针对蜂窝集成设备到设备通信的基于终端组的混合自动重复请求的系统和方法与流程

本发明涉及无线通信领域，并且在具体实施例中，涉及针对蜂窝集成设备到设备(d2d)通信的基于终端组的harq的系统和方法。

背景技术：

直接移动通信(dmc)和蜂窝控制的设备到设备(d2d)通信预期会在下一代无线网络中发挥重要作用。基于d2d通信的用户设备(ue)协作是一种正受到关注的技术。随着d2d通信的进步，ue协作预期会在未来无线通信中发挥作用。这种技术可以用于提供空间、时间和频率上的多样性，并且增进抵抗衰落和干扰的鲁棒性。在ue协作中，d2d通信用于建立联合ue接收，其中一些ue充当其它ue的中继器，以提高系统的吞吐量和覆盖范围。然而，使用d2d通信的联合ue接收也可以增加网络通信的复杂性，如对于混合自动重复请求(harq)信令而言。harq机制是一种可以改进当前无线蜂窝网络中的(针对错误数据包的)通信的链路自适应技术。然而，当前的harq实现没有考虑到ue分组，并且未能高效地利用d2due协作能力。因此，需要利用harq机制来提升ue协作和d2d通信的有效方案。

技术实现要素：

根据实施例，一种用于支持两级基于终端组的混合自动重传请求(harq)信令的方法包括：在多个ue的虚拟多点(vimp)节点内的ue处接收从基站(bs)向所述vimp节点广播的用于目标ue(tue)的数据数据包；尝试解码所述数据包；以及当成功解码所述数据包时，在所述vimp节点内广播所述数据包直至由所述bs预先建立的计时器已期满或者从所述tue或所述vimp节点接收到确认(ack)消息为止。

在另一实施例中，一种用于支持两级基于终端组的harq信令的方法包括：在多个ue的vimp节点内的ue处接收从bs向所述vimp节点广播并且意图用于所述ue的数据包；尝试解码所述数据包；以及当成功解码所述数据包时，在所述vimp节点内广播ack消息并向所述bs广播ack消息。

在另一实施例中，一种用于支持两级基于终端组的harq信令的方法包括：在bs处向vimp节点广播用于目标ue(tue)的数据包，所述vimp节点包括ue，所述ue包括所述tue；当广播所述数据包时，启动具有预定时限的计时器；以及当所述计时器达到所述时限而没有从所述tue接收到ack消息时，向所述vimp节点重新广播所述数据包。

在又一实施例中，一种支持两级基于终端组的harq信令的ue包括：处理器；以及计算机可读存储介质，其存储由所述处理器执行的程序。所述程序包括用于执行以下动作的指令：在包括多个ue的vimp节点内接收从bs向所述vimp节点广播的用于tue的数据包；尝试解码所述数据包；以及当成功解码所述数据包时，在所述vimp节点内广播所述数据包直至由所述bs预先建立的计时器已期满或者从所述tue接收到ack消息为止。

在另一实施例中，一种支持两级基于终端组的harq信令的ue包括：处理器；以及计算机可读存储介质，其存储由所述处理器执行的程序。所述程序包括用于执行以下动作的指令：在包括多个ue的vimp节点内接收从bs向所述vimp节点广播并且意图用于所述ue的数据包；尝试解码所述数据包；以及当成功解码所述数据包时，在所述vimp节点内广播ack消息并向所述bs广播ack消息。

在另一实施例中，一种支持两级基于终端组的harq信令的网络组件包括：处理器；以及计算机可读存储介质，其存储由所述处理器执行的程序。所述程序包括用于执行以下动作的指令：向vimp节点广播用于tue的数据包，所述vimp节点包括ue，所述ue包括所述tue；当广播所述数据包时，启动具有预定时限的计时器；以及当所述计时器达到所述时限时，向所述vimp节点重新广播所述数据包直至从所述tue接收到ack消息为止。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：

图1图示了利用ue协作的d2d通信；

图2图示了与协作ue进行通信的bs；

图3图示了协作式harq机制的实施例；

图4图示了具有计时器并且不具有nack反馈的两级harq方案的实施例；

图5图示了具有计时器和第二级nack反馈的两级harq方案的实施例；

图6图示了ue时间/频率资源网格；以及

图7图示了可以用于实施各种实施例的处理系统。

具体实施方式

下面详细论述当前优选实施例的制造和使用。然而，应了解，本发明提供可以在各种具体情境下实施的许多适用的发明性概念。所论述的具体实施例仅仅说明用于制造和使用本发明的具体方式，而不限制本发明的范围。

图1图示了用于利用ue协作的d2d通信的系统100。多个ue进行协作，以形成充当单个分布式虚拟收发器的逻辑/虚拟多点(vimp)节点130。术语vimp节点在本文中也可以称为ue组、协作ue或联合接收/传输组。vimp节点130包括一组目标ue(tue)120和协作ue(cue)125。cue125帮助tue120与无线网络(未示出)进行通信，例如，以便在下行链路上接收数据和/或在上行链路上传输数据。正因如此，vimp节点130的ue可以在上行链路信道上联合传输数据以及在下行链路信道上联合接收数据。

下行链路vimp接收涉及两个阶段。在下行链路广播阶段中，网络使用vimp-无线网络临时标识符(rnti)向vimp接收器(rx)节点130广播数据包。取决于vimp协作方案(例如，能力增强、覆盖范围扩展或其它方案)，tue120和cue125都在该阶段中监听并尝试解码数据包。在d2d数据转发阶段中，cue125向tue120转发一些信息，以帮助它们对网络在第一阶段期间广播的信息进行解码。cue125在该阶段期间发送的信息取决于vimp协作策略(例如，解码和转发(df)、放大和转发(af)、联合接收(jr)或其它策略)。

图2图示了用于与协作ue进行通信的基站(bs)的系统200。bs210在下行链路中与在bs210的覆盖范围或小区范围240内的vimprx节点230进行通信，vimprx节点230包括tue220和一个或多个cue225(仅示出一个)。取决于df中继协议，完整码字由cue225在转发消息的全部或部分之前进行解码。如果cue225无法成功解码数据包，则cue225仍可以通过协作地发送其对数似然比(llr)的子集而有所帮助。

目前，harq机制没有考虑到如在系统100和200中的ue分组，因而无法高效地利用d2due协作能力的优势。提供了用于支持网络(或bs)与(例如vimp节点中的)ue组进行通信的系统和方法的实施例。如下所述，这些实施例包括增强的基于组的重传机制，例如基于组的harq方案，以及高级的ack/nack协议。

在针对蜂窝集成的d2d通信的基于终端组的harq的实施例中，实施两级harq机制，以利用虚拟多点(vimp)收发器(本文中也称为终端组收发器)的组特性，进而使在d2d使能的无线蜂窝网络中的错误数据包能够高效重传。具有d2d能力的蜂窝网络的示例包括但不限于3gpplte、lte-a、ieeewimax和类似系统。两级基于终端组的harq机制还利用无线信道的广播特性。这种机制的第二级包括：提供低信令开销的分布式harq方案。通过网络编码来协助的这种机制有以下作用：减少了所要求重传的次数，提供了更高效的harq以及提高了吞吐量。

图3图示了基于终端组或协作式harq机制300的实施例。网络中一个或多个bs310的组315向vimp节点330中的多个tue325发送n个数据包p1、p2、……pn(n为整数)。例如，在vimp节点330中存在单个tue320的情况下，数据包可以在n个广播阶段期间随时间按顺序发送。如果vimp节点330中存在多个tue320或在ue支持多级传输的情况下，可以使用少于n个广播阶段。每个数据包由单独的harq过程来控制。在每个广播阶段期间，tue320和所有涉及的cue325尝试进行解码。在数据转发阶段期间，cue325向tue320转发以下数据的网络编码版本：(i)它们已成功解码的相同原始数据包(例如，)，(ii)在用于半双工解码和转发(df)中继的级联低密度奇偶校验(ldpc)编码方案情况下的额外编码符号，和/或(iii)例如使用turbo编码的给定冗余版本。基于(一个或多个)tue320从bs310或组315接收的用于p1、p2、……pn的软信息，以及由cue325转发的额外信息，tue320尝试对自己的数据包进行解码。如果tue320能够解码数据包，则它在vimp节点330内广播确认(ack)消息并将确认(ack)消息广播至bs310或组315。

每个cue325所传输的网络编码数据包未必基于xor操作，其对应于2阶伽罗瓦域gf(2)中的操作。在其中n>1的任何gf(2ⁿ)中的操作也是可能的，在这种情况下，网络编码数据包可以包括根据下式成功解码的数据包的任意线性组合：

p＝α1p1+α2p2+…+αnpn，

其中α1、α2、……αn为与有关对哪些数据包进行网络编码的信息一起向tue320发送的系数。在另一实施例中，系数α1、α2、……αn可以是预先已知的，并且无需由cue325转发。

图4图示了可以用于harq机制300中的不具有nack反馈的两级harq方案400的实施例。在enb(或bs)与vimp节点(或ue组)之间的harq方案400的第一级处，enb向ue组发送数据包，并且在enb处启动计时器。当计时器<t0(t0为预定时限)时，vimp节点内的tue和cue尝试解码数据包，并且成功解码数据包的cue在vimp节点内广播该数据包。在vimp节点内的harq方案400的第二级处，可以解码来自第一enb传输的数据包或来自由其它cue广播的数据包的cue在vimp节点内广播该数据包(或另一版本)。vimprx节点内的第二级harq过程继续进行，直至数据包被tue成功解码为止。在这种情况下，在vimp节点内广播ack并将ack发送回enb。否则，vimprx节点内的第二级harq过程继续进行，直至在enb处的计时器达到极限t0为止。在这种情况下，enb假定否定ack(nack)响应并重新发送数据包(或另一版本)。在方案400中，如果数据包没有被成功解码，则tue实际上不传输nack响应。第二级分布式harq利用vimp节点内的ue的参与，而不与enb(或网络)同步并且不使用vimp节点内的调度。

图5图示了可以用于harq机制300中的具有vimp节点内的nack反馈的两级harq方案500的实施例。在harq方案500的第一级中，enb(或bs)向vimp节点(或ue组)发送数据包，并且在enb处启动计时器。当计时器<t0时，vimp节点内的tue和cue尝试解码数据包，并且成功解码数据包的cue在vimp节点内发送广播数据包。在vimp节点内的第二级harq处，如果数据包没有被tue成功解码，则tue在vimprx节点内广播nack消息。因此，可以解码来自第一enb传输的数据包或来自由其它cue广播的数据包的cue在vimp节点内广播数据包或另一版本。vimprx节点内的第二级harq过程继续进行，直至数据包被tue成功解码为止。在这种情况下，在vimp节点内广播ack并向enb发送ack。否则，vimprx节点内的第二级harq过程继续进行，直至在enb处的计时器达到极限为止。在这种情况下，enb假定nack并重新发送数据包或另一版本。在方案500中，如果或当从tue接收到nack时，cue在vimp节点内的第二级harq处重新广播数据包。第二级分布式harq利用vimp节点内的ue的参与，而不与enb(或网络)同步并且不使用vimp节点内的调度。

图6图示了来自vimp节点中的所有ue620(包括tue和cue)的时间/频率资源网格600。为了在tue处进行解码，来自不同cue的传输在时域/频域/码域(或其任何组合)上被分离，以在tue处区分它们。在一个实施例中，不同的harq冗余版本/ldpc码字被映射至正交签名并从不同的cue发送。tue积累从所有cue接收到的软信息和tue从bs接收到的信息，用于尝试解码数据包。

在控制信道中可以显式或隐式地以不同级别来宣告目标ue，在该控制信道中目标ue对于组来说是已知的；或者在数据包中显式或隐式地宣告目标ue，在该控制信道中目标ue只有在数据被正确解码后才是已知的。在具有控制信道处的清晰的目标ue的情况下，如果目标ue没有接收到数据包，则它可以发送nack。在不具有控制信道处的清晰的目标ue的情况下，系统可能缺乏显式nack信令。当没有接收到ack时，可以隐式地暗示nack。

至网络的ack/nack信令可以由tue或cue发送。它可以(由组中接收到它的任何ue)主动完成或仅由tue反应性地完成。主动地，组中接收到数据的每个ue发回ack并负责数据转发。在这种情况下，nack可以通过不发送ack消息来暗示。如果一个以上ue接收到数据，那么来自ue的ack信号可以通过无线电进行组合。信标ue是组中处理ack信道的ue(可能具有最好的信道，而不一定是tue)。反应性地，tue在它接收到来自其它ue的帮助后在考虑过程和转发时间的情况下发送ack/nack。

图7为可以用于实现各种实施例的处理系统700的方框图。具体装置可以利用所示的所有组件或仅所述组件的子集，并且装置与装置之间的集成程度可能不同。此外，装置可以包括部件如多个处理单元、处理器、存储器、发射器、接收器等的多个实例。处理系统700可以包括配备有一个或多个输入/输出装置的处理单元701，输入/输出装置例如扬声器、麦克风、鼠标、触摸屏、小键盘、大键盘、打印机、显示器等。处理单元701可以包括连接到总线的i/o接口750、视频适配器740、大容量存储设备730、存储器720以及中央处理器(cpu)710。所述总线可以为任何类型的若干总线架构中的一个或多个，总线架构包括存储器总线或者存储器控制器、外设总线、视频总线等等。

所述cpu710可以包括任何类型的电子数据处理器。存储器720可以包括任意类型的系统存储器，例如静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、同步dram(sdram)、只读存储器(rom)或其组合等等。在实施例中，存储器720可以包括：在开机时使用的rom；以及在执行程序时使用的用于程序和数据存储的dram。大容量存储器设备730可以包括任意类型的存储设备，其被配置成存储数据、程序和其它信息，并使这些数据、程序和其它信息可通过总线访问。大容量存储器设备730可以包括如以下的一种或多种：固态硬盘、硬盘驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器等等。

视频适配器740和i/o接口760提供接口，以将外部输入和输出装置耦接至处理单元。如图所示，输入输出设备的示例包括耦接至视频适配器740的显示器760和耦接至i/o接口760的鼠标/大键盘/打印机770的任意组合。其它设备可以耦接至处理单元701，并且可以利用附加的或更少的接口卡。举例来说，串行接口卡(未图示)可以用于提供针对打印机的串行接口。

处理单元701还包括一个或多个网络接口750，其可以包括如以太网电缆等有线链路和/或无线链路，用于接入节点或者一个或多个网络780。网络接口750允许处理单元701经由网络780与远程单元进行通信。例如，网络接口750可以经由一个或多个发射器/发射天线以及一个或多个接收器/接收天线来提供无线通信。在一个实施例中，处理单元701耦接至局域网或广域网，以用于数据处理和与远程装置进行通信，所述远程装置例如其它处理单元、因特网、远程存储设施等等。

虽然已详细地描述了本发明及其优点，但是应理解，可以在不脱离如所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，对本发明进行各种改变、替代和更改。此外，本发明的范围不意图受限于说明书中所述的过程、机器、制造、物质组分、装置、方法和步骤的具体实施例。作为所属领域的普通技术人员中的一个将从本发明的公开内容中轻易地了解到，可以根据本发明使用现有的或以后要开发的、基本上执行与本文所描述的相应实施例相同的功能，或基本上实现与所述实施例相同的结果的过程、机器、制造、物质组分、装置、方法或步骤。相应地，所附权利要求意图包括在这些过程、机器、制造、物质组分、装置、方法或步骤的范围内。