СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ПАКЕТОВ ДАННЫХ В СИСТЕМЕ РАДИОСВЯЗИ Российский патент 2007 года по МПК H04L12/56 

Изобретение относится к способу и станции радиосвязи для передачи пакетов данных в системе радиосвязи, в особенности в системе мобильной связи.

В системах радиосвязи информация (например, речь, информация изображений или другие данные) передается с помощью электромагнитных волн через интерфейс радиосвязи между передающей и приемной станцией (базовой станцией и соответственно мобильной станцией). При этом излучение электромагнитных волн осуществляется с помощью несущих частот, которые лежат в полосе частот, предусмотренной для соответствующей системы. Для будущих систем мобильной связи со способами передачи на основе множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA, МДКР) или множественного доступа с кодовым разделением/временным разделением каналов (CDMA/TD, МДКР/ВР) через интерфейс радиосвязи, например, для системы UMTS (Универсальная система мобильной связи) или других систем 3-го поколения предусмотрены частоты в полосе частот примерно 2000 МГц. При этом известные способы, использующие частотное уплотнение (множественный доступ с частотным разделением - FDMA, МДЧР), временное уплотнение (множественный доступ с временным разделением - TDMA, МДВР) или кодовое уплотнение (CDMA, МДКР), служат для различения источников сигналов.

В рамках стандартизации системы UMTS в настоящее время определены способы, которые обеспечивают возможность эффективной передачи пакетных данных. При этом важным методом являются так называемые гибридные способы ARQ (HARQ - гибридные способы запроса повторной передачи). Преимущества гибридных способов ARQ основаны на том, что принятые с ошибками пакеты данных сохраняются в запоминающем устройстве (ЗУ) в приемнике, чтобы иметь возможность комбинировать их с последующими повторными и в необходимом случае измененными передачами пакетов данных. Тем самым, в противоположность известным чистым способам ARQ, в которых пакеты данных с ошибками отбрасываются, можно с выгодой использовать и пакеты данных с ошибками для повышения качества приема. Пакеты данных, которые сохраняются в этом находящемся в приемнике ЗУ, должны иметь возможность очень быстро считываться, чтобы не возникали ненужные задержки в передаче и анализе данных. ЗУ с таким свойством обычно являются очень дорогостоящими.

Определенная в стандарте UMTS в настоящее время система так называемого пакетного доступа скоростной прямой линии связи (HSDPA) имеет, кроме того, потребность обеспечивать одновременное предоставление различных услуг с самыми разными требованиями к качеству обслуживания (QoS). Эти различные требования к качеству обслуживания при передаче данных обуславливают необходимость различной обработки соответствующих данных в процессе HARQ. Затем пакеты данных услуги, поступающие в приемник, должны иметь возможность вновь приводиться в корректную последовательность данных. Приемник обычно принимает пакеты данных не в корректной последовательности, так как отдельные пакеты данных во время передачи через интерфейс радиосвязи могут подвергаться влиянию помех и должны быть затребованы заново с использованием механизма ARQ, в то время как другие пакеты данных, первоначально переданные позднее, принимаются сразу же корректным образом.

Для выполнения этих требований предлагалось для каждой услуги предусмотреть отдельный процесс HARQ. Это, однако, невыгодным образом ведет к тому, что объем памяти ЗУ, необходимый для реализации процесса HARQ, с ростом количества различных услуг, увеличивается, и поэтому необходимо использовать более объемное и более дорогостоящее ЗУ или соответственно несколько ЗУ.

Задачей изобретения является создание способа и станции радиосвязи, которые обеспечивают возможность более эффективного использования ЗУ. Эта задача решается способом и станцией радиосвязи согласно независимым пунктам формулы изобретения. Предпочтительные формы выполнения изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения.

В соответствии с изобретением предложено, чтобы потоки данных нескольких услуг использовали общий процесс HARQ. За счет этого можно предпочтительным образом на приемной стороне сократить предусмотренный для процесса HARQ объем ЗУ, по сравнению с вышеописанным известным способом.

Для различения между разными требованиями к качеству обслуживания (QoS) услуг можно передаваемые и/или сохраняемые на стороне передачи пакеты данных увязать с соответствующим требованием. Это может, например, осуществляться таким образом, что каждый пакет данных связывается с указанием возможного количества дополнительных передач. Это зависит в каждом конкретном случае от соответствующей максимально возможной задержки при передаче. Услуги, предоставляемые в реальном времени, как, например, передача речи или видео, имеют при этом меньшие возможные максимальные задержки, чем услуги, предоставляемые не в реальном времени, как, например, загрузка информационного содержания из сети Интернет.

Так называемый буфер переупорядочивания, то есть ЗУ на приемной стороне, посредством которого принятые пакеты данных перед дальнейшей обработкой вновь приводятся в первоначальную последовательность потока данных, может отдельно предусматриваться для каждой услуги. Так как это ЗУ является относительно медленно действующим и поэтому невысоким по стоимости, возможно использование нескольких ЗУ большего объема.

Соответствующий изобретению способ поясняется ниже более подробно со ссылками на чертежи, на которых:

фиг.1 - структурная схема системы радиосвязи,

фиг.2 - схематичное представление соответствующего изобретению способа, осуществляемого в передающей и приемной станциях радиосвязи,

фиг.3 - структура пакета данных для передачи через интерфейс радиосвязи.

На фиг.1 представлена приведенная для приема система радиосвязи, которая имеет множество коммутационных устройств (КУ), которые связаны друг с другом. Как правило, по меньшей мере, одно из таких коммутационных устройств КУ образует доступ к последующим системам связи, например системе связи на основе стационарной сети. С коммутационными устройствами КУ связаны базовые станции (БС) в качестве приемопередающих устройств системы радиосвязи. Базовые станции БС связаны с оконечными устройствами, в частности пользовательскими терминалами (ПТ), посредством соединений связи, причем речь здесь может идти как о мобильных, так и о стационарных оконечных устройствах.

Между показанными на фиг.1 базовой станцией БС и пользовательским терминалом ПТ может существовать однонаправленное или двунаправленное соединение связи с обратным направлением - обратная линия связи (ОЛ) от пользовательского терминала ПТ к базовой станции БС и/или с прямым направлением - прямая линия связи (ПЛ) от базовой станции БС к пользовательскому терминалу (ПТ).

Фиг.2 иллюстрирует функциональные возможности и устройства передающей (Пд) и принимающей (Пк) станции радиосвязи. Функциональные возможности для передачи и приема могут соответственно быть реализованы в пользовательской станции и в базовой станции.

Сначала на передающей стороне выбираются данные для передачи через интерфейс радиосвязи. В примере, представленном на фиг.2, данные различных услуг обозначены посредством двух потоков 1, 2 данных. На этапе 3 выбирается поток данных, в показанном примере поток 1 данных, а также возможный канал передачи и/или транспортный формат. Затем на этапе 4 пакеты данных потока 1 данных снабжаются идентификацией потока данных. При этом для случая, когда несколько пакетов данных потока данных должны передаваться одновременно, эти пакеты данных связываются (сочленяются). Кроме того, на этапе 4 пакеты данных снабжаются номером последовательности, являющимся индивидуальным для потока данных или для услуги. Затем на этапе 5 к пакетам данных присоединяется соответствующая так называемая контрольная сумма для проверки циклическим избыточным кодом (ЦИК), которая обеспечивает возможность идентификации ошибок передачи на стороне приема.

Дополненный таким образом пакет данных ПД приведен для примера на фиг.3. При этом поле заголовка З пакета данных ПД дополнен идентификатором ИД потока данных и номером последовательности (НП). Поле заголовка З и собственно полезные данные Д завершаются контрольной суммой ЦИК. Пакет данных ПД может быть реализован аналогичным образом в другой, отличной от показанной совокупности отдельных элементов, не выходя за пределы объема изобретения.

Пакеты данных потока 1 данных затем на этапе 6 мультиплексируются по времени с сохраненными в ЗУ 7 передачи на стороне передачи пакетами данных, которые на случай передачи с ошибками сохраняются для повторной передачи, и на этапе 8 передаются через интерфейс радиосвязи к принимающей станции Пк радиосвязи. Соответствующий переданный пакет данных удерживается в ЗУ передачи до тех пор, пока не будет принято положительное подтверждение приема или на основе требований к качеству обслуживания (QoS), такому как максимально возможная задержка передачи, пока повторная передача пакета данных не потеряет смысл.

В принимающей станции Пк радиосвязи пакеты данных принимаются на этапе 9 и сохраняются в быстродействующем ЗУ 10 приема. Затем на этапе 11 осуществляется проверка контрольной суммы ЦИК пакетов данных. Если на этапе 11 устанавливается, что контрольная сумма верна, то на этапе 12 к передающей станции Пд радиосвязи направляется сообщение подтверждения приема (ПП), сигнализирующее, что пакет данных был успешно принят. Этот пакет данных затем может быть стерт из ЗУ 7 передачи и ЗУ 10 приема. Однако если на этапе 11 выясняется, что пакет данных был принят с ошибками, и что ошибки не могут быть устранены за счет избыточности данных, то на этапе 12 к передающей станции Пд радиосвязи направляется сообщение неподтверждения передачи (НПП), сигнализирующее, что этот пакет данных должен быть передан еще раз. Это означает, что пакет данных затем сохраняется в ЗУ 7 передачи и в ЗУ 10 приема до тех пор, пока он не будет принят корректным образом или, в конкретном случае, будет превышена максимально возможная задержка передачи.

В принимающей станции Пк радиосвязи на этапе 13 успешно принятые пакеты данных потока данных с помощью указателей потока данных распределяются в соответствующем конкретной услуге ЗУ 14 или 15 переупорядочивания, в котором восстанавливается первоначальная последовательность пакетов данных потока данных. Этот соответствующий поток 1 или 2 данных может затем на стороне приема обрабатываться известным способом. ЗУ переупорядочивания может как вариант использоваться совместно для всех услуг, так как пакеты данных отдельных потоков данных с помощью указателей потоков данных могут быть однозначно соотнесены с отдельными потоками данных.

Изобретение относится к радиосвязи и может использоваться в системе мобильной связи. Технический результат состоит в обеспечении возможности более эффективного использования запоминающих устройств. Для этого на стороне передачи пакеты данных по меньшей мере из двух потоков (1, 2) данных обозначают соответствующим указателем (ИД), индивидуальным для потока данных и/или услуги, для обеспечения на стороне приема возможности отнесения их к соответствующему потоку (1, 2) данных. Кроме того, на стороне передачи к пакетам данных добавляют номер последовательности (НП) для пакетов данных каждого потока (1, 2) данных для обеспечения в приемнике возможности восстановления первоначальной последовательности пакетов данных потока (1, 2) данных. Это обеспечивает преимущество, состоящее в том, что потоки (1, 2) данных нескольких услуг могут использовать общий процесс HARQ. Таким образом, на стороне приема можно уменьшить объем запоминающего устройства (ЗУ), требуемого для реализации процесса HARQ. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ передачи пакетов данных в соответствии с процессом гибридного запроса автоматического повторения (HARQ) в системе радиосвязи, при котором на стороне передачи пакеты данных из по меньшей мере двух потоков (1, 2) данных обозначают соответствующим указателем (ИД), индивидуальным для потока данных и/или услуги, для обеспечения на стороне приема возможности отнесения их к соответствующему потоку (1, 2) данных, и используют общий процесс HARQ по меньшей мере для двух потоков (1, 2) данных.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пакеты данных по меньшей мере двух потоков (1, 2) данных дополнительно обозначают соответствующим номером последовательности (НП), индивидуальным для потока данных и/или услуги.3. Способ по п.2, отличающийся тем, что для одновременной передачи нескольких пакетов данных одного потока (1, 2) данных эти пакеты данных соединяют, причем номер последовательности (НП) нескольких пакетов данных устанавливают соответственно одному потоку (1, 2) данных.4. Способ по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что при осуществлении процесса HARQ выполняют подтверждение правильного приема или приема с ошибками пакетов данных.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в ЗУ (10) приема, реализованном на стороне приема, сохраняют принятые пакеты данных нескольких потоков (1, 2) данных.6. Способ по п.2, отличающийся тем, что определенное количество принятых пакетов данных сохраняют в ЗУ (14, 15) переупорядочивания, индивидуальном для потока данных и/или услуги, и восстанавливают с помощью присвоенных номеров последовательности (НП) в первоначальную последовательность.7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в ЗУ (7) передачи, реализованном на стороне передачи, сохраняют переданные пакеты данных нескольких потоков (1, 2) данных.8. Станция радиосвязи системы радиосвязи для передачи пакетов данных согласно процессу HARQ, содержащая на стороне передачи средство для добавления соответствующего указателя (ИД) индивидуального потока данных и/или услуги к пакетам данных, по меньшей мере, из двух потоков (1, 2) данных и для выполнения одного общего процесса HARQ, по меньшей мере, для двух потоков (1, 2) данных.9. Станция радиосвязи по п.8, отличающаяся тем, что содержит средство для добавления соответствующего номера последовательности (НП) индивидуального потока данных и/или услуги к пакетам данных, по меньшей мере, из двух потоков (1, 2) данных.10. Станция радиосвязи по п.8 или 9, отличающаяся тем, что содержит средство для подтверждения правильного приема или приема с ошибками пакетов данных в процессе HARQ.11. Станция радиосвязи по п.8, отличающаяся тем, что содержит на стороне приема ЗУ (10) приема для сохранения пакетов данных, по меньшей мере, из двух потоков (1, 2) данных.12. Станция радиосвязи по п.8, отличающаяся тем, что содержит на стороне передачи ЗУ (7) передачи для сохранения переданных пакетов данных, по меньшей мере, из двух потоков (1, 2) данных.13. Станция радиосвязи по п.8, отличающаяся тем, что она выполнена как пользовательский терминал (ПТ) или базовая станция (БС).