[发明专利]采用可靠停等混合自动重传请求协议的系统和方法

说明书

提供了一种通信系统和一种用于传送数据的方法。所述方法在具有第一和第二网络设备的通信系统中实施。所述第一网络设备用于通过媒体接入控制(MAC)层向所述第二网络设备发送帧的编码版本和第一状态变量。所述第二网络设备用于接收所述帧的所述编码版本和所述第一状态变量并且向所述第一网络设备发送第二状态变量。所述第一网络设备和所述第二网络设备基于所述第一和第二状态变量使用状态机并实施混合自动重传请求(HARQ)协议。

技术领域

本发明通常涉及无线通信系统和方法，以及在特定实施例中，涉及采取可靠停等混合自动重传请求协议的系统和方法。

背景技术

在无线通信系统中，由于信道损害，无线链路要求自动重传请求(ARQ)协议以确保在网络设备中的发射器和接收器之间可靠地发送数据。在ARQ协议中，发射器发送帧、或帧的编码部分，发送次数与接收器对帧进行正确解码所需的次数一样。帧是指数据比特，其被限定在物理层或高层的明确的顶端和底端。高层中的帧通常称为包，而低层中的帧有时称为传送块(TB)。本文中的三个术语：帧，包和TB可互换使用。

ARQ协议可分类为纯ARQ协议和混合ARQ协议。在纯ARQ协议中，发射器在每次重传中重传原始发送的帧，而接收器独立于其它接收到的帧对每个接收到的帧进行解码。在混合ARQ(HARQ)协议中，接收器使用软合并对接收到的一组帧进行联合解码。在一种版本的HARQ协议中，发射器在每次重传中发送相同帧，在这种情况下接收器使用追赶合并(CC)对帧进行解码。在另一版本的HARQ协议中，发射器使用增量冗余(IR)发送帧，其中原始帧被编码为比原始帧长得多的编码比特序列。每个发送的帧使用不同的编码比特集发送。接收器使用所有接收到的编码比特来恢复原始数据。CC和IR方法的组合是可能的。

在当前第三代合作伙伴计划长期(LTE)演进标准中，MAC HARQ(3GPP，2012)不提供上层包的可靠传递。无线链路控制(RLC)层(3GPP，2010)提供了包的可靠和有序传递。两层方法引进大量信令开销并且还可能会增加TB传输的延迟。

在LTE标准中，HARQ使用单个比特ACK来指示TB在接收器处被成功解码。相同的比特还用作NACK以指示TB未被成功解码。在检测到ACK之后，发射器继续发送新的TB。另一方面，当接收到NACK之后，发射器发送原始TB的下一可用增量冗余(IR)版本。发射器继续发送TB的IR版本直到其接收到来自接收器的ACK。在具有可靠传递的协议中，在接收器成功地解码当前TB之后发射器应当仅继续发送下一TB。然而，当前LTE标准中的HARQ协议无法保证TB的可靠传递。

在LTE HARQ的情况下，即使接收器未成功解码前一TB，发射器也可继续发送下一TB。未成功解码的TB称为“丢失”TB。因此，LTE HARQ协议需要高层中的二级ARQ以确保丢失数据比特实际上被传递。无线链路控制(RLC)层中提供了上层自动重传请求(ARQ)。该方案存在包括在RLC层内的不必要开销，以及额外处理所导致的不必要延迟。虽然LTE的协议设计使用物理层中的频谱有效控制信令，但是两层方法大幅增加了上层中控制信令的数量以可靠地传递上层包。

TB丢失的一种方法是当信道损害将指示失败传输(NACK)的比特变为指示成功传输(ACK)的比特时。发射器将接收到的ACK理解为接收器处的成功解码的指示并继续发送下一帧。接收器被要求继续到下一TB，且对于高层，数据比特丢失。在当前HARQ协议中，发射器无法检测是否发生了上述事件且因此无法保证可靠传递所有上层包。我们注意到，由于信道损害，发送的ACK可被理解为发射器处的NACK，这将导致不必要的帧重传和频谱效率下降，但将不会导致数据比特丢失。