数据传输方法.pdf

本发明公开了一种数据传输方法，包括以下步骤：在多跳中继基站采样端到端方式、通过n跳中继站向移动终端发送数据的过程中，n跳中继站中的第k跳中继站在没有成功接收第k-1跳中继站中继给其的数据的情况下，停止向第k+1跳中继站中继数据，并向第k-1跳中继站发送数据接收失败反馈，其中，k≥3；第k-1跳中继站接收到数据接收失败反馈后，通过n跳中继站中的第1至k-2跳中继站将数据接收失败反馈发送至多跳中继基站；多跳中继基站接收到数据接收失败反馈后，为第k-1跳中继站分配数据重传资源；以及第k-1跳中继站利用数据重传资源重新向第k跳中继站中继数据，以通过第k至n跳中继站将数据发送至移动终端。

1.  一种数据传输方法，用于具有n跳中继站的中继网络中，其中，n≥3，其特征在于，包括以下步骤：
在多跳中继基站采样端到端方式、通过所述n跳中继站向移动终端发送数据的过程中，所述n跳中继站中的第k跳中继站在没有成功接收第k-1跳中继站中继给其的所述数据的情况下，停止向第k+1跳中继站中继所述数据，并向所述第k-1跳中继站发送数据接收失败反馈，其中，k≥3；
所述第k-1跳中继站接收到所述数据接收失败反馈后，通过所述n跳中继站中的第1至k-2跳中继站将所述数据接收失败反馈发送至所述多跳中继基站；
所述多跳中继基站接收到所述数据接收失败反馈后，为所述第k-1跳中继站分配数据重传资源；以及
所述第k-1跳中继站利用所述数据重传资源重新向所述第k跳中继站中继所述数据，以通过所述第k至n跳中继站将所述数据发送至所述移动终端。

2.  根据权利要求1所述的数据传输方法，其特征在于，所述第k跳中继站在成功接收了所述第k-1跳中继站中继给其的所述数据的情况下，在继续向所述第k+1跳中继站中继所述数据的同时，向所述第k-1跳中继站发送数据接收成功反馈。

3.  根据权利要求2所述的数据传输方法，其特征在于，所述第k-1跳中继站在接收到所述数据接收成功反馈后，通过所述第1至k-2跳中继站将所述数据接收成功反馈发送至所述多跳中继基站。

4.  根据权利要求3所述的数据传输方法，其特征在于，所述多跳中继基站接收到所述数据接收成功反馈后，不采取任何动作。

5.  根据权利要求1至4中任一项所述的数据传输方法，其特征在于，还包括以下步骤：
所述多跳中继基站预先指定所述n跳中继站中的一个或多个中继站作为所述第k跳中继站。

6.  根据权利要求5所述的数据传输方法，其特征在于，还包括以下步骤：
所述多跳中继基站预先为所指定的一个或多个中继站分配冗余的反馈信道资源。

7.  根据权利要求6所述的数据传输方法，其特征在于，所述多跳中继基站通过映射消息，为所指定的一个或多个中继站分配所述数据重传资源和所述冗余的反馈信道资源。

8.  一种数据传输方法，用于具有2跳中继站的中继网络中，其特征在于，包括以下步骤：
在多跳中继基站采用端到端方式、通过所述2跳中继站向移动终端发送数据的过程中，所述2跳中继站中的第1跳中继站在没有成功接收所述数据的情况下，停止向所述第2跳中继站中继所述数据，并向所述多跳中继基站发送数据接收失败反馈；
所述多跳中继基站接收到所述数据接收失败反馈后，重新向所述第1跳中继站发送所述数据，以通过所述2跳中继站将所述数据发送至所述移动终端。

9.  根据权利要求8所述的数据传输方法，其特征在于，所述第1跳中继站在成功接收所述数据的情况下，继续向所述第2跳中继站中继所述数据，并向所述多跳中继基站发送数据接收成功反馈。

10.  根据权利要求9所述的数据传输方法，其特征在于，所述多跳中继基站接收到所述数据接收成功反馈后，不作任何处理。

11.  一种数据传输方法，用于具有2跳中继站的中继网络中，其特征在于，包括以下步骤：
在多跳中继基站采用端到端方式、通过所述2跳中继站向移动终端发送数据的过程中，所述2跳中继站中的第2跳中继站在没有成功接收第1跳中继站中继给其的所述数据的情况下，停止向所述移动终端中继所述数据，并向所述第1跳中继站发送数据接收失败反馈；
所述第1跳中继站接收到所述数据接收失败反馈后，将所述数据接收失败反馈发送至所述多跳中继基站；
所述多跳中继基站接收到所述数据接收失败反馈后，为所述第1跳中继站分配数据重传资源；以及
所述第1跳中继站利用所述数据重传资源重新向所述第2跳中继站中继所述数据，以通过所述2跳中继站将所述数据发送至所述移动终端。

12.  根据权利要求11所述的数据传输方法，其特征在于，还包括以下步骤：
所述2跳中继站中的第2跳中继站在成功接收所述第1跳中继站中继给其的所述数据的情况下，继续向所述移动终端中继所述数据，并向所述第1跳中继站发送数据接收成功反馈；
所述第1跳中继站接收到所述数据接收成功反馈后，将所述数据接收成功反馈发送至所述多跳中继基站；以及
所述多跳中继基站接收到所述数据接收成功反馈后，不作任何处理。

13.  一种数据传输方法，用于具有1跳中继站的中继网络中，其特征在于，包括以下步骤：
在多跳中继基站采用端到端方式、通过所述1跳中继站向移动终端发送数据的过程中，所述1跳中继站在没有成功接收所述数据的情况下，停止向所述终端中继所述数据，并向所述多跳中继基站发送数据接收失败反馈；
所述多跳中继基站接收到所述数据接收失败反馈后，重新向所述1跳中继站发送所述数据，以将所述数据发送至所述移动终端。

14.  根据权利要求13所述的数据传输方法，其特征在于，还包括以下步骤：
所述1跳中继站在成功接收所述数据的情况下，继续向所述终端中继所述数据，并向所述多跳中继基站发送数据接收成功反馈；以及
所述多跳中继基站接收到所述数据接收成功反馈后，不作任何处理。

15.  一种数据传输方法，用于具有n跳中继站的中继网络中，其中，n≥1，其特征在于，包括以下步骤：
在发送方采用端到端方式、通过所述n跳中继站向接收方发送数据的过程中，所述n跳中继站中的第k跳中继站在没有成功接收其上游站发送给其的所述数据的情况下，停止向其下游站发送所述数据，并向多跳中继基站发送数据接收失败反馈，其中，k≥1；
所述多跳中继基站接收到所述数据接收失败反馈后，为所述上游站以及相应重传链路分配数据重传资源；以及
所述上游站利用所述数据重传资源重新向所述第k跳中继站发送所述数据，以通过所述第k至n跳中继站将所述数据发送至所述接收方。

16.  根据权利要求15所述的数据传输方法，其特征在于，所述第k跳中继站在成功接收了所述上游站发送给其的所述数据的情况下，在继续向所述下游站发送所述数据的同时，向所述多跳中继基站发送数据接收成功反馈。

17.  根据权利要求16所述的数据传输方法，其特征在于，所述多跳中继基站接收到所述数据接收成功反馈后，不采取任何动作。

18.  根据权利要求15至17中任一项所述的数据传输方法，其特征在于，还包括以下步骤：
所述多跳中继基站预先指定所述n跳中继站中的一个或多个中继站作为所述第k跳中继站。

19.  根据权利要求18所述的数据传输方法，其特征在于，还包括以下步骤：
所述多跳中继基站预先为所指定的一个或多个中继站分配冗余的反馈信道资源。

20.  根据权利要求19所述的数据传输方法，其特征在于，所述多跳中继基站通过映射消息，为所指定的一个或多个中继站分配所述数据重传资源和所述冗余的反馈信道资源。

数据传输方法
技术领域
本发明涉及通信领域，更具体地涉及一种数据传输方法。
背景技术
无线通信网络为了扩大系统覆盖范围并增加系统容量，如图1所示，可以在多跳中继基站(MR-BS)和移动站(MS)之间采用一个或多个中继站(RS)。
但是，由于RS的引入，混合自动请求重传(Hybrid Auto RepeatRequest简称HARQ)设计也会相应复杂。集中控制式系统中信道资源必须由MR-BS分配，因此采用集中式调度RS的中继系统HARQ设计最为复杂。
目前下行多跳集中式中继网络HARQ的方法主要有两种：端到端(end to end)HARQ和每跳反馈(hop by hop)。
端到端HARQ中，MR-BS在发送某个HARQ数据前已经给各个RS分配相应的上行反馈(ACK)信道，所有的上行反馈都必须按照这个配置进行。MR-BS将根据上行反馈的编码判断所发的HARQ数据在各个RS间的转发结果。一个RS如果在第一帧正确接收数据，在第二帧会转发数据给下行RS而不给上行反馈ACK。MR-BS只能在规定的帧接收来自MS的ACK反馈。相应地，如果一个RS没有在第一帧正确接收数据，这个错误数据不会再往下传，但是RS必须按照基站事先指示的上行信道分配把相应的编码否认(NAK)上传给MR-BS。因为事先分配考虑的是成功传输情形，如果传输数据失败，一定有若干帧浪费。因此，端到端HARQ比较适合信道质量好的场景。
为了减少这样的浪费，一个很自然的想法是每跳反馈。每个RS收到数据后都必须给MR-BS反馈。如果RS正确接收了数据，MR-BS就给该RS分配信道用于转发正确数据，否则安排该数据的重新发送。这种设计虽然杜绝了端到端中事先分配信道造成的浪费，但是每跳反馈的开销却很大。尤其是如果每跳都正确转发，所有RS上传的ACK都可以看作是浪费的。因此，每跳反馈比较适合信道质量差的场景。
类似的问题也出现在利用移动站做中继的中继网络中。因此，通过以上介绍可以看出，在目前的集中式调度多跳中继网络HARQ设计中，存在资源浪费或者开销过大的问题。为此，需要一种新的HARQ设计以克服上述缺陷。
发明内容
本发明提供了一种数据传输方法，以避免在目前的集中式调度多跳中继网络的混合自动重传请求设计中存在的资源浪费或开销过大问题。
根据本发明的一个实施例的数据传输方法，用于具有n跳中继站的中继网络中(n≥3)，包括以下步骤：在多跳中继基站采样端到端方式、通过n跳中继站向移动终端发送数据的过程中，n跳中继站中的第k跳中继站在没有成功接收第k-1跳中继站中继给其的数据的情况下，停止向第k+1跳中继站中继数据，并向第k-1跳中继站发送数据接收失败反馈，其中，k≥3；第k-1跳中继站接收到数据接收失败反馈后，通过n跳中继站中的第1至k-2跳中继站将数据接收失败反馈发送至多跳中继基站；多跳中继基站接收到数据接收失败反馈后，为第k-1跳中继站分配数据重传资源；以及第k-1跳中继站利用数据重传资源重新向第k跳中继站中继数据，以通过第k至n跳中继站将数据发送至移动终端。
其中，第k跳中继站在成功接收了第k-1跳中继站中继给其的数据的情况下，在继续向第k+1跳中继站中继数据的同时，向第k-1跳中继站发送数据接收成功反馈。第k-1跳中继站在接收到数据接收成功反馈后，通过第1至k-2跳中继站将数据接收成功反馈发送至多跳中继基站。多跳中继基站接收到数据接收成功反馈后，不采取任何动作。
其中，根据本发明的一个实施例的数据传输方法还包括以下步骤：多跳中继基站预先指定n跳中继站中的一个或多个中继站作为第k跳中继站；以及多跳中继基站预先为所指定的一个或多个中继站分配冗余的反馈信道资源。其中，多跳中继基站通过映射消息，为所指定的一个或多个中继站分配数据重传资源和冗余的反馈信道资源。
根据本发明的另一个实施例的数据传输方法，用于具有2跳中继站的中继网络中，包括以下步骤：在多跳中继基站采用端到端方式、通过2跳中继站向移动终端发送数据的过程中，2跳中继站中的第1跳中继站在没有成功接收所述数据的情况下，停止向第2跳中继站中继数据，并向多跳中继基站发送数据接收失败反馈；多跳中继基站接收到数据接收失败反馈后，重新向第1跳中继站发送数据，以通过2跳中继站将数据发送至移动终端。
其中，第1跳中继站在成功接收数据的情况下，继续向第2跳中继站中继数据，并向多跳中继基站发送数据接收成功反馈。多跳中继基站接收到数据接收成功反馈后，不作任何处理。
根据本发明的又一个实施例的数据传输方法，用于具有2跳中继站的中继网络中，包括以下步骤：在多跳中继基站采用端到端方式、通过2跳中继站向移动终端发送数据的过程中，2跳中继站中的第2跳中继站在没有成功接收第1跳中继站中继给其的数据的情况下，停止向移动终端中继数据，并向第1跳中继站发送数据接收失败反馈；第1跳中继站接收到数据接收失败反馈后，将数据接收失败反馈发送至多跳中继基站；多跳中继基站接收到数据接收失败反馈后，为第1跳中继站分配数据重传资源；以及第1跳中继站利用数据重传资源重新向第2跳中继站中继数据，以通过2跳中继站将数据发送至移动终端。
其中，2跳中继站中的第2跳中继站在成功接收第1跳中继站中继给其的数据的情况下，继续向移动终端中继数据，并向第1跳中继站发送数据接收成功反馈；第1跳中继站接收到数据接收成功反馈后，将数据接收成功反馈发送至多跳中继基站；以及多跳中继基站接收到数据接收成功反馈后，不作任何处理。
根据本发明的再一实施例的数据传输方法，用于具有1跳中继站的中继网络中，包括以下步骤：在多跳中继基站采用端到端方式、通过1跳中继站向移动终端发送数据的过程中，1跳中继站在没有成功接收数据的情况下，停止向终端中继数据，并向多跳中继基站发送数据接收失败反馈；多跳中继基站接收到数据接收失败反馈后，重新向1跳中继站发送数据，以将数据发送至移动终端。
其中，1跳中继站在成功接收数据的情况下，继续向终端中继数据，并向多跳中继基站发送数据接收成功反馈；以及多跳中继基站接收到数据接收成功反馈后，不作任何处理。
根据本发明再一实施例的数据传输方法，用于具有n跳中继站的中继网络中，其中，n≥1，包括以下步骤：在发送方采用端到端方式、通过n跳中继站向接收方发送数据的过程中，n跳中继站中的第k跳中继站在没有成功接收其上游站发送给其的数据的情况下，停止向其下游站发送数据，并向多跳中继基站发送数据接收失败反馈，其中，k≥1；多跳中继基站接收到数据接收失败反馈后，为上游站以及相应重传链路分配数据重传资源；以及上游站利用数据重传资源重新向第k跳中继站发送数据，以通过第k至n跳中继站将数据发送至接收方。
其中，第k跳中继站在成功接收了上游站发送给其的数据的情况下，在继续向下游站发送数据的同时，向多跳中继基站发送数据接收成功反馈。多跳中继基站接收到数据接收成功反馈后，不采取任何动作。
其中，多跳中继基站预先指定n跳中继站中的一个或多个中继站作为第k跳中继站。多跳中继基站预先为所指定的一个或多个中继站分配冗余的反馈信道资源。多跳中继基站通过映射消息，为所指定的一个或多个中继站分配数据重传资源和冗余的反馈信道资源。
根据本发明实施例的数据传输方法在没有重传时，效率和端到端方式相等且比每跳反馈高，而在出现重传时，随着反馈中继的增多而越来越靠近每跳反馈的效率且比端到端反馈高。特别地，当定义每个中继都要即时反馈时，出现重传时，本发明和每跳反馈的效率相同。因此，本发明的效率将高于单独的端到端反馈或者每跳反馈HARQ。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明第一和第二实施例的无线中继网络的配置示意图；
图2是根据本发明第一实施例的无重传时的数据传输方法的流程示意图；
图3是根据本发明第一实施例的第一跳重传时的数据传输方法的流程示意图；
图4是根据本发明第二实施例的无重传时的数据传输方法的流程示意图；
图5是根据本发明第三实施例的无线中继网络的配置示意图；
图6是根据本发明第三实施例的第二跳重传时的数据传输方法的流程示意图；
图7是根据本发明第四实施例的第一跳重传时的数据传输方法的流程示意图；以及
图8是根据本发明第五实施例的第二跳重传时的数据传输方法的流程示意图。
具体实施方式
以下将参考附图来详细描述本发明的具体实施例，其中，给出的以下实施例仅是为了提供对本发明的全面和透彻理解，而不是对本发明进行任何限制。
在本发明的实施例中，提供了一种集中控制下行多次反馈HARQ方法。为叙述简明起见，在以下实施例中，假设RS对于数据的固定延迟是一帧，数据的HARQ反馈延迟是一帧，重传延迟也是一帧。所有的传输和反馈资源通过映射(MAP)消息由MR-BS调度。
图1是根据本发明第一和第二实施例的无线中继网络的配置示意图。如图1所示，该无线中继网络中存在两个中继站RS1和RS2。MR-BS的数据通过RS1、RS2依次中继到MS。
在第一实施例中，MR-BS到MS的通信路径中安排首跳RS(RS1)反馈。如图2所示，RS1在第一帧接收到数据后将在第二帧按照端到端方式传输数据，同时在第二帧将数据接收成功反馈发送给MR-BS。因为RS1成功接收了下行数据，MR-BS不采取任何动作，等待来自MS的反馈。相应地，如图3所示，如果RS1没有成功接收数据，第二帧数据将不会中继到RS2，MR-BS将在第二帧收到来自RS1的数据接收失败反馈。这样，数据重传可以在第三帧立刻开始而无需等待端到端情形中最后反馈到达时才开始(第七帧)。
在第二实施例中，MR-BS到MS的通信路径中安排所有RS(RS1、RS2)反馈。如图4所示，RS1在第一帧接收到数据后将在第二帧按照端到端方式传输数据，同时在第二帧将数据接收成功反馈发送给MR-BS。因为RS1成功接收了下行数据，MR-BS不采取任何动作，等待来自RS2的反馈。RS2成功接收下行数据后，将在第三帧将数据下传，同时将正确接收数据反馈上传，第四帧，RS1将RS2反馈中继到MR-BS。MR-BS收到该反馈后仍然不做任何动作，等待MS反馈的到来。
图5是根据本发明第三实施例的无线中继网络的配置示意图。如图5所示，该无线中继网络中存在一个基站和四个移动站。由于移动站距离较近，基站可以考虑利用移动站做中继，数据可以从移动站1一直中继到移动站4，而无需经过基站。
第三实施例中，数据可以从移动站1中继到移动站4，对于该数据的反馈可以从移动站4一直反馈到移动站1完成端到端的HARQ。为了加快出错重传的响应速度，可以由基站安排冗余的反馈信道，如图6所示，移动站3安排了冗余的反馈信道。一旦移动站3发现接收的数据错误，可以立刻将错误反馈NAK发送到基站。基站可以立刻安排移动站2重传，并且为重传数据安排相应的端到端传输和反馈链路。但是，如果移动站3发现接收数据正确，也需要发送正确反馈到基站。基站接收到这个正确反馈，不需要做任何动作。
第四实施例中，拓扑结构在图1的基础上减少了一个中继站，为1跳中继的情况。数据从MR-BS经过RS1发到MS，反馈从MS经过RS1上行到MR-BS。为了加快出错重传的响应速度，可以由基站安排冗余的反馈信道，如图7所示，RS1安排了冗余的反馈信道。一旦RS1发现接收的数据错误，可以立刻将错误反馈NAK发送到基站。基站可以立刻安排重传，并且为重传数据安排相应的端到端传输和反馈链路。但是，如果RS1发现接收数据正确，也需要发送正确反馈到基站。基站接收到这个正确反馈，不需要做任何动作。
第五实施例中，拓扑结构在图1的基础上增加了一个中继站，为3跳中继的情况。数据从MR-BS经过RS1，RS2和RS3发到MS，反馈从MS经过RS3，RS2和RS1上行到MR-BS。为了加快出错重传的响应速度，可以由基站安排冗余的反馈信道，如图8所示，RS2安排了冗余的反馈信道。一旦RS2发现接收的数据错误，可以立刻将错误反馈NAK经过RS1中继发送到基站。基站可以立刻安排RS1重传，并且为重传数据安排相应的端到端传输和反馈链路。但是，如果RS2发现接收数据正确，也需要发送正确反馈经过RS1中继到基站。基站接收到这个正确反馈，不需要做任何动作。
由上可见，在本发明中，发送方到接收方的通信路径可以安排多次反馈。每次反馈用来报告发送反馈的节点接收数据的情况。一旦MR-BS接收到失败反馈，数据重传可以立刻开始而无需等待端到端反馈的报告。另外，MR-BS到MS的通信路径数据传输的资源调度采用端到端方式。即如果MR-BS收到的反馈为正，MR-BS不采取任何动作，而数据将按照端到端的方式继续传送。MR-BS到MS的通信路径多次反馈的中继可以灵活指定。
具体的，可以由MR-BS根据基站测量的信息和中继站反馈的信息指定。其中，中继站反馈信息包括基站与各个中继站之间的信道质量、无线链路的丢包/错包率、无线链路的处理和传输迟延、无线链路的实际吞吐量，各个中继站与移动台之间的信道质量、无线链路的丢包/错包率、无线链路的处理和传输迟延、无线链路的实际吞吐量，各中继站的缓存能力，各个中继站之间的无线链路的丢包/错包率、无线链路的处理和传输迟延、无线链路实际吞吐量，以及各个中继站的位置信息；基站测量信息包括基站测量的与各中继站之间的信道质量、无线链路的丢包/错包率、无线链路的处理和传输迟延、无线链路的实际吞吐量以及各个中继站的负载。
此外，也可以由RS根据基站估计的信息以及中继站测量的信息自行决定后上报MR-BS。中继站测量的信息包括基站到各中继站之间的信道质量、无线链路的丢包/错包率、无线链路的处理和传输迟延、无线链路的实际吞吐量，各个中继站与移动台之间的信道质量、无线链路的丢包/错包率、无线链路的处理和传输迟延、无线链路的实际吞吐量，各个中继站的缓存能力，各中继站之间的无线链路的丢包/错包率、无线链路的处理和传输迟延、无线链路的实际吞吐量以及各中继站的负载；中继站估计的信息包括各中继站到基站之间的信道质量以及各中继站的位置。
综上所述，本发明在没有重传的时候，效率和端到端方式相等，且比每跳反馈高。而在出现重传时，随着反馈中继的增多而越来越靠近每跳反馈的效率且比端到端反馈高。特别地，当定义每个中继都要即时反馈时，出现重传时，本发明和每跳反馈的效率相同。因此，本发明的效率将高于单独的端到端反馈或者每跳反馈HARQ。
值得注意，本发明提供的HARQ方式要求MR-BS能区分来自不同下属子站(中继和终端)对于同一个下行数据的反馈。例如，MR-BS可以通过给反馈分配的不同区域来区分不同下属子站发送的对于同一个下行数据的反馈。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。