ES2297162T3 - Metodo para vigilar los numeros de secuencia de transmision asignados a unidades de datos de protocolo para detectar y corregir errores de transmision. - Google Patents
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Abstract
Un método para detectar y corregir errores de transmisión en un sistema de comunicaciones inalámbricas (600), en que el método comprende: (a) recibir una pluralidad de bloques de datos por medio de una primera transmisión (620), incluyendo cada bloque de datos un único número de secuencia de transmisión (TSN); (b) determinar que un bloque de datos que tenga una TSN esperada no ha sido recibido por medio de una primera transmisión (620); caracterizado por (c) generar un mensaje de informe de estado de TSN (625) que identifica una TSN que falte, correspondiente al bloque de datos que no fue recibido por medio de la primera transmisión (620), incluyendo el mensaje de informe de estado de TSN (625) un primer conjunto de bits usado para identificar la TSN que falta, y un segundo conjunto de bits usado para identificar una cola de reordenación particular (610), ala cual esté destinada la TSN que falta: (d) retransmitir un bloque de datos que incluye la TSN que falta, por medio de una segunda transmisión (630) en respuesta al mensaje de informe de estado de TSN (625); y (e) colocar el bloque de datos retransmitido en un lugar específico en la cola de reordenación particular (610), designado por el segundo conjunto de bits del mensaje de informe de estado de TSN (625),
Description
Método para vigilar los números de secuencia de
transmisión asignados a unidades de datos de protocolo para detectar
y corregir errores de transmisión.
El presente invento se refiere al campo de las
comunicaciones inalámbricas. Más concretamente, el presente invento
se refiere a un sistema y un método para vigilar los números de
secuencia de transmisión (TSNs) asignados a unidades de datos de
protocolo (PDUs) para detectar y corregir errores de
transmisión.
En los sistemas celulares de tercera generación
(3G) usuales, la transmisión de señales entre al menos un Equipo de
Usuario (UE) y Estaciones de Base (Nodo-Bs) para la
coordinación de las funciones de Modulación y Codificación
Adaptativa (AM&C) y Petición de Repetición Automática Híbrida
(H-ARQ) se proporciona mediante canales de control
físico, tales como los canales de control de Acceso de Paquetes de
Datos de Alta Velocidad (HSDPA), o similares. Cuando se producen
errores de transmisión en los canales de control físico para ya sea
el enlace de sentido ascendente o ya sea el enlace de sentido
descendente, los mecanismos de la capa de Control de Acceso Medio
(MAC) existentes no son capaces de garantizar la recuperación y,
como resultado, se pueden perder datos de usuario.
Con objeto de asegurar la entrega de un bloque
de datos, el proceso H-ARQ emplea mensajes que
confirman o niegan que haya sido entregado satisfactoriamente un
bloque de datos. Un mensaje de acuse de recibo (ACK) indica una
transmisión satisfactoria de un bloque de datos, mientras que un
mensaje de acuse de recibo negativo (NACK) indica una transmisión
fallida de un bloque de datos. Cuando hay una transmisión
satisfactoria del bloque de datos, se genera un ACK y no tiene
lugar ninguna otra acción. Cuando hay una transmisión fallida de un
bloque de datos, se genera un NACK y, en respuesta a éste, se
retransmite el respectivo bloque de datos.
Un inconveniente que tiene el proceso de h. es
que los mensajes de ACK y de NACK que son generados por un
receptor, son frecuentemente mal interpretados. Si se interpreta mal
un mensaje NACK, como si fuese un mensaje ACK, se produce un fallo
que no es detectado al nivel físico. Si se interpreta mal un mensaje
de ACK como si fuese un NACK, se retransmite innecesariamente el
bloque de datos.
El proceso de H-ARQ proporciona
un mecanismo mediante el cual se indican al transmisor los estados
de las transmisiones que son recibidas. Los bloques de datos
retransmitidos se combinan en el receptor con otras transmisiones
satisfactorias, para lograr tasas de error de bloques reducidas.
Para el proceso de combinación para trabajar correctamente en el
receptor, se debe aplicar en las retransmisiones la misma unidad de
datos de protocolo (PDU) que haya sido empleada para la transmisión
inicial. Para cada intervalo de tiempo de transmisión (TTI), un
proceso de H-ARQ puede servir a una PDU. La
transmisión y las retransmisiones de una PDU particular son servidas
por el mismo procesador de H-ARQ.
En la Figura 1 se ha ilustrado un diagrama de
bloque de la arquitectura de capa de la Red de Acceso de Radio
Terrestre UMTS (UTRAN) MAC-hs, y en la Figura 2 se
ha ilustrado un diagrama bloque de la arquitectura del equipo de
usuario (UE) MAC-hs. La UTRAN MAC-hs
30 representada en la Figura 1 comprende una entidad 31 de
selección de la Combinación de Formato de Transporte (TFC), un
dispositivo de programación 32, una pluralidad de procesadores
H-ARQ 33a, 33b, y un controlador del flujo 34.
La UE MAC-hs 40 comprende un
procesador 41 H-ARQ. Como se explicará con
referencia a ambas Figuras, la 1 y la 2, los procesadores 33a, 33b
de H-ARQ en la UTRAN MAC-hs 30 y el
procesador 41 H-ARQ en el UE MAC-hs
40 trabajan juntos para procesar bloques de datos.
Los procesadores H-ARQ 33a, 33b
en la UTRAN MAC-hs 30, manejan todas las tareas que
se requieren para que el H-ARQ genere transmisiones
y retransmisiones para cualquier retransmisión que tenga error. El
procesador 41 de H-ARQ en el UE
MAC-hs 40 es el responsable de generar un ACK para
indicar una transmisión satisfactoria, y de generar un NACK para
indicar una transmisión fallida. Los procesadores
H-ARQ 33a, 33b y 41 procesan corrientes de datos
secuenciales para cada flujo de datos de usuario.
Como se describirá con más detalle aquí en lo
que sigue, los bloques de datos recibidos en cada flujo de datos de
usuario, son asignados sucesivamente a los procesadores
H-ARQ 33a, 33b. Cada procesador
H-ARQ 33a, 33b inicia una transmisión, y en caso de
error el procesador H-ARQ41 solicita una
retransmisión. En las transmisiones subsiguientes, se puede cambiar
la tasa de modulación y de codificación con objeto de asegurar una
transmisión satisfactoria. Los bloques de datos a ser
retransmitidos, y cualesquiera nuevas transmisiones al UE, se envían
al dispositivo de programación 32.
El dispositivo de programación 32, acoplado
entre los procesadores H-ARQ 33a, 33b y el selector
31 de TFC, funciona como un gestor de recursos de radio y determina
la latencia de la transmisión con objeto de soportar el QoS
requerido. En base a las salidas de los procesadores de
H-ARQ 33a, 33b, y a la prioridad de que sea
transmitido un nuevo
bloque de datos, el dispositivo de programación 32 envía los bloques de datos a la entidad 31 de selección de la TFC.
bloque de datos, el dispositivo de programación 32 envía los bloques de datos a la entidad 31 de selección de la TFC.
La entidad 31 de selección de la TFC, acoplada
con el dispositivo de programación 32, recibe los bloques de datos
a ser transmitidos y selecciona un formato de transporte dinámico
apropiado para los bloques de datos a ser transmitidos. Con
respecto a las transmisiones y retransmisiones del
H-ARQ, la entidad 31 de selección de la TFC
determina la modulación y la codificación.
Es sumamente deseable que los bloques de datos
retransmitidos lleguen a la entidad de RLC en el lado de recepción
(es decir, el del UE) tan pronto como sea posible, por varias
razones. En primer lugar, el bloque de datos que falte impedirá que
los bloques de datos subsiguientes sean enviados a capas más altas,
debido al requisito de entrega por orden. En segundo lugar, la
memoria intermedia del UE ha de estar dimensionada de modo que sea
lo suficientemente grande como para acomodar la latencia de
retransmisiones mientras sigue manteniendo tasas de datos
efectivas. Cuanto más larga sea la latencia, tanto mayor ha de ser
el tamaño de la memoria intermedia del UE para permitir que en la
memoria intermedia se almacenen tanto los bloques de datos que sean
retenidos como las recepciones de datos continuas hasta que sea
enviado a capas más altas el bloque de secuencia de datos correcto.
El mayor tamaño de la memoria intermedia da por resultado un aumento
de los costes del equipo físico para los UEs. Esto no es nada
deseable.
Con referencia a la Figura 3, se ha representado
en ella un diagrama de flujo del flujo de datos entre un
Nodo-B (representado en la parte inferior de la
Figura 3) y un UE (representado en la parte superior de la Figura
3). Las PDUs procedentes del procesado de nivel más alto son
programadas y pueden ser multiplexadas dentro de un bloque de
datos. Un bloque de datos solamente puede contener PDUs de las capas
más altas de la misma prioridad. Cada bloque de datos tiene
asignada por el programador un único número de secuencia de
transmisión (TSN). Las capas más altas pueden proporcionar una
pluralidad de corrientes de diferentes prioridades de PDUs,
teniendo cada prioridad una secuencia de TSNs. El programador
despacha entonces los bloques de datos a la pluralidad de
procesadores H-ARQ
P1_{B}-P5_{B}. Cada procesador
H-ARQ P1_{B}-P5_{B} es
responsable de procesar un solo bloque de datos de una vez. Por
ejemplo, como se ha ilustrado en la Figura 3, las PDUs de Prioridad
1 comprenden una secuencia ilustrada como
B1_{1}-B1_{N}. Análogamente, las PDUs de
Prioridad 2 están en secuencia desde
B2_{1}-B2_{N} y las PDUs de la Prioridad 3 están
en secuencia desde B3_{1}-B3_{N}. Estas PDUs
son programadas (y pueden ser multiplexadas) y fijadas en una TSN
por el programador común. Para fines de descripción del invento, se
ha supuesto que una PDU es igual a un bloque de datos. Después de
programado un bloque de datos para ser procesado por un procesador
particular P1_{B}-P5_{B}, cada bloque de datos
es asociado con un identificador de procesador, el cual identifica
el procesador P1_{B}-P5_{B} que procesa el
bloque de datos.
Los bloques de datos son luego dados de entrada
a los procesadores P1_{B}-P5_{B} del
Nodo-B H-ARQ programado, los cuales
reciban y procesan cada bloque de datos. Cada procesador
H-ARQ de Nodo B, P1_{B}-P5_{B}
corresponde a un procesador H-ARQ
P1_{UE}-P5_{UE} dentro del UE. En consecuencia,
el primer procesador P1_{B} H-ARQ en el Nodo B
comunica con el primer procesador P1_{UE} H-ARQ en
el UE. Análogamente, el segundo procesador P2_{B}
H-ARQ en el Nodo B comunica con el segundo
procesador P2_{UE} H-ARQ en el UE, y así
sucesivamente para los restantes procesadores
P3_{B}-P5_{B} H-ARQ en el Nodo
B, y sus procesadores de contrapartida
P3_{UE}-P5_{UE} H-ARQ,
respectivamente, dentro del UE. Los procesos H-ARQ
son multiplexados oportunamente sobre la interfaz de aire, y hay
solamente una transmisión de un H-ARQ en la interfaz
de aire cada vez.
Por ejemplo, tomando el primer par de
procesadores P1_{B} y P1_{UE} H-ARQ de
comunicaciones, el procesador P1_{B} H-ARQ
procesa un bloque de datos, por ejemplo el B1_{1}, y lo envía para
multiplexado y transmisión por la interfaz de aire. Cuando se
recibe este bloque de datos B1_{1} por el primer procesador
H-ARQ P1_{UE}, el procesador P1_{UE} determina
si ha sido recibido, o no, sin error. Si el bloque de datos B1_{1}
fue recibido sin error, el primer procesador H-ARQ
P1_{UE} transmite un ACK, para indicar al procesador P1_{B
H-ARQ} que ha sido recibido satisfactoriamente._{
} De lo contrario, si hay error en el bloque de datos B1_{1}
recibido, el procesador H-ARQ P1_{UE} transmite un
NACK al procesador H-ARQ P1_{B} de transmisión.
Este proceso continúa hasta que el procesador P1_{B} de
transmisión reciba un ACK para el bloque de datos B1_{1}. Una vez
que se haya recibido un ACK, el procesador P1_{B} es
"liberado" para procesar otro bloque de datos. El programador
asignará al procesador P1_{B} otro bloque de datos, si lo hay
disponible.
Como se ha ilustrado gráficamente en la Figura
3, el programador conoce la liberación del procesador P1_{B} por
percibir el ACK/NACK, o bien puede hacer uso de algún otro esquema
de transmisión de señales que sea bien conocido en la técnica.
Una vez que los procesadores
H-ARQ P1_{UE}-P5_{UE} de
recepción procesen cada bloque de datos, éstos son enviados a las
memorias intermedias de reordenación R_{1}, R_{2}, R_{3} en
base a sus prioridades; una memoria intermedia de reordenación por
cada prioridad de nivel de datos. Por ejemplo, el bloque de datos de
Prioridad 1 B1_{1}-B1_{N} será recibido y
reordenado en la memoria intermedia de reordenación de Prioridad 1
R_{1}; los bloques de datos B_{2}1-B2_{N} de
Prioridad 2 serán recibidos y reordenados en la memoria intermedia
de reordenación de Prioridad 2 R_{2}; y los bloques de datos
B3_{1}-B3_{N} de Prioridad 3 serán recibidos y
reordenados por la memoria intermedia de reordenación de Prioridad 3
R_{3}. Debido al procesado de los bloques de datos por los
procesadores H-ARQ de recepción
P1_{UE}-P5_{UE} y al procedimiento de acuse de
recibo de ACK/NACK, los bloques de datos son frecuentemente
recibidos en un orden que no es secuencial con respecto a sus TSNs.
Las memorias intermedias de reordenación
R_{1}-R_{3} reciben los bloques de datos fuera
de secuencia y tratan de reordenar los bloques de datos de una
manera secuencial, en base a las TSNs. Es de hacer notar que la
memoria intermedia que reordena tiene su propia secuencia de TSNs.
Al ser recibidos y reordenados los bloques de datos, éstos serán
hechos pasar a capas más altas, tal como a la capa de RLC.
En el lado de recepción, el UE
MAC-hs, (el cual se ha ilustrado gráficamente como
control MAC-hs), lee la ID (identidad) del
procesador H-ARQ, si es enviado a un canal de
control tal como el HS-SCCH o si el bloque de datos
ha sido etiquetado, para determinar qué procesador
H-ARQ P1_{UE}-P5_{UE} ha sido
usado. Si el UE recibe otro bloque de datos a ser procesado por el
mismo procesador de H-ARQ
P1_{UE}-P5_{UE}, el UE conoce que ese
procesador H-ARQ particular
P1_{UE}-P5_{UE} ha sido liberado, con
independencia de si el bloque de datos anterior procesado por ese
procesador H-ARQ P1_{UE}-P5_{UE}
ha sido recibido satisfactoriamente.
Como antes se ha mencionado, las PDUs son
enviadas a la capa más alta si todas las PDUs con las TSNs
incorporadas son recibidas satisfactoriamente, o bien un
temporizador indica que ha transcurrido el período de tiempo máximo
en que la PDU puede permanecer en una cola en una memoria
intermedia. Típicamente, la capa más alta es la de RLC. Mientras
está siendo implementado el proceso descrito con referencia a la
Figura 3, los datos que son almacenados en las memorias intermedias
de reordenación R_{1}, R_{2}, R_{3} son sometidos a un
retardo. Como se ha ilustrado en la Figura 4, este retardo puede
tener consecuencias negativas.
La Figura 4 es un ejemplo de un sistema de la
técnica anterior que incluye una RNC, un Nodo B, un UE y sus
memorias intermedias asociadas. En este ejemplo se supone que el UE
es la entidad de recepción, y que el Nodo B es la entidad de
transmisión. En este sistema de la técnica anterior, una PDU con la
TSN = 3 no es recibido satisfactoriamente por el UE. Por lo tanteo,
el UE solicita una retransmisión. Mientras tanto, las PDUs con TSNs
= 6-9 son almacenadas en la memoria intermedia en el
Nodo B, y las PDUs con TSNs = 4 y 5 son almacenadas en la memoria
intermedia en el UE.
Como se ha ilustrado en la Figura 5, la
retransmisión de la PDU con TSN = 3 debe esperar al final de la cola
en la memoria intermedia del Nodo B, y será transmitida solamente
después de que sean transmitidas las PDUs con TSNs =
6-9. Las PDUs que están en el UE no pueden ser
enviadas a las capas superiores hasta que hayan sido recibidas en
secuencia todas las PDUs.
En este caso, la PDU con TSN = 3 detiene el
envío de las PDUs subsiguientes a capas más altas, (es decir, las
TSNs = 4-9), suponiendo que todas las PDUs sean
transmitidas satisfactoriamente. Obsérvese que el Ejemplo de las
Figuras 4 y 5 solamente refleja 11 PDUs, mientras que en
funcionamiento normal pueden ser programados cientos de operaciones
normales de PDUs juntamente con las PDUs procedentes de otras
entidades de RLC, con anticipación a las PDUs retransmitidas, lo
cual agrava aún más la latencia de la transmisión y los problemas de
almacenamiento en la memoria intermedia de los datos.
Además del retardo debido a las memorias
intermedias, hay otro inconveniente significativo que tiene el
proceso H-ARQ de la técnica anterior. La
transmisión de señales para el proceso H-ARQ se
efectúa por un canal físico. Como constatarán quienes sean expertos
en la técnica, los canales físicos son canales que están
particularmente definidos y predeterminados. Estos canales no están
típicamente sujetos a una capacidad de comprobación de error. Como
resultado, hay una elevada probabilidad de que la que se obtenga sea
una mala interpretación, a causa de la corrupción de la transmisión
de la señal. Por ejemplo, un ACK transmitido por el UE puede ser
corrompido durante la transmisión, lo cual da por resultado su
detección por el Nodo B como si fuera un NACK. Como resultado, los
datos serán retransmitidos innecesariamente, desperdiciándose con
ello recursos de radio.
Alternativamente, un NACK puede ser mal
interpretado y considerado como si fuese un ACK. En este caso, la
transmisión que ha fallado no será detectada por el proceso
H-ARQ. Cuando ocurra esto, el mecanismo de capa
física es incapaz de recuperar los datos, y una capa más alta, tal
como la de control de enlace por radio (RLC), inicia los mecanismos
para recuperar los datos perdidos.
Una desventaja que tiene el confiar en la capa
de RLC para retransmitir las PDUs que faltan, es la latencia de la
transmisión, dado que el retardo en la ida y vuelta de la
retransmisión es significativamente mayor que el de la transmisión
al nivel del H-ARQ.
En el documento WO 01/80476 se describe un
método para transmitir señales entre un transmisor y un receptor.
El método incluye operaciones de ARQ de doble capa, en donde la capa
de enlace del lado del receptor establece un temporizador para cada
unidad de paquete de datos perdido que detecte. El temporizador
permite que progresen las operaciones de ARQ de la capa física
hasta completarse antes de que sea enviado un acuse de recibo
negativo mediante la capa de enlace, evitándose así la generación
innecesaria de acuses de recibo negativos.
En el Proyecto de asociación de 3ª generación;
Red de acceso por radio del grupo de especificación técnica; Acceso
de paquetes de enlace de sentido ascendente de alta velocidad UTRA
(HSDPA); Descripción general; Etapa 2 (Publicación 5); 3GPP TS
25.308 V5.0.0, 2001, XP-002960552, se describe en
general un protocolo HARC.
El presente invento es un sistema y un método
para detectar y corregir errores de transmisión en un sistema de
comunicaciones inalámbricas. Una pluralidad de bloques de datos son
recibidos y temporalmente almacenados en una cola. Cada bloque de
datos incluye un único número de secuencia de transmisión (TSN)
única. Cuando se determina que un bloque de datos que tiene una TSN
esperada no se ha recibido, se genera un mensaje de informe de
estado de TSN para indicar que la TSN esperada no ha sido recibida.
Entonces se retransmite un bloque de datos que incluye la TSN
esperada, en respuesta al mensaje de informe de estado de la TSN. El
bloque de datos retransmitido es colocado en un lugar específico en
la cola designado por el mensaje de informe de estado de la TSN.
En un primer aspecto, el presente invento se
refiere a un método para detectar y corregir errores de transmisión
en un sistema de comunicaciones inalámbricas, comprendiendo el
método: (a) recibir una pluralidad de bloques de datos a través de
una primera transmisión, incluyendo cada bloque de datos un único
número de secuencia de transmisión, TSN; (b) determinar que un
bloque de datos que tenga una TSN esperada no ha sido recibido por
medio de la primera transmisión; (c) generar un mensaje de informe
de estado de la TSN que identifique una TSN que falte
correspondiente al bloque de datos que no fue recibido por medio de
la primera transmisión, incluyendo el mensaje de informe de
estadode la TSN un primer conjunto de bits usado para identificar la
TSN que falta y un segundo conjunto de bits usado para identificar
una cola de reordenación particular, a la cual está destinada la
TSN que falta; (d) retransmitir un bloque de datos que incluya la
TSN que falta, por medio de una segunda transmisión en respuesta al
mensaje de informe de estadode la TSN; y (e) colocar el bloque de
datos retransmitido en un lugar específico en la cola de
reordenación particular, designado por el segundo conjunto de bits
del mensaje de informe de estado de la TSN.
En un segundo aspecto, el presente invento se
refiere a un sistema de comunicaciones inalámbricas que comprende:
(a) un equipo de usuario, UE, configurado para recibir una
pluralidad de bloques de datos por medio de una primera
transmisión, incluyendo cada bloque de datos un único número de
secuencia de transmisión, TSN, y determinar cuándo un bloque de
datos que tenga una TSN esperada no haya sido recibido por medio de
la primera transmisión; comprendiendo el UE una cola de
reordenación particular, y un primer medio de control de acceso,
MAC, y una primera entidad de medio de control de acceso, MAC,
configurada para generar un mensaje de informe de estado de TSN que
identifique una TSN que falte, correspondiente al bloque de datos
que no fue recibido por medio de la primera transmisión, incluyendo
el mensaje de informe de estado de TSN un primer conjunto de bits
usado para identificar la TSN que falta, y un segundo conjunto de
bits usado para identificar una cola de reordenación particular a
la cual está destinada la TSN que falta; y (b) un
Nodo-B que comprende una segunda entidad de MAC
configurada para retransmitir un bloque de datos que incluya la TSN
que falta, por medio de una segunda transmisión, en respuesta a la
recepción del mensaje de informe de estado de TSN, en que el bloque
de datos retransmitido es colocado en un lugar específico en la
cola de reordenación particular, designado por el segundo conjunto
de bits del mensaje de informe de estado de TSN.
El mensaje de informe de estado de TSN puede ser
transmitido por un canal de control físico dedicado de enlace de
sentido ascendente -de alta velocidad (DPCCH-ARQHS).
El DPCCH-HS tiene una estructura con tres campos que
incluyen: (i) un campo de estado de la transmisión para llevar la
información de ACJ/NACK; (ii) un campo identificador de
cualificador de canal (CQI); y (iii) un campo de TSN. Cada campo
puede estar situado en uno o más espacios de tiempo de un intervalo
de tiempo de transmisión (TTI) del DPCCH-HS. El
mensaje de informe de estado de TSN puede incluir un indicador de
cola de reordenación, usado para colocar el bloque de datos
retransmitido en un lugar específico en la cola. El presente
invento proporciona detección de error redundante, mediante la cual
una señal previa e incorrectamente interpretada como un ACK, puede
ser más tarde determinada como siendo realmente un NACK.
Puede llegarse a una más detallada comprensión
del invento a la vista de la descripción que sigue, dada a modo de
ejemplo y para ser considerada conjuntamente con los dibujos que se
acompañan, en los que:
La Figura 1 es un UTRAN MAC-hs
de la técnica anterior.
La Figura 2 es un UE MAC-hs de
la técnica anterior.
La Figura 3 es un diagrama bloque del flujo de
datos entre un Nodo B y un UE, de la técnica anterior.
La Figura 4 es un diagrama de la capa de RLC que
presenta una transmisión de PDU que falta, de la técnica
anterior.
La Figura 5 es un diagrama de retransmisión
mediante la capa de RLC de la transmisión de la PDU que falta, de la
técnica anterior.
La Figura 6 es un diagrama bloque de un sistema
de comunicaciones inalámbricas que opera de acuerdo con una
realización preferida del presente invento.
La Figura 7 ilustra una estructura de canal
DPCCH-HS usada para llevar la TSN con CQI
discontinuo.
La Figura 8 representa una estructura de canal
DPCCH-HS usada para llevar TSN con CQI continuo.
La Figura 9 es un diagrama bloque del flujo de
datos entre un Nodo B y un UE, de acuerdo con el presente
invento.
Las realizaciones preferidas se describirán con
referencia a las figuras de los dibujos, en las que los números que
son iguales designan los mismos elementos en todos ellos.
La Figura 6 representa un sistema de
comunicaciones inalámbricas 600 que sirve de ejemplo, que opera de
acuerdo con una realización preferida del presente invento. El
sistema de comunicaciones inalámbricas 600 está configurado para
vigilar los números de secuencia de transmisión (TSNs) asignados a
las unidades de datos de protocolo (PDUs) procesadas por el sistema
600. El sistema 600 incluye al menos un equipo de usuario (UE) 605,
que tiene la entidad 608 de MAC-hs con una cola 610
y un Nodo B 615 que tiene una entidad 636 de MAC-hs.
Ka entidad de MAC-hs 608 en el UE 605 comunica con
la entidad par MAC-hs 635 en el Nodo B 615.
Comprenderán quienes sean expertos en la técnica que los detalles
de la entidad MAC-hs 608 en el UE 605, y la entidad
de MAC-hs 635 en el Nodo B 615, son las mismas que
en el sistema representado en la Figura 3 y descrito con referencia
a la misma. Sin embargo, esos detalles no se han ilustrado de nuevo
en la Figura 6, para simplificar. En consecuencia, la cola 610 de
la Figura 6 es equivalente a las memorias intermedias de
reordenación R_{1}, R_{2}, R_{3} de la Figura 3.
El UE 605 recibe numerosos bloques de datos por
medio de un una primera transmisión 620 que tiene TSNs 1, 2, 3 ...,
hasta que determina que no ha sido recibido un bloque de datos que
tiene una TSN esperada (por ejemplo, la TSN = 5). La entidad
MAC-hs 608 genera un mensaje de informe de estado de
TSN 625 que indica que no ha sido recibida la TSN esperada. La
entidad de MAC-hs 635 en el Nodo B 615 recibe el
mensaje de informe de estado de TSN 625 y retransmite, por medio de
una segunda transmisión 630, un bloque de datos asociado con la TSAN
esperada (TSN = 5) al UE 605, en respuesta al mensaje de informe de
estado de TSN 625, y se coloca el bloque de datos retransmitido en
un lugar específico en la cola 610, designado por el mensaje de
informe de estado de TSN 625.
Con objeto de reducir la latencia t de mejorar
la fiabilidad de la retransmisión de una PDU, la entidad de
MAC-hs 608 en el UE 605 realimenta el mensaje de
informe de estado de TSN 625 a la entidad de MAC-hs
635 del Nodo B 615, por medio de un canal de control físico
dedicado de enlace de sentido ascendente -(DPCCH-HS)
de alta velocidad. Una vez recibido el mensaje de informe de estado
de TSN 625 desde el UE 605, la entidad de MAC-hs
635 del Nodo B 615 retransmite un duplicado de la PDU con la misma
TSN que la TSN que falta, al UE 605. Es de hacer notar que el Nodo
B 615 abandona ocasional e intencionadamente las transmisiones
debido a razones de programación (por ejemplo, las PDUs de más alta
prioridad vacían previamente los procesos de H-ARQ).
En esas ocasiones, la entidad de MAC-hs 635 puede
simplemente pasar por alto el mensaje de informe de estado de TSN
625.
De acuerdo con una realización preferida del
presente invento, el mensaje de informe de estado de TSN 625
identifica una TSN que falte que haya sido esperada por el UE 605
pero no recibida. Concretamente, la TSN que falta corresponde a la
PDU para la cual el UE 605 respondió con un NACK al Nodo B 615, dado
que la PDU no fue recibida por el UE 605.
Como antes se ha mencionado, la ocurrencia de
una mala interpretación de un NACK confundiéndolo con un ACK por el
Nodo B 615, hace que el Nodo B considere, equivocadamente, que la
transmisión de la PDU es satisfactoria, cuando no lo es. Sin
embargo, implementando un sistema de acuerdo con el presente
invento, el UE 605 genera y envía un mensaje de informe de estado
de TSN 625 al Nodo B 615 cuando falte una TSN. El UE 605 informa al
Nodo B 615, por medio del mensaje de informe de estado de TSN 625,
de la TSN que falta, y proporciona un identificador de la cola de
reordenación. El Nodo B 615 tiene entonces conocimiento de que se ha
producido un error de transmisión (por ejemplo, de que un ACK
detectado era realmente un NACK), y se retransmite entonces la TSN
que falta por medio de la segunda transmisión 630, y se coloca en
la cola 610 de acuerdo con el identificador de la cola de
reordenación. Se proporciona así un esquema de detección de error
redundante, mediante el cual si tiene lugar un fallo en la
detección de un ACK/NACK, se implementa el mensaje de informe de
estado de TSN 625, como una protección.
Uno de los problemas que implica la generación
del mensaje de informe de estado de TSN 625 es el de que hay
escasez de bits de control físico, con objeto de señalar el mensaje
de informe de estado de TSN 625 en un canal físico, como
actualmente está definido en las normas de la 3G. Como se describirá
en detalle aquí en lo que sigue, en una realización la información
proporcionada por el mensaje de informe de estado de TSN 625 es
incorporada a la transmisión de la señal que puede incluir el
ACK/NACK o mediciones de calidad de canal, proporcionando así un
canal de realimentación de retorno expandido que puede discurrir en
múltiples espacios de tiempo. Esta es una diferencia con respecto a
los mecanismos de realimentación usuales, en los cuales se usa
solamente un espacio de tiempo.
El mensaje de informe de estado de TSN 625
requiere la transmisión de señal de "X + Y" bits; en la cual se
usan X bits para la TSN y se usan Y bits para el identificador de
la cola de reordenación particular a la que esté destinada la
TSN.
Como comprenderán quienes sean expertos en la
técnica, hay también otra información que va conducida en el
DPCCH-HS de enlace de sentido ascendente, por
ejemplo, la información sobre ACK/NACK y la información de
identificador de calidad de canal (CQI). Se pueden usar varios
métodos diferentes para permitir que el Nodo B 615 diferencie entre
los campos de información. En una realización preferida, un patrón
previamente configurado de las posiciones de los campos indicados
por la secuencia de números de un espacio de tiempo es conocido
tanto por el UE 605 como por el NODO B 615, (por ejemplo, un patrón
periódico 1, 2, 3, 4, 5, 6, 1, 2, ...). Cuando el patrón periódico
es conocido, tanto por el UE como por el Nodo B, el Nodo B solamente
tiene que consultar el espacio de tiempo específico para la
información que requiera (es decir, el ACK/NACK), el CQI o la TSN).
Por ejemplo, el patrón periódico del ACK/NACK, el CQI y el informe
de TSN podrían ser tales que, en un espacio de tiempo particular,
ya fuese el CQI o ya fuese el informe de TSN, pudieran ser enviados.
Añadiendo un solo bit, el Nodo B 615 puede diferenciar entre si el
campo contiene el CQI o un informe de TSN.
En la Figura 7 se ha ilustrado una realización
preferida de la estructura del DPCCH-HS para llevar
el estado de una TSN que falte. Cada TTI comprende tres espacios de
tiempo, y hay tres campos a ser transmitidos en el enlace de
sentido ascendente DPCCH-HS: 1) el campo del estado
de la transmisión que transmite la señalización de ACK/NACK; 2) el
campo de CQI, que transmite el CQI; y 3) el campo de TSN, que
transmite el mensaje de informe de estado de TSN.
El campo de estado de la transmisión incluye un
ACK o un NACK que contiene un bit para información que es
transmitido en un espacio de tiempo de la estructura del
DPCCH-HS. Cuando tiene lugar una transmisión de una
PDU, el UE transmite ya sea un ACK o ya sea un NACK en respuesta a
la transmisión, lo que sea apropiado.
El campo de CQI es usado por el UE para
realimentar periódicamente la calidad del canal al lado de
transmisión (es decir, al Nodo B). El período de realimentación
está típicamente preconfigurado, y es conocido tanto por el lado de
recepción (es decir, por el UE), como por el lado de transmisión (es
decir, por el Nodo B). El campo de CQI es transmitido en dos
espacios de tiempo, y los períodos de repetición del campo de CQI
pueden variar. Es también posible que el campo de CQI pueda
aparecer numerosas veces en cada período. Los períodos de
repetición y el número de ocurrencias en un período de repetición
del campo CQI son señalados por la capa más alta, y están fuera del
alcance del presente invento. Sin embargo, tanteo el UE como el Nodo
B tienen conocimiento de las posiciones de su campo de CQI.
El campo de TSN es usado por el UE para
alimentar el mensaje de informe de estado de TSN, de vuelta al nodo
B. El campo de la TSN contiene nueve bits, para información, y es
transmitido en dos intervalos de tiempo.
Con referencia de nuevo a la Figura 7, el primer
espacio de tiempo de un TTI es usado ya sea para la señalización de
ACK/NACK, o bien está vacío. El segundo y el tercero de los espacios
de tiempo se usan para ya sea el campo de CQI, o ya sea para el
campo de TSN. En el ejemplo de la Figura 7, el campo de CQI se
repite cada dos TTIs, y solamente aparece una vez en el período de
repetición. El campo de TSN es enviado cuando no se usan los
espacios de tiempo (es decir, los pre-configurados)
para transmitir el campo de CQI. El campo de TSN pude repetirse
cada dos TTIs, o bien puede aparecer solamente cuando el UE desee
enviar el mensaje de informe de estado de TSN. Si la señalización
no está preconfigurada, el Nodo B requiere vigilancia continua del
DPCCH-HS. El campo de TSN es enviado en el segundo y
el tercero de los espacios de tiempo.
En una realización alternativa, la
realimentación del mensaje de informe de estado de TSN puede ser
dependiente de una ventana predeterminada que indique un margen de
TSNs que falten, que hayan de ser realimentadas al Nodo B 615. Esto
se hace ya sea mediante la señalización de márgenes explícitos, o ya
sea por inclusión de un mapa de bits (un bit por cada TSN) usado
para señalar múltiples TSNs que falten.
La realimentación del mensaje de informe de
estado de TSN puede estar también basada en un temporizador que
indique un tiempo de expiración antes de cuya finalización haya de
ser realimentada la TSN que falte al Nodo B. Para cada transmisión
de TSN se usa un temporizador en el UE y/o en el Nodo B mientras se
espera para que una transmisión de TSN sea correctamente
transmitida a través del proceso de H-ARQ. Cuando
finaliza el plazo del temporizador, el UE deja de esperar para la
PDU asociada con la TSN que falta, y envía todas las demás PDUs a
capas más altas, (tal como a la capa de RLC). Después el Nodo B
desecha la TSN que falta, debido a que el UE no está ya esperando
por ella.
Sin embargo, en el caso de que un NACK sea
interpretado como si fuese un ACK, el temporizador no está
disponible para el Nodo B y el UE mantiene el temporizador. Por
ejemplo, si se ajusta el temporizador para un plazo de 400 ms y es
necesario que el mensaje de informe de estado de TSN sea enviado
después de 300 ms, sería útil que el Nodo B fuese informado de que
el UE suprimirá por fuera de plazo una TSN que falte, después de
transcurridos 100 ms más. Por consiguiente, el Nodo B se beneficia
del conocimiento de la cantidad de tiempo que tiene para recuperar
la TSN que falta.
Con referencia a un segundo ejemplo de la Figura
8, el primer espacio de tiempo de un TTI o bien es para un
ACK/NACK, o bien está vacío. El segundo y el tercero de los espacios
de tiempo se usan ya sea para el campo de CQI, o ya sea para el
campo de TSN. En este caso, el Nodo B precisa ser previamente
informado de las posiciones de los TTIs usados para el campo de
TSN, y de los TTIs usados para el ACK/NACK y para el campo de CQI, o
bien se requiere un bit para diferenciar entre los TTIs para los
diferentes fines.
Con referencia a la Figura 9, se ha representado
en ella un diagrama bloque del flujo de datos entre el Nodo B y un
UE, de acuerdo con el presente invento. Las entidades
"peer-to-peer" (modelo de
comunicaciones en que cada parte tiene las mismas capacidades) de
UE y de Nodo B MAC-hs, 608, 635, respectivamente,
comunican con objeto de garantizar la adecuada entrega de datos.
Como se ha ilustrado, las transmisiones de datos 620, 630 son
enviadas desde la entidad de Nodo B MAC-hs 635 a la
UE MAC-hs 608. En respuesta, juntamente con la
mensajería de ACK/NACK y de CQI, se envía el mensaje de informe de
estado de TSN 625 desde la entidad de UE MAC-hs 608
a la de Nodo B MAC-hs 635. Esto proporciona una
confirmación redundante de la entrega de un bloque de datos.
Aunque se ha descrito el presente invento en
términos de la realización preferida, para quienes sean expertos en
la técnica se harán evidentes otras variantes que están dentro del
alcance del invento, tal como éste se ha definido en las
reivindicaciones que siguen.
Claims (12)
1. Un método para detectar y corregir errores de
transmisión en un sistema de comunicaciones inalámbricas (600), en
que el método comprende:
(a) recibir una pluralidad de bloques de datos
por medio de una primera transmisión (620), incluyendo cada bloque
de datos un único número de secuencia de transmisión (TSN);
(b) determinar que un bloque de datos que tenga
una TSN esperada no ha sido recibido por medio de una primera
transmisión (620); caracterizado por
(c) generar un mensaje de informe de estado de
TSN (625) que identifica una TSN que falte, correspondiente al
bloque de datos que no fue recibido por medio de la primera
transmisión (620), incluyendo el mensaje de informe de estado de TSN
(625) un primer conjunto de bits usado para identificar la TSN que
falta, y un segundo conjunto de bits usado para identificar una cola
de reordenación particular (610), ala cual esté destinada la TSN que
falta:
(d) retransmitir un bloque de datos que incluye
la TSN que falta, por medio de una segunda transmisión (630) en
respuesta al mensaje de informe de estado de TSN (625); y
(e) colocar el bloque de datos retransmitido en
un lugar específico en la cola de reordenación particular (610),
designado por el segundo conjunto de bits del mensaje de informe de
estado de TSN (625).
2. El método según la reivindicación 1, en el
que el mensaje de informe de estado de TSN (625) es transmitido por
un canal de control físico dedicado de enlace de sentido ascendente
-de alta velocidad, DPCCH-HS.
3. El método según la reivindicación 2, en el
que el DPCCH-HS tiene una estructura con tres
campos, que incluye:
(i) un campo de estado de la transmisión para
llevar información de acuse de recibo/acuse de recibo negativo,
ACK/NACK;
(ii) un identificador cualificador de canal,
CQI; y
(iii) un campo de TSN.
4. El método según la reivindicación 3, en el
que cada campo está situado en uno o más espacios de tiempo de un
intervalo de tiempo de transmisión, TTI, del
DPCCH-HS.
5. El método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1-4, en el que el mensaje de
informe de estado de TSN (625) incluye un indicador de cola de
reordenación usado para colocar el bloque de datos retransmitido en
el lugar específico en la cola de reordenación particular (610).
6. El método según una cualquiera de las
reivindicaciones 1-5, que comprende además:
(f) detectar una señal interpretada como que es
un acuse de recibo, ACK; y
(g) en base al mensaje de informe de estado de
TSN, determinar que la señal ha sido interpretada incorrectamente en
el paso (f) y es en realidad un acuse de recibo negativo, NACK.
7. Un sistema de comunicaciones inalámbricas
(600), que comprende:
(a) un equipo de usuario, UE, (605) configurado
para recibir una pluralidad de bloques de datos por medio de una
primera transmisión (620), incluyendo cada bloque de datos un único
número de secuencia de transmisión, TSN, y determinar cuándo un
bloque de datos que tiene una TSN esperada no haya sido recibido por
medio de la primera transmisión (620); caracterizado
porque
el UE (605) comprende:
una cola de reordenación particular (610); y
una primera entidad de control de acceso de
medio, MAC, (608) configurada para generar un mensaje de informe de
estado de TSN (625) que identifica una TSN que falta correspondiente
al bloque de datos que no fue recibido por medio de la primera
transmisión (620), incluyendo el mensaje de informe de estado de TSN
(625) un primer conjunto de bits usado para identificar la TSN que
falta, y un segundo conjunto de bits usado para identificar una cola
de reordenación particular (610) a la cual está destinada la TSN que
falta; y
(b) un Nodo-B (615) que
comprende una segunda entidad de MAC (635) configurada para
retransmitir un bloque de datos que incluye la TSN que falta, por
medio de una segunda transmisión (630) en respuesta a la recepción
del mensaje de informe de estado de TSN (625), en que el bloque de
datos retransmitido es colocado en un lugar específico en la cola de
reordenación particular (610), designado por el segundo conjunto de
bits del mensaje de informe de estado de TSN (625).
8. El sistema según la reivindicación 7, en el
que el mensaje de informe de estado de TSN (625) es transmitido por
un canal de control físico dedicado de enlace de sentido ascendente
-de alta velocidad, DPCCH-HS.
9. El sistema según la reivindicación 8, en el
que el DPCCH-HS tiene una estructura con tres
campos, que incluye:
(i) un campo de estado de la transmisión para
llevar información de acuse de recibo/acuse de recibo negativo,
ACK/NACK;
(ii) un campo de identificador cualificador de
canal (CQI); y
(iii) un campo de TSN
10. El sistema según la reivindicación 9, en el
que cada campo está situado en uno o más espacios de tiempo de un
intervalo de tiempo de transmisión, TTI, del
DPCCH-HS.
11. El sistema según una cualquiera de las
reivindicaciones 7-10, en el que el mensaje de
informe de estado de TSN (625) incluye un indicador de cola de
reordenación usado para colocar el bloque de datos retransmitido en
el lugar específico en la cola de reordenación particular (610).
12. El sistema según una cualquiera de las
reivindicaciones 7-11, en el que el mensaje de
informe de estado de TSN (625) informa al Nodo-B
(615) de que una señal interpretada como de acuse de recibo, ACK,
fue interpretada incorrectamente, y es en realidad un acuse de
recibo negativo, NACK.
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