CN1324834C - 对数字网络中基于段的链路层的差错控制机制 - Google Patents
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Abstract
公开了一种通过利用在所述LL和上层之间SAR层的中间实施分段和重组(SAR)机制以及在所述LL内实施差错恢复机制来从发射机向接收机发送数据包的方法，每个具有包括数据链路层(LL)的通信协议层的栈。在发送方向上，所述SAR机制执行把由所述上层处理的母包(PP)分段成连续的更短长度的段的功能以及提供一些分段信息的功能。对于每个段，所述分段信息包括两级序列编号，所述两级序列编号包括识别所述段属于的所述PP的PP序列号(PPSN)和识别在所述PP内所述段的次序的段序列号(SSN)。所述差错恢复机制利用嵌入所述两级段编号中的前向和/或反馈信令消息来实施选择性重发方案。在所述接收方向上，所述SAR机制发送给所述上层一个给定PPSN的PP，所述给定PPSN的PP的所有构成段都被正确接收和重组，而不管其序列号小于那个PPSN的所有PP是否已被发送。
Description
技术领域
本发明通常涉及通信系统，尤其涉及对数字网络中基于段的链路层(LL)的差错控制机制。
背景技术
除了可以嵌入其物理(PHY)层的纠错方案以外，诸如无线或电力线网之类倾向于相对较高差错水平的网络常常需要在它们的通信协议层的栈的所述LL层实施差错恢复机制。这样的方案依赖例如通过维特比或卷积编码器/解码器提供的附加冗余度。
在所述LL层内，介质访问控制(MAC)子层提供对所述PHY层的访问。数据通过所述MAC子层以LL数据单元的形式在所述LL层和所述PHY层之间交换。
通常，当在所述LL中实施时，差错恢复机制依赖由所述丢失或毁坏的LL数据单元的重复来提供冗余度。基本上，某些信令在所述发射机和接收机之间运行，所述信令通知没有被所述接收机正确接收的数据。该信令所用的协议属于自动请求重发协议(ARQ)族。
为了提高对差错的恢复力并使得根据资源的利用率所述重发协议更有效，可以实施基于短数据单元的高效LL，所述短数据单元允许仅仅重发受错误影响的数据部分。
然而，实际上被应用程序交换的数据是长数据包(例如以太网包)，如果像这样传送，一方面所述长数据包对差错非常敏感，另一方面当它们必须被重发时会引起资源浪费。
如果在通常称为分段和重组(SAR)层的中间层执行改编，那么就可以在基于短数据单元的LL层上传送长数据包。在所述发送方向上，所述SAR执行把上层所处理的长数据包分段成也称为段的连续短数据单元的功能。还提供了一些允许恢复所述上层包定界以用于进一步重组的分段信息。在所述接收方向上，所述SAR通过连接所述连续接收的段和利用所述分段信息来重建所述上层包。当执行这种分段方案时，所述LL层是基于段的链路层。
ARQ协议依赖为所述发射机和所述接收机所共有的数据单元的标识。所述协议信令使用这样的标识，以便所述接收机通过反馈信息向所述发射机指示哪个数据单元没有被正确接收。所述数据单元标识典型地是特定于仅由所考虑层处理的数据单元的序列号。
正如本领域众所周知的，为了不阻塞通过每当发出数据单元就等待反馈信息的传输，通常实施滑动窗口机制。
限制由所述重发(与“返回N”类型的简单算法相比)引起的资源使用的另一已知方式是实施选择性重发方案。这种方案在所述单个错误的接收数据单元的反馈信息中使用指示，由此只有所述错误的接收数据单元被所述接收机通知，从而进行重发。
最后，一些ARQ实施也使用前向信令信息来推动接收机中所述滑动窗口的进程，以避免
窗口块效应，尤其是当所述基础传送特别倾向于出错时。这个机制通常称为“丢弃”机制，其导致了上层包损耗。
当设计用于易出错系统的ARQ协议时出现了若干问题，与上面提到类型的网络中一样，这些问题在传输资源缺乏时就被放大了。
必须尽可能限制用于发信令和重发的资源。通过使所述数据传送基于短数据单元以及实施选择性重发方案可以实现用于重发的所述资源的限制。然而，选择性重发方案需要更复杂的信令，所述复杂的信令可能需要使用更多的资源。另外，通过提供附加信息给ARQ发射机可以改善其工作状况(即人们可以更好地利用用于其重发的资源)，所述附加消息是在由所述接收机发送的反馈消息中关于所述接收机的滑动窗口状态。再一次，这个附加消息更复杂，并且需要使用更多资源。于是必须设计出基于紧凑和高效消息的ARQ信令。
同时，还在基于包含上层的数据包块的短数据单元的LL层的情况下，丢弃机制可能导致资源浪费。的确，如果用来推动所述滑动窗口前进的条件只是正好关于所述LL层，那么所述窗口的前进可以到达位于所述相应上层包某个地方的数据单元。特别地，这个数据单元不可以是所述上层包的第一个数据单元，这就引起所述发射机发送(或重发送)所述后续数据单元，尽管由于所述上层包开始的一块(多块)的丢失而不能重组。
美国专利第5,440,545号公开了一种选择性重发方案。当数据包太长不能装入单个发送包时，它就被分隔成N个片。每个接收设备向所述源设备发送回一个确认(ACK)信号，所述源设备识别相关的数据包以及所述数据包的哪片被接收到或者没被接收到。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于差错控制机制的方法，所述差错控制机制应用于具有更多高效资源的基于段的链路层。
因而本发明的第一方面提出了一种通过利用在所述LL层和上层之间SAR层的中间实施分段和重组(SAR)机制以及在所述LL层内实施差错恢复机制来从发射机向接收机发送数据包的方法，每个具有包括数据链路层(LL)的通信协议层的栈。在发送方向上(即从所述上层到所述LL层)，所述SAR机制执行把由所述上层处理的母包(PP)分段成给定数量n+1个连续的更短长度的段的功能，其中n是严格的正整数，并且执行提供一些分段信息的功能。在接收方向上(即从所述LL层到所述上层)，所述SAR机制执行在利用所述分段信息的同时通过连接接收段来重建所述上层PP的功能以及发送它们到所述上层的功能。对于每个段，所述分段信息包括两级序列编号，所述两级序列编号包括识别所述段属于的所述PP的PP序列号(PPSN)和识别在所述PP内其次序的段序列号(SSN)。所述差错恢复机制利用在所述发射机和所述发射器之间交换的前向和/或反馈信令消息来实施选择性重发方案，所述消息嵌入所述两级段编号中。在所述接收方向上，所述SAR机制发送给所述上层一个给定PPSN的PP，所述给定PPSN的PP的所有构成段都被正确接收和重组，而不管其序列号小于那个PPSN的所有PP是否已被发送。
本发明的第二方面涉及一种通过利用在所述LL层和上层之间SAR层的中间实施分段和重组(SAR)机制以及在所述LL层内实施差错恢复机制来从发射机向接收机发送数据包的装置，每个具有包括数据链路层(LL)的通信协议层的栈。所述装置包括用于实施所述SAR机制的第一模块，在发送方向上，所述第一模块执行：
-把由所述上层处理的母包(PP)分段成给定数量n+1个连续的更短长度的段的功能，其中n是严格的正整数，和提供一些分段信息的功能。对于每个段，所述分段信息包括两级序列编号，所述两级序列编号包括识别所述段属于的所述PP的PP序列号(PPSN)和识别在所述PP内段的次序的段序列号(SSN)；以及，在接收方向上，
-在利用所述分段信息的同时通过连接接收段来重建所述上层PP的功能以及发送它们到所述上层的功能，所述SAR机制适用于发送给所述上层一个给定PPSN的PP，所述给定PPSN的PP的所有构成段都被正确接收和重组，而不管其序列号小于那个PPSN的所有PP是否已被发送。
所述装置也包括第二模块，所述第二模块用于利用在所述发射机和所述发射器之间交换的前向和/或反馈信令消息来实施具有选择性重发方案的所述差错恢复机制，所述消息嵌入所述两级段编号中。
所述第一和第二模块可以作为软件和/或硬件元件来实施。
在此使用的所述术语“前向”和“反馈”是关于通过所述传输介质发送的用户数据流的方向，即从所述发射机到所述发射器。
在优选实施例中，所述段是固定尺寸的协议数据单元。
所述选择性重发方案可以基于滑动窗口机制，所述滑动窗口的尺寸规定为段号。优选地，以段号形式的所述滑动窗口的尺寸的最大值基本上是所述PPSN空间的尺寸的一半。
所述差错恢复机制可以使用依赖于附加到每段的循环冗余校验(CRC)的检错方案。
另外，它可以使用丢弃机制。这样的机制优选地使用由所述发射机发送的特定前向消息，所述消息包含所述发射机请求所述接收机推进它的滑动窗口达到的所述PPSN。
所提出的EC机制可以很容易地被实施：所需存储器结构简单，并且信令消息的产生和解释直接了当。因此，在所述LL级这种简单处理使得实施低等待时间ARQ成为可能。
由于紧凑和灵活的信令消息，所以所述协议的资源很有效率。它们允许高级重发机制的实施，尤其以便减少重发延迟和节省重发资源。
分段信息的所述利用提高了所述丢弃机制的效率。
另外，所述两级序列编号能使所述SAR机制以宽松的次序发送已重建PP到所述上层。这种业务有益于具有强延迟限制和能容忍包损耗(互动式的语音或视频传输)的应用。
附图说明
本发明进一步的特征和优点将根据下面的描述而变得更明显。所给出的完全是通过图解的方式，应该结合所述附图来阅读，其中：
图1是可以应用本发明的传送方法的协议层的示例栈的视图；
图2是说明发射机和接收机之间基于段的链路层数据传输的图；
图3是说明根据本发明在所述分段方案中实施的所述两级序列编号的图；
图4是说明根据本发明的实施例的所述滑动窗口机制的图；
图5是说明根据本发明的示例性实施例交换的信令消息的图。
具体实施方式
本文下面以作为在网络的所述数据链路层(LL)的层实施的一个协议的示例性应用的形式来描述本发明，所述协议符合ISO(“国际标准化组织”)的OSI(“开放系统互连”)模型。然而，将会理解，本发明的范围包括到通信协议层任何栈的应用。在附图中，类似的单元在所有附图中具有类似的标记。
定义
图1示出了通信协议层的一个栈的一部分，即根据OSI标准的所述7层网络模型的开始三层。其随后的描述旨在引入一些将在本文件的剩余部分使用的定义。
第一层11也称为物理(PHY)层，它提供多个用户之间的物理接口。例如，用户是无线或电力线通信网络的站。
第二层12称为数据链路层(LL)，它负责共享由所述PHY层提供的业务。所述LL层通常包含介质访问控制(MAC)和差错控制(EC)子层，分别是121和122。所述MAC子层通过利用称作MAC-PDU的基本协议数据单元来组织对所述PHY层11的访问以及与所述PHY层的业务接入点(PHY-SAP)交换数据。所述EC子层122执行差错控制(即差错恢复)和流控制机制的操作。
最后，第三层13是在本文件中也称作所述上层的层3(网络)的层。它通过称作分段和重组(SAR)层的中间适配层125分别发送长数据单元或包(例如LLC 802.2)到所述LL层和从所述LL层接收长数据单元或包。所述后者负责所述分段方案。它与所述LL层的业务接入点(LL-SAP)交换数据。
在随后本发明示例性实施例的描述中，所述LL层意在作为处理所述短数据单元的所述通信层。根据所述ISO层表示术语，上面提到的短数据单元称为LL协议数据单元(LL-PDU)。由所述上层13提供或返回的所述包称为母包(PP)。所述PP被所述SAR层125分段成为段。这些段称为SAR-PDU，并在所述LL层被封装成各个协议数据单元，即LL-PDU。
基本原理
首先将披露所提出的差错控制机制的基本原理，所述差错控制机制依赖于由所述SAR层提供以改善ARQ重发和信令效率的信息的使用。此信息包含于所述段或LL-PDU以及所述ARQ协议消息中。
当所述SAR层125从所述上层13接收PP时，所述PP在所述发送方向上被所述SAR层分别由作为其属性的序列号来识别。在PP内的每个SAR-SDU被在所述PP内等于它的次序的序列号所标识。结果，通过结合在LL-PDU的PP内其包含的所述SAR-PDU的所述序列号和所述SAR-PDU所属的PP序列号可以唯一确定每个LL-PDU。
由于循环冗余码被附加到保护所述整个LL-PDU的每个LL-PDU上，所以可以执行差错检测。
在所述LL-PDU级实施ARQ窗口。所述ARQ协议信令消息允许所述ARQ窗口的所述发射机和接收机的表示的同步。
反馈信令消息嵌入所述两级序列编码，以便当出错时通知所述发射机所述接收机滑动窗口的状态，因此所述发射机可以有选择地重发所述出错LL-PDU。当所述发送没有错误时，只用所述PP序列号水平来确认所述PP和所述LL-PDU的接收。
类似地，丢弃功能使用由所述发射机发送的特定消息，所述特定消息包含所述发射机请求推进所述ARQ窗口达到的所述PP序列号。
最后，定义了特定ARQ协议消息，其允许所述发射机明确请求从所述接收机来的反馈信息。这个消息也可以用来请求列表的给定PP的状态。
所述后两个消息由所述接收机通过反馈消息来确认。
图2说明了应用于从ARQ发射机21流到ARQ接收机22的LL-PDU流的纠错功能实例。
上述ARQ窗口是一个滑动窗口，所述窗口由所述发射机使用来确定其能发送LL-PDU的所述PP。实际上，所述发射机实施称为发射机ARQ窗口的所述ARQ窗口的第一表示23，同时，所述接收机实施称为接收机ARQ窗口的其第二表示24。所述ARQ窗口的这些实施分别使用了所述发射机21和所述接收机22的存储缓冲器。
在图2示出的例子中，假定所述ARQ窗口的尺寸可以允许所述发射机发送所述三个PP，所述三个PP表示为由所述附图标记25标明的三个分别的列。所述PP有各自的尺寸，则所述列有各自的高度。然而，除了可能是较小尺寸的最后一段(表示在每列顶部的段)以外，每列都被以相同尺寸的段进行分段。所述段的每一个形成各自SAR-PDU。在图2中，由所述ARQ接收机正确接收的SAR-PDU用白色矩形表示，而错误或毁坏的SAR-PDU用交叉阴影线矩形表示。将会理解，在所述发射机中所述滑动窗口的表示与在所述接收机中的所述滑动窗口的表示不是同步的。
通过所述链路层12的所述用户数据流用从所述ARQ发射机21到所述ARQ接收机22的粗线26表示。在所述ARQ发射机21到所述ARQ接收机22之间信令信息的流用点线27表示。
用户数据格式
图3说明由根据本发明的所述分段方案使用的所述两级序列编号。
为了简化起见，假定所述LL-PDU以及从而的所述SAR-PDU具有固定长度，分别是LLL-PDU和LSAR-PDU。
如图所示，所述PP具有PP序列号(PPSN)的属性，图中左手侧表示的所述PP(PP#k)的所述PP序列号(PPSN)等于k，图中右手侧表示的所述PP(PP#k+1)的所述PP序列号(PPSN)等于k+1。每个PP被所述SAR层以给定数量n+1的SAR-PDU进行分段。对于PP#k，n等于1。以及对于PP#k+1，n等于2。在所述PP内n+1个SAR-PDU通过其范围从0到n的段序列号(SSN)进行顺序编号。换句话说，给定SAR-PDU的所述SSN等于在其所属的PP内的它的次序。
如果PP的长度没有正好等于LSAR-PDU的倍数，与PP#k相对的PP#k+1正是这种情况，所述SAR层在所述PP的最后一个SAR-PDU(即其SSN＝n的那个)中插入填充。
在随后数据单元格式描述中提到了由所述差错控制机制使用的所述专用信息。所述LL-PDU包括下述三个字段：
-有效负载字段32，其包含SAR-PDU；
-信头字段(HDR)31，其包含与所述SAR-PDU所属的所述PP的PPSN连接的所述SAR-PDU的SSN；
-循环冗余码(CRC)字段33，所述CRC在所述前两个字段31和32上进行计算。
数据结构
正如以前所述，根据本发明的所述差错控制机制依赖其元素是母包的滑动窗口。所述滑动窗口的演化由所述ARQ接收机和所述ARQ发射机通过将随后描述的信令消息所控制。
在开始交换数据以前，所述ARQ发射机和所述ARQ接收机通过未在本文件中描述的方法一致同意一个ARQ窗口尺寸(ARQWSize)值。这个过程使所述接收机避免由于缺乏存储缓冲器而导致的LL-PDU损耗。所述接收机议定一个与其可用存储器兼容的ARQWSize值。如果没有启动预约过程，则所述接收机还可以利用流控制机制终止所述ARQ发射机。
根据通常称作“带宽×往返行程时间”的乘积定律，所述ARQ滑动窗口的字节(或比特)大小是决定所述机制的性能的重要参数。由于PP是可变长度的，所以将所述ARQWSize值指定为若干PP是不合适的，但是可以指定为若干LL-PDU(或SAR-PDU)，后者具有固定的尺寸。
以LL-PDU的数量形式的所述ARQWSize最大值优选地基本等于所述PPSN空间大小的一半，以便序列号保持可比性。
所述PPSN空间应该标上尺寸，以便即使在单个LL-PDU包括一个PP的最坏情况下也能达到最大的通过量。为了简化起见，在后面的描述中认为LL-PDU和它们的SSN是等同的。
所述ARQ窗口的特点在于两个边界值，分别是ARQ窗口底部(BotARQWin)值和ARQ窗口顶部(TopARQWin)值。这些值如下定义：BotARQWin对应于所述错误接收的具有最低PPSN和SSN的LL-PDU，而TopARQWin对应于所述发送的具有最高PPSN和SSN的LL-PDU。应该注意，所述发射机和接收机的TopARQWin以及BotARQWin值不必在时间上总是相同。
无论何时，在所述发射机的BotARQWin和TopARQWin边界值之间包括的LL-PDU的数量必须保持严格低于ARQWSize。
应该注意，当考虑PP边界时，实施所述ARQ窗口的所述存储缓冲器的尺寸可以大于或等于ARQWSize。
图4的图说明了前述考虑。在示出的例子中，所述正确接收的SAR-PDU用白色方形来表示，以及所述错误接收的SAR-PDU用交叉阴影线方形来表示。这里，具有最低SSN的所述错误接收的LL-PDU是包PP#1的第四个LL-PDU，以及最近发送的LL-PDU是包PP#5的第二个LL-PDU。
信令消息
定义了三类信令消息：ARQ反馈(AFB)消息、ARQ丢弃(ADC)消息、以及ARQ请求反馈(ARF)消息。
AFB消息由ARQ接收机发送到它的对等ARQ发射机以通知PP和LL-PDU接收的状态。根据未在本文件中描述的规则，一接收到LL-PDU就发送AFB消息。
ADC消息由ARQ发射机发送到它的对等ARQ接收机以推动ARQ窗口前进到在所述消息中指定的PPSN，并最终丢弃其PPSN低于在所述消息中指定的PPSN的不完全接收的PP。所述ADC接收的确认是通过所述接收机返回相应的AFB消息给所述发射机。用于确定何时发送ADC消息的规则未在本文件中描述。
ARF消息由ARQ发射机发送到它的对等ARQ接收机以请求来自于后者的AFB消息。所述ARF消息接收的确认是通过所述接收机返回相应的AFB消息给所述发射机。用于确定何时发送ARF消息的规则未在本文件中描述。
随后的分项仅仅描述关于所提出机制的消息的内容。
ARQ反馈(AFB)消息
如下面的表I所示，所述AFB消息包含一批确认矢量(AKV)，其可以为空(这里AKV_NB的数量等于0)。这种情况下所述AFB消息只用来在所述ARQ发射机上执行流控制。在一个实施例中，当设置所述FLOW_CTL标志向所述ARQ发射机指示它必须停止发送新的LL-PDU时，那就是属于更进一步PP的LL-PDU和/或属于相同PP的LL-PDU，但具有比最后发送的LL-PDU更高的SSN。为了再继续发送新段，由所述ARQ接收机发送具有被清零的FLOW_CTL标志的AFB消息。
表I
| 字段名 | 出现的数量 | 描述 |
| FLOW_CTL | 1 | 流控制标志 |
| AKV_NB | 1 | 在AFB中AKV的数量 |
| AKV | 0-n | 一批确认矢量 |
每个AKV对应一个给定的PP，并包含在下面表II中描述的字段。
表II
| 字段名 | 描述 |
| PPSN | PP序列号 |
| BM_PROVIDED | 指示与所述PP相关的所述位表和位表长度信息是否被附加在所述AKV末端 |
| FIRST_CORRUPTED | 指示所发PP是否是包含毁坏的SAR-PDU的第一个接收的PP的标志 |
| FIRST_RECEIVED | 指示所发PP是否是包含至少一个正确的SAR-PDU的第一个PP的标志 |
| LAST_RECEIVED | 指示所发PP是否是包含至少一个正确的SAR的最后一个PP的标志 |
| BM_LENGTH | 所述位表的位的长度 |
| BM | 指示在所发PP内哪些SAR-PDU是毁坏的的位表 |
在给定PP内单个LL-PDU接收状态的信令借助于位表来实现。在所述位表中次序为i的位反映在所述PP中其SSN等于i的SAR-PDU的接收状态。当所述对应的LL-PUD被正确接收时，所述位被置位，否则就清零。
所述BM_PROVIDED标志指示所述BM_LENGTH和BM字段是否包括在所述消息中。包括的所述后面的字段向所述ARQ发射机指示在由所述PPSN字段内指定的所述PP内哪些LL-PDU未被正确接收或者还没有收到。
AFB消息的含义还取决于所述FIRST_CORRUPTED、FIRST_RECEIVED和LAST_RECEIVED标志的设置。
如果所述FIRST_CORRUPTED标志被置位，则PPSN指示位于所述ARQ窗口底部的所述PP的序列号，即其至少丢失一个SAR-PDU的最低PPSN的PP(例如在图4所示例子中的包PP#1)。换句话说，当该标志被置位时，它指示由所述PPSN字段指定的所述PP是具有包含至少一个毁坏段的最低PPSN的所述接收的PP。
如果所述FIRST_RECEIVED被置位，则PPSN指示位于所述接收机ARQ窗口底部之后的所述第一个PP的序列号，对于所述PP至少已经接收一个SAR-PDU(例如在图4所示例子中的包PP#1)。换句话说，当该标志被置位时，它指示由所述PPSN字段指定的所述PP是具有包含至少一个正确接收的段的最高PPSN的所述PP。
如果所述LAST_RECEIVED被置位，则PPSN指示位于所述接收机ARQ窗口顶部的所述PP的序列号，即其至少已经接收一个SAR-PDU的最高PPSN的PP(例如在图4所示例子中的包PP#5)。
应该注意到，FIRST_CORRUPTED、FIRST_RECEIVED和LAST_RECEIVED标志可以同时被置位。
ARQ丢弃(ADC)消息
这种前向信令消息包括下面表III中描述的字段。
表III
| 字段名 | 描述 |
| PPSN | 最高丢弃PP的序列号 |
通过发送一个ADC消息，所述ARQ发射机请求所述ARQ窗口的底部前进到其序列号等于PPSN+1的所述PP。换句话说，这个字段包含将被丢弃的最高PPSN的所述PP的所述PPSN。所述ARQ接收机确认来自所述ARQ发射机的所述ADC消息的接收，这是通过发送反馈信令消息(即AFB消息)给后者。因此所述ARQ发射机确认了在所述接收机侧所述ARQ窗口的进程。
ARQ请求反馈(ARF)消息
这种前向信令消息包括下面表IV中描述的字段。
表IV
| 字段名 | 出现的数量 | 描述 |
| HPPSN | 1 | 由所述ARQ发射机发送的最高PP序列号 |
| PPSN | 0-n | 其接收状态为所述发射机所需的PP的序列号 |
通过发送一个ARF消息，所述ARQ发射机请求来自所述ARQ接收机的AFB消息，并同时指示迄今为止它已经发送的最高PP序列号。
另外，所述ARQ发射机可以可选地通过在连续PPSN字段中指定一系列PP序列号来请求特定PP的状态。
发射机和接收机操作
所述发射机和接收机的操作，尤其是在上面部分提出的所述信令消息的使用，现在将根据图5的流程图作进一步解释。
发射机操作
只要LL-PDU的SSN被包含在所述ARQ窗口内，或者所述ARQ发射机还没收到具有置位的所述FLOW_CTL标志的AFB消息，所述发射机就可以执行连续LL-PDU的初始传输51而不用接收任何AFB消息。
所述发射机也可以无条件重发属于所述ARQ窗口的任何LL-PDU。优选地重发由所述接收机通过AFB消息指示的错误接收或丢失的LL-PDU。
一接收到具有置位的所述FLOW_CTL的AFB消息52，所述发射机就停止发送新的LL-PDU。在这种状态下，所述ARQ发射机可以只执行LL-PDU的重发53，直到它接收到具有清零的所述FLOW_CTL位的AFB消息54。
所述发射机可以通过发送ARF消息55给所述接收机请求特定PP的接收状态。所述ARF消息的确认56的执行是通过所述接收机向所述发射机发送一个相应的AFB消息。这个过程当所述发射机缺乏反馈信息时是有用的。
当所述发射机触发丢弃过程时，它将首先发送ADC消息57给所述ARQ接收机。然后，它将等待一个确认至少在所述丢弃消息中指定的所述PP的AFB消息。一旦收到所述AFB消息，所述发射机就可以让它的ARQ窗口前进。
接收机操作
所述接收机将利用所述CRC字段对每个接收的LL-PDU进行解码和校验。如果所述校验失败，则拒绝所述LL-PDU并认为其已毁坏。否则，所述接收机检验所述PPSN和SSN的一致性，如果不一致则丢弃所述LL-PDU，或者如果一致则发送它到所述SAR子层。
在每个发送的AFB，所述接收机可以通过将所述FIRST_CORRUPTED标志置位来指示所述第一个错误接收的或丢失的LL-PDU(BotARQWin)的所述PPSN。如果任何LL-PDU是毁坏的，则所述接收机可以通过添加具有置位的BM_PROVIDED标志的AKV来向所述发射机指示它们。每个AKV包含不完整PP的所述PPSN和描述所述PP的组成LL-PDU的接收状态的所述位表。
在没有同意特定ARQ窗口大小的情况下，如果所述接收机的存储器空间变得不够(即当TopARQWin继续前进时所述BotARQWin停止)，那么接收机可以在AFB消息中设置所述FLOW_CTL标志，以便所述发射机停止再发送LL-PDU。
从所述发射机一接收到ARF消息，所述接收机将通过发送AFB消息来确认所述ARF消息的接收，所述AFB消息除了包括其BotARQWin的PPSN的指示以外，还包括对应于包含它们各自BM的可选地请求PP的状态的所述AKV。
一接收到ADC消息，所述ARQ接收机将向所述SAR层指示发送所有其PPSN低于在所述ADC消息中指定的PPSN的完整的PP到所述上层。所述ARQ接收机还将发送一个至少包括这个PPSN的AFB，以便确认所述ADC消息的接收。后面的AFB所包含的不完整PP被丢弃。
本发明的一个实施例规定如果所有属于给定PPSN的PP的LL-PDU被正确接收，那么即使属于具有较低PPSN的PP的LL-PDU是丢失的，所述PP也被所述SAR层重组并发送给所述上层。换句话说，所述SAR机制发送给定PPSN的PP给所述上层，其所有组成段被正确接收，而不管序列号低于所述PPSN的所有PP是否已被发送。这个性质称为具有宽松次序的PP重组，这与具有严格排序的PP重组相对，在所述严格排序的PP重组中，所述PP将以它们的PPSN的严格顺序被重组和发送给所述上层。
本发明可以在硬件、软件、或硬件和软件的组合中实施。任何处理器、控制器、或其它适宜用于执行本文描述的功能的装置都是合适的。硬件和软件的典型组合可以包括具有计算机程序的通用微处理器(或控制器)，所述计算机程序当被加载和执行时就实现本文描述的所述功能。
在已经说明和描述了目前认为是本发明的优选实施例的同时，本领域的熟练技术人员将会理解，可以作各种其它的修改，以及可以替代同等物而不背离本发明的实际范围。另外，可以作许多修改以使特定情况适应本发明的教导而不背离本文描述的中心创造性概念。而且，本发明的实施例可能没有包括上述的所有特征。因此，本发明的意图不是局限于所公开的特定实施例，而是包括所有处在所述附加权利要求书的范围内的实施例。
Claims (14)
1.一种通过利用在数据链路层和上层(23)之间的分段和重组层中实施分段和重组机制(125)以及在所述数据链路层内实施差错恢复机制(122)来从发射机(21)向接收机(22)发送数据包的方法，每个数据包具有包括数据链路层的通信协议层的栈：
其中在发送方向上，所述分段和重组机制执行把由所述上层(23)处理的母包分段成给定数量n+1个连续的更短长度的段的功能，其中n是严格的正整数，并且执行提供一些分段信息的功能，以及在接收方向上，所述分段和重组机制执行在利用所述分段信息的同时通过连接接收段来重建所述上层母包的功能以及发送它们到所述上层(23)的功能；
其中对于每个段，所述分段信息包括两级序列编号，所述两级序列编号包括识别所述段属于的所述母包的母包序列号和识别在所述母包内所述段的次序的段序列号；
其中所述差错恢复机制利用在所述发射机和发射器之间交换的前向和/或反馈信令消息来实施选择性重发方案，所述两级段编号嵌入到所述消息中；
其中所述信令消息包括自动请求重发反馈信令消息，所述自动请求重发反馈信令消息包括给定数量z的确认矢量，其中z是整数，并且其中每个所述确认矢量对应一个给定接收的母包，所述自动请求重发反馈信令消息包括包含所述母包的母包序列号的一个字段，其中每一个所述确认矢量进一步包括一个标志，所述标志被设置时指示所述母包是具有包含至少一个不正确接收段的最低母包序列号和/或包含至少一个正确接收段的最高母包序列号和/或包含至少一个正确接收段的最低母包序列号的所述接收的母包；以及
其中在所述接收方向上，所述分段和重组机制发送给所述上层一个给定母包序列号的母包，所述给定母包序列号的母包的所有构成段都被正确接收和重组，而不管其序列号小于所述母包序列号的所有母包是否已被发送。
2.根据权利要求1的方法，其中确认矢量选择性地包括一个具有n+1个位的位表，以及其中在所述位表中次序为i的位被置位时指示在所述接收的母包中段序列号等于i的所述段已被错误接收或还没有接收，其中i是整数，范围从0到n。
3.根据权利要求1的方法，其中所述自动请求重发反馈消息还包括用来执行在所述发射机上的流控制的标志。
4.根据权利要求3的方法，其中所述标志被置位时向所述发射机指示它必须停止发送新段，以及当被清零时向所述发射机指示它可以再发新段。
5.根据权利要求1-4的任意一项所述的方法，其中所述差错恢复机制使用丢弃机制，并且其中所述信令消息还包括自动请求重发丢弃前向信令消息，所述自动请求重发丢弃消息包括包含将被丢弃的最高母包序列号的所述母包的所述母包序列号的一个字段。
6.根据权利要求1的方法，其中所述接收机确认来自所述发射机的自动请求重发丢弃消息的接收，这是通过发送反馈信令消息给后者。
7.根据权利要求1-4的任意一项所述的方法，其中所述信令消息还包括自动请求重发请求反馈前向信令消息，所述自动请求重发请求反馈前向信令消息包括第一字段和至少一个第二字段，所述第一字段包含由所述发射机发送的最高母包序列号的所述母包的所述母包序列号，所述第二字段包含向所述接收机请求其接收状态的给定母包的所述母包序列号。
8.根据权利要求7的方法，其中所述接收机确认来自所述发射机的自动请求重发丢弃消息的接收，这是通过发送反馈信令消息给后者。
9.根据权利要求1-4的任意一项所述的方法，其中所述段是固定尺寸的协议数据单元。
10.根据权利要求9的方法，其中所述选择性重发方案是基于滑动窗口机制，所述滑动窗口的所述尺寸规定为段的数目。
11.根据权利要求10的方法，其中以段号形式的所述滑动窗口的尺寸的最大值基本上是所述母包序列号空间的尺寸的一半。
12.根据权利要求1-4的任意一项所述的方法，其中所述分段信息在附加到每段的信头部分(31)内被传送。
13.根据权利要求1-4的任意一项所述的方法，其中所述差错恢复机制使用基于段的检错方案。
14.一种通过利用在数据链路层和上层之间的分段和重组层中实施分段和重组机制以及在所述数据链路层内实施差错恢复机制来从发射机(21)向接收机(22)发送数据包的装置，每个数据包具有包括数据链路层的通信协议层的栈，所述装置包括第一模块(125)和第二模块(122)，其中
第一模块(125)用于实施所述分段和重组机制，在发送方向上，所述第一模块执行：
把由所述上层处理的母包分段成给定数量n+1个连续的更短长度的段的功能，其中n是严格的正整数，和提供一些分段信息的功能，对于每个段，所述分段信息包括两级序列编号，所述两级序列编号包括识别所述段属于的所述母包的母包序列号和识别在所述母包内所述段的次序的段序列号；以及，在接收方向上，
在利用所述分段信息的同时通过连接接收段来重建所述上层母包的功能以及发送它们到所述上层的功能，所述分段和重组机制适用于发送给所述上层一个给定母包序列号的母包，所述给定母包序列号的母包的所有构成段都被正确接收和重组，而不管其序列号小于所述母包序列号的所有母包是否已被发送；
第二模块(122)用于利用在所述发射机和发射器之间交换的前向和/或反馈信令消息来实施具有选择性重发方案的所述差错恢复机制，所述两级段编号嵌入到所述消息中，其中所述信令消息包括自动请求重发反馈信令消息，所述自动请求重发反馈信令消息包括给定数量z的确认矢量，其中z是整数，并且其中每个所述确认矢量对应一个给定接收的母包，所述自动请求重发反馈信令消息包括包含所述母包的母包序列号的一个字段，其中每一个所述确认矢量进一步包括一个标志，所述标志被设置时指示所述母包是具有包含至少一个不正确接收段的最低母包序列号和/或包含至少一个正确接收段的最高母包序列号和/或包含至少一个正确接收段的最低母包序列号的所述接收的母包。
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