專利名稱：包括差錯(cuò)控制機(jī)制和差錯(cuò)恢復(fù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)發(fā)送方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過使用自動(dòng)請(qǐng)求處理將封裝在分組中的有效載荷從發(fā)送機(jī)發(fā)送到接收機(jī)的方法。
背景技術(shù)：
隨著多媒體應(yīng)用的逐漸發(fā)展，眾多的研究已經(jīng)致力于編碼交換數(shù)據(jù)以改善它們?cè)跀?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上的傳輸。特別地，諸如視頻解碼軟件之類的一些應(yīng)用能忍受在它們的接收數(shù)據(jù)流中的差錯(cuò)。一些差錯(cuò)恢復(fù)和隱蔽(concealment)機(jī)制允許檢測(cè)差錯(cuò)，并能夠處理這些差錯(cuò)。根據(jù)應(yīng)用性能，最終用戶可注意到一些小的缺陷，這些缺陷沒有嚴(yán)重到能打擾他。比如，在MPEG/2視頻傳輸中，這些缺陷為可在短時(shí)間間隔期間發(fā)生的視覺上的小失真。在諸如GSM移動(dòng)電話之類的音頻傳輸中，缺陷意味著聲音質(zhì)量下降或短的中斷。這類應(yīng)用已經(jīng)被開發(fā)出來(lái)以便在諸如衛(wèi)星廣播、蜂窩網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線LAN...之類的不可靠分組網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送。同時(shí)，這些應(yīng)用也能忍受延遲。通常對(duì)于每一個(gè)應(yīng)用，給定一個(gè)最大的延遲值，它允許根據(jù)應(yīng)用的要求來(lái)組建網(wǎng)絡(luò)。
為了處理無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的高差錯(cuò)率，已經(jīng)在鏈路層階段以多種方式使用了差錯(cuò)控制機(jī)制。兩種基本的方法為前向糾錯(cuò)(FEC)和自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求(ARQ)。
采用ARQ，每個(gè)分組通過CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn))保護(hù)以便檢測(cè)在報(bào)頭和每個(gè)分組的有效載荷中的差錯(cuò)比特。接收機(jī)從發(fā)送機(jī)請(qǐng)求不正確接收的分組，該發(fā)送機(jī)隨后重發(fā)。在文獻(xiàn)中已經(jīng)建議了許多ARQ方案，并且已經(jīng)在標(biāo)準(zhǔn)中實(shí)現(xiàn)。其中最流行的是“停走(Stop and Go)”(例如在IEEE820.11無(wú)線LAN標(biāo)準(zhǔn)中實(shí)現(xiàn))、回退N幀和選擇重復(fù)ARQ(在HiperLAN/2標(biāo)準(zhǔn)中實(shí)現(xiàn)的)。這種方法引入了延遲傳輸，因?yàn)榉纸M只在它們已經(jīng)被正確接收到時(shí)才被發(fā)送到上層。為此，已經(jīng)引入了一些丟棄機(jī)制以避免在擁塞發(fā)生時(shí)傳輸太陳舊的分組。根據(jù)諸如由傳輸應(yīng)用定義的最大允許延遲之類的準(zhǔn)則，發(fā)送機(jī)丟棄一組分組以清空它的隊(duì)列并追上該延遲。對(duì)于應(yīng)用，這導(dǎo)致分組丟失。
FEC方法在發(fā)送機(jī)中將奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)添加到原始數(shù)據(jù)。在接收機(jī)中，該引入的冗余用于恢復(fù)差錯(cuò)。冗余包括在原始消息中，F(xiàn)EC添加額外量的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)量依目標(biāo)魯棒性而定。所添加的奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)越長(zhǎng)，F(xiàn)EC校正差錯(cuò)的能力越強(qiáng)。因此，F(xiàn)EC導(dǎo)致了更重要的開銷，但不象ARQ，它沒有加入不確定性的延遲。然而，F(xiàn)EC方法不能保證無(wú)差錯(cuò)數(shù)據(jù)流。
混合ARQ(HARQ)方案建議組合FEC和ARQ，以便使重傳的次數(shù)和傳輸延遲最小化。在III-類HARQ(或追擊(Chase)組合)中，同一重發(fā)分組的多個(gè)復(fù)本可以在接收機(jī)中組合。在II-類HARQ(遞增的冗余)，如果在第一次嘗試中解碼失敗，附加的冗余信息遞增地被重發(fā)。通過減少重傳的次數(shù)，這樣的機(jī)制容許減少傳輸延遲并優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)資源的使用。
然而，所有這些方法不能真正適用于以前提出的差錯(cuò)恢復(fù)應(yīng)用。實(shí)際上，單單FEC不能保證在數(shù)據(jù)流中的所有差錯(cuò)被校正。不管冗余碼是什么，它都不能保證一個(gè)給定的誤碼率(BER)。這意味著，應(yīng)用感知的質(zhì)量只依應(yīng)用中的差錯(cuò)恢復(fù)機(jī)制的性能而定。在一些情況下，雖然網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)(網(wǎng)絡(luò)負(fù)載)不至于太差，F(xiàn)EC機(jī)制也會(huì)導(dǎo)致許多的失真。另一方面，ARQ能向應(yīng)用提供無(wú)差錯(cuò)數(shù)據(jù)流，這導(dǎo)致了非常高的質(zhì)量傳送到最終用戶并避免由FEC方法產(chǎn)生的失真。然而，當(dāng)發(fā)生擁塞和分組丟失時(shí)就會(huì)打破這種理想的服務(wù)。在此情況下，由于沒有數(shù)據(jù)提供給應(yīng)用，差錯(cuò)恢復(fù)特征沒有被使用。這對(duì)用戶產(chǎn)生了不愉快的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于定義鏈路層差錯(cuò)控制機(jī)制和差錯(cuò)恢復(fù)應(yīng)用(視頻，音頻……)，該鏈路層差錯(cuò)控制機(jī)制是為不可靠網(wǎng)絡(luò)(無(wú)線，電力線通信……)而設(shè)計(jì)的，該差錯(cuò)恢復(fù)應(yīng)用使得即使在發(fā)生傳輸擁塞時(shí)也能進(jìn)行高質(zhì)量的傳輸。
因此，本發(fā)明的主題是一種通過使用自動(dòng)請(qǐng)求方法將封裝在分組中的有效載荷從發(fā)送機(jī)發(fā)送到接收機(jī)的方法，其中接收機(jī)檢驗(yàn)從發(fā)送機(jī)接收的每個(gè)分組以檢測(cè)任何潛在被破壞的接收分組；接收機(jī)通過向發(fā)送機(jī)發(fā)送一個(gè)或多個(gè)確認(rèn)消息來(lái)確認(rèn)每個(gè)接收分組的正確或被破壞的接收；發(fā)送機(jī)再次發(fā)送在接收機(jī)發(fā)送的確認(rèn)消息中被指示為被破壞的分組，其特征在于對(duì)于至少一些分組，該方法實(shí)現(xiàn)了EC-Part-ARQ差錯(cuò)控制機(jī)制，包括步驟在發(fā)送分組中定義敏感部分和不敏感部分；在發(fā)送分組之前，裝上信息(SDL-2)，該信息在分組的特定字段(SDL)中定義分組的敏感部分，該特定字段位于將發(fā)送到接收機(jī)的分組的敏感部分中，只檢驗(yàn)分組中的各敏感部分以檢測(cè)任何潛在被破壞的接收分組，只有分組的敏感部分未被正確接收到則認(rèn)為分組被破壞。
只要網(wǎng)絡(luò)狀況容許該方法，該方法就保證無(wú)差錯(cuò)數(shù)據(jù)流。當(dāng)擁塞發(fā)生時(shí)，該方法保證在數(shù)據(jù)流的敏感部分(即，這樣的數(shù)據(jù)部分，其中比特破壞涉及到重要數(shù)據(jù)丟失，因?yàn)樵摬铄e(cuò)在任何層次都不可恢復(fù))上的無(wú)差錯(cuò)服務(wù)。在數(shù)據(jù)的剩余部分，一些可能的比特差錯(cuò)會(huì)發(fā)生，但是該機(jī)制保證沒有數(shù)據(jù)丟失，這容許應(yīng)用使用它的差錯(cuò)恢復(fù)和隱蔽功能。
根據(jù)特定實(shí)施例，該方法還可以包括其它特征。


通過閱讀下列僅僅通過實(shí)例并同時(shí)參考附圖給出的描述，將能更好地理解本發(fā)明，其中圖1為根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)OSI模型在發(fā)送機(jī)中從第3層到第1層的數(shù)據(jù)路徑的示意圖；圖2為用于實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)姆椒ǖ牧鞒虉D；圖3為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)中所用的一般幀格式圖；圖4為發(fā)送機(jī)中狀態(tài)機(jī)的示意圖；圖5為IEE 802.11 MAC幀格式圖；圖6為IEEE 802.11發(fā)送機(jī)中狀態(tài)機(jī)的示意圖；圖7為在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明時(shí)，IEE 802.11序列抽樣示意圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)OSI模型并且如圖1所示，鏈路層(即，第2層)負(fù)責(zé)在多用戶之間共享PHY接口提供的服務(wù)。另外，它可以實(shí)現(xiàn)一些差錯(cuò)控制機(jī)制以校正PHY層可能產(chǎn)生的差錯(cuò)。
正如就其本身所知的，第3層是OSI模型中的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)層，它提供必須被發(fā)送到接收機(jī)的協(xié)議數(shù)據(jù)單元(L3-PDU)。
根據(jù)本發(fā)明，第3層在每個(gè)L3-PDU中判斷哪些數(shù)據(jù)是對(duì)應(yīng)用性能敏感的數(shù)據(jù)，哪些數(shù)據(jù)是對(duì)應(yīng)用性能不敏感的數(shù)據(jù)。每次第3層想發(fā)送一個(gè)L3-PDU到鏈路層時(shí)，除L3-PDU之外，它還提供定義對(duì)差錯(cuò)敏感的數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)信息。假設(shè)差錯(cuò)敏感數(shù)據(jù)是在L3-PDU的開頭，有利地，這些信息是PDU長(zhǎng)度、對(duì)差錯(cuò)敏感的PDU數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。這最后的參數(shù)稱為SDL-3。
實(shí)際上，差錯(cuò)敏感字節(jié)位于L3-PDU的開始。確實(shí)，應(yīng)用數(shù)據(jù)在到達(dá)鏈路層之前經(jīng)常在中間協(xié)議上傳輸。這些協(xié)議在位于分組開頭的報(bào)頭上添加了一些信息。協(xié)議經(jīng)常不能忍受在它們的報(bào)頭中的差錯(cuò)，這意味著報(bào)頭應(yīng)該與應(yīng)用數(shù)據(jù)流相比被鏈路層不同地處理。
正如就其本身所知的，鏈路層時(shí)間戳可選地對(duì)L3-PDU進(jìn)行分段并產(chǎn)生存儲(chǔ)在輸入LL-SDU隊(duì)列中的所謂服務(wù)數(shù)據(jù)單元(LL-SDU)。接著，它們被封裝到鏈路層PDU(LL-PDU)中，該鏈路層PDU相對(duì)于每個(gè)分組和被稱為有效載荷的LL-SDU將MAC和EC信息分組。鏈路層的一般LL-PDU格式示于圖1中。
MAC+EC報(bào)頭包括諸如幀類型控制字段、流或連接ID(或無(wú)連接鏈路層中的源和目的地址)之類的信息，以便識(shí)別接收者和/或分組序列號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明，用于差錯(cuò)控制的兩種模式由鏈路層根據(jù)數(shù)據(jù)的敏感性和方法的當(dāng)前實(shí)現(xiàn)提供給每個(gè)LL-SDU，該LL-SDU是由網(wǎng)絡(luò)層3和分段方法提供的。
這些模式被稱為EC-ARQ模式和EC-PartARQ模式。
兩種模式都基于ARQ機(jī)制。在下列實(shí)例中實(shí)現(xiàn)了“停走”ARQ機(jī)制。
在EC-ARQ模式中，當(dāng)接收機(jī)已經(jīng)檢測(cè)到差錯(cuò)時(shí)，分組被發(fā)送機(jī)重復(fù)發(fā)送。在該模式中，接收機(jī)在整個(gè)分組中檢測(cè)誤碼。由于覆蓋整個(gè)分組的CRC字段，這是可以實(shí)現(xiàn)的。
在EC-PartARQ模式中，LL-PDU被分成兩部分敏感部分和不敏感或未被保護(hù)部分，敏感部分包含了關(guān)鍵或敏感數(shù)據(jù)，而不敏感或未被保護(hù)部分包含了即使它包含一些差錯(cuò)也能被相關(guān)的應(yīng)用處理的數(shù)據(jù)。每個(gè)部分的長(zhǎng)度是可變的并可選擇為0。敏感部分位于LL-PDU的開頭并且它的長(zhǎng)度叫作SDL-2。敏感部分通過只覆蓋該敏感部分的CRC來(lái)保護(hù)。
EC-ARQ可認(rèn)作EC-PartARQ模式的特例不敏感部分為空并且敏感部分覆蓋了整個(gè)分組。在EC-ARQ模式中，SDL-2等于LL-PDU的長(zhǎng)度。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的傳輸方法的概略圖。
對(duì)于每個(gè)LL-SDU，發(fā)送機(jī)使用EC-ARQ模式和EC-PartARQ之一。該模式可以對(duì)每個(gè)LL-PDU改變。
我們假設(shè)EC-ARQ模式為當(dāng)前傳輸模式。
對(duì)于給定的LL-SDU，在步驟100，鏈路層添加包含了MAC和EC信息的報(bào)頭。當(dāng)然，正如其本身所知的，鏈路層常常包括媒體訪問控制(MAC)和差錯(cuò)控制(EC)子層。MAC組織訪問媒體并添加關(guān)于尋址的信息。如前所述，EC可實(shí)現(xiàn)方案以面對(duì)媒體差錯(cuò)。有利地，MAC+EC報(bào)頭包含被稱為敏感數(shù)據(jù)長(zhǎng)度(SDL)的特定字段，該字段包含了定義敏感部分的信息。該字段可有利地編碼SDL-2參數(shù)，由于在EC-ARQ模式中分組只包含敏感數(shù)據(jù)，所以該字段通常等于整個(gè)LL-PDU的長(zhǎng)度。
基于分組全部?jī)?nèi)容的CRC在步驟101計(jì)算。因此，CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn))取決于和MAC+EC報(bào)頭級(jí)聯(lián)的有效載荷(來(lái)自第3層的SDU)。
在步驟102，LL-PDU被發(fā)送到接收機(jī)并且發(fā)送機(jī)等待確認(rèn)。
在EC-ARQ模式中，在步驟103，接收機(jī)計(jì)算整個(gè)分組的校驗(yàn)和，整個(gè)分組意指LL-PDU的有效載荷和報(bào)頭部分，并比較該校驗(yàn)和與CRC。
如果校驗(yàn)和等于CRC(步驟104)，則認(rèn)為L(zhǎng)L-PDU被正確地接收并且“正確(OK)確認(rèn)”在步驟106被返回到發(fā)送機(jī)。
如果校驗(yàn)和不符合CRC(步驟104)，則認(rèn)為L(zhǎng)L-PDU被破壞并且“不正確(NOK)確認(rèn)”在步驟108被返回發(fā)送機(jī)。
在步驟110，執(zhí)行測(cè)試以決定是以相同的模式還是以其它模式進(jìn)行下一個(gè)LL-PDU傳輸。所應(yīng)用的準(zhǔn)則將在下面公開。
如果傳輸模式不必切換，則重復(fù)步驟102和103。
在步驟112，當(dāng)認(rèn)為發(fā)送的LL-PDU是正確的，則認(rèn)為隨后的LL-SDU在LL-SDU隊(duì)列中。
接著在步驟114校驗(yàn)，同一模式是否仍可以被使用或模式是否應(yīng)當(dāng)改變。應(yīng)用與步驟110相同的準(zhǔn)則。
在步驟200，當(dāng)實(shí)現(xiàn)EC-PartARQ模式時(shí)，MAC+EC報(bào)頭首先被添加到LL-SDU。
有利地，MAC+EC報(bào)頭包含被稱為敏感數(shù)據(jù)長(zhǎng)度(SDL)的特定字段，該字段包含了定義敏感部分的信息。該字段可有利地編碼SDL-2參數(shù)，該參數(shù)假設(shè)敏感部分的所有數(shù)據(jù)都位于LL-PDU的開頭來(lái)定義敏感數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)目。
如圖3所示，SDL-2等于MAC+EC報(bào)頭的長(zhǎng)度加包含在有效載荷中的敏感數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，該有效載荷為L(zhǎng)L-SDU。敏感部分的長(zhǎng)度由發(fā)送機(jī)從第3層提供的參數(shù)SDL-3中確定。
如果在LL-SDU中沒有包含敏感數(shù)據(jù)，SDL-2等于MAC+EC報(bào)頭的長(zhǎng)度。
有利地，在步驟202，冗余數(shù)據(jù)被添加到未保護(hù)的有效載荷部分以改善差錯(cuò)魯棒性。這些數(shù)據(jù)通過實(shí)現(xiàn)FEC方案而被添加。
在步驟204，只對(duì)LL-PDU的敏感部分計(jì)算CRC。該敏感部分是MAC+EC報(bào)頭和LL-SDU的敏感部分。
接著，在步驟206，LL-PDU和CRC被級(jí)聯(lián)起來(lái)并發(fā)送出去。
在步驟208，當(dāng)接收分組時(shí)，接收機(jī)計(jì)算接收的LL-PDU敏感部分的校驗(yàn)和。接收機(jī)使用包括在MAC+EC報(bào)頭中的接收到的SDL來(lái)計(jì)算校驗(yàn)和。接著，在步驟210，接收機(jī)將校驗(yàn)和與收到的CRC進(jìn)行比較。
如果僅僅對(duì)LL-PDU的敏感部分計(jì)算的校驗(yàn)和等于CRC，則認(rèn)為收到的LL-PDU為正確的。否則，認(rèn)為分組已被破壞。
在此模式下，接收機(jī)不能檢測(cè)有效載荷部分上的所有差錯(cuò)，并可能將已被破壞的L3-SDU傳送到上層。然而，可能的差錯(cuò)將位于由SDL-3所定義的不敏感部分中。
如果校驗(yàn)和等于CRC，則認(rèn)為L(zhǎng)L-PDU被正確接收到并且“正確(OK)確認(rèn)”在步驟212被返回到發(fā)送機(jī)。
如果校驗(yàn)和不符合CRC，則認(rèn)為L(zhǎng)L-PDU被破壞并且“不正確(NOK)確認(rèn)”在步驟214被返回發(fā)送機(jī)。
在步驟216，執(zhí)行測(cè)試以決定是以相同的模式還是以其它模式進(jìn)行下一個(gè)LL-SDU傳輸。
如果傳輸模式不必切換，則重復(fù)步驟206和208。否則，實(shí)現(xiàn)步驟100及下列步驟。
在步驟218，當(dāng)認(rèn)為發(fā)送的LL-PDU是正確的，則認(rèn)為隨后的LL-SDU在LL-SDU隊(duì)列中。
接著在步驟220校驗(yàn)，EC-PartARQ是否仍可以被使用或模式是否必須改變。應(yīng)用與步驟216相同的準(zhǔn)則。
接收機(jī)通過分析SDL字段在EC-ARQ和EC-PartARQ之間執(zhí)行模式切換，SDL字段在兩種模式下都是由發(fā)送機(jī)為每個(gè)發(fā)送的分組填充的。當(dāng)SDL指示整個(gè)分組被CRC保護(hù)時(shí)，那么當(dāng)前模式為EC-ARQ。否則，發(fā)送機(jī)為接收到的分組選擇的當(dāng)前模式為EC-PartARQ。
在EC-ARQ和EC-PartARQ模式之間的轉(zhuǎn)換由發(fā)送機(jī)決定，并且它們可以被不同種類的事件和準(zhǔn)則觸發(fā)。這些準(zhǔn)則在圖4中概括。
根據(jù)系統(tǒng)和可用信息可以選擇下列的一個(gè)語(yǔ)句或其組合1.LL-PDU的壽命在第2層，一些分組可被丟棄，因?yàn)閷?duì)于應(yīng)用它們太陳舊了。在傳輸之前，應(yīng)用所能接受的最大延遲DM在服務(wù)開放前指示。因此LL-SDU的壽命對(duì)于觸發(fā)狀態(tài)的改變是很好的參數(shù)。
在發(fā)送機(jī)中，在系統(tǒng)的輸入對(duì)每個(gè)LL-SDU作時(shí)間標(biāo)記，這容許從初始時(shí)間標(biāo)記值計(jì)算每個(gè)LL-SDUi在每個(gè)瞬間t的壽命Ai(t)。在該實(shí)現(xiàn)中，應(yīng)用層3將它容許的最大延遲DM傳送到鏈路層。
通過DM以及上層提供的比如數(shù)據(jù)率之類的其它參數(shù)，兩個(gè)延遲閾值由鏈路層在開放服務(wù)時(shí)選定DPartARQ和DARQ其中DARQ＜DPartARQ＜DM。
當(dāng)在輸入LL-SDU隊(duì)列中最陳舊的LL-SDU壽命超過了閾值DPartARQ時(shí)，發(fā)生從EC-ARQ到EC-PartARQ的轉(zhuǎn)換。當(dāng)在輸入LL-SDU隊(duì)列中最陳舊的LL-SDU壽命變得低于DARQ時(shí)，發(fā)生從EC-ARQ到EC-PartARQ狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。
DPartARQ和DARQ被選擇以最小化丟棄分組的數(shù)目。實(shí)際上，即使在EC-PartARQ模式下，如果差錯(cuò)發(fā)生在LL-PDU的敏感部分，LL-PDU也可以被重復(fù)。這樣的差錯(cuò)的概率低于在EC-ARQ模式中的差錯(cuò)概率，但是不為零。因此，即使在EC-PartARQ模式LL-SDU的壽命也可以繼續(xù)增加，這解釋了在DPartARQ和最大允許延遲DM之間的界限為什么應(yīng)該仔細(xì)地選擇。
2.輸入LL-SDU隊(duì)列在實(shí)際系統(tǒng)中，輸入LL-SDU隊(duì)列具有有限的大小，并且如果隊(duì)列溢出則可以丟棄一些分組。在時(shí)刻t隊(duì)列中的LL-SDU的數(shù)目由n(t)表示。
當(dāng)n(t)超過給定的閾值NPartARQ時(shí)，發(fā)生從EC-ARQ到EC-PartARQ模式的轉(zhuǎn)換。當(dāng)n(t)下降到給定閾值NARQ以下時(shí)，發(fā)生從EC-PartARQ到EC-ARQ模式的轉(zhuǎn)換，其中NARQ＜N\PartARQ。
3.LL-SDU的多個(gè)重復(fù)的數(shù)目一些系統(tǒng)可以限制同一LL-SDUi在時(shí)間t重復(fù)的次數(shù)n(t)。
如果那樣的話，當(dāng)一個(gè)LL-SDU已經(jīng)被重復(fù)了大于所允許的最大重復(fù)次數(shù)RPartARQ時(shí)，就會(huì)觸發(fā)從EC-ARQ到EC-PartARQ模式的轉(zhuǎn)換。
4.分組差錯(cuò)率(PER)測(cè)量對(duì)于其它準(zhǔn)則，兩個(gè)閾值PERPartARQ和PERARQ接著被定義，并且當(dāng)瞬時(shí)平均PER per(t)超過PERPartARQ或者下降到低于PERARQ時(shí)，它們分別用于切換到EC-PartARQ和EC-ARQ狀態(tài)，其中PERARQ＜PERPartARQ。當(dāng)然，已經(jīng)知道ARQ機(jī)制正確工作一直到給定的PER。在該操作點(diǎn)以上，ARQ不再適合并且發(fā)生ARQ發(fā)送機(jī)阻塞。所以，瞬時(shí)平均PER per(t)在兩種狀態(tài)之間的切換中可以是好的預(yù)防性準(zhǔn)則。
示于圖4中的狀態(tài)機(jī)概括了可應(yīng)用于在發(fā)送機(jī)中在EC-PartARQ和EC-ARQ之間切換的不同的準(zhǔn)則。開始狀態(tài)為EC-ARQ。
這樣的機(jī)制可如下所述地應(yīng)用到IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)。
IEEE 802.11為無(wú)線LAN標(biāo)準(zhǔn)，它對(duì)物理層和鏈路層定義了一系列規(guī)范。它支持各種各樣的基于不同技術(shù)的物理層。最流行的是；●802.11a在5GHz進(jìn)行OFDM調(diào)制，最大吞吐量為54Mb/s。
●802.11b在2.4GHz進(jìn)行DSSS的CCK調(diào)制，最大吞吐量為11Mb/s。
●802.11g在2.4GHz進(jìn)行OFDM調(diào)制，最大吞吐量為54Mb/s。
在傳統(tǒng)的802.11中，共同并唯一的鏈路層已經(jīng)被定義，它基于載波偵聽多路存取/沖突避免(CSMA/CA)機(jī)制(爭(zhēng)用存取)和“停走”ARQ。在此方案中，發(fā)送機(jī)在已經(jīng)等待了一個(gè)后退(back-off)周期并偵聽媒體之后發(fā)送一個(gè)幀。接著，發(fā)送機(jī)在給定的時(shí)段等待確認(rèn)幀。如果該幀被無(wú)差錯(cuò)地被接收到，則由接收機(jī)產(chǎn)生確認(rèn)。如果發(fā)送機(jī)沒有收到確認(rèn)(該幀或者被丟失或劣質(zhì)地接收，或者確認(rèn)被損壞)，該幀立即被重發(fā)。為了避免鎖死，該標(biāo)準(zhǔn)限制了同一幀的重復(fù)次數(shù)。
圖5給出了IEEE 802.11 MAC幀的一般格式。
幀控制字段包括了允許識(shí)別幀功能的幀數(shù)據(jù)類型。
地址1包含了源設(shè)備的地址，而地址2包含了目的設(shè)備的地址。序列控制字段指示了所發(fā)送幀的序列號(hào)。幀主體是一個(gè)長(zhǎng)度可變字段，它包含了有效載荷。FCS字段包含了對(duì)MAC報(bào)頭的所有字段以及幀主體計(jì)算的32比特的CRC。
幀的長(zhǎng)度由PHY層在接收時(shí)給定，并且它不作為MAC幀結(jié)構(gòu)的一部分。
應(yīng)當(dāng)注意，傳統(tǒng)的802.11 MAC不提供分段從第3層接收的L3-PDU直接封裝到幀中，即在幀主體字段中。
為了應(yīng)用所建議的機(jī)制，MAC幀應(yīng)當(dāng)被擴(kuò)展并且局部的校驗(yàn)和被引入。CRC覆蓋字段(CC)被添加到MAC報(bào)頭，用來(lái)指示從幀的開頭開始有多少個(gè)字節(jié)是敏感的并且被校驗(yàn)和(即，F(xiàn)CS字段)覆蓋。該CC字段為在上一節(jié)提到的SDL字段的802.11應(yīng)用。
在接收這種類型的幀時(shí)，接收機(jī)對(duì)在CC字段中指示的字節(jié)數(shù)目驗(yàn)證校驗(yàn)和。接收機(jī)的行為和傳統(tǒng)的802.11保持一致如果在保護(hù)的數(shù)據(jù)區(qū)域沒有差錯(cuò)發(fā)生，接收機(jī)就發(fā)出確認(rèn)幀。
在EC-ARQ模式中，CRC繼續(xù)覆蓋整個(gè)幀，如同傳統(tǒng)的802.11一樣。因此，CC字段包含了MAC幀的長(zhǎng)度(減去FCS字段的長(zhǎng)度)。
在EC-PartARQ模式中，CRC只覆蓋MAC+EC報(bào)頭和部分有效載荷。該部分可有可變的長(zhǎng)度并包含較上層協(xié)議的敏感信息。例如，如果應(yīng)用數(shù)據(jù)在IP協(xié)議和UDP Lite上傳輸，則這部分包括IP和UDP報(bào)頭。在此模式中，CC字段至少大于MAC+EC報(bào)頭的大小。
為該擴(kuò)展幀定義了特定的數(shù)據(jù)類型，并且該類型在幀控制字段中被指示。
如上所說明的，發(fā)送機(jī)確定運(yùn)行的EC模式。EC模式切換的準(zhǔn)則被確定，以使分組在此被系統(tǒng)丟棄的情況最小化。根據(jù)實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性和要求的服務(wù)質(zhì)量，提出的準(zhǔn)則只有一套被選擇。例如，簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)將只保持一些關(guān)于輸入LL-SDU隊(duì)列的和關(guān)于重傳的最大次數(shù)的閾值，如在圖5中所示。
n(t)是存儲(chǔ)在輸入LL-SDU FIFO中的LL-SDU的數(shù)目。這是等待發(fā)送的幀的數(shù)目。
NPartARQ為觸發(fā)從EC-ARQ到EC-PartARQ狀態(tài)轉(zhuǎn)換的隊(duì)列閾值(LL-SDU的數(shù)目)。
NARQ為觸發(fā)從EC-PartARQ到EC-ARQ狀態(tài)轉(zhuǎn)換的隊(duì)列閾值。
ri(t)(t)為當(dāng)前幀的重復(fù)次數(shù)。
RPartARQ為幀的最大重復(fù)次數(shù)。它可以被選擇為等于由標(biāo)準(zhǔn)選定的值減一。
圖7示出了可能的傳輸序列的例子。在開頭，EC模式為EC-ARQ并且每個(gè)發(fā)送幀整個(gè)都被保護(hù)。在同一幀的3次重復(fù)之后，發(fā)送機(jī)決定切換到EC-PartARQ模式，因?yàn)橐呀?jīng)達(dá)到了復(fù)重的最大次數(shù)。該幀接著同以前一樣被重發(fā)但是不用保護(hù)有效載荷的一部分。由于差錯(cuò)概率減小，則認(rèn)為幀被正確接收到。另一個(gè)接著在EC-PartARQ模式被發(fā)送。由于差錯(cuò)發(fā)生在幀的敏感部分，在給出序列的結(jié)尾被重復(fù)。
由于本發(fā)明，當(dāng)擁塞發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)試圖通過只保護(hù)敏感數(shù)據(jù)來(lái)限制重復(fù)的次數(shù)。通過這種方法，由于被保護(hù)的幀的敏感部分較小，所以在發(fā)送幀上的差錯(cuò)概率減小。如果被保護(hù)的字節(jié)與幀大小相比較小的話，該系統(tǒng)是有利的。因此，產(chǎn)生長(zhǎng)分組的高比特率應(yīng)用對(duì)該方法是感興趣的。
該方法可以由標(biāo)準(zhǔn)的丟棄機(jī)制來(lái)完成，并在那種情況下用作預(yù)防性裝置以減少可能的擁塞的不利影響。
該方法的描述是基于“停走”ARQ方案。然而，本發(fā)明也可以和其它ARQ方案，例如回退N幀ARQ或選擇性重復(fù)ARQ方案一起實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種通過使用自動(dòng)請(qǐng)求方法將封裝在分組中的有效載荷從發(fā)送機(jī)發(fā)送到接收機(jī)的方法，其中-接收機(jī)檢驗(yàn)從發(fā)送機(jī)接收的每個(gè)分組以檢測(cè)任何潛在被破壞的接收分組；-接收機(jī)通過向發(fā)送機(jī)發(fā)送一個(gè)或多個(gè)確認(rèn)消息來(lái)確認(rèn)每個(gè)接收分組的正確或被破壞的接收；-發(fā)送機(jī)再次發(fā)送在接收機(jī)發(fā)送的確認(rèn)消息中被指示為被破壞的分組，其特征在于對(duì)于至少一些分組，該方法實(shí)現(xiàn)了EC-Part-ARQ差錯(cuò)控制機(jī)制，包括步驟-在發(fā)送分組中定義敏感部分和不敏感部分；-在發(fā)送分組之前，裝上信息(SDL-2)，該信息在分組的特定字段(SDL)中定義分組的敏感部分，該特定字段位于將發(fā)送到接收機(jī)的分組的敏感部分中，-只檢驗(yàn)分組中的各敏感部分以檢測(cè)任何潛在被破壞的接收分組，只有分組的敏感部分未被正確接收到則認(rèn)為分組被破壞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于該方法包括在發(fā)送分組之前，只對(duì)敏感部分計(jì)算CRC的步驟，并且敏感部分的檢驗(yàn)由接收機(jī)通過使用CRC來(lái)完成。
3.根據(jù)前面任一個(gè)權(quán)利要求的方法，其特征在于發(fā)送機(jī)在每個(gè)分組中包括媒體訪問控制(MAC)數(shù)據(jù)和差錯(cuò)控制(EC)數(shù)據(jù)，所述媒體訪問控制(MAC)數(shù)據(jù)和差錯(cuò)控制(EC)數(shù)據(jù)被包括在所述敏感部分中。
4.根據(jù)前面任一個(gè)權(quán)利要求的方法，其特征在于每個(gè)發(fā)送分組由提供來(lái)自上層的一些服務(wù)數(shù)據(jù)單元(SDU)的鏈路層產(chǎn)生，并且定義服務(wù)數(shù)據(jù)單元中的敏感數(shù)據(jù)集的信息(SDL-3)是由上層提供給鏈路層，根據(jù)這些信息，所述敏感數(shù)據(jù)集被包括在發(fā)送分組的敏感部分。
5.根據(jù)前面任一個(gè)權(quán)利要求的方法，其特征在于冗余數(shù)據(jù)(FEC)由發(fā)送機(jī)包括在分組的不敏感部分。
6.根據(jù)前面任一個(gè)權(quán)利要求的方法，其特征在于所述定義敏感部分的信息(SDL-2)是敏感部分的長(zhǎng)度。
7.根據(jù)前面任一個(gè)權(quán)利要求的方法，其特征在于該方法對(duì)一些分組實(shí)現(xiàn)EC-ARQ差錯(cuò)控制機(jī)制，所述EC-ARQ差錯(cuò)控制機(jī)制包括步驟-在每個(gè)接收分組中檢驗(yàn)整個(gè)數(shù)據(jù)集，以檢測(cè)任何潛在被破壞的接收分組，如果分組的整個(gè)數(shù)據(jù)集未被正確接收則認(rèn)為分組被破壞，并且接收機(jī)周期性地設(shè)置差錯(cuò)控制機(jī)制，該差錯(cuò)控制機(jī)制必須在EC-ARQ差錯(cuò)控制機(jī)制和EC-PartARQ差錯(cuò)控制機(jī)制之中選擇。
8.根據(jù)權(quán)利要求6和7的方法，其特征在于，為了設(shè)置必須選擇的差錯(cuò)控制機(jī)制，發(fā)送機(jī)設(shè)置敏感部分的長(zhǎng)度，在選擇EC-ARQ差錯(cuò)控制機(jī)制時(shí)設(shè)置為要發(fā)送的分組的總長(zhǎng)度，或者在選擇EC-Part-ARQ差錯(cuò)控制機(jī)制時(shí)設(shè)置為要發(fā)送的分組的部分長(zhǎng)度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的方法，其特征在于必須選擇的差錯(cuò)控制機(jī)制取決于要發(fā)送的有效載荷的壽命，有效載荷的壽命是在有效載荷已經(jīng)被提供準(zhǔn)備發(fā)送的時(shí)刻和有效載荷實(shí)際發(fā)送到接收機(jī)的時(shí)刻之間的持續(xù)時(shí)間。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9任意之一的方法，其特征在于必須選擇的差錯(cuò)控制機(jī)制取決于正在等待發(fā)送的有效載荷的數(shù)目。
11.根據(jù)權(quán)利要求6-10任意之一的方法，其特征在于必須選擇的差錯(cuò)控制機(jī)制取決于當(dāng)前分組的重復(fù)的次數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求6-11任意之一的方法，其特征在于必須選擇的差錯(cuò)控制機(jī)制取決于傳輸?shù)姆纸M差錯(cuò)率(PER)測(cè)量
13.一種包括了發(fā)送機(jī)和接收機(jī)并適于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)請(qǐng)求方法的傳輸系統(tǒng)，其特征在于該發(fā)送機(jī)和接收機(jī)適于實(shí)現(xiàn)根據(jù)前面任一權(quán)利要求的方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過使用自動(dòng)請(qǐng)求方法將封裝在分組中的有效載荷從發(fā)送機(jī)發(fā)送到接收機(jī)的方法，其中接收機(jī)校驗(yàn)從發(fā)送機(jī)接收的每個(gè)分組，以檢測(cè)一些潛在被破壞(corrupt)的接收數(shù)據(jù)；接收機(jī)通過向發(fā)送機(jī)發(fā)出一個(gè)或多個(gè)確認(rèn)消息來(lái)確認(rèn)每個(gè)接收分組的正確或被破壞的接收；發(fā)送機(jī)重發(fā)接收到的確認(rèn)消息中被指示為被破壞的分組。對(duì)于至少某些分組，實(shí)現(xiàn)包括如下步驟的EC－PartARQ差錯(cuò)控制機(jī)制在發(fā)送分組中定義敏感部分和不敏感部分；對(duì)于檢測(cè)任何潛在被破壞的接收分組，只校驗(yàn)分組中的每個(gè)敏感部分，如果敏感部分沒有被正確地接收到，則認(rèn)為分組被破壞。
文檔編號(hào)H04L1/00GK1599308SQ20041008808
公開日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月5日
發(fā)明者R·羅萊特 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社