采用可靠停等混合自動重傳請求協議的系統和方法
【專利說明】采用可靠停等混合自動重傳請求協議的系統和方法
[0001]相關申請案交叉申請
[0002]本發明要求2012年11月12日遞交的發明名稱為“采用可靠停等混合自動重傳請求協議的系統和方法(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先權，該在先申請的內容以引入的方式并入本文本中，如全文再現一般。
技術領域
[0003]本發明通常涉及無線通信系統和方法，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議的系統和方法。
【背景技術】
[0004]在無線通信系統中，由于信道損害，無線鏈路要求自動重傳請求(ARQ)協議以確保在網絡設備中的發射器和接收器之間可靠地發送數據。在ARQ協議中，發射器發送幀、或幀的編碼部分，發送次數與接收器對幀進行正確解碼所需的次數一樣。幀是指數據比特，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協議可分類為純ARQ協議和混合ARQ協議。在純ARQ協議中，發射器在每次重傳中重傳原始發送的幀，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)協議中，接收器使用軟合并對接收到的一組幀進行聯合解碼。在一種版本的HARQ協議中，發射器在每次重傳中發送相同幀，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協議中，發射器使用增量冗余(IR)發送幀，其中原始幀被編碼為比原始幀長得多的編碼比特序列。每個發送的幀使用不同的編碼比特集發送。接收器使用所有接收到的編碼比特來恢復原始數據。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傳輸的延遲。
[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，發射器繼續發送新的TB。另一方面，當接收到NACK之后，發射器發送原始TB的下一可用增量冗余(IR)版本。發射器繼續發送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議中，在接收器成功地解碼當前TB之后發射器應當僅繼續發送下一 TB。然而，當前LTE標準中的HARQ協議無法保證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，發射器也可繼續發送下一TB。未成功解碼的TB稱為“丟失” TB。因此，LTE HARQ協議需要高層中的二級ARQ以確保丟失數據比特實際上被傳遞。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)的比特變為指示成功傳輸(ACK)的比特時。發射器將接收到的ACK理解為接收器處的成功解碼的指示并繼續發送下一幀。接收器被要求繼續到下一 TB，且對于高層，數據比特丟失。在當前HARQ協議中，發射器無法檢測是否發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，發送的ACK可被理解為發射器處的NACK，這將導致不必要的幀重傳和頻譜效率下降，但將不會導致數據比特丟失。
[0010]TB丟失的另一方法是如果信道損害導致幀的發射器將接收器的不連續傳輸理解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并且不發送任何消息以響應下行幀。發射器應將接收器的響應缺失理解為不連續傳輸(DTX)并且因此檢測到丟失的HXXH信息。隨后可重傳TB。然而，由于發射器DTX處的噪音實際上可被理解為ACK，從而導致發射器繼續移動到下一 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，幀的發射器還可將DTX檢測為NACK，在這種情況下，發射器將發送幀的下一 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。

【發明內容】

[0011]在第一說明性實施例中，在通信系統中實施一種用于傳送數據的方法包括第一網絡設備和第二網絡設備。所述第一網絡設備用于通過媒體接入控制(MAC)層向第二網絡設備發送幀的編碼版本和第一狀態變量。所述第二網絡設備用于接收所述幀的所述編碼版本和所述第一狀態變量并且向所述第一網絡設備發送第二狀態變量。所述第一網絡設備和所述第二網絡設備基于所述第一和第二狀態變量使用狀態機并實施混合自動重傳請求(HARQ)協議。
[0012]在第二說明性實施例中，在第一網絡設備中實施一種用于在通信系統中傳送數據的方法。在所述方法中，所述第一網絡設備通過媒體接入控制(MAC)層向第二網絡設備發送所述幀的增量冗余(IR)版本、序列號和修訂號。所述第一網絡設備開啟應答定時器。所述第一網絡設備確定所述應答定時器是否終止。如果所述第一網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]在本發明的第三說明性實施例中，在網絡設備中實施一種用于在通信系統中傳送數據的方法。在所述方法中，所述網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，那么所述網絡設備將狀態變量^^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，通信系統包括具有處理器和內存存儲器的網絡設備。所述網絡設備用于:通過媒體接入控制(MAC)層發送幀的增量冗余(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，通信系統包括具有處理器和內存存儲器的網絡設備，所述網絡設備用于: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明，現參考下文結合附圖進行的描述，在附圖中:
[0017]圖1A示出了根據本文所述的示例實施例的示例通信系統；
[0018]圖1B示出了根據本文所述的示例實施例的示例協議時序；
[0019]圖2示出了根據本文所述的示例實施例的用于在第一網絡設備處建立連接的示例流程圖；
[0020]圖3示出了根據本文所述的示例實施例的用于在網絡設備處建立連接的示例流程圖；
[0021]圖4示出了根據本文所述的示例實施例的用于在第一網絡設備處傳送數據的示例流程圖；
[0022]圖5示出了根據本文所述的示例實施例的用于在網絡設備處傳送數據的示例流程圖；以及
[0023]圖6示出了根據本文所述的示例實施例的狀態機中的示例狀態轉換。
【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，本發明提供的許多適用發明概念可以實施在多種具體環境中。所論述的具體實施例僅為說明性的，而不限制本發明的范圍。
[0025]將結合特定背景中的示例實施例來描述本發明，該特定背景是指無線通信系統，例如符合3GPP LTE的通信系統。然而，本發明還可應用于其它正交頻分多址接入(OFDMA)通信系統，例如符合3GPP高級LTE、WiMAX、IEEE 802.16等的通信系統。
[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絡設備和第二網絡設備上的狀態變量以保證上層包的可靠、有序傳遞。我們的方案提出了創新機制以使MAC HARQ可靠，因此不需要上層中的可靠ARQ。
[0027]圖1A示出了通信系統的實施例，該通信系統具有與第二網絡設備150通信的第一網絡設備100。第一網絡設備100可以是通信系統中的基站或用戶設備(UE)。類似地，第二網絡設備150可以是基站或用戶設備。例如，第一網絡設備100可以是包括若干網絡設備中的一個或多個的基站(或是)若干網絡設備中的一個或多個，若干網絡設備包括基站收發信臺(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、個人數字助理(PDA)、平板電腦、電子閱讀器、智