CN101427496A

CN101427496A - 根据估计错误率设置传输的长度

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Publication number: CN101427496A
Application number: CNA2007800146764A
Authority: CN
Inventors: S·阿尔尼奥
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2006-05-26
Filing date: 2007-05-25
Publication date: 2009-05-06
Also published as: WO2007140346A3; EP2022195A4; WO2007140346A2; US7565584B2; EP2022195A2; US20070288829A1

Abstract

根据无线传输的期望错误率，可以限定传输的长度，从而使得一个或多个特定数据段的错误概率不大于预定阈值。根据不同的标准，可以周期性地改变期望错误率和/或阈值。

Description

根据估计错误率设置传输的长度

背景技术

[0001]因为无线信号容易受到其它无线信号干扰的影响，其强度会随距离的增加而快速降低，还会由于信号路径中弱化或反射信号的物体而劣化，所以，无线通信中的错误普遍存在。为了检测和纠正无线通信错误，已经开发出了各种技术。一些技术容许在接收机端纠正某些类型的错误。但是，很多种类型的错误都要求稍后重发数据，因此延长了圆满完成通信的时间。如果通信对时间的要求比较严格，也就是说，如果需要在某一时间段内正确接收数据以避免不利后果，那么，完成时间上的这种延迟就是有害的。

[0002]在有些类型的无线通信协议中，一个连续的传输中可能包含多个数据段，并且，这些数据段中的每一个都是变长(即，长度可变)的，其长度由段内某个字段指定。例如，按照IEEE 802.16标准所定义的协议，在单个突发传输中可以发送多个协议数据单元(PDU)，其中的每个PDU都包含一个用来定义其长度的长度字段，因此接收设备将会知道在一个传输中当前PDU于何处结束、下一个PDU于何处开始。因此，如果一个PDU出现错误而无法确切识别该PDU的结束位置(比如，如果长度字段出错的话)，就必须重发此传输中的该PDU以及剩余的全部PDU。这样一来，由错误引起的潜在危害就大大增加了，尤其是对时间要求比较严格的通信。

附图说明

[0003]可以参看用以阐释本发明实施例的具体实施方式和附图来理解本发明的一些实施例。在附图中：

图1示出了依照本发明某个实施例的一种方法的流程图。

图2示出了依照本发明某个实施例的传输缓存器的示意图。

图3示出了依照本发明某个实施例的传输格式。

图4示出了依照本发明某个实施例的通信系统的示意图。

具体实施方式

[0004]在具体实施方式中给出了许多具体的细节。但应当理解的是，本发明的实施例也可以不用这些具体细节来实现。在另一些范例中，为了不混淆对本文的理解，没有示出公知的电路、结构和技术的具体细节。

[0005]本文提到的“某一实施例”、“一个实施例”、“举例说明性的实施例”、“各个实施例”等表示，本发明中如此描述的实施例可能包括特定的特征、结构或特性，但并非每个实施例都必须包括这些特定的特征、结构或特性。另外，一些实施例可以包括其它实施例描述的一部分或全部特征，但也可以不包括其它实施例描述的任何特征。

[0006]在具体实施方式和权利要求书中，可以使用“耦接的”和“连接的”及其派生词。应当理解的是，这些术语并非同义词。更确切而言，在一些特定的实施例中，“连接的”可用来表示两个或多个组件相互之间是直接物理连接或电连接的。“耦接的”可用来表示两个或多个组件之间互相协作、交互，但它们可以是直接物理连接或电连接，也可以不是直接物理连接或电连接。

[0007]可以用术语“无线”来描述使用调制电磁辐射通过非固态媒介传送数据的电路、设备、系统、方法、技术、通信信道等。使用“无线”这一术语并不意味着相关联的设备不包含线缆，尽管在一些实施例中它们可能不包含线缆。可以用术语“移动无线设备”来描述通信时移动的无线设备。

[0008]除非另有说明，否则，在权利要求书中用来描述一般对象的序数形容词“第一”、“第二”、“第三”等等仅仅表示所提及的是相同组件的不同情况，并非想要暗示所描述的组件必须在时间上、空间上、以队列方式或任何其它方式处于指定顺序。

[0009]本发明的各个实施例可以使用硬件、固件和软件之一或其任意组合来实现。本发明也可以使用包含于机器可读介质中/上的指令来实现，通过一个或多个处理器对指令的读取和执行能够实现本文提及的操作。机器可读介质包括机器(比如，计算机)以可读方式存储、发送和/或接收信息的所有机制。例如，机器可读介质可以包括存储介质，例如、但不限于：只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备等。机器可读介质还包括已经进行了调制而能编码这些指令的传播信号，例如、但不限于：电磁波、光波或声载波信号等。

[0010]在本发明的各个实施例中，传输的长度是以传输中出现错误的可能性为基础的。由于较长的传输相比较短的传输更可能引起错误，所以，应当限定传输的长度，以使得错误的可能性不大于某一预定阈值。采用这种方式，可以将实际的传输失败保持在较低的水平，从而将重发的需求也保持在较低的水平。根据不同的标准，可以周期性地重新确定错误概率和/或选定的阈值。

[0011]通常，成功传输的概率可描述如下：

(等式1) (1-P_X)ⁿ

其中P_X表示在所传送数据的某一指定段中出现错误的概率，n表示所传送的数据段的数量，而“成功”则表示无错误地接收全部数据段。例如，如果P_X表示在一个协议数据单元(PDU)中出现错误的概率，n表示传输的PDU的数量，那么(1-P_X)ⁿ就是在这些PDU中不出现任何错误的情况下接收传输的概率。(注意：尽管有时本文提及传输中的错误，但一般情况下，错误是由接收设备在接收信号之后检测出来的，而不考虑错误的根源何在。)在有些通信中，获得完全无错误的传输并不像确保传输的特定部分不包含任何错误那样重要。例如，有的协议需要在单个突发中发送多个变长的PDU，其中的每个PDU都包含一个表明该PDU于何处结束、下一个PDU于何处开始的长度字段，在这种协议中，如果无法对长度字段正确解码，就可能会导致这一PDU及随后传输的全部PDU无法解析，因此而造成丢失。然而，如果这一PDU有效载荷部分中的错误仅仅导致这一PDU自身的丢失，那么就不认为该错误很重要，因为仍然能够检测出这一PDU的结束位置，并因此识别出随后的PDU。其它特定字段中的错误也会被认为是致命的，比如PDU的CRC或其它完整性校验字段，因为那会使解码长度字段的完整性出现问题。在这种情况下，如果P_X表示特定数据段的错误概率，n表示传输的特定数据段的数量，则仍然可以使用等式1。对于该计算来说，完全可以忽略非关键性的字段(比如，出现差错在这些用途方面并不重要的字段)。本文使用的术语“数据段”仅仅是指可定义的传输段。并非试图将数据与指令、数据与开销、数据与非数据等加以区分。

[0012]一个特定数据段中的错误概率可能并不易知晓，但无线通信的比特错误率(BER)应当是很容易得到的，例如从PHY层的操作中得到。如果P_B表示基于BER的单个比特的错误概率，并且，错误需要被考虑的特定数据段X包含L比特，那么：

(等式2) 1-P_X＝(1-P_B)^L

据此，若每个关键字段包含L比特，则成功发送/接收n个关键字段的概率可以是：

(等式3) (1-P_B)^nL

如果考虑多个不同长度的不同关键字段，则可以使用多种数学处理方法来得到一个有效长度。例如，如果每个PDU中都有一个11比特的长度字段和一个16比特的CRC字段被认为是关键的，那么这两个长度可以合并，于是，在上述等式中可假定每个PDU具有一个长27比特的关键字段。此外，将每一个字段都定义为关键字段将会扩展上述等式，而使之包括全部传输。

[0013]要利用上述特性，可以为该成功概率选择一个阈值T，以使得成功发送/接收(所谓“成功”表示指定数据段中无错误)的概率等于T。如果已知P_B和L，那么，在不超过可传输数据段的预定错误概率的情况下，这些传输数据段的数量可计算如下：

(等式4) n<＝log(T)/(L＊log(1-P_B)).

这样，n个数据段的传输(其中的每个数据段长L比特)将具备成功接收全部数据段的概率T。传输少于n个数据段可以获得更高的成功概率。如前所述，如果仅仅是选定字段中的错误比较重要，则计算可限于这些选定的字段，至于其它某些字段，如认为其错误并不重要，则可以将其排除在计算之外。

[0014]可以根据不同标准进行阈值T的选择。例如，当对时间要求比较严格的链路信息在接收前出现差错时，则重发该信息前链路连接就已经中断了，故而，在这两个设备之间发生进一步的通信之前，它们不得不花大量时间执行重新关联过程。在这种情况下，可以选择高阈值(比如成功概率为0.99，即99％)。相反，在传送对时间要求并不严格的数据时，低阈值就是可接受的(比如0.25)。可接受的阈值范围可以很宽，这取决于避免传输错误的重要性。

[0015]图1示出了依照本发明某个实施例的一种方法的流程图。在流程图100中，在110，确定通信路径的比特错误率(BER)。在一些实施例中，可以通过对先前一个或多个实际通信的直接测量来确定BER。在其它一些实施例中，可以根据理论上的考量因素，计算BER。其它一些实施例还可采用其它技术，包括多项技术的组合。在一些实施例中，“错误”包括可纠正的错误(也就是说，接收机根据传输中所包括的CRC或其它数据完整性标识可以纠正的错误)。另外一些实施例则把可纠正错误从一些或全部错误相关参数中排除出去。

[0016]在120，确定相关传输的阈值。如前所述，阈值可基于不同的标准，例如、但不限于：接收设备对信息的利用。在130，确定关键数据段的长度(比如，以比特为单位)。例如，如果一个PDU的11比特长度字段是关键数据段，那么，长度将是11比特。在一些实施例中，如果认为多个不同长度的字段是关键的，那么可以用求和、求平均或其它数学处理方法确定有效长度。例如，如果认为11比特长度字段和16比特CRC字段对每一个PDU而言都是关键的，那么可以认为关键长度是27比特。

[0017]尽管上面给出的实施例说明了按照特定的次序确定BER、成功阈值和长度，但在其它实施例中可以按照任意可行的次序确定这些参数。描述这三个参数所用的“确定”一词的含义包括通过任意可行的方法获取这些参数，例如、但不限于以下之一或全部：计算、测量、从列表或表格中读取、由其它一些来源提供等等。确定了这三个参数之后，在140，确定要在单个传输突发中发送的数据段的数量的值n。对此，一些实施例可使用前述计算方法，而其它实施例则可使用其它方法来确定n的值。

[0018]在150，通过将所传输的数据归入正确的次序，来构造一个或多个传输缓存器，其中，这些传输缓存器包括不超过n个关键数据段。在160，从缓存器读取数据并在单次传输中发送。在一些实施例中，传输开始之前就可将整个传输放入缓存器中，但其它实施例可在构造缓存器的同时开始传输。在一些实施例中，可将整个传输放在缓存器中，而在其它实施例中，则可将一些字段插入缓存器和传输电路之间的数据中。

[0019]图2示出了依照本发明某个实施例的一种传输缓存器的示意图。在图示的例子中，指定了传输的数据块210。尽管在单个传输突发中传送整个数据块是可行的，但该数据块的数据量可能太多而无法以此方式可靠传输。使用前述技术，可以将大数据块拆分成多个小一些的块220、230和240。关键数据段的数量n受限于第一个数据块中的值N1、第二个数据块中的值N2和第三个数据块中的值N3。如果每一个数据块的前述阈值都相同，那么，N1、N2和N3的值相同。如果数据块210包括具有不同相关阈值的不同类型数据，那么，可以如下方式把210的数据分到块220、230和240中，以使得：块220的数据有一个阈值，块230的数据有另一个阈值，块240的数据有第三个阈值。如果具有不同需求的不同类型的数据混合在同一个传输块220(或230或240)中，那么，具有最高阈值的数据类型可以设定整个数据块的阈值，或者，可使用求平均或其它统计方法得到整个数据块的阈值。

[0020]图3示出了依照本发明某个实施例的传输格式。图3的顶部示出了包含多个数据段(标示为PDU，尽管其它实施例可能使用其它类型的数据段)的传输格式的实例。在一些实施例中，将传输标示为帧，但另外一些实施例可以不使用该术语。在本实例中，如图所示，用多个PDU来定义一个传输区域，但另外一些实施例可以不使用该术语。因此，本实例示出了前面加了区域报头的PDU，该区域报头包括定义传输各方面的信息。本实例还示出了该区域的循环冗余校验(CRC)值，其用于检测(在一些实施例中是纠正)所接收的传输中的错误。本实例还示出了正在顺序传输的PDU的数量“n”，其中n可以为任意可行的量。在一些实施例中，将PDU按优先级的顺序(单独或分组)进行排列，高优先级的PDU在前，低优先级的PDU在后。在一些实施例中，传输可能包括图中没有显示的其它字段。在一些实施例中，传输可能是包含其它部分的一个较大传输中的一部分，其它部分包括、但不限于其它传输区域。

[0021]每个PDU都具有规定的格式，图示的一个实施例包括PDU报头，PDU报头可包含定义PDU各方面的信息。PDU尾部包括一个用来校验所接收PDU的数据完整性的值，例如PDU CRC。有效载荷字段包括该PDU意欲传递的实际数据，而PDU报头和PDU CRC则可视为支持字段，之所以包括支持字段是因为它们是确保从一个设备向另一个设备成功传递有效载荷信息的手段。但是，在一些实施例中，由于信息单位小于PDU或其等价物，有效载荷字段可以包含报头和/或有效载荷和/或CRC，因此报头/有效载荷/CRC的组合可多级嵌套。另外，在一些实施例中，PDU还包括没有显示的其它字段。

[0022]每个PDU报头都具有规定的格式，其一个实施例如图3底部所示。尽管其它实施例可能具有不同的格式和/或字段定义，但该图示实例包括以下字段：

HT-报头类型。在一些实施例中，这可以区分一般的信息头和信令头(其后不会跟随数据字段)。

EC-加密控制。在一些实施例中，这表示后续的数据是否加密。

Type(类型)-数据字段中有效载荷的类型。在一些实施例中，这表示数据字段内使用的格式，包括是否存在子报头。

ES-扩展的子报头。在一些实施例中，这表示附加的报头信息。

CI-CRC指示。在一些实施例中，这表示是否将CRC或其它数据完整性校验值添加到数据尾部(比如，在一些实施例中，可能没有PDU CRC字段)。

EKS-加密密钥序列。在一些实施例中，这包含与数据加密/解密相关的一个或多个密钥。

LEN-数据段的长度。在一些实施例中，该字段以标准单位(比如字节)表示PDU的长度。接收设备使用该字段包含的值，确定在所接收的传输中当前PDU于何处结束、下一个PDU于何处开始。在一些实施例中，知晓这一信息对于正确接收剩余的传输是很重要的。

CID-连接标识符。在一些实施例中，该字段标识该PDU的收方双方之间的连接。

HCS-报头校验序列。在一些实施例中，该字段只用于报头的数据完整性校验(与CRC类似)。在一些实施例中，报头的数据完整性校验(比如，基于HCS)的失败可能使得这整个PDU及传输的随后任何PDU都归于无效。

[0023]图4示出了依照本发明某个实施例的通信系统的框图。在图示的实施例中，一个无线通信设备410可使用本文所述技术，向另一个无线通信设备420传输信息。每个设备都具有各种组件，例如、但不限于：至少一个天线(419，429)，至少一个处理器(412，422)，至少一个存储器(414，424)，至少一个电源(416，426)。在一些实施例中，电源可包括电池；但在其它实施例中，电源可使用其它技术(比如，将固定源的交流电变换成直流电以用于为设备电路供电的电源)。在一些实施例中，发射设备使用本文所述技术，将传输的数据段组织在存储器中。

[0024]前面的描述是举例说明性的，而非限制性的。各种变化对于本领域普通技术人员都是可想到的。本发明的各实施例可涵盖这些变化，本发明的各实施例仅由权利要求书的精神和保护范围进行限定。

Claims

1、一种装置，包括：

无线通信设备，用于：

确定在一次传输的特定数据段中出现错误的概率的阈值；

确定所述传输的长度，从而使得在所述特定数据段中出现所述错误的概率不大于所述阈值；

以所确定的长度发送所述传输。

2、根据权利要求1所述的装置，其中，所述传输包括错误概率未被考虑的其它数据段。

3、根据权利要求1所述的装置，其中，所述特定数据段限于报头字段和数据完整性校验字段。

4、根据权利要求1所述的装置，其中，错误概率不包括可纠正错误的概率。

5、根据权利要求1所述的装置，其中，错误概率基于比特错误率的值。

6、根据权利要求1所述的装置，其中，所述阈值基于对所述传输的内容的利用。

7、根据权利要求1所述的装置，其中，所述无线通信设备还包括偶极天线。

8、根据权利要求1所述的装置，其中，所述无线通信设备还包括电池。

9、一种方法，包括：

确定在一次传输的特定数据段中出现错误的概率的阈值；

以所确定的长度发送所述传输。

10、根据权利要求9所述的方法，其中，所述确定阈值和所述确定长度均基于所述传输的全部数据段。

11、根据权利要求9所述的方法，其中，所述确定阈值和所述确定长度均基于所述传输的少于全部数据段。

12、根据权利要求9所述的方法，其中，所述特定数据段限于报头字段和数据完整性校验字段。

13、根据权利要求9所述的方法，其中，错误概率包括可纠正错误的概率。

14、根据权利要求9所述的方法，其中，错误概率不包括可纠正错误的概率。

15、根据权利要求9所述的方法，其中，错误概率基于比特错误率的值。

16、根据权利要求9所述的方法，其中，所述阈值基于接收设备对所述传输的内容的利用。

17、一种物件，包括：

包含指令的有形机器可读介质，当所述指令由一个或多个处理器执行时，完成以下操作：

确定在一次传输的特定数据段中出现错误的概率的阈值；

以所确定的长度发送所述传输。

18、根据权利要求17所述的物件，其中，确定阈值和确定长度的操作均基于所述传输的全部数据段。

19、根据权利要求17所述的物件，其中，确定阈值和确定长度的操作均基于所述传输的少于全部数据段。

20、根据权利要求17所述的物件，其中，所述特定数据段包括长度字段。

21、根据权利要求17所述的物件，其中，错误概率包括可纠正错误的概率。

22、根据权利要求17所述的物件，其中，错误概率不包括可纠正错误的概率。

23、根据权利要求17所述的物件，其中，错误概率基于比特错误率的值。

24、根据权利要求17所述的物件，其中，所述阈值基于接收设备对所述传输的内容的利用。