CN1290434A - 用于移动通信系统的无线电链路协议装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于移动通信系统的无线电链路协议(RLP)通信装置。在该RLP移动通信系统中,RLP层在没有数据要发送时,以设定周期向物理层/多路复用层发送包括有关发送方的信息的信息帧。物理层/多路复用层接收信息帧,并将此接收到的信息帧通过一物理信道发送至另一方。

Description

用于移动通信系统的 无线电链路协议装置和方法

发明背景

1．发明领域

本发明一般涉及CDMA(码分多址)移动通信系统，特别涉及一种在无线电环境中，用于支持有效数据发送的不连续发送模式的RLP无线电链路协议装置和方法。

2．相关技术说明

CDMA移动通信系统已从基于话音服务的IS-95标准发展成为CDMA-2000标准，它不但提供话音服务，而且很好地提供高速数据发送服务。例如，CDMA-2000标准提供高质量话音服务、运动图象服务、因特网搜索服务等。现有的基于话音服务的CDMA移动通信系统发送数据的速率为9．6Kbps或14．4Kbps，而CDMA-2000移动通信系统发送数据的速率高于2Mbps。因此，CDMA-2000系统发送数据比现有的CDMA移动通信系统快138倍。

CDMA移动通信系统利用无线电链路协议(RLP)解决无线电环境中发生的数据丢失问题。无线电链路协议基于低于9．6或14．4Kbps的数据率下的20ms帧，并且，已经提出第二类RLP(RLP type2)。

无线电链路协议利用NAK(否定确认)方法来减少数据丢失。接收方请求发送方重新发送接收失败的RLP帧。但是，在这种方法中，在接收到序列号高于接收失败帧的某一帧之前，接收方不知道某一特定帧接收失败。

参照图1，其示出了发送方发出的五个帧中只有第五帧成功到达接收方。这样，在图1中，接收方在接收到第五帧前，不知道第一到第四帧接收失败。

正如上面提到的，无线电链路协议利用了NAK方法，所以接收方不能立刻知道某一帧信号的接收失败。这样，在现有的第二类RLP中，空闲帧(idleframe)被用来解决上述问题。在第二类RLP中，发送方在无帧信号发送时，发送一空闲帧，用来提示接收方前面发送的数据帧的序列号。就是说，发送方持续地发送帧信号，如果其中任一发送帧被接收到，接收方就立刻知道哪一帧或哪些帧信号接收失败。利用这种方法，接收方可在很短周期的时间内确定接收失败。遗憾的是，持续发送空闲帧信号使系统过载。此外，与IS-95标准不同，CDMA-2000标准不需要连续发送帧信号。这样，利用发送空闲帧的方法来解决NAK方法的问题不是有效的。

第二类RLP提出了一种利用空闲定时器和空闲发送计数器的方法。在这种方法中，当没有数据要发送时，空闲定时器被置为一特定值，然后，当空闲定时器变为0时，空闲发送计数器在发送一空闲帧后增1。然后，空闲定时器被再次置为特定值，然后，当空闲定时器变为0时，空闲发送计数器在发送一空闲帧后增1。这个操作过程在空闲发送计数器变为3前重复，然后，空闲帧的发送中断。在这种方法中，当有数据要发送时，发送空闲帧立刻被中断；其后，因为空闲发送计数器已变为3发送而被中断，直到有数据要发送时发送才被重新启动。

上述方法是有益的，因为空闲定时器的利用而减少了系统负载。就是说，在第二类RLP中，当一RLP帧接收失败时，在接收方的物理层和多路复用层中无条件的生成空白帧。但是，在这种情况下，无线电链路协议不知道发送方的无线电链路协议发送RLP帧失败是由于没有数据要发送，还是虽然有数据要发送，但由于其它服务具有更高的优先级而没有机会来发送数据。在这种情况下，第二类RLP中确定数据没有发送是由于其它服务具有更高的优先级，并且实际上有数据在等待发送。换句话说，在第二类RLP中，再发送定时器没有减小，这样，发送延迟了。

CDMA-2000标准提供了一种能使接收方知道发送方没有发送数据、从而发送方在物理层上不用发送物理信道帧的方法。利用上述方法，无线电链路协议可区分发送方的无线电链路协议是没有数据要发送还是具有较低的优先级。这使得利用物理层的功能来更简化地准确运转成为可能。

发明概述

因此，本发明的一个目的是，提供一种无线电链路协议可运行于不能保证周期性帧发送的环境中的方法。

本发明的另一个目的是，提供一种接收方的物理层告知无线电链路协议没有接收到物理帧的方法。

本发明的另一个目的是，提供一种发送方有效地校验在非连续发送环境中在连续发送期间的最后一个数据是否正常发送的方法。

本发明的另一个目的是，提供一种用于当在非连续发送模式中数据没有被发送时减小再发送定时器、从而保证有效地再发送的方法。

本发明的另一个目的是，提供一种改进的RLP装置和方法，用于在移动通信系统中，当没有数据要发送时抑制空闲帧的发送，从而使系统负载减少。

本发明的另一个目的是，提供一种改进的RLP装置和方法，用于根据物理信道的状态控制空闲帧的发送。

本发明的另一个目的是，提供一种改进的RLP装置和方法，用于发送空闲帧以外的包含控制信息的帧，从而获得与发送空闲帧同样的结果，进而改善性能。

本发明的另一个目的是，提供一种改进的RLP装置和方法，用于利用ARQ(自动重复请求)功能发送包含控制信息的帧，以确定是否每一帧都已被正确地发送。

为达到上述目的，提供了一种用于移动通信系统的RLP通信方法。在这种RLP通信方法中，当没有数据要发送时，RLP层向物理层／多路复用层以设定周期传送含有有关发送方信息的信息帧。物理层／多路复用层接收信息帧，将信息帧通过物理信道发送到另一方。

附图的简要说明

通过结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，本发明的上述和其它目的、特征、优点将会变得更加清楚，其中：

图1是表示在移动通信系统中交换无线电链路协议的方法的示意图；

图2是表示在移动通信系统中无线电链路协议和物理信道及多路复用装置之间接口的示意图；

图3是表示根据本发明的一个实施例，在移动通信系统中，无线电链路协议的发送过程的流程图；

图4是表示根据本发明的一个实施例，在移动通信系统中，无线电链路协议的空闲过程的流程图；

图5是表示根据本发明的一个实施例，在移动通信系统中，用于发送空闲帧的无线电链路协议的空闲发送过程的流程图；

图6是表示根据本发明的一个实施例，在移动通信系统中，用于发送控制帧的无线电链路协议的空闲发送过程的流程图；

图7是表示根据本发明的一个实施例，在移动通信系统中，用于发送信息帧并等待已发送的信息帧的响应的无线电链路协议空闲发送过程的流程图；

图8是表示根据本发明的一个实施例，在移动通信系统中，在接收到一ACK信息帧时无线电链路协议的运行过程的流程图；以及

图9是表示根据本发明的一个实施例，在移动通信系统中，在信息帧发送定时器计满时无线电链路协议的运行过程的流程图。

优选实施例的详细描述

下面将参照附图说明本发明的优选实施倒。在下面的说明中，没有详细说明众所周知的功能或结构，以避免出现不必要的细节而混淆本发明。

为了在没有数据发送时抑制空闲帧的发送，本发明包含一在无线电链路协议和物理信道及多路复用装置间的接口。另外，本发明还包含一利用所描述的接口管理空闲定时器和再发送定时器的方法。

图2示出了在无线电链路协议和一物理信道／多路复用装置间的接口结构。参考图2，有两个以各自的相关物理信道和多路复用装置221和222交换RLP帧的无线电链路协议211和212。物理信道／多路复用装置221将从上层的无线电链路协议211接收到的RLP帧组装(assembly)为一物理信道帧，并将此组装的物理信道帧发送给另一方。另一方的物理信道／多路复用装置222将接收到的物理信道帧分解为RLP帧，并将此分解的RLP帧提供给上层无线电链路协议212。采用同样处理，上层无线电链路协议212可将一RLP帧发送给另一方的无线电链路协议211。

下面的表1和2各表示在无线电链路协议和物理信道／多路复用装置间的，具有图2所示的结构的接口。具体地讲，表1所示为从无线电链路协议发送到物理信道／多路复用装置的帧，而表2所示为从物理信道／多路复用装置发送到无线电链路协议的帧。另外，表1和2中的发送帧代表按照第二类RLP的数据率定义的数据或控制RLP帧。表1

帧类型	含义
发送帧	一般RLP帧
空白帧	没有数据要发送

表2

帧类型	含义
发送帧	一般RLP帧

空白帧	没有RLP帧要接收
删除帧(Erasure Frame)	接收的异常帧
空帧(Null Frame)	发送方没有发送ACK

在表2中，在现有的第二类RLP中没有定义的空帧表示物理层在预定时间内(例如20ms)没有接收到物理帧。这里，当在预定时间内接收的信号强度低于门限值时，物理层产生空帧。当接收到空帧，并且由第二类RLP定义的条件发生时，采用上述接口的无线电链路协议的运行过程中用到的定时器将减小。

现在，将参考附图详细描述本发明的一个实施例。

在具有不连续发送特点的无线电链路协议中，有两种方法来确定一数据发送周期的最后一帧是否已正常地发送。

首先，当有数据或控制信息要发送时，无线电链路协议通常向物理信道／多路复用装置提供一空白帧或空闲帧。但是，在本发明的实施例中，当没有RLP帧要发送时，无线电链路协议只提供空白帧，且向物理信道／多路复用装置非周期地提供空闲帧。

图3示出了按照本发明的一个实施例，当没有数据或控制信息要发送时，无线电链路协议所执行的一个处理过程。这里，在经历预定时间T(例如20ms)后，到达向物理信道／多路复用装置提供帧的时刻时，无线电链路协议执行图3所示的过程。

参考图3，在步骤311，无线电链路协议确定是否有数据或控制信息要发送。当没有数据或控制信息要发送时，无线电链路协议在步骤317执行空闲过程。但是，如果有数据或控制信息要发送，则无线电链路协议在步骤313组装适当的RLP帧，并在步骤315向物理信道／多路复用装置提供RLP帧。然后，物理信道／多路复用装置在步骤315将无线电链路协议提供的RLP帧组装为物理帧，并将此物理信道发送给另一方。

图4说明了图3中步骤317执行的空闲过程。空闲过程定义了当没有帧要发送时，无线电链路协议如何运行。

参考图4，在步骤411，无线电链路协议分别设置空闲发送计数器的空闲定时器为0和整数D。空闲发送计数器记录了到目前为止发送了多少空闲帧，空闲定时器指示发送下一个空闲帧的时间。

其后，在步骤413，无线电链路协议确定空闲定时器的值是否为0。若空闲定时器的值不为0，无线电链路协议在步骤415将空闲定时器的值减1，并在步骤417向物理信道／多路复用装置发送一空白帧，以告知目前没有数据或控制信息要发送。然后，在步骤419，无线电链路协议等待预定的时间(T=20ms)，并在步骤421再一次确定是否有数据或控制信息要发送。如果有数据或控制信息，则无线电链路协议中断空闲过程，返回到图3所示的过程。反之，如果没有数据或控制信息，则无线电链路协议返回到步骤413，以确定空闲定时器的值是否为0。

当空闲定时器减为0时，在步骤423无线电链路协议确定空闲发送计数器是否具有预定值N。若空闲发送计数器的值不等于预定值N，则无线电链路协议在步骤425将空闲发送计数器增1，并在步骤427执行空闲发送过程来发送一空闲帧或控制帧。然后，在步骤429，无线电链路协议设置空闲定时器为一适当的值，然后，进到步骤419，等待预定时间T。这里，空闲定时器所设定的值，可以是一与以前的值不同的新值。

当在步骤423空闲发送计数器的值与预定值N相等时，无线电链路协议停止发送空闲帧或控制帧，而只发送空白帧，直到有一RLP帧要发送。就是说，无线电链路协议进到步骤417，以发送空白帧。然后，在步骤419，无线电链路协议等待预定时间，并在步骤421确定是否有数据或控制信息要发送。如果有数据或控制信息要发送，无线电链路协议返回到图3所示的过程去产生并发送一RLP帧。但是，当在等待预定时间时没有数据或控制信息要发送时，无线电链路协议返回到步骤413。

在图4所示的空闲过程中，无线电链路协议可通过预先将空闲发送计数器设置为值N来控制要发送的空闲帧或控制帧的数目。另外，在空闲过程中，每当将空闲定时器新设定为值D时，无线电链路协议便将空闲定时器设定为一适当的值。这使控制在发送空闲帧或控制帧前的等待时间成为可能。

作为例子，下面的表3表示出了空闲发送计数器及空闲定时器的值。表3

空闲发送定时器(N)	空闲定时器(D)	备注
∝	0	支持第二类
3	给定值	支持第二类

如表3所示，第二类RLP支持的两种方法也是本发明所提出的方法所支持的。就是说，为了提高空闲发送的频率至到无限，N值需被设定为无穷而空闲定时器被设置为0。如果没有数据或控制信息要发送，则无线电链路协议将重复发送空闲帧或控制帧。

此外，在表3中，第二类RLP也推荐了一种方法，这种方法在此实施例中可减小空闲发送的频率到3，并将空闲定时器设置为给定值。这样，通过执行本发明推荐的过程，使支持第二类RLP规定的两种方法成为可能。

为了保证在数据发送期间的最后一帧的发送，本发明可利用空闲帧交换控制信息。本发明提出了空闲帧发送过程的三种方法。因此，发送方的无线电链路协议可采用三种空闲发送过程的任意一种。图5到7说明了按照本发明实施例的空闲发送过程。

图5示出了无线电链路协议向物理信道／多路复用装置发送一空闲帧的空闲发送过程，图6示出了无线电链路协议向物理信道／多路复用装置发送一控制帧的空闲发送过程。对于上述控制帧，无线电链路协议中定义的任何控制帧均可使用。

本发明定义了用于在空闲发送过程中控制帧发送的新信息帧。

下面的表4表示了本发明提出的信息帧的结构。表4

字段	长度(位数)
序列号	8
控制	6
L_SEQ_HI	4
ACK	1

当ACK的值为‘1’时，跟随着“ACK序列号”字段。

ACK序列号

12

“ACK”或“ACK序列号”字段后跟随着“计数”字段。

计数

2

记录字段跟随着(存储在计数字段的数值)+1。

类型	4
与类型相关的信息	16

如表4所示，在无线电链路协议中用到的序列号的低8位位于前面，指示信息帧的控制位的位置在其次。无线电链路协议用到的序列号的剩余部分位于后面。“ACK”字段指示一信息帧的响应，是由另一方发送来的。当等待信息帧应对应于另一方发送的信息帧时，“ACK”字段的值为1。否则，“ACK”字段的值为0。若“ACK”值为1，则跟随着一12位的ACK序列号。ACK序列号表示此信息帧为某一信息帧的ACK帧。若“ACK”值为0，则ACK序列号被丢弃。另外，“计数”字段指示包含了多少信息。应该注意到，此信息的数量相当于(存储在计数字段的数值)+1。此外，“类型”和“相关类型的信息”字段指示要由信息帧发送的信息。

本发明提出的“类型”和“相关类型的信息”字段如下面的表5所示。表5

类型	信息
0000	L_V(N)
0001	L_V(R)
0010	L_V(S)

如表5所示，“类型”字段是由二进制数字表示。关于“信息”字段，假定它的16位信息位是从低位开始填充的，剩余位填充0。这里，类型’0000’代表在第二类RLP中定义的L_V(N)值。L_V(N)值代表迄今接收到其值低于上述值的所有RLP帧。当这个信息被发送后，另一方的无线电链路协议可从缓冲器中删除其值低于L_V(N)值的RLP帧。通过发送信息，无线电链路协议可有效地管理缓冲器。此外，类型‘0001’代表第二类RLP中定义的L_V(R)值。L_V(R)值代表迄今接收到其值低于上述值的RLP帧。另外，类型‘0010’代表在第二类RLP中定义的L_V(S)值。L_V(S)值代表迄今接收到其值低于上述值的RLP帧。

当类型和与类型相关的信息均填充到表4的信息帧上，应该注意到，应填充自身信息。就是说，信息帧应总是包含发送方的信息。

图7示出了设置定时器以发送表5所示的信息帧的空闲发送过程。虽然图6所示的空闲发送过程是通过向物理信道／多路复用装置发送信息帧来完成的，但是，图7所示的空闲发送过程还包括存储发送的信息帧、设置发送定时器及发送计数器。如果有先前存储的信息帧，则新的发送信息帧将在删除先前存储的信息帧之后存储。这里，应注意到，发送定时器的设置值可以是与先前的值不同的新的适当的值。

参考图7，无线电链路协议在步骤711向物理信道／多路复用装置发送信息帧，并在步骤713确定是否有已存储的信息帧。若有已存储的信息帧，无线电链路协议在步骤715删除此存储的信息帧，并进到步骤717。反之，若没有已存储的信息帧，则无线电链路协议将在步骤717存储发送的信息帧。然后，在步骤719，无线电链路协议将发送定时器设定为一适当的值，将发送计数器清0，并返回空闲过程。

图8示出了无线电链路协议接收到一ACK信息帧后如何运行。这里，ACK信息帧指的是表4所示的信息帧，其ACK字段的值为1。

参考图8，接收到ACK信息帧后，无线电链路协议便在步骤811确定是否有已存储的信息帧。若没有此已存储的信息帧，则无线电链路协议结束此过程，而后进入一信息帧处理过程。但是，若有已存储的信息帧，则无线电链路协议在步骤813通过检查ACK信息帧的序列号与已存储的信息帧的序列号是否相等，来判断所接收到的ACK信息帧是否为此已存储的信息帧的ACK信息帧。如果ACK信息帧的序列号与已存储的信息帧的不同，则此过程结束。但是，若ACK信息帧的序列号与已存储的信息帧的相同，则在步骤815，无线电链路协议将存储的信息帧删除，并停止发送定时器。在完成上述过程后，无线电链路协议进入信息帧处理过程。

图9示出了无线电链路协议在发送定时器计满后如何运行。参考图9，无线电链路协议在步骤911将发送计数器增1。然后，无线电链路协议在步骤913确定发送计数器增加后的值与预定的适当值M是否相等。如果相等，则无线电链路协议在步骤919删除存储的信息帧，并不再发送信息帧。如果不等，则无线电链路协议在步骤915向物理信道／多路复用装置发送此存储的信息帧，并在步骤917将发送定时器设置为适当值。这里，应注意到，发送定时器的设置值可以是与先前值不同的新的适当值。

到现在为止，已经对发送方的无线电链路协议所执行的过程作了描述。现在，将对接收方的无线电链路协议所执行的过程作一描述。

接收方的无线电链路协议从物理信道／多路复用装置接收表2所示的帧。在表2中，发送帧代表按照第二类RLP数据率定义的RLP数据或控制帧。本发明中规定的信息帧也包括在发送帧中。

当接收的物理信道帧没有数据要向无线电链路协议发送时，物理信道／多路复用装置向无线电链路协议发送一空白帧。当接收的物理信道帧处于不利的条件时，物理信道／多路复用装置向无线电链路协议发送一删除帧。当没有接收到物理信道帧时，物理信道／多路复用装置向无线电链路协议发送空帧。

对于从物理信道／多路复用装置接收到的发送帧、空白帧和删除帧，无线电链路协议按照第二类RLP的定义的运行。

本发明提出，对于空帧，无线电链路协议就象实际接收到空闲帧那样来运行。就是说，当从物理信道／多路复用装置接收到空帧时，无线电链路协议就象接收到一空闲帧那样运行。因此，无线电链路协议就象接收到一般的空闲帧那样运行第二类RLP中定义的NAK列表处理过程。这里，当运行NAK列表处理过程时，无线电链路协议同时减小在第二类RLP中定义的再发送定时器和故障定时器(abort timer)。在这种方法中，即使发送方没有发送空闲帧，接收方也能进行适当的操作。

如上所述，本发明提供了一种在无线电链路协议与物理信道／多路复用装置间的称为空帧的新的接口。另外，本发明描述了一有助于提高CDMA-2000标准下的数据传送效率的新的空闲过程、空闲发送过程和信息帧。

虽然已经参照本发明的特定优选实施例展示和说明了本发明，但是本领域普通技术人员应明白，在不脱离所附权利要求限定的本发明的实质和范围的情况下，本发明可以有各种形式和细节上的变化。

Claims (18)

1．一种用于移动通信系统的无线电链路协议(RLP)通信装置，包括：

RLP层，用于在没有数据要发送时，以设定周期向物理层／多路复用层发送包括有关发送方的信息的信息帧；和

物理层，用于接收信息帧，并将接收到的信息帧通过一物理信道发送至另一方。

2．如权利要求1所述的RLP通信装置，其中，RLP层在发送信息帧后存储此信息帧，并当在预定的时间内没有接收到ACK(确认)帧时，响应于发送的信息帧，再次发送此信息帧。

3．如权利要求2所述的RLP通信装置，其中，一旦接收到ACK帧，RLP层便将存储的信息帧的序列号与ACK帧的序列号进行比较，并且，当两个序列号相等时，删除存储的信息帧。

4．如权利要求1所述的RLP通信装置，其中，信息帧包括信息L_V(N)，表示已接收到其序列号先于接收到的特定序列号的所有RLP帧。

5．如权利要求1所述的RLP通信装置，其中，信息帧包括信息L_V(R)，表示已接收到其序列号先于一接收到的特定序列号的RLP帧。

6．如权利要求1所述的RLP通信装置，其中，信息帧包括信息L_V(S)，表示已接收到其序列号先于发送的特定序列号的RLP帧。

7．如权利要求1所述的RLP通信装置，其中，信息帧包括：

用于存储在无线电链路协议中用到的序列号低位的字段；

表示信息帧的字段；

存储序列号的剩余高位的字段；

指示ACK帧的字段；

存储ACK序列号的字段；

指示信息量的字段；以及

存储将要发送的信息的至少一个字段。

8．如权利要求1所述的RLP通信装置，其中，设置的周期在每次发送信息帧时不同地设置。

9．如权利要求1所述的RLP通信装置，其中，RLP层以设置周期的固定的间隔向物理层／多路复用层发送空白帧。

10．一种用于移动通信系统中的RLP通信方法，包括以下步骤：

当没有数据要发送时，在RLP层，以设定周期向物理层／多路复用层发送包括有关发送方的信息的信息帧；和

在物理层／多路复用层，接收信息帧。以及

通过物理信道向另一方发送接收到的信息帧。

11．如权利要求10所述的RLP通信方法，其中，RLP层在发送信息帧后存储此信息帧，并当在预定的时间内没有接收到ACK(确认)帧时，响应于发送的信息帧，再次发送此信息帧。

12．如权利要求10所述的RLP通信方法，其中，一旦接收到ACK帧，RLP层便将存储的信息帧的序列号与ACK帧的序列号进行比较，并且，当两个序列号相等时，删除存储的信息帧。

13．如权利要求10所述的RLP通信方法，其中，信息帧包括信息L_V(N)，表示已接收到其序列号先于接收到的特定序列号的所有RLP帧。

14．如权利要求10所述的RLP通信方法，其中，信息帧包括信息L_V(R)，表示已接收到其序列号先于一接收到的特定序列号的RLP帧。

15．如权利要求10所述的RLP通信方法，其中，信息帧包括信息L_V(S)，表示已接收到其序列号先于发送的特定序列号的RLP帧。

16．如权利要求10所述的RLP通信方法，其中，信息帧包括：

用于存储在无线电链路协议中用到的序列号低位的字段；

表示信息帧的字段；

存储序列号的剩余高位的字段；

指示ACK帧的字段；

存储ACK序列号的字段；

指示信息量的字段；以及

存储将要发送的信息的至少一个字段。

17．如权利要求10所述的RLP通信方法，其中，设置的周期在每次发送信息帧时不同地设置。

18．如权利要求10所述的RLP通信方法，其中，RLP层以设置周期的固定的间隔向物理层／多路复用层发送空白帧。

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