通过电信设备组合数据分组的方法

专利名称：通过电信设备组合数据分组的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于通过电信设备组合数据分组的方法，其中由该电信设备在电信信道上接收包括第一重传次数的第一数据分组，而由该电信设备在该电信信道上接收的下个数据分组是在第一数据分组之后经过延迟时间dt的、包括第二重传次数的第二数据分组。
这样的方法在现有技术中是公知的。在通信系统中通常采用分组传输。这种传输系统的一个例子是所谓的E-DCH机制(E-DCHEnhanced Dedicated Channel，基本上是现有UMTS上行链路信道的改进)，其目前被标准化为UMTS系统的增强(UMTSUniversal MobileTelecommunication System，通用移动电信系统)。
E-DCH机制的要点可以在3GPP RAN 1技术报告TR 25.89 v2.0.0“Feasibility Study for Enhanced Uplink for UTRA FDD(Release6)”，R1-040392，February 2004，Malaga，Spain中找到。
规定该机制采用HARQ(HARQHybrid ARQ，Hybrid AutomatedRetransmission eQuest，混合自动重传请求)机制。在该机制中传输分组，如果没有正确接收该分组则发送重传版本。在接收端将原始传输版本和重传版本放在一起来解码该分组。这改善了性能，就好像只使用了重传而没有涉及先前的传输(非混合ARQ)。
在该机制内应当确保两次接收到的传输版本确实关于相同传输的(更高层)分组，也就是说两次传输都来源于相同的信息中心，即相同的“更高层”分组(但可以在第一层上利用不同的分组来传输)。
有几种方式来保证这一点一种方式是所谓的同步重传协议。在该协议中在初始传输或上一次重传之后以固定的时间间隔进行重传。按照这种方式接收方知道何时预计会有给定分组的重传版本。但是，接收方仍然不知道在兼容时刻的两次传输实际上是否关于相同的分组，或者是否已经开始了新分组的传输。在接收方无法接收所有分组而例如由于干扰丢失了一些分组的情况下尤其如此。如果该传输采用软切换，这意味着超过一个接收方试图接收该分组，则一个接收方可能无法接收分组，而另一个可以接收分组。在这种情况下可以接着发送新分组。没有接收到第一分组的接收方现在必须认识到该新分组不能与前面接收的任何分组组合。
还可以引入所谓的重传序列号(RSN)或重传计数器该计数器在传输新分组时复位(例如归0)，并在每次重传时增加。如果接收方将RSN之差与时间差相比较(考虑到同步重传协议和在重传之间的时间差已知)，如果这些差异相匹配则接收方可以组合该接收，如果差异不匹配则不能组合该接收。
按照现有技术有问题的是，RSN的值范围至少与可能的重传的最大次数一样大(典型地，如果无法以重传的最大次数来发送分组则丢弃该分组并传输下个分组)。可能的重传的最大次数可以非常高。这可能导致所发送的信息的数量过大，因为RSN必须与每次分组(重新)传输一起发送。
本发明要解决的技术问题是提供一种改进的重传方法。
该技术问题是通过按照权利要求1至5中任一项所述的方法来解决的。
上述技术问题还通过一种用于通告针对分组传输的重传的方法来解决，其中除了每个数据分组之外还发送重传计数值，其中如果进行新的传输则将该重传计数值复位，如果进行一次重传并且RSN还没有达到给定的最大值则增加该重传计数值，如果进行一次重传并且RSN已经达到给定的最大值则该重传计数值保持为给定的最大值。
该技术问题还通过这样一种方法解决，其中如果重传计数值小于给定的最大值并且重传计数值之差与上一次接收的分组的传输时间之差相同，或者重传计数值等于给定的最大值并且用至多为该最大值的时间差接收了上一次接收的分组，则接收方将接收的分组与该事先接收的分组组合。
上述技术问题还通过这样一种方法解决，其中如果重传计数值小于给定的最大值并且重传计数值之差与上一次接收的分组的传输时间之差相同，或者重传计数值等于给定的最大值并且用至多为该最大值的时间差接收了上一次接收的分组，以及上一个分组的重传计数值加上该时间差至少等于给定的最大值，则接收方将接收的分组与该事先接收的分组组合。
本发明提供了“重传序列号”(RSN)概念的改进，其可以减小RSN的值范围，同时还可以用于至少针对大多数情况确定组合哪些分组，尤其是针对重传的次数没有超过RSN最大值的情况。按照本申请的第一和/或第二重传次数可以指定为按照以上描述的“重传序列号”。
可能存在接收方不再能分辩是否需要组合分组的情况，但这些情况很少发生，因此不会严重影响性能。优选的是减少编码RSN所需要的位数，例如从3位降至2位，这大大减少了与分组数据一起传输该“开销”信息所需要的资源。
在以下描述中，将按照本发明的重传次数简写为RSN。
按照本发明将RSN概念用于以下方面如果传输新分组(即首次传输新分组)，则RSN归于0。
如果重传分组，并且RSN仍然低于其最大值，则RSN增加(还是和上面的建议一致)。
如果重传分组，并且RSN已经达到其最大值，则RSN不增加而保持最大值(与上面的建议相反)。
将RSN的最大值称为RSNMAX以进一步讨论(例如根据权利要求RSNMAX可以是最大重传次数)。
如果例如满足以下条件1或2，则接收方可以将已接收的分组与事先接收的分组组合。为此还要考虑事先接收的分组(上次接收的分组)的RSN和从接收该分组以来的时间差(例如根据权利要求该时间差可以是由多个重传时间步长组成的延迟时间)。要注意，该时间差等于RSN从该上个分组以来的增加数量，假设还没有传输新的分组并且RSN还没有达到RSNMAX。
1)RSN小于RSNMAX并且RSN之差等于传输时间差(在这种情况下既没有RSN的溢出也没有发送新的初始分组)。
2)RSN与RSNMAX相等，用至多为RSNMAX的时间差接收了上次接收的分组，并且该上个分组的RSN加上该时间差至少等于RSNMAX(在这种情况下可能存在RSN的溢出，但接收的分组对应于上次接收的分组，否则RSN已经在该上个分组之后复位到0并且不会增加到RSNMAX，因为自那以后的时间差太小)。
该分组例如在以下情况3或4中不能组合
3)RSN小于RSNMAX并且RSN之差不等于传输时间差(在这种情况下RSN没有溢出并已发送新的初始分组，因此涉及旧有分组的数据可以安全地被删除)。
4)RSN与RSNMAX相同并且已经用大于RSNMAX的时间差接收了上个分组。在这种情况下接收方无法确定实际接收的分组和上次接收的分组是否应当组合，也就是无法确定是否只进行了该分组的重传，或者是否已经发送了新分组并且进行了该新分组的很多次重传从而使RSN达到RSNMAX。因此，为了避免不同分组数据的可能的混淆，必须删除涉及旧有分组的信息。
在RSN等于RSNMAX的情况下，实际上不可能用低于RSNMAX的时间差接收到上个分组，并且该上个分组的RSN加上该时间差也不可能小于RSNMAX。因此严格来说，不必计算上个分组的RSN加上该时间差并与RSNMAX比较。但是这很容易做到，并且在这种情况下可能检测到一些罕见的错误，如RSN被不正确地编码。这是不太可能的，因为RSN无论如何必须被适当地编码/保护，但是由于该计算很容易，因此计算该值并将其用于额外的一致性检验是有利的。
为了进一步解释本发明，参照下表提供更为详细的例子。
该表示出-在第一行示出时间T(以传输时间为单位，该传输时间即为在同步重传协议中的重传时间差)-在第二行示出实际传输的RSN-在第三行示出所接收的RSN，如果没有接收到RSN(例如由于干扰)，则通过短划线(-)来表示。
此外“f”表示缓冲器已经清除，即接收方假定实际接收的分组不能与上个分组组合。
-在第四行，为了解释而给出另一个所传送的RSN的可能序列，以表明是否可能接收了相同的RSN但已经发送了新分组。
按照本发明，在时间0时RSN设置为0并且发送分组。
在时间1发送新的分组并将RSN复位到0。但是该RSN没有被接收方接收到(-)。
在时间2，发送已经在时间1发送了的分组的重传版本。接收方识别该分组不能与前面接收的分组、即在时间0发送的分组组合，因为实际的RSN小于RSNMAX并且实际RSN减去上次接收的RSN(在时间0是0)之差等于1-0＝1，与等于2的时间差(时间2减去时间0)不匹配。这是根据上述的规则3。要注意如果从时间0还进行了该分组的重传，则RSN到现在为止已经增加到如在Hyp行所示的2。因此接收方可以排除这种情况。
在时间3进行重传，但是没有接收到。
在时间4进行重传，RSN增加并达到RSNMAX。接收方检测到它，自上次接收到RSN以来的时间差是2，上次接收的RSN(1)加上该时间差是3，这至少等于RSNMAX。因此按照规则2将该分组与时间2的上个分组组合。
在时间5至6进行重传，RSN保持在RSNMAX。
在时间7进行重传，RSN仍然保持在RSNMAX。接收方根据规则2将该分组与事先在时间4接收的分组组合RSN等于RSNMAX，时间差是3，即最大的RSNMAX，并且前面的RSN加上时间差是6，即至少RSNMAX。如果自时间4以来已经发送了一个新分组，则RSN已复位并如Hyp行所示可能自时间4以来最大增加到2。
在时间8至10进行重传，RSN保持在RSNMAX。
在时间11进行重传，RSN仍然保持在RSNMAX。接收方根据规则4不将该分组与事先在时间7接收的分组组合RSN等于RSNMAX，时间差是11-7＝4，即大于RSNMAX。在时间8可能已经发送了新的分组，RSN已经复位并且如Hyp行所示自时间8以来已增加到3。因此接收方不能肯定在时间11接收的分组是否可以与在时间7接收的分组组合，因此必须进行保守的假设，即不组合该数据。这一点通过第三行中时间11处的字母f来表示。
在时间12发送和接收新的分组，并且RSN复位于0。
在时间13重传版本被发送但未被接收，并且RSN增加到1。
在时间14又进行一次重传并进行接收，RSN增加到2。接收方根据规则1将该分组与事先在时间12接收的分组组合RSN为2，仍然小于RSNMAX，RSN之差2-0＝2等于传输时间差14-12＝2。Hyp行表明如果在时间13处已发送了新分组(但未接收)，则RSN不是2而是1。
此外，可以在HARQ系统中对于相同的内容发送不相同的分组(这称为追赶合并)，例如不同编码的分组，这例如作为不同的冗余版本公知(也称为递增冗余)。在这种情况下，还可以指明将哪个冗余版本与给定的分组一起发送。这将额外增加开销信息。因此发送冗余版本可以用RSN隐性地执行，或者用发送该分组时的时间隐性地执行。发送方和接收方都可以根据RSN或传输时间(或等价于该传输时间的传输帧数量或连接帧数量，也称为CFN，后者将在下面不限制其它地使用)计算出所采用的冗余版本(RV)。
针对本发明所提供的改善的RSN，可以如下所述来确定RV对于低于RSNMAX的RSN值，可以根据该RSN来计算RV。但是，当RSN达到RSNMAX时，对于在该分组的其余所有重传而言RSN一直保持该值。因此在这种情况下，优选不根据RSN而是根据CFN来计算RV。总之，根据本发明的该方面，如果RSN＜RSNMAX则根据RSN计算RV，如果RSN＝RSNMAX则根据CFN来计算RV。
在本发明的另一实施例中，RV与RSN的关系可以在传输之前由接收方告知发送方，尤其是对于RSN＜RSNMAX的情况。
在另一个实施例中，在发送方和接收方之间预先定义默认关系，该关系可以被所告知的关系所代替。例如可以针对RSN的某些值而告知该关系，尤其是针对最常使用的RSN值，而对于另一些值如不常使用的值，则使用默认值。可替代地，如果该系统可以使用不同的分组大小或编码机制(这尤其应用于AMC(Adaptive Modulationand Coding，适应性调制和编码)机制)，则可以针对某些大小/机制而采用默认值，而对其他的则采用明确告知的RV值。
此外，还有区分两类编码位、即系统位和校验位的编码方法。基本上系统位对应于要传送的信息，而校验位提供冗余信息。在这种情况下针对初始传输强调系统位而在至少一些重传中强调校验位是有利的。在这种情况下，可以不告知在初始传输中强调系统位的事实。这可以节省一些用于通告RV与RSN关系的传输带宽。此外，始终使用预定的RV来用于初始传输并且只对(一些)传输明确告知RV与RSN关系也是足够的。另外，对于RSN＝RSNMAX的情况，强调系统位也是有利的。尤其是对于低编码率(即在所传送的分组中存在很大的冗余)的情况更是如此。对于RSN＝RSNMAX的情况也可以不明确告知强调系统位。
本发明提供了RSN的改进。应当注意，还存在通过其它方式或有些不同的通告来提供类似功能的其它可能性。这样一种提议是NDI(New Data Indicator，新数据指示符)。针对每个新分组，NDI是以最大值为模增加的，而针对分组的重传版本是相同的。NDI机制在多次重传的情况下更为鲁棒，因为NDI很少增加，NDI变得不再清楚(例如由于回卷)的风险也很小。
按照本发明的另一方面，可以根据连接特性而使用RSN或NDI机制。这意味着即使在单次连接时也根据该特性有时使用RSN，有时使用NDI。这样的特性可以包括该连接是否是软切换的情况，或已使用的分组大小或编码率。
在优选实施例中，所选择的特性可以由发送方和接收方在不另外明确告知的情况下确定。在这种情况下没有引入额外的告知开销。
对本领域的技术人员而言，很明显可以通过将本申请中提供的方面互相组合或与其它公知方法组合而有利地结合本发明。因此，上面通过举例描述的发明也可以考虑用于那些情况。尤其是所述例子和描述不应当理解为是对本发明范围的限制。
下面的文字包含本发明的另一些例子、解释、实施例和变型。
1.介绍在上次会议中，对用于E-DCH的HARQ定义进行了实质性的改进。一项重要的协定是令同步协议具有同步重传而令HARQ具有IR和追赶组合。
此外在操作IR时同意按照给定顺序来采用冗余版本，并且第一次传输总是强调系统位(s＝1)。对于重传，在无SHO时强调系统位和不强调系统位应当都可行(s＝0或s＝1)。
另一个针对SHO的协定是，利用总是强调系统位(s＝1)的传输一般来说是有利的。
从对一些E-TFC可以将RV与CFN关联并明确告知其它E-TFC的事实和协定出发，其提出了一种用于告知HARQ相关信息的解决方案。
2.HARQ相关信令信息HARQ相关信令信息随着每次E-DCH分组发送而与E-TFC信息一起发送。其功能是通知节点B进行降额(de-rate)匹配所需要的所使用冗余版本(Xrv值)以及触发节点B软缓冲器的刷新。
冗余版本和应用冗余版本的顺序应当由网络例如通过高层信令来控制，或者可以利用固定的映射规则为每个TFC指定。该规则对UE和该网络都是已知的，并且可以“硬线(hard-wired)”地实施。在我们看来，对每个TFC都应当从高层指定或告知有3个冗余版本(一个用于初始传输，一个用于第一次重传，一个用于第二次重传)。
下面，由于针对在SHO和没有SHO情况下的RV选择关于新数据指示的可靠性的要求不同以及链路效率增益不同，对两种情况分开讨论。
在没有SHO情况下的信令在没有SHO的情况下，建议用[1]中描述的2位RSN将采用的冗余版本从UE告知节点B。此外，该RSN提供了新数据指示的功能(在RSN＝0的情况下指示要刷新软缓冲器)。RSN随着每次重传而增加，并在每次初始传输时被设置为0。在重传次数超过两次的情况下，将RSN设置为对所有其它重传都是3。其优点是RSN的位数可以小于1og2(Nmax)而不会损失IR增益，因为不同RV的数量通常小于传输的最大次数Nmax。对于RSN＝3该RV选择以CFN为基础以实现更大的增益。
在SHO的情况下的信令如[6]所述，在SHO的情况下由UE选择特殊的TFC。通常该SHO TFC提供更低的数据率。对于更低的数据率，在研究阶段已经表明IR链接效率增益与追赶组合相比大约是0.3dB。但是不同IR机制之间以及具有不同RV顺序的IR机制之间的性能差异是可以忽略的[4]。为了也能在SHO时达到最佳性能，建议使用特殊的TRC以及IR。具体地说，由于IR机制之间可忽略的差异，用于RV选择的明确规则是不合理的。因此建议隐性地进行RV选择，并类似于在上述其它几种情况[2，3]中描述的以CFN为基础。
这样，在SHO中不再需要如用于无SHO情况的两位RSN，并可重新使用。考虑到对于在SHO中的HARQ相关信令的最重要问题是要避免节点B缓冲器的崩溃，建议将该两位RSN重新用作两位NDI。与每次重传时都增加的RSN相比，NDI在UE中随着每次初始传输而增加。与RSN相比，NDI提供了更高的可靠度，尤其是在第一次重传之后剩余的BLER指定(target)为1％的情况下。
3.总结在本文本中建议对用于提供新数据指示和RV选择功能的HARQ相关的UL E-DCH信令信息只使用两位。
根据所选择的TFC，计数值以每次重传(＝RSN)为基础或以每次初始传输(＝NDI)为基础来增加，以尽可能好地支持NDI或RV选择功能。
该解决方案的背景是已给出的事实，即在SHO的情况下NDI可靠性要比在没有SHO的情况下重要得多，以及在没有SHO情况下的RV选择比在SHO情况下对性能的影响要大得多。
此外，该建议还包括在SHO下的RV选择，其隐性地利用如[2，3]所述的CFN来执行。在没有SHO的情况下用于初始传输的RV和用于第一次和第二次重传的RV通过网络来通告，而实际的使用通过UE的RSN来指明。
4.参考文献[1]R1-040958，Ericsson，“E-DCH Physical Layer Hybrid ARQProcessing”，Prague，Czech Republic，August 2004[2]R1-040862，Samsung，“RV Signaling”，Prague，CzechRepublic，August 2004[3]R1-040752，Nokia，“Implicit Redundancy Version for IRHARQ Scheme”，Cannes，France，June 2004[4]R1-040719，Qualcomm，“Link Performance with differentRV for Low Data Rates”，Cannes，France，June 2004[5]R1-040720，Qualcomm，“Link Performance with differentRV for High Data Rates”，Cannes，France，June 2004[6]R1-040906，Motorola，“Synchronous HARQ and reliablesignaling during SHO(Enhanced Uplink)”，Prague，Czech Republic，August 2004
R1-040392，Editor(Nokia)，TR 25.896 v2.0.0“Feasibility Study for Enhanced Uplink for UTRA FDD(Release6)”，February 16-20，2004，Malaga，Spain这些文献由3GPP(第三代合作伙伴计划)保留并可以在其网站中找到。
说明书中使用的缩写E-DCH增强的专用信道，基本上是现有UMTS上行链路信道的改进IR递增冗余SHO软切换CFN连接帧号E-TFC增强的传输格式组合UE 用户设备，移动站log2以2为底的对数UL上行链路
权利要求
1.一种用于通过电信设备组合数据分组的方法，其中由该电信设备在电信信道上接收包括第一重传次数的第一数据分组，由该电信设备在该电信信道上接收的下个数据分组是在第一数据分组之后经过延迟时间dt的、包括第二重传次数的第二数据分组，其中所述延迟时间由多个重传时间步长组成，并且第一和第二重传次数小于或等于最大重传次数，其特征在于，在第二重传次数小于最大重传次数的情况下，如果第二和第一重传次数之差等于重传时间步长的数量则将第一和第二数据分组组合成作为结果的数据分组。
2.一种用于通过电信设备组合数据分组的方法，其中由该电信设备在电信信道上接收包括第一重传次数的第一数据分组，由该电信设备在该电信信道上接收的下个数据分组是在第一数据分组之后经过延迟时间dt的、包括第二重传次数的第二数据分组，其中所述延迟时间由多个重传时间步长组成，并且第一和第二重传次数小于或等于最大重传次数，其特征在于，在第二重传次数小于最大重传次数的情况下，如果重传时间步长的数量小于或等于最大重传次数则将第一和第二数据分组组合成作为结果的数据分组。
3.一种用于通过电信设备组合数据分组的方法，其中由该电信设备在电信信道上接收包括第一重传次数的第一数据分组，由该电信设备在该电信信道上接收的下个数据分组是在第一数据分组之后经过延迟时间dt的、包括第二重传次数的第二数据分组，其中所述延迟时间由多个重传时间步长组成，并且第一和第二重传次数小于或等于最大重传次数，其特征在于，在第二重传次数等于最大重传次数的情况下，如果重传时间步长的数量小于或等于最大重传次数，并且如果第一重传次数与重传时间步长的数量之和等于或大于最大重传次数，则将第一和第二数据分组组合成作为结果的数据分组。
4.一种用于通过电信设备重传包括重传次数的数据分组的方法，其中在电信信道上在具有第一重传次数的第一数据分组中发送第一内容，以及在具有第二重传次数的第二数据分组中的第二内容是在电信信道上在第一数据分组之后发送或将要发送的下个分组，其特征在于，-如果第二内容与第一内容不同，则将第二重传次数设置为0，-如果第二内容与第一内容相同，则在第一重传次数小于最大重传次数时第二重传次数等于第一重传次数加1，在第一重传次数等于最大重传次数时第二重传次数等于第一重传次数。
5.一种根据权利要求1至4的任意一种组合的方法。
6.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述重传总是在初始传输或上一次重传之后以固定的时间间隔进行。
7.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，使用混合自动重传请求机制。
8.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，根据第一和/或第二重传次数来计算冗余版本。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，如果第一和/或第二重传次数小于给定的最大重传次数，则根据第一和/或第二重传次数来计算所述冗余版本。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，如果第一和/或第二重传次数等于给定的最大重传次数，则根据传输帧号来计算所述冗余版本。
11.电信设备，包括发送和/或接收装置以及数据处理装置，所述装置被构造和设计用于执行按照上述权利要求之一所述的方法。
12.根据权利要求11所述的电信设备，其中该电信设备是移动电信设备或基站设备或无线电网络控制设备或基站控制设备。
全文摘要
本发明涉及一种用于通过电信设备组合数据分组的方法，其中由该电信设备在电信信道上接收包括第一重传次数的第一数据分组，由该电信设备在该电信信道上接收的下个数据分组是在第一数据分组之后经过延迟时间dt的、包括第二重传次数的第二数据分组，其中延迟时间由多个重传时间步长组成，第一和第二重传次数小于或等于最大重传次数。在第二重传次数小于最大重传次数的情况下，如果第二和第一重传次数之差等于重传时间步长的数量则将第一和第二数据分组组合成作为结果的数据分组。
文档编号H04L12/00GK101023619SQ200580031128
公开日2007年8月22日 申请日期2005年9月2日 优先权日2004年9月15日
发明者J·米彻尔, B·拉夫 申请人:西门子公司