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CN1780255A - 非均等保护的无线数据传输方法 - Google Patents

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CN1780255A
CN1780255A CNA2004100916118A CN200410091611A CN1780255A CN 1780255 A CN1780255 A CN 1780255A CN A2004100916118 A CNA2004100916118 A CN A2004100916118A CN 200410091611 A CN200410091611 A CN 200410091611A CN 1780255 A CN1780255 A CN 1780255A
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CNA2004100916118A
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贾振堂
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Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
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Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种非均等保护的无线数据传输方法,当所要传输的同一个码流中具有时序关系的数据有不同的重要级别时,采用相应安全等级的传输策略,从而提高数据的整体传输效率。包括:发送端将待发送的数据包根据其不同的重要级别特征赋予不同的重要级别参数值,重要级别参数值越高的的数据包越重要;发送端依据数据包的重要级别参数值和信道条件来共同判决,产生包括最大重传次数、信道编码方案、调制方案的一组配置参数,并按配置参数对待发送数据包进行编码、调制处理,该配置参数随处理后的数据包一起传输;接收端获得配置参数,按配置参数对接收的数据包进行解调、解码;在混合自动重复HARQ过程中,服从配置参数中给出的最大重传次数。

Description

非均等保护的无线数据传输方法
技术领域
本发明涉及移动通信系统中的无线数据传输技术,更确切地说是涉及一种非均等保护的无线数据传输方法,当所要传输的同一个码流中具有时序关系的数据有不同的安全等级时,采用不同的处理方法进行传输,从而提高数据的整体传输效率。
背景技术
在移动通信过程中,如何利用有限的频谱资源传输更多的用户数据是一个十分重要的课题。目前数据传输技术中包括的链路自适应(LA:LinkAdaptation)技术,由于在提高数据传输速率和频谱利用率方面有很强的优势,已成为目前和未来移动通信系统的关键技术之一。高速下行分组接入(HSDPA:High Speed Down Provide Access)作为一种新的高速分组传输技术,是其中一个典型的代表。
HSDPA采用的关键技术是自适应调制编码(AMC)和混合自动重复(HARQ)。其中AMC技术是根据信道的质量情况,选择最合适的调制和编码方式进行数据传输。信道编码采用1/3Turbo码以及通过相应的码率匹配后产生其它速率的Turbo码。通过编码和调制方式的组合,可以产生不同的传输速率。而HARQ技术是基于信道条件提供精确的编码速率调节,可自动适应瞬时信道条件。
以上所介绍的链路自适应技术,关心的只是链路状态,强调的是如何根据链路状况的变化来自适应地调整数据传输中的控制参数,比如编码方式、调制方式、优选小区等,来达到最大的数据传输速率,也即链路自适应技术是不考虑数据本身特性的,即不根据数据本身的特性来调整传输。
HSDPA技术中涉及有优先级的概念(Priority class),有优先级控制,但HSDPA中的优先级控制仅仅是用来确定数据传输时的先后次序,相同优先级的数据块逻辑地安排为一个码流,高优先级的数据码流优先传输,每一个这样的优先级码流都有自己独立的传输序列号(TSN)。系统会根据信道的状态自适应地对数据采用不同的编码、调制、以及重传策略,但是HSDPA重传策略判决的依据是信道状态而不是数据的重要性特征。HSDPA中也有服务质量(QOS)的区别,但该QOS是对应不同的应用,比如话音、视频、数据等的不同QOS,而不是同一个码流中、彼此间具有时序关系的数据的重要性。由于没有定义数据传输的安全性,其后果就是不能保证高优先级数据的差错率就比低优先级数据的小,即不保证高优先级的数据得到更高的传输正确率。
实际上,在数据通信的过程中,并非所有的数据都有相同的重要性。比如话音编码产生的一帧数据就分为A,B,C三个部分,它们具有不同的安全性特征。传输时如果仅仅考虑链路自适应,而不考虑数据本身的安全性特征、从而单纯采用相同的传输策略,就会使重要的数据得不到应有的传输保障,而不重要的数据又可能被给予过多的保护,从而造成整体资源的浪费,降低了数据传输的整体效率。
因此在现有的链路自适应传输方法中,对一个各部分数据具有不同重要性的应用码流,采用相同的差错保护机制和相同的传输保护策略,显然是不合理的,其结果是等效于降低了带宽的利用率。
发明内容
本发明的目的是设计一种非均等保护的无线数据传输方法,当所要传输的同一个码流中具有时序关系的数据有不同的安全等级时,采用不同的处理方法进行传输,从而提高数据的整体传输效率。
实现本发明目的的技术方案是这样的:一种非均等保护的无线数据传输方法,适用于同一个码流中具有时序关系的数据包有不同重要级别的情况下,其特征在于包括:
A.发送端将待发送的数据包根据其不同的重要级别特征赋予不同的重要级别参数值,重要级别参数值越高的数据包越重要;
B.发送端依据数据包的重要级别参数值和信道条件来共同判决,产生一组配置参数,该配置参数使不同重要级别的数据包获得相应安全等级的传输策略,该配置参数随数据包一起传输;
C.接收端获得所述的配置参数,按配置参数对接收的数据包进行解包处理和执行混合自动重复HARQ过程。
所述步骤B中的配置参数包括最大重传次数、信道编码方案和调制方案,并按编码方案、调制方案对待发送数据包进行编码、调制处理,获得所述的相应安全等级的传输策略;所述步骤C中,是按所述的编码方案、调制方案对接收的数据包进行解码、解调处理,和在混合自动重复HARQ过程中,服从配置参数中给出的最大重传次数。
所述步骤B中的共同判决,包括:对于重要级别参数值高或者信道条件差的数据包采用低的调制速率、低的编码速率和高的最大重传次数,对于重要级别参数值低或者信道条件好的数据包采用高的调制速率、高的编码速率和低的最大重传次数,甚至最大重传次数为零。
本发明的非均等保护的无线数据传输方法,发送端将待发送的数据包根据其不同的重要性特征在数据包包头中赋予不同的重要级别参数值;发送端依据数据包的重要级别参数值及信道条件共同判决,产生包括最大重传次数、信道编码方案、调制方案的一组配置参数,并按配置参数对待发送数据包进行编码、调制处理,该配置参数随处理后的数据包一起传输;接收端获得所述的配置参数,并按配置参数对接收的数据包进行解调、解码,和在混合自动重复HARQ过程中,按所给定的最大重传次数执行重传,即不超过指定的最大重传次数。
由于通信中所传输的数据往往并不具有相同的重要性,而现有的高速数据传输技术对所有的数据采用相同的传输策略,这不是一种优化的方案。本发明假设所要传输的具有时序关系的同一个码流中的数据分为不同安全等级,并在传输过程中分别采用相应安全等级的传输策略,从而提高了数据的整体传输效率。
本发明是根据数据的安全等级,在HARQ的过程中进行相应处理的方法,即对安全等级高的数据采用更为可靠、更为安全的传输手段,选择编码速率和调制方式较低的传输模式,对安全等级低的数据则采用编码速率和调制方式较高的传输模式。传输控制过程中,信道状态参数与数据的“重要性级别”共同参与AMC的判决。
本发明不仅仅根据信道状态来决定MCS,而是让数据“重要级别”与信道状态参数共同参与AMC的判决。本发明在对数据之间具有时序关系的同一个数据流中,对传输具有不同重要性的数据采用不同的保护策略,即重要级别高的数据的传输保护策略比重要级别低的数据的传输保护策略更为安全、可靠。
在传输的过程中,除了HSDPA中现有的处理策略之外,把HARQ“允许重传次数”也作为一个可以调整的参数,即安全级别高的数据允许被更多次地重传。
本发明的方法,不但可以根据信道的状态来选择编码、调制策略,还可以对数据之间具有时序关系的同一个数据流中的具有不同重要级别的数据采用不同的保护策略,即自适应地采用不同的编码、调制方法和执行不同的重传次数,使无线数据传输的整体效率得到提高。
附图说明
图1是数据发送端(基站)的处理过程示意图;
图2是数据接收端(用户终端)的处理过程示意图。
具体实施方式
本发明所描述的技术,在采用链路自适应技术的基础上,加入数据“重要性级别”这一因素。为了方便叙述,以下简称为V-参数,使之与链路状态参数一起参与对AMC以及HARQ参数的调节。数据的V-参数值越高表示数据越重要。体现在HARQ的过程中,对不同V-参数值的数据采用不同的传输参数配置。
通常,同一个数据流中的应用层数据也分为不同的重要等级。这是本发明的假设,也是客观存在的事实,例如在AMR(Adaptive Multi Rate),Mpeg4,H26L等编码器产生的码流中都可以产生不同重要等级的数据,他们往往可以划分为A,B,C三个等级。这些数据可以形成具有不同V-参数值的用户数据包(SDU)。
本发明的方法是在数据的无线传输处理过程中,不仅根据信道状态来确定调制编码方案(MCS),还考虑数据的V-参数,对不同V-参数值的数据采取不同的编码、调制和重传(HARQ)策略。
参见图1,数据发送端(Node B端)的处理过程。其主要特点是:数据的V-参数也做为AMC判决模块的输入之一。
由于由不同应用层软件所产生的数据具有不同的存储方式,因此需要对SDU的格式进行规范化,定义统一的数据包格式。为了方便叙述,将本发明的非均等保护的无线数据传输技术简称为UPw技术(Unequal Protectedwireless data transmission),将这种按规范化格式统一的用户数据包SDU简称为UPw-SDU。在UPw-SDU包头中赋有V-参数,包的长度可变。
步骤11,进行UPw-SDU规范或格式转换。对于现有应用程序已经产生的划分了等级的数据包需要进行格式的转换,即转换为UPw-SDU;对于尚没有考虑数据等级划分的应用程序,可以建议这些应用程序按照规范的UPw-SDU格式来封装数据包。
Node B端,从用户传送下来的每个用户数据包UPw-SDU的包头都携带V-参数信息,该V-参数信息反映了对应数据包的数据重要性级别。Node B端对传送来的UPw-SDU的具体处理过程可分为以下几个步骤:
步骤12,首先解析每个用户数据包UPw-SDU的包头,从中提取出每个数据包的数据重要性级别——V-参数,并将从每个UPw-SDU包头中提取的V-参数,送给AMC(自适应调制编码)判决模块作为判决的依据之一,经解析后的用户数据包SDU送媒体访问控制(MAC)层及物理层处理。
步骤13,将信道状态信息(信道条件)也传送给AMC判决模块作为判决的另一依据,信道状态信息有多种来源,例如下层的测量信息、HARQ的统计信息等。AMC判决模块同时根据信道状态参数和V-参数,或者通过计算或者通过查表来生成编码调制(MCS)方案,送媒体访问控制(MAC)层及物理层处理。
MCS方案是一组传输配置参数,这些参数包括最大重传次数(ARQ)、信道编码方案、调制方案,以及其他辅助参数。
步骤14,媒体访问控制(MAC)层及物理层对于重要级别—V-参数值高的数据包或者在信道状态差的情况下,都采用更为可靠的编码和调制的方案、即采用较低的编码速率以及较低的调制速率(当然传输速率要降低),相反,对于重要级别—V-参数值低的数据包或者在信道状态好的情况下,则采用较高的编码速率以及较高的调制速率。另外,在HARQ过程中,对V-参数值高的数据包所允许的最大重传次数也高。
实施时,ARQ采用多通道停等方案(N-channel-SAW-HARQ),考虑到减小传输延迟,最好将最大重传次数控制在某一固定值以内,比如4次以内。重传中采用Chase合并的方法来解码。具体某一次HARQ过程所允许的最大重传次数与数据包的V-参数有关,但都不能超过这个固定值。
编码方式可采用Turbo编码,基本速率为1/3,通过打孔和重复生成多种码率的传输数据。调制方式可以选用多种调制方式,包括QPSK,8-PSK,16QAM,甚至64QAM。
Node B端还将上述MCS方案的相关参数通过共享控制信道与经过编码调制处理后的SDU数据包一起传送给用户终端UE(信道编码中的其他步骤,以及HARQ的具体算法,均为成熟技术且与本发明的方法无关,不在此一一列出)。
数据在传输的过程中,根据其原有的先后次序传输,以保证数据之间原有的时序关系。
参见图2,UE端的数据接收过程。
步骤21,UE端通过共享控制信道得到当前传输时间间隔(TTI)的MCS方案,即配置的传输参数,包括信道状态参数和V-参数。
步骤22,然后根据MCS参数—调制方案、编码方案等,对接收的数据包进行解调、解码、以及按最大重传次数实施HARQ过程。
一个例子是:在某次传输中,对于重要级别(安全等级)最高的A类数据包,采用8-PSK调制、1/3Turbo编码和最多重传二次;对于重要级别(安全等级)次高的B类数据包,采用8-PSK调制、1/2Turbo编码和最多重传一次;对于重要级别(安全等级)最低的C类数据包,采用8-PSK调制、1/2Turbo编码和不进行重传。
本发明的方法,不但可以根据信道的状态来选择编码、调制策略,还可以对数据之间具有时序关系的同一个数据流中的具有不同重要级别的数据采用不同的保护策略,即自适应地采用不同的编码、调制和重传方法,使无线数据传输的整体效率得到提高。

Claims (10)

1.一种非均等保护的无线数据传输方法,适用于同一个码流中具有时序关系的数据包有不同重要级别的情况下,其特征在于包括:
A.发送端将待发送的数据包根据其不同的重要级别特征赋予不同的重要级别参数值,重要级别参数值越高的数据包越重要;
B.发送端依据数据包的重要级别参数值和信道条件来共同判决,产生一组配置参数,该配置参数使不同重要级别的数据包获得相应安全等级的传输策略,该配置参数随数据包一起传输;
C.接收端获得所述的配置参数,按配置参数对接收的数据包进行解包处理和执行混合自动重复HARQ过程。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤A中的赋值是将每个数据包的重要级别参数值赋在每个数据包的包头中。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:将重要级别参数值赋在每个数据包的包头中,是将现有应用程序已经产生的划分重要级别的数据转换为具有统一格式的非均等保护传输的数据包,在数据包包头中含有所述的划分的重要级别参数值。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:将重要级别参数值赋在每个数据包的包头中,是由现有尚未考虑数据重要级别划分的应用程序,按照非均等保护传输的数据包的统一格式来封装数据包,在数据包包头中含有重要级别参数值。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤B中的配置参数包括最大重传次数、信道编码方案和调制方案,并按编码方案、调制方案对待发送数据包进行编码、调制处理,获得所述的相应安全等级的传输策略;所述步骤C中,是按所述的编码方案、调制方案对接收的数据包进行解码、解调处理,和在混合自动重复HARQ过程中,服从配置参数中给出的最大重传次数。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于所述步骤B中的共同判决,包括:对于重要级别参数值高或者信道条件差的数据包采用低的调制速率、低的编码速率和高的最大重传次数,对于重要级别参数值低或者信道条件好的数据包采用高的调制速率、高的编码速率和低的最大重传次数,甚至最大重传次数为零。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于还包括:将所述的最大重传次数控制在一个固定值内。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的判决,是利用重要级别参数值和信道条件进行计算,或者根据重要级别参数值和信道条件进行查表,来获得所述的传输策略。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤B中的传输,是按数据包的原有先后次序传输的,来保证每个数据包间的时序关系。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤C中,接收端获得的配置参数,是由发送端通过共享控制信道传送给接收端的。
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