CN101064686B - 无线电通信***中传输数据包的方法和无线电台 - Google Patents

无线电通信***中传输数据包的方法和无线电台 Download PDF

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Abstract

本发明是关于在一个无线电通信***中传输数据包的一种方法，其中给一个由无线电台接收的数据包列一个准则，将一个正确接收的数据包在满足准则之后转送到另一个装置和/或协议层。

Description

无线电通信***中传输数据包的方法和无线电台
本发明申请是申请日为2002年8月22日、申请号为02816522.5的同名专利申请的一个分案申请。
技术领域
本发明是关于在一个无线电通信***中，尤其是在一个移动无线电***中传输数据包的一种方法和一种无线电台。
背景技术
在无线电通信***中，诸如语音、图象信息或其它数据的信息，都是用经过无线电接口的电磁波在发送与接收无线电台(基地台或移动台)之间进行传输。电磁波的发射是用在为各个***预先规定的频带中的载波频率进行。对于经过无线电接口用CDMA-或TD/CDMA-传输方法的未来移动无线电***，例如UMTS(Universal Mobile Telecommunications System通用移动电信***)或第三代的其它***，在频带中预先规定的频率约为2000MHz。频分复用(FDMA)、时分复用(TDMA)或一个作为码分复用(CDMA)闻名的方法，此时用来区分信号来源。
在UMTS-标准规范范围内，明确了当前对包传输最佳化的方法。这里有个例子，是用于UMTS-标准的FDD-(Frequency Division Duplex频分双工)和TDD-模式(Time Division Duplex时分双工)的所谓高速下行链路包访问(High Speed Downlink Packet Acces)(HSDPA)。这些方法要能控制对服务质量(英文为QoS-Quality of Service)有各种要求的服务(英文为Servi ces)。在此，有一个基地台(NB-Node B)对不同用户数据的所谓时序安排(Scheduling)负责，以及对所谓的重发，即在一种所谓的混合(Hybrid)ARQ-过程中重复传输错误接收的数据包负责。混合ARQ方法有其优点，即将错误接收的数据包在接收方存储到一个存储器中，以便能将它们与后继的、再一次的和或许变化了的数据包的传输组合起来。这样，与熟悉的、在接收方将有错误的数据包抛弃的纯ARQ-方法相反，还能从已经接收的数据包得到提高接收质量的好处。
在接收方，要求将接收的数据以正确的，即以原来在发送方的顺序转送到较高的协议层(英文为Layer)。因为正确接收数据包一时的顺序，例如由于重发原因，在经过无线电接口传输时能导致混乱，必须在接收方再建立起原来的顺序。为此，一般在接收方设一个缓冲存储器(Reorderingbuffer重新排序缓冲器)，它存储一些数据包，直至能确保有一个正确的顺序。如果例如正确地接收了一个第二个和一个第三个数据包，而还没有第一个数据包的正确接收，则将两个数据包存储起来，直至正确接收到第一个数据包。然后，将数据包以原来的顺序转送到接收方中的较高协议层。
由于一个基地台必须平行控制和执行向大量用户有能力传输数据包的事实，也称为用户时序安排(User Scheduling)，对直至正确地接收到一个多次传输的数据包，有时能造成不利的巨大延迟。在这些情况，保持预先规定的服务质量有时就没有可能，并给接收方的用户造成难耐的延迟。
发明内容
作为本发明基础的任务在于，给出一种方法和一种基地台，以改进熟悉的包数据传输的方法。这个任务通过以下技术方案解决。本发明还包括基于所述技术方案的有利的进一步扩展。
根据本发明的在无线电通信***中传输数据包的方法，其中，在HARQ过程的框架中在所述发送台和所述接收台之间进行错误接收的数据包的重新传输，其中，由所述发送台向所述接收台发送数据包，并且该接收台向该发送台发送用于确认正确接收所述数据包的第一消息或用于确认未正确接收所述数据包的第二消息其中，由所述接收台确定：向所述发送台发出的第二消息被该发送台解释为第一消息了的前提条件为：1)从发送的无线电台已经接收有数据包，这些数据包在时间上要在尚缺的数据包传输重复之后才传输；或者2)等待数据包的再次传输一定的时间间隔超时，其中，在这种情况下，在所述接收台中负责执行HARQ过程的协议层通知更高的协议层，所述发送台将所述第二消息解释为第一消息了，并且在所述接收台中所述更高的协议层的传输重复协议请求所述发送台重新传输所述数据包。
根据本发明的无线电通信***的无线电台，其中该无线电台具有：用于接收从发送台发送的数据包的装置，用于检测所述数据包的正确和未正确接收的装置，用于向该发送台发送用于确认正确接收所述数据包的第一消息或用于确认未正确接收所述数据包的第二消息的装置，用于确定向所述发送台发出的第二消息被该发送台解释为第一消息了的装置，包含以下前提条件：1)从发送的无线电台已经接收有数据包，这些数据包在时间上要在尚缺的数据包传输重复之后才传输，或者2)等待数据包的再次传输一定的时间间隔超时；装置，用于通过负责执行HARQ过程的协议层通知更高的协议层：所述发送台将所述第二消息解释为第一消息了；以及用于通过所述更高的协议层的传输重复协议请求所述发送台重新传输所述数据包的装置。
根据本发明，为了例如保持预先规定的服务质量参数的最佳化，当有一条准则得到满足时，则将一个正确接收的数据包转送给另一个装置和/或协议层。
有利的是，通过这个方法确保，即使这之前的一个数据包尚未正确地接收到，也能将一个正确接收的数据包在接收方继续进行处理。在简要举例概述的情况，为了保持预先规定的服务质量，放弃接收第一个数据包，将正确接收的第二个和第三个数据包相应地满足准则后转送给较高的协议层或其它的装置，能是有利的。第三个数据包也许能在满足准则之前就已经转送了，因为第二个数据包同样已正确接收和转送了。如果一个在原来的顺序中预先规定的数据包已经被正确接收和转送，就不强求有个满足准则。这样，有利的是避免了由于要满足准则而使正确接收的数据包的转送继续延迟。
根据本发明的第一个进一步扩展，准则是一种接收方的判决(Erkenntnis)，不将一个还没有正确接收的数据包再次从发送的无线电台发送。这种判决能例如通过从发送无线电台的一个信号或基于一个预先规定的、重复传输未正确接收的数据包的最大数量来获取。
根据本发明的另一个进一步扩展，准则是一个预先规定的时间间隔。将这种例如通过计时器控制的时间间隔，分配给每个接收的数据包。时间间隔过后，即使这之前的一个数据包尚未正确地接收到，也将一个正确接收的数据包转送给下一个装置和/或协议层。因此，时间间隔规定了一个时间，在这个时间内给这之前的一个数据包为了正确接收定了时间。时间间隔的参数选择能按照本发明的一个进一步扩展，依据在数据包中传输数据的服务质量来进行，时间间隔例如在诸如能接受较高位差错率的电话或视频传输实时服务时，要比在具有要求低位差错率的非实时服务时为短。
根据本发明的其它一些发展，将时间间隔过后尚未正确接收到的数据包，不转送给其它的装置和/或协议层。作为由此产生的后果，能将用于重复传输尚未被正确接收的数据包的ARQ-过程，从接收无线电台方面结束，其办法是例如不是发出继续要求数据包的信令，而是发出肯定数据包成功接收的信令。
附图说明
本发明的方法在下面用实施例进一步阐述。示出的有：
图1一个无线电通信***的方块图，和
图2在一个发送和接收无线电台中本发明方法流程的一个示意图。
具体实施方式
图1示出的是一个无线电通信***举例，它有许多相互连接的转接装置MSC(英文为Mobile Switching Center移动交换中心)。一般这些转接装置MSC至少有一个构成到其他通信***的一个入口，例如到一个远程网络通信***(PSTN-Public Switched Telephone Network公众交换电话网)。在转接装置MSC上，基地台NB(Node B)是作为无线电通信***的发送-/接收装置连接的。基地台NB经过通信连接与终端装置，特别是与用户终端装置UE(User Equipment用户设备)经无线电接口连接，此时既能是移动的也能是固定的终端装置。
在图1中示出的基地台NB与该基地台NB的无线电管理范围中的用户终端UE之间，以一个从用户终端UE到基地台NB的上行方向UL(Uplink上行链路)和/或从一个从基地台NB到用户终端UE的下行方向DL(Downlink下行链路)，保持单向或双向无线电连接。
图2示意示出的是一个发送无线电台和一个接收无线电台的功能性和装置，在这个例子中，发送无线电台是一个基地台NB，接收无线电台是一个终端装置UE。为了实施本发明的方法，相同的功能性也能在当时其它的无线电台，或许以变换了的或简化了的形式实现。将现实为用户user1至user3建立起通信连接的数据流，从网络端输送给基地台NB。因为要将数据包例如在一个公共物理传输信道中发送到用户终端装置UE1...UE3，各发送的时间控制是用一个所谓的调度程序来实现。此外，有一个用户独特的HARQ-过程HARQ user1...3分配给数据包，该过程控制未被正确接收的数据包的重复传输。
用户user1的用户终端装置UE1，同样在纳入一个HARQ-过程的情况下，接收由基地台NB发送的和为用户user1确定的数据包。接收一个数据包之后，将此数据包存储到一个缓冲-或中间存储器ReorderingBuffer(重新排序缓冲器)中，如前所述，它在转送到另一个装置或协议层之前，重新建立数据包原来的顺序。在图2中，举例示出了用户终端装置UE1在存储器Reordering Buffer(重新排序缓冲器)中存储了一个数据流的五个数据包1...5的情况。在存储器Reordering Buffer(重新排序缓冲器)中，记载有数据包的编号1...5以及现实状况empfangen(已接收)或fehlt(尚缺)。在观察时刻，用户终端装置UE1正确地接收了数据包2、3和5(状态empfangen)，而数据包1和4还没有或还没有被正确地接收(状态fehlt)。
按照本发明，在存储器Reordering Buffer(重新排序缓冲器)中给每个数据包1...5分配一个计时器或一个时间间隔。此时，时间间隔例如依靠数据流的服务质量要求来选择，即对于较小传输延迟的高要求的服务，例如实时服务的时间间隔比对传输延迟要求不高的服务，例如非实时服务为短。
在图2示出的情况中，为数据包2分配的时间间隔到期(Timerexpires计时终止)，如不会造成一个不可接受的传输延迟和损害服务质量，就必须将数据包转送到另一个协议层或装置。按照现有技术所熟悉的方法，基于数据包1还没有完成正确的接收，转送数据包2就不可能，因此就不能保持商定的服务质量。然而按照本发明，尽管尚缺数据包1，仍将正确接收的数据包2和3转送。此时，转送数据包3或许能在相应的时间间隔到期前进行，因为这之前的数据包，即数据包2同样被正确接收和已转送了。因此，能有利地避免由于有关的时间间隔造成的延迟。
共同或与向其它装置或协议层转送数据包2分开，这能发出信号，告知数据包1在给其分配的时间间隔内或直到随后数据包2的时间间隔到期之前没有被正确接收。如果数据包1在时间间隔到期之后被正确接收，则将其抛弃或直接转送到其它的协议层或装置。此外，接收的用户终端装置UE1能使ARQ-过程停下来，办法是它通知发送的基地台，不要进行这个数据包1的其它传输，或者该数据包1已成功接收，从而在发送方没有激起重新传输。数据包5在示出的情况还没有转送，因为分配的时间间隔还没有到期，且这之前的数据包4还没有或还没有被正确接收。
所介绍的HARQ方案，尤其适用于确保一个具有高数据传输率的高效通信。通常数据包是从发送台NB发送到接收台UE，接收台UE发送ACK-(Acknowledge确认)或NACK-消息(Negative Acknowledge否认)，以便确认或否认数据包准确无误的接收。
如果接收的ACKs和NACKs在发送的无线电台NB中被误解，则产生问题。如果一个数据包没有被接收无线电台UE1正确接收，则它给发送无线电台NB发送一个NACK，并随之等待一个由HARQ-协议引出的数据包的重复传输。
然而，如果发送无线电台NB将NACK误认为是一个ACK，则它认为数据包被接收无线电台UE1正确地接收了，并传输一个随后的数据包到接收无线电台UE1。这个机理在对HARQ负责的协议层中进行。在这种情况，接收的无线电台UE1等待数据包的再次传输一定的时间。然而能将该数据包结束，前提是如果从发送的无线电台NB已经接收有数据包，这些数据包时间上要在尚缺的数据包传输重复之后才传输。与所应用的HARQ-报告方案有关，能通过传输顺序编号、信道编号和/或显示，识别出一个数据包的第一批传输和传输重复是否一个数据包是第一次传输或已经是一个传输重复。也可以想象是设置一个时间间隔，在该时间间隔之后必须出现一个数据包的重复传输。此时间间隔还能例如在数据包的一个最大传输进行时间方面对确定一个数据包的有效性有关，前提是如果有大量数据包间歇地为其它用户传输，且为尚缺的数据包的传输重复的数量还未达到最高值。因此，接收的无线电台UE1在一定时间之后能确定，发送的无线电台NB将不再一次发送尚缺的数据包。
有时较高的协议层，诸如在一个由MAC(Medium Access Control媒质访问控制)控制的HARQ-协议时的RLC传输重复协议(RLC-Radio LinkControl无线电链路控制)，能在接收的无线电台UE1中识别出一个数据包没有或没有被正确接收，并要求一个重复传输。然而这个过程不利的是能造成延迟，因为如果例如重视一个传输窗口或通过HARQ协议对数据包进行一个重新安排，该过程有时不考虑在较低协议层实现的HARQ协议。此外，通过较高的协议层在接收的无线电台UE1中要求进行一个重复传输有时与配置的触发条件有关，就是说有时该要求有可能只是周期性地或识别有大量尚缺的数据包后实施。
下面说明的是本发明的一种方法，对一个尚缺的或没有被正确接收的数据包未进行重复传输去较快的鉴别，并用较高的协议层使直接要求重复传输成为可能。
按照本发明建议，只要出现符合上述例子的情况，对实施HARQ协议负责的协议层，在接收的无线电台UE1中通知较高的协议层，由于一个没有或没有被正确接收的数据包发送出的一个NACK可能被发送无线电台NB认作为是一个ACK。在这种情况，在接收的无线电台UE1中的较高的协议层要了解，尚缺的数据包不得由发送无线电台NB再次在普通的HARQ-过程中发送，不管HARQ-协议的现实状态。在接收的无线电台UE1中的较高协议层，就能直接进入到相应的处理。只要对下层的协议层的HARQ协议不可能去成功地重复发送一个数据包，这些处理例如能是要求经较高协议层的相应传输重复协议向发送无线电台NB重复传输。通过该方法有利的是，较高协议层不必等到HARQ协议转送接收的数据包，或许还没有尚缺的数据包。这种通过与所应用HARQ协议无关的较高协议层，快速开始所要求的重复传输一个数据包，使数据包有个较高的流通量以及较短的进行时间成为可能。
本发明方法的一个例子是在一个HSPDA-***中的HARQ协议，该***在用户终端装置UE与基地台NB之间的MAC中运行。在这种情况，用户终端装置UE的MAC给用户终端装置UE的RLC发信号，告知一个数据包在HARQ协议中尚缺或还没有被正确接收。通过这个发信号控制，RLC协议激发重复传输尚缺的数据包。

Claims (5)

1.在无线通信***中在发送台和接收台之间传输数据包的方法，其中，在混合自动重传请求亦即：HARQ过程的框架中在所述发送台和所述接收台之间进行错误接收的数据包的重新传输，
其中，由所述发送台向所述接收台发送数据包，并且该接收台向该发送台发送用于确认正确接收所述数据包的第一消息或用于确认未正确接收所述数据包的第二消息；
其中，由所述接收台确定向所述发送台发出的第二消息被该发送台解释为第一消息了的前提条件为：
1)从发送台已经接收有数据包，这些数据包在时间上要在尚缺的数据包传输重复之后才传输；或者
2)等待数据包的再次传输一定的时间间隔超时，
其中，在这种情况下，在所述接收台中负责执行HARQ过程的协议层通知更高的协议层，所述发送台将所述第二消息解释为第一消息了，并且
通过所述接收台中所述更高的协议层的传输重复协议请求所述发送台重新传输所述数据包。
2.如权利要求1所述的方法，其中，
使用媒质访问控制层作为负责执行HARQ过程的协议层，并且使用无线电链路控制层作为更高的协议层。
3.如权利要求1所述的方法，其中，
通过传输顺序编号、信道编号和/或所述数据包是第一次传输或已经是重复传输的显示来识别所述数据包的第一次和重复传输。
4.无线通信***的无线电台，其中该无线电台具有：
用于接收从发送台发送的数据包的装置，
用于检测所述数据包的正确和未正确接收的装置，
用于向该发送台发送用于确认正确接收所述数据包的第一消息或用于确认未正确接收所述数据包的第二消息的装置，
用于确定向所述发送台发出的第二消息被该发送台解释为第一消息了的装置，其中所述确定包含以下前提条件：
1)从发送的无线电台已经接收有数据包，这些数据包在时间上要在尚缺的数据包传输重复之后才传输；或者
2)等待数据包的再次传输一定的时间间隔超时，
用于通过负责执行HARQ过程的协议层通知更高的协议层：所述发送台将所述第二消息解释为第一消息了的装置，以及
用于通过所述更高的协议层的传输重复协议请求所述发送台重新传输所述数据包的装置。
5.如权利要求4所述的无线电台，其中，
所述发送台被设计为基站，所述接收台被设计为用户终端。
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