[发明专利]用于数据网络中的数据传输的方法和系统

说明书

本申请是申请日为2008年11月24日、申请号为200880118417.0(国际申请号为PCT/EP2008/066067)以及发明名称为“用于数据网络中的数据传输的方法和系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于在数据网络中的数据传输的方法和系统。

背景技术

在数据网络中，信道噪声和同信道干扰可以引起不得不关注的传输错误(transmission error)。尤其在多用户应用的情况下，这些传输错误引起较高的分组错误率(PER)并且因此引起较大的分组延迟，因为分组不得不重传。这还引起了数据网络中分组吞吐量的劣化。因此，在多用户应用中主要关切的事是降低数据网络中的传输错误及延迟，并帮助维护特定用户的服务质量(QoS)参数。

自动重复请求(Automatic Repeat Request，ARQ)过程是现有技术已知的。一个单纯的自动重复请求过程通过使用循环冗余校验(CRC)检测媒体访问控制(MAC)层上的传输故障。如果循环冗余校验失败，接收机丢弃错误的分组并向发送机发送重传请求。

而且，混合自动重复请求(H-ARQ)过程是现有技术已知的。H-ARQ过程是自适应的数据传输技术以降低由于错误的或丢失的分组所引起的延迟，因此可以显著地提高系统吞吐量。H-ARQ的目的是提供将前向纠错(FEC)、开发编码增益和基本的ARQ机制相合并的简单机制从而服从QoS的约束。

通常将被满足的QoS约束是延迟、抖动、吞吐量最大化以及例如对于网络电话或视频会议应用而言重要的数据传输的可靠性。

而且，不丢弃错误的分组而是在重传请求之后将它们与已经接收的分组合并，这是现有技术已知的。在这一点上，主要有两种普及的合并方法，即Chase合并(Chase Combining，CC)和增量冗余(IR)。在Chase合并的情况下，接收机合并错误的连续传送的分组以降低码率，其与重复编码相似。接收机可以采用如图1示意的特定编码增益。在图1中，101表示第一传输，102表示第一重传，103表示第二重传。第一重传达到的编码增益由111示意，第二重传达到的编码增益由112示意。从图1可以看出，随着每次重传，码率得到了降低并且信噪比得到了改进。然而，改进的量随着每次重传而降低。

在增量冗余的情况下，如果需要的话，发送机首先传输系统位(systematic bit)然后是用于进一步重传的冗余(奇偶)位，因此改进了分组的解码。

通常，ARQ在数据网络的MAC层上实现。为了进一步降低系统中MAC层和物理层之间的延迟，H-ARQ的用意是将ARQ机制放置得尽可能的接近系统的物理层，该允许更快的重传。通信系统可以具有ARQ和H-ARQ这两个机制，使得能够改进数据传输。

根据使用Chase合并的H-ARQ过程，错误的数据分组被重传并且在接收机上合并以降低码率，直到具有特定的信噪比的情况下解码是可能的。如图1所示，对于连续的重传，信噪比增益降低了。而且，该合并是在解调器之后使用接收的符号或者备选地使用软位(soft bit)合并来完成的，该合并允许独立的调制和编码方案(MCS)以及因此而来的用于在重传尝试中接收的原文及多个拷贝的不同资源映射。在现有技术的H-ARQ实现中，H-ARQ重传使用同样的调制和编码方案(MCS)以及空间模式(分集或复用传输)用于它的重传。

因为重传导致的延迟增加是自动重复请求技术的一个问题。

尤其是需要在无线连接上实现低分组错误率的场景中，尽管自动重复请求技术提供了低延迟但还是有问题。例子是例如实时应用，像UMTS网络中的网络电话或视频电话呼叫。因此，在UMTS长期演进(LTE)中考虑最多3个的重传。

通常在UMTS网络中，基于H-ARQ过程的优化工作点，调度器向用户或数据连接许可资源，从而在最大的重传数目之后提高具有可接受分组中断(outage)的吞吐量。这意味着如此选择工作点以至于在第三次重传之后的分组错误率对于使用该连接的应用是可接受的。例如，从满的缓冲器下载的FTP文件可以容易地处理10^-3的最终分组错误率，因为更高层将处理剩下的错误并且单个分组的整体传输延迟是无关紧要的。因此，对于该类型的应用，工作点将被设置为大约10％的分组错误率。这将意味着对于第一传输分组错误率为10％，对于第二传输PER为1%，对于第三传输PER为10^-3。