一種基於重傳次數的harq協議的重傳調度方法
2023-07-09 05:33:16
專利名稱：一種基於重傳次數的harq協議的重傳調度方法
技術領域：
本發明涉及寬帶無線接入領域，適用於寬帶無線接入系統中的HARQ數據包的重傳調度。
背景技術：
HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request，混合自動重傳請求)作為下一代移動通信(後3G)普遍採用的一項物理層關鍵技術，越來越受到人們的關注。FEC(Forward Error Code，前向糾錯編碼)利用系統中的糾錯碼在接收端自動發現並糾正傳輸中出現的錯誤，無需反饋信道，故傳輸效率高、實時性好。但是隨著糾錯能力的提高，編解碼設備過於複雜。而ARQ(Automatic Repeat Request，自動重傳請求)則是一種檢錯重發的技術，一旦在接收端發現錯誤(利用系統中的檢錯碼)，就立即經過反饋信道通知發送端重發該信息碼元，直到接收端確認收到正確消息為止，此方法的優點是系統的糾錯能力極強，且適應性好，與信道幹擾的變化基本無關。但缺點是要求又反饋信道，收發兩端統一於較複雜的控制系統，且通信的連貫性、實時性較差。考慮將FEC和ARQ相結合就形成了HARQ。在發送的每個數據包中含有糾錯和檢錯的校驗比特。如果接收包中的出錯比特數目在糾錯能力之內，則錯誤被自行糾正；當差錯嚴重，已超出FEC的糾錯能力時，則讓發端重發。HARQ能夠自動地適應信道條件的變化並且對測量誤差和時延不敏感。
由於HARQ具有上述的快速重傳的優勢，因此理論上不但可以應用於非實時業務，也可應用於實時業務。但是，在實際的應用中，實時業務與非實時業務在時延、抖動要求方面存在明顯不同，因而對HARQ的最大重傳次數、反饋延遲有相應不同的要求。實時業務一般有嚴格的時延、抖動要求，但往往對錯誤有一定的容忍性，所以要求最大重傳次數只能為一次，反饋延遲較短；而非實時業務一般對時延/抖動沒有嚴格的要求，但卻往往對錯誤比較敏感，所以要求最大重傳次數較多，而反饋延遲沒有嚴格限制。
對於實時業務，由於最大重傳次數只有一次，因此只要設置一個重傳隊列就足夠了，數據包按先進先出(FIFO)的規律被依次調度。對於非實時業務，由於最大重傳次數可以靈活配置(大於等於1)，重傳次數不同的數據包往往需要細分到不同的調度優先級，如何實現這種細分正是本發明將要解決的問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種基於重傳次數的HARQ協議的重傳調度方法，解決現有技術不能對重傳次數不同的數據包進行細分，不能兼顧傳輸效率和公平性的技術問題。
為達到上述目的，本發明提供了一種基於重傳次數的HARQ協議的重傳調度方法，其特點在於，包括設置數據包的最大重傳次數為M，設置優先級逐步下降的N個重傳隊列，並且N小於或等於M；如果數據包的實際重傳次數m大於M，則丟棄該數據包；如果m小於N，則將該數據包插入到相應優先級的重傳隊列；如果m大於N並且小於M，則將該數據包插入到最低優先級的重傳隊列，從而通過重傳次數將信道條件反映到數據包的調度優先級上，提高系統的吞吐量。
上述的方法，其特點在於，所述重傳次數為數據包「否定應答」的接收次數。
上述的方法，其特點在於，所述M、N、m均為大於或等於1的自然數。
上述的方法，其特點在於，進一步包括如下步驟步驟一，預先設置好N個重傳隊列Q1、Q2、Λ、QN，分別對應優先級p1、p2、Λ、pN；步驟二，依據數據包接收「否定應答」的接收次數m，進行如下處理如果m≥M+1，表示已經到達最大重傳次數，則直接丟棄數據包；如果m≤N，則將數據包的描述符插入到優先級為pm的重傳隊列Qm；如果N＜m≤M，則將數據包的描述符插入優先級為pN的重傳隊列QN；步驟三，調度器按優先級從高到低的順序依次輪詢各個重傳隊列，輪詢順序為Q1、Q2、Λ、QN；步驟四，按先進先出的順序從被輪詢到的重傳隊列中摘出數據包的描述符。
上述的方法，其特點在於，所述描述符為數據包的地址。
上述的方法，其特點在於，所述描述符為數據包的指針。
上述的方法，其特點在於，所述步驟四中還包括在所述輪詢過程中，一個隊列的調度結束之後，繼續下一隊列的調度，直至分配的帶寬資源耗盡或者沒有需要重傳的數據包。
上述的方法，其特點在於，在最大重傳次數M很大的情況下，在數據包的重傳次數超過一定範圍時，這些數據包已無顯著的不同優先級特徵，將重傳隊列的個數N設置為小於M，從而將重傳次數的範圍超過N的數據包歸於同一個重傳隊列。
本發明的技術效果在於本發明提出了一種兼顧重傳的效率和公平性的HARQ數據包重傳調度策略，通過重傳次數將信道條件反映到數據包的調度優先級上，從而使數據包的調度更好的適應信道條件的變化，提高了系統的吞吐量。
下面結合附圖進一步詳細說明本發明的具體實施例。
圖1是本發明方法的步驟流程圖；圖2是本發明有4個重傳隊列的重傳包調度示意圖。
具體實施例方式
本發明主要是提出了一種兼顧重傳的效率和公平性的HARQ數據包重傳調度策略，其顯著優點在於通過重傳次數將信道條件反映到數據包的調度優先級上的方法，從而使數據包的調度更好的適應信道條件的變化，提高了系統的吞吐量。
本發明方法如下設置最大重傳次數為M(≥1)，重傳隊列個數為N(≥1)，且滿足N≤M。重傳隊列的優先級表示為p1、p2、Λ、pN，且從p1到pN優先級逐步下降。重傳隊列保存數據包的描述符，描述符可以是數據包的地址或指向數據包的指針，這取決於實現策略。在HARQ協議中，一個數據包的重傳次數即是該數據包收到NAK(Negative Acknowlegment，否定應答)的次數減一，因此下面論述皆以NAK的接收次數來體現重傳次數。
圖1是本發明方法的步驟流程圖，本發明提出的方法主要包括以下步驟步驟401預先設置好N個重傳隊列，Q1、Q2、Λ、QN，分別對應p1、p2、Λ、pN的優先級；步驟402查詢各個數據包是否收到NAK，對於收到NAK的數據包，統計其NAK的接收次數m。判斷NAK接收次數，以決定應該插入到哪個重傳隊列中。判斷依據如下若m≥M+1，表示已經到達最大重傳次數，則直接丟棄數據包；若m≤N，則將數據包的描述符插入到優先級為pm的重傳隊列Qm；若N＜m≤M，則將數據包的描述符插入優先級為pN的重傳隊列QN；步驟403調度器按優先級從高到低的順序依次輪詢各個重傳隊列，輪詢順序為Q1、Q2、Λ、QN；步驟404按先進先出(FIFO)的順序從被輪詢到的重傳隊列中摘出數據包的描述符；其實現步驟說明如下步驟401和步驟402中要求N≤M，也就是說，在最大重傳次數M很大的情況下，重傳隊列的個數N應該小於M。這主要是考慮當數據包的重傳次數超過一定範圍時，這些數據包已無顯著的不同優先級特徵，因此歸於同一個重傳隊列。
步驟402中，具有相同重傳次數的數據包的描述符按照時間先後順序插入同一個重傳隊列中，這樣做的目的在於充分利用重傳次數信息的同時，又考慮到數據包發送的先後順序，兼顧了傳輸效率和公平性。所謂「效率」是指由於重傳次數較多的數據包往往處於較差的信道環境，(可以預見其信道條件持續惡劣)，下一次重傳的成功率比較低，因此將其放到優先級比較低的重傳隊列中，將傳輸機會讓給信道條件較好的數據包，而對於重傳次數較少的數據包，雖然還不能預見其信道條件，但起碼有信道條件較好的可能性，因此可以策略地將其放入優先級較高的重傳隊列中，這樣就可以較好的利用信道，從而提高頻譜利用率。所謂「公平性」有兩層涵義，一是指在相同的重傳次數情況下，先收到NAK的數據包先得到調度；二而是指重傳次數少的數據包應該得到補償，即給予優先傳輸的機會。
步驟403和步驟404中，調度器從優先級最高的重傳隊列Q1開始調度，並按FIFO的順序依次從中取出需要發送的數據包描述符，該隊列調度結束之後，繼續下一隊列的調度，直至分配的帶寬資源耗盡或者沒有需要重傳的數據包。
圖2是本發明有4個重傳隊列的重傳包調度示意圖，圖中有四個隊列101、102、103、104，通過調度器201將它們調度到輸出鏈路301中。其中最大重傳次數M＝4(最大重傳次數可以根據實際系統靈活配置)，重傳隊列的個數N＝M＝4。
下面給出圖2中具體實施例的詳細過程1)設置4個不同優先級的重傳隊列Q1、Q2、Q3、Q4，分別對應p1、p2、p3、p4的優先級；2)查詢各個數據包是否收到NAK，對於收到NAK的數據包，統計其NAK的接收次數m。判斷NAK接收次數，以決定應該插入到哪個重傳隊列中。判斷依據如下若m≥5，表示已經到達最大重傳次數，則直接丟棄數據包；若m≤4，則將數據包的描述符插入到優先級為pm的重傳隊列Qm；3)調度器按優先級從高到低的順序依次輪詢各個重傳隊列，輪詢順序為Q1、Q2、Q3、Q4；4)按先進先出(FIFO)的順序從被輪詢到的重傳隊列中摘出數據包的描述符；由上可知，本發明綜合考慮了重傳次數與傳輸時間順序，將數據包入隊到具有不同調度優先級的重傳隊列。本發明的設計通過重傳次數將信道條件反映到數據包的調度優先級上，從而使數據包的調度更好的適應信道條件的變化，提高系統的數據吞吐量。
上面給出的僅僅是本發明的一個典型實施例，本發明所述方法還存在其它許多明顯的變化，故以上所述僅為本發明的較佳實施例，並非用來限定本發明的實施範圍；凡是依本發明所作的等效變化與修改，都被本發明的專利範圍所涵蓋。
權利要求
1.一種基於重傳次數的HARQ協議的重傳調度方法，其特徵在於，包括設置數據包的最大重傳次數為M，設置優先級逐步下降的N個重傳隊列，並且N小於或等於M；如果數據包的實際重傳次數m大於M，則丟棄該數據包；如果m小於N，則將該數據包插入到相應優先級的重傳隊列；如果m大於N並且小於M，則將該數據包插入到最低優先級的重傳隊列，從而通過重傳次數將信道條件反映到數據包的調度優先級上，提高系統的吞吐量。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述重傳次數為數據包「否定應答」的接收次數。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述M、N、m均為大於或等於1的自然數。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，進一步包括如下步驟步驟一，預先設置好N個重傳隊列Q1、Q2、Λ、QN，分別對應優先級p1、p2、Λ、pN；步驟二，依據數據包接收「否定應答」的接收次數m，進行如下處理如果m≥M+1，表示已經到達最大重傳次數，則直接丟棄數據包；如果m≤N，則將數據包的描述符插入到優先級為pm的重傳隊列Qm；如果N＜m≤M，則將數據包的描述符插入優先級為pN的重傳隊列QN；步驟三，調度器按優先級從高到低的順序依次輪詢各個重傳隊列，輪詢順序為Q1、Q2、Λ、QN；步驟四，按先進先出的順序從被輪詢到的重傳隊列中摘出數據包的描述符。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述描述符為數據包的地址。
6.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述描述符為數據包的指針。
7.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述步驟四中還包括在所述輪詢過程中，一個隊列的調度結束之後，繼續下一隊列的調度，直至分配的帶寬資源耗盡或者沒有需要重傳的數據包。
8.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，在最大重傳次數M很大的情況下，在數據包的重傳次數超過一定範圍時，這些數據包已無顯著的不同優先級特徵，將重傳隊列的個數N設置為小於M，從而將重傳次數的範圍超過N的數據包歸於同一個重傳隊列。
全文摘要
本發明公開了一種基於重傳次數的HARQ協議的重傳調度方法，其特點在於，包括設置數據包的最大重傳次數為M，設置優先級逐步下降的N個重傳隊列，並且N小於或等於M；如果數據包的實際重傳次數m大於M，則丟棄該數據包；如果m小於N，則將該數據包插入到相應優先級的重傳隊列；如果m大於N並且小於M，則將該數據包插入到最低優先級的重傳隊列，從而通過重傳次數將信道條件反映到數據包的調度優先級上，從而使數據包的調度更好的適應信道條件的變化，提高系統的吞吐量。
文檔編號H04L29/06GK101018110SQ200610011318
公開日2007年8月15日 申請日期2006年2月10日 優先權日2006年2月10日
發明者陳燕生 申請人:中興通訊股份有限公司