混合自动重送方法及系统与流程

文档序号:17817141发布日期:2019-06-05 21:52
混合自动重送方法及系统与流程

本发明涉及一自动重送方法,特别涉及一种混合自动重送方法。



背景技术:

长期演进技术(Long term evolution,LTE)及第四代移动通信技术(4G)为目前电信中用于手机及数据终端的高速无线通信标准。在这些通信技术中,混合式自动重送请求(Hybrid automatic repeat request,HARQ)的应用提供了高效率的错误重传机制。HARQ结合了前馈式错误纠正码(Forward error correction,FEC)以及自动重送请求(ARQ)的技术,由基站端传送数据至使用者端,并接收使用者端回传的指示信号以判断是否需重传数据。

以LTE架构中的HARQ为例,请参考图1A~1C,图1A~1C为依据已知技术所绘示的数据分组传送时序图。如图1A所示,在LTE的架构中,基站端eNB的数据传送步骤及使用者端UE的信号回传步骤之间的理想时间间隔为4个子帧,而使用者端UE的指示信号回传步骤与基站端eNB依据回传信号重传或新传数据的步骤之间的理想时间间隔亦为4个子帧。因此通过分频双工,HARQ可以有八个并行的程序HP0~HP7,分别在子帧n~n+7从基站端eNB进行初次数据传输,分别在子帧n+4~n+11从使用者端UE回传信号,分别在子帧n+8~n+15从基站eNB重传或新传数据,使用者端UE再对重传或新传的数据回传指示信号,后续以此类推。

然而实际上,如图1B所示,基站端eNB包含介质访问控制层eNB_MAC、物理层eNB_PHY以及无线通信层eNB_RF。当介质访问控制层eNB_MAC及物理层eNB_PHY之间通过前端(Fronthaul)网络FH以通信连接时,前端网络FH会产生延迟L,而导致HARQ程序无法在8个子帧内完成一次循环。以延迟L为2个子帧来作举例说明,HARQ程序HP0在子帧n时由无线通信层eNB_RF第一次传送数据至使用者端UE,使用者端UE在子帧n+4回传ACK信号以请求新数据,而前端网络FH的延迟L使得无线通信层eNB_RF仅能在子帧n+12时进行新数据的传送。由于并行的HARQ程序HP0~HP7仅有八个,因此无线通信层eNB_RF以及使用者端UE会有4个子帧处于闲置状态,如图1C所示,吞吐量相较于理想状况大幅降低。

此外,当设置物理层eNB_PHY的中央处理器处理效率较低时,亦会产生延迟而导致吞吐量降低的问题。



技术实现要素:

鉴于上述,本发明在于提供一种混合自动重送方法及系统。

依据本发明一实施例的混合自动重送方法,用以传送一笔原始数据。所述混合自动重送方法包含的步骤有:自多个混合自动重送(hybrid automatic repeat request,HARQ)程序组中选取第一HARQ程序组以传送第一数据分组,依据接收的响应于第一数据分组的回传信号及接收的时间取得回传信号是对应于第一HARQ程序组的第一HARQ程序,判断回传信号是否指示第一数据分组解码错误,当解码错误时,判断第一HARQ程序组前次使用的HARQ程序是否相同于第一HARQ程序,当不同时,指示第一HARQ程序传送第一数据分组,而当相同时,指示第一HARQ程序传送第二数据分组或该第一数据分组,其中第一数据分组是依据完整的原始数据所产生,而第二数据分组是依据部分的原始数据所产生。

依据本发明一实施例的混合自动重送系统,用于传送一笔原始数据。所述混合自动重送系统包含未定义HARQ程序组、多个HARQ程序组以及协调器,其中协调器连接于未定义HARQ程序组与所述多个HARQ程序组。未定义HARQ程序组包含多个未定义HARQ程序。协调器自所述多个HARQ程序组中选取第一HARQ程序组,指派所述多个未定义HARQ程序的其中之一至第一HARQ程序组以作为第一HARQ程序,并指示第一HARQ程序传送第一数据分组。协调器亦用于接收响应于第一数据分组的回传信号,依据回传信号及接收的时间取得回传信号是对应于第一HARQ程序,判断回传信号是否指示第一数据分组解码错误,在回传信号指示解码错误时判断第一HARQ程序组前次使用的HARQ程序是否相同于第一HARQ程序,且在第一HARQ程序组前次使用的HARQ程序不同于第一HARQ程序时指示第一HARQ程序传送第一数据分组,且在第一HARQ程序组前次使用的HARQ程序相同于第一HARQ程序时指示第一HARQ程序传送第二数据分组或第一数据分组,其中第一数据分组是依据完整的原始数据所产生,并且第二数据分组是依据部分的原始数据所产生。

藉由上述结构,本申请所揭示的混合自动重送系统及其方法,通过多个HARQ程序组有如数据夹的设置,指派HARQ程序至选择的HARQ程序组以进行数据传送,并依据HARQ程序及HARQ程序组的信息进行重送判断流程,藉此提升单一使用者端的吞吐量。此外,本申请所揭示的混合自动重送系统及其方法可相容于现有的使用者装置且具有高度的可靠性。

以上的关于本公开内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释本发明的精神与原理,并且提供本发明的权利要求书更进一步的解释。

附图说明

图1A~1C是依据已知技术所绘示的数据分组传送时序图。

图2是依据本发明一实施例所绘示的混合自动重送系统的架构示意图。

图3是依据本发明一实施例所绘示的自动重送程序组的数据结构示意图。

图4是依据本发明一实施例所绘示的混合自动重送方法的流程图。

图5是依据本发明一实施例所绘示的混合自动重送方法的部分流程图。

图6是依据本发明一实施例所绘示的混合自动重送方法的部分流程图。

图7是依据本发明另一实施例所绘示的混合自动重送方法的流程图。

图8是依据本发明一实施例所绘示的数据分组传送时序图。

【符号说明】

HP0~HP7 HARQ程序

L 延迟

eNB 基站端

UE 使用者端

eNB_MAC 介质访问控制层

FH 前端网络

eNB_PHY 物理层

eNB_RF 无线通信层

1 混合自动重送系统

UPG 未定义HARQ程序组

HPG_0~HPG_7、HPG_i HARQ程序组

HPGC 协调器

MACS 介质访问控制调度器

NDI 新数据指示码

N HARQ程序数量

Last_Ptr 最近使用程序码

H_i_1~H_i_n HARQ程序

PDU_Misc 协议数据单元信息

S1~S7 步骤

S11~S13、S111~S113 步骤

S200~S212 步骤

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点,其内容足以使本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施,且根据本说明书所公开的内容、权利要求书及附图,本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点,但非以任何观点限制本发明的范围。

请参考图2,图2是依据本发明一实施例所绘示的混合自动重送系统的架构示意图。如图2所示,混合自动重送系统1适用于长期演进技术(LTE)、第四代移动通信技术(4G)或是第五代移动通信技术(5G)的基站,包含未定义混合自动重送(Hybrid automatic repeat request,HARQ)程序组UPG、多个混合自动重送(Hybrid automatic repeat request,HARQ)程序组HPG_0~HPG_7以及协调器HPGC,其中协调器HPGC与未定义HARQ程序组UPG及HARQ程序组HPG_0~HPG_7电性或通信连接,且用于与介质访问控制调度器MACS电性或通信连接。

未定义HARQ程序组UPG例如为物理存储器或虚拟存储器,用于存储多个未定义混合自动重送(Hybrid automatic repeat request,HARQ)程序。在一实施例中,未定义HARQ程序组UPG所包含的未定义HARQ程序的数量是依据来回通信时间(Round-trip time,RTT)所决定。举例来说,计算未定义HARQ程序数量的公式为:

HARQ程序组HPG_0~HPG_7例如各为存储器或是单一存储器分割而成的多个存储空间,分别具有组码0~7,请一并参考图2及图3以说明HARQ程序组的数据结构,图3是依据本发明一实施例所绘示的HARQ程序组的数据结构示意图。如图3所示,HARQ程序组HPG_i(HARQ程序组HPG_0~HPG_7中的任一组)类似于数据夹,可以包含零个、一个或是多个混合自动重送(Hybrid automatic repeat request,HARQ)程序H_i_1~H_i_n以传送数据分组,其中HARQ程序H_i_1~H_i_n分别具有组码以及程序码,举例来说,HARQ程序H_i_1的组码为i而程序码为1。在本发明的一或多个实施例中,当HARQ程序H_i_1~H_i_n传送数据分组至使用者端时,皆以组码作为身份码,因此对于使用者端而言,仅有八组并行程序(HARQ程序组HPG_0~HPG_7)在进行数据传输,也就是说,混合自动重送系统1可以相容于现有的LTE/4G/5G环境。

在一实施例中,HARQ程序组HPG_i具有新数据指示码NDI、HARQ程序数量N以及前一次使用程序码Last_Ptr。新数据指示码NDI指示HARQ程序组HPG_i所传送的数据分组与前次传送的数据分组是否出自于相同的原始数据,例如服务数据单元(Service Data Unit,SDU)。举例来说,当新数据指示码NDI从0切换至1或从1切换至0时,表示HARQ程序组HPG_i欲传送的数据分组不同于前次传送的数据分组,因此数据分组的接收端可以依据新数据指示码判断HARQ程序组HPG_i所传送的数据分组是否为新数据。HARQ程序数量N则指示HARQ程序组HPG_i中所包含的HARQ程序H_i_1~H_i_n的数量。最近使用程序码Last_Ptr指示HARQ程序组HPG_i最近一次执行数据分组传送所使用的HARQ程序的程序码。HARQ程序组HPG_i也可具有协议数据单元信息PDU_Misc,用于指示HARQ程序H_i_1~H_i_n所乘载的数据分组的特性,例如传递时间、误块率(Block error rate,BLER)临界值、连接控制通信协议(Link control protocol,LCP)特性、服务质量类别标志(Quality of service class identifier,QCI)、延迟临界值、无线电连接控制(Radio link control,RLC)的模式或其他通信特性。

协调器HPGC及介质访问控制调度器MACS例如设置于LTE/4G/5G芯片上的电路。协调器HPGC用于自介质访问控制调度器MACS接收数据分组,其中数据分组由服务数据单元经冗余校验(Cycle redundancy check,CRC)及涡轮(Turbo)编码再分割而成的多个冗余版本的其中之一。当协调器HPGC接收数据分组时,会自HARQ程序组HPG_0~HPG_7选择其中之一以传送所述数据分组;而当协调器HPGC接收对应于所述数据分组的回传信号时,会执行重送判断流程以判断是否重送数据分组,并决定重送的数据分组的内容。

详细的重送判断流程请一并参考图2、图3及图4,其中图4是依据本发明一实施例所绘示的混合自动重送方法的流程图。在步骤S1中,协调器HPGC自HARQ程序组HPG_0~HPG_7选取第一HARQ程序组以传送第一数据分组。详细来说,协调器HPGC以第一HARQ程序组的第一HARQ程序传送第一数据分组至使用者端,并记录此传送事件。

第一HARQ程序组选自于HARQ程序组HPG_0~HPG_7,亦具有图3所示的数据结构,因此在此以HPG_i表示第一HARQ程序组,并以H_i_1表示第一HARQ程序来作示例性地说明。在一实施例中,当协调器HPGC判断第一数据分组所属的服务数据单元为初次传送的新数据时,协调器HPGC更会切换第一HARQ程序组的新数据指示码NDI。

在步骤S2中,当协调器HPGC自使用者端接收响应于第一数据分组的回传信号时,协调器HPGC依据所述响应信号及接收所述响应信号的时间,取得响应信号是对应于第一HARQ程序组的第一HARQ程序。详细来说,在一实施例中,协调器HPGC依据接收到响应信号的时间以回推对应的HARQ程序(即第一HARQ程序H_i_1)。在另一实施例中,协调器HPGC判断回传信号关联于第一数据分组,再依据在步骤S1中记录的传送事件取得第一HARQ程序H_i_1的信息,例如程序码(以下称作第一程序码)。在步骤S3中,协调器HPGC判断回传信号是否指示第一数据分组的解码错误。在此实施例中,回传信号为ACK信号或是NAK(NACK)信号,ACK信号用以指示使用者端接收到的数据分组解码正确,NAK信号用以指示解码错误。在另一实施例中,步骤S3可以执行在步骤S2之前,在判断回传信号指示数据分组的解码为正确或错误后,再取得第一HARQ程序H_i_1的信息。

当回传信号指示第一数据分组解码错误时,如步骤S4所述,协调器HPGC接着判断第一HARQ程序组HPG_i前次所使用的HARQ程序是否相同于第一HARQ程序。详细来说,协调器HPGC可以判断第一HARQ程序组HPG_i的最近使用程序码Last_Ptr是否相同于第一HARQ程序H_i_1的第一程序码,以判断第一HARQ程序组HPG_i前次所使用的HARQ程序是否相同于第一HARQ程序。

在一实施例中,第一HARQ程序组的最近使用程序码Last_Ptr不同于第一HARQ程序H_i_1的第一程序码。详细来说,在协调器HPGC执行以第一HARQ程序组HPG_i的第一HARQ程序H_i_1传送第一数据分组至使用者端的步骤以及接收对应于第一数据分组的回传信号之间(即上述步骤S1与步骤S2之间),协调器HPGC可以再接收另一第一数据分组,并选择第一HARQ程序组HPG_i以其所包含的第二HARQ程序H_i_2传送所述另一第一数据分组,其中所述另一第一数据分组与第一数据分组源自于不同的原始数据(服务数据单元)。如此一来,第一HARQ程序组HPG_i的最近使用程序码Last_Ptr就会由第一HARQ程序H_i_1的第一程序码改变为第二HARQ程序H_i_2的第二程序码,并切换新数据指示码NDI。

此时,如步骤S5所述,协调器HPGC判断第一HARQ程序组HPG_i前次所使用的HARQ程序不同于第一HARQ程序H_i_1,因而指示第一HARQ程序H_i_1再次传送第一数据分组。详细来说,协调器HPGC在第一HARQ程序组HPG_i前次使用的HARQ程序不同于该第一HARQ程序H_i_1时,亦会切换新数据指示码NDI,并更新最近使用程序码Last_Ptr为第一程序码。在此实施例中,第一数据分组指服务数据单元的初始冗余版本,在服务数据单元的多个冗余版本中,仅有初始冗余版本是依据完整的服务数据单元所产生,因此得以单独解码出完整的服务数据单元,而其他冗余版本则是依据部分的服务数据单元所产生,因此无法单独解码出完整的服务数据单元。此外,如前所述,HARQ程序以组码作为身份码来进行数据传输,对使用者端而言,上述第一数据分组以及另一第一数据分组皆由第一HARQ程序组HPG_i传送,因此通过新数据指示码NDI的切换,得以避免使用者端将源自于不同服务数据单元的第一数据分组以及另一第一数据分组判断为同样服务数据单元的两个不同冗余本而进行整合。

在另一实施例中,协调器HPGC在步骤S1与步骤S2之间未再以第一HARQ程序组进行其他数据分组的传输,因此第一HARQ程序组的最近使用程序码Last_Ptr相同于第一HARQ程序H_i_1的第一程序码。此时,如步骤S6所述,当第一HARQ程序组HPG_i前次使用的HARQ程序相同于该第一HARQ程序HPG_i_1时,协调器HPGC指示第一HARQ程序H_i_1传送与第一数据分组源自相同服务数据单元的第二数据分组或是再次传送第一数据分组。其中,第二数据分组即为上述服务数据单元的其他冗余版本,是依据部分的服务数据单元所产生。

上述两实施例描述当回传信号指示解码错误时,混合自动重送系统1所进行的重送流程。而当回传信号指示第一数据分组解码正确时,如步骤S7所述,协调器HPGC指派第一HARQ程序H_i_1至未定义HARQ程序组UPG以成为未定义HARQ程序。

实际上,第一HARQ程序H_i_1由协调器HPGC定义一未定义HARQ程序而成。请一并参考图2~图5,图5图4中的步骤S1的细部流程图。在步骤S11中,协调器HPGC接收第一数据分组并执行程序组选择流程以选择出第一HARQ程序组HPG_i,其中程序组选择流程的详细步骤将于后描述。

接着在步骤S12中,协调器HPGC依据程序组选择流程的执行结果,指派未定义HARQ程序至第一HARQ程序组HPG_i以作为第一HARQ程序H_i_1。详细来说,协调器HPGC会指派未定义HARQ程序组UPG的多个未定义HARQ程序其中之一至被选择的HARQ程序组(即第一HARQ程序组HPG_i),定义被指派的未定义HARQ程序的组码以及程序码,并指示被定义的HARQ程序传送数据分组至使用者端。其中组码定义为第一HARQ程序组HPG_i的号码,即i,程序码则是依据第一HARQ程序组HPG_i所包含的HARQ程序数量N来定义。当第一HARQ程序组HPG_i的HARQ程序数量N为0时,程序码定义为1;当HARQ程序数量N为n时,程序码则定义为n+1。

举例来说,第一HARQ程序H_i_1的程序码(第一程序码)为1,表示在协调器HPGC指派未定义HARQ程序至第一HARQ程序组HPG_i时,第一HARQ程序组HPG_i中尚未有HARQ程序。在此实施例中,以第一HARQ程序H_i_1来作示例性地说明,然而实际上第一程序码是依据指派时的状况以定义,本发明不予限制。此外,在上述实施例中用于传送另一第一数据分组的第二HARQ程序H_i_2同样由协调器HPGC依据程序组选择流程的执行结果定义一未定义HARQ程序而成,因此详细的步骤不再赘述。

在步骤S13中,协调器HPGC指示第一HARQ程序H_i_1传送第一数据分组。在一实施例中,协调器HPGC在指示第一HARQ程序H_i_1传送第一数据分组时会记录第一HARQ程序组HPG_i的最近使用程序码Last_Ptr为第一程序码。

接着请一并参考图2、图3及图6,其中图6是上述实施例中步骤S11的程序组选择流程的细部流程图。在步骤S111中,协调器HPGC判断每一HARQ程序组HPG_0~HPG_7各自的HARQ程序数量N是否为零。当HARQ程序组HPG_0~HPG_7中有部分HARQ程序组的HARQ程序数量N为零时,如步骤S112所述,协调器HPGC选择所述部分HARQ程序组的其中之一作为HARQ程序组选择流程的执行结果;而当HARQ程序组HPG_0~HPG_7中没有HARQ程序组的HARQ程序数量N为零时,如步骤S113所述,协调器HPGC则依据每一HARQ程序组HPG_0~HPG_7的协议数据单元信息PDU_Misc来选择HARQ程序组HPG_0~HPG_7的其中之一以作为执行结果。也就是说,尚未包含HARQ程序数量N的HARQ程序组为优先选择。

如前所述,协议数据单元信息PDU_Misc用于指示HARQ程序组中的HARQ程序所乘载的数据分组的特性,包含传递时间、误块率临界值、连接控制通信协议特性、服务质量类别标志、延迟临界值、无线电连接控制的模式或其他通信特性中的一或多个。举例来说,协调器HPGC会选择传递时间的误块率或是干扰较少的HARQ程序组,例如具有增强型小区间干扰消除(Enhanced inter-cell interference coordination,eICIC)机制,因为在此例子中,数据传递的错误率较低。举另一个例子,协调器HPGC会选择所乘载的数据分组属于QCI且具有较大的误块率临界值或是较大的延迟临界值的HARQ程序组。举又一个例子,协调器HPGC会选择所乘载的数据分组是在RLC的非承认(Un-acknowledge mode,UM)模式下生成的HARQ程序组,因为在此模式下,对于数据传递建全性的要求较低。

请一并参考图2、图3及图7,图7为依据本发明另一实施例所绘示的混合自动重送方法的流程图。混合自动重送方法包含程序组选择及数据传送流程(步骤S201~S205)及重送判断流程(步骤S206~S211)。在步骤S200中,协调器HPGC处于待机状态,当协调器HPGC自介质访问控制调度器MACS接收到数据分组时,会执行程序组选择及数据传送流程,而当协调器HPGC自使用者端接收到回传信号时,则执行重送判断流程。

在程序组选择及数据传送流程中,如步骤S201所述,协调器HPGC会判断每一HARQ程序组HPG_0~HPG_7的HARQ程序数量N是否为零。当有部分的HARQ程序组HPG_0~HPG_7的HARQ程序数量N为零时,如步骤S202所述,协调器HPGC会选择HARQ程序数量N为零的HARQ程序组。而当没有HARQ程序组的HARQ程序数量N为零时,如步骤S203所述,协调器HPGC会依据协议数据单元信息PDU_Misc来进行选择。再来如步骤S204~S205所述,协调器HPGC指派未定义HARQ程序组中的未定义HARQ程序至被选择的HARQ程序组,指示被指派的HARQ程序传送数据分组,且协调器HPGC会判断目前欲传送的数据分组是否与前次传送的数据分组源自于相同的服务数据单元,据以选择性地切换新数据指示码NDI。详细来说,当协调器HPGC判断目前欲传送的数据分组与前次传送的数据分组源自于相同的服务数据单元时,会切换新数据指示码NDI;反之则不切换。

在重送判断流程中,如步骤S206~S207所述,协调器HPGC取得对应于响应信号的HARQ程序的组码及程序码,并判断响应信号指示解码正确或错误。当响应信号指示解码正确时,如步骤S208所述,HARQ程序被指派至未定义HARQ程序组而再次成为未定义HARQ程序;而当响应信号指示解码错误时,如步骤S209所述,协调器HPGC判断HARQ程序所属的HARQ程序组的最近使用程序码Last_Ptr是否等于取得的程序码。当判断结果为否时,如步骤S210所述,协调器HPGC指示HARQ程序重新传送原版本的数据分组,即对应于响应信号的数据分组,并且协调器HPGC会切换HARQ程序所属的HARQ程序组的新数据指示码NDI;而当判断结果为是时,如步骤S211所述,协调器HPGC会指示HARQ程序传送原版本或是其他版本的数据分组。再来在步骤S212中更新HARQ程序所属的HARQ程序组的最新使用程序码为取得的程序码。

上述程序组选择及数据传送流程大致相同于图5及图6的步骤,而重送判断流程大致相同于上述图4的步骤,因此详细内容不再赘述。

接着请参考图2及图8,图8是依据本发明一实施例所绘示的数据分组传送时序图。与已知技术的图1C比较,在图1C中,前端网络的延迟会产生闲置期间包含子帧n+8~n+11,而在图8的子帧n+8中,混合自动重送系统1可以通过程序组选择流程选择HARQ程序组HPG_0,以HARQ程序组HPG_0中的HARQ程序HARQ_0_1进行数据传送,子帧n+9~n+11同理,藉此增加单一使用者端UE的吞吐量。特别要说明的是,图8中使用者端UE所回传的ACK或NAK(NACK)信号仅为示例性地绘示,并非用于限制本申请的技术内容。

藉由上述结构,本申请所揭示的混合自动重送系统及其方法,通过多个HARQ程序组有如数据夹的设置,指派HARQ程序至选择的HARQ程序组以进行数据传送,并依据HARQ程序及HARQ程序组的信息进行重送判断流程,藉此提升单一使用者端的吞吐量。此外,本申请所揭示的混合自动重送系统及其方法可相容于现有的使用者装置且具有高度的可靠性。

再多了解一些
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