Un método en un transmisor (310) para utilizar en transmisiones de unidades de datos entre un transmisor (310) y un receptor (500),

donde cada unidad de datos incluye un correspondiente número de secuencia y se transmite en secuencia de módulo N, siendo N el número mayor de la secuencia, incluyendo el paso de establecer una ventana (430) de retransmisión que tiene un tamaño correspondiente a un número de unidades de datos inferior a N; y c a r a c t e r i z a d o p o r utilizar dicha ventana (430) de retransmisión para evitar la ambigüedad del número de secuencia en el receptor, entre las unidades de datos originalmente transmitidas y las unidades de datos retransmitidas, permitiendo solamen- te (64, 66, 68) la retransmisión de una o más unidades de datos que tienen un número de secuencia dentro de una posición actual de la ventana (430) de retransmisión en la secuencia; posicionar el extremo superior de la ventana (430) de retransmisión en un número de secuencia que es menor o igual a una diferencia entre el número de secuencia más alto transmitido más recientemente y el tamaño de la ventana; y desplazar la ventana (430) de retransmisión a la siguiente posición del número de secuencia en la secuencia de módulo N, después de haber transmitido cada unidad de datos

Campo de la invención

5 La presente invención está relacionada con comunicaciones de datos y, en particular, con protocolos de Petición de Repetición Automática (ARQ) utilizados en las comunicaciones de datos.

Antecedentes y sumario de la invención

En los sistemas digitales de comunicaciones de datos, es común que los paquetes de datos transmitidos por un canal de comunicaciones se corrompan con errores, por ejemplo cuando se comunica en un entorno hostil. Las comunicaciones inalámbricas por radio se llevan a cabo a menudo en un entorno especialmente hostil. El canal de radio está sometido a una andanada de factores de corrupción que incluyen el ruido, las características rápidamente cambiantes del canal de comunicaciones, el desvanecimiento por caminos múltiples y la dispersión de tiempo que puede originar la interferencia entre símbolos y la interferencia de las comunicaciones por canales contiguos.

Hay numerosas técnicas que pueden emplearse por un receptor para detectar tales errores. Un ejemplo de una técnica de detección de errores es la bien conocida comprobación de redundancia cíclica (CRC). Otras técnicas utilizadas en las comunicaciones de datos por paquetes emplean tipos más avanzados de códigos de bloques o códigos de convolución para conseguir tanto la detección de errores como la corrección de errores. Tanto para la detección de errores como para la corrección de errores, se aplica la codificación del canal que añade redundancia a los datos. Cuando se recibe la información por el canal de comunicaciones, los datos recibidos se descodifican utilizando la redundancia para detectar si los datos se han corrompido por los errores. Cuanta más redundancia se construye en una unidad de datos, más probable es que los errores se detecten con precisión y, en algunos ejemplos, se corrijan utilizando un esquema de corrección de errores hacia delante (FEC). En un esquema FEC puro, el flujo de información es unidireccional, y el receptor no devuelve información al transmisor si ocurre un error de descodificación del paquete. En muchos sistemas de comunicaciones, incluyendo las comunicaciones inalámbricas, es deseable (si fuera posible) disponer de un servicio de distribución de datos fiable. La mayoría de los protocolos de distribución de datos utilizan una técnica de retransmisión fundamental donde el receptor de los datos responde al remitente de los datos con acuses (ACK) y/o acuses negativos (NACK). Esta técnica es comúnmente conocida como proceso de transacciones de Petición de Repetición Automática (ARQ). Los paquetes de datos codificados son transmitidos desde un remitente a un receptor sobre un canal de comunicaciones. Utilizando bits de detección de errores (la redundancia) incluida en el paquete de datos codificados, cada paquete de datos recibido es procesado por el receptor para determinar si el paquete de datos fue recibido correctamente o corrompido por los errores. Si el paquete se recibió correctamente, el receptor transmite una señal de acuse (ACK) de vuelta al remitente. Si el receptor detecta errores en el paquete, puede enviar también un acuse negativo explícito (NACK) al remitente. Cuando se recibe el NACK, el remitente puede retransmitir el paquete. En un sistema ARQ puro, el código del canal se utiliza solamente para la detección de errores.

En una ARQ híbrida (HARQ), las características de un esquema FEC puro y un esquema ARQ puro se combinan. Las funciones de corrección de errores y detección de errores se realizan junto con la señalización realimentada de ACK/NACK. El código del canal en un esquema de ARQ híbrida, puede ser utilizado tanto para la corrección de 40 errores como para la detección de errores. Alternativamente, se pueden utilizar dos códigos independientes: uno para la corrección de errores y otro para la detección de errores. Se devuelve un NACK al transmisor si se detecta un error tras la corrección de errores. El paquete de datos recibido erróneamente en este primer tipo de sistema de ARQ híbrida se descarta. Un esquema de ARQ híbrida más eficiente es salvar el paquete de datos recibidos erróneamente y acusados negativamente, y después combinarlo de alguna manera con la retransmisión. Los esquemas 45 de ARQ híbrida que utilizan la combinación de paquetes se denominan ARQ híbrida con combinación. En un esquema de combinación de ARQ híbrida, la “retransmisión” puede ser una copia idéntica del paquete original. Si la retransmisión es idéntica a la transmisión original, los símbolos individuales de múltiples paquetes se combinan para formar un nuevo paquete consistente en símbolos más fiables. Alternativamente, la retransmisión puede utilizar la redundancia incremental (IR). En la combinación de paquetes IR, se transmiten bits de paridad adicionales que ha

50 cen el código de corrección de errores más potente que la combinación de paquetes idénticos y es generalmente superior.

Igual de importante que la distribución de datos fiable es la distribución de datos rápida. Para distribuir datos rápidamente muchos sistemas de comunicaciones luchan por aumentar la velocidad pico de transmisión disponible y para reducir el retardo. Reducir el retardo es particularmente importante con el fin de soportar altas velocidades de datos

55 eficientemente.

Un área de ejemplos donde la velocidad es importante está en los canales de Acceso de Paquetes por Enlace Descendente de Alta velocidad (HSDPA) que han de emplearse en algunas redes de comunicaciones móviles por radio. Actualmente, se propone que los canales HSDPA empleen un protocolo HARQ como se especifica en la Especificación Técnica (TS) del 3GPP 25.308 v0.1.0 “Acceso de Paquetes por Enlace Descendente de Alta Velocidad de 5 UTRA”, publicado por el 3GPP (Proyecto de Asociación de 3ª Generación) en Septiembre de 2001. El esquema de retransmisión del protocolo HARQ especificado se implementa utilizando entidades de retransmisión en una extensión de la capa de protocolos de control de acceso al medio (MAC) en una estación base (algunas veces denominada “Nodo B”) y un equipo móvil de usuario (UE). La entidad de retransmisión almacena los bloques de datos recibidos erróneamente, por ejemplo en el UE, y los combina con las correspondientes retransmisiones recibidas últimamente de los mismos bloques de datos. Se pueden combinar dos (o más) copias del bloque de datos erróneamente recibido en el receptor del UE, en un bloque de datos correcto. La entidad de retransmisión MAC-HSDPA entrega los bloques de datos correctamente recibidos a una capa más alta de protocolos de control del radio enlace (RLC), como unidades de datos en paquetes RLC (las PDU).

El protocolo HARQ definido en esa especificación incluye una entidad de reordenamiento que consigue una entrega en secuencia de las unidades de datos recibidas, a una capa más alta de protocolos RLC. Esta función es necesaria porque las unidades de datos transmitidas numeradas como 0, 1, 2, 3, … experimentan retardos de transmisión variables originados por el interfaz aéreo, y principalmente como resultado de un número de retransmisiones diferentes necesarias para cada unidad de datos. Así, si la unidad de datos 2 se ha recibido correctamente antes que la unidad de datos 1, la unidad de datos 2 se almacena hasta que la unidad de datos 1 se reciba correctamente antes de que ambas unidades de datos 1 y 2 sean proporcionadas a la capa superior de protocolos.

Desafortunadamente, el protocolo HARQ especificado y los protocolos ARQ en general se “detendrán” en ciertas situaciones. En el simple ejemplo que se acaba de dar, ocurriría una situación de detención cuando la entidad de reordenamiento espera durante mucho tiempo (o puede esperar incluso indefinidamente) para que la unidad de datos 1 se reciba correctamente. Esto puede ocurrir cuando un mensaje NACK para el bloque de datos se ha co25 rrompido o en otro caso se ha identificado erróneamente cuando se recibe como un ACK. Como resultado de este error, no habrá retransmisión de la unidad de datos, aun cuando deba ser retransmitida. Otra situación de detención ocurre cuando la retransmisión de una unidad de datos se interrumpe debido a que el número de retransmisiones excede un límite, o debido a que se deben enviar datos de prioridad más alta. La retransmisión puede ser cancelada

o reanudada en un momento posterior. En general, ocurre una detención cuando se pierde una unidad de datos o no 30 se recibe satisfactoriamente en un tiempo previsible, razonablemente corto.

El documento US 2001/0007137 describe un mecanismo de ventanas... [Seguir leyendo]

1. Un método en un transmisor (310) para utilizar en transmisiones de unidades de datos entre un transmisor

(310) y un receptor (500), donde cada unidad de datos incluye un correspondiente número de secuencia y se transmite en secuencia de módulo N, siendo N el número mayor de la secuencia, incluyendo el paso de establecer una ventana (430) de retransmisión que tiene un tamaño correspondiente a un número de unidades de datos inferior a N; y

caracterizado por

utilizar dicha ventana (430) de retransmisión para evitar la ambigüedad del número de secuencia en el receptor, entre las unidades de datos originalmente transmitidas y las unidades de datos retransmitidas, permitiendo solamen10 te (64, 66, 68) la retransmisión de una o más unidades de datos que tienen un número de secuencia dentro de una posición actual de la ventana (430) de retransmisión en la secuencia;

posicionar el extremo superior de la ventana (430) de retransmisión en un número de secuencia que es menor o igual a una diferencia entre el número de secuencia más alto transmitido más recientemente y el tamaño de la ventana; y desplazar la ventana (430) de retransmisión a la siguiente posición del número de secuencia en la secuencia de módulo N, después de haber transmitido cada unidad de datos.

2. Un método en un receptor (500) para uso en las transmisiones de unidades de datos, entre un transmisor

(310) y un receptor (500), donde cada unidad de datos incluye un correspondiente número de secuencia y es transmitida por el transmisor en una secuencia de módulo N, siendo N el mayor número de la secuencia, comprendiendo

20 el receptor una ventana (630) de recepción correspondiente a un número de unidades de datos inferior a N, con el fin de evitar la ambigüedad del número de secuencia en el receptor (500), entre las unidades de datos originalmente transmitidas y las unidades de datos retransmitidas,

caracterizado por

descartar (92) una unidad de datos recibida recientemente dentro de la ventana (630) de recepción, si dicha 25 unidad de datos ha sido recibida previamente (90 Si);

almacenar (94) una unidad de datos recibida recientemente en una memoria intermedia (610) de reordenación en una posición correspondiente al número de secuencia de la unidad de datos recibida recientemente, si dicha unidad de datos no ha sido recibida previamente (90 No); y

si una unidad de datos recientemente recibida está fuera de la ventana de recepción (80 No), avanzar (96) la ventana (630) del receptor, de manera que el número de secuencia de la unidad de datos recientemente recibida forme el extremo superior, y eliminar (98) de la memoria intermedia (610) cualquier unidad de datos que tenga un número de secuencia inferior al extremo inferior de la ventana de recepción.

3. El método según la reivindicación 2, por el que las unidades de datos eliminadas son suministradas (100) a una capa de protocolo más alta.

4. El método según la reivindicación 2, que comprende además los pasos de

identificar una unidad de datos perdida en la secuencia;

iniciar un temporizador si una unidad de datos es recibida con un número de secuencia mayor que el número de secuencia de la unidad de datos perdida, y

si el temporizador expira antes de que se reciba la unidad de datos perdida, eliminar de la memoria interme40 dia las unidades de datos recibidas con número de secuencia inferior al número de secuencia de la unidad de datos perdida.

5. Un transmisor (310) para transmitir unidades de datos en secuencia de módulo N, siendo N el número de secuencia mayor, a un receptor (500), donde cada unidad de datos incluye un correspondiente número de secuencia, incluyendo dicho transmisor (310)

45 una ventana (430) de retransmisión que tiene un tamaño correspondiente a un número de unidades de datos inferior a N, y

un controlador (420) configurado para utilizar la ventana (430) de retransmisión para evitar la ambigüedad del número de secuencia en el receptor (500), entre las unidades de datos originalmente transmitidas y las unidades de datosretransmitidas,caracterizado porque

dicho controlador (420) está configurado para

permitir solamente la retransmisión de una o más unidades de datos con número de secuencia dentro de una posición actual de la ventana (430) de retransmisión en la secuencia;

posicionar el extremo superior de la ventana (430) en un número de secuencia que es inferior o igual a la 5 diferencia entre el número de secuencia más alto transmitido más recientemente y el tamaño de la ventana;

desplazar la ventana (430) de retransmisión a la siguiente posición del número de secuencia en la secuencia de módulo N, después de haber transmitido cada unidad de datos.

6. Un receptor (500) para recibir unidades de datos desde un transmisor (310), donde cada unidad de datos

incluye un correspondiente número de secuencia y es transmitida por el transmisor (310) en una secuencia de mó10 dulo N, siendo N el número de secuencia mayor, incluyendo dicho receptor

una memoria intermedia (610) de reordenación

una ventana (630) de recepción correspondiente a un número de unidades de datos inferior a N,

un controlador (620) configurado para utilizar la ventana (630) de recepción para evitar la ambigüedad del número de secuencia en el receptor (500), entre las unidades de datos originalmente transmitidas y las unidades de 15 datosretransmitidas,caracterizado porque

dicho controlador (620) está configurado para

descartar una unidad de datos recientemente recibida dentro de la ventana (630) de recepción, si dicha unidad de datos ha sido recibida previamente;

almacenar una unidad de datos recientemente recibida en la memoria intermedia (610) de reordenación, en 20 una posición correspondiente al número de secuencia de la unidad de datos recientemente recibida, si dicha unidad de datos no ha sido recibida previamente;

si la unidad de datos recientemente recibida está fuera de la ventana de recepción, avanzar la ventana (630) de recepción de manera que el número de secuencia de la unidad de datos recientemente recibida forme el extremo superior, y eliminar de la memoria intermedia (610) cualquier unidad de datos que tenga un número de secuencia inferior al extremo inferior de la ventana (630) de recepción.

7. El receptor según la reivindicación 6, que comprende además: un temporizador, y donde el controlador está configurado para: identificar una unidad de datos perdida en la secuencia;

30 iniciar el temporizador si se recibe una unidad de datos con un número de secuencia mayor que el número de secuencia de la unidad de datos perdida; y

si el temporizador expira antes de que se reciba la unidad de datos perdida, eliminar de la memoria intermedia las unidades de datos recibidas con números de secuencia inferiores al número de secuencia de la unidad de datos perdida.