-
BEREICH DER
ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft Datenkommunikationen und spezieller
zuverlässige
Datenübermittlung
in einem Kommunikationssystem.
-
HINTERGRUND UND ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
In
digitalen Datenkommunikationssystemen ist es üblich, dass über einen
Kommunikationskanal übertragene
Datenpakete durch Fehler verfälscht werden,
z.B. bei der Kommunikation in schwierigen Umgebungen. Drahtlose
Funkkommunikationen erfolgen häufig
in besonders schwierigen Umgebungen. Der Funkkanal ist einer großen Menge
von Störfaktoren
wie Rauschen, sich schnell ändernde
Kommunkationskanaleigenschaften, Mehrwegeschwund und Zeitdispersion
ausgesetzt, die Intersymbol-Interferenzen
und Interferenzen von Nachbarkanalkommunikationen verursachen können.
-
Es
gibt zahlreiche Methoden, die ein Empfänger zum Erfassen solcher Fehler
anwenden kann. Ein Beispiel für
eine Fehlererkennungstechnik ist der gut bekannte Cyclic Redundancy
Check (CRC). Andere Methoden arbeiten mit fortschrittlicheren Typen von
Blockcodes oder Faltungscodes, um Fehlererkennung und Fehlerkorrektur
auszuführen.
Sowohl für
Fehlererkennung als auch für
Fehlerkorrektur wird eine Kanalcodierung angewendet, die den Daten
Redundanz hinzufügt.
Wenn Informationen über
einen Kommunikationskanal empfangen werden, dann werden die empfangenen
Daten mittels der Redundanz decodiert, um zu erkennen, ob die Daten
durch Fehler verfälscht
wurden. Je mehr Redundanz in eine Dateneinheit eingebaut ist, desto
wahrscheinlicher ist es, dass Fehler genau erkannt und, in einigen
Fällen, korrigiert
werden können.
-
In
vielen Kommunikationssystemen, einschließlich bei drahtlosen Kommunikationen,
ist es wünschenswert,
ein zuverlässiges
Datenübermittlungssystem
zu haben, das die Übermittlung
von Dateneinheiten garantiert, die von einer Maschine zur anderen
gesendet wurden, ohne Duplizierung oder Verlust von Daten. Die meisten
solchen zuverlässigen
Datenübermittlungsprotokolle
arbeiten mit einer fundamentalen Neuübertragungstechnik, bei der
der Empfänger
der Daten auf den Sender der Daten mit Quittungen und/oder Negativquittungen
reagiert. Diese Technik ist üblicherweise
als ARQ-(Automatic Repeat reQuest)-Transaktionsverarbeitung bekannt. Codierte
Datenpakete werden von einem Sender über einen Kommunikationskanal
zu einem Empfänger
gesandt. Mittels der in dem codierten Datenpaket enthaltenen Fehlererkennungsbits
(die Redundanz) wird jedes empfangene Datenpaket vom Empfänger verarbeitet,
um zu ermitteln, ob das Datenpaket korrekt empfangen oder durch
Fehler verfälscht
wurde. Wenn das Paket korrekt empfangen wurde, dann sendet der Empfänger ein
Quittungssignal (ACK) zurück
zum Sender. In der einfachsten ARQ-Form, die zuweilen Stop-and-Wait
(S&W) ARQ genannt
wird, speichert der Sender der Daten jedes gesendete Paket und wartet
auf eine Quittung für
dieses Paket, bevor er das nächste
Paket sendet. Nach dem Erhalt des ACK-Signals verwirft der Sender
das gespeicherte Paket und sendet das nächste Paket. Ein Beispiel für einen
Stop-and-Wait ARQ-Prozess ist in 1 dargestellt.
In der Figur repräsentiert
der senkrechte Abstand die zunehmende Zeit und diagonale Linien über die
Mitte repräsentieren
Netzdatenübertragungen
einschließlich
Quittungen.
-
2 verwendet
dasselbe Format wie 1, um zu zeigen, was passiert,
wenn ein Datenpaket bei der Übertragung
vom Sender zum Empfänger
verloren geht. Der Sender startet nach dem Senden des Pakets einen
Zeitgeber. Wenn keine Quittung empfangen wird, wenn der Zeitgeber
abgelaufen ist, dann geht der Sender davon aus, dass das Paket verloren
gegangen ist oder verfälscht
wurde, und sendet es neu. Die punktierten Linien zeigen die Zeit,
die die Übertragung
eines Pakets und seiner Quittung erfordern würde, wenn das Paket nicht verloren
gegangen oder verfälscht
worden wäre.
Wenn der Empfänger
Fehler im Paket erkennt, dann kann er auch eine explizite Negativquittung
(NACK) zum Sender senden. Nach dem Erhalt des NACK-Signals kann
der Sender das Paket neu senden, ohne auf das Ablaufen des Zeitgebers
zu warten. Außerdem kann
der Zeitgeber, wenn das ACK- oder NACK-Signal auf der Verbindung
zwischen Empfänger
und Sender verloren geht, auch ablaufen, und der Sender wird das
Paket neu senden.
-
Stop-and-Wait
ARQ verringert den Durchsatz, weil der Sender das Senden eines neuen
Pakets verzögern
muss, bis er eine Quittung für
das vorherige Paket erhält.
Um dieses Problem zu vermeiden, kann eine Gleitfensterform von Quittung
und Neusendung verwendet werden. Mit einem vorbestimmten Fenster
der Größe W kann
der Sender bis zu W aufeinander folgende Pakete senden, bevor eine
Quittung erhalten wird. Wenn der Sender innerhalb eines vorbestimmten
Zeitfensters kein ACK-Signal für
ein bestimmtes Paket erhält
oder wenn der Sender ein NACK-Signal für ein bestimmtes Paket empfängt, dann
sendet der Sender entweder dieses Datenpaket (selective repeat ARQ)
oder dieses Paket und alle nachfolgend übertragenen Pakete (go-back-N
ARQ) neu. In dem in den 3(a) und 3(b) gezeigten Beispiel hat das Fenster eine Länge von
acht Paketen und verschiebt sich so, dass Paket neun (9) gesendet
werden kann, wenn eine Quittung für Paket eins (1) erhalten wurde.
-
Da
das Gleitfenster-ARQ-Protokoll die Möglichkeit bietet, das Netzwerk
mit Paketen gesättigt
zu halten, kann es einen wesentlich höheren Durchsatz erzielen als
ein einfaches Stop-and-Wait-Protokoll. Ein weiteres Beispiel für drei Pakete,
die mit einem Gleitfenster-ARQ-Protokoll gesendet wurden, ist in 4 dargestellt.
Der illustrierte Kernpunkt ist, dass der Sender alle Pakete im Fenster
senden kann, ohne auf eine Quittung zu warten.
-
Jedem
gesendeten Datenpaket kann eine laufende Nummer zugewiesen werden.
Laufende Nummern werden im ARQ-Protokoll verwendet, um verlorene
Pakete zu identifizieren und um den Empfang mehrerer Kopien desselben
Pakets zu identifizieren. Der Empfänger beinhaltet typischerweise
die laufenden Nummern in den Quittungen, so dass Quittungen korrekt
mit den entsprechenden gepufferten Paketen assoziiert werden können. Leider
verkompliziert das Hinzufügen
und Verarbeiten von laufenden Nummern die Implementation des ARQ-Protokolls.
-
Eine
einfache Möglichkeit
zum Implementieren eines Neuübertragungsansatzes
wird von David Chase in einem Artikel mit dem Titel „Code Combining – A Maximum-Likelihood
Decoding Approach for Combining an Arbitrary Number of Noisy Packets," IEEE Transactions
on Communications, Mai 1985, auf den Seiten 385–391 offenbart. Bei diesem
Ansatz laufen zwei Stop-and-Wait ARQ-Ansätze parallel und greifen in
abwechselnden Zeitschlitzen wie in 5 gezeigt
auf den Kanal zu. Jede Warteschlange verfolgt nur ein ausstehendes
Paket. Die ungerade Warteschlange sendet ein Paket und wartet auf
eine positive Quittung, bevor sie zum nächsten Paket in der Warteschlange
geht. Während
der Empfänger
das empfangene Paket aus der ungeraden Warteschlange verarbeitet,
sendet die gerade Warteschlange ein Paket zum Empfänger usw.
Die Verwendung dieser beiden parallelen Warteschlangen eliminiert
den signifikanten Nachteil der Stop-and-Wait ARQ mit einer Warteschlange,
nämlich
geringer Durchsatz, und behält
die Einfachheit des Stop-and-Wait Protokolls bei.
-
Damit
das Stop-and-Wait ARQ-Protokoll mit zwei Warteschlangen ordnungsgemäß arbeiten kann,
muss der Empfänger
jedoch ein empfangenes Paket innerhalb des Zeitschlitzes decodieren
und quittieren können,
in dem die andere Warteschlange ein Paket sendet. Es kann schwierig
sein, diese Decodierung und Quittierung innerhalb der verfügbaren Zeit
zu vollziehen, wenn Daten mit hoher Geschwindigkeit übertragen
werden. So können
beispielsweise in einer Downlink-Richtung von einem Funknetz zu
einem drahtlosen Benutzerendgerät
in zellulären Funkkommunikationssystemen übertragene
Hochgeschwindigkeitsdaten problematisch sein, wenn das Benutzergerät nur begrenzte
Verarbeitungsfähigkeiten
zum Ausführen
der notwendigen Decodierung hat. Zeitschlitze können recht kurz sein, z.B.
aus Planungsgründen,
in der Größenordnung
von nur ein paar Millisekunden. Während dieser relativ kurzen Zeit
muss der Empfänger
ein Datenpaket decodieren und verarbeiten, das bei hohen Datengeschwindigkeiten
mehrere tausend Bits enthalten kann. Wenn der Empfänger ein
solches Datenpaket nicht vollständig
verarbeitet und eine Quittung innerhalb dieses kurzen Zeitrahmens
sendet, plant der Sender eine Neusendung dieses gesamten Datenpakets selbst
dann, wenn das Paket korrekt decodiert werden konnte. Eine solche
unnötige
Neusendung von Datenpaketen hat eine ernsthafte Senkung des Durchsatzes
zur Folge, weil der Funkkanal durch das Neusenden von bereits korrekt
decodierten Datenpaketen belegt ist.
-
Eine
Möglichkeit,
die zum Decodieren und Verarbeiten von Datenpaketen am Empfänger verfügbare Zeitmenge
zu erhöhen,
besteht darin, mehr als zwei parallele Warteschlangen einzusetzen,
d.h. damit mehr als zwei ausstehende Pakete gleichzeitig möglich werden.
Die Verwendung von parallelen Warteschlangen erhöht jedoch die Pufferungsanforderungen
sowohl am Sender als auch am Empfänger, weil jedes ausstehende
Paket seinen eigenen Puffer benötigt.
Pufferungsanforderungen werden zu einem noch wichtigeren Faktor,
wenn „Soft"-Informationen am
Empfänger
gepuffert werden müssen,
wie dies der Fall ist, wenn so genannte inkrementale Redundanz für die Neusendungen
verwendet wird. Im Falle von inkrementaler Redundanz kombiniert
der Empfänger
mehrere Neusendungen desselben Pakets (d.h. kombiniert „Soft-Informationen") vor dem Decodieren.
Die Nutzung von Soft-Informationen erfordert erheblich mehr Speicherkapazität als die
Verwendung von „Hard"-Informationen. Zudem
reduzieren mehrere Warteschlangen die Gesamtdatenverarbeitungsgeschwindigkeitsanforderungen
(Millionen Befehle pro Sekunde (MIPS)) im Empfänger, obwohl eine parallele
Verarbeitung vorteilhaft sein kann.
-
Es
ist demgemäß eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, einen flexiblen ARQ-Ansatz bereitzustellen,
der einen Kompromiss zwischen einer gewünschten Leistung und einer
oder mehreren Kommunikationsressourcen zulässt, die zum Erzielen der gewünschten
Leistung erforderlich ist/sind. So sollte ein solcher Ansatz beispielsweise
in einem Fall eine höhere
Leistung im Sinne eines höheren Datendurchsatzes
zu höheren
Ressourcenkosten ermöglichen,
während
in einem anderen Fall eine geringere Leistung zu erheblich reduzierten
Ressourcenkosten möglich
sein sollte. Die vorliegende Erfindung ermöglicht einen solchen flexiblen
ARQ-Ansatz.
-
Ein
Kommunikationskanal wird zwischen einem Sender und einem Empfänger eingerichtet.
Ein Wert wird für
einen ersten Parameter einer zuverlässigen Datenpaketübermittlungsprozedur
(RDPDP) für über den
Kommunikationskanal gesendete Datenpakete gewählt. Der erste RDPDP-Parameterwert wird
gemäß einem
Kompromiss zwischen einer/m gewünschten
Leistung oder Ziel, z.B. einem bestimmten Durchsatz von über den
Kommunikationskanal gesendeten Datenpaketen, und einer oder mehreren Ressourcen
gewählt,
die zum Erzielen der/des gewünschten
Leistung oder Ziels nötig
sind. Ein Beispiel für
den ersten RDPDP-Parameter ist eine Reihe von ausstehenden Datenpaketen,
die vom Empfänger
quittiert werden müssen,
bevor weitere Pakete zum Empfänger
gesendet werden können.
Ein weiteres Beispiel für
einen RDPDP-Parameter ist Verzögerung.
Eine solche Verzögerung
könnte eine
Quittierungsverzögerung
sein, die eine Zeitperiode zwischen dem Senden eines Datenpaketes
und seiner Quittierung bedeutet. Alternativ könnte die Verzögerung eine
Neusendeverzögerung
sein, die die Zeitperiode zwischen einer Sendung und einer Neusendung
bedeutet (falls keine Quittierung erfolgt).
-
In
einer bevorzugten, nicht begrenzenden beispielhaften Ausgestaltung
werden ein erster und ein zweiter Parameterwert für den gewünschten Kompromiss
gewählt.
Demgemäß können eine
bestimmte Anzahl von ausstehenden Datenpaketen und eine Neusendeverzögerung gewählt werden,
um eine gewünschte
Leistung zu erzielen, z.B. einen gewünschten Durchsatz von Datenpaketen
zu bestimmten Ressourcenkosten.
-
Der/die
Wert(e) des ersten und/oder des zweiten RDPDP-Parameters kann/können so
bestimmt werden, dass eine Kommunikationsressource beim Unterstützen der
Datenpaketquittierungsprozedur effizient genutzt wird. Eine solche
Kommunikationsressource könnte
eine oder mehrere der Folgenden beinhalten: eine Datenverarbeitungsgeschwindigkeitsanforderung
zum Unterstützen
der Quittierung von gesendeten Datenpaketen, eine Pufferungsanforderung
zum Unterstützen
der Quittierung von gesendeten Datenpaketen und eine Leistungsanforderung
zum Unterstützen
der Quittierung von gesendeten Datenpaketen. Der/die Wert(e) des
ersten Parameters (und des zweiten Parameters) kann/können bei
oder nach der Herstellung der Paketdatenkommunikation bestimmt werden.
In der Tat kann ein Parameterwert modifiziert werden, wenn sich
ein Aspekt der Paketdatenkommunikation seit der ursprünglichen
Herstellung der Paketdatenkommunikation verändert hat, z.B. eine Diensteänderung,
eine Änderung
der Konfiguration oder des Zustands von Empfänger und/oder Sender usw.
-
Es
kann eine kleinere Zahl ausstehender Pakete zusammen mit einer größeren Verzögerung gewählt werden,
um Pufferungsanforderungen und die benötigte Datenverarbeitungsgeschwindigkeit
im Empfänger
zu reduzieren. Es kann eine größere Zahl ausstehender
Paketen zusammen mit einer kleineren Verzögerung gewählt werden, um den Durchsatz für die Paketdatenkommunikation
zu erhöhen.
Es kann eine größere Zahl
ausstehender Paketen zusammen mit einer größeren Verzögerung gewählt werden, um einen höheren Durchsatz
mit einer längeren
Verarbeitungszeit zu erhalten, aber dies geht auf Kosten größerer Speicherpuffer
und einer größeren Verzögerung.
Aufgrund der durch die vorliegende Erfindung gegebenen Flexibilität kann ein
Kommunikationsgerät
seine Leistungsziele für
eine bestimmte Verbindung auf der Basis von einer oder mehreren Leistungsanforderungen
oder Kommunikationsressourcen selbst einrichten.
-
KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
Die
obigen sowie weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden mit Bezug auf die nachfolgende Beschreibung in
Verbindung mit den Begleitzeichnungen besser verständlich,
wobei gleiche Bezugsziffern gleiche Strukturelemente bezeichnen.
Dabei zeigt:
-
1 ein
Signalisierungsdiagramm, das eine Quittierung mit einem Neusende-Datenübermittlungsprotokoll
illustriert;
-
2 ein
Diagramm der Quittierung mit dem Neusende-Datenübermittlungsprotokoll, das
verwendet wird, wenn ein Datenpaket verloren geht oder verfälscht wird;
-
3(a) und 3(b) eine
Gleitfenstertechnik;
-
4 ein
Beispiel für
ein Gleitfenster-ARQ-Protokoll;
-
5 ein
Diagramm, das eine Stop-and-Wait ARQ-Implementation mit zwei Warteschlangen
illustriert;
-
6 ein
Funktionsblockdiagramm, das einen Sender und einen Empfänger eines
Benutzerendgerätes
zeigt, das zum Implementieren einer flexiblen ARQ-Prozedur gemäß einer
allgemeinen beispielhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung
verwendet werden kann;
-
7 ein
Fließschema,
das eine flexible ARQ-Prozedur gemäß der allgemeinen beispielhaften
Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung illustriert;
-
8 ein
Diagramm, das ein Breitband-CDMA-System illustriert, in dem eine
bestimmte Anwendung der vorliegenden Erfindung über eine Funkkommunikationsschnittstelle
angewendet werden kann;
-
9 ein
Funktionsblockdiagramm, das einen Funksender und einen Funkempfänger zeigt,
die zum Implementieren der flexiblen ARQ-Prozedur gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden können;
-
10 ein
Diagramm, das eine beispielhafte Ausgestaltung mit zwei ARQ-Parametern
illustriert; und
-
11 ein
Fließschema,
das eine flexible ARQ-Prozedur gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung
der vorliegenden Erfindung mit zwei ARQ-Parametern illustriert.
-
AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
In
der nachfolgenden Beschreibung werden zu Erläuterungszwecken und nicht zur
Begrenzung bestimmte Einzelheiten dargelegt, wie z.B. bestimmte
Ausgestaltungen, Prozeduren, Methoden usw., um ein tief greifendes
Verständnis
der vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Es wird für die Fachperson
jedoch offensichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung auch
in anderen Ausgestaltungen umgesetzt werden kann, die von diesen
speziellen Details abweichen. So kann die vorliegende Erfindung
z.B. in jedem Datenkommunikationssystem zwischen einem beliebigen
Datensender und Datenempfänger
implementiert werden, der ein ARQ-Kommunikationsprotokoll einsetzt.
Es wird zwar nachfolgend ein spezielles Beispiel gegeben, bei dem
zwei ARQ-Parameter verwendet werden, aber die Erfindung ist nicht
auf diese beiden speziellen ARQ-Parameter begrenzt. In der Tat können auch
andere ARQ-Parameter verwendet werden. Ebenso wenig ist die Erfindung
auf eine bestimmte Anzahl von ARQ-Parametern begrenzt. Die Erfindung
kann unter Verwendung von nur einem ARQ-Parameter oder von mehr
als zwei ARQ-Parametern umgesetzt werden.
-
In
einigen Fällen
wurde auf eine ausführliche Beschreibung
gut bekannter Verfahren, Schnittstellen, Geräte und Signalisierungstechniken
verzichtet, um die Beschreibung der vorliegenden Erfindung nicht
durch unnötiges
Detail zu verundeutlichen. Darüber
hinaus sind in einigen der Figuren individuelle Funktionsblöcke dargestellt.
Die Fachperson wird erkennen, dass die Funktionen mit individuellen
Hardware-Schaltungen unter Verwendung von Software implementiert
werden können,
die in Verbindung mit einem geeignet programmierten digitalen Mikroprozessor
oder einem Universalcomputer unter Verwendung einer anwendungsspezifischen
integrierten Schaltung (ASIC) und/oder unter Verwendung von einem
oder mehreren Digitalsignalprozessoren (DSPs) funktioniert.
-
Die
vorliegende Erfindung kann in jedem Kommunikationssystem zum Einsatz
kommen, in dem Datenpakete zwischen zwei oder mehr Knoten geleitet
werden. 6 zeigt zwei Knoten mit einem Sender 1 und
einem Empfänger 2,
die Daten über
einen Kommunikationskanal mittels eines flexiblen ARQ-(Automatic Repeat
Request)-Protokolls gemäß einer
allgemeinen beispielhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung übermitteln.
Die allgemeine Ausgestaltung kann natürlich mit jeder beliebigen
zuverlässigen
Paketdatenzuführungsprozedur (RDPDP)
umgesetzt werden. Der Sender 1 beinhaltet einen Puffer 3 zum
Speichern von Paketdaten, die über
den Kommunikationskanal gesendet werden sollen, und einen Neusendepuffer 4 zum
Speichern von ausstehenden Paketen, die auf eine positive Quittung
vom Empfänger
warten. Der Neusendepuffer 4 muss so konfiguriert werden,
dass er die Höchstzahl
an ausstehenden Paketen speichern kann, die auf eine Quittung vom
Empfänger
warten, bevor weitere im Puffer 3 gespeicherte Pakete über den
Kommunikationskanal zum Empfänger 2 gesendet
werden können.
Eine mit dem Puffer 3 und dem Neusendepuffer 4 gekoppelte
Steuerung 5 steuert das Senden und Neusenden und führt auch
andere Datenverarbeitungsaufgaben aus.
-
Es
können
ein oder mehrere ARQ-Parameter beim Umsetzen der Erfindung eingesetzt
werden. In diesem nicht begrenzenden Beispiel werden zwei ARQ-Parameter
verwendet. Mit der Steuerung 5 sind auch Blöcke 6 und 7 gekoppelt,
die jeweils die Werte für
den ARQ-Parameter 1 und den ARQ-Parameter 2 speichern. Die Werte
der ARQ-Parameter können gewählt werden,
wenn der Kommunikationskanal zwischen dem Sender 1 und
dem Empfänger 2 hergestellt
wird, einige Zeit nach der Herstellung der Kommunikation, oder sie
können
während
der Kommunikation geändert
werden. Die Werte der ARQ-Parameter
können
so bestimmt werden, dass eine bestimmte Leistung erzielt wird, um
eine bestimmte Kommunikationsressource effizient oder sparsam zu nutzen
oder um irgendein anderes gewünschtes
Ziel zu erreichen.
-
Der
Empfänger 2 beinhaltet
einen Puffer 8 zum Speichern von empfangenen Paketen vom
Sender 1 über
den Kommunikationskanal und einen Fehlererkennungsblock 9 zum
Ausführen
einer Fehlererkennungsverarbeitung an im Puffer 8 gespeicherten empfangenen
Paketen. Puffer 8 und Fehlererkennung 9 sind mit
einer Steuerung 10 gekoppelt, die eine Reihe von Datenverarbeitungs-
und Steueraufgaben ausführt,
einschließlich
der Erkennung von Paketen vom Fehlererkennungsblock 9,
die fehlerhaft oder nicht innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls
empfangen wurden. Die Steuerung 10 ist auch mit einem oder
mehreren ARQ-Parameterwerteblöcken 11 und 12 gekoppelt,
die die Werte von ARQ-Parametern
speichern, die für
die Kommunikation zwischen dem Sender 1 und dem Empfänger 2 hergestellt
wurden. Diese Werte entsprechen den in den Blöcken 6 und 7 im
Sender 1 gespeicherten Werten.
-
6 zeigt
auch vier nummerierte Operationen. Erstens, wenn der Kommunikationskanal
zwischen dem Sender 1 und dem Empfänger 2 hergestellt
wird, dann legen der Sender 1 und der Empfänger 2 vorzugsweise
einen oder mehrere ARQ-Parameterwerte fest. Im Blockdiagramm von 6 werden
zwei ARQ-Parameterwerte (zum Beispiel) festgelegt und in den Blöcken 6 und 7 für den Sender 1 und
in den Blöcken 11 und 12 für den Empfänger 2 gespeichert.
Diese ARQ-Parameterwerte bestimmen, wie eine oder mehrere Kommunikationsressourcen,
die beim Unterstützen
der ARQ-Prozedur verwendet würden,
eingesetzt werden. Diese Parameterwerte können auch die Leistung der
ARQ-Prozedur bestimmen, z.B. welcher besondere Datendurchsatz erzielt
wird. Im zweiten Schritt werden im Puffer 3 gespeicherte
Datenpakete über
den Datenkommunikationskanal zum Empfänger 2 gesendet und
im Puffer 8 unter Berücksichtigung
des Effekts des Wertes der ARQ-Parameter 1 und/oder 2 (ggf.) gespeichert.
Die gesendeten Pakete werden auch im Neusendepuffer 4 im
Sender 1 bis zur Quittierung gespeichert. Im dritten Schritt
zeigt der Fehlererkennungsblock 9 der Steuerung 10 fälschlicherweise empfangene
oder fehlende Pakete an. Die Steuerung sendet dann ein Quittierungssignal
zum Sender für
ordnungsgemäß empfangene
Pakete unter Berücksichtigung
des Einflusses des Wertes der ARQ-Parameter 1 und/oder 2 (ggf.).
Bei Bedarf kann der Empfänger 2 eine
Negativquittung für
nicht ordnungsgemäß empfangene
Pakete senden. Viertens, für
diejenigen Pakete, die nicht ordnungsgemäß quittiert wurden, sendet
der Sender 1 im Neusendepuffer gespeicherte Pakete unter
Berücksichtigung
des Effekts des Wertes der ARQ-Parameter 1 und/oder 2 (ggf.) neu.
-
Es
wird nun auf den im Diagrammformat in 7 gezeigten
flexiblen ARQ-Ansatz (Block 20) Bezug genommen. Zunächst wird
eine Anforderung erfasst, um eine Datenkommunikation zwischen einem Sender
und einem Empfänger
herzustellen (Block 22). Es wird ein Wert eines ersten
Parameters für eine
Datenpaketquittierungsprozedur für
die Datenkommunikation auf der Basis davon bestimmt, wie eine oder
mehrere Kommunikationsressourcen zuzuordnen ist/sind (Block 24).
So kann beispielsweise der Wert so gewählt werden, dass ein gewünschter Kompromiss
zwischen Leistung und den zum Unterstützen einer bestimmten Leistung
nötigen
Kommunikationsressourcen erzielt wird. Ähnliche Prozeduren werden durchgeführt, um
einen Wert eines zweiten Parameters für die Datenpaketquittierungsprozedur
zu ermitteln (Block 26). Die vorliegende Erfindung ist
natürlich
nicht auf eine bestimmte Anzahl von Parametern begrenzt. In der
Tat kann die Erfindung mit nur einem einzigen Parameter oder mit
zwei oder mehr Parametern implementiert werden.
-
Es
wird eine Entscheidung getroffen (Block 28), ob es eine Änderung
gegeben hat, die den Wert des ursprünglich ermittelten ersten oder
zweiten Parameters beeinflussen würde. Beispiele sind unter anderem
eine Änderung
eines vom Sender oder Empfänger
angeforderten Dienstes, eine Leistungsbedarfsänderung usw. Wenn es keine Änderung
gegeben hat, dann wird eine Entscheidung darüber gefällt, ob die Verbindung zwischen
dem Sender und dem Empfänger
beendet wurde (Block 30). Wenn nicht, dann wird eine weitere Änderungsüberwachung
in Block 28 fortgesetzt; sonst endet die Routine. Wenn
es eine Änderung
gegeben hat, z.B. eine Serviceänderung
(wie z.B. dass Sender oder Empfänger
mehr oder weniger Bandbreite wünscht),
dann kann der Wert des ersten und/oder zweiten Parameters geändert werden,
wenn dies angemessen ist oder anderweitig gewünscht wird (Block 32).
Nach der Umsetzung der Änderung
des Parameterwertes kehrt die Steuerung zu Block 30 zurück.
-
Die
vorliegende Erfindung findet besondere (obwohl nicht begrenzende)
Anwendung in einem Universal Mobile Telecommunications System (UMTS)
wie dem, das in 8 mit der Bezugsziffer 100 illustriert
ist. Ein als Wolke 120 dargestelltes repräsentatives,
leitungsgeschaltetes Kernnetz kann beispielsweise das öffentliche
Fernsprechwählnetz (PSTN)
oder das ISDN (Integrated Services Digital Network) sein. Ein als
Wolke 140 angedeutetes repräsentatives paketgeschaltetes
Kernnetz kann beispielsweise ein IP-Netzwerk wie das Internet sein. Beide
Kernnetze sind mit entsprechenden Kernnetz- Service-Knoten 160 gekoppelt.
Das leitungsgeschaltete PSTN/ISDN-Netzwerk 120 ist mit
einem als Mobile Switching Center (MSC) 180 dargestellten
leitungsgeschalteten Service-Knoten geschaltet, der leitungsgeschaltete
Dienste bietet. Das paketgeschaltete Netzwerk 140 ist mit
einem GPRS-(General Packet Radio Service)-Knoten 200 verbunden,
der zur Bereitstellung von Diensten des paketgeschalteten Typs maßgeschneidert
ist.
-
Jeder
der Kernnetz-Service-Knoten 180 und 200 ist mit
einem UMTS Terrestrial Radio Access Network (UTRAN) 240 verbunden,
das ein oder mehrere RNCs (Radio Network Controllers) 260 beinhaltet.
Jeder RNC ist mit mehreren Feststationen (BSs) 280 und
mit anderen RNCs im UTRAN 220 verbunden. Jede Feststation 280 entspricht
einem Zugangspunkt (einem Sektor oder einer Zelle) oder beinhaltet mehrere
Zugangspunkte. Funkkommunikationen zwischen einem oder mehreren
Feststationszugangspunkten und einem Mobilterminal (MT) 300 (ein
drahtloser Benutzergeräte-(UE)-typ)
erfolgen über
eine Funkschnittstelle. Ein Mobilterminal ist ein Beispiel für ein drahtloses
Benutzergerät.
Der Funkzugang basiert in diesem nicht begrenzenden Beispiel auf
Wideband-CDMA (W-CDMA) mit individuellen Funkkanälen, die mit Freiraumcodes
unterschieden werden. Wideband-CDMA bietet ein breites Funkband
für Multimedia-Services
einschließlich
Paketdatenanwendungen, die hohe Datenraten/Bandbreitenanforderungen
haben. Ein Szenario, bei dem Hochgeschwindigkeitsdaten möglicherweise
in Downlink-Richtung vom UTRAN über
die Funkschnittstelle zu einem Mobilterminal gesendet werden müssen, ist,
wenn das Mobilterminal Informationen von einem am Internet, z.B.
einer Website, angeschlossenen Computer anfordert.
-
9 zeigt
Module, z.B. Software-Module, die zum Implementieren des flexiblen
ARQ-Protokolls in
einem beispielhaften Downlink-Datenübertragungsszenario im UMTS-System
von 8 vom BS zum UE verwendet werden können. Die
Feststation hat in diesem Beispiel die senderseitigen Funktionsmodule,
während
die Empfängerseite
dem Benutzergerät
entspricht. Ähnliche
Funktionsmodule können in
einem Uplink-Szenario in einem Benutzergerätesender und in Empfängern der
Feststation zum Einsatz kommen.
-
Die
Senderseite empfängt
Datenpakete oder Blöcke,
die von einer höheren
Protokollschicht zum UE-Empfänger
gesendet werden sollen. Ein Paket-Header kann hinzugefügt werden
(Block 520), um Fehlererkennungsbits in das Paket einzubeziehen.
Das Datenpaket von Block 520 wird in einem Neusendepuffer 540 gespeichert
und auch zu einem Multiplexer 560 übertragen. Der Neusendepuffer 540 speichert
das Paket, bis es quittiert wird. Der Ausgang des Multiplexers 560,
gewählt
durch ein Steuerungsmodul 500, wird an einen Sendepuffer 580 angelegt.
Der Sendepuffer 580 speichert zum Empfänger zu sendende Datenpakete,
bis der Sender zum Senden dieser Pakete über den Kommunikationskanal
bereit ist. Vom Sendepuffer 580 ausgegebene Pakete werden
in einem Signalverarbeitungsmodul 600 verarbeitet. Das
Modul 600 führt
verschiedene Operationen aus, wie z.B. weitere Codierung (zusätzlich zu
einer eventuellen ARQ-bezogenen Codierung), Modulation usw., bevor
die codierten Pakete zum Empfänger
gesendet werden. Wenn der Sender im RNC ist, dann werden Codierung,
Modulation usw. nicht im RNC, sondern stattdessen im Feststationszugangspunkt
ausgeführt, über den
der RNC mit dem UE kommuniziert. Im Zugangspunktsender können codierte
Pakete (anstatt die uncodierten Pakete) bei Bedarf in einem Neusendepuffer 540 gespeichert werden.
Blöcke 520–600 werden von
der Steuerung 500 koordiniert, die auch den/die Wert(e)
von einem oder mehreren ARQ-Parametern für die Kommunikation speichert
und benutzt.
-
Auf
der Empfängerseite
werden Datenpakete oder -blöcke
zunächst
in einem Signalverarbeitungsblock 680 erfasst, der Demodulation,
Decodierung, Fehlererkennung und andere Funktionen ausführt. Der
Signalverarbeitungsblock 680 erfasst fehlerhafte Pakete
z.B. unter Verwendung von CRC-Bits. So wird entweder eine Quittungsmeldung (ACK)
oder eine Negativquittungsmeldung (NACK) (oder eine andere Form
einer Anforderung zum Neusenden einer Meldung) für jedes Paket auf der Senderseite
zur Steuerung 500 zurückgesendet.
Wenn die Sendersteuerung 500 eine Datenpaketquittung empfängt, dann
wird dieses Paket vom Neusendepuffer 540 entfernt. Wenn
die Sendersteuerung 500 eine Negativquittung erhält oder
wenn die Verzögerungszeit
t abläuft,
dann wählt
die Steuerung 500 dieses Datenpaket aus dem Neusendepuffer 540 aus und
leitet es über
den Multiplexer 560 zur Neusendung zum Empfänger. Diese
Neusendeprozedur kann wiederholt werden, bis eine Quittung empfangen
wird. Alternativ kann sie auf eine bestimmte Zahl von Neusendungen
begrenzt werden.
-
Zurück zur Empfängerseite,
der Signalverarbeitungsblock 680 kann bei Bedarf in einem
Empfängerpuffer 700 diejenigen
codierten Pakete speichern, die als fehlerhaft erfasst wurden. Ein
im Puffer 700 gespeichertes inkorrektes Paket kann dann
mit einer neu gesendeten Version desselben Pakets „softkombiniert" werden. Eine solche
Kombination oder sonstige Rekonstruktion eines Pakets erhöht die Wahrscheinlichkeit,
dass es nach der Neusendung korrekt decodiert wird. Diese Prozedur
wird zuweilen als Incremental Redundancy (IR) oder Hybrid-ARQ bezeichnet
und kann benutzt werden, um den ARQ-Ansatz robuster zu machen.
-
Die
decodierten, genau empfangenen Pakete werden in einem Empfängerpuffer 660 gespeichert und
benutzt, um zu gewährleisten,
dass die Pakete in der richtigen Reihenfolge übermittelt werden, d.h. in der
Reihenfolge, in der sie gesendet wurden. Wenn Pakete inkorrekt oder überhaupt
nicht empfangen wurden und Neusendungen angefordert werden, können nachfolgende
Pakete ankommen, bevor eine korrekte Version eines neu gesendeten
Pakets eingeht. Der Empfängerpuffer 660 speichert
die nachfolgenden Pakete so, dass die Pakete in der Sequenz in der
richtigen Reihenfolge übermittelt
werden können.
Block 640 entfernt den Paketen eventuell hinzugefügte Header
und die Pakete werden zur nächsten Protokollschicht übermittelt.
Die Blöcke 640–700 werden
von einer Empfängersteuerung 620 gesteuert,
die auch den/die Wert(e) von einem oder mehreren ARQ-Parametern
für die
Kommunikation benutzt.
-
Die
zwischen dem UTRAN und einem Benutzerendgerät 300 in 8 hergestellte
Kommunikation wird über
die Funkschnittstelle mit einem Kommunikationskanal eingerichtet,
der über
die Feststation 280 hergestellt wurde. In dieser bevorzugten,
aber nicht begrenzenden Ausgestaltung werden zwei ARQ-Parameter
verwendet, einschließlich
einer maximalen Anzahl von ausstehenden Paketen n und einem Verzögerungsparameter
t. Der Verzögerungsparameter
kann eine Quittierungsverzögerung
sein, die die Zeitverzögerung
zwischen dem Punkt, an dem ein Paket gesendet wird, und dem Pukt
ist, an dem es quittiert wird, wie in 10 gezeigt
ist. Alternativ kann der Verzögerungsparameter
eine Neusendeverzögerung
sein, die die Verzögerungszeit
zwischen dem Senden eines Pakets und dessen Neusendung ist, wenn
das Paket nicht positiv quittiert wird. Wenn die Neusendeverzögerung verwendet wird,
kann die Quittierungsverzögerung
leicht davon erhalten werden, z.B. Quittierungsverzögerung = Neusendeverzögerung – x Zeitschlitz(e).
-
Die
Neusendeverzögerung
kann optimaler sein, weil die Ausbreitungsverzögerung von der Sendung einer
Quittung vom Empfänger
bis zum Eingang der Quittung beim Sender umso länger ist, je größer der
Zellenradius ist. Infolgedessen hat der Sender weniger Zeit, um
eine Neusendung vorzubereiten. Wenn die Neusendeverzögerung vorgegeben ist,
kann der Sender diesen Parameter z.B. je nach dem Zellenradius einstellen.
Eine Makrozelle hätte einen
größeren Zellenradius
als eine Mikrozelle. Es muss jedoch eine Übereinstimmung zwischen Sender
und Empfänger
darüber
bestehen, wann eine Quittung zu erwarten ist, sonst kann es zu einer
Verwechslung darüber
kommen, zu welchem Paket eine Quittung gehört.
-
Es
können
auch zwei Verzögerungsparameter
t1 und t2 verwendet werden. In diesem Fall könnte t1 vorgeben, wann der
Empfänger
eine Quittung senden muss, und t2 könnte vorgeben, wann der Sender das
Paket neu senden muss (falls notwendig). Wenn beispielsweise t1
= 5 und t2 = 7 ist, dann wird ein im Zeitschlitz x gesendetes Paket
im Fenster x + t1 = x + 5 quittiert und im Fenster x + t2 = x +
7 neu gesendet (falls notwendig). Beide Verzögerungsparameter könnten negoziiert
werden. Oder, wie oben erwähnt, ein
Verzögerungsparameter
könnte
mittels einer bestimmten Formel (z.B. t1 = t2 – 2) vom anderen abgeleitet
werden.
-
Die
beiden ARQ-Parameter n und t in dem in 10 gezeigten
nicht begrenzenden Beispiel haben Werte von n = 2 und t = 3, wobei
t in diesem Beispiel eine Quittierungsverzögerung ist. Es werden zwei
Pakete gesendet, die Paket 1 und Paket 2 gemäß n = 2 entsprechen. Die Figur
zeigt zwar, dass Benutzer 1 zunächst
zwei aufeinander folgende Pakete sendet, aber die beiden Pakete
könnten
auch nicht konsekutiv gesendet werden, wie für Pakete 4 und 5 illustriert
ist. Es werden erst dann wieder zusätzliche Pakete gesendet, wenn
eine Quittung für Paket
1 erhalten wurde. Die Empfangs-, Decodier-, Verarbeitungs- und Quittierungsoperationen
vom Empfänger
(Benutzergerät)
zum Sender (Feststation) benötigen
drei Zeitintervalle.
-
Während des
fünften
Zeitschlitzes wird Paket 1 ordnungsgemäß quittiert, so dass das nächste von
der Feststation zum Benutzerendgerät zu sendende Paket, das Paket
3 entspricht, gesendet wird. Da drei Zeitintervalle nach dem Senden
von Paket 2 keine Quittung erhalten wurde, sendet die Feststation
Paket 2 während
Zeitintervall sieben neu. Nach dem Eingang der Quittung für Paket
3 innerhalb von drei nachfolgenden Zeitschlitzen, d.h. t = 3, wird
ein Paket 4 gesendet. Wenn eine ordnungsgemäße Bestätigung drei Zeitschlitze nach
dem Neusenden von Paket 2 erhalten wurde, wird ein nächstes Paket
5 gesendet.
-
Ein
erheblicher Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass der Wert
von „n" und/oder „t" zunächst je
nach dem/den Ziel(en) und/oder Bedingung(en) für die Kommunikation gewählt und
geändert
werden kann. Man beachte, dass der traditionelle Stop-and-Wait ARQ-Ansatz
mit nur einer Warteschlange einem „n" von 1 und einem „t" von einer beliebigen Größe entspricht.
Der Stop-and-Wait Ansatz mit zwei Warteschlangen kann mit einem „n" von 2 und einem „t" von 1 erhalten werden.
In einem Mehrbenutzersystem können
die unbenutzten Zeitfenster zum Senden von Daten zu anderen Benutzern
verwendet und brauchen daher nicht vergeudet zu werden, es sei denn,
dass sich in dem System nur ein aktiver Benutzer befindet. Während in 10 das
Neusenden von Paketen unmittelbar nach dem Zeitpunkt erfolgt, an
dem die Quittung erhalten worden sein sollte, kann die Neusendung
auch für
einen späteren Zeitschlitz
geplant werden, wenn beispielsweise der Feststationssender mit dem
Senden von Daten zu einem anderen Benutzer beschäftigt ist.
-
11 illustriert
im Format eines Fließschemas
einen flexiblen ARQ-Ansatz (Block 100), der der nicht begrenzenden
beispielhaften Implementation der vorliegenden Erfindung entspricht,
bei der die beiden ARQ-Parameter n und t verwendet werden. Beim
Einrichten einer Verbindung zwischen dem UTRAN und dem Benutzerendgerät über eine
Feststation negoziieren das Benutzergerät und die Feststation (oder
der RNC) Werte für
die ARQ-Parameter n und t (Block 102). Wie oben beschrieben,
ist n die Anzahl der zum UE-Empfänger
gesendeten ausstehenden Pakete, die auf eine ordnungsgemäße Quittierung
an der Feststation warten, bevor der Feststationssender weitere
Pakete zum UE-Empfänger
sendet. Der ARQ-Parameter
t ist die Verzögerungszeit zwischen
dem Senden eines Pakets vom Feststationssender und dem Empfang einer
Quittung am Feststationssender für
dieses Paket oder seine Neusendung. Die Negoziierung von ARQ-Parameterwerten
kann auf einem Kompromiss zwischen einem gewünschten Leistungsziel wie z.B.
dem Datendurchsatz über
den Funkkanal und einer oder mehreren Kommunikationsressourcen wie
z.B. Pufferung, Datenverarbeitungsgeschwindigkeit und Leistungsanforderungen
oder Kanalbedingungen wie Interferenz basieren. Der Wert dieser
Parameter kann auch so gewählt
werden, dass eine effiziente Nutzung einer bestimmten Kommunikationsressource
wie z.B. Pufferraum, Prozessorgeschwindigkeit und/oder Batteriestrom
gewährleistet
wird (Block 104).
-
Zum
Beispiel wird durch Erhöhen
des Wertes von n und t (wobei n ≤ t
ist) der Durchsatz auf Kosten von größeren Puffern und höherer Verzögerung erhöht. Verzögerung wird
ab dem Zeitpunkt des Sendens eines Pakets bis zum Decodieren im
Empfänger
gemessen. Je größer der
Wert von t, desto länger dauert
es, bis das Paket als korrekt empfangen ermittelt wird. Die Erhöhung des
Wertes von n und die Verringerung des Wertes von t erzielt einen
höheren Durchsatz
und eine geringere Verzögerung
auf Kosten eines höheren
Datenverarbeitungsgeschwindigkeitsbedarfs und einer stärkeren Batteriestromaufnahme
für das
UE. Ein tiefer Wert von n und ein hoher Wert von t ermöglichen
kleinere Puffer, eine geringere Leistungsaufnahme und eine reduzierte
Verarbeitungsgeschwindigkeit, was aber auf Kosten eines geringeren
Durchsatzes geht.
-
Die
ermittelten Werte für
n und t werden festgelegt und die ARQ-Prozeduren werden für die Verbindung
unter Verwendung dieser Werte ausgeführt (Block 106). Es
wird im Entscheidungsblock 108 ermittelt, ob die Notwendigkeit
oder ein Wunsch besteht, einen oder beide dieser Werte zu ändern. Wenn
nicht, dann wird eine Entscheidung darüber gefällt, ob die Verbindung zwischen
der Feststation und dem Benutzerendgerät terminiert wird (Block 110).
Wenn ja, dann endet die Routine; wenn nicht, dann wird die Verbindung
auf eventuelle Änderungen in
Block 108 überwacht.
Wenn es eine Änderung
gibt, z.B. im gewünschten
Service oder in einer Bedingung der Kommunikation, dann kann der
Wert von n oder t entweder separat oder gemeinsam geändert werden, wenn
dies angemessen ist oder anderweitig gewünscht wird (Block 112).
Dann wird in Block 110 eine Entscheidung darüber getroffen,
ob die Verbindung beendet wird, wobei die Steuerung wie angegeben
verfährt.
-
Die
vorliegende Erfindung hat eine Reihe von Vorteilen. Erstens, der
flexible ARQ-Ansatz ist einfach. Es brauchen keine Blocknummern
in die Quittungsmeldung einbezogen zu werden, weil es implizit klar
ist, welches Paket quittiert, wenn die Werte von n und t festgelegt
sind. Diese Einfachheit ist besonders in der Uplink-Richtung vorteilhaft,
wo zu viele Sendungen vermieden werden sollten, um Interferenzen
zu reduzieren und die Batterielebensdauer des Benutzerendgerätes zu verlängern.
-
Zweitens,
der Stopp der Pufferwarteschlange, der von einem Stop-and-Wait Protokoll
mit nur einer Warteschlange herrührt,
wird dadurch vermieden, dass ein Wert n von größer als 1 zulässig ist. Eine
gestoppte Warteschlange kann erst dann zum nächsten Paket gehen, wenn das
vorherige quittiert ist. Wie der Name Stop-and-Wait (Stoppen und
Warten) schon sagt, stoppt die Warteschlange und wartet auf eine
Quittung, bevor sie zum nächsten
Paket geht.
-
Drittens,
der Empfänger
kann einen Kompromiss oder Ausgleich zwischen der Leistung, wie
z.B. dem Datendurchsatz, mit einer oder mehreren Kommunikationsressourcen,
wie z.B. Pufferungsanforderungen, Verarbeitungsgeschwindigkeit,
Batteriestromaufnahme usw. finden. Für einen Empfänger mit
einem stark begrenzten Batterieleistungsetat können beispielsweise eine geringe
Puffergröße und eine
lange Verarbeitungszeit mit n = 1 und t = groß hergestellt werden, mit der
Folge eines niedrigeren Durchsatzes. Ein High-End-Empfänger mit
einem kleinen Speicher kann n = 2 und t = 1 festlegen, um einen
hohen Durchsatz und niedrige Latenz zu erhalten, aber zu höheren Kosten
in Verbindung mit einer schnelleren Verarbeitung. Alternativ kann
ein High-End-Benutzerendgerät
t = groß und
n = groß festlegen,
um einen hohen Durchsatz mit einer langen Verarbeitungszeit zu erzielen,
was aber auf Kosten von größeren Speicherpuffern
und einer höheren Latenz
geht. Um es zuzulassen, dass die Quittungsmeldung den Sender erreicht,
könnte
ein größerer Wert
von t notwendig sein, wenn über
große
Entfernungen kommuniziert wird, z.B. in einer Makrozelle, im Vergleich
zu geringeren Entfernungen, z.B. in einer Mikrozelle.
-
Man
betrachte eine Situation, bei der weniger als n Pakete ausstehen,
z.B. nur ein Paket 1, aber nicht Paket 2 gesendet wird, wie in 10 dargestellt
ist, und der Empfänger
negoziierte größere Werte
für n und
t hat. Der Empfänger
kann Batteriestrom sparen, indem er nur eine geringere Menge an Verarbeitungsressourcen
benutzt, einschließlich
Demodulation, Decodierung des Fehlerkorrekturcodes, Prüfen des
CRC usw. Typischerweise ist die Decodierung des Fehlerkorrekturcodes
die „teuerste" Operation im Hinblick
auf Zeit und Batteriestrom. Dieser Vorzug wird nicht erzielt, wenn
der Empfänger kleinere
Werte für
n und t negoziiert.
-
Es
können
zwar weitere signifikante Vorteile im Mobilterminalempfänger in
dem beschriebenen Downlink-Szenario erhalten werden, aber der Feststationssender
kann auch eine ähnliche
Kompromissoperation ausführen.
Der Sender ist jedoch typischerweise am meisten, wenn nicht sogar
ständig belegt,
da auch andere Benutzer zu bedienen sind. Je nach der genauen Implementation
des Senders könnte
es jedoch auch Vorteile mit einem Satz von ARQ-Parametern im Vergleich
zu einem anderen geben.
-
Viertens
ist es möglich,
die ARQ-Parameter für
eine bestimmte Kommunikation zu ändern
oder zu renegoziieren. So können
beispielsweise ARQ-Parameterwerte zwischen einem Stromspar-, Niederdurchsatzmodus
und einem teureren, schnelleren Modus als Benutzeranforderungen
umgeschaltet werden. Ein Beispiel für eine Gelegenheit, bei der
es besonders wünschenswert
sein könnte,
Parameter zu ändern,
ist dann, wenn der Mobilterminal zwei oder mehr Services gleichzeitig
benutzt. Angenommen, zunächst
wird nur ein Paketdatenübertragungsservice
mit dem oben beschriebenen flexiblen Quittierungsansatz benutzt.
Später
wird ein zusätzlicher Service,
der kein paketgestützter
Service ist, z.B. ein leitungsgeschaltetes Video, angefordert. Zum
Unterstützen
dieses neuen Service werden zusätzliche Ressourcen
benötigt,
z.B. ein Turbo-Decoder. Demzufolge gibt es eine Verringerung der
Zahl der Turbo-Decoder
(und möglicherweise
anderer Ressourcen) für
den Paketdatenservice. Die Parameter für den flexiblen Quittierungsansatz
müssen
daher möglicherweise
neu negoziiert werden, um weitere Verarbeitungszeit oder eine geringere
Zahl ausstehender Paketen zuzulassen, um die Verringerung der verfügbaren Turbo-Decoder
(und möglicherweise
anderer Ressourcen) zu bewältigen.
-
Ein
weiteres Beispiel, wann eine ARQ-Parameterjustierung möglicherweise
wünschenswert
ist, ist die Situation, bei der zusätzliche Bandbreite verfügbar wird.
So konfiguriert beispielsweise das Netzwerk die Versorgungszelle
um oder der Benutzer wird auf eine andere Zelle umgeschaltet, wo
ein größerer Teil
der Zellenkapazität
für Paketdatenunterstützung abgestellt
wird. Wenn die Zelle mehr Kapazität für Paketdaten abstellt, dann
möchte
das Mobilterminal möglicherweise
die ARQ-Parameter neu negoziieren, um mehr ausstehende Pakete zu
ermöglichen und
somit von der zusätzlichen
Datenkapazität
zu profitieren, die von der Zelle bereitgestellt wird. Wenn die
von einer Versorgungszelle bereitgestellte Paketdatenbandbreite
abnimmt, dann negoziiert der Mobilterminal möglicherweise die ARQ-Parameter
neu. Die Neunegoziierung kann einige Ressourcen befreien oder eine
geringere Verarbeitungsgeschwindigkeit zulassen, um Mobilterminal-Batteriestrom
zu sparen, da es keine Notwendigkeit gibt, eine höhere Datenrate
zu unterstützen,
weil die Zelle derzeit diesen Service nicht im vollen Ausmaß anbietet.
Es können
natürlich
auch andere Situationen entstehen, die eine Neunegoziierung von
ARQ-Parametern favorisieren.
-
Die
vorliegende Erfindung wurde zwar mit Bezug auf bestimmte beispielhafte
Ausgestaltungen beschrieben, aber die Fachperson wird erkennen, dass
die vorliegende Erfindung nicht auf diese speziellen beschriebenen
und hierin illustrierten Ausgestaltungen begrenzt ist. Es können auch
andere Formate, Ausgestaltungen, Adaptionen außer den gezeigten und beschriebenen
sowie viele Modifikationen, Variationen und äquivalente Anordnungen zum Ausführen der
Erfindung zum Einsatz kommen. Während
also die vorliegende Erfindung mit Bezug auf bevorzugte beispielhafte
Ausgestaltungen beschrieben wurde, ist zu verstehen, dass diese
Offenbarung nur illustrativ und beispielhaft für die vorliegende Erfindung
ist. Demzufolge ist beabsichtigt, dass die Erfindung nur durch den
Umfang der hier beiliegenden Ansprüche begrenzt ist.