專(zhuān)利名稱(chēng)：使用自適應(yīng)混合－arq方案的數(shù)據(jù)通信方法和系統(tǒng)的制作方法
背景本發(fā)明總地涉及通信系統(tǒng)領(lǐng)域中的錯(cuò)誤處理，并且，更具體的，涉及在數(shù)字通信系統(tǒng)中采用自動(dòng)重傳請(qǐng)求(ARQ)和變長(zhǎng)冗余的錯(cuò)誤處理。
商用通信系統(tǒng)的增長(zhǎng)，特別是蜂窩無(wú)線電話系統(tǒng)的爆炸性增長(zhǎng)，已經(jīng)迫使系統(tǒng)設(shè)計(jì)者去探索在不把通信質(zhì)量減低到客戶難以忍受的程度的情況下增加系統(tǒng)容量的方法。達(dá)到這些目的的一種技術(shù)涉及到把使用模擬調(diào)制將數(shù)據(jù)加到載波上的系統(tǒng)變?yōu)槭褂脭?shù)字調(diào)制把數(shù)據(jù)加到載波上的系統(tǒng)。
在無(wú)線數(shù)字通信系統(tǒng)中，標(biāo)準(zhǔn)化的空中接口制定了許多系統(tǒng)參數(shù)，包括調(diào)制類(lèi)型，脈沖串格式，通信規(guī)程等。例如，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)(ETSI)已經(jīng)制定了全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)采用時(shí)分多址(TDMA)在射頻(RF)物理信道或鏈路上傳送控制、話音和數(shù)據(jù)信息，采用符號(hào)速率為271ksps的高斯最小頻移鍵控(GMSK)調(diào)制方案。在美國(guó)，電信工業(yè)協(xié)會(huì)(TIA)已經(jīng)發(fā)布了許多臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)，如IS-54和IS-136，這些標(biāo)準(zhǔn)定義了各種版本的數(shù)字高級(jí)移動(dòng)電話業(yè)務(wù)(D-AMPS)，TDMA系統(tǒng)采用差分正交相移鍵控(DQPSK)調(diào)制方案用于在RF鏈路上傳輸數(shù)據(jù)。
TDMA系統(tǒng)將可用頻率細(xì)分為一個(gè)或多個(gè)RF信道。RF信道進(jìn)一步劃分為多個(gè)物理信道，對(duì)應(yīng)于TDMA幀中的時(shí)隙。邏輯信道由一個(gè)或幾個(gè)規(guī)定了調(diào)制和編碼的物理信道構(gòu)成。在這些系統(tǒng)中，移動(dòng)站與多個(gè)分散的基站通過(guò)在上行鏈路和下行鏈路RF信道上發(fā)送和接收數(shù)字信息脈沖串進(jìn)行通信。
數(shù)字通信系統(tǒng)采用各種技術(shù)來(lái)處理錯(cuò)誤地接收的信息。通常說(shuō)來(lái)，這些技術(shù)包括那些輔助接收器糾正錯(cuò)誤地接收的信息的技術(shù)，例如，前向糾錯(cuò)(FEC)技術(shù)，這些技術(shù)還包括那些能使錯(cuò)誤接收到的信息重新發(fā)送到接收方的技術(shù)，如自動(dòng)重傳請(qǐng)求(ARQ)技術(shù)。FEC技術(shù)包括例如在調(diào)制之前的數(shù)據(jù)卷積或塊編碼。FEC編碼包括使用某個(gè)(較大)數(shù)目的編碼比特表示某個(gè)數(shù)目的數(shù)據(jù)比特，因此增加了允許糾正某些錯(cuò)誤的冗余比特。這樣，通常用卷積碼的編碼率，如1/2和1/3來(lái)指示卷積碼，其中編碼率越低則提供更強(qiáng)的錯(cuò)誤保護(hù)，但是在給定信道比特率情況下提供較低的用戶比特率。
ARQ技術(shù)包含分析接收到的數(shù)據(jù)塊中的錯(cuò)誤并且請(qǐng)求重新傳送包含錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)塊。例如，考察

圖1所示的數(shù)據(jù)塊映射例子，圖1表示根據(jù)通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)(GPRS)最優(yōu)化進(jìn)行運(yùn)行的無(wú)線通信系統(tǒng)，GPRS最優(yōu)化已經(jīng)被推薦為用于GSM的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。這里，邏輯鏈路控制(LCC)幀包含一個(gè)幀頭(FH)，一個(gè)信息載荷和一個(gè)幀檢驗(yàn)序列(FCS)，邏輯鏈路控制(LCC)被映射到多個(gè)無(wú)線鏈路控制(RLC)塊，每個(gè)這樣的塊包含一個(gè)塊頭(BH)，一個(gè)信息域和一個(gè)塊檢驗(yàn)序列(BCS)，RLC用于由接收方檢驗(yàn)信息域的錯(cuò)誤。RLC塊進(jìn)一步映射到物理層脈沖串，即無(wú)線信號(hào)，其通過(guò)GMSK調(diào)制到載波上來(lái)傳輸。在這個(gè)例子中，包含在每個(gè)RLC塊中的信息為了傳輸能夠在四個(gè)脈沖串(時(shí)隙)上交織。
當(dāng)被接收方如移動(dòng)無(wú)線電話中的接收器處理時(shí)，在解調(diào)后，采用塊檢驗(yàn)序列和公知的循環(huán)冗余檢驗(yàn)技術(shù)，對(duì)每個(gè)RLC塊的錯(cuò)誤進(jìn)行評(píng)估。如果有錯(cuò)誤，則將一個(gè)請(qǐng)求發(fā)回到發(fā)送實(shí)體，如在無(wú)線通信系統(tǒng)中的基站，指示采用預(yù)定的ARQ規(guī)程重新發(fā)送該數(shù)據(jù)塊。
這兩個(gè)錯(cuò)誤控制方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)能通過(guò)組合FEC和ARQ技術(shù)得到平衡。這種組合的技術(shù)，一般稱(chēng)為混合ARQ技術(shù)，允許在接收器中采用FEC編碼方案糾正一些收到的錯(cuò)誤，而其它的錯(cuò)誤需要重傳。正確選擇FEC編碼方案和ARQ規(guī)程這樣就導(dǎo)致一種混合ARQ技術(shù)，其比采用純粹FEC編碼方案的系統(tǒng)具有更高的可靠性，比采用純粹ARQ-型錯(cuò)誤處理機(jī)制的系統(tǒng)具有更大的吞吐量。
一個(gè)混合ARQ方案的例子能在GPRS中發(fā)現(xiàn)。GPRS最優(yōu)化提供了四個(gè)FEC編碼方案(三個(gè)不同編碼率的卷積碼方案和一個(gè)非編碼方案)。在四個(gè)編碼方案之一被選中用于當(dāng)前的LLC幀以后，該幀被分段裝入RLC塊中。如果RLC塊在接收器中被發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)誤(例如，具有不能糾正的錯(cuò)誤)并需要被重傳，則起初選擇的FEC編碼方案被用于重傳，也就是，該系統(tǒng)使用固定的冗余比特用于重傳。在嘗試對(duì)傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行成功解碼的一個(gè)通常被稱(chēng)為軟組合的過(guò)程中，被重傳的數(shù)據(jù)塊可以與較早的已傳版本結(jié)合起來(lái)。
提出的另一個(gè)混合ARQ方案(有時(shí)被稱(chēng)為增量冗余或I型混合ARQ)是如果起初的已傳數(shù)據(jù)塊不能被解碼，則該方案提供用于發(fā)送的附加冗余比特。該方案的概念性說(shuō)明見(jiàn)圖2。這里，由接收器進(jìn)行三種解碼嘗試。首先，接收器試圖解碼起初接收的數(shù)據(jù)塊(帶有或不帶有冗余)。在失敗后，接收器接著接收附加的冗余比特R1，使用該冗余比特結(jié)合起初發(fā)送的數(shù)據(jù)塊以試圖解碼。在第三步，接收器獲得另一塊冗余信息R2，使用該冗余信息結(jié)合起初已接收的數(shù)據(jù)塊和冗余比特塊R1，以試圖第三次解碼。該過(guò)程重復(fù)直到成功解碼的目的達(dá)到為止。
如圖2所示的技術(shù)存在的一個(gè)問(wèn)題是巨大存儲(chǔ)器需求，存儲(chǔ)器需求大小與直到成功解碼為止所需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)塊(以及可能附加的冗余比特塊)相關(guān)聯(lián)，數(shù)據(jù)塊的存儲(chǔ)是必要的，因?yàn)殡S后的已發(fā)送冗余塊(如R1或R2)不能被獨(dú)立解碼。由于接收器典型地存儲(chǔ)一個(gè)與每個(gè)接收比特相關(guān)聯(lián)的多比特軟值的事實(shí)，存儲(chǔ)需求加倍，軟值表示一個(gè)與已接收的比特解碼相關(guān)聯(lián)的信用水平。這個(gè)問(wèn)題通過(guò)采用由Samir Kallel發(fā)表的題目為“補(bǔ)充鑿孔卷積(CPC)碼及其應(yīng)用”的文章中的技術(shù)能夠得到部分解決，該文章發(fā)表在1995年6月出版的IEEE Transcations on Communications，卷43，第6期，第2005-2009頁(yè)。在文章中，作者描述了一種糾錯(cuò)技術(shù)，其中每個(gè)被重傳的數(shù)據(jù)塊本身是獨(dú)立可解碼的以便當(dāng)存儲(chǔ)器空間不可用時(shí)，能丟棄以前發(fā)送的數(shù)據(jù)塊。
圖2的方案遇到的第二個(gè)問(wèn)題是大分組的傳輸時(shí)延。這些大的時(shí)延的產(chǎn)生是因?yàn)?，一般地，在成功解碼之前，幾次冗余重傳是需要的。與提出的方案相關(guān)的第三個(gè)問(wèn)題是由過(guò)時(shí)的ARQ窗口導(dǎo)致的低效率的帶寬利用。由于給定時(shí)間的大量未處理數(shù)據(jù)塊(即未確認(rèn)的數(shù)據(jù)塊)ARQ窗口是停頓的。
因此，希望提供新的技術(shù)來(lái)提高ARQ方案，減少開(kāi)銷(xiāo)信令，提高存儲(chǔ)器利用的效率并以允許更有效處理的方式減少與每個(gè)解碼相關(guān)聯(lián)的冗余重傳的次數(shù)。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明，用于傳遞信息的傳統(tǒng)方法和系統(tǒng)所具有的這些和其它缺點(diǎn)和局限得到克服，其中接收器處理已接收的數(shù)據(jù)塊。如果解碼不成功，則作出已接收的信息的質(zhì)量估計(jì)。質(zhì)量估計(jì)能單獨(dú)基于已經(jīng)錯(cuò)誤接收的具體數(shù)據(jù)塊的質(zhì)量，單獨(dú)基于與信道質(zhì)量相關(guān)聯(lián)的歷史數(shù)據(jù)，或者質(zhì)量估計(jì)能是前面兩個(gè)的某種組合。例如，質(zhì)量估計(jì)能從在接收器中得到的軟值中提取出來(lái)。接著，根據(jù)質(zhì)量估計(jì)，成功對(duì)信息塊解碼所需要的冗余量被確定下來(lái)。接收器接著向發(fā)送器發(fā)出一個(gè)未確認(rèn)(NACK)消息，確定要進(jìn)行重傳的數(shù)據(jù)塊以及所期望的冗余量，基于此所期望的冗余量被發(fā)送。
如果在第二次嘗試后解碼不成功，則通過(guò)確定與初始已發(fā)送數(shù)據(jù)塊和隨后發(fā)送的冗余比特兩個(gè)都關(guān)聯(lián)的第二次質(zhì)量估計(jì)，該過(guò)程繼續(xù)進(jìn)行。這個(gè)第二次質(zhì)量估計(jì)接著被用于確定請(qǐng)求的冗余信息的下一次的數(shù)量，等等。
根據(jù)本發(fā)明基于測(cè)量的混合ARQ方案將最小化冗余傳輸步驟數(shù)，從而減少分組傳輸時(shí)延和需求的存儲(chǔ)量。這種效果的取得是由于采用基于測(cè)量的方案而使成功解碼所需求的ACK/NACK循環(huán)次數(shù)減少。本發(fā)明的示范實(shí)施提供了冗余量的估計(jì)，該估計(jì)依賴(lài)于已接收的以前數(shù)據(jù)塊/冗余數(shù)據(jù)塊的質(zhì)量和/或信道的質(zhì)量。然而，本發(fā)明的另一個(gè)示范實(shí)施例也包括這樣的情形，即傳輸?shù)娜哂嗔恳蕾?lài)其它因素，如在給定傳輸中可用存儲(chǔ)量，數(shù)據(jù)時(shí)延需求和/或未處理的(未確認(rèn))數(shù)據(jù)塊的數(shù)量。例如，當(dāng)存儲(chǔ)量是有限的或要求的時(shí)延很?chē)?yán)格時(shí)，為了增加在下一步成功解碼的概率，冗余估計(jì)應(yīng)被放大。
附圖詳述通過(guò)閱讀下面的詳細(xì)描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明的這些和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)更加明顯，其中圖1說(shuō)明了在根據(jù)GSM運(yùn)行的傳統(tǒng)系統(tǒng)中的信息映射；圖2說(shuō)明了傳統(tǒng)的變長(zhǎng)冗余技術(shù)；圖3(a)是有利地采用本發(fā)明的GSM通信系統(tǒng)的框圖；圖3(b)是用于說(shuō)明圖3(a)中GSM系統(tǒng)的示范GPRS最優(yōu)化的框圖；圖4是一個(gè)流程圖，說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示范實(shí)施例的基于測(cè)量的ARQ方案；圖5是一個(gè)表，它說(shuō)明了被傳輸?shù)娜哂鄦卧獢?shù)，編碼率和相應(yīng)的碼字之間的典型關(guān)系；
圖6表示根據(jù)本發(fā)明的示范實(shí)施例的ACK/NACK格式；圖7(a)說(shuō)明了采用傳統(tǒng)增量冗余方案的數(shù)據(jù)塊傳輸時(shí)間；圖7(b)說(shuō)明采用根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)傳送圖7(a)中的相同數(shù)據(jù)所花費(fèi)的圖示性數(shù)據(jù)塊傳輸時(shí)間；圖8是一個(gè)表，說(shuō)明采用本發(fā)明在時(shí)延方面的漸增改進(jìn)。
發(fā)明詳述下面的示范實(shí)施例在TDMA無(wú)線通信系統(tǒng)的環(huán)境中提出。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解該接入方法僅用于舉例說(shuō)明的目的，并且本發(fā)明很容易應(yīng)用到所有類(lèi)型的接入方法，包括頻分多址(FDMA)，TDMA，碼分多址(CDMA)和它們的混合。
此外，根據(jù)GSM通信系統(tǒng)的操作在歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)(ETSI)文件ETS 300 573，ETS 300 574和ETS 300 578中得到說(shuō)明，因此在此引入作為參考。所以，結(jié)合提出的分組數(shù)據(jù)的GPRS最優(yōu)化(今后簡(jiǎn)單稱(chēng)為“GPRS”)的GSM系統(tǒng)的操作在這里僅僅說(shuō)明到理解本發(fā)明所必須的程度。盡管本發(fā)明是就增強(qiáng)GPRS系統(tǒng)中的示范實(shí)施例來(lái)描述的，本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員將理解本發(fā)明能被用于很多其它數(shù)字通信系統(tǒng)，如那些基于寬帶CDMA或無(wú)線ATM的系統(tǒng)等等。
參考圖3(a)，根據(jù)本發(fā)明的典型GSM實(shí)施例的通信系統(tǒng)10被描述出來(lái)。系統(tǒng)10被設(shè)計(jì)為分層網(wǎng)絡(luò)，具有多個(gè)管理呼叫的等級(jí)。采用一套上行鏈路和下行鏈路頻率，運(yùn)行在系統(tǒng)10內(nèi)的移動(dòng)基站12使用在這些頻率上分配給它們的時(shí)隙參與呼叫。在上一個(gè)分層等級(jí)上，一組移動(dòng)交換中心(MSC)14負(fù)責(zé)由發(fā)起方到目的地的呼叫路由。特別是，這些實(shí)體負(fù)責(zé)建立、控制和終止呼叫。其中一個(gè)MSC14(被稱(chēng)為網(wǎng)關(guān)MSC)處理與公用交換電話網(wǎng)(PSTN)18或其它公用和專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)之間的通信。
在一個(gè)較低分層等級(jí)上，每個(gè)MSC 14連接到一組基站控制器(BSC)16。在GSM標(biāo)準(zhǔn)之下，BSC 16在一個(gè)被稱(chēng)為A-接口的標(biāo)準(zhǔn)接口下與MSC 14進(jìn)行通信，該接口是基于CCITT No.7信令系統(tǒng)的移動(dòng)應(yīng)用部分。
在一個(gè)更低分層等級(jí)上，每個(gè)BSC 16控制一組基地收發(fā)器站(BTS)20。每個(gè)BTS 20包括多個(gè)TRX(沒(méi)有表示)，它們采用上行鏈路和下行鏈路RF信道來(lái)服務(wù)具體的公共地理區(qū)域，如一個(gè)或多個(gè)通信小區(qū)211。BTS 20主要提供RF鏈路，用于發(fā)送和接收移動(dòng)站12被分配的小區(qū)中的去往和來(lái)自移動(dòng)站的數(shù)據(jù)脈沖串。當(dāng)用于傳送分組數(shù)據(jù)時(shí)，這些信道常常被稱(chēng)為分組數(shù)據(jù)信道(PDCH)。在一個(gè)示范實(shí)施例中，多個(gè)BTS 20被包含在一個(gè)無(wú)線基站(RBS)22中。例如，根據(jù)一族RBS-2000產(chǎn)品，RBS可以得到配置，RBS-2000產(chǎn)品由Telefonaktiebolaget L M Ericsson即本發(fā)明的受讓人提供。關(guān)于典型移動(dòng)站12和RBS 22實(shí)現(xiàn)的較多細(xì)節(jié)，感興趣的讀者可參閱美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第08/921,319號(hào)，該專(zhuān)利申請(qǐng)的題目為“一種鏈路自適應(yīng)方法--用于采用具有不同符號(hào)率的調(diào)制方案的鏈路”，作者為MagnusFrodigh等，該專(zhuān)利的公開(kāi)特別在此引用作為參考。
在蜂窩系統(tǒng)中引入分組數(shù)據(jù)規(guī)程的優(yōu)點(diǎn)是提供支持高數(shù)據(jù)速率傳輸?shù)哪芰Σ⑶彝瑫r(shí)獲得無(wú)線接口上的無(wú)線頻寬的靈活和有效利用。GPRS的概念是設(shè)計(jì)用于所謂的“多時(shí)隙操作”，即一個(gè)單個(gè)用戶被允許同時(shí)占用多個(gè)傳輸資源。
GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖3(b)。由于GPRS是GSM的優(yōu)化，許多網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)/實(shí)體與圖3(a)中的描述相似。來(lái)自外部網(wǎng)絡(luò)的信息分組在GGSN(網(wǎng)關(guān)GPRS業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn))100進(jìn)入GPRS網(wǎng)絡(luò)。分組接著從GGSN經(jīng)由骨干網(wǎng)120被發(fā)送到SGSN(服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn))140，SGSN 140服務(wù)被定址的GPRS移動(dòng)電話所在的區(qū)域。分組從SGSN140通過(guò)專(zhuān)用的GPRS傳輸被發(fā)送到正確的BSS(基站系統(tǒng))160。BSS包括多個(gè)基站收發(fā)信臺(tái)(BTS)和一個(gè)基站控制器(BSC)200，這里僅有一個(gè)BTS180顯示出來(lái)。BTS和BSC之間的接口被稱(chēng)為A-bis接口。BSC是一個(gè)GSM規(guī)范中的定義，在其它典型系統(tǒng)中術(shù)語(yǔ)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制(RNC)用于具有類(lèi)似BSC功能的節(jié)點(diǎn)。分組接著由BTS180通過(guò)空中接口發(fā)送到使用已選擇信息傳輸速率的遠(yuǎn)端單元210。
GPRS寄存器存放所有的GPRS預(yù)訂數(shù)據(jù)。GPRS可以與GSM系統(tǒng)的HLR(歸屬位置寄存器)220集成在一起，也可以不與GSM系統(tǒng)的HLR220集成在一起。用戶數(shù)據(jù)可以在SGSN和MSC/VLR 240之間交換以保證業(yè)務(wù)的互操作，如受限制的漫游業(yè)務(wù)。如上所述，在BSC 200和MSC/VLR 240之間的接入網(wǎng)絡(luò)接口是被稱(chēng)為A-接口的標(biāo)準(zhǔn)接口，其是基于CCITT No.7信令系統(tǒng)的移動(dòng)應(yīng)用部分。MSC/VLR 240也提供經(jīng)由PSTN 260接入到陸地線路系統(tǒng)。
重傳技術(shù)能在系統(tǒng)10中提供，使得接收實(shí)體(RBS 180或MS210)能請(qǐng)求與來(lái)自傳輸實(shí)體(MS 210或RBS 180)的RLC塊相關(guān)聯(lián)的冗余比特。根據(jù)本發(fā)明的示范實(shí)施例，由接收實(shí)體請(qǐng)求的和響應(yīng)于請(qǐng)求(例如，未確認(rèn)(NACK)消息)傳送的冗余比特量是可變的。
更具體地，接收器能估計(jì)錯(cuò)誤接收的RLC塊，以獲得一些關(guān)于接收狀況也就是質(zhì)量如何的估計(jì)。該估計(jì)能是例如比特錯(cuò)誤率和載波--干擾比率(C/I)的測(cè)量。接收器接著基于對(duì)具體錯(cuò)誤接收的RLC數(shù)據(jù)塊的質(zhì)量估計(jì)確定來(lái)自發(fā)送器的請(qǐng)求的冗余量。在下面的討論中，冗余信息的返回根據(jù)冗余單元來(lái)描述，其當(dāng)然能夠?yàn)槿我獯笮?，如一個(gè)比特塊，一字節(jié)或甚至一個(gè)單個(gè)比特，且能通過(guò)采用多項(xiàng)式發(fā)生器以已知的方式生成。一般說(shuō)來(lái)，質(zhì)量估計(jì)越低，要求的冗余單元數(shù)就越多。除了(或可選地)根據(jù)錯(cuò)誤已接收數(shù)據(jù)塊本身的質(zhì)量估計(jì)請(qǐng)求冗余量外，根據(jù)本發(fā)明的示范實(shí)施例，用于處理錯(cuò)誤的系統(tǒng)和方法也可以考慮信道質(zhì)量，在該信道上發(fā)送數(shù)據(jù)塊發(fā)送和已請(qǐng)求的冗余單元。例如，請(qǐng)求的冗余單元的數(shù)量可以基于全局質(zhì)量測(cè)量值，如Q＝α*信道質(zhì)量+(1-α)*已收到的數(shù)據(jù)塊質(zhì)量，其中α是期望的加權(quán)值。
于是，根據(jù)本發(fā)明的典型方法如圖4的流程圖所示。其中，在方框400中，接收器接收RLC塊，RLC塊是數(shù)據(jù)、以前請(qǐng)求的冗余比特或者是其中的某種組合。如果RLC塊僅僅包含與以前接收的RLC塊相關(guān)聯(lián)的冗余比特，則過(guò)程沿著″否″的箭頭方向從判決框410移到方框420，其中冗余比特與以前接收/存儲(chǔ)的相應(yīng)RLC塊的比特結(jié)合在一起，并且作出聯(lián)合解碼嘗試。關(guān)于冗余比特如何與較早收到的數(shù)據(jù)相匹配用于聯(lián)合解碼的詳細(xì)討論，有興趣的讀者可參考美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第09/131，166號(hào)，題目為“在分組數(shù)據(jù)無(wú)線通信系統(tǒng)中用于塊尋址的方法和系統(tǒng)”，該申請(qǐng)于1998年8月7日由Farooq Khan等提交，并特別引入作為參考。否則，如果接收的塊是新RLC塊，則過(guò)程沿著″是″路徑從判決框410到方框425，在方框425中新塊得到解碼。接著過(guò)程移動(dòng)到執(zhí)行循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)的方框430。如果CRC通過(guò)，也就是數(shù)據(jù)接收正確，則過(guò)程移動(dòng)到方框440，其中該數(shù)據(jù)塊被遞送用于后續(xù)處理，例如話音解碼等。如果CRC不成功，則過(guò)程移動(dòng)到方框450，在這里作出錯(cuò)誤接收塊的質(zhì)量估計(jì)，例如基于相關(guān)的BER或C/I參數(shù)。質(zhì)量估計(jì)(和可能下面所述的其它因素)接著被用于選擇期望的用于下一次解碼嘗試的冗余比特量。接收器接著發(fā)送一個(gè)與該(也可能是其它)RLC塊相關(guān)聯(lián)的該NACK消息，該NACK消息指示接收器希望發(fā)送器發(fā)送的冗余比特的數(shù)量。過(guò)程接著環(huán)回，以處理下一個(gè)接收的數(shù)據(jù)塊。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在實(shí)施卷積編碼的示范實(shí)施例中，請(qǐng)求發(fā)送的冗余單元的數(shù)目能被認(rèn)為基本上等價(jià)于規(guī)定所期望的編碼率來(lái)用于一個(gè)錯(cuò)誤接收的具體塊。例如，如圖5中的表所示，一個(gè)RLC塊包含四個(gè)“單元”的數(shù)據(jù)，請(qǐng)求發(fā)送從1-8之間任意數(shù)的冗余單元會(huì)導(dǎo)致在解碼數(shù)據(jù)的第二次嘗試時(shí)的不同的實(shí)際編碼率。于是，例如，一個(gè)錯(cuò)誤接收的RLC塊雖然具有相對(duì)高的質(zhì)量，但可能導(dǎo)致接收器從發(fā)送器中請(qǐng)求僅僅一個(gè)冗余單元。在另一方面，一個(gè)非常差的接收RLC塊可能導(dǎo)致接收器為該特定的RLC請(qǐng)求8個(gè)冗余單元。估計(jì)的RLC塊的質(zhì)量和請(qǐng)求的冗余單元的數(shù)量之間的特殊關(guān)系可以隨著系統(tǒng)的不同而不同，且例如，能通過(guò)模擬得到優(yōu)化，以獲得如下所述的使每一數(shù)據(jù)塊的解碼嘗試的數(shù)量最少的期望結(jié)果。
一旦接收器估計(jì)出了接收的RLC塊的質(zhì)量并選擇了一個(gè)期望的冗余量，這些信息將包含在給發(fā)送器的報(bào)告中。拿圖5舉例，每個(gè)不同的能被傳送的冗余單元數(shù)可以被分配一個(gè)不同的編碼或比特組合。那么，接收器能發(fā)送一個(gè)確認(rèn)/不確認(rèn)(ACK/NACK)消息，而對(duì)于每個(gè)最近接收的RLC塊來(lái)確定期望的冗余量(如果有)。例子在圖6中給出。
其中，包含信息[5(3)，6(0)，7(5)，0(8)，1(0)，2(0)，3(1)，4(0)]的ACK/NACK消息被表示出來(lái)。在前述的符號(hào)中，″5(3)″表示對(duì)于序列號(hào)為5的RLC塊，接收器請(qǐng)求三個(gè)冗余單元。對(duì)于序列號(hào)為6的RLC塊，接收器包含編碼000，表示由于RLC塊已被正確接收沒(méi)有冗余信息需要傳送。
正如較早提及的，通過(guò)調(diào)整請(qǐng)求的冗余量以滿足接收塊的質(zhì)量要求，申請(qǐng)人期望與傳統(tǒng)技術(shù)比較，每個(gè)塊需要較少的解碼次數(shù)，這里是對(duì)于每個(gè)錯(cuò)誤接收的塊發(fā)送同樣冗余量的情況下。通過(guò)考察圖7(a)，7(b)和8這一點(diǎn)將更明顯。
其中，可以比較采用傳統(tǒng)的增量冗余機(jī)制(圖7(a))的典型塊傳送次數(shù)和采用基于測(cè)量的變量冗余機(jī)制的典型塊傳送次數(shù)。在這個(gè)單純的說(shuō)明性例子中，一個(gè)塊周期等于20ms，在由發(fā)送實(shí)體對(duì)RLC塊的傳送和由該發(fā)送實(shí)體對(duì)相應(yīng)ACK/NACK的接收之間的一個(gè)往返行程時(shí)間(RTT)是200ms，并且一個(gè)錯(cuò)誤接收的RLC塊需要三個(gè)單元的冗余信息(例如，編碼速率為4/7)被正確解碼。這樣，在圖7(a)中將看到對(duì)于該RLC塊需要四次傳送才通過(guò)CRC校驗(yàn)，其中在每次失敗后，發(fā)送實(shí)體發(fā)送一個(gè)另外的冗余單元。通過(guò)對(duì)比，采用本發(fā)明，根據(jù)該RLC塊的估計(jì)質(zhì)量接收器能夠請(qǐng)求三個(gè)冗余單元，所以只需要兩次，因此分別將塊發(fā)送時(shí)延從680ms減少到240ms。本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員將理解，與這兩種方法相關(guān)聯(lián)的時(shí)延上的實(shí)際不同也可以根據(jù)其它條件而變化，舉例來(lái)說(shuō)隨無(wú)線信道條件的變化而變化。此外，時(shí)延的不同將隨著傳統(tǒng)技術(shù)所采用的冗余傳送步驟的數(shù)目增加而增加，如圖8的表所示。應(yīng)當(dāng)理解在前面例子中提供的數(shù)值僅僅是舉例說(shuō)明，其目的是使得與本發(fā)明相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)更清楚。
除了減少時(shí)延以外，本發(fā)明的示范實(shí)施例也減少了ARQ窗口將停頓的概率并減少存儲(chǔ)器需求。這是因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的技術(shù)通過(guò)確保較快的塊解碼和傳送，把未處理塊的數(shù)目減到最小。通過(guò)阻止停頓的ARQ窗口產(chǎn)生的條件，可以獲得更有效的帶寬利用，因?yàn)樾碌腞LC塊不能在停頓條件出現(xiàn)期間傳送。
如較早所述，在起初發(fā)送的數(shù)據(jù)塊可以包含一些冗余信息，即可以有一些等級(jí)的FEC編碼。這個(gè)初始級(jí)的FEC編碼可以由發(fā)送實(shí)體基于發(fā)送實(shí)體參照信道質(zhì)量接收的信息確定下來(lái)。例如，一個(gè)移動(dòng)站可以參照信道質(zhì)量作出估計(jì)并把這些估計(jì)轉(zhuǎn)送到基站。接著，基站能使用接收的信道估計(jì)來(lái)選擇合適的冗余量，以便隨著荷載信息發(fā)送到移動(dòng)站。更適宜地，基站將選擇冗余量，該冗余量使得移動(dòng)站根據(jù)給出的信道質(zhì)量估計(jì)在第一次嘗試中解碼數(shù)據(jù)塊。可是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解基站可以依賴(lài)較早所述的各種當(dāng)前系統(tǒng)因素選擇一個(gè)較大或較小的冗余量。
盡管本發(fā)明通過(guò)參考僅僅幾個(gè)示范實(shí)施例得到了詳細(xì)說(shuō)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解各種修改可以在沒(méi)有脫離本發(fā)明的情況下進(jìn)行。例如，關(guān)于被發(fā)送的冗余單元數(shù)的信息，舉例來(lái)說(shuō)，可通過(guò)發(fā)送每一塊的測(cè)量估計(jì)質(zhì)量被隱含地傳遞回發(fā)送器，而不是如在圖6的例子中那樣被明確地給出。發(fā)送器將接著確定回送的合適的冗余單元數(shù)。為確定冗余單元的數(shù)目，除了接收的質(zhì)量測(cè)量之外，發(fā)送器還可能考慮其他因素如資源可用性等等。因此，本發(fā)明僅僅通過(guò)下面的權(quán)利要求得到定義，該權(quán)利要求包含其所有的等價(jià)物。
權(quán)利要求
1.通過(guò)通信鏈路傳送信息的方法，包含如下步驟通過(guò)所述的通信鏈路接收數(shù)據(jù)塊；確定所述的接收的數(shù)據(jù)塊和所述的通信鏈路中至少其中一個(gè)的質(zhì)量等級(jí)；并且請(qǐng)求與所述的數(shù)據(jù)塊相關(guān)聯(lián)的附加信息的數(shù)量，所述的數(shù)量根據(jù)所述的已確定質(zhì)量等級(jí)選擇。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述的確定步驟進(jìn)一步包含步驟估計(jì)與所述的接收數(shù)據(jù)塊相關(guān)聯(lián)的比特錯(cuò)誤率。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述的確定步驟進(jìn)一步包含步驟采用在解碼過(guò)程期間所獲得的軟信息確定所述的質(zhì)量等級(jí)。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述的確定步驟進(jìn)一步包含步驟發(fā)送一個(gè)標(biāo)識(shí)所述的數(shù)據(jù)塊和所述的附加信息數(shù)量的消息。
5.權(quán)利要求1的方法，其中進(jìn)一步包含步驟選擇多個(gè)冗余信息單元，作為所述的附加信息量。
6.權(quán)利要求5的方法，其中所述的已選擇的冗余信息單元的數(shù)目相對(duì)于所述的已確定質(zhì)量等級(jí)做相反變化。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所述確定所述質(zhì)量等級(jí)的步驟進(jìn)一步包含步驟單獨(dú)根據(jù)所述的接收數(shù)據(jù)塊確定所述的質(zhì)量等級(jí)。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所述確定所述質(zhì)量等級(jí)的步驟進(jìn)一步包含步驟單獨(dú)根據(jù)所述的通信鏈路的質(zhì)量確定所述的質(zhì)量等級(jí)。
9.權(quán)利要求1的方法，其中所述確定所述質(zhì)量等級(jí)的步驟進(jìn)一步包含步驟根據(jù)與所述的接收塊相關(guān)聯(lián)的質(zhì)量信息和與所述的通信鏈路相關(guān)聯(lián)的質(zhì)量信息之間的組合確定所述的質(zhì)量等級(jí)。
10.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包含步驟傳送所述請(qǐng)求的附加信息數(shù)量。
11.權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包含步驟傳送不同于所述的已請(qǐng)求數(shù)量的附加信息數(shù)量。
12.權(quán)利要求11的方法，其中所述傳送的附加信息數(shù)量和所述請(qǐng)求的附加信息數(shù)量根據(jù)下面至少其中之一而不同存儲(chǔ)器使用參數(shù)，多個(gè)未處理塊和資源可用性。
13.用于通過(guò)通信鏈路傳送信息的設(shè)備，包含用于通過(guò)通信鏈路接收數(shù)據(jù)塊的裝置；用于確定所述的接收的數(shù)據(jù)塊和所述的通信鏈路中至少其中一個(gè)的質(zhì)量等級(jí)的裝置；以及用于請(qǐng)求與所述的數(shù)據(jù)塊相關(guān)聯(lián)的附加信息數(shù)量的裝置，所述的數(shù)量根據(jù)所述的確定質(zhì)量等級(jí)選擇。
14.權(quán)利要求13的設(shè)備，其中所述用于確定的裝置進(jìn)一步包含用于估計(jì)與所述的接收數(shù)據(jù)塊相關(guān)聯(lián)的比特錯(cuò)誤率的裝置。
15.權(quán)利要求13的設(shè)備，其中所述用于確定的裝置進(jìn)一步包含用于采用在解碼過(guò)程期間所獲得的軟信息確定所述的質(zhì)量等級(jí)的裝置。
16.權(quán)利要求13的設(shè)備，其中所述用于請(qǐng)求的裝置進(jìn)一步包含用于傳送標(biāo)識(shí)所述的數(shù)據(jù)塊和所述的附加信息數(shù)量的消息的裝置。
17.權(quán)利要求13的設(shè)備，進(jìn)一步包含用于選擇多個(gè)冗余信息單元作為所述的附加信息數(shù)量的裝置。
18.權(quán)利要求13的設(shè)備，其中所述的已選擇冗余信息單元的數(shù)目相對(duì)于所述的已確定質(zhì)量等級(jí)做相反變化。
19.權(quán)利要求13的設(shè)備，其中所述用于確定所述質(zhì)量等級(jí)的裝置進(jìn)一步包含單獨(dú)根據(jù)所述的接收數(shù)據(jù)塊確定所述的質(zhì)量等級(jí)的裝置。
20.權(quán)利要求13的設(shè)備，其中所述用于確定所述質(zhì)量等級(jí)的裝置進(jìn)一步包含單獨(dú)根據(jù)所述的通信鏈路的質(zhì)量確定所述的質(zhì)量等級(jí)的裝置。
21.權(quán)利要求13的設(shè)備，其中所述用于確定所述質(zhì)量等級(jí)的裝置進(jìn)一步包含根據(jù)與所述的接收塊相關(guān)聯(lián)的質(zhì)量信息和與所述的通信鏈路相關(guān)聯(lián)的質(zhì)量信息的組合確定所述的質(zhì)量等級(jí)的裝置。
22.權(quán)利要求13的設(shè)備，進(jìn)一步包含用于傳送所述請(qǐng)求的附加信息數(shù)量的裝置。
23.權(quán)利要求13的設(shè)備，進(jìn)一步包含用于傳送不同于所述請(qǐng)求數(shù)量的附加信息數(shù)量的裝置。
24.權(quán)利要求23的設(shè)備，其中所述傳送的附加信息數(shù)量與所述請(qǐng)求的附加信息數(shù)量根據(jù)下面至少之一而不同存儲(chǔ)器使用參數(shù)，多個(gè)未處理塊和資源可用性。
25.在無(wú)線通信系統(tǒng)中用于解碼信息塊的方法，包含如下步驟接收一信息塊；解碼所述的塊；對(duì)所述的解碼塊執(zhí)行錯(cuò)誤檢測(cè)技術(shù)；如果所述的塊被確定為已錯(cuò)誤接收，則確定一個(gè)質(zhì)量等級(jí)；根據(jù)所述的質(zhì)量等級(jí)，選擇期望的冗余信息量；傳送所述的期望冗余信息量的請(qǐng)求到發(fā)送實(shí)體；接收所述請(qǐng)求的冗余信息量；以及聯(lián)合解碼所述的信息塊和所述的冗余信息。
26.權(quán)利要求25的方法，其中所述的執(zhí)行步驟進(jìn)一步包含步驟在所述的信息塊上執(zhí)行循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)。
27.權(quán)利要求25的方法，其中所述的質(zhì)量等級(jí)是所述的接收塊的質(zhì)量。
28.權(quán)利要求25的方法，其中所述的質(zhì)量等級(jí)是信道的質(zhì)量，所述的冗余信息將通過(guò)該信道被發(fā)送。
29.在發(fā)送實(shí)體和接收實(shí)體之間用于通信信息的方法，包含如下步驟在所述的接收實(shí)體估計(jì)信道質(zhì)量；由所述的接收實(shí)體傳送一個(gè)與所述的信道質(zhì)量相關(guān)聯(lián)的指示；并且由所述的發(fā)送實(shí)體，傳送一個(gè)信息塊加上與所述的信息相關(guān)聯(lián)的冗余量，其中所述的量基于所述的指示。
30.在第一收發(fā)器和第二收發(fā)器之間用于傳送信息的方法，包含如下步驟在所述的第一收發(fā)器接收數(shù)據(jù)塊；估計(jì)與其中一個(gè)所述的接收塊和信道相關(guān)聯(lián)的質(zhì)量；由所述的第一收發(fā)器傳送所述的估計(jì)質(zhì)量到第二收發(fā)器；在所述的第二收發(fā)器至少部分基于所述的估計(jì)質(zhì)量確定冗余量；并且由所述的第二收發(fā)器傳送所述的冗余量到所述的第一收發(fā)器。
31.在第一收發(fā)器和第二收發(fā)器之間用于通信信息的方法，包含步驟在所述的第一收發(fā)器接收數(shù)據(jù)塊；估計(jì)與所述的接收塊和信道中至少其中一個(gè)相關(guān)聯(lián)的第一質(zhì)量；由所述的第一收發(fā)器傳送與基于所述的估計(jì)的第一質(zhì)量的、已選擇的冗余量相關(guān)聯(lián)的指示；由所述的第二收發(fā)器傳送所述的已選擇冗余量到所述的第一收發(fā)器；在所述的第一接收器估計(jì)與所述的接收塊和接收的冗余信息及所述的信道質(zhì)量中至少其中一個(gè)相關(guān)聯(lián)的第二質(zhì)量；并且傳送所述的估計(jì)的第二質(zhì)量的指示到所述的第二收發(fā)器。
全文摘要
公開(kāi)了用于錯(cuò)誤處理的混合ARQ技術(shù)。響應(yīng)于與第一次嘗試解碼數(shù)據(jù)塊相關(guān)聯(lián)的第一個(gè)NACK消息而傳送的冗余量是可變的。傳送(和/或請(qǐng)求)的冗余單元的數(shù)目能根據(jù)各種標(biāo)準(zhǔn)選擇,所述標(biāo)準(zhǔn)包括,例如,估計(jì)的信道質(zhì)量,估計(jì)的塊質(zhì)量,存儲(chǔ)器使用率,未確認(rèn)的塊數(shù)等等。
文檔編號(hào)H04L29/02GK1336049SQ99814290
公開(kāi)日2002年2月13日 申請(qǐng)日期1999年10月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月8日
發(fā)明者F·坎, H·奧洛夫松, A·菲呂斯凱, M·赫克 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司