CN1976316A

CN1976316A - 在无线网络中发送包的设备和方法

Info

Publication number: CN1976316A
Application number: CNA2006101467331A
Authority: CN
Inventors: 郑惠英
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2005-11-16
Filing date: 2006-11-16
Publication date: 2007-06-06
Also published as: KR100736082B1; US20070109996A1; US7986714B2; JP2007143146A; EP1788756A1; DE602006003047D1; EP1788756B1; KR20070052177A; JP4536704B2

Abstract

提供了一种在无线网络中发送包的设备和方法。所述设备包括：运动计算单元、发送重复调整单元和包发送重复单元。所述运动计算单元计算移动终端的运动值。发送重复调整单元接收N值确定信息，并基于上述的N值确定信息和由运动计算单元计算的运动值确定移动终端发送及接收的包的发送的重复次数(N值)。根据由发送重复调整单元确定的N值，包发送重复单元将从数据链路层接收的包重复发送到物理层。

Description

在无线网络中发送包的设备和方法

本申请要求在2005年11月16日在韩国知识产权局提交的第10-2005-0109906号韩国专利申请的优先权，本申请全部公开于此以资参考。

技术领域

本发明涉及一种用于在无线网络中发送包的设备和方法，更具体地讲，本发明涉及一种根据移动终端的运动程度来调整包发送的重复次数的在无线网络中发送包的设备和方法。

背景技术

由于无线通信技术的发展无线终端的使用正变得越来越普遍，无线终端用户期望接收稳定的通信服务，从而即使在高速运动期间，也可通过无线终端不间断地发送和接收包。下面将参照图1来描述基于通信层在移动终端之间发送数据的处理。

图1是显示基于传统的移动终端的通信层的数据发送的流程的示图。图1所示的通信层可被认为是开放式系统互连(以下简写为“OSI”)参考模型的一些层。OSI参考模型是为支持不同类型的计算机或者网络之间的不间断的连接而建立的有关通信的标准模型，被划分成7层。各个层的功能如下：

第一，层1(物理层70)负责以特定的电信号形式通过传输介质发送从上层发送来的比特流。第二，层2(数据链路层60)不仅负责发送穿过物理层的信号电平数据位形成的数据块，还负责处理识别每个数据块的开始和结束时出现的同步问题以及在检测差错和执行恢复时出现的差错问题。第三，层3(网络层50)在发送端和接收端之间构造不可见的逻辑链路，负责将数据划分为包、发送包以及装配包，并为包提供搜索最佳传输路径的路由功能。第四，层4(传输层40)不仅负责在用户之间以及计算机之间建立和保持连接，还用于提供发送和接收系统之间的逻辑稳定性和统一服务。第五，层5(会话层30)负责建立会话，从而提供同步功能以不间断地获得对话的顺序流。第六，层6(表示层20)是处理表示数据的方法的层，它负责提供能够表示不同数据的标准接口。第七，层7(应用层10)是最上层，它起通过其用户应用程序访问网络环境的通道作用。

OSI的这7层被划分为两组。上面层组(传输层、会话层、表示层和应用层)被用户使用来发送和接收消息，下面层组(物理层、数据链路层和网络层)用于允许所述消息穿过主机。

图1的数据发送的流程被应用到无线终端数据的包发送，其上添加了差错检测代码并且通信流程受到控制，所述无线终端数据的包发送从会话层开始发送，被划分为多个段并被分配编号。而层7(应用层)创建的包穿过层6(表示层)、层5(会话层)和层4(传输层)。在所述包穿过层3(网络层)的同时执行搜索最佳路径的路由功能，通过该最佳路径包被发送到目的地。在包穿过层2(数据链路层)的同时解决了同步和差错问题，并且包被发送到层1，也就是下一层。所述包将会通过层1(物理层)无线到达目的地。

在执行上述发送包的处理的相关技术中，在运动少的环境下不会频繁发生包丢失，因此即使不改变所述发送方法，包的发送率也很高。然而，在大量运动存在的环境中，比如在移动终端被用于以高速运动的移动工具的情况下，包丢失率增加，从而包被频繁地重发。因此，当包被频繁重发时，出现这样的问题：整个网络的通信量增加，以致包丢失率增加，同时包发送延迟的时间也逐渐增加。因此，在存在大量运动的环境中需要解决这些问题的方案。

发明内容

因此，针对现有技术中出现的上述问题而提出了本发明，本发明的一方面是提供一种解决在快速运动环境下使用移动终端进行无线通信时发生的上述问题(比如包丢失和包发送延迟)的在无线网络中发送包的设备和方法，从而能够减小包丢失和包发送延迟时间。

为了实现上述方面，本发明提供了一种在无线网络中发送包的设备，所述设备包括：运动计算单元，计算移动终端的运动值；发送重复调整单元，接收N值确定信息，并基于上述的N值确定信息和由运动计算单元计算的运动值确定移动终端发送及接收的包的发送的重复次数的N值；和包发送重复单元，根据由发送重复调整单元确定的N值将从数据链路层接收的包重复发送到物理层。

另外，本发明提供了一种在无线网络中发送包的方法，所述方法包括：接收用于确定包发送的重复次数N的N值确定信息；基于接收的N值确定信息来确定N值；和根据确定的N值将从数据链路层接收到的包重复发送到物理层。

附图说明

现在通过结合附图对本发明的一些示例性而非限制性的实施例的描述，来详细描述本发明：

图1是根据现有技术的移动终端的通信层的数据发送流程的示图；

图2是根据本发明示例性实施例的用于发送包的设备的总体结构的框图；

图3是根据本发明示例性实施例的用于发送包的设备的详细结构的框图；

图4是显示根据本发明示例性实施例的在用于发送包的设备中确定包发送的重复次数N的处理的示图；和

图5是表示根据本发明示例性实施例的发送包的方法的流程图。

具体实施方式

参照稍后结合附图对示例性实施例的详细描述，本发明的各方面和特点以及获得这些方面和特点的方法将会更清楚。然而，本发明并不限于下面公开的示例性实施例，而可以以各种方式实现。此外，提供这些示例性实施例以使本发明的公开更完善并使本发明的范围完全被本领域的技术人员所知。本发明仅由权利要求限定。贯穿不同的附图，使用相同的标号来指示相同或者相似的部件。

下面将参照附图对使用本发明的示例性实施例示出的在无线网络中发送包的设备和方法进行详细描述。

图2是显示根据本发明示例性实施例的用于发送包的设备的总体结构的框图，图3是显示其详细结构的框图。

如图2所示的包发送设备包括发送重复调整单元100、运动计算单元200和包发送重复单元300。

所述发送重复调整单元100用于接收N值确定信息，并基于接收的N值确定信息来确定N值，所述N值确定信息用于确定包发送的重复次数，所述包发送的重复次数通过在无线移动通信中重复发送由移动终端发送及接收的包来获得。在这种情况下，术语“包”指一包数据。使用这样的方法来发送包，即在两点之间数据不是被连续发送，而是即将被发送的数据被划分为合适大小的包，从而逐一地发送这些包。每个包包括预定大小的数据和关于数据接收地址或者控制代码的控制信息。此外，所述N值确定信息包括：运动计算系数，用于计算发送和接收所述包的移动终端的运动值；和初始信息值，用于计算N值。在这种情况下，初始信息值包括：最小运动值α，它是用于重复发送的阈值；和上限值N_max，它表示包发送的重复次数的上限。稍后将参照图4来给出最小运动值和包发送的重复次数的上限值N_max的描述。运动计算系数被体现为每单位时间的主机的接收功率的变化或者基站和移动终端之间的距离上的变化。

同时，如图3所述，发送重复调整单元100包括信息输入单元110和N值确定单元120。信息输入单元110接收包括运动计算系数和初始信息值的N值确定信息，并被用于通过处理消息所必要的处理来提取值α和N_max。此外，信息输入单元110可用于从运动计算单元200中的运动运算单元220接收移动终端的运动值。同时，N值确定单元120从信息输入单元110接收包括提取的值α和N_max的初始信息值。此外，N值确定单元120从信息输入单元110接收关于运动值的信息。稍后将给出对输入所述运动值和包括值α和N_max的初始信息值，以及使用预定算法来确定N值的详细描述。

运动计算单元200用于计算发送及接收包的移动终端的运动值，并向发送重复调整单元100提供关于运动值的信息。参照图3将详细给出运动计算单元200的结构的描述。运动计算单元200包括运动计算系数检测单元210和运动运算单元220。所述运动计算系数检测单元210用于检测并收集来自发送重复调整单元100的信息输入单元110的运动计算系数，所述发送重复调整单元100的信息输入单元110从系统管理器接收所述运动计算系数。运动运算单元220用于从运动计算系数检测单元210接收该运动计算系数，并使用所述系数执行关于移动终端的运动值的运算。由于由运动运算单元220执行关于运动的运算的方法是已知技术，所以在本发明的示例性实施例中将省略其详细的描述。

同时，由运动运算单元220运算的关于运动值的信息又被传送到发送重复调整单元100的信息输入单元110。如上所述，已经从运动运算单元220接收到运动值的信息输入单元110通知N值确定单元120关于运动值的信息。因此，已经接收到运动值的N值确定单元120基于关于已知的初始信息值(值α和N_max)的信息确定N值，将参照图4来详细描述使用用于确定N值的预定算法来确定N值的处理。

图4是显示在根据本发明实施例的用于发送包的设备中确定包发送的重复次数N的处理的示图。作为运动计算中的阈值的最小运动值α可参照图4的左上图来选择。水平轴表示运动值，垂直轴表示包接收率。由于包接收率与运动的降低成比例地增加，并且与运动的增加成比例地降低，所以在运动和接收率之间存在反比例关系。当穿过“最佳点”到达“耐受点”(endurancepoint)时，包接收率显著降低，从而当用户执行通信时经历一些困难。为此，在“最佳点”和“耐受点”之间选择最小运动值α。因此，当运动值等于或小于值α时，包接收率高从而不必要重复发送包。因此，不必要计算N值。相反，当运动值大于值α时，包接收率降低，从而有必要重复发送包。因此，有必要计算N值。

所述N值指示包发送的重复次数，被用于防止包丢失。当N值大于预定值时，网络上的通信量增加，从而出现包发送延迟，因此N值必须被限制到上限值。图4的右上图示出了选择上限值N_max的处理。从该图中可知，不管运动值的增加，发送重复次数被限制到上限值N_max。也就是说，当在上限值N_max之上执行重复发送时，网络负荷重，因此限制上限值。此外，使用下面的等式来实现所述预定算法：

N＝e^z，(0＜N＜N_max)

Z = \frac{M - α}{C}

其中，N是包发送的重复次数，M是当前移动终端的运动值，α，即上述的阈值，是最小运动值，也就是用于计算次数N的参考值，N_max是所述N值的上限值，C是调整常量。

从这个等式中，可以得知：由于当前运动值和最小运动值α之间的差被用作指数函数的指数，所以N值与该差的增加成指数比例地增加。这被示出在图4的下图中。从该图中，可以得知N值与运动值的增加成指数比例地增加，但是从特定时刻，也就是在上限值N_max的时刻就不再增加而保持常量。

同时，当以上述示例性方式确定了N值时，包发送重复单元300从N值确定单元120接收关于N值的信息，并重复N次将从图2所示的OSI参考模型的数据链路层60接收的包发送到图2所示的物理层70。

这里使用的术语“单元”是指，但并不限于，软件或硬件组件，比如执行特定任务的现场可编程门阵列(FPGA)或者专用集成电路(ASIC)。模块可被构造在可寻址存储介质中，并被构造为在一个或者多个处理器上执行。从而，作为示例，模块可包括：组件(比如，软件组件、面向对象的软件组件、类组件及任务组件)、进程、函数、属性、程序、子例程、程序代码段、驱动程序、固件、微码、电路、数据、数据库、数据结构、表、数组和变量。组件和模块中设置的这些功能可被结合成更少的组件和模块，或者进一步被分离为另外的组件和模块。此外，所述组件和模块可被实现以操作一个或者多个驻留在装置或者安全多媒体卡中的中央处理单元(CPU)。

图5是示出根据本发明示例性实施例的发送包的方法的流程图。

下面将参照图5来描述发送包的方法。首先，在操作S102中，信息输入单元110接收用于确定包发送重复次数的N值确定信息。在这种情况下，N值确定信息包括用于计算发送及接收包的移动终端的运动值的运动计算系数和用于计算N值的初始信息值。所述初始信息值包括最小运动值α和上限值N_max，最小运动值α是重复发送的参考值，而上限值N_max表示包发送的重复次数的上限值。

同时，N值确定单元120执行基于接收的N值确定信息确定N值的处理，下面将对其进行描述。执行运动计算单元200的操作S104，其中，使用从信息输入单元110接收到的运动计算系数来计算移动终端的运动值。所述计算运动值的方法是已知技术，将省略其详细描述。信息输入单元110再次接收关于上面所计算的运动值的信息，并将接收到的信息传送到N值确定单元120。在操作S106中，已经接收到该信息的N值确定单元120使用该运动值和先前收集的基本信息值基于预定算法来确定N值。所述预定算法使用下面的等式来实现：

N＝e^z，(0＜N＜N_max)

Z = \frac{M - α}{C}

由于在包发送设备的描述中已经对该等式进行了详细描述，将省略其重复描述。

其后，执行创建包发送重复层的操作S108，并且执行根据关于所述确定的值的信息将从数据链路层传送的包重复发送到物理层的操作S110，其中，所述包发送重复层负责在所述OSI参考模型中的数据链路层和物理层之间的包发送重复。

同时，对本领域的技术人员来说，本发明的范围可扩展到存储用于在计算机中执行上述示例性方法的程序代码的计算机可读存储介质。

当使用根据本发明示例性实施例的在无线网络中发送包的设备和方法时，可解决在快速运动环境下使用移动终端执行无线通信时出现的包丢失和包发送延迟问题。

此外，本发明示例性实施例在现有数据传输层上独立地执行操作，以便可在任何无线通信系统中提供稳定的通信。

本发明的效果并不限于上面描述的效果，从权利要求中，本领域的技术人员可以得知没有在上面描述的其他效果。

尽管为说明目的已经公开了本发明示例性实施例，但是本领域的技术人员将会理解，在不脱离在权利要求所公开的本发明的范围和精神的情况下，可进行各种修改、添加和替换。

Claims

1、一种用于在无线网络中发送包的设备，所述设备包括：

运动计算单元，计算移动终端的运动值；

发送重复调整单元，接收N值确定信息，并基于上述的N值确定信息和由运动计算单元计算的运动值确定移动终端发送及接收的包的发送的重复次数；和

包发送重复单元，根据由发送重复调整单元确定的N值将从数据链路层接收的包重复发送到物理层。

2、如权利要求1所述的设备，其中，所述N值确定信息包括用于计算运动值的运动计算系数和用于计算N值的初始信息值，其中，所述初始信息值包括：最小运动值，它是重复发送的参考值；和上限值，表示包发送的重复次数的上限。

3、如权利要求2所述的设备，其中，所述运动计算单元包括：

运动计算系数检测单元，检测来自发送重复调整单元的运动计算系数；和

运动运算单元，接收运动计算系数检测单元检测的运动计算系数，并对运动值执行运算。

4、如权利要求3所述的设备，其中，所述发送重复调整单元包括：

信息输入单元，接收N值确定信息和运动运算单元执行运算获得的运动值；和

N值确定单元，接收被包括在N值确定信息中的初始信息值，以及来自信息输入单元的运动值，并使用预定运算来确定N值。

5、如权利要求4所述的设备，其中，所述预定运算使用下面的等式来实现：

N＝e^z，(0＜N＜N_max)

Z = \frac{M - α}{C}

其中，N是包发送的重复次数，M是当前移动终端的运动值，α是最小运动值，也就是用于计算次数N的参考值，N_max是所述N值的上限值，C是调整常量。

6、如权利要求4所述的设备，其中，所述运动计算系数检测单元检测来自信息输入单元的运动计算系数。

7、如权利要求4所述的设备，其中，所述包发送重复单元根据由N值确定单元确定的N值将从数据链路层接收的包重复发送到物理层。

8、一种在无线网络中发送包的方法，所述方法包括：

接收用于确定包发送的重复次数的N值确定信息；

基于接收的N值确定信息来确定N值；和

根据确定的N值将从数据链路层接收到的包重复发送到物理层。

9、如权利要求8所述的方法，其中，所述N值确定信息包括用于计算运动值的运动计算系数和用于计算N值的初始信息值，其中，所述初始信息值包括：最小运动值，它是重复发送的参考值；和上限值，表示包发送的重复次数的上限。

10、如权利要求9所述的方法，其中，所述N值的确定包括：

使用运动计算系数来计算移动终端的运动值；和

使用初始信息值和运动值来基于预定运算确定N值。

11、如权利要求10所述的方法，其中，所述预定运算使用下面的等式实现：

N＝e^z，(0＜N＜N_max)

Z = \frac{M - α}{C}

12、如权利要求11所述的方法，其中，所述包的重复发送包括：

创建包发送重复层，所述包发送重复层负责包在数据链路层和物理层之间重复发送；和

根据确定的N值，包发送重复层将从数据链路层接收的包重复发送到物理层。

13、一种存储用于执行权利要求8所述的方法的程序代码的计算机可读存储介质。

14、如权利要求5所述的设备，其中，根据N值确定单元确定的N值，所述包发送重复单元将从数据链路层接收的包重复发送到物理层。

15、如权利要求6所述的设备，其中，根据N值确定单元确定的N值，所述包发送重复单元将从数据链路层接收的包重复发送到物理层。

16、如权利要求1所述的设备，其中，所述运动计算单元、发送重复调整单元和包发送重复单元是现场可编程门阵列、专用集成电路和处理器中的至少一种。