ACK/NACK消息传送方法和用户设备装置与流程

ack/nack消息传送方法和用户设备装置
1.本案为申请日为2016年11月28日、申请号为201680070802.7、发明名称为“单频网络中的ack/nack消息传送”的专利申请的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及单频网络，其中，用户设备装置接收来自多个基站的同时传输，来自基站的传输使用相同的无线电资源。


背景技术：

3.多个基站组成一个单频网络，因此作为移动装置的一个单个小区出现。另外，根据ue的移动，可以将基站添加到当前正在向特定移动装置(ue)传输数据的基站集中，并且可以将基站从当前正在向特定移动装置(ue)传输数据的基站集中移除，以覆盖ue预期接下来移动的区域，即，关于向特定ue的传输，根据ue的移动，一些小区被接通并且一些小区被切断。如果对于基站而言不需要向任何ue传输，则它也可以完全切断(断电)。
4.在本发明的上下文中，术语sfn可以理解为通常覆盖较大扩展区域的同步操作基站集，但也可以理解为来自该较大集(所谓的sfn集群)的基站子集。为了避免相邻sfn集群之间的干扰，在相应sfn集群中使用的资源可以彼此正交。
5.本发明涉及通过在上行链路中应用自动重传请求(automatic repeat requests：arq)来实现用于在上行链路(ul：uplink)方向上向多个基站(移动装置到基站)的连接的后向差错控制。基于反馈信息，请求重传未成功接收的分组。因此，接收基站确认每个分组的接收(通过传输ack为正或者通过传输nack为负)。
6.arq的使用以及ack和nack消息的传输是众所周知的。示例可以在诸如us2014/0348077a1、ep 2 083 530 a2、wo 2014/98483和wo 2010/084901的文献中找到。
7.ep 1 223 703 a1提出一种用于在广播/组播系统中的ack/nack传输的方法，其中，多个接收机在相同的资源(时间、频率和码)上向发射机发送rx质量反馈，由此，通过码或专用多天线技术识别反馈的始发者。识别可能不是对于所述方法的所有部署必需的，但有意重叠的反馈没有被描述。
8.用于通过多个发射机将反馈传输到单个接收机的已知技术缺乏通过不同的发射机同时传输的ack或nack作为一个ack或nack出现的能力并且缺乏通过不同的发射机同时传输的ack(或nack)引起接收机处的接收质量提高的能力，因此不能将反馈从多个基站传递到单个ue。
9.由于如在3g和4g通信系统中使用的那样的harq机制的性质，需要上述特征。所述机制需要从接收机到发射机的及时反馈，以防止传输停滞。对于接收机(基站)而言没有足够的时间用于自行协调以发送单个反馈(ack或nack)。因此，必须由每个基站生成即时反馈，并且不同的接收质量将引起不同的反馈(ack或nack)。
10.us 2005/0180328 a1描述了一种用于多个基站的ack/nack传输算法。所述算法的一部分表明ue确定用于每个基站的ack/nack状态，指示来自不同的基站的消息不使用相同
的无线电资源并且可以被单独解码。us 2003/0152031描述了一种类似的系统，在所述系统中，ue能够确定接收到的多个ack和nack，再次指示不同的基站不使用相同的资源进行传输。在wcdma系统中，预计每个基站将使用该基站特定的扰码来传输消息。
11.ep 1 638 362 a2也描述了一种系统，在所述系统中，多个基站可以发送ack或nack。与前两个文件一样，每个基站将针对其ack/nack消息使用相互不同的无线电资源，从而允许它们被单独解码。us2012/0026935 a1描述了包括中继节点的lte系统中的ack/nack消息传送。特定信道被分配给来自中继节点的传输，使得enb和中继节点使用不同的无线电资源。


技术实现要素：

12.本发明提供了一种用于提供来自单频网络的多个基站的反馈给用户设备装置以指示数据传输是否已被成功接收的方法，其中，所述基站各自在成功接收到数据传输的情况下使用第一反馈资源传输肯定确认并且在未成功接收到数据传输的情况下使用第二反馈资源传输否定确认，第一和第二反馈资源相互正交，第一和第二反馈资源对于多个基站是共同的。
13.在另一方面，本发明提供了一种适于在单频网络中运行的用户设备装置，其中，所述装置布置成向单频网络中的基站传输数据并同时接收来自基站的指示数据是否已被成功接收的反馈消息，使得所述装置可以同时接收肯定和否定确认反馈消息，肯定反馈消息是使用共同的第一无线电资源传输的，否定确认消息是使用与所述第一无线电资源正交的共同的第二无线电资源传输的，其中，所述装置布置成分析接收到的用于成功接收的肯定确认的反馈消息并且仅仅如果没有接收到这样的肯定确认反馈消息则用于分析接收到的反馈消息以确定是否已接收到了接收的否定确认。
14.根据从属权利要求提供本发明的优选的方面。
15.ue能够从与ue的最新上行链路传输相关的多个基站接收ack或nack，而所有ack和所有nack都作为单个叠加信号接收，其中，提高了接收质量。包括以下内容：
16.优选地，由于同步传输方案，通过不同的发射机同时传输的ack作为一个ack出现，而所传输的任何nack也被识别。这是有益的，因为它由于多次使用相同的资源而节省了资源。
17.同样由于同步传输，通过不同的发射机同时传输的ack可能引起接收机处的接收质量提高。这是有益的，因为它增加了传输的可靠性。
18.可以避免空传输，即避免当某个基站传输nack时ack资源的tx功率为零。这是有利的，因为它降低了所传输的信号的峰均比(par：peak-to-average-ratio)，这将允许使用更便宜的功率放大器。这是通过以下手段实现的：
19.在为nack和ack传输定义不同的时间/频率资源的情况下，可以使用用于“空传输”的特殊码。该特殊码在为未使用的命令保留的资源上传输(例如如果传输ack，则在nack资源上)。
20.可以在相同的时间/频率资源上使用用于ack和nack的不同的码。因为每个基站将或者传输ack或者传输nack，所以避免了空传输。
附图说明
21.现在将参照附图仅以举例的方式描述本发明的实施例，其中：
22.图1是单频网络的示意图；
23.图2示出三种可能的复用方案的确认资源；以及
24.图3示出一个消息序列图。
具体实施方式
25.参考图1，在第一实施例中，三个基站bsn、bs
n 1
和bs
n 2
被配置成用于ue的单频网络，即基站同时向ue传输数据并且同时接收来自ue的数据。对于ue来说，来自基站的重叠信号有效地作为源自一个单个小区出现。
26.在上行链路中应用自动重传请求(arq)过程。所涉及的每个基站向传输ue传输针对接收到的上行链路分组的单独反馈。
27.本发明的目的在于即使同时传输多个nack，也应该可靠地探测单个传输的ack。这对避免不必要的重传是重要的。还优选的是，提供了不传输与特定传输的分组对应的ack的可靠探测。这对于确保不错过必要的重传是重要的。
28.arq过程提供了如下这些要求。
29.第一反馈资源(ack资源)被所有基站使用用于传输ack，与ack资源正交的第二资源(nack资源)用于传输nack。这使得由不同基站传输的ack和nack不会相互干扰。另外，多个ack或nack的由相应的多个基站同步并行的传输将提高接收质量。资源是一定频率范围、时间实例和码的组合。
30.参考图2，示出用于三种不同的复用技术：频率复用、时间复用和码复用的可能的正交反馈资源。
31.对于频率复用，使用不同的频率(或子载波)用于ack和nack，但所使用的码和时隙可以是相同的。为了避免空传输，在未使用的资源上传输与用于ack/nack的码正交的空码。
32.对于时间复用，使用不同的时隙用于ack和nack，但所使用的码和子载波可以是相同的。为了避免空传输，在未使用的资源上传输空码。
33.对于码复用，使用不同的码用于ack和nack。所使用的子载波和时隙可以是相同的。不需要空码，因为或者传输ack或者传输nack，因此不能发生空传输。这是优选的实施例，因为它节省了资源。
34.所谓的“walsh码”用于编码反馈信息，对于ack，使用码“1 1”，而对于nack，则使用码“1-1”。
35.码的长度两个是区分两种不同类型的反馈信息所需的最小值。如果码长度增加，则在困难情况下(例如进行反馈发送的基站的数量多、路径损耗高、接收功率不均)区分反馈信息的可靠性的增加以更大数量的所需资源为代价。为了更可靠地对反馈信息进行编码，对于ack，可以使用码“1 1 1 1 1 1 1 1”，对于nack，可以使用“1-1 1-1 1-1 1-1”。
36.参考图3，显示了示出在ue与图1的三个基站之间交换的消息的消息流程图。
37.在第一阶段中，ue传输第一有效载荷分组。第一有效载荷分组被bsn和bs
n 1
正确接收(在图3中用实线表示)，但是被bs
n 2
(虚线)错误地接收。
38.在阶段2中，bsn和bs
n 1
将正反馈、即ack传输回到ue。由于错误的接收，bs
n 2
传输
nack。使用码复用用于区分ack和nack，即所有bs将使用相同的时隙和相同的子载波用于传输反馈信息，以及单独的码用于ack和nack。在本示例中，ack作为“1 1”传输，而nack作为“1-1”传输。对于所涉及的所有bs(例如在连接建立时配置)，传输功率相等。这意味着，更近的bs的接收到的信号功率高于离得远的bs的接收到的信号功率。该特性是有利的，因为这确保了ack接收比nack接收更可靠。一旦反馈被传输，ue就接收单个叠加的反馈信号。ue通过与ack码的相关性解码信号。这是首先完成的，因为通过探测到ack，离开探测过程并且下一个有效载荷分组的传输将开始。在本示例中，它探测到ack码的相关性峰值明显高于噪音水平，即探测到ack。这表明分组#1被正确接收(至少由一个bs接收)，并且ue将继续下一个有效载荷分组的传输。因为至少一个ack被传输，所以一个或两个以上基站没有正确地接收第一有效载荷分组对于ue来说没有任何意义。
39.在阶段3中，ue传输有效载荷分组#2。由于这样的事实——即对于所涉及的基站，接收状态是不同的，在没有进一步的手段的情况下，bs不知道下一个分组是重传还是新分组。因此，ue根据所使用的arq方法在每个分组中包括所需的信息。该消息包括在新分组中指示“新数据指示符”的编码和在重传中指示“冗余版本”的编码。
40.如阶段4所示，所有基站bsn至bs
n 2
没有正确接收到有效载荷分组#2，因此，所有基站通过使用码“1-1”向ue传输nack。ue计算ack的相关性峰值，并探测到该峰值非常低。它并不显著高于噪音水平。这是第一个指示，没有接收到ack。在接下来的探测步骤中，ue计算nack的相关性峰值。它明显高于噪音水平，即探测到nack。这是第二个指示，没有接收到ack。
41.基于在先前步骤中发现的两个指示，ue决定以增加的功率和/或以更稳健的调制和编码重传有效载荷分组#2。该重传被bs正确接收。
42.对于ue既没有探测到ack也没有探测到nack的这种情况，则尝试重传。如果所述重传尝试中的太多重传尝试都不成功(没有探测到ack)，则ue将进入“无线电链路故障”状态，即它试图重新连接到最新的已知小区或试图找到另一个合适的小区(或sfn集群)。
43.上述过程是为了能够向单个ue进行反馈。如果具有sfn上行链路连接的多个ue，则需要多个反馈资源。附加的资源通过众所周知的复用技术(时间、频率或码复用)来启用。优选使用码复用。因此，所使用的码的长度必须至少是具有有效的sfn上行链路的ue的数量的两倍。使用更长的码将附加地提高抗噪音的探测可靠性。如下表所示，例如八个ue可以同时获得具有以下长度为16的码的反馈。
44.[0045][0046]
续表
[0047]
ack[ue5]:1 1 1 1 1 1 1 1-1-1-1-1-1-1-1-1nack[ue5]:1-1 1-1 1-1 1-1-1 1-1 1-1 1-1 1ack[ue6]:1 1-1-1-1-1 1 1-1-1 1 1 1 1-1-1nack[ue6]:1-1-1 1-1 1 1-1-1 1 1-1 1-1-1 1ack[ue7]:1 1 1 1-1-1-1-1-1-1-1-1 1 1 1 1nack[ue7]:1-1 1-1-1 1-1 1-1 1-1 1 1-1 1-1ack[ue8]:1 1-1-1-1-1 1 1-1-1 1 1 1 1-1-1nack[ue8]:1-1-1 1-1 1 1-1-1 1 1-1 1-1-1 1
[0048]
如上所述的过程要求或者传输ack或者传输nack。作为一个替代方案，以下过程仅仅需要传输ack(在有效载荷分组被正确接收的情况下)。否则，如果分组未被正确接收，则不会传输反馈。
[0049]
如果没有基站正确接收到有效载荷分组，则接收到的反馈信号可以由一个或多个叠加的ack组成或者由空传输组成。
[0050]
ue将试图探测反馈信号中的ack。如果成功，即如果解码信号明显高于噪音水平，则ue将继续发送下一个有效载荷分组。如果解码信号不明显高于噪音水平，则ue将其解释为nack。然后，它将重传最新的有效载荷分组。
[0051]
本替代性的实施例是有利的，因为它节省了资源。仅仅需要ack资源。因此，长度为8的码足以为八个ue启用反馈信道。另一方面，空传输可能需要能够处理具有更高par的信号的功率放大器。