Механизмы автоматического запроса на повторение
Изобретение относится информационным технологиям, а именно к механизму отправки запросов на повторение в сети мобильной связи. Технические результат заключается в повышении надежности передачи запросов. Способ реализации механизма автоматического запроса на повторение в системе мобильной связи, включающий в себя отправку данных пользователя с первого устройства во второе устройство по логическому каналу и отправку соответствующего сообщения управления с уровня управления доступом к среде первого устройства на уровень управления доступом к среде второго устройства по каналу управления, а способ дополнительно включает в себя следующие действия второго устройства в ответ на принятое соответствующее сообщение управления: отправку в первое устройство второго сообщения управления, включающего в себя подтверждение (ACK) получения соответствующих данных пользователя или отрицательное подтверждение (NACK) получения соответствующих данных пользователя и определение на основе конфигурации качества обслуживания для логического канала, и отправку определенного запроса в первое устройство. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к механизму отправки запросов на повторение в сети мобильной связи.
Уровень техники
В системах UMTS и LTE на разных уровнях протокола используются два механизма автоматического запроса на повторение (Automatic Repeat reQuest, ARQ). На уровне управления радиоканалом (Radio Link Control, RLC) этот механизм обозначен как ARQ, а на уровне управления доступом к среде (Media Access Control, MAC) - как гибридный ARQ, (HARQ, Hybrid ARQ). Оба механизма используются для повышения надежности передачи, обеспечивая обратную связь относительно того, были переданные данные приняты или необходима их повторная передача.
На сегодняшний день механизм MAC-HARQ всегда используется для передачи пакетных данных, при этом на один транспортный канал приходится один объект HARQ, то есть обычно имеется один объект на устройство. Механизм MAC-HARQ настраивается для каждого объекта (для транспортного канала), то есть имеется одна конфигурация на устройство.
Известный из уровня техники механизм RLC-ARQ настраивается в зависимости от требуемого обслуживания, при этом используется по одному объекту механизма RLC-ARQ на логический канал, то есть обычно один объект на услугу или вид обслуживания (например, сокет протокола TCP, приложение и т.п.), при этом потенциально имеется несколько конфигураций на устройство. Механизм RLC-ARQ настраивается индивидуально для каждого логического канала. Например, настраивается, максимальное количество повторных передач, размер окна или таймер (количество потерянных пакетов или время ожидания до отправки нового пакета на верхние уровни).
Сравнение этих двух механизмов ARQ показывает, что между ними существуют значительные различия, при этом считается целесообразным иметь оба слоя ARQ, несмотря на задержку, вносимую механизмами ARQ. Процесс HARQ предназначен для быстрой обратной связи. При этом имеет место фиксированное соотношение - одна обратная связь ACK/NACK на транспортный блок (Transport Block, TB), При этом запросы обратной связи (feedback polling) не требуются, зависимость между обратной связью и передачей данных является неявной, а повторные передачи происходят последовательно в одном и том же процессе. Поэтому связь между повторными передачами и исходной передачей данных также является неявной. Механизм HARQ использует механизм «n-channel-stop-and-wait», где количество каналов n (в системах UMTS/LTE они называются «процессами») выбрано так, чтобы сделать возможной бесперебойную передачу, а повторные передачи могут содержать разные версии избыточности исходных данных, при этом эти версии реализуются уровнем PHY (физическим уровнем) как результат кодирования.
Процесс RLC-ARQ, напротив, разработан так, чтобы позволить конфигурации каждого объекта механизма RLC-ARQ соответствовать требованиям к задержке логического канала и к частоте появления ошибок. Обратная связь и повторные передачи отправляются асинхронно, так что для обеспечения соответствия в пакетах обратной связи ACK/NACK и в пакетах повторной передачи требуется нумерация пакетов. Обратная связь отправляется по запросу от передатчика (при опросе) или автономно приемником в случае обнаружения им пропущенных пакетов, при этом пакеты (блоки PDU уровня RLC) передаются и повторно передаются в своей исходной версии, поскольку на уровне RLC не предусмотрена реализация версий избыточности.
В общем случае существует два варианта реализации механизма ARQ в зависимости от того, какая из сторон принимает решение о том, следует ли повторно передавать данные и как это делать или следует отправлять новые данные и как это делать. Если управление осуществляет приемник, он запрашивает у передатчика передачу новых данных (или повторную передачу старых данных) и принимает решение относительно параметров передачи. Проверка того, превышено ли максимальное количество повторных передач, а также выбор параметров передачи, включая версию избыточности, модуляцию, кодирование и используемые ресурсы, выполняется в приемнике, при этом выбранные параметры передаются передающей стороне для соответствующей реакции. Управление механизмом HARQ со стороны приемника применяется, например, в восходящей линии связи системы LTE, где устройство пользователя (User Equipment, UE) может запрашиваться явным образом, а управление осуществляет базовая станция.
Если управление осуществляет передатчик, приемник должен информировать его об успешном приеме путем отправки информации обратной связи в форме сигналов ACK или NACK. Решение о выполнении передачи новых данных (или повторной передачи старых данных) принимается в передатчике на основе обратной связи, максимального количества повторных передач и других параметров. Параметры передачи также могут быть заданы передатчиком. Управление механизмом HARQ со стороны передатчика применяется, например, в нисходящей линии связи системы LTE, где устройство UE отправляет обратную связь ACK/NACK в базовую станцию и управление осуществляет базовая станция.
Беспроводные линии передачи, как правило, имеют некоторые потери. В линии радиосвязи, не применяющей последовательную доставку пакетов во всех случаях, как это обеспечивается, например, в линии с несколькими процессами HARQ, помимо потерь также может иметь место изменение порядка пакетов. Типичные услуги весьма чувствительны к изменению порядка пакетов, поэтому на уровне RLC применяется последовательная доставка. При этом требуется механизм, обнаруживающий и исправляющий изменение порядка пакетов.
Принцип его действия основан на порядковых номерах и на буферизации пакетов. Во избежание остановки передачи в случае потери пакетов, максимальное время ожидания задано заранее. По истечении этого времени ожидающие принятые пакеты последовательно доставляются на верхний уровень. При этом имеются промежутки для потерянных пакетов.
Максимальное время ожидания может обеспечиваться при максимальном количестве пакетов, принятых во время ожидания. Таким образом, заранее заданное максимальное время ожидания является важным параметром, влияющим на частоту потери пакетов и на задержку.
Механизмы ARQ и HARQ подробно описаны в стандартах электросвязи и в соответствующих учебниках. В патентном документе US 8072981 описан способ передачи порядковых номеров пакетов параллельно с фактическими данными. Пакеты снабжены порядковыми номерами, которые передаются по отдельному каналу, например, по каналу управления или по выделенному каналу, а данные передаются по общему каналу трафика.
В патентном документе US 20090268707 A1 описан механизм HARQ, в котором передатчик сообщает приемнику показания счетчика для указания того, как часто передавался конкретный пакет.
В патентном документе US 20080123660 A1 описана система, в которой на стороне сети в интерфейсе S1 между станцией eNode-B и шлюзом доступа каждый пакет снабжается меткой качества обслуживания (Quality of Service, QoS). Эта метка может удаляться станцией eNode-B и не передаваться в устройство UE. Станция eNode-B использует информацию из метки QoS для управления передачей пакетов, которое включает в себя выбор процесса HARQ. Метка QoS передается вместе с пакетом в том же канале.
В патентном документе US 20070201369 A1 описано группирование каналов логического потока по приоритету трафика для формирования объединенного потока данных, который затем сравнивается с пороговым значением для получения значения указателя, передаваемого устройством UE в базовую станцию.
Раскрытие изобретения
Изобретение обеспечивает способ реализации механизма автоматического запроса на повторение в системе мобильной связи, включающий в себя отправку данных пользователя с первого устройства во второе устройство по логическому каналу и отправку соответствующего сообщения управления с уровня управления доступом к среде первого устройства на уровень управления доступом к среде второго устройства по каналу управления. Это сообщение управления включает в себя идентификатор логического канала для идентификации логического канала, по которому передаются данные пользователя.
Изобретение также обеспечивает соответствующие устройства передатчика и приемника.
Настоящее изобретение подходит для применения в системе мобильной связи следующего поколения в качестве решения, использующего единственный объект ARQ, заменяющий используемые в настоящее время дублирующие друг друга механизмы ARQ: «HARQ на уровне MAC» и «ARQ на уровне RLC». Это позволяет исключить механизм RLC-ARQ и обеспечить механизму MAC-HARQ гибкость и осведомленность об услуге, что повышает надежность обслуживания, поскольку параметры HARQ могут динамически адаптироваться к текущим потребностям обслуживания, а также уменьшает задержку передачи, поскольку ускоряется процесс переупорядочения пакетов.
В одном аспекте изобретения идентификатор логического канала передается с порядковым номером, отделенным от соответствующих данных пользователя, и с повышенной устойчивостью приема. Передача идентификатора логического канала позволяет использовать параметры механизма HARQ в зависимости от услуги (от QoS). При раздельной передаче порядкового номера обеспечивается осведомленность приемника о переданных пакетах даже в том случае, если часть передачи, относящаяся к данным пользователя, не была успешно принята, что обеспечивает быстрое продолжение работы после отбрасывания пакета. Нет необходимости в отбрасывании по таймеру и в соответствующем времени ожидания, увеличивающем задержку передачи.
Изобретение обеспечивает механизм ARQ на уровне MAC, заменяющий используемую в настоящее время концепцию двойного механизма ARQ, состоящую в наличии механизма ARQ на уровне RLC и механизма HARQ на уровне MAC.
Механизм ARQ обеспечивает гибкость назначения параметров ARQ для каждой услуги (то есть для каждого логического канала), так что становится возможной настройка задержки и надежности, соответствующая требованиям качества обслуживания. Для реализации управляемого приемником механизма HARQ, осведомленного о логическом канале, приемнику указывается логический канал, связанный с данными, передаваемыми в данный момент времени. Это указание называется идентификатором логического канала (Logical Channel IDentity, LogChID), который может иметь различные физические формы, более подробно обсуждаемые в описании предпочтительных вариантов осуществления.
Для реализации управляемого передатчиком механизма ARQ, осведомленного о логическом канале, не требуется никакой новой сигнализации (поскольку передатчик знает, какой логический канал передается).
Особенность заключается в том, что уровень MAC выполняет механизм ARQ в зависимости от логического канала данных, которые должны быть переданы. Например, от логического канала зависит решение, следует ли повторно передавать пакеты и какую версию избыточности при этом выбрать. Параметры, влияющие на это решение, могут быть заданы через протоколы конфигурации, например, в устройстве UE через сеть.
Как указано выше, логические каналы обычно устанавливаются в отношении каждой услуги для пользователя и имеют соответствующее качество обслуживания (QoS). По этой причине термины «QoS» или «услуга» могут в качестве альтернативы заменять термин «логический канал». Таким образом, средства сигнализации, описанные в данном документе, могут сообщать о логических каналах (например, в форме идентификатора канала), о настройках качества обслуживания (в различных формах, например, в форме указателя к списку настроек) или об услуге (в различных формах, например, в форме пары IP-адрес и номера порта и т.п.). Здесь термин «логический канал» используется вследствие его удобочитаемости, а также потому, что парадигма логического канала соответствует текущей архитектуре систем UMTS и LTE. Вместе с тем, эта формулировка не задает каких-либо ограничений.
Чтобы реализовать в приемнике функции, зависящие от логического канала, даже если данные не были успешно получены, должен быть успешно получен идентификатор логического канала LogChID. В случае плохих условий в линии связи это означает, что желательна более надежная передача идентификатора LogChID по сравнению с передачей данных. Таким образом, сигнализация идентификатора LogChID предпочтительно осуществляется по высоконадежному каналу управления параллельно с передачей фактических данных.
При этом сам канал, используемый для передачи идентификатора LogChID, может быть тем же, но с другим (предпочтительно постоянным) кодированием, обеспечивающим наиболее надежную передачу. Тем не менее, в обычной модели другое кодирование, используемое параллельно, означает другой канал. Поскольку такой новый канал вместо фактических данных пользователя доставляет данные управления, можно сказать, что идентификатор LogChID доставляется по каналу управления. Альтернативные механизмы доставки не исключаются, но отличительным признаком данного изобретения является использование высоконадежных механизмов, отличных от тех, что используются для передачи данных.
Очевидно, что количество битов, необходимых для передачи идентификатора LogChID, увеличивается при увеличении количества возможных логических каналов. Поскольку кодирование и модуляция в канале управления должна обеспечивать наиболее надежную передачу, каждый его бит потребляет намного больше физических ресурсов, чем каждый бит данных в канале данных, поэтому с точки зрения потребления ресурсов сигнализация идентификатора LogChID может быть очень дорогой. Следовательно, группирование логических каналов, имеющих одинаковые или близкие требования к качеству обслуживания, в группы каналов позволяет уменьшить количество битов сигнализации. Группа логических каналов и предназначенный для сигнализации соответствующий идентификатор ID группы логических каналов уже известны системе LTE из сообщения о состоянии буфера (Buffer Status Reporting). Например, состояние буфера сообщается за один раз для всей группы каналов. Можно использовать этот идентификатор повторно или использовать новый идентификатор группы. В любом случае группирование логических каналов может настраиваться сетью с учетом требований к качеству обслуживания для логических каналов.
Как описано выше, время ожидания потерянных пакетов является важным фактором, если требуется уменьшить задержку, вносимую механизмом ARQ. Принципы существующего механизма HARQ состоят в том, что сведения об успешной доставке или недоставке пакета доступны в приемнике, но они не используется для отбрасывания пакетов. Причина этого заключается в том, что для пакетов, которые не были успешно приняты, информация заголовка внутри этих пакетов также не может быть прочитана и, таким образом, приемнику неизвестен порядковый номер пакета, который в конечном счете не был передан. Как следствие, приемник должен применять вышеупомянутое время для ожидания пакета, прежде чем отбросить его и передать остальные пакеты на более высокий уровень.
Таким образом, еще одним аспектом этого изобретения является доставка идентификатора пакета, например, в виде порядкового номера, по отдельному каналу управления, чтобы позволить приемнику однозначно идентифицировать потерянные пакеты и, таким образом, очистить буфер переупорядочения намного быстрее и за счет этого значительно уменьшить общую задержку.
В случае управляемого приемником механизма ARQ, тот факт, что пакет окончательно потерян и не может быть повторно передан, определяется приемником и, таким образом, известен сразу после сбоя предполагаемой последней передачи пакета. В этом случае, принимая во внимание полученный по каналу управления порядковый номер, информация об этом сбое может быть передана объекту переупорядочения (на уровне RLC в системах LTE и UMTS) для ее немедленной обработки.
В случае управляемого передатчиком механизма ARQ, тот факт, что пакет окончательно потерян, неизвестен приемнику сразу после сбоя предполагаемой передачи пакета, поскольку только передатчик определяет, подлежит ли пакет повторной передаче. Пр этом приемник может использовать порядковый номер неудачных передач. Предполагая, что при последовательных попытках передачи пакет данных всегда повторно передается в одном и том же процессе HARQ (как это сделано в системах UMTS и LTE), можно получить четкое указание на окончательный сбой передачи при передаче другого пакета в том же процессе. Таким образом, после последней неудачной передачи пакета приемник отправляет отрицательное подтверждение NACK и ожидает поступления следующего пакета в этом процессе. Если следующий пакет имеет другой идентификатор LogChID и/или другой порядковый номер, чем пакет, к которому относится сигнал NACK, то пакет, к которому относится сигнал NACK, объявляется потерянным, о чем информируется объект переупорядочения.
Для дальнейшего уменьшения задержки в линии связи передатчик может пометить последнюю попытку передачи пакета в канале управления (например, как часть информации о порядковом номере), чтобы если пакет не был успешно получен, приемник смог немедленно объявить этот пакет потерянным.
В одном аспекте изобретения предполагается нумерация пакетов для каждого логического канала (как в настоящее время в системах LTE и UMTS), поэтому полученный порядковый номер имеет смысл только в том случае, когда известен логический канал. Следовательно, сигнализация идентификатора LogChID в сочетании с сигнализацией порядкового номера в идентификаторе группы логических каналов ID, как предложено выше, нецелесообразна. Преимущественно выполняется полная сигнализация идентификатора LogChID вместе с сигнализацией порядкового номера.
Каналы управления, в целом, являются дефицитным ресурсом, следовательно, средства для уменьшения объема сигнализации полезны. Как правило, длина порядкового номера должна быть достаточной, чтобы обеспечить достаточно широкий диапазон его значений и различать все пакеты, которые могут параллельно находиться на пути от передатчика к приемнику, исходя из худшего предположения.
В описанном выше механизме для обработки HARQ и идентификации логического канала в канале управления порядковый номер может поддерживаться с обеих сторон (и со стороны передатчика, и со стороны приемника) без какой-либо явной сигнализации порядкового номера, а просто путем синхронного подсчета пакетов в каждом логическом канале, в том числе тех пакетов, которые не были успешно переданы.
Тем не менее, в реальной жизни случаются непредвиденные случаи отказа, например, сбой доставки даже в канале управления. Таким образом, в синхронном счетном механизме без явного средства синхронизации сбой неизбежен.
В одном аспекте изобретения в качестве компромисса между ресурсами канала управления и синхронизацией порядкового номера используется более короткая часть информации, полученная из порядкового номера. Например, отправляется только часть порядкового номера. В частности, могут быть отправлены n младших значащих битов, при этом n находится в диапазоне от 2 до 5. Приемник может определить оставшуюся часть порядкового номера, принимая во внимание историю порядковых номеров, принятых в канале управления, и предполагая, что количество последовательных сбоев передачи по каналу управления меньше n.
В другом аспекте изобретения канал управления используется для информации, связанной с механизмом ARQ, например, для идентификатора LogChID и порядковых номеров. В частности, для восходящей линии связи, в которой применен механизм HARQ, который, скорее всего, управляется приемником (то есть базовой станцией), ресурсы канала управления должны однозначно отображаться в ресурсы соответствующего канала данных (общего канала). Это отображение может быть явным, с использованием дополнительной сигнализации об отображении ресурсов, или неявным, с фиксированным соотношением.
Объем ресурсов, необходимых для предложенной сигнализации управления механизмом HARQ, зависит от количества передаваемых пакетов, поэтому он может изменяться от передачи к передаче.
Краткое описание чертежей
Далее, лишь в качестве примера, описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения со ссылкой на приложенные чертежи.
На фиг. 1 показана архитектура механизма HARQ в восходящей линии связи из уровня техники.
На фиг. 2 показана архитектура механизма HARQ в нисходящей линии связи из уровня техники.
На фиг. 3 показана последовательность сообщений для управляемого приемником процесса HARQ.
На фиг. 4 показана альтернативная последовательность сообщений для управляемого приемником процесса HARQ.
На фиг. 5 показана последовательность сообщений для управляемого передатчиком процесса HARQ.
На фиг. 6 показана альтернативная последовательность сообщений управляемого передатчиком процесса HARQ.
Осуществление изобретения
В качестве предварительного замечания следует отметить, что в различных вариантах осуществления настоящего изобретения используется система связи с двумя объектами - с мобильным терминалом, также называемым устройством пользователя (UE), и с базовой станцией (BS), которые соединены сотовой мобильной линией связи. Архитектурная модель второго уровня как для устройства UE, так и для станции BS, весьма похожа на модель, представленную в телекоммуникационном стандарте 3GPP TS 36.300 на рис. 6-1, а стек протоколов соответствует представленному в том же документе на рис. 4.3.1-1.
Передача данных происходит в одном общем канале нисходящей линии связи и восходящей линии связи (DL-SCH и UL-SCH, соответственно). Каналы управления доступны для нисходящей линии связи (физический канал управления нисходящей линией связи, PDCCH) и для восходящей линии связи (физический канал управления восходящей линией связи, PUCCH), как показано в TS 36.300 на рис. 5.3.1-1 и рис. 5.3.1-2. Предполагается неявное отображение сигнализации PUCCH в пакеты в канале DL-SCH.
На фиг. 1 показана текущая архитектура восходящей линии связи (UL) из уровня техники. Она используется для иллюстрации различных вариантов осуществления изобретения. Предполагается, что существует ряд логических каналов (на фиг. 1 их шесть), предлагаемых уровнем MAC для уровня RLC. В случае канала UL в каждом из логических каналов зависящие от услуги данные поступают с верхних уровней на стороне устройства UE и те же данные передаются в соответствующих логических каналах на стороне станции BS после их успешной передачи.
Данные множества логических каналов могут быть мультиплексированы на уровне MAC, как описано в уровне техники, с учетом приоритетов логических каналов, так что, например, данные логических каналов с высоким приоритетом всегда передаются до того, как передаются данные логических каналов с низким приоритетом. Мультиплексирование приводит к одному или нескольким потокам данных, которые передаются на физический уровень, это так называемые транспортные каналы. На фиг. 1 показан только один транспортный канал - общий канал UL, но изобретение не ограничено этим и может использоваться в нескольких транспортных каналах. На фиг. 1 также не показано четкое отображение функций ни на уровень MAC, ни на физический уровень, поскольку это не относится к изобретению и может изменяться в разных архитектурных моделях. Этапы реализации изобретения происходят на уровне MAC и/или на физическом уровне, в зависимости от варианта реализации.
В транспортном канале применяется механизм HARQ, что приводит к наличию нескольких процессов HARQ, каждый из которых выполняет механизм «stop-and-wait» (остановки и ожидания). Процессы отображаются на физический канал, представляющий собой фактический физический ресурс, в строгом временном соотношении, указанном на фиг. 1 круговой стрелкой. На фиг. 1 для простоты предполагается наличие четырех процессов HARQ, тем не менее, в реальных условиях количество процессов может быть 
На фиг. 1 также показан физический канал управления восходящей линией связи (Physical Uplink Control Channel, PUCCH), который может передавать информацию управления механизма HARQ в восходящей линии связи UL параллельно с общим каналом.
На фиг. 2, которая весьма схожа с фиг. 1, архитектура показана с теми же допущениями, но для нисходящей линии связи DL. Здесь она подробно не описана.
Далее описаны различные варианты осуществления с конкретными потоками сообщений, в которых предполагается конфигурация с двумя логическими каналами (для простоты) со следующими параметрами: идентификатор LogChID, приоритет, услуги и требования к качеству обслуживания (параметр PER (Packet Error Rate) обозначает приемлемую частоту ошибок при передаче пакетов).
| Идентификатор LogChID | Приоритет | Обслуживание | Требование QoS | ||
| Скорость передачи данных | Максимальная задержка | PER | |||
| 1 | 2 | Просмотр (Интернета) | 1 МБ/с | 300 мс | 10-9 |
| 2 | 1 | Голосовая связь по протоколу IP | 200 КБ/с | 20 мс | 10-3 |
Логический канал 2 содержит только голосовые данные, обычно появляющиеся в виде небольших пакетов, которые могут быть доставлены в виде одного пакета с использованием физического ресурса. Логический канал 1 содержит данные просмотра (Интернета), которые могут состоять из больших пакетов, сегментированных на пакеты с размерами, соответствующими доступным физическим ресурсам.
На фиг. 3 показана последовательность сообщений для управляемого приемником процесса HARQ с двумя объектами RLC для двух соответствующих логических каналов и с уровнем MAC для каждого объекта (передатчика, приемника). Для уровня MAC показаны четыре процесса HARQ, от HARQ-P1 до HARQ-P4.
На фиг. 3 показаны данные для логического канала с низким приоритетом, которые поступают на уровень RLC1 и далее сегментируются на несколько блоков PDU 1 - PDU 6, и которые передаются, когда становятся доступными ресурсы передачи. Данные для логического канала 2 с высоким приоритетом поступают в последовательности, представленной на фиг. 3, что обусловливает наличие одного блока PDU уровня RLC на каждое поступление пакета данных, при этом нет необходимости в сегментировании данных. Процессы HARQ-Р1-HARQ-P4 выполняются последовательно и каждая передача по физическому каналу PUSCH подтверждается либо положительно (ACK), либо отрицательно (NACK), в зависимости от результата декодирования в приемнике.
Для каждого успешно принятого пакета отправляется обратная связь, подтверждающая его прием и указывающая на новые данные, которые должны быть переданы далее в соответствующем процессе. Следует отметить, что сигнал ACK и «указатель новых данных» могут передаваться совместно по одному каналу или по отдельности, при этом они могут передаваться вместе с другой информацией, касающейся схемы модуляции и кодирования и других используемых параметров передачи. На фиг. 3 представлена только информация, относящаяся к данному изобретению.
Если пакет не был успешно принят, то отправляется отрицательное подтверждение и в приемнике принимается решение о том, должен ли этот пакет быть передан повторно (и если да, то какая версия избыточности для этого пакета должна при этом использоваться), или же должны быть переданы новые данные. Следует еще раз отметить, что обратная связь может содержать больше параметров, при этом сигнал NACK, указание о повторной передаче или о передаче новых данных и версия избыточности могут быть отправлены в одном или в разных каналах и любое из этих указаний может неявно содержаться в любом из других указаний.
На фиг. 3 также показана передача идентификатора LogChID с использованием ресурса канала PUCCH параллельно с передачей данных. Показано, что идентификатор LogChID передается между объектами уровня MAC (процесс не указан для простоты, а не для ограничения изобретения). Идентификатор LogChID, передаваемый параллельно каждому пакету в канале PUSCH, показан на фиг. 3 в виде штриховой линии между объектами MAC.
Располагая знанием о логическом канале каждого пакета, независимо от того, был ли он успешно принят (обозначен линией передачи со стрелкой), или нет (обозначен линией передачи с крестиком), приемник может принять решение. На фиг. 3 после неудачного приема блока PDU 1 логического канала 1 принято решение повторно передать пакет с повышенной версией избыточности (rv1), точка принятия решения обозначена как D11. Для удобства чтения на чертежах версия избыточности 0 специально не указана и блоки PDU без указания номера версии избыточности являются блоками PDU с версией избыточности rv0. Только с новой сигнализацией логического канала приемник может принять это решение на основе конфигурации для конкретной услуги, использующей логический канал 1.
В точке D21 аналогичное решение принято для логического канала 2 после неудачного приема блока PDU 1. Решение основано на конкретной конфигурации логического канала 2.
Разница в обработке логических каналов становится очевидной в точках принятия решений D12 и D22. В частности, после того, как повторная передача PDU 1 логического канала 1 не получена, в точке D12 принято решение повторно передать пакет с повышенной версией избыточности (и то же в точке D13); а в точке D22 для логического канала 2 принято решение передать новые данные, несмотря на то, что блок PDU 1 еще не принят. Решение в точке D22 было принято из-за ограничений этого логического канала, связанных с задержкой.
Эта разница в выполнении механизма HARQ возможна при сигнализации логического канала в канале управления.
На фиг. 4 показан аналогичный пример, но с сигнализацией порядковых номеров блоков PDU в дополнение к идентификатору LogChID в канале управления. Как можно видеть, после неудачного приема повторной передачи блока PDU 1 логического канала 2 с версией избыточности rv1, приемник может немедленно указать блок PDU 1 как окончательно потерянный после решения не повторять передачу пакета снова, принятого с учетом назначения логического канала. Это возможно в результате использования сигнализации в канале управления для указания логического канала и порядкового номера.
Через короткое время после успешного приема блока PDU 2 логического канала 2 уровень RLC может доставить результирующие данные, не задерживая их в ожидании получения блока PDU 1 или в ожидании истечения срока таймера. Таким образом, с новой сигнализацией задержка значительно уменьшена.
На фиг. 5 и фиг. 6 показан аналогичный пример с той разницей, что механизм HARQ управляется передатчиком, а сигналы ACK или NACK передаются в виде обратной связи от приемника к передатчику. В точке D11 принято решение повторно передать блок PDU 1 логического канала 1, в точке D21 - аналогичное решение для логического канала 2. Решения принимаются на основе знания о логическом канале и его конфигурации в отношении требований к качеству обслуживания для соответствующей услуги. В точке D12 также принимается решение повторно передать блок PDU 1 логического канала 1 с новой версией избыточности, а в точке D22 принимается решение повторно не передавать блок PDU 1 логического канала 2 из-за ограничений, связанных с задержкой этого логического канала.
Теперь требуется передача следующего (нового) пакета в процессе HARQ-P3, чтобы понять в приемнике, что дальнейших попыток передать блок PDU 1 логического канала 2 не будет. После того, как уровень RLC проинформирован об окончательном отбрасывании блока PDU 1, уровень RLC доставляет блок PDU 2, который был принят и буферизирован ранее. Как видно из фиг. 5, задержка была значительно уменьшена по сравнению с использованием таймера на уровне RLC, ожидающим блок PDU 1 после приема блока PDU 2.
При этом указание о том, что передача по каналу управления является последней попыткой для этого блока PDU, может дополнительно уменьшать задержку. В результате блок PDU может быть отброшен сразу после неудачного приема этого блока PDU. Это показано на фиг. 6 на примере, во всем остальном оставшемся неизменным.
Далее описаны альтернативные варианты осуществления.
Может быть введена избыточная сигнализация. Сигнализация идентификатора LogChID и порядкового номера в канале управления может выполняться в дополнение к известной сигнализации той же информации в MAC-заголовке, который добавляется к каждому передаваемому пакету. В этом случае избыточная передача управляющей информации может дополнительно повысить надежность передачи этой информации.
Если применяются средства для уменьшения объема сигнализации в канале управления, например, групповая сигнализация логических каналов или сокращенная сигнализация порядкового номера, то избыточное включение информации в MAC-заголовок может использоваться приемником для проверки вычисленных порядковых номеров или принятых групп логических каналов и для обнаружения ошибок.
С другой стороны, новая сигнализация в канале управления может заменить сигнализацию в MAC-заголовке и тем самым уменьшить объем данных в общем канале.
Длина порядкового номера может быть уменьшена. Как упомянуто ранее, средства для уменьшения объема сигнализации порядковых номеров или полный отказ от нее могут применяться для уменьшения объема сигнализации в канале управления. Это может быть выполнено следующим образом.
Приемник хранит переменную, которая указывает наибольший принятый порядковый номер, MAX-R-SNn для каждого логического канала n, который сначала равен нулю. Приемник хранит переменную, указывающую текущий принятый порядковый номер PRO-R-SNp для каждого процесса HARQ p. Когда указывается, что новые данные (не повторные данные) передаются в процессе HARQ a для логического канала k, то значение MAX-R-SNk инкрементируется и номер PRO-R-SNa устанавливается равным MAX-R-SNk.
Когда пакет успешно принят в процессе a, номер PRO-R-SNa рассматривается как порядковый номер этого пакета. Если обнаруживается, что передача пакета в процессе a окончательно неудачна, номер PRO-R-SNa рассматривается как порядковый номер потерянного пакета, о чем информируется объект переупорядочения. Окончательная потеря пакета может быть явно указана как «последняя попытка», или на потерю предыдущего пакета в конкретном процессе может указывать явное указание на передачу новых данных в этом процессе, или в приемнике может быть принято решение отбросить пакет.
С точки зрения механизма синхронизации, часть порядкового номера может быть явно передана в канале управления или в MAC-заголовке, или в них обоих. Далее проводится сравнение полученной части порядкового номера и рассчитанного порядкового номера.
Если имеет место совпадение, передающая и приемная стороны механизма HARQ считаются синхронизированными. Если имеется несовпадение, полученные порядковые номера используются для коррекции вычисления следующим образом: уровень MAC сбрасывается на обеих сторонах, запускается полная передача порядковых номеров и результат вычисления просто принимается равным принятым значениям.
Объем сигнализации порядкового номера, например, количество младших значащих битов, может быть переменным: он может быть увеличен (вплоть до максимума) при каждой обнаруженной потере синхронизации и может быть уменьшен (вплоть до минимума), если некоторое количество пакетов остается в состоянии синхронизации.
Принципы настоящего изобретения описаны применительно к синхронному процессу HARQ, в котором сигналы ACK/NACK и другая обратная связь передается в строгом временном соотношении с исходными данными, а повторные передачи отправляются в том же процессе. Это не должно ограничивать функциональность сигнализации логического канала и/или порядкового номера. Новая функциональность даже обеспечивает идентификацию пакетов, что может быть использовано для изменения механизмов HARQ. Механизм HARQ избирательного повторения может использоваться с механизмом MAC-HARQ, при этом используются порядковые номера и идентификатор LogChID с сигналами ACK/NACK. Это исключает необходимость поддержки процессов HARQ и позволяет использовать линейную передачу пакетов. При этом может быть разрешена асинхронная повторная передача, то есть повторная передача может происходить в любом процессе HARQ (но только с явной передачей порядкового номера).
Несмотря на то что изобретение касается удаления функций ARQ с уровня RLC, уровень RLC все же может выполнять функции буферизации, переупорядочения, сегментации и повторной сборки.
1. Способ реализации механизма автоматического запроса на повторение в системе мобильной связи, включающий в себя отправку данных пользователя с первого устройства во второе устройство по логическому каналу и отправку соответствующего сообщения управления с уровня управления доступом к среде первого устройства на уровень управления доступом к среде второго устройства по каналу управления, при этом соответствующее сообщение управления включает в себя идентификатор логического канала для идентификации логического канала, по которому передаются данные пользователя, второе устройство имеет сохраненную конфигурацию качества обслуживания для логического канала, а способ дополнительно включает в себя следующие действия второго устройства в ответ на принятое соответствующее сообщение управления:
- отправку в первое устройство второго сообщения управления, включающего в себя подтверждение (ACK) получения соответствующих данных пользователя или отрицательное подтверждение (NACK) получения соответствующих данных пользователя; и
- определение на основе конфигурации качества обслуживания для логического канала, идентифицируемого идентификатором логического канала, содержащимся в принятом соответствующем сообщении управления, того, следует ли запросить повторную передачу данных пользователя или следует запросить передачу новых данных пользователя по логическому каналу с первого устройства, и отправка определенного запроса в первое устройство.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в случае определения того, что второму устройству следует запросить передачу новых данных пользователя по логическому каналу в ответ на принятое соответствующее сообщение управления, уровень управления доступом к среде второго устройства сообщает протоколу более высокого уровня второго устройства об окончательном отбрасывании текущих данных пользователя.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что для отправки второго сообщения управления со второго устройства в первое устройство используется канал управления, соответствующий логическому каналу, используемому для отправки данных пользователя с первого устройства.
4. Способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что канал управления является физическим каналом, отличным от общего физического канала, используемого для передачи данных пользователя по логическому каналу.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что соответствующее сообщение управления передается параллельно с данными пользователя.
6. Способ по любому предшествующему пункту, отличающийся тем, что соответствующее сообщение управления включает в себя порядковый номер в дополнение к идентификатору логического канала.
7. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что для обеспечения более надежной передачи данных в канале управления использована схема кодирования, отличная от схемы кодирования логического канала.
8. Передающее устройство для передачи данных пользователя в приемник по логическому каналу, мультиплексированному с другими логическими каналами в отношении объекта автоматического запроса на повторение (ARQ) уровня управления доступом к среде, выполненное с возможностью передавать пакет данных пользователя в приемник по логическому каналу и передавать соответствующее сообщение управления с уровня управления доступом к среде передающего устройства на уровень управления доступом к среде приемника по каналу управления, при этом соответствующее сообщение управления включает в себя идентификатор логического канала для идентификации логического канала, по которому передается пакет данных пользователя, а передающее устройство имеет сохраненную конфигурацию качества обслуживания для логического канала данных пользователя и выполнено с возможностью в ответ на принятое второе сообщение управления, содержащее отрицательное подтверждение (NACK) получения пакета данных пользователя, отправленных передающим устройством, определения на основе конфигурации качества обслуживания для логического канала данных пользователя того, следует ли запросить повторную передачу данных пользователя или следует запросить передачу новых данных пользователя по логическому каналу.
9. Приемник, предназначенный для приема по логическому каналу пакета данных пользователя от передающего устройства, охарактеризованного в п. 8, и для приема на уровне управления доступом к среде приемника соответствующего сообщения управления, передаваемого по каналу управления и включающего в себя логический идентификатор канала, при этом приемник имеет сохраненную конфигурацию качества обслуживания логического канала, а также выполнен с возможностью обработки соответствующего сообщения управления для создания сообщения подтверждения, указывающего, был пакет данных пользователя успешно принят или нет, определения на основе конфигурации качества обслуживания для логического канала, идентифицируемого идентификатором логического канала, того, следует ли запросить повторную передачу данных пользователя или следует запросить передачу новых данных пользователя по логическому каналу с передающего устройства, и отправки определенного запроса в передающее устройство.
