CN1568607A - 无线通信系统内的重发方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种分段消息发送的方法,其中每个消息首先被分成分段,然后分段再被为片断。对每个分段施加分段参数,且每个片断有分段标识符。片断提供给较低层用于准备成要传送的帧。一个实施例用于发送持续期较短的消息,诸如控制消息。在接收到分段内的帧时,带有超时时段的计时器被启动。接收到分段内的下一帧时中止计时器。计时器的超时指明下一顺序的帧被丢失。
Description
背景
领域
本发明涉及通信系统。本发明尤其涉及在无线通信系统内对消息进行分段以及发送消息的方法。
背景
在无线通信系统中,消息从发射机发送到移动接收机。消息以帧形式被发送,其中帧定义预定时间段且协议是用于实现给定操作集合的过程集合,这些操作诸如信息交换,其中协议定义帧内发送的信息组成。由于无线通信是通过共享的空中接口实现的,接收质量是受干扰限止的。接收机处的较差的质量可能导致发射的数据帧的丢失,即接收到的信息由于干扰信息的相加而不可辨识。当丢失帧时,一般重发整个消息(多个帧)。整个消息的重发使用的带宽本来是用于另外的消息的。另外,重发增加了系统的延时时间,且可能导致无线通信系统的性能不可接受。
因此,需要一种在无线通信系统内准确发送消息的方法。另外,需要一种在无线通信系统内有效重发信息的方法。
概述
在此揭示的实施例通过提供一种方法和装置满足上述的需要,该方法和装置用于检测发送内的分段末尾或消息末尾。在接收到帧擦除后,接收机起动计时器。计时器用于确定帧丢失的结尾。可能实现多个计时器,其中每个计时器使得先前运行的任何计时器中止。
根据一个方面,在带有基站控制器和多个基站的无线通信系统内,多个基站的每个适用于与多个移动站通信,一种方法包括接收多个传输帧,多个传输帧的每个带有标识符;检测多个传输帧内的第一帧擦除;起动第一计时器;以及在第一计时器超时时,确定第一帧擦除的标识。
根据另一方面,一种无线装置包括用于接收多个传输帧的接收机,用于检测帧擦除的装置,对第一帧擦除检测响应的第一计时器以及对第二帧擦除检测响应的第二计时器。
附图的简要描述
图1是无线通信系统。
图2是在实现无线通信系统内协议的分层结构。
图3A是可用于无线通信系统的消息传输协议。
图3B是根据图3A内说明的传输协议的帧结构。
图4A是实现可应用于无线通信系统内分段的消息传输协议。
图4B是根据图4A说明的传输协议的帧结构。
图5A是诸如图4A内说明的消息传输协议的示例。
图5B是在诸如图5A内说明的消息传输协议内使用的定义分段指示符比特值的图例。
图5C是在诸如图5A内说明的消息传输协议内使用的定义分段指示符组合的图例。
图5D是在诸如图5A内说明的消息传输协议内使用的定义分段指示符比特值的图例。
图5E是在诸如图5A内说明的消息传输协议内使用的定义分段指示符组合的图例。
图6是为发送进行消息分段的方法的流程图。
图7A和7B是接收分段后的消息的方法的流程图。
图8是为发送进行消息分段的示例。
图9A是具有消息重发的消息发送时序图。
图9B是消息分段和发送具有至少一个分段重发的时序图。
图10是支持消息分段和发送协议的发射机的框图。
图11是支持消息分段和发送协议的接收机的框图。
图12是用于标识帧的分段片断丢失的结尾的处理流程图。
图13A和13B是说明标识帧的分段片断丢失的结尾处理的示例的时序图。
图14是说明分析帧的计时器使用的时序图。
图15是说明分析帧的计时器使用的时序图。
图16是实现单个帧计时器方法的流程图。
图17是为单个帧计时器动态计算超时时段的方法的流程图。
详细的描述
“示例”一词在此仅用来指“作为示例、实例或说明”。在此揭示为“示例”的实施例不一定被理解为最优或优于其它实施例的。
在扩频系统中,诸如码分多址CDMA通信系统,信号通过使用一编码在较宽的带宽上被扩展,诸如使用伪随机噪声PN扩展序列。以下两个标准详述了扩频CDMA系统:“TIA/EIA/IS-95双重模式宽带扩频蜂窝系统的TIA/EIA/IS-95移动站—基站兼容标准”,此后称为“IS-95标准”,以及“cdma2000扩频系统的TIA/EIA/IS-2000标准”,此后称为“cdma2000标准”。
无线通信系统被广泛应用于提供各种通信类型,诸如语音、数据等。这些系统可能基于码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)或一些其它调制技术。CDMA系统提供了优于其它类型系统的优势,包括增加的系统容量。
系统可能用来支持一个或多个标准,诸如(1)“TIA/EIA/IS-95双重模式宽带扩频蜂窝系统的TIA/EIA/IS-95移动站—基站兼容标准”,此后称为“IS-95标准”,(2)由名为“第三代合作项目”(又称3GPP)的集团提供的标准,并体现在一组文档中,包括文档号3G TS 25.211、3G TS 25.212、3G TS 25.213、3G TS 25.214、3G TS 25.302,在此称为WCDMA标准,(3)由名为“第三代合作项目2”(又称3GPP2)的集团提供的标准以及在此称为cdma2000标准的TR-45.5,以前称为IS-2000MC,或(4)一些其它的无线标准。上述的标准(1)、(2)和(3)在此被引入作为参考。
每个标准特别定义从基站发送到移动以及相反方向的数据的处理。例如,语音信息可能以特定数据率经编码,被格式化为定义的帧格式并根据特定的处理方案进行处理(例如被纠错和/或检错编码、交织等)。为说明该点,WCDMA标准定义自适应多速率或AMR、语音编码方案,其中语音信息可能根据多个可能数据率的一个被编码且编码后的语音数据以取决于选定的数据率的特定格式而被提供。特定标准(例如cdma2000)定义的编解码器、帧格式和处理会不同于其它标准的定义(诸如WCDMA标准)。
有多种能支持多个传输格式(即可变长传输帧)的通信系统。一种该种系统由cdma2000标准定义。虽然CDMA类型系统在整个讨论中用作示例,但本方法和装置还可应用于任何发送帧形式的消息并支持帧和/或帧的一部分重发的系统。另外,在此描述的方法可能应用于前向链路、反向链路以及下行链路和上行链路。为了方便,在此使用的描述使用与CDMA类型的系统一致的术语。为应用于WCDMA类型系统,上行链路通信是指从用户设备UE到节点B即发射机的通信。
虽然一些用于描述常规的CDMA类型扩频系统的术语在WCDMA类型系统中同样使用,但在每种类型系统中有几个有特定定义的术语。
在CDMA系统中,移动用户指的是移动站。多个MS通过在无线通信系统中有固定位置的基站通信。CDMA系统内的反向链路RL是指从移动用户或移动站MS到基站BS的传输。前向链路FL指的是从BS到MS的传输。
WCDMA系统特定的术语是把移动用户称作为用户设备UE。多个UE通过在无线通信系统内有固定位置的“节点B”通信。从UE到节点B的传输被称为上行链路UL。下行链路DL,指的是从节点B到UE的传输。
图1是支持多个用户的扩频通信系统100的图例。系统100提供多个小区的通信,每个小区由对应的基站104提供服务。多个远程终端106散布在系统内。系统100可以代表CDMA无线通信系统,其中每个远程终端106被称为MS。类似地,系统100可以代表WCDMA无线通信系统,其中每个远程终端106被称为UE。每个远程终端106可能与一个或多个基站104在前向和反向链路上在任何特定时刻通信,这取决于远程终端是否活动且是否处于软切换。为清楚地理解,揭示了一个示例实施例,其中系统100是与cdma2000标准一致的CDMA类型的系统。
如图1示出,基站104a与远程终端106a、106b、106c和106d通信,且基站104b与远程终端106d、106e和106f通信。
系统控制器102耦合到基站104且一般进一步耦合到其它系统,包括但不限于公共交换电话网络PSTN、因特网或其它通信网络。系统控制器102提供对耦合到它的基站的协调和控制。系统控制器102进一步通过基站104控制远程终端106间、远程终端106和耦合到其它系统的用户间的电话呼叫路由。系统控制器102还被称为基站控制器BSC。
图2说明本发明的示例实施例的分层结构110。物理层112指明前向和反向链路的信道结构、频率、功率输出、调制类型以及编码规定。媒体访问控制MAC层114定义用于在物理层112上接收以及发射的过程。
图2说明的分层结构用于提供语音、分组数据和同时的语音和分组数据服务。物理层112为物理信道实现编码、交织、调制和扩展功能。MAC层114以及链路访问控制LAC层116一起形成了链路层以提供数据传输服务的协议支持和控制机制。链路层还将更高层的数据传输的需要映射为物理层112特定的容量和特性。链路层还将逻辑和信令信道映射为物理层112的编码和调制功能特定支持的编码信道。如在此使用的,信令指的是控制信息的发送,但可能扩展到包括数据信息或其它信息,作为通信系统内的消息被发送。
控制应用和高层协议利用LAC层116提供的服务。LAC层116实现对于设立、维持、释放逻辑链路连接的关键功能,包括传递消息。MAC层114提供控制功能,管理物理层112提供的资源。例如,MAC层114控制在空中接口上信息通信的物理编码信道。MAC层114还协调各个LAC服务实体期望的那些资源的使用。该种协调功能还解决单个移动站内的LAC服务实体间以及竞争移动站间的争用问题。MAC层114传递来自LAC服务的服务质量QoS水平的请求。例如,MAC可能保留空中接口资源或解决竞争LAC服务实体间的优先权。
对于HDR系统,MAC层114包括容量调度以平衡用户或连接。该种平衡一般对具有较差覆盖的低吞吐量的信道进行调度,从而释放资源使得带有较好连接的信道能有高吞吐量。下一层即链路访问控制LAC层116提供了访问更高层应用的过程。在另外的结构中,无线电链路、无线电链路协议RLP层(未示出)可能提供八位对齐数据流的重发和复制检测,从而取代或与LAC层116并行。在分组服务的环境中,LAC层116携带点到点协议PPP分组。高层数据链路控制HDLC层120是PPP和ML-PPP通信的链路层。控制信息放置于特定格式中,这一般非常不同于数据以减少差错。HDLC层120在PPP处理前实现数据的组帧。PPP层122然后提供压缩、验证、加密和多协议支持。因特网协议IP层124跟踪不同节点的因特网工作寻址,路由出去的消息并识别进入的消息。
在PPP顶部运行的协议,诸如IP层124,携带用户话务。值得注意的是,这些层的每个可能包含一个或多个协议。协议使用信令消息和/或头部以将信息传送到空中接口的另一边的对等实体。例如,在高数据率HDR系统中,协议将消息与缺省信令应用一起发送。
结构110可应用于接入网络AN,用于提供IP网络诸如因特网和包括无线移动单元的接入终端间的数据连接性。接入终端At提供对用户的数据连接性。AT可能连到诸如个人笔记本电脑的计算设备上或可能是自包含的数据设备诸如个人数字助手。可能有各种无线应用和数目一直增长的设备,经常被称为IP设备或Web设备。如图2说明的,LAC层116以上的层是服务网络层,HDLC层120以下的层是无线电网络层。换而言之,无线电网络层影响空中接口协议。示例实施例的无线电网络层实现称为“HAI规范”的“TL80-54421-1 HDR空中接口规范”。HAI规范有时称为“IXEVDO”。HDR一般提供有效的在无线通信系统内发送数据的方法。另外的实施例可能实现称为“cdma2000”的“用于cdma 2000扩展频谱系统的TIA/EIA/IS-2000标准”,“用于双重模式宽带扩频蜂窝系统的TIA/EIA/IS-95移动站—基站兼容标准”,以后称之为“IS-95标准”,或其它每用户连接系统,诸如称为“WCDMA”的“1.85到1.99GHz PCS应用的WCDMA(宽带码分多址)空中接口兼容标准的ANSI J-STD-01草拟标准”。
在以下美国专利内揭示了语音和数据传输的多址系统的使用:
美国专利号4901307,题为“SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESSCOMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS”.
美国专利号5103459,题为“SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMSIN A CDMA CELLUALR TELEPHONE SYSTEM”。
美国专利号5504773,题为“METHOD AND APPARATUS FOR FORMATTING OF DATAFOR TRANSMISSION”,以上每个被转让给受让人,并通过引用加入在此。由于频谱是有限资源,所以这些系统通过共享频谱同时支持具有最小干扰的大数量的用户而提供最大化该资源使用的方法。这些方法扩展到数据的高速传输,使得能重新使用现存的硬件和软件。已经熟悉这些标准和方法的设计者可能使用该知识和经验以将这些系统扩展到高速数据传输。
如上所述,在准备发送消息时,发射机一般在多个帧上扩展消息。与给定通信链路相关联的帧差错率FER被定义为丢失给定帧的概率。类似地,与给定通信链路相关联的消息差错率MER可以被定义为丢失给定消息的概率。MER与FER的关系在以下等式中给出:
MER=1-(1-FER)n, (1)
其中,消息在n个帧上经扩展。特别是等式(1)假设事件统计独立。在任何给定帧内的差错概率等于在任何其它帧内的差错的概率。对于固定的FER值,MER随着消息的长度的增加而增加。如果丢失了一个帧,则丢失了整个消息。值得注意的是,帧是无线通信系统内基本的定时间隔。不同传输信道的帧定义的时间长度可能不同。
丢失消息的风险即MER随着消息的长度增加而增加。随着消息长度增加,消息传输要求的帧数增加。由于一个帧的丢失会导致整个消息的丢失,所以丢消息的风险受到每条消息的帧数的影响。另外,对于恒定长度消息,FER的增加如同等式(1)内给出的影响了MER。
图3A和3B说明了在LAC层114实现的传输协议,其中每个消息200包括多个字段,包括:头部202;多个字段204到206;信息208以及尾部210。头部202包括发送和消息接收的控制信息,包括但不限于消息长度、消息标识符、协议版本鉴别符等。字段204到206包括任何数量的字段,包括但不限于寻址字段、加密字段、验证字段和用于提供消息重发的字段(ARQ)。在一实施例中,信息字段208提供信令信息,诸如从发射机到接收机的控制消息。尾帧210包括消息的中止信息,包括编码的冗余校验即CRC以保证消息的正确性。
消息200在多个片断内发射,这些片断标号为1、2、...X、。每个片断220包括消息开始SOM指示符222以及信息部分224。在一实施例中,SOM是1用来指示消息内的第一片断,零用来指示消息内的连续片断。消息200的MER在等式(1)中给出。片断然后被提供给MAC层114,它将片断组织成帧以发送。MAC层114可能将信息加入片断并可能对要发送的片断进行重新排序。每个片断220可能对应传输帧。在接收机处接收到消息时,如果丢失了任何片断,则重发整个消息。丢失的片断一般被称为擦除,其中接收机接收到信号能量但不能对信息进行处理以及/或解码。如果丢失了消息的一部分,且如果接收机没有丢失的部分就不能对消息进行处理,则整个消息可能被认为丢失了。丢失的部分可能被称为擦除或丢失部分。
在一系统内,当接收机接收到消息且能对消息解码和处理时,接收机通过发送确认ACK消息确认消息接收。如果消息丢失了,则接收机不能响应发射机。发射机等待接收来自目标接收者的ACK消息。如果ACK消息在预定等待时间段内没有在发射机处被接收到,则发射机重发消息。发射机关于消息的丢失部分没有任何信息。
在只丢失一部分或消息的片断时以及在等待时间超过后重发消息导致接收机的延时以及发射机的发射带宽的消耗。为了提供丢失部分或片断的重发,本发明的示例实施例提供了消息分段的方法,在图4A和4B内有说明,即它将消息200分成多个分段302。每个分段302被分配以唯一的标识符。消息的第一个分段进一步用开始分段SS指示符标识。消息的结尾用结尾分段ES指示符标识。分段过程被定义为将给定消息分为多个部分。多个分段302可能有不同长度。确定每个分段302的长度可能基于信道质量估计或其它对给定通信系统特定的标准。分段的长度的确定平衡了有效性和性能。更短的分段长度导致对同一消息更多总数量的分段。较短的分段长度增加了可靠性并因而增强了性能。大的分段总数会导致处理和存储额外开销使效率降低,例如生成更多的分段参数比特的发送以标识多个分段。理想情况是系统在维持较低额外开销的同时最优化性能。
如图4A说明的,消息200被分段成为K个分段。K个分段的每个然后进一步被分为X个片断。根据示例实施例,片断X的个数对于每个分段302是可变的。另外的实施例可能指定给定消息内每分段恒定的片断数X。每个分段304的长度以及片断数X的确定是通过物理层112以及MAC层114的参数而定。如图4A说明的,分段302的分段3被分为X个片断304。片断304然后被提供给MAC层114以通过多个传输帧发送(未示出)。
如以上所述,k个分段302的每个分段被分为X个片断,其中总片断数n被给出为:
n=K*X. (2)
在示例实施例中,片断的总数等于由MAC层114生成的用于在物理层112上发送的帧总数,同时另外的实施例可能提供总片断数作为总帧数的函数。产生的消息误差被定义为分段差错率SER的函数即:
MER=1-(1-SER)K, (3)
其中SER定义为:
SER=1-(1-FER)X. (4)
如图4B说明的,每个分段306包括分段标识符SI 308和信息310。信息310是从分段304来的分段的一部分内容。根据示例实施例,SI包括至少两个比特SI1和SI2。其中一个比特指明分段是否被启用,另外一个比特指明消息的第一分段。
在图5A说明的消息传输的实施例中,消息200被分成X个片断,标识为片断304,标号从MSG1到MSGx。如所说明的,片断304间的边界不一定与消息200的字段的边界一样,虽然一些分段边界可能恰好与一些字段边界一样。片断304是包含在消息200内的信息的部分,包括包含在每个字段202、204、206、208和210内的信息以及任何包含在消息200内的任何其它字段。
(片断304)的X个片断的每个对应每分段消息的X个帧的总数的帧360的传输帧。每个帧被称为包含服务数据单元SDU。每个片断304包括一分段标识符SI值,作为消息200的一部分而附加为前缀。片断标识符按顺序确定。另外的实施例可能实现将标识符分配给帧和分段的其它方法。标识用于在接收机处重建消息。类似地,另外的实施例可能将SI附加于分段信息的结尾处,或可能将SI信息整合入分段信息。在每个实施例中,当接收机处已知帧的组织时,接收机然后能相应地重建消息。
如图5A说明的,X个片断304包括片断320、330、340和350,其中每个片断320、330和340以及350包括消息200和SI的一部分。在图5A的实施例中,系统支持由图4A的协议定义的消息分段,然而对于该示例,传输消息分段不是活动的。对活动分段,支持分段重发请求。换而言之,接收机可能请求重发发送的消息的分段或部分。对于不活动分段,不支持分段的重发请求。接收机可能请求整个消息的重发,而不是更小的单元的重发。
在图5A的实施例中,每个SI包括三个比特。SI比特的重要性在图5B和5C中说明。如图5B中说明的,SI的第一个比特标为SI1表示分段是活动的还是不活动的,其中高逻辑值表示分段是活动的,否则分段是不活动的。SI的第二比特标为SI2,标识分段开始,其中高逻辑值指明分段的开始。SI的三个比特标为SI3指明分段结尾,其中高逻辑值指示分段的结尾。在图5C的表格中提供了不同比特组合的意义。另外的实施例可能使用任何数量的比特,每个有预定的意义。另外,其它的实施例可能实现SI比特的另外极性方案。
继续图5A,(片断304的)第一片断320包括分段标识符部分SI 322,附加到消息部分MSG1 324。帧320是在消息200发送中的第一个片断,且因此SI322被指定为010,其中SI1=0,SI2=1,且SI3=0。由于对本例分段不是活动的,第二比特SI2可能用于标识消息的开始,第三比特SI3可能用于标识消息的结束。下一片断330包括SI部分332以及信息部分334。SI 332指明中间的发送片断。最后片断350包括SI部分352和信息部分354。SI 352指明分段或消息结束。
每个片断304对应MAC层114生成的SDU 360。特别是,如说明的,片断320对应SDU 362,片断330对应SDU 364,片断340对应SDU 366且片断350对应SDU 368。SDU 360对应在物理层112上发送的传输帧。
继续图5A,SI 322指明对该发送分段不是活动的。即使分段不是活动的,消息200仍被分割以形成片断304,从而产生SDU 360。SDU 360经调制并被发送。在一实施例中,仍对SDU 360应用了差错校验机制。当在接收机处接收到了帧,差错校验经评估以找出帧差错。在检测到帧差错时,接收机不能请求特定分段的重发,这是因为分段不是活动的。所以接收机会请求整个消息200的重发。如以下讨论的,特别是相关于图8和图9讨论的,当分段为活动时,接收机被提供足够的信息以请求检测到帧差错的分段。这样,保留了带宽且减少了交互时间。
图5D和5E说明另一实施例,其中SI包括两个比特。第一比特SI1指明比特是否是活动的。第二比特SI2标识分段的开始。两个比特组合的意义在图5E的表格中提供。
图6说明根据一实施例在无线通信系统内发射机处应用的消息分段的方法400。在步骤402发射机接收要发送的消息。消息可能是控制消息或其它任何用于发送到目标接收机的持续期较短的消息。如果在判决菱形404处分段是活动的,则处理进行到步骤412以将消息分成K个分段。发射机确定合适的分段参数SP以加入到每个分段并在步骤414生成SP。步骤414形成的结构在步骤416被分割以形成X个片断。在步骤418 SI然后被加到每个片断上。在步骤420每个片断包括SI被传送到MAC层以作处理。处理然后回到步骤402以处理下一消息。
回到判决菱形404,如果消息分段不是活动的,则处理继续到步骤406以将消息分成X个部分。在步骤408处在每个消息部分加上SI以形成片断。在步骤410处片断然后被发送到MAC层。处理回到步骤402处以处理下一消息。
在接收机处,SI比特从接收到的片断中被提取以确定发射的消息的处理。图7A和7B说明了在接收机处处理发射的分段的消息的方法420。在步骤422处接收机接收发射的帧。接收机通过评估包括在帧内的SI比特确定分段是否活动。如果分段是活动的,则处理进行到步骤442以处理包含在帧内的片断。片断的处理在图7B内有详述。处理然后在判决菱形444处从SI比特确定帧是否是分段的开始。如果帧是分段的开始,则接收机在步骤446处将该片断的信息部分存储在内存存储缓冲器内。处理然后回到步骤422以接收下一帧。
回到判决菱形444,如果接收到的帧不是分段的开始,则在判决菱形448处接收机根据SI比特确定帧是否是分段的末尾。如果接收到的帧不是分段的末尾,则接收机将来自片断的信息存储入缓冲器,且处理回到步骤422。如果帧是分段的末尾,则在步骤450处接收机重建分段并将分段按顺序排列。如果在判决菱形452处该分段完成消息,则接收机在判决菱形454处检查丢失的分段。如果没有丢失的分段,则处理继续到步骤432以重建消息。如果在判决菱形454处确定丢失的分段,则接收机在步骤454发送否定确认NACK消息并且处理回到步骤422。如果在判决菱形452处分段不是消息的末尾,则处理回到步骤422。
如果在判决菱形424处分段不是活动,则处理继续进行到步骤426以处理片断。片断的处理在图7B中进一步讨论。接收机然后在步骤428处将包含在片断内的信息存储到内存存储缓冲器。判决菱形430处接收机确定帧是否标志着消息的末尾。如果接收机没有检测到消息末尾,则处理回到步骤422以处理下一帧。如果接收机检测到消息末尾,则在步骤432处消息经重建。接收机然后在判决菱形434内检查消息内的差错。在检查到差错时,接收机在步骤436丢弃消息,且处理回到步骤422。如果在消息内没有检测到差错,则接收机在步骤438将消息传送到对应的应用或服务。接收机在步骤440发送ACK消息,且处理回到步骤433。
帧内包含的片断处理的一部分在图7B内进一步讨论。方法460说明支持消息分段的无线通信系统的片断处理。如果片断是分段的开始,则接收机在步骤470确定存储缓冲器是否为空。如果缓冲器不为空,则方法460刷新缓冲器并在步骤474将来自接收到的帧内的信息存储到缓冲器,处理在步骤474将信息存储在缓冲器内。如果片断不是分段的开始,则接收机在判决菱形464检查缓冲器的状态。如果缓冲器为空,则接收机在步骤468丢弃接收到的帧。例如,如果丢失了分段片断的开始,则接收机不会处理剩余的分段。如果缓冲器不为空,则在步骤466来自帧的信息被存储在缓冲器内。
在图8说明的消息传输的一实施例中,消息200根据图6的方法400被分段。消息分段在图8说明的消息200的处理中是活动的。消息200被分为分段302。每个分段302包括消息200的一部分。为每个分段350、352、354、...356加入分段参数SP。分段加上SP的组合进一步被分割以形成片断。片断然后经修改以包括SI,其中在本实施例中,SI包括三个比特,且其意义如同在图5B和5C中说明的。每个片断然后被用于生成SDU。
消息分段允许重发消息的一部分,而避免了时间延时和完全重发整条消息需要的资源分配。没有分段的消息发送和带有分段的消息发送的方法的比较在图9A和9B中说明。
图9A说明不带分段的消息发送,其中请求消息重发并完成。标记为Tx的发射机从时间t1起发送消息。标记为Rx的接收机,在时间t2接收消息,且消息在时间t3被完成。发射机然后等待来自接收机的ACK消息。接收机不能处理接收到的消息,所以没有发送ACK。在时间t4,发射机重发消息。接收机在时间t5接收重发的消息。整个消息在时间t6被接收且在时间t6发送ACK消息。发射机在时间t8到t9接收到ACK消息。在时间t9消息发送和重发完成。
与图9A相比,图9B说明了带有分段的消息发送,其中请求了分段重发并完成。发射机从时间t1起发送消息,且接收机从时间t2到t3接收消息。从时间t3到t4发送NAK消息,其中NAK标识发送的消息的丢失分段。发射机在时间t11接收到NAK,并在时间t12重发标记为SGM的分段。在时间t14,接收机接收到重发的分段,并在时间t15发送ACK。发射机从时间t17到t18接收到ACK。消息的分段或部分的重发减少了整个消息传输的等待时间且释放了发射机资源用于其它发送。如说明的,分段的消息发送减少了整个交互时间。
支持分段消息发送的发射机500在图10内说明。控制处理器502耦合到通信总线。控制处理器502控制消息发生器504的操作。消息发生器504提供控制和/或信令消息,或其它的短持续的消息用于发送到分段单元506。当分段是活动的,分段单元对消息进行分段并将分段参数加入到每个分段。分段单元506进一步将每个SP和分段的组合分割为片断。分段单元506确定应用到每个分段的分段标识符SI。片断然后经修改以包括合适的SI。分段单元506提供多个修改后的片断给组帧单元506,其中准备传输帧。差错校验发生器510对传输帧应用差错校验机制。发射机500进一步包括调制单元512和耦合到天线516的发送单元。发射机500进一步包括缓冲器518以存储消息或消息的一部分用以准备发送。
在图11说明了支持分段消息发送的接收机600。接收机600包括耦合到通信总线的控制处理器602。在天线616处接收帧,且由接收单元614进行处理。解调单元612对接收到帧进行解调,且差错校验单元610检查传输差错。解帧单元608从接收到的帧提取单个片断。分段提取单元606确定每个片断的分段并根据SI和SP信息确定分段的排序。通过将分段在消息重建单元604内排序而重建消息。如果接收到的消息没有丢失分段,则消息然后被发送到接收机600内的更高层的应用。如果接收到的消息有丢失分段,则接收机600请求丢失分段的重发。
在一实施例中,图7A和7B的接收机方法进一步确定是否丢失分段片断的末尾。图12说明标识分段片断或帧的末尾的方法700。方法700在步骤702处起动索引。如果在接收机处检测到第一擦除,则接收机开始计时器。计时器对时间段的安排定义如下:
计时器i=α*AIT (5)
其中α是常量值,AIT是帧的平均到达间隔时间。计时器i继续计数直到接收到消息或擦除。如果计时器i在接收到帧或擦除前超时,则接收机将第一擦除视为分段的末尾。如果在计时器i超时前接收到第二擦除,则接收机重设计时器i并开始计时器i+1。计时器i+1被定义为时间段:
计时器i+1=β*(计时器i)+γ*(t2-t1),
其中β和γ是常量值。可以使用任何数量的附加计时器,每个有类似的时间分配。另外的实施例可能使用各种时间段以及实现计时器的方式。实际上,每个擦除起动一个计时器。擦除的数目然后被用于确定分段长度。当任何计时器超时而没有接收到帧或擦除时,接收机将分段的末尾标识为最后接收到的擦除。
继续图12的方法700,如果在判决菱形704处接收到帧,则在步骤718处将来自帧的信息存储在内存存储缓冲器内。接收机在步骤720处更新称为AIT的分段的平均到达间隔时间。在步骤722处,接收机重设计时器i。在判决菱形724处,如果帧为分段的末尾,则处理继续进行到步骤726以检查差错。如果没有找到分段差错,则该分段作为消息的一部分在步骤730被处理。如果找到差错,则接收机在步骤728要求重发。如果在判决菱形724处,帧不是分段的末尾,则索引值i在步骤716处被增加,且处理继续到判决菱形704处以等待下一帧。如果在判决菱形704处没有接收到帧,则接收机在步骤706处检查擦除。擦除是接收机接收到但不能处理的消息,诸如由于传输差错的原因。如果接收到擦除,则计时器i被重设,且第二计时器i+1开始。处理然后继续到步骤716以递增索引。如果在判决菱形706没有找到擦除,则接收机在判决菱形712处检查差错。如果计时器i在判决菱形712处没有超时,则处理回到判决菱形704处以等待下一帧。如果计时器超时,则分段的排序反映了累积的擦除。
图13A和13B提供接收机处的例子。在图13A内,第一帧在时间t1处被接收,第二帧在时间t2处被接收。第一和第二帧由接收机处理且没有差错。当等待第三帧时,在时间t3接收到擦除。发生擦除触发了第一计时器的开始。计时器的超时时间段由帧间的平均间隔定义。第四帧在计时器超时前时间t4处被接收。在时间t4处计时器被重设。
在图13B的例子中,首两帧被接收而下面两帧却没有被接收。在时间t3处接收了擦除,且第一计时器作为响应开始。第二擦除在第一计时器超时前在时间t4被接收。第一计时器被重设,第二计时器在时间t4开始,其中第二计时器的超时时段是第一计时器值的函数。同样,当有任何计时器超时时,接收机能将最后接收到的擦除标识为分段的末尾。计算擦除的数目使得接收机能计算每分段帧的数目。
根据一实施例,使用多个计时器以标识分段末尾或消息末尾的方法(诸如图12说明的)能应用于异步传输方法ATM,其中ATM协议定义了消息的开始和消息的末尾。以上详细描述的在等式(5)和(6)内的计时器标识消息末尾和任何介入的丢失的分段和/或片断,因此避免了发送中消息末尾的丢失。
根据另一实施例,使用多个计时器以标识分段末尾或消息末尾的方法(诸如图12说明的)能应用于传输通信协议TCP,其中TCP协议定义了消息末尾为FIN字段。能应用于异步传输方法ATM,其中ATM协议定义了消息的开始和消息的末尾。以上详细描述的在等式(5)和(6)内的计时器标识消息末尾和任何介入的丢失的分段和/或片断,因此避免了发送中消息末尾的丢失。另外的实施例可能应用实现计时机制以确定发送的丢失部分,其中可能实现多个计时机制。
如上所述,提供了分段消息发送的方法。每个消息首先经分段,然后分段分为片断。对每个分段应用分段参数,对每个片断应用分段标识符。片断被提供给较低层用于准备用于发送的帧。示例实施例可能应用于发送较短持续的消息,诸如控制消息等。
在图14说明的另一实施例中,计时器在每次接收到帧的时候被起动。换而言之,触发事件是接收到一帧。如在图14的时序图中说明的,第一帧帧(1)在时间t1处被接收。根据接收到帧(1),第一计时器开始或被重设,其中括号内的索引对应给定分段内的帧的序列号。值得注意的是根据一个实施例,分段内的第一帧帧(1)包括分段指示的开始。计时器(1)有第一超时时段,这可能是预定值或可能是在帧(1)时间长度的函数。在时间t2,接收到第二帧帧(2)因此停止计时器(1)。如果帧(2)没有在第一超时时段内被接收到,帧(2)会被认为是丢失的帧。每个计时器的用于接收给定分段的超时时段用于给予后来到来的帧时间,但用于标识丢失的那些帧。
根据接收到的帧(2),第二计时器—计时器(2)经起动。计时器(2)有第二超时时段。第二超时时段可能是预定值,诸如其中所有的计时器使用分配的值或可能是先前的计时器超时时段的函数。在一实施例中,分段内的每个相继计时器有超时时段,它作为至少一个先前计时器的函数经动态计算。这样,平均值或投影值可能用于预测序列中下一帧的长度,且还可能考虑任何帧间经历的延时时间。在该情况下,虽然在时间t3处期待第三帧,但在第二超时时段内没有接收到帧。系统将第二计时器的超时视为指示帧(3)丢失。
继续发送,第四帧帧(4)在时间t4处被接收,作为响应开始第四计时器计时器(4)。计时器(4)的超时时段如以上关于计时器(2)描述的经计算。在该情况下,在时间t6前等待第五帧帧(5)但未到达。值得注意的是帧可能到达但可能是不可读的,诸如由于任何控制或状态消息有差错从而接收机无法解读接收到的比特。在时间t6,计时器(4)超时,因此帧(5)被视作丢失的帧。(可以加入说明接收机知道肯定存在“帧(5)”,因为直到4它还未接收到带有“末尾”指示的帧)。
图15说明了使用在接收到分段的每个帧时触发单个计时器的一个实施例,其中接收到帧(5)不会启动计时器。在该情况下,帧(5)包括指示分段的末尾。计时器—计时器(1)、计时器(2)、计时器(3)、计时器(4)相应地在接收到帧(1)、帧(2)、帧(3)和帧(4)时被触发。帧(5)由于是分段内的最后一帧,所以不使用计时器。
图16说明根据一实施例实现单个帧计时器的方法800。在步骤802处,对应发送的信息的分段内的序列帧号索引i被起动。判决菱形804确定是否接收到帧(i)。当没有接收到帧时,处理继续进行到判决菱形814以确定帧(i)是否是分段帧的开始即i=1。对于分段帧的开始,处理进行到判决菱形816,否则处理回到判决菱形804以等待分段内的第一帧。判决菱形816确定帧(i-1)的计时器(i-1)是否超时。计时器(i-1)在接收到先前帧时开始,且有一超时时段。如果计时器(i-1)超时,帧(i)被认为丢失了;在步骤818处分段号经调整以包括丢失帧;且索引i经调整以包括丢失帧。值得注意的是超时时段可能用于标识多个丢失的帧。处理然后回到判决菱形804以等待下一帧。
继续图16,如果帧(i)在判决菱形804处被接收,处理继续到步骤806以存储包含在帧内信息。在判决菱形808处,如果分段标识符的末尾包含在帧(i)内,处理回到步骤802以起动索引i。如果帧(i)不是分段帧的末尾,则处理进行到步骤810以重设计时器(i)。计时器经重设以等待下一期待的帧。索引i在步骤812经递增且处理回到判决菱形804以等待下一帧。
图17说明了按照一个实施例的计时器的超时时段的动态计算。索引i在步骤902处经初始化、在步骤904处接收帧(i)。帧(i)的长度在步骤906处被确定。如果帧(i)是分段帧的开始,如在判决菱形908处确定的,则在步骤910计时器(i)根据帧(i)的长度被设定。否则,计时器(i)在步骤912作为先前接收到的帧的长度的函数而被设定。索引i在步骤914处被递增且处理回到步骤904。超时时段的动态确定可以计算先前帧长的平均或中间数。类似地,确定可以是在当前分段期间的根据先前系统性能预定或预计的时段,或基于在预定时间段内与接收到给定的帧的概率相关的历史信息。计算可能考虑接收先前帧的延时。
因此以上说明了各种方法,用于在无线系统内发送分段的消息。每种方法根据其设计和对给定系统的资源要求有不同的应用。虽然各种实施例在此参考CDMA类型的扩频通信系统加以描述,但原理可应用于另外的扩频通信系统,以及其它类型的通信系统。以上表示的方法和算法可能以硬件、软件、固件或这些的组合来实现。例如,对非时间门控导频使用MMSE方法,对组合器加权求解的方程可能以软件实现或使用数字信号处理器DSP以实现计算。类似地,自适应算法可能以软件以存储在计算机可读介质上的计算机可读指令的形式实现。中央处理单元诸如DSP核,用于实现指令并相应提供信号估计。其它的实施例在可行时可能实现硬件,诸如应用专用集成电路ASIC。
本领域的技术人员可以理解,信息和信号可能使用不同的科技和技术的任何一种来实现。例如,上述说明中可能涉及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元和码片最好由电压、电路、电磁波、磁场或其粒子、光场或其粒子、或它们的任意组合来表示。
本领域的技术人员还可以理解,这里揭示的结合这里描述的实施例所描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤可以用电子硬件、计算机软件或两者的组合来实现。为清楚地说明这一可互换性,各种说明性的组件、方框、模块、电路和步骤一般按照其功能性进行阐述。这些功能性究竟作为硬件或软件来实现取决于整个系统所采用的特定的应用程序和设计约束。技术人员可以对每个特定应用以改变的方式实现所描述的功能,但这不应不被理解为偏离本发明的范围。
各种说明性的逻辑框、模块和电路的实现或执行可以用:数字信号处理器(DSP)、应用专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或以上的任何组合。处理器最好是微处理器,然而或者,处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器可以用计算设备的组合来实现,例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个连同DSP核的微处理器或任何其它的配置。
在此连同揭示的实施例一起描述的方法或算法的步骤可能直接体现在硬件、由处理器执行的软件模块或两者的组合之内。软件模块可以驻留于RAM存储器、快闪(flash)存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动盘、CD-ROM、或本领域中已知的其它任意形式的存储媒体中。一示范存储媒体最好耦合到处理器为了能够从存储媒体读取和写入信息。或者,处理器和存储媒体可以与处理器集成一体。处理器和存储媒体可以驻留于应用专用集成电路ASIC中。ASIC可以驻留于用户终端内。另外,处理器和存储媒体可以作为离散元件驻留于用户终端中。
上述优选实施例的描述使本领域的技术人员能制造或使用本发明。这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的,这里定义的一般原理可以被应用于其它实施例中而不使用创造能力。因此,本发明并不限于这里示出的实施例,而要符合与这里揭示的原理和新颖特征一致的最宽泛的范围。
Claims (26)
1.在具有基站控制器和多个基站的无线通信系统内,多个基站的每个适用于与多个移动站通信,一种方法其特征在于包括:
接收多个传输帧内的第一帧,多个传输帧的每个带有标识符;
启动第一计时器;以及
在第一计时器超时时,确定第二帧的标识。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于还包括:
在第一计时器超时前接收第二帧;以及
中止第一计时器。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于所述的第一计时器有第一超时时段,且第二计时器有第二超时时段。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于第一超时时段由发送的帧间的平均到达间隔的时间段所确定。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于所述的第一超时时段给出为:
第一超时时段=α*AIT,
其中α是常量值,且AIT是帧的平均到达间隔时间。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于第二超时时段是作为第一超时时段的函数被给出。
7.一种无线装置,其特征在于包括:
接收机,用于接收多个传输帧;
装置,用来检测帧:
计时器装置,在接收到第一帧时启动第一计时器,所述第一计时器有相关联的第一超时时段,所述计时器装置在检测到第一帧时中止第一计时器。
8.如权利要求7所述的无线装置,其特征在于第一计时器的第一超时时段的超时指明第二帧是丢失帧。
9.如权利要求7所述的无线装置,其特征在于所述计时器装置用于响应第二帧的接收起动第二计时器,所述的第二计时器具有第二超时时段。
10.如权利要求9所述的无线装置,其特征在于所述第二超时时段是第一超时时段的函数。
11.一种带有用于存储的内存存储单元的无线装置,其特征在于:
第一计算机可读指令集合,用于接收多个传输帧内的第一帧,多个传输帧的每个带有一个标识符;
第二计算机可读指令集合,用于起动第一计时器,以及
第三计算机可读指令集合,用于在第一计时器超时时确定第二帧的标识。
12.一种在通信系统中用于接收信息的装置,其特征在于包括:
装置,用于接收多个传输帧内的第一帧的装置,多个传输帧的每个带有一个标识符;
用于起动第一计时器的装置;以及
用于在第一计时器超时时确定第二帧的标识的装置。
13.在带有基站控制器和多个基站的无线通信系统内,多个基站的每个适用于与多个移动站通信,一种方法其特征在于包括:
接收多个传输帧,多个传输帧的每个具有一标识符;
检测多个传输帧内的第一帧擦除;
起动第一计时器;以及
在第一计时器超时时,确定第一帧擦除的标识。
14.如权利要求13所述的方法,其特征在于还包括:
在第一计时器超时前,检测第二帧擦除,以及
起动第二计时器;
中止第一计时器;以及
在第二计时器超时时,确定第二帧擦除的标识。
15.如权利要求14所述的方法,其特征在于所述第一计时器有第一时段且第二计时器有第二时段。
16.如权利要求15所述的方法,其特征在于所述第一时段是由发送的帧间的平均到达间隔时间段确定的。
17.如权利要求16所述的方法,其特征在于第一时段给出为:
第一时段=α*AIT,
其中α是常量值,且AIT是帧的平均到达间隔时间。
18.如权利要求17所述的方法,其特征在于第二时段给出为:
第二时段=β*(第一时段)+γ*(第二时段-第一时段),
其中β和γ是常量值。
19.一种无线装置,其特征在于包括
接收机,用于接收多个传输帧;
装置,用于检测帧擦除;
第一计时器装置,负责检测第一帧擦除;以及
第二计时器装置,负责检测第二帧擦除。
20.如权利要求19所述的无线装置,其特征在于还包括:
用于确定与和第一帧擦除相关联的第一帧对应的标识符的装置。
21.如权利要求20所述的无线装置,其特征在于用于确定标识符的装置适用于确定与和第二帧擦除相关联的第二帧对应的标识符。
22.如权利要求21所述的无线装置,其特征在于还包括:
用于确定传输帧的平均到达间隔时间的装置。
23.一种带有内存存储单元的无线装置,其特征在于用于存储:
用于接收多个传输帧的第一计算机可读指令集合;
用于检测帧擦除的第二计算机可读指令集合;
用于第一计时器的负责检测第一帧擦除的第三计算机可读指令集合;以及
用于第二计时器的负责检测第二帧擦除的第四计算机可读指令集合。
24.如权利要求23所述的无线装置,其特征在于还包括:
第五计算机可读指令集合,用于确定与第一帧擦除相关联的第一帧对应的标识符。
25.如权利要求24所述的无线装置,其特征在于所述的第五计算机可读指令集合适用于确定与和第二帧擦除相关联的第二帧对应的标识符。
26.如权利要求25所述的无线装置,其特征在于还包括:
第六计算机可读指令集合,用于确定传输帧的平均到达间隔时间。
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