背景技术
在具有自动重复请求(ARQ,Automatic Repeat Request)机制的无线网络中,在最后重传过程中以及其他情况下会出现信令失败错误,例如,在通信环境恶劣的情况下,很可能在接收方在最后一次重传的过程中已经正确地接收到所传输的数据包,并且接收方向发送方发出确认收到该数据包的信息,例如ACK应答信息,但由于通信环境恶劣导致发送方所收到的应答信息为未收到该数据包,即NACK信息。此时,按照自动重复请求的机制,发送方不能从缓存中清除该被发送的数据包,并且在一段期间后自动地重新发送该数据包。因此,这样的结果至少造成了资源浪费。
不仅如此,自动重复请求的最后重传过程中还可能导致更严重的的问题,例如被传输数据包的不可恢复的丢弃等等。下面,结合LTE(长期演进,Long Term Evolution)系统进一步分析自动重复请求的最后重传过程可能导致的问题以及原因。
从2004年11月3GPP(第三代合作伙伴计划)在加拿大多伦多召开的接入网演进学术讨论会上提出了LTE系统的构想,并于2004年12月正式成立了LTE研究项目。LTE系统的基础目标是与其他技术在“低速移动宽带无线接入”领域展开竞争,例如降低每比特成本、增强对未来业务的支持能力、可以灵活地在已有和新的频段上部署、结构简单、接口开放、考虑终端适当地省电等。LTE系统在传统的移动通信网络基础上引入IP网络的特点,以更好地支持IP多媒体业务,其可以更好地支持VoIP、可视电话、VoD视频点播、IM以及MBMS,同时考虑为今后新出现的业务提供良好的发展基础,其促进了无线宽带接入技术和产业的发展。
在LTE系统中,其所应用的自动重复请求操作很大程度上基于快速混合自动重传(HARQ)的启示,但这也不可避免地产生了在最后重传中以及其他情况下所出现的信令失败错误。参考文献25.813E-UTRA:radio interface protocol aspects(下称为参考文献1)给出了在LTE系统中自动重复请求的基本原则:
●如果HARQ发送器侦测到一个由于最大数据传输失败,例如因为最大重传限制,则HARQ发送器将通知相关的ARQ发送器,则该规则待定;
●如果HARQ接收器可以侦测到一个NACK→ACK错误,则HARQ接收器将通过明确的信令通知相关ARQ发送器,则该规则待定。
上述第一原则意味着HARQ发送器应在到达最大重传限制时侦测数据包的传输是成功还是失败,原因在于只有发送器知道最大重传限制。基于这个规则,HARQ发送器通知ARQ发送器重传或放弃相关RLC(无线链路控制,Radio Link Control)数据包,换句话说,也就是最后重传所涉及的数据包。然后,ARQ级的重传就在接收方向发送方发送解码后的状态报告之前发生了。这样的技术方案似乎是合理,但其会带来其他缺点,例如浪费无线通信资源,如上述情况所述;又例如会导致RLC重传延迟,因为重传要在一段期间后进行;更为严重地,该方法可能会导致不可恢复的RLC数据包丢弃,因为在某些情况下接收方并没有正确地接收到数据包,但发送方可能认为接收方已经正确接收从而将数据包错误地删除。
参考文献1指明了HARQ发送器应该用于指示并解决发生在最后重传过程中的信令错误的问题,但仍然存在缺点,例如:
第一,发生在ACK→NACK情况下的缺陷。
根据现有规则,在最后重传结束后,HARQ发送器将清空发送器的缓存。但在最后重传过程中,当ACK→NACK情况发生时,即接收方在最后一次重传时已经正确收到被传送的数据包,因此发出了ACK的确认信息,但发送方却接收到NACK的确认信息,从而错误地认为接收方并没有正确地接收到该数据包。于是,HARQ发送器提示ARQ发送器重传相关RLC数据包,从而导致无线通信资源的浪费。该种情况的具体过程如图1所示。
第二,发生在NACK→ACK情况下的缺陷。
在最后重传结束后,若出现NACK→ACK的情况,即接收方在最后一次重传时并未正确地接收到被传送的数据包,其向发送方发出NACK的确认信息,但发送方却错误地接收到ACK信息,从而错误地认为接收方已经正确地接收到该数据包,此时,对于接收方和发送方出现的情况分别如下:
●对于接收方,由于其并未正确地收到上述数据包,因此HARQ接收器内的相应缓存不能被清空,这样,在极端的情况下,尽管该数据包已经通过其他途径被正确地接收,但上述相应的缓存却一直未被清空,从而导致扩大了对HARQ缓存的需求。
●对于发送方,HARQ发送器将启动一计时器,并指示ARQ发送器传输下一个待传输的数据包。
■在上述计时器确定的定时内,若接收方及时地提示信令错误,即发生了NACK→ACK的情况,并且HARQ发送器要求ARQ发送器来重传上述并未被接收方正确地接收的数据包,此时,该数据包并未丢失,还可以重传,但可以理解,此时的ARQ重传启动得非常晚,从而造成数据包传输的延迟。
■另一方面,若在上述定时内,接收方没有反馈任何信令错误的信息,则HARQ发送器将触发ARQ发送器来丢弃相关的RLC数据包,并指示传输下一个待传输的数据包。
但事实上,接收方并未正确地接收到上述数据包。可以理解,在这样的情况下,重传不可能再发生,也就是说,发生了无法恢复的错误。
通过上述分析,可以理解,在应用自动重复请求机制时,至少在最后一次重传过程中会出现信令错误的情况,因此,有必要对此予以解决以保证数据传输的正确性和快速。
发明内容
为解决上述的最后重传过程中所出现的信令错误的问题,本发明的目的是提供一种在采用自动重复请求机制的无线网络中通过判断最后重传正确与否来进一步确定是否应要求发送方进一步重传的数据重传控制方案。
根据本发明的第一方面,提供一种在采用自动重复请求机制的无线网络的作为接收方的通信设备中用于最后重传时刻控制数据重传的方法,包括如下步骤:接收来自作为发送方的另一通信设备的重传数据包;判断所述重传数据包是否为最后重传的数据包;若所述重传数据包为最后重传的数据包,则根据所述最后重传数据包的解码结果向作为发送方的另一通信设备发送一个指示信息。
根据本发明的第二方面,提供了一种在采用自动重复请求机制的无线网络的作为接收方的通信设备中用于最后重传时刻控制数据重传的控制装置,包括:接收装置,用于接收来自作为发送方的另一通信设备所发送的重传数据包;第一判断装置,用于判断所述重传数据包是否为最后重传的数据包,重传控制装置,用于若所述重传数据包为最后重传的数据包,则根据所述最后重传数据包的解码结果向作为发送方的另一通信设备发送一个指示信息。
根据本发明的第三方面,还提供了一种在采用自动重复请求机制的无线网络的作为发收方的通信设备中用于最后重传时刻辅助控制数据重传的方法,包括如下步骤:接收来自作为接收方的另一通信设备的用于指示一个最后重传数据包是否正确的重传指示信息;根据所述指示信息,重新传送所述最后重传的数据包或发送下一个待传输数据包。
根据本发明的第四方面,还提供了一种在采用自动重复请求机制的无线网络的作为发送方的通信设备中用于最后重传时刻控制数据重传的辅助控制装置,包括:辅助接收装置,用于接收来自作为接收方的另一通信设备的重传指示信息;重传控制装置,根据所述重传指示信息,重新传送所述最后重传的数据包或发送下一个待传输数据包。
根据本发明的第五方面,还提供了一种采用自动重复请求机制的无线网络的通信设备,其包括前述根据本发明第二方面的控制装置和/或根据本发明第四方面的辅助控制装置。
与现有技术相比,本发明至少具有以下优点:
(1)因为对所传输数据包的解码结果由接收方生成,彻底避免了在上述重传过程中的错误。
(2)接收方可以快速清除HARQ接收器的缓存,减小了对HARQ缓存的需求。
(3)接收方发送一个指示信息要求发送方进行重传,重传的时间早于现有方案确定的重传时间,从而从结果上看,使得重传的速度更快。
(4)接收方发送一个指示信息来指示发送方丢弃数据包并开始下一个数据包的传输工作,从而避免了不可恢复的数据包丢弃的问题。
(5)通过对用于指示重传次数的域的重新定义来侦测最后一次重传是否发生,从而不需要产生任何新的L1信号。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
图1描述了在LTE系统的现有技术中的最后重传过程中出现信号传输错误的过程。参考图1,左侧所示为作为接收方的通信设备(可以为基站或用户设备),其包括ARQ接收器和HARQ接收器两部分共同用于接收发送方发送的数据包,对称的右侧所示为作为发送方的通信设备(同样地,可为基站或用户设备),其相应地包括ARQ发送器和HARQ发送器共同用于发送数据包。在一次传输过程中,首先,ARQ发送器将数据包发送给HARQ发送器,然后HARQ发送器将该数据包发送给HARQ接收器,若HARQ接收器正确地收到该数据包,则其向HARQ发送器发送一个ACK应答信息,此时则传输过程结束,则不会出现最终重传的过程;若上述HARQ接收器没有正确地接收到该数据包高,则其向HARQ发送器发送一个NACK应答信息,HARQ发送器接收到该NACK应答信息后则再次发送该数据包,直至HARQ接收器接收到该数据包或者达到最大传送次数,即最后重传发生后HARQ发送器仍然收到NACK应答信息。若最后重传发生后HARQ发送器仍然收到NACK应答信息,则HARQ发送器将向ARQ发送器发出指示,告知应重新发送该数据包,此时,进入下一次重传过程,即ARQ发送器再次启动传输该数据包的过程,与上述类似。
参考图1,尽管上述现有技术所提出的技术方案可以在正常情况下处理重传的过程,但在图1所示的情况下,在HARQ发送器最后一次发送该数据包后,HARQ接收器已经正确的接收到该数据包,按照现有技术方案的设计原理本来应该不再发起重传的过程,但由于在HARQ接收器向HARQ发送器发送ACK应答信息的过程中出现了差错,最终导致HARQ发送器接收到的应答信息为NACK,因此,HARQ发送器误认为接收方并未正确地接收到该数据包,因此,HARQ发送器指示ARQ发送器进行重传。
因此,可以理解,在图1所示的情况下,发生了不必要的重传,从而浪费了无线通信资源。
图2描述了在LTE系统的现有方案中的最后重传过程中出现信号传输错误的过程的另一种情况。与图1所示情况不同的是,在最后重传的过程中,接收方并没有正确地接收到该数据包,其向发送方发送了NACK应答信息,但出于同样的原因,发送方最终接收到的应答信息为ACK,因此,发送方误认为接收方已经接收到该数据包。此时,在图2中标号12所示的时刻,HARQ发送器启动了一个定时器,其用于指示在定时内若没有信令错误信息,则HARQ发送器将指示ARQ发送器将该数据包删除并开始发送下一个数据包,同时,HARQ发送器也将从其缓存中将该数据包相关的信息删除。而在接收方,由于其并没有正确地接收到该数据包,因此,用于接收该数据包的缓存不能被清空。此时,会出现两种情况:
第一,若在上述定时内,接收方将出现NACK→ACK的信息反馈给发送方,则开始重传,如图2所示,此时,仅仅会造成重传延迟,如图2的标号11部分所示,但并不会造成数据包丢失。
第二,若在上述定时内,接收方没有反馈任何信令错误的信息,则HARQ发送器将触发ARQ发送器来丢弃相关的RLC数据包,这样就导致了无法恢复的错误。
图3描述了根据本发明所提出解决方案的示意图。在采用自动重复请求机制的情况下,如图3所示,在最后一次重传之前的重传过程中均与现有技术相类似,但在最后一次重传发生后,则接收方不论是否正确收到数据包,均向发送方发送一个指示信息。
在本发明的第一实施例中,在发送上述指示信息之前,接收方对在最后重传时接收到的数据包进行解码,以获得解码结果。若该解码结果显示最后重传的数据包是正确的,则接收方发送方发送一个重传正确指示信息,用于指示接收方已经正确地收到数据包;否则,则向发送方发送一个重传错误指示信息,用于指示接收方并未正确地收到数据包。
相应地,在本发明的第一实施例中,发送方接收到上述指示信息后对其判断,若为重传正确指示信息,则发送方不进行重传,而是开始下一个待传输数据包的操作。相反,若该指示信息为重传错误指示信息,则发送方开始重传,如图3所示。
由于采取了上述图3所示的机制,在向上述发送方发送上述指示信息之前或之后,接收方可以从接收方的缓存中删除与该次最后重传的数据包相关的信息,从而释放该块缓存。当然,本领域的技术人员结合现有方案可以理解,如果是正确地收到该数据包,则在释放该缓存之前,该数据包已经被妥善地处理以便对其继续处理。
在本发明的第一实施例中,接收方在发送上述指示信息之前还向发送方发送了一个NACK或ACK应答信息,本领域的技术人员可以理解,在这样的实施例中,发送该NACK或ACK应答信息是为了使得发送方和接收方的操作与现有规范相符,并不构成对本发明的限制。实际上,发送方接收到上述NACK或ACK应答信息后并不根据其内容进行相应的处理。
在本发明的第一实施例中,在最后重传后,不论发送方收到上述NACK或ACK应答信息,发送方均开始传输下一个待传输数据。但优选地,如果上述指示信息为重传正确指示信息,则该应答信息为ACK,反之,若该指示信息为重传错误指示信息,则该应答信息为NACK。
本领域的技术人员可以理解,在本发明中,是通过接收方来确定最后重传是否发生。根据现有技术可以得知,在现有方案中,只有发送方知道最后重传是否发生,因此,在本发明中,必须让接收方必须能够确定最后重传是否发生。
在本发明的第一实施例中,接收方通过用于指示重传次数的重传次数信息来确定最后重传是否发生。更具体地说,在本发明的第一实施例中,上述重传次数信息系包含在被传输的数据包中,因此,接收方在对该数据包进行解码的过程中可以得知重传次数信息。
本领域的技术人员也可以理解,在本发明的其他实施例中,接收方也可以通过其他途经来得到用于指示重传次数的重传次数信息,例如发送方在发送数据包的同时还发送一个广播消息,通过该广播消息接收方可以得到重传次数信息。
在本发明的第一实施例中,使用数据包中的RSN(重传序列号,Retransmission Sequence Number:)域来表示重传次数,而且发送方在第一次发送数据包之前,将该域的值设置为最大重传次数,并且在每次传输之后将该域的值减1。例如,最大重传次数为5,则RSN的初始值为5,传输2次后变为3。本领域的技术人员可以理解,当RSN=0时,接收方确定最后重传发生,即本次传输的数据包即为最后重传的数据包。
参考图4,其描述了在本发明的第二实施例中控制数据重传的示意图。该第二实施例应用于LTE系统的自动重复请求机制中。与现有方案相类似,发送方包括ARQ发送器、HARQ发送器,接收方包括ARQ接收器以及HARQ接收器。在最后重传发生后,此时,HARQ接收器对所接收到的数据包进行解码并对解码结果进行判断,发现解码结果为NACK,此时,HARQ接收器向HARQ发送器发出一个ACK应答信息,并通由ARQ接收器直接向ARQ发送器发送一个指示信息。根据本发明内容可以理解,由于解码结果为NACK,所以上述指示信息为重传错误指示信息,在ARQ发送器收到该指示信息后,其开始对该数据包进行重传操作。
再参考图4,在本发明的第二实施例中,在发送上述指示信息之后,HARQ接收器从其缓存中删除与上述数据包相关的信息,从而将该等缓存释放。
再参考图4,在HARQ发送器接收到上述ACK信息后其直接指示上述ARQ发送器直接发送下一个带传输的数据包,这样相当于加快了下一个待传输数据包的传输速度。而本领域的技术人员可以理解,在与第二实施例相类似的第三实施例中,HARQ发送器接收到上述ACK信息后并不对该ACK信息进行任何处理,即仍然等到该数据包被重传成功后再开始下一个待传输数据包的传输过程。
参考图4,在本发明的第二实施例中,在标号21的时刻,则HARQ发送器不启动针对该次最后重传数据包的计时器。
本领域的技术人员可以理解,上述ARQ发送器、HARQ发送器、HARQ接收器、ARQ接收器只是对完成自动重复请求机制的装置的统称,在不同的实施例中可以采用具体的装置来实现。
参考图5,其同样描述了在本发明的第二实施例中控制数据重传的示意图。但与图4不同的是,在最后重传发生后,此时,HARQ接收器对所接收到的数据包进行解码并对解码结果进行判断,发现解码结果为ACK,此时,在本实施例中,HARQ接收器向HARQ发送器发出一个ACK应答信息,并通由ARQ接收器直接向ARQ发送器发送一个指示信息。同样,根据本发明内容可以理解,由于解码结果为ACK,所以上述指示信息为重传正确指示信息,在ARQ发送器收到该指示信息后,其丢弃该数据包并开始下一个待传输数据包的传输操作。
再参考图5,本领域的技术人员可以理解,在上述HARQ接收器确定解码结果为ACK后,此时,在与上述第二实施例相类似的第四实施例中,HARQ接收器也可以向HARQ发送器发出一个NACK应答信息。同样可以理解的是,在HARQ发送器收到上述NACK应答信息后,其同样可以直接指示上述ARQ发送器直接发送下一个带传输的数据包。
参考图6,其描述了在本发明的第五实施例中发送方的发送流程。参考图6,在本实施例中,在开始第一次传输之前,发送方将RSN域设置为最大重传次数,步骤401。然后,发送方将RSN减1,并执行发送操作(指第一次发送)或重传操作(第一次发送以后的发送),步骤402。发送方判断RSN是否等于0,步骤403,若等于,则再次执行步骤402,否则执行最后一次重传,步骤404。
参考图7,描述了在本发明的第五实施例中接收方的操作流程。在本实施例中,接收方接收数据包并对数据包进行解码,并根据解码结果判断是否正确地接收数据包,若正确,则将ACK应答信息反馈给发送方,若错误,则将NACK应答信息反馈给发送方,步骤501。接收方判断RSN是否等于0,步骤502,若不等于,则再次执行步骤501;若等于,则执行步骤503。若执行步骤503,则接收方首先从缓存内删除与最后重传数据包相关的内容,步骤503,判断最后数据包的解码结果是否为NACK,步骤504。若步骤504的判断结果是肯定的,则接收方生成一重传错误指示信息,并发送给发送方,步骤505,本领域的技术人员可以理解,发送方接到该重传错误指示信息后,将开始重传操作;若步骤504的判断结果是否定的,则接收方生成一重传正确指示信息,并发送给发送方,步骤506,本领域的技术人员可以理解,发送方接到该重传正确指示信息后,将开始传输下一个数据包的操作。
参考图8,其描述了本发明的一个实施例中发送方通信设备3和接收方通信设备3′的关系。其中发送方通信设备3如本发明内容以及图3~图7所描述的实施例的方式进行工作,接受方通信设备则3′亦如本发明内容以及图3~图7所描述的实施例的方式进行工作。可以理解的是,在本实施例中,为完成本发明的目的,发送方通信设备和接收方通信设备的功能是一致的,仅仅是在实际应用中分别扮演发送方和接收方的角色。
关于发送方通信设备3和接收方通信设备3′的具体结构请参考图9。由于两者为实现本发明的目的的结构部分是相同的,所以仅描述发送方通信设备3。
参考图9,其描述了本发明的第六实施例,系本发明所提供的与本发明提供的方法相关的装置,即在采用自动重复请求机制的无线网络的作为接收方的通信设备中用于最后重传时刻控制数据重传的控制装置31,其包括:接收装置311,用于接收来自作为发送方的另一通信设备所发送的重传数据包;第一判断装置312,用于判断所述重传数据包是否为最后重传的数据包;重传控制装置313,用于若所述重传数据包为最后重传的数据包,则根据所述最后重传数据包的解码结果向作为发送方的另一通信设备发送一个指示信息。其中所述重传控制装置313又包括:解码装置,用于对所述最后重传数据包进行解码,以获得解码结果;第二判断装置,用于根据所述解码结果判断该次最后重传是否正确;重传指示装置,用于当该次最后重传为正确,则向所述发送方发送一个重传正确指示信息,以及当该次最后重传为错误,则向所述发送方发送一个重传错误指示信息。
本领域的技术人员可以理解,上述的第一判断装置还用于根据所述重传数据包中用于指示重传次数的重传次数信息来判断是否为最后重传的数据包,例如通过如图7所示的过程来判断是否为最后重传的数据包。
在本发明的第六实施例中,上述通信设备还包括:缓存清除装置,用于当所述重传数据包为最后重传的数据包,则所述指示装置从缓存中删除所述数据包相关的信息。
本领域的技术人员可以理解,在本发明的第六实施例中,所述重传控制装置还用于由所述接收方的ARQ装置向所述发送方的ARQ装置发送所述指示信息。
参考图9,其同时还描述了本发明的第七实施例,第七实施例在上述第六实施例的基础上,依照本发明内容提供了一种在采用自动重复请求机制的无线网络的作为发送方的通信设备中用于最后重传时刻控制数据重传的辅助控制装置32,其包括:辅助接收装置321,用于接收来自作为接收方的另一通信设备的重传指示信息;重传控制装置322,根据所述重传指示信息,重新传送所述最后重传的数据包或发送下一个待传输数据包。其中,所述重传控制装置还包括:判断装置,用于判断所述重传指示信息是否为指示该次最后重传为错误的重传错误指示信息或指示该次最后重传为正确的重传正确指示信息;发送装置,用于当所述重传指示信息为重传错误指示信息,则重新传送所述最后重传所发送的数据包,以及,当所述重传指示信息为重传正确指示信息,则发送下一个待传输数据包。
本领域的技术人员可以理解,在其他实施例中,上述图9中所示重传控制装置313和重传控制装置322可以通过一个装置来实现,具体不赘述。
本领域的技术人员可以理解,在本发明的第七实施例中,所述辅助控制装置还包括缓存清除装置,用于当所述重传指示信息为重传正确指示信息时,从缓存中删除所述最后重传数据包相关的信息。
在本发明的第八实施例中,还提供了一种采用自动重复请求机制的无线网络的通信设备,其包括如上述第六实施例中所述的控制装置以及上述第六实施例中所述的辅助控制装置。
本领域的技术人员可以理解,在上述第八实施例中所提供的通信设备,可以是网络设备,也可以是用户设备。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。