CN100344088C - 用于动态自动重发请求窗口管理的方法和设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种用在网络中控制数据链路传输的动态ARQ窗口管理的方法以及设备。该方法包括用于选择指定操作控制模式的ARQ管理实体和用于发送指定数据链路的一个或多个PDU给接收机的发送机。接收机在共享存储器中存储接收的PDU。接收机ARQ实例回送相应的ARQ-ACK消息，该消息包括了包含选定的操作控制模式和/或流控数据的特定信息。当将确认的PDU传递给上层时，该接收机ARQ实例将确认的PDU从共享存储器中删除。发送机ARQ实例一旦接收到ARQ-ACK消息，就根据消息中包含的特定信息继续或者停止传输PDU。在PDU传输期间，选择操作控制模式的步骤在每条数据链路基础上动态重复，同时考虑共享存储器中的可用空间、所述各自关联的QoS优先级和接收机从发送机接收的滑动窗口存储空间请求。

Description

用于动态自动重发请求窗口管理的方法和设备

技术领域

本发明通常涉及通信网络，尤其是涉及基于ARQ协议的网络中的ARQ窗口管理。

背景技术

这里考虑的是包括多个站(STA)和节点的通信网络。由运行在STA上的应用产生的数据在相应的数据流中通过数据链路进行交换。每一个数据流对应于一个指定的发送机，、一个指定的接收机和一个指定的应用。一个或多个数据流可以通过指定的数据路链传送。数据链路是建立在发送机STA和接收机STA之间，它经过或者不经过中间节点。参照根据ISO(“国际标准化组合”)的网络协议分层模型，数据链路要遵从链路层(LL)协议，LL协议包括媒体接入控制子层(MAC)。在LL级，数据在LL协议数据单元(LL-PDU)中传输，这些LL协议数据单元通过MAC子层插入物理媒体中或从物理媒体中提取。在后面的说明中，发送机STA和接收机STA将分别称为发送机和接收机。

在易于产生错误的物理媒体(例如无线电，电源线等等)的情况中，LL层包括差错控制(EC)机制，该差错控制(EC)机制负责恢复LL-PDU经受的传输错误。EC机制通常基于重发接收收检测到的丢失或损坏的LL-PDU。管理这种重发方案的协议也所述称为自动重发请求(ARQ)协议。通常，ARQ实例既运行在接收机上也运行在发送机上。然后指配一条反向数据链路，以便接收机ARQ实例可以就所发送的LL-PDU的接收状态通知发送机的ARQ实例。此ARQ协议信息在特定的信令LL-PDU中传送，这些PDU也称为ARQ反馈消息或者ARQ确认(ARQ-ACK)消息。在这种类型的协议中，只有在已正确接收到相对于先前发送的LL-PDU的ARQ-ACK消息时，发送机才可通过指定的数据链路向接收机发送数据。因此，当发送机在等待ARQ-ACK消息时，数据传输被阻塞，直到接收到ARQ-ACK消息为止。这种数据传输阻塞影响了数据链路，进而影响了传输效率。为了通过避免传输阻塞提高传输效率，通常引入滑动窗口机制。滑动窗口表示在没有接收到ARQ-ACK消息情况下，发送机可以发送的LL-PDU数量。这种滑动窗口的大小由通常称为窗口下限(BoW)和窗口上限(ToW)的两个边界来定义。根据该协议，滑动窗口的大小可以是固定的，如同例如欧洲电信标准学会(ETSD定义的HipeLAN/2标准的情况一样；它也可以是变化的，如同例如传输控制协议(TCP)的情况一样。如果滑动窗口的大小固定，那么它的大小是在数据链路建立时选定的。如果滑动窗口的大小是可变的，则它是通过接收机发送的ARQ-ACK消息通知给发送机的。在后一种情况下，收到ARQ-ACK便更新滑动窗口的边界。在数据传输期间，发送机基于这些边界来控制相应数据链路上的数据流。换句话说，在没有收到ARQ-ACK的情况下，发送机通过控制发送的LL-PDU数量来停止、恢复或继续LL-PDU传输。其结果是，滑动窗口具有流量控制效果，该效果会不利地影响数据链路的吞吐量，即使是在没有错误发生的情况下。

ARQ协议依赖于对PDU的标识，这种标识对于发送机和接收机都是共同的，并且由协议信令使用，以便接收机可以在发往发送机的ARQ-ACK消息中指出哪些PDU没有被正确接收。数据单元标识通常是特定于仅由所考虑的层处理的数据单元的序号。

另一方面，运行在STA上的应用可能有各种各样的服务质量(QoS)要求。例如，这些Qos要求可用比特率(或带宽)或传输延迟约束来表示。如果数据链路提供了所需的带宽和/或者传输延迟，则可以满足这些约束。尤其是带宽供应可以通过资源预留过程来实现。如果成功的话，资源预留可以确保应用数据流以要求的比特率传送。在后续部分，为了更好理解，仅考虑比特率QoS要求。

单条数据链路可以用于传输多个具有相似QoS要求的应用数据流。因而，数据链路的比特率可以根据不同应用数据流的活动随时间变化。

本部分揭示这种ARQ协议的基本原理和定义。如前所述，滑动窗口由其两个边界和大小来定义：分别为Tow、Bow和窗口大小(WS)。在下文中，它们都以相同的单位表示，当LL-PDU的大小固定时，正如例如HiperLAN/2中的情况一样，该单位可以是LL-PDU数量；或者，如TCP中的情况一样，可以是字节数。

此单位也用于定义用来识别每个LL-PDU的序号空间。确定序号范围，使得LL-PDU编号不会出现歧义，且可以唯一地识别每个LL-PDU。这样，BoW和ToW就分别是位于滑动窗口低部和顶部的LL-PDU的序号。以后，为了更好理解，LL-PDU序号和其对应的LL-PDU视为等效。

BoW表示接收机检测到的丢失或损坏的最低序号的LL-PDU，ToW通过如下等式从BoW得到：

                ToW＝BoW+WS-1

发送机可以发送或是重传包含在Bow和ToW(含Bow和ToW)之间的任何LL-PDU。

BoW由接收机更新并在ARQ-ACK消息中告知发送机。当滑动窗口的大小可变时，WS通常也通过ARQ-ACK消息告知，然而，当滑动窗口的大小固定时，WS在数据链路建立时被选定。

通常，数据链路的往返时间(RTT)定义为从发出LL-PDU到收到相应ARQ-ACK消息之间所耗费的时间，也就是覆盖发送机发出的LL-PDU的ARQ-ACK消息。RTT包括由于物理媒体和各种中间节点中的处理以及发送机和接收机中的处理所致的传输延迟。

这种类型的协议准确的适用于存在传输错误的数据链路。相反，不存在任何传输错误的数据链路则可能受这种协议的影响。

实际上，当没有传输错误发生时，称为B_max的数据链路最大吞吐量、相应的RTT和WS通过如下等式关联起来：

              B_max＝WS/RTT

这个关系可以从如下简化假设中推导出来。

所有传送的LL-PDU都具有相同大小，并且ARQ-ACK消息的传输速率在从接收机到发送机的反向数据链路上不受限制。也就是说，反向数据链路对于ARQ-ACK是透明的。

假设发送机以恒定吞吐量B发送LL-PDU，LL-PDU之间的时间间隔称为T。接收机每次收到LL-PDU就发出一个ARQ-ACK。如果发送机曾经发送过的第一个LL-PDU被认为是BoW，则在RTT之后收到确认该LL-PDU的ARQ-ACK消息。滑动窗口允许发送机进一步发送给定数量n个其他LL-PDU，直至收到第一个ARQ-ACK为止，其中n是一个小于WS的整数。导出如下等式：

                     n＝B×RTT

收到的ARQ-ACK消息给发送机发送更多LL-PDU的机会。换句话说，BoW前进，滑动窗口也相应前进。每隔T接收随后的ARQ-ACK，这就允许每隔T发送新的LL-PDU，因而发送机以等于B的吞吐量持续发送LL-PDU。

因此，为了取得吞吐量B，就必须选取WS的最小值，以便验证如下关系：

                     WS_min＝B×RTT

图1显示了发送机11、接收机12和指定的数据链路13。数据链路13以表示为B的比特率传输数据流。对应的反向数据链路14允许ARQ-ACK消息从接收机12传输到发送机11。在发送端，标记为16的待传输LL-PDU队列包含从LL-PDU#11到LL-PDU#14的LL-PDU。以前的从LL-PDU#1到LL-PDU#10的LL-PDU都已经被发送出去。进而假设从LL-PDU#1到LL-PDU#7的LL-PDU已经在接收端被接收，并且它们被存储在存储缓冲器15中，直到接收机发出它们的对应ARQ-ACK消息为止。由于接收机要花费一些时间处理LL-PDU和ARQ-ACK消息，可以认为在所示示例中，只有与从LL-PDU#1到LL-PDU#3的LL-PDU相对应的ARQ-ACK已经得到处理并通过反向链路14发送。与t时刻发出的LL-PDU相对应的ARQ-ACK消息在t+RTT时刻在发送端被接收到。因此，存储缓冲器15必须能够在最长达RTT的时间内存储收到的LL-PDU个数。在图1所示示例中，当在RTT时间期间以指定的比特率B传输数据流时，接收机存储7个LL-PDU。

在易于发生错误的传输情况下，大部分RTT可能花费在接收机中的LL-PDU和ARQ-ACK处理上。这就导致接收机要提供足够的存储空间来存储该时间期间内传输的LL-PDU。实际上，在收到指示错误接收的LL-PDU的ARQ-ACK时重传LL-PDU。显然，由于时间被耗费在通过更多的ARQ-ACK消息来获得重发的LL-PDU的状态上，RTT变得更长。所以在等待ARQ-ACK消息时最好不阻塞发送机的发送。其结果是，最好提供更大的滑动窗口来尽可能地弥补因重传所致的等待时间。因此，应该为某些具有严格QoS约束的数据链路预留大的存储资源空间，这样才能确保这些约束即使在数据链路发生错误时也能够得到保征。

关于以上描述，ARQ协议或者是基于存储预留机制，由此确保指定的吞吐量；或者这些ARQ协议基于存储器的使用但无任何预留，从而吞吐量得不到保证。

因此，难以对具有不同QoS和不同滑动窗口尺寸要求的不同数据链路应用有效的动态ARQ窗口管理，尤其是因为这些滑动窗口大小请求可随传输错误显著变化。

发明内容

用来为指定数据链路实现滑动窗口的存储缓冲器通常是有限资源，它取自终止于同一接收机中的所有数据链路终端之间共享的存储器资源。某些应用具有特定的吞吐量要求，这些要求必须由基础数据链路满足。于是希望管理滑动窗口存储缓冲器来尽可能地容纳共享该公共资源的所有数据链路。鉴于前面所述，需要一种可适应具有不同QoS约束的许多种类型应用的动态ARQ窗口管理。

在第一方面，本发明提出了网络中的动态ARQ窗口管理方法，所述网络包括：

-至少一个管理多条不同数据链路的发送机，或者多个发送机，每个发送机至少管理一条数据链路，所述发送机或多个发送机发送滑动窗口存储请求，所述数据链路根据ARQ协议传输PDU，并且与相应的QoS优先级相关联，该QoS优先级属于一组预定义的QoS优先级；

-至少一个接收机，用于接收多条所述数据链路，并且通过给所述发送机发送ARQ确认或者ARQ-ACK消息来确认每个传送的PDU；

-在所述数据链路之间共享的存储器，它包含在所述接收机中，用于储存接收到的PDU，至少到这些PDU被确认为止；

-ARQ管理实体，它包括发送机ARQ实例和接收机ARQ实例，所述接收机ARQ实例用于接收来自所述发送机或多个发送机的所述滑动窗口存储请求，并且根据从预定义操作控制模式组中选择的操作控制模式来控制每条所述数据链路；

所述方法包括如下步骤：

-所述ARQ管理实体选择一个指定的操作模式；

-所述发送机或者至少一个所述发送机发送指定数据链路的一个或多个PDU给所述接收机；

-所述接收机在所述共享存储器中保存接收到的所述PDU；

-所述接收机ARQ实例回送所述相应的ARQ-ACK消息，该ARQ-ACK消息包括了包含所述选定操作控制模式和/或流控数据的特定信息；

-当将确认的PDU传递给上层时，所述接收机ARQ实例将确认的PDU从所述共享存储器中删除；

-一旦接收到所述ARQ-ACK消息，所述发送机ARQ实例就根据所述ARQ-ACK消息中包含的所述特定信息继续或者停止所述数据链路上的PDU传输；

其中，在PDU传输期间，选择操作控制模式的步骤按数据链路动态重复，同时将所述共享存储器中的可用存储空间、所述各自关联的QoS优先级和所述接收机从所述发送机接收的滑动窗口存储请求纳入考虑。

本发明的第二方面涉及一种用于控制数据流传输的设备，它包括用来执行根据第一方面的方法的装置。

附图说明

从下面的描述中，本发明的其它特征和优点将会变得更加明显。以下说明纯粹是通过示例给出的，并且应该结合附图进行阅读，附图中：

图1描述了根据现有技术的经典ARQ方案；

图2描述了根据本发明的一个实施例，两种操作控制模式之间的状态机；

图3描述了根据本发明的一个实施例，发送机和接收机之间的消息交换。

具体实施方式

本发明的一个实施例提出了一种ARQ窗口管理方法，该方法定义了一组预定义的操作控制模式，并根据某些具体特性采用其中一种操作控制模式。这些特性可以是指定应用的QoS约束。

发送机与接收机通过一组数据链路链接。每一条数据链路都有对应于指定的QoS等级的传输特性，该QoS等级提供给所服务的其PDU通过该数据链路传输的应用。这些传输特性可以与业务等级相对应。IEEE(美国电气与电子工程师协会)802.1D标准提出了一种分类方法，说明如下：

用户_优先级	首字母缩略词	业务类型
			1	BK	后台
2	-	空闲
			0(默认)	BE	尽力服务
3	EE	极尽力服务
			4	CL	受控负载
5	VI	“视频，”＜100ms等待时间和抖动

6	VO	“话音，”＜10ms等待时间和抖动
			7	NC	网络控制

以上辰示的等效于QoS等级的业务等级可用于例如将QoS等级与本发明的一个实施例管理的数据流关联起来。

与从发送机发送到接收机的指定应用相对应的数据流被映射到其等级与指定应用的业务需求或QoS约束相对应的数据链路上。需要注意的是，根据本发明的一个实施例，所提出的机制的实施可能或多或少依赖于业务等级，该等级可以使用其他业务特性或参数来定义。等级将标识如下：C₁、C₂、..、C_n，C₁的优先级低于C₂，以此类推。属于C_n等级的数据链路K将被标识为DL_k(C_n)。

由于ARQ协议，数据链路更适宜提供可靠的数据传送。本领域的技术人员都熟知ARQ协议是可以基于滑动窗口机制的。

如前所述，ARQ协议需要接收机侧的缓冲存储器，以使接收机能够管理ARQ协议。用于在接收机中的每条数据链路上实施这种ARQ协议的存储器在所有这些数据链路之间共享。

根据本发明一个实施例，动态ARQ窗口的管理由称作ARQ管理实体的实体来管理。ARQ实体包括位于接收端的接收机ARQ实例(ARQ-RX)和位于发送端的发送机ARQ实例(ARQ-TX)。ARQ-RX实例位于数据链路的目的端，负责管理数据链路的ARQ窗口。单个ARQ存储缓冲器管理器(ARQ-MBM)负责管理接收端的可用存储缓冲器。它由ARQ-RX实例调用。ARQ-TX实例位于数据链路的源端，并且根据业务要求触发用于滑动窗口管理的存储预留请求。

在本发明的一个实施例中，为了更好理解，预定义操作控制模式组包括两种操作控制模式。当然，本发明包括基于更多操作模式的实施例。

ARQ实体按数据链路选择一种操作控制模式。第一次选择是在建立数据链路时执行。这种选择可以优选在指定数据链路的数据传输期间的任何时刻执行。将第一种操作控制模式称为二进制流控(BFC)。将第二种操作控制模式称为窗口流控(WFC)。

当ARQ实体为指定的数据链路选定BFC模式时，ARQ-TX实例适宜使用ARQ-ACK消息中的标志来进行流控。该流控标志称为S/R，表示停止/恢复。实际上，该流控标志包含流控数据，以就它必须停止或可继续(或恢复)数据发送的事实通知发送机。在BFC模式下，接收机根据门限值和可用存储空间之间的比较结果来设置这个标志，该门限值是以管理方式设置的。当可用存储空间比门限值大时，ARC-RX实例将标志设为R，表示恢复，然后发送机获准继续在相应的指定数据链路上传输。相反，如果可用存储空间小于门限值，则ARQ-RX实例将标志设为S，表示Stop(停止)，于是发送机停止相应的数据传输。

当ARQ实体为指定的数据链路选定WFC模式时，ARQ窗口大小(ARQ-WS)就通过基于存储预留机制的窗口预留机制被固定。ARQ-WS是ARQ-TX实例和ARQ-RX实例都可使用的参数。BFC模式中引入的流控机制再现于WFC模式中，以便发送机可以暂时超出协商的ARQ-WS。

最好通过添加到ARQ协议消息组中的简单预留消息来实现存储预留机制。当然，本发明包括不同的协议实现。定义了两种类型的消息：窗口预留(ARQ-WRSV)消息和窗口许可(ARQ-WGNT)消息。它们可以在数据链路的特定信令LL-PDU中传送，或者可以集成到现有消息如反馈请求(ARQ-RFB)和ARQ-ACK消息中。对于后一种情况，最好在ARQ-RFB和ARQ-ACK消息中提供附加字段。ARQ-WRSV消息中包含有关请求的存储空间的信息，该信息称为请求窗口大小(ReeqWs)字段。ARQ-WGNT消息包含有关接收机的共享存储器中实际预留的存储空间的信息，该信息称为许可的窗口大小(GntWS)字段。当然，预留的存储空间大小可以和请求的存储空间不同。

这种协议最好也使用ARQ-ACK消息中捎带的流控标志。当流控标志设为R时，ARQ-ACK消息最好还包含最后正确接收的LL-PDU(LastRx)的序号。提供此信息以便ARQ-TX可以确定从其开始可以恢复数据传输的LL-PDU。此外，当前选择的操作控制模式(BFC或是WFC)是由ARQ-RX实例指示的，为了使用现有的ARQ协议消息，最好是通过称为模式标志的标志将选择的操作模式信息包含到每个ARQ-ACK消息中。

ARQ存储缓冲器管理器(ARQ-MBM)负责在终止于指定接收机内的数据链路的所有ARQ-RX实例之间共享接收机共享存储器。它维护一个称之为ARQ-Table的表，该表中每一项包括一条数据链路的状态信息，如下所示。这种表包含Data Link(数据链路)ID字段、Class(等级)字段、Mode(模式)字段和Window Size(窗口大小)字段。

Data Link ID

Class

Mode

Window Size

Data Link ID是附属于数据链路i(DL_i)的标识符。

Class是DL_i的优先级。

Mode是DL_i的当前操作模式(Mode_i)。

Window Size是DL_i的当前预留窗口大小(WS_i)。

为了根据与所有数据链路对应的存储请求来执行存储器共享，ARQ-MBM把ARQ-TX实例通过ARQ-WRSV消息传递的ReqWS字段和不同表项的内容作为输入。

可以在ARQ-MBM中实现用于共享存储器的如下算法：

BMSize：总缓冲存储器大小

BMRsv：所有预留窗口占用的缓冲存储器空间

BMRsv(CL_i)：由等级i数据链路的预留窗口所占用的部分缓冲存储器

DL_i：数据链路i

Mode_i：数据链路i的当前数据链路操作模式

WS_i：数据链路i的当前预留窗口大小(在BFC模式下等于0)

ReqWS_i：为数据链路i请求的窗口大小

GntWS_i：接收机许可的用于数据链路i的窗口大小

一旦在DL_i上收到ARQ-WRSV消息，则运行如下算法：

$\mathrm{BMRsv}=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{WSi}$

if(ReqWS_i≤Ws_i)

if(ReqWS_i＝0)

    Mode_i＝BFC

   “reservation accepted(接受预留)”

    GntWS_i＝ReqWS_i

    WS_i＝GntWS_i

else

If(ReqWS_i＜(BMSize-BMRsv))

    if(WS_i＝0)

       Mode_i＝WFC

    elseif

    “reservation accepted(接受预留)”

    GntWS_i＝ReqWS_i

    WS_i＝GntWS_i

else

$\mathrm{if}\underset{j<i}{\mathrm{\&Sigma;}}\mathrm{BMRsv}\left(\mathrm{CLj}\right)\&GreaterEqual;\mathrm{Req}{\mathrm{WS}}_i$

     if(WS_i＝0)

          Mode_i＝WFC

     endif

    “reservation accepted(接受预留)”

     GntWS_i＝ReqWS_i

     WS_i＝GntWS_i

对classj＜i，例如 $\underset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}{\mathrm{WS}}_n\&GreaterEqual;\mathrm{Req}{\mathrm{WS}}_i$ 的

所有DL_n强制采用BFC模式，即将表中对应数据链路的Mode字段设为BFC；

else

“reservation denied(拒绝预留)”

 GntWS_i＝WS_i

        endif

    endif

endif

ARQ-MBM随时监视缓冲存储器的可用空间，该可用空间可以根据如下等式计算：

                 (BMSize-BMRsv)

图2显示了一个状态机，它显示了在BFC模式和WFC模式之间的转换。这些转换在ARQ-WGNT或ARQ-ACK消息的发送(对于ARQ-RX实例)、ARQ-WGNT或ARQ-ACK消息的相应接收(对于ARQ-TX实例)时触发。实际上，当接收机响应于包含请求的大小为非零的存储空间的ARQ-WRSV而返回ARQ-WGNT消息，以通知发送机已正确执行存储预留时，ARQ实体管理从BFC操作控制模式到WFC操作控制模式的转换22。在收到包含请求的大小等于零的存储空间的ARQ-WRSV消息时，或者当接收机不再能保证先前接受的存储预留时，ARQ实体管理从WFC操作控制模式到BFC操作控制模式的转换23。在这种情况下，一旦发出/收到Mode字段设为BFC的ARQ-ACK消息，就触发转换。转换24说明发送机需要比当前更大的滑动窗口的情况。在这种情况下，ARQ实体保持WFC操作控制模式而只改变预留存储空间的大小。另一方面，转换21说明这样一种情形，其中，发送机发送ARQ-WRSV消息以预留指定的非零大小存储空间，而ARQ-RX实例不能接受这个存储预留请求。由此导致ARQ实体保持BFC模式。

如下部分描述根据本发明的一个实施例，ARQ-RX实例在接收端执行的操作。

考虑一条指定数据链路，无论它的操作模式为何，一旦接收到LL-PDU，ARQ-RX实例就检查共事存储缓冲器中的可用存储空间，该可用存储空间可根据如下等式计算：

                   BMSize-BMRsv

如果可用存储空间大小低于指定的最低门限值，ARQ-RX实例就发送流控标志设为S的ARQ-ACK消息，使ARQ-ACK实例停止对应数据链路的PDU传输。如果接收机已用完缓冲存储器，则可以丢弃在ARQ-RX实例发出流控标志设为S的ARQ-ACK消息之后收到的LL-PDU。

如果存储缓冲器中的可用存储空间大于指定的高门限值，而且ARQ-TX实例已停止在相应数据链路上的LL-PDU传输，也就是在已发送流控标志设为S的最后一个ARQ-ACK之后，ARQ-RX实例发送流控标志设为R、且包括有效LastRx字段的ARQ-ACK消息，以向发送机指示最后效接收到的有效PDU。

在所有其他情况下，当ARQ-RX发送ARQ-ACK消息时，流控标志都设为R。

无论在何种情况下，ARQ-RX实例均通过位于ARQ-ACK中的模式标志来指示数据链路的当前操作控制模式。该模式标志是根据ARQ-Table中数据链路的相关条目的Mode字段确定的。

考虑在BFC模式下操作的数据链路，一旦接收到ARQ-WRSV消息，ARQ-RX实例就以ReqWS字段中指示的请求窗口大小调用ARQ-MBM。如果ARQ-MBM返回“接受预留接”指示，则ARQ-RX实例发送具有GntWS字段的ARQ-WGNT消息，该GntWS字段包含的值与ReqWS字段中的相同，于是对应数据链路的操作控制模式从BFC模式切换到WFC模式。如果ARQ-MBM返回“拒绝预留”标识，则ARQ-RX实例发送GntWS字段值为零的ARQ-WGNT消息，因此数据链路保持在BFC模式下。

考虑在WFC模式下操作的数据链路，一旦接收到ARQ-WRSV消息，ARQ-RX实例就通过调用ARQ-MBM来检查可用存储缓冲器空间是否可以提供ReqWS字段中指示的新请求窗口大小。如果ARQ-MBM返回“接受预留”指示，则ARQ-RX实例发送GnWS字段值与ReqWS字段一样的ARQ-QGNT消息。如果请求窗口大小修改被拒绝，则ARQ-RX实例发送GntWS字段值设为先前在用的值的ARQ-WGNT消息。如果GntWS字段设为零，则ARQ实体切换到BFC模式。

如下部分描述根据一个本发明的实施例，ARQ-TX实例在发送端执行的操作。

无论操作模式为何种操作模式，一旦接收到流控标志设为S的ARQ-ACK消息，ARQ-TX实例就停止在指定数据链路上发送新的LL-PDU，但仍可以重传有错的LL-PDU。

一旦接收到流控标志设为R的ARQ-ACK消息，如果未被预先停止的话，则ARQ-TX可以继续在指定数据链路上发送新的LL-PDU。如果此消息是在停止时收到的，则ARQ-TX实例从LastRx字段中指示的序号开始恢复新的LL-PDU传输。

在本发明的一个实施例中，考虑在BFC模式下操作的指定数据链路，在BFC模式下时，ARQ-TX实例最好可以通过发送在ReqWS字段中包含有请求窗口大小的ARQ-WRSV消息，随时触发窗口存储预留过程。在等待接收相应的ARQ-WGNT消息的同时启动一个定时器。如果定时器到期还没有收到ARQ-WGNT消息，则可以重发相同的ARQ-WRSV消息。一旦接收到ARQ-WGNT消息，则ARQ-TX实例检查后者的GntWS字段。如果返回的窗口大小等于请求值，则存储预留成功。如果返回值与请求值不同，特别是如果返回值为零，则预留已经失败，数据链路保持在BFC模式下。

考虑在WFC模式下操作的指定数据链路，其窗口大小被固定为在最近收到的ARQ-WGNT消息中返回的值，该ARQ-WGNT消息在相应GntWS字段中包含非零值。

通过使用与BFC模式下相同的过程，可随时应ARQ-TX实例的请求修改窗口大小。

一旦接收到ARQ-WGNT消息，ARQ-TX实例便使用返回的GntWS字段值来更新窗口大小。如果GntWS字段值等于零，数据链路模式就切换到BFC模式。

一旦接收到操作控制模式标志设为BFC模式的ARQ-ACK消息，数据链路模式就切换到BFC模式。

如前所述，流控标志设为S的解释与在BFC模式下一样。当接收机中有可用存储缓冲器资源时，这个最后特征允许ARQ-TX实例超出协商的窗口大小。

图3说明了在本发明的一个实施例中，通过在指定数据链路上交换消息为指定数据链路在BFC模式和WFC模式之间进行切换的一些情况。最初，ARQ实体选择了BFC模式313。这导致在接收端没有存储空间预留给指定的数据链路。发送机301发送ARQ-WRSV消息303给接收机302以预留存储空间，同时启动定时器318。所请求的存储空间的大小设置在ARQ-WRSV消息的ReqWS字段中。接收机302向发送机301回送一个ARQ-WGNT消息304。发送机301在定时器到期之前没有收到ARQ-WGNT消息304。于是发送机301重发相同的ARQ-WRSV消息305。由于存储器的可用空间大于请求预留的存储空间，因此接收机302向发送机回送ARQ-WRSV消息306，表示接受所述存储预留。对于指定数据链路，ARQ实体切换到WFC模式314。为了释放预留资源，发送机301发送一个包含为零请求存储空间的ARQ-WRSV消息307。一收到此消息307，接收机就释放相应的存储空间并回送ARQ-WGNT消息308到发送机301。ARQ实体切换到BFC模式315。接着，发送机301通过发送在字段ReqWS中包含存储空间大小的ARQ-WRSV消息309要求存储预留过程。接收机通过回送ARQ-WGNT消息310来接受该预留请求，该消息310包含与请求存储空间大小相同的预留存储空间大小。ARQ实体切换到WFC模式316。接着，接收机预先清空预留给指定数据链路的存储空间，然后发送包含模式标志设为BFC的ARQ-ACK消息311。从而，ARQ实体切换到BFC模式317。

本发明的一个实施例可以有利地应用于传输具有多种QoS约束的不同应用数据流的网络。尤其是，对没有任何特殊QoS要求的应用数据流，可提供很大的灵活性。实际上，这种类型的应用可以根据其瞬时吞吐量有利的使用存储资源，而不必使用固定大小的预留存储器。因此，可以在数据链路之间动态分配存储缓冲器。另一方面，可以通过使用预留过程确保具有严格QoS约束的应用数据流的资源得到保证。此外，只要接收机中有足够的存储缓冲器，每个应用数据流都可以立即达到低层提供的最大吞吐量。因而，通过采用只要存储资源可用便加以利用，从而避免浪费存储器资源的动态灵活的有效存储管理，提高了传输效率。

Claims (14)

1.网络中动态自动重发请求窗口管理的方法，所述网络包括：

-至少一个管理多条不同数据链路的发送机，或者多个发送机，每个发送机至少管理一条数据链路，所述至少一个发送机或所述多个发送机发送滑动窗口存储请求，所述数据链路根据自动重发请求协议传输协议数据单元，并且与相应的服务质量优先级相关联，该服务质量优先级属于一组预定义的服务质量优先级；

-至少一个接收机，用于接收包含在所述网络中的所述多条数据链路，并且通过给所述发送机发送自动重发请求确认或自动重发请求-ACK消息来确认每个传送的协议数据单元；

-在所述数据链路间共享的存储器，它包含在所述接收机中，用于储存接收到的协议数据单元，至少直到这些协议数据单元被确认为止；

-自动重发请求管理实体，它包括发送机自动重发请求实例和接收机自动重发请求实例，所述接收机自动重发请求实例用于接收来自所述至少一个发送机或所述多个发送机的所述滑动窗口存储请求，并且根据从预定义操作控制模式组中选择的操作控制模式，控制每条所述数据链路；

所述方法包括如下步骤：

-所述自动重发请求管理实体选择一个指定的操作控制模式；

-所述至少一个发送机或者所述多个发送机的至少其中之一发送一个或多条指定数据链路的协议数据单元给所述接收机；

-所述接收机在所述共享存储器中存储所述接收到的协议数据单元；

-所述接收机自动重发请求实例回送所述对应的自动重发请求-ACK消息，该自动重发请求-ACK消息包括了包含所述选定操作控制模式和/或流控数据的特定信息；

-当将确认的协议数据单元传递给上层时，所述接收机自动重发请求实例就从所述共享存储器中删除这些确认的协议数据单元；

-一旦接收到所述自动重发请求-ACK消息，所述发送机自动重发请求实例就根据包含在所述自动重发请求-ACK消息中的所述特定信息继续或者停止在上述所述数据链路上的协议数据单元传输；

其中，在协议数据单元传输期间，选择操作控制模式的步骤按每个数据链路动态重复，同时考虑所述共享存储器中的可用存储空间、所述各自关联的服务质量优先级和所述接收机从所述至少一个发送机或所述多个发送机接收的所述滑动窗口存储请求。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定义操作控制模式组至少包括第一操作控制模式和第二操作控制模式，在所述第一操作控制模式下，没有为指定数据链路在所述共享存储器中预留存储空间，在所述第二操作控制模式下，专门为指定数据链路在所述共享存储器中预留指定存储空间。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第二操作控制模式基于滑动窗口机制。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述流控数据基于如下步骤提供：

-如果所述共享存储器中的可用存储空间大于以管理方式设置的第一门限值，则所述流控数据通知发送机自动重发请求实例，以继续关于所述数据链路的协议数据单元的传送；

-否则，所述流控数据通知相应的所述发送机自动重发请求实例，以停止关于所述数据链路的协议数据单元的传送。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括在停止协议数据单元的传送之后的如下步骤：

-如果所述共享存储器中的可用存储空间大于以管理方式设置的第二门限值，则所述接收机自动重发请求实例通过发送包含有关最后正确接收的协议数据单元的信息的消息，通知所述发送机自动重发请求实例继续协议数据单元的传送；

-所述发送机自动重发请求实例基于所述有关最后正确接收的协议数据单元的信息继续协议数据单元的传送。

6.根据权利要求2、3或5所述的方法，其中，当根据如下步骤执行存储预留操作时，所述自动重发请求管理实体将所述操作控制模式从所述第一操作控制模式切换到所述第二操作控制模式：

-所述发送机自动重发请求实例发送存储预留请求消息，该消息包含所述共享存储器中用于指定数据链路的请求存储空间；

-所述接收机自动重发请求实例回送相应的响应消息，该消息包含有关为所述指定数据链路在所述共享存储器中预留的存储空间的存储信息；

其中，所述接收机自动重发请求实例根据所述请求存储空间、所述指定数据链路的相应服务质量优先级和所述共享存储器中的可用存储空间来确定所述预留存储空间。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，当所述共享存储器中没有可用的存储空间时，所述接收机自动重发请求实例回送相应的响应消息以拒绝所述存储预留请求，所述响应消息包含关于当前预留的存储空间的信息。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，通过进一步发送定义了所述共享存储器中的新请求存储空间的存储预留请求，所述发送机自动重发请求实例请求改变所述预留存储空间的大小。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，当所述可用存储空间不足以实现存储预留时：

-所述接收机自动重发请求实例聚集预留给低服务质量数据链路的存储空间，这些低服务质量数据链路与比所述指定数据链路的服务质量优先级低的服务质量优先级相关联；

-如果所述聚集的存储空间大于所述请求的存储空间，则通过预先清空预留给所述低服务质量数据链路的存储空间，所述接收机自动重发请求实例预留所述请求的存储空间给所述指定数据链路；并强制所述低服务质量数据链路从所述第二操作控制模式切换到所述第一操作控制模式；

-否则，所述接收机自动重发请求实例回送相应的响应消息以拒绝所述存储预留请求，该响应消息包含有关当前预留的存储空间的信息。

10.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述发送机自动重发请求实例进一步执行如下步骤：

-在发送存储预留请求时启动定时器；

-一旦接收到对应于所述存储预留请求消息的响应消息，便复位所述定时器；

-一旦所述定时器超时，就重发所述存储预留请求消息。

11.根据权利要求7或8所述的方法，其中，一旦所述发送机自动重发请求实例相应地收到所述接收机自动重发请求实例发送的对应于存储预留请求的、包含大小等于零的预留存储空间的响应消息时，或收到包含所述第一操作控制模式的自动重发请求-ACK消息时，所述自动重发请求管理实体将所述操作控制模式从所述第二操作控制模式切换到所述第一操作控制模式。

12.根据权利要求2、3、5、7和8中任何一项所述的方法，其中，所述第一操作控制模式是为与相对较低服务质量优先级相关联的数据链路选择的，所述第二操作控制模式是为与相对较高服务质量优先级相关联的数据链路选择的。

13.根据权利要求1、2、3、5、7和8中任何一项所述的方法，其中，当所述共享存储器中没有可用存储空间时，所述接收机自动重发请求实例丢弃数据链路的协议数据单元。

14.用于控制数据链路传输的设备，包括用于实现如任一前述权利要求所述方法的装置。

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