CN1296685A - 通信终端装置、基站装置及无线通信方法 - Google Patents

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Abstract

通信终端装置回送发现差错的传输单位,基站装置将从通信终端装置回送的传输单位和缓冲器中存储的发送前的对应传输单位进行比较,生成表示传输单位中差错位置的信息,将该生成的信息发送到通信终端装置,通信终端装置根据该信息来纠正传输单位的差错。

Description

通信终端装置、基站装置及无线通信方法
技术领域
本发明涉及通信终端装置、基站装置及无线通信方法
背景技术
在现有的ARQ方式中，众所周知有Stop And Wait ARQ(SW-ARQ)、GoBack N ARQ(GBN-ARQ)及Selective Repeat ARQ(SR-ARQ)这3种。这3种方式的特长是：与纠错方式相比，解码器简单，能得到高可靠性等。
首先，用图1来说明SW-ARQ方式的操作。基站将1个信元(或分组)送至移动台，移动台校验在传输线路上该信元是否产生差错。在没有差错的情况下，移动台用回送线路将确认信号(ACK)送至基站，通知已正确接收到数据。在移动台检测出差错的情况下，移动台抛弃有差错的信元，向基站发送信元的重发请求信号(NAK)。基站接收到NAK后，将发送缓冲器中存储的数据重发到移动台。然后，继续该重发，直至从移动台回送ACK。这样，SW-ARQ方式的过程简单，所以广泛用于许多数据传输。
此外，在GBN-ARQ方式中，基站连续发送信元。然后，基站不用等待移动台对该信元的响应信号，如图2所示，发送下一个信元。因此，基站在接收到来自移动台的响应信号之前，发送了多个信元。在图2的例子中，基站在从移动台接收到NAK之前，发送了NO.1至NO.5的信元。然后，在基站从移动台接收到NAK后，后退到发送缓冲器中存储的与该NAK对应的信元，将有差错的信元(NO.2的信元)至接收到NAK的定时处发送的信元(NO.6的信元)重发到移动台。在移动台中，从基站重发来NO.2的信元至NO.6的信元，所以抛弃以前接收到的NO.2的信元至NO.6的信元。
此外，SR-ARQ方式与GBN-ARQ方式同样，基站连续发送信元。然而，在该方式中，如图3所示，基站只将产生差错的信元重发到移动台。SR-ARQ方式在上述3种ARQ方式中是传输效率最高的方式。
这里存在的问题是：在非对称数据传输中，从基站至移动台的下行信道的负荷比从移动台至基站的上行信道的负荷大。
在上述现有的ARQ方式中，用相同的上行/下行信道来进行在上行/下行信道中产生差错的信息数据的重发，所以下行信道的负荷比上行信道的负荷大这一问题不能得到解决。
发明概述
本发明的目的在于提供一种通信终端装置、基站装置及无线通信方法，能够缓和负荷大的下行信道的负荷，进行高效率的非对称数据传输。
为了实现上述目的，在本发明中，在下行信道中在数据传输中发生错误的情况下，移动台使用上行信道将接收信元原封不动地回送到基站。接着，基站将回送的信元和存储的相应发送信元进行比较，检测错误的发生位置，将表示检测出的错误的发生位置的信息通知给移动台。然后，移动台根据该错误信息来纠正先前接收到的错误数据。
即，在本发明中，通过将在负荷大的下行信道中进行的错误数据的重发转移到上行信道，来提高非对称数据传输的传输效率。
附图的简单说明
图1是用于说明现有方式的Stop and Wait ARQ的操作的时序图。
图2是用于说明现有方式的Go back N ARQ的操作的时序图。
图3是用于说明现有方式的Selective Repeat ARQ的操作的时序图。
图4是本发明实施例1的无线通信系统的结构图。
图5A是用于说明本发明实施例1的基站及移动台的操作的时序图。
图5B是用于说明本发明实施例1的基站及移动台的操作的时序图。
图6A是本发明实施例1的基站的发送部的结构方框图。
图6B是本发明实施例1的从基站发送的信元的结构图。
图7是本发明实施例1的移动台的结构方框图。
图8是本发明实施例1的基站的接收部的结构方框图。
图9是本发明实施例1的从基站发送的差错信息的结构图。
图10是本发明实施例1的移动台的结构方框图。
图11A是用于说明本发明实施例1的基站及移动台的操作的另一时序图。
图11B是用于说明本发明实施例1的基站及移动台的操作的另一时序图。
图12是本发明实施例2的移动台的结构方框图。
实施发明的最好形式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。
(实施例1)
图4是本发明实施例1的无线通信系统的结构图。在图1中，101是基站端的发送部，102是下行用户信道(下行Uch)，103是下行控制信道(下行Cch)，104是移动台端的接收部，105是进行有错误的信元(以下，称为错误信元)的回送及ACK/NAK信号的发送的移动台端的发送部，106是上行用户信道(上行Uch)，107是上行控制信道(上行Cch)，而108是基站端的接收部。
在作为发送端的基站中，输入到发送部101的信元由发送部101附加CRC校验比特后，用下行Uch发送到移动台。
然后，信元由移动台的接收部104接收。由接收部104对接收到的信元进行CRC校验。然后，在没有错误的情况下，该信元由接收部104传送到未图示的下一个处理部。另一方面，在有错误的情况下，信元由接收部104传送到发送部105，使用上行Uch，由发送部105原封不动地回送到基站。
在基站中，接收部108接收从移动台回送的错误信元。然后，接收部108将接收到的错误信元和存储的相应发送信元进行比较，检测错误的发生位置，将表示错误的发生位置的信息(以下，称为错误信息)输出到发送部101。然后，发送部101使用下行Cch，将错误信息发送到移动台。在接收部108接收到的数据有错误的情况下，发送部101用NAK信号向移动台请求重发。
在移动台中，接收部104接收从基站发送的错误信息。然后，在错误信息被正确接收的情况下，接收部104根据错误信息表示的错误比特的位置，纠正先前接收到的错误数据。另一方面，在错误信息未被正确接收的情况下，发送部105用NAK信号向基站请求重发错误信息。假设从移动台至基站的上行数据的发送与上述方法不同，采用SR-ARQ方式等。
图5A及图5B是用于说明本发明实施例1的基站及移动台的操作的时序图。如图5A所示，首先，基站从NO.1起依次按序列号(SN)的顺序将信元发送到移动台。NO.2、3、4、5、7、8、9、10的信元被正确传输，所以如图5B所示，移动台使用上行Cch将ACK信号回送到基站。
NO.1和NO.6的信元发生错误，所以如图5A所示，移动台使用上行Uch，将有错误的NO.1信元和有错误的NO.6信元原封不动地回送到基站。
NO.1信元被正确回送，所以基站将接收到的NO.1信元和先前发送时存储的NO.1信元进行比较，进行检错。然后，如图5B所示，基站使用下行Cch将错误信息(第1错误信息)发送到移动台。另一方面，如图5A所示，NO.6信元未被正确回送，所以如图5B所示，基站用NAK信号向移动台请求再次进行NO.6信元的回送。按照该请求，如图5A所示，移动台再次进行NO.6信元的回送。然后，通过再次进行的回送，NO.6信元被正确回送，所以基站将接收到的NO.6信元、和先前发送时存储的NO.6信元进行比较，进行检错。然后，如图5B所示，基站使用下行Cch将错误信息(第6错误信息)发送到移动台。
另一方面，如图5B所示，移动台未能正确接收NO.1信元的错误信息(第1错误信息)，所以用NAK信号向基站请求重发错误信息(第1错误信息)。按照该请求，如图5B所示，基站将NO.1信元的错误信息(第1错误信息)重发到移动台。
如图5B所示，NO.6信元的错误信息(第6错误信息)被正确传输，所以移动台根据该错误信息表示的错误比特的位置，来纠正先前接收到的有错误的NO.6信元。此外，如图5B所示，通过NO.1信元的错误信息(第1错误信息)的重发，NO.1信元的错误信息(第1错误信息)被正确传输，所以移动台根据该错误信息表示的错误比特的位置，来纠正先前接收到的有错误的NO.1信元。
根据上述操作，使用下行Uch进行的信元的发送对各信元只进行1次即可。此外，只要是在使用下行Uch发送的信元发生错误的情况下，就使用负荷小的上行Uch，进行发生错误的信元的回送。因此，减轻了通信负荷大的下行信道的负荷，与Eb/N0几乎无关，吞吐量约为1。
此外，使用下行Cch传输的错误信息的数据量少，所以能够防止下行信道的吞吐量降低。
接着，使用本实施例的无线通信系统的情况下下行信道的吞吐量的改善效果示于以下的表1。表1是与SR-ARQ方式进行比较的本实施例的吞吐量特性。SR-ARQ方式的下行信道的吞吐量是不包含对来自移动台的NAK重发的信元的值。
表1
Eb/No 下行信道的吞吐量的特性 下行信道的吞吐量特性的改善 上行信道的业务量的增加
SR-ARQ方式 本实施例
10dB 41.9% 约1 58.1% 下行吞吐量的最大54.5%
15dB 88.4% 约1 11.6% 下行吞吐量的最大6.3%
由表1，可得出以下结论。
·下行信道的吞吐量特性的改善：
58.1％(Eb/N0=10dB)
·上行信道的业务量的增加：
下行吞吐量的最大54.5％(Eb/N0=10dB)
接着，详细说明基站端的发送部101的结构、操作。图6A是基站的发送部101的结构方框图。在图6A中，301是数据输入部，302是首标附加部，303是CRC附加部，304是SN附加部，而305是数据发送部。
输入到数据输入部301中的信息数据由首标附加部302附加ATM(Asynchronous Transfer Mode，异步传输模式)信元首标及无线首标，由CRC附加部303附加CRC校验比特，由SN附加部304附加用于保证数据顺序的序列号SN作为首标控制信息，组装为一个信元。组装后的信元的结构如图6所示。组装后的信元由数据发送部305用下行Uch发送到移动台。使用下行Uch的信元的发送不管有无错误，对1个信元只进行1次。因此，能够减轻下行信道的通信负荷。
接着，详细说明移动台端的结构、操作。图7是移动台的结构方框图。其中，在图7中，对于与图4相同的结构附以同一标号，并且省略其说明。
在图7中，接收部104包含数据接收部404及CRC校验部405。此外，发送部105包含ACK回送部401、错误信元回送部402、及CRC替换处理部403。
由数据接收部404接收到的信元首先由CRC校验部405进行检错。CRC校验部405根据规定的CRC方法，对信元进行检错。
然后，在信元没有错误的情况下，CRC校验部405将接收信元输出到未图示的下一个处理部。然后，用上行Cch，由ACK回送部401将确认信号ACK回送到基站。
另一方面，在有错误的情况下，由CRC替换处理部403在该接收信元的数据部分上新附加CRC比特。然后，由错误信元回送部402用上行Uch将错误信元原封不动地回送到基站。
这样，在下行信道的发送时信元发生错误的情况下，通过用负荷轻的上行信道进行该错误信元的重发，能够减轻下行信道的通信负荷。此外，下行传播路径的状况越恶劣，该改善效果越大。
接着，详细说明基站端的接收部108的结构、操作。图8是基站端的接收部108的结构方框图。其中，在图8中，对于与图4相同的结构附以同一标号，并且省略其说明。
在图8中，501是数据接收部，502是CRC校验部，503是重发请求部，504是检错部，505是存储发送数据的缓冲器，506是重发处理部，而507是错误信息处理部。
从移动台回送的错误信元由数据接收部501接收。然后，CRC校验部502对错误信元进行CRC校验。在错误信元未被正确接收的情况下(即，在CRC校验结果是NG的情况下)，重发请求部503用NAK信号向移动台请求重发错误信元。另一方面，在错误信元被正确接收的情况下(即，在CRC校验结构是NG的情况下)，检错部504将接收到的错误信元和先前发送时在缓冲器502中存储的相应信元进行比较，检测错误的发生位置及错误的发生数目。
在错误的发生数目比规定的数目少的情况下，错误信息处理部507生成错误信息。然后，发送部101使用下行Cch将该错误信息发送到移动台。
错误信息的结构如图9所示。在图9中，601是错误比特的发生位置，602是序列号SN，而603是CRC比特。如上构成的错误信息使用下行Cch被传输到移动台。移动台根据错误比特的发生位置601知道错误信元内错误的发生位置。此外，移动台根据SN602知道是与哪个信元有关的错误信息。此外，CRC比特603用于在移动台中校验错误信息的传输中有无发生错误。在错误信息采用这种结构的情况下，对1个错误，错误信息需要9比特。
这样，在错误的发生数目比规定的数目少的情况下，数据量少的错误信息使用下行Cch被传输，所以能够减轻下行Cch的通信负荷。
另一方面，在错误的发生数目在规定的数目以上的情况下(例如，错误信息的比特数为1个信元以上的量的情况下)，不是将错误信息发送到移动台，而是由重发处理部506对数据输入部301指示进行信元的重发。在此情况下，数据输入部301从缓冲器505中取出与错误信元对应的信元，用下行Uch将该对应的信元重发到移动台。移动台用新接收到的信元来改写同一SN的信元。
这样，在错误的发生数目在规定的数目以上的情况下，即在错误的发生数目非常多的情况下，通过用下行Uch进行错误信元的重发，能够提高整个系统的信道利用效率。由于错误的发生数目非常多的概率非常小，所以与差错的发生数目少的情况相比，由信元重发引起的下行信道吞吐量的降低极小。
接着说明移动台从基站接收到错误信息的情况下移动台的操作。图10是根据错误信息进行错误信元的纠正的、实施例1的移动台的结构方框图。其中，在图10中，对于与图4及图7相同的结构附以同一标号，并且省略其说明。
在图10中，701是纠错部，702是数据接收缓冲器，而703是NAK回送部。由基站送来的错误信息由数据接收部404接收，由CRC校验部405进行检错。
如果检错的结果是错误信息中没有错误，则纠错部701根据错误信息表示的错误比特的位置，将数据接收缓冲器702中存储的相应错误信元的错误比特反相，纠正错误信元的错误。然后，纠错部701将纠正过的信元输出到未图示的下一个处理部。
在检错的结果是错误信息中有错误的情况下，NAK回送部703将NAK信号发送到基站，向基站请求重发错误信息。
图11A及图11B是用于说明实施例1的基站及移动台的操作的另一时序图。如图11A所示，首先，基站从NO.1起按照SN顺序将信元发送到移动台。NO.2、3、4、5、7、8、9的信元被正确传输，所以如图11B所示，移动台使用上行Cch将ACK信号回送到基站。
NO.1和NO.6的信元发生错误，所以如图11A所示，移动台使用上行Uch，将有错误的NO.1信元和有错误的NO.6信元原封不动地回送到基站。
NO.1信元和NO.6信元两者都被正确回送，所以基站将接收到的NO.1信元及NO.6信元、和先前发送时存储的NO.1信元及NO.6信元分别进行比较，进行检错。这里，例如在NO.1信元的错误发生数目比规定的数目少的情况下，如图11B所示，基站使用下行Cch将表示错误发生位置的错误信息(第1错误信息)发送到移动台。此外，例如在NO.6信元的错误发生数目在规定的数目以上的情况下，即在错误的发生数目非常多的情况下，如图11A所示，基站用下行Uch进行NO.6信元的重发以取代错误信息的发送。
然后，重发的NO.6信元被正确传输，所以如图11B所示，移动台将ACK信号回送到基站。此外，NO.1信元的错误信息(第1错误信息)未被正确传输，所以移动台用NAK信号向基站请求错误信息(第1错误信息)的重发。按照该请求，如图11B所示，基站将NO.1信元的错误信息(第1错误信息)重发到移动台。
然后，重发的NO.1信元的错误信息(第1错误信息)被正确传输，所以移动台根据该错误信息表示的错误比特的位置，来纠正先前接收到的有错误的NO.1信元。
如上所述，根据本实施例，能够减轻通信负荷大的下行信道的通信负荷。
(实施例2)
图12是本发明实施例2的移动台的结构方框图。在图12中，对于与图4及图7相同的结构附以同一标号，并且省略其说明。
在图12中，901是回送部，902是回送缓冲器，903是CRC附加部，904是上行发送缓冲器，而905是数据发送部。由数据接收部404接收到的信元首先由CRC校验部405进行检错。在有错误的情况下，回送部901进行回送处理，信元在回送缓冲器902中成为发送等待状态。
另一方面，从移动台发送的数据由CRC附加部903附加CRC校验比特，在上行发送缓冲器904中成为发送等待状态。
数据发送部905在发送数据时，参照上行发送缓冲器904。在发送的信息数据被存储在上行发送缓冲器904中的情况下，数据发送部905比回送缓冲器902中存储的有错误的信元的回送更优先地发送上行发送缓冲器904中存储的信息数据。然后，在上行发送缓冲器904中存储的信息数据没有后，数据发送部905回送回送缓冲器902中存储的错误信元。
如上所述，根据本实施例，只在上行Uch的业务量有余裕的情况下，才进行错误信元的回送，所以能够回送错误信元，而不影响信息数据的发送。
在实施例1及实施例2中，作为一例，将ATM信元形式作为信息数据的形式来进行说明。然而，信息数据的形式不限于此，也可以是分组等。
如上所述，根据本发明，使用下行Uch进行的信元的发送对各信元只进行1次即可，此外，只要在使用下行Uch发送的信元发生错误的情况下，就使用负荷小的上行Uch进行发生错误的信元的回送。因此，根据本发明，与Eb/No几乎无关，吞吐量约为1，所以减轻了通信负荷大的下行信道的负荷。
此外，根据本发明，使用下行Cch传输的错误信息的数据量少，所以能够防止下行信道的吞吐量降低。
因此，根据本发明，能够缓和负荷大的下行信道的负荷，进行高效率的非对称数据传输。
本说明书基于平成11年3月31日申请的特愿平11-94351号及平成11年4月9日申请的特愿平11-102734号。其内容全部包含于此。
产业上的可利用性
本发明能够应用于无线通信系统中使用的基站装置、与该基站装置进行无线通信的移动台等通信终端装置。

Claims (9)

1、一种通信终端装置，包括：差错校验器，校验接收到的传输单位是否有差错；回送器，回送检测出差错的传输单位；以及纠正器，根据接收上述检测出差错的传输单位后接收到的差错信息，来纠正上述检测出差错的传输单位的差错。
2、如权利要求1所述的通信终端装置，其中，纠正器根据表示差错比特位置的信息来纠正差错。
3、如权利要求1所述的通信终端装置，其中，纠正器通过将差错比特反相来纠正差错。
4、如权利要求1所述的通信终端装置，其中，差错校验器根据CRC校验来校验传输单位有无差错。
5、如权利要求1所述的通信终端装置，其中，回送器在检测出差错的传输单位上附加CRC比特进行回送。
6、如权利要求1所述的通信终端装置，其中，回送器存储检测出差错的传输单位，只在没有其他发送的传输单位的情况下，才回送存储的传输单位。
7、一种基站装置，包括：发送器，发送生成的传输单位，并且存储到缓冲器中；检测器，将从权利要求1所述的通信终端装置回送的传输单位和缓冲器中存储的传输单位进行比较，来检测传输单位中的差错；以及差错信息生成器，生成与上述差错有关的信息。
8、如权利要求7所述的基站装置，包括重发器，在传输单位中存在的差错的数目在规定的阈值以上的情况下，重发缓冲器中存储的传输单位。
9、一种无线通信方法，在通信终端装置中，回送发现差错的传输单位，在基站装置中，通过将回送的传输单位和缓冲器中存储的发送前的对应传输单位进行比较，来生成与传输单位中的差错有关的信息，发送到上述通信终端装置，在上述通信终端装置中，根据上述信息来纠正传输单位的差错。
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