[发明专利]自动请求重发系统的检错方案

说明书

本发明属数据通信系统技术领域。具体地说，本发明与遭到高误码率(BER)传输影响的自动请求重发(ARQ)系统的检错技术有关。

在数字通信系统中，利用一些块代码在所发送的数据上附加冗余信息，以便能对在传输期间可能出现的任何差错进行检测和/或纠正。一种常用的码称为循环冗余校验码(CRC)。循环冗余码能以最少量的冗余检测大量的差错，并且还能用简单的逻辑电路实现。这些优点使得CRC码在数字通信系统中有广泛的应用。

CRC校验的一个缺点是CRC校验可以检测差错但不能前向纠错。因此，CRC校验经常用于自动请求重发(ARQ)系统，其中的接收单元可以向始发单元发回信息。具体地说，接收单元通过检查由循环冗余校验产生的、由始发单元附于分组(或帧)的帧校验序列对进入分组或帧进行校验，以检测传输差错。如果进入分组元明显差错，终接单元就向始发单元发回一个称为ACK的确认分组。如果进入分组有传输差错的问题，终接单元就丢弃这个分组，不发送它的ACK(或者发送一个否认分组NACK)。在没有收到ACK时，始发单元就推断分组没有被终接单元正确接收，于是再重发这个分组。

上述传统的ARQ系统已沿用了好长时期，详细情况可参阅Bertsekas和Gallager的“数据网”(“Data Networks”，Prentice-Hall，1987，pp58-73)。美国专利5,241,548对这种传统的ARQ方案作了如下改进。在发现所接收的一个分组有传输差错时，终接单元就将它存入一个缓存器而不是丢弃掉。每当这样累存了三个有错分组时，终接单元对这个分组的三个有错复本执行逐比特从众逻辑抉择。根据抉择结果，终接单元构成一个新的合成分组。如果这个合成分组的帧校验序列是有效的，终接单元就向始发单元发送一个确认消息；否则，出清缓存器，重新开始这个过程，终接单元等待这个有问题的分组自动重发。

历来对这种基本ARQ方案都作了某些改动，主要是由于通常具有低BER的陆地传输链路的需要。这些改动一般都增大了信道的效率和吞吐量。然而，迄今为止的各种方案还没有充分对有信道差错，特别是在可能有时BER很高的无线电移动传输系统中的信道吞吐量和效率最优化。

具体地说，美国专利5,241,548中所揭示的方案必需接收到分组的三个复本才能进行从众逻辑抉择，根据两个接收到的分组不能作出可信的判决。如果分组在三个复本后仍不能正确解码，可替代重新开始整个过程的唯一方案是等到有一共五个复本，因为从众逻辑操作需要奇数个复本才能排除等票的表决。然而，要聚集三个或五个那样奇数个复本在用两个或四个复本就能正确解码的情况下就造成不小的浪费。

此外，要求有奇数个分组在支持单元的物理层是一个分集接收机时尤其受到限制。通常，一个分集接收机采用两个天线，得出进入信号的两个估计。这种结构本身具有提供偶数个分组复本进行检验的能力。然而，在这种分集接收机支持一个具有按现有方式进行操作的ARQ模块的终接单元时，这种能力就完全浪费了，因为现有技术的ARQ模块只需要奇数个分组复本。

现有技术的ARQ系统中遇到的另一个问题出现在复本之间有一部分由CRC保护的信息有改变而其余部分相同的时候。出现这种情况例如在一个数据分组含有一个承载有关同步、定序、寻址、网络管理信息或其他由低层通信协议使用的信息的标题段时。在这种情况下，在标题段的信息，例如序号，可能各复本互不相同，而正文段是相同的。由于CRC是根据标题和正文段两者计算得出的，因此即使正文段保持相同，但复本间标题的任何改变都将导致CRC的改变。

本发明与执行ARQ协议的终接单元有关。在一个优选实施例中，接收到的带有传输差错的分组保持在一个存储器内，并不丢弃。每当在存储器内有一个发送分组的偶数个有错复本时，就对各复本之间互不相同的不一致的比特进行计数。将计数结果与一个预定或可调的门限进行比较，这个门限的值的选取根据应用的未检出传输差错容限，或根据对可用处理器资源的估计，或者在便携式终端的情况下根据对可用电池裕量的估计。如果不一致的比特的数目小于这个门限，就在认为所接收的任何一致的比特都是无传输差错的比特的假设下构成一个包括所有可能的发送比特模式的集合。对每个可能的发送比特模式的CRC进行检验。如果发现其中恰好有一个CRC是有效的，终接单元就发送一个ACK，等待下一个发送分组的复本到达。每当存储器内有奇数个有错复本时，就用从众抉择形成一个合成分组。如果这个合成分组的CRC是有效的，就发送一个ACK。在另一个有关分集接收机的实施例中，我们采用了上述改进的终接单元对各对有错分组进行处理和解码。