Способ обмена данными, система для обмена данными и станция для передачи данных
Изобретение относится к системам передачи данных. Технический результат заключается в усовершенствовании протокола повторной передачи. Способ содержит этапы, на которых в первой станции разделяют данные на последовательность пакетов данных и передают упомянутую последовательность пакетов данных; во второй станции принимают пакеты данных и передают подтверждения, указывающие, были ли пакеты данных приняты успешно; в первой станции повторно передают, в виде последовательности из множества подпакетов, пакет данных, который не был принят успешно; во второй станции восстанавливают данные из пакетов и подпакетов данных, причем пакеты данных содержат порядковый номер, обеспечивающий указание местоположения каждого пакета данных в пределах последовательности пакетов данных, а подпакеты содержат индикатор подпакета, обеспечивающий указание местоположения каждого подпакета в пределах подпоследовательности подпакетов, при этом порядковые номера и индикаторы подпакетов обобщенно включают множество номеров, при этом один из индикаторов подпакета равен порядковому номеру пакета данных, который не был успешно принят, причем каждый подпакет из указанной последовательности не содержит кроме индикатора подпакета никакого дополнительного указания своего местоположения по отношению к пакетам данных. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 9 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение имеет отношение к способу обмена данными, к системе для обмена данными и к станции для передачи данных. Настоящее изобретение имеет применение в, например, но не только, системах мобильной связи, таких как универсальная система мобильных телекоммуникаций (UMTS) и система CDMA2000. Оно может быть использовано для передачи данных по восходящей линии связи (от мобильной станции к базовой станции) или передачи данных по нисходящей линии связи (от базовой станции к мобильной станции).
Описание предшествующего уровня техники
В соответствии с текущей спецификацией UMTS, доступной на сайте www.3gpp.org, данные, которые должны быть переданы от первой станции ко второй станции, разделяются на пакеты. Каждый пакет может включать в себя контрольные разряды четности для того, чтобы предоставить возможность второй станции обнаруживать или корректировать ошибки, происходящие во время передачи.
На физическом уровне стека протоколов может быть задействован протокол ARQ (автоматического запроса на повторение) или Гибридного ARQ (HARQ), в соответствии с которым вторая станция указывает, корректен ли или некорректен прием каждого пакета, посредством передачи положительной или отрицательной квитанции соответственно. В некоторых случаях не передаются либо отрицательные квитанции, либо положительные квитанции. Если пакет не принят корректно, он может передаваться повторно вплоть до предопределенного количества раз. Исходные передачи и повторные передачи пакета объединяются на физическом уровне второй станции, прежде чем корректно принятые пакеты будут перемещены на уровень MAC (управления доступом к среде передачи). Индикатор Новых Данных (NDI) на физическом уровне сообщает второй станции, является ли принятый пакет первой передачей нового пакета или повторной передачей ранее переданного пакета, который должен быть объединен с ранее принятыми передачами этого пакета.
После того как первая станция передала пакет, имеет место некоторая задержка, прежде чем первая станция примет индикатор того, был ли пакет принят корректно. Если первая станция не способна начать передачу следующего пакета, пока не принят индикатор, суммарная скорость передачи данных будет понижаться. Поэтому первая станция в типичном случае имеет возможность передавать последующие пакеты, ожидая индикатор корректного приема первого пакета. Говорят, что каждый пакет, переданный в течение этого периода, использует отличающийся "канал HARQ" или "процесс HARQ". Каждый Процесс HARQ в типичном случае указан посредством Идентификатора Процесса HARQ, который передается вместе с пакетом. Повторные передачи данного пакета всегда происходят в том же процессе HARQ, что и исходная передача этого пакета.
На уровне MAC каждый пакет переносит заголовок, который содержит порядковый номер (SN), который дает возможность второй станции переупорядочивать пакеты согласно корректному порядку. Переупорядочивание осуществляется посредством уровня MAC второй станции, прежде чем пакеты будут перемещены на более высокий уровень стека протоколов. В этом случае каждый пакет содержит Модуль Данных Протокола (PDU) МАС.
Протокол HARQ, описанный выше, схематически проиллюстрирован на Фиг.1. Диаграмма разделена на действия в правой части, выполняемые первой станцией, которая посылает данные, и действия в левой части, выполняемые второй станцией, которая принимает данные. Диаграмма также разделена на верхний уровень МАС и нижний физический уровень. Уровень МАС первой станции принимает данные с более высокого уровня и формирует множество пакетов 10 МАС. Для ясности только один пакет 10 МАС иллюстрирован на Фиг.1. Пакет 10 МАС содержит данные 12, которые являются частью данных более высокого уровня, и заголовок 14 МАС, который включает в себя порядковый номер SN. Пакет 10 МАС перемещают на физический (PHY) уровень, где пакет 20 физического уровня формируют посредством добавления заголовка 24 физического уровня к пакету 10 МАС. Заголовок физического уровня 24 включает в себя NDI и Идентификатор Процесса HARQ. Первая станция передает второй станции пакет 20 физического уровня. Если вторая станция не способна полностью восстановить данные в принятом пакете 30 данных из-за ошибок в передаче, она передает первой станции отрицательную квитанцию (NACK), в ответ на которую первая станция повторно передает пакет 20 физического уровня. Вторая станция удаляет заголовок 24 физического уровня и может комбинировать отличающиеся версии 30, 40 одного и того же пакета физического уровня для того, чтобы получить свободную от ошибок версию 50, которую затем перемещают на уровень МАС второй станции. На Уровне МАС используют порядковый номер SN для того, чтобы переупорядочить принятые пакеты, что необходимо для восстановления исходной последовательности данных с более высокого уровня.
Переупорядочивание пакетов, принятых на уровне МАС от отличающихся процессов HARQ, проиллюстрировано на Фиг.2. Пакет 1 передается первой станцией, используя процесс 1 HARQ. Так как процесс 1 HARQ в это время занят ожиданием квитанции, передается пакет 2, используя процесс 2 HARQ. Аналогично пакет 3 передается, используя процесс 3 HARQ. До передачи пакета 4 посредством процесса 1 HARQ принимается положительная квитанция АСК, указывающая, что пакет 1 успешно принят второй станцией. Следовательно, процесс 1 HARQ доступен для передачи пакета 4. Аналогично положительные квитанции, принятые по процессам 2 и 3 HARQ, дают возможность пакетам 5 и 6 быть переданными по этим соответствующим процессам HARQ.
Процесс 1 HARQ принимает отрицательную квитанцию NACK после передачи пакета 4, указывающую, что пакет не был успешно принят второй станцией. Поэтому процесс 1 HARQ повторно передает пакет 4, следовательно, пакеты 7 и 8 передаются по доступным процессам 2 и 3 HARQ.
На Фиг.2 может быть видно, что очередность, в которой вторая станция окончательно принимает корректные пакеты данных, это 1, 2, 3, 5, 6, 4, 7, 8. Вторая станция использует порядковый номер SN для того, чтобы переупорядочить пакеты, сохраняя пакеты 5 и 6 в буфере, пока пакет 4 не будет принят корректно.
Иногда первая станция будет без необходимости повторно передавать пакет, например, если положительная квитанция, переданная второй станцией, повреждена и принята первой станцией как отрицательная квитанция. В примере, показанном на Фиг.2, отрицательная квитанция NACK, принятая первой станцией после передачи пакета 4, в действительности могла бы быть положительной квитанцией, переданной второй станцией. В этом случае пакеты, принятые второй станцией, были бы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 4, 7, 8. Поэтому вторая станция обычно отбрасывает любой пакет, который, как явствует из SN, является дубликатом пакета, который уже был успешно принят.
Если пакет некорректно принят (что определено, например, посредством контроля на основе циклического избыточного кода) второй станцией после максимального количества повторных передач (которое может быть нулевым), данные могут быть потеряны или в качестве альтернативы более высокий уровень стека протоколов второй станции может попытаться инициировать повторную передачу. Однако такие высокоуровневые повторные передачи в типичном случае медленны и могут являться причиной неприемлемой задержки. Кроме того, высокоуровневые повторные передачи в типичном случае включают в себя повторную передачу всего PDU более высокого уровня, который может содержать множество модулей PDU MAC, в этом случае потеря одного PDU MAC может быть причиной потери всего PDU более высокого уровня и, если предпринимается попытка повторной передачи PDU более высокого уровня, то будет требоваться большее количество энергии передачи и перекрестные помехи будут более интенсивными, чем если бы был повторно передан только PDU MAC.
Известно решение для уменьшения количества повторных передач, раскрытое в WO 2004/043017, которое заключается в том, чтобы повторно передавать только часть, например одну четвертую, данных, содержащихся в исходном пакете. В настоящем описании такой пакет, содержащий только часть данных, содержащихся в исходном пакете, называется подпакетом. В соответствии с WO 2004/043017 подпакет использует порядковый номер исходного пакета, который дает возможность второй станции вставлять часть данных в корректное местоположение в последовательности принятых пакетов.
Первая станция может передавать подпакет после предопределенного числа неудачных попыток передать исходный пакет. Вероятность успешного приема данных может быть увеличена посредством выбора только части исходных данных для повторной передачи. В типичном случае более устойчивые кодирование или схемы модуляции могут быть использованы для подпакетов.
Параллельно с или вставляя в промежутки между попытками предать исходный пакет и подпакет первая станция может передавать другие, новые пакеты, используя порядковые номера с приращением относительно порядковых номеров, использованных для исходного пакета и подпакета.
Ограничение этого известного решения выявляется, если количество данных, которые должны быть повторно переданы, превышает количество данных, которые могут быть без труда помещены в одиночный подпакет. Нежелательно увеличивать подпакет или возвращаться к повторной передаче исходного пакета данных, так как это понизит надежность приема, приводя в результате к большему количеству повторных передач, что ведет к уменьшению полезности подпакета.
US 6519731 B1 раскрывает решение, позволяющее использовать множество подпакетов для повторной передачи данных, содержащихся в пакете. Для того чтобы обеспечить возможность использования порядковых номеров для подпакетов без повторного использования номеров пакетов, номера пакетов передаются с приращениями N+1, где N - число подпакетов, доступных для повторной передачи данных, содержащихся в пакете. Недостатком этой схемы является то, что требуется большой диапазон нумерации для того, чтобы обеспечить отдельные порядковые номера для пакетов и подпакетов, что приводит к увеличению количества служебных данных в пакетах и подпакетах.
Сущность изобретения
Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставить возможность усовершенствования протокола повторной передачи.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предоставлен способ передачи данных от первой станции ко второй станции, содержащий этапы, на которых:
в первой станции разделяют данные на последовательность пакетов данных и передают упомянутую последовательность пакетов данных;
во второй станции принимают пакеты данных и передают подтверждения, указывающие, были ли пакеты данных приняты успешно;
в первой станции повторно передают, в виде подпоследовательности из множества подпакетов, пакет данных, который не был принят успешно;
во второй станции восстанавливают данные из пакетов и подпакетов данных, причем пакеты данных содержат порядковый номер, обеспечивающий указание местоположения каждого пакета данных в пределах последовательности пакетов данных, а подпакеты содержат индикатор подпакета, обеспечивающий указание местоположения каждого подпакета в пределах подпоследовательности подпакетов, при этом порядковые номера и индикаторы подпакетов обобщенно включают множество номеров.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предоставлена первая станция для передачи данных второй станции, причем первая станция содержит:
средство для разделения данных на последовательность пакетов данных, при этом каждый пакет данных включает в себя порядковый номер, обеспечивающий указание местоположения пакета данных в пределах последовательности пакетов данных;
средство для передачи каждого пакета данных поочередно;
средство для приема подтверждения от второй станции, указывающего, был ли переданный пакет данных принят успешно;
средство, предназначенное для подтверждения, указывающего, что переданный пакет данных не был принят успешно, разделения неудачно принятого пакета данных на подпоследовательность подпакетов, при этом каждый подпакет включает в себя индикатор, обеспечивающий указание местоположения подпакета в пределах подпоследовательности, причем порядковые номера и индикаторы подпакетов обобщенно включают множество номеров;
средство для передачи каждого подпакета поочередно.
В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предоставлена система для передачи данных от первой станции до второй станции, причем система содержит первую станцию в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения и вторую станцию, имеющую:
средство для приема пакетов и подпакетов данных;
средство для декодирования принятых пакетов и подпакетов данных;
средство для формирования подтверждений, указывающих, были ли принятые пакеты и подпакеты данных приняты успешно;
средство для передачи подтверждений;
средство для использования порядковых номеров и индикаторов подпакетов для восстановления данных.
Посредством использования множества подпакетов эффективность может быть повышена, даже когда количество данных, которые должны быть повторно переданы, превышает количество, которое может быть рационально помещено в одиночный подпакет. Схема повторной передачи, раскрытая в WO 2004/043017, не может быть легко адаптирована для того, чтобы предоставить множество подпакетов для повторных передач, потому что в WO 2004/043017 подпакет содержит тот же порядковый номер, что и исходный пакет данных, а если множество подпакетов должно быть передано, используя эти порядковые номера, то вторая станция будет неспособна различить их и поэтому будет неспособна корректно переупорядочить принятые подпакеты.
Посредством включения подпакета в каждый подпакет вторая станция может различить подпакеты и может корректно переупорядочить принятые подпакеты.
При повторном использовании порядковых номеров пакетов для индикатора подпакета требуется меньший диапазон нумерации, чем диапазон нумерации, раскрытый в US 6519731 B1, в результате уменьшается количество служебных данных пакета и повышается эффективность.
В первом варианте осуществления настоящего изобретения индикатор подпакета в последовательных подпакетах содержит последовательные порядковые номера, которые начинаются с порядкового номера повторно передаваемого пакета данных и продолжаются последующими порядковыми номерами.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения индикатор подпакета в последовательных подпакетах содержит последовательные порядковые номера, которые начинаются с порядкового номера, имеющего предопределенное отрицательное смещение от порядкового номера повторно передаваемого пакета данных, и продолжаются последующими порядковыми номерами.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения индикатор подпакета в последовательных подпакетах содержит последовательные порядковые номера, которые начинаются с порядкового номера повторно передаваемого пакета и продолжаются предшествующими порядковыми номерами в обратном порядке использования по сравнению с порядковыми номерами в пакетах данных.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения индикатор подпакета в последовательных подпакетах содержит последовательные порядковые номера, которые начинаются с порядкового номера, имеющего предопределенное отрицательное смещение от порядкового номера повторно передаваемого пакета, и продолжаются порядковыми номерами, предшествующими смещенному порядковому номеру, в обратном порядке использования по сравнению с порядковыми номерами в пакетах данных.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения индикатор подпакета в последовательных подпакетах содержит последовательные порядковые номера в том же порядке, который использовался в пакетах данных, завершающиеся порядковым номером повторно передаваемого пакета данных.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения индикатор подпакета в последовательных подпакетах содержит последовательные порядковые номера в том же порядке, который использовался в пакетах данных, завершающиеся порядковым номером, имеющим предопределенное отрицательное смещение от порядкового номера повторно передаваемого пакета данных.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения индикатор подпакета содержит в первом подпакете порядковый номер повторно передаваемого пакета данных, а в следующих подпакетах предшествующие порядковые номера в том же порядке использования, что и порядковые номера в пакетах данных.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения индикатор подпакета содержит в первом подпакете порядковый номер, имеющий предопределенное отрицательное смещение от порядкового номера повторно передаваемого пакета, а в следующих подпакетах порядковые номера, предшествующие смещенному порядковому номеру, в том же порядке использования, что и порядковые номера в пакетах данных.
Порядковые номера в типичном случае, но необязательно, имеют последовательные целочисленные значения, они могут быть набором любых чисел, известных как первой станции, так и второй станции, и могут использоваться в предопределенном порядке. Порядковые номера используются циклически так, что когда все порядковые номера использованы, они используются вновь в том же порядке. Термин "последовательные порядковые номера" относится к номерам, следующим один за другим в предопределенном порядке, включая циклическое повторное использование.
Перечень чертежей
Настоящее изобретение далее будет описано только в виде примера со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
Фиг.1 - схематическое представление протокола Гибридного ARQ;
Фиг.2 - схема переупорядочивания пакетов данных, переданных посредством отличающихся процессов HARQ;
Фиг.3 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая способ обмена данными в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.4 - схематическое изображение системы для обмена данными в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.5 - схема, иллюстрирующая порядковые номера и индикаторы подпакетов в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.6 - схема, иллюстрирующая порядковые номера и индикаторы подпакетов в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.7 - схема, иллюстрирующая порядковые номера и индикаторы подпакетов в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.8 - схема, иллюстрирующая порядковые номера и индикаторы подпакетов в соответствии с четвертым вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.9 - иллюстрация дополнительных аспектов второго варианта осуществления настоящего изобретения.
Описание предпочтительных вариантов осуществления
Фиг.3 - схема последовательности операций, иллюстрирующая способ передачи данных от первой станции ко второй станции в соответствии с настоящим изобретением. Упомянутый способ начинается с этапа 300, где данные для передачи первой станцией разделяются на пакеты. На этапе 305 каждый пакет получает порядковый номер, включаемый в него, а на этапе 310 первый пакет передается. На этапе 315 переданный пакет принимается второй станцией, и выполняется коррекция ошибок, если ошибки присутствуют в принятом пакете. Положительная квитанция передается, если пакет принят успешно, если это предусмотрено после коррекции ошибок, и отрицательная квитанция передается, если пакет не может быть успешно декодирован.
На этапе 320 первая станция определяет по принятым квитанциям, был ли пакет успешно принят второй станцией. Если это так, процесс возвращается к этапу 310 последовательности операций, где передается очередной пакет.
Если пакет не был принят успешно второй станцией, то в необязательном порядке (не показано на Фиг.3) пакет может быть повторно передан на этапе 310. В противном случае последовательность операций продолжается на этапе 325, где первая станция разделяет неудачно принятый пакет на множество подпакетов. На этапе 330 каждый подпакет получает индикатор подпакета, включаемый в него, индикатор подпакета при этом выбирается из набора номеров, образованного множеством номеров обобщенно с набором номеров порядковых номеров, и на этапе 335 первый подпакет передается. На этапе 340 переданный подпакет принимается второй станцией, выполняется коррекция ошибок, если ошибки присутствуют в принятом подпакете, и прием подпакета подтверждается квитанцией. На этапе 345 первая станция определяет, все ли подпакеты были переданы. Если нет, то процесс возвращается к этапу 335 последовательности операций, где передается очередной подпакет. Если все подпакеты переданы, то процесс возвращается к этапу 310 последовательности операций, где передается следующий пакет.
Фиг.4 - схематическое представление системы 400 для передачи данных от первой станции 410 ко второй станции 450. Первая станция 410 содержит приемопередатчик 411, соединенный с антенной 412 для передачи пакетов и подпакетов и для приема квитанций от второй станции 450. С приемопередатчиком 411 соединено средство обработки данных, такое как микроконтроллер, для составления из данных, которые должны быть переданы, пакетов и подпакетов для передачи, включая вставление порядковых номеров и индикаторов подпакетов, и для анализа квитанций, принятых от второй станции. Со средством 413 обработки данных соединено средство 414 хранения, такое как оперативная память (RAM), для временного хранения пакетов и подпакетов, которые находятся в готовности к передаче или повторной передаче.
Вторая станция 450 содержит приемопередатчик 451, соединенный с антенной 452 для приема пакетов и подпакетов и передачи квитанций первой станции 410. С приемопередатчиком 451 соединено средство 453 обработки данных, такое как микроконтроллер, для декодирования принятых пакетов и подпакетов, формирования квитанций для передачи, анализа порядковых номеров и индикаторов подпакетов и для компоновки пакетов и подпакетов в корректном порядке для того, чтобы восстановить исходные данные. Со средством 453 обработки данных соединено средство 454 хранения, такое как RAM, для хранения принятых пакетов и подпакетов.
В первом варианте осуществления настоящего изобретения первый подпакет в подпоследовательности подпакетов использует тот же порядковый номер n, что и неудачно принятый пакет из последовательности пакетов. Подпакет i в подпоследовательности использует порядковый номер n+i-1. Если вторая станция уже корректно приняла пакеты с порядковыми номерами с n+1 по n+i-1, вторая станция предполагает, что данные, принятые с порядковыми номерами с n по n+i-1, являются подпакетами данных поврежденного пакета n. Следовательно, вторая станция может переупорядочить пакеты и подпакеты, как показано на Фиг.5. На Фиг.5-9 большие прямоугольники представляют пакеты, а меньшие прямоугольники представляют подпакеты, номера в пределах прямоугольников представляют порядковые номера и индикаторы подпакетов. В примере по Фиг.5 пакет, содержащий порядковый номер 3, не удалось принять, и данные в нем повторно передаются в подпакетах, содержащих номера 3, 4 и 5.
Однако в этом варианте осуществления может появиться проблема, если подпакет i принят до пакета с порядковым номером n+i-1. Это может произойти, если существует промежуток в последовательности пакетов или если последовательность пакетов заканчивается пакетом, никогда не передававшимся с порядковым номером n+i-1. В этом случае вторая станция не может определить, являются ли данные, принятые с порядковым номером n+i-1, пакетом или подпакетом.
Эта проблема может быть преодолена посредством передачи пустого пакета, например, с нулевой полезной нагрузкой, с порядковым номером n+i-1 до подпакета, имеющего порядковый номер n+i-1. В таком случае вторая станция предполагает, что первые данные, которые должны быть приняты с порядковым номером n+i-1, являются пакетом, а вторые данные, принятые с этим порядковым номером, являются подпакетом. В качестве альтернативы первая станция может передавать специальный сигнал для того, чтобы указать, что последовательность пакетов закончена или прервана, так чтобы вторая станция знала, что последующие принимаемые данные содержат подпакеты. В качестве альтернативы подпоследовательность может использовать порядковые номера с большим предопределенным отрицательным смещением от порядкового номера неудачно принятого пакета.
Во втором варианте осуществления настоящего изобретения подпакеты могут использовать порядковые номера, начинающиеся с порядкового номера n неудачно принятого пакета или начинающиеся с порядкового номера, имеющего предопределенное отрицательное смещение от порядкового номера неудачно принятого пакета, а после этого в отношении порядкового номера осуществляется скорее отрицательное, чем положительное, приращение, как показано на Фиг.6. Это позволяет избежать возможную неоднозначность, указанную выше в отношении второго варианта осуществления. В примере, показанном на Фиг.6, содержащий порядковый номер 3 пакет не удалось принять, и данные, содержащиеся в нем, повторно передаются в подпакетах, содержащих номера 3, 2 и 1.
Для того чтобы избежать неоднозначностей, в отношении второго варианта осуществления также полезно определить несколько дополнительных правил:
а) Первая станция не должна использовать порядковый номер для подпакета, пока все передачи пакета с этим порядковым номером не закончатся. Например, в соответствии с примером, проиллюстрированным на Фиг.9, вторая станция принимает 1, 2, 3, 6, 4, 7, 8, 9, 4', 5', где символ ″'″ используется для указания подпакета (меньший прямоугольник). Имеющий порядковый номер 5 пакет не удалось принять (указано на Фиг.9 посредством заштрихованного прямоугольника), и он повторно передается, используя подпакеты, содержащие номера 4 и 5. Пакеты и подпакеты переупорядочиваются в 1, 2, 3, 4, 4', 5', 6, 7, 8, 9. Первая станция не использует повторно номера 4 и 5 для повторных передач подпакета пакета, имеющего порядковый номер 5, до тех пор, пока передача пакета с порядковым номером 4 не будет завершена успешно.
Если бы это правило не было выполнено и первая станция передала 4' до 4, вторая станция неправильно бы переупорядочила пакеты и подпакеты в 1, 2, 3, 4', 4, 5', 6, 7, 8, 9, таким образом, пакет 4 оказался бы вставленным между двумя подпакетами повторно передаваемого пакета 5.
b) Когда порядковый номер повторно используется для индикатора подпакета, он передается, используя процесс HARQ, отличающийся от процесса HARQ, который был использован для пакета с тем же номером. Это дает возможность второй станции находить отличия между подпакетами и пакетами, которые просто являются дублированными повторными передачами, имеющими одинаковый номер.
Дублирование пакетов может произойти, если, например, вторая станция передает положительную квитанцию в ответ на повторную передачу пакета HARQ физического уровня, а первая станция ошибочно истолковывает эту положительную квитанцию как отрицательную квитанцию, при этом данная повторная передача была последней разрешенной повторной передачей физического уровня в этом цикле HARQ. В этом случае корректно декодированный пакет был бы перемещен на уровень МАС второй станции. Однако первая станция может принять решение повторно начать передачу пакета, используя тот же порядковый номер, что в конечном счете может привести к дублированию пакета с тем же порядковым номером, который перемещен на уровень MAC второй станции.
Например, рассмотрим случай, когда вторая станция принимает 1, 2, 3, 3, 4, 5, 6, 7. Вторая станция неспособна определить, являются ли вторые данные с SN=3 дубликатом первого пакета с SN=3, и в каком случае второй пакет должен быть отброшен и не должен быть перемещен на более высокие уровни, либо являются ли вторые данные с SN=3 и данные с SN=4 подпакетами, содержащими повторно передаваемые части исходного пакета с SN=4, который не был корректно принят, в каковом случае все пакеты должны быть перемещены на более высокий уровень в том же порядке, который указан выше.
Этой проблемы возможно избежать, если вторая станция может предположить, что все данные с очевидно дублированными порядковыми номерами, которые появляются в одном и том же процессе HARQ, являются дубликатами, которые должны быть отброшены, тогда как данные с очевидно дублированными порядковыми номерами, которые появляются в процессах HARQ, отличающихся от первого пакета с этим порядковым номером, являются подпакетами, которые содержат повторно передаваемые части другого пакета и которые должны быть перекомпонованы согласно соответствующему порядку.
Обратите внимание, что это правило не применимо, когда используется только один процесс HARQ. Однако когда используется только один процесс HARQ, если передачи подпакетов неудачно принятого пакета с SN=n начинаются до того, как передан пакет с SN=n+1, то подпакеты неудачно принятого пакета могут быть пронумерованы n+1, n+2, … n+i, и очередной пакет затем может быть передан с SN=n+i+1. Например, рассмотрим случай, когда первая станция передает пакеты 1, 2, 3, 4. Пакет 4 не удалось принять, и он не перемещается на уровень МАС второй станции. Поэтому первая станция передает подпакеты с номерами SN 4, 5, 6, 7, при этом каждый подпакет содержит четверть данных пакета, который исходно был передан с SN=4. Затем первая станция продолжает передачу очередного пакета данных с SN=8, тогда как этот пакет должен бы использовать SN=5, если бы пакет 4 не был принят неудачно.
Следовательно, следующее правило может быть установлено для случая одного процесса HARQ: все корректно принятые пакеты или подпакеты, которые имеют порядковый номер, причем тот же, что и пакет или подпакет, корректно принятый ранее, должны быть отброшены типовым методом. Обратите внимание, что сюда не включен случай порядковых номеров, которые повторно используются благодаря циклическому возврату поля порядкового номера после 2b пакетов, где b - количество бит, доступных для порядкового номера.
с) В тех случаях, когда сброшено множество пакетов и требуется их частичная повторная передача, первая станция всегда сначала должна передавать подпакеты для пакета, сброшенного раньше всех, либо не передавать их совсем. Подпоследовательность для пакета с SN=m не должна передаваться после того, как началась подпоследовательность для пакета с SN=n, где n>m (за исключением случая циклического возврата порядкового номера).
Несмотря на эти правила некоторые незначительные неоднозначности, связанные со вторым вариантом осуществления, остаются, хотя они не считаются серьезными:
а) если первый PDU не может быть перемещен на уровень МАС, то есть первая станция никогда не передает подпоследовательность для него, например, в результате ошибочного толкования отрицательной квитанции как положительной квитанции, и за этим почти сразу следует другой PDU, для которого подпоследовательность передается, и упомянутая подпоследовательность повторно использует порядковые номера, предшествовавшие первому PDU, то вторая станция будет предполагать, что первые несколько повторно использованных номеров относятся к первому PDU.
Например, предположим, что первая станция посылает 1, 2, 3, 4, 5, 6, 2, 3, 4, 5, 7, 8. Ошибки происходят в модулях PDU 3 и 5, так что эти модули PDU не перемещаются на уровень МАС во второй станции. Первая станция предполагает, что PDU 5 принят неудачно, а PDU 3 нет, и разбивает исходный PDU 5 на 4 подпакета с порядковыми номерами 2, 3, 4, 5. Уровень МАС во второй станции принимает 1, 2, 4, 6, 2', 3', 4', 5', 7, 8. Затем он ошибочно переупорядочивает эти пакеты для того, чтобы получить 1, 2, 2', 3', 4, 4', 5', 6, 7, 8, тогда как корректный порядок должен бы быть 1, 2, 4, 2', 3', 4', 5', 6, 7, 8.
b) если модули PDU, составляющие подпоследовательность, сами поступают в неправильном порядке, то индикатор подпакета обычно может быть использован для того, чтобы интерпретировать переупорядочивание, кроме тех случаев, когда первый PDU в подпоследовательности не поступает первым. Если первый PDU в подпоследовательности не поступает первым, то вторая станция может быть неспособна решить, к какой подпоследовательности он принадлежит, или может уже содержать более поздние модули PDU, которые уже перешли на более высокий уровень. Поэтому в дальнейшем полезно установить, что первый и второй модули PDU подпоследовательности должны быть переданы, используя одинаковый процесс HARQ, для того чтобы первый PDU с большой вероятностью был принят первым.
В третьем варианте осуществления настоящего изобретения последовательные подпакеты используют последовательные порядковые номера, предшествующие порядковому номеру пакета данных, к которому относится подпакет. В математическом выражении iй подпакет в подпоследовательности содержит порядковый номер n-p+i, где р - количество подпакетов, как показано на Фиг.7. Следовательно, первый подпакет использует порядковый номер n-(p-1), а последний подпакет p использует порядковый номер n. В примере, показанном на Фиг.7, содержащий порядковый номер 3 пакет не удалось принять, и данные в нем передаются в подпакетах, содержащих номера 1, 2 и 3. В качестве альтернативы последовательные подпакеты могут использовать последовательные порядковые номера в том же порядке, что использовался в пакетах данных, и завершаться порядковым номером, имеющим предопределенное отрицательное смещение от порядкового номера повторно передаваемого пакета данных.
Третий вариант осуществления имеет преимущество, которое дает возможность второй станции определить, сколько подпакетов содержит подпоследовательность и, следовательно, когда подпоследовательность завершается. Это особенно полезно, если переупорядоченные пакеты с уровня МАС второй станции перемещаются на более высокий уровень, так как это дает возможность второй станции определять, когда пакет с порядковым номером n+1 должен быть перемещен на более высокий уровень. В примере, показанном на Фиг.7, после приема подпакета с номером 3 вторая станция знает, что сейчас пакет с порядковым номером 4 может быть перемещен на более высокий уровень.
В четвертом варианте осуществления настоящего изобретения первый подпакет подпоследовательности использует порядковый номер n пакета данных, к которому относится данный подпакет, а iй подпакет, i>1, использует порядковый номер n-p+i-1, как показано на Фиг.8. В примере, показанном на Фиг.8, содержащий порядковый номер 3 пакет не удалось принять, и данные в нем повторно передаются в подпакетах, содержащих номера 3, 1 и 2. Этот четвертый вариант осуществления имеет преимущество, которое дает возможность второй станции сразу по приему первого подпакета определить, к какому пакету относится подпоследовательность, а также определить, сколько подпакетов содержит подпоследовательность и, следовательно, когда подпоследовательность завершилась. В качестве альтернативы первый подпакет подпоследовательности использует порядковый номер, имеющий предопределенное отрицательное смещение от порядкового номера повторно передаваемого пакета данных, а следующие подпакеты используют порядковые номера, предшествующие упомянутому смещенному порядковому номеру, используя их в том же порядке, что и порядок использования порядковых номеров пакетов данных.
В тех вариантах осуществления настоящего изобретения, которые используют для подпакетов порядковый номер, задействующий предопределенное отрицательное смещение от порядкового номера повторно передаваемого пакета данных, вторая станция при определении того, какому пакету соответствует повторная передача, и порядка подпакетов прибавляет величину смещения к значению принятого индикатора подпакета, если пакет данных, имеющий тот же порядковый номер, что и принятый индикатор подпакета, уже принят. Размер предопределенного отрицательного смещения может быть сообщен от одной из первой и второй станций другой из них.
Несмотря на то что настоящее изобретение описано в терминах порядковых номеров на уровне МАС, настоящее изобретение также может быть применено к порядковым номерам, используемым на уровнях, более высоких, нежели МАС, например уровне RLC (управления радиосвязью).
В необязательном порядке сами подпакеты могут быть разделены на подподпакеты, и те же принципы настоящего изобретения, что были описаны для пакетов и подпакетов, применимы к подпакетам и подподпакетам.
В настоящем описании и формуле изобретения упоминание элемента в единственном числе не исключает наличия множества таких элементов. Кроме того, слово "содержащий" не исключает наличие элементов или действий, отличных от тех, которые перечислены.
Включение в формулу изобретения ссылочных номеров в круглых скобках предназначено для облегчения понимания, а не для ограничения.
При прочтении настоящего описания специалистам в данной области будут очевидны другие варианты. Такие варианты могут включать в себя другие признаки, которые уже известны в данной области техники, соответствующей передаче данных, и которые могут быть использованы вместо или в добавление к уже описанным здесь признакам.
1. Способ передачи данных от первой станции (410) ко второй станции (450), содержащий этапы, на которых в первой станции (410) разделяют данные на последовательность пакетов данных и передают упомянутую последовательность пакетов данных; во второй станции (450) принимают пакеты данных и передают подтверждения, указывающие, были ли пакеты данных приняты успешно; в первой станции (410) повторно передают, в виде подпоследовательности из множества подпакетов, пакет данных, который не был принят успешно; во второй станции (450) восстанавливают данные из пакетов и подпакетов данных, причем пакеты данных содержат порядковый номер, обеспечивающий указание местоположения каждого пакета данных в пределах последовательности пакетов данных, а подпакеты содержат индикатор подпакета, обеспечивающий указание местоположения каждого подпакета в пределах подпоследовательности подпакетов, при этом порядковые номера и индикаторы подпакетов обобщенно включают множество номеров, при этом один из индикаторов подпакета равен порядковому номеру пакета данных, который не был успешно принят, причем каждый подпакет из упомянутой подпоследовательности не содержит кроме индикатора подпакета никакого дополнительного указания своего местоположения по отношению к пакетам данных.
2. Способ по п.1, в котором индикатор подпакета в последовательных подпакетах содержит последовательные порядковые номера, которые начинаются с порядкового номера повторно передаваемого пакета данных и продолжаются последующими порядковыми номерами.
3. Способ по п.1, в котором индикатор подпакета в последовательных подпакетах содержит последовательные порядковые номера, которые начинаются с порядкового номера, имеющего предопределенное отрицательное смещение от порядкового номера повторно передаваемого пакета данных, и продолжаются последующими порядковыми номерами.
4. Способ по п.1, в котором индикатор подпакета в последовательных подпакетах содержит последовательные порядковые номера, которые начинаются с порядкового номера повторно передаваемого пакета и продолжаются предшествующими порядковыми номерами в обратном порядке использования по сравнению с порядковыми номерами в пакетах данных.
5. Способ по п.1, в котором индикатор подпакета в последовательных подпакетах содержит последовательные порядковые номера, которые начинаются с порядкового номера, имеющего предопределенное отрицательное смещение от порядкового номера повторно передаваемого пакета, и продолжаются порядковыми номерами, предшествующими смещенному порядковому номеру, в обратном порядке использования по сравнению с порядковыми номерами в пакетах данных.
6. Способ по п.1, в котором индикатор подпакета в последовательных подпакетах содержит последовательные порядковые номера в том же порядке, который использовался в пакетах данных, и завершающиеся порядковым номером повторно передаваемого пакета данных.
7. Способ по п.1, в котором индикатор подпакета в последовательных подпакетах содержит последовательные порядковые номера в том же порядке, который использовался в пакетах данных, и завершающиеся порядковым номером, имеющим предопределенное отрицательное смещение от порядкового номера повторно передаваемого пакета данных.
8. Способ по п.1, в котором индикатор подпакета содержит в первом подпакете порядковый номер повторно передаваемого пакета данных, а в следующих подпакетах - предшествующие порядковые номера в том же порядке использования, что и порядковые номера в пакетах данных.
9. Способ по п.1, в котором индикатор подпакета содержит в первом подпакете порядковый номер, имеющий предопределенное отрицательное смещение от порядкового номера повторно передаваемого пакета, а в следующих подпакетах - порядковые номера, предшествующие смещенному порядковому номеру, в том же порядке использования, что и порядковые номера в пакетах данных.
10. Первая станция (410) для передачи данных второй станции (450), причем первая станция (410) содержит средство (413) для разделения данных на последовательность пакетов данных, причем каждый пакет данных включает в себя порядковый номер, обеспечивающий указание местоположения пакета данных в пределах последовательности пакетов данных; средство (411) для передачи каждого пакета данных поочередно; средство (411) для приема подтверждения от второй станции (450), указывающего, был ли переданный пакет данных принят успешно; средство (413), предназначенное для, в качестве реакции на прием подтверждения, указывающего, что переданный пакет данных не был принят успешно, разделения неудачно принятого пакета данных на подпоследовательность подпакетов, при этом каждый подпакет включает в себя индикатор подпакета, обеспечивающий указание местоположения подпакета в пределах подпоследовательности, причем порядковые номера и индикаторы подпакетов обобщенно включают множество номеров, при этом один из индикаторов подпакета равен порядковому номеру пакета данных, который не был успешно принят, причем каждый подпакет из упомянутой подпоследовательности не содержит кроме индикатора подпакета никакого дополнительного указания своего местоположения по отношению к пакетам данных; и средство (411) для передачи каждого подпакета поочередно.
11. Система (400) для передачи данных от первой станции (410) до второй станции (450), причем система (400) содержит первую станцию (410) по п.10 и вторую станцию (450), имеющую средство (451) для приема пакетов и подпакетов данных; средство (451) для декодирования принятых пакетов и подпакетов данных; средство (453) для формирования подтверждений, указывающих, были ли принятые пакеты и подпакеты данных приняты успешно; средство (451) для передачи подтверждений; и средство (453) для использования порядковых номеров и индикаторов подпакетов для восстановления данных.
