СПОСОБ ДЛЯ НАДЕЖНОЙ ПЕРЕДАЧИ КОРОТКИХ БИТОВЫХ МАССИВОВ ACK/NACK В ПРОЦЕССЕ ARQ ВНУТРИ СИСТЕМ, СОВМЕСТИМЫХ С EDGE Российский патент 2011 года по МПК H04L1/16 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области передачи пакетных данных в мобильных радиосетях, и более точно к способу для надежной UL/DL передачи коротких битовых массивов ACK/NACK в процессе ARQ внутри систем, совместимых с EDGE (используемые сокращения даны в конце описания).

Предшествующий уровень техники

Процесс ARQ, сигнализирующий посредством так называемых сигналов "подтверждения" (ACK) и "неподтверждения" (NACK), является обычным в телекоммуникационных протоколах. Такой вид сигнализации ACK/NACK описан, например, в 3GPP TS 44.060 V7.3.0 (исключая GERAN 04.60). В пределах EDGE есть девять схем модуляции и кодирования (MCS), известных как: MCS1, …, MCS9.

На фиг.1 первый тип блока данных GERAN состоит из первого поля в качестве "заголовка" и второго поля в качестве "полезной нагрузки". Заголовок включает в себя поля BSN и TFI. Последнее также обозначается как "блок RLC". Кодированные посредством MCS1 - MCS6 блоки характеризуются этими двумя полями. Для кодированных посредством MCS7-MCS9 блоков используются три поля, первое поле для заголовка, второе поле для полезной нагрузки, известное как "блок RLC1", и третье поле также для полезной нагрузки, известное как "блок RLC2". Заголовок включает в себя TFI, первое поле BSN1, назначенное блоку RLC1, и второе поле BSN2, назначенное блоку RLC2.

RLC ARQ функции, доступные в GERAN, поддерживают три режима работы: режим с подтверждением RLC, режим с неподтверждением RLC и режим, неустойчивый относительно RLC. Работа в режиме с подтверждением RLC использует повторную передачу блоков данных RLC, чтобы достигнуть высокой надежности. Работа в режиме с неподтверждением RLC не использует повторную передачу блоков данных RLC. Работа в режиме, неустойчивом относительно RLC, использует неполную повторную передачу блоков данных RLC.

Обычный процесс ARQ с сообщениями обратной связи ACK/NACK, такими как PDAN или PUAN, сообщает битовые массивы, которые занимают целый радиоблок. Всякий раз, когда есть опрашивающий запрос, переданный в направлении нисходящей линии (DL) базовой станцией для того, чтобы получить назад сообщение PDAN, переданное мобильным устройством по восходящей линии (UL), чтобы подтвердить или не подтвердить блоки RLC, принятые по нисходящей линии, ресурсы восходящей линии используются только для посылки сообщения сигнализации PDAN восходящей линии. Эти ресурсы восходящей линии поэтому не могут использоваться для передачи данных. Двоякие выводы относительно траты ресурсов нисходящей линии должны быть сделаны для сообщения PUAN, выдаваемого базовой станцией в нисходящей линии, чтобы подтверждать или не подтверждать блоки RLC, передаваемые мобильной станцией (MS) в восходящей линии. Вследствие упомянутого выше, передача данных могла бы быть сильно повреждена часто передаваемыми сообщениями ACK/NACK, особенно в случае передачи в нескольких временных сегментах.

ЕР-А-1465371 раскрывает способ гибкого опрашивания, который используется сетью для запроса битового массива ACK/NACK от UE. Заголовок RLC/MAC блока кодируется отдельно от данных.

Европейская патентная заявка № 05023668.6, поданная 28.10.2005 тем же заявителем, раскрывает "способ сигнализации ACK/NACK", который должен рассматриваться согласно Статье 54 (3) EPC. Согласно соответствующей ссылке:

- Первый блок (BS) передает опрашивающий запрос в некоторый момент времени к второму блоку (MS), и опрашивающий запрос инициализирует там анализ ACK/NACK полученных блоков RLC. Второй блок анализирует принятые блоки RLC, которые назначены номеру выделенного временного сегмента несущей, и анализ проводится для всех временных сегментов набора.

- Во время анализа один бит используется, чтобы указать, демонстрирует ли рассматриваемый блок RLC ошибки или нет. Биты указания используются, чтобы сформировать короткий битовый массив, и короткий битовый массив передается от второго блока к первому блоку как сигнал ACK/NACK.

- Первый блок анализирует короткий битовый массив и идентифицирует ошибочные блоки RLC относительно временных характеристик передачи блоков RLC между первым и вторым блоком, относительно назначенного набора временных сегментов и относительно момента времени, в который послан опрашивающий запрос, причем каждый из этих фактов известен в первом блоке.

- В случае передачи данных в направлении восходящей линии короткий битовый массив будет частью "нормального" блока данных восходящей линии. Из-за этого есть возможность добавить и передать нормальную полезную нагрузку в пределах блока данных вместе с коротким блоком битового массива. Эта особенность присутствует в блоке RLC восходящей линии по фиг.2.

- Если нет никакой передачи данных в направлении восходящей линии, короткий битовый массив будет послан в направлении восходящей линии в так называемом "пакете доступа". Передача и прием такого пакета обычно выполняются без помех, поэтому передача короткого битового массива сохраняется. Если пакет доступа несет короткий битовый массив, то мощность батареи питания в мобильной станции может быть сэкономлена. Из-за более медленного повторения передачи пакета доступа возможно уменьшить взаимные помехи в пределах системы/системы GERAN.

При вышеописанном способе передача номеров последовательности блоков как части сигнала ACK/NACK не требуется. Вместо основанного на номере последовательности блоков сообщения ACK/NACK используется сообщение, основанное на времени. Базовая станция и, следовательно, мобильная станция точно знают время передачи и хронирование выделенного радиоблока, таким образом, возможно назначение принятого указания ACK/NACK к ранее посланному радиоблоку. Например, если опрашивающее указание принимается в номере N кадра, то MS отослала бы короткий битовый массив назад для ACK/NACK, указывая статус всех принятых радиоблоков в назначенных временных сегментах в течение кадра с номером N, N-1 и так далее. Это зависит от размера короткого битового массива и числа назначенных временных сегментов. В большинстве случаев очень короткий битовый массив достаточен для сигнализации ACK/NACK. Если предполагается мобильная станция с 4 назначенными временными сегментами в направлении нисходящей линии и опрашивающим периодом 40 мс, то будет максимум 4×2=8 радиоблоков, несущих максимум 16 блоков RLC, представляемых в течение двух последовательных опросов.

Поскольку могло бы быть два блока данных RLC на каждый радиоблок (в случае MCS 7, 8, 9), самое большее два бита на радиоблок необходимы в битовом массиве. Для каждого радиоблока, принятого в назначенных временных сегментах, приемник должен установить пару битов в коротком битовом массиве, как описано таблицей правила кодирования в ссылке, показанной на фиг.3.

В случае множества TBF, выделенных тому же самому мобильному устройству, битовый массив мог бы включать в себя информацию для всех TBF. В этом случае биты были бы установлены в 1 для блоков RLC, корректно принятых с любым из назначенных DL TFI. Это дополнительно оптимизировало бы процедуру, так как обратная связь для всех TBF могла быть предоставлена в то же самое время. Фиг.4 показывает, как правила кодирования по фиг.3 применяются для генерации короткого битового массива. На чертеже DL TBF выделен на временных сегментах 0, 1, 2 & 3 (TBF1) и мультиплексирован по времени с другими TBF (TBF2 и TBF3), выделенными на той же самой несущей, что и TBF1. Длина короткого битового массива (относящегося к единственному TBF1) предполагается равной 2 октетам (последовательное считывание), каждый из которых охватывает период 20 мс радиоблока. Когда опрос принимается посредством MS в кадре N, первая пара кольцевых битов в коротком битовом массиве должна ссылаться на радиоблок, принятый в первом назначенном временном сегменте кадра N, вторая пара битов должна ссылаться на радиоблок, принятый во втором назначенном временном сегменте кадра N, и т.д. Поскольку еще есть свободное место в битовом массиве, следующая пара битов должна ссылаться на радиоблок, принятый в первом назначенном временном сегменте кадра N-1, и т.д.

Характеристика технической проблемы

Способ цитированной заявки может использоваться для сообщения ACK/NACK для передач нисходящей линии или восходящей линии, без различий, хотя описано и явно заявлено только сообщение PDAN. Момент передачи PDAN планируется базовой станцией опрашивающим запросом (RRBP), выдаваемым в заголовке блока RLC, передаваемого по нисходящей линии связи. Нет никаких причин для мобильного устройства, чтобы опрашивать сеть (базовую станцию) для передачи обратной связи для ее собственных передач восходящей линии, потому что сеть является ведущим объектом в планировании в канале нисходящей линии. Начиная с быстрого ACK/NACK-сообщения восходящей линии для передач нисходящей линии, должны быть рассмотрены некоторые другие вопросы, чтобы адаптировать более быстродействующий протокол MAC к передачам данных восходящей линии. Прежде всего, должен быть реализован критерий, чтобы информировать мобильное устройство, что короткий битовый массив используется вместо традиционного расширенного с сообщением PUAN.

Способ цитированной заявки указывает критерий сосуществования между расширенными и короткими битовыми массивами, действительными для единственного набора ACK/NACK-сообщения в направлении восходящей линии. Этот критерий способствует существенному переопределению обоих известных полей RRBP и ES/P в заголовках блоков данных нисходящей линии EGPRS. Кроме того, для того чтобы приемник базовой станции знал, вложен ли короткий битовый массив ACK/NACK в блок данных RLC восходящей линии, в заголовке UL RLC/MAC используется запасной бит. Запасной бит существует во всех трех типах EGPRS UL заголовка и будет использоваться для этого случая.

Пробел для сообщения по нисходящей линии заполнен временным 3GPP документом TSG GERAN#29, GP Tdoc 060755, San Jose Del Cabo, Mexico, 24-28 April 2006, в котором предлагается следующее.

Набор ACK/NACK сообщения в направлении нисходящей линии:

- Используется запасной бит в UL RLC/MAC заголовке. Сообщение от мобильного устройства короткого или расширенного битового массива сигнализируется сетью с использованием полей опроса (RRBP) и USF в направлении нисходящей линии.

Набор ACK/NACK сообщения в направлении нисходящей линии:

- Используется запасной бит в DL RLC/MAC заголовке. Тот же самый критерий цитированной заявки для ACK/NACK сообщения в направлении восходящей линии используется для сообщения по нисходящей линии. Поля RRBP и ES/P в заголовке блоков данных нисходящей линии EGPRS переопределены для этой цели.

ACK/NACK сообщение, являющееся результатом объединения решений обоих приоритетных документы, однако, не оптимально по следующим причинам:

- Остаточная возможность ошибки существует, даже при декодировании короткого битового массива с отдельной CRC. Это главным образом зависит от MCS, адаптивно выбранных для полезной нагрузки и, следовательно, для включенного короткого битового массива.

- Слишком жесткий механизм для ACK/NACK сообщения в направлении нисходящей линии, который учитывает только сообщение для единственного TBF, не рассматривая возможность дополнительных сообщений от других MS, совместно использующих те же самые временные сегменты в предопределенном окне сообщения.

Цели и преимущества изобретения

Ввиду описанного состояния уровня техники, целью настоящего изобретения является создание способа без охарактеризованных ограничений.

Изобретение достигает указанную цель, обеспечивая способ для надежной передачи назад к первому модулю коротких битовых массивов ACK/NACK, генерированных вторым модулем в контексте ARQ сигнализации в мобильной системе радиосвязи, причем передачи, запланированные для временного потока блоков, называемого TBF, обеспечивают, по меньшей мере, одну несущую, доступную во временном разделении в течение временных сегментов последовательных кадров для передачи радиоблоков RLC/MAC, каждый из которых включает в себя заголовок и часть данных полезной нагрузки, распределенную по набору выделенных временных сегментов, перемеженных между предопределенным количеством кадров, причем короткий битовый массив ACK/NACK включает в себя количество битов, равное количеству блоков RLC/MAC, принятых во временном окне, охватывающем один или более предопределенных периодов блоков перед начальным моментом времени, известным первому и второму модулям, причем логическое значение каждого бита указывает ошибочно или корректно декодированные блоки RLC/MAC, чтобы обеспечить возможность повторной передачи первым модулем блоков, отображенных как ошибочно декодированные вторым модулем; причем упомянутый короткий битовый массив кодируется вторым модулем независимо от кода избыточности части данных полезной нагрузки с использованием схемы модуляции и кодирования для короткого битового массива, в принципе, более надежной по отношению к ошибкам, по сравнению с надежностью схемы модуляции и кодирования, используемой в части данных полезной нагрузки, как раскрыто в пункте 1 формулы изобретения. Дополнительные предпочтительные признаки описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Согласно первому предпочтительному варианту осуществления изобретения, действительному для сообщения как по восходящей линии, так и по нисходящей линии, короткий битовый массив распределен в заголовке блока RLC/MAC, используемого для его передачи, чтобы кодироваться с заголовком.

Согласно второму предпочтительному варианту осуществления изобретения, действительному только для сообщения по нисходящей линии, короткий битовый массив, распределенный в заголовке, дополнительно распределен в новой зоне блока RLC/MAC, кодированного независимо по отношению к заголовку и части данных; причем эта новая зона несет информацию широковещательной передачи или групповой передачи, к которым получают доступ все мобильные станции, распределенные тем же самым временным сегментам. Выгодным образом новая зона размещена непосредственно после части заголовка.

Согласно третьему предпочтительному варианту осуществления изобретения, действительному для коротких битовых массивов, передаваемых по нисходящей линии, короткий битовый массив распределяется только в упомянутой новой зоне широковещательной передачи или групповой передачи.

Согласно четвертому предпочтительному варианту осуществления изобретения, действительному для сообщения по восходящей линии, короткий битовый массив распределен не в заголовке, не в полезной нагрузке, а в новой дополнительной зоне.

Способ, соответствующий изобретению, независимо от используемого варианта осуществления, делает передачу коротких битовых массивов ACK/NACK в процессе ARQ более надежной. Способ, реализованный в соответствии со вторым или третьим предпочтительным вариантом осуществления, более эффективен в соответствии с вариантом широковещательной передачи или групповой передачи, предоставляемой в канале нисходящей линии, относительно двухточечной передачи в восходящей линии. Выгодным образом короткий битовый массив, распределенный в зоне широковещательной передачи или групповой передачи, принимает во внимание более чем одного пользователя, запланированного в том же самом временном окне, хотя и отличающегося от адресата полезной нагрузки радиоблока. Преимущество состоит в том, что все мобильные устройства, запланированные в том же самом периоде блока, можно одинаково быстро информировать о статусе ACK/NACK их последних передач.

Способ, реализованный в соответствии с четвертым предпочтительным вариантом осуществления, позволяет реализовать более надежное решение, чем распределение битового массива в полезной нагрузке, потому что кодирование новой зоны может быть сделано более надежным и более гибким, чем в первом предпочтительном варианте осуществления изобретения, потому что короткого битового массива можно избежать, если он не требуется, так что данные могут быть посланы по восходящей линии.

В заключение, надежный быстрый механизм обратной связи может быть реализован путем отсылки назад в передатчик информации обратной связи в каждом возможном случае, без полного потребления ширины полосы в канале обратной связи. Это сделано возможным за счет вложения коротких битовых массивов в различные части радиоблоков как для прямой, так и обратной линии связи. Реализация чувствительных к задержкам услуг в GERAN, подобных услуге VoIP, заметно улучшается.

Краткое описание чертежей

Признаки настоящего изобретения, которые рассматриваются в качестве новых признаков, сформулированы в деталях в приложенной формуле изобретения. Изобретение и его преимущества могут быть поняты при обращении к последующему детальному описанию его варианта осуществления, рассматриваемого во взаимосвязи с иллюстрирующими чертежами, представленными только для пояснительных целей, не накладывающих ограничений.

На чертежах показано следующее:

фиг.1, уже описанная выше, показывает общую структуру двух типов радиоблоков, используемых в системе GERAN известного уровня техники;

фиг.2, уже описанная выше, показывает приведенную для примера структуру блока данных RLC предшествующего уровня техники, используемого в направлении нисходящей линии;

фиг.3, уже описанная выше, включает таблицу, иллюстрирующую правила кодирования, используемые для формирования короткого битового массива, включенного в часть данных блока данных RLC на фиг.2;

фиг.4, уже описанная выше, показывает механизм сигнализации опроса/сообщения ACK/NACK ARQ, реализованный для сообщения по восходящей линии с короткими битовыми массивами в системе GERAN известного уровня техники;

фиг.5 показывает функциональную архитектуру сети GSM/EDGE, подходящую для реализации протокола RLC/MAC, измененного согласно способу, соответствующему изобретению;

фиг.6-12 показывают структуру некоторых приведенных для примера блоков RLC/MAC, измененных согласно способу, соответствующему изобретению.

Детальное описание варианта осуществления изобретения

Показанная на фиг.5 функциональная архитектура GSM/EDGE включает следующие функциональные блоки: MS (TE и МT), BSS (BTS и BSC), SGSN, GGSN, EIR, MSC/VLR, HLR, SMS-GMSC, SMS-IWMSC и СМ-SC. В MS первый функциональный блок TE связан со вторым функциональным блоком МT через соединение, обозначенное ссылочным обозначением R, типично поддерживающее стандартный последовательный интерфейс. Предусмотрены следующие интерфейсы: Um, A-bis, A, Gb, Gi, Gp, Gn, Gp, Gf, Gs, Gr, Gd, D, E, C, возможность соединения которых между соответствующими блоками непосредственно видна из чертежа.

Каждая MS (МТ) связана с ее обслуживающей BTS через радиоинтерфейс Um для обмена голосовыми услугами и услугами передачи данных и соответствующей сигнализации. BSS включает в себя множество BTS, соединенных с BSC через соответствующий интерфейс A-bis. BSC связан с основной сетью, главным образом включающей в себя MSC и SGSN, через интерфейсы A и Gb, предусмотренные для области с коммутацией каналов (CS) и области с пакетной коммутацией (PS) соответственно. Прежние BSS получили развитие до систем GERAN, чтобы обеспечить возможность более высоких пропускных способностей данных и инкрементной избыточности, когда ошибочные блоки данных повторно передаются. Кроме того, интерфейс Gn соединяет два узла GSN в той же самой системе PLMN, в то время как интерфейс Gp соединяет два узла GSN, принадлежащие различным системам PLMN.

В процессе работы на интерфейсах Um и A-bis несколько протоколов размещены в стеке на физическом уровне, в частности: SNDCP, LLC, RLC и MAC. Протокол SNDCP управляет передачей сетевых протокольных блоков (N-PDU) между мобильным устройством MS и узлом SGSN. Основными функциями протокола SNDCP являются следующие:

- Мультиплексирование протоколов пакетных данных, например IP.

- Компрессия (сжатие)/декомпрессия пакетов пользовательских данных.

- Компрессия/декомпрессия информации протокола управления.

- Сегментация NPDU в кадрах LLC и повторная сборка из кадров LLC блоков NPDU.

Для того чтобы выполнить эти функции, протокол SNDCP использует NSAPI, чтобы идентифицировать в мобильном устройстве MS пункт доступа к протоколу пакетных данных PDP, в то время как в SGSN и узлах GGSN идентифицируется контекст, связанный с адресом вышеупомянутого протокола PDP.

RLC дает надежную радиолинию и отображает кадры LLC в пределах физических каналов GSM. RLC/MAC использует следующие каналы GPRS: PBCCH1 PCCCH, PACCH и PDTCH, передаваемый на PDCH. Пакет RLC/MAC отображается на радиоблоки мультикадра GSM. Радиоблок транспортируется четырьмя последовательными Нормальными пакетами. На физическом уровне четыре Нормальных пакета перемежаются на четырех последовательных кадрах TDMA длительностью 4,615 мс. Протокол физического уровня связи ответственен за блочный код FEC, обеспечивающий обнаружение и исправление ошибок в приемнике. Четыре схемы сверточного кодирования (CS-1.... CS4) предусмотрены для GPRS, и девять схем модуляции и кодирования (CS-1.... CS9) - для EGPRS, генерируя различные битовые скорости.

Процедурами сигнализации для доступа к радиоканалу управляет MAC, который также управляет динамическим распределением ресурсов (запрос и предоставление). Динамическое распределение означает, что конкретный ресурс передачи, состоящий, например, из канала PDCH на физическом временном сегменте, сделан совместно используемым на основе временного подразделения для множества мобильных устройств MS, причем каждое из них участвует в активной сессии передачи данных или сигнализации с использованием того же самого совместно назначенного ресурса передачи. С конкретной целью динамического распределения BSC включает PCU, реализующий специализированный алгоритм планирования.

Подмножество процедур MAC, управляющих мультиплексированием передач на совместно используемых каналах, обеспечивают MS временным назначением ресурсов, называемых TBF, на физическом уровне для поддержки единственной передачи. TBF может включать буфер памяти для помещения очереди блоков RLC/MAC. Каждое назначение TBF обеспечивает возможность однонаправленной передачи радиоблоков (для данных полезной нагрузки и сигнализации) в пределах ячейки между сетью и мобильной станцией MS, или наоборот. Сообщения управления для установления/отмены связи между пунктами обслуживания и назначения/освобождения соответствующих поддерживаемых физических ресурсов, например буферов TBF, предусматривают различные возможности, обеспечивающие покрытие всего обзора, предусматриваемого в режиме пакетной передачи подуровня RR. Для простоты здесь описан очень ограниченный обзор установления/отмены соединений TBF и соответствующих режимов работы. Можно начать с установления соединения восходящей линии TBF после пакетной передачи, инициированной мобильным устройством. В этом случае мобильное устройство запрашивает назначение канала GPRS, посылая сообщение «запрос пакетного канала», включающее ресурсы TBF, которые требуются для передачи пакетов к сети. В случае приема сеть отвечает сообщением «назначение пакетной передачи восходящей линии» по каналу управления, назначающему мобильному устройству ресурсы, запрашиваемые для передачи пакетов по восходящей линии. Ресурсы включают в себя один или более каналов PDCH, то есть, по меньшей мере, несущую и временной сегмент, и значение TFI. Сеть не назначает никакого буфера в направлении восходящей линии (буфер находится в мобильном устройстве). Сети требуется просто знание числа блоков, которые мобильное устройство MS намеревается передать. Далее можно перейти к исследованию назначения нисходящей линии TBF после пакетной передачи, завершающейся в мобильном устройстве. В этом случае в конце процедуры поискового вызова сеть посылает в мобильное устройство сообщение «назначение пакетной передачи нисходящей линии» в состоянии готовности по каналу управления с вложенным списком каналов PDCH, распределенных для передачи нисходящей линии. Буфер, относящийся к нисходящей линии TBF, целенаправленно назначается, чтобы содержать блоки RLC/MAC, которые должны быть переданы.

В большинстве случаев TBF поддерживается только для передачи одного или более протокольных блоков LLC с намеченной целью передачи соответствующих блоков RLC/MAC. Сеть назначает на каждый TBF свой собственный временный идентификатор, называемый TFI (Временный идентификатор потока). Мобильное устройство должно предполагать, что значение TFI является уникальным среди конкурентов TBF в каждом направлении, восходящей линии или нисходящей линии. Блок данных RLC/MAC идентифицируется по отношению к TBF, с которым он ассоциирован, через его собственное поле, где записан идентификатор TFI, и другое поле для указания направления восходящей линии или нисходящей линии блока. Если блок RLC/MAC должен относиться к сообщению управления, предусматривается поле для указания направления передачи и типа сообщения. В случае динамического распределения заголовок каждого блока RLC/MAC, передаваемого по каналу PDCH в направлении нисходящей линии, включает в себя дополнительное поле, называемое USF, которое используется сетью в форме флага, чтобы управлять мультиплексированием с временным разделением различных мобильных станций на физическом канале PDCH в направлении восходящей линии. Мы можем теперь лучше квалифицировать уже упомянутое сообщение «назначение пакетной восходящей линии», посылаемое сетью к мобильным устройствам, заявляя, что оно включает в себя: идентификатор TFI буфера нисходящей линии/TBF, содержащего управляющий блок, несущий это сообщение, список выделенных каналов PDCH (временных сегментов) и соответствующее значение USF для каждого выделенного канала (временного сегмента). Один USF планируется для передачи одного радиоблока. Три бита предусматриваются для поля USF, что позволяет однозначно различать до восьми пользователей, совместно использующих временной сегмент, также в промежуточном случае, в котором с единственным буфером TBF ассоциированы все восемь временных сегментов кадра TDMA.

Согласно 3GPP TS 44.060 V7.3.0, подпункт 9.1.8.1, пакетное сообщение ACK/NACK содержит начальный номер последовательности (SSN) и битовый массив принятого блока (RBB). Пакетное сообщение ACK/NACK передается приемником RLC и принимается передатчиком RLC. SSN и RBB определены так, как определено в этом подпункте, и передаются в режимах с подтверждением RLC, с неподтверждением RLC и режиме, неустойчивом относительно RLC. SSN и RBB могут быть проигнорированы передатчиком RLC в режиме без подтверждения. RBB определен как двоичный массив элементов WS, где индекс каждого элемента принимает значение 0, 1, 2, …, WS-1 в заданном порядке соответственно. Значения BSN, определенные в RBB, интерпретируются путем вычитания позиции бита в битовом массиве из начального номера последовательности (SSN) по модулю SNS.

Присутствие сообщения с небольшими битовыми массивами может сообщаться сетью мобильным устройствам посредством системной информации, широковещательно передаваемой по общему каналу, периодически считываемой мобильными устройствами, или альтернативно посредством выделенного информационного элемента во время установления нового TBF. Унаследованный опрос все еще необходим, чтобы поддерживать унаследованные MS и цели LQC для мобильных устройств, которые поддерживают быстрое сообщение Ack/Nack. Результатом была бы существенно уменьшенная частота повторения унаследованного опроса, примененная к MS, которые поддерживают быстрое сообщение Ack/Nack, по сравнению с MS, которые поддерживают только унаследованную схему сообщения пакетного Ack/Nack. Частота повторения унаследованного опроса должна также выбираться, чтобы учитывать случай, когда короткий битовый массив сдвигается за пределы короткого окна битового массива с ошибками.

Для сосуществования быстрого и расширенного унаследованного сообщения необходимо рассмотреть: a) ACK/NACK сообщение, посылаемое в направлении восходящей линии; b) ACK/NACK сообщение, посылаемое в направлении нисходящей линии.

Случай a) - ACK/NACK сообщение, посылаемое в направлении восходящей линии. Цель состоит в поддержании сети в состоянии управления того, как часто MS разрешается передавать сообщения ACK/NACK. Сообщением командуют с использованием опроса (RRBP) и полей USF в направлении нисходящей линии, как описано в GP 060755 - Приложение A, подпункт 10.2.1.5.2, уже упомянутый во введении.

Случай b) - ACK/NACK сообщение, посылаемое в направлении нисходящей линии. Для того чтобы мобильной станции определить, что короткое сообщение ACK/NACK включено в блок данных, приемнику необходимо знать это, если возможно без какого-либо дублирующего декодирования. Переопределение полей RRBP и ES/P в заголовке блоков данных EGPRS DL может быть использовано, как описано в GP 060755 - Приложение A, подпункт 10.2.1.5.3, как уже упомянуто во введении.

На фиг.6 показана новая структура блока UL/DL RLC/MAC, модифицированная для включения короткого битового массива в заголовок. Детали нового заголовка для блока нисходящей линии EGPRS представлены на фиг.10, а для блока нисходящей линии EGPRS представлены на фиг.11; поля иные, чем короткий битовый массив, описаны в 3GPP TS 44.060 V7.3.0. Короткий битовый массив завершается с использованием правил кодирования, представленных в таблице на фиг.3. Синхронизация между передачей и приемом необходима, чтобы реализовать повторную передачу, основанную на коротких битовых массивах, а не асинхронных BSN. Минимальное зарезервированное пространство в два октета принимает во внимание максимальное число запланированных блоков внутри последнего единственного временного окна 20 мс, то есть два блока данных EGPRS RLC для каждого из восьми временных сегментов кадра. Обозначение TS1,1 означает блок 1 данных EGPRS RLC во временном сегменте 1 и так далее. Дополнительное пространство может быть предоставлено в заголовке, чтобы расширить окно сообщения. В этом случае два октета могут быть добавлены для каждого дополнительного периода наблюдения 20 мс. Альтернативно, пространство, зарезервированное в заголовке для короткого битового массива, является только эффективно необходимым на основе фактического планирования.

На фиг.7 представлена структура нового блока RLC/MAC нисходящей линии, модифицированного так, чтобы включать короткий битовый массив в заголовок, а также в новую зону широковещательной/групповой передачи (B/M), выгодным образом выделенную между заголовком и частью данных.

На фиг.8 короткий битовый массив выделен только в зоне B/M блока RLC/MAC нисходящей линии. Структура блока, представленная на фиг.8, детализирована на фиг.12.

На фиг.9 представлена структура нового блока RLC/MAC нисходящей линии, модифицированного так, чтобы включать короткий битовый массив в новую зону, выгодным образом выделенную между заголовком и частью данных.

В процессе работы тип блока RLC/MAC нисходящей линии, показанный на фиг.7 и фиг.8, для передачи короткого битового массива сообщается сетью к MS. Для всех типов нового блока RLC/MAC, содержащего короткий битовый массив в упомянутой новой зоне, как на фиг.7-9, длина новой зоны сообщается в заголовке блока RLC/MAC.

Согласно фиг.12, базовая станция подготавливает короткий битовый массив, обеспечивающий обратную связь для всех TBF всех мобильных станций, распределенных на те же самые временные сегменты, для окна сообщения одного или более периодов блока. Знание фиксированной задержки между самым ранним радиоблоком нисходящей линии, рассматриваемым в окне сообщения, и фактическим радиоблоком, который передает часть B/M, автоматически позволяет мобильным устройствам повторно передавать назад принятые ошибочные радиоблоки, отображенные в ACK/NACK сигнализации, начиная с самого раннего. Зона B/M закодирована более надежно по сравнению с надежностью, используемой для адаптивного кодирования остальной части данных. Учитывая, что зона B/M между заголовком и частью данных уже содержит информацию ACK/NACK для всего TBF, короткий битовый массив, включенный в заголовок блока RLC/MAC нисходящей линии на фиг.7, может быть уменьшен или исключен.

На основе вышеупомянутого описания некоторые изменения могут быть введены в примерный вариант осуществления специалистами в данной области техники без отклонения от объема изобретения. Таким образом, следует понимать, что настоящее изобретение включает в себя любые и все такие варианты осуществления, охватываемые приложенной формулой изобретения.

Использованные сокращения

3GPP - программа партнерства в создании третьего поколения

ACK - подтверждение (режим)

ARQ - запроса автоматического повторения

BCCH - широковещательный канал управления

BS - базовая станция

BSC - контроллер базовых станций

BSN - номер последовательности блоков

BSS - подсистема базовой станции

BTS - базовая приемопередающая станция

CCCH - общий канал управления

CRC - проверка циклическим избыточным кодом

CS - схема кодирования с коммутацией каналов

DL - нисходящей линии

E - бит расширения

EDGE - улучшенные скорости передачи данных для эволюции GSM

EGPRS - улучшенный GPRS

ES/P - расширенное/дополнительное опрашивание

FACCH - быстрый ассоциированный канал управления

FPB - первый частичный массив данных

GERAN - сеть радиодоступа GSM/EDGE

GGSN - шлюзовой GSN

GMSC - шлюзовой MSC

GPRS - обобщенные услуги пакетной радиопередачи

GSM - глобальная система мобильной связи

IP - Интернет-протокол

IWMSC - MSC сетевого взаимодействия

Ll - указатель длины

LLC - управление логическим каналом

LQC - управление качеством канала

MAC - протокол доступа к среде

MBMS - мультимедийная услуга широковещательной/групповой передачи

MCS - схема модуляции и кодирования

MS - мобильная станция

МТ - мобильный терминал

NACK - неподтверждение (режим)

NPB - следующий частичный битовый массив

NPDU - сетевой PDU

NSAPI - сетевой SAPI

PACCH - пакетно-ассоциированный канал управления

PBCCH - пакетный широковещательный канал управления

PCCCH - пакетный общий канал управления

PCU - пакетный блок управления

PDAN - ACK/NACK пакетов нисходящей линии

PDTCH - канал трафика пакетных данных

PDCH - канал пакетных данных

PDU - протокольный блок данных

PFI - идентификатор потока пакетов

PLMN - наземная мобильная сеть общего пользования

PS - с пакетной коммутацией

PUAN - ACK/NACK пакетов восходящей линии

RAN - сеть радиодоступа

RBB - битовая карта принятого блока

RLC - управление радиоканалом

RRBP - относительный зарезервированный период блока

RTT - время двустороннего распространения

RTTI - сокращенный TTI

SAPI - идентификатор пункта доступа к услуге

SGSN - обслуживающий узел поддержки GPRS

SMS - служба коротких сообщений

SNS - пространство номеров последовательностей

SNDCP - зависимый от подсети протокол конвергенции

TBF - временный поток блоков

TFI - идентификатор TBF

TLLI - указатель временного логического канала

TTI - интервал времени передачи

UL - восходящая линия

USF - флаг состояния восходящей линии

VLR - регистр местоположения визитеров

VoIP - голосовая связь по протоколу IP

WS - размер окна

Изобретение относится к области передачи пакетных данных в мобильных радиосетях. Процесс ARQ предоставляет короткие битовые массивы, занимающие только несколько октетов, вложенные в полезную нагрузку блока RLC/MAC, который переносит соответствующую сигнализацию ACK/NACK. Основное усовершенствование состоит в том, чтобы сдвинуть короткий битовый массив из данных полезной нагрузки в заголовок того же самого блока RLC/MAC, передаваемого в направлении либо восходящей линии, либо нисходящей линии. Синхронизация между передачей и приемом кадров требуется при сообщении с короткими битовыми массивами. Корректная повторная передача некачественно принятых радиоблоков требует знания фиксированной задержки между моментом передачи радиоблока и моментом приема короткого битового массива. Второе усовершенствование состоит в распределении короткого битового массива в новую зону, размещенную непосредственно после заголовка блоков RLC/MAC, и кодировании его независимо от нагрузки с использованием более надежного кодирования в отношении ошибок по сравнению с надежностью MCS, используемой в части данных полезной нагрузки. Технический результат - осуществление кодирования коротких битовых массивов вместе с заголовком, получая преимущество от такого кодирования, которое является более надежным, чем то, которое используется для полезной нагрузки. 4 н. и 2 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Способ для передачи назад к, по меньшей мере, одному первому модулю коротких битовых массивов ACK/NACK, генерированных вторым модулем (BTS, MS) в контексте ARQ сигнализации в мобильной системе радиосвязи, причем упомянутые короткие битовые массивы ACK/NACK содержат меньше битов, чем обычные расширенные битовые массивы, и передачи, запланированные для временного потока блоков, называемого TBF, обеспечивают, по меньшей мере, одну несущую, доступную во временном разделении в течение временных сегментов последовательных кадров для передачи радиоблоков RLC/MAC, каждый из которых включает в себя заголовок и часть данных полезной нагрузки, распределенную по набору выделенных временных сегментов, перемеженных между предопределенным количеством кадров, причем короткий битовый массив ACK/NACK включает в себя количество битов, равное количеству блоков RLC/MAC, принятых во временном окне, охватывающем один или более предопределенных периодов блоков перед начальным моментом времени, известным первому и второму модулям, причем логическое значение каждого бита указывает ошибочно или корректно декодированные блоки RLC/MAC, чтобы обеспечить возможность повторной передачи первым модулем блоков, отображенных как ошибочно декодированные вторым модулем, упомянутый короткий битовый массив ACK/NACK кодируется вторым модулем независимо от кода избыточности части данных полезной нагрузки с использованием схемы модуляции и кодирования для короткого битового массива ACK/NACK более надежной по отношению к ошибкам, по сравнению с надежностью схемы модуляции и кодирования, используемой в части данных полезной нагрузки, отличающийся тем, что упомянутый короткий битовый массив распределен в третью часть (В/М) упомянутого блока RLC/MAC, передаваемого в нисходящей линии вторым модулем, конфигурированным как базовая станция (BTS), в направлении упомянутого, по меньшей мере, одного первого модуля, причем упомянутый, по меньшей мере, один первый модуль конфигурирован как мобильная станция (MS), и упомянутая третья часть (В/М) независимо кодирована по отношению как к заголовку, так и к части данных полезной нагрузки, и доступна для всех мобильных станций (MS), распределенных тем же самым временным сегментам.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что присутствие и длина упомянутой третьей части сообщается в заголовке блока RLC/MAC.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутая третья часть (В/М) блока RLC/MAC, передаваемая в нисходящей линии, обеспечивает информацию обратной связи для всех TBF всех мобильных станций, распределенных тем же самым временным сегментам, для сообщения об окне одного или более периодов блоков.

4. Способ для передачи назад по нисходящей линии к, по меньшей мере, одной мобильной станции короткого битового массива ACK/NACK, генерированного базовой станцией в контексте ARQ сигнализации в мобильной системе радиосвязи, причем упомянутый короткий битовый массив содержит меньше битов, чем обычный расширенный битовый массив, и при этом упомянутый короткий битовый массив распределен в зоне блока RLC/MAC, причем упомянутая зона независимо кодирована по отношению как к заголовку, так и к части данных упомянутого блока RLC/MAC, и при этом упомянутая зона переносит информацию широковещательной или групповой передачи для доступа всеми мобильными станциями, распределенными тем же самым временным сегментам.

5. Базовая станция, содержащая средство, предназначенное для передачи назад по нисходящей линии к, по меньшей мере, одной мобильной станции короткого битового массива ACK/NACK, генерированного упомянутой базовой станцией в контексте ARQ сигнализации в мобильной системе радиосвязи, причем упомянутый короткий битовый массив содержит меньше битов, чем обычный расширенный битовый массив, и при этом упомянутый короткий битовый массив распределен в зоне блока RLC/MAC, причем упомянутая зона независимо кодирована по отношению как к заголовку, так и к части данных упомянутого блока RLC/MAC, и при этом упомянутая зона переносит информацию широковещательной или групповой передачи для доступа всеми мобильными станциями, распределенными тем же самым временным сегментам.

6. Мобильная станция, содержащая средство для приема короткого битового массива ACK/NACK, генерированного базовой станцией в контексте ARQ сигнализации в мобильной системе радиосвязи, причем упомянутый короткий битовый массив содержит меньше битов, чем обычный расширенный битовый массив, и при этом упомянутый короткий битовый массив распределен в зоне блока RLC/MAC, причем упомянутая зона независимо кодирована по отношению как к заголовку, так и к части данных упомянутого блока RLC/MAC, и при этом упомянутая зона переносит информацию широковещательной или групповой передачи для доступа всеми мобильными станциями, распределенными тем же самым временным сегментам.