CN101296167B

CN101296167B - 一种为上行混合自动重发请求突发分配传输带宽的方法

Info

Publication number: CN101296167B
Application number: CN2007100979464A
Authority: CN
Inventors: 龚园园; 刘巧艳; 谭欢喜; 余秋星; 李庚�
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2007-04-23
Filing date: 2007-04-23
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2027-04-23
Also published as: CN101296167A

Abstract

本发明公开了一种多跳中继网络中为上行HARQ突发分配传输带宽的方法及上行HARQ突发的传输方法；分配传输带宽的方法包括：当对初次传输带宽，和接入链路上传输失败时的重传带宽进行分配时，多跳基站根据接入链路的通信质量，选用两种带宽分配方式中的一种为每个HARQ突发分配传输带宽；当对中间链路上传输失败时的重传带宽分配时，给接收失败的节点的下一级节点与MR-BS间的所有链路分配重传带宽。传输方法包括：分配带宽，进行上行HARQ突发的传输；如果多跳基站接收成功则结束；否则，分配重传带宽，重新进行传输。本发明的方案能根据通信质量调整对带宽的分配，提高了带宽的利用效率，降低了传输资源的浪费。

Description

一种为上行混合自动重发请求突发分配传输带宽的方法

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体的，涉及一种在移动多跳中继(MMR)网络中为上行HARQ(混合自动重发请求)突发分配传输带宽及传输该上行HARQ的方法。

背景技术

如图1所示，在IEEE802.16j工作组提出的MMR***中，一个或数个Relay Stations(中继站，简称为RS)被设置在MMR-Base Station(基站，简称为BS)和Mobile Stations(移动终端，简称为MS)之间，通过信号的连续中继来达到覆盖范围的扩展以及***容量的增加；一个现有的MMR***的配置如图1所示，MR-BS和MS之间的信号传递经由一级或数级中继完成；其中，设置RS2和RS3的目的是为了扩展覆盖范围；设置RS1的目的是为了增加***容量。提案802.16j-06/026r2对此进行了详细的说明。为了满足不同应用场景的需要，RS可以设置为固定或者移动。另外根据是否需要发送前缀和MAPs，RS进一步被区分成透明和非透明。

在MMR网络中，存在两种MAPs产生和资源分配的方式，在集中式调度里，MR-BS(多跳基站)产生MAPs并为所有的链路调度资源，RS没有资源调度能力；在分布式调度里，MR-BS和RS分别为其邻站分配MAPs。由于RS的特点的不同，和RS数目的可变，MMR里有很多不同的拓扑结构。

在提案802.16j-06_019里，定义了接入链路，中继链路，k跳MS，k跳RS和邻站(neighbor station)。接入链路是MS和其服务站之间的链路，MS的服务站可以是RS、MR-BS和BS。中继链路是RS和其服务站之间的链路，RS的服务站可以是RS、MR-BS。k跳MS指MS和MR-BS通信经过k跳。k跳RS指RS和MR-BS通信经过k跳。一个站的邻站是和这个站通信仅需一跳的站。每两个网络单元之间直接连接称为相邻一跳(hop)。

根据MS和MR-BS之间RS的特点，MMR网络里的上行HARQ机制有所不同。对于两跳的MS，如果MS发送给MR-BS的数据信号依靠透明RS中继，这个透明RS只需要中继MS发送给MR-BS的数据信号，MR-BS的MAPs广播消息可以被MS直接接收。如果透明RS成功的接收到MS发送的数据突发，并知道其MR-BS没有正确接收这个HARQ数据突发，透明RS代替MS进行HARQ突发的重传。对于依靠非透明RS传递信号的MMR路径，为了降低时延和节省带宽，重传从最后一个正确接收到突发的节点开始。不管是透明RS还是没有调度能力的非透明RS，都没有MAP产生和资源调度能力，突发在MS和MR-BS之间的多个链路上传输需要的带宽必须通过MR-BS分配，所以，在上行链路中，MR-BS给中继链路预先分配初始传输带宽的时隙会影响到带宽的利用效率。

因此，在集中式资源调度的UL(上行链路)HARQ机制里，缺乏一种有效的方法来确定MR-BS给中继链路分配传输资源的时隙。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多跳中继网络中为上行HARQ突发分配初次传输带宽的方法，用于解决MMR网络中由于在中继链路上给HARQ突发预先分配的传输资源得不到利用而带来的资源浪费的问题。

包括：

多跳基站当所述通信质量高时，选择第一种带宽分配方式为每个HARQ突发分配初次传输带宽，反之则选择第二种带宽分配的方式为每个HARQ突发分配初次传输带宽：

第一种：为所有的链路分配这个HARQ突发传输所需的带宽；

第二种：多跳基站先为接入链路分配传输带宽；当收到与MS相邻的中继站接收上行突发成功的反馈信号后，多跳基站再为中继分配传输带宽；

其中，多跳基站判断所述通信质量的方法是：

对于一个m跳MS，MR-BS记录最近收到的N个连续的确认ACKm-2/失败NAKm-2反馈信号，如果ACKm-2所占的比例大于预设阈值P，就认为接入链路的通信质量高；否则认为接入链路的通信质量低；所述P大于0.5并小于1。

进一步地，多跳基站根据接入链路的通信质量，选用带宽分配方式是指：多跳基站当所述通信质量高时，选择上述第一种带宽分配方式，反之则选择第二种带宽分配的方式。

进一步地，多跳基站判断所述通信质量的方法是：

对于一个m跳MS，MR-BS记录最近收到的N个连续的确认ACKm-2/失败NAKm-2反馈信号，如果ACKm-2所占的比例大于预设阈值P，就认为接入链路的通信质量较好；否则认为接入链路的通信质量差。

所述P大于0.5并小于1。

进一步地，一个中继节点根据本节点接收HARQ突发成功/失败，会相应反馈ACK/NAK信号给上一级节点；

一个中继节点收到ACKn/NAKn信号后，则会相应向其上一级节点反馈ACKn+1/NAKn+1信号。

进一步地，在进行第一次带宽分配方式前，采用默认的方式对突发的传输进行带宽分配；所述默认的方式可以根据实际情况选择上述两种方式中的任一种。

本发明要解决的又一技术问题是提供一种多跳中继网络中为上行HARQ突发分配传输带宽的方法，包括：

当对中间链路上传输失败时的重传带宽分配时，给接收失败的节点的下一级节点与MR-BS间的所有链路分配重传带宽；

当对初次传输带宽，和接入链路上传输失败时的重传带宽进行分配时：

多跳基站当所述通信质量高时，选择第一种带宽分配方式为每个HARQ突发分配初次传输带宽，反之则选择第二种带宽分配的方式为每个HARQ突发分配传输带宽：

第一种：在调度一个上行HARQ突发的初始传输时，为所有的链路分配这个HARQ突发传输所需的带宽；

第二种：在调度一个HARQ突发的初始传输时，多跳基站先为接入链路分配传输带宽；当收到与MS相邻的中继站接收上行突发成功的反馈信号后，多跳基站再为中继分配传输带宽；

其中，多跳基站判断所述通信质量的方法是：

进一步地，多跳基站判断所述通信质量的方法是：

所述P大于0.5并小于1。

本发明要解决的又一技术问题是提供一种多跳中继网络中上行混合自动重发请求HARQ突发的传输方法，包括：

(a)多跳基站当所述通信质量高时，选择第一种带宽分配方式为每个HARQ突发分配初次传输带宽，反之则选择第二种带宽分配的方式为HARQ突发分配传输带宽：

其中，多跳基站判断所述通信质量的方法是：

对于一个m跳MS，MR-BS记录最近收到的N个连续的确认ACKm-2/失败NAKm-2反馈信号，如果ACKm-2所占的比例大于预设阈值P，就认为接入链路的通信质量高；否则认为接入链路的通信质量低；所述P大于0.5并小于1；

(b)按照所分配的带宽进行上行HARQ突发的传输；如果多跳基站接收所述HARQ突发成功则结束；否则，如果是在中间链路上传输失败，则执行(c)，否则返回(a)；

(c)给接收失败的节点的下一级节点与MR-BS间的所有链路分配重传带宽。

进一步地，步骤(a)中：多跳基站当所述通信质量高时，选择上述第一种带宽分配方式，反之则选择第二种带宽分配的方式。

进一步地，步骤(a)中，多跳基站判断所述通信质量的方法是：

所述P大于0.5并小于1。

进一步地，所述步骤(b)中，一个中继节点根据本节点接收HARQ突发成功/失败，会相应反馈ACK/NAK信号给上一级节点；

采用了本发明的方案后，能够根据通信的实际质量情况调整对带宽的分配，提高了带宽的利用效率，降低了传输资源的浪费，并且不会造成较大的时延。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有技术中的无线多跳中继网络配置图；以及

图2是本发明的多跳中继网络中为上行混合自动重发请求HARQ突发分配初次传输带宽的方法的具体实施流程图；以及

图3是本发明的应用实例中的MMR网络拓扑结构；

图4是现有技术中MR-BS给MS和MR-BS之间的所有链路预先分配传输资源的流程示意图；以及

图5是现有技术中MR-BS不给MS和MR-BS之间的链路进行传输资源预先分配的流程示意图；以及

图6是本发明方法中MR-BS根据接入链路的情况来决定是否进行给MS和MR-BS之间的链路预先分配传输资源的的上行HARQ实施例流程示意图；以及

图7是本发明中，MR-BS和RS1接收初始传输失败情况下的上行HARQ实施例流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。

本发明提供了一种多跳中继网络中为上行HARQ突发分配传输带宽的方法，包括：

当对中间链路上传输失败时的重传带宽分配时，给接收失败的节点的下一级节点与MR-BS间的所有链路分配重传带宽。

MR-BS为一个上行HARQ突发在每个链路上分配传输带宽的方式为以下两种中的一种：

第一种：MR-BS首先给MS和MR-BS之间所有的链路分配这个HARQ突发传输所需的带宽。

第二种：MR-BS首先为接入链路分配上行突发传输带宽，如果数据在接入链路上传输成功，即与MS直接通信的RS接收成功/失败，则反馈ACK(确认)/NAK(失败)信号给上一级节点，上一级节点如果是RS，则其收到ACK/NAK信号后，就向其上一级节点反馈ACK1/NAK1信号，即一个中继节点根据本节点接收HARQ突发成功/失败会相应反馈ACK/NAK信号给上一级节点；而一个中继节点收到ACKn/NAKn信号后，则会向其上一级节点相应反馈ACKn+1/NAKn+1信号。如果是一个m跳MS，MR-BS在收到相邻RS反馈的ACKm-2信号后才给中继链路分配传输带宽。

这里的表述“第一种”和“第二种”仅为区别两种方式，不起限定作用。

MR-BS调度一个上行HARQ突发传输前，根据接入链路的通信质量来决定所选用的带宽分配方式：当所述接入链路通信质量高或者说较好时，就选择上述第一种带宽分配方式，反之则选择第二种带宽分配的方式。

在通信过程中，MR-BS为每一个上行HARQ突发分配传输所需带宽时，都是根据当前的通信质量选择该突发的带宽分配方式；在进行第一次带宽分配方式前，采用***默认的方式对突发的传输进行带宽分配；这里默认的方式可以根据实际情况选择上述两种方式中的任一种。

MR-BS判断所述接入链路通信质量的方法是：对于一个m跳MS，MR-BS会收到其相邻RS的反馈的ACKm-2/NAKm-2信号，在最近收到的这N个连续反馈信号内，如果ACKm-2信号所占的比例大于阈值P，那么说明所述通信质量高；反之，说明通信质量低。所述P是一个大于0.5小于1的阈数，代表的意义是ACK信号在N个反馈信号里所占的比例。

这里N和P的值根据仿真结果确定，在相同的信道变化情况下，以时延最小而且带宽利用效率最高的情况确定N和P的值。

对于一个m跳的MS，MR-BS相邻的RS根据上行突发的接收情况给MR-BS反馈ACKm-2/NAKm-2信号：如果在上行的HARQ突发传输过程中，接入链路的上行HARQ突发接收失败，那么，MR-BS相邻的RS则向MR-BS反馈NAKm-2(否认)信号；如果接入链路上行HARQ突发接收成功，则MR-BS相邻的RS向MR-BS反馈ACKm-2信号。

在通信过程中，相邻RS在HARQ ACK region里既要为接收到的下行HARQ突发向MR-BS反馈ACK/NAK信号，又要为接收到的上行HARQ突发向MR-BS反馈ACKm-2/NAKm-2信号，为使MR-BS辨别这两种不同的反馈，可以但不限于将其分别放在RS的上行帧里的不同位置。

本发明还提供了一种多跳中继网络中为上行混合自动重发请求HARQ突发分配初次传输带宽的方法，如图2所示，和上述方法中对初次传输带宽，和接入链路上传输失败时的重传带宽进行分配时的方法一致。

本发明还提供了一种多跳中继网络中传输上行混合自动重发请求HARQ的方法，包括：

(a)多跳基站当接入链路的通信质量高时，选择上述第一种带宽分配方式，反之则选择第二种带宽分配的方式为HARQ突发分配传输带宽：

判断所述通信质量的方法同前，不再赘述。

下面用几个应用实例进一步加以说明。

这几个应用实例均以MMR网络里一种拓扑结构进行说明，如图3所示，MS为一个三跳的MS，该MS和MR-BS之间通信通过非透明集中式RS1和在通信中起数据中继作用的透明RS2中继。MS无法和MR-BS进行直接通信，RS1中继RS2和MR-BS之间的信号，RS2中继MS和RS1之间的数据信号，MS可以直接收到RS1发送的MAP消息。此处所选实例只用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。在实际应用时，各级RS可以是透明的，也可以是不透明的；

当MR-BS要调度一个上行HARQ突发初始传输的时候，首先判断在最近收到的RS1反馈的N个连续ACK1/NAK1信号里，ACK1信号所占的比例是否大于阈值P，如果是那么说明接入链路通信质量高，则给MS和MR-BS之间的所有链路分配上行HARQ突发的传输带宽；反之，说明接入链路通信质量低，则首先只给接入链路分配上行HARQ突发传输带宽。

为了对比，下面先介绍现有技术中为HARQ突发分配传输带宽的两种详细流程，该流程是在图3所示拓扑结构的MMR网络中进行的。图4为现有技术中MR-BS给MS和MR-BS之间的所有链路预先分配上行突发传输资源的上行HARQ流程图。

在图4表示的流程里，假设数据的的传输时延是一帧，数据的处理时延是一帧。当要调度一个上行HARQ突发时，MR-BS通过UL MAP消息给MS到RS2、RS2到RS1和RS1到MR-BS的链路分配上行HARQ突发传输带宽，UL MAP由RS1中继给RS2和MS。MS在获得传输带宽后，给RS2发送上行HARQ突发，RS2接收出错，在ACKCH region里给RS1反馈NAK信号，RS1收到RS2反馈的NAK信号后，通过HARQ ACK bitmap IE给MS反馈NAK信号，同时在ACKCH region里给MR-BS反馈NAK1信号。MS收到RS1反馈的NAK1信号后，知道上行HARQ突发的传输出错。

以下为重传流程：

MR-BS给MS到RS2、RS2到RS1和RS1到MR-BS的链路分配上行HARQ突发重传带宽。MS在分配的HARQ突发重传带宽上进行突发重传。RS2接收到重传突发，和初始接收到的突发合并，进行译码，译码正确，在预先分配的资源上把正确接收的突发发送给RS1，同时给RS1反馈ACK信号。RS1收到RS2发送ACK信号后，给MS反馈ACK信号，同时给MR-BS反馈ACK1信号。MR-BS收到ACK1信号，知道RS2接收正确。RS1接收RS2发送的突发成功，给RS2反馈ACK信号，同时在预先分配的资源上给MR-BS发送这个正确接收的突发和反馈ACK信号，这样，RS2知道其发送的突发被RS1正确接收。MR-BS收到RS1反馈的ACK信号后知道上行HARQ突发被RS1正确接收。MR-BS正确接收RS1发送的HARQ突发，给RS1反馈ACK信号。

从图4所示的流程可以看出，MR-BS预先分配的传输带宽因接入链路的接收失败而浪费。

图5为现有技术中，不给MS和MR-BS之间的所有链路都预先分配突发传输带宽的上行HARQ流程图。在图5表示的流程里，假设数据的传输时延是一帧，数据的处理时延是一帧。当要调度一个上行HARQ突发时，MR-BS通过UL MAP给MS和RS2间的链路分配上行HARQ突发传输带宽， UL MAP由RS1转发给MS。在获得传输带宽后，MS给RS2发送上行HARQ突发，RS2接收失败，给RS1反馈NAK，RS1收到RS2反馈的NAK信号后，通过HARQ ACK Bitmap IE给MS反馈NAK，同时在ACKCH region里给MR-BS反馈NAK1。MS收到RS1反馈的NAK信号，知道上行突发传输失败。MR-BS在接收到RS1发送的NAK1信号后，知道RS2接收失败，则分配MS到RS2的上行突发重传带宽，MS在分配的重传带宽上进行这个上行HARQ突发的重传。RS2收到重传的HARQ突发，和已收到的HARQ突发合并，进行译码，RS2成功接收，给RS1反馈ACK信号。RS1接收RS2反馈的ACK信号，给MS反馈ACK，给MR-BS反馈ACK1信号。MR-BS在收到RS1反馈的ACK1信号后，知道突发被RS2正确接收，则给RS2到RS1和RS1到MR-BS的链路分配这个上行HARQ突发的传输带宽。RS2在分配的带宽上给RS1发送这个正确接收的HARQ突发，RS1成功接收，给RS2反馈ACK信号，同时在预先分配的带宽上给MR-BS发送正确接收的突发和反馈ACK信号。MR-BS接收到RS1反馈的ACK信号，知道突发被RS1正确接收，MR-BS接收RS1发送的突发正确，给RS1反馈ACK信号。

在图5所示的流程中，资源的浪费相比于图4所示的流程有所降低，但上行HARQ突发传输时延增加。

图6是本发明方法中MR-BS根据接入链路的情况来决定是否进行给MS和MR-BS之间的链路预先分配传输资源的的上行HARQ实施例流程示意图。假设数据的传输时延是一帧，数据的处理时延是一帧。

假设MR-BS调度一个上行HARQ突发，得到下面的判断：在最近收到的N个连续的ACK1/NAK1反馈信号里，ACK1所占的比例低于阀值P。说明在通信过程中，MS发送的HARQ突发被RS2正确接收的概率较低，接入链路通信质量低；因此MR-BS选择第二种分配方式，即只给MS与RS2间的接入链路分配传输带宽，MS在获得传输带宽后，给RS2发送上行HARQ突发，RS2判断接收是否正确。RS2接收失败，给RS1反馈NAK信号。RS1接收到RS2反馈的NAK信号，给MS反馈NAK信号，同时给MR-BS反馈NAK1信号。MS收到RS1反馈的NAK信号后，知道其上行HARQ突发传输失败。MR-BS收到RS1反馈NAK1信号后，知道RS2接收上行HARQ突发失败。

此时，MR-BS需要为该上行HARQ突发分配重传资源，并要为准备初次传输的上行HARQ突发分配初次传输资源，首先判断接入链路的情况，此时，ACK1信号在RS1反馈的N个ACK1/NAK1信号里所占的比例超过预设阈值P，那么MR-BS分配MS到RS2、RS2到RS1、RS1到MR-BS链路的上行HARQ突发传输资源和重传资源。以下的传输步骤按照图4所示的步骤进行；重传步骤按图4中的重传流程进行。

在图6所示的流程里，在不增加时延的情况下，一定程度上降低了资源的浪费。

图7是本发明中MR-BS和RS1接收初始传输失败情况下的上行HARQ实施例流程示意图，在图7所示的流程里，假设数据的传输时延是一帧，数据的处理时延是一帧。这个实施例以MR-BS在初次传输及重传时根据接入链路的质量，选择采用上述第一种方式进行传输带宽的分配，即预先给移动台MS到MR-BS的路径上的所有链路分配传输资源为例进行说明，当然在初次传输时采用第二种方式分配带宽—即MR-BS不预先分配RS2到RS1和RS1到MR-BS之间的传输资源——也属于本发明的保护范围。

首先MR-BS给MS和MR-BS之间的所有链路分配资源，RS2接收MS发送的上行HARQ突发成功，把这个突发在预先分配的资源上发送给RS1，同时给RS1反馈ACK信号，RS1收到RS2发送的ACK信号后，给MS反馈ACK信号。RS1接收失败，给MR-BS反馈NAK信号，并给RS2反馈NAK信号。MR-BS收到RS1发送的NAK信号，知道RS1接收RS2的突发失败，此时为中间链路上传输失败，因此进行重传带宽分配时，给接收失败的节点的下一级节点与MR-BS间的所有链路分配重传带宽，即给RS2和RS1间的链路分配上行HARQ突发重传带宽，并给RS1和MR-BS间的链路分配上行HARQ突发重传带宽。RS2在分配的带宽上，把正确接收的突发发送给RS1，RS1把原来接收到的突发和新接收到的突发合并，进行译码，译码正确给MR-BS反馈ACK信号，给RS2反馈ACK信号，并把正确接收到的突发在预先分配的带宽上发送给MR-BS。MR-BS接收错误，给RS1反馈NAK，此时仍为中间链路上传输失败，因此进行重传带宽分配时，给接收失败的节点的下一级节点与MR-BS间的所有链路分配重传带宽，即并给RS1和MR-BS间的链路分配重传带宽。RS1在分配的带宽上把突发发送给MR-BS。MR-BS译码正确后，给RS1反馈ACK。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种多跳中继网络中为上行混合自动重发请求HARQ突发分配初次传输带宽的方法，包括：

当接入链路的通信质量高时，多跳基站MR-BS选择第一种带宽分配方式为每个HARQ突发分配初次传输带宽，反之则选择第二种带宽分配方式为每个HARQ突发分配初次传输带宽；其中，

所述第一种带宽分配方式：为所有的链路分配这个HARQ突发传输所需的带宽；

所述第二种带宽分配方式：MR-BS先为接入链路分配传输带宽；当收到与MS相邻的中继站RS接收上行突发成功的反馈信号后，MR-BS再为中继链路分配传输带宽；

其中，MR-BS判断所述通信质量的方法是：

所述确认ACKm-2/失败NAKm-2反馈信号由与MR-BS相邻的RS根据上行突发的接收情况给MR-BS反馈：如果在上行的HARQ突发传输过程中，接入链路的上行HARQ突发接收失败，那么，与MR-BS相邻的RS则向MR-BS反馈NAKm-2信号；如果接入链路的上行HARQ突发接收成功，则与MR-BS相邻的RS向MR-BS反馈ACKm-2信号。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：一个中继站RS根据本节点接收HARQ突发成功/失败，会相应反馈ACK/NAK信号给上一级节点；

一个中继站RS收到ACKn/NAKn信号后，则会相应向其上一级节点反馈ACKn+1/NAKn+1信号。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在进行第一次带宽分配方式选择前，采用默认的方式对突发的传输进行带宽分配；所述默认的方式可以根据实际情况选择上述两种方式中的任一种。