RU2378770C2 - Method and device for encoding and planning in data packet transmission systems - Google Patents
Method and device for encoding and planning in data packet transmission systems Download PDFInfo
- Publication number
- RU2378770C2 RU2378770C2 RU2008104625/09A RU2008104625A RU2378770C2 RU 2378770 C2 RU2378770 C2 RU 2378770C2 RU 2008104625/09 A RU2008104625/09 A RU 2008104625/09A RU 2008104625 A RU2008104625 A RU 2008104625A RU 2378770 C2 RU2378770 C2 RU 2378770C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- information
- data packet
- node
- receiving
- priori information
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 116
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 75
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 125
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 49
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 42
- 230000010267 cellular communication Effects 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 26
- 235000008694 Humulus lupulus Nutrition 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 3
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 3
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
Description
Область, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к системе связи с по меньшей мере одним посылающим узлом, находящимся в связи со множеством принимающих узлов, причем среда имеет ненадежные и, возможно, меняющиеся характеристики. В частности, способ и устройство согласно настоящему изобретению относятся к использованию планирования в системах, использующих автоматический запрос повторения (ARQ) и/или планирование со множеством переключений и передачу.The present invention relates to a communication system with at least one sending node in communication with a plurality of receiving nodes, the medium having unreliable and possibly changing characteristics. In particular, the method and apparatus according to the present invention relates to the use of scheduling in systems using automatic repeat request (ARQ) and / or multi-hop scheduling and transmission.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Системы беспроводной связи в настоящее время подвержены смене технологии, от технологии с коммутацией каналов в системах второго поколения, подобной GSM, к системам с коммутацией пакетов в системах третьего поколения и будущих системах связи. Изменение технологии является следствием растущих требований в отношении услуг, отличных от речевой связи, таких как обеспечение мультимедийных услуг и web-просмотра, объединенных с требованиями эффективного использования недостаточных радиоресурсов и увеличенной гибкости. Пакетные данные, основанные на коммуникационной технологии, обнаруживают обширные возможные усовершенствования по сравнению с технологией с коммутацией схем относительно гибкости, возможной производительности (скорости передачи данных) и возможности приспосабливаться к изменяющейся радиосреде. Ключевой функциональной возможностью в любой системе, основанной на пакетных данных, является планирование пакетов данных или блоков данных протокола (PDU). Механизм планирования, или планировщик, посылающего объекта может, например, поддерживать множество буферов данных, по меньшей мере один буфер для каждого другого объекта, с которым обменивается посылающий объект. На практике множество (логических) буферов могут выступать как один (физический) буфер вместе с указателями или альтернативно средствами просмотра физического буфера. Пакеты данных, подаваемые к посылающему объекту, например из базовой сети, сохраняются в соответствующем буфере, и функция планирования гарантирует, что другие объекты снабжаются своими соответствующими пакетами данных способами, которые, например, принимают во внимание емкость однонаправленного канала, требования полосы частот для различных приложений, требования QoS (качества услуг) и т.д. Может быть отмечено, что в традиционном планировании повторные передачи посредством ARQ (описаны более подробно ниже) обычно являются только слабо и косвенно связанными с функциональными возможностями планирования. Например, планировщик может рассматривать остающееся время жизни для пакета (если таковое определено) в качестве входных данных. Когда PDU повторно передается один или более раз, время истекает, и значение времени жизни для PDU уменьшается, таким образом неявно воздействуя на его приоритет в процессе планирования.Wireless communication systems are currently subject to a change in technology, from circuit-switched technology in second-generation systems like GSM to packet-switched systems in third-generation systems and future communication systems. The change in technology is the result of growing demands for non-voice services, such as providing multimedia services and web browsing, combined with the demands for efficient use of scarce radio resources and increased flexibility. Packet data based on communication technology reveals vast potential improvements over circuit-switched technology with respect to flexibility, possible performance (data rate) and the ability to adapt to a changing radio environment. A key feature in any packet data system is the planning of data packets or protocol data units (PDUs). The scheduling mechanism, or scheduler, of the sending entity may, for example, support multiple data buffers, at least one buffer for each other entity that the sending entity is exchanging with. In practice, many (logical) buffers can act as a single (physical) buffer together with pointers or alternatively by viewing the physical buffer. The data packets supplied to the sending entity, for example from the core network, are stored in an appropriate buffer, and the scheduling function ensures that other entities are supplied with their respective data packets in ways that, for example, take into account the unidirectional channel capacity, bandwidth requirements for different applications , QoS requirements (quality of service), etc. It may be noted that in traditional planning, retransmissions via ARQ (described in more detail below) are usually only loosely and indirectly associated with scheduling functionality. For example, the scheduler may consider the remaining lifetime for the packet (if defined) as input. When the PDU is retransmitted one or more times, the time runs out and the lifetime value for the PDU decreases, thereby implicitly affecting its priority in the planning process.
В развитии услуг, основанных на пакетных данных, для сотовых беспроводных систем, значительное внимание уделялось обеспечению гибких, и все же оптимизированных функциональных возможностей планирования. Новый транспортный канал, высокоскоростной совместно используемый канал прямой линии связи (HS-DSCH) пятой версии согласно спецификации UMTS (см. http://www.umtsworld.com), вводит новые функциональные возможности радиоинтерфейса, такие как быстрое зависимое от канала планирование, быстрая адаптация линии связи и протокол быстрого автоматического запроса повторения (ARQ). Планировщик в посылающем объекте, здесь часто называемый как Узел - B, организовывает последовательность, в которой данные пользователя (пакеты данных), буферизованные в Узле - B, передаются к отличным другим объектам, например, Оборудованию Пользователя (ОП, UE). Данные пользователя, запланированные для передачи к отдельному UE, принимаются из буфера соответствующих UE в Узле - B и вставляются в транспортные блоки. Планировщик выбирает транспортный блок, который должен быть передан, временной интервал (или код) для использования для передачи и UE, для которого этот транспортный блок предназначен. Транспортный блок будет иметь изменяющиеся длины в зависимости от количества данных, но передается во временном интервале фиксированной продолжительности, обычно 2 мс. Транспортные блоки обычно являются отдельными для каждого предназначенного UE, однако они могут быть переданы одновременно, если используется мультиплексирование кодов.In the development of packet-based services for cellular wireless systems, considerable attention has been paid to providing flexible, yet optimized planning functionality. The new transport channel, fifth version high speed forward link shared channel (HS-DSCH) according to the UMTS specification (see http://www.umtsworld.com), introduces new radio interface functionality such as fast channel-dependent scheduling, fast link adaptation and fast automatic repeat request (ARQ) protocol. The scheduler in the sending entity, here often referred to as the Node-B, organizes a sequence in which user data (data packets) buffered in the Node-B are transmitted to various other objects, for example, the User Equipment (OP, UE). User data scheduled for transmission to a separate UE is received from the buffer of the respective UEs in Node-B and inserted into transport blocks. The scheduler selects the transport block to be transmitted, the time interval (or code) to use for transmission, and the UE for which this transport block is intended. The transport block will have varying lengths depending on the amount of data, but is transmitted in a time interval of a fixed duration, usually 2 ms. Transport blocks are usually separate for each destination UE, however, they can be transmitted simultaneously if code multiplexing is used.
Сети ad hoc (специального назначения) и сети с множеством переключений (с многократным переприемом информации) представляют отличающийся подход в обеспечивающих связь системах и недавно привлекали значительный интерес. В этом типе сетей множество и предпочтительно все мобильные узлы, например, сотовый телефон/мобильный терминал, PDA или портативный компьютер, способны действовать в качестве маршрутизатора (мобильного главного компьютера) для других мобильных узлов. Потребность в фиксированной инфраструктуре таким образом устраняется, хотя доступ к стационарной сети, такой как Интернет, является хорошим дополнением к полностью специальной (ad hoc) операции. Соответственно, пакеты данных, посылаемые от исходного мобильного узла к мобильному узлу назначения, обычно маршрутизируются через множество промежуточных мобильных узлов (со многими переприемами) перед достижением мобильного узла назначения. Специальная (ad hoc) сеть обычно является полностью самоорганизующейся в том, что тракты маршрутизации (последовательность переприемов (переключений)) не всегда заранее определены, хотя могут использоваться сложные подпрограммы оптимизации, чтобы найти лучшие тракты. Будущие и исследуемые сети ad hoc предполагаются для использования множества переключений. Сети с множеством переключений, с другой стороны, могут иметь некоторые заранее определенные предпочтительные схемы переключений, то есть сети с множеством переключений необязательно являются сетью ad hoc. Однако ниже используется термин "сеть с множеством переключений" и должна интерпретироваться как любая сеть, использующая множество переключений во время связи, то есть включающая в себя сети ad hoc. Подробное описание сетей с множеством переключений (множеством переприемов) приводится в Wireless ad hoc networking- The art of networking without a network", by M. Frodigh et al, Ericsson Review, pp 248-263 (4) 2000. Ad hoc networks (special purpose networks) and networks with many switching (with multiple reception of information) represent a different approach in communication systems and have recently attracted considerable interest. In this type of network, many and preferably all mobile nodes, for example, a cell phone / mobile terminal, PDA or laptop computer, are able to act as a router (mobile host computer) for other mobile nodes. The need for a fixed infrastructure is thus eliminated, although access to a fixed network such as the Internet is a good complement to a completely ad hoc operation. Accordingly, data packets sent from the source mobile node to the destination mobile node are usually routed through a plurality of intermediate mobile nodes (with many receptions) before reaching the destination mobile node. A special ( ad hoc ) network is usually completely self-organizing in that the routing paths (a sequence of retransmissions) are not always predefined, although complex optimization routines can be used to find the best paths. Future and exploited ad hoc networks are envisioned to use a variety of switches. Multi-hop networks, on the other hand, may have some predetermined preferred hopping patterns, i.e., multi- hop networks are not necessarily an ad hoc network. However, the term “multi-hop network” is used below and should be interpreted as any network that uses multiple hop during communication, that is, includes ad hoc networks . A detailed description of networks with many switches (many hops) is given in Wireless ad hoc networking - The art of networking without a network ", by M. Frodigh et al, Ericsson Review, pp 248-263 (4) 2000.
Узлы в сети обычно поддерживают предпочтительно недавно обновленную таблицу маршрутизации, определяющую мобильные узлы, к которым существующий узел способен посылать пакет данных. В сети с множеством переключений, использующей маршрутизацию пакета данных или подобное, выполняется следующая процедура для каждого направляемого пакета: когда узел принимает пакет, он проверяет свою таблицу маршрутизации для следующего узла переключения (переприема), направляющего пакет данных к адресату. Если принимающий узел не имеет следующего узла переключения и не является адресатом, то состояние таблицы маршрутизации является противоречивым в сети с множеством переключений. Чтобы обновить это состояние, принимающий узел может, например, инициализировать поиск маршрута к адресату, ожидать, пока состояние не будет обновлено автоматически (может быть выполнено на обычной основе), или просто ответить предыдущей станции, что он не имеет корректно работающего маршрута, и упомянутая предыдущая станция может пробовать другой маршрут. Последний случай, однако, в действительности полностью не решает проблему, но слегка облегчает ее. Процесс продолжается до тех пор, пока пакет данных в конечном счете не достигает узла адресата. Альтернативно, никакие списки маршрутизации не сохраняются в мобильных узлах, и тракты маршрутизации устанавливаются для каждого сеанса связи. Планировщик посылающего объекта в сети с множеством переключений организовывает передачу пакетов данных и при этом рассматривает по меньшей мере, какие пакеты постоянно находятся в очереди, информацию, содержащуюся в списках маршрутизации, когда осуществлять передачу, и предпочтительно также другие факторы передачи, такие как емкость однонаправленного канала и текущее радиоокружение.The nodes in the network usually support a preferably recently updated routing table identifying the mobile nodes to which the existing node is capable of sending a data packet. In a multi-hop network using routing a data packet or the like, the following procedure is performed for each routed packet: when a node receives a packet, it checks its routing table for the next switching (re-receive) node that directs the data packet to the destination. If the receiving node does not have the next switching node and is not a destination, then the state of the routing table is inconsistent in a network with many switches. To update this state, the receiving node can, for example, initiate a search for a route to the destination, wait until the state is updated automatically (can be performed on a regular basis), or simply reply to the previous station that it does not have a correctly working route, and the mentioned the previous station may try a different route. The latter case, however, in reality does not completely solve the problem, but slightly facilitates it. The process continues until the data packet ultimately reaches the destination node. Alternatively, no routing lists are stored in the mobile nodes, and routing paths are established for each communication session. The scheduler of the sending entity in the multi-hop network organizes the transmission of data packets and at least considers which packets are constantly in the queue, the information contained in the routing lists when to transmit, and preferably also other transmission factors, such as unidirectional channel capacity and current radio environment.
Процедуры маршрутизации и обновление списков маршрутизации могут быть выполнены множеством разнообразных путей и многие известны из уровня техники. Недавно были предложены новые схемы передачи с множеством переключений, использующие присущие радиоканалу характеристики. Схемы передачи с разнесением по выбору (SDF) и передачи с разнесением по многим пользователям (MDF), как описано в "Multiuser Diversity Forwarding in Multihop Packet Radio Networks", by P. Larsson and N. Johansson, Proceedings of IEEE WCNC 2005, New Orleans, март 2005, которые могут рассматриваться как обеспечение гибкого планирования в таких разновидностях радиоканала, были исследованы для мгновенного выбора оптимального маршрута и/или приспособления скорости передачи.Routing procedures and updating routing lists can be performed in a variety of different ways, and many are known in the art. Recently, new multi-switch transmission schemes have been proposed using characteristics inherent in the radio channel. Optional diversity transfer (SDF) and multi-user diversity (MDF) transmission schemes as described in "Multiuser Diversity Forwarding in Multihop Packet Radio Networks", by P. Larsson and N. Johansson, Proceedings of IEEE WCNC 2005, New Orleans, March 2005, which can be seen as providing flexible planning in such variations of the radio channel, were investigated to instantly select the optimal route and / or adapt transmission speed.
Автоматический запрос повторения (ARQ), как упомянуто выше, был предложен для использования для связи по эфирному интерфейсу в сотовых системах беспроводной связи. ARQ может также использоваться в системах с множеством переключений. Данные до передачи обычно разделяются на меньшие пакеты, блоки данных протокола (PDU). Надежная передача обеспечивается посредством кодирования пакетов кодом с обнаружением ошибок, так чтобы приемник мог обнаруживать ошибочные или потерянные пакеты и таким образом запрашивать повторную передачу. Целостность последовательности данных обычно обеспечивается последовательной нумерацией пакетов и применением некоторых правил передачи.Automatic Repeat Request (ARQ), as mentioned above, has been proposed for use on the air interface in cellular wireless communication systems. ARQ can also be used in multi-switch systems. Data before transmission is usually divided into smaller packets, Protocol Data Units (PDUs). Reliable transmission is ensured by encoding packets with error detection code so that the receiver can detect erroneous or lost packets and thus request retransmission. The integrity of the data sequence is usually ensured by sequential numbering of packets and the application of certain transmission rules.
В наиболее простой форме ARQ, обычно называемой как ARQ "остановиться-и-ждать", отправитель данных хранит каждый посланный пакет данных и ждет подтверждения от приемника о корректно принятом пакете данных посредством сообщения подтверждения (ACK). Когда ACK принят, отправитель исключает сохраненный пакет и посылает следующий пакет. Процесс обычно дополняется таймерами и использованием сообщений отрицательного подтверждения (NACK). Посылающий объект использует таймер, который начинает работу при передаче пакета данных, и если никакой ACK (или NACK) не был принят прежде, чем истечет время таймера, пакет данных передается повторно. Если приемник обнаруживает ошибки в пакете, он может посылать NACK отправителю. После приема NACK отправитель повторно передает пакет данных без ожидания истечения времени таймера. Если ACK или NACK сообщение потеряны, время таймера в конечном счете истекает, и отправитель будет повторно передавать пакет данных.In the simplest form of ARQ, commonly referred to as a stop-and-wait ARQ, the data sender stores each data packet sent and awaits confirmation from the receiver of the correctly received data packet through an acknowledgment message (ACK). When the ACK is received, the sender discards the stored packet and sends the next packet. The process is usually complemented by timers and the use of negative acknowledgment (NACK) messages. The sending entity uses a timer that starts when a data packet is transmitted, and if no ACK (or NACK) was received before the timer expires, the data packet is retransmitted. If the receiver detects errors in the packet, it may send a NACK to the sender. After receiving the NACK, the sender retransmits the data packet without waiting for the timer to expire. If the ACK or NACK message is lost, the timer will eventually expire and the sender will retransmit the data packet.
ARQ был введен в данной области техники в нескольких различных аспектах. От простого "остановиться-и-ждать" были разработаны более сложные схемы обычного ARQ, например, Возврат на N и выборочное отклонение (или выборочное повторение), которая обеспечивает более высокую производительность. В публикации WO 02/09342 раскрыта схема ARQ, которая добавляет гибкость традиционной ARQ схеме, вводя параметры ARQ, которые являются установленными и/или согласованными, чтобы обеспечить желательный компромисс относительно ресурсов связи.ARQ has been introduced in the art in several different aspects. From simple stop-and-wait, more complex conventional ARQ schemes have been developed, such as Return to N and selective deviation (or selective repetition), which provides better performance. Publication WO 02/09342 discloses an ARQ scheme that adds flexibility to a traditional ARQ scheme by introducing ARQ parameters that are set and / or consistent to provide the desired compromise regarding communication resources.
В другой линии развития ARQ, избыточность в кодировании используется различными способами, чтобы повысить эффективность связи (обычно измеряемой как производительность). Эти схемы называют схемами гибридного ARQ. Комбинация кодирования и ARQ, схем гибридного ARQ может давать некоторую адаптацию к изменениям в радиосреде, например, к замиранию. В схеме 1 Гибридного ARQ прямое исправление ошибок (FEC) объединено с ARQ. В схеме 2 Гибридного ARQ PDU посылают более или менее (FEC) закодированным, но сопровождаемым проверкой при помощи циклического кода (CRC) для проверки присутствия ошибочных битов после декодирования, и если повторная передача требуется, посылают биты проверки на четность (также известные, как биты избыточности), сформированные кодером FEC, систематические биты или комбинацию обоих. Когда биты проверки на четность используются вместе с ранее принятыми битами, представляющими тот же самый пакет данных, это часто называется схемой 2 Гибридного ARQ, основанной на возрастающей избыточности. Эта последовательность битов проверки на четность может в некоторой схеме 2 Гибридного ARQ быть декодируемой непосредственно, и/или улучшать декодирование предварительно принятого некорректно декодированного PDU. Когда систематические биты используются вместе с предварительно принятыми битами, представляющими тот же самый пакет данных, это часто называется схемой 2 Гибридного ARQ, основанной на комбинировании отслеживания. Версия схемы 2 Гибридного ARQ используется в UMTS.In another line of ARQ development, coding redundancy is used in various ways to improve communication efficiency (usually measured as performance). These circuits are called hybrid ARQ circuits. The combination of coding and ARQ, hybrid ARQ schemes may provide some adaptation to changes in the radio environment, such as fading. In Hybrid ARQ Scheme 1, forward error correction (FEC) is combined with ARQ. In
Документ WO 0249292 посвящен некоторым проблемам использования Гибридного ARQ в системах UMTS, особенно в отношении планирования и буферизации. Планирование упрощается и размер буфера уменьшается посредством ввода механизма управления потоком данных между Контроллером Радиосети (RNC) и Узлом B.WO 0249292 addresses some of the challenges of using Hybrid ARQ in UMTS systems, especially with regard to scheduling and buffering. Scheduling is simplified and buffer size is reduced by introducing a data flow control mechanism between the Radio Network Controller (RNC) and Node B.
Были предложены схемы, например в WO 02052771, чтобы оптимизировать требуемую ширину полосы и разрешить противоречивые требования от UE посредством улучшенного планирования в базовых станциях. Также в планировании рассматриваются канальные условия.Schemes have been proposed, for example in WO 02052771, in order to optimize the required bandwidth and resolve conflicting requirements from the UE through improved scheduling at base stations. Planning also considers channel conditions.
Известные из предшествующего уровня техники схемы кодирования и планирования представляют существенные усовершенствования в отношении полной производительности и гибкости. Однако увеличивающиеся требования более высокой производительности, охвата и гибкости не могут быть удовлетворены только предшествующим уровнем техники.Prior art coding and scheduling schemes represent significant improvements in terms of overall performance and flexibility. However, the increasing demands of higher productivity, coverage, and flexibility cannot be satisfied only with the prior art.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
В известных системах связи, в конкретных беспроводных системах, в которых среда является ненадежной, посылают информацию, которая не принимается назначенным принимающим узлом, но которая принимается другим узлом в системе. Известные из уровня техники способы и конструкции не в состоянии распознавать и использовать тот факт, что посланная информация, которая была принята узлами, отличными от назначенного, может использоваться для улучшения кодирования и планирования в посылающем узле в отношении, например, полной производительности.In known communication systems, in particular wireless systems in which the environment is unreliable, information is sent that is not received by the designated receiving node, but which is received by another node in the system. Prior art methods and constructions are not able to recognize and exploit the fact that the information sent, which was received by nodes other than the assigned, can be used to improve coding and scheduling in the sending node in relation to, for example, full performance.
Очевидно, необходимы улучшенные способ и устройство планирования и кодирования, использующее факт приема информации узлами в системе, отличными от первоначально назначенного принимающего узла, которые являются подходящими в системах связи, использующих автоматический запрос повторения (ARQ) или планирование и передачу со многими переключениями, при этом среда является ненадежной.Obviously, an improved method and apparatus for scheduling and coding is needed, using the fact that information is received by nodes in the system other than the originally assigned receiving node, which are suitable in communication systems using automatic repeat request (ARQ) or scheduling and transmission with many switches, The environment is unreliable.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ и устройство, которые преодолевают недостатки известных из уровня техники способов. Это достигается способом согласно п. 1 формулы изобретения, способом в посылающем узле, как определено в п. 18 формулы изобретения, способом в принимающем узле, как определено в п. 27 формулы изобретения, посылающим узлом, как определено в п. 32 формулы изобретения, принимающим узлом, как определено в п. 36 формулы изобретения, и системой, как определено в п. 38 формулы изобретения.An object of the present invention is to provide a method and apparatus that overcomes the disadvantages of prior art methods. This is achieved by the method according to paragraph 1 of the claims, by the method in the sending node, as defined in paragraph 18 of the claims, by the method in the receiving node, as defined in paragraph 27 of the claims by the sending node, as defined in paragraph 32 of the claims, the receiving node, as defined in paragraph 36 of the claims, and the system, as defined in paragraph 38 of the claims.
Эта проблема решается тем, что настоящее изобретение обеспечивает способ и устройство, облегчающее использование прослушанной (подслушанной) и предварительно отклоненной информации для улучшения кодирования и планирования в посылающем узле. Согласно способу принимающие узлы выборочно сохраняют принятую информацию в качестве априорной информации и подают обратно информацию (обратной связи) относительно их соответствующей сохраненной априорной информации к посылающему узлу. Посылающий узел формирует составные пакеты данных посредством совместного (объединенного) кодирования и планирования множества пакетов данных ко множеству пользователей, по меньшей мере частично на основании информации обратной связи об априорной информации соответствующих принимающих узлов. Посылающий узел передает составной пакет данных ко множеству принимающих узлов. После приема составного пакета данных принимающие узлы используют свою сохраненную априорную информацию в процессе извлечения данных для себя из составных пакетов данных. Кроме того, и в комбинации с априорной информацией обратной связи, посылающий узел может использовать обычную обратную связь, информируя о принятых пакетах данных.This problem is solved by the fact that the present invention provides a method and apparatus that facilitates the use of listening (eavesdropped) and previously rejected information to improve coding and scheduling in the sending node. According to the method, the receiving nodes selectively store the received information as a priori information and feed back information (feedback) regarding their respective stored a priori information to the sending node. The sending node generates composite data packets by jointly coding and scheduling a plurality of data packets to a plurality of users, at least in part based on feedback information about a priori information of the respective receiving nodes. The sending node transmits a composite data packet to a plurality of receiving nodes. After receiving the composite data packet, the receiving nodes use their stored a priori information in the process of extracting data for themselves from the composite data packets. In addition, and in combination with a priori feedback information, the sending node can use conventional feedback informing of received data packets.
Изобретение применимо в системах со множеством одноадресных ARQ (например, в сотовых и системах с множеством переключений), а также в системах с множеством переключений, где информация прослушивания может быть также получена от иных отправителей, чем узел отправителя.The invention is applicable to systems with multiple unicast ARQs (e.g., cellular and multi-hop systems), as well as multi-hop systems where listening information may also be received from senders other than the sender node.
Благодаря изобретению меньшее количество пакетов данных должно быть послано от посылающего узла ко множеству принимающих узлов, чтобы достичь корректного приема переданных пакетов данных.Thanks to the invention, fewer data packets must be sent from the sending node to the plurality of receiving nodes in order to achieve the correct reception of the transmitted data packets.
Согласно одному аспекту изобретения обеспечивается способ, который содержит этапы:According to one aspect of the invention, there is provided a method that comprises the steps of:
- по меньшей мере один принимающий узел принимает и сохраняет по меньшей мере один пакет данных, назначенный для другого принимающего узла, причем сохраненные пакеты данных формируют по меньшей мере часть априорной информации принимающего узла, который принял пакет данных;- at least one receiving node receives and stores at least one data packet assigned to another receiving node, and the stored data packets form at least a part of the a priori information of the receiving node that received the data packet;
- по меньшей мере один из принимающих узлов подает обратно информацию о своей априорной информации к первому посылающему узлу и/или ко второму посылающему узлу;- at least one of the receiving nodes feeds back information about its a priori information to the first sending node and / or to the second sending node;
- по меньшей мере один из посылающего(их) узла(ов), который принял информацию обратной связи, формирует и передает составной пакет данных, при этом составной пакет данных содержит информацию из по меньшей мере двух отдельных пакетов данных, каждый содержащий информацию, предназначенную по меньшей мере двум принимающим узлам, причем в упомянутом формировании используется априорная информация по меньшей мере одного принимающего узла;- at least one of the sending node (s) that received the feedback information generates and transmits a composite data packet, wherein the composite data packet contains information from at least two separate data packets, each containing information intended for at least two receiving nodes, wherein the aforementioned formation uses a priori information of at least one receiving node;
- по меньшей мере один принимающий узел декодирует, по меньшей мере частично, составной пакет данных с использованием своей априорной информации.- at least one receiving node decodes, at least partially, a composite data packet using its prior information.
Объединенное (совместное) кодирование предпочтительно является нелинейным, например, выполняется с использованием операций "исключающее ИЛИ" или операций взятия по модулю.Combined (joint) coding is preferably non-linear, for example, performed using exclusive OR operations or modulo operations.
Предпочтительно объединенное кодирование и планирование включают в себя процесс оптимизации, рассматривающий различные комбинации пакетов и различные комбинации приемников и знания об их сохраненной априорной информации.Preferably, the combined coding and scheduling includes an optimization process considering various combinations of packets and various combinations of receivers and knowledge of their stored a priori information.
Согласно второму аспекту изобретения обеспечивается способ в посылающем узле, который содержит этапы:According to a second aspect of the invention, there is provided a method in a sending node that comprises the steps of:
сохранение в качестве априорной информации по меньшей мере одного пакета данных, назначенного для по меньшей мере одного другого принимающего узла;storing as a priori information at least one data packet assigned to at least one other receiving node;
передачу информации обратной связи об априорной информации к по меньшей мере одному другому узлу в системе связи; иtransmitting feedback information on a priori information to at least one other node in the communication system; and
после приема составного пакета данных декодирование, по меньшей мере частично, упомянутых составных пакетов данных посредством использования сохраненной априорной информации.after receiving the composite data packet, decoding, at least in part, the said composite data packets by using the stored a priori information.
Согласно третьему аспекту изобретения обеспечивается способ в принимающем узле, который содержит этапы:According to a third aspect of the invention, there is provided a method in a receiving unit, which comprises the steps of:
сохранение в качестве априорной информации по меньшей мере одного пакета данных, предназначенного для по меньшей мере одного другого принимающего узла;storing as a priori information at least one data packet intended for at least one other receiving node;
передачу информации обратной связи относительно априорной информации к по меньшей мере одному другому узлу в системе связи; иtransmitting feedback information regarding a priori information to at least one other node in the communication system; and
после приема составного пакета данных - декодирование, по меньшей мере частично, упомянутых составных пакетов данных посредством использования сохраненной априорной информации.after receiving the composite data packet, decoding, at least in part, the said composite data packets by using the stored a priori information.
Согласно четвертому аспекту изобретения обеспечивается посылающий узел, который содержит приемник обратной связи, приспособленный для приема и идентификации априорной информации в информации обратной связи от принимающих узлов, модуль хранения априорной информации для сохранения априорной информации от множества принимающих узлов, модуль объединенного кодирования и планирования для формирования составного пакета данных из множества отдельных пакетов данных. Модуль хранения априорной информации соединен с упомянутым приемником обратной связи. Модуль объединенного кодирования и планирования выполнен с возможностью использовать априорную информацию от модуля хранения априорной информации и определять, какие из множества отдельных пакетов данных извлекать из буферного модуля для использования в составном пакете данных.According to a fourth aspect of the invention, there is provided a sending node that comprises a feedback receiver adapted to receive and identify a priori information in feedback information from receiving nodes, a priori information storage module for storing a priori information from a plurality of receiving nodes, a combined coding and scheduling module for forming a composite a data packet from a plurality of individual data packets. The a priori information storage module is connected to said feedback receiver. The combined coding and scheduling module is configured to use a priori information from the a priori information storage module and determine which of the plurality of individual data packets to extract from the buffer module for use in a composite data packet.
Согласно пятому аспекту изобретения обеспечивается принимающий узел, который содержит буфер априорной информации для сохранения выбранных пакетов данных в качестве априорной информации, и модуль идентификации и декодирования PDU (блоков данных протокола), выполненный с возможностью извлекать априорную информацию из упомянутого буфера априорной информации для декодирования принятых составных пакетов данных.According to a fifth aspect of the invention, there is provided a receiving node that comprises a buffer of a priori information for storing selected data packets as a priori information, and an identification and decoding module PDU (protocol data units) configured to extract a priori information from said a priori information buffer for decoding received constituents data packets.
Одно из преимуществ изобретения состоит в том, что необходимо меньшее количество передач, чтобы гарантировать, что информация, которая достигает своего адресата, дает возможность увеличить пропускную способность и уменьшить время ожидания.One of the advantages of the invention is that fewer transmissions are needed to ensure that information that reaches its destination allows for increased throughput and reduced latency.
Другим преимуществом является то, что энергия/мощность, используемая в системе связи, могут быть уменьшены для той же самой пропускной способности и времени ожидания.Another advantage is that the energy / power used in the communication system can be reduced for the same throughput and latency.
Еще одним преимуществом является то, что может использоваться малая сложность декодирования (и кодирования).Another advantage is that low decoding (and coding) complexity can be used.
Варианты осуществления изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения. Другие задачи, преимущества и новые признаки изобретения станут очевидны из нижеследующего подробного описания изобретения при рассмотрении совместно с сопроводительными чертежами и формулой изобретения.Embodiments of the invention are defined in the dependent claims. Other objectives, advantages and new features of the invention will become apparent from the following detailed description of the invention when considered in conjunction with the accompanying drawings and the claims.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Изобретение подробно описано ниже со ссылками на чертежи, на которых:The invention is described in detail below with reference to the drawings, in which:
Фиг. 1 является схематической иллюстрацией последовательностей передачи в системе сотовой связи согласно уровню техники;FIG. 1 is a schematic illustration of transmission sequences in a cellular communication system according to the prior art;
Фиг. 2 является схематической иллюстрацией последовательностей передачи в системе с множеством переключений согласно уровню техники;FIG. 2 is a schematic illustration of transmission sequences in a multi-hop system according to the prior art;
Фиг. 3 изображает последовательность операций по способу согласно настоящему изобретению;FIG. 3 is a flow chart of a method according to the present invention;
Фиг. 4 является схематической иллюстрацией последовательностей передачи в системе связи согласно настоящему изобретению;FIG. 4 is a schematic illustration of transmission sequences in a communication system according to the present invention;
Фиг. 5 является схематической иллюстрацией последовательностей передачи в системе связи согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;FIG. 5 is a schematic illustration of transmission sequences in a communication system according to one embodiment of the present invention;
Фиг. 6 является схематической иллюстрацией последовательностей передачи в системе с множеством переключений согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;FIG. 6 is a schematic illustration of transmission sequences in a multi-hop system according to one embodiment of the present invention;
Фиг. 7 изображает последовательность действий согласно операциям приема согласно способу настоящего изобретения;FIG. 7 shows a flowchart according to receiving operations according to the method of the present invention;
Фиг. 8 изображает последовательность действий согласно операциям передачи согласно способу настоящего изобретения;FIG. 8 is a flowchart of transmission operations according to the method of the present invention;
Фиг. 9 является схематической иллюстрацией передатчика и приемника согласно настоящему изобретению;FIG. 9 is a schematic illustration of a transmitter and a receiver according to the present invention;
Фиг. 10 является схематическими иллюстрациями принципов кодирования согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;FIG. 10 is a schematic illustration of coding principles according to one embodiment of the present invention;
Фиг. 11 является схематической иллюстрацией сообщения обратной связи согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;FIG. 11 is a schematic illustration of a feedback message according to one embodiment of the present invention;
Фиг. 12 является схематической иллюстрацией последовательностей передачи в системе сотовой связи согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.FIG. 12 is a schematic illustration of transmission sequences in a cellular communication system according to one embodiment of the present invention.
Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
В системе связи согласно настоящему изобретению посылающий объект участвует в связи со множеством принимающих объектов. Посылающий объект, например, базовая станция (БС), в операции передачи называется посылающим узлом (SN), а принимающий объект, например, реализованный как мобильная станция (MS), в операции приема называется принимающим узлом (RN). Следует отметить, что мобильная станция может также действовать как посылающий узел, и базовая станция - как принимающий узел. Настоящее изобретение может выгодно использоваться и в обычных сотовых системах связи с базовой станцией, находящейся в связи со множеством мобильных станций, и в системах с множеством переключений, при этом по меньшей мере одна мобильная станция обменивается с по меньшей мере двумя другими мобильными станциями, чтобы разрешить обмен. Как описано выше, в таких системах могут использоваться различные схемы планирования, чтобы увеличить эффективность, и могут использоваться различные типы схем ARQ, чтобы повысить надежность передач.In the communication system of the present invention, a sending entity is involved in communication with a plurality of receiving entities. A sending entity, for example, a base station (BS), in a transmission operation is called a sending node (SN), and a receiving entity, for example, implemented as a mobile station (MS), in a receiving operation is called a receiving node (RN). It should be noted that the mobile station can also act as a sending node, and the base station as a receiving node. The present invention can be advantageously used both in conventional cellular communication systems with a base station in communication with a plurality of mobile stations and in multiple switching systems, wherein at least one mobile station communicates with at least two other mobile stations to enable exchange. As described above, various scheduling schemes can be used in such systems to increase efficiency, and different types of ARQ schemes can be used to increase transmission reliability.
Сначала рассматривается традиционная схема ARQ согласно уровню техники. Традиционная схема ARQ между одним отправителем и одним приемником ниже называется как ARQ однонаправленной передачи. Следует отметить, что, например, в системе сотовой связи для нисходящей линии связи множество сеансов ARQ однонаправленной передачи связи выполняются одновременно к различным пользователям, где каждый пользователь может иметь множество потоков со своим собственным экземпляром ARQ однонаправленной передачи. На фиг. 1 иллюстрируется посылающий узел, в этом случае базовая станция 105 находится в связи с двумя принимающими узлами va и vA соответственно, реализованными как мобильная станция 110 и мобильная станция 120. Следовательно, два протокола ARQ однонаправленной передачи выполняются параллельно, первый - между базовой станцией 105 и мобильной станцией 110 и второй - между базовой станцией 105 и мобильной станцией 120. В примере, проиллюстрированном на фиг. 1, в момент времени T1 посылающий узел, базовая станция 105, посылает информацию в форме пакета (a) данных к мобильной станции 110, причем пакет (a) данных не был принят корректно мобильной станцией 110. Пакет (a) данных может быть также принят (прослушан) другим(и) пользователем(ями), например, принимающим узлом vA (мобильной станцией 120). Однако, согласно схеме ARQ однонаправленной передачи предшествующего уровня техники, такие прослушиваемые пакеты данных отбрасываются принимающим узлом vA. Альтернативно, если принимающий узел vA знает, что он не является назначенным принимающим узлом, пакеты данных не рассматриваются вообще. В момент времени T2 пакет (A) данных посылается от посылающего узла 105 к мобильной станции 120, но также и эта передача является неудачной. Посредством процедур ARQ посылающий узел 105 обеспечивается информацией подтверждения и в моменты времени T3 и T4 посылающий узел 105 повторно передает пакет (a) и пакет (A) соответственно. Два принимающих узла va и vA корректно принимают свой соответствующий пакет (a) и (A) данных. Следует отметить, что передачи в моменты времени T1 и T2 могут происходить в одно и то же время, если используется технология передачи, допускающая одновременные передачи, например, множественный доступ с ортогональным частотным разделением (OFDMA), то есть пакет (A), и пакет (a) посылаются одновременно, но по не перекрывающимся наборам OFDM поднесущих. Повторная передача может также происходить одновременно.First, a conventional ARQ scheme according to the prior art is considered. The traditional ARQ scheme between one sender and one receiver below is referred to as ARQ unidirectional transmission. It should be noted that, for example, in a downlink cellular communication system, multiple unidirectional ARQ sessions are performed simultaneously to different users, where each user can have multiple streams with their own unidirectional ARQ instance. In FIG. 1 illustrates a sending node, in this case, the
Сети с множеством переключений представляют другой сценарий развертывания, где узлы направляют трафик друг другу, кроме формирования и приема своего собственного трафика. Однако сети с множеством переключений сохраняют атрибуты сотовой системы связи, то есть это обычно включает в себя отправителя, обменивающегося со множеством станций по ненадежной среде. Один тип принципа сети со множеством переключений использует планирование передачи для каждого узла. Этот процесс планирования может принимать во внимание много различных аспектов, таких как задержка пакета, требование QoS (качество услуг) и усреднение, а также мгновенные характеристики линии связи для определения, какой пакет передавать, кому и когда. Маршрутизация, основанная на разнесении по множеству пользователей, раскрывается в документе US200402333918. Подобно сотовой сети связи узел в сети с множеством переключений может использовать ARQ однонаправленной передачи, то есть один или более экземпляров для каждого соседа. Пример сети с множеством переключений с пакетами, запланированными к различным пользователям, иллюстрируется на фиг. 2, где узлы vx 205 и vy 215 представляют посылающие узлы и посылают пакеты данных к узлам vA 225 и va 210 соответственно, выступающих в качестве узлов-адресатов. Сначала пакет (A) данных посылается к (промежуточному) принимающему узлу vs 220. Узел vs 220 направляет пакет (A) данных к узлу vA 225. В более поздний момент времени узел vy 215 посылает пакет (a) данных промежуточному узлу vs 220, который направляет пакет (a) данных узлу va 210. Подобно случаю с сотовой связью и согласно процедурам ARQ прием подтверждается, и в случае необходимости потерянные пакеты данных повторно передаются к назначенному приемнику.Networks with many switching represent another deployment scenario where nodes route traffic to each other, in addition to generating and receiving their own traffic. However, multi-hop networks retain the attributes of a cellular communication system, that is, this usually includes a sender exchanging with a plurality of stations over an unreliable environment. One type of multi-hop network principle uses transmission scheduling for each node. This planning process can take into account many different aspects, such as packet delay, QoS (quality of service) requirement and averaging, as well as instantaneous link characteristics to determine which packet to send, to whom and when. Multiple user routing is disclosed in US200402333918. Like a cellular communications network, a node in a multi-hop network can use unidirectional ARQ, that is, one or more instances for each neighbor. An example of a multi-hop network with packets scheduled for different users is illustrated in FIG. 2, where the nodes v x 205 and
Согласно способу и устройству настоящего изобретения априорная информация, например, прослушиваемая информация, такая как отбрасываемые пакеты данных в вышеприведенных примерах, используется, чтобы повысить эффективность в системе связи. Принимающие узлы выборочно сохраняют принятую информацию в качестве априорной информации и подают обратно информацию о своей соответствующей сохраненной априорной информации к посылающему узлу. Посылающий узел формирует составные пакеты данных посредством совместного (объединенного) кодирования и планирования множества пакетов данных ко множеству пользователей, по меньшей мере частично, на основании обратной связи в отношении априорной информации соответствующих принимающих узлов. Кроме того, и в комбинации с априорной информацией обратной связи, посылающий узел может использовать обычную обратную связь, информирующую относительно принятых пакетов данных. Составной пакет данных передают к принимающим узлам. После приема составного пакета данных принимающие узлы используют свою сохраненную априорную информацию в процессе извлечения данных для самих себя из составных пакетов данных. Таким образом, меньшее количество пакетов данных должно быть послано от посылающего узла ко множеству принимающих узлов, чтобы достичь корректного приема переданных пакетов данных. Изобретение применимо ко множеству ARQ однонаправленной передачи (например, в сотовых системах и системах с множеством переключений), также как и в системах с множеством переключений, где прослушивание информации может также исходить от других отправителей, отличных от узла отправителя.According to the method and apparatus of the present invention, a priori information, for example, listening information, such as discarded data packets in the above examples, is used to increase efficiency in a communication system. The receiving nodes selectively store the received information as a priori information and feed back information about their respective stored a priori information to the sending node. The sending node generates composite data packets by jointly coding and scheduling a plurality of data packets to a plurality of users, at least in part, based on feedback regarding a priori information of the respective receiving nodes. In addition, and in combination with a priori feedback information, the sending node may use conventional feedback informing about received data packets. A composite data packet is transmitted to the receiving nodes. After receiving the composite data packet, the receiving nodes use their stored a priori information in the process of extracting data for themselves from the composite data packets. Thus, fewer data packets must be sent from the sending node to the plurality of receiving nodes in order to achieve the correct reception of the transmitted data packets. The invention is applicable to multiple unidirectional ARQs (e.g., cellular and multi-hop systems), as well as multi-hop systems, where listening to information may also come from other senders other than the sender node.
Принцип способа согласно настоящему изобретению в укрупненном виде иллюстрируется последовательностью операций на фиг. 3 и схематической схемой передачи на фиг. 4. Как иллюстрируется на чертежах, множество радиоузлов 405, 410, 415, которые являются частями в системе беспроводной связи, находится в процессе обмена информацией в форме пакетов данных. Термин "радиоузлы" должен интерпретироваться широко; любое устройство, способное к беспроводной связи и совместимое со стандартами, используемыми в сети беспроводной связи, может рассматриваться как радиоузел. Обычно радиоузел способен как к посылке, так и к приему пакетов данных, что называется как операции посылки и приема соответственно, или посылающий/принимающий узел, означающий радиоузел в операции посылки/приема. Радиоузлы включают в себя, но не ограничиваются ими базовые радиостанции, мобильные станции, портативные компьютеры и PDA (персональные цифровые ассистенты), оборудованные средствами беспроводной связи, и транспортные средства, и машины, оборудованные средствами беспроводной связи. В этом примере радиоузел 405 находится прежде всего в операции посылки (посылающий узел 405) и узлы 410, 415, и 420 находятся прежде всего в операции приема (принимающие узлы 410, 415, 420). Сплошные линии указывают назначенные передачи, и пунктирные линии указывают прослушиваемые передачи. Перечеркнутые пакеты указывают неудачный прием. Способу согласно изобретению предпочтительно предшествует начальный обмен отдельным пакетом данных, при этом предшествующий этап 300 содержит этапы:The principle of the method according to the present invention in an enlarged form is illustrated by the sequence of operations in FIG. 3 and the schematic transmission diagram of FIG. 4. As illustrated in the drawings, a plurality of radio nodes 405, 410, 415, which are parts in a wireless communication system, are in the process of exchanging information in the form of data packets. The term "radio nodes" should be interpreted broadly; any device capable of wireless communication and compatible with the standards used in a wireless communication network can be considered as a radio node. Typically, a radio node is capable of both sending and receiving data packets, which is referred to as sending and receiving operations, respectively, or a sending / receiving node, meaning a radio node in a send / receive operation. Radio nodes include, but are not limited to, radio base stations, mobile stations, laptop computers and PDAs (personal digital assistants) equipped with wireless communications, and vehicles and vehicles equipped with wireless communications. In this example, the radio node 405 is primarily in the send operation (sending node 405) and the nodes 410, 415, and 420 are primarily in the receive operation (receiving nodes 410, 415, 420). Solid lines indicate assigned transmissions, and dashed lines indicate listening transmissions. Crossed packets indicate failed reception. The method according to the invention is preferably preceded by the initial exchange of a separate data packet, while the preceding
300: Пакеты данных, иллюстрированные как пакеты (X) и (Y), посылают от одного или более радиоузлов в операции посылки, здесь - посылающего узла 405, ко множеству принимающих узлов 410, 415, 420. Обычно каждый отдельный пакет данных имеет назначенный принимающий узел. Передача пакетов данных может происходить одновременно или последовательно в зависимости от технологии передачи.300: Data packets, illustrated as packets (X) and (Y), are sent from one or more radio nodes in a send operation, here, a sending node 405, to a plurality of receiving nodes 410, 415, 420. Typically, each individual data packet has a designated receiving knot. The transmission of data packets may occur simultaneously or sequentially depending on the transmission technology.
Способ согласно изобретению содержит этапы:The method according to the invention comprises the steps of:
310: Принимающие узлы 410, 415, 420 сохраняют свои соответствующие пакеты данных, то есть свою предназначенную информацию, если она была корректно принята. Кроме того, принимающий узел может принимать и сохранять прослушиваемую информацию, то есть пакеты данных, предназначенные для других принимающих узлов, но которые рассматриваемый принимающий узел принял и смог декодировать, и/или пакеты данных, которые были посланы рассматриваемому принимающему узлу в сценарии со множеством переключений для дальнейшей передачи своему конечному адресату. Прослушиваемая информация составляет априорную информацию каждого принимающего узла 410, 415, 420. В изображенном примере пакеты данных (X) и (Y) являются априорной информацией узла 410, (Y) является априорной информацией узла 415, и (X) и (Z) являются априорной информацией узла 420, (Z) - принята ранее.310: The receiving nodes 410, 415, 420 store their respective data packets, i.e. their intended information, if it was correctly received. In addition, the receiving node can receive and store listening information, that is, data packets intended for other receiving nodes, but which the receiving node in question received and was able to decode, and / or data packets that were sent to the receiving node in question in a multi-switch scenario for further transfer to your final destination. Listened information constitutes a priori information of each receiving node 410, 415, 420. In the illustrated example, data packets (X) and (Y) are a priori information of node 410, (Y) is a priori information of node 415, and (X) and (Z) are a priori information of the node 420, (Z) - adopted earlier.
320: Принимающие узлы 410, 415, 420 передают обратно к посылающему узлу 405, или посылающим узлам, информацию соответствующей априорной информации. Обычно принимающий узел также подает назад информацию относительно результата передачи, используя процедуры ARQ, например.320: The receiving nodes 410, 415, 420 transmit back to the sending node 405, or sending nodes, information of the corresponding a priori information. Typically, the receiving node also feeds back information regarding the transmission result using ARQ procedures, for example.
330: Посылающий узел 405 формирует, если возможно и выгодно, составной пакет 450 данных с помощью использования поданного обратно знания соответствующей априорной информации от принимающих узлов 410, 415, 420. Составной пакет данных содержит данные, предназначенные для по меньшей мере двух различных принимающих узлов. Предпочтительно, знание априорной информации используется посылающим узлом 405, чтобы запланировать то, какие отдельные пакеты данных должны содержаться в составном пакете данных и совместно кодировать множество отдельных пакетов данных, которые должны содержаться в составном пакете данных. По меньшей мере, часть составного пакета данных должна состоять из совместно закодированного множества отдельных пакетов данных. Характеристикой кодирования составного пакета является то, что количество битов в составном пакете меньше, чем сумма количества битов частей пакетов, которые совместно закодированы. Этот процесс ниже называется как объединенное кодирование и планирование, и подробно описывается, и иллюстрируется ниже. Посылающий узел может формировать множество различных составных пакетов, предназначенных различным парам, или группам, принимающих узлов. В этом примере посылающий узел 405 формирует составной пакет данных, содержащий данные из (X), (Y) и (Z).330: The sending node 405 generates, if possible and advantageously, a composite data packet 450 by using backward-supplied knowledge of the corresponding a priori information from the receiving nodes 410, 415, 420. The composite data packet contains data intended for at least two different receiving nodes. Preferably, knowledge of the a priori information is used by the sending node 405 to schedule which individual data packets should be contained in the composite data packet and jointly encode a plurality of individual data packets that should be contained in the composite data packet. At least a portion of the composite data packet should consist of co-encoded multiple individual data packets. The encoding characteristic of a composite packet is that the number of bits in the composite packet is less than the sum of the number of bits of the packet parts that are coded. This process is referred to below as combined coding and scheduling, and is described in detail and illustrated below. A sending node can form many different composite packets intended for different pairs or groups of receiving nodes. In this example, the sending node 405 forms a composite data packet containing data from (X), (Y) and (Z).
340: Посылающий узел 405 передает составной пакет данных к назначенным принимающим узлам, в примере согласно фиг. 4 - принимающим узлам 410, 415, 420.340: The sending node 405 transmits a composite data packet to the designated receiving nodes, in the example of FIG. 4 - to the receiving nodes 410, 415, 420.
350: После приема составного пакета данных принимающие узлы 410, 415, 420 декодируют, если возможно, составной пакет данных и извлекают соответствующие собственные данные, который был предварительно неизвестен соответствующему принимающему узлу. В процессе декодирования и извлечения используется сохраненная априорно известная информация и, возможно, собственные пакеты данных, предварительно декодированные приемником. Может иметь место случай, когда принимающий узел может не иметь полную информацию, необходимую, чтобы полностью декодировать и извлечь собственные данные из составного пакета данных. Если дело обстоит так, то принимающий узел может частично декодировать составной пакет данных, и сохранить результат, оставшийся составной пакет данных для дальнейшей обработки, когда станет доступной другая информация, например, другие пакеты данных, назначенные к этому принимающему узлу, должны быть посланы от посылающего узла 405, или прослушиваемые пакеты данных. Альтернативно, составной пакет данных сохраняют без попытки декодировать, пока принимающий узел не получит всю требуемую информацию. Информация относительно информации, требуемой для декодирования основной части составного пакета данных, может содержаться в заголовке. В этом примере узел 420 может извлекать (Y) и узел 410 извлекает (Z). Узел 415 может извлекать остаточный составной пакет данных.350: After receiving the composite data packet, the receiving nodes 410, 415, 420 decode, if possible, the composite data packet and extract the corresponding own data, which was previously unknown to the corresponding receiving node. In the process of decoding and extracting, a priori known information and, possibly, proprietary data packets previously decoded by the receiver are used. There may be a case where the receiving node may not have the complete information necessary to completely decode and extract its own data from the composite data packet. If this is the case, then the receiving node can partially decode the composite data packet, and save the result, the remaining composite data packet for further processing, when other information becomes available, for example, other data packets assigned to this receiving node should be sent from the sending node 405, or listening data packets. Alternatively, the composite data packet is stored without trying to decode until the receiving node receives all the required information. Information regarding the information required to decode the main part of the composite data packet may be contained in the header. In this example, node 420 can retrieve (Y) and node 410 retrieves (Z). Node 415 may retrieve the residual composite data packet.
Априорная информация, поданная назад от принимающих узлов 410, 415, 420 к посылающему узлу 405, предпочтительно может быть объединена с информацией обратной связи о том, какие пакеты данных были приняты и которые не имеют, при условии, что такая информация может быть определена, собственных пакетов данных, то есть пакетов данных, для которых конкретный принимающий узел был назначенным приемником. Следовательно, дополнительная обратная передача априорной информации может рассматриваться как расширение традиционной обратной связи ARQ однонаправленной передачи в том, что узел сообщает о результате декодирования также для других передач, не предназначенных для этого узла. Комбинация априорной обратной связи и традиционной ARQ однонаправленной передачи обратной связи может быть названа как расширенный или полный статус принятого пакета. Здесь "полный" означает всю информацию статуса, в то время как "расширенный" указывает больший объем информации обратной связи, чем обеспечиваемый традиционным ARQ однонаправленной передачи.The a priori information fed back from the receiving nodes 410, 415, 420 to the sending node 405 can preferably be combined with feedback information about which data packets were received and which do not have, provided that such information can be determined, own data packets, that is, data packets for which a particular receiving node was a designated receiver. Therefore, the additional backward transmission of a priori information can be considered as an extension of the traditional unidirectional transmission ARQ feedback in that the node reports the decoding result also for other transmissions not intended for this node. The combination of a priori feedback and traditional ARQ unidirectional feedback transmission may be referred to as extended or full status of a received packet. Here, “full” means all status information, while “advanced” indicates more feedback information than that provided by traditional unidirectional ARQ.
Прослушиваемые пакеты данных, принятые на этапе 310, являются обычно или обычными пакетами данных, или составными пакетами данных. Альтернативно или в комбинации, составные пакеты данных могут использоваться в качестве априорной информации принимающим узлом, даже если принимающий узел в настоящее время не имеет достаточно информации, чтобы декодировать составной пакет.The listened data packets received at
Способ согласно изобретению описан ниже со ссылками на варианты осуществления, подходящие для систем сотовой связи и сетей с множеством переключений соответственно.The method according to the invention is described below with reference to embodiments suitable for cellular systems and multi-hop networks, respectively.
На фиг. 5 иллюстрируется обычная система сотовой связи, в которой посылающий узел, базовая станция 505, обменивается со множеством принимающих узлов, мобильными станциями 510 и 520. В предшествующем уровне техники можно было иметь множество экземпляров ARQ однонаправленной передачи. Здесь, согласно одному варианту осуществления изобретения каждый имеет объединенную схему ARQ однонаправленной передачи ко многим пользователям, работающую между отправителем и множеством приемников, гарантирующую поддержку повторной передачи для каждого пользовательского потока, но также и включающую многопользовательский аспект в процессе повторной передачи. После последовательности операций, описанной в отношении фиг. 3, этапы варианта осуществления иллюстрируются следующим не ограничивающим примером:In FIG. 5 illustrates a conventional cellular communication system in which a sending node, a
300a: В моменты времени Т1 и T2 посылающий узел, базовая станция 505, передает пакет (a) данных, назначенный принимающему узлу va, мобильной станции 510, и пакет (A) данных, предназначенный принимающему узлу vA, мобильной станции 520, соответственно. Оба приема являются неудачными. Однако мобильная станция 520 (принимающий узел vA) принимает (прослушивает) пакет (a) данных, и мобильная станция 510 (принимающий узел vа) прослушивает пакет (A) данных.300a: At times T 1 and T 2, the sending node, the
310a: мобильная станция 520 (принимающий узел vA) сохраняет пакет (a) данных и мобильная станция 510 (принимающий узел vа) сохраняет пакет (A) данных. Сохраненные соответствующие пакеты данных составляют априорную информацию принимающих узлов.310a: the mobile station 520 (receiving node v A ) stores the data packet (a) and the mobile station 510 (receiving node v a ) stores the data packet (A). The stored corresponding data packets constitute a priori information of the receiving nodes.
320a: Затем в момент времени T3 мобильные станции 510, 520 передают обратно априорную информацию, то есть информируют базовую станцию 505 о том, какие пакеты данных были приняты (или, наоборот, какие не были приняты, или их комбинацию), или расширенный, или полный статус принятого пакета. Информация обратной связи находится в форме сообщения обратной связи.320a: Then, at time T 3, the
330a: Базовая станция 505 формирует и планирует передачу составного пакета данных на основании сообщения обратной связи, содержащего априорную информацию соответствующей мобильной станции 510, 520, какие пакеты передавать повторно и принимать во внимание используемые принципы кодирования. Здесь, один пример кодирования использует операцию "исключающее ИЛИ" пакета (a) с пакетом (A).330a: The
340a: В момент времени T4 базовая станция 505 передает составной пакет данных, пакет (a), обработанный с помощью операции "исключающее ИЛИ" с пакетом (A), к мобильным станциям 510, 520.340a: At time T 4, the base station 505 transmits a composite data packet, a packet (a) processed by an exclusive OR operation with packet (A), to the
350a: После (корректного) приема составного пакета данных каждая из этих двух мобильных станций 510, 520 может декодировать составной пакет данных и извлекать свою соответствующую пропущенную информацию, то есть пакет (a) данных для узла vа и пакет (A) данных для узла vA, хотя только один пакет был послан с помощью использования своей соответствующей априорной информации. Декодирование содержит, для мобильной станции 510, операцию "исключающее ИЛИ" предварительно принятого пакета (A) данных с составным пакетом данных, чтобы извлечь пакет (a) данных. По аналогии, мобильная станция 520 использует предварительно принятый пакет (a) данных, чтобы извлечь пакет (A) данных.350a: After the (composite) reception of the composite data packet is received, each of these two
Для простоты, вариант осуществления иллюстрируется только с двумя принимающими узлами. Однако, как понятно специалистам в данной области техники с учетом вышеприведенного описания, способ может быть расширен на множество принимающих узлов или групп принимающих узлов.For simplicity, an embodiment is illustrated with only two receiving nodes. However, as understood by those skilled in the art, taking into account the above description, the method can be extended to a plurality of receiving nodes or groups of receiving nodes.
Передача в моменты времени T1 и T2 может происходить в одно и то же время, если, например, используется OFDMA, то есть пакет (A) и пакет (a) посылаются одновременно, но по не перекрывающимся наборам поднесущих OFDM. Одновременная передача пакетов данных, например, посредством OFDMA, может использоваться также в сценарии со множеством переключений. Другие способы для одновременной передачи в моменты времени T1 и T2 также не исключаются в соответствии с изобретением.Transmission at times T 1 and T 2 can occur at the same time if, for example, OFDMA is used, that is, packet (A) and packet (a) are sent simultaneously, but over non-overlapping sets of OFDM subcarriers. Simultaneous transmission of data packets, for example, by OFDMA, can also be used in a multi-hop scenario. Other methods for simultaneously transmitting at times T 1 and T 2 are also not excluded in accordance with the invention.
Другой вариант осуществления изобретения относится к сценарию со множеством переключений (переприемов). На фиг. 6 иллюстрируется сеть со множеством переключений, в которой множество узлов 605, 610, 615, 620 и 625 для множества переключений используются в передаче пакета (a) данных и пакета (A) данных их соответствующим адресатам. Узлы для множества переключений обычно чередующимся образом действуют как посылающие узлы и принимающие узлы. Задача узла для множества переключений, действующего как посылающий узел, состоит в том, чтобы направить данные в его буфере на желательный приемник, который в свою очередь передает данные к адресату. В описании, относящемся к сценарию со множеством переключений, термины "назначенный узел" и "назначенный приемник" относятся к узлам/приемникам, которые являются предназначенным приемником конкретной передачи (переприема). Следовательно, назначенный узел/приемник необязательно является конечным адресатом пакета данных. Узлами для множества переключений являются, например, мобильные станции. После последовательности операций, описанной со ссылками на фиг. 3, операция иллюстрируется следующим не ограничивающим примером:Another embodiment of the invention relates to a scenario with many switches (receptions). In FIG. 6 illustrates a multi-hop network in which a plurality of
300b: В момент времени Т1 посылающий узел, узел vx 605 для множества переключений, передает пакет (A) данных, предназначенный для узла vA 625, через узел vs 620, в этом случае действующем как назначенный принимающий узел. Пакет (A) данных также прослушивается принимающим узлом vа 610. В момент времени T2 второй посылающий узел, узел vy 615 для множества переключений, передает пакет (a) данных. Назначенный приемник, узел vs 620 для множества переключений, принимает пакет (a) данных, и пакет (a) данных также прослушивается принимающим узлом vA 625.300b: At time T 1, the sending node,
310b: Принимающий узел vа 610 сохраняет пакет (A) данных, принимающий узел vA 625 сохраняет пакет (a) данных в качестве своей соответствующей априорной информации и узел vs 620 для множества переключений сохраняет как пакет (A) данных, так и пакет (a) данных.310b: The receiving
320b: Затем в момент времени T3 принимающие узлы сообщают другим узлам в сети с множеством переключений свою априорную информацию и возможно также, какие назначенные пакеты были приняты (или, наоборот, не были приняты) в сообщениях обратной связи. В этом примере узел vs 620 для множества переключений принимает информацию относительно того, что пакет (a) данных был принят принимающим узлом vA 625 и пакет (A) данных - принимающим узлом vа 610.320b: Then, at time T 3, the receiving nodes inform other nodes in the network with a lot of switching their a priori information and it is also possible which assigned packets were received (or, conversely, were not received) in the feedback messages. In this example, the
330b: На основании принятых сообщений обратной связи узел vs 620 для множества переключений, теперь действующий как посылающий узел, планирует, какие пакеты передать, и совместно кодирует их в составной пакет данных. Здесь, простой пример кодирования содержит выполнение операции "исключающее ИЛИ" для пакета (a) с пакетом (A).330b: Based on the received feedback messages, the
340b: В момент времени T4 узел vs 620 для множества переключений, действующий как посылающий узел, передает составной пакет данных (то есть результат операции "исключающее ИЛИ" пакета (a) с пакетом (A)) к принимающим узлам vа 610 и vA 625.340b: At time T 4, the node v s 620, for a plurality of switches, acting as a sending node, transmits a composite data packet (that is, the result of an exclusive OR operation of a packet (a) with a packet (A)) to the receiving nodes v a 610 and
350b: После приема составного пакета данных принимающие узлы vа 610 и vA 625 декодируют свою соответствующую отсутствующую информацию, то есть первоначальный пакет (a) данных и пакет (A) данных соответственно, с использованием своей сохраненной соответствующей априорной информации. Декодирование содержит выполнение принимающими узлами vа 610 операции "исключающее ИЛИ" предварительно принятого пакета (A) данных с совместно закодированным множественным пакетом данных, чтобы извлечь пакет (a) данных. По аналогии, принимающие узлы vA 625 используют предварительно принятый пакет (a) данных, чтобы извлечь пакет (A) данных.350b: After receiving the composite data packet, the receiving nodes v a 610 and
Следует отметить, что принимающие узлы vа 610 и vA 625 могут быть необязательно конечными адресатами пакетов (a) и (A) данных и могут теперь направлять соответствующие пакеты (a) и (A) данных к своим соответствующим конечным адресатам, если узлы vа 610 и vA 625 не были конечными адресатами.It should be noted that the receiving nodes v a 610 and
В сети с множеством переключений можно также принимать, что один из узлов, например, vA 625, послал пакет узлу vs 620, следовательно, не имеется никакой необходимости посылки обратной связи от узла vA 625 к vs 620. Однако в процессе формирования составного пакета узел vs 620 полагается на обратную связь от vа 610. В целом, по меньшей мере, один принимающий узел должен обеспечить передачу обратно априорной информации, и эта информация используется в процессе планирования.In a network with many switches, it can also be accepted that one of the nodes, for example,
В то время как вышеописанная ситуация, где прослушиваемая информация от других передатчиков (отличных от в конечном счете посылающего составной пакет данных) использовалась в качестве априорной информации, возможны также другие комбинации и способы получения априорной известной информации. Например, подобно способу на фиг. 5 можно также использовать более ранние передачи от того же самого отправителя. Кроме того, другие принимающие узлы могут также декодировать составной пакет данных и извлекать пакеты данных, не предназначенные для них, которые могут затем использоваться в качестве априорной информации в будущем процессе декодирования составных пакетов данных, назначенных для них.While the situation described above, where the listening information from other transmitters (other than ultimately sending the composite data packet) was used as a priori information, other combinations and methods for obtaining a priori known information are also possible. For example, similar to the method in FIG. 5, you can also use earlier transmissions from the same sender. In addition, other receiving nodes can also decode the composite data packet and retrieve data packets that are not intended for them, which can then be used as a priori information in the future process of decoding the composite data packets assigned to them.
Следует отметить, что может иметь место случай, когда возможно только частично декодировать совместно закодированный пакет данных, например, когда три или более пакетов данных совместно кодируются и только один априорный пакет данных известен и сохранен принимающим узлом. Примером является кодирование пакетов A, B и C, в котором только пакет C постоянно находится в принимающем узле. Затем комбинация закодированного А с B будет извлечена в процессе декодирования и затем сохранена, а также сообщена посылающему узлу (или включая в себя также другие посылающие узлы). Следует заметить, что статус принятого пакета затем указывает, что А и B все еще совместно закодированы. Посылающий узел может в процессе планирования включать знание того, что априорная информация, постоянно находящаяся в одном или более принимающих узлов, является по меньшей мере частично совместно закодированной. При декодировании в приемнике можно использовать, по меньшей мере частично, информацию совместно закодированного пакета в качестве априорного знания при приеме и декодировании составного пакета.It should be noted that there may be a case where it is only possible to partially decode a jointly encoded data packet, for example, when three or more data packets are jointly encoded and only one a priori data packet is known and stored by the receiving node. An example is the encoding of packets A, B and C, in which only packet C resides in the receiving node. Then, the combination of encoded A with B will be extracted during the decoding process and then stored as well as communicated to the sending node (or including other sending nodes as well). It should be noted that the status of the received packet then indicates that A and B are still co-encoded. The sending node may include in the planning process the knowledge that a priori information residing in one or more receiving nodes is at least partially co-encoded. When decoding at the receiver, the information of the jointly encoded packet can be used, at least partially, as prior knowledge when receiving and decoding a composite packet.
Как указано выше, в способе согласно настоящему изобретению и составные пакеты данных, и обычные пакеты данных должны быть обработаны принимающим узлом и посылающим узлом. Последовательность операций на фиг. 7 иллюстрирует вариант осуществления изобретения, представляющий выполнение способа в принимающем узле. Термин "обычный пакет данных" обозначает несоставной пакет данных, то есть пакеты данных того типа, который также используется в предшествующем уровне техники. Последовательность операций на фиг. 8 иллюстрирует вариант осуществления в посылающем узле.As indicated above, in the method according to the present invention, both composite data packets and conventional data packets must be processed by the receiving node and the sending node. The flowchart of FIG. 7 illustrates an embodiment of the invention representing the execution of a method at a receiving node. The term “regular data packet” means a non-integral data packet, that is, data packets of the type that is also used in the prior art. The flowchart of FIG. 8 illustrates an embodiment in a sending node.
Работа приемника при приеме пакета данных, как видно из фиг. 7, содержит этапы:The operation of the receiver when receiving a data packet, as can be seen from FIG. 7 contains the steps of:
705: Принимающий узел принимает пакет данных и выполняет обычное декодирование, то есть, обычно, FEC декодирование.705: The receiving node receives the data packet and performs conventional decoding, that is, typically FEC decoding.
710: Принимающий узел определяет, является ли принятый пакет данных составным пакетом данных. Эта информация предпочтительно и обычно содержится в заголовке пакета данных или, альтернативно, в сообщении управления, передаваемом вне диапазона частот или в диапазоне частот. Если пакет данных является не составным, то есть обычным пакетом данных, алгоритм переходит на этап 730.710: The receiving node determines whether the received data packet is a composite data packet. This information is preferably and usually contained in the header of the data packet or, alternatively, in a control message transmitted out of the frequency band or in the frequency band. If the data packet is not composite, that is, a regular data packet, the algorithm proceeds to step 730.
715: Принимающий узел определяет, возможно ли согласовать составной пакет данных с какой-либо сохраненной априорной информацией. Если нет, составной пакет данных сохраняется в буфере априорной информации, этап 745.715: The receiving node determines whether it is possible to reconcile the composite data packet with any stored a priori information. If not, the composite data packet is stored in the a priori information buffer,
720: Принимающий узел декодирует составной пакет данных с соответствующей априорной информацией.720: The receiving node decodes the composite data packet with the corresponding a priori information.
725: Если остаточный составной пакет остается после декодирования, то есть если сохраненная априорная информация достаточна только для частичного декодирования составного пакета данных, остаточный пакет данных сохраняют в буфере априорной информации, этап 745. Если составной пакет декодируется полностью, алгоритм переходит на этап 730.725: If the residual composite packet remains after decoding, that is, if the stored a priori information is sufficient only to partially decode the composite data packet, the residual data packet is stored in the a priori information buffer,
730: Принимающий узел определяет, предназначен ли пакет данных, обычный или извлеченный из составного пакета данных, для другого узла. Если пакет данных предназначен для другого узла, то этот пакет данных сохраняют в буфере априорной информации, этап 745.730: The receiving node determines whether the data packet, regular or retrieved from the composite data packet, is for another node. If the data packet is intended for another node, then this data packet is stored in the a priori information buffer,
735: Если принимающий узел является назначенным приемником для пакета данных, этот пакет данных сохраняют в собственном буфере ARQ, если необходимо, или посылают на более высокий уровень; и735: If the receiving node is the designated receiver for the data packet, this data packet is stored in its own ARQ buffer, if necessary, or sent to a higher level; and
740: Принимающий узел передает обратно информацию относительно собственных принятых данных к посылающему узлу и, возможно, к другим узлам. Принимающий узел возвращается к этапу 705, чтобы обрабатывать другие принятые пакеты данных.740: The receiving node transmits information regarding its own received data back to the sending node and possibly other nodes. The receiving node returns to step 705 to process the other received data packets.
745: Принимающий узел сохраняет пакет данных, составной пакет данных или остаточный составной пакет данных в буфере априорной информации.745: The receiving node stores a data packet, a composite data packet, or a residual composite data packet in a priori information buffer.
750: Принимающий узел передает обратно информацию относительно принятой априорной информации к посылающему узлу и, возможно, к другим узлам. Принимающий узел возвращается к этапу 705, чтобы обработать другие принятые пакеты данных.750: The receiving node transmits back information regarding the received a priori information to the sending node and, possibly, to other nodes. The receiving node returns to step 705 to process the other received data packets.
Операция в посылающем узле может предполагаться как состоящая из трех различных частей или циклов, как иллюстрируется в последовательностях операций на фиг. 8a-c. Первая часть (a) принимает и обрабатывает сообщения обратной связи, вторая часть (b) формируют составные пакеты данных, и третья часть (c) посылает сообщения сброса, чтобы прервать обратную связь от принимающих узлов. Все части могут работать одновременно.An operation in a sending node may be assumed to consist of three different parts or cycles, as illustrated in the flowcharts of FIG. 8a-c. The first part (a) receives and processes feedback messages, the second part (b) form composite data packets, and the third part (c) sends reset messages to interrupt feedback from the receiving nodes. All parts can work simultaneously.
Первая часть (a) операции посылающих узлов содержит этапы:The first part (a) of the operation of the sending nodes contains the steps:
805: Посылающий узел контролирует, были ли приняты какие-либо сообщения обратной связи.805: The sending node monitors whether any feedback messages have been received.
810: Посылающий узел определяет, является ли информация обратной связи информацией обратной связи относительно априорной информации от принимающего узла или она является информацией обратной связи относительно принятых собственных данных. Если - относительно собственных данных, алгоритм переходит к обычной операции ARQ, этап 815, если относительно априорной информации, алгоритм переходит к этапу 820.810: The sending node determines whether the feedback information is feedback information regarding the a priori information from the receiving node or whether it is feedback information regarding the received own data. If - relative to its own data, the algorithm proceeds to the usual ARQ operation,
815: Посылающий узел выполняет обычную операцию ARQ и возвращается к этапу 805 контроля.815: The sending node performs the usual ARQ operation and returns to control
820: Посылающий узел сохраняет информацию из информации обратной связи в буфере априорной информации и возвращается к этапу 805 контроля.820: The sending node stores information from the feedback information in the a priori information buffer and returns to control
Вторая часть (b) операции посылающих узлов содержит этапы:The second part (b) of the operation of the sending nodes contains the steps:
825: Посылающий узел определяет, были ли посланы пакеты данных. Это может быть основано, например, но не ограничиваясь этим, на том, прибыла ли только что информация обратной связи, прибыл ли только что новый пакет для передачи или что случай передачи определен посредством некоторой другой функции.825: The sending node determines whether data packets have been sent. This may be based, for example, but not limited to, whether feedback information has just arrived, whether a new packet has just arrived for transmission, or whether the transmission case is determined by some other function.
830: Посылающий узел планирует пакеты данных, которые должны быть посланы из его буферов. На этапе планирования посылающий узел определяет, были ли пакеты данных объединены в составной пакет данных, принимая во внимание априорную информацию из буфера априорной информации, или должен ли быть послан обычный пакет. В процессе планирования также определяется, для какого узла или узлов пакет или пакеты назначен(ы).830: The sending node schedules data packets to be sent from its buffers. At the planning stage, the sending node determines whether the data packets were combined into a composite data packet, taking into account the a priori information from the a priori information buffer, or whether a regular packet should be sent. The planning process also determines for which node or nodes the package or packages are assigned (s).
835: Посылающий узел проверяет, был ли составной пакет запланирован на этапе 830. Если нет, то передача обычного пакета данных выполняется на этапе 845.835: The sending node checks whether the composite packet was scheduled at
840: Если составной пакет был запланирован, то составной пакет данных формируется посредством объединенного кодирования отдельных пакетов данных из буферов данных.840: If a composite packet was planned, then a composite data packet is generated by jointly encoding individual data packets from data buffers.
845: Пакет данных, или обычный пакет данных, или составной пакет данных, посылается.845: A data packet, or a regular data packet, or a composite data packet, is sent.
Третья часть (c) операции посылающих узлов касается того, как долго априорная информация должна храниться. Когда принимающий узел принял ему назначенный пакет данных, другие приемники больше не должны продолжать сохранять соответствующую информацию, так как она никогда не будет снова передаваться повторно. Кроме того, другие приемники не должны продолжать информировать, что они приняли эту информацию. Следовательно, требуется механизм, чтобы подавлять (сбрасывать) устаревшую информацию других пользователей, а также гарантировать, что сообщения обратной связи не посылаются для пакетов, уже принятых назначенным узлом. Эта операция содержит этапы:The third part (c) of the operation of the sending nodes concerns how long the prior information should be stored. When the receiving node has received the assigned data packet, the other receivers should no longer continue to store the relevant information, as it will never be retransmitted again. In addition, other receivers should not continue to inform that they have received this information. Therefore, a mechanism is required to suppress (discard) the outdated information of other users, and also to ensure that feedback messages are not sent for packets already received by the designated node. This operation contains the steps of:
850: Посылающий узел определяет, было ли сообщение сброса (подавления) послано, и какого(их) пакета(ов) данных это сообщение сброса должно касаться.850: The sending node determines whether a reset (suppression) message has been sent, and which data packet (s) this reset message should relate to.
830: Посылающий узел посылает сообщение сброса (подавления).830: The sending node sends a reset message.
Соответствующий цикл для обработки сообщений сброса также выполняется в приемнике. Цикл в приемнике, как иллюстрируется на фиг. 7, содержит этапы:An appropriate cycle for processing reset messages is also performed at the receiver. The loop in the receiver, as illustrated in FIG. 7 contains the steps of:
760: Принимающий узел контролирует, было ли принято сообщение сброса.760: The receiving node controls whether a reset message has been received.
765: Принимающий узел идентифицирует и сбрасывает (подавляет) устаревшую априорную информацию на основании информации, содержащейся в принятом сообщении сброса.765: The receiving node identifies and discards (suppresses) outdated a priori information based on the information contained in the received reset message.
Подробности и примеры подходящих механизмов сброса описаны ниже.Details and examples of suitable reset mechanisms are described below.
Устройство согласно настоящему изобретению, подходящее для выполнения вышеупомянутых описанных вариантов осуществления, схематично иллюстрируется на фиг.9. Модули и блоки согласно настоящему изобретению, описанному выше, должны быть расценены как функциональные части посылающего и/или принимающего узла в системе связи и, необязательно, как физические объекты. Модули и блоки, по меньшей мере частично, предпочтительно осуществляются как средства программного кода, приспособленного для выполнения способа согласно изобретению. Термин "содержащий", прежде всего, относится к логической структуре, и термин "соединенный" должен интерпретироваться как связи между функциональными частями и необязательно физические соединения. Однако, в зависимости от выбранного исполнения, некоторые модули могут быть реализованы как физически отличительные объекты в приемнике или передатчике.An apparatus according to the present invention suitable for carrying out the above described embodiments is schematically illustrated in FIG. 9. Modules and blocks according to the present invention described above should be regarded as functional parts of the sending and / or receiving node in the communication system and, optionally, as physical objects. Modules and blocks, at least in part, are preferably implemented as means of program code adapted to carry out the method according to the invention. The term “comprising” primarily refers to a logical structure, and the term “connected” should be interpreted as relationships between functional parts and optionally physical connections. However, depending on the design chosen, some modules may be implemented as physically distinctive objects in a receiver or transmitter.
Передатчик 900 посылающего узла содержит средство 903 передачи, которое обеспечивает необходимые функциональные возможности для выполнения фактической передачи. Подходящие средства передачи, например, радиопередающие средства, известны специалисту. Передатчик 900 также содержит модуль 905 объединенного кодирования и планирования, в котором постоянно находится алгоритм объединенного кодирования и планирования. Модуль 905 объединенного кодирования и планирования находится в связи с модулем 910 априорной информации; модулем 915 дополнительной информации; буферным модулем 920; и модулем 925 кодера и сортировки PDU. Передатчик также содержит средство для приема и обработки сообщений 930 обратной связи как ACK, так и/или NACK, для пакетов, которые были приняты назначенным приемником и информации обратной связи, содержащих априорную информацию от принимающих узлов. Модуль 905 объединенного кодирования и планирования содержит средство 933 для обычных операций ARQ. Модуль 910 априорной информации сохраняет и обновляет список статусов принятых пакетов на основании информации обратной связи от принимающих узлов, то есть статусов расширенного или полностью принятого пакета. Буферный модуль 920 обеспечивает буферы посылки, обычно один для каждого потока. Предполагая, что передатчик намеревается послать пакет, он рассматривает, какой пакет постоянно находится в буферах посылки буферного модуля 920 и априорную информацию различных принимающих узлов, которая хранится в модуле 910 априорной информации. Возможное дополнительное знание, обеспечиваемое модулем 915 дополнительной информации, также используется для планирования. Дополнительная информация включает в себя, но не ограничивается, информацию качества канала (CQI) для каждой линии связи, используемую в гибком планировании, описанном ниже, требования QoS для возможности расширения изобретения аспектами планирования QoS, а также статус отдельных пакетов, например значение их времени жизни. В случае со множеством переключений для распределенного исполнения модуль 915 дополнительной информации также содержит средство для определения стоимости маршрутизации, а также средство для определения стоимости маршрутизации соседних узлов, и, таким образом, позволяя планировщику рассматривать стоимость маршрутизации соседних узлов также как свою собственную стоимость маршрутизации, чтобы гарантировать, что пакеты данных направляются к предназначенному адресату, а также разрешая решения планирования оптимальной маршрутизации. Если мобильность является разумно низкой, альтернативой распределенному случаю может быть централизованное определение маршрута и стоимости. Для этого последнего случая информация, относящаяся к маршруту, распространяется тогда от центрального узла к другим узлам в сети. На основании этих параметров, и возможно дополнительных параметров, один или более пакетов выбираются из буферов посылки к модулю 925 кодера и сортировки PDU. Если множество пакетов собраны, они совместно кодируются, чтобы сформировать составной пакет данных модулем 925 кодера и сортировки PDU, и затем добавляют CRC и FEC (предпочтительно), и пакеты передают посредством средства 905 радиопередачи.The
Приемник 940 принимающего узла содержит средство 945 приема, которое обеспечивает необходимые функциональные возможности для выполнения фактического приема. Подходящие средства приема, например радиоприемники, известны специалистам. Приемник также содержит средство для выдачи и обработки сообщений обратной связи, как относящихся к ARQ, так и относящихся к априорной информации 950; модуль 955 FEC декодирования и CRC в соединении со средством 945 приема; модуль 960 идентификации и декодирования PDU и буфер 965 априорной информации. Модуль 960 идентификации и декодирования PDU находится в соединении с модулем 955 FEC декодирования и CRC и буфером 965 априорной информации, а также с функциональными средствами/модулями верхнего уровня (не показаны) для обеспечения принятых данных. Буфер 965 априорной информации содержит буферы для корректно декодированных пакетов (здесь декодированные пакеты означает, что CRC является правильным, однако может все еще иметься некоторое остаточное объединенное кодирование, то есть удаленное влияние пакета A, но пакеты B и C все еще закодированы вместе), например, прослушиваемых пакетов данных, предназначенных для других приемников. Модуль 960 идентификации и декодирования PDU содержит средство 952 ARQ. Средство 952 ARQ должно интерпретироваться широко, то есть быть способным обработать положительные, отрицательные подтверждения или их комбинацию.The
Приемник 940 декодирует пакет и идентифицирует, какие пакеты были закодированы вместе. На основании априорного знания ранее корректно принятых пакетов (предназначенных для других пользователей) и принятого совместно закодированного пакета принимающий узел извлекает новую информацию. Декодированная информация может быть затем направлена к более высоким уровням (если она предназначена для этого узла) или сохранена в буфере 965 априорной информации. В случае когда возможно только частично декодировать составной пакет данных, например, когда три или более пакетов данных совместно закодированы и только один априорный пакет данных доступен для приемника 940, тогда остаточную совместно закодированную информацию, остаточный составной пакет данных, сохраняют. Примером является передача составного пакета данных, который содержит совместно закодированные пакеты данных A, B и C и в котором только пакет C постоянно находится в приемнике. Тогда остаточный составной пакет данных, комбинация А, закодированного с B, будет сохранена в буфере 965 априорной информации приемника 940.A
После того как приемник 940 успешно принял закодированный пакет данных, он обновляет список статусов принятых пакетов, постоянно находящийся в модуле 910 априорной информации передатчика 900, немедленно или с небольшой задержкой. Задержка может быть полезна для того, чтобы не занимать ресурсы и не тратить впустую энергию без необходимости из-за служебных расходов на каждый пакет обратной связи. Обновление достигается посредством средства 952 ARQ приемника 940 и средства 933 ARQ передатчика 900.After the
Кроме того, следует заметить, что приемник 940 может также действовать как передатчик, если данные затем передаются. То же самое справедливо для передатчика 900, то есть он также может действовать как приемник для других данных.In addition, it should be noted that the
Используя априорную информацию, например, прослушиваемую информацию, и позволяя как посылающему узлу (с помощью информации обратной связи), так и принимающему узлу использовать эту информацию, возможно уменьшить количество передач, необходимых для передачи некоторого количества данных от одного узла к другому, и в сценарии со множеством переключений - от источника до конечного адресата. Это повышает общую производительность, а также производительность отдельного пользователя. Кроме того, характеристики сквозного времени ожидания должны быть улучшены. Альтернативно, в зависимости от условий меньшее количество передач может использоваться, чтобы повысить эффективность использования мощности и энергии в отправителе и системе связи с множеством приемников.Using a priori information, for example, listening information, and allowing both the sending node (using feedback information) and the receiving node to use this information, it is possible to reduce the number of transmissions needed to transfer a certain amount of data from one node to another, and in the scenario with many switches - from source to destination. This improves overall performance as well as individual user productivity. In addition, end-to-end latency features should be improved. Alternatively, depending on the conditions, fewer transmissions may be used to increase power and energy efficiency in the sender and the communication system with the plurality of receivers.
В частности, эффективность множества параллельных ARQ однонаправленной передачи возможно повысить относительно производительности и задержки, а также потребления энергии.In particular, the efficiency of multiple parallel unidirectional ARQs can be improved with respect to performance and delay, as well as power consumption.
Кроме того, эффективность алгоритмов планирования передачи в сети с множеством переключений возможно повысить относительно производительности и задержки, а также потребления энергии. Относительно передачи со множеством переключений одна из дополнительных целей изобретения состоит в том, чтобы усовершенствовать так называемую гибкую схему передачи со множеством переключений, то есть схем, которые стремятся адаптировать передачу так, что пиковые возможности, такие как те, что предлагаются каналом и непредсказуемой флуктуирующей помехой, используются при выборе того, с кем осуществлять связь.In addition, the efficiency of transmission scheduling algorithms in a multi-hop network can be improved with respect to performance and latency, as well as energy consumption. Regarding multi-shift transmission, one of the additional objectives of the invention is to improve the so-called flexible multi-shift transmission scheme, that is, circuits that seek to adapt the transmission so that peak possibilities such as those offered by the channel and unpredictable fluctuating interference , are used when choosing who to communicate with.
Способы кодированияEncoding methods
Способ кодирования, подходящий для способа согласно настоящему изобретению, предпочтительно основан на побитном кодировании "исключающее ИЛИ" из-за его простоты. Другие коды также могут использоваться, например код стирания, подобный коду Рида-Соломона. Относительно кодирования типа Рида-Соломона, та же самая операция, что и операция "исключающее ИЛИ" между двумя словами, возможна, например, если выбрать сокращенный код RS (Рида-Соломона) с K=2 и с ключевыми словами N=3. Не систематическое ключевое слово N-K=1 повторно посылают вместо двух обработанных побитно с помощью "исключающее ИЛИ" слов. Другие коды стирания или ориентированные на код стирания способы кодирования также могут использоваться.A coding method suitable for the method according to the present invention is preferably based on bitwise exclusive-OR coding because of its simplicity. Other codes may also be used, for example, an erase code similar to the Reed-Solomon code. Regarding Reed-Solomon type coding, the same operation as the exclusive-OR operation between two words is possible, for example, if you select an abbreviated RS (Reed-Solomon) code with K = 2 and with the keywords N = 3. The non-systematic keyword N-K = 1 is resubmitted instead of two word-for-word exclusive-OR words. Other erase codes or code-oriented erasure coding methods may also be used.
Много различных способов может предполагаться для совместного (объединенного) кодирования с помощью "исключающего ИЛИ" и последующей идентификации, какие пакеты являются совместно кодированными вместе. Пример возможных форматов кадра кода дается со ссылками на иллюстрации на фиг. 10. В этом примере два пакета (A) данных 1005 и (B) 1010 совместно кодируют, чтобы сформировать составной пакет данных 1015. Полезные данные могут быть обработаны посредством "исключающего ИЛИ" непосредственно, но должны предлагаться средства для идентификации того, какие отдельные пакеты, где закодированы вместе. В одном способе кодирования, см. фиг. 10, идентификаторы (например, заголовки или поднаборы уместной информации из заголовков отдельных пакетов) включенных совместно закодированных пакетов (здесь показываются только два пакета, но может быть легко расширено на большее количество пакетов) передаются в заголовке 1020 составного пакета. Идентификатор может, например, содержать идентификатор исходного узла, идентификатор узла адресата и порядковый номер пакета для каждого закодированного пакета. Кроме идентификаторов заголовок составного пакета также сообщает формат составного пакета, то есть где пакеты помещены в составной пакет. Например, если имеются два пакета и один из пакетов содержит меньшее количество битов, чем другой пакет, как на фиг. 10, то количество битов, содержащихся в пакете с меньшим количеством битов, а также позиция первого бита более короткого пакета также указываются. Когда количество битов отличается, используется заполнение 1025, как на фиг. 10 для пакета B 1010. Поле формата заголовка 1020 составного пакета может также сообщать, что два пакета B и C конкатенированы один с другим (не показано) и затем закодированы, например, с третьим пакетом или более пакетами. После корректного FEC декодирования и детектирования корректного CRC 1030 иллюстрируемый заголовок составного пакета разрешает простую идентификацию того, какие пакеты были закодированы вместе. Приемник использует эту информацию, чтобы выбрать априорно известный пакет из памяти декодированных пакетов данных и извлечь другой(ие) пакет(ы). Следует отметить, что заголовок составного пакета может также содержать другую информацию, как в сети с множеством переключений, которая может кроме идентификаторов пакета быть причастна к тому, какая ретрансляционная станция выполняет посылку и какие ретрансляционные станции должны выполнять прием.Many different methods can be envisioned for joint (combined) encoding using the exclusive X and subsequent identification of which packets are jointly encoded together. An example of possible code frame formats is given with reference to the illustrations in FIG. 10. In this example, two data packets (A) 1005 and (B) 1010 are jointly encoded to form a
Другая версия кодирования, чем та, что иллюстрирована выше (не показана), заключается в передаче заголовка составного пакета в обычном радиовещательном сообщении, то есть типа передачи сигналов вне диапазона. Другой способ кодирования (не показан) может использовать подход слепой идентификации, то есть гипотезу тестирования закодированных сообщений в отношении базы данных априорной информации и использование проверки CRC, чтобы проверить достоверность тестирования гипотезы.A different coding version than the one illustrated above (not shown) is to transmit the composite packet header in a normal broadcast message, i.e. out of band transmission type. Another encoding method (not shown) may use a blind identification approach, that is, the hypothesis of testing encoded messages with respect to the a priori information database and the use of CRC verification to verify the validity of testing the hypothesis.
Настоящее изобретение не ограничено использованием операций "исключающее ИЛИ" при кодировании составных пакетов данных. Операции кодирования предпочтительно приспособлены к применяемой технологии передачи, емкости обработки, чувствительности к задержкам и т.д. Другой пример операции кодирования, подходящей для использования в способе согласно изобретению, основан на операторе взятия по модулю. Кодирование в расчете на каждый символ совокупности сигналов рассматривается ниже, и процедура может быть повторена для множества последовательных символов совокупности сигналов. Операция взятия по модулю в этом примере должна выполняться как для вещественной, так и для мнимой частей независимо при обработке комплексных чисел и использовать определение операции модуля и математического замечания о том, что:The present invention is not limited to the use of exclusive OR operations when encoding composite data packets. Coding operations are preferably adapted to the transmission technology used, processing capacity, delay sensitivity, etc. Another example of an encoding operation suitable for use in the method according to the invention is based on a modulo operator. Coding per symbol of a set of signals is discussed below, and the procedure can be repeated for a plurality of consecutive symbols of a set of signals. The modulo capture operation in this example should be performed for both the real and imaginary parts independently when processing complex numbers and use the definition of the module operation and the mathematical remark that:
((А + B) mod L - B) mod L = (A) mod L((A + B) mod L - B) mod L = (A) mod L
что указывает, что реальный оцененный сигнал B может быть наложен на реальный оцененный сигнал А и разрешать невозмущенное восстановление сигнала А (до тех пор, пока сигнал не превышает уровень L квантования), в то время как амплитуда (и, следовательно, мощность) составного сигнала ограничена (нелинейно кодированного).which indicates that the real estimated signal B can be superimposed on the real estimated signal A and allow unperturbed reconstruction of signal A (as long as the signal does not exceed the quantization level L), while the amplitude (and therefore power) of the composite signal limited (non-linearly encoded).
На практике это может использоваться следующим образом. Отправитель имеет символы S1 и S2, которые обычно принимают различные значения. Например, в 16 QAM (квадратурной амплитудной модуляции) Si {-3,-1,1,3} +i*{-3,-1,1,3}. Теперь, поскольку приемник знает последовательность D2(n) данных, он также знает соответствующий символ S2 (для каждого S1). Тогда для вещественной части (и, равным образом, для мнимой части) совместно и кодированный сигнал в передатчике равенIn practice, this can be used as follows. The sender has the characters S 1 and S 2 , which usually take different meanings. For example, in 16 QAM (quadrature amplitude modulation) S i {-3, -1,1,3} + i * {- 3, -1,1,3}. Now, since the receiver knows the data sequence D 2 (n), it also knows the corresponding symbol S 2 (for each S 1 ). Then for the real part (and, likewise, for the imaginary part) together and the encoded signal in the transmitter is
(S +S ) mod L (S + S ) mod L
который затем принимается и корректируется, то есть является компенсированным в отношении потерь на трассе (обеспечивая то, что один и тот же масштаб используется для принятого сигнала и сигнала, который вычитается), и комплексно фазовым (обеспечивая то, что соответствующие синфазная и квадратурная фазовая оси совмещены с сигналом, который вычитается), чтобы выдать принятый сигналwhich is then received and corrected, that is, compensated for path losses (ensuring that the same scale is used for the received signal and the signal that is subtracted), and complex phase (ensuring that the corresponding in-phase and quadrature phase axes combined with the signal that is subtracted) to give out the received signal
R = (S + S ) mod L + N R = (S + S ) mod L + N
где N является членом шума (и помехи). Полезный сигнал тогда восстанавливается с помощьюwhere N is a member of noise (and interference). The useful signal is then restored using
= ((R ) mod L - S ) mod L = (S + N ) mod L = ((R ) mod L - S ) mod L = (S + N ) mod L
Нелинейное кодирование также может быть выполнено квантованием посредством структуры более высокой размерности, чем только одноразмерное квантование, как было описано выше. В этом случае квантование работает с векторами вместо скаляров.Nonlinear coding can also be performed by quantization by means of a structure of a higher dimension than only one-dimensional quantization, as described above. In this case, quantization works with vectors instead of scalars.
Сообщения обратной связиFeedback messages
Обратная связь от принимающего узла к посылающему узлу может рассматриваться как часть ACK-процедуры и предпочтительно использует заранее определенное сообщение обратной связи, содержащее как ACK, так и априорную информацию. Сообщения обратной связи могут быть составлены различными способами, например, в зависимости от используемых протоколов передачи, ARQ-процедуры и т.д. Сообщения обратной связи предпочтительно выдаются и обрабатываются с помощью средств 933 и 952 ARQ передатчика 900 и приемника 940 соответственно. Не ограничивающие примеры возможных сообщений обратной связи приводятся ниже:Feedback from the receiving node to the sending node can be considered as part of the ACK procedure and preferably uses a predefined feedback message containing both ACK and a priori information. Feedback messages can be composed in various ways, for example, depending on the transmission protocols used, ARQ procedures, etc. Feedback messages are preferably issued and processed using ARQ means 933 and 952 of
A) В ARQ однонаправленной передаче только один посылающий узел использует принятые сообщения статуса, приходящие от множества приемников, с которыми он обменивается:A) In ARQ unidirectional transmission, only one sending node uses received status messages coming from multiple receivers with which it exchanges:
a. Учитывая это, отметим, что если закодированному пакету назначен уникальный порядковый номер, это является достаточным, если приемник отвечает с помощью него. Это означает, что передатчик на основании знания того, что именно приемник предварительно принял и порядкового номера закодированного пакета, может определить то, какое знание о данных имеет приемник и в какой закодированной форме оно сохранено. Это иллюстрируется тем, что если составной пакет данных (совместно закодированные пакеты данных A, B и C) был принят и что только пакет C постоянно находился в приемнике. Тогда комбинация А, закодированного с B, будет сохраненной формой в приемнике после удаления влияния пакета C данных.a. Given this, we note that if a unique sequence number is assigned to the encoded packet, this is sufficient if the receiver responds with it. This means that the transmitter, based on the knowledge of what the receiver has previously received and the sequence number of the encoded packet, can determine what kind of knowledge about the data the receiver has and in what encoded form it is stored. This is illustrated by the fact that if a composite data packet (coded data packets A, B and C) was received and that only packet C was constantly in the receiver. Then the combination of A encoded with B will be the stored form in the receiver after removing the influence of the data packet C.
b. Альтернатива к подходу уникального порядкового номера заключается в использовании временной метки, когда пакет данных был принят, так как передатчик может хранить то, что было передано в различные моменты времени.b. An alternative to the unique sequence number approach is to use a timestamp when the data packet has been received since the transmitter can store what was transmitted at different points in time.
c. Другой альтернативный способ состоит в том, что в сообщении обратной связи приемника задаются отдельные (декодированные) порядковые номера пакетов данных.c. Another alternative method is that individual (decoded) serial numbers of data packets are specified in the receiver feedback message.
B) В сетях с множеством переключений множество узлов могут прослушивать сообщения статусов (даже если они не были отправителями соответствующих пакетов), а не только передающая станция. Следовательно, имеется потребность иметь формат кадра, позволяющий всем узлам идентифицировать то, какие пакеты данных закодированы вместе. Явный формат кадра, как показано на фиг. 10, представляет возможное решение. Следует заметить, что в сетях с множеством переключений множество экземпляров ARQ однонаправленной передачи могут также принадлежать единственному передатчику.B) In networks with many switches, many nodes can listen to status messages (even if they were not senders of the corresponding packets), and not just the transmitting station. Therefore, there is a need to have a frame format that allows all nodes to identify which data packets are encoded together. The explicit frame format, as shown in FIG. 10 represents a possible solution. It should be noted that in multi-hop networks, multiple instances of unidirectional ARQ can also belong to a single transmitter.
Возможный формат кадра для принятого сообщения статуса пакета данных согласно случаю A) и случаю B) выше, то есть соответствующий формату кадра на фиг. 10, схематично иллюстрируется на фиг. 11. Сообщение 1100 обратной связи содержит заголовок 1105 сообщения, иллюстрирующий структуру сообщения обратной связи. Идентификатор 1110 потока указывает, какому потоку принадлежит статус принятого пакета. В сценарии со множеством переключений, например, могут быть встроены идентификаторы источника и адресата, также как и индикация подпотока, уникальная для пары источник-адресат. Поле 1115 принятого пакета указывает, какие пакеты были приняты, то есть пакеты данных, являющиеся частью априорной информации принимающего узла, или обычные подтверждения для пакета, которые были предназначены для узла, посылающего сообщение обратной связи. Список явных порядковых номеров, или битовый массив с начальными порядковыми номерами, может использоваться для этой цели. Приемник также передает обратно статус принятых пакетов, предназначенных для самого себя, на передатчик, как в традиционном ARQ однонаправленной передачи.The possible frame format for the received data packet status message according to case A) and case B) above, i.e. corresponding to the frame format in FIG. 10 is schematically illustrated in FIG. 11. The
Чтобы избежать того, когда приемник посылает информацию обратной связи относительно пакетов данных для других приемников, которая уже была принята назначенным приемником, а также излишнего сохранения этих пакетов, необходим способ сброса. Этот способ описан ниже.In order to avoid when the receiver sends feedback information regarding data packets to other receivers that has already been received by the designated receiver, as well as unnecessarily storing these packets, a reset method is needed. This method is described below.
Сообщение прямого и обратного сбросаForward and reverse reset message
Когда приемник принял свою предназначенную информацию (то есть пакеты данных), другие приемники не должны больше продолжить сохранять соответствующую информацию, так как она никогда не будет повторно передаваться снова. Кроме того, другие приемники не должны продолжить передавать сообщение, что они приняли эту информацию. Следовательно, требуется механизм, чтобы подавлять (сбрасывать) устаревшую информацию других пользователей, а также гарантировать, что сообщения статуса расширенного или полного принятого пакета больше не посылаются для пакетов, уже принятых назначенным узлом.When the receiver has received its intended information (i.e., data packets), other receivers should no longer continue to store the relevant information, since it will never be retransmitted again. In addition, other receivers should not continue to transmit a message that they have received this information. Therefore, a mechanism is required to suppress (discard) the outdated information of other users, and to ensure that extended or full received packet status messages are no longer sent for packets already received by the designated node.
Это является задачей так называемого прямого сообщения сброса, которое указывает (посредством радиовещания), какие пакеты были приняты своими предназначенными принимающими узлами. После приема такого сообщения приемник 940 удаляет декодированные пакеты данных из своего буфера 965 априорной информации и больше не сообщает о соответствующем пакете данных в качестве принятого.This is the task of the so-called direct reset message, which indicates (via broadcasting) which packets were received by their intended receiving nodes. After receiving such a message, the
Минимальным требованием может быть то, что отправитель должен гарантировать, что более низкая граница окна передачи ARQ посылается в качестве сообщения прямого сброса и что пакеты ниже более низкого окна передачи отбрасываются в приемниках.The minimum requirement may be that the sender must ensure that the lower edge of the ARQ transmission window is sent as a direct reset message and that packets below the lower transmission window are discarded at the receivers.
Более предпочтительно, передатчик информирует все приемники относительно по меньшей мере более низкой границы окна ARQ, то есть информирует приемники вплоть до того порядкового номера, который был принят предназначенным приемником, своего собственного потока. Это может рассматриваться как многоадресное вещание более низких границ окна ARQ множеству пользователей и представлять альтернативный вариант осуществления настоящего изобретения.More preferably, the transmitter informs all receivers of at least the lower boundary of the ARQ window, that is, it informs the receivers up to the sequence number that was received by the intended receiver of its own stream. This can be considered as multicasting the lower edges of the ARQ window to many users and represent an alternative embodiment of the present invention.
Альтернативой вышеупомянутому, или предпочтительно дополнением, является использование сообщения обратного сброса. В этом альтернативном варианте осуществления первый узел прослушивает принятое сообщение статуса пакета данных от соседнего(их) узла(ов) приема относительно их корректно принятых пакетов, предназначенных для упомянутого узла. Первый узел использует эту информацию, чтобы произвести чистку соответствующих пакетов данных в своем собственном буфере, содержащем пакеты данных, предназначенные для других узлов.An alternative to the aforementioned, or preferably addition, is the use of a reverse reset message. In this alternative embodiment, the first node listens for the received data packet status message from the neighboring receiving node (s) regarding their correctly received packets destined for said node. The first node uses this information to purge the corresponding data packets in its own buffer containing data packets destined for other nodes.
Алгоритмы планировщикаScheduler Algorithms
Планирование согласно настоящему изобретению выполняется модулем 905 объединенного (совместного) кодирования и планирования в передатчике 900 на этапе 340. Этот раздел описания иллюстрирует способ того, как идентифицировать подходящие пакеты данных, чтобы выполнять совместное кодирование, и какое кодирование использовать.The scheduling according to the present invention is performed by the combined coding and
Чтобы проиллюстрировать это, используется пример ARQ однонаправленной передачи многим пользователям, но обобщение для сценария со множеством переключений является очевидным. Как описано выше, отправитель поддерживает список статусов принятых пакетов от множества узлов, список статусов принятых пакетов, постоянно находящихся в модуле 910 априорной информации. Пример списка статусов схематично иллюстрируется в таблице. Список статусов, здесь иллюстрируемый в качестве примера, показывает, какие пакеты кем были приняты. Например, узел 1 не принял свои собственные предназначенные пакеты, но принял пакеты с порядковыми номерами SeqNr n+1 и n+3, предназначенные для узла 2, а также пакеты с порядковыми номерами SeqNr n+4, предназначенные для узла 3.To illustrate this, an ARQ example of unidirectional transmission to many users is used, but the generalization for a multi-switch scenario is obvious. As described above, the sender maintains a list of received packet statuses from multiple nodes, a list of received packet statuses resident in the a
лед. номер пакетаPic
ice. package number
На основании этого списка и, возможно, другой дополнительной информации, которая выдается из модуля 915 дополнительной информации, отправитель идентифицирует, какие пакеты совместно кодировать и передавать. Например, отправитель может идентифицировать и снова посылать кодирование пакета с порядковым номером n к узлу 2 и пакет с порядковым номером n к узлу 3 как побитное кодирование D2(n) ⊕ D3(n) для полных пакетов, где D указывает последовательность данных некоторой длины, подстрочный символ - принимающий узел, и число в скобках - порядковый номер. Если и узел 2, и узел 3 принимают это сообщение, оба могут декодировать свою информацию. Следует заметить, что нет необходимости использовать одни и те же порядковые номера, примером этого является кодирование D2(n+1) ⊕ D1(n+2). Также следует заметить, что кодирование не ограничено только двумя пакетами, например, полезность кодирования трех пакетов D1(n+4) ⊕ D2(n+3) ⊕ D3 (n+4) может быть понятна из таблицы.Based on this list and possibly other additional information that is provided from the
Предпочтительный алгоритм планирования и кодирования описан ниже. Чтобы облегчить понимание алгоритма, рассмотрим декартово произведение количества элементов m:A preferred scheduling and coding algorithm is described below. To facilitate understanding of the algorithm, consider the Cartesian product of the number of elements m:
Пусть CPm (A1,..., Ak) есть декартово произведение количества элементов m по наборам A1, A2,...., Ak, где k≥m.Let CP m (A 1 , ..., A k ) be the Cartesian product of the number of elements m over the sets A 1 , A 2 , ...., A k , where k≥m.
Например: пусть А = {а1}, B = {b1, b2} и C = {c1, c2}, тогда CP3(A, B, C) = {(а1, b1, с1), (а1, b1, с2), (а1, b2, с1), (а1, b2, с2)} иFor example: let A = {a 1 }, B = {b 1 , b 2 } and C = {c 1 , c 2 }, then CP 3 (A, B, C) = {(a 1 , b 1 , s 1 ), (a 1 , b 1 , s 2 ), (a 1 , b 2 , s 1 ), (a 1 , b 2 , s 2 )} and
CP2 (A, B, C) = (а1, b1), (а1, b2), (а1, с1), (а1, с2), (b1, с1), (b1, с2), (b2, с1), (b2, c2)}CP 2 (A, B, C) = (a 1 , b 1 ), (a 1 , b 2 ), (a 1 , s 1 ), (a 1 , s 2 ), (b 1 , s 1 ), (b 1 , s 2 ), (b 2 , s 1 ), (b 2 , c 2 )}
Впредь, наборы Ai должны интерпретироваться как набор пакетов (aj), предназначенных для узла vi, уже переданных, но не принятых узлом vi (здесь j является индексом для порядкового номера).Henceforth, the sets A i should be interpreted as a set of packets (a j ) intended for the node v i already transmitted but not received by the node v i (here j is the index for the sequence number).
Предпочтительный алгоритм планирования и кодирования, который должен быть выполнен в качестве подэтапов этапа 330 способа согласно изобретению, описанного со ссылками на фиг. 3, содержит этапы:A preferred scheduling and coding algorithm to be performed as sub-steps of
1. Идентифицировать все входные сигналы, где надлежащий приемник принял предназначенный ему пакет. Отбросить эти входные сигналы, поскольку цель передачи назначенного пакета к желательному узлу уже выполнена (то есть очистить уже принятый пакет из буфера для приемника). Остающиеся входные сигналы могут теперь использоваться в объединенном кодировании.1. Identify all input signals where the proper receiver has received its intended packet. Discard these input signals, since the purpose of transmitting the assigned packet to the desired node has already been fulfilled (that is, clear the already received packet from the buffer for the receiver). The remaining input signals can now be used in combined coding.
2. Сформировать декартово произведение и начать поиск декартова произведения в порядке по убыванию. Всякий раз, когда жизнеспособный набор входных сигналов найден (то есть все пакеты в наборе были приняты всеми узлами в наборе, за исключением предназначенного приемника), поиск останавливается, и набор пакетов, которые должны быть подвергнуты операции "исключающее ИЛИ", найден. Альтернативно, набор узлов упорядочивается в желательном приоритетном порядке. (Наиболее важные наборы в пределах декартова произведения первыми, затем в порядке уменьшения.)2. Form a Cartesian product and start searching for a Cartesian product in descending order. Whenever a viable set of input signals is found (that is, all packets in the set have been received by all nodes in the set, except for the intended receiver), the search is stopped, and the set of packets to be subjected to the exclusive-OR operation is found. Alternatively, the set of nodes is ordered in the desired priority order. (The most important sets within the Cartesian product first, then in decreasing order.)
3. Кодировать данные для каждого набора, например, в виде побитной операции "исключающее ИЛИ" всех узлов.3. Encode data for each set, for example, in the form of a bitwise exclusive-OR operation of all nodes.
4. Передать совместно закодированный пакет (с подходящей комбинацией добавленного в конец заголовка, хвостовых битов, CRC и FEC).4. Transmit co-encoded packet (with a suitable combination of header, tail bits, CRC and FEC added to the end).
5. Иногда: Принять списки статусов принятого пакета от принимающих узлов и возможно других узлов.5. Sometimes: Accept the status lists of the received packet from the receiving nodes and possibly other nodes.
6. Иногда: Сбросить буферы приемника корректно декодированных пакетов другого приемника, то есть послать сообщение прямого сброса.6. Sometimes: Flush the receiver buffers of correctly decoded packets of another receiver, that is, send a direct reset message.
7. Возврат на этап 2.7. Return to
Альтернативно, уменьшенная сложность достигается посредством замены второго этапа следующим:Alternatively, reduced complexity is achieved by replacing the second step with the following:
2'. 1) выбрать один пакет (случайным образом или некоторым образом расположенный по приоритетам пакет на основании, например, задержки пакета, требований QoS (качества услуг) и/или справедливости) и включить его в набор P (первоначально пустой),2 '. 1) select one package (randomly or in some way prioritized package based on, for example, packet delay, QoS (quality of service) and / or fairness requirements) and include it in set P (initially empty),
2) идентифицировать, какие другие узлы приняли (и подтвердили) этот пакет и включить их в набор N,2) identify which other nodes have accepted (and confirmed) this packet and include them in set N,
3) теперь возможны две различные опции:3) two different options are now possible:
i) сформировать декартово произведение количества элементов k и ниже (предполагая, что количество узлов, которые приняли пакет, равно k) и следовать алгоритму, описанному выше, илиi) form a Cartesian product of the number of elements k and below (assuming that the number of nodes that received the packet is equal to k) and follow the algorithm described above, or
ii) выполнить итерацию 2', то есть выбрать второй (и третий, и т.д.) пакет (из набора узлов в N) и обновить наборы P и N (чтобы осуществить то, что в наборе N все предварительно выбранные пакеты должны быть приняты рассматриваемым узлом, и некоторый пакет для рассматриваемого узла должен быть принят всеми предварительно выбранными узлами, то есть предназначенными приемниками выбранных пакетов). Это выполняется до тех пор, пока набор N не станет пустым.ii) iterate through 2 ', i.e., select the second (and third, etc.) packet (from the set of nodes in N) and update the sets P and N (in order to realize that in the set N all the preselected packets must be received by the considered node, and some packet for the considered node must be received by all pre-selected nodes, that is, intended receivers of the selected packets). This is done until the set N becomes empty.
Возможны другие алгоритмы планирования и кодирования. Например, рассмотрим пакеты с различными порядковыми номерами, направленные к одному узлу. Как на этапе один выше, удалить пакет, который уже был принят назначенным узлом. Упорядочить последующие пакеты в зависимости от количества других узлов, которые приняли этот пакет. Повторить этот процесс для заголовка пакетов для каждого другого узла. Теперь, некоторые пакеты были приняты многими узлами, в то время как другой был принят только в немногих или никаких других узлах. Стратегия теперь заключается в том, чтобы искать совместимые наборы узлов среди тех пакетов, которые были приняты многими узлами, и если подходящие совместимые наборы не найдены, переходить к пакетам, принятым все меньшим и меньшим количеством узлов. Эта процедура предварительной сортировки уменьшает сложность поиска, как описано выше в основном алгоритме.Other scheduling and coding algorithms are possible. For example, consider packets with different sequence numbers directed to a single node. As in step one above, delete the packet that has already been received by the designated node. Sort subsequent packets based on the number of other nodes that have received this packet. Repeat this process for the packet header for each other node. Now, some packets have been received by many nodes, while the other has been received only in few or no other nodes. The strategy now is to look for compatible sets of nodes among those packets that were accepted by many nodes, and if no suitable compatible sets are found, move on to packets received by fewer and fewer nodes. This pre-sorting procedure reduces the complexity of the search, as described above in the main algorithm.
Гибкое планированиеFlexible planning
В дополнение к объединенному кодированию и планированию, описанному выше, решение планирования может также включать в себя информацию индикации качества канала (CQI) для дальнейшего совершенствования работы.In addition to the combined coding and scheduling described above, the scheduling decision may also include channel quality indication (CQI) information to further improve performance.
Использование CQI известно в планировании согласно предшествующему уровню техники, где оно часто называется гибким планированием. CQI является показателем, подаваемым обратно от принимающего узла к посылающему узлу, указывающим оцененное (и иногда предсказываемое) качество линии связи для предстоящего экземпляра(ов) передачи. На основании показателя CQI и, возможно, других критериев посылающий узел в традиционном гибком планировании выбирает пакет данных и посылает его при (оцененной/предсказанной) пиковой возможности. Такая пиковая возможность обычно происходит, когда мгновенное качество канала превышает свое среднее качество, например, из-за того, что канал испытывает замирание и/или что помеха отсутствует или канал с доминирующей помехой испытывает замирание. Так как канал изменяется со временем из-за мобильности и флуктуирующего трафика, CQI должен регулярно обновляться. Гибкое планирование, как известно, повышает производительность посредством эффекта, который обычно известен как разнесение по многим пользователям.The use of CQIs is known in prior art planning, where it is often called flexible scheduling. The CQI is a metric fed back from the receiving node to the sending node indicating the estimated (and sometimes predictable) link quality for the upcoming transmission instance (s). Based on the CQI and possibly other criteria, the sending node in traditional flexible planning selects a data packet and sends it at the (estimated / predicted) peak opportunity. This peak opportunity usually occurs when the instantaneous quality of the channel exceeds its average quality, for example, due to the fact that the channel experiences fading and / or that there is no interference or the channel with the dominant interference experiences fading. Since the channel changes over time due to mobility and fluctuating traffic, CQI should be updated regularly. Flexible planning is known to increase productivity through an effect that is commonly known as multi-user diversity.
Согласно этому аспекту изобретения гибкое планирование и объединенное планирование и кодирование совместно выполняются посредством объединения обеих функций. В сетях с множеством переключений можно также захотеть включить рост стоимости маршрутизации каждого пакета к адресату, то есть вне зависимости от того, используется ли гибкое планирование или нет.According to this aspect of the invention, flexible scheduling and combined scheduling and coding are jointly performed by combining both functions. In networks with many hops, you might also want to include an increase in the cost of routing each packet to the destination, that is, regardless of whether flexible scheduling is used or not.
Важно, что имеются некоторые выгоды от применения изобретения для гибкого планирования, заключающиеся в том, что множество пиковых возможностей могут быть выбраны и использованы. Это отличается от предшествующего уровня техники, которое является ограниченным из-за недостатка возможности посылать множество сообщений, содержащихся в одном пакете, посылать только один пакет и, следовательно, самое большее использовать только одну пиковую возможность одновременно. Фиг. 12 схематично иллюстрирует вариант осуществления изобретения, использующий множество пиковых возможностей, более подробно. Иллюстрируется случай гибкого со многими переключениями планирования и передачи, в котором множество из узлов 1205, 1210, 1215, 1220 и 1225 с множеством переключений занято в направлении пакета (a) данных и пакета (A) данных к их соответствующим адресатам. Узел 1205 в настоящее время действует как посылающий узел vs. Принимающий узел va 1210 сохраняет априорную информацию, содержащую пакет (A) данных, принимающий узел vA 1215 - пакет (a) данных, принимающий узел vx 1220 - пакет (a) данных и принимающий узел vy 1225 - пакет данных (b). Гибкое со многими переключениями планирование используется посылающим узлом 1205 в том, что используются эти два канала, предлагающие пиковые возможности, каналы к принимающему узлу va 1210 и канал к принимающему узлу vA 1215. Поэтому составной пакет данных, основанный на пакетах (A) и (a) данных, выбирают посредством алгоритма кодирования и планирования, вместо составного пакета данных, который должен быть передан в настоящее время по менее благоприятным каналам. Способ не ограничивается иллюстрируемым использованием двух линий связи или двумя отдельными пакетами данных.It is important that there are some benefits of using the invention for flexible planning, namely that many peak opportunities can be selected and used. This differs from the prior art, which is limited due to the lack of the ability to send multiple messages contained in one packet, send only one packet and, therefore, at most use only one peak capability at a time. FIG. 12 schematically illustrates an embodiment of the invention utilizing a variety of peak capabilities, in more detail. A flexible scheduling and transmission switching case is illustrated in which a plurality of
Чтобы иллюстрировать работу изобретения в сети с множеством переключений, использующей идею гибкого планирования, можно рассмотреть два планировщика, основанных на схемах со множеством переключений, обозначенных SDF и MDF, как описано в вышеупомянутых документах. Любой узел, прослушивающий принятые сообщения статуса пакетов, то есть расширение схемы подтверждения, имеющейся в SDF и MDF, чтобы поддержать изобретение, использует эту информацию в процессе планирования и посылает пакет или традиционным способом, или совместно кодирует множество пакетов согласно изобретению. В частности, значения CQI для линий связи к различным пользователям могут быть приняты во внимание в процессе планирования.To illustrate the operation of the invention in a multi-hop network using the idea of flexible scheduling, two schedulers based on multi-hop schemes denoted by SDF and MDF, as described in the above documents, can be considered. Any node that listens for received packet status messages, that is, an extension of the acknowledgment scheme available in the SDF and MDF to support the invention, uses this information in the planning process and sends the packet either in the traditional way or jointly encodes multiple packets according to the invention. In particular, the CQI values for communication lines to various users can be taken into account in the planning process.
В то время как вышеупомянутая схема объединенного гибкого планирования и кодирования были иллюстрированы прежде всего для сети с множеством переключений, ясно, что она также может использоваться в сценарии ARQ однонаправленной передачи с многими пользователями.While the above combined flexible scheduling and coding scheme has been illustrated primarily for a multi-hop network, it is clear that it can also be used in a multi-user unidirectional ARQ scenario.
Способ и устройство согласно изобретению применимы в любой сети, где пакеты могут быть посланы больше, чем один раз. Это является неотъемлемым в сетях, применяющих ARQ (из-за повторных передач), а также в сетях с множеством переключений (из-за того, что пакеты обычно направляются посредством множества переключений, а также из-за потенциальной реализации ARQ однонаправленной передачи). Изобретение было описано для беспроводного сценария, но одинаково может хорошо использоваться в других сценариях связи.The method and apparatus according to the invention are applicable to any network where packets can be sent more than once. This is integral to networks employing ARQ (due to retransmissions), as well as to networks with multiple hops (due to the fact that packets are usually routed through multiple hops, and also because of the potential implementation of ARQ unidirectional transmission). The invention has been described for a wireless scenario, but can equally well be used in other communication scenarios.
Способ согласно настоящему изобретению предпочтительно реализуется посредством программных продуктов или продуктов программных модулей, содержащих средство программного кода для выполнения этапов способа. Программные продукты предпочтительно выполняются на множестве объектов в пределах сети. Программные продукты являются распределенными и загружаемыми из используемой компьютером среды, такой как память USB, CD или передаются по эфиру, или загружаются из Интернета, например.The method according to the present invention is preferably implemented by means of software products or products of program modules containing software code means for performing the steps of the method. Software products are preferably executed on a variety of objects within a network. Software products are distributed and downloadable from a computer-used environment, such as a USB memory, CD, or broadcast over the air, or downloaded from the Internet, for example.
В то время как изобретение было описано со ссылками на то, что, как рассматривается, является наиболее практически реализуемыми и предпочтительными вариантами осуществления, должно быть понятно, что изобретение не должно быть ограничено раскрытыми вариантами осуществления, напротив, предназначено охватить различные модификации и эквивалентные конструкции, включенные в пределы содержания и формы прилагаемой формулы изобретения.While the invention has been described with reference to what is considered to be the most practicable and preferred embodiments, it should be understood that the invention should not be limited to the disclosed embodiments, but rather is intended to cover various modifications and equivalent structures, included in the scope and form of the attached claims.
Claims (39)
принимающий узел (410) выборочно сохраняет принятую информацию в качестве априорной информации, причем по меньшей мере часть априорной информации является прослушиваемой информацией, предназначенной для другого принимающего узла,
принимающий узел (410) передает обратно информацию о своей априорной информации к посылающему узлу (405), и
посылающий узел (405) использует эту информацию относительно априорной информации, чтобы сформировать и передать составной пакет данных к по меньшей мере принимающему узлу (410), при этом упомянутый составной пакет данных содержит информацию, назначенную к по меньшей мере двум принимающим узлам.1. A method of encoding and scheduling data packets in a communication system, wherein the communication system comprises at least a sending node (405) and at least two receiving nodes (410-420), and wherein the sending nodes buffer, schedule, encode and transmit packets data containing information intended for a specific receiving node or to specific receiving nodes, the method is characterized in that it comprises the steps of:
the receiving node (410) selectively stores the received information as a priori information, wherein at least a portion of the a priori information is listening information intended for another receiving node,
the receiving node (410) sends back information about its a priori information to the sending node (405), and
the sending node (405) uses this information regarding a priori information to generate and transmit the composite data packet to at least the receiving node (410), wherein said composite data packet contains information assigned to at least two receiving nodes.
(310) по меньшей мере один из принимающих узлов (410-420) принимает и сохраняет по меньшей мере один пакет данных, предназначенный для другого принимающего узла, причем сохраненные пакеты данных формируют по меньшей мере часть априорной информации принимающего узла, который принял пакет данных;
(320) по меньшей мере один из принимающих узлов (410-420) передает обратно информацию о своей априорной информации к первому посылающему узлу и/или к по меньшей мере ко второму посылающему узлу,
(330, 340) по меньшей мере один из посылающего(их) узла(ов) (405), которые приняли информацию обратной связи, формирует и передает составной пакет данных (450), причем составной пакет данных (450) содержит информацию от по меньшей мере двух отдельных пакетов данных, каждый содержащий информацию, назначенную к по меньшей мере двум принимающим узлам, при этом в упомянутом формировании используется априорная информация по меньшей мере одного принимающего узла (410-420); и
(350) по меньшей мере один принимающий узел декодирует, по меньшей мере частично, составной пакет данных (450) с использованием своей априорной информации.2. The method according to claim 1, characterized in that it comprises the steps of:
(310) at least one of the receiving nodes (410-420) receives and stores at least one data packet destined for another receiving node, the stored data packets forming at least a portion of the a priori information of the receiving node that received the data packet;
(320) at least one of the receiving nodes (410-420) sends back information about its a priori information to the first sending node and / or to at least the second sending node,
(330, 340) at least one of the sending node (s) (405) that received the feedback information generates and transmits a composite data packet (450), wherein the composite data packet (450) contains information from at least at least two separate data packets, each containing information assigned to at least two receiving nodes, while the aforementioned formation uses a priori information of at least one receiving node (410-420); and
(350) at least one receiving node decodes, at least in part, a composite data packet (450) using its prior information.
(805) принимают информацию обратной передачи от по меньшей мере одного из принимающих узлов (410-420), причем упомянутая информация обратной передачи содержит информацию об априорной информации от по меньшей мере одного из принимающих узлов (410), при этом информация об априорной информации содержит информацию об информации, прослушиваемой принимающим узлом (410);
(825-840) формирование составного пакета данных из множества пакетов данных, предназначенных для по меньшей мере двух принимающих узлов (410-420), упомянутое формирование по меньшей мере частично основано на информации относительно упомянутой априорной информации.18. The method in the sending node in the communication system of combined coding and scheduling of multiple data packets in which the sending node (405) is configured to communicate with at least two receiving nodes (410-420), and the sending node transmits information in the form of separate packets data intended for individual receiving nodes, the method is characterized in that it comprises the steps of:
(805) receive feedback information from at least one of the receiving nodes (410-420), said feedback information containing information on a priori information from at least one of the receiving nodes (410), wherein the information on a priori information information about information being tapped by the receiving node (410);
(825-840) generating a composite data packet from a plurality of data packets intended for at least two receiving nodes (410-420), said formation being at least partially based on information regarding said a priori information.
контролируют (805) посылающим узлом - были ли приняты какие-либо сообщения обратной связи;
определение (810) посылающим узлом - является ли информация обратной связи и информацией обратной связи относительно априорной информации от принимающего узла или является ли она информацией обратной связи относительно принятых собственных данных, и если относительно собственных данных, то посылающий узел продолжает выполнять обычные операции ARQ, и если относительно априорной информации, то посылающий узел (820) сохраняет информацию из информации обратной связи в буфере априорной информации, и возвращается на этап контроля 805.19. The method of claim 18, further comprising the steps of:
control (805) the sending node whether any feedback messages have been received;
determining (810) by the sending node whether the feedback information and feedback information regarding the a priori information from the receiving node or whether it is feedback information regarding the received own data, and if regarding the own data, the sending node continues to perform normal ARQ operations, and if with respect to a priori information, then the sending node (820) stores the information from the feedback information in the a priori information buffer, and returns to the control step 805.
сохраняют (310) в качестве априорной информации по меньшей мере один пакет данных, предназначенный для по меньшей мере одного другого принимающего узла;
подают обратно (750) информацию относительно априорной информации к по меньшей мере одному другому узлу; и после приема (340, 720) составного пакета данных декодируют по меньшей мере частично упомянутые составные пакеты данных с помощью сохраненной априорной информации.27. A decoding method at a receiving node in a communication system in which the receiving node is configured to communicate with at least one sending node (405), the method being characterized in that it comprises the steps of:
storing (310) at least one data packet for at least one other receiving node as a priori information;
feed back (750) information regarding a priori information to at least one other node; and after receiving (340, 720) the composite data packet decode at least partially mentioned composite data packets using the stored a priori information.
определяют (705) принимающим узлом, является ли принятый пакет данных составным пакетом данных или обычным пакетом данных;
определяют (710) принимающим узлом, возможно ли сопоставить составной пакет данных с какой-либо предварительно сохраненной априорной информацией, и если невозможно - составной пакет данных сохраняют в качестве априорной информации.28. The decoding method in the receiving node according to item 27, further comprising the steps of:
determining (705) the receiving node whether the received data packet is a composite data packet or a regular data packet;
determine (710) by the receiving node whether it is possible to match the composite data packet with any previously stored a priori information, and if not possible, the composite data packet is stored as a priori information.
приемник (930) обратной связи приспособлен принимать и идентифицировать информацию об априорной информации в информации обратной связи от принимающих узлов (410, 420), причем информация об априорной информации содержит информацию о прослушиваемых сообщениях;
модуль (910) хранения априорной информации для сохранения априорной информации от множества принимающих узлов, при этом модуль (910) хранения априорной информации соединен с упомянутым приемником (930) обратной связи;
модуль (905) объединенного кодирования и планирования для формирования составного пакета данных из множества отдельных пакетов данных, при этом модуль (910) хранения априорной информации выполнен с возможностью использовать априорную информацию от упомянутого модуля (910) хранения априорной информации и определять, какие множественные отдельные пакеты данных извлекать из буферного модуля (920) для использования в составном пакете данных.32. A sending node adapted for use in a communication system, wherein the sending node (405) is configured to communicate with at least two receiving nodes (410, 420) by transmitting information in the form of a plurality of separate data packets intended for individual receiving nodes, characterized in that:
the feedback receiver (930) is adapted to receive and identify information on a priori information in the feedback information from the receiving nodes (410, 420), and the information on a priori information contains information about the messages being listened to;
a priori information storage module (910) for storing a priori information from a plurality of receiving nodes, while the a priori information storage module (910) is connected to said feedback receiver (930);
a combined coding and scheduling module (905) for generating a composite data packet from a plurality of separate data packets, while the a priori information storage module (910) is configured to use a priori information from the a priori information storage module (910) and determine which multiple individual packets retrieve the data from the buffer module (920) for use in the composite data packet.
буфер (965) априорной информации выполнен с возможностью сохранять по меньшей мере один пакет данных, предназначенный для по меньшей мере одного другого принимающего узла в качестве априорной информации;
модуль (960) идентификации и декодирования блоков данных протокола (БДП, PDU), выполненный с возможностью извлекать априорную информацию из упомянутого буфера (965) априорной информации для декодирования принятых составных пакетов данных.36. The receiving node, adapted for exchange with at least one sending node (405) in the communication system, characterized in that
the a priori information buffer (965) is configured to store at least one data packet intended for at least one other receiving node as a priori information;
a module (960) for identifying and decoding protocol data units (BDPs, PDUs), configured to extract a priori information from said a priori information buffer (965) for decoding received composite data packets.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008104625/09A RU2378770C2 (en) | 2005-07-07 | 2005-07-07 | Method and device for encoding and planning in data packet transmission systems |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008104625/09A RU2378770C2 (en) | 2005-07-07 | 2005-07-07 | Method and device for encoding and planning in data packet transmission systems |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008104625A RU2008104625A (en) | 2009-08-20 |
| RU2378770C2 true RU2378770C2 (en) | 2010-01-10 |
Family
ID=41150518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008104625/09A RU2378770C2 (en) | 2005-07-07 | 2005-07-07 | Method and device for encoding and planning in data packet transmission systems |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2378770C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2545999C2 (en) * | 2010-05-21 | 2015-04-10 | ЗетТиИ Корпорейшн | Method, apparatus and mobile broadcast business management system for transmitting information in data form |
| RU2568922C2 (en) * | 2010-09-17 | 2015-11-20 | Нокиа Солюшнз энд Нетуоркс Ой | Remote verification of attributes in communication network |
| US9215220B2 (en) | 2010-06-21 | 2015-12-15 | Nokia Solutions And Networks Oy | Remote verification of attributes in a communication network |
| RU2613024C2 (en) * | 2014-03-21 | 2017-03-14 | Нокиа Текнолоджиз Ой | Short identifier for broadcast direct communication between devices |
| RU2636689C2 (en) * | 2013-08-07 | 2017-11-27 | Телефонактиеболагет Л М Эрикссон (Пабл) | Automatic establishment of redundant paths with careful restoration in packet switching network |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002085061A1 (en) * | 2001-04-12 | 2002-10-24 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for scheduling transmissions in a wireless communication system |
| WO2002089432A1 (en) * | 2001-04-26 | 2002-11-07 | Qualcomm Incorporated | Rescheduling scheduled transmissions |
| RU2003117017A (en) * | 2000-11-07 | 2004-12-10 | Нокиа Корпорейшн | SYSTEM FOR PLANNING THE TRANSMISSION OF DATA TRAFFIC ON THE BASIS OF PACKAGES ON THE UPRISING LINK IN THE RADIO COMMUNICATION SYSTEM |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60126806T2 (en) * | 2000-11-07 | 2007-12-06 | Nokia Corp. | METHOD AND SYSTEM FOR UPGRADING PACKAGE DATA TRAFFIC IN DRAHLOSEN SYSTEMEN |
-
2005
- 2005-07-07 RU RU2008104625/09A patent/RU2378770C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2003117017A (en) * | 2000-11-07 | 2004-12-10 | Нокиа Корпорейшн | SYSTEM FOR PLANNING THE TRANSMISSION OF DATA TRAFFIC ON THE BASIS OF PACKAGES ON THE UPRISING LINK IN THE RADIO COMMUNICATION SYSTEM |
| WO2002085061A1 (en) * | 2001-04-12 | 2002-10-24 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for scheduling transmissions in a wireless communication system |
| WO2002089432A1 (en) * | 2001-04-26 | 2002-11-07 | Qualcomm Incorporated | Rescheduling scheduled transmissions |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2545999C2 (en) * | 2010-05-21 | 2015-04-10 | ЗетТиИ Корпорейшн | Method, apparatus and mobile broadcast business management system for transmitting information in data form |
| US9667433B2 (en) | 2010-05-21 | 2017-05-30 | Zte Corporation | Method, device and mobile broadcast business management system for transmitting data information |
| US9215220B2 (en) | 2010-06-21 | 2015-12-15 | Nokia Solutions And Networks Oy | Remote verification of attributes in a communication network |
| US10218514B2 (en) | 2010-06-21 | 2019-02-26 | Nokia Technologies Oy | Remote verification of attributes in a communication network |
| RU2568922C2 (en) * | 2010-09-17 | 2015-11-20 | Нокиа Солюшнз энд Нетуоркс Ой | Remote verification of attributes in communication network |
| RU2636689C2 (en) * | 2013-08-07 | 2017-11-27 | Телефонактиеболагет Л М Эрикссон (Пабл) | Automatic establishment of redundant paths with careful restoration in packet switching network |
| US9832102B2 (en) | 2013-08-07 | 2017-11-28 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Automatic establishment of redundant paths with cautious restoration in a packet network |
| RU2613024C2 (en) * | 2014-03-21 | 2017-03-14 | Нокиа Текнолоджиз Ой | Short identifier for broadcast direct communication between devices |
| US10652936B2 (en) | 2014-03-21 | 2020-05-12 | Nokia Technologies Oy | Short identifiers for device-to-device (D2D) broadcast communications |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008104625A (en) | 2009-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8605642B2 (en) | Method and arrangement for coding and scheduling in packet data communication systems | |
| JP4558739B2 (en) | How to provide a multicast service | |
| Katti et al. | XORs in the air: Practical wireless network coding | |
| US7912003B2 (en) | Multipath forwarding algorithms using network coding | |
| Lin et al. | CodeOR: Opportunistic routing in wireless mesh networks with segmented network coding | |
| CN101116275B (en) | Method for transmitting data packet in wireless network, transport node and communication node | |
| EP2218204B1 (en) | Method and system for data transmission in a data network | |
| Cam et al. | Throughput analysis of some ARQ protocols in the presence of feedback errors | |
| US11464009B2 (en) | Relays in structured ad hoc networks | |
| Tran et al. | A joint network-channel coding technique for single-hop wireless networks | |
| KR20060067963A (en) | Method of performing point-to-multipoint data transmission, communication system and transmitting station and receiving station | |
| Lin et al. | Adaptive network coding for broadband wireless access networks | |
| JP4834081B2 (en) | Multi-carrier scheduling | |
| Durvy et al. | Towards reliable broadcasting using ACKs | |
| Kuo et al. | XOR rescue: Exploiting network coding in lossy wireless networks | |
| RU2378770C2 (en) | Method and device for encoding and planning in data packet transmission systems | |
| Pu et al. | Performance analysis of joint Chase combining and network coding in wireless broadcast retransmission | |
| Zhu et al. | C and m: A new network coding scheme for wireless networks | |
| JP5032678B2 (en) | Multi-carrier scheduling | |
| Pursley et al. | Routing multimedia packets in a frequency-hop packet radio network | |
| Arpitha et al. | Cooperative Hybrid Automatic Repeat Request Based on the Number of Retransmissions | |
| Nage et al. | Network Coding Approach to Improving TCP Throughput in Wireless Networks | |
| Ben Saleh | Network Coding For Star and Mesh Networks | |
| Pursley et al. | Measuring the link qualities in a frequency-hop packet radio network for use in the routing of multimedia packets | |
| Raghunathan et al. | Exploiting wireless broadcast by opportunistic packet splaying |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200708 |