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Bereich der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Datenübertragungssystem
mit Schiebefenster(sliding window)-Ablaufsteuerung auf einer nichttransparenten
Datenverbindung, deren nominelle Datenübertragungsrate während der
Verbindung schwanken kann.
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Hintergrund
der Erfindung
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Ein
traditioneller Ansatz zur erneuten Übertragung für das TCP-Protokoll
wird in der RFC 1072-TCP-Erweiterungen
für Wege
mit langer Verzögerung
XP86156 offenbart. Bei nichttransparenter asynchroner Datenübertragung
auf einer leitungsvermittelten Verbindung werden Daten von einer übertragenden
Partei A zu einer empfangenden Partei B in Rahmen bzw. Datenübertragungsblöcken oder „Paketen" übertragen. Neben tatsächlichen
Benutzerdaten umfassen die Rahmen sowohl fehlererkennende als auch
fehlerkorrigierende Bits, um der empfangenden Partei zu ermöglichen, Übertragungsfehler
zu entdecken und möglicherweise
zu korrigieren. Jeder Rahmen wird auch nummeriert oder die Reihenfolge
der Rahmen wird mittels einer anderen Art von Bezeichner angezeigt.
Die Richtigkeit jedes empfangenen Rahmens wird auf der Empfangsseite überprüft. Wenn
der Rahmen als richtig erkannt wird, bestätigt die empfangende Partei
den Empfang durch Übertragung
der Rahmennummer. Wenn ein Rahmen nicht als richtig erkannt wird
(z.B. aufgrund eines Übertragungsfehlers),
dann wird er nicht weiter verarbeitet (sondern „weggeworfen"). Eine negative Bestätigung (z.B.
eine Anforderung zur erneuten Übertragung)
wird zum Beispiel im Fall einer Unstetigkeit bei der Rahmennummerierung
gesendet. Gesetzt den Fall, dass die richtige Rahmennummerierung
zum Beispiel 1, 2, 3, 4, 5 ist. Wenn jedoch auf Rahmen 3 der Rahmen
5 folgt, dann fehlt Rahmen 4 und für Rahmen 4 wird eine negative
Bestätigung
gesendet. Sobald die übertragende
Seite eine negative Bestätigung
oder überhaupt
keine Bestätigung
erhält, überträgt es den
Rahmen eine vorbestimmte Anzahl von Malen noch einmal. Die Gesamtzahl
der Wiederholungen ist begrenzt, damit endlose Übertragungsschleifen in einer
sehr schlechten Verbindung verhindert werden.
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Auf
einer solchen Verbindung ändert
sich der Benutzerdatendurchsatz mit der Qualität der Verbindung. Eine Verschlechterung
der Verbindungsqualität
führt zu
einer Erhöhung
der Zahl von unrichtigen und verlorenen Rahmen, und infolgedessen
der Zahl von Wiederholungen.
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Die
Rahmen müssen
auf der übertragenden Seite
gespeichert (gepuffert bzw. zwischengespeichert) werden, bis sie
bestätigt
wurden, so dass sie verfügbar
sind, falls eine erneute Übertragung
nötig sein
sollte. Um die Menge des notwendigen Pufferns zu begrenzen, kann
ein Ablaufsteuerungsprotokoll auf der Grundlage eines Schiebefensters
(sliding window) bei der Bestätigung
verwendet werden. In Übereinstimmung
mit dem Ablaufsteuerungsprotokoll kann die übertragende Seite A eine Vielzahl
von Datenrahmen senden, bevor sie von der empfangenden Partei eine
Bestätigung
anfordert. Ein Fenster stellt eine gleitende Folge von aufeinanderfolgenden Rahmen
dar, die gesendet, aber noch nicht bestätigt wurden (ein Sendefenster).
Die maximale Zahl von unbestätigten
Rahmen ist gleich der Fenstergröße FG. Partei
B ist ebenso bereit, FG Rahmen in einem Empfangsfenster zu empfangen,
welches eine gleitende Folge von aufeinanderfolgenden Rahmen darstellt,
die annehmbar empfangen werden können. Die
Rahmen, die in das Fenster passen, aber nicht in der richtigen Reihenfolge
angekommen sind, werden in dem Empfangsfenster gesammelt. Angenommen, die
Rahmen 1, 2, 5, 6, 7 werden empfangen. Nach den Rahmen 1 und 2 wird
das Fenster weitergeschoben, während
5, 6 und 7 im Empfangsfenster gespeichert werden, wo sie auf die
fehlenden Rahmen 3 und 4 warten. Sobald die Rahmen 3 und 4 ankommen,
wird das Empfangsfenster über
3, 4, 5, 6 und 7 geschoben. Wenn die empfangende Seite einen oder mehrere
Rahmen bestätigt,
werden die Empfangs- und Sendefenster eine entsprechende Anzahl
von Rahmen nach vorne geschoben. Mittels eines Schiebefensters kann
die nominelle Datenübertragungskapazität eines Übertragungskanals
besser ausgenutzt werden und ein höherer Durchsatz erreicht werden als
in dem Fall, dass die übertragende
Seite A keinen neuen Rahmen sendet, bis sie eine Bestätigung des vorhergehenden
Rahmens von der empfangenden Seite erhalten hat.
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Normalerweise
geht die Empfangsseite B davon aus, dass die Rahmen in der richtigen
Reihenfolge ankommen, welche durch die Rahmennummer oder eine andere
Art von Bezeichner festgelegt ist. Wenn ein Rahmen fehlt, zum Beispiel
Rahmen N, was aus dem Empfang des Rahmens N + M (M > 0) unmittelbar nach
Rahmen N-1 gefolgert wird, informiert in herkömmlichen Systemen Partei B
sofort Partei A über
das Fehlen des Rahmens. Als Ergebnis daraus überträgt Partei A den Rahmen N und
beginnt manchmal auch die Übertragungssequenz
bei Zahl N, selbst wenn einige spätere Rahmen gesendet und empfangen
worden sind.
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Manchmal
können
die Rahmen bei Partei B in der falschen Reihenfolge ankommen. Wenn
Rahmen N auf dem Übertragungsweg
verzögert
wurde und Partei B den Rahmen N + M (M > 0) unmittelbar nach Rahmen N-1 empfängt, informiert
sie Partei A sofort über
den fehlenden Rahmen N. Dies führt
zu einer unnötigen
erneuten Übertragung
des Rahmens N, was eine Überlastung
bzw. Stauung des Netzes verursachen kann.
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Eine
solche Situation kann in einem Datenübertragungssystem auftreten,
wo mehrere Rahmen gesendet werden, die vorübergehend zusammen gruppiert
werden, oder wenn eine Vielzahl von halb-unabhängigen parallelen Verkehrskanälen verwendet
wird. Wenn ein Rahmen einer bestimmten Gruppe fehlt, wurde er womöglich in
eine andere Gruppe verschoben. Eine Neuübertragungs-Anforderung für einen
solchen verzögerten
Rahmen kann jedoch vor der Ankunft der nächsten Gruppe, die tatsächlich den „fehlenden" Rahmen N enthält, gesendet
werden oder in eine Warteschlange gesetzt werden, um von Partei
B gesendet werden. Wenn die Neuübertragungsanforderung
bei der Partei ankommt, nachdem sie die Gruppe, welche Rahmen N tatsächlich enthält, gesendet
hat, nimmt Partei A an, dass Partei B den Rahmen nicht empfangen
hat und überträgt ihn erneut.
Dies belastet das Übertragungssystem
und kann sogar das Übertragungsprotokoll durcheinander
bringen.
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Ein
Beispiel von Datenübertragung
nach der vorstehenden Art ist nicht-transparente asynchrone Datenübertragung
auf einer leitungsvermittelten Verbindung in dem europäischen digitalen
Mobilkommunikationssystem GSM. Hierin ist die Schiebefenster-Ablaufsteuerung
das Funkverbindungsprotokoll RLP in Übereinstimmung mit der GSM-Spezifikation 04.22.
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Der
bedeutendste Faktor, der die Übertragungskapazität in Mobilkommunikationssystemen begrenzt,
ist der Verkehrskanal bei der Funkschnittstelle. Z.B. kann das GSM-System
derzeit keine höheren
Benutzerdatenübertragungsraten
als 9.6 kbit/s unterstützen,
was die maximale Benutzerdatenübertragungsrate
für einen
GSM-Verkehrskanal bei Höchstgeschwindigkeit
ist.
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Eine
Lösung,
die auch höhere
Benutzerdatenübertragungsraten
in Mobilkommunikationssystemen ermöglicht, wird in den gleichzeitig
schwebenden Finnischen Patentanmeldungen 942190 und 945817 des Anmelders
offenbart. Hierin werden zwei oder mehr parallele Verkehrskanäle (Unterkanäle) auf
dem Funkweg einer Hochgeschwindigkeits-Datenverbindung zugeordnet. Ein Hochgeschwindigkeitsdatensignal
wird auf der übertragenden
Seite für die Übertragung über den
Funkweg auf diese parallelen Unterkanäle aufgeteilt und auf der empfangenden
Seite wieder zusammengesetzt. Dies gestattet das Anbieten von Datenübertragungsdiensten,
bei denen die Übertragungsrate
sogar das achtfache, abhängig
von der Zahl der zugeordneten Verkehrskanäle, im Vergleich zu den Übertragungsraten
der herkömmlichen
(Einkanal-) Übertragungsrate
beträgt.
Im GSM-System wird z.B. eine Gesamt-Benutzerdatenübertragungsrate von 19.2 kbit/s
durch zwei parallele Unterkanäle
erreicht, von denen jeder ratenangepasste 9.6 kbit/s unterstützt, wie
in den bestehenden nicht-transparenten 9.6 kbit/s Trägerdiensten
des GSM-Systems.
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Folglich
kann eine nicht-transparente leitungsvermittelte Datenverbindung
eine Vielzahl von parallelen Verkehrskanälen an der Funkschnittstelle umfassen,
und die Zahl der Verkehrskanäle
kann sich während
der Verbindung ändern.
Die zu sendenden Rahmen werden in N parallele Kanäle in Gruppen
von N Rahmen aufgeteilt, wobei N sich während der Verbindung ändern kann.
Daher sind die vorstehenden Probleme des Empfangens von Rahmen in der
falschen Reihenfolge auf einer solchen Vielkanal-Übertragungsverbindung
besonders offensichtlich.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehenden Probleme zu verringern
oder zu beseitigen. Dies wird mit einem digitalen Datenübertragungssystem
gemäß Anspruch
1 und einer Kommunikationsvorrichtung gemäß Anspruch 10 erreicht.
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In Übereinstimmung
mit der Erfindung verzögert
eine empfangende Seite B in einem Datenübertragungssystem, welches
ein Schiebefenster-Ablaufsteuerungsprotokoll verwendet, die Übertragung
einer Neuübertragungs-Anforderung
für einen
fehlenden Rahmen für
die Dauer einer Verzögerung
V, wodurch Partei B sicherstellen kann, dass der fehlende Rahmen
nicht verschoben wurde, um später
in der gleichen Gruppe oder in den nächsten Gruppen gesendet zu
werden. Wenn der fehlende Rahmen später in der gleichen Gruppe
oder in den nächsten Gruppen
innerhalb der Verzögerung
empfangen wird, wird keine Neuübertragungs-Anforderung
gesendet. Wenn der fehlende Rahmen nicht innerhalb dieser Verzögerung empfangen
wird, d.h. er wird auch nicht in den nächsten Gruppen aufgefunden, wird
nach dem Ablauf der Verzögerung
eine Neuübertragungsanforderung
gesendet. Dies unterbindet unnötige
erneute Übertragungen
aufgrund der falschen Rahmenreihenfolge und sich daraus ergebende
Belastungen oder Stauungen. Dies führt zu einem höheren Durchsatz
auf der Datenverbindung. Wenn kein Gruppieren verwendet wird, wird
die Neuübertragung
nicht verzögert,
außer
eine Verzögerung
wird aus einem anderen Grund benötigt.
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Eine
zeitweise Erscheinung bei Datenübertragung
kann sein, dass eine Sequenz von N Rahmen schnell aufeinanderfolgend
gesendet wird, z.B. wenn N simultane und parallele Vekehrskanäle einer Datenverbindung
zugeordnet wurden, um die Datenübertragungsrate
zu erhöhen.
Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung kann die Zahl der Neuübertragungen in diesem Fall
deutlich verringert werden, da die empfangende Partei keine Neuübertragungsanforderung
sendet, bis zum Beispiel N aufeinanderfolgende Rahmen empfangen
wurden, nachdem der Rahmen als fehlend erkannt wurde. Die Neuübertragungsanforderung
wird gesendet, wenn Rahmen M + N nach dem fehlenden Rahmen M empfangen
wurde, wobei N die Zahl der parallelen Kanäle ist (andere Rahmen zwischen
M und M + N können
fehlen).
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Kurze Beschreibung der
Zeichnung
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Die
Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung
beschrieben, wobei
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1 einen
Teil eines Mobilkommunikationssystem veranschaulicht, auf welches
die Erfindung auf einer nichttransparenten Einkanal-Verbindung angewendet
werden kann.
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2 einen
Teil eines Mobilkommunikationssystem veranschaulicht, auf welches
die Erfindung auf einer nichttransparenten Vielkanal-Verbindung
angewendet werden kann.
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3 ein
Ablaufdiagramm ist, welches eine Art und Weise gemäß der Erfindung
veranschaulicht, die Übertragung
der Neuübertragungsanforderung zu
verzögern,
wenn die empfangende Partei einen fehlenden Rahmen bemerkt.
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Bevorzugte
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung kann in allen digitalen Datenübertragungssystemen
angewendet werden, die Schiebefenster-Ablaufsteuerung mit einer einstellbaren
Fenstergröße auf einer
nichttransparenten Datenverbindung verwenden, deren nominelle Datenübertragungsrate
während
der Verbindung schwanken kann.
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Die
vorliegende Erfindung eignet sich besonders für Datenübertragungsanwendungen in digitalen
Mobilkommunikationssystemen des TDMA oder CDMA-Typs, so wie das
europäische
digitale Mobilkommunikationssystem GSM, DCS1800 (Digital Communication
System), ein Mobilkommunikationssystem gemäß dem EIA/TIA Interim-Standard IS/41.3
etc.
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Die
Erfindung wird nachstehend unter Verwendung des GSM Mobilkommunikationssystems als
Beispiel beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein. Die grundlegenden
strukturellen Teile des GSM-Systems werden in 1 gezeigt,
aber in dieser Anmeldung ist es nicht notwendig, ihre Eigenschaften
oder andere Abschnitte des Systems genauer zu beschreiben. Für eine genauere
Beschreibung des GSM-Systems wird auf die GSM-Spezifikationen und
das Buch „The
GSM-System for Mobile Communications", M. Mouly & M. Pautet, Palaiseau, Frankreich,
1992, ISBN:2-9507190-0-7 verwiesen.
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Eine
Mobildienst-Vermittlungsstelle MSC baut eingehende und ausgehende
Anrufe auf. Die MSC führt ähnliche
Aufgaben aus wie eine Vermittlung im öffentlichen Telefonnetz (public
switched telephone network, PSTN). Darüber hinaus führt die MSC
in Verbindung mit dem Teilnehmerregister des Netzes (nicht gezeigt)
Funktionen aus, die nur für
den Mobiltelefonverkehr typisch sind, wie Teilnehmeraufenthaltsverwaltung
(location management). Mobilstationen MS kommunizieren mit der MSC über Basisstationsysteme
(BSS). Das Basisstationsystem BSS besteht aus einem Basisstationcontroller
BSC und Basisfunkstationen BTS.
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Das
GSM-System ist ein Zeit-Mehrfachzugriffs(TDMA, time division multiple
access)-System, bei dem Verkehr auf dem Funkweg zeitlich verteilt wird
und in aufeinanderfolgenden sich wiederholenden TDMA-Rahmen stattfindet,
von denen jeder aus einer Vielzahl von Zeitfenstern besteht. Ein
kurzes Informationspaket wird in jedem Zeitfenster als eine Funkfrequenzhäufung (burst)
von endlicher Dauer, bestehend aus einer Gruppe von modulierten
bits, gesendet. Zeitfenster werden hauptsächlich zum Übermitteln von Steuerkanälen und
Verkehrskanälen verwendet.
Sprache oder Daten werden auf den Verkehrskanälen übertragen. Signalisierung zwischen einer
Basisstation und einer Mobilstation findet auf den Steuerkanälen statt.
Die bei der Funkschnittstelle des GSM-Systems verwendeten Kanalstrukturen werden
in den GSM-Spezifikationen
05.02 genauer beschrieben. In Übereinstimmung
mit der Spezifikation wird ein Zeitfenster von einer der Trägerwellen
einer Mobilstation MS als Verkehrskanal (Einzelfenster-Zugriff, Single Slot
Access) zu Beginn eines Anrufs zugeordnet. Die Mobilstation MS synchronisiert mit
dem Zeitfenster, um Funkfrequenzhäufungen bzw. Bursts zu senden
und zu empfangen.
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Im
GSM-System wird eine Datenverbindung zwischen einer Endgeräteanpassungsfunktion
TAF 31 einer Mobilstation MS und einer Übergangsfunktion IWF 41 (üblicherweise
in Verbindung mit der Mobildienstvermittlungsstelle MSC) in einem
stationären Netz
hergestellt. Die Datenverbindung ist eine leitungsvermittelte Verbindung,
die einen (oder mehrere) Verkehrskanäle der Funkschnittstelle für die gesamte
Verbindungsdauer belegt. Im GSM-Netz ist die Datenverbindung eine
V.110 geschwindigkeitsangepasste, auf V.24-Schnittstellen anpassbare
digitale Verbindung. Die hierin beschriebene V.110-Verbindung ist
ein ursprünglich
für die
ISDN-Technologie (Integrated Services Data Network) entwickelter
digitaler Übertragungskanal,
der sich an die V.24-Schnittstelle anpasst und eine Möglichkeit
bietet, auch V.24-Zustände
(Steuersignale) zu übertragen.
Die CCITT-Empfehlung für
eine V.110-geschwindigkeitsangepasste
Verbindung wird im CCITT Blue Book V.110 beschrieben. Die CCITT-Empfehlung
für die
V.24 Schnittstelle wird im CCITT Blue Book V.24 vorgelegt. Die Endgeräteanpassungsfunktion
TAF passt ein mit einer Mobilstation MS verbundenes Datenendgerät (nicht
gezeigt) an die V.110-Verbindung an, die in 1 über eine
leitungsvermittelte Verbindung eingerichtet wird, welche einen Verkehrskanal
ch1 verwendet. Die Übergangsfunktion
IWF passt die V.110-Verbindung an ein anderes V.110-Netz an, wie
ein ISDN- oder ein anderes GSM-Netz, oder an ein anderes Durchgangsnetz, wie
das öffentliche
vermittelte Telefonnetz PSTN.
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Daten
werden zwischen der Endgeräteanpassungsfunktion
TAF und der Übergangsfunktion IWF
in Rahmen oder „Paketen" unter Verwendung
einer Schiebefenster-Ablaufsteuerung mit einer anpassbaren Fenstergröße übertragen.
Diese Schiebefenster-Ablaufsteuerung ist das Funkverbindungsprotokoll
(RLP) gemäß der GSM-Spezifikation
04.22. Datenübertragung zwischen
der Übergangsfunktion IWF
gemäß dem Protokoll
wird nachstehend unter der Annahme beschrieben, dass die Übergangsfunktion
IWF die übertragende
Partei A ist und die Endgeräteanpassungsfunktion
die empfangende Partei B. Es sollte jedoch beachtet werden, dass
Datenübertragung
auch gleichermaßen
in die entgegengesetzte Richtung, TAF-IWF, stattfindet.
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Bei
nicht-transparenter asynchroner Datenübertragung auf einer leitungsvermittelten
Leitung werden Daten von einer übertragenden
Partei A zu einer empfangenden Partei B in Rahmen bzw. Datenübertragungsblöcken oder „Paketen" übertragen. Ein Beispiel solcher
Rahmen wird in der GSM-Spezifikation 04.22 offenbart. Neben tatsächlichen
Benutzerdaten umfassen die Rahmen fehlererkennende bits, um der
empfangenden Partei zu ermöglichen, Übertragungsfehler
zu entdecken. Jeder Rahmen ist außerdem nummeriert, oder die
Reihenfolge der Rahmen wird mittels einer anderen Art von Bezeichner gekennzeichnet.
Partei A speichert, d.h. puffert, den übertragenen Rahmen bis zum
Empfang einer Bestätigung
von Partei B über
den erfolgreichen Empfang des Rahmens. Partei B prüft die Richtigkeit
jedes empfangenen Rahmens. Wenn der Rahmen als richtig erkannt wird,
bestätigt
die empfangende Partei den Empfang durch Übertragen der Rahmennummer.
Wenn der Rahmen nicht als richtig erkannt wird (z.B. aufgrund eines Übertragungsfehlers),
wird er nicht weiter verarbeitet (sondern „weggeworfen"). Eine negative
Bestätigung
(z.B. eine Neuübertragungs-Anforderung)
wird zum Beispiel im Fall einer Unstetigkeit bei der Rahmennummerierung
gesendet. Gesetzt den Fall, dass zum Beispiel eine korrekte Rahmennummerierung
1, 2, 3, 4, 5 ist. Wenn jedoch auf Rahmen 3 Rahmen 5 folgt, dann
wurde Rahmen 4 ausgelassen und für
Rahmen 4 wird eine negative Bestätigung
gesendet. Sobald Partei A eine negative Bestätigung oder überhaupt
keine Bestätigung
erhält, überträgt Partei
A den Rahmen erneut, bis eine Bestätigung empfangen wird oder
die maximale Anzahl von Neuübertragungen
erreicht ist. Die Gesamtzahl der Wiederholungen ist begrenzt, damit endlose Übertragungsschleifen
in einer sehr schlechten Verbindung verhindert werden.
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Die übertragende
Partei A kann eine Vielzahl von Datenrahmen senden und diese puffern,
bevor sie von der empfangenden Partei eine Bestätigung anfordert. Diese gleitende
Folge von aufeinanderfolgenden Rahmen, die gesendet, aber noch nicht
bestätigt
wurden, wird ein Gleit- bzw.
Schiebesendefenster genannt. Die maximale Zahl von unbestätigten Rahmen
ist gleich der Fenstergröße FG. Auf
die gleiche Weise ist Partei B bereit, FG Rahmen in einem Empfangsfenster
zu empfangen, welches eine gleitende Folge von aufeinanderfolgenden
Rahmen ist, die annehmbar empfangen werden können. Die Rahmen, die in das
Fenster passen, aber nicht in der richtigen Reihenfolge angekommen
sind, werden in dem Empfangsfenster gesammelt. Gesetzt den Fall, dass
die Rahmen in der Reihenfolge 1, 2, 5, 6, 7 empfangen werden. Nach
den Rahmen 1 und 2 wird das Fenster weitergeschoben, während 5,
6 und 7 im Empfangsfenster gespeichert werden, wo sie auf die fehlenden
Rahmen 3 und 4 warten. Sobald die Rahmen 3 und 4 ankommen, wird
das Empfangsfenster über
3, 4, 5, 6 und 7 geschoben. Wenn die empfangende Seite einen oder
mehrere Rahmen bestätigt, werden
die Empfangs- und Sendefenster eine entsprechende Anzahl von Rahmen
nach vorne geschoben. Mittels eines Schiebefensters kann die nominale Datenübertragungskapazität des Übertragungskanals
besser ausgenutzt werden und ein höherer Durchsatz erreicht werden,
als wenn die übertragende
Seite A keinen neuen Rahmen sendet, bis sie eine Bestätigung des
vorhergehenden Rahmens von der empfangenden Seite erhalten hat.
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Üblicherweise
geht die empfangende Partei B davon aus, dass die Rahmen in der
richtigen Reihenfolge ankommen, welche durch die Rahmennummer oder
eine andere Art von Bezeichner festgelegt ist. Wie vorstehend angegeben,
können
zum Beispiel die von der übertragenden
Partei durchgeführte
Verarbeitung und verschiedene Übertragungsverzögerungen
in einer Vielkanal-Datenverbindung
die Reihenfolge der empfangenen Rahmen verändern. In diesem Fall verursacht
eine unmittelbare Neuübertragungsanforderung
für einen
fehlenden Rahmen, wie sie zum Beispiel in einem Mobilkommunikationssystem
gemäß den GSM-Spezifikationen
verwendet wird, unnötige
Belastung und eine Verringerung des Durchsatzes und sogar Stauungen.
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Dies
wird mittels einer Anordnung in Übereinstimmung
mit einer Ausführungsform
der Erfindung beseitigt, wobei die empfangende Partei B die Übertragung
einer Neuübertragungsanforderung
für einen
fehlenden Rahmen für
die Dauer der Verzögerung
V verzögert,
so dass Partei B sicherstellen kann, dass der fehlende Rahmen nicht
später
gesendet wurde. Die Neuübertragungs-Anforderung
kann auch bis zum Empfang eines Rahmens verzögert werden, dessen Nummer
E mal größer ist
(E > 0, typischerweise
E = N, mit N = Anzahl der parallelen Kanäle). Wenn der fehlende Rahmen
in der nächsten
empfangenen Gruppe gefunden wird, wird keine Neuübertragungsanforderung gesendet.
Dies schließt
unnötige Neuübertragungen
aufgrund der falschen Rahmenreihenfolge und die daraus folgende
Belastung oder Stauung aus. Wenn keine Gruppierung verwendet wird,
wird die Neuübertragung
nicht verzögert,
außer eine
Verzögerung
wird zu einem anderen Zweck benötigt.
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Eine
zeitweise Erscheinung bei der Datenübertragung kann sein, dass
eine Reihe von N Rahmen schnell aufeinanderfolgend gesendet wird,
zum Beispiel wenn N simultane und parallele Verkehrskanäle einer
Datenverbindung zur Erhöhung
der Datenübertragungsrate
zugeordnet wurden. Die Zahl der Neuübertragungen kann in diesem
Fall deutlich verringert werden, da die empfangende Partei keine Neuübertragungs-Anforderung
sendet, bis zum Beispiel N spätere
Rahmen, d.h. eine neue Gruppe von Rahmen, empfangen wurde, nachdem
der Rahmen als fehlend erkannt wurde.
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Die
gleichzeitig schwebenden Finnischen Patentanmeldungen 942190 und
945817 des Anmelders offenbaren ein Verfahren, bei dem einer Mobilstation
MS, die eine Datenübertragung
mit höher Rate
benötigt
als ein Verkehrskanal (9600 bits/s) bieten kann, zwei oder mehr
Zeitfenster im gleichen TDMA-Rahmen zugewiesen werden. Die maximale
Benutzerdatenübertragungsrate
einer Vielkanal-Datenverbindung ist die Zahl der parallelen Verkehrskanäle mal der
Benutzerdatenübertragungsrate
9600 bit/s eines Verkehrskanals. Auf diese Weise kann zum Beispiel
die Benutzerrate 19200 bit/s auf mindestens zwei Verkehrskanälen geliefert
werden. Dieses Verfahren wird in dieser Anmeldung als ein Beispiel
einer Art und Weise zur Ausführung
von Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung
auf der Grundlage einer Vielzahl von parallelen Verkehrskanälen in einem
Funksystem vorgelegt. Bezüglich
der Details dieses Verfahrens wird auf die genannten Patenanmeldungen verwiesen.
Es muss jedoch beachtet werden, dass hinsichtlich der Erfindung
die einzige wesentliche Voraussetzung ist, dass es möglich ist,
eine Vielkanal-Übertragungsverbindung
herzustellen, und die Erfindung nur auf die Einstellung der Verzögerung V gerichtet
ist, da die Übertragungskapazität einer
solchen Vielkanal-Verbindung durch Verringern oder Steigern der
Anzahl der Verkehrskanäle
verändert wird.
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2 veranschaulicht
die Architektur des GSM-Netzes, das einen Datenübertragungsdienst umfasst,
welcher eine solche Gruppe von mehrfachen parallelen Verkehrskanälen verwendet. 2 ist
identisch zu 1, abgesehen davon, dass in 2 eine
leitungsvermittelte nichttransparente Verbindung, die N parallele
Verkehrskanäle
ch1-chn mit N = 1,2,... umfasst, zwischen der Endgeräteanpassungsfunktion
TAF und der Übergangsfunktion
IWF besteht. In einer Mobilstation arbeitet der Netzabschluss 31 als
Teiler, der ein von Datenendgerätevorrichtungen
empfangenes Hochgeschwindigkeits-Datensignal DATA IN in parallele
Verkehrskanäle ch1-chn
aufteilt, und als ein Kombinator, der von parallelen Verkehrskanälen ch1-chn
empfangene Teilsignale mit niedriger Geschwindigkeit zu einem Hochgeschwindigkeitsdatensignal
DATA OUT zusammenfasst. Entsprechend arbeitet am anderen Ende der Vielkanal-Datenverbindung
die Übergangsfunktion IWF
als ein Teiler, der ein eingehendes Hochgeschwindigkeits-Datensignal
DATA IN in parallele Verkehrskanäle
ch1-chn aufteilt, und als Kombinator, der von parallelen Verkehrskanälen ch1-chn
empfangene Teilsignale mit niedriger Geschwindigkeit zu einem Hochgeschwindigkeitsdatensignal
DATA OUT zusammenfasst.
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Auf
einer Vielkanal-Datenverbindung ist eine zeitweise Erscheinung der
Datenverbindung, dass N Rahmen schnell aufeinanderfolgend über N parallele Verkehrskanäle gesendet
werden, d.h. in einer Gruppe von N Rahmen. Darüber hinaus kann die Gruppierung
sich während
der Datenverbindung ändern, wenn
sich die Übertragungskapazität der Datenverbindung
verändert.
Ein Ändern
der nominellen Übertragungskapazität kann ein Ändern der
Zahl von Funkkanälen
einschließen,
die der Verbindung zugeordnet sind, oder ein Ändern der nominellen Übertragungsrate
eines oder mehrerer Verkehrskanäle.
Verkehrskanäle
werden typischerweise von der Mobildienst-Vermittlungsstelle MSC,
vorzugsweise von ihrer Anrufsteuerungseinheit 42, zugeordnet
und wieder freigegeben, d.h. zu einer Datenverbindung hinzugefügt oder
von ihr entfernt, welche dann die Information auf den zugewiesenen
Verkehrskanälen
an die Mobilstation MS, vorzugsweise an ihre Anrufsteuerung 32, überträgt. Aus
Sicht der Erfindung ist der Vorgang zum Zuordnen von Verkehrskanälen auf eine
Datenverbindung oder die Teilnahme der Einheit oder der Funktion
an der Zuordnung nicht zwingend erforderlich. Was die Erfindung
betrifft, ist es nur erforderlich, dass die empfangende Partei B
(IWF oder TAF) entweder direkt oder indirekt mit Informationen über die
verwendete Verzögerung
V versorgt wird, zum Beispiel mit Informationen über die Gruppierung der Rahmen,
die von der übertragenden
Partei A zu jeder bestimmten Zeit verwendet wird, oder mit Informationen,
welche die Herleitung der verwendeten Rahmengruppierung gestatten,
zum Beispiel die Zahl der der Datenverbindung zugeordneten Verkehrskanäle. In dem
in 2 gezeigten Beispiel überträgt die Anrufsteuerungseinheit 42 Informationen über die
zu jeder bestimmten Zeit verwendete nominelle Übertragungskapazität an die
IWF und die Anrufsteuerungseinheit 32 an die TAF. IWF und
TAF passen die Verzögerung
V entsprechend der genutzten Übertragungskapazität an. Alternativ
können
die an der Datenübertragung
beteiligten Parteien zum Beispiel die Länge der Verzögerungszeit
verhandeln.
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3 zeigt
ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens veranschaulicht,
mit dem die Verzögerung
gemäß der Erfindung
in einer Endgeräteanpassungsfunktion
TAF oder einer Übergangsfunktion
IWF verwirklicht werden kann.
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In 3 ist
RN eine Rahmennummer, die aus einem empfangenen Rahmen gewonnen
wurde; RZ ist ein Rahmenzähler,
und V ist eine Verzögerung gemäß der Erfindung,
d.h. V Rahmen. Im Beispiel von 3 wird angenommen,
dass die richtige Rahmenübertragungs-
und -empfangsreihenfolge der Rahmennummerierung entspricht.
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In
Schritt 300 wird die Datenverbindung initialisiert oder
die übertragende
Partei ändert
die Gruppierung. Die empfangende Partei B empfängt Informationen über die
Gruppierung oder Informationen, auf deren Grundlage sie die Gruppierung
und die Verzögerung
V herleiten kann, wie die Anzahl von Verkehrskanälen.
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In
Schritt 301 wird ein Rahmen erwartet, und in Schritt 302 wird
der Rahmen RN empfangen. In Schritt 303 wird überprüft, ob der
Rahmen Informationen enthält,
die anzeigen, das dies der letzte Rahmen der Datenverbindung ist.
Wenn ja, dann wird der Empfang in Schritt 304 beendet.
Informationen bezüglich
des Endes einer Verbindung können
alternativ durch andere Mittel als in einem Datenrahmen empfangen
werden.
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Wenn
der Rahmen nicht der letzte ist, ist der nächste Schritt 305.
In Schritt 305 wird überprüft, ob die
Rahmennummer RN des empfangenen Rahmens gleich dem Auslesewert des
Rahmenzählers RZ
um eins erhöht
ist. Wenn RN nicht RZ + 1 ist, dann wurde der Rahmen RN nicht in
der richtigen Reihenfolge empfangen. In diesem Fall wird der Rahmen
RN der Liste von unbestätigten
Rahmen hinzugefügt.
Diese Liste umfasst alle Rahmen, die empfangen, aber der übertragenden
Partei A nicht bestätigt
wurden, da sie in der falschen Reihenfolge angekommen sind. Auf
Schritt 313 folgt Schritt 314.
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In
Schritt 314 wird überprüft, ob die
Rahmennummer höher
als die Summe des Rahmenzählers RZ
und der Verzögerung
V gemäß der Erfindung
ist. Wenn RN > RZ
+ V, dann ist die Dauer von V Rahmen verstrichen, seit RZ + 1 hätte empfangen
werden sollen. Dementsprechend ist der nächste Schritt 315,
in dem Partei B eine Neuübertragungsanforderung
für den
Rahmen RZ + 1 an Partei A sendet. Danach folgt Schritt 301,
in dem ein neuer Rahmen erwartet wird. Wenn RN ≤ RZ + V, dann ist die Verzögerung gemäß der Erfindung
noch nicht verstrichen, und daher ist der nächste Schritt 301,
in welchem ein neuer Rahmen erwartet wird.
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Wenn
in Schritt 305 die Rahmennummer RN = RZ + 1 ist, d.h. der
Rahmen in der richtigen Reihenfolge empfangen wurde, dann ist der
nächste
Schritt 306, in welchem der Rahmenzähler um eins erhöht wird.
Dann sendet Partei B eine Bestätigung über den
Rahmen RZ (gleich RN) an Partei A.
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Als
nächstes
wird in Schritt 308 eine Überprüfung durchgeführt, um
zu ermitteln, ob Rahmen auf der Liste der unbestätigten Rahmen vorhanden sind.
Wenn nicht, dann kehrt der Vorgang zu Schritt 301 zurück, um einen
neuen Rahmen zu erwarten. Wenn ja, dann ist der nächste Schritt 309.
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In
Schritt 309 wird eine Überprüfung durchgeführt, um
zu ermitteln, ob Rahmen RZ + 1 auf der Liste der unbestätigten Rahmen
ist. Wenn nein, dann kehrt der Vorgang zu Schritt 301 zurück, um einen neuen
Rahmen zu erwarten. Wenn ja, dann ist der nächste Schritt 310.
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In
Schritt 310 wird der Rahmenzähler RZ erhöht, und anschließend sendet
Partei B in Schritt 311 eine Bestätigung über den Rahmen RZ + 1 an Partei A
und entfernt in Schritt 312 den Rahmen RZ + 1 von der Liste
der unbestätigten
Rahmen. Danach kehrt der Vorgang zu Schritt 309 zurück.
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Die
Verzögerung
V kann auch als eine Zahl von empfangenen Rahmen definiert sein.
Zum Beispiel kann eine feste Verzögerungszeit V = 30ms als eine
Zeitspanne definiert sein, während
welcher sieben TDMA-Rahmen empfangen werden, d.h. die Neuübertragungs-Anforderung
wird für
sieben TDMA-Rahmen verzögert.
Die Verzögerung
wird durch Zählen
der empfangenen TDMA-Rahmen gemessen.
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Anstelle
eines Rahmenzählers
kann zum Beispiel auch ein Zeitmesser verwendet werden, um die Verzögerungszeit
V von dem Moment an zu messen, in dem ein fehlender Rahmen hätte empfangen werden
sollen. Der Zeitmesser wird gestartet, wenn der fehlende Rahmen
entdeckt wird. Wenn der fehlende Rahmen nicht empfangen wird, bevor
der Zeitmesser abläuft
(innerhalb der Verzögerung
V), dann wird eine Neuübertragungsanforderung
an Partei A gesendet. Wenn der fehlende Rahmen empfangen wird, bevor
der Zeitmesser abläuft
(innerhalb der Verzögerung
V), dann wird eine Bestätigung
an Partei A gesendet. Es sollte jedoch beachtet werden, dass es hinsichtlich
der grundlegenden Idee der Erfindung keine Rolle spielt, ob das
Senden der Neuübertragungs-Anforderung
durch einen Rahmenzähler,
einen Zeitmesser oder ein anderes Mittel verzögert wird.
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Auch
wenn die Erfindung mit Bezug auf gewisse Ausführungsformen erklärt wurde,
versteht es sich, dass die Beschreibung nur als Beispiel gedacht ist
und Veränderungen
und Modifikationen an den vorgelegten Ausführungsformen durchgeführt werden
können,
ohne den in den angefügten
Ansprüchen
dargelegten Schutzbereich zu verlassen.