采用可靠停等混合自動重傳請求協(xié)議的系統(tǒng)和方法
【專利說明】采用可靠停等混合自動重傳請求協(xié)議的系統(tǒng)和方法
[0001]相關申請案交叉申請
[0002]本發(fā)明要求2012年11月12日遞交的發(fā)明名稱為“采用可靠停等混合自動重傳請求協(xié)議的系統(tǒng)和方法(System and Method Adopting A Reliable Stop-and-ffait HybridAutomatic Repeat ReQuest Protocol) ”的第13/674，688號美國專利申請案的在先申請優(yōu)先權，該在先申請的內(nèi)容以引入的方式并入本文本中，如全文再現(xiàn)一般。
技術領域
[0003]本發(fā)明通常涉及無線通信系統(tǒng)和方法，以及在特定實施例中，涉及采取可靠停等混合自動重傳請求協(xié)議的系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0004]在無線通信系統(tǒng)中，由于信道損害，無線鏈路要求自動重傳請求(ARQ)協(xié)議以確保在網(wǎng)絡設備中的發(fā)射器和接收器之間可靠地發(fā)送數(shù)據(jù)。在ARQ協(xié)議中，發(fā)射器發(fā)送幀、或幀的編碼部分，發(fā)送次數(shù)與接收器對幀進行正確解碼所需的次數(shù)一樣。幀是指數(shù)據(jù)比特，其被限定在物理層或高層的明確的頂端和底端。高層中的幀通常稱為包，而低層中的幀有時稱為傳送塊(TB)。本文中的三個術語:幀，包和TB可互換使用。
[0005]ARQ協(xié)議可分類為純ARQ協(xié)議和混合ARQ協(xié)議。在純ARQ協(xié)議中，發(fā)射器在每次重傳中重傳原始發(fā)送的幀，而接收器獨立于其它接收到的幀對每個接收到的幀進行解碼。在混合ARQ(HARQ)協(xié)議中，接收器使用軟合并對接收到的一組幀進行聯(lián)合解碼。在一種版本的HARQ協(xié)議中，發(fā)射器在每次重傳中發(fā)送相同幀，在這種情況下接收器使用追趕合并(CC)對幀進行解碼。在另一版本的HARQ協(xié)議中，發(fā)射器使用增量冗余(IR)發(fā)送幀，其中原始幀被編碼為比原始幀長得多的編碼比特序列。每個發(fā)送的幀使用不同的編碼比特集發(fā)送。接收器使用所有接收到的編碼比特來恢復原始數(shù)據(jù)。CC和IR方法的組合是可能的。
[0006]在當前第三代合作伙伴計劃長期(LTE)演進標準中，MAC HARQ(3GPP，2012)不提供上層包的可靠傳遞。無線鏈路控制(RLC)層(3GPP，2010)提供了包的可靠和有序傳遞。兩層方法引進大量信令開銷并且還可能會增加TB傳輸?shù)难舆t。
[0007]在LTE標準中，HARQ使用單個比特ACK來指示TB在接收器處被成功解碼。相同的比特還用作NACK以指示TB未被成功解碼。在檢測到ACK之后，發(fā)射器繼續(xù)發(fā)送新的TB。另一方面，當接收到NACK之后，發(fā)射器發(fā)送原始TB的下一可用增量冗余(IR)版本。發(fā)射器繼續(xù)發(fā)送TB的IR版本直到其接收到來自接收器的ACK。在具有可靠傳遞的協(xié)議中，在接收器成功地解碼當前TB之后發(fā)射器應當僅繼續(xù)發(fā)送下一 TB。然而，當前LTE標準中的HARQ協(xié)議無法保證TB的可靠傳遞。
[0008]在LTE HARQ的情況下，即使接收器未成功解碼前一 TB，發(fā)射器也可繼續(xù)發(fā)送下一TB。未成功解碼的TB稱為“丟失” TB。因此，LTE HARQ協(xié)議需要高層中的二級ARQ以確保丟失數(shù)據(jù)比特實際上被傳遞。無線鏈路控制(RLC)層中提供了上層自動重傳請求(ARQ)。該方案存在包括在RLC層內(nèi)的不必要開銷，以及額外處理所導致的不必要延遲。雖然LTE的協(xié)議設計使用物理層中的頻譜有效控制信令，但是兩層方法大幅增加了上層中控制信令的數(shù)量以可靠地傳遞上層包。
[0009]TB丟失的一種方法是當信道損害將指示失敗傳輸(NACK)的比特變?yōu)橹甘境晒鬏?ACK)的比特時。發(fā)射器將接收到的ACK理解為接收器處的成功解碼的指示并繼續(xù)發(fā)送下一幀。接收器被要求繼續(xù)到下一 TB，且對于高層，數(shù)據(jù)比特丟失。在當前HARQ協(xié)議中，發(fā)射器無法檢測是否發(fā)生了上述事件且因此無法保證可靠傳遞所有上層包。我們注意到，由于信道損害，發(fā)送的ACK可被理解為發(fā)射器處的NACK，這將導致不必要的幀重傳和頻譜效率下降，但將不會導致數(shù)據(jù)比特丟失。
[0010]TB丟失的另一方法是如果信道損害導致幀的發(fā)射器將接收器的不連續(xù)傳輸理解SACK。例如，由于物理下行控制信道(PDCCH)中的資源分配信息的錯誤解碼，接收器可能不嘗試解碼TB并且不發(fā)送任何消息以響應下行幀。發(fā)射器應將接收器的響應缺失理解為不連續(xù)傳輸(DTX)并且因此檢測到丟失的HXXH信息。隨后可重傳TB。然而，由于發(fā)射器DTX處的噪音實際上可被理解為ACK，從而導致發(fā)射器繼續(xù)移動到下一 TB。正如ACK到NACK錯誤一樣，使用RLC層中的高層ARQ解決該問題。類似地，幀的發(fā)射器還可將DTX檢測為NACK，在這種情況下，發(fā)射器將發(fā)送幀的下一 IR版本。雖然該事件不會導致丟失幀，但增加了解碼TB的延遲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]在第一說明性實施例中，在通信系統(tǒng)中實施一種用于傳送數(shù)據(jù)的方法包括第一網(wǎng)絡設備和第二網(wǎng)絡設備。所述第一網(wǎng)絡設備用于通過媒體接入控制(MAC)層向第二網(wǎng)絡設備發(fā)送幀的編碼版本和第一狀態(tài)變量。所述第二網(wǎng)絡設備用于接收所述幀的所述編碼版本和所述第一狀態(tài)變量并且向所述第一網(wǎng)絡設備發(fā)送第二狀態(tài)變量。所述第一網(wǎng)絡設備和所述第二網(wǎng)絡設備基于所述第一和第二狀態(tài)變量使用狀態(tài)機并實施混合自動重傳請求(HARQ)協(xié)議。
[0012]在第二說明性實施例中，在第一網(wǎng)絡設備中實施一種用于在通信系統(tǒng)中傳送數(shù)據(jù)的方法。在所述方法中，所述第一網(wǎng)絡設備通過媒體接入控制(MAC)層向第二網(wǎng)絡設備發(fā)送所述幀的增量冗余(IR)版本、序列號和修訂號。所述第一網(wǎng)絡設備開啟應答定時器。所述第一網(wǎng)絡設備確定所述應答定時器是否終止。如果所述第一網(wǎng)絡設備在所述應答定時器終止之前接收到應答，那么所述第一網(wǎng)絡設備基于應答序列號(ASEQ)設置變量Vs，s并且在ASEQ等于1- Vs，s時取消所述應答定時器。
[0013]在本發(fā)明的第三說明性實施例中，在網(wǎng)絡設備中實施一種用于在通信系統(tǒng)中傳送數(shù)據(jù)的方法。在所述方法中，所述網(wǎng)絡設備通過媒體接入控制(MAC)層接收所述幀的IR版本、序列號和修訂號。所述網(wǎng)絡設備基于所述接收到的序列號和修訂號確定所述接收到的幀是否可被解碼和應答。如果所述幀被解碼，那么所述網(wǎng)絡設備將狀態(tài)變量^^設置為1-Vs,κ并將Vw,κ設置為-1。
[0014]在第四說明性實施例中，通信系統(tǒng)包括具有處理器和內(nèi)存存儲器的網(wǎng)絡設備。所述網(wǎng)絡設備用于:通過媒體接入控制(MAC)層發(fā)送幀的增量冗余(IR)版本、序列號和修訂號；開啟應答定時器；以及確定所述應答定時器是否終止。如果所述網(wǎng)絡設備在所述應答定時器終止之前接收到應答，那么所述網(wǎng)絡設備基于應答序列號(ASEQ)設置變量Vs，s并且在ASEQ等于1- \s時取消所述應答定時器。
[0015]在第五說明性實施例中，通信系統(tǒng)包括具有處理器和內(nèi)存存儲器的網(wǎng)絡設備，所述網(wǎng)絡設備用于:通過所述MAC層接收幀的IR版本、序列號和修訂號；基于所述接收到的序列號和修訂號確定所述接收到的幀是否可被解碼和應答；以及如果所述幀被解碼，將狀態(tài)變量設置為1- V S，K并將V κν，κ設置為-1。
【附圖說明】
[0016]為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)參考下文結合附圖進行的描述，在附圖中:
[0017]圖1A示出了根據(jù)本文所述的示例實施例的示例通信系統(tǒng)；
[0018]圖1B示出了根據(jù)本文所述的示例實施例的示例協(xié)議時序；
[0019]圖2示出了根據(jù)本文所述的示例實施例的用于在第一網(wǎng)絡設備處建立連接的示例流程圖；
[0020]圖3示出了根據(jù)本文所述的示例實施例的用于在網(wǎng)絡設備處建立連接的示例流程圖；
[0021]圖4示出了根據(jù)本文所述的示例實施例的用于在第一網(wǎng)絡設備處傳送數(shù)據(jù)的示例流程圖；
[0022]圖5示出了根據(jù)本文所述的示例實施例的用于在網(wǎng)絡設備處傳送數(shù)據(jù)的示例流程圖；以及
[0023]圖6示出了根據(jù)本文所述的示例實施例的狀態(tài)機中的示例狀態(tài)轉換。
【具體實施方式】
[0024]下文將詳細討論對當前示例實施例的實施和使用。但應了解，本發(fā)明提供的許多適用發(fā)明概念可以實施在多種具體環(huán)境中。所論述的具體實施例僅為說明性的，而不限制本發(fā)明的范圍。
[0025]將結合特定背景中的示例實施例來描述本發(fā)明，該特定背景是指無線通信系統(tǒng)，例如符合3GPP LTE的通信系統(tǒng)。然而，本發(fā)明還可應用于其它正交頻分多址接入(OFDMA)通信系統(tǒng)，例如符合3GPP高級LTE、WiMAX、IEEE 802.16等的通信系統(tǒng)。
[0026]為了減少RLC層中的上層信令，我們公開了可靠的HARQ，其除了一比特信令以外還使用第一網(wǎng)絡設備和第二網(wǎng)絡設備上的狀態(tài)變量以保證上層包的可靠、有序傳遞。我們的方案提出了創(chuàng)新機制以使MAC HARQ可靠，因此不需要上層中的可靠ARQ。
[0027]圖1A示出了通信系統(tǒng)的實施例，該通信系統(tǒng)具有與第二網(wǎng)絡設備150通信的第一網(wǎng)絡設備100。第一網(wǎng)絡設備100可以是通信系統(tǒng)中的基站或用戶設備(UE)。類似地，第二網(wǎng)絡設備150可以是基站或用戶設備。例如，第一網(wǎng)絡設備100可以是包括若干網(wǎng)絡設備中的一個或多個的基站(或是)若干網(wǎng)絡設備中的一個或多個，若干網(wǎng)絡設備包括基站收發(fā)信臺(BTS)、Node-B (NodeB)、演進型 NodeB (eNodeB)、家庭 NodeB、家庭 eNodeB、站點控制器、接入點(AP)或無線路由器。第二網(wǎng)絡設備150可以是UE，該UE表示任意合適的終端用戶設備并且可包括一個或多個終端用戶設備，例如無線發(fā)送/接收單元(WTRU)、移動臺、固定或移動訂戶單元、尋呼機、移動電話、個人數(shù)字助理(PDA)、平板電腦、電子閱讀器、智