專利名稱：在含有中繼站的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)混合自動(dòng)重傳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合自動(dòng)重傳技術(shù)，特別是一種在含有中繼站的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)混合自動(dòng)重傳的方法。
背景技術(shù)：
微波接入全球互通系統(tǒng)(WiMAX)是一種寬帶無線接入(BWA)技術(shù)，其空口基于IEEE 802.16協(xié)議。正交頻分復(fù)用多址(OFDMA)方式由于其特有的優(yōu)越性，WiMAX系統(tǒng)即采用了OFDMA作為其多址方法的一種。802.16協(xié)議中規(guī)定的時(shí)分雙工(TDD)模式OFDMA方式下的物理幀結(jié)構(gòu)如圖1所示，WiMAX系統(tǒng)即采用這種幀結(jié)構(gòu)，其中，(a)為基站幀，(b)為終端幀，斜線填充部分為發(fā)射狀態(tài)，無填充部分為接收狀態(tài)。基站幀由下行子幀和上行子幀組成，下行子幀用于發(fā)送下行數(shù)據(jù)，上行子幀用于接收上行數(shù)據(jù)。TTG為基站從發(fā)射狀態(tài)轉(zhuǎn)換為接收狀態(tài)經(jīng)過的時(shí)間間隔，RTG為從接收狀態(tài)轉(zhuǎn)換為發(fā)射狀態(tài)的時(shí)間間隔；SSRTG為終端從接收狀態(tài)轉(zhuǎn)換為發(fā)射狀態(tài)的時(shí)間間隔，SSTTG為終端從發(fā)射狀態(tài)轉(zhuǎn)換為接收狀態(tài)經(jīng)過的時(shí)間間隔。邏輯子信道表示按邏輯順序排列的子信道序號，一個(gè)子信道由若干子載波構(gòu)成。終端同步序列用于終端搜索網(wǎng)絡(luò)和與基站同步，終端幀頭用于指示時(shí)頻資源分配信息，終端對接收到的幀頭信息進(jìn)行譯碼即可知道自己從哪里接收數(shù)據(jù)及在哪里發(fā)送數(shù)據(jù)?；驹谙滦凶訋l(fā)送數(shù)據(jù)，在上行子幀接收數(shù)據(jù)，而終端在下行子幀接收數(shù)據(jù)，在上行子幀發(fā)送數(shù)據(jù)。每個(gè)終端具體在哪里接收和發(fā)送數(shù)據(jù)由終端幀頭指示。
在WiMAX系統(tǒng)中采用了混合自動(dòng)重傳(HARQ)技術(shù)，HARQ是一種底層的反饋重傳機(jī)制，HARQ能在物理層進(jìn)行重傳。發(fā)送端將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)塊添加循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)數(shù)據(jù)，經(jīng)過信道傳輸以后，接收端對數(shù)據(jù)塊譯碼后，對數(shù)據(jù)塊進(jìn)行CRC計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果可以判斷數(shù)據(jù)塊是否被正確接收。接收端會(huì)在指定的時(shí)刻給發(fā)送端反饋接收狀態(tài)，發(fā)送端根據(jù)接收端反饋的信息對數(shù)據(jù)塊進(jìn)行重傳，接收端可以在物理層對重傳數(shù)據(jù)進(jìn)行分集合并，因此，數(shù)據(jù)出錯(cuò)并重傳后可以同時(shí)獲得功率增益及分集增益，可以有效地對抗信道衰落。HARQ是一種停等協(xié)議，即發(fā)送端發(fā)出一個(gè)數(shù)據(jù)塊后，接收端必須在固定的時(shí)延對該數(shù)據(jù)塊的接收狀況進(jìn)行反饋。
802.16協(xié)議規(guī)定，對于基站發(fā)送給終端的下行HARQ數(shù)據(jù)塊，相應(yīng)的終端必須在規(guī)定的幀的HARQ反饋區(qū)域給基站發(fā)送反饋信息。HARQ反饋區(qū)域由若干HARQ反饋?zhàn)有诺罉?gòu)成，終端發(fā)送反饋信息的子信道需要與下行HARQ數(shù)據(jù)塊的編號相對應(yīng)，如圖2所示，其中，標(biāo)有0、1及2的橢圓形的斜線填充部分為HARQ數(shù)據(jù)塊，標(biāo)有0、1及2的方形斜線填充部分為HARQ反饋信息。圖中，在第i幀的下行子幀基站發(fā)送給終端的HARQ數(shù)據(jù)塊0、1及2，經(jīng)過j幀后，即第i+j幀，終端在上行子幀的HARQ反饋區(qū)域的對應(yīng)子信道發(fā)送反饋信息0、1及2，反饋信息為確認(rèn)(ACK)或否認(rèn)(NACK)，表示該數(shù)據(jù)塊是否被正確接收。
對于終端發(fā)送給基站的上行HARQ數(shù)據(jù)，則由基站在規(guī)定的幀發(fā)送HARQ反饋消息，該消息為廣播消息，廣播消息中包含一個(gè)位圖(Bitmap)，位圖的每個(gè)比特表示相應(yīng)位置的上行HARQ數(shù)據(jù)塊的傳輸狀態(tài)，終端通過接收該廣播消息，然后根據(jù)位圖的相應(yīng)比特便可知道該終端發(fā)送的上行HARQ數(shù)據(jù)塊是否已被基站正確接收。上行HARQ的傳輸與反饋過程如圖3所示，其中，標(biāo)有0、1及2的橢圓形的斜線填充部分為HARQ數(shù)據(jù)塊，網(wǎng)格填充部分為HARQ反饋消息。若干個(gè)終端在第i幀的上行子幀給基站發(fā)送上行HARQ數(shù)據(jù)塊0、1及2，經(jīng)過j幀后，即第i+j幀，基站發(fā)送HARQ反饋消息，終端對反饋消息進(jìn)行解碼，便可知道其發(fā)送的上行HARQ數(shù)據(jù)塊是否被基站正確收到。HARQ反饋消息中包含以下兩個(gè)域位圖長度和位圖域。其中位圖長度表示位圖占用的字節(jié)數(shù)，位圖的第k個(gè)比特表示第k個(gè)上行HARQ數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)。
在無線通信系統(tǒng)中，由于電磁波的路徑衰減或者建筑物遮擋等原因，使得有些地方無線通信信號強(qiáng)度較低，位于這些地區(qū)的移動(dòng)終端的通信質(zhì)量很差；隨著人們對寬帶無線通信需求的日益增長，對無線帶寬的需求變得越來越大，導(dǎo)致越來越高的載頻被使用到新的協(xié)議和系統(tǒng)中，然而，由于無線電波的衰減隨著頻率的增加而增加，高載頻必然面臨著高衰減的問題，這也進(jìn)一步限制了基站的覆蓋范圍。為了解決基站的覆蓋問題，通常需要采用中繼站對基站和移動(dòng)臺(tái)之間的無線通信信號進(jìn)行增強(qiáng)。中繼站與基站之間不需要有線傳輸，只通過無線鏈路進(jìn)行通信，因此具有布網(wǎng)成本低，部署簡單的優(yōu)點(diǎn)。含有中繼站的無線通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示，中繼站位于基站的覆蓋范圍內(nèi)，為處于基站覆蓋范圍外的終端提供中繼服務(wù)，使得處于基站覆蓋范圍外的終端也能接收到基站的信號。圖4中，基站無法直接覆蓋移動(dòng)臺(tái)2和移動(dòng)臺(tái)3，但可以分別通過中繼1和中繼2的轉(zhuǎn)發(fā)來實(shí)現(xiàn)覆蓋。
但是在802.16協(xié)議中，并沒有包含在WiMAX系統(tǒng)中引入中繼站后如何實(shí)現(xiàn)基站與終端之間的混合自動(dòng)重傳過程。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在含有中繼站的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)混合自動(dòng)重傳的方法，用于在引入中繼站后的基于TDD模式及OFDMA方式的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)混合自動(dòng)重傳。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種在含有中繼站的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)混合自動(dòng)重傳的方法，執(zhí)行以下步驟終端或基站通過中繼站將數(shù)據(jù)塊發(fā)送到對端，所述中繼站在發(fā)送完成后將所述數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)返回給發(fā)送端，發(fā)送端根據(jù)所述接收狀態(tài)確定是否需要對所述數(shù)據(jù)塊進(jìn)行重傳。
該方法具體執(zhí)行以下步驟步驟a、基站在中繼下行子幀中將待發(fā)送給終端的數(shù)據(jù)塊發(fā)送給所述終端歸屬的中繼站；步驟b、所述中繼站接收到所述數(shù)據(jù)塊后，在所述基站為所述終端分配的時(shí)頻資源中，通過終端下行子幀將所述數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)發(fā)給所述終端；步驟c、所述終端對接收到的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行譯碼并校驗(yàn)，根據(jù)校驗(yàn)結(jié)果，在混合自動(dòng)重傳子信道發(fā)送反饋信息；步驟d、所述中繼站根據(jù)所述反饋信息，以及自身從基站接收所述數(shù)據(jù)塊的狀態(tài)信息，向所述基站發(fā)送新的反饋信息；步驟e、所述基站對所述新的反饋信息進(jìn)行譯碼，對傳送過程中發(fā)生錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)塊采用不同的方式進(jìn)行處理。
所述步驟b具體為步驟b1、所述基站在所述中繼站解調(diào)所述數(shù)據(jù)塊的過程中，在終端幀頭中為所述終端分配時(shí)頻資源，并告知所述終端所述數(shù)據(jù)塊的參數(shù)，該參數(shù)包括所述數(shù)據(jù)塊的混合自動(dòng)重傳請求的類型、序列號及調(diào)制方式；步驟b2、所述中繼站判斷是否正確接收并解調(diào)了所述數(shù)據(jù)塊，如果是，則在所述時(shí)頻資源中將所述數(shù)據(jù)塊發(fā)送給所述終端；否則不給終端發(fā)送數(shù)據(jù)塊；步驟b3、所述終端對所述終端幀頭進(jìn)行譯碼，并在分配給自身的時(shí)頻資源中接收數(shù)據(jù)塊。
所述步驟c具體為所述終端對接收到的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行譯碼并校驗(yàn)，判斷所述數(shù)據(jù)塊是否通過了校驗(yàn)，如果是，則在混合自動(dòng)重傳子信道中反饋確認(rèn)信息；否則反饋非確認(rèn)信息。
所述步驟d具體為步驟d1、所述中繼站根據(jù)所述反饋信息，以及自身從基站接收所述數(shù)據(jù)塊的狀態(tài)信息，設(shè)置用于表示所述數(shù)據(jù)塊是否被正確接收的狀態(tài)；步驟d2、采用位圖的方式對所述數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)進(jìn)行編碼；步驟d3、所述中繼站將所述位圖封裝在消息中，并將所述消息發(fā)送給所述基站。
所述步驟d2具體為所述中繼站設(shè)置兩個(gè)位圖，在第一位圖中記錄所述終端對所述數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)，在第二位圖中記錄所述中繼站對所述數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)。
所述中繼站設(shè)置兩個(gè)位圖具體執(zhí)行以下步驟所述中繼站在所述第一位圖中記錄所述終端對所述數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)，對于所述終端沒有正確接收到的數(shù)據(jù)塊，所述中繼站在所述第二位圖中記錄其對所述終端沒有正確接收到的數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)。
中繼站為數(shù)據(jù)塊接收的正確與否設(shè)置三種狀態(tài)，分別為該數(shù)據(jù)塊被所述終端正確接收、該數(shù)據(jù)塊沒有被所述中繼站正確接收及該數(shù)據(jù)塊被所述中繼站正確接收但沒有被所述終端正確接收，所述步驟e具體執(zhí)行以下流程步驟e1、所述基站對所述新的反饋信息進(jìn)行譯碼，判斷所述數(shù)據(jù)塊是否被終端正確接收，如果是，則結(jié)束對于該數(shù)據(jù)塊的處理；否則執(zhí)行步驟e2；步驟e2、判斷所述數(shù)據(jù)塊是否被所述中繼站正確接收，如果是，則執(zhí)行步驟e4；否則執(zhí)行步驟e3；步驟e3、所述基站生成需要重發(fā)給所述中繼站的數(shù)據(jù)塊，執(zhí)行步驟a；步驟e4、所述基站為所述終端分配時(shí)頻資源用于所述中繼站將需要重傳的數(shù)據(jù)塊發(fā)送給所述終端，在分配時(shí)頻資源的同時(shí)給出該重傳數(shù)據(jù)塊的參數(shù)，該參數(shù)包括所述重傳數(shù)據(jù)塊的混合自動(dòng)重傳請求的類型、序列號及調(diào)制方式；步驟e5、所述中繼站在所述基站為所述終端分配的時(shí)頻資源中，通過下行終端子幀將所述重傳數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)發(fā)給所述終端，并執(zhí)行步驟c。
該方法也可以執(zhí)行以下步驟步驟a′、基站向終端發(fā)送數(shù)據(jù)塊參數(shù)消息；步驟b′、所述終端根據(jù)所述參數(shù)，在所述基站為所述終端分配的上行時(shí)頻資源中發(fā)送數(shù)據(jù)塊，所述中繼站在相應(yīng)的時(shí)頻資源接收所述數(shù)據(jù)塊；步驟c′、所述中繼站向所述基站發(fā)送對于所述數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)消息，并將接收到的數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)發(fā)給所述基站；步驟d′、所述基站將所述接收狀態(tài)消息的內(nèi)容發(fā)送給所述終端，并控制所述終端或所述中繼站對出錯(cuò)的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行重傳。
所述步驟a′具體為基站通過中繼站向終端發(fā)送數(shù)據(jù)塊參數(shù)消息。
所述步驟c′具體為步驟c1′、所述中繼站完成對所述數(shù)據(jù)塊的接收后，向所述基站發(fā)送對于所述數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)消息；步驟c2′、如果所述中繼站正確接收到所述數(shù)據(jù)塊，則在所述基站為其分配的上行時(shí)頻資源中將所述數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)發(fā)給所述基站；否則執(zhí)行步驟d′。
所述步驟d′具體為步驟d1′、所述基站根據(jù)所述接收狀態(tài)消息判斷是否存在需要由所述終端重傳的數(shù)據(jù)塊，如果是，則執(zhí)行步驟a′；否則執(zhí)行步驟d2′；步驟d2′、所述基站根據(jù)自身的數(shù)據(jù)塊接收狀況判斷是否存在需要由所述中繼站重傳的數(shù)據(jù)塊，如果是，則所述基站給所述中繼站分配上行時(shí)頻資源，并向其發(fā)送需重傳的數(shù)據(jù)塊的參數(shù)消息，用于所述中繼站重傳所述數(shù)據(jù)塊；否則結(jié)束。
本發(fā)明采用基于TDD模式及OFDMA方式的物理幀結(jié)構(gòu)，通過中繼站將終端或基站發(fā)送的數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)發(fā)到對端，中繼站在發(fā)送完成后將數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)返回給發(fā)送端，發(fā)送端根據(jù)接收狀態(tài)確定是否需要對數(shù)據(jù)塊進(jìn)行重傳，以及在中繼站還是在發(fā)送端進(jìn)行重傳，從而實(shí)現(xiàn)了在含有中繼站的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)混合自動(dòng)重傳，提高了系統(tǒng)的性能，改善了傳輸質(zhì)量；本發(fā)明還通過基站和中繼站之間協(xié)商來重傳數(shù)據(jù)，不需要終端的參與，終端完全意識不到基站與中繼站之間的數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了中繼站對終端的透明性，使得在引入中繼站的系統(tǒng)中，不需改變現(xiàn)有的終端，保證了系統(tǒng)對傳統(tǒng)終端的兼容。


圖1為背景技術(shù)中802.16協(xié)議中的時(shí)分雙工(TDD)模式OFDMA方式下的物理幀結(jié)構(gòu)圖；圖2為背景技術(shù)中HARQ反饋區(qū)域示意圖；圖3為背景技術(shù)中上行HARQ的傳輸與反饋方式示意圖；圖4為背景技術(shù)中含有中繼站的無線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖5為本發(fā)明的實(shí)施例中一種基站、中繼站及終端的物理幀結(jié)構(gòu)圖；圖6為本發(fā)明的實(shí)施例中另一種基站、中繼站及終端的物理幀結(jié)構(gòu)圖；圖7為本發(fā)明的實(shí)施例中通過中繼站轉(zhuǎn)發(fā)下行HARQ數(shù)據(jù)塊的方法流程圖；圖8為本發(fā)明的實(shí)施例中中繼站給基站反饋的消息格式的結(jié)構(gòu)圖；圖9為本發(fā)明的實(shí)施例中下行HARQ數(shù)據(jù)塊狀態(tài)編碼方式示意圖；圖10為本發(fā)明的實(shí)施例中通過中繼站轉(zhuǎn)發(fā)上行HARQ數(shù)據(jù)塊的方法流程圖；圖11為本發(fā)明的實(shí)施例中上行HARQ數(shù)據(jù)塊接收狀態(tài)消息的消息格式的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明中，實(shí)現(xiàn)了類似802.16協(xié)議的采用時(shí)分雙工(TDD)及OFDMA方式的通信系統(tǒng)在引入中繼站之后的HARQ過程。
引入中繼站之后，基站、中繼站和終端的物理幀結(jié)構(gòu)可以如圖5所示，也可以如圖6所示，其中，斜線填充部分為發(fā)射狀態(tài)，無填充部分為接收狀態(tài)，虛線框內(nèi)為空閑狀態(tài)，網(wǎng)格填充部分為下一幀終端幀頭。基站幀包括終端下行子幀、中繼下行子幀、終端上行子幀和中繼上行子幀四部分。其中終端下行子幀和終端上行子幀用于基站為其覆蓋范圍內(nèi)的終端提供服務(wù)，中繼下行子幀和中繼上行子幀用于為該基站管轄的中繼站提供服務(wù)。與基站幀對應(yīng)，中繼站幀也分為四部分，在終端下行子幀和終端上行子幀為該中繼站管轄范圍內(nèi)的終端提供服務(wù)，在中繼下行子幀中接收來自基站的數(shù)據(jù)，在中繼上行子幀中給基站發(fā)送數(shù)據(jù)。中繼站通過接收中繼幀頭獲取中繼下行子幀和中繼上行子幀的時(shí)頻資源分配信息。終端通過終端同步序列與基站或中繼站取得同步，通過接收終端幀頭獲取自己的時(shí)頻資源分配信息，終端幀頭中只給出終端下行子幀和終端上行子幀的時(shí)頻資源分配信息，因此只在終端下行子幀中接收數(shù)據(jù)，在終端上行子幀中發(fā)送數(shù)據(jù)，在中繼下行子幀和中繼上行子幀對應(yīng)的時(shí)隙中終端不工作。圖5中的空閑區(qū)域只是用于表示中繼站和基站正交地使用時(shí)頻資源，事實(shí)上時(shí)頻資源可以任意劃分，只要保證正交性即可。
圖5及圖6所示的兩種幀結(jié)構(gòu)的共同之處在于基站和中繼站在終端下行子幀和終端上行子幀的時(shí)頻資源分配都是統(tǒng)一由終端幀頭給出。即使在圖6所示的幀結(jié)構(gòu)中，雖然中繼站也發(fā)送終端幀頭，但其發(fā)送的信息與基站是完全一致的，中繼站發(fā)送的終端幀頭必須在上一幀中由基站發(fā)送給它。這樣做的目的是保證中繼站對終端的透明性，終端接收到的終端幀頭為基站和中繼站發(fā)送信號的疊加，但終端看不到中繼站的存在。
圖5所示的幀結(jié)構(gòu)與圖6所示的幀結(jié)構(gòu)的本質(zhì)區(qū)別在于第一種幀結(jié)構(gòu)中，中繼站不發(fā)送終端同步序列和終端幀頭；而第二種幀結(jié)構(gòu)中中繼站發(fā)送終端同步序列和終端幀頭。
在終端下行子幀，當(dāng)終端處于接收狀態(tài)時(shí)，中繼站處于發(fā)射狀態(tài)；在終端上行子幀，當(dāng)終端處于發(fā)射狀態(tài)時(shí)，中繼站處于接收狀態(tài)。
在本發(fā)明中，終端或基站通過中繼站將數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)發(fā)到對端，中繼站在發(fā)送完成后將數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)返回給發(fā)送端，發(fā)送端根據(jù)接收狀態(tài)確定是否需要對數(shù)據(jù)塊進(jìn)行重傳，以及在中繼站還是在對端進(jìn)行重傳，從而實(shí)現(xiàn)了在含有中繼站的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)混合自動(dòng)重傳。在這里，發(fā)送數(shù)據(jù)塊的基站或終端稱為發(fā)送端，而接收數(shù)據(jù)塊的目的端稱為對端。
圖7為本發(fā)明的實(shí)施例中通過中繼站轉(zhuǎn)發(fā)下行HARQ數(shù)據(jù)塊的方法流程圖，具體執(zhí)行以下步驟
步驟101、基站在中繼下行子幀中將待發(fā)送給終端的HARQ數(shù)據(jù)塊發(fā)送給該終端歸屬的中繼站；步驟102、基站在終端幀頭中為終端分配時(shí)頻資源，該時(shí)頻資源用于中繼站轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)塊，并告知終端該數(shù)據(jù)塊的參數(shù)，該參數(shù)包括數(shù)據(jù)塊的HARQ類型、序列號及調(diào)制方式，終端能直接收到基站發(fā)送的或者通過中繼站轉(zhuǎn)發(fā)的有關(guān)HARQ數(shù)據(jù)塊時(shí)頻資源及參數(shù)的消息。
步驟103、中繼站判斷是否正確接收并解調(diào)了HARQ數(shù)據(jù)塊，如果是，則在基站分配的時(shí)頻資源中通過終端下行子幀將數(shù)據(jù)塊發(fā)送給終端；否則不發(fā)送數(shù)據(jù)塊。
步驟104、終端對終端幀頭進(jìn)行譯碼，并在分配給自身的時(shí)頻資源中接收數(shù)據(jù)塊。
步驟105、終端根據(jù)參數(shù)信息對接收到的HARQ數(shù)據(jù)塊進(jìn)行譯碼并校驗(yàn)，判斷該數(shù)據(jù)塊是否通過了校驗(yàn)，如果是，則在HARQ子信道中反饋確認(rèn)(ACK)信息；否則反饋非確認(rèn)(NAK)信息。
如果該HARQ數(shù)據(jù)塊是重傳的數(shù)據(jù)，則終端在譯碼之前，需要將重傳的數(shù)據(jù)與它緩存的數(shù)據(jù)進(jìn)行合并以獲得分集增益。
步驟106、中繼站根據(jù)反饋信息，以及自身從基站接收HARQ數(shù)據(jù)塊的狀態(tài)信息，設(shè)置三種狀態(tài)標(biāo)記數(shù)據(jù)塊，三種狀態(tài)分別為該數(shù)據(jù)塊被終端正確接收(ACK)、該數(shù)據(jù)塊沒有被中繼站正確接收(NAK)及該數(shù)據(jù)塊被中繼站正確接收但沒有被終端正確接收(RACK)。
步驟107、采用位圖的方式對HARQ數(shù)據(jù)塊的狀態(tài)進(jìn)行編碼因?yàn)閿?shù)據(jù)塊的狀態(tài)有三種，一般情況下，需要采用兩個(gè)比特對其進(jìn)行編碼，在反饋量較大的情況下，這種編碼方式占用較多的帶寬，本發(fā)明采用分兩步進(jìn)行編碼的方式，可以減少反饋量，中繼站給基站反饋的消息格式如圖8所示。其中消息類型域用于標(biāo)識該消息的類型，以與其它消息相區(qū)別；位圖1長度域表示位圖1的長度，其單位可以是字節(jié)數(shù)，也可以是比特?cái)?shù)；位圖1域用于反饋終端對HARQ數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)，即ACK或NAK，位圖的第k個(gè)比特表示該中繼站負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)的第k個(gè)HARQ數(shù)據(jù)塊在終端的接收狀態(tài)，比如可以用二進(jìn)制“1”表示ACK，二進(jìn)制“0”表示NAK或者相反，如果用二進(jìn)制“1”表示正確接收，二進(jìn)制“0”表示未正確接收，則位圖的第k個(gè)比特的值等于中繼站從基站接收第k個(gè)HARQ數(shù)據(jù)塊的狀態(tài)與終端接收該數(shù)據(jù)塊后的反饋狀態(tài)按位進(jìn)行“與”運(yùn)算；如果用二進(jìn)制“1”表示未正確接收，用二進(jìn)制“0”表示未正確接收，則其值等于中繼站的接收狀態(tài)與終端反饋狀態(tài)的按位“或”運(yùn)算?！拔粓D2”域用來表示中繼站對位圖1中的NAK比特對應(yīng)的HARQ數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)。
圖8所示的消息格式至少包含以上幾項(xiàng)，但并不限于此，比如可增加一個(gè)域用于標(biāo)識該消息的總長度。另外位圖的表示方式也并不僅限于此，只需能夠標(biāo)識數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)即可。
下面舉例說明位圖1和位圖2的編碼方式。如圖9所示，圖中用二進(jìn)制“1”表示正確接收狀態(tài)，用二進(jìn)制“0”表示非正確接收狀態(tài)。中繼站的接收狀態(tài)表明其從基站接收的第8和第16個(gè)HARQ數(shù)據(jù)塊發(fā)生了錯(cuò)誤，終端的反饋狀態(tài)表明第4、8、11和12個(gè)HARQ數(shù)據(jù)塊沒有正確接收。則中繼站根據(jù)這兩個(gè)狀態(tài)表進(jìn)行按位“與”運(yùn)算，得到位圖1＝(1110111011001110)2，其中“()2”表示二進(jìn)制數(shù)，此處如果用二進(jìn)制“0”表示正確接收狀態(tài)，用二進(jìn)制“1”表示非正確接收狀態(tài)則為按位“或”運(yùn)算。而位圖2則表示中繼站對位圖1中等于0的比特對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)，位圖1中等于0的比特為第4、8、11、12和16位，根據(jù)中繼站對這些位對應(yīng)的HARQ數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)可以得到位圖2＝(10110)2。對于第16個(gè)HARQ數(shù)據(jù)塊，盡管中繼站對終端反饋信息進(jìn)行譯碼得到的結(jié)果為ACK，但由于中繼站本身就沒有正確接收到該數(shù)據(jù)塊，因此中繼站認(rèn)為其對終端反饋信道的譯碼是不可靠的，向基站上報(bào)時(shí)，對該HARQ數(shù)據(jù)塊仍反饋NAK狀態(tài)?；臼盏絹碜灾欣^站的HARQ數(shù)據(jù)塊狀態(tài)反饋消息后，結(jié)合消息中的位圖1和位圖2域便可判斷各HARQ數(shù)據(jù)塊的傳送狀態(tài)。
步驟108、中繼站將位圖封裝在圖8所示的消息中，并將該消息發(fā)送給基站。
步驟109、基站對該消息進(jìn)行譯碼，判斷HARQ數(shù)據(jù)塊的狀態(tài)是否為ACK，如果是，則表明該數(shù)據(jù)塊已經(jīng)被正確的傳送給了終端，結(jié)束對于該數(shù)據(jù)塊的處理；否則執(zhí)行步驟110。
步驟110、判斷該數(shù)據(jù)塊的狀態(tài)是否為NAK，如果是，則表明該數(shù)據(jù)塊在基站傳送給中繼站的過程中發(fā)生了錯(cuò)誤，執(zhí)行步驟111；否則表明該數(shù)據(jù)塊被基站正確傳送給了中繼站，但在中繼站傳送給終端的過程中發(fā)生了錯(cuò)誤，執(zhí)行步驟112。
步驟111、基站生成需要重傳的數(shù)據(jù)塊，執(zhí)行步驟101。
步驟112、基站為終端分配時(shí)頻資源用于中繼站將需要重傳的數(shù)據(jù)塊發(fā)送給終端，在分配時(shí)頻資源的同時(shí)給出該重傳數(shù)據(jù)塊的參數(shù)，該參數(shù)包括重傳數(shù)據(jù)塊的HARQ類型、序列號及調(diào)制方式。
步驟113、中繼站在基站為終端分配的時(shí)頻資源中，通過下行終端子幀將重傳數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)發(fā)給終端，并執(zhí)行步驟104。
在以上流程中，對于圖5所示的幀結(jié)構(gòu)而言，終端能直接接收到基站發(fā)送的時(shí)頻資源分配信息，因此，應(yīng)用于這種情況下的中繼站不轉(zhuǎn)發(fā)終端幀頭；而對于圖6所示的幀結(jié)構(gòu)，基站和中繼站同時(shí)發(fā)送相同的終端幀頭，中繼站發(fā)送的終端幀頭由基站在上一幀的中繼下行子幀中發(fā)送給它，因?yàn)樵摬襟E只有在第二種幀格式才需要執(zhí)行，因此在以上流程中并沒有寫出該步驟，但并不表示該步驟可以省略。
圖10為本發(fā)明的實(shí)施例中通過中繼站轉(zhuǎn)發(fā)上行HARQ數(shù)據(jù)塊的方法流程圖，具體執(zhí)行以下步驟步驟201、基站在終端幀頭中已經(jīng)為終端分配了上行時(shí)頻資源，該時(shí)頻資源用于終端發(fā)送HARQ數(shù)據(jù)塊。基站告知終端有關(guān)該HARQ數(shù)據(jù)塊的參數(shù)，該參數(shù)包括數(shù)據(jù)塊的HARQ類型、序列號及調(diào)制方式。對于圖6所示幀結(jié)構(gòu)，基站和中繼站同時(shí)發(fā)送時(shí)頻資源分配消息和HARQ數(shù)據(jù)塊參數(shù)的消息。
步驟202、終端根據(jù)數(shù)據(jù)塊參數(shù)，通過終端上行子幀在基站分配給自己的時(shí)頻資源中向中繼站發(fā)送HARQ數(shù)據(jù)塊。
步驟203、中繼站收到終端發(fā)送的HARQ數(shù)據(jù)塊后，通過上行HARQ數(shù)據(jù)塊接收狀態(tài)消息告知基站其對該HARQ數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)。該消息格式如圖11所示，該消息中包含中繼站在相同幀收到的所有上行HARQ數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)，其中消息類型域標(biāo)識該消息為上行HARQ接收狀態(tài)消息；位圖長度域表示位圖域的長度，既可以以字節(jié)為單位，也可以以比特為單位；位圖域的第k個(gè)比特表示中繼站所負(fù)責(zé)接收的第k個(gè)HARQ數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)，可以用二進(jìn)制“0”表示接收失敗(NAK)，用二進(jìn)制“1”表示正確接收(ACK)，或者用二進(jìn)制“1”表示接收失敗(NAK)，用二進(jìn)制“0”表示正確接收(ACK)。
步驟204、如果中繼站正確地接收到了終端發(fā)送的HARQ數(shù)據(jù)塊，則將基站為其分配的上行時(shí)頻資源中將該HARQ數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)發(fā)給基站；否則不發(fā)送數(shù)據(jù)塊；步驟205、基站根據(jù)中繼站發(fā)送的上行HARQ數(shù)據(jù)塊接收狀態(tài)消息，生成需要發(fā)送給終端的上行HARQ數(shù)據(jù)塊接收狀態(tài)消息，然后將該接收狀態(tài)消息發(fā)送給終端。該消息的內(nèi)容與中繼站發(fā)送的上行HARQ數(shù)據(jù)塊接收狀態(tài)消息的內(nèi)容相同，但消息格式可以不同，這是因?yàn)橛捎趦煞N情況下發(fā)送方及接收方的協(xié)議可以不同。該接收狀態(tài)消息的發(fā)送方式依賴于具體的系統(tǒng)，可以在專用的HARQ反饋信道上發(fā)送，也可以通過廣播消息將對所有上行HARQ數(shù)據(jù)塊的反饋信息匯總在一個(gè)消息中，采用位圖的方式發(fā)送，用位圖的每個(gè)位表示相應(yīng)的HARQ數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)。
步驟206、基站根據(jù)其接收到的上行HARQ數(shù)據(jù)塊接收狀態(tài)消息判斷是否存在需要由終端重傳的HARQ數(shù)據(jù)塊，如果是，則執(zhí)行步驟201；否則執(zhí)行步驟207。
終端接收到HARQ數(shù)據(jù)塊接收狀態(tài)消息，如果接收到確認(rèn)(ACK)信息，便認(rèn)為數(shù)據(jù)塊已經(jīng)正確到達(dá)了接收端；如果接收到非確認(rèn)(NAK)信息，便認(rèn)為其發(fā)送的數(shù)據(jù)塊沒有正確到達(dá)接收端。事實(shí)上，在本發(fā)明中，即使終端收到確認(rèn)信息，也只是表明其發(fā)送出去的數(shù)據(jù)正確到達(dá)了中繼站，而該數(shù)據(jù)是否被正確轉(zhuǎn)發(fā)給了基站則不一定，如果數(shù)據(jù)未被正確轉(zhuǎn)發(fā)給基站，則通過基站和中繼站之間的協(xié)商來重傳這部分?jǐn)?shù)據(jù)，終端完全意識不到基站與中繼站之間的數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)，這樣做的目的是確保中繼站對終端的透明性。
步驟207、基站根據(jù)自身的HARQ數(shù)據(jù)塊接收狀況判斷是否存在需要由中繼站重傳的HARQ數(shù)據(jù)塊，如果是，則基站給中繼站分配上行時(shí)頻資源，并向其發(fā)送需重傳的HARQ數(shù)據(jù)塊的參數(shù)消息，用于中繼站重傳HARQ數(shù)據(jù)塊；否則結(jié)束。
在以上流程中，步驟203與步驟204在執(zhí)行上沒有先后順序，中繼站也可以先轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，再向基站發(fā)送上行HARQ數(shù)據(jù)塊接收狀態(tài)消息。
通過本發(fā)明，可以使中繼系統(tǒng)支持HARQ傳輸，提高系統(tǒng)性能；且不改變現(xiàn)有終端，保證對傳統(tǒng)終端的兼容。
最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種在含有中繼站的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)混合自動(dòng)重傳的方法，其特征在于，執(zhí)行以下步驟終端或基站通過中繼站將數(shù)據(jù)塊發(fā)送到對端，所述中繼站在發(fā)送完成后將所述數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)返回給發(fā)送端，發(fā)送端根據(jù)所述接收狀態(tài)確定是否需要對所述數(shù)據(jù)塊進(jìn)行重傳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在含有中繼站的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)混合自動(dòng)重傳的方法，其特征在于，具體執(zhí)行以下步驟步驟a、基站在中繼下行子幀中將待發(fā)送給終端的數(shù)據(jù)塊發(fā)送給所述終端歸屬的中繼站；步驟b、所述中繼站接收到所述數(shù)據(jù)塊后，在所述基站為所述終端分配的時(shí)頻資源中，通過終端下行子幀將所述數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)發(fā)給所述終端；步驟c、所述終端對接收到的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行譯碼并校驗(yàn)，根據(jù)校驗(yàn)結(jié)果，在混合自動(dòng)重傳子信道發(fā)送反饋信息；步驟d、所述中繼站根據(jù)所述反饋信息，以及自身從基站接收所述數(shù)據(jù)塊的狀態(tài)信息，向所述基站發(fā)送新的反饋信息；步驟e、所述基站對所述新的反饋信息進(jìn)行譯碼，對傳送過程中發(fā)生錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)塊采用不同的方式進(jìn)行處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在含有中繼站的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)混合自動(dòng)重傳的方法，其特征在于，所述步驟b具體為步驟b1、所述基站在所述中繼站解調(diào)所述數(shù)據(jù)塊的過程中，在終端幀頭中為所述終端分配時(shí)頻資源，并告知所述終端所述數(shù)據(jù)塊的參數(shù)，該參數(shù)包括所述數(shù)據(jù)塊的混合自動(dòng)重傳請求的類型、序列號及調(diào)制方式；步驟b2、所述中繼站判斷是否正確接收并解調(diào)了所述數(shù)據(jù)塊，如果是，則在所述時(shí)頻資源中將所述數(shù)據(jù)塊發(fā)送給所述終端；否則不給終端發(fā)送數(shù)據(jù)塊；步驟b3、所述終端對所述終端幀頭進(jìn)行譯碼，并在分配給自身的時(shí)頻資源中接收數(shù)據(jù)塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的在含有中繼站的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)混合自動(dòng)重傳的方法，其特征在于，所述步驟c具體為所述終端對接收到的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行譯碼并校驗(yàn)，判斷所述數(shù)據(jù)塊是否通過了校驗(yàn)，如果是，則在混合自動(dòng)重傳子信道中反饋確認(rèn)信息；否則反饋非確認(rèn)信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在含有中繼站的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)混合自動(dòng)重傳的方法，其特征在于，所述步驟d具體為步驟d1、所述中繼站根據(jù)所述反饋信息，以及自身從基站接收所述數(shù)據(jù)塊的狀態(tài)信息，設(shè)置用于表示所述數(shù)據(jù)塊是否被正確接收的狀態(tài)；步驟d2、采用位圖的方式對所述數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)進(jìn)行編碼；步驟d3、所述中繼站將所述位圖封裝在消息中，并將所述消息發(fā)送給所述基站。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的在含有中繼站的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)混合自動(dòng)重傳的方法，其特征在于，所述步驟d2具體為所述中繼站設(shè)置兩個(gè)位圖，在第一位圖中記錄所述終端對所述數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)，在第二位圖中記錄所述中繼站對所述數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的在含有中繼站的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)混合自動(dòng)重傳的方法，其特征在于，所述中繼站設(shè)置兩個(gè)位圖具體執(zhí)行以下步驟所述中繼站在所述第一位圖中記錄所述終端對所述數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)，對于所述終端沒有正確接收到的數(shù)據(jù)塊，所述中繼站在所述第二位圖中記錄其對所述終端沒有正確接收到的數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5、6或7所述的在含有中繼站的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)混合自動(dòng)重傳的方法，其特征在于，中繼站為數(shù)據(jù)塊接收的正確與否設(shè)置三種狀態(tài)，分別為該數(shù)據(jù)塊被所述終端正確接收、該數(shù)據(jù)塊沒有被所述中繼站正確接收及該數(shù)據(jù)塊被所述中繼站正確接收但沒有被所述終端正確接收，所述步驟e具體執(zhí)行以下流程步驟e1、所述基站對所述新的反饋信息進(jìn)行譯碼，判斷所述數(shù)據(jù)塊是否被終端正確接收，如果是，則結(jié)束對于該數(shù)據(jù)塊的處理；否則執(zhí)行步驟e2；步驟e2、判斷所述數(shù)據(jù)塊是否被所述中繼站正確接收，如果是，則執(zhí)行步驟e4；否則執(zhí)行步驟e3；步驟e3、所述基站生成需要重發(fā)給所述中繼站的數(shù)據(jù)塊，執(zhí)行步驟a；步驟e4、所述基站為所述終端分配時(shí)頻資源用于所述中繼站將需要重傳的數(shù)據(jù)塊發(fā)送給所述終端，在分配時(shí)頻資源的同時(shí)給出該重傳數(shù)據(jù)塊的參數(shù)，該參數(shù)包括所述重傳數(shù)據(jù)塊的混合自動(dòng)重傳請求的類型、序列號及調(diào)制方式；步驟e5、所述中繼站在所述基站為所述終端分配的時(shí)頻資源中，通過下行終端子幀將所述重傳數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)發(fā)給所述終端，并執(zhí)行步驟c。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在含有中繼站的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)混合自動(dòng)重傳的方法，其特征在于，具體執(zhí)行以下步驟步驟a′、基站向終端發(fā)送數(shù)據(jù)塊參數(shù)消息；步驟b′、所述終端根據(jù)所述參數(shù)，在所述基站為所述終端分配的上行時(shí)頻資源中發(fā)送數(shù)據(jù)塊，所述中繼站在相應(yīng)的時(shí)頻資源接收所述數(shù)據(jù)塊；步驟c′、所述中繼站向所述基站發(fā)送對于所述數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)消息，并將接收到的數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)發(fā)給所述基站；步驟d′、所述基站將所述接收狀態(tài)消息的內(nèi)容發(fā)送給所述終端，并控制所述終端或所述中繼站對出錯(cuò)的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行重傳。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的在含有中繼站的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)混合自動(dòng)重傳的方法，其特征在于，所述步驟a′具體為基站通過中繼站向終端發(fā)送數(shù)據(jù)塊參數(shù)消息。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的在含有中繼站的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)混合自動(dòng)重傳的方法，其特征在于，所述步驟c′具體為步驟c1′、所述中繼站完成對所述數(shù)據(jù)塊的接收后，向所述基站發(fā)送對于所述數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)消息；步驟c2′、如果所述中繼站正確接收到所述數(shù)據(jù)塊，則在所述基站為其分配的上行時(shí)頻資源中將所述數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)發(fā)給所述基站；否則執(zhí)行步驟d′。
12.根據(jù)權(quán)利要求9、10或11所述的在含有中繼站的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)混合自動(dòng)重傳的方法，其特征在于，所述步驟d′具體為步驟d1′、所述基站根據(jù)所述接收狀態(tài)消息判斷是否存在需要由所述終端重傳的數(shù)據(jù)塊，如果是，則執(zhí)行步驟a′；否則執(zhí)行步驟d2′；步驟d2′、所述基站根據(jù)自身的數(shù)據(jù)塊接收狀況判斷是否存在需要由所述中繼站重傳的數(shù)據(jù)塊，如果是，則所述基站給所述中繼站分配上行時(shí)頻資源，并向其發(fā)送需重傳的數(shù)據(jù)塊的參數(shù)消息，用于所述中繼站重傳所述數(shù)據(jù)塊；否則結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在含有中繼站的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)混合自動(dòng)重傳的方法，執(zhí)行以下步驟終端或基站通過中繼站將數(shù)據(jù)塊發(fā)送到對端，中繼站在發(fā)送完成后將數(shù)據(jù)塊的接收狀態(tài)返回給發(fā)送端，發(fā)送端根據(jù)該接收狀態(tài)確定是否需要對數(shù)據(jù)塊進(jìn)行重傳。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在含有中繼站的通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)混合自動(dòng)重傳，提高了系統(tǒng)的性能，改善了傳輸質(zhì)量；同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了中繼站對終端的透明性，使得在引入中繼站的系統(tǒng)中，不需改變現(xiàn)有的終端，保證了系統(tǒng)對傳統(tǒng)終端的兼容。
文檔編號H04L1/18GK101047431SQ20061009003
公開日2007年10月3日 申請日期2006年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月22日
發(fā)明者張愛民, 尚政, 王媛媛 申請人:華為技術(shù)有限公司