CN101427504A - 采用自动重复请求机制将数据传输至多个接收机的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在网络中在发送器与至少两个接收机之间建立连接的方法及设备，在网络中，在连接上携带在发送器与接收机之间的数据，单播连接使能发送器发送数据并且使能接收机对接收数据作出应答。方法包括步骤：将采用连接标识符识别的单个单播连接打开；以及将连接标识符指示给发送器和接收机，使得发送器在单播连接上发送数据并且接收机在单播连接上接收数据。

Description

采用自动重复请求机制将数据传输至多个接收机的方法及设备
技术领域
本发明涉及采用自动重复请求机制将数据传输至多个接收机的方法及设备。
背景技术
无线介质本质上易受导致剩余分组误差率的破坏性因素的影响。为了提高无线传输质量，诸如IEEE802.11和IEEE802.16之类的一些无线标准实现了自动重复请求机制(标记为ARQ)。该误差控制机制允许通信的接收机从发射机自动请求对分组的重传。ARQ机制是介质访问控制子层的一部分，所述介质访问控制子层是数据链路层的一部分。
重复机制不适于向多个接收机广播或多播通信。ARQ机制基于点对点连接，在多个接收机的情况下重传请求的数目可以变得非常高。那么要重传的数据的量可以变得重要，由于重复机制将传输减慢，使得甚至具有不良接收的一个接收机可以干扰所有其它的接收机。那么在无线介质的质量低的情况下，广播或多播通信在无线领域是不合适的。
发明内容
本发明涉及使用自动重复请求机制将数据传输至多个接收机的方法及设备。
因此，本发明涉及一种在网络中在发送器与至少两个接收机之间传输数据的方法，在所述网络中，在连接上携带在发送器与接收机之间的数据，单播连接使能发送器发送数据并且使能接收机对数据的接收作出应答。该方法包括步骤：将采用连接标识符识别的唯一单播连接打开；以及将连接标识符指示给发送器和接收机，使得发送器在单播连接上发送数据并且接收机在单播连接上接收数据。
令人吃惊的，使用相同的单播连接将数据从发送器传送至多个接收机。对于相同的数据，发送器不使用到每个接收机的不同单播连接。
根据实施例，该方法包括步骤：由发送器在唯一的单播连接上将数据发送至接收机，由发送器接收应答；以及由发送器对应答的发射源加以识别。
发送器能够从在单播连接上发送的分组的多个接收机接收应答分组。所述发送器还对应答分组的发射源加以识别。这使能发送器知道是否所有接收机都接收到了数据。
根据实施例，方法包括步骤：如果尚未从所有接收机接收到应答或至少应答指示接收机尚未正确接收数据，则利用发送器重新发射数据。
用于利用发送器重新发射分组的机制考虑了从所有接收机接收的应答分组而不是仅从一个接收机接收的应答分组。
根据另一实施例，该方法包括步骤：在单个唯一的连接上将数据发送至第一组的接收机和第二组的接收机；以及如果尚未从第一组的所有接收机接收到应答或至少应答指示第一组的接收机尚未正确接收数据，则重新发射数据。
用于利用接收机重新发射分组的该机制仅考虑接收机的子集。这在接收机的数量多并且要重传的数据量可能变大的情况下可以是有用的。发送器将该机制限制为最大数目的接收机，或限制为一些预先识别的、有特权的接收机。
本发明的另一目的是在网络中的业务控制设备，在所述网络中在连接上携带在发送器与接收机之间的数据，该设备包括：用于打开单个单播连接的装置，采用连接标识符识别所述单播连接，所述单播连接使能接收机对数据的接收作出应答；以及用于将唯一的单播连接标识符指示给发送器和至少两个接收机，使得发送器在单播连接上发送数据并且接收机在单播连接上接收数据的装置。
本发明的另一目的是用于在网络中将数据传输给至少两个接收机的设备，在所述网络中，在连接上携带在发送器与接收机之间的数据，单播连接使能发送器发送数据并且使能接收机对数据的接收作出应答。该设备包括：用于在单个单播连接上将数据发送给至少两个接收机的装置。
根据实施例，该设备包括用于对应答的发射源加以识别的装置。
根据实施例，该设备包括：用于在尚未从所有接收机接收到应答的情况下或在至少应答指示接收机尚未正确接收数据的情况下重新发射数据的装置。
根据另一实施例，设备包括：用于在单个单播连接上将数据发送至第一组的接收机和第二组的接收机的装置；以及用于在尚未从第一组的所有接收机接收到应答的情况下或在至少应答指示第一组的接收机尚未正确接收数据的情况下重新发射数据的装置。
根据实施例，该设备包括业务控制器。
根据实施例，该设备是根据IEEE802.16标准的基站。
本发明的另一目的是一种计算机程序产品，包括用于在计算机上执行所述程序时执行本发明的过程步骤的程序代码结构。“计算机程序产品”实质为计算机程序支持，不仅可以存在于包含程序在内的存储空间(如磁盘或磁带盒)中，还可以存在于诸如电或光信号之类的信号中。
附图说明
参考附图通过以下绝非限制性的实施例和执行的示例，将更好地理解和例证本发明，附图中：
-图1是实施例的功能模块的方块图；
-图2表示实施例的无线网络；
-图3是根据本实施例的基站的方块图；
-图4表示基站的功能模块；
-图5是表示打开连接的流程图；
-图6是表示根据本实施例的数据传递的的流程图；
-图7示出了根据实施例的应答规则的步骤。
具体实施方式
示例实施例在根据IEEE802.16标准在无线本地局域网上传输的框架之内，然而本发明不限于该具体实施例并且可以应用于其它标准中，在所述其它标准中设备向其它设备发送多播业务。在IEEEP802.16-2004_COR1(D5)Draft IEEE Standard for Local andmetropolitan area networks Corrigendum to IEEE Standard for Local andMetropolitan Area Networks-Part 16：Air Interface for Fixed BroadbandWireless Access Systems中以及随后的版本中能够找到有关IEEE802.16标准的更多信息。
在图1至图4中，表示的块完全是功能性实体，不一定与物理分开的实体相对应。也就是，可以采用软件的形式开发这些功能性实体，或在一个或多个集成电路中开发这些功能性实体。
图1表示了无线本地局域网1的不同功能模块。发射机3是数据的发送器。接收机4、5接收数据。调度器2(还称作业务控制器)控制对无线资源的分配；所述调度器2对在发射机与接收机之间的传输所需要的连接进行指派。
图2是根据实施例的无线网络。所述无线网络包括：基站BS、两个订户站SS1和SS2。BS与包括服务器2.3在内的本地局域网LAN3相连接。SS1和SS2分别与本地局域网LAN1和LAN2相连接，所述本地局域网LAN1和LAN2每一个包括至少一个客户端2.1和2.2。当然无线网络可以包括图中未示出的其它订户站。
图2还表示了在BS与SS之间的连接：
-从BS到SS1的连接：2.4
-从BS到SS2的连接：2.5
-从SS1到BS的连接：2.6
-从SS2到BS的连接：2.7
根据IEEE802.16标准，可以由以下参数来描述连接的特征：
-下行链路，从BS到SS；上行链路，从SS到BS，
-调制类型(BPSK，QPSK，16QAM，64QAM)，
-对要放入连接本身的分组加以识别的分类符，
-单播或多播，
-分段(fragmentation)允许或禁止，
-采用以下参数：窗口大小、超时以及块大小，对自动重复请求进行使能或禁用，
-数据率，
-服务质量：最佳效果、实时轮询服务、非实时轮询服务、未经请求的服务授权。
根据实施例，将多播业务从BS在相同单播连接(在图2中表示为具有相同连接标识符的2.4和2.5)上发送至SS1和SS2。在每个SS与BS之间打开单播连接(表示为2.6和2.7)以传送应答分组。
图3表示BS的构造块。BS包括：利用总线3.5相互连接的处理器3.1、存储器3.2、LAN接口3.3以及无线电接口3.4。处理器包括用于重新发射数据的装置，所述用于重新发射数据的装置包括用于对应答的发射源加以识别的装置。该处理器还包括调度装置。
图4表示BS的功能。BS包括：调度装置4.1、无线电发送装置4.2和接收装置4.3、LAN发送装置4.4和接收装置4.5。无线电发送装置允许将数据在唯一的单播连接上发送至一个接收机或发送至多个接收机。无线电接收装置允许从接收机接收数据和应答。调度装置用于在站间的无线LAN上分配无线资源。BS还包括用于执行将BS连接到SS的控制功能的连接装置4.6。无线电发送装置包括两个计时器，如以下定义的ask_timer和time_of_life。
图5是表示打开连接的流程图。客户端2.1将请求S11发送给服务器2.3以从服务器2.3接收流。根据该实施例，请求是HTTP请求，HTTP服务器位于基站BS中。在另一实施例中，HTTP服务器能够包含在位于LAN3上的另一设备中。流是采用音频或视频数据的形式的多播业务。在重复请求时，服务器将请求S12发送至连接装置以打开BS与SS之间的连接；连接装置尤其包含在用于对无线介质上的连接进行管理的调度装置。如IEEE802.16标准中描述的，BS和SS实施对连接S13的打开。BS创建具有至少以下参数的连接：下行链路、ARQ使能的、单播、以及标记为CID1的连接标识符。在打开了连接的情况下，已经由连接装置S14通知的服务器2.3将HTTP响应S15发送至客户端2.1。
当通过重复相同的流引起了另一SS(SS2)的兴趣时，所述另一SS(SS2)向BS发送请求以打开连接，以便接收流。如图5中指示的相同步骤可以应用。与针对SS1打开连接的区别是，BS识别出请求是针对已经映射到(由连接标识符CID1标记的)单播连接的流的。然后，BS创建与请求SS的连接；BS使用CID1作为用于连接到第一SS并且用于相同连接参数的单播连接。BS并不创建如IEEE802.16标准指示的新分类符，这是因为已经创建了连接及其分类符。然后将多播业务在单播连接上发送至两个接收机。当然，多于两个的接收机可以注册到相同的单播连接以接收相同的流。然而，SS的数目应该少，以便对将要由发送器重传的数据的量加以限制。
如本实施例中所描述的BS可以与服从相同标准的任何订户站共同使用。SS不需要任何具体实现来与实施例的BS交互。SS如IEEE802.16标准中指示地那样来识别单播。
图6是表示BS与SS之间数据传递的流程图。BS在单播连接上发送数据分组。由SS1、S31和SS2、S32分别接收数据分组。SS1对数据分组的正确接收作出应答；SS1发送指示已经正确接收了数据分组的肯定应答分组(标记为ACK分组S33)。SS2对错误接收数据分组作出应答；SS2发送指示尚未正确接收数据分组的否定应答分组S34。因此，BS在单播连接S35和S36上重新发射数据分组。
根据该实施例，该实施例中的数据分组的发送器、BS使用私有模式，所述私有模式允许使用ARQ对该“单播多播”连接进行管理。
根据IEEE802.16标准，在应答使能的连接中，在已经发送了数据分组之后，发射机等待来自接收机的ACK分组。ACK可以是肯定的或否定的。如果是否定的，则可以重新发射分组直到最大次数，并且在时间帧的极限内。
在实施例中，发射机在应答使能的连接中将数据分组发送至多个接收机。如图7所示，发射机等待来自所有接收机的ACk，而不是等待来自单个接收机的ACK。
发射机包括两个计时器。第一计时器是与分组的生存时间相对应的time_of_life。将分组保存在发射机的存储器中直到生存时间结束；然后将该分组从存储器丢弃。第二计时器是ack_timer。第二计时器与发射机在传输分组之后在没有接收到所有肯定的ACK分组的情况下重新发射分组之前等待的时间相对应。在IEEE802.16标准中将ack_timer称作Retry_Timeout。发射机可以重新发射数据直到最大次数。
在图7中描述了分组应答的规则。这是在BS中实现的，并且能够根据以下步骤来示出：
S4.1.发射机发送数据分组。
S4.2.一旦至少一个SS对所述发射机作出了否定应答，则认为分组没有被正确接收。并且重传分组直到最大次数。
S4.3.如果在ack_timer结束之前BS接收到了所有ACK分组，或如果所有SS对所述发射机作出了肯定应答，则认为分组被所有SS正确接收了。然后BS将分组从其存储器丢弃(S4.5)。在ack_timer结束时，如果尚未接收到所有ACK分组，则BS重新发射分组。
S4.4.在分组的time_of_life结束时，如IEEE802.16标准中指示的将分组丢弃(S4.5)。
如以上指示的，BS将能够从所有SS接收ACK分组。这意味着，根据实施例，BS能够检测ACK分组的发射源。
在IEEE802.16标准中，系统地创建两个基本连接(上行链路连接和下行链路连接)，以在BS与SS之间传送管理分组。将这两个连接称作基本连接。根据该实施例，在SS想要将ACK发送至BS时，SS创建MAC PDU并且在赋予了该基本CID号的上行链路连接上发送所述MAC PDU。这样，即使所有ACK分组具有相同的外在形式，也能够利用与SS相关联的基本CID来区分它们。
在另一实施例中，能够使ACK背负在另一连接下的有效负载；这样CID就不是基本CID而是由该SS使用的另一CID。因此能够利用用过的CID来识别SS。
在另一实施例中，每个SS在由BS在帧中分配的上行链路脉冲串中发射其分组。这样，当接收脉冲串时，BS知道哪个SS正在发送脉冲，以及哪个是发送(包含在该脉冲串中的)ACK的SS。更详细地，在脉冲串中发送MAC PDU。以脉冲串的传输模式(所述传输模式是OFDM调制的)持续时间、以及在帧中的位置来描述该脉冲串的特征。该帧包括：帧头、下行链路脉冲串、竞争访问周期、以及上行链路脉冲串。帧头包括对所有脉冲串的描述(包括使用的调制、持续时间、在帧中的位置、必须产生上行链路脉冲的SS、以及所有下行链路脉冲的目的地(CID值))。在该实施例中，BS通过下行链路脉冲串将流发送至多个SS。通过各个上行链路脉冲串从所有连接的SS接收ACK。
可以将应答管理规则仅应用到注册到单播连接的SS的子集。多个SS接收相同单播连接上的相同流。它们都使用应答机制。然而该分组的发送器考虑仅来自接收机的子集的ACK分组。发送器将数据发送至第一组的接收机和第二组的接收机；如果没有从第一组的所有接收机接收到应答，或如果至少应答指示第一组的接收机尚未正确接收数据，则所述发送器重新发送数据。
可以预先配置第一组和第二组；一些接收机相对于其它接收机具有特权角色；并且重要的是，这些接收机正确地接收了流。可以按照以下方式进行该选择：
-根据设备的类型；例如，期望等离子屏幕接收流好过膝上型电脑。
-根据由用户对设备的选择；在发射机或接收机的用户界面上，用户可以将设备设置在第一或第二列表中。针对应答管理规则考虑第一列表中的设备，而不考虑第二列表中的设备。
这是可以自动配置的；接收机具有非常差的接收质量，并且连续发送指示不良接收的一些ACK分组。作为由于这样的接收机导致重新发射许多分组的替代，发送器将接收机置于以下状态：在该状态下不针对重新发射考虑该接收机的ACK分组。如果接收机具有好质量的接收，则能够将接收机置于以下状态：在该状态下考虑该接收机的ACK分组。这防止了设备由于重复机制引起的传输变慢而干扰所有其它设备。
可以按照以下方式来进行对接收机的另一选择：将第一组设备的数目限制为最大。请求接收的第一设备是第一组的一部分。当达到最大时，新设备是第二组的一部分。当第一组的设备重新开始接收时，则可以将来自第二组的设备移动到第一组。

Claims (10)

1、一种在网络(1)中在发送器(3)与至少两个接收机(4，5)之间建立连接的方法，在网络(1)中，在连接上携带在发送器与接收机之间的数据，并且单播连接使发送器能够发送数据并且使接收机能够对数据的接收作出应答，所述方法包括步骤：
-将采用连接标识符识别的单个单播连接打开；以及
-将所述连接标识符指示给所述发送器和所述接收机，以在相同单播连接上使能在所述发送器与所述接收机之间的通信。
2、一种在网络(1)中在发送器(3)与至少两个接收机(4，5)之间传输数据的方法，在所述网络(1)中，在连接上携带在发送器与接收机之间的数据，并且单播连接使发送器能够发送数据并且使接收机能够对数据的接收作出应答，
所述方法在发送器处包括以下步骤：
-在单个单播连接上将数据发送至所述接收机(4，5)；
-从所述数据的接收机接收应答；以及
-对所述应答的发射源加以识别。
3、根据权利要求2的方法，其中，该方法包括步骤：如果尚未从所有接收机接收到应答或至少应答指示接收机尚未正确接收所述数据，则利用所述发送器重新发射所述数据。
4、根据权利要求2或3的方法，其中，该方法包括步骤：
-在单个单播连接上将数据发送至第一组的接收机和第二组的接收机；以及
-如果尚未从第一组的所有接收机接收到应答或至少应答指示第一组的接收机尚未正确接收所述数据，则重新发射所述数据。
5、一种在网络(1)中的业务控制设备(2)，在所述网络(1)中，在连接上携带在发送器与接收机之间的数据，并且单播连接使发送器能够发送数据并且使接收机能够对数据的接收作出应答，所述设备(2)包括：
-用于打开单个单播连接的装置，采用连接标识符识别所述单播连接，所述单播连接使接收机能够对数据的接收作出应答；以及
-用于将所述连接标识符指示给所述发送器和所述接收机，以在相同单播连接上使能在所述发送器与所述接收机之间的通信的装置。
6、一种用于在网络中将数据传输给至少两个接收机(4，5)的设备(3)，在所述网络中，在连接上携带在发送器与接收机之间的数据，并且单播连接使发送器能够发送数据并且使接收机能够对数据的接收作出应答，其中设备(3)包括：
-用于在单个单播连接上将数据发送给至少两个接收机的装置；以及
-用于对应答的发射源加以识别的装置。
7、根据权利要求6的设备，其中，该设备包括：用于在尚未从所有接收机接收到应答的情况下或在至少应答指示接收机尚未正确接收所述数据的情况下重新发射所述数据的装置。
8、根据权利要求6的设备，其中，该设备包括：
-用于在单个单播连接上将数据发送至第一组的接收机和第二组的接收机的装置；以及
-用于在尚未从第一组的所有接收机接收到应答的情况下或在至少应答指示第一组的接收机尚未正确接收所述数据的情况下重新发射数据的装置。
9、根据权利要求6至8中任一的设备，其中，该设备包括根据权利要求5的业务控制器。
10、根据权利要求6至9中任一的设备，其中，该设备是根据IEEE802.16标准的基站。
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