Настоящее изобретение относится в целом к высокоскоростной беспроводной системе передачи пакетных данных и, в частности, касается устройства и способа для поддержания автоматического запроса повторения.
Беспроводные системы связи были разработаны для того, чтобы дать возможность пользователям поддерживать непрерывную связь во время их перемещения. Разработка технологии беспроводной связи дала импульс к исследованиям в области технологии передачи пользователям больших объемов данных.
Для поддержки услуги передачи только речи и относительно низкоскоростной услуги передачи пакетных данных была разработана широкополосная беспроводная система связи с множественным доступом и кодовым разделением каналов (W-CDMA), в типовом варианте - система CDMA2000 1х. Однако на фоне развития технологии связи и расширения запросов пользователей были проведены исследования беспроводных систем связи, поддерживающих услугу высокоскоростной передачи пакетных данных. Среди прочих, примером таких систем является система IS-2000 1xEV-DV (эволюция передачи данных и речи), которая представляет собой новый стандарт CDMA, разработанный под эгидой проекта 3GPP2 (Проект 2 сотрудничества 3-го поколения). Эта система считается предпочтительной для поддержки не только услуги передачи речи, но также и услуги высокоскоростной передачи пакетных данных. Чтобы реализовать систему, способную поддерживать как услугу высокоскоростной передачи данных, так и услугу передачи речи, необходимо разработать базовую станцию (BS) и мобильную станцию (MS), способные к обработке операций высокоскоростной беспроводной передачи пакетных данных.
В беспроводной канальной среде, отличающейся большим разнообразием канальных параметров и сосуществованием разных каналов графика для услуг различных типов, для повышения эффективности или пропускной способности передачи при высокоскоростной передаче данных используют автоматический запрос повторения (далее называемый «ARQ»). Согласно протоколам ARQ приемник запрашивает повторную передачу при появлении ошибки в принятых данных, а передатчик повторно передает данные в ответ на этот запрос, так что приемник может обеспечить качество приема на заранее установленном уровне.
В типовой беспроводной системе связи запрос ARQ не может рассматриваться как услуга речевого вызова, поскольку услуга речевого вызова запрашивается при обработке в реальном времени.
Таким образом, запрос ARQ поддерживался ограниченно на верхнем уровне только для услуги передачи данных на основе коммутации каналов. Для увеличения пропускной способности передачи было предложено поддерживать запрос ARQ не на верхнем, а на физическом уровне, причем это предложение обсуждается как часть стандарта для высокоскоростной беспроводной системы передачи пакетных данных (например, системы 1xEV-DV), которая разрабатывается в настоящее время.
В обсуждаемой системе приемник исправляет ошибку, существующую в принятых данных, в рамках своих возможностей исправления ошибок, и посылает на передатчик сообщение с запросом на повторную передачу, когда он не может исправить ошибку: эта технология называется гибридным запросом ARQ (далее называется «H-ARQ»). Поскольку услуга высокоскоростной передачи данных скоро станет коммерчески доступной, были проведены исследования и анализ технологии эффективного применения нового запроса H-ARQ в действующей системе, где используется код с исправлением ошибок с переменной скоростью кодирования, в отличие от существующего гибридного H-ARQ, где используется код с исправлением ошибок с фиксированной скоростью кодирования. Кроме того, было выполнено по меньшей мере одно исследование способа применения в указанной системе модуляции высокого уровня, например, 8-ричной фазовой манипуляции (8-PSK), 16-ричной квадратурной амплитудной модуляции (16 QAM), двоичной фазовой манипуляции (BPSK) и квадратурной фазовой манипуляции (QPSK), для канальной структуры, обеспечивающей высокоскоростную передачу.
Новый стандарт CDMA, система IS-2000 1xEV-DV, заимствует схему кодирования, где используются квазикомплементарные турбокоды (QCTC). Коды QCTC поддерживают переменную скорость кодирования для H-ARQ для высокоскоростных данных и гарантируют повышение эффективности гибкого объединения посредством H-ARQ. В системе 1xEV-DV передача и прием пакетных данных выполняется посредством H-ARQ или быстродействующего H-ARQ физического уровня.
При реализации H-ARQ вдобавок к пропускной способности передачи необходимо учитывать множество факторов с точки зрения сложности системы, таких как размер буфера и нагрузка передатчика и приемника, связанная с обменом сигналами. Соответственно, имеется потребность в алгоритме управления, обеспечивающем более эффективное управление H-ARQ, для повышения эффективности системы и качества обслуживания в высокоскоростной беспроводной системе передачи пакетных данных.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа для управления протоколом H-ARQ в высокоскоростной беспроводной системе передачи пакетных данных.
Другой задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа для передачи ответа на пакет, принятый в соответствии с протоколом H-ARQ, в высокоскоростной беспроводной системе передачи пакетных данных.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа для раздельной обработки первоначально переданного пакета и повторно переданного пакета, которые приняты согласно протоколу H-ARQ, в высокоскоростной беспроводной системе передачи пакетных данных.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения предлагается способ автоматического запроса повторения (ARQ) для создания пакета кодера путем приема управляющей информации, включающей в себя: идентификатор субпакета (SP_ID), представляющего очередность субпакета; размер (EP_SIZE) пакета кодера и идентификатор очередности (AI_SN), который переключается каждый раз, когда передается новый пакет кодера, при приеме одного из множества субпакетов, созданных путем сегментирования битового потока, полученного путем кодирования пакета кодера передачи, в беспроводной системе передачи пакетных данных. Способ ARQ содержит: создание пакета кодера путем выполнения процесса декодирования принятого субпакета, вызванного начальной передачей, если как AI_SN, так и ЕР_SIZE не идентичны ранее принятым AI_SN и ЕР_SIZE; определение того, установлено ли значение SP_ID равным значению, представляющему начальную передачу, если как AI_SN, так и EP_SIZE идентичны ранее принятым AI_SN и EP_SIZE и если в ответ на ранее принятый субпакет передается сигнал подтверждения (АСК); создание пакета кодера путем выполнения процесса декодирования принятого субпакета, вызванного начальной передачей или повторной передачей, в соответствии с SP_ID; и создание пакета кодера путем выполнения процесса декодирования принятого субпакета, вызванного повторной передачей, если как AI_SN, так и EP_SIZE идентичны ранее принятым AI_SN и EP_SIZE и если в ответ на ранее принятый субпакет АСК не передается.
Вышеуказанные и другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из последующего подробного описания вместе с сопроводительными чертежами, на которых:
фиг.1 - схематическое представление структуры передатчика F-PDCH для услуги передачи пакетных данных;
фиг.2 - схематическое представление структуры приемника F-PDCH, соответствующего передатчику F-PDCH по фиг.1;
фиг.3 - блок-схема, иллюстрирующая взаимосвязь между верхним уровнем и физическим уровнем для типовой обработки Н-ARQ;
фиг.4 - блок-схема, иллюстрирующая улучшенную взаимосвязь между верхним уровнем и физическим уровнем для типовой обработки H-ARQ;
фиг.5 - блок-схема, иллюстрирующая иерархическую структуру мобильной станции согласно предпочтительному варианту настоящего изобретения;
фиг.6 - блок-схема, иллюстрирующая операцию обнаружения ответа H-ARQ базовой станцией, которая использует типовую схему обнаружения одного из трех состояний;
фиг.7 - блок-схема, иллюстрирующая выполнение операции Н-ARQ базовой станцией с использованием MAC_ID, ARQ_ID, SP_ID и ЕР_SIZE согласно варианту настоящего изобретения;
фиг.8 - блок-схема, иллюстрирующая выполнение операции Н-ARQ мобильной станцией с использованием MAC_ID, ARQ_ID, SP_ID и ЕР_SIZE согласно варианту настоящего изобретения;
фиг.9 - блок-схема, иллюстрирующая выполнение операции Н-ARQ базовой станцией с использованием MAC_ID, ARQ_ID, SP_ID, EP_SIZE и AI_SN согласно варианту настоящего изобретения;
фиг.10 - блок-схема, иллюстрирующая выполнение операции Н-ARQ мобильной станцией с использованием MAC_ID, ARQ_ID, SP_ID, EP_SIZE и AI_SN согласно варианту настоящего изобретения;
фиг.11 - блок-схема, иллюстрирующая выполнение операции Н-ARQ базовой станцией согласно другому варианту настоящего изобретения;
фиг.12 - блок-схема, иллюстрирующая выполнение операции Н-ARQ мобильной станцией согласно другому варианту настоящего изобретения;
фигуры с 13А по 13D - диаграммы прохождения сигналов для нормальных ситуаций согласно протоколу H-ARQ;
фигуры с 14А по 14Е - диаграммы прохождения сигналов для ненормальных ситуаций согласно протоколу H-ARQ; и
фиг.15 - блок-схема, иллюстрирующая выполнение операции H-ARQ мобильной станцией согласно дополнительному варианту настоящего изобретения.
Далее со ссылками на прилагаемые чертежи подробно описывается несколько предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения. На чертежах одинаковые или похожие элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями, даже если они изображены на разных чертежах. В последующем тексте подробное описание включенных сюда известных функций и конфигураций для удобства опущено.
Далее описываются основные каналы, необходимые для предоставления услуги высокоскоростной передачи пакетных данных согласно настоящему изобретению. Используемый здесь термин «прямой канал» относится к каналу, сконфигурированному в направлении от базовой станции к мобильной станции, а термин «обратный канал» относится к каналу, сконфигурированному в направлении от мобильной станции к базовой станции. В большинстве случаев большие объемы пакетных данных передаются от базовой станции к мобильной станции, так что настоящее изобретение будет описано со ссылкой на прямую передачу данных. Таким образом, знакомясь с последующим описанием, следует иметь в виду, что передатчик относится к базовой станции, а приемник относится к мобильной станции. Конечно, настоящее изобретение можно применить к системам всех типов, которые осуществляют беспроводную передачу и прием данных, не ограниваясь передачей данных от базовой станции к мобильной станции.
Прямые каналы для услуги передачи пакетных данных делятся на общий канал, канал управления и канал трафика. В последующем описании префикс «F-» для конкретного канала означает прямую линию связи, сконфигурированную в направлении от базовой станции к мобильной станции, в то время как префикс «R-» для конкретного канала означает обратную линию связи, сконфигурированную в направлении от мобильной станции к базовой станции.
Общий канал представляет канал (PICH) пилот-сигнала и обеспечивает опорное изменение амплитуды и фазы для синхронной демодуляции на мобильной станции. Канал трафика включает в себя канал (PDCH) пакетных данных для действительной передачи пакетных данных, а канал управления включает в себя канал управления (F-PDCCH) прямой передачей пакетных данных для передачи управляющей информации, относящейся к приему канала пакетных данных.
Управляющая информация включает в себя информацию следующих типов: идентификатор (MAC_ID) управления доступом к среде передачи, представляющий мобильную станцию-адресат, на которую направлен пакет передачи; идентификатор (SP_ID) субпакета, представляющий номер повторной передачи пакета передачи; идентификационный порядковый номер (AI_SN) для ARQ, который периодически переключается при каждой передаче нового пакета, указывая, является ли пакет передачи пакетом с четным номером либо пакетом с нечетным номером; идентификатор ARQ (ARQ_ID), представляющий канал, по которому выполняется передача, из числа одновременно передаваемых каналов ARQ; размер (EP_SIZE) пакета кодера, представляющий размер пакета передачи; индикатор пространства Уолша, представляющий коды Уолша, используемые для PDCH, и идентификатор (CDM) кодового разделения каналов.
Далее описывается типовая схема для приема и передачи прямого канала (F-PDCH) пакетных данных для услуги передачи пакетных данных.
На фиг.1 схематически представлена структура передатчика F-PDCH для услуги передачи пакетных данных. Здесь передатчик F-PDCH относится к базовой станции.
Обратимся к фиг.1, где входная последовательность F-PDCH подается на сумматор 10 с циклическим избыточным кодом (CRC), и сумматор CRC 10 добавляет 16-разрядный CRC к входной последовательности. Входная последовательность с добавленным CRC кодируется канальным кодером 11. Здесь входную последовательность называют «пакетом кодера» (ЕР), поскольку она кодируется канальным кодером 11. Канальный кодер 11 имеет заранее установленную скорость кодирования R для кодирования пакета кодера. Если скорость кодирования R равна k/n (n и k - взаимно простые числа), канальный кодер 11 выдает n бит для k-разрядного входного пакета кодера. Скорость кодирования может составлять, например, 1/2 или 3/4.
В канальном кодере 11 используют турбокодирование, которое считается наиболее подходящим типом кодирования для надежной высокоскоростной передачи мультимедийных данных в системе мобильной связи следующего поколения. Пакет кодера, закодированный с использованием турбокодирования, делится на систематическую часть и часть для контроля по четности. Систематическая часть означает саму информацию, подлежащую передаче, а часть для контроля по четности относится к информации для исправления ошибок, добавляемой в передатчике во время кодирования, для исправления ошибки, появившейся во время передачи.
Например, если скорость кодирования представляет собой симметричную скорость кодирования 1/2, то канальный кодер 11 создает 2-разрядный кодированный выходной сигнал в ответ на 1-разрядную входную последовательность, причем кодированные биты включают 1-разрядную систематическую часть (информационный бит) и 1-разрядную часть для контроля по четности (бит контроля по четности). В другом примере, если скорость кодирования R представляет собой асимметричную скорость кодирования 3/4, то канальный кодер 11 создает 4-разрядный кодированный выходной сигнал в ответ на 3-разрядную входную последовательность, причем кодированные биты включают в себя 3-разрядную систематическую часть и 1-разрядную часть для контроля по четности.
В частности, при использовании H-ARQ кодированный поток битов, соответствующий каждому входному пакету кодера, делится на заранее установленное количество субпакетов, каждый из которых имеет разные конфигурации инкрементной избыточности (IR) путем выбора символов кодов QCTC, а канальный кодер 11 создает пакеты последовательно, один за другим, каждый раз, когда принимается запрос на повторную передачу пакета кодера. На практике передатчик при каждой повторной передаче передает разные субпакеты. Поскольку все эти субпакеты соответствуют одному и тому же пакету кодера, здесь предполагается, что передача субпакетов, соответствующих одному и тому же пакету кодера, эквивалентна повторной передаче пакета кодера. Субпакеты идентифицируются идентификатором SP_ID и передаются от базовой станции по каналу F-PDCCH. SP_ID представляет количество повторных передач одного и того же пакета кодера.
Способ создания субпакетов или последовательности, в которой предают субпакеты, определяется в соответствии с типом использованного H-ARQ. Следовательно, множество субпакетов, соответствующих одному и тому же пакету кодера, могут быть либо идентичны, либо отличаться друг от друга. Например, первый субпакет, или первоначально переданный субпакет, содержит (полностью либо частично) систематическую часть в кодированном потоке битов, а повторно переданные субпакеты могут включать в себя только часть для контроля по четности либо (полностью или частично) систематическую часть в соответствии с номером повторной передачи. В последующем описании первый пакет называют «новым субпакетом» (или пакетом начальной передачи), а последующие субпакеты называют «субпакетами продолжения» (субпакетами повторной передачи).
Кодированный выходной сигнал канального кодера 11 подвергается операции сопоставления по скорости в обнаружителе 12 совпадения скорости. Обычно сопоставление по скорости выполняется путем повторения и прореживания кодированного выходного сигнала, когда транспортный канал мультиплексируется либо количество кодированных выходных битов не совпадает с количеством битов, которые могут быть переданы по радио.
Выходной сигнал после сопоставления скорости подвергается перемежению в перемежителе 13. Перемежение выполняют таким образом, чтобы поврежденная часть битов передачи была рассеяна вместо того, чтобы оказаться сконцентрированной в определенном месте, в результате чего предотвращается возможность появления пакета ошибок, который часто возникает при передаче битов через канал с замиранием. Предотвращение появления пакета ошибок способствует минимизации потерь при передаче и повышает эффективность канального кодирования.
Выходной сигнал после перемежения преобразуется в символы модуляции в соответствии с конкретным порядком модуляции, выбираемым М-ричным модулятором 14 из следующих типов модуляции: QPSK, 8PSK, 16QAM и 64QAM. Порядок модуляции выбирают в соответствии с текущим состоянием беспроводного канала.
Хотя это на фиг.1 не показано, передатчик расширяет символы модуляции псевдошумовым (PN) кодом для идентификации базовой станции и множеством кодов Уолша для идентификации каналов передачи, так что приемник может идентифицировать каналы передачи данных и базовую станцию, которая передает данные.
На фиг.2 схематически показана структура приемника F-PDCH, соответствующего передатчику F-PDCH по фиг.1. Здесь приемник F-PDCH относится к мобильной станции.
Обратимся к фиг.2, где демодулятор 20 отменяет расширение принятых данных PN кодом для идентификации передающей базовой станции и множеством кодов Уолша для идентификации каналов передачи. Демодулятор 20 демодулирует принятые данные по схеме демодуляции, соответствующей схеме модуляции, использованной модулятором 14 передатчика. Обратный перемежитель 21 выполняет обратное перемежение демодулированного выходного сигнала в соответствии с правилом обратного перемежения, соответствующим правилу перемежения, использованному перемежителем 13 передатчика, в результате чего выдаются субпакеты. Здесь термин «субпакет» относится к каждому из множества блоков передачи, которые передаются для одного и того же пакета кодера, причем субпакет идентифицируется идентификатором SP_ID, переданным от базовой станции через канал F-PDCCH. Сумматор 22 объединяет субпакеты, накопленные в буфере 26 ARQ для одного и того же пакета кодера, с субпакетами, выданными обратным перемежителем 21, в соответствии с используемым типом H-ARQ. Если для одного и того же пакета кодера не накоплено ни одного субпакета, то субпакеты, выданные обратным перемежителем 21, поступают на выход без объединения. Выходной сигнал сумматора 22 подается в канальный декодер 23 и одновременно запоминается в буфере 26 ARQ, с тем чтобы его можно было объединить со следующим принимаемым субпакетом.
Канальный декодер 23 декодирует выходной сигнал сумматора 22 по заранее установленной схеме декодирования, в результате чего восстанавливается требуемый пакет кодера. Схему декодирования определяют на основе схемы кодирования, реализованной в канальном кодере 11 передатчика.
Проверочный блок 24 CRC выделяет CRC из пакета кодера, декодированного канальным декодером 23, и определяет на основе выделенного CRC, имеется ли в пакете кодера ошибка. В результате такого определения проверочный блок 24 CRC передает на базовую станцию по обратному каналу подтверждения (R-ACKCH) сигнал подтверждения (АСК), указывающий на правильный прием пакета кодера, либо сигнал отсутствия подтверждения (NAK), указывающий на необходимость запроса повторной передачи для этого пакета кодера.
Когда передано сообщение АСК, выполняется инициализация буфера для удаления субпакетов, хранящихся в буфере 26 ARQ для соответствующего пакета кодера. В противном случае, если передано сообщение NAK, то соответствующие субпакеты остаются в буфере 26 ARQ.
Информация о формате, необходимая для приема F-PDCH, сконфигурированного вышеупомянутым образом, может быть получена из управляющей информации, переданной по каналу F-PDCCH. Как упоминалось выше, управляющая информация включает в себя MAC_ID, SP_ID, AI_SN, ARQ_ID и EP_SIZE. Мобильная станция определяет, идентичен ли MAC_ID, полученный путем демодуляции F-PDCCH, ее собственному MAC_ID. Если полученный MAC_ID идентичен ее собственному MAC_ID, то мобильная станция активизирует приемник F-PDCH для приема данных F-PDCH, а затем передает результат декодирования для принятых данных на базовую станцию по каналу R-ACKCH.
Вышеописанные передатчик и приемник соответствуют физическим уровням базовой станции и мобильной станции соответственно. В типовой системе беспроводной связи с иерархической структурой запрос H-ARQ обеспечивается на верхнем уровне.
На фиг.3 представлена блок-схема, иллюстрирующая взаимосвязь между верхним уровнем и физическим уровнем для типовой обработки H-ARQ. Обратимся к фиг.3, где на физическом уровне 32 декодируют сигнал, переданный по беспроводному каналу, и декодированные данные доставляются на уровень 30 MAC, то есть верхний уровень вместе с результатом проверки CRC в виде мультиплексированного блока протокольных данных (MuxPDU). Уровень 30 MAC по результату проверки CRC определяет, имеется ли ошибка в декодированных данных от физического уровня 32. Если ошибка не появилась, то уровень 30 MAC запрашивает передачу новых данных. Далее уровень 30 MAC обрабатывает эти данные в соответствии с протоколом линии радиосвязи (RLP). Таким путем уровень 30 MAC определяет данные, действительно переданные от упомянутого передатчика.
В случае, когда обработка H-ARQ обеспечивается уровнем 30 MAC, данные, декодированные физическим уровнем 32, должны быть доставлены на уровень 30 MAC, то есть верхний уровень, что вызовет уменьшение скорости обработки данных для каждой повторной передачи и увеличение нагрузки на уровень 30 MAC во время высокоскоростной обработки данных.
Вдобавок, при выполнении обработки H-ARQ на верхнем уровне не может быть выполнено гибкое объединение для одних и тех же данных. Причина этого состоит в том, что, хотя физический уровень может сохранить гибкое значение для каждого принятого демодулированного символа, символы, доставленные на верхний уровень, преобразуются с присвоением жесткого значения, которое представляет собой двоичное значение со всеми нулями или всеми единицами. Таким образом, даже если кодированные символы для одного и того же пакета кодера принимаются повторно в результате повторной передачи, эти кодированные символы не могут быть подвергнуты «гибкому» объединению. Единственным доступным способом объединения символов является вычисление количества нулей или единиц для символов, имеющих двоичное значение; сравнение количества нулей с количеством единиц; и выбор тех символов, которых оказалось больше. Этот способ называют «голосованием путем простого большинства». Однако голосование путем простого большинства также практически не используется из-за требуемого объема вычислений. В противном случае, если обработку H-ARQ выполняют на физическом уровне, то кодированные символы для одного и того же пакета кодера можно подвергнуть гибкому объединению, обеспечив эффективное использование ресурсов.
По этим причинам согласно варианту изобретения предложена структура для обработки части операции H-ARQ на физическом уровне, как показано на фиг.4.
На фиг.4 представлена блок-схема, иллюстрирующая улучшенную взаимосвязь между верхним уровнем и физическим уровнем для обработки H-ARQ. Обратимся к фиг.4, где в целях быстрой обработки и реакции на H-ARQ часть операции H-ARQ, которая обычно выполнялась на уровне 30 MAC, выполняется теперь на физическом уровне 44 или подуровне 42, лежащем между уровнем 40 MAC и физическим уровнем 44. Здесь подуровень 42 называется далее подуровнем 42 управления H-ARQ. Подуровень 42 управления H-ARQ выполняет часть операции, которая обычно выполнялась на уровне 30 MAC по фиг.3. Подуровень 42 управления H-ARQ структурно включен в физический уровень 44, а функционально включен в уровень 40 MAC. Структура подуровня 42 управления Н-ARQ такова, что он должен выполнять только операцию определения того, следует ли повторно передавать данные от имени уровня 40 MAC, в результате чего сокращается время обработки H-ARQ для тех же данных.
Усовершенствованная структура на фиг.4 повышает скорость обработки H-ARQ по сравнению с известной структурой. Структура по фиг.3 принимает сигнал NAK посредством передачи одного пакета, и возникает задержка из-за подтверждения приема, составляющая, как минимум, порядка 200 мс, до момента времени, когда будет передан пакет повторной передачи. Однако в структуре по фиг.4 задержка из-за подтверждения приема укорачивается до нескольких миллисекунд. В случае, когда в канале F-PDCH используется адаптивная модуляция и кодирование (АМС), что изменяет схему модуляции и скорость кодирования в соответствии с состоянием канала, такая небольшая задержка из-за подтверждения приема является несомненным достоинством. Для того чтобы эффективно организовать запрос H-ARQ с использованием межуровневой структуры между верхним уровнем и физическим уровнем, потребуется протокол повторной передачи для передатчика в соответствии с запросом повторной передачи (то есть NAK, переданного от приемника). Для этого в системе CDMA2000 1х, специфицированной согласно проекту 3GPP2, используется асинхронная адаптивная инкрементная избыточность (AAIR). Согласно AAIR базовая станция выполняет асинхронную пакетную передачу на мобильную станцию в зависимости от информации о качестве прямого канала, сообщенной мобильной станции, а схема модуляции, скорость кодирования и длина тактового интервала (слота) для пакета передачи определяется адаптивно в соответствии с качеством канала. Если первоначальная передача пакета оказалась неудачной, его передают повторно, причем конфигурация кодовых символов (или субпакет), переданная при повторной передаче, может отличаться от конфигурации кодовых символов, переданной при первоначальной передаче. AAIR увеличивает отношение сигнал-шум (SNR) пакета данных в соответствии с увеличением количества повторных передач и повышает эффективность кодирования пропорционально уменьшению скорости кодирования, что улучшает эффективность передачи/приема пакетных данных.
На фиг.5 представлена блок-схема, иллюстрирующая иерархическую структуру мобильной станции согласно предпочтительному варианту настоящего изобретения. На фиг.5 контроллер 50 H-ARQ соответствует подуровню 42 управления H-ARQ, а передатчик 52 R-ACKCH, приемник 54 F-PDCCH и приемник 56 F-PDCH соответствуют физическому уровню 44. Приемник 56 F-PDCH идентичен по своей структуре приемнику, описанному в связи с фиг.2.
Обратимся к фиг.5, где передатчик 52 R-ACKCH генерирует сигнал АСК или сигнал NAK, подлежащие передаче по каналу R-АСКСН, под управлением контроллера 50 H-ARQ. Приемник 54 F-PDCCH декодирует управляющую информацию, принятую по каналу F-PDCCH, и подает декодированный результат в контроллер 50 H-ARQ и приемник 56 F-PDCH. Приемник 56 F-PDCH, подсоединенный к межуровневому буферу 58 для принимаемых пакетов, принимает любые пакетные данные, принятые по каналу F-PDCH, и выполняет демодуляцию и декодирование принятых пакетных данных под управлением контроллера 50 H-ARQ. Данные, успешно декодированные приемником 56 F-PDCH, запоминаются в межуровневом буфере 58 под управлением контроллера 50 H-ARQ. Межуровневый буфер 58 под управлением контроллера 50 H-ARQ доставляет запомненные данные на верхний уровень с периодами, определенными таким образом, чтобы не перегружать верхний уровень.
Контроллер 50 H-ARQ определяет, будет ли он выполнять повторную передачу или начальную передачу пакетных данных, принятых приемником 56 F-PDCH, в зависимости от управляющей информации MAC_ID, ARQ_ID, SP_ID, EP_SIZE и AI_SN, принятой приемником 54 F-PDCCH, и осуществляет управление передатчиком 52 R-ACKCH в соответствии с результатом обработки, формируя в итоге сигнал АСК или NAK.
В качестве схемы обнаружения АСК и NAK можно использовать схему двоичного обнаружения либо схему обнаружения одного из трех состояний для выявления АСК, NAK или Silence (молчание), при реализации которой мобильная станция информирует базовую станцию об успешном декодировании пакета кодера по каналу R-АСКСН. Термин «Silence» означает действительное отсутствие ответа, когда канал R-ACKCH отключен.
На фиг.6 показана процедура для обнаружения АСК, NAK или Silence приемником R-АСКСН базовой станции в случае, когда применяется схема обнаружения одного из трех состояний. Обратимся к фиг.6, где базовая станция выделяет сигнал R-ACKCH путем отмены расширения принятого сигнала с помощью расширяющего кода, присвоенного R-ACKCH (шаг 60), а затем определяет уровень мощности (или энергии) путем разделения сигнала R-ACKCH на сигнал синфазного (I) канала и сигнал квадратурного (Q) канала и суммирования квадратов выделенных канальных сигналов (шаг 62). Обнаруженный уровень мощности сравнивают с заранее установленным порогом (шаг 64). Если обнаруженный уровень мощности ниже этого порога, это означает, что канал R-ACKCH отключен мобильной станцией, так что базовая станция обнаруживает Silence (шаг 66). Однако, если обнаруженный уровень мощности больше или равен порогу, то базовая станция декодирует сигнал R-ACKCH, определяет, соответствует ли результат декодирования АСК или NAK, а затем передает новый субпакет для того же пакета кодера (процесс повторной передачи) или передает субпакет начальной передачи для нового пакета кодера (процесс начальной передачи) в соответствии с результатом определения (шаг 68).
Как было описано выше, базовая станция может повторно передавать один и тот же пакет кодера в соответствии с ответом от мобильной станции. В этом случае мобильная станция должна определить, является ли принимаемый в данный момент пакет повторно переданным пакетом либо первоначально переданным пакетом, и выполняет процесс в соответствии с результатом этого определения. Если мобильная станция определяет, является ли принятый в данный момент пакет повторно переданным пакетом, только в зависимости от того, было ли передано ранее сообщение АСК или NAK, мобильная станция может неправильно интерпретировать реакцию на R-ACKCH. В результате мобильная станция может выполнить ненужную обработку либо ошибочно отбросить принятый пакет.
Следовательно, согласно варианту настоящего изобретения мобильная станция определяет, будет ли выполняться повторная передача или начальная передача для принятого в данный момент пакета в зависимости от предыдущей реакции на R-ACKCH и/или управляющей информации по каналу F-PDCCH. Информация, относящаяся к повторной передаче и включенная в управляющую информацию по F-PDCCH, содержит ARQ_ID, указывающий на канал ARQ, которому принадлежит пакет передачи; EP_SIZE, указывающий размер пакета кодера; SP_ID, указывающий очередность субпакета, и флаг AI_SN, указывающий на начальную передачу (NEW) или повторную передачу (CONTINUE) пакета передачи.
Далее со ссылками на сопроводительные чертежи описывается, каким образом базовая станция и мобильная станция выполняют обработку H-ARQ по одному из множества каналов ARQ на основе информации, относящейся к повторной передаче, по каналу F-PDCCH. Каждый канал ARQ обрабатывается одинаковым образом.
На фиг. с 7 по 12 показан процесс выполнения обработки Н-ARQ в случае, когда мобильная станция должна обязательно принимать первоначально переданный субпакет (SP_ID=0). Как упоминалось выше, первоначально переданный субпакет включает в себя (полностью либо частично) систематическую часть в кодированном потоке битов. Для успешного декодирования систематическая часть является относительно более важной, чем часть для контроля по четности. На фиг. с 7 по 12, когда мобильная станция упускает F-PDCCH или упускает первоначально переданный по F-PDCCH субпакет, то базовая станция повторно передает первоначально переданный субпакет для того, чтобы повысить долю успешных попыток декодирования пакета кодера. На фиг. с 7 по 12 показан процесс обработки H-ARQ в зависимости от элементов, выбранных из управляющей информации, переданной от базовой станции. В частности, на фиг.7 и 8 показан процесс обработки H-ARQ в зависимости от других элементов, за исключением AI_SN.
На фиг.7 и 8 представлены блок-схемы, иллюстрирующие операции H-ARQ, выполняемые базовой станцией и мобильной станцией в зависимости от MAC_ID, ARQ_ID, SP_ID и EP_SIZE согласно варианту настоящего изобретения. Здесь SP_ID=0 указывает начальную передачу (или первую передачу) для первого субпакета нового пакета кодера.
Обратимся к фиг.7, где базовая станция устанавливает номер передачи Tx_Num в 0 (шаг 100) и определяет, равен ли номер передачи Тх_Num нулю (0), чтобы запустить услугу передачи пакетных данных (шаг 102).
Если номер передачи Tx_Num равен 0 (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 102), то базовая станция передает управляющую информацию, в том числе MAC_ID, ARQ_ID, SP_ID (здесь SP_ID установлен в 0) и EP_SIZE по каналу F-PDCCH при передаче субпакета начальной передачи нового пакета кодера на мобильную станцию по каналу F-PDCH (шаг 104), а затем ожидает ответ от мобильной станции (шаг 106). Далее базовая станция декодирует R-АСКСН от мобильной станции (шаг 108) и анализирует ответ на переданный субпакет от мобильной станции (шаг 110). Если ответ от мобильной станции представляет собой АСК (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 110), то базовая станция возвращается к шагу 102 для передачи нового пакета кодера. В противном случае, если ответом мобильной станции является NAK или Silence, то базовая станция увеличивает номер передачи Tx_Num на 1 (путь «Нет» от блока принятия решения, шаг 110), чтобы повторно передать тот же пакет кодера (шаг 112), а затем возвращается к шагу 102.
Если на шаге 102 определяется, что номер передачи Тх_Num не равен 0 (путь «Нет» от блока принятия решения, шаг 102), то базовая станция определяет, является ли последний ответ от мобильной станции по каналу R-ACKCH ответом Silence (шаг 114). Если последним ответом от мобильной станции был ответ Silence, то есть, если не было предыдущего ответа (путь «Нет» из блока принятия решения, шаг 114), то базовая станция передает управляющую информацию, в том числе предыдущий SP_ID по каналу F-PDCCH при повторной передаче ранее переданного по каналу F-PDCH субпакета (шаг 118). Однако, если последним ответом от мобильной станции был ответ не Silence, то есть, если предыдущий ответ имеется (путь «Да» из блока принятия решения, шаг 114), то базовая станция увеличивает на 1 значение SP_ID управляющей информации, переданной по каналу F-PDCCH, при передаче следующего субпакета ранее переданного пакета кодера по каналу F-PDCH (шаг 116). SP_ID устанавливают равным значению, указывающему номер повторной передачи для того же самого пакета кодера. Например, SP_ID устанавливают равным '01' для первой повторной передачи и '10' для второй повторной передачи.
Далее базовая станция ожидает ответ от мобильной станции для субпакета, переданного на шаге 116 или 118 (шаг 120). Базовая станция декодирует R-ACKCH от мобильной станции (шаг 122) и анализирует ответ от мобильной станции для субпакета, переданного на шаге 116 или 118 (шаг 124). Если ответом от мобильной станции является ответ АСК (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 124), то базовая станция сбрасывает номер передачи Тх_Num в '0', чтобы передать новый пакет кодера (шаг 130), а затем возвращается к шагу 102. Однако, если ответом от мобильной станции было NAK или Silence (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 124), то тогда базовая станция увеличивает номер передачи Tx_Num на 1 (шаг 126), а затем переходит к шагу 128.
На шаге 128 номер передачи Тх_Num сравнивают с ранее установленным максимальным номером передачи МАХ_TX_NUM. Максимальный номер передачи МАХ_ТХ_NUM предотвращает возможность повторной передачи базовой станцией одного и того же пакета данных бесконечное количество раз. Если номер передачи Tx_Num больше или равен максимальному номеру передачи MAX_TX_NUM (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 128), то базовая станция сбрасывает номер передачи Tx_Num в '0', чтобы передать новый пакет кодера (шаг 130), а затем возвращается к шагу 102. Однако, если номер передачи Тх_Num меньше максимального номера передачи MAX_TX_NUM (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 128), то базовая станция возвращается к шагу 102 без изменения номера передачи Tx_Num, чтобы повторно передавать тот же самый пакет кодера.
Обратимся к фиг.8, где мобильная станция инициализирует буфер ARQ и устанавливает номер приема Rx_Num в 0, чтобы принимать услугу передачи пакетных данных (шаг 200). Далее мобильная станция декодирует F-PDCCH от базовой станции (шаг 202) и определяет, обнаружена ли ошибка CRC, исходя из управляющей информации, полученной путем декодирования F-PDCCH, определяя тем самым, выполнила ли мобильная станция успешное декодирование (шаг 204). Управляющая информация, полученная путем декодирования F-PDCCH, включает в себя MAC_ID, SP_ID и ЕР_SIZE. Если декодирование не удалось (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 204), канал R-ACKCH отключается (шаг 206). В этом случае по каналу R-ACKCH ничего не передается, и базовая станция трактует это как Silence.
Если на шаге 204 определяют, что декодирование F-PDCCH было выполнено успешно, (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 204), мобильная станция определяет, идентичен ли MAC_ID, полученный путем декодирования, ее собственному MAC_ID, определяя тем самым, имеются ли какие-либо переданные на нее пакетные данные (шаг 208). Если эти идентификаторы не идентичны друг другу (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 208), канал R-ACKCH отключается (шаг 206).
В противном случае, если идентификаторы MAC_ID идентичны друг другу на шаге 208 (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 208), то мобильная станция определяет, установлен ли в '0' SP_ID, полученный путем декодирования, что указывает на начальную передачу (шаг 210). Если SP_ID установлен в '0' (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 210), то мобильная станция устанавливает в '0' номер приема Rx_Num (шаг 212), а затем очищает буфер ARQ (шаг 214). Затем мобильная станция запоминает субпакет, принятый по каналу F-PDCH, в буфере ARQ и получает пакет кодера путем декодирования принятого субпакета (шаг 216). Если в пакете кодера, полученном путем декодирования на шаге 216, ошибка не обнаружена, то есть, если декодирование F-PDCH выполнено успешно (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 218), то мобильная станция передает АСК по каналу R-ACKCH (шаг 224). Однако, если на шаге 216 не удалось выполнить декодирование (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 218), то мобильная станция увеличивает номер приема Rx_Num на 1 (шаг 220) и передает NAK по R-ACKCH (шаг 226), оставляя данные, хранящиеся в буфере ARQ (шаг 222). Шаги с 212 по 222 в блоке 70, обведенном пунктирной линией, представляют процесс декодирования, вызванный начальной передачей (далее называемый «процесс декодирования, относящийся к начальной передаче»), выполненной мобильной станцией.
Однако, если на шаге 210 определяют, что SP_ID не установлен в '0' (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 210), то мобильная станция сравнивает ЕР_SIZE, полученный путем декодирования F-PDCCH, с ранее принятым EP_SIZE (шаг 228). Если эти размеры EP_SIZE не идентичны друг другу (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 228), то мобильная станция выключает канал R-ACKCH (шаг 206), а затем возвращается к шагу 202, определяя, что невозможно восстановить пакет кодера, поскольку повторно переданный субпакет принят до того, как был принят первоначально переданный субпакет.
Если в результате сравнения на шаге 228 определяют, что размеры EP_SIZE идентичны друг другу (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 228), то мобильная станция объединяет на уровне кодов/пакетов субпакет, принятый по каналу F-PDCH, с предыдущими субпакетами, принятыми ранее и запомненными в буфере ARQ, и запоминает комбинированный пакет в буфере ARQ (шаг 230). После этого мобильная станция получает пакет кодера путем турбодекодирования комбинированного субпакета (шаг 232). Если в пакете кодера ошибка не обнаружена, то есть декодирование выполнено успешно (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 234), то мобильная станция передает АСК по каналу R-ACKCH (шаг 244).
Однако, если декодирование не удалось (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 234), то мобильная станция увеличивает номер приема Rx_Num на 1 (шаг 236), а затем сравнивает увеличенный номер приема Rx_Num с заранее установленным максимальным номером приема MAX_RX_NUM (шаг 238). Максимальный номер приема MAX_RX_NUM предотвращает возможность бесконечного ожидания мобильной станцией повторной передачи одного и того же пакета кодера. Если номер приема Rx_Num больше или равен максимальному номеру приема MAX_RX_NUM (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 238), то мобильная станция очищает буфер ARQ (шаг 240) и передает по каналу R-ACKCH сообщение NAK (шаг 246). Если номер приема Rx_Num меньше максимального номера приема MAX_RX_NUM (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 238), то мобильная станция передает NAK по каналу R-ACKCH (шаг 244), оставляя неизменным содержимое буфера ARQ (шаг 242). Шаги с 230 по 242 в блоке 72, обведенном пунктирной линией, представляют процесс декодирования, вызванный повторной передачей (далее называемой «процесс декодирования, относящийся к повторной передаче»), выполненной мобильной станцией.
На фиг.9 и 10 представлены блок-схемы, иллюстрирующие операции H-ARQ, выполняемые базовой станцией и мобильной станцией в зависимости от MAC_ID, ARQ_ID, SP_ID, EP_SIZE и AI_SN согласно варианту настоящего изобретения. Аналогично, SP_ID=0 указывает на начальную передачу для первого субпакета нового пакета кодера.
Обратимся к фиг.9, где базовая станция устанавливает номер передачи Тх_Num в 0 (шаг 300) и определяет, равен ли номер передачи Tx_Num нулю (0), чтобы запустить услугу передачи пакетных данных (шаг 302).
Если номер передачи Tx_Num равен 0 (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 302), то базовая станция переключает значение AI_SN, то есть изменяет значение AI_SN с 0 на 1, либо с 1 на 0 (шаг 304), передает управляющую информацию, в том числе MAC_ID, ARQ_ID, SP_ID (здесь SP_ID установлен в 0), EP_SIZE и переключенный AI_SN по каналу F-PDCCH при передаче субпакета начальной передачи нового пакета кодера на мобильную станцию по каналу F-PDCH (шаг 306). AI_SN вместе с EP_SIZE служит в качестве двойного проверяющего блока, который частично компенсирует любую неоднозначность в последовательности пакетов кодера. Мобильная станция определяет, является ли текущая передача повторной передачей для того же пакета кодера, используя как AI_SN, так EP_SIZE.
После этого базовая станция ожидает ответ от мобильной станции для переданного субпакета (шаг 308). Базовая станция декодирует R-ACKCH от мобильной станции (шаг 310) и анализирует ответ от мобильной станции для переданного субпакета (шаг 312). Если ответом от мобильной станции является АСК (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 312), то базовая станция возвращается к шагу 302, чтобы передать новый пакет кодера. В противном случае, если ответом мобильной станции является ответ NAK либо Silence (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 312), то базовая станция увеличивает на 1 номер передачи Tx_Num, чтобы повторно передать тот же пакет кодера (шаг 314), а затем возвращается к шагу 302.
Если на шаге 302 определено, что номер передачи Tx_Num не равен 0 (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 302), то базовая станция определяет, является ответ, принятый от мобильной станции по каналу R-ACKCH, ответом Silence (шаг 316). Если последним ответом от мобильной станции был ответ Silence (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 316), то есть, если предыдущего ответа нет, то базовая станция передает управляющую информацию, включающую в себя предыдущий SP_ID по каналу F-PDCCH при повторной передаче ранее переданного по F-PDCH субпакета (шаг 320). Однако, если последним ответом от мобильной станции был ответ не Silence, то есть, если предыдущий ответ имеется (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 316), то базовая станция увеличивает SP_ID управляющей информации, переданной по F-PDCCH, на 1 при передаче следующего субпакета ранее переданного пакета кодера по каналу F-PDCH (шаг 318). После выполнения обоих шагов 318 и 320 базовая станция ждет ответа от мобильной станции для субпакета, переданного на шаге 318 или 320 (шаг 322). Базовая станция декодирует R-ACKCH от мобильной станции (шаг 324) и анализирует ответ от мобильной станции для субпакета, переданного на шаге 318 или 320 (шаг 326). Если ответом мобильной станции является ответ АСК (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 326), то базовая станция сбрасывает номер передачи Tx_Num в '0', чтобы передать новый пакет кодера (шаг 332), а затем возвращается к шагу 302. Однако, если ответом мобильной станции является ответ NAK или Silence (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 326), то базовая станция увеличивает на 1 номер передачи Тх_Num (шаг 328), а затем переходит к шагу 330.
На шаге 330 номер передачи Tx_Num сравнивают с ранее установленным максимальным номером передачи MAX_TX_NUM. Если номер передачи Tx_Num больше или равен максимальному номеру передачи MAX_TX_NUM (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 330), то базовая станция устанавливает номер передачи Tx_Num в '0', чтобы передать новый пакет кодера (шаг 332), а затем возвращается к шагу 302. Однако, если номер передачи Tx_Num меньше максимального номера передачи MAX_TX_NUM (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 330), то базовая станция возвращается к шагу 302, не изменяя номер передачи Тх_Num, чтобы повторно передать тот же пакет кодера.
Обратимся к фиг.10, где мобильная станция инициализирует буфер ARQ и устанавливает номер приема Rx_Num в 0, чтобы принять услугу передачи пакетных данных (шаг 400). После этого мобильная станция декодирует F-PDCCH от базовой станции (шаг 402) и определяет, обнаружена ли ошибка CRC, исходя из управляющей информации, полученной путем декодирования F-PDCCH, определяя тем самым, оказалось ли успешным декодирование на мобильной станции (шаг 404). Управляющая информация, полученная путем декодирования F-PDCCH, включает в себя MAC_ID, SP_ID, EP_SIZE и AI_SN. Если декодирование не удалось (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 404), то канал R-ACKCH отключается (шаг 406). Если на шаге 404 определено, что декодирование F-PDCCH прошло успешно (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 404), то мобильная станция далее определяет, идентичен ли MAC_ID, полученный путем декодирования, ее собственному MAC_ID, определяя тем самым, имел ли F-PDCCH какую-либо информацию, переданную на саму мобильную станцию (шаг 408). Если эти идентификаторы не идентичны друг другу (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 408), то канал R-ACKCH отключается (шаг 406).
В противном случае, если идентификаторы MAC_ID идентичны друг другу на шаге 408 (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 408), то мобильная станция определяет, установлен ли в '0'идентификатор SP_ID, полученный путем декодирования (шаг 410). Если SP_ID установлен в '0' (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 410), то мобильная станция определяет, идентичны ли AI_SN и EP_SIZE, полученные путем декодирования, ранее принятым AI_SN и EP_SIZE (шаг 412). Если и AI_SN и EP_SIZE идентичны ранее принятым AI_SN и EP_SIZE (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 412), то мобильная станция передает АСК по каналу R-ACKCH без декодирования F-PDCH (шаг 426), определяя, что, хотя базовая станция нормально приняла ранее переданный пакет кодера, эта базовая станция не смогла нормально принять АСК, переданное от мобильной станции.
Однако, если и AI_SN и EP_SIZE не идентичны ранее принятым AI_SN и ЕР_SIZE (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 412), мобильная станция устанавливает номер приема Rx_Num в '0' (шаг 414), а затем очищает буфер ARQ (шаг 416). После этого мобильная станция запоминает субпакет, принятый по каналу F-PDCH, в буфере ARQ и получает пакет кодера путем декодирования принятого субпакета (шаг 418). Если в пакете кодера, полученном путем декодирования на шаге 418, не обнаружена ошибка, то есть, если декодирование F-PDCH выполнено успешно (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 420), то мобильная станция передает АСК по каналу R-ACKCH (шаг 426). Однако, если декодирование, выполненное на шаге 418, потерпело неудачу (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 420), то мобильная станция увеличивает номер приема Rx_Num на 1 (шаг 422) и передает NAK по каналу R-АСКСН (шаг 428), оставляя данные, хранящиеся в буфере ARQ (шаг 424). Шаги с 414 по 424 в блоке 74, обведенном пунктирной линией, представляют процесс декодирования, относящийся к начальной передаче, который выполняется мобильной станцией.
Однако, если на шаге 410 определяют, что SP_ID не установлен в '0' (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 410), то мобильная станция сравнивает AI_SN и EP_SIZE, полученные путем декодирования F-PDCCH, с ранее принятыми AI_SN и EP_SIZE (шаг 430). Если и AI_SN и EP_SIZE не идентичны принятым ранее AI_SN и EP_SIZE (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 430), это значит, что повторно переданный субпакет принят до того, как был принят первоначально переданный субпакет. Следовательно, мобильная станция «отключит» R-ACKCH для того, чтобы повторно передать первоначально переданный субпакет (шаг 406), а затем возвращается к шагу 402.
В результате сравнения на шаге 430, если как AI_SN, так и ЕР_SIZE идентичны ранее принятым AI_SN и ЕР_SIZE (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 430), мобильная станция объединяет субпакет на уровне кодов/пакетов, принятый по каналу F-PDCH, с предыдущими пакетами, принятыми ранее и запомненными в буфере ARQ, и запоминает комбинированный пакет в буфере ARQ (шаг 432). После этого мобильная станция получает пакет кодера путем турбодекодирования комбинированного субпакета (шаг 434). Если в пакете кодера ошибка не обнаружена, то есть декодирование выполнено успешно (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 436), то мобильная станция передает АСК по каналу R-ACKCH (шаг 446).
Однако, если декодирование потерпело неудачу (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 436), то мобильная станция увеличивает номер приема Rx_Num на 1 (шаг 438), а затем сравнивает увеличенный номер приема Rx_Num с заранее установленным максимальным номером приема MAX_RX_NUM (шаг 440). Если номер приема Rx_Num больше или равен максимальному номеру приема MAX_RX_NUM (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 440), то мобильная станция стирает содержимое буфера ARQ (шаг 442) и передает NAK по каналу R-ACKCH (шаг 448). Если номер приема Rx Num меньше максимального номера приема MAX_RX_NUM (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 440), то мобильная станция передает NAK по каналу R-ACKCH (шаг 446), оставляя без изменения содержимое буфера ARQ (шаг 444). Шаги с 432 по 444 в блоке 76, обведенном пунктирной линией, представляют процесс декодирования, относящийся к повторной передаче, который выполняется мобильной станцией.
Обратимся к фиг. с 7 по 10, где описаны операции, выполняемые базовой и мобильной станциями, в предположении, что необходимо принять субпакет начальной передачи с идентификатором SP_ID=0. Следовательно, когда пакет начальной передачи упускается, невозможно восстановить пакет кодера. Чтобы компенсировать эти дефекты, на фиг.11 и 12 показаны операции, выполняемые базовой и мобильной станциями, где мобильная станция может декодировать пакет кодера даже до того, как будет принят первоначально переданный субпакет.
Фиг.11 и 12 построены на основе того обстоятельства, что, хотя мобильная станция упустила первый субпакет и выполняет декодирование последующих субпакетов, существует относительно высокая вероятность того, что пакет кодера может быть успешно декодирован. На фиг.11 и 12 определяется, что брак при турбодекодировании из-за пропуска (потери) первоначально переданного субпакета крайне незначителен. Вдобавок, на фиг.11 и 12 показана операция, при которой базовая станция безусловно передает субпакет повторной передачи, не определяя наличие/отсутствие предыдущего ответа, когда она принимает решение по повторной передаче. Однако в альтернативном варианте настоящего изобретения, когда нет предыдущего ответа, базовая станция может повторно передать предыдущий субпакет с простой модификацией.
Здесь предполагается, что операция H-ARQ выполняется с использованием MAC_ID, ARQ_ID, SP_ID, EP_SIZE и AI_SN, a SP_ID=0 указывает на начальную передачу для первого субпакета нового пакета кодера.
Обратимся к фиг.11, где базовая станция устанавливает номер передачи Tx_Num в 0 (шаг 500) и определяет, равен ли номер передачи Tx_Num нулю (0), чтобы запустить услугу передачи пакетных данных (шаг 502).
Если номер передачи Тх_Num равен 0 (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 502), то базовая станция переключает значение AI_SN, то есть изменяет значение AI_SN с 0 на 1, либо с 1 на 0 (шаг 504), передает управляющую информацию, в том числе MAC_ID, ARQ_ID, SP_ID (здесь SP_ID установлен в 0), EP_SIZE и переключенный AI_SN по каналу F-PDCCH, передавая субпакет начальной передачи нового пакета кодера на мобильную станцию по каналу F-PDCH (шаг 506). После этого базовая станция ожидает ответа от мобильной станции для переданного субпакета (шаг 508). Базовая станция декодирует R-ACKCH от мобильной станции (шаг 510) и анализирует ответ от мобильной станции для переданного субпакета (шаг 512). Если ответом от мобильной станции является ответ АСК (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 512), то базовая станция возвращается к шагу 502 для передачи нового пакета кодера. В противном случае, если ответом мобильной станции является NAK или Silence (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 512), то базовая станция увеличивает на 1 номер передачи Tx_Num (шаг 514), а затем возвращается к шагу 502.
Если на шаге 502 определено, что номер передачи Тх_Num не равен 0 (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 502), базовая станция увеличивает на 1 идентификатор SP_ID управляющей информации, переданной по каналу F-PDCCH, при передаче следующего субпакета ранее переданного пакета кодера по каналу F-PDCH (шаг 516).
После этого базовая станция ожидает ответ от мобильной станции для субпакета, переданного на шаге 516 (шаг 518). Базовая станция декодирует R-ACKCH от мобильной станции (шаг 520) и анализирует ответ от мобильной станции для субпакета, переданного на шаге 516 (шаг 522). Если ответом мобильной станции является ответ АСК (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 522), то базовая станция сбрасывает номер передачи Tx_Num в '0', чтобы передать новый пакет кодера (шаг 528), а затем возвращается к шагу 502. Однако, если ответом мобильной станции является ответ NAK или Silence (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 522), то базовая станция увеличивает номер передачи Tx_Num на 1 (шаг 524), а затем переходит к шагу 526.
На шаге 526 номер передачи Tx_Num сравнивают с ранее установленным максимальным номером передачи МАХ_ТХ_NUM. Если номер передачи Tx_Num больше или равен максимальному номеру передачи MAX_TX_NUM (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 526), то базовая станция сбрасывает номер передачи Tx_Num в '0', чтобы передать новый пакет кодера (шаг 528), а затем возвращается к шагу 502. Однако, если номер передачи Tx_Num меньше максимального номера передачи MAX_TX_NUM (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 526), то базовая станция возвращается к шагу 502, не изменяя номер передачи Tx_Num, чтобы повторно передать тот же пакет кодера.
Обратимся к фиг.12, где мобильная станция инициализирует буфер ARQ и устанавливает номер приема Rx_Num в 0, чтобы принять услугу передачи пакетных данных (шаг 600). После этого мобильная станция декодирует F-PDCCH от базовой станции (шаг 602) и определяет, обнаружена ли ошибка CRC, исходя из управляющей информации, полученной путем декодирования F-PDCCH, определяя тем самым, выполнила ли мобильная станция успешное декодирование (шаг 604). Управляющая информация, полученная путем декодирования F-PDCCH, включает в себя MAC_ID, SP_ID, EP_SIZE и AI_SN. Если декодирование не удалось (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 604), то канал R-ACKCH отключается (шаг 606). Если на шаге 604 определено, что декодирование F-PDCCH успешно выполнено (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 604), то мобильная станция определяет, идентичен ли MAC_ID, полученный путем декодирования, ее собственному MAC_ID, определяя тем самым, имеет ли F-PDCCH какую-либо информацию, переданную на саму мобильную станцию (шаг 608). Если эти идентификаторы не идентичны друг другу (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 608), то R-ACKCH отключается (шаг 606).
В противном случае, если идентификаторы MAC_ID идентичны друг другу на шаге 608 (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 608), то мобильная станция определяет, установлен ли в '0' идентификатор SP_ID, полученный путем декодирования, что указывает на начальную передачу (шаг 610). Если SP_ID установлен в '0' (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 610), то мобильная станция определяет, идентичны ли AI_SN и EP_SIZE, полученные путем декодирования, ранее принятым AI_SN и EP_SIZE (шаг 612). Если как AI_SN, так и EP_SIZE идентичны ранее принятым AI_SN и EP_SIZE (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 612), то мобильная станция передает по каналу R-ACKCH сообщение АСК (шаг 626).
Однако, если и AI_SN и EP_SIZE не идентичны ранее принятым AI_SN и EP_SIZE (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 612), то мобильная станция устанавливает номер приема Rx_Num в '0' (шаг 614), а затем очищает буфер ARQ (шаг 616). После этого мобильная станция запоминает субпакет, принятый по каналу F-PDCH, в буфере ARQ и получает пакет кодера путем декодирования принятого субпакета (шаг 618). Если в пакете кодера, полученном путем декодирования на шаге 618, не обнаружено ошибок, то есть, если декодирование F-PDCH выполнено успешно (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 620), мобильная станция передает по каналу R-ACKCH сообщение АСК (шаг 626). Однако, если декодирование, выполненное на шаге 618, не состоялось (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 620), то мобильная станция увеличивает на 1 номер приема Rx_Num (шаг 622) и передает NAK по каналу R-ACKCH (шаг 628), оставляя без изменения данные, хранящиеся, в буфере ARQ (шаг 624). Шаги с 614 по 624 в блоке 78, обведенном пунктирной линией, представляют процесс декодирования, относящийся к начальной передаче, который выполняется мобильной станцией.
Однако, если на шаге 610 определяют, что SP_ID не установлен в '0' (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 610), то мобильная станция сравнивает AI_SN и EP_SIZE, полученные путем декодирования F-PDCCH, с ранее принятыми AI_SN и EP_SIZE (шаг 630). Если как AI_SN, так и EP_SIZE не идентичны принятым ранее AI_SN и EP_SIZE (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 630), это означает, что повторно переданный субпакет принят до того, как был принят первоначально переданный субпакет. В этом случае пакет кодера декодируют с использованием только следующего субпакета без начального субпакета. Таким образом, мобильная станция переходит к шагу 612 для выполнения начальной передачи вместо отключения R-ACKCH.
В результате сравнения на шаге 630, если как AI_SN, так и ЕР_SIZE идентичны ранее принятым AI_SN и ЕР_SIZE (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 630), то мобильная станция объединяет на уровне кодов/пакетов субпакет, принятый по каналу F-PDCH, с предыдущими субпакетами, принятыми ранее и запомненными в буфере ARQ, и снова запоминает комбинированный пакет в буфере ARQ (шаг 632). После этого мобильная станция получает пакет кодера путем турбодекодирования комбинированного субпакета (шаг 634). Если в пакете кодера ошибка не обнаружена, то есть декодирование выполнено успешно (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 636), то мобильная станция передает АСК по каналу R-ACKCH (шаг 646).
Однако если декодирование не получилось (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 636), то мобильная станция увеличивает номер приема Rx_Num на 1 (шаг 638), а затем сравнивает увеличенный номер приема Rx_Num с заранее установленным максимальным номером приема MAX_RX_NUM (шаг 640). Если номер приема Rx_Num больше или равен максимальному номеру приема MAX_RX_NUM (путь «Да» от блока принятия решения, шаг 640), то мобильная станция очищает буфер ARQ (шаг 642) и передает NAK по каналу R-ACKCH (шаг 648). Если номер приема Rx_Num меньше максимального номера приема MAX_RX_NUM (путь «Нет» из блока принятия решений, шаг 640), то мобильная станция передает NAK по каналу R-ACKCH (шаг 648), оставляя без изменений содержимое буфера ARQ (шаг 644). Шаги с 632 по 644 в блоке 80, обведенном пунктирной линией, представляют процесс декодирования, относящийся к повторной передаче, который выполняется мобильной станцией.
Поскольку управление передачей прямого графика данных по каналу F-PDCH осуществляется посредством передачи ответа, относящегося к повторной передаче (АСК или NAK), между базовой станцией и мобильной станцией, передача ответа, относящегося к повторной передаче, должна выполняться с высокой надежностью. Однако передача по F-PDCCH и R-ACKCH достигается в беспроводной канальной среде, вызывающей появление ошибки передачи. Хотя ошибка появляется в F-PDCCH или R-ACKCH, мобильная станция должна обладать возможностью обработки графика пакетных данных и передачи обратно соответствующего ответа.
С этой точки зрения, со ссылками на фиг. с 13А по 13D и фиг. с 14А по 14Е рассматриваются нормальные и ненормальные ситуации, которые могут появиться во время передачи и приема пакета данных и ответа в соответствии с протоколом H-ARQ. Здесь пакет передачи будет представлен как [А, 0], где А означает содержимое соответствующего пакета кодера, а '0' обозначает AI_SN пакета кодера. Вдобавок, субпакеты первой (или начальной) передачи будут представлены как А, В, С; вторые субпакеты (или первые субпакеты повторной передачи) - как А', В', С'; а третьи субпакеты (или субпакеты второй повторной передачи) как А'', В'', С''.
На фиг. с 13А по 13D показаны диаграммы прохождения сигналов, иллюстрирующие нормальные ситуации, которые могут возникнуть во время передачи пакета данных и ответа согласно протоколу H-ARQ.
Обратимся к фиг.13А, где базовая станция (BS) передает субпакет [А, 0] начальной передачи пакета кодера передачи и соответствующую управляющую информацию по каналам F-PDCH и F-PDCCH (шаг 700). Если мобильная станция (MS) нормально принимает как F-PDCH, так и F-PDCCH, то есть, если в данных и информации, созданной путем декодирования F-PDCH и F-PDCCH, ошибка не обнаружена, то мобильная станция создает сообщение АСК, указывающее на нормальный прием пакета кодера, и передает АСК по каналу R-ACKCH (шаг 702). Затем базовая станция передает следующий пакет кодера [В1] и соответствующую управляющую информацию по каналам F-PDCH и F-PDCCH (шаг 704). Если нормально принимается по меньшей мере F-PDCH, то мобильная станция создает АСК или NAK в соответствии с результатом декодирования для F-PDCH и предает АСК или NAK по каналу R-ACKCH (шаг 706).
Обратимся к фиг.13В, где базовая станция (BS) передает субпакет [А, 0] начальной передачи пакета кодера передачи и соответствующую управляющую информацию по каналам F-PDCH и F-PDCCH (шаг 710). Если мобильная станция (MS) нормально принимает как F-PDCH, так и F-PDCCH, то мобильная станция создает сообщение АСК и передает АСК по каналу R-ACKCH (шаг 712). Затем базовая станция передает следующий пакет кодера [В, 1] и соответствующую управляющую информацию по каналам F-PDCH и F-PDCCH (шаг 714). Если ни F-PDCH, ни F-PDCCH нормально не приняты из-за изменения состояния каналов или перемещения мобильной станции, то мобильная станция может не передать ответ (шаг 716). Даже если ответа нет, базовая станция выполняет операцию, как если бы было принято сообщение NAK. В результате базовая станция передает субпакет [В', 1] повторной передачи пакета В кодера по каналу F-PDCH и одновременно передает соответствующую управляющую информацию по каналу F-PDCCH (шаг 718). Идентификатор SP_ID, включенный в управляющую информацию для субпакета [В', 1] установлен в '1'. Если F-PDCCH, переданный на шаге 718, принят нормально, то мобильная станция создает АСК или NAK в соответствии с результатом декодирования для F-PDCH и передает АСК или NAK по каналу R-ACKCH (шаг 720).
На фиг.13С представлена диаграмма прохождения сигналов, иллюстрирующая ситуацию, когда мобильная станция ожидает пакет повторной передачи после отказа при декодировании F-PDCH. Обратимся к фиг.13С, где базовая станция передает субпакет [А, 0] начальной передачи пакета кодера передачи и соответствующую управляющую информацию по каналам F-PDCH и F-PDCCH (шаг 730). Если F-PDCCH принят нормально, и в данных, полученных путем декодирования F-PDCH с использованием управляющей информации, обнаружена ошибка, мобильная станция создает сообщение АСК и передает его по каналу R-ACKCH (шаг 732). Затем базовая станция передает субпакет [А', 0] повторной передачи для пакета кодера и соответствующую управляющую информацию по каналам F-PDCH и F-PDCCH (шаг 734). Если нормально принят по меньшей мере F-PDCCH, то мобильная станция создает сообщение АСК или NAK в соответствии с результатом декодирования для F-PDCH и передает сообщение АСК или NAK по каналу R-ACKCH (шаг 736).
На фиг.13D представлена диаграмма прохождения сигналов, иллюстрирующая ситуацию, когда не удалось декодировать F-PDCH и F-PDCCH. Обратимся к фиг.13D, где базовая станция передает субпакет [А, 0] начальной передачи пакета кодера передачи и соответствующую управляющую информацию по каналам F-PDCH и F-PDCCH (шаг 740). Если F-PDCCH принят нормально, и обнаружена ошибка в данных, полученных путем декодирования F-PDCH с использованием управляющей информации, то мобильная станция создает сообщение NAK и передает его по каналу R-ACKCH (шаг 742). Затем базовая станция передает субпакет [А', 0] повторной передачи для пакета кодера и соответствующую управляющую информацию по каналам F-PDCH и F-PDCCH (шаг 744). Идентификатор SP_ID, включенный в управляющую информацию для субпакета [А', 0] повторной передачи, установлен в '1'. Если оба канала F-PDCH и F-PDCCH приняты ненормально из-за ухудшения параметров каналов или перемещения мобильной станции, то мобильная станция не передает ответ (шаг 746). Даже если нет ответа, базовая станция выполняет операцию, как если бы было получено сообщение NAK. В результате базовая станция передает третий субпакет (или субпакет второй повторной передачи) [А'', 0] пакета А кодера и соответствующую управляющую информацию по каналам F-PDCH и F-PDCCH (шаг 748). Идентификатор SP_ID, включенный в управляющую информацию для субпакета третьей передачи [А'', 0] установлен на значение '2'. Если принят нормально по меньшей мере F-PDCCH, переданный на шаге 748, то мобильная станция создает сообщение АСК или NAK в соответствии с результатом декодирования для F-PDCH и передает АСК или NAK по каналу R-ACKCH (шаг 720).
Далее со ссылками на фигуры с 14А по 14Е описываются ненормальные ситуации.
На фиг.14А представлена диаграмма прохождения сигналов, иллюстрирующая ситуацию, когда мобильная станция не смогла декодировать F-PDCH, неправильно передала ответ и не смогла принять субпакет начальной передачи. Обратимся к фиг.14А, где базовая станция (BS) передает субпакет [А, 0] начальной передачи пакета кодера передачи и соответствующую управляющую информацию по каналам F-PDCH и F-PDCCH (шаг 800). Если F-PDCCH принят нормально, а ошибка существует в пакете кодера, полученном путем декодирования F-PDCH, то мобильная станция (MS) передает сообщение NAK по каналу R-ACKCH (шаг 802). В этот момент, хотя мобильная станция передала сообщение NAK, базовая станция может ошибочно принять NAK за АСК из-за ухудшения состояния канала (шаг 804). В этом случае, хотя мобильная станция в действительности передала сообщение NAK, базовая станция определяет, что было принято сообщение АСК.
В результате базовая станция передает субпакет [В, 1] начальной передачи нового пакета В кодера и соответствующую управляющую информацию по каналам F-PDCH и F-PDCCH (шаг 806). В этот момент AI_SN изменяется с '0' на '1' для индикации передачи следующего пакета кодера. Мобильная станция может не принять как новый субпакет [В', 1] начальной передачи, так и соответствующую управляющую информацию и в связи с этим может не передать ответ (шаг 808). Затем базовая станция передает субпакет [В', 1] повторной передачи последнего переданного субпакета [В, 1], как если бы было принято сообщений NAK (шаг 810). В этом случае мобильная станция обрабатывает отдельно первый пакет А кодера и второй пакет В кодера и передает в ответ АСК или NAK (шаг 812). Подробности этого обсуждаются ниже.
На фиг.14В представлена диаграмма прохождения сигналов, иллюстрирующая ситуацию, когда мобильная станция не в состоянии декодировать F-PDCH, не может принять субпакет повторной передачи и неправильно передает ответ на них. Обратимся к фиг.14В, где базовая станция (BS) передает субпакет [А, 0] начальной передачи пакета кодера передачи и соответствующую управляющую информацию по каналам F-PDCH и F-PDCCH (шаг 820). Если F-PDCCH принят нормально и в пакете кодера, принятом по каналу F-PDCH, существует ошибка, то мобильная станция (MS) передает сообщение NAK по каналу R-ACKCH (шаг 822). В ответ на сообщение NAK базовая станция передает субпакет [А', 0] повторной передачи пакета А кодера на мобильную станцию (шаг 824). Если как F-PDCH, так и F-PDCCH, переданные на шаге 824, нормально не приняты, мобильная станция не передает ответ (шаг 826). В этот момент, хотя мобильная станция не передала ответ, базовая станция может обнаружить АСК из-за ухудшения состояния канала (шаг 828). В результате базовая станция передает субпакет [В, 1] начальной передачи следующего пакета кодера вместо передачи субпакета [А'', 0], который должен был бы передаваться (шаг 830). Затем мобильная станция отдельно обрабатывает первый пакет А кодера и второй пакет В кодера и передает в ответ сообщение АСК либо NAK (шаг 832). Ниже подробно описывается этот процесс.
На фиг.14С представлена диаграмма прохождения сигналов, иллюстрирующая ситуацию, когда мобильная станция успешно декодирует F-PDCH и F-PDCCH, но неправильно передает сообщение АСК. Обратимся к фиг.14С, где базовая станция (BS) передает субпакет [А, 0] начальной передачи пакета кодера передачи и соответствующую управляющую информацию по каналам F-PDCH и F-PDCCH (шаг 840). Если оба канала F-PDCH и F-PDCCH принимаются нормально, то мобильная станция (MS) создает сообщение АСК и передает его по каналу R-ACKCH (шаг 842). В этот момент, хотя мобильная станция передала АСК, базовая станция может обнаружить сообщение NAK из-за ухудшения состояния каналов (шаг 844). В результате базовая станция передает субпакет [А', 0] повторной передачи пакета кодера и соответствующую управляющую информацию по каналам F-PDCH и F-PDCCH (шаг 846). Если оба канала F-PDCH и F-PDCCH, переданные на шаге 846, не приняты нормально, то мобильная станция не передает ответ (шаг 848). Если мобильная станция не передает ответ, то базовая станция выполняет операцию, как если бы было получено сообщение NAK. В результате базовая станция передает третий субпакет [А'', 0] пакета кодера (шаг 850). Даже тогда, когда выполнена повторная передача по ранее успешно принятому пакету кодера, мобильная станция отдельно создает искусственное сообщение АСК и передает это искусственное АСК на базовую станцию (шаг 852). Подробное описание этой ситуации следует ниже.
На фиг.14D представлена диаграмма прохождения сигналов, иллюстрирующая ситуацию, когда мобильная станция принимает субпакет начальной передачи нового пакета кодера перед тем, как приняты PDCH и F-PDCCH. Обратимся к фиг.14D, где базовая станция (BS) передает субпакет [А, 0] начальной передачи пакета кодера передачи и соответствующую управляющую информацию по каналам F-PDCH и F-PDCCH (шаг 860). Если как F-PDCH, так и F-PDCCH приняты нормально, то мобильная станция (MS) создает сообщение АСК и передает его по каналу R-ACKCH (шаг 862). Затем базовая станция передает субпакет [В, 1] начальной передачи следующего пакета кодера и соответствующую управляющую информацию по каналам F-PDCH и F-PDCCH (шаг 864). Если оба канала F-PDCH и F-PDCCH принимаются ненормально, то мобильная станция не передает ответ (шаг 866). Хотя мобильная станция не передала ответ, базовая станция может обнаружить сообщение АСК из-за изменений в состоянии каналов, перемещения мобильной станции или из-за сигнала помехи от другой мобильной станции (шаг 868). В этом случае базовая станция передает субпакет [С, 0] начальной передачи следующего пакета кодера (шаг 870). Затем мобильная станция обрабатывает отдельно пакеты А, В и С кодера с первого по третий и передает в качестве ответа сообщение АСК или NAK (шаг 872). Подробное описание этого приведено ниже.
На фиг.14Е представлена диаграмма прохождения сигналов, иллюстрирующая ситуацию, когда, несмотря на то что мобильная станция передала сообщение NAK, указывающее на отказ при декодировании F-PDCH, базовая станция передает новый пакет кодера, приняв по ошибке NAK за АСК, указывающее на успешное декодирование F-PDCH, и несмотря на то что мобильная станция не смогла принять новый пакет кодера, базовая станция передает еще один, новый пакет кодера. Обратимся к фиг.14Е, где базовая станция (BS) передает субпакет [А, 0] начальной передачи пакета кодера передачи и соответствующую управляющую информацию по каналам F-PDCH и F-PDCCH (шаг 880). Если F-PDCCH принят нормально и в пакете кодера, принятом по F-PDCH, существует ошибка, то мобильная станция (MS) передает по R-ACKCH сообщение NAK (шаг 882). В этот момент, хотя мобильная станция передала сообщение NAK, базовая станция может обнаружить сообщение АСК из-за ухудшения состояния каналов (шаг 884). В результате базовая станция передает субпакет [В, 1] начальной передачи для следующего пакета кодера и соответствующую управляющую информацию по каналам F-PDCH и F-PDCCH (шаг 886). Если оба канала F-PDCH и F-PDCCH, переданных на шаге 886, нормально не приняты, то мобильная станция не передает ответ (шаг 888). Однако, хотя мобильная станция не передала ответ, базовая станция из-за изменения состояния каналов или из-за сигнала помехи от другой мобильной станции может обнаружить сообщение АСК (шаг 890). В этом случае базовая станция передает субпакет [С, 0] начальной передачи для еще одного, следующего пакета кодера (шаг 892). Затем мобильная станция принимает другой, новый пакет С кодера, прежде чем она успешно декодирует первый пакет А кодера и примет второй пакет В кодера. Мобильная станция обрабатывает отдельно пакеты кодеров А, В и С и передает в ответ сообщение АСК или NAK. Подробности этого описываются ниже.
В случае нормальной работы, как это описано в связи с фиг. с 13А по 13D, при каждом приеме субпакета и соответствующей управляющей информации мобильная станция сравнивает ранее принятый AI_SN с принятым в данный момент AI_SN и определяет, является ли приятый в данный момент субпакет новым субпакетом (то есть субпакетом начальной передачи) либо субпакетом продолжения (то есть субпакетом повторной передачи), следующим образом:
(1) если текущий AI_SN не идентичен предыдущему AI_SN, то мобильная станция определяет, что принятый субпакет является субпакетом начальной передачи;
(2) если текущий AI_SN идентичен предыдущему AI_SN, то мобильная станция определяет, что принятый субпакет является субпакетом повторной передачи.
В случае, когда в R-ACKCH отсутствует ошибка, при передаче мобильной станцией сообщения АСК по каналу R-ACKCH и последующем ожидании приема субпакета начальной передачи базовая станция действительно передает субпакет начальной передачи. Аналогично, когда мобильная станция передает по каналу R-ACKCH сообщение NAK, а затем ожидает приема субпакета повторной передачи, базовая станция действительно передает субпакет повторной передачи. Таким образом, после приема субпакета повторной передачи мобильная станция выполняет процесс декодирования принятого субпакета, относящийся к повторной передаче. Упомянутый выше процесс декодирования, относящийся к повторной передаче, включает в себя объединение на уровне кодов/пакетов и декодирование.
В случае, когда в R-ACKCH появилась ошибка, как было описано в связи с фиг. с 14А по 14Е, мобильная станция сравнивает принятый в данный момент AI_SN с ранее принятым AI_SN и определяет, является ли принятый в данный момент субпакет новым субпакетом (то есть субпакетом начальной передачи) либо субпакетом продолжения (то есть, субпакетом повторной передачи), следующим образом:
(1) если текущий AI_SN не идентичен предыдущему AI_SN, то мобильная станция определяет, что принятый субпакет является субпакетом начальной передачи;
(2) если текущий AI_SN идентичен предыдущему AI_SN, то мобильная станция определяет, является ли принятый субпакет субпакетом начальной передачи или субпакетом повторной передачи, путем использования дополнительных критериев для более точного определения.
При ненормальных ситуациях, в частности, когда текущий AI_SN идентичен предыдущему AI_SN, мобильная станция не может определить, является ли принятый субпакет субпакетом повторной передачи, путем простого сравнения параметров AI_SN по следующим причинам.
Если базовая станция проводит неправильный анализ либо ей не удается принять ACK/NAK, переданное мобильной станцией по каналу R-ACKCH, из-за ошибки, появившейся в канале R-ACKCH, то базовая станция передает другой субпакет, а не тот субпакет, который предполагает принять мобильная станция. В этом случае, когда мобильная станция ожидает субпакет начальной передачи, базовая станция передает субпакет повторной передачи. В альтернативном варианте, когда мобильная станция ожидает субпакет повторной передачи, базовая станция передает субпакет начальной передачи. Это соответствует ситуациям по фиг. с 14А по 14В, где сообщения АСК и NAK были ошибочно определены как сообщения NAK и АСК соответственно.
В ситуациях по фиг. с 14А по 14В принятый в данный момент субпакет рассматривается мобильной станцией как субпакет начальной передачи и подвергается процессу декодирования, относящемуся к начальной передаче. Как упоминалось выше, процесс декодирования, относящийся к начальной передаче, включает в себя сброс содержимого буфера ARQ и запоминание и декодирование принятого текущего субпакета.
Даже в случае, когда в канале R-ACKCH появилась ошибка, если принятый AI_SN не идентичен предыдущему AI_SN, то мобильная станция считает принимаемый в данный момент субпакет субпакетом начальной передачи. Это происходит потому, что можно восстановить пакет кодера с помощью только субпакета повторной передачи без субпакета начальной передачи.
Далее со ссылками на фиг. с 14С по 14Е описываются ситуации, когда текущий AI_SN идентичен предыдущему AI_SN.
В ситуации, показанной на фиг.14С, принятый в данный момент субпакет был создан из пакета А кодера, а сообщение АСК было передано после успешного декодирования пакета А кодера. Таким образом, мобильная станция передает искусственное сообщение АСК по каналу R-ACKCH без декодирования принятого в данный момент субпакета.
В ситуации, показанной на фиг.14D, хотя по каналу R-ACKCH не было передано сообщение ACK/NAK, базовая станция обнаруживает сообщение АСК. Субпакет, принятый в данный момент мобильной станцией, был создан из нового пакета С кодера. В этом случае мобильная станция считает принятый в данный момент субпакет субпакетом начальной передачи при выполнении процесса декодирования, относящегося к начальной передаче. В этом случае субпакет [В, 1] второго пакета В кодера отбрасывают, поскольку запрос повторной передачи для субпакета [В, 1] будет выполнен верхним уровнем.
Наконец, в ситуации, показанной на фиг.14Е, когда мобильная станция ожидает субпакет повторной передачи после передачи сообщения NAK по R-ACKCH, принимается субпакет, чьи текущий AI_SN и предыдущий AI_SN идентичны друг другу. Это соответствует случаю, в котором после неудачного декодирования F-PDCCH вместо сообщения NAK по каналу R-ACKCH было ошибочно передано сообщение АСК. Принятый в данный момент субпакет был создан из нового пакета С кодера. Таким образом, мобильная станция определяет, что принятый в данный момент субпакет является субпакетом начальной передачи и выполняет процесс декодирования, относящийся к начальной передаче. Аналогично отбрасываются субпакет [А, 0] первого субпакета А и субпакет [B, 1] второго пакета В кодера, поскольку запрос повторной передачи для субпакетов [А, 0] и [В, 1] будет выполнен верхним уровнем.
В итоге, если AI_SN не изменяется в состоянии, когда в канале R-ACKCH появилась ошибка, то мобильная станция действует следующим образом. В частности, когда мобильная станция ожидала субпакет начальной передачи, она должна произвести различные операции в соответствии с типом ошибки, появившейся в R-ACKCH. Следующие три (3) примера иллюстрируют вышеупомянутые типы ошибок.
(1) Если текущий AI_SN идентичен предыдущему AI_SN, когда мобильная станция ожидает субпакет начальной передачи, то эта мобильная станция передает искусственное сообщение АСК по каналу R-ACKCH, поскольку принятый субпакет является субпакетом повторной передачи.
(2) Если текущий AI_SN не идентичен предыдущему AI_SN, когда мобильная станция ожидает субпакет начальной передачи, то эта мобильная станция выполняет процесс декодирования, относящийся к начальной передаче, поскольку принятый субпакет является субпакетом начальной передачи.
(3) Если текущий AI_SN идентичен предыдущему AI_SN, когда мобильная станция ожидает субпакет повторной передачи, то эта мобильная станция выполняет процесс декодирования, относящийся к начальной передаче, поскольку принятый субпакет является субпакетом начальной передачи.
Мобильная станция определяет, надо ли повторно передавать субпакет путем использования протокола H-ARQ, следующими двумя способами. Во-первых, если текущий AI_SN не идентичен предыдущему AI_SN, то мобильная станция определяет, что принятый субпакет является субпакетом начальной передачи независимо от того, появилась ли ошибка в канале R-ACKCH. Во-вторых, в случае, когда текущий AI_SN идентичен предыдущему AI_SN, мобильная станция определяет, что принятый субпакет является субпакетом повторной передачи, если в канале R-ACKCH отсутствует ошибка. Однако, если ошибка в R-ACKCH имеется, то мобильная станция определяет, что принятый субпакет является субпакетом начальной передачи либо субпакетом повторной передачи в соответствии с типом ошибки.
Однако мобильная станция не может правильно определить, появилась ли ошибка в R-ACKCH, а также тип этой ошибки, если она появилась. Таким образом, мобильная станция минимизирует вероятность выполнения неправильной операции, относящей к повторной передаче, путем предсказания того, появилась ли ошибка в R-ACKCH, в зависимости от SP_ID и EP_SIZE, следующим образом:
(A) если текущий AI_SN не идентичен предыдущему AI_SN, то мобильная станция определяет, что принятый субпакет является субпакетом начальной передачи;
(B) если текущий AI_SN идентичен предыдущему AI_SN, то мобильная станция сравнивает принятый в данный момент EP_SIZE с ранее принятым EP_SIZE;
(В-1) если текущий EP_SIZE не идентичен предыдущему EP_SIZE, то мобильная станция определяет, что принятый субпакет является субпакетом начальной передачи; и
(В-2) если текущий ЕР_SIZE идентичен предыдущему EP_SIZE, то мобильная станция определяет, является ли ответ, переданный ранее по каналу R-ACKCH, сообщением АСК или NAK. Если ранее было передано сообщение АСК, это значит, что мобильная станция ожидала субпакет начальной передачи. Если ранее было принято сообщение NAK, это означает, что мобильная станция ожидала субпакет повторной передачи. Если текущий AI_SN идентичен предыдущему AI_SN, когда мобильная станция ожидает субпакет начальной передачи, это предполагает наличие ненормальной ситуации, при которой в R-ACKCH появилась ошибка. Если текущий AI_SN идентичен предыдущему AI_SN, когда мобильная станция ожидает субпакет повторной передачи, это предполагает наличие нормальной ситуации, при которой в канале R-ACKCH ошибка не возникла.
Между тем, в ненормальной ситуации, когда текущий AI_SN идентичен предыдущему AI_SN при ожидании мобильной станцией субпакета повторной передачи, эта мобильная станция должна определить, что принятый субпакет является субпакетом начальной передачи, и выполнить соответствующую операцию. Однако в действительности мобильная станция определяет, что принятый в данный момент субпакет является субпакетом повторной передачи, рассматривая текущую ситуацию как нормальную ситуацию, при которой ошибка в R-ACKCH не появилась.
Однако на фиг.4Е, если размер EP_SIZE пакета С кодера больше размера (предыдущего EP_SIZE) пакета А кодера, то мобильная станция определяет, что принятый в данный момент субпакет является субпакетом начальной передачи, принятым ранее по варианту (В-1). Вдобавок, поскольку вероятность того, что возникнет событие по фиг.4Е, очень мала, практически нет субпакета начальной передачи, который не может быть обнаружен даже посредством сравнения текущего EP_SIZE с предыдущим EP_SIZE. Следовательно, в этом случае имеются два следующих варианта определения вида субпакета:
(a) если предыдущим ответом является ответ NAK, то мобильная станция определяет, что принятый субпакет является субпакетом повторной передачи;
(b) если предыдущим ответом является АСК, то мобильная станция определяет, установлен или нет в 0 принятый SP_ID.
Хотя мобильная станция распознает ненормальную ситуацию, когда текущий AI_SN идентичен предыдущему AI_SN, а предыдущим ответом является АСК, мобильная станция не может определить тип ошибки, появившейся в канале R-ACKCH. Следовательно, мобильная станция не может определить, является ли принятый субпакет субпакетом повторной передачи, для которого требуется искусственное сообщение АСК, либо субпакетом начальной передачи. Субпакет начальной передачи, который невозможно определить даже путем сравнения EP_SIZE, может быть определен с помощью SP_ID. Однако в некоторых случаях существует субпакет повторной передачи с SP_ID=0. Следовательно, если все субпакеты с SP_ID=0 определены как субпакеты начальной передачи, то тогда субпакет повторной передачи, для которого требуется АСК, можно случайно неправильно интерпретировать как субпакет начальной передачи.
Если SP_ID≠0, то предпочтительно, чтобы мобильная станция передавала искусственное сообщение АСК по каналу R-ACKCH без декодирования принятого субпакета. Однако, как упоминалось выше, мобильная станция может успешно выполнить декодирование пакета кодера, используя процесс декодирования, относящийся к повторной передаче, с помощью только субпакета повторной передачи без использования общего субпакета начальной передачи. Следовательно, в настоящем изобретении отдельно не различают субпакет повторной передачи, для которого требуется искусственное сообщение АСК, от обычного субпакета.
На фиг.15 представлена блок-схема, иллюстрирующая операцию H-ARQ, выполняемую мобильной станцией согласно варианту настоящего изобретения. Описанная ниже процедура выполняется после того, как выполнено декодирование F-PDCCH и сравнение MAC_ID, описанные в связи с фиг.8, 10 и 12.
Обратимся к фиг.15, где мобильная станция сравнивает принятый в данный момент AI_SN с ранее запомненным AI_SN, в результате чего определяют, принят ли пакет кодера, чей AI_SN идентичен предыдущему AI_SN (шаг 910). Если принят пакет кодера, который имеет AI_SN, не идентичный предыдущему AI_SN (путь «Нет» из блока принятия решения, шаг 910), то мобильная станция выполняет процесс декодирования, относящийся к начальной передаче (шаг 970). На шаге 970 мобильная станция очищает буфер ARQ, получает пакет кодера путем декодирования начального субпакета, принятого по F-PDCH, и определяет, обнаружена ли ошибка в пакете кодера. Если ошибка не обнаружена, то мобильная станция передает сообщение АСК. Если ошибка обнаружена то мобильная станция передает сообщение NAK. При передаче NAK начальный субпакет запоминается в буфере ARQ. В результате определения на шаге 910, если текущий AI_SN идентичен предыдущему AI_SN (путь «Да» из блока принятия решения, шаг 910), то мобильная станция определяет, идентичен ли принятый в данный момент ЕР_SIZE ранее принятому ЕР_SIZE (шаг 920). Если оба размера EP_SIZE идентичны друг другу (путь «Нет» из блока принятия решения, шаг 920), то мобильная станция выполняет процесс декодирования, относящийся к начальной передаче, определяя, что был принят новый пакет кодера (шаг 970).
Однако, если два размера EP_SIZE идентичны друг другу (путь «Да» из блока принятия решения, шаг 920), то мобильная станция определяет, является ли ответ, переданный по каналу R-ACKCH, ответом АСК (шаг 930). Если ранее переданным ответом является сообщение NAK (путь «Нет» из блока принятия решения, шаг 930), то мобильная станция выполняет процесс декодирования, относящийся к повторной передаче (шаг 950). На шаге 950 мобильная станция объединяет субпакет, принятый по F-PDCH, с субпакетами, запомненными ранее в буфере ARQ, получает пакет кодера путем декодирования комбинированного пакета и определяет, обнаружена ли ошибка в пакете кодера. Если ошибка не обнаружена, то мобильная станция передает сообщение АСК. Однако если ошибка обнаружена, то мобильная станция передает сообщение NAK. При передачи NAK комбинированный субпакет запоминается в буфере ARQ.
Однако, если номер приема для одного и того же пакета кодера достиг ранее установленного максимального номера приема, то мобильная станция отказывается принимать этот пакет кодера и очищает буфер ARQ.
Если на шаге 930 определено, что ранее переданным ответом является АСК (путь «Да» из блока принятия решения, шаг 930), то мобильная станция определяет, установлен ли в 0 принятый в данный момент SP_ID (шаг 940). Если SP_ID установлен в 0 (путь «Да» из блока принятия решения, шаг 940), то мобильная станция выполняет процесс декодирования, относящийся к начальной передаче (шаг 970). В противном случае, мобильная станция выполняет процесс декодирования, относящийся к повторной передаче (путь «Нет» из блока принятия решения, шаг 950).
После выполнения процесса декодирования, относящегося к начальной передаче (шаг 970) и процесса декодирования, относящегося к повторной передаче (шаг 950), мобильная станция запоминает текущую принятую управляющую информацию AI_SN, EP_SIZE и ответ ACK/NAK (шаг 960).
Описание настоящего изобретения имело своей целью подчеркнуть по меньшей мере следующие его преимущества.
В высокоскоростной беспроводной системе передачи пакетных данных 1xEV-DV настоящее изобретение эффективно выполняет запрос H-ARQ, что способствует предотвращению возможного появления неоднозначности при реализации системы и повышает пропускную способность системы. Вдобавок, настоящее изобретение быстро и правильно обрабатывает субпакеты независимо от того, появилась ли ошибка в R-ACKCH, что позволяет предоставлять услугу передачи пакетных данных с более высокой скоростью.
Хотя изобретение было продемонстрировано и описано со ссылками на конкретный предпочтительный вариант его осуществления, специалистам в данной области техники очевидно, что в него могут быть внесены различные изменения по форме и в деталях, не выходящие за рамки существа и объема изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ГИБРИДНЫМ АВТОМАТИЧЕСКИМ ЗАПРОСОМ ПОВТОРНОЙ ПЕРЕДАЧИ (ГАЗП) В СИСТЕМЕ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ | 2003 |
|
RU2282310C2 |
| ПЛАНИРУЕМАЯ И АВТОНОМНАЯ ПЕРЕДАЧА И ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ПРИЕМА | 2009 |
|
RU2523359C2 |
| ПЛАНИРУЕМАЯ И АВТОНОМНАЯ ПЕРЕДАЧА И ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ПРИЕМА | 2004 |
|
RU2368106C2 |
| ОБЪЕДИНЕНИЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЯ ПРИЕМА И УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ ПЕРЕДАЧИ | 2004 |
|
RU2354079C2 |
| РАСШИРЕННЫЙ КАНАЛ ПОДТВЕРЖДЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ | 2009 |
|
RU2494572C2 |
| РАСШИРЕННЫЙ КАНАЛ ПОДТВЕРЖДЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ | 2004 |
|
RU2376728C2 |
| КОМАНДЫ МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЯ С КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ В МУЛЬТИПЛЕКСНОМ КАНАЛЕ С КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ | 2004 |
|
RU2369017C2 |
| УПРАВЛЕНИЕ ЗАГРУЗКОЙ В БЕСПРОВОДНОЙ СЕТИ ДАННЫХ | 2004 |
|
RU2387102C2 |
| СПОСОБ И АППАРАТУРА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В БЕСПРОВОДНЫХ СИСТЕМАХ СВЯЗИ | 2009 |
|
RU2502199C2 |
| УСТРОЙСТВО И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ОБРАТНОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ В СИСТЕМЕ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ | 2002 |
|
RU2262194C2 |
Изобретение относится к высокоскоростной беспроводной системе передачи пакетных данных и, в частности, касается устройства и способа для поддержания автоматического запроса повторения. Сущность изобретения состоит в том, что мобильная станция принимает управляющую информацию, включающую в себя идентификатор субпакета (SP_ID), представляющий очередность субпакета, размер пакета кодера (EP_SIZE) и идентификатор очередности (AI_SN), который переключается каждый раз, когда передается новый пакет кодера, при приеме одного из множества субпакетов, созданных путем сегментирования потока битов, полученного путем кодирования пакета кодера передачи. Мобильная станция определяет, будет ли выполняться процесс декодирования, вызванный начальной передачей, либо процесс декодирования, вызванный повторной передачей, для принятых субпакетов на основе управляющей информации. Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении пропускной способности системы. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 22 ил.
Приоритет по пунктам
| RU 99125323, 27.10.2001 | |||
| СИСТЕМА ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ИНФОРМАЦИИ КОДОМ ПЕРЕМЕННОЙ ДЛИНЫ | 1996 |
|
RU2123765C1 |
| US 6335933 А, 01.01.2002 | |||
| US 5799012 A, 25.08.1998 | |||
| ЕР 0948154 A3, 06.10.1999 | |||
| RU 2001523 C1, 15.10.1993. | |||
