专利名称：无线通信系统中的改进的自动重传请求缓存管理技术的制作方法
技术领域：
本发明的方面 涉及无线通信系统中的自动重传请求(Automatic Repeat reqUeSt，ARQ)。更具体地，本发明的方面涉及无线通信系统中的改进的ARQ缓存管理技术。
背景技术：
根据无线资源的信道状态，无线通信系统可能在数据发送和接收中遭遇错误。为 此，无线通信系统可以使用自动重传请求(ARQ)方案来控制或恢复数据错误以提高传输可靠性。使用ARQ方案，ARQ接收机通知ARQ发射机是否从ARQ发射机成功接收了数据的 ARQ块(在下文中被称为ARQ块)。例如，当从ARQ发射机接收的ARQ块没有错误时，ARQ 接收机向ARQ发射机发送确认(ACKnowledge，ACK)。当从ARQ发射机接收的ARQ块被破坏 时，ARQ接收机向ARQ发射机发送否定ACK(Negative ACK，NACK)。这里，用于向ARQ发射机 发送ARQ块的接收成功或失败的ARQ接收机的一系列操作被称为ARQ反馈。从而，ARQ发射机可以基于从ARQ接收机接收的ACK/NACK，获取向ARQ接收机发送 的ARQ块的接收状态。当从ARQ接收机接收到ACK时，ARQ发射机向ARQ接收机发送新的 ARQ块。相反，当从ARQ接收机接收到NACK信息时，ARQ发射机向ARQ接收机重新发送与 NACK相应的ARQ块。针对不同的无线通信标准，可以不同地实施ARQ方案。下面，参考
图1描述 在电器禾口电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE) 802. 16e和IEEE 602. 16m标准中使用的ARQ传输方案的例子。图1图示了根据现有技术的针对ARQ块的ARQ发射机状态机。参考图1，ARQ块的通信可以处于五个状态之一，即非发送状态110、未决 (outstanding)状态120、丢弃状态130、等待重传状态140和完成状态150。每个ARQ连接 具有独立的ARQ状态机。ARQ状态转换的最小单位是ARQ块。在最初发送ARQ块之前，ARQ 块开始于非发送状态110。当发送ARQ块时，针对ARQ块初始化ARQ_BL0CK_LIFETIME (ARQ块生存期)定时器， 并在步骤112中ARQ块状态从非发送状态110转换到未决状态120。当这个发生时，ARQ_ TX_NEXT_SN参数增加一。当ARQ块处于未决状态120时，ARQ发射机等待来自相应ARQ接收机的ACK和NACK 之一。如果ACK到达，则在步骤125中ARQ块状态转换到完成状态150。如果NACK到达，则 在步骤124中ARQ块状态转换到等待重传状态140。在ARQ_BL0CK_LIFETIME时段期满之 后，在步骤123中ARQ块状态转换到丢弃状态130。当ARQ块处于等待重传状态140时，ARQ发射机准备与该ARQ块相应的ARQ数据 的重传。如果ACK到达，则在步骤145中ARQ块状态转换到完成状态150。如果与该ARQ块 相应的ARQ数据被重传，则在步骤142中ARQ块状态转换回未决状态120。在ARQ_BL0CK_ LIFETIME定时器期满之后，在步骤143中ARQ块状态转换到丢弃状态130而不被重传。
当ARQ块处于丢弃状态130时，ARQ发射机发送丢弃消息并等待来自ARQ接收机 的ACK。如果针对丢弃消息或ARQ块的ACK到达，则在步骤135中ARQ块状态转换到完成状 态 150。
当ARQ块处于完成状态150时，ARQ发射机通过擦除与该ARQ块相关的所有定时 器和ARQ状态变量来完成ARQ操作。每个ARQ发射机用两个参数来维护ARQ发送窗口，即ARQ_TX_WINDOW_START参数 禾口 ARQ_TX_NEXT_SN参数。ARQ状态机将直到ARQ_TX_WIND0W_START_1的所有ARQ块视作 已被相应ARQ接收机确认。ARQ_TX_WINDOW_START参数代表ARQ发射机中ARQ窗口的下边 缘。当ARQ状态机中ARQ_TX_WINDOW_START参数的相应ARQ块转换到完成状态150时，ARQ_ TX_WIND0ff_START参数移动到还没有被ARQ接收机确认的下一最低ARQ序列号(Sequence Number, SN)。ARQ_TX_NEXT_SN参数相应于将由ARQ发射机发送的下一 ARQ块的最低SN。 ARQ_TX_NEXT_SN 参数应该在从 ARQ_TX_WINDOW_START 到 ARQ_TX_WIND0ff_START+ARQ_ WIND0ff_SIZE (ARQ窗口大小)的间隔内。每个ARQ接收机用两个参数来维护ARQ接收窗口，即ARQ_RX_WINDOW_START参数 和 ARQ_RX_HIGHEST_SN 参数。ARQ 状态机将直到 ARQ_RX_WIND0ff_START-l 的所有 ARQ 块视 作已被接收。ARQ_RX_WINDOW_START参数代表ARQ接收机中ARQ窗口的下边缘。当正确接 收 ARQ_RX_WINDOW_START 的相应 ARQ 块时、或者在 ARQ_RX_PURGE_TIMEOUT (ARQ 接收机清除 超时)定时器期满之后，ARQ_RX_WINDOW_START移动到还没有接收的下一最低ARQ SN0ARQ_RX_HIGHEST_SN参数相应于所接收的最高ARQ块的ARQ SN加上一。ARQ_RX_ HIGHEST_SN 参数应该在从 ARQ_RX_WINDOW_START 到 ARQ_RX_WINDOW_START+ARQ_WINDOW_ SIZE的间隔内。下面，参考图2描述IEEE 802. 16e和IEEE 802. 16m标准中使用的ARQ接收方案 的例子。图2图示了根据现有技术的接收ARQ块的流程图。参考图2，当在步骤202中接收介质访问控制(MAC)分组数据单元(Packet Data Unit, PDU)时，ARQ接收机检查分段和打包扩展头部(Fragmentation and Packing Extended Header, FPEH)，并得到用于ARQ接收的ARQ块信息。在ARQ接收机知道ARQ SN 和相应的ARQ块之后，ARQ接收机状态机在步骤204中将该SN添加到将被确认的SN列表。 在步骤206中，ARQ接收机状态机通过确定该SN是否落入ARQ接收机窗口范围内(也就是， 从 ARQ_RX_WINDOW_START 到 ARQ_RX_WINDOW_START+ARQ_WINDOW_SIZE)来检查该 SN 的有效 性。如果ARQ SN无效(也就是，ARQ块没有在ARQ接收机窗口范围内)，则在步骤208中接 收机丢弃该ARQ块。如果ARQ SN有效(也就是，ARQ块在ARQ接收机窗口范围内)，则在步骤210中确 定是否已经接收了相应的ARQ块。如果确定已经接收了该ARQ块，则ARQ接收机状态机在 步骤212中重置ARQ_RX_PURGE_TIMEOUT定时器，并在步骤208中丢弃该ARQ块。这里，相 应的ARQ块被丢弃，因为它是不应该被存储在缓存中的重复的块。然而，如果确定该ARQ块 不是重复的，则ARQ接收机状态机在步骤214-224中开始更新ARQ状态变量和相关定时器 的过程，并在步骤226中将该ARQ块存储在缓存中。更具体地，如果确定ARQ块不是重复的，则在步骤214中确定SN是否大于或等于ARQ_RX_HIGHEST_SN0如果确定SN小于ARQ_RX_HIGHEST_SN，则过程前进到步骤218。然而，如果确定SN大于或等于ARQ_RX_HIGHEST_SN，则ARQ接收机在步骤216中将ARQ_RX_ HIGHEST_SN更新为SN+1，并前进到步骤218。在步骤218中，确定SN是否等于ARQVRX_WINDOW_START。如果确定SN等于ARQ_ RX_WIND0ff_START,则在步骤220中将ARQ_RX_WINDOW_START前进到还没有接收的下一最低 编号的ARQ块，在步骤222中重置ARQ_SYSC_L0SS_TIMEOUT，并在步骤226中存储ARQ块。 然而，如果确定SN不等于ARQ_RX_WINDOW_START，则在步骤224中ARQ接收机将该块标记 为已接收，并针对该SN重置ARQ_RX_PURGE_TIMEOUT定时器。然后，在步骤226中存储ARQ 块。当从ARQ发射机接收ARQ反馈轮询(poll)时、或者当ARQ块丢失了与DELIVERY_ IN_0RDER_TIME0UT相应的时间量时，ARQ接收机使用ARQ反馈信息元素(Information Element, IE)来发送ARQ反馈以更新ARQ块接收状态。当ARQ发射机接收不包括选择性(selective)ACK MAP的ARQ反馈IE时，ARQ发 射机将ARQ_TX_WINDOW_START至SN且包含该SN的间隔中的所有ARQ块视作被确认，并将 ARQ_TX_WINFD0ff_START设置为SN+1。当ARQ反馈IE包括选择性ACK MAP时，ARQ发射机将 ARQ_TX_WIND0ff_START至SN且不包含该SN的间隔中的所有ARQ块视作被确认，并将ARQ_ TX_WINFDOW_START 设置为 SN。选择性 ACKMAP 的最高有效位(Most Significant Bit,MSB) 指示应该从NACK开始的ARQ反馈IE中的SN，并且选择性ACK MAP中的连续(contiguous) 比特可以被标记为ACK或NACK。ARQ发射机仅仅考虑ARQ窗口(也就是，ARQ_TX_WIND0W_ START+ARQ_ffIND0ff_SIZE)内的有效 ACK。ARQ 发射机忽略 ARQ 窗 口外的 ACK。当从ARQ发射机接收丢弃消息时，ARQ接收机向ARQ发射机发送ACK，并丢弃在丢 弃消息中的相应的块。ARQ_RX_WIND0W_START移动到在ARQ接收窗口内还没有接收的ARQ 块的下一最低SN。顺序地从ARQ块重建MAC服务数据单元(Service Data Unit, SDU)。当接收新的 ARQ块时，ARQ接收机检查是否能够重建完整的SDU。如果可以重建完整的SDU，则将它传送 给上层，否则，缓存该ARQ块，并且ARQ接收机等待其他ARQ块以重建SDU。当遗漏ARQ块 时，从缓存中清除与SDU的重建有关的ARQ块。当形成PDU时，IEEE 802. 16e和IEEE 802. 16m都支持打包SDU以及分段和重组。 这里，IEEE 802. 16e和IEEE 802. 16m标准支持可变长度SDU和固定长度SDU两者。更具 体地，IEEE 802. 16e定义了分段子头部(Fragmentation SubHeader, FSH)和打包子头部 (Packing SubHeader，PSH)以支持可变长度SDU，下面在表1和2中分别示出了 FSH和PSH 格式的例子。表权利要求
一种在无线通信系统中操作自动重传请求(ARQ)发射机的方法，所述方法包括确定ARQ接收机中未利用的ARQ接收机缓存的容量；基于所确定的未利用的ARQ接收机缓存的容量，确定ARQ接收机缓存是否能够支持将被发送的ARQ块；以及如果确定ARQ接收机缓存能够支持将被发送的ARQ块，则向ARQ接收机发送该ARQ块。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定ARQ接收机中未利用的ARQ接收机缓存的容量包括从ARQ接收机接收与ARQ接收机缓存的最大大小相应的信息；确定ARQ接收机缓存的总利用量，其中ARQ接收机缓存的总利用量包括，用于一个或多 个ARQ流中的每个ARQ流的ARQ接收机缓存的利用量之和；以及从ARQ接收机缓存的最大大小减去ARQ接收机缓存的总利用量。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定ARQ接收机中未利用的ARQ接收机缓存的 容量包括对于ARQ发送窗口内的ARQ块，以及对于等待介质访问控制(MAC)服务数据单元 (SDU)重建的、ARQ发送窗口外的ARQ块，确定它们为利用ARQ接收机缓存的ARQ块。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定ARQ接收机中未利用的ARQ接收机缓存的容 量包括对于ARQ发送窗口内的ARQ块，以及对于作为与ARQ发送窗口内的第一个ARQ块相 同的介质访问控制(MAC)服务数据单元(SDU)的一部分的、ARQ发送窗口外的ARQ块，确定 它们为利用ARQ接收机缓存的ARQ块。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，确定ARQ接收机中未利用的ARQ接收机缓存的容 量包括确定ARQ发送窗口外的ARQ块的最后比特是否相应于介质访问控制(MAC)服务数据单 元(SDU)的最后比特；以及如果确定ARQ发送窗口外的所述ARQ块的最后比特相应于所述MACSDU的最后比特，则 对于ARQ发送窗口内的ARQ块，以及对于除了直到并包括ARQ发送窗口外的所述ARQ块的 ARQ块之外的、等待MAC SDU重建的、且在ARQ发送窗口之外的ARQ块，确定它们为利用ARQ 接收机缓存的ARQ块。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，如果ARQ发送窗口外的所述ARQ块的字段解释 FI值是“00”和“10”之一，则确定该ARQ块的最后比特相应于所述MAC SDU的最后比特。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，如果ARQ发送窗口外的所述ARQ块的片段控制 FC值是“00”和“01 ”之一，则确定该ARQ块的最后比特相应于所述MAC SDU的最后比特。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，确定ARQ接收机中未利用的ARQ接收机缓存的容 量还包括如果确定ARQ发送窗口外的所述ARQ块的最后比特不相应于所述MAC SDU的最后比特， 则确定ARQ发送窗口外的所述ARQ块的第一比特是否相应于介质访问控制(MAC)服务数据 单元(SDU)的第一比特；以及如果确定ARQ发送窗口外的所述ARQ块的第一比特相应于所述MACSDU的第一比特，则 对于ARQ发送窗口内的ARQ块，以及对于除了直到但不包括ARQ发送窗口外的所述ARQ块 的ARQ块之外的、等待MAC SDU重建的、且在ARQ发送窗口外的ARQ块，确定它们为利用ARQ 接收机缓存的ARQ块。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，如果ARQ发送窗口外的所述ARQ块的字段解释 FI值是“01”，则确定该ARQ块的第一比特相应于所述MAC SDU的第一比特。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，如果ARQ发送窗口外的所述ARQ块的片段控制 FC值是“10”，则确定该ARQ块的第一比特相应于所述MAC SDU的第一比特。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，确定ARQ接收机中未利用的ARQ接收机缓存的 容量包括对于ARQ发送窗口内的ARQ块，以及对于等待介质访问控制(MAC)服务数据单元 (SDU)重建的、ARQ发送窗口外的ARQ块的部分，确定它们为利用ARQ接收机缓存的ARQ块。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，确定ARQ接收机中未利用的ARQ接收机缓存的 容量包括对于ARQ发送窗口内的ARQ块，以及对于针对其从ARQ接收机接收了确认并且相 应的清除定时器尚未期满的、在ARQ发送窗口外的ARQ块，确定它们为利用ARQ接收机缓存 的ARQ块。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，确定ARQ接收机中未利用的ARQ接收机缓存的 容量包括对于ARQ发送窗口内的ARQ块，以及对于针对其从ARQ接收机接收到指示尚未从 ARQ接收机缓存去除的一个或多个ARQ块的指示的、且在ARQ发送窗口外的ARQ ±夬，确定它 们为利用ARQ接收机缓存的ARQ块。
14.一种在无线通信系统中使用的ARQ发射机装置，所述装置包括接收机，用于从至少一个ARQ接收机接收信号；发射机，用于向所述至少一个ARQ接收机发送信号；以及控制器，其控制所述接收机和发射机，并确定ARQ接收机中未利用的ARQ接收机缓存 的容量，基于所确定的未利用的ARQ接收机缓存的容量来确定ARQ接收机缓存是否能够支 持将被发送的ARQ块，以及如果确定ARQ接收机缓存能够支持将被发送的ARQ块，则控制向 ARQ接收机发送该ARQ块。
15.根据权利要求14所述的装置，其中当确定ARQ接收机中未利用的ARQ接收机缓存 的容量时，所述控制器控制从ARQ接收机接收与ARQ接收机缓存的最大大小相应的信息，确 定ARQ接收机缓存的总利用量，其中ARQ接收机缓存的总利用量包括用于一个或多个ARQ 流中的每个ARQ流的ARQ接收机缓存的利用量之和，并且所述控制器控制从ARQ接收机缓 存的最大大小减去ARQ接收机缓存的总利用量。
16.根据权利要求14所述的装置，其中，当确定ARQ接收机中未利用的ARQ接收机缓 存的容量时，对于ARQ发送窗口内的ARQ块，以及对于等待介质访问控制(MAC)服务数据单 元(SDU)重建的、ARQ发送窗口外的ARQ块，所述控制器确定它们为利用ARQ接收机缓存的 ARQ 块。
17.根据权利要求14所述的装置，其中，当确定ARQ接收机中未利用的ARQ接收机缓 存的容量时，对于ARQ发送窗口内的ARQ块，以及对于作为与ARQ发送窗口内的第一个ARQ 块相同的介质访问控制(MAC)服务数据单元(SDU)的一部分的、ARQ发送窗口外的ARQ块， 所述控制器确定它们为利用所述ARQ接收机缓存的ARQ块。
18.根据权利要求14所述的装置，其中，当确定ARQ接收机中未利用的ARQ接收机缓存 的容量时，所述控制器确定ARQ发送窗口外的ARQ块的最后比特是否相应于介质访问控制 (MAC)服务数据单元(SDU)的最后比特，以及其中，如果所述控制器确定ARQ发送窗口外的所述ARQ块的最后比特相应于所述MACSDU的最后比特，则对于ARQ发送窗口内的ARQ块，以及对于除了直到并包括ARQ发送窗口 外的所述ARQ块的ARQ块之外的、等待MAC SDU重建的、且在ARQ发送窗口外的ARQ块，所 述控制器确定它们为利用ARQ接收机缓存的ARQ块。
19.根据权利要求18所述的装置，其中，如果ARQ发送窗口外的所述ARQ的字段解释 FI值是“00”和“10”之一，则所述控制器确定该ARQ块的最后比特相应于所述MAC SDU的 最后比特。
20.根据权利要求18所述的装置，其中，如果ARQ发送窗口之外的所述ARQ块的片段控 制FC值是“00”和“01 ”之一，则所述控制器确定该ARQ块的最后比特相应于所述MAC SDU 的最后比特。
21.根据权利要求18所述的装置，其中，如果所述控制器确定ARQ发送窗口外的所述 ARQ块的最后比特不相应于所述MAC SDU的最后比特，则所述控制器确定ARQ发送窗口外的 ARQ块的第一比特是否相应于介质访问控制(MAC)服务数据单元(SDU)的第一比特，以及其中，如果所述控制器确定ARQ发送窗口外的所述ARQ块的第一比特相应于所述MAC SDU的第一比特，则对于ARQ发送窗口内的ARQ块，以及对于除了直到但不包括ARQ发送窗 口外的所述ARQ块的ARQ块之外的、等待MAC SDU重建的、且在ARQ发送窗口外的ARQ块， 所述控制器确定它们为利用ARQ接收机缓存的ARQ块。
22.根据权利要求18所述的装置，其中，如果ARQ发送窗口外的所述ARQ块的字段解释 FI值是“01”，则所述控制器确定该ARQ块的第一比特相应于所述MAC SDU的第一比特。
23.根据权利要求18所述的装置，其中，如果ARQ发送窗口外的所述ARQ块的片段控制 FC值是“10”，则所述控制器确定该ARQ块的第一比特相应于所述MAC SDU的第一比特。
24.根据权利要求14所述的装置，其中，当确定ARQ接收机中未利用的ARQ接收机缓存 的容量时，对于ARQ发送窗口内的ARQ块，以及对于等待介质访问控制(MAC)服务数据单元 (SDU)重建的、ARQ发送窗口外的ARQ块的部分，所述控制器确定它们为利用ARQ接收机缓 存的ARQ块。
25.根据权利要求14所述的装置，其中，当确定ARQ接收机中未利用的ARQ接收机缓存 的容量时，对于ARQ发送窗口内的ARQ块，以及对于针对其从ARQ接收机接收了确认并且清 除定时器尚未期满的、在ARQ发送窗口外的ARQ块，所述控制器确定它们为利用ARQ接收机 缓存的ARQ块。
26.根据权利要求14所述的装置，其中，当确定ARQ接收机中未利用的ARQ接收机缓存 的容量时，对于ARQ发送窗口内的ARQ块，以及对于针对其从ARQ接收机接收了指示尚未从 ARQ接收机缓存去除的一个或多个ARQ块的指示的、在ARQ发送窗口外的ARQ块，所述控制 器确定它们为利用ARQ接收机缓存的ARQ块。
全文摘要
提供了在无线通信系统中使用的自动重传请求(ARQ)发射机和用于它的操作的方法。该方法包括确定ARQ接收机中未利用的ARQ接收机缓存的容量；基于所确定的未利用的ARQ接收机缓存的容量，确定ARQ接收机缓存是否能够支持将被发送的ARQ块；以及如果确定ARQ接收机缓存能够支持将被发送的ARQ块，则向ARQ接收机发送该ARQ块。
文档编号H04L1/18GK101938343SQ201010222079
公开日2011年1月5日 申请日期2010年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者冀保伟, 张泳彬 申请人:三星电子株式会社