要求的反向信道的數(shù)量。
該目的通過根據(jù)權利要求1所述特征的方法得以實現(xiàn)。用于實施該方法的通信系統(tǒng)在權利要求6中給出。有利的進一步構造在從屬權利要求中給出。
依據(jù)本發(fā)明，由一個接收無線站將所接收的多個數(shù)據(jù)塊的確認信令在一個共同的確認信道內(nèi)給發(fā)射無線站發(fā)送信令。
由此，有利地例如多個無線站可以利用一個公共的確認信道，由此有效地利用無線資源。
下面借助實施例對本發(fā)明進行說明。其中示出

圖1示出無線通信系統(tǒng)，特別是現(xiàn)有的GSM-移動無線系統(tǒng)的方框圖；圖2示出根據(jù)背景技術的N-信道SAW ARQ-方法的流程圖；圖3示出依據(jù)本發(fā)明的N-信道SAW ARQ-方法的流程圖，以及圖4示出依據(jù)本發(fā)明的另一N-信道SAW ARQ-方法的流程圖。
圖1示出無線通信系統(tǒng)，尤其是現(xiàn)有的GSM-移動無線系統(tǒng)的方框圖。然而，這種結構可以簡單的方式轉(zhuǎn)換到同樣可以實現(xiàn)本發(fā)明的例如UMTS-移動無線系統(tǒng)等其他系統(tǒng)上。
GSM-移動無線系統(tǒng)由可以向線路連接的固定網(wǎng)絡PSTN的過渡的多個移動交換局MSC(移動交換中心)組成。每個移動交換局MSC與多個基站-控制器BSC(基站控制器)連接，為一個或者多個基站BS(基站)進行無線資源的中央管理?；綛S可以通過無線接口根據(jù)特定的用戶分離法重新連接到多個用戶站MS。因此，分為從用戶站MS到基站BS的上行方向UL(上行鏈路)或從基站BS到用戶站MS的下行方向DL(下行鏈路)傳輸。通過每個基站BS至少構成一個提供無線技術資源的無線小區(qū)Z。用戶站MS例如作為移動無線站或者作為例如無線用戶終端系統(tǒng)(接入網(wǎng)絡)的固定無線網(wǎng)絡終端裝置實現(xiàn)。移動交換接口MSC此外與操作和維護中心OMC(操作和維護中心)連接，其中管理系統(tǒng)的重要參數(shù)并形成人-機-接口。
在基站BS和用戶站MS之間的無線接口上，傳輸不同業(yè)務的信令報文和有用數(shù)據(jù)。這樣，由基站BS例如在專用的公共管理信道B(BCCH-廣播控制信道)內(nèi)定時發(fā)送與移動無線系統(tǒng)的管理相關的由用戶站MS分析的公共信息。例如，由基站BS在物理信道內(nèi)下行方向向用戶站MS發(fā)送ch數(shù)據(jù)塊或數(shù)據(jù)分組DP，用戶站將其帶有確認消息ACK(響應)或非-確認消息NAK(非響應)的無錯誤或有錯誤的接收在下行方向UL向基站BS發(fā)送信令。以同樣的方式從用戶站MS向基站BS傳輸數(shù)據(jù)塊。
在圖2中與圖1相關示例說明在本說明書導言中所述N-信道SAW HARQ-方法的流程圖。下面所述的方法以該假設為基礎，即用于傳輸數(shù)據(jù)塊的信道按照時分多路復用方法進行結構化?；綛S在各自的時間幀fr1...中向接收的用戶站MS發(fā)送數(shù)據(jù)塊DP1...。在該用戶站檢測此前發(fā)送的數(shù)據(jù)塊接收是否有誤以便重新傳輸期間，基站BS準備發(fā)送后面的數(shù)據(jù)塊DP2...。此外，在該段時間內(nèi)，從用戶站MS向基站BS借助于含有各自數(shù)據(jù)塊DP說明的各自信令報文A/N(響應/非響應)發(fā)送信令，是否必須重新發(fā)送那些數(shù)據(jù)塊或者是否可以發(fā)送新的數(shù)據(jù)塊。對于2-信道SAWHARQ，對應于N＝2來說，接收機只需判定時間幀fr時間的持續(xù)時間和發(fā)送信令，是否要求重新發(fā)送數(shù)據(jù)塊。取決于這一判定，在第三時間幀fr3中再次發(fā)送該數(shù)據(jù)塊或者發(fā)送新的數(shù)據(jù)塊。
體據(jù)本發(fā)明的主題思想以圖3的示例流程圖為依據(jù)，在上行方向UL的一共用反向信道內(nèi)傳輸確認信令。通過依據(jù)本發(fā)明的多個數(shù)據(jù)塊可以在一個時間幀內(nèi)共同傳輸確認信令，使多個用戶站可以利用一個共同的確認信道或反向信道。
如果如所述的4-信道SAW HARQ-方法所示的方案利用四個信道ch1...ch4，那么需要注意的是，用于確定無錯誤或有錯誤接收的處理時間相當于2-信道SAWHARQ-方法的時間。在時間幀fr1內(nèi)發(fā)送的數(shù)據(jù)塊DP1只有在時間幀fr5內(nèi)才能重復或在無錯誤傳輸情況下才能發(fā)送新的數(shù)據(jù)塊DPx。數(shù)據(jù)塊DP2可以相同方式在時間幀fr6內(nèi)重復或發(fā)送新的數(shù)據(jù)塊。
因此，如所述的那樣，數(shù)據(jù)塊DP1和DP2的確認信令完全可以在第三時間幀fr3內(nèi)傳輸。同樣可以設想，在第四時間幀fr4內(nèi)才發(fā)送信令，以便為接收機提供更長的時間進行處理和分析。然而前提條件是，發(fā)射機能夠在后面的第五時間幀fr5內(nèi)重復或重新發(fā)送。
優(yōu)點在于節(jié)省無線資源。在4-信道SAW HARQ-方法的例子中它最多為50％，因為始終為兩個數(shù)據(jù)塊共同發(fā)送回復。因為數(shù)據(jù)塊的每個接收機都需要反向信道，所以這種方案提高了一個無線小區(qū)內(nèi)可提供的用戶站數(shù)量。此外，還可以降低由回復消息引起的干擾。
這些方案并不局限于4-信道SAW HARQ上。對于多于四個信道的情況來說，無論是發(fā)射機還是接收機均可支配更高的處理時間，所需的無線信道的數(shù)量會更少。
不同方法之間轉(zhuǎn)換的重要標準是用戶站以及基站的特性。特別是根據(jù)保持較少處理時間的能力，來判定是使用2-信道SAW HARQ還是節(jié)省無線小區(qū)的那種4-信道SAW HARQ。如果處理時間不夠少，那么可以使用4-信道SAW HARQ方案。
作為轉(zhuǎn)換的其他標準是所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，如果只向接收機傳輸較少的數(shù)據(jù)，那么可以轉(zhuǎn)換到2-信道SAW HARQ方案上。它減少數(shù)據(jù)塊接收和反向信道內(nèi)向發(fā)射機回復消息之間的時間。
取決于所謂的和可能的其他標準，選擇N-信道SAW HARQ方法的最適用的方案。借助于信令傳輸來通知選擇哪種方案。
另一主題思想以圖4的示例流程圖為依據(jù)，在上行方向UL的一公共反向信道內(nèi)傳輸多路確認信令。通過將多個數(shù)據(jù)塊在分別至少兩個時間幀fr內(nèi)的這種多路共同傳輸確認信令，確保更加可靠地正確接收確認信令。例如采用各自向接收數(shù)據(jù)分組傳輸確認信令之間未被利用的時間幀那樣，同樣可以采用不同周期性的多路確認信令傳輸。如圖4中示例所述的那樣，接收數(shù)據(jù)分組DP1無論在時間幀fr2還是fr3內(nèi)均可確認，在此期間，在時間幀fr3和fr4內(nèi)確認接收數(shù)據(jù)分組DP2。
權利要求
1.用于在通信系統(tǒng)中無線站(BS，MS)之間傳輸數(shù)據(jù)塊(DP)的方法，其中，由第一無線站(BS，MS)在多個信道(ch1...)內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)塊(DP1...)，由第二無線站(MS，BS)在公共信道內(nèi)確認接收至少兩個數(shù)據(jù)塊。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，在一共同的時間幀(fr)內(nèi)確認至少兩個數(shù)據(jù)塊(DP1...)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中，分別在至少兩個時間幀內(nèi)確認數(shù)據(jù)塊(DP1...)。
4.根據(jù)前述權利要求之一所述的方法，其中，數(shù)據(jù)塊(DP1)的傳輸根據(jù)ARQ-方法實現(xiàn)。
5.根據(jù)前述權利要求之一所述的方法，其中，使用混合ARQ-方法。
6.根據(jù)前述權利要求之一所述的方法，其中，用于傳輸數(shù)據(jù)塊(DP)的信道依據(jù)時分多路復用方法進行結構化。
7.根據(jù)前述權利要求之一所述的方法，其中，公共信道由多個無線站(MS)在時間上分開使用。
8.通信系統(tǒng)，用于實施根據(jù)權利要求1所述的方法。
全文摘要
在根據(jù)本發(fā)明用于無線通信系統(tǒng)中無線站之間傳輸數(shù)據(jù)塊的方法中，由第一無線站在多個信道內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)塊，由第二無線站在公共信道內(nèi)確認至少兩個數(shù)據(jù)塊的接收。
文檔編號H04L12/56GK1582548SQ02807806
公開日2005年2月16日 申請日期2002年4月9日 優(yōu)先權日2001年4月9日
發(fā)明者C·格斯納, A·梅林, J·施尼登哈恩, F·拉吉, T·施塔德勒 申請人:西門子公司