CN1139218C - 利用信元抛弃消息的抛弃信元的方法 - Google Patents

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Abstract

提供与选择性重发ARQ技术互补的一种算法，允许在使用选择性重发ARQ技术时在发射机上安全抛弃废弃或另外多余的分组。因而，能避免ARQ缓冲器的堵塞和系统的死锁，并且能使使用选择性重发ARQ的移动无线环境中的数据传送更有效。根据此算法的各个实施例，由发射机发送信元抛弃通知(CDN)消息给接收机，以便将此发射机已抛弃哪些信元或分组通知此接收机，于是此接收机不再期待接收这些信元或分组。在此发射机抛弃信元或分组时，能发送此CDN消息。也能发送此CDN消息来响应诸如由接收机发送给发射机的请求或否定确认的通信。

Description

利用信元抛弃消息的抛弃信元的方法
发明领域
本发明一般涉及移动无线环境中的信息传送，并且具体涉及选择性重发ARQ中未确认数据帧的管理。
发明背景
在无线移动环境中，阴影与多径衰落导致显著的信元损失比性能降低。时常将自动重发请求(ARQ)与前向纠错(FEC)用于提高误码率(BER)性能。在通信信道的质量差时，由发射机发送给接收机的在发送之后的预定时间量(即，超时)之后被接收机否定确认(NACK)或仍然未被接收机确认的一些消息(例如，字、信元等)应存储在发射机的ARQ缓冲器中，直至这些消息能成功地从发射机发送给接收机或直至时间周期期满。NACK或超时能用作从接收机发送给发射机的重发相应消息的请求。
根据公知的选择性重发ARQ协议，在接收机认识到它未正确接收到特定消息时，此接收机在缓冲器中存储在该未正确接收的消息后面的所有正确接收的消息。
对于一些消息，在发射机试图多次重发特定消息而不成功或在时间周期期满之后，应从发射机的ARQ缓冲器中抛弃此消息。然而，如果此接收机继续期待抛弃的消息，则此系统可能进入死锁。
发明概述
根据本发明的各个实施例，提供与选择性重发ARQ技术互补的一种算法，允许在使用选择性重发ARQ技术时在发射机上安全地抛弃已废弃或另外多余的分组。因而，能避免ARQ缓冲器的堵塞和系统的死锁，并且可使使用选择性重发ARQ的移动无线环境中的数据传送更有效。根据此算法的各个实施例，由发射机给接收机发送信元抛弃通知(CDN)消息，以便将此发射机已抛弃的并且此接收机不再需要期待接收的那些信元或分组通知此接收机。
附图简述
对于本领域技术人员来说，从下面结合附图阅读的优选实施例的具体描述中将使本发明的其他目的与优点变得显而易见。附图中相同的单元件利用相同的标号来表示。
图1表示选择性重发ARQ机制的一个示例。
图2表示根据本发明的示例性实施例的信元抛弃通知消息的示例性格式。
图3表示根据图2所示格式的信元抛弃通知消息的特定示例。
图4表示根据本发明的示例性实施例的信元抛弃通知消息的另一示例性格式。
图5表示根据图4所示格式的信元抛弃通知消息的特定示例。
图6表示根据本发明的示例性实施例的信元抛弃通知消息的另一示例性格式。
图7表示根据本发明的示例性实施例的接收机上的控制流程。
图8表示根据本发明的示例性实施例的发射机上的控制流程。
图9是根据本发明的实施例的系统的方框图。
根据本发明的示例性实施例，在应从发射机的ARQ缓冲器中抛弃一些消息或信元时，此发射机发送信元抛弃通知消息(CDN消息)给接收机，以使此接收机将不继续期待接收抛弃的消息。
在接收到CDN消息之后，此接收机利用此CDN消息所提供的信息计算哪些信元已在此发射机中被抛弃并且改变其接收哪些信元的期待。例如，如果此接收机保持未正确接收的信元或期待但还未正确接收的信元的表，则能从此接收机的表中删除利用此CDN消息表示为被抛弃的信元。
在丢失由发射机发送给接收机的CDN消息的情况中，此接收机将继续请求和期待未正确接收的信元。在这种情况中，此发射机能将此CDN消息重新发送给此接收机。根据本发明的示例性实施例，此发射机能发送更新的CDN消息以包括它在发送前一CDN消息之后抛弃的信元。
图2表示根据本发明的示例性实施例的CDN消息的示例性格式。此CDN消息200选择地包括CDN消息识别字段CDNM ID，此字段能表示此消息是CDN消息并且能表示此CDN消息200的类型或格式。顺序号字段204包含第一顺序号SSN1，此字段识别将被抛弃的特定信元。长度字段206包含长度L1，此长度L1表示也应抛弃正好在此SSN1后面的多少信元。此CDN消息200能包含多个这样的字段对，例如，包含顺序号SSN2-SSNn的顺序号字段208-220以及包含长度L2-Ln的相应长度字段210-222。
图3表示CDN消息300的特定示例，其中顺序号字段302表示具有顺序号SSN＝16的信元，而顺序号字段306表示具有顺序号SSN＝128的信元。相应长度字段304与308分别表示长度L1＝10与L2＝14。因而，CDN消息300表示此发射机已抛弃信元16-25和128-141。例如，在诸如IP(网际协议)分组的较高层PDU(协议数据单元)在多个小链接层信元中进行发送并且抛弃对应于给定IP分组的所有链路层信元时，此CDN格式能用于抛弃一个序列中的大量信元的情况中。
可选择地，例如，在将被抛弃的信元的顺序号未在序列中时，能使用抛弃信元的位映象表示。图4表示包含位映象的CDN消息400的示例性格式。顺序号字段402、406和420包含识别特定信元的顺序号SSN1、SSN2至SSNn。长度字段404、408和422包含对应于利用这些顺序号字段402、406与420中识别的信元开头的信元序列的位映象部分的长度L1、L2与Ln。最后，位映象字段424包含表示抛弃这些信元序列中的哪些信元的位映象。图5表示一个特定示例。
在图5中，第一顺序号字段502识别第一信元为具有顺序号SSN＝16，并且相应长度字段504表示L1＝3的位映象部分长度。因而，此位映象字段424中位映象最左边的3个比特表示“1”用于信元16、“0”用于信元17和“1”用于信元18，表示信元16与18已被发射机抛弃。以类似的方式，顺序号字段506识别下一开始信元为具有顺序号SSN＝128和L2＝5的相应长度字段。因而，此位映象字段424中位映象最右边的5个比特从左开始表示“1”用于信元128、“1”用于信元129、“0”用于信元130、“0”用于信元131和“1”用于信元132，表示信元128、129与132也已经被抛弃。
当然，本领域技术人员将认识到，此位映象能利用最低有效位替代最高有效位开始，这些顺序号字段能表示末尾信元而不表示开始信元，等等。
可选择地，如图6所示，能提供具有预定长度的位映象来替代每个开始信元的长度字段。例如，字段604包含具有对应于位映象长度的长度并且利用具有顺序号字段602中所示的顺序号SSN1的信元开始的信元序列的位映象。虽然图6所示的CDN消息只利用两个信元位映象对来表示，但此CDN消息600能具有任何合适数量的信元位映象对。
而且，作为一个选择，CDN消息能明确地包含每个抛弃信元的顺序号，例如，此CDN消息能包括每个抛弃信元的顺序号。
图7表示根据本发明的示例性实施例的接收机上的示例性控制流程。如图7所示，在步骤702开始之后，控制流程前进至步骤704，在此步骤704接收机确定它是否已从发射机接收到消息。如果否的话，则控制流程前进至步骤706，在此步骤706接收机确定是否请求重发它以前请求发射机重发但还未接收到并且它相信未被抛弃的信元。如果是的话，则控制流程从步骤706前进至步骤708，在步骤708此接收机根据选择性重发ARQ协议发送重发请求给发射机。控制流程从步骤708前进至步骤722，在步骤722使此控制流程返回到开始步骤702。如果在步骤706此接收机在那个时间选择不发送重发请求，则控制流程直接从步骤706前进至步骤722。
如果在步骤704此接收机确定它已从发射机中接收到消息，则控制流程从步骤704前进至步骤710，在步骤710此接收机确定此消息是否是CDN消息。如果是的话，则控制流程从步骤710前进至步骤712，在步骤712此接收机根据接收到的CDN消息计算哪些信元已被抛弃。控制流程从步骤712前进至步骤714，在步骤714此接收机抛弃被此发射机抛弃的信元。例如，此接收机改变它期待接收的信元的表，以删去被此发射机抛弃的如此CDN消息所示的信元。控制流程从步骤714前进至步骤722，在步骤722此控制流程返回到开始步骤702。
如果在步骤710此接收机确定来自此发射机的消息不是CDN消息，则控制流程从步骤710前进至步骤716，在步骤716此接收机确定此消息是否包含新信元。如果在步骤716此接收机确定此消息不包含新信元，则控制流程从步骤716前进至步骤718，在步骤718此接收机合适地进行应答。例如，如果此消息包含重发并且被正确接收，根据选择性重发ARQ协议，此接收机能通过合适地确认此消息并从其期待信元表中除去正确接收的重发信元进行应答。控制流程从步骤718前进至步骤722，在步骤722控制流程返回到开始步骤702。
如果在步骤716此接收机确定此消息包含新信元，则控制流程从步骤716前进至步骤720，在步骤720此接收机确定是否任何新信元未正确接收到或丢失。如果在步骤720未正确接收或丢失任何新的信元，则控制流程从步骤720前进至步骤708，在步骤708此接收机合适地请求未正确接收或丢失信元的重发。控制流程从步骤708前进至步骤722，在步骤722控制流程返回到开始步骤702。如果在步骤720此接收机确定此消息中的任何信元未被不正确接收或丢失，则控制流程直接从步骤720前进至步骤722，在步骤722控制流程返回到开始步骤702。
图8表示根据本发明的示例性实施例的发射机上的示例性控制流程。如图8所示，在步骤802开始之后，控制流程前进至步骤804，在步骤804发射机确定是否应抛弃任何信元。如果否的话，则控制流程从步骤804前进至步骤810，在步骤810此发射机确定它是否已从接收机接收到消息。如果否的话，则控制流程从步骤810前进至步骤822，在步骤822控制流程返回到开始步骤802。
如果在步骤810此发射机确定它已从此接收机接收到消息，则控制流程从步骤810前进至步骤812，在步骤812此发射机确定此消息是否是重发请求。如果否的话，则控制流程从步骤812前进至步骤814，在步骤814此发射机根据选择性重发ARQ协议合适地进行应答并随后从步骤814前进至步骤822，在步骤822控制流程返回到开始步骤802。
如果在步骤812此发射机确定此消息是重发请求，则控制流程从步骤812前进至步骤816，在步骤816此发射机确定是否已抛弃此接收机请求的任何信元。如果否的话，则控制流程从步骤816前进至步骤820，在步骤820此发射机重发任何请求的未抛弃的信元。控制流程从步骤820前进至步骤822，在步骤822控制流程返回到开始步骤802。
如果在步骤816此发射机确定已抛弃此接收机请求的一个或多个信元，则控制流程前进至步骤818，在步骤818此发射机发送GDN消息给此接收机，表示这些信元已被抛弃。控制流程从步骤818前进至步骤820，在步骤820重发任何请求的未抛弃的信元。
如果在步骤804此发射机确定应抛弃信元，则控制流程前进至步骤806，在步骤806此发射机抛弃这些信元。控制流程从步骤806前进至步骤808，在步骤808此发射机发送CDN消息给此接收机，表示这些信元已被抛弃。
在此发射机发送表示被此发射机抛弃的信元的CDN消息并且此接收机不期待接收一个或多个所表示的信元的情况中，根据本发明的示例性实施例，此接收机能根据此接收机不期待接收的信元忽略此CDN消息。例如，这能作为图7的步骤712与714的一部分来执行，其中在步骤712计算“非期待”信元并在步骤714忽略这些信元。随后，如果此接收机以后开始期待接收一个或多个抛弃的信元，则它请求这些信元的重发并且此发射机能通过发送CDN消息给此接收机来应答。可选择地，此接收机能保持“非期待”信元的表，换句话说，此表为此接收机在它通过CDN消息第一次知道此发射机已抛弃这些信元时不在期待接收的信元的表。此表能例如作为步骤712的一部分来进行更新。以后，在此接收机查看或更新其期待信元的表时，它能将此“非期待”表与“期待”表进行比较并从这些表中除去一致的表目。这能例如在步骤712、714与720之一或其中的多个步骤中进行。
图9是与上面例如结合图7与8描述的方法一致的根据本发明实施例的系统900的方框图。此系统900包括根据例如上面结合图7与8所描述的方法利用无线链路908发送信息给接收机904的发射机902。此系统900也包括表示接收机904期待的信元的顺序号的表906，此表如图9所示能在接收机904内实施。根据本发明的示例性实施例，此表906也能包含此接收机在它通过CDN消息第一次知道发射机已抛弃这些信元时此接收机不期待接收的信元的表。
抛弃已经完成的信令传送的另一形式描述在引入在此作为参考的题为“Method and Apparatus for Discarding Packets In a DataNetwork Having Automatic Repeat Request”的待审美国申请系列号09/179952中。用于与PRIME-ARQ协议一起使用的信元抛弃方法描述在引入在此作为参考的题为“PRIME-ARQ Flow Control IncludingCell Discard”的待审美国申请系列号09/245866中。描述在待审美国申请系列号09/179952与系列号09/245866中的信元抛弃技术的各个方面能合适地与上面进一步描述的信元抛弃技术进行组合。
本领域技术人员将认识到，本发明能以其他特定形式来实施而不脱离其精神或基本特征，并且本发明不限于在此描述的特定实施例。目前公开的实施例因此在所有方面认为是示意性的并且不是限制性的。本发明的范畴利用所附加的权利要求来表示而不利用前面的描述来表示，而且落入其意思与范围内的所有变化以及等效物预定包含在其中。

Claims (13)

1.在具有发射机与接收机的系统中抛弃信元的一种方法，其中此方法与选择性重发自动请求重发协议互补并且包括以下步骤：
在所述接收机中编译期待从所述发射机中接收的信元的表；
从所述发射机中发送信元抛弃通知消息给所述接收机来表示所述发射机已抛弃的信元；
在所述接收机中接收所述信元抛弃通知消息；
由所述接收机根据所述信元抛弃通知消息计算哪些信元已被所述发射机抛弃；
从期待从所述发射机中接收的信元的所述表中除去表目，其中这些表目对应于在所述计算步骤中识别的已被所述发射机抛弃的信元。
2.如权利要求1的方法，其中所述信元抛弃通知消息包含表示此消息的格式的字段。
3.如权利要求1的方法，其中：
所述信元抛弃通知消息至少包括一对信元顺序号字段与长度字段；和
对于每个至少一对信元顺序号字段与长度字段，此信元顺序号字段表示将被所述接收机抛弃的第一信元，而此长度字段表示将被所述接收机抛弃的正好在此第一信元前面的许多信元。
4.如权利要求1的方法，其中：
所述信元抛弃通知消息包括至少一对信元顺序号字段与长度字段；和
对于每个至少一对信元顺序号字段与长度字段，此信元顺序号字段表示将被所述接收机抛弃的第一信元，而此长度字段表示将被所述接收机抛弃的最靠近第一信元的许多信元。
5.如权利要求1的方法，其中：
所述信元抛弃通知消息至少包括一对信元顺序号字段与长度字段；和
对于每个至少一对信元顺序号字段与长度字段，此信元顺序号字段表示将被此接收机抛弃的第一信元，而此长度字段表示将被此接收机抛弃的正好在第一信元后面的许多信元。
6.如权利要求1的方法，其中所述信元抛弃通知消息包括将被所述接收机抛弃的每个信元的顺序号字段。
7.如权利要求1的方法，其中所述信元抛弃通知消息包括位映象和至少一对信元顺序号字段与长度字段，对于每一对信元顺序号字段与长度字段，此长度字段表示此位映象的一部分，此对信元顺序号字段与长度字段表示一组信元，并且此位映象的这一部分表示此组信元之中的哪些信元将被所述接收机抛弃。
8.如权利要求7的方法，其中此组中的信元顺序相邻，并且此信元顺序号字段识别此组信元末端上的信元。
9.如权利要求7的方法，其中一系列的此至少一对信元顺序号字段与长度字段序列和至少一个长度字段一起表示此位映象的哪些部分对应于此至少一对信元顺序号字段与长度字段之中不同的信元顺序号字段与长度字段对。
10.如权利要求1的方法，其中所述信元抛弃通知消息包括至少一对信元顺序号字段与位映象，此信元顺序号字段与此位映象一起表示一组信元，并且此位映象表示此组信元之中的哪些信元将被所述接收机抛弃。
11.如权利要求1的方法，还包括以下步骤：
在所述接收机未接收到所述信元抛弃通知消息时，将所述信元抛弃通知消息更新为包括在发送所述信元抛弃通知消息之后被所述发射机抛弃的任何信元；和
将此更新的信元抛弃通知消息发送给所述接收机。
12.如权利要求1的方法，还包括以下步骤：
从所述接收机中发送重发请求给所述发射机；
在所述发射机上接收此重发请求；
确定在此重发请求中表示的任何信元是否已被所述发射机抛弃；和
在此重发请求中表示的信元确定为已被所述发射机抛弃时，从所述发射机中发送信元抛弃通知消息给所述接收机，以表示这些信元已被所述发射机抛弃。
13.如权利要求1的方法，还包括以下步骤：
识别在所述信元抛弃通知消息中表示的在期待从所述发射机中接收的信元的所述表中不具有对应表目的任何信元；
在所述接收机中编译不期待从所述发射机中接收的信元的第二表，所述第二表包括在所述识别步骤中识别的信元；
周期性地比较期待从所述发射机中接收的信元的所述表与不期待从所述发射机中接收的信元的第二表，以识别一致表目；和
从期待从所述发射机中接收的信元的所述表中并且从不期待从所述发射机中接收的信元的第二表中除去所识别的一致表目。
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