DE60035291T2

DE60035291T2 - Verfahren und vorrichtung zur nachrichtenübertragung mit mehrkanal stop-und-warten arq

Info

Publication number: DE60035291T2
Application number: DE60035291T
Authority: DE
Inventors: Amitava Buffalo Grove GHOSH; Brian K. Palatine CLASSON; Louay A. Palatine JALLOUL; Mark C. McHenry CUDAK
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Mobility LLC
Priority date: 1999-12-29
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2020-12-29
Also published as: US7065068B2; DE60035291D1; EP1247367B1; US20020075842A1; WO2001048958A1; EP1247367A4; EP1247367A1

Description

Bezug zu zugehöriger/n Anmeldung(en)
Diese Anmeldung ist der provisorischen US-Anmeldung Nr. 60/173,694 , die hierein durch die Bezugnahme darauf inkorporiert ist, zugehörig.
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Kommunikationstechnik und insbesondere auf die Datenkommunikation.
Hintergrund der Erfindung
Automatische Wiederholungsanfrage-Schemata (ARQ, automatic repeat request) werden üblicherweise in der Datenkommunikation verwendet, um effizientere Datenkommunikation zwischen einem Start-Benutzer und einem Ziel-Benutzer bereitzustellen. Mehrere Arten von ARQ, wie etwa Hybrid-ARQ, Stop-and-Wait-ARQ, Go-back-N-ARQ (GBN) und selektives Wiederholungs-ARQ (SR, selective repeat) sind verfügbar, wobei jedes Verfahren eine effiziente Nutzung der Kommunikationsressourcen zwischen einem Start-Benutzer und einem Ziel-Benutzer bereitstellt. Jedoch weist jedes der Protokolle des Standes der Technik wenigstens einen Nachteil auf, der das Kommunikationssystem komplexer, teurer oder ineffizienter für die Datenkommunikation macht.
Zum Beispiel speichert bei dem Hybrid-ARQ der Ziel-Benutzer Soft Versions der vorher gesendeten Kopien des Datenpakets für das Soft Combining. Das Datenpaket mit eventuell zusätzlicher inkrementeller Redundanz in dem Kanal wird gesendet, was die Codierungsrate erhöht und wirksam die Datenübertragungsrate verringert. Der Ziel-Benutzer kann wirksam ein Soft Combining mit der in dem Speicher gespeicherten Soft Copy mit den neu erhaltenen Soft Copies durchführen, um die Daten in dem Datenpaket zu decodieren. Die Ressourcen des Kommunikationssystems können zwischen den vorangehenden und den neuen Übertragungszeiten ungenutzt bleiben. Die Komplexität des Kommunikationssystems wird infolgedessen aufgrund der Notwendigkeit zusätzlicher Kontrolle, Code-Konstruktion, Decoder-Implementierung und Speicher-Anforderungen erhöht.
Im Falle des selektiven Wiederholungs-ARQ überträgt der Start-Benutzer Datenpakete mit einer Sequenznummer, die von dem Ziel-Benutzer decodiert werden muss. Wenn ein Datenpaket fehlerhaft bei dem Ziel-Benutzer ankommt, dann sendet der Ziel-Benutzer eine Nachricht an den Start-Benutzer für die Rückübertragung des Datenpakets und identifiziert dabei die Sequenznummer des Datenpakets. Abhängig von der Länge der Verzögerung einer derartigen Rückmeldung an den Start-Benutzer wird die höchste Sequenznummer erhöht, um die Länge der Verzögerung der Rückmeldung zu berücksichtigen. Somit kann es erforderlich sein, dass der Ziel-Benutzer, zum Beispiel eine Mobilstation, einen großen Speicherabschnitt besitzt, um die Übertragung von Datenpaketen zu speichern, bis alle Datenpakete einschließlich des Datenpakets mit der höchsten Sequenznummer ohne Fehler angekommen sind. Die Anzahl der bei dem Ziel-Benutzer gespeicherten Datenpakete kann sich wesentlich erhöhen, was zu einer hohen Belastung der Speicheranforderungen führt.
Bei der Stop-and-Wait-ARQ überträgt der Start-Benutzer nur ein Datenpaket und wartet, bis er eine Benachrichtigung über den erfolgreichen Empfang desselben bei dem Ziel-Benutzer erhält, dann überträgt der Start-Benutzer ein weiteres Datenpaket. Der Kommunikationskanal bleibt ungenutzt, während der Start-Benutzer auf die Bestätigung wartet. Somit ist eine geringe Nutzung der verfügbaren Kommunikationsbandbreite, die zu einer ineffizienten Kommunikation führt, ein mit dem Stop-and-Wait-Verfahren assoziiertes Problem.
Hybrid-ARQ kann mit einem Stop-and-Wait-Schema gekoppelt werden, jedoch löst das Ergebnis nicht das Problem des während des Wartens auf die Bestätigung ungenutzten Kommunikationskanals. Hybrid-ARQ kann auch mit einem selektiven Wiederholungsschema gekoppelt werden; das Ergebnis ist jedoch nicht ohne die bekannten Probleme. Tatsächlich ist die erforderliche Speichergröße im Wesentlichen erhöht, wenn Hybrid-ARQ mit dem selektiven Wiederholungsschema gekoppelt wird, da es sein kann, dass zusätzlich zu dem Speichern von wenigstens einer Kopie der Datenpakete zusätzliche Kopien für den Vorgang des Soft Combining des Hybrid-ARQ-Abschnitts gespeichert werden müssen.
D1 offenbart ein Mehrkanal-Automatic Retransmission Query (ARQ), das über eine in eine Anzahl von Kanälen unterteilte Kommunikationsverbindung Datenpakete von einem Ausgangspunkt zu einem Ziel überträgt. Ein Netzwerk, welches das Mehrkanal-ARQ-Verfahren verwendet, multiplexiert hintereinander die Datenpakete an dem Ausgangspunkt und überträgt sie über entsprechende Kanäle. Das Netzwerk wendet ein Stop-and-Wait-ARQ-Verfahren auf jedem der Kanäle an und bestimmt, ob das Ziel ein vorher übertragenes Datenpaket positiv bestätigt hat. Ist dies nicht der Fall, überträgt das Netzwerk nur diejenigen Datenpakete erneut, die nicht positiv bestätigt wurden.
Aus diesem Grund besteht ein Bedarf für ein ARQ-Verfahren und ein -Gerät, das eine effiziente Verwendung der Kommunikationsressourcen ohne die bekannte Komplexität der Verfahren des Standes der Technik bereitstellt.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren für das Übertragen von Daten an mehrere Benutzer über einen einzelnen Datenkanal in einem Datenübertragungssystem, wie in Anspruch 1 beansprucht, bereit.
Gemäß einem weiteren Anspruch stellt die vorliegende Erfindung ein Gerät bereit, wie in Anspruch 2 beansprucht.
Weitere Aspekte sind wie in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Kommunikationssystem, das verschiedene Aspekte der Erfindung verwendet.
2 ist ein Blockschaltbild eines Systems, das aus einem einzigen Ausgangspunkt und einem Ziel über einen geschlitzten Datenkanal gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht.
3 ist ein Blockschaltbild eines Systems, das aus mehreren Ausgangspunkten und Zielen über einen geschlitzten Datenkanal gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht.
4 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb eines Dual-Kanal-Empfängers gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en)
Gemäß verschiedenen Aspekten der Erfindung stellt ein Verfahren sowie ein Gerät ein automatisches Anforderungsschema bereit, das zu einer effizienten Verwendung der Kommunikationsressourcen ohne zusätzliche Komplexität oder Kosten führt. Gemäß der Erfindung überträgt unter Bezugnahme auf 1 in einem Kommunikationssystem 100 ein Start-Benutzer 101 über einen ersten Zeit-Frame 121 mit einem endlichen Zeitraum 131 ein erstes Datenpaket 111. Start-Benutzer 101 kann eine Basisstation in Kommunikationssystem 100 sein. Start-Benutzer 101 kann in Kommunikation mit mehreren Ziel-Benutzern wie etwa Ziel-Benutzern 151 – 54 stehen. Eine derartige Kommunikation kann über eine Vorwärtsverbindung 180 sowie über entsprechende Rückwärtsverbindungen 181 – 84 von einer Gruppe von adressierten Ziel-Benutzern empfangen werden. Derartige Ziel-Benutzer können Mobilstationen in Kommunikationssystem 100 sein. Kommunikationssystem 100 kann gemäß jeder beliebigen der bekannten Kommunikationsstandards, wie etwa GSM, IS-95-A, B und C und Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) des Third Generation Partnership Program betrieben werden. Start-Benutzer 101 überträgt ein zweites Datenpaket 112 über einen zweiten Zeit-Frame 122, wobei der zweite Zeit-Frame 122 sofort anschließend auf den ersten Zeit-Frame 121 in einer Abfolge von Zeit-Frames 190 folgt. Die Abfolge der Zeit-Frames 190 wird über Vorwärtsverbindung 180 übertragen.
Wenn ein Ziel-Benutzer ein Datenpaket empfängt und das Paket zufrieden stellend ohne Fehler gemäß einem Standard empfängt, überträgt der Ziel-Benutzer auf einem Kontrollkanal über eine Rückwärtsverbindung eine Bestätigungsnachricht zurück an den Start-Benutzer, welche den korrekten Empfang der Datenpakete bestätigt. In diesem Fall überträgt Ziel-Benutzer 151 eine Bestätigung über die Rückwärtsverbindung 181 an Start-Benutzer 101, wenn das erste Datenpaket 111 an den Ziel-Benutzer 151 gerichtet ist, wodurch er den korrekten Empfang des ersten Datenpakets 111 bestätigt.
Start-Benutzer 101 wiederholt die Übertragung der ersten und zweiten Datenpakete 111 und 112 in einer Abfolge von ersten und zweiten Zeit-Frames 121 und 122, bis er die Bestätigung des korrekten Empfangs von Datenpaket 111 oder 112 feststellt. Nach der Übertragung des Datenpakets 111 wartet Start-Benutzer 101 auf die Feststellung einer Bestätigung des korrekten Empfangs von Datenpaket 111, und in ähnlicher Weise wartet Start-Benutzer 101 nach der Übertragung von Datenpaket 112 auf die Feststellung einer Bestätigung des korrekten Erhalts von Datenpaket 112. Wenn die mit Datenpaket 111 assoziierte Bestätigung nicht vor der Übertragung eines Zeit-Frames 123 bei Start-Benutzer 101 angekommen ist, wird die Übertragung von Datenpaket 111 in Zeit-Frame 123 wiederholt, der unmittelbar auf Zeit-Frame 112 folgt. In ähnlicher Weise wird die Übertragung des Datenpakets 112 in Zeit-Frame 124 wiederholt, wenn das mit der Bestätigung assoziierte Datenpaket 112 nicht vor dem Übertragen eines Zeit-Frames 124 angekommen ist. Die Übertragungsabfolge von Datenpaketen 111 und 112 wird bis zum Erhalt einer entweder mit Datenpaket 111 oder 112 assoziierten Bestätigung wiederholt. In allen obigen Fällen, die eine Wiederholung von Datenpaketen beschreiben, ist es möglich, ein assoziiertes Paket zu ersetzen, das vollständig aus Paritätsinformation oder einer wechselnden Kombination aus Information und Parität zusammengesetzt ist. Diese Substitution stellt eine veränderte Form des Hybrid-ARQ dar, die als inkrementelle Redundanz (Incremental Redundancy) bekannt ist.
Nach der Bestätigung des korrekten Empfangs von Datenpaket 111 oder 112 beendet der Start-Benutzer die Übertragung seines assoziierten Datenpakets. Start-Benutzer 101 überträgt ein drittes Datenpaket als Ersatz für das abgeschlossene Datenpaket in der Abfolge der ersten und zweiten Zeit-Rahmen.
Die Abfolge der ersten und zweiten Zeit-Frames kann eine Abfolge von aufeinander folgenden ungerade oder gerade nummerierten Zeit-Frames bei nummerierten Zeit-Frames wie etwa Zeit-Frame-Sequenz 190 in einem Zeitmultiplex-Datenkommunikationssystem sein. Wenn Zeit-Frame 121 mit „n" nummeriert ist, also ein Zeit-Frame mit gerader Nummer ist, dann ist Zeit-Frame 122 ein ungerade nummerierter Zeit-Frame "n + 1". In ähnlicher Weise ist Zeit-Frame 123 „n + 2" ein gerade nummerierter Zeit-Frame und Zeit-Frame 124 „n + 3" ein ungerade nummerierter Zeit-Frame, und so weiter. Der erste Zeit-Frame kann als ein ungerade nummerierter Kanal und der zweite Zeit-Frame als gerade nummerierter Kanal, der in einem Zeitmultiplex-Datenkommunikationssystem auf den ungerade nummerierten Kanal folgt, bezeichnet werden.
Wenn Datenpaket 111 über einen gerade nummerierten Zeit-Frame und Datenpaket 112 über einen ungerade nummerierten Zeit-Frame der Abfolge von Zeit-Frames 190 übertragen wurde, dann wird die Übertragung der Datenpakete 111 und 112 auf gerade und ungerade nummerierten Zeit-Frames fortgesetzt, bis eine entweder mit Datenpaket 111 oder 112 assoziierte Bestätigung von Start-Benutzer 101 festgestellt wird. Zum Beispiel wird als Ersatz für das Datenpaket 112 ein drittes Datenpaket für die Übertragung ausgewählt, wenn die Bestätigung mit dem Datenpaket 112 assoziiert ist. Somit wird ein drittes Datenpaket über die ungeraden Zeit-Frames und das Datenpaket 111 auf den geraden Zeit-Frames der Abfolge von Zeit-Frames 190 übertragen.
Die ersten und zweiten Datenpakete können an denselben Ziel-Benutzer oder einen ersten und einen zweiten Ziel-Benutzer übertragen werden. Zum Beispiel können bei der Abwärtsverbindung 180 Datenpakete 111 und 112 für einen einzelnen Ziel-Benutzer bestimmt sein, zum Beispiel für jeden beliebigen Ziel-Benutzer 151 – 54. In einer anderen Situation können die Datenpakete 111 und 112 zum Beispiel jeweils für Ziel-Benutzer 151 und 152 bestimmt sein. In ähnlicher Weise kann jedes ersetzte Datenpaket für denselben oder verschiedene Ziel-Benutzer bestimmt sein.
Wenn die von einem Ziel-Benutzer empfangene Abwärtsverbindung in einem schlechten Zustand ist, dann kann es sein, dass über eine gewisse Zeit hinweg keine Bestätigung von dem Ziel-Benutzer übertragen wird. Während dieses Zeitraums können die für einen derartigen Ziel-Benutzer bestimmten Datenpakete viele Male in den ersten und zweiten Zeit-Frames wiederholt werden. Um eine unnötige Ausnutzung der Kommunikationsressourcen in der Abwärtsverbindung 180 zu vermeiden, begrenzt Start-Benutzer 101 die Übertragung des Datenpakets auf eine vorbestimmte Anzahl von Wiederholungen.
Start-Benutzer 101 kann zusammen mit weiteren Blocks wie etwa einem Encoder (nicht gezeigt) einen Queue-Puffer 102 für das Puffern von Datenpaketen für die Übertragung einschließen. Ein Kanal-Sequenzer 103 ruft die ersten und zweiten Datenpakete von Queue-Puffer 102 ab und richtet die ersten und zweiten Datenpakete hintereinander aus, so dass sie von einem Überträger 104 für die Übertragung von einer Antenne 105 von Start-Benutzer 101 empfangen werden können. Queue-Puffer 102 kann Datenpakete gemäß einer Übertragungspriorität der ersten und zweiten Datenpakete Puffern. Im Falle des Übertragens eines dritten Datenpakets werden die ersten, zweiten und dritten Datenpakete in dem Puffer gemäß einer Übertragungspriorität hintereinander in der Queue für die Übertragung von dem Start-Benutzer aufgereiht. Das dritte Datenpaket kann aus einer Vielzahl von Datenpaketen in dem Queue-Puffer 102 basierend auf einer Übertragungspriorität bei Ersetzen durch entweder das erste oder das zweite Datenpaket in der Abfolge der ersten und zweiten Zeit-Frames (d.h. gerade und ungerade oder ungerade und gerade), ausgewählt werden.
Um den Hybrid-ARQ-Abschnitt durchzuführen, kombiniert der Ziel-Benutzer dementsprechend Soft Copies der wiederholten Übertragung der Datenpakete für das Decodieren der Daten in dem Datenpaket. Sobald ein Datenpaket zufrieden stellend über das Soft Combining decodiert wurde, erzeugt und überträgt der Ziel-Benutzer eine Bestätigung über den korrekten Empfang des Datenpakets. Somit ist es erforderlich, dass die Mobilstation einen Speicher-Puffer aufweist, um die ersten und zweiten Datenpakete bei der Ankunft zu speichern, wenn die ersten und zweiten Datenpakete für denselben Benutzer einer Mobilstation bestimmt sind. Beim Soft Combining kann es sein, dass Soft Copies der ersten und zweiten Datenpakete gespeichert werden müssen. Dies bedeutet eine wesentliche Verringerung bei den Speicheranforderungen in einer in einem Kommunikationssystem betriebenen Mobilstation im Vergleich zu alternativen ARQ-Schemata gemäß verschiedenen Aspekten der Erfindung.
Falls die Bestätigung der korrekten Wiederholung eines Datenpakets nicht innerhalb eines Zeit-Frames ankommen kann, wird eine Zeit in Einheiten eines endlichen Zeitraums festgelegt, die angibt, wann eine Rückmelde-Bestätigung bei einem Start-Benutzer ankommen kann, die den korrekten Empfang eines Datenpakets bei einem Ziel-Benutzer bestätigt. Der endliche Zeitraum kann gleich einer Dauer eines Zeit-Frames sein. Ein Start-Benutzer überträgt mehrere Datenpakete in einer Abfolge von mehreren Zeit-Frames, die gleich den festgelegten Einheiten der Zeit-Frames sind. Während auf das Empfangen einer mit einem beliebigen der mehreren Datenpakete assoziierten Bestätigung des korrekten Empfangs eines Datenpakets gewartet wird, wird die Übertragung der mehreren Datenpakete in der Abfolge der mehreren Zeit-Frames wiederholt. Die Zeit kann ungefähr eine früheste Zeit sein, zu der die Rückmelde-Bestätigung, dass das Datenpaket korrekt bei einem Ziel-Benutzer angekommen ist, bei einem Start-Benutzer ankommen kann.
Nach dem Feststellen einer Bestätigung wird die Übertragung jedes einzelnen der mehreren Datenpakete, die mit der Bestätigung assoziiert sind in der Abfolge der mehreren Zeit-Rahmen beendet. Ein neues Datenpaket wird als Ersatz für das beendete Datenpaket in der Abfolge der mehreren Zeit-Frames beendet. Die mehreren Datenpakete können an denselben Ziel-Benutzer oder an mehrere Ziel-Benutzer übertragen werden. Die Anzahl der Rückübertragungen der mehreren Datenpakete kann gemäß einer vorbestimmten Anzahl von Wiederholungen begrenzt werden, um eine unnötige Ausnutzung der Kommunikationsressourcen im Falle einer schlechten Kommunikation zwischen dem Start-Benutzer und einem der Ziel-Benutzer zu verhindern.
Die mehreren Zeit-Frames können aufeinander folgend nummerierte Zeit-Frames in nummerierten Zeit-Frames in Zeitmultiplex-Kommunikationssystem sein. Bei den Ziel-Benutzern werden Soft Copies der wiederholten Übertragung von Datenpaketen dementsprechend kombiniert, um eine entsprechende Bestätigung des korrekten Empfangs des Datenpakets zu erzeugen und zu übertragen.
Bei Verwendung in einem Codemultiplex-System (CDMA, Code Division Multiple Access) ist es möglich, mehrere Pakete in dem geradzahligen Zeitraum und mehrere Pakete in dem ungeradzahligen Zeitraum zu senden. Wenn ein beliebiges der mehreren Pakete bestätigt wird, dann kann es unabhängig von allen anderen Paketen in der oben beschriebenen Art und Weise ersetzt werden. Verschiedene Aspekte der Erfindung können über Software- oder Hardware-Implementierungen implementiert werden. Die Verwendung derartiger Verfahren ist im Stand der Technik wohl bekannt. Der Start-Benutzer kann eine Basisstation und der Ziel-Benutzer Mobilstationen in einem zellulären Kommunikationssystem sein. Der Start-Benutzer und der Ziel-Benutzer können auch eine im Stand der Technik bekannte Encodier- und Decodiervorrichtung sein.
Dual-Kanal-Stop-and-Wait-ARQ
Dual-Kanal-Stop-and-Wait-ARQ stellt eine Lösung durch Parallelisieren des Stop-and-Wait-Protokolls und letztlich das Durchführen einer separaten Instantiierung des ARQ-Protokolls in den ungenutzten Kanälen bereit. infolgedessen wird keine Systemleistung verschwendet, da eine Instanz des Algorithmus einen Datenblock auf der Vorwärtsverbindung zur selben Zeit überträgt wie die andere eine Bestätigung auf der Rückwärtsverbindung überträgt.
In Paketsystemen ist es häufig so, dass ein einzelner Benutzer den gesamten Kanal über eine Reihe von Zeitschlitzen hinweg belegt. 2 modelliert ein System, das aus einem einzelnen Ausgangspunkt und einem Ziel über einen geschlitzten Datenkanal hinweg besteht. Das Modell unterteilt den Datenkanal in gleiche und ungleiche Zeitschlitze, um die unabhängigen Instanzen des ARQ-Protokolls zu identifizieren. Der geradzahlige oder ungeradzahlige Status wird explizit auf dem F-DCH signalisiert. Datenblöcke kommen aus dem Netzwerk an und werden am Ausgangspunkt in die Queue eingereiht. Der Ausgangspunkt verwendet dann einen Dual-Kanal-Sequenzer, um Datenblöcke entweder zu dem geradzahligen oder dem ungeradzahligen Sender zuzulassen. Sofort nach Zulassung führt jeder Sender einen herkömmlichen Stop-and-Wait-ARQ-Algorithmus in seinem jeweiligen geraden oder ungeraden Zeitschlitz durch Übertragen des Datenblocks auf dem Datenkanal und des Sequenzbits auf dem assoziierten Kontrollkanal durch. Ähnlich wie bei der Startvorrichtung enthält die Zielvorrichtung sowohl einen ungeraden als auch einen geraden Empfänger, der Blöcke von den jeweiligen geraden und ungeraden Zeitschlitzen erhält (auch als 5 ms-Frames bekannt). Jeder Empfänger ist mit einem unabhängigen Hybrid-ARQ-Decoder gekoppelt. Der Hybrid-ARQ-Decoder signalisiert die erfolgreiche (oder erfolglose) Übertragung des Datenblocks auf einem separaten Rückmelde-Kanal. Der Hybrid-ARQ-Decoder speichert alle Symbole aus erfolglosen Versuchen für die aktuelle Sequenznummer. Zumindest werden ein geradzahliger Satz von Symbolen und ein ungeradzahliger Satz von Symbolen jeweils von den geradzahligen und ungeradzahligen Hybrid-ARQ-Decodern gespeichert. Es gibt unabhängige Rückmelde-Kanäle, um jede Instanz des Stop-and-Wait-Verfahrens zu unterstützen. Der Rückmelde-Kanal wird auf der Rückwärts-Verbindung in dem Frame, der unmittelbar auf die Übertragung über die Vorwärtsverbindung folgt, verzeichnet.
3 erweitert das in 2 beschriebene Modell auf mehrere Ausgangspunkte und Ziele. Die Start- und Zielvorrichtungen sind identisch mit denen in 2 und sind durch unabhängige Kontroll- und Rückmeldekanäle gekoppelt. Anders als in 2 teilen sich sämtliche Start- und Zielpaare einen Datenkanal. Aus diesem Grund muss ein System-Scheduler zwischen den mehreren Ausgangspunkten in dem System vermitteln. Der Scheduler wählt aus, welcher Ausgangspunkt den aktuellen Zeitschlitz basierend auf dem Status jeder einzelnen Queue oder möglicherweise einer langen kombinierten Queue besitzt. In diesem Fall muss der Scheduler den Besitz des Zeitschlitzes an das Ziel über den F-DCH zusätzlich zu dem Status des Kanals, geradzahlig oder ungeradzahlig, übertragen. In allen weiteren Aspekten arbeitet das System wie bei einem einzelnen Benutzer.

Das Dual-Kanal-Stop-and-Wait-Protokoll arbeitet über den mit dem F-DCH assoziierten FSCH-Kanal. Der F-SCH (Forward Shared Channel, geteilter Vorwärtskanal) trägt die Trägerdaten und wird zwischen den mehreren Ziel-Vorrichtungen aufgeteilt und wird unter Verwendung des Hybrid-ARQ-Prozesses decodiert. Der F-DCH trägt sämtliche Kontrollinformation pro Benutzer, wie etwa Dual Channel Identifier (DCHI), die Sequenznummer (SN), Abort Indication Aid (AIA), F-SCH-Zuordnung und MSC-Identifikator. Tabelle 1 listet Kontrollfelder, die auf dem F-DCH getragen werden, auf.

Name	Größe (bits)	Beschreibung	Funktion
DCHI	1	Dual Channel Indicator	erkennt, dass der aktuelle Frame entweder zu der geradzahligen oder der ungeradzahligen Instanz des Stop-and-Wait-Protokolls gehört
SN	1	Sequenznummer	Die Sequenznummer des aktuellen Frames nimmt einen Wert von entweder 0 oder 1 an. SN ist eindeutig für die Instanz des Stop-and-Wait-ARQs.
F-SCH-A	8	F-SCH-Zuordnung	Identifziert die dem aktuellen Benutzer zugeordneten Walsh-Hadamard-Codes.
MCS	3	Modulations- und Codierungsschema	Beschreibt das Modulations- und Codierungsprotokoll wie in Tabelle 2 genauer beschrieben.

Tabelle 1 Kontrollfelder für Dual-Kanal-Hybrid-ARQ

Die Funktionsweise des Dual-Kanal-Empfängers wird in 4 veranschaulicht. Die Startvorrichtung identifiziert durch gleichzeitiges Versenden der Kontrollinformation in Tabelle 1 über den F-DCH ein Paket auf dem F-SCH, das für die Zielvorrichtung bestimmt ist. Die F-SCH-A- und MCS-Felder identifizieren die Träger-Symbole und das dem Zielgerät zugeordnete Format. Das DCHI-Feld identifiziert das Paket als entweder zu der geradzahligen oder der ungeradzahligen Instanz der Hybrid-ARQ-Steuerung gehörig. Jede geradzahlige und ungeradzahlige Instantiierung wird einen unabhängigen Satz von Statusvariablen und Speicher für das Speichern von vorangegangenen Versuchen beibehalten. Die lokalen Statusvariablen schließen eine aktuelle SN ein. Der Speicher speichert Soft Information für vorangegangene Versuche der aktuellen SN, die nicht erfolgreich decodiert wurde. Nach dem Auswählen einer ARQ-Instanz überprüft der Empfänger das SN-Feld. Ein SN-Feld, das nicht mit der aktuellen SN übereinstimmt, weist darauf hin, dass die vorangegangen Bestätigung verloren gegangen ist, aus diesem Grund sendet der Empfänger die ACK erneut und verwirft die aktuellen Datenmuster. Wenn das SN-Feld mit der aktuellen SN übereinstimmt, dann vermischt der Empfänger die Symbole des aktuellen Frames mit den Symbolen der vorangegangenen Versuche, falls vorhanden. Der Empfänger versucht dann, die kombinierten Symbole zu decodieren. Nach erfolgreicher Decodierung sendet der Empfänger eine Bestätigung an den Ausgangspunkt, reicht die decodierten Daten an eine höhere Schicht weiter, löscht alle gespeicherten Symbole aus dem Speicher und erhöht die aktuelle SN.
Anderenfalls führt der Empfänger keinen Vorgang durch und wartet auf den nächsten Versuch.
Modulations- und Codierungs-Auswahlschema für den geteilten Vorwärtskanal
Das Modulations- und Codierungsschema (MCS, Modulation and Coding Scheme) für den geteilten Vorwärtskanal verwendet QPSK, 16 QAM und 64 QAM-Modulation mit drei Basis-Turbo-Codierungsraten (R) von jeweils 1, ¾, und ½. Das MCS arbeitet in Verbindung mit Hybrid-ARQ. Das Ausgangs-MCS für jedes IP-Paket wird basierend auf einer durchschnittlichen Verbindungsqualität ausgewählt. Tabelle 2 stellt eine Liste von sieben (7) MCS-Protokollen, die für den geteilten Vorwärtskanal verwendet werden, zur Verfügung.

MCS Modulation Codierungsrate

7 64 1

6 64 ¾

5 64 ½

4 16 ¾

3 16 ½

2 4 ¾

1 4 ½

Tabelle 2 Modulations- und Codierungsschemata (MCS)
Obwohl die Erfindung insbesondere unter Bezugnahme auf eine spezielle Ausführungsform gezeigt und beschrieben wurde, ist dem Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Veränderungen in der Form und im Detail vorgenommen werden können, ohne dass von dem Schutzumfang der Erfindung abgewichen wird. Es gilt zu beachten, dass eine derartige Veränderung in dem Schutzumfang der folgenden Ansprüche eingeschlossen sein soll.

Claims

Ein Verfahren für das Übertragen von Daten an mehrere Benutzer über einen einzigen Datenkanal in einem Datenübertragungssystem, wobei das Verfahren durch folgendes gekennzeichnet ist: Auswählen eines Benutzers, der einen aktuellen Zeitschlitz besitzt; Mitteilen des Besitzes des Zeitschlitzes an den Benutzer über einen Forward Dedicated Control Channel, F-DCH; Mitteilen eines Stop-and-Wait-ARQ-Kanalidentifikators pro Benutzer über den F- DCH an den Benutzer; und Übertragen von Daten über einen Datenkanal.
Ein Gerät, das durch folgendes gekennzeichnet ist: eine Vielzahl von Start-Sendern, von denen jeder geeignet ist, über einen einzigen Datenkanal an eine Vielzahl von Ziel-Vorrichtungen zu übertragen, wobei die Vielzahl von Start-Sendern folgendes umfasst: einen ersten Sender, einen an den ersten Sender gekoppelten zweiten Sender; und einen System-Scheduler, der geeignet ist, einen Benutzer auszuwählen, der einen aktuellen Zeitschlitz besitzt, der geeignet ist, den Besitz des Zeitschlitzes an den Benutzer über einen Forward Dedicated Control Channel, F-DCH, zu übermitteln, einen Stop-and-Wait-ARQ-Kanalidentifikator pro Benutzer über den F-DCH an den Benutzer zu übermitteln sowie geeignet, über den ersten oder den zweiten Sender über den einzigen Datenkanal an ein Zielgerät zu übertragen.
Das Gerät gemäß Anspruch 2, wobei der System-Scheduler geeignet ist, den Benutzer, welcher den aktuellen Zeitschlitz besitzt, basierend auf einer kombinierten Queue auszuwählen.
Das Gerät gemäß Anspruch 2, wobei der erste Sender ein ungeradzahliger Sender und der zweite Sender ein geradzahliger Sender ist, und die Übertragung über den ersten oder den zweiten Sender über den ungeradzahligen oder den geradzahligen Sender erfolgt.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt des Übertragens von Daten über einen Datenkanal dadurch gekennzeichnet ist, dass Daten über einen geteilten Vorwärtskanal, F-SCH, übertragen werden.
Das Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei das Übertragen von Daten über einen geteilten Vorwärtskanal durch das Übertragen von Daten über einen geteilten Vorwärtskanal, der eines aus einer Vielzahl von Modulations- und Codierungsschemata verwendet, gekennzeichnet ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, das ferner gekennzeichnet ist durch das Übermitteln eines Abbruchindikators pro Benutzer über den Forward Dedicated Control Channel F-DCH vor dem Übertragen über den Datenkanal.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Durchführen der HARQ-Übertragung ferner gekennzeichnet ist durch das Übermitteln eines Modulations- und Codierungsschemas pro Benutzer über den Forward Dedicated Control Channel, F-DCH, vor dem Übertragen über den Datenkanal.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, das ferner durch das Übermitteln einer Zuordnung einer Coderate pro Benutzer über den Forward Dedicated Control Channel, F-DCH, vor dem Übertragen über den Datenkanal gekennzeichnet ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Übermitteln der Zuordnung einer Coderate pro Benutzer über den Forward Dedicated Control Channel F-DCH durch das Übermitteln eines Walsh-Hadamard-Codes pro Benutzer gekennzeichnet ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Auswählen eines Benutzers, der einen aktuellen Zeitschlitz besitzt, auf einem Status der jeweiligen Queue jedes Benutzers basiert.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei ein Modulations- und Codierungsschema für das Übertragen von Daten über einen Datenkanal auf einer durchschnittlichen Verbindungsqualität basiert.
Das Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei der Vorwärtsdatenkanal und der Forward Dedicated Control Channel Code-multiplexiert sind.
Das Gerät gemäß Anspruch 2, wobei der System-Scheduler geeignet ist, basierend auf einem Status der jeweiligen Queue jedes einzelnen Benutzers den Benutzer auszuwählen, der den aktuellen Zeitschlitz besitzt.