無線網絡中的冗餘多播服務的製作方法

2023-06-29 12:14:26

專利名稱：無線網絡中的冗餘多播服務的製作方法
無線網絡中的冗餘多播服務
背景技術：
在利用半頻分雙工(HFDD)的無線網絡中，例如WiMAX網絡中所許可 的，基站可以具有全雙工功能，即基站可以在一個頻率上發送下行鏈路通信量 同時在另一個頻率上接收上行鏈路通信量。然而，網絡中一些或者所有的移動 站可能只具有半雙工功能，即他們可以在一個頻率上發送而在另一個頻率上接 收，但二者不能同時進行。為了整個網絡在這種情況下有效運行，基站應當謹 慎進行通信量調度，這樣就可以向一些移動站發送同時從其他移動站接收，在 某種程度上努力使上行鏈路和下行鏈路的空閒時間最小化。在這點上，多播通 信量，尤其是多播和廣播服務(MBS)通信量，可能帶來特殊問題，因為大量 (可能是所有)移動站可能需要能夠同時接收相同的下行鏈路通信量，將因此可 能無法在此期間向基站發送上行鏈路通信。這使得不能夠充分利用網絡的上行 鏈路能力。


通過參考以下描述和用於說明本發明實施例的附圖，可以理解本發明的一 些實施例。附圖中
圖1示出根據本發明實施例的上行鏈路和下行鏈路通信量的示意圖。 圖2示出根據本發明實施例，由基站調度移動站的方法流程圖。 圖3示出根據本發明實施例基站重傳數據的方法流程圖。 圖4示出根據本發明實施例由移動站接收重複數據組的方法流程圖。 圖5示出根據本發明實施例的無線網絡。
具體實施例方式
在以下的說明中，闡述多個特殊細節。然而，應理解在沒有這些特殊細節 的情況下也可以實現本發明的實施例。其他情況下，為了不混淆對本說明書的 理解，沒有詳細示出眾所周知的電路、結構和技術。提及"一個實施例"、"實施例"、"示意性實施例"、"各種實施例"等表示如此 描述的本發明實施例可以包括特定的特徵、結構或者特性，但不是每個實施例 必須包括這些特定的特徵、結構或者特性。此外， 一些實施例可以具有一些、 所有或者不具有其他實施例的特徵。
在以下說明書和權利要求中，可能i頓到術語"耦合"和"連接"以及他們的派 生詞。應當理解這些術語相互並不是作為同義詞。相反，在特定實施例中，"連 接'用於表示兩個或者多個元件相互直接物理或電接觸。"耦合"用於表示兩個或 者多個元件相互合作或者相互作用，但是他們可以直接物理或者電接觸，或者 不直接接觸。
如權利要求中所4頓的，除非另有定義，否則iOT序數形容詞"第一"、"第 二"、"第三"等來描述一般元件，僅僅是表示類似部件的不同實例被提及，並不 旨在表示如此描述的部件必須具有時間、空間上的排序、等級或者任何其他形 式。
本發明各種施例可實現在硬體、固件和軟體中的一種或者任意組合中。本 發明還可實現為機器可讀介質中或上包含的指令，該指令可以由一個或多個處 理器讀取並執行來實現在此所述的操作的性能。機器可讀介質可以包括用於存 儲、發送、和/或接收可由機器(如計算機)讀取的形式的信息的任何機構。例
如，機器可讀介質可以包括存儲介質，例如但不局限於只讀存儲器(ROM)、 隨機存取存儲器(RAM)、磁碟存儲介質、光存儲介質、快閃記憶體存儲器設備等。 機器可讀介質還可以包括已經調製而對指令進行編碼的傳播信號，例如但不局 限於電磁、光或聲學載波信號。
術語"無統'及其派生詞可以用於描述利用調製的電磁輻射通過非固體媒介 來發送通信數據的電路、設備、系統、方法、技術、通信信道等。該術語並不 意味著相關設備不包括任何線路，雖然在某些實施例中他們不包括。術語"移動 無線設備"用於描述在通信時具有運動能力的無線設備。
本發明的一些實施例在獨立幀中多次發送特定的一組多播數據通信量。此 處所述的多播通信量，指的是其中多個已知的目的地設備(例如無線移動站) 被配置為在傳輸中識別同一 目的地地址並接收與該目的地地址相關的數據的傳 輸。這與單播(每個目的地地址只由一個目的地設備識別)和廣播(傳輸針對 信道上能夠接收它的任何設備)不同。為此，"多播"也包括其中己知的一組特定行動裝置打算基於傳輸中的某個標識符而不是目的地地址來接收傳輸的傳 輸。
對於不能同時接收和發送的移動站，多次發送相同的多播通信量允許那些 移動站中的一些在第一下行鏈路幀期間建立上行鏈路傳輸，並在後續的下行鏈 路幀期間接收單播通信量，同時其他移動站可以在第一個下行鏈路幀期間接收 單播通信量並在後續下行鏈路幀期間建立上行鏈路傳輸。因此，所有預期的移 動站都具有接收多播通信量的機會，同時來自於某些移動站的傳輸可以發生於 兩幀期間，因此更有效地利用網絡可用的上行鏈路帶寬。如果基站控制每個移 動站何時發送，基站就可以針對整個網絡的效率來調度該通信量的混合。雖然 傳統基站可以在被請求時向相同目的地設備再次發送相同的數據(例如，如果 數據在接收時損壞，移動站請求重傳)，但是在此^M的實施例不用目的地設備 請求就將相同的數據發送兩次。注意在本文件的上下文中，除非另有說明， 所有涉及的傳輸、接收、通信量、信道、幀、上行鏈路和下行鏈路都是關於無 線通信的。
圖1示出根據本發明實施例的上行鏈路禾嚇行鏈路通信量的示意圖。該附 圖不是按比例顯示的，不應基於附圖中的相對尺寸推斷出傳輸的不同部分的相 對長度或者持續時間。在示意性實施例中，垂直軸表示兩個信道，用於從基站 到各行動裝置的下行鏈路傳輸的一個無線信道，用於從行動裝置到基站的上行 鏈路傳輸的另一個無線信道。在各實施例中，"信道"可以表示單個頻率、頻帶 或者一起用於發送數據分組的頻率或頻帶的集合。可以使用各自調製技術，例
如但不局限於以下一種或多沐1)碼分多址(CDMA)， 2)頻分多址(FDMA)， 3)正交頻分多址(OFDMA)， 4)超寬帶(UWB)，或5)任何其他可行的調 制技術。水平軸表示時間。tl指示發送第一下行鏈路幀的時間，而t2指示發送 第二下行鏈路幀的後續時間。如圖所示，上行鏈路傳輸可以在時間上與下行鏈 路幀相對應。
在一些實施例中，每個下行鏈路幀可以開始於允許接收設備同步後續數據 的前同步碼1 ，定義下行鏈路幀的內容的MAP 2和包含想要用於多個特定移動 站的數據的多播部分3。第一個下行鏈路幀的乘除部分4，和第二個下行鏈路幀 的剩餘部分5可以包括其他i^，例如尋址到單個移動站的單播數據。每個MAP 可以指示各種內容，例如但不局限於l)哪些目的地地址在當前下行鏈路幀中，以及與他們相關的數據位於幀中哪個位置，和2)明P個設備被授權在上行鏈制言 道上發送，以及他們何時被授權用於他們的特定傳輸。在某些實例中，特定的 下行鏈路幀可以包括授權一個或者多個特定行動裝置在隨後的下行鏈路幀期間
發送的MAP信息。
還示出兩個上行鏈路時間段。區域6指示某些特定的移動站計劃通iiil行 鏈5射言道發送的時間。這個時間段tl可在時間上對應於第一個指示的下行鏈路 幀。區域7指示某些其他的指定移動站計劃通過上行鏈謝言道發送的時間。這 個第二個時間段t2可在時間上對應於第二個指示的下行鏈路幀。
很多移動站雖然能夠通過下行鏈路信道接收並通過上行鏈路信道發送，但 不能夠同時發送和接收。因此，如果特定移動站通過上行鏈斷言道發送，在自 己發送期間將不能夠通過下行鏈路信道接收任何數據。雖然特定移動站可能不 會在整個下行鏈路幀期間發送，但是為了在該下行鏈路幀期間接收任何數據， 它必須能夠接收前同步碼(用於同步後續數據)和MAP (用於找出數據，如果 存在，在幀中所處位置)。因此在下行鏈路幀的前同步碼禾口/或MAP期間進行發 送的移動站在該下行鏈路幀期間不能夠接收任何數據。
因為基站為每個移動站調度通信，所以基站可以確定特定移動站是否需要 接收特定下行鏈路幀的任何部分。例如，如果下行鏈路幀不包括通過單播地址、 多播地址或廣播指向那個4寺定移動站的任何數據，那麼那個移動站就不需要接 收或者甚至知道該特定下行鏈路幀的存在。如果基站確定特定移動站不需要接 收下行鏈路幀的任何部分，則可以將那個特定移動站調度為在該下行鏈路幀期 間發送。
然而，存在某些類型的多播傳輸，例如多播和廣播服務(MBS)傳輸，要 用於與基站通信的所有或者大部分激活的移動站。在傳統網絡中，基站不能調 度這些預期的接收者中的任一個在下行鏈路幀的前同步碼、MAP或者多播部分 期間發送。這可能使上行鏈謝言道在下行鏈路幀的那些部分期間未使用或者未 充分使用，導致網絡容量未有效利用。在本發明的某些實施例中，多播部分可 以在後續下行鏈路幀中再次發送。通過兩次發送相同的多播部分，該多播傳輸 的預期接收者可以分為兩個組。第一組可被調度成在第一下行鏈路幀期間接收 多播傳輸，並被調度成在第二下行鏈路幀期間發送，而第二組可被調度成在第 一下行鏈路幀期間發送，並被調度成在第二下行鏈路幀期間接收多播傳輸。如此，在兩個下行鏈路幀期間上行鏈謝言道可以被有效利用，且多播傳輸的所有 預期接收者都具有接收它的機會。
在某些實施例中，包括複製的多播部分的兩個下行鏈路幀可以是從基站發 送的連續幀，但在其他實施例中，其他下行鏈路幀可以在這兩個下行鏈路幀之 間發送。雖然前面的示例使用兩個幀來攜帶多播數據的複製副本，但其他實施 例可以通過在兩個以上的幀中發送相同信息來擴展該原理，可以對應地將預期 接收者劃分為兩個以上的組。雖然前面的示例只是複製了多播傳輸，但其他實 施例可以複製其他類型的傳輸。
圖2示出根據本發明實施例的由基站調度移動站的方法流程圖。在所示的
流程圖200中，基站可以確定哪個接收者預期要接收尋址到多個接收者的傳輸
(即，傳輸包含一個或者多個指示多個移動站預期要接收相同消息的地址)。
在220，基站可以將預期接收者分為兩個(或多個)子集。當調度這些不同 接收者將其數據通信量發送回基站時，在230，基站可以調度第一個子集的成員 在針對來自基站的第一個下行鏈路幀調度的時間期間接收(即不發送)，並在針 對來自基站的第二個下行鏈路幀調度的時間期間發送。類似的，在240,基站可 以調度第二個子集的成員在針對來自基站的第一個下行鏈路幀調度的時間期間 發送，並在針對來自基站的第二個下行鏈路幀調度的時間期間接收。
在250和260，基站可以發送第一和第二下行鏈路幀。第二下行鏈路幀可以 包括複製了預期由第一和第二組的所有成員接收的第一下行鏈路幀中有效載荷 部分的類似部分的某些部分。通過複製有效載荷的這一部分，之前確定的兩組 接收者的所有成員可以有機會接收下行鏈路幀中的至少一個中的該部分。如之 前所述的，在各實施例中，兩個下行鏈路幀可以是或者可以不是連續，的幀。
這個相同的概念(在後續幀中再次發送幀的一部分)還可以有其他優點。 在傳統網絡中，根據信道條件，幀的某些隨機部分可能在接收時被破壞，接收 設備可能不得不請求重新傳輸整個或者一部分幀。請求、調度和執行這樣的重 傳可能對信道吞吐量帶來嚴重的有害影響。然而，如果相同數據在兩個獨立幀 中向相同接收者發送兩次， 一個幀的破壞部分可以在另一個幀中被正確接收， 接收設備就能夠通過將每個幀的正確部分組合來重建所有原始數據，因此避免 了請求重傳的需要。該技術可以提供基站能夠提高調製速率(因此提高數據吞 吐速率)這樣的改進，即使這可能增加接收的數據差錯，因為兩次重新發送相同數據中的時間損失大於通過使用更高調製速率所節省的時間作出的補償。
圖3示出根據本發明實施例的由基站重傳數據的方法流程圖。流程圖300
示出利用重複傳輸來允許提高調製速率的方法，同時自動調節該調製速率來補
償信道條件的變化。在310，基站可以在第一幀中向特定移動站發送數據。在 320，基站可以在第二幀中向相同移動站發送相同數據，這樣移動站可以重建在 第一幀中沒有被正確接收的任何數據。
在330，基站可以確定由行動裝置看到的差錯率。在很多實施例中，這個確 定可以發生於基站從行動裝置接收傳輸中的差錯率的時候，行動裝置自己計算 差錯率。該差錯率可能已經在某些合適的時間段確定，在某些實施例中，可能 已經包括多個幀。差錯率可以表示各種類型的差錯，例如後面所述的。在340， 將差錯率與預定值"X"比較。如果差錯率小於該值，則在350基站可以提高對該 移動站的後續傳輸的調製速率。如果差錯率超迚'X"，則在360可以將其與更高 的差錯率T進行比較。如果差錯率超過"Y"，貝贓370基站可以降低對該移動 站的後續傳輸的調製速率。如果差錯率落入"X"和"Y"之間，對該移動站的後續 傳輸的調製速率可以不變。X和Y的值可以基於不同準則 擇。在某些實施 例中，"X"和域"Y，的值可基於不同準則在網絡運行期間動態改變。
圖4示出根據本發明實施例，移動站接收重複數據組的方法流程圖。在流
程圖400中，在410移動站接收包含尋址到該移動站的特定的一組數據的第一
幀，並定位數據中任何不可校正的差錯。不可校正的差錯是那些不能夠利用幀
中的糾錯信息一例如數據末尾的糾錯碼(ECC)—來校正的差錯。最大的
可能性，可以用ECC或者其他自帶信息校正的任何差錯都可以在此時校正。在
420，移動站接收包括相同數據組的副本的第二幀，再次校正所有可校正的差錯
並定位任何不可校正的差錯。由於無線通信中典型的差錯的隨豐幾特性，有可能 第一幀中不可校正的差錯與第二幀中不可校正的差錯位於數據中不同位置。如
果在一個幀的特定點發現差錯，很有可能其他幀中的相同點沒有差錯。在440， 通過將一個幀中數據的破壞部分用來自其他幀的相同數據的正確接收部分來替 換，有可能構建無差錯數據組。如果差錯發生於兩個幀的相同點，則移動站可 能需要採取其他校正措施，例如但不局限於請求數據重傳(未示出)。
本發明的某些實施例可能試圖通過提高調製速率來最大化全局吞吐量，直 到作為結果的差錯率變得很大以致於全局吞吐量降低。這可以通過在450確定差錯率並在460將差錯率的值發送給基站來實現。然後基站可以提高或者降低 對該移動站的後續傳輸的調製速率，如前面的圖3所示。可以以不同方式確定 差錯率，例如但不局限於只計算在步驟440的操作不倉g校正的差錯。全局吞吐
量可以由不同方式確定，例如但不局限於1)單位時間內接收的不要求重傳的
幀的數量，2)單位時間內接收的不要求重傳的接收多播塊(或者其他特定數據 子幀塊)的數量，3)單位時間內不要求重傳的所有數據量，4)等等。吞吐量 的某些形式可以認為只是在一個以上的幀中發送的復帝峽的一個實例，但其他 形式可能考慮兩個(或者所有，如果數據發送次數多於兩次)這樣的塊。
圖5示出根據本發明實施例的無線網絡。在所示的網絡500中，基站510 可以通過其天線512與多個移動站進行無線通信。為了說明，移動站被分為兩 組。第一組包括兩個具有天線552的移動站551，而第二組包括三個具有天線 562的移動站561。該區別僅僅是為了示出出於運行目的將網絡中的移動站人工 地劃分成多個組。實際上，每個組可以包括比所示更多或者更少的移動站，給 定移動站可以從一個組轉移到另一個組，並且任何組中的任何移動站可以與任 何組中的任何其他移動站不同或者相同。每個移動站可以是任何可用的移動無 線設備，例如但不局限於1)膝上型電腦或者筆記本計算機，2)個人數字助 理，3)蜂窩電話，4)超級行動裝置，5)等等。每1^線可以是任何可用的天 線，例如但不局限於1)偶極天線，2)單極天線，3)隙糹妖線，4)等等。
前面的描述是說明性的而不是限制性的。本領i或技術人員可以進行修改。 各種修改都將包括在本發明不同實施例中，只由附加的權利要求書的精神和範 圍進行限制。
權利要求
1、一種方法，包括無線地發送包含尋址到至少一個接收者的一個組的特定數據塊的第一下行鏈路幀；以及無線地發送包含尋址到至少一個接收者的相同組的所述特定數據塊的第二下行鏈路幀；其中無需接收來自任何接收者的重傳所述特定塊的請求而發送所述第二下行鏈路幀。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述組包括單個接收者。
3、 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述組包括多個接收者。
4、 根據權利要求3戶;M的方法，還包括在所述發送所述第一下行鏈路幀之前，調度所述組中的接收者的第一子集 在所述第一下行鏈路幀期間發送；和在所述發送所述第二下行鏈路幀之前，調度所述組中的接收者的第二子集 在所述第二下行鏈路幀期間發送。
5、 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述第一和第二下行鏈路幀 各自包括可用於所述組中所有接收者的相同多播地址。
6、 一種物品，包括包含指令的有形計算機可讀媒介，當一個或者多個處理器執行所述指令時 導致執行如下操作，包括發送包括尋址到至少一個接收者的一個組的特定數據塊的第一下行鏈路 幀；以及發送包括尋址到至少一個接收者的相同組的所述特定數據塊的第二下行鏈 路幀；其中無需接收來自任何接收者的重傳所述特定塊的請求而發送所述第二下 行鏈路幀。
7、 根據權禾腰求6戶腿的物品，其特徵在於，所述組包括單個接收者。
8、 根據權利要求6所述的物品，其特徵在於，所述組包括多個接收者。
9、 根據權禾腰求8戶腿的物品，其特徵在於，所述操作還包括調度所述組中的接收者的第一子^S所述第一下行鏈路幀期間發送；禾口 調度所述組中的接收者的第二子集在所述第二下行鏈路幀期間發送。
10、 根據權利要求6所述的物品，其特徵在於，所述第一和第二下行鏈路幀各自包括可用於戶腿組中所有接收者的相同多播地址。
11、 一種裝置，包括無線地與多個移動站通信的基站，該基站用於無線地發送包含尋址到特定目的地地址的特定數據塊的第一下行鏈路幀；以及無線地發送包含尋址到相同特定目的地地址的相同特定數據塊的第二下行鏈路幀；其中無需接收來自與所述特定目的地地址相關的移動站的重傳所述特 定數據塊的請求而m所述第二下行鏈路幀。
12、 根據權禾腰求ll所述的裝置，其特徵在於，所述目的地地址包括單播 地址。
13、 根據權利要求ll所述的裝置，其特徵在於，所述目的地地址包括多播 地址。
14、 根據權利要求13所述的裝置，其特徵在於，所述基站進一步用於 在所述無線地發送所述第一下行鏈路幀之前，調度第一組移動站在所述第一下行鏈路幀期間向該基站發送；和在所述無線地發送所述第二下行鏈路幀之前，調度第二組移動站在所述第 二下行鏈路幀期間向所述基站發送，其中將所述第一組中的移動站和所述第二組中的移動站配置為接收與所述 多播地址相關的數據。
15、 根據權利要求11所述的，，其特徵在於，所述基站還包括偶極天線。
16、 一種方法，包括無線地接收包含特定數據塊的第一副本的第一幀；無線地接收包含相同特定數據塊的第二副本的第二幀，而無需請求所述特 定數據塊的重傳；識別所述第一和第二副本的至少一個中的差錯；以及 根據所述第一和第二副本重建所述特定 塊的無差錯副本。
17、 根據權利要求16所述的方法，其特徵在於，所述重建包括將一個副本 中不正確接收的數據替換為另一個副本中正確接收的數據。
18、 根據權利要求16所述的方法，其特徵在於所述無線地接收所述第一幀包括嘗試利用所述第一幀中的糾錯碼來校正所 述第一幀中的差錯；所述無線地接收所述第二幀包括嘗試利用所述第二幀中的糾錯碼來校正所述第二幀中的差錯；以及所述識別差錯包括識別利用所述第一和第二幀中的所述糾錯碼不可校正的 差錯。
19、 一種物品，包括包含指令的有形機器可讀媒介，當一個或者多個處理器執行所述指令時導 致執行如下操作，包括無線地接收包含特定數據塊的第一副本的第一幀；無線地接收包含相同特定數據塊的第二副本的第二幀，而無需請求所 述特定數據塊的重傳；識別所述第一和第二副本的至少一個中的差錯；以及根據所述第一和第二副本重建所述特定 塊的無差錯副本。
20、 根據權利要求19戶脫的物品，其特徵在於，戶腐重建操作包括將一個 副本中不正確接收的數據替換為另一個副本中正確接收的數據。
21、 根據權禾腰求19所述的物品，其特徵在於無線地接收所述第一幀的操作包括嘗試利用所述第一幀中的糾錯碼來校正 所述第一幀中的差錯；無線地接收所述第二幀的操作包括嘗試利用所述第二幀中的糾錯碼來校正 所述第二幀中的差錯；以及識別差錯的操作包括識別利用所述第一和第二幀中的所述糾錯碼不可校正 的差錯。
全文摘要
在基站具有全雙工功能(可以在下行鏈路信道上發送並同時在上行鏈路信道上接收)，但是移動站只具有半雙工功能(每個都可以在上行鏈路信道上發送和下行鏈路信道上接收，但不能同時進行)的無線網絡中，基站可以在兩個或者多個幀中發送多播數據的複製副本。一些被尋址的移動站可以被調度成接收第一幀，並在第二幀期間發送，而其餘被尋址的移動站可以被調度成在第一幀期間發送，並接收第二幀。
文檔編號H04L12/56GK101622832SQ200880001500
公開日2010年1月6日 申請日期2008年2月29日 優先權日2007年3月6日
發明者D·基欽, M·文卡塔查拉姆 申請人:英特爾公司