DE60223799T2

DE60223799T2 - Verfahren und sender für einen effizienten paketdatentransfer in einem übertragungsprotokoll mit wiederholungsanforderungen

Info

Publication number: DE60223799T2
Application number: DE60223799T
Authority: DE
Inventors: Michael Meyer; Janne Peisa; Bela Rathonyi; Joachim Sachs; Stefan Wager; Toomas Wigell
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2002-05-24
Publication date: 2008-11-20
Anticipated expiration: 2022-05-25
Also published as: ATE379893T1; WO2002100030A1; EP1263160A1; ES2296966T3; US20040148396A1; DE60223799D1; EP1393488A1; US7870259B2; EP1393488B1

Description

Technisches Gebiert der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Es werden auch ein Sender und Softwareprogramme beschrieben, welche die Erfindung realisieren.
Hintergrund der Erfindung
Es können verschiedene Modi zur Übertragung von Datenpaketen von einem Sender an einen Empfänger verwendet werden, z. B. ein transparenter Modus, ein unquittierter Modus oder ein quittierter Modus. Durch Verwenden eines Mechanismus zur automatischen Wiederholungsanforderung ARQ (Automatic Repeat Request) stellt der quittierte Modus die Möglichkeit bereit, Datenpakete wieder zu senden, die fehlerhaft sind, entweder weil sie verloren gegangen sind oder weil sie falsch empfangen wurden. Auf diese Weise kann eine verlustfreie Übertragung für höhere Schichten in einem Protokollstapel sichergestellt werden, auch wenn einzelne Datenpakete der ARQ-Schicht z. B. infolge einer gestörten Funkverbindung fehlerhaft sind. Um einen ARQ-Mechanismus zu ermöglichen, ist es üblich, die Datenpakete durch eine Reihenfolgenummer zu identifizieren, welche den Paketen im Allgemeinen auf einer Modulo-Basis zugeordnet wird. Nachrichten vom Empfänger zum Sender geben an, welche Pakete fehlerhaft, und Wiederholungssendungen der Pakete werden gemäß den Nachrichten durchgeführt. Außerdem können die Nachrichten auch korrekt empfangene Datenpakete quittieren.
Der Status von gesendeten und empfangenen Datenpaketen kann unter Verwendung von Empfänger- und Sendefenstern im Empfänger beziehungsweise im Sender gesteuert werden, d. h. Speichern, welche speichern ob ein Datenpaket quittiert ist oder nicht. Das Sendefenster reicht vom ersten unquittierten Paket bis zum Paket mit der höchsten gesendeten Reihenfolgenummer, während das Empfängerfenster gemäß der Definition, die diesen ganzen Text hindurch verwendet wird, vom ersten unquittierten Paket bis zum Paket mit der höchsten empfangenen Reihenfolgenummer reicht, im Allgemeinen unter Berücksichtigung einer Modulo-Reihenfolgenummerierung.
Ein Beispiel eines Übertragungsprotokolls, welches einen quittierten Modus hat, ist das Funkverbindungssteuerungsprotokoll RLC (Radio Link Control), wie in der technischen 3GPP Spezifikation 3G TS 25.322 V4.0.0 (2001-03) des 3G-Partnerschaftsprojekts, Technical Specification Group Radio Access Network (Technische Spezifikationsgruppe Funkanschlussnetz), beschrieben. Das RLC-Protokoll wird zur Übertragung von Daten in einem Breitband-Codemultiplexzugriffssystem WCDMA (Wideband Code Division Multiplex Access), zum Beispiel im Universellen Mobilfunk-Telekommunikationssystem (UMTS), verwendet.
In einem Kommunikationssystem ist der Sender zum Beispiel eine Benutzereinrichtung, wie ein Mobiltelefon, oder ein Netzknoten, wie eine Funknetzsteuerung RNC (Radio Network Controller). Die RLC-Protokollschicht im Sender empfängt Pakete z. B. von einer höheren Schicht im Protokollstapel. Die Pakete von der höheren Schicht werden als Dienstdateneinheiten SDUs (Service Data Units) bezeichnet. Die RLC-Schicht formt die SDUs in Datenpakete um, die als Paketdateneinheiten PDUs (Packet Data Units) bezeichnet werden, um sie zur Übertragung über eine Verbindungsstrecke zwischen dem Sender und dem Empfänger vorzubereiten. In der RLC-Schicht des Senders umfassen Paketumformungen zum Beispiel eine Segmentierung, Verkettung oder Pufferung von SDUs, während PDUs zum Beispiel gestopft oder gepuffert werden können. Der Empfänger ist üblicherweise ein Netzknoten oder eine Benutzereinrichtung, die mit dem Sender kommuniziert. Die RLC-Schicht des Empfängers vollführt eine umgekehrte Verarbeitung zur Freigabe der Daten entweder an eine höhere Protokollschicht oder zu ihrer Weiterleitung an eine Verbindungsschicht zur Übertragung durch weitere Domänen des Kommunikationssystems, zum Beispiel durch ein Kernnetz des Kommunikationssystems.
Im RLC-Protokoll werden die Nachrichten, die fehlerhafte Datenpakete angeben, als Statusmeldungen bezeichnet und können aus einer oder mehreren Protokolldateneinheiten bestehen. Die RLC-Spezifikation verlangt, dass eine Statusmeldung Informationen über alle Protokolldateneinheiten, die empfangen wurden, und alle Einheiten, die als fehlerhaft erkannt wurden, enthält. Demgemäß meldet der Empfänger zu dem Zeitpunkt, zu dem eine Statusmeldung erzeugt wird, alle Protokolldateneinheiten, welche gegenwärtig im Empfängerfenster sind. Um die Protokollleistung hinsichtlich einer Verzögerungs- und Durchsatzoptimierung zu verbessern, ist es notwendig, dass Wiederholungssendungen von fehlerhaft empfangenen Funkverbindungssteuerungs-Protokolldateneinheiten so bald als möglich gesendet werden. Schnelle Wiederholungssendungen können jedoch zu mehreren Wiederholungssendungen derselben PDU führen, was eine Verschwendung von Betriebsmitteln ist. Mehrere Statusmeldungen innerhalb einer Funkverbindungssteuerungs- oder RLC-Umlaufzeit lösen jeweils die Wiederholungssendung einer bestimmten fehlerhaften Protokolldateneinheit aus, da alle negativ quittierten Protokolldateneinheiten wieder gesendet werden, wenn der Sender eine Statusmeldung empfängt. Insbesondere wenn Statusmeldungen so oft als möglich gesendet werden, kann dies zwar das Protokoll beschleunigen, löst jedoch unnötige Wiederholungssendungen aus.
Das RLC-Protokoll ermöglicht es, die Menge von Statusmeldungen durch einen Statusverhinderungszeitgeber zu steuern. Dieser Zeitgeber verhindert das Senden von Statusmeldungen für eine bestimmte Zeitmenge. Wenn der Statusverhinderungszeitgeber höher als die RLC-Umlaufzeit eingestellt wird, werden unnötige Wiederholungssendungen verhindert. Der Nachteil ist, dass dies die Wiederholungssendung von feh lerhaften Datenpaketen erheblich verlangsamt und insbesondere zu einem langsamen Protokoll für einen hohen Anteil von fehlerhaften Paketen und hohen Umlaufzeiten führt. Eine Alternative zur Vermeidung unnötiger Wiederholungssendungen ist der PDU-Schätzzähler EPC (estimated PDU counter), wie in der 3GPP Spezifikation 3G TS 25.322 beschrieben. Der EPC-Mechanismus umfasst sowohl einen Zeitgeber, um die Umlaufzeit zu berücksichtigen, als auch einen Zähler, welcher der Anzahl von Paketen entspricht, die zur Wiederholungssendung angefordert werden. Der Zähler eliminiert zwar den Einfluss der Verbindungskapazität auf die Übertragungszeit, aber auch der EPC-Mechanismus löst das Problem nicht, dass das Protokoll durch den Zeitgeber verlangsamt wird.
J. M. Simmons beschreibt einen Beweis für die Korrektheit eines Wiederholungssendungsschemas im asynchronen Übertragungsmodus ATM (Asynchronous Transfer Mode) in Computer Networks and ISDN Systems 29 (1997), ff. 184 bis 194. Durch Verwenden einer Kombination von abgerufenen und nicht abgerufenen Statusnachrichten können unnötige Wiederholungssendungen ausgeschlossen werden, und es kann ein sicherer Betrieb des Protokolls gewährleistet werden. Das Schema umfasst auch Merkmale zur Verringerung der Verzögerung von Wiederholungssendungen. Zu diesem Zweck werden die nicht abgerufenen Statusnachrichten gesendet, wann immer ein Datenpaket in einer unerwarteten Reihenfolge empfangen wird. Der Einfluss der Umlaufzeit auf die Geschwindigkeit der Wiederholungssendung dieses Wiederholungssendungsschemas wird jedoch nicht berücksichtigt.
Die europäische Anmeldung EP 1 261 163 A2 stellt einen Stand der Technik gemäß Artikel 54 (3) und (4) EPC in mehreren Vertragsstaaten dar. Die Anmeldung beschreibt ein Wiederholungssendungsverfahren, in welchem der Sender negative Quittierungen eines Datenpakets für eine Zeitdauer außer Acht lässt, die einer geschätzten Umlaufzeit nach einer Übertragung entspricht. Zu diesem Zweck sind allen Übertragungen Zeitgeber zugeordnet. Dies erfordert einen großen Aufwand, um die entsprechende Anzahl von Zeitgebern aufrechtzuerhalten.
Als Ergebnis stellen gegenwärtige Protokolle, die eine Wiederholungssendung von Datenpaketen umfassen, im Wesentlichen zwei Optionen bereit, welche entweder Betriebsmittel verschwenden oder das Protokoll verlangsamen. Keine der Optionen stellt eine optimale Leistungsfähigkeit bereit.
Neben diesen Problemen kann die bestehende Technologie auch die Transportschicht über der ARQ-Schicht, insbesondere das Übertragungssteuerungsprotokoll TCP (Transmission Control Protocol), nachteilig beeinflussen. Das TCP ist ein Protokoll einer höheren Schicht, welches viel verwendet wird, um eine zuverlässige Datenübertragung in Kommunikationsnetzen, zum Beispiel im Internet, bereitzustellen. Interaktive Transportprotokolle, wie das TCP, steuern Übertragungen gemäß Antwortnachrichten von der empfangenden an die sendende Entität. Steuerungsprozeduren können die Sendedatenrate gemäß den Antwortnachrichten anpassen, z. B. wenn eine Zeitüberschreitung für eine Antwort einen Paketverlust anzeigt. Ein Funkverbindungssteuerungsprotokoll an sich, welches zu einer langen Transportschichtumlaufzeit beiträgt, ist daher nicht nur vorteilhaft. Die hohe Verzögerung kann außerdem Steuerungsprozeduren der Transportschicht auslösen, selbst wenn eine Zeitüberschreitung aus einer Funkverbindungsumlaufzeit resultiert und nicht aus einem Paketverlust im Netz. Als Ergebnis ist das bestehende RLC-Protokoll oft zu langsam, um hohe TCP-Durchsätze zu unterstützen, obwohl die darunter liegende, physikalische Schicht eine entsprechende Datenrate erlauben würde.
Schließlich kann eine lange Umlaufzeit einen Blockierungszustand des Sendefensters im Falle einer begrenzten Fenstergröße verursachen, z. B. wenn eine Modulo-Reihenfolgenum merierung verwendet wird. In einem blockierten Fenster sind alle Positionen Datenpaketen zugeordnet. Das Fenster kann nicht verschoben werden, und neue Datenpakete können demgemäß nicht gesendet werden, bis das älteste fehlerhafte Datenpaket quittiert ist. Dies blockiert die Datenübertragung.
Kurzdarstellung und Beschreibung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die zuvor erwähnten Nachteile auszuschalten und ein Verfahren und einen Sender für eine verbesserte Übertragung von Datenpaketen in einem Kommunikationssystem bereitzustellen. Es ist insbesondere eine Aufgabe, unnötige Mehrfachübertragungen zu vermeiden und eine geringe Übertragungsverzögerung zu gewährleisten.
Gemäß der Erfindung wird das Verfahren durchgeführt, das in Anspruch 1 beschrieben wird. Außerdem wird die Erfindung in einem Sender und einer Programmeinheit realisiert, wie in Anspruch 15 und 18 beschrieben. Vorteilhafte Ausführungsformen werden in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
Im vorgeschlagenen Verfahren zur Übertragung von Datenpaketen von einem Sender an einen Empfänger werden fehlerhafte Datenpakete durch den Empfänger erkannt. Statusnachrichten, welche fehlerhafte Datenpakete zur Wiederholungssendung anfordern, werden vom Empfänger an den Sender gesendet, und Wiederholungssendungen von angeforderten Datenpaketen werden gemäß den Statusnachrichten durchgeführt. Vorzugsweise werden die Datenpakete im Sender zu diesem Zweck gespeichert, bis eine Quittung einer erfolgreichen Übertragung empfangen wird. Eine erste Statusnachricht mit einer Identifikation, zum Beispiel der Reihenfolgenummer, wenigstens eines ersten angeforderten Datenpakets wird durch den Sender ausgewertet, welcher eine Wiederholungssendung der ersten Datenpakete durchführt und eine Zeitsteuereinheit gemäß der Wiederholungssendung initialisiert.
Die Initialisierung kann zum Beispiel das Starten eines Zeitgebers oder das Rücksetzen eines Zählers sein. Zum Beispiel kann ein erster Zeitgeber oder ein Zähler gestartet werden, wenn das erste Datenpaket zur Übertragung an eine untere Schicht im Protokollstapel weitergeleitet wird oder wenn die Übertragung durch eine physikalische Schicht gestartet wird. Die Zeitsteuereinheit, eine Schwelle für die Zeitsteuereinheit oder beide sind dem Datenpaket zuordenbar, z. B. unter Verwendung eines Speichers, der die Beziehung speichert, oder unter Verwendung einer Identifikation der Schwelle oder Zeitsteuereinheit gemäß der Identifikation des Datenpakets oder der Statusnachricht.
Der Zweck der Zeitsteuereinheit und der Schwelle ist, dass der Sender jene fehlerhaften Datenpakete, die in einer weiteren Statusnachricht angefordert werden, für welche aber eine Quittung für die erste Wiederholungssendung den Sender infolge der Umlaufzeit nicht erreicht haben kann, nicht wieder sendet. Die Zeitsteuereinheit erreicht die Schwelle vorzugsweise nach einer Umlaufzeit, welche zum Beispiel durch einen vorkonfigurierten konstanten Wert eines Zählers oder Zeitgebers oder durch eine gemessene Umlaufzeit zwischen dem Sender und dem Empfänger dargestellt werden kann. Ein Einstellen der Schwelle entsprechend einem etwas höheren Wert als eine Umlaufzeit kann Änderungen berücksichtigen und erhöht die Stabilität des vorgeschlagenen Verfahrens.
Wenn der Sender eine weitere Statusnachricht auswertet und wenigstens ein weiteres Datenpaket erkennt, das für eine weitere Wiederholungssendung angefordert wird, wählt er das weitere Datenpaket aus, wenn die Zeitsteuereinheit die Schwelle erreicht hat oder wenn die Identifikation des erkannten Datenpakets von der Identifikation des ersten Datenpakets verschieden ist. Zu diesem Zweck ist es möglich, die Identifikationen von gesendeten Datenpaketen zu verwenden, die durch den Empfänger noch nicht quittiert wurden und im Sender z. B. in einem Sendefenster gespeichert sind, um die Übertragungen zu überwachen. Wenn die Zeitsteuereinheit mehr als einem ersten Datenpaket entspricht, wird das weitere Datenpaket nur ausgewählt, wenn die Identität von allen ersten Datenpaketen verschieden ist.
Nur die Datenpakete, die aus jenen ausgewählt werden, die in der weiteren Statusnachricht angefordert werden, werden wieder gesendet, d. h. jene Datenpakete, welche zum ersten Mal für eine Wiederholungssendung angefordert werden, und jene, für welche die Zeitsteuereinheit die Schwelle erreicht hat. Es genügt, wenn eine Bedingung erfüllt wird, d. h. die jeweilige andere Bedingung für die Auswahl eines angeforderten Datenpakets braucht in diesem Fall nicht geprüft werden. Zum Beispiel kann ein Paket, nachdem die Schwelle erreicht ist, ohne eine Prüfung, ob es vorher angefordert wurde, wieder gesendet werden. Gemäß dem Senden des weiteren Datenpakets kann eine weitere Schwelle definiert werden, z. B. als eine vorkonfigurierte Konstante oder ein gemessener Wert, wie zuvor erwähnt. Die weitere Schwelle wird auf dieselbe Art und Weise ausgewertet wie die erste Schwelle für noch weitere Statusnachrichten im Vergleich zu derselben oder einer weiteren Zeitsteuereinheit. Dies ermöglicht es, noch weitere Statusnachrichten zu verarbeiten, bevor die erste und weitere Schwellen erreicht werden, aber es werden in jedem Fall nur jene fehlerhaften Datenpakete wieder gesendet, welche entweder nicht in einer früheren Statusnachricht angefordert wurden oder für welche die entsprechende Schwelle erreicht oder überschritten ist.
Die Erfindung beschleunigt das Funkverbindungssteuerungsprotokoll, indem sie Anforderungen für eine Wiederholungssendung von fehlerhaften Datenpaketen früh ermöglicht, während sie unnötige Wiederholungssendungen vermeidet.
Statusnachrichten können so oft gesendet werden als geeignet, um Wiederholungssendungen zu beschleunigen. Die Zeit zwischen zwei aufeinander folgenden Statusnachrichten, z. B. zwischen der ersten Statusnachricht und der weiteren Statusnachricht, ist vorzugsweise kürzer als eine Umlaufzeit zwischen dem Sender und dem Empfänger. Bei zunehmender Anzahl von Statusnachrichten je Umlaufzeit wird die gesamte Übertragungsverzögerung des Protokolls durch fehlerhafte Datenpakete verkürzt.
Eine weitere Wiederholungssendung von bereits angeforderten Datenpaketen wird durch die Schwelle verhindert, welche die erwartete Ankunft der Quittung für eine erste Wiederholungssendung am Sender darstellt. Eine frühe Wiederholungssendung hat den Vorteil, dass der Datenverkehr weniger diskontinuierlich ist, d. h. die Änderungen der Intervalle zwischen einer Datenlieferung an höhere Schichten verringert werden, insbesondere im Falle einer In-Reihenfolge-Lieferung von Datenpaketen durch das vorgeschlagene Protokoll an die höhere Schicht. Die Verarbeitungsanforderungen für alle Geräte in einer Verbindung können auf diese Weise reduziert werden. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist robust gegen Statusnachrichtenverlust, d. h. im Falle einer fehlerhaften Statusnachricht wird eine Wiederholungssendung eines angeforderten Datenpakets nur bis zur nächsten Statusnachricht verzögert, d. h. normalerweise weniger als eine Umlaufzeit. Das vorgeschlagene Verfahren ist insbesondere für den TCP-Verkehr vorteilhaft und verringert die Wahrscheinlichkeit eines blockierenden Sendefensters für eine hohe Frequenz von Statusnachrichten erheblich.
Die Erfindung kann zum Beispiel in einem Netzknoten implementiert werden, der zum Aufbau von Verbindungen mit Benutzereinrichtungen ausgelegt ist, z. B. in einer Funknetzsteuerung RNC oder in einer Funkbasisstation, in Abhängigkeit vom Knoten, in welchem die Protokollsteuerungsübertragungen über die Verbindungsstrecke beendet werden. Es ist auch vorteilhaft, die Erfindung in der Benutzereinrichtung zu implementieren, um den Aufwärtsverkehr vom Benutzer zu beschleunigen. Vorzugsweise wird das vorgeschlagene Verfahren an beiden Enden der Verbindungsstrecke implementiert, da im Allgemeinen beide Seiten der Sender sein können. Es ist jedoch auch möglich, das Verfahren nur in einem Sender zu implementieren, insbesondere auf der Seite der Verbindungsstrecke, durch welche der meiste Datenverkehr gesendet wird, was normalerweise die Aufwärtsverbindungsseite ist. Es ist besonders vorteilhaft, dass keine Anpassungen des Empfängers erforderlich sind.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ist die Zeitsteuereinheit ein erster Zeitgeber, welcher der Identifikation des ersten Datenpakets zuordenbar ist. In diesem Fall ist die Initialisierung ein Starten des ersten Zeitgebers gemäß dem Senden des ersten Datenpakets, und die Schwelle ist der Ablauf des ersten Zeitgebers. Es ist möglich, einen verschiedenen Zeitgeber für jedes wieder gesendete Datenpaket zu verwenden und den Ablaufwert auf die Umlaufzeit einzustellen. Es ist auch eine Option, einen einzigen Zeitgeber für alle wieder gesendeten Datenpakete zu verwenden und die Ablaufschwelle auf den Zeitgeberwert bei der Wiederholungssendung des Datenpakets plus der erwarteten Umlaufzeit einzustellen. Die Verwendung von Zeitgebern ermöglicht eine sehr genaue Implementierung des vorgeschlagenen Verfahrens.
Um die Anzahl von Zeitgebern zu begrenzen, die für das Verfahren erforderlich sind, umfasst ein vorteilhafter Zeitgeber einen Schwellenzeitgeber mit einer Schwelle, die auf einen Ablaufwert eingestellt wird. Außerdem umfasst die Zeitsteuereinheit einen Intervallzeitgeber. Der Schwellenzeitgeber und der Intervallzeitgeber werden gemäß der Wiederholungssendung des ersten Datenpakets gestartet. Wenn ein nachfolgendes Datenpaket wieder gesendet wird, wird der Wert des Intervallzeitgebers gespeichert, und der Intervallzeitgeber wird rückgesetzt und neu gestartet. Der Schwellenzeitgeber wird rückgesetzt und neu gestartet, wenn er die Ablaufschwelle erreicht, und die Ablaufschwelle wird auf den gespeicherten Wert des Intervallzeitgebers eingestellt. Die Prozedur kann für jede nachfolgende Wiederholungssendung wiederholt werden. Auf diese Weise kann jede Anzahl von Datenpaketen mit einer einzigen Zeitsteuereinheit verfolgt werden.
Alternativerweise kann die Zeitsteuereinheit einen Zähler für gesendete Pakete umfassen, und die Schwelle ist ein Zählerwert. Die Auswahl von angeforderten Datenpaketen zur Wiederholungssendung kann in diesem Fall alle angeforderten Pakete von einem oder mehr Intervallen sein, die in Bezug auf den momentanen Wert einer Übertragungsvariablen, insbesondere der Reihenfolgenummer der oberen Grenze eines Sendefensters, und den Schwellenwert definiert werden. Dies ermöglicht eine einfache Implementierung der Erfindung und ist insbesondere für konstante Datenraten geeignet, während eine variierende Datenrate Fehler verursachen kann, sofern nicht die Änderungen überwacht und Korrekturen für die Änderungen angewendet werden.
Vorzugsweise sind wenigstens zwei Zeitsteuereinheiten und/oder Schwellen Datenpaketidentifikationen zuordenbar. Der Sender führt eine Prüfung von Schwellen für alle Zeitsteuereinheiten und Schwellen vor der Durchführung einer Wiederholungssendung durch. Auf diese Weise können vielfache Statusnachrichten während einer Umlaufzeit ohne die Gefahr von unnötigen Wiederholungssendungen verarbeitet werden.
Vorzugsweise ist eine Zeitsteuereinheit und/oder Schwelle mehreren wieder gesendeten Datenpaketen zuordenbar. Auf diese Weise können die Verarbeitungsanforderungen reduziert werden, wenn dieselbe Zeitsteuereinheit oder Schwelle oder beide mehreren Datenpaketen entsprechen, welche beinahe gleichzeitig wieder gesendet werden. Insbesondere kann eine Zeitsteuereinheit den Datenpaketen zugeordnet werden, die innerhalb eines Übertragungszeitintervalls TTI (transmission time interval) wieder gesendet werden.
Es ist oft vorteilhaft, die Wiederholungssendung von Datenpaketen in Sätzen anzufordern, da Kommunikationsgeräte auf diese Weise vereinfacht werden können und die Wahrscheinlichkeit für Gruppen von Übertragungsfehlern z. B. infolge einer Funkverbindung, welche für eine kurze Zeitdauer gestört ist, hoch ist. In diesem Fall werden alle Schritte im vorgeschlagenen Verfahren für die entsprechenden Sätze statt für einzelne Datenpakete durchgeführt. Ein Satz kann zum Beispiel aus allen Datenpaketen bestehen, die in einem TTI gesendet werden.
Eine vorteilhafte Schwelle entspricht vorzugsweise ungefähr einer Umlaufzeit, um unnötige Wiederholungssendungen zu vermeiden, ohne das Protokoll zu verlangsamen. Wenn die Umlaufzeit variieren kann, reduziert ein Wert, der höher als die mittlere Umlaufzeit ist, die Wahrscheinlichkeit von unnötigen Wiederholungssendungen, während die Verzögerung zunimmt. Die am meisten bevorzugte Option ist daher, die Schwelle, z. B. den Zeitgeberablauf, auf einen Wert einzustellen, der einer etwas längeren Zeit als einer Umlaufzeit entspricht, um Änderungen zu berücksichtigen und eine hohe Stabilität des vorgeschlagenen Verfahrens zu gewährleisten, d. h. die Schwelle durch einen Korrekturwert für die Umlaufzeit anzupassen. Eine geeignete Größe des Korrekturwerts kann von verschiedenen Parametern wie dem Anteil von Wiederholungssendungen abhängen.
In vielen Übertragungssystemen können Daten über Kanäle mit verschiedenen Eigenschaften übertragen werden. Insbesondere werden Übertragungen eines Benutzers in einem Kommunikationssystem entweder über einen Kanal, der für den Benutzer reserviert ist, oder über einen gemeinsam benutzten Kanal durchgeführt. Auf einem reservierten Kanal hat der Benutzer im Allgemeinen eine definierte Bandbreite und Verzögerung für Übertragungen. Diese Parameter können für einen anderen reservierten Kanal verschieden sein, und sie können für einen gemeinsam benutzten Kanal variieren, z. B. gemäß dem Verhalten von anderen Benutzern im Kommunikationssystem. Es ist vorteilhaft, dass die Schwelle für eine Zeitsteuereinheit gemäß den Eigenschaften des Kanals bestimmt wird, der für eine Datenübertragung verwendet wird. Auf diese Weise können weitere Wiederholungssendungen auf einem Kanal bei einer geringen Verzögerung schneller durchgeführt werden. Eine Schwelle unabhängig von den Kanaleigenschaften ist einfacher zu konfigurieren, kann aber unnötige Verzögerungen einführen.
Das vorgeschlagene Verfahren ist besonders vorteilhaft zur Implementierung in einer RLC-Schicht des Senders, d. h. wenn die Pakete RLC-Protokolldateneinheiten sind.
Es ist auch vorteilhaft, das vorgeschlagene Verfahren für die Datenpakete einer physikalischen Schicht in einem Protokollstapel zu verwenden. Dies ist besonders vorteilhaft für die WCDMA-Weiterentwicklung des hochbitratigen Abwärtsverbindungspaketzugriffs HSDPA (High speed downlink packet access), welche einen ARQ-Mechanismus auf der physikalischen Schicht des Protokollstapels verwendet. Beim HSDPA kann ein ARQ-Hybridmechanismus angewendet werden, in welchem fehlerhafte Datenpakete nicht verworfen werden, sondern Informationen von verschiedenen Übertragungen desselben Pakets kombiniert werden können, um das Paket wiederherzustellen. Insbesondere in diesem Fall ist es oft vorteilhaft, wenn das ursprüngliche und das wieder gesendete Datenpaket nicht identisch sind, sondern zum Beispiel unterschiedlich codiert werden können, um die Wahrscheinlichkeit einer korrekten Decodierung nach dem Kombinieren der ursprünglichen Sendung und der Wiederholungssendung zu verbessern. Das Verfahren kann sowohl für Abwärts- als auch Aufwärtsverkehr verwendet werden. Auf der Netzseite der drahtlose Verbindungsstrecke wird das Protokoll vorzugsweise in einer Funkbasisstation implementiert, um den Verkehr zu beschleunigen. Wenn das Verfahren auf der physikalischen Schicht verwendet wird, kann dies entweder eine Alternative zur Anwendung auf einer höheren Schicht, z. B. RLC, oder als eine Sicherungslösung sein, in welcher das Verfahren sowohl auf der physikalischen Schicht als auch einer höheren Schicht verwendet wird.
Ein Sender für ein Kommunikationssystem zur Übertragung von Datenpaketen gemäß einem ARQ-Mechanismus umfasst einen Speicher zum Speichern einer Identifikation von gesendeten Datenpaketen, eine Schnittstelle mit Sende- und Empfangseinheiten, um Nachrichten mit einem Empfänger auszutauschen, und ein Verarbeitungssystem, das so ausgelegt ist, dass es Statusnachrichten vom Empfänger auswertet, welche fehlerhafte Datenpakete zur Wiederholungssendung anfordern, und Wiederholungssendungen von angeforderten Datenpaketen gemäß den Statusnachrichten initialisiert.
Gemäß der Erfindung wertet das Verarbeitungssystem eine erste Statusnachricht mit einer Identifikation wenigstens eines ersten Datenpakets aus und initialisiert eine Wiederholungssendung des ersten Datenpakets oder der ersten Datenpakete. Eine Zeitsteuereinheit wird gemäß der Wiederholungssendung der ersten Datenpakete initialisiert. Die Zeitsteuereinheit oder eine Schwelle für die Zeitsteuereinheit oder beide sind dem Datenpaket zuordenbar. Wenn das Verarbeitungssystem eine weitere Statusnachricht auswertet, kann es wenigstens ein weiteres Datenpaket erkennen, das für eine weitere Wiederholungssendung angefordert wird. Das Verarbeitungssystem wählt das weitere Datenpaket aus, wenn die Zeitsteuereinheit die Schwelle erreicht hat oder wenn die Identifikation des weiteren Datenpakets von der Identifikation der ersten Datenpakete verschieden ist. Eine Wiederholungssendung wird nur von den ausgewählten Datenpaketen initialisiert. Die zuvor beschriebenen Schritte können zum Beispiel durch eine Software ausgeführt werden, die in das Verarbeitungssystem des Senders geladen wird. Der Sender ist vorzugsweise so ausgelegt, dass er eine oder mehrere der Ausführungsformen des beschriebenen Verfahrens realisiert.
Der Sender ist zum Beispiel eine Funkbasisstation, eine Benutzeinrichtung oder eine Funknetzsteuerung (RNC). Dieselben Entitäten können im vorgeschlagenen Verfahren auch ein Empfänger sein.
Eine Programmeinheit gemäß der Erfindung kann auf einem Datenträger gespeichert oder z. B. als eine Signalfolge in einen Sender eines Kommunikationssystems ladbar sein. Die Programmeinheit kann einen Code zum Realisieren jeder Ausführungsform des beschriebenen Verfahrens umfassen.
Die vorhergehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen, wie in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht, besser ersichtlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 veranschaulicht eine Funkverbindung in einem drahtlosen Kommunikationssystem in zwei verschiedenen Darstellungen.
2 stellt ein Beispiel von gesendeten RLC-Paketen während eines Zeitintervalls dar.
3 stellt die Verarbeitung von Datenpaketen gemäß der Erfindung dar.
4 stellt einen Sender gemäß der Erfindung dar.
Ausführliche Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
1a veranschaulicht ein Übertragungssystem, das eine drahtlose Verbindungsstrecke WL (wireless link) umfasst. Die Verbindungsstrecke WL verbindet eine Benutzereinrichtung UE (user equipment), zum Beispiel ein Mobiltelefon oder ein anderes Endgerät, und einen Funknetzknoten RN (radio network node), zum Beispiel eine RNC oder eine Basisstation. Weitere Einrichtungen, die für die Verbindung notwendig sind, werden der Klarheit halber weggelassen, z. B. erstreckt sich in dem Fall, in dem der Knoten RN eine RNC ist, die drahtlose Verbindungsstrecke zwischen der Benutzereinrichtung und einer Funkbasisstation, welche ihrerseits mit der RNC verbunden ist. Sowohl die Benutzereinrichtung UE als auch der Knoten RN können in Abhängigkeit von der Richtung, in welcher Datenpakete über die drahtlose Verbindungsstrecke WL gesendet werden, der Sender oder der Empfänger der vorliegenden Erfindung sein.
Die Benutzereinrichtung UE und der Netzknoten RN umfassen Verarbeitungssysteme, in welchen wenigstens Teile eines Protokollstapels für die Übertragung von Daten implementiert sind. Der Verarbeitungsstapel im Beispiel umfasst eine Anwendungsschicht AL (application layer) zum Ausführen von Anwendungen, eine Transportschicht TL (transport layer), die z. B. das TCP implementiert, eine Funkverbindungssteuerungsschicht RLC und eine physikalische Schicht PL. Weitere Schichten, welche nicht dargestellt sind, können im Protokollstapel ebenfalls vorhanden sein, wie durch Punkte angezeigt, z. B. umfasst ein UMTS-System eine Medienzugangssteuerungsschicht MAC (Medium Access Control) zwischen der RLC und der physikalischen Schicht PL.
Die Benutzereinrichtung UE im Beispiel kommuniziert mit einer Anwendung, die auf einer weiteren Endeinrichtung TE (terminal equipment), zum Beispiel einem Server, abläuft. Die Anwendungsschicht AL und die Transportschicht TL werden in der weiteren Endeinrichtung TE beendet. Die Datenpakete zwischen der Benutzereinrichtung und der Endeinrichtung werden über den Knoten RN und ein oder mehr Zwischennetze NW, z. B. das Kernnetz eines Kommunikationssystems, gesendet. Datenpakete der Transportschicht TL werden an die RLC-Schicht zur Übertragung über die drahtlose Verbindungsstrecke WL übertragen. Das Verhalten der RLC-Pakete auf der drahtlosen Verbindungsstrecke, insbesondere die Verzögerungen, die durch die Eigenschaften der RLC-Schicht und alle darunter liegenden Schichten eingeführt werden, beeinflussen die Leistung der höheren Schichten TL, AL im Protokollstapel.
In 1b ist ein Modell der Kommunikation über die drahtlose Verbindungsstrecke WL aus der Perspektive der RLC-Schicht dargestellt. Die RLC-Entität RLC_T im Sender TR (transmitter) sendet Datenpakete D₁...D_n an die RLC-Entität RLC_R im Empfänger RE (receiver) durch Verwenden von unteren Schichten, wie bereits erwähnt. Die empfangende Entität RLC_R quittiert den Empfang von korrekt empfangenen Datenpaketen und fordert die Wiederholungssendung von fehlerhaften Datenpaketen in einer ersten Statusnachricht S₁ an, welche an den Sender zurückgesendet wird.
Die RLC-Umlaufzeit ist die Zeitdauer vom Senden der ersten Statusnachricht S₁, d. h. der Weiterleitung zur unteren Schicht im Empfänger RE, bis zum Empfang des ersten angeforderten Datenpakets D, d. h. der Zeit, wenn dieses Paket von der unteren Schicht im Empfänger RE zur RLC-Entität RLC_R weitergeleitet wird. Allgemeiner ausgedrückt, ist die RLC-Umlaufzeit die Zeitdauer, bis die RLC-Entität an einem Ende einer Verbindungsstrecke eine Antwort von der RLC-Entität auf der anderen Seite empfängt. Die RLC-Umlaufzeit umfasst zum Beispiel Ausbreitungsverzögerungen auf der Verbindung WL, sowie Verarbeitungsverzögerungen für die Übertragung von Daten zwischen verschiedenen Schichten in den Protokollstapeln oder über Schnittstellen zwischen Knoten, z. B. zwischen Funkbasisstation und RNC. Gemäß der Erfindung können mehrere weitere Statusnachrichten S₂, S₃... innerhalb einer Umlaufzeit gesendet werden, während eine einzige Wiederholungssendung eines angeforderten Datenpakets innerhalb einer Umlaufzeit gewährleistet werden kann.
Statusnachrichten können entweder durch den Empfänger initialisiert werden, oder der Sender kann bestimmen, eine Statusnachricht S z. B. durch Setzen eines Aufforderungsbits in einem Datenpaketkopf anzufordern. Jede einzelne Bedingung, die im Folgenden beschrieben wird, oder jede Kombination solcher Bedingungen kann verwendet werden, um zu bestimmen, dass eine Statusnachricht angefordert werden sollte. Wünschenswerte Bedingungen, um eine Statusnachricht auszulösen, sind zum Beispiel eine vordefinierte Anzahl von gesendeten Datenpaketen, das Senden von Datenpaketen von einem vorbestimmten Teil eines Sendefensters, das Erreichen einer Schwelle oder eines definierten Teils einer Schwelle durch eine Zeitsteuereinheit, insbesondere des Ablaufs eines Zeitgebers. Außerdem ist das Ende oder der Beginn eines Datenpakets von einer höheren Schicht eines Protokollstapels eine wünschenswerte Bedingung, um eine Statusnachricht anzufordern, um Verzögerungen einer Paketlieferung zu vermeiden. In diesem Fall ist es möglich, nur den Beginn oder das Ende jedes n-ten Pakets von der höheren Schicht zu berücksichtigen. Um ein Blockieren des Verfahrens zu vermeiden, insbesondere wenn Paketzähler für Zeitsteuerungszwecke verwendet werden, ist das letzte Paket in einem Puffer oder in einem Wiederholungssendungspuffer eine geeignete Bedingung, um eine Statusnachricht anzufordern. Ein getrennter Wiederholungssendungspuffer ermöglicht es, dass Wiederholungssendungen von Datenpaketen mit Vorrang vor jenen Datenpaketen durchgeführt werden, die zum ersten Mal zu senden sind.
2 zeigt einen Abschnitt eines RLC-Ablaufverfolgungsprogramms für einen Empfänger, d. h. den Empfang von Paketen, die durch ihre entsprechende Reihenfolgenummer angezeigt sind, im Zeitablauf. Statusmeldungen werden ausgelöst, wenn eine PDU empfangen wird, in welcher ein Aufforderungsbit gesetzt ist. Im Beispiel werden Stausmeldungen in Intervallen von 50 ms gesendet, während die RLC-Umlaufzeit etwa 100 ms beträgt. Auf der Verbindungsstrecke WL zwischen Sender und Empfänger gehen einige der Pakete verloren oder werden verfälscht, wie durch horizontale Balken angezeigt. Die Statusmeldungen zeigen dem Sender an, welche Pakete wieder zu senden sind.
In einer Übertragung gemäß dem Stand der Technik, wie z. B. durch den Standard 3G TS 25.322 verlangt, wird eine Wiederholungssendung für jede negative Quittung gesendet, die durch den Sender empfangen wird. Die Statusmeldung umfasst Informationen über Protokolldateneinheiten, die empfangen wurden, und Informationen über alle PDUs, die als fehlerhaft erkannt wurden. Wenn Statusmeldungen in kürzeren Intervallen gesendet werden als der Funkverbindungssteuerungsumlaufzeit wie im Beispiel, umfassen mehrere Statusmeldungen dieselbe Protokolldateneinheit.
Der Empfänger in 2 sendet alle 50 ms eine Statusmeldung an den Sender. Basierend auf diesen Statusmeldungen werden Wiederholungssendungen durchgeführt. Die Reihenfolgenummern der wieder gesendeten Pakete sind niedriger als die Reihenfolgenummern jener Pakete, die zum ersten Mal gesendet werden, was es ermöglicht, beide Arten von Paketen in 2 zu unterscheiden. Alle fehlerhaft empfangenen Pakete werden zweimal wieder gesendet, da jedes in zwei Statusmeldungen enthalten ist. Zum Beispiel werden dieselben Pakete mit Reihenfolgenummern um 950 sowohl zum Zeit punkt 4165 ms als auch 4215 ms wieder gesendet, auch wenn die erste Wiederholungssendung der Pakete erfolgreich war.
As Ergebnis gibt es im Allgemeinen eine unnötige Wiederholungssendung für alle negativ quittierten Protokolldateneinheiten in 2, sofern nicht die erste Wiederholungssendung einer PDU fehlerhaft ist. Wenn das Intervall zwischen Statusmeldungen verlängert wird, um unnötige Wiederholungssendungen zu vermeiden, verlängert dies die gesamte Übertragungsverzögerung. Außerdem neigt insbesondere im Falle einer In-Reihenfolge-Lieferung von Datenpaketen an höhere Schichten der Verkehr dazu, in Bursts weitergeleitet zu werden, wenn einige fehlerhafte PDUs die Weiterleitung der Daten behindern, und es werden mehrere SDus in einer Reihe freigegeben, wenn eine PDU nach einer oder mehreren erfolglosen Wiederholungssendungen korrekt empfangen wird.
Die Schritte eines Verfahrens gemäß der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf 3 beschrieben, welche die Nachrichten darstellt, die zwischen den RLC-Entitäten des RLC-Senders TR und des RLC-Empfängers RE gesendet werden. Die vertikale Achse in 3 entspricht dem Zeitverlauf.

1. Der RLC-Sender TR sendet 3 PDUs mit den Reihenfolgenummern SN = 1, 2 und 3.
2. Die PDU mit SN = 2 geht z. B. infolge einer Störung während der Finkübertragung verloren und erreicht den RLC-Empfänger nicht.
3. Durch Empfangen der PDU mit SN = 3 kann der RLC-Empfänger den Verlust der PDU mit der Reihenfolgenummer 2 erkennen, wenn eine Übertragung in der Reihenfolge von ansteigenden Reihenfolgenummern durchgeführt wird. Der Verlust löst eine Übertragung einer ersten Statusmeldung oder einer ersten Statusnachricht S₁₁ aus, welche eine Wiederholungssendung der PDU mit SN = 2 anfordert. In der ersten Statusmeldung S₁₁ wird die Reihenfolgenummer 3 quittiert (ACK = 3), während die Reihenfolgenummer 2 als fehlend gemeldet wird (NACK = 2).
4. Gleichzeitig sendet der RLC-Sender weiter PDUs mit SN = 4, 5 und 6, von welchen die PDU mit SN = 4 während einer Funkübertragung wieder verloren geht.
5. Bei Empfang der ersten Statusmeldung S₁₁ sendet der RLC-Sender die PDU mit SN = 2 wieder. In der wieder gesendeten PDU wird ein Aufforderungsbit gesetzt, um die Übertragung einer weiteren Statusmeldung durch den Empfänger nach dem Empfang anzufordern. Auf diese Weise werden weitere Verzögerungen vermieden, wenn die Wiederholungssendung ebenfalls verloren geht. Der Sender TR startet einen ersten Wiederholungssendungsverhinderungs-Zeitgeber RPT1 für diese PDU und speichert in einem Speicher, dass die Reihenfolgenummer SN = 2 dem Wiederholungssendungsverhinderungs-Zeitgeber RPT1 entspricht. Die Ablaufschwelle für den Zeitgeber wird etwas höher eingestellt als eine Umlaufzeit.
6. Bei Empfang der PDU mit SN = 5 erkennt der RLC-Empfänger, dass die PDU mit SN = 4 ebenfalls verloren gegangen ist und sendet eine zweite Statusmeldung S₁₂, welche eine Wiederholungssendung sowohl der PDU mit SN = 2 als auch SN = 4 anfordert, indem sie die Information (NACK: 2, 4) enthält, während der Empfang der PDU mit der Reihenfolgenummer 5 quittiert wird (ACK = 5). Die PDU mit SN = 2 wird in die zweite Statusmeldung S₁₂ aufgenommen, da der Empfänger sie noch nicht empfangen hat und noch nicht weiß, dass eine Wiederholungssendung bereits unterwegs ist. Wenn die PDU mit SN = 2 nicht aufgenommen werden würde, könnte ein Verlust der ersten Statusmeldung S₁₁ die Übertragung blockieren oder verzögern.
7. In Erwiderung der zweiten Statusmeldung S₁₂ mit der Wiederholungssendungsanforderung für SN = 2 und 4 sendet der RLC-Sender nur die PDU mit SN = 4 wieder. Für die Reihenfolgenummer SN = 2 hat eine Prüfung des Speichers zum Ergebnis, dass der erste Wiederholungssendungsverhinderungs-Zeitgeber RPT1 für die SN = 2 läuft. Die Ablaufschwelle für diesen Zeitgeber ist noch nicht erreicht. Daher wird die PDU mit SN = 2 nicht für eine Wiederholungssendung ausgewählt. Das Aufforderungsbit wird in der wieder gesendeten PDU mit SN = 4 gesetzt. Der RLC-Sender startet einen weiteren Wiederholungssendungsverhinderungs-Zeitgeber RPT2 für die SN = 4, speichert die Entsprechung zwischen dem Zeitgeber und der PDU und stellt die Ablaufschwelle für den Zeitgeber etwas höher als eine Umlaufzeit ein.
8. Wenn der RLC-Empfänger die Wiederholungssendung von SN = 2 empfängt, wird das Aufforderungsbit ausgewertet, und der Empfänger sendet eine dritte Statusmeldung S₁₃, welche eine Wiederholungssendung der PDU mit SN = 4 unter Verwendung der Information NACK = 4 anfordert. Auf diese Weise wird der Empfang der PDU mit SN = 2 quittiert, da keine weitere Wiederholungssendung angefordert wird.
9. Wenn die dritte Statusmeldung S₁₃ mit einer Wiederholungssendungsanforderung für die PDU mit SN = 4 am RLC-Sender ankommt, wird wieder eine Prüfung im Speicher vorgenommen, ob irgendein Zeitgeber dieser PDU zugeordnet ist. Es wird erkannt, dass der Wiederholungssendungsverhinderungs-Zeitgeber RPT2, welcher noch nicht abgelaufen ist, der PDU entspricht, weshalb keine Wiederholungssendung durchgeführt wird.
10. Bei Empfang der Wiederholungssendung von SN = 4 sendet der RLC-Empfänger eine vierte Statusmeldung S₁₄, die alle PDUs bis einschließlich SN = 7 mit der Information ACK = 7 quittiert. Die vierte Statusmeldung S₁₄ wird durch das Aufforderungsbit in der wieder gesendeten PDU mit SN = 4 ausgelöst.

Die zuvor beschriebene Prozedur wird fortgesetzt, bis alle Datenpakete übertragen sind. Die Anzahl von notwendigen Zeitgebern entspricht der Anzahl von PDUs, welche vor dem Ablauf des ersten Zeitgebers wieder gesendet werden. Ein Verwenden von Zeitgebern für Sätze von gleichzeitig wieder gesendeten PDUs kann die erforderliche Anzahl verringern.
Eine wünschenswerte Option für die Implementierung der Zeitsteuereinheit umfasst zwei Zeitgeber, die im Folgenden als Intervallzeitgeber und Zeitüberschreitungszeitgeber bezeichnet werden. Der Ablaufwert des Zeitüberschreitungszeitgebers entspricht der Schwelle, nach welcher ein Datenpaket ein zweites Mal wieder gesendet werden kann.
Wenn ein erstes Datenpaket wieder gesendet wird, werden beide Zeitgeber mit einer Angabe gestartet, dass der Zeitüberschreitungszeitgeber dem ersten Datenpaket entspricht. Wenn ein zweites Datenpaket wieder gesendet wird, bevor der Zeitüberschreitungszeitgeber abgelaufen ist, wird der momentane Wert des Intervallzeitgebers mit einer Angabe des zweiten Datenpakets gespeichert. Der Intervallzeitgeber wird rückgesetzt und neu gestartet. Für jedes weitere Datenpaket, welches wieder gesendet wird, bevor der Zeitüberschreitungszeitgeber abgelaufen ist, wird der momentane Wert des Intervallzeitgebers wieder mit einer Angabe des entsprechenden Datenpakets gespeichert, und der Intervallzeitgeber wird wieder rückgesetzt und neu gestartet.
Wenn der Schwellenwert durch den Zeitüberschreitungszeitgeber erreicht wird, gibt dies an, dass das erste Datenpaket wieder gesendet werden kann, wenn es in einer weiteren Statusnachricht angefordert wird. Diese Angabe kann mit dem ersten Datenpaket gespeichert werden, oder eine Angabe des ersten Datenpakets kann aus einer Liste von Datenpaketen entfernt werden, deren Wiederholungssendung verboten ist. Der Zeitüberschreitungszeitgeber wird dem zweiten Datenpaket zugeordnet und neu gestartet, wobei die Schwelle auf den Wert des Intervallzeitgebers eingestellt wird, der für das zweite Datenpaket gespeichert ist, d. h. der Zeitüberschreitungszeitgeber wird so eingestellt, dass er nach dem gespeicherten Intervallzeitgeberwert abläuft. Wenn die Schwelle wieder erreicht wird, wird dieselbe Prozedur für jedes weitere Datenpaket wiederholt, für welches ein Wert des Intervallzeitgebers gespeichert ist. Wenn der Intervallzeitgeber die Schwelle des Zeitüberschreitungszeitgebers erreicht, gibt dies an, dass jedes angeforderte Datenpaket wieder gesendet werden kann. Diese Implementierung der Zeitsteuereinheit begrenzt die Anzahl von Zeitgebern, die zur Verfolgung der Wiederholungssendungen benötigt werden, während eine genaue Zeitsteuerung gewährleistet wird.
Ein Sender gemäß der Erfindung ist in 4 dargestellt. Die Hardwarekomponenten sind zum Beispiel jene einer gebräuchlichen Funkbasisstation oder einer Benutzereinrichtung und umfassen zum Beispiel eine Sendeeinheit und eine Empfangseinheit, die im Allgemeinen in einer Sendeempfangseinheit integriert sind, sowie eine Tastatur, eine Anzeige, ein Mikrofon und einen Lautsprecher im Falle einer Benutzereinrichtung. Die Hardwarekomponenten sind mit einem Verarbeitungssystem PS (processing system) verbunden, das den Protokollstapel des Kommunikationsgeräts entwickelt. Der Stapel umfasst neben anderen Schichten eine physikalische Schicht PL, eine RLC-Schicht und eine Anwendungsschicht AL. Funksignale werden über eine Antenne ANT gesendet und empfangen, und die Signale werden für die drahtlose Verbindungsstrecke WL in einer Sendeeinheit TM und einer Empfangseinheit REC decodiert beziehungsweise codiert.
Das Verarbeitungssystem umfasst ferner Gruppen von Zeitgebern TI₁...TI_n und einen Speicher MEM mit Abschnitten 1, ...n, die den Zeitgebern TI entsprechen und die wieder gesendeten Datenpakete identifizieren, welche einem bestimmten Zeitgeber TI_i zugeordnet sind. Eine Steuereinheit CT ist so ausgelegt, dass sie die Schritte des Verfahrens wie zuvor beschrieben ausführt. Insbesondere bestimmt die Steuereinheit CZ aus einer Statusnachricht, die über die Empfangseinheit REC empfangen wird, ob eine erste Wiederholungssendung eines ersten Datenpakets angefordert wird. Die Wiederholungssendung wird unter Verwendung der Sendeeinheit TM durchgeführt, und die Steuereinheit CT im Verarbeitungssystem PS initialisiert einen Zeitgeber TI gemäß der Wiederholungssendung. Der Speicher MEM speichert, welcher Zeitgeber TI_i dem ersten Datenpaket zugeordnet ist, z. B. durch Speichern der Reihenfolgenummer des Datenpakets, im Speicherabschnitt i.
Wenn die Steuereinheit CT im Verarbeitungssystem PS eine weitere Statusnachricht auswertet und wenigstens ein weiteres Datenpaket erkennt, das für eine Wiederholungssendung angefordert wird, führt sie eine Abtastung des Speichers MEM durch, ob eine Identifikation gespeichert ist, die dem weiteren Datenpaket entspricht. Wenn dies der Fall ist, prüft die Steuereinheit CT, ob der Zeitgeber TI, der dem Datenpaket zugeordnet ist, abgelaufen ist, sofern nicht Identifikationen von Datenpaketen nach dem Ablauf des entsprechenden Zeitgebers aus dem Speicher gelöscht werden. Wenn der Zeitgeber abgelaufen ist, oder das Datenpaket im Speicher nicht identifiziert wird, wird eine Wiederholungssendung des weiteren Datenpakets unter Verwendung der Sendeeinheit TM durchgeführt. Die Steuereinheit CT initialisiert dann einen weiteren Zeitgeber gemäß der Wiederho lungssendung, und der Speicher MEM speichert, welcher Zeitgeber TI_j dem weiteren Datenpaket zugeordnet ist.
Die zuvor dargelegten Ausführungsformen erreichen bewundernswerterweise die Aufgaben der Erfindung. Es ist jedoch zu erkennen, dass von Fachleuten Abweichungen durchgeführt werden können, ohne sich vom Rahmen der Erfindung, welche nur durch die Ansprüche beschränkt ist, abzuweichen.

Claims

Verfahren Zur Übertragung von Datenpaketen (D_n) von einem Sender (TR) an einen Empfänger (RE), wobei Identifikationen von gesendeten Datenpaketen gespeichert werden, fehlerhafte Datenpakete (D_n) durch den Empfänger (RE) erkannt werden, Statusnachrichten (S₁₁, S₁₂), welche fehlerhafte Datenpakete zur Wiederholungssendung anfordern, vom Empfänger (RE) an den Sender (TR) gesendet werden und Wiederholungssendungen von angeforderten Datenpaketen gemäß den Statusnachrichten (S₁₁, S₁₂) durchgeführt werden, wobei der Sender (TR) eine erste Statusnachricht (S₁₁) mit einer Identifikation wenigstens eines ersten angeforderten Datenpakets auswertet und das erste Datenpaket wieder sendet, und der Sender eine weitere Statusnachricht (S₁₂) auswertet und wenigstens ein weiteres Datenpaket erkennt, das für eine Wiederholungssendung angefordert wird, wobei der Sender (TR) eine Zeitsteuereinheit gemäß der Wiederholungssendung des ersten Datenpakets initialisiert, wobei die Zeitsteuereinheit oder eine Schwelle für die Zeitsteuereinheit der Identifikation des ersten Datenpakets zugeordnet ist, wenn die Identifikation des weiteren Datenpakets der Identifikation des ersten Datenpakets entspricht, wählt der Sender (TR) das weitere Datenpaket aus, wenn die Zeitsteuereinheit die Zeitgrenze überschreitet oder wenn sie die Schwelle erreicht hat, und das ausgewählte Datenpaket wird wieder gesendet, wobei die Zeitsteuereinheit ausschließlich wieder gesendeten ersten Datenpaketen zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Sender (TR) das weitere Datenpaket auswählt, wenn die Identifikation des weiteren Datenpakets von den Identifikationen der ersten Datenpakete verschieden ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zeitsteuereinheit ein erster Zeitgeber (RPT1) ist, wobei die Initialisierung ein Starten des ersten Zeitgebers (RPT1) oder das Einstellen der Schwelle gemäß dem Senden des ersten Datenpakets ist, und wobei die Schwelle der Ablauf des ersten Zeitgebers (RPT1) ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Zeitgeber (RPT1) einen Schwellenzeitgeber mit der Schwelle und einen Intervallzeitgeber umfasst, wobei der Schwellenzeitgeber und der Intervallzeitgeber gemäß der Wiederholungssendung des ersten Datenpakets gestartet werden, wobei der Wert des Intervallzeitgebers gespeichert wird, wenn ein nachfolgendes Datenpaket wieder gesendet wird, und der Intervallzeitgeber rückgesetzt und neu gestartet wird, und wobei der Schwellenzeitgeber rückgesetzt und neu gestartet wird, wenn er die Schwelle erreicht, und die Schwelle auf den gespeicherten Wert des Intervallzeitgebers eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zeitsteuereinheit ein Paketzähler ist, und wobei die Schwelle ein Zählerwert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens zwei Zeitsteuereinheiten oder Schwellen Datenpaketidentifikationen zuordenbar sind, und wobei der Sender (TR) vor der Durchführung einer Wiederholungssendung eine Prüfung von Schwellen für alle Zeitsteuereinheiten durchführt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Zeitsteuereinheit oder Schwelle wenigstens zwei wieder gesendeten Datenpaketen zuordenbar ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei eine Zeitsteuereinheit oder Schwelle den Datenpaketen zuordenbar ist, die innerhalb eines Übertragungszeitintervalls wieder gesendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Datenpakete (D_n) in Sätzen angefordert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schwelle für eine Zeitsteuereinheit einer Umlaufzeit entspricht.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Schwelle durch einen Korrekturwert für die Umlaufzeit angepasst wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Daten über Kanäle mit verschiedenen Eigenschaften gesendet werden können, und wobei wenigstens eine Schwelle gemäß den Eigenschaften des Kanals bestimmt wird, der für die Datenübertragung verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Datenpakete (D_n) Funkverbindungssteuerungs-Protokolldateneinheiten sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Datenpakete (D_n) Pakete einer physikalischen Schicht (PL) in einem Protokollstapel sind.
Sender für ein Kommunikationssystem zur Übertragung von Datenpaketen (D_n), wobei der Sender (TR) einen Speicher (MEM) zum Speichern einer Identifikation von gesendeten Datenpaketen, eine Schnittstelle zum Austauschen von Nachrichten mit einem Empfänger (RE) und ein Verarbeitungssystem (PS) umfasst, das so ausgelegt, dass es Statusnachrichten (S₁₁, S₁₂) vom Empfän ger (RE) auswertet, welche fehlerhafte Datenpakete zur Wiederholungssendung anfordern, und Wiederholungssendungen von angeforderten Datenpaketen gemäß den Statusnachrichten (S₁₁, S₁₂) einleitet, wobei das Verarbeitungssystem (PS) so ausgelegt ist, dass es eine Zeitsteuereinheit gemäß der Wiederholungssendung wenigstens eines ersten Datenpaktes initialisiert, wobei die Zeitsteuereinheit oder ein Schwelle für die Zeitsteuereinheit der Identifikation des ersten Datenpakets zuordenbar ist, das Verarbeitungssystem so ausgelegt ist, dass es eine weitere Statusnachricht auswertet und wenigstens ein weiteres Datenpaket erkennt, das für eine Wiederholungssendung angefordert wird, das Verarbeitungssystem so ausgelegt ist, dass es prüft, ob die Identifikation des weiteren Datenpakets der Identifikation des ersten Datenpakets entspricht, und das weitere Datenpaket auswählt, wenn die Zeitsteuereinheit die Zeitgrenze überschreitet oder wenn sie die Schwelle erreicht hat, und das Verarbeitungssystem so ausgelegt ist, dass es eine Wiederholungssendung des ausgewählten Datenpakets einleitet, wobei das Verarbeitungssystem so ausgelegt ist, dass es die Zeitsteuereinheit ausschließlich wieder gesendeten ersten Datenpaketen zuordnet.
Sender nach Anspruch 15, wobei der Sender eine Funkbasisstation, eine Benutzereinrichtung (UE) oder eine Funknetzsteuerung ist.
Sender nach Anspruch 15 oder 16, wobei der Sender so ausgelegt ist, dass er ein Verfahren nach einem der Ansprüchen 1 bis 14 durchführt.
Computerprogrammeinheit, umfassend einen Code zum Durchführen eines Verfahrens zur Übertragung von Datenpaketen (D_n) von einem Sender (TR) an einen Empfänger (RE), wobei Identifikationen von gesendeten Datenpaketen gespeichert werden, fehlerhafte Datenpakete (D_n) durch den Empfänger (RE) erkannt werden, Statusnachrichten (S₁₁, S₁₂), welche fehlerhafte Datenpakete zur Wiederholungssendung anfordern, vom Empfänger (RE) an den Sender (TR) gesendet werden und Wiederholungssendungen von angeforderten Datenpaketen gemäß den Statusnachrichten (S₁₁, S₁₂) durchgeführt werden, wobei der Sender (TR) eine erste Statusnachricht (S₁₁) mit einer Identifikation wenigstens eines ersten angeforderten Datenpakets auswertet und das erste Datenpaket wieder sendet, und der Sender eine weitere Statusnachricht (S₁₂) auswertet und wenigstens ein weiteres Datenpaket erkennt, das für eine Wiederholungssendung angefordert wird, wobei die Computerprogrammeinheit so ausgelegt ist, dass sie eine Zeitsteuereinheit gemäß der Wiederholungssendung des ersten Datenpakets initialisiert, wobei die Zeitsteuereinheit oder eine Schwelle für die Zeitsteuereinheit der Identifikation des ersten Datenpakets zuordenbar ist, wobei die Computerprogrammeinheit so ausgelegt ist, dass sie, wenn in ein Verarbeitungssystem des Senders geladen, prüft, ob die Identifikation des weiteren Datenpakets der Identifikation des ersten Datenpakets entspricht, und das weitere Datenpaket auswählt, wenn die Zeitsteuereinheit die Zeitgrenze überschreitet oder wenn sie die Schwelle erreicht hat, und die Computerprogrammeinheit so ausgelegt ist, dass sie die Wiederholungssendung der ausgewählten Datenpakete einleitet, wobei die Computerprogrammsteuereinheit so ausgelegt ist, dass sie die Zeitsteuereinheit ausschließlich wieder gesendeten ersten Datenpaketen zuordnet.
Computerprogrammeinheit nach Anspruch 18, wobei die Computerprogrammeinheit so ausgelegt ist, dass sie ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 durchführt, wenn in das Verarbeitungssystem des Senders geladen.