DE69928661T2

DE69928661T2 - Verfahren zur erfassung von verzögerten datenrahmen in einer transportfunktion

Info

Publication number: DE69928661T2
Application number: DE69928661T
Authority: DE
Inventors: Ramin Rezaiifar; K. Nikolai LEUNG
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1998-05-20
Filing date: 1999-05-19
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2019-05-20
Also published as: KR100696023B1; FI20002407A; CN1182690C; HK1035279A1; NO20005814D0; CA2650693A1; US6314101B1; MXPA00011334A; AU759107B2; US20020041596A1; JP2010016808A; KR20010034879A; ID28534A; WO1999060761A9; NZ507916A; EP1080569B1; JP2002516527A; RU2217876C2; CN1301448A; DE69928661D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
I. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet von drahtlosen Kommunikationen und insbesondere das Detektieren von verzögerten Datenrahmen in einer Transportfunktion.
II. Hintergrund
Das Gebiet der drahtlosen Kommunikationen hat viele Anwendungen einschließlich beispielsweise schnurlosen Telefonen, Paging, drahtlosen Local-Loops bzw. Lokalschleifen und Satellitenkommunikationssystemen. Eine besonders wichtige Anwendung sind zellulare Telefonsysteme für mobile Teilnehmer. (So wie er hierin verwendet wird umfasst der Ausdruck "zellulare" Systeme sowohl zellulare als auch PCS-Frequenzen). Verschiedene drahtlose Schnittstellen sind für solche zellularen Telefonsysteme entwickelt worden, beispielsweise Frequenzmultiplex-Vielfachzugriff (FDMA = frequency division multiple access), Zeitmultiplex-Vielfachzugriff (TDMA = time division multiple access) und Codemultiplex-Vielfachzugriff (CDMA = code division multiple access). In Verbindung damit wurden verschiedene heimische und internationale Standards aufgebaut, die beispielsweise Advanced Mobile Phone Service (AMPS), Global System for Mobile (GSM) und Interim Standard 95 (IS-95) aufweisen. Insbesondere IS-95 und seine Ableitungen wie beispielsweise IS-95A, IS-95B, ANSI J-STD-008, IS-99, IS-657, IS-707 usw. (auf die gemeinsam hier als IS-95 Bezug genommen wird) werden von der Telecommunication Industry Association (TIA) und anderen bekannten Standardisierungsgruppen verbreitet.
Zellulartelefonsysteme, die gemäß der Verwendung des IS-95-Standards konfiguriert sind, setzen CDMA-Signalverarbeitungstechniken ein um einen hoch effizienten und robusten Zellulartelefondienst vorzusehen. Ein beispielhaftes Zellulartelefonsystem, das im Wesentlichen gemäß der Verwendung des IS- 95-Standards konfiguriert ist, ist beschrieben in US-Patent Nr. 5,103,459, das dem Inhaber der vorliegenden Erfindung zueigen ist. Das oben erwähnte Patent veranschaulicht Sende- oder Vorwärtsverbindungssignalverarbeitung in einer CDMA-Basisstation. Beispielhafte Empfangs- oder Rückwärtsverbindungssignalverarbeitung in einer CDMA-Basisstation ist beschrieben in der US-Anmeldung Seriennr. 08/987,172, eingereicht am 9. Dezember 1997, betitelt MULTICHANNEL DEMODULATOR, die dem Inhaber der vorliegenden Erfindung zueigen ist. In CDMA-Systemen ist drahtlose Leistungssteuerung ein wichtiger Punkt. Ein beispielhaftes Verfahren der Leistungssteuerung in einem CDMA-System ist beschrieben in US-Patent Nr. 5,056,109, das dem Inhaber der vorliegenden Erfindung zueigen ist.
Ein primärer Vorteil in der Verwendung von drahtlosen CDMA-Schnittstellen ist, dass Kommunikationen über dasselbe HF-Band durchgeführt werden. Zum Beispiel kann jede mobile Teilnehmereinheit (typischerweise ein zellulares Telefon) in einem gegebenen Zellulartelefonsystem mit der gleichen Basisstation kommunizieren durch Senden eines Rückwärtsverbindungssignals über dieselben 1,25 MHz des HF-Spektrums. In ähnlicher Weise kann jede Basisstation in einem solchen System mit mobilen Einheiten durch Senden eines Vorwärtsverbindungssignals über andere 1,25 MHz des HF-Spektrums kommunizieren.
Das Übertragen von Signalen über dasselbe HF-Spektrum sieht verschiedene Vorteile vor, beispielsweise eine Steigerung in der Frequenzwiederverwendung eines zellularen Telefonsystems und die Fähigkeit Soft-Handoff zwischen zwei oder mehr Basisstationen durchzuführen. Erhöhte Frequenzwiederverwendung gestattet es einer größeren Anzahl von Anrufen über einen gegebenen Spektrumsbetrag durchgeführt zu werden. Soft-Handoff ist ein robustes Verfahren des Übergangs einer mobilen Einheit von dem Abdeckungsbereich von zwei oder mehr Basisstationen, was gleichzeitiges Verbinden mit zwei Basisstationen beinhaltet. (Im Gegensatz dazu beinhaltet Hard-Handoff das Beenden der Verbindung mit der ersten Basisstation, vor dem Aufbau der Verbindung mit der zweiten Basisstation). Ein beispielhaftes Verfahren zum Ausführen von Soft-Handoff ist beschrieben in US-Patent Nr. 5,267,261, das dem Inhaber der vorliegenden Erfindung zueigen ist.
Unter den IS-99- und IS-707-Standards (auf die im Folgenden allgemein als IS-707 Bezug genommen wird) kann ein IS-95-normkonformes Kommunikationssystem sowohl Sprach- als auch Datenkommunikationsdienste vorsehen. Datenkommunikationsdienste gestatten, dass Digitaldaten ausgetauscht werden unter Verwendung eines Empfängers und einer HF-Schnittstelle zu einem oder mehreren Sendern. Beispiele von Typen von Digitaldaten, die typischerweise gesendet werden unter Verwendung des IS-707-Standards weisen Computerdateien und elektronische Mail auf.
Gemäß den IS-95- und IS-707-Standards werden die Daten, die zwischen einem drahtlosen Terminal und einer Basisstation ausgetauscht werden, in Rahmen verarbeitet. Um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass ein Rahmen erfolgreich gesendet wird bei einer Datenübertragung verwendet IS-707 ein Funkverbindungsprotokoll (RLP = radio link protocol) um die Rahmen zu verfolgen, die erfolgreich gesendet wurden, und um eine erneute Rahmensendung auszuführen, wenn ein Rahmen nicht erfolgreich übertragen wurde. Das erneute Senden wird in IS-707 bis zu dreimal ausgeführt und es liegt in der Verantwortung der Protokolle der höheren Schichten bzw. Layers zusätzliche Schritte zu ergreifen um sicherzustellen, dass der Rahmen erfolgreich gesendet wird.
Um Rahmen zu verfolgen, die erfolgreich gesendet wurden, verlangt IS-707, dass eine Acht-Bit-Sequenzzahl als ein Rahmen-Header in jeden Rahmen eingeschlossen wird. Die Sequenzzahl wird für jeden Rahmen erhöht von 0 auf 256 und dann zurück auf Null gesetzt. Ein nicht erfolgreich gesendeter Rahmen wird detektiert wenn ein Rahmen mit einer Sequenzzahl außerhalb der Reihe empfangen wird, oder ein Fehler wird detektiert durch Verwenden der CRC-Prüfsummeninformation oder anderer Fehlerdetektionsverfahren. Sobald ein nicht erfolgreich gesendeter Rahmen detektiert wurde sendet der Empfänger eine Negativ-Bestätigungsnachricht (NAK = negative acknow ledgment message) zu dem Sendesystem, die die Sequenzzahl des Rahmens aufweist, der nicht empfangen wurde. Das Sendesystem überträgt dann den Rahmen erneut, und zwar die Sequenzzahl beinhaltend, die ursprünglich gesendet wurde. Falls der erneut gesendete Rahmen nicht erfolgreich empfangen wird, wird eine zweite Negativ-Bestätigungsnachricht zu dem Sendesystem gesendet. Das Sendesystem reagiert typischerweise mit einer Benachrichtigung der steuernden Anwendungsschicht oder Netzwerkschicht über die fehlgeschlagene Übertragung.
Unter IS-95A und IS-707 werden Rahmen alle zwanzig Millisekunden (ms) übertragen. Daher kann eine Acht-Bit-Sequenzzahl 256 Rahmen verfolgen, die über ein Fünf-Sekunden-Intervall gesendet werden. Fünf Sekunden sind typischerweise ausreichend, um es zu gestatten, dass eine fehlgeschlagene Rahmensendung detektiert wird, und eine erneute Sendung ausgeführt wird und daher sieht eine Acht-Bit-Sequenzzahl ausreichend Zeit vor für eine erneute Rahmensendung. Daher können erneut gesendete Rahmen eindeutig identifiziert werden ohne Mehrdeutigkeit verursacht durch ein Sequenz-"Wrap-Around" bzw. -Wiederholung, wobei die Acht-Bit-Sequenzzahl sich wiederholt.
Seit der ursprünglichen Entwicklung von IS-95A und IS-707 wurden jedoch zusätzliche Protokolle und Standards vorgeschlagen und entwickelt, die es zulassen, dass Daten mit höheren Raten gesendet werden. Typischerweise verwenden diese neuen Protokolle und Standards die gleiche Rahmenstruktur wie IS-95A und IS-707 um so viel Kompatibilität wie möglich mit zuvor existierenden Systemen und Standards zu erhalten. Dennoch, obwohl es wünschenswert ist Kompatibilität mit zuvor existierenden Standards und Systemen zu erhalten, erhöht die Verwendung des gleichen Typs von Rahmen innerhalb dieser Protokolle und Standards mit höherer Rate wesentlich die Anzahl von Rahmen, die während einer gegebenen Zeitperiode gesendet werden. Beispielsweise wird, wenn die Senderate um einen Faktor Vier erhöht wird, die Zeit, die benötigt wird um 256 Rahmen zu senden auf 1,25 Sekunden reduziert, im Gegensatz zu den fünf Sekunden, die zuvor benötigt wurden. Eine Zeitperiode von 1,25 Sekunden ist im Allgemeinen nicht ausreichend, um zu gestatten, dass eine fehlgeschlagene Rahmensendung detektiert wird und eine erneute Sendung versucht wird, bevor sich die Acht-Bit-Sequenzzahl wiederholt. Daher ist die Verwendung einer Acht-Bit-Sequenzzahl nicht ausreichend um eine eindeutige Identifikation von Rahmen für die Zeitperiode zu gestatten, die notwendig ist, um die erwünschte erneute Sendesequenz durchzuführen.
Ein gut bekanntes Protokoll, das Funkverbindungsprotokoll (RLP = radio link protocol) verwendet einen Acht-Bit-Sequenzzähler enthalten in Rahmen, über die Luftschnittstelle gesendet werden. Die acht Bits repräsentieren die niedrigstwertigsten Bits eines Zwölf-Bit-Zählers, der innerhalb sowohl des Empfängers als auch des Senders gehalten wird. Der Zwölf-Bit-Zähler wird aktualisiert basierend auf den Acht-Bit-Zahlen die über die Luftschnittstellegesendet werden. Es leuchtet ein dass verzögerte Rahmen ein Problem darstellen. Wenn mehrere Rahmen gleichzeitig vom Sender gesendet werden aber bezüglich zueinander am Empfänger verzögert werden, werden die Zwölf-Bit-Zähler falsch aktualisiert und das RLP wird abbrechen.
Während die Anzahl der Bits in der Sequenzzahl erhöht werden könnte, würde eine solche Erhöhung das Rahmenformat wesentlich ändern und daher das Ziel des Erhaltens einer grundlegenden Kompatibilität mit früher existierenden Systemen und Standards verletzen. Zudem würde das Erhöhen der Anzahl der Bits in der Sequenzzahl verfügbare Bandbreite verschwenden. Eine herkömmliche Lösung wie das Erhöhen der Anzahl der Bits, die verwendet werden um den Sequenzzähler darzustellen ist daher nicht adäquat, da es zusätzlichen Overhead pro Sendung einführen würde und den Nettodurchsatz des Transportdienstes verringern würde. Daher wäre es wünschenswert ein Verfahren vorzusehen, um den Sequenzzahlbereich zu vergrößern ohne die Anzahl der Bits zu verändern, die für die Sequenzzahl verwendet werden. Einem derartigen Verfahren wäre es auf vorteilhafte Weise möglich eine unmöglich große Anzahl von fehlenden Datenrahmen zu deuten, abgeleitet aus der Sequenzzahl als ein verzögerter Rahmen, wodurch der Durchsatz der Transportfunktion erhöht wird. Daher gibt es einen Bedarf nach einem effizienten Verfahren, verzögerte Rahmen in einer Transportfunktion zu detektieren unter Verwendung einer minimalen Anzahl von Bits.
Weiterhin sei hingewiesen auf das Dokument XP002065807, "Design Choices for Selective-Repeat Retransmission Protocols" (von Easton M.C., IEEE Transactions on Communications, Vol. Com 29, Nr. 7, 7. Juli 1981, Seiten 944 bis 953). Das Dokumenterläutert Verfahren zur sicheren Wiederverwendung von Rahmensequenzzahlen unter der Annahme, dass eine maximale Zeit existiert vom dem Senden des Rahmens bis zum Erhalt einer Bestätigung für den Rahmen. Die Schrift zeigt dass für angemessene Konstruktionen eine signifikante Steigerung des Durchsatzes gegenüber jenem, der durch das so genannte Go-Back-N-Protokoll erreicht wird, auf High-Rate-Long-Delay-Kanälen bzw. hoch-ratigen Kanälen mit langer Verzögerung möglich ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein Verfahren zum Detektieren eines verzögerten Rahmens gemäß Anspruch 1, eine Vorrichtung zum Detektieren eines verzögerten Rahmens gemäß Anspruch 5 und ein Datenübertragungssystem gemäß Anspruch 9 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in den Unteransprüchen beansprucht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist auf ein effizientes Verfahren zur Detektion von verzögerten Rahmen in einer Transportfunktion gerichtet, das eine minimale Anzahl von Bits verwendet. Dementsprechend weist ein Verfahren zur Detektion von verzögerten Daten in einer Transportfunktion, in der Rahmen von einem Sender zu einem Empfänger gesendet werden, die folgenden Schritte auf: Vergleichen, für einen empfangenen Rahmen, einer Rahmensequenzzählerzahl mit einem vorbestimmten Schwellenwert, wobei die Rahmensequenzzählerzahl aus dem Header des empfangenen Rahmens abgeleitet wird, und Detektieren des empfangenen Rahmens als ein verzögerter Rahmen, falls die Rahmensequenzzählerzahl den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist ein Datenübertragungssystem auf vorteilhafte Weise einen Sender auf, einen Empfänger verbunden mit dem Sender über eine Schnittstelle zum Empfang von Datenrahmen von dem Sender, und eine Protokollverarbeitungskomponente, die in dem Empfänger aufgenommen ist zum Vergleich einer Rahmensequenzierungszählerzahl mit einem vorbestimmten Schwellenwert, wobei die Rahmensequenzierungszählerzahl aus Headern aus den Datenrahmen abgeleitet wird, und wobei die Protokollverarbeitungskomponente einen verzögerten Rahmen detektiert, wenn die Rahmensequenzierungszählerzahl den Schwellenwert überschreitet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm eines zellularen Telefonsystems.
2 ist ein schematisches Diagramm eines Senders und Empfängers.
3 ist ein Diagramm eines Rahmenpuffers und eines Resequenzierungspuffers.
4 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb eines Senders und eines Empfängers während einer Kommunikation darstellt.
5 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb eines Empfängers während des Empfangs eines neu gesendeten Rahmens darstellt.
6 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Empfängers während des Empfangs eines erneut gesendeten Rahmens darstellt.
7 ist ein Nachrichtendiagramm, das den Betrieb des Senders und des Empfängers während einer beispielhaften Kommunikation darstellt.
8 ist ein Nachrichtendiagramm, das den Betrieb des Senders und des Empfängers während einer beispielhaften Kommunikation darstellt.
9 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Empfängers beim Erkennen und Verarbeiten von verzögerten Rahmen darstellt.
10 ist ein funktionales Diagramm eines Schieberegisters, das in dem Empfänger verwendet wird um einen Bitwert zu aktualisieren, der den nächsten Rahmen spezifiziert, der empfangen werden soll.
DETAlLLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die Ausführungsbeispiele, die im Folgenden beschrieben sind, liegen in einem persönlichen Kommunikationssystem, das gemäß der Verwendung von CDMA-Signalverarbeitungstechniken der IS-707- und IS-95-Standards arbeitet. Während die vorliegende Erfindung insbesondere geeignet ist für den Einsatz in einem derartigen Kommunikationssystem, sollte klar sein, dass die vorliegenden Erfindung in verschiedenen anderen Typen von Kommunikationssystemen, die Daten über Rahmen oder Pakete senden, eingesetzt werden kann, die sowohl drahtlose als auch drahtgebundene Kommunikationssysteme und satellitenbasierte Kommunikationssysteme aufweisen. Zusätzlich werden in der ganzen Beschreibung verschiedene gut bekannte Systeme in Blockform dargestellt. Dies ist der Fall um ein unnötiges Verschleiern der Offenbarung zu verhindern.
Verschiedene zellulare Systeme für drahtlose Telefonkommunikation verwenden feste Basisstationen, die mit Mobileinheiten über eine Luftschnittstelle kommunizieren. Solche zellularen Systeme umfassen beispielsweise AMPS (analog), IS-54 (nordamerikanisches TDMA), GSM (Global System for Mobile Communications TDMA) und IS-95 (CDMA). In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das zellulare System ein CDMA-System.
Wie in 1 dargestellt umfasst ein drahtloses CDMA-Telefonsystem im Allgemeinen eine Vielzahl von mobilen Teilnehmereinheiten 10, eine Vielzahl von Basisstationen 12, einen Basisstationscontroller (BSC = base station controller) 14 und eine mobile Vermittlungsstelle (MSC = mobile switching center) 16. Die MSC 16 ist konfiguriert zum Verbinden mit einem herkömmlichen öffentlichen Telefonnetzwerk (PSTN = public switch telephone network) 18. Die MSC 16 ist auch konfiguriert um sich mit dem BSC 14 zu verbinden. Der BSC 14 ist an jede Basisstation 12 gekoppelt über Backhaul-Leitungen. Die Backhaul-Leitungen können konfiguriert sein gemäß irgendeiner von mehreren bekannten Schnittstellen, wie beispielsweise E1/T1, ATM oder IP. Es sollte klar sein dass es mehr als einen BSC 14 in dem System geben kann. Jede Basisstation 12 umfasst vorteilhafterweise wenigstens einen Sektor (nicht gezeigt), wobei jeder Sektor eine Antenne umfasst, die in eine bestimmte Richtung radial weg von der Basisstation 12 zeigt. Alternativ kann jeder Sektor zwei Antennen für Diversity-Empfang umfassen. Jede Basisstation 12 kann auf vorteilhafte Weise so ausgelegt sein, dass sie eine Vielzahl von Frequenzzuweisungen (jede Frequenzzuweisung umfasst 1,25MHz des Spektrums) unterstützt. Die Schnittmenge eines Sektors und einer Frequenzzuweisung kann als ein CDMA-Kanal bezeichnet werden. Die Basisstationen 12 können auch als Basisstationsempfängeruntersysteme (BTSs = base station transceiver subsystems) 12 bekannt sein. Alternativ kann "Basisstation" in der Branche verwendet werden um sich allgemein auf ein BSC 14 und ein oder mehrere BTSs 12 zu beziehen, wobei BTSs 12 auch als "Zellstandorte" ("cell sites") 12 bezeichnet werden können. (Alternativ kann von individuellen Sektoren eines gegebenen BTS 12 als Zellstandort gesprochen werden). Die mobilen Teilnehmereinheiten 10 sind typischerweise zellulare Telefone 10 und das zellulare Telefonsystem ist vorteilhafterweise ein CDMA-System, das konfiguriert ist für den Einsatz gemäß dem IS-95-Standard.
Während eines typischen Betriebs des zellularen Telefonsystems empfangen die Basisstationen 12 Sätze von Rückwärtsverbindungssignalen von Sätzen von mobilen Einheiten 10. Die mobilen Einheiten 10 führen Telefonanrufe oder andere Kommunikationen durch. Jedes Rückwärtsverbindungssignal, das von einer gegebenen Basisstation 12 empfangen wird, wird innerhalb dieser Basisstation 12 verarbeitet. Die resultierenden Daten werden an den BSC 14 weitergeleitet. Der BSC 14 sieht Anrufressourcenzuweisung und Mobilitätsmanagementfunktionalität vor einschließlich des Managens von Soft-Handoffs zwischen den Basisstationen 12. Der BSC 14 leitet auch die empfangenen Daten an die MSC 16, welche zusätzliche Routing-Dienste zur Verbindung mit dem PSTN 18 vorsieht. Ähnlich verbindet sich das PSTN 18 mit der MSC 16 und die MSC 16 verbindet sich mit dem BSC 14, der wiederum die Basisstationen 12 steuert um Sätze von Vorwärtsverbindungssignalen an Sätze von mobilen Einheiten 10 zu senden.
In den Ausführungsbeispielen, die unten beschrieben sind, dient ein Algorithmus dazu, eine Acht-Bit-Sequenzierungszahl zum Zählen von Rahmen, die über die Luftschnittstelle gesendet wurden, auf eine Zwölf-Bit-Sequenzierungszahl gemäß dem Funkverbindungsprotokoll (RLP = radio link protocol), einem Protokoll das auf dem Fachgebiet bekannt ist, abzubilden. Der Algorithmus wird vorteilhafterweise ausgeführt mit RLP-Softwareinstruktionen und einem Mikroprozessor. In einem Ausführungsbeispiel kann eine RLP-Komponente in einer Basisstation 12 liegen. Alternativ kann die RLP-Komponente in einem BSC 14 liegen. Der Fachmann wird erkennen dass der RLP-Algorithmus nicht nur in einem BSC 14 oder in einer Basisstation 12 verwendet werden kann sondern auch in jeder Transportschicht verwendet werden könnte, in der vielfache Datenrahmen in einer bestimmten Verarbeitungsperiode empfangen werden.
In 2 sind die zwei Kommunikationssysteme, die gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel konfiguriert sind, in Blockform dargestellt. Die Kommunikation mit höherer Rate wird vom Sender 50 zu dem Empfänger 52 geleitet. In einer beispielhaften Konfiguration ist der Sender 50 in einer Basisstation 12 und der Empfänger 52 in einem drahtlosen Terminal 10 angeordnet; jedoch können die Positionen auch umgekehrt werden. In dem Sender 50 empfängt das Steuersystem 54 Datenrahmen von der Eingabe/Ausgabe (I/O = input/output) 56 und liefert diese Daten an den Codierer 58. Der Codierer 58 führt Faltungscodierung aus, wobei Codesymbole erzeugt werden, die von dem Digitalmodulator 60 empfangen werden. Der Digitalmodulator 60 führt eine Direktsequenzmodulation an den Codesymbolen aus mit einem oder mehreren binären Kanalcodes und einem oder mehreren binären Spreizcodes, wobei sich Symbole in Chipform ergeben, die vom Hochfrequenz-(HF)-Sender 62 empfangen werden. Die Symbole in Chipform werden hochkonvertiert auf das Trägerfrequenzband durch den HF-Sender 62 und gesendet vom Antennensystem 64 über einen Diplexer 66.
Verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung der Digitalmodulation und HF-Hochkonvertierung können eingesetzt werden. Ein Satz von insbesondere nützlichen Verfahren und Vorrichtungen wird in den ebenfalls anhängigen US-Anmeldungen Seriennr. 08/431,180, betitelt "METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING VARIABLE RATE DATA IN A COMMUNICATIONS SYSTEM USING STATISTICAL MULTIPLEXING", eingereicht am 28. April 1995; in 08/395,960, betitelt "METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING VARIABLE RATE DATA IN A COMMUNICATIONS SYSTEMS USING NON-ORTHOGONAL OVERFLOW CHANNELS", eingereicht am 28. Februar 1995 und in 08/784,281, betitelt "HIGH DATA RATE SUPPLEMENTAL CHANNEL FOR CDMA TELECOMMUNICATIONS SYSTEM", eingereicht am 15. Januar 1997, wobei jede davon dem Anmelder der vorliegenden Erfindung zueigen ist. Es sei bemerkt, dass einige der oben erwähnten Patentanmeldungen auf die Vorwärtsverbindung gerichtet sind und daher eher zur Anwendung beim Sender 50 geeignet sind, während andere auf die Rückwärtsverbindung gerichtet sind, und daher eher zur Anwendung beim Empfänger 52 geeignet sind.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel sind die Daten, die vom Antennensystem 64 gesendet werden, gemäß den Rahmen 70 formatiert, die ein Acht-Bit-Sequenzfeld (SEQ-Zahl) 72, ein Wiederübertragungs-Flag 74 und ein Datenfeld 76 aufweisen. Ein Rahmen 70 kann andere Felder aufweisen, die nicht gezeigt sind, weil sie nicht besonders relevant sind für die vorliegende Erfindung. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Rahmen im Wesentlichen gemäß den Rahmenstrukturen formatiert, die in dem IS-707-Standard definiert sind, und zwar mit Hinzufügen des Wiederübertragungs-Flags 74.
Um Datenrahmen zum Codierer 58 in ordnungsgemäßer Weise zu liefern, speichert das Steuersystem 54 die Rahmen im Rahmenpuffer 55 und aktualisiert einen Indexwert L_V (S). Der Rahmenpuffer 55 und der Indexwert L_V (S) sind vorzugsweise in einem Speichersystem gespeichert. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Indexwert L_V (S) eine 12-Bit-Sequenzzahl, die inkrementiert wird nach dem Senden von jedem Rahmen, wie genauer unten beschrieben. Die niedrigstwertigsten acht Bit von jedem Indexwert L_V (S) sind in dem Sequenzfeld eines Rahmens 72 angeordnet.
Innerhalb des Empfängers 52 konvertiert der HF-Empfänger 80 die HF-Signale herunter und digitalisiert sie, auf denen der Rahmen 70 übertragen wird, und zwar unter Verwendung des Antennensystems 82 und des Diplexers 84. Der Digitaldemodulator 86 demoduliert die herunterkonvertierten Signale oder "Basisband"-Signale unter Verwendung der nötigen Binärcodes, wobei Soft-Decision-Daten erzeugt werden, die vom Decoder 88 empfangen werden. Der Decoder 88 führt eine Maximum-Likelihood-Trellis- bzw. Maximalwahrscheinlichkeits-Trellis- oder Viterbi-Decodierung aus, was Hard-Decision-Daten 90 ergibt, die an die Steuervorrichtung 91 geliefert werden.
Die Steuervorrichtung 91 formt den Rahmen 70 neu unter Verwendung der Hard-Decision-Daten 90 und bestimmt, ob der Rahmen in einer Sequenz relativ zu den Rahmen empfangen worden ist, die schon empfangen worden sind, und zwar unter Verwendung der SEQ-Zahl, der Indexvariablen L_V (N) und L_V (R) genauso wie dem Resequenzierungspuffer 92 und der NAK-Liste 94, wie genauer unten beschrieben.
Wenn die Steuervorrichtung 91 bestimmt, dass der Rahmen außerhalb einer Sequenz relativ zu den Rahmen empfangen worden ist, die schon empfangen worden sind, oder wenn der Rahmen irrtümlich empfangen worden ist, erzeugt sie eine Negativ-Bestätigungsnachricht (NAK-Nachricht), die vom Codierer 95 empfangen wird. Der Codierer 95 führt eine Faltungscodierung aus, um Codesignale zu erzeugen, die vom Digitalmodulator 97 direktsequenzspreizspektrummoduliert werden, und zwar vorzugsweise gemäß der IS-95-Rückwärtsverbindung und die Symbole in Chipform werden vom dem HF-Übertragungssystem heraufkonvertiert und als NAK 83 vom Antennensystem 82 über den Diplexer 84 gesendet. L_SEQ für den negativ-bestätigten (NAKed) Rahmen wird in der NAK-Liste 94 gespeichert.
Wiederum mit Bezug auf den Sender 50 empfängt der HF-Empfänger 67 das HF-Signal über das Antennensystem 64 und den Diplexer 66. Der HF-Empfänger 67 konvertiert das HF-Signal herunter und digitalisiert es, was Samples ergibt, die unter Verwendung des Digitaldemodulators 68 demoduliert werden. Der Decoder 69 decodiert die Soft-Decision-Daten vom Digitaldemodulator 68 und das Steuersystem 54 empfängt die Hard-Decision-Daten vom Decoder 69, wodurch die NAK 83 vom Empfänger 52 detektiert wird, die in den Hard-Decision-Daten enthalten ist.
Das Steuersystem 54 empfängt die NAK 83 und ruft den negativ-bestätigten (NAKed) Rahmen vom Sendepuffer 55 auf. Die aufgerufenen Rahmen werden erneut gemäß der ursprünglichen Sendung gesendet, wie oben beschrieben (einschließlich der ursprünglichen Sequenzzahl).
Die Konfiguration des Rahmenpuffers 55, der Resequenzierungspuffer 92 und die Indizes L_V (S), L_V (N) und L_V (R), wenn diese gemäß einem Ausführungsbeispiel verwendet werden, sind in 3 veranschaulicht. Innerhalb des Senderahmenpuffers 55 sind schon einmal gesendete Rahmen schraffiert und zu sendenden Rahmen sind frei. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Indizes L_V (S), L_V (N) und L_V (R) Zwölf-Bit-Zahlen. Der Index L_V (S) ist auf die Sequenzzahl des nächsten zu sendenden Rahmens eingestellt. Wenn der Rahmen tatsächlich gesendet wird, wird die Acht-Bit-SEQ-Zahl des Rahmens auf die acht niedrigstwertigsten Bits des Index L_V (S) gesetzt.
Innerhalb des Resequenzierungspuffers 92 wird der Index L_V (R) auf die Zwölf-Bit-Sequenz des nächsten neuen erwarteten Rahmens gesetzt. Der Index L_V (N) wird auf die Zwölf-Bit-Sequenz des nächsten Rahmens gesetzt, der für die sequentielle Lieferung nötig ist oder für den eine Verarbeitung immer noch anhängig ist. Wenn eine vorbestimmte Zahl von NAKs 83 ohne einen Empfang des entsprechenden Rahmens gesendet worden ist, wird eine versuchte Verarbeitung des Rahmens beendet und die Daten mit den fehlenden Rahmen werden zu den Protokollen in der höheren Schicht weitergeleitet, wie beispielsweise zur Transportschicht. Wie gezeigt, können die nichtbestätigten (NAKed) Rahmen 96a–c mit inklusive den Sequenzzahlen zwischen L_V (N) und (L_V (R) – 1) MOD 4096 empfangen werden.
In 4 veranschaulicht ein Flussdiagramm den Betrieb des Senders 50 und des Empfängers 52 während einer Kommunikation, die gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgeführt wird. Das Senden beginnt beim Sender beim Schritt 100, wobei die Empfang beim Empfänger beim Schritt 101 auftritt. Im Schritt 102 wird die Initialisierung ausgeführt, während der der Index L_V (S) auf Null innerhalb des Senders 50 gesetzt wird, und wobei L_V (R) auf Null innerhalb des Empfängers 52 gesetzt wird.
Im Schritt 108 sendet der Sender 50 einen Rahmen (durch die gestrichelte Linie gezeigt) wenn Daten zur Übertragung verfügbar sind, wobei die SEQ-Zahl des Rahmens auf die acht niedrigstwertigsten Bits des Index L_V (S) gesetzt wird, und als V(S) bezeichnet wird. Zusätzlich wird das Wiederübertragungs-Flag auf Null gesetzt, um anzuzeigen, dass der Rahmen ein neu gesendeter Rahmen ist. Im Schritt 112 wird der Index L_V (S) inkrementiert MOD 4096, und im Schritt 113 führt der Sender eine Empfangsverarbeitung für eine beliebige NAK-Nachricht, die vom Empfänger 52 gesendet wurde, aus. In einem Ausführungsbeispiel, wenn keine Daten verfügbar sind, können "Leerlauf"-Rahmen bzw. Idle-Rahmen mit der laufenden SEQ-Zahl wiederholt gesendet werden, bis Daten verfügbar werden (Leerlauf-Übertragungen sind nicht gezeigt).
Im Schritt 130 bestimmt der Sender 50, ob eine NAK 83 empfangen wurde oder bevorsteht, und wenn dies so ist, werden die negativ-bestätigten Rahmen vom Sendepuffer aufgerufen, und zwar unter Verwendung der Langsequenzzahl, die in der NAK-Nachricht enthalten ist, und werden in Schritt 132 wieder mit der ursprünglichen SEQ-Zahl übertragen, und das Wiederübertragungsfeld wird auf Eins gesetzt. Sobald der Rahmen wieder gesendet wurde, wird die bevorstehende oder empfangene NAK 83 gelöscht und die Verarbeitung geht dann weiter zum Schritt 113.
Wenn die NAK-Nachricht nicht empfangen worden ist oder nicht anhängig ist, kehrt der Sender zurück zum Schritt 108 und die Verarbeitung geht weiter.
Innerhalb des Empfängers 52 beginnt die Verarbeitung beim Schritt 101, und im Schritt 106 wird L_V (S) vom Sender 50 empfangen. Im Schritt 110 empfängt der Empfänger 52 beliebige Rahmen, die vom Sender 50 gesendet wurden, und zwar entweder im Schritt 108 (neu gesendet) oder im Schritt 132 (erneut gesendet), und im Schritt 114 untersucht der Empfänger 52 den Status des Wiederübertragungs-Flags des Rahmens, um zu bestimmen, ob der empfangene Rahmen ein erneut gesendeter Rahmen oder ein neuer Rahmen ist. Wenn der Rahmen ein erneut gesendeter Rahmen ist, wird die Wiederübertragungsverarbeitung im Schritt 116 ausgeführt, und dann kehrt der Empfänger zurück zum Schritt 110. Wenn der Rahmen nicht ein erneut gesendeter Rahmen ist, wird die Erstsendungsverarbeitung des Rahmens ausgeführt, und zwar im Schritt 120, und dann wird der Schritt 110 wieder ausgeführt.
In 5 veranschaulicht ein Flussdiagramm den Betriebs des Empfängers 52, wenn er die erste Sendung eines Rahmens während des Schrittes 120 der 4 ausführt, und zwar gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Erstsendungsverarbeitung beginnt im Schritt 150 und im Schritt 152 wird L_SEQ gemäß der folgenden Gleichung gesetzt: L_SEQ = {LVR + [256 + SEQ – V(R)] MOD 256} MOD 4096, (1)wobei V(R) die acht niedrigstwertigsten Bits von L_V (R) sind, und wobei SEQ die Sequenzzahl ist, die im SEQ-Feld des verarbeiteten Rahmens enthalten ist. Im Schritt 154 wird bestimmt, ob L_SEQ kleiner als L_V (N) ist oder ob der Rahmen im Resequenzierungspuffer 92 gespeichert worden ist. Falls dies so ist, wird der Rahmen in Schritt 156 abgelegt, und das Empfangssystem kehrt von der Erstsendungsverarbeitung im Schritt 157 zurück. Wie oben erwähnt wird L_V (N) auf den nächsten Rahmen gesetzt, der für die sequentielle Lieferung der Daten nötig ist.
Wenn L_SEQ nicht kleiner als L_V (N) ist, und der Rahmen nicht in den Resequenzierungspuffer 92 gespeichert worden ist, wird weiter im Schritt 158 bestimmt, ob L_SEQ größer oder gleich L_V (N) und kleiner als L_V (R) ist, und ob der Rahmen nicht in dem Resequenzierungspuffer 92 gespeichert worden ist. Falls dies so ist, wird der Rahmen im Schritt 156 abgelegt und das Empfangssystem kehrt zurück von der Erstsendungsverarbeitung im Schritt 157. Anderenfalls wird weiter im Schritt 160 bestimmt, ob L_SEQ gleich L_V (R) ist, und daher wird der nächste Rahmen für die sequentielle Lieferung L_V (R) benötigt.
Wenn L_SEQ nicht gleich L_V (R) ist, ist ein außerhalb der Reihenfolge Rahmen empfangen worden, und der Rahmen wird in dem Resequenzierungspuffer 92 im Schritt 162 gespeichert und L_V (R) wird auf L_SEQ im Schritt 164 gesetzt. Im Schritt 166 sendet das Empfangssystem eine oder mehrere NAK-Nachrichten, wobei es eine erneute Sendung von allen nicht empfangenen Rahmen inklusive von L_V (N) bis (L_V (R) – 1) MOD 4096 anfordert. Das Empfangssystem kehrt dann von der Erstsendungsverarbeitung im Schritt 176 zurück.
Wenn im Schritt 160 bestimmt wird, dass L_SEQ gleich L_V (R) ist, wurde der Rahmen in der richtigen Reihenfolge empfangen, was bewirkt, dass im Schritt 170 bestimmt wird, ob L_V (N) gleich L_V (R) ist, was anzeigt, dass keine negativ-bestätigten Rahmen ausstehen. Wenn L_V (N) gleich L_V (R) ist, werden L_N(N) und L_V (R) inkrementiert MOD 4096 und zwar im Schritt 172. Der Datenrahmen wird zum Protokoll der höheren Schicht im Schritt 174 geliefert und der Empfänger 52 kehrt von der Erstsendungsverarbeitung im Schritt 176 zurück.
Wenn im Schritt 160 bestimmt wird, dass L_V (N) nicht gleich L_V (R) ist, und dass daher negativ-bestätigte Rahmen ausstehen, wird L_V (R) im Schritt 178 inkrementiert MOD 4096 und im Schritt 180 wird der Rahmen im Resequen zierungspuffer 92 gespeichert. Der Empfänger 52 kehrt dann von der Erstrahmen-Sendungsverarbeitung im Schritt 176 zurück.
In 6 veranschaulicht ein Flussdiagramm den Betrieb des Empfänger 52 während des Schrittes 116, wenn ein erneut gesendeter Rahmen gemäß einem Ausführungsbeispiel empfangen wird. Die Verarbeitung des erneut gesendeten Rahmens beginnt im Schritt 200, und im Schritt 202 wird das SEQ-Feld in dem empfangenen Rahmen als der Schlüssel verwendet, um ein L_SEQ nachzuschauen, welches mit dem SEQ in der NAK-Liste 94 assoziiert ist (siehe 2). Im Schritt 204 wird bestimmt, ob L_SEQ kleiner als L_V (N) ist, oder ob der Rahmen schon in dem Resequenzierungspuffer 92 gespeichert worden ist. Wenn dies so ist, wird der Rahmen im Schritt 206 verworfen, und der Empfänger 52 kehrt von der Wiedersendungsverarbeitung im Schritt 208 zurück. Wenn L_SEQ nicht kleiner als L_V (N) ist und der Rahmen nicht in dem Resequenzierungspuffer 92 gespeichert worden ist, wird im Schritt 210 weiter bestimmt, ob L_SEQ größer oder gleich L_V (N) ist und kleiner als L_V (R) und ob der Rahmen nicht in dem Resequenzierungspuffer gespeichert worden ist. Wenn dies so ist, wird der Rahmen in dem Resequenzierungspuffer 92 im Schritt 212 gespeichert, bevor der Schritt 214 ausgeführt wird. Anderenfalls wird der Schritt 214 ausgeführt.
Im Schritt 214 wird bestimmt ob L_SEQ gleich L_V (N) ist, und falls nicht, wird der Rahmen im Schritt 216 verworfen, weil der neu gesendete Rahmen eine Sequenzzahl hat, die höher ist als der nächste neue erwartete Rahmen, und daher ist ein Fehler aufgetreten. Sobald der Rahmen verworfen wurde, kehrt der Empfänger 52 zurück von der Wieder-Übertragungs-Verarbeitung des erneut gesendeten Rahmens im Schritt 208.
Wenn L_SEQ gleich L_V (N) ist, werden die Daten in allen aneinander liegenden Rahmen, die durch das Hinzufügen des erneut gesendeten Rahmens gebildet werden, der von L_V (N) aufwärts verarbeitet wird, zur nächst höheren Verarbeitungsschicht im Schritt 218 geliefert, und die gelieferten Rahmen werden aus dem Resequenzierungspuffer 92 im Schritt 220 entfernt. Im Schritt 222 wird L_V (N) auf LAST+1 gesetzt, wobei LAST die lange Sequenzzahl L_SEQ des letzten Rahmens ist, der zu der höheren Schicht im Schritt 218 geliefert wird. Im Schritt 224 wird der Rahmen aus der NAK-Liste entfernt und der Empfänger 52 kehrt von der Verarbeitung des erneut gesendeten Rahmens im Schritt 226 zurück.
In 7 veranschaulicht ein Nachrichtendiagramm die Nachrichten, die während einer beispielhaften Kommunikation gesendet wurden, die gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgeführt wurde. Der Sender 50 ist links gezeigt und der Empfänger 52 ist rechts gezeigt. Der Sender 50 unterhält den Index L_V (S), und die Rahmen werden mit dem Wert V(S) im Sequenzfeld gesendet, wobei V(S) die acht niedrigstwertigsten Bits von L_V (S) sind. Beim Empfänger 52 wird die NAK-Liste nach jeder Sendung gezeigt. Alle Zahlen sind hexadezimal gezeigt.
Der erste Rahmen 230 wird übertragen, wenn der Index L_V (S) gleich 0x2FE ist und daher bei einer SEQ-Zahl von OxFE. Nach der Übertragung des Rahmens 230 wird der Index L_V (S) auf 0x2FF inkrementiert, und der Rahmen 232 wird mit einer SEQ-Zahl von 0xFF gesendet. Beide Rahmen 230 und 232 werden erfolgreich vom Empfänger 52 empfangen, was bewirkt, dass der Index L_V (R) zweimal von 0x2FE auf 0x300 inkrementiert wird.
Der Rahmen 243 wird von einer SEQ-Zahl von 0x00 gesendet und wird nicht erfolgreich vom Empfänger 52 empfangen. L_V (S) wird dann auf 0x301 inkrementiert und der Rahmen 236 wird mit einer SEQ-Zahl von 0x01 gesendet, und wird erfolgreich vom Empfänger 52 empfangen.
Beim Empfang des Rahmens 236 detektiert der Empfänger 52 die Sequenzzahl außerhalb der Reihenfolge, weil der Rahmen 234 nicht empfangen wurde. Als Antwort erzeugt der Empfänger 52 eine NAK-Nachricht 240, die den vollen Zwölf-Bit-Index L_V (R) für den nicht empfangenen Rahmen 0x300 enthält. Zusätzlich aktualisiert der Empfänger 52 die NAK-Liste 94, um anzuzeigen, dass eine NAK 83 für einen Rahmen gesendet worden ist, und zwar mit einer SEQ-Zahl 0x00 und einer L_SEQ-Zahl 0x300. Auch startet der Empfänger 52 einen NAK-Timer, der die Zeit verfolgt, die seit der Übertragung der NAK-Nachricht 240 vergangen ist.
Während der Sendung der NAK-Nachricht 240 sendet der Sender 50 einen anderen Rahmen 238 mit einer SEQ-Zahl von 0x02, der erfolgreich vom Empfänger 52 empfangen wird. Auf den Empfang der NAK-Nachricht 240 hin erzeugt der Sender 50 einen erneut gesendeten Rahmen 242 mit der SEQ-Zahl 0x00 und wobei das Wiederübertragungs-Flag 74 (siehe 2) auf Eins gesetzt wird. Auf den Empfang des erneut gesendeten Rahmens 242 detektiert der Empfänger 52 das Wiederübertragungsbit und passt die SEQ-Zahl an die SEQ-Zahl in der NAK-Liste 94 an. Sobald die Anpassung ausgeführt wurde, wird der erneut gesendete Rahmen 242 in dem Resequenzierungspuffer 92 angeordnet (siehe 2) und der Eintrag in der NAK-Liste 94 wird entfernt. Die Rahmen 244 und 246 werden dann in normaler Weise gesendet und empfangen.
In 8 veranschaulicht ein Nachrichtendiagram weiter den Betrieb des Senders 50 und des Empfängers 52 während einer Übertragung, bei der die Sequenzzahl sich "wrap around" bzw. wiederholt wenn sie gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgeführt wird. Die Rahmen 240a und 240b werden mit SEQ-Zahlen 0xFE (alle Zahlen sind hexadezimal) bzw. 0xFF gesendet, was Werten von 0x2FE und 0x2FF für den Index L_V (S) entspricht und sie werden erfolgreich vom Empfänger 52 empfangen, was bewirkt, dass L_V (R) von 0x2FE auf 0x300 inkrementiert wird.
Der Rahmen 240c weist eine SEQ-Zahl 0x00 auf, wird jedoch nicht erfolgreich vom Empfänger 52 empfangen. Der Rahmen 240d weist die SEQ-Zahl 0x01 auf und wird ordnungsgemäß vom Empfänger 52 empfangen. Beim Empfang des Rahmens 240d detektiert der Empfänger 52, dass die SEQ-Zahl größer als die acht niedrigstwertigsten Bits von L_V (R) sind, und daher dass ein Rahmen außerhalb der Reihenfolge empfangen worden ist. Darauf ansprechend aktualisiert der Empfänger 52 L_V (R) auf 0x302, was dem nächsten erwarteten Rahmen entspricht, und setzt die SEQ-Zahl des nicht empfangenen Rahmens in die NAK-Liste 94. Zusätzlich sendet der Empfänger 52 NAK 241, was die vollständige L_SEQ-Zahl 0x300 des Rahmens enthält, der nicht empfangen worden ist, und was einen Timer initialisiert, der die Zeitdauer verfolgt, die seit der Sendung des NAK 241 vergangen ist. Wie in 8 gezeigt, wird das NAK 241 nicht erfolgreich vom Sender 50 empfangen.
Der Sender 50 fährt fort, Rahmen zu übertragen, wie gezeigt, was die Rahmen 240e–240j mit einschließt, die alle erfolgreich vom Empfänger 52 empfangen wurden. Während der Sendung der Rahmen 240e–240j verändert sich Index L_V (S) von 0x302 auf 0x400 was einen Wrap-Around bzw. eine Wiederholung in den acht niedrigstwertigsten Bits verursacht, und damit in der SEQ-Zahl, die in den Rahmen enthalten ist.
Der Rahmen 240k wird mit der SEQ-Zahl 0x01 gesendet und wird nicht erfolgreich vom Empfänger 52 empfangen. Der Rahmen 2401 wird mit der SEQ-Zahl 0x02 gesendet und wird erfolgreich vom Empfänger 52 empfangen. Auf den Empfang des Rahmens 2401 hin detektiert der Empfänger 52 eine Sendung außerhalb der Reihenfolge und antwortet durch Senden einer NAK 243, die den Sequenzwert 0x401 enthält, und durch Hinzufügen der Sequenzzahl 0x401 zur NAK-Liste 94. Zusätzlich läuft zu diesem Zeitpunkt der Timer für die NAK 241 aus, was bewirkt, dass eine zweite NAK 245 einen Sequenzwert 0x300 enthält, der an den Sender 50 zu senden ist. Somit wird eine zweite NAK für den Rahmen 240c übertragen. Zusätzlich setzt der Empfänger 52 L_V (R) auf die nächste erwartete Sequenzzahl 0x403. Es sei bemerkt, dass die in den NAKs 243 und 245 gesendeten Sequenzzahlen in einer einzigen NAK-Nachricht gesendet werden könnten.
Der Sender 50 spricht auf die NAKs 243 und 245 an durch Senden des erneut gesendeten Rahmens 242a, der die Daten vom Rahmen 240k enthält, und durch Senden des erneut gesendeten Rahmens 242b, der die Daten vom Rahmen 240c enthält. Bei Empfang des erneut gesendeten Rahmens 242a identifiziert der Empfänger 52 den Rahmen als einen erneut gesendeten Rahmen, basierend auf dem Status des Wiederübertragungs-Flags 74 (siehe 2). Sobald der Rahmen als ein erneut gesendeter Rahmen identifiziert wird, führt der Empfänger 52 einen Nachschauvorgang in der NAK-Liste 94 unter Verwendung der SEQ-Zahl aus, und bestimmt, welcher Rahmen erneut gesendet wurde. Der erneut gesendete Rahmen 242a wird dann an die entsprechende Stelle innerhalb des Resequenzierungspuffers 92 gesetzt (siehe 2) und der entsprechende Eintrag wird aus der NAK-Liste 94 entfernt.
Bei Empfang des erneut gesendeten Rahmens 242b identifiziert der Empfänger 52 auch die Art des Rahmens und führt einen Nachschauvorgang innerhalb der NAK-Liste 94 aus. Wenn die Identität des Rahmens bestimmt wird, wird er in dem Resequenzierungspuffer 92 angeordnet (siehe 2) und der entsprechende Eintrag wird aus der NAK-Liste 94 entfernt. Der Sender 50 sendet dann den Rahmen 240m mit der Sequenznummer 0x03, der erfolgreich vom Empfänger 52 empfangen wird. An diesem Punkt ist die NAK-Liste 94 leer.
Wie aus der in 8 gezeigten Sendung offensichtlich sein sollte, gestattet das Markieren der Rahmen entweder als "neu" oder als "erneut gesendet", dass der Empfänger 52 ordnungsgemäß sowohl neue als auch erneut gesendete Rahmen verarbeitet, die die gleichen SEQ-Zahlen haben, auch wenn ein Wrap-Around der Sequenzzahl während des erneuten Sendens auftritt. Dies ist möglich, weil ein erneut gesendeter Rahmen mit der gleichen SEQ-Zahl wie ein neu gesendeter Rahmen durch das Wiederübertragungs-Flag unterschieden werden kann. Somit kann eine größere Anzahl von Rahmen unter Verwendung der Acht-Bit-Sequenzzahl verarbeitet werden, was wesentlich höhere Datenraten unterstützt, während im Wesentlichen eine Kompatibilität mit schon existierenden Standards beibehalten wird.
In 9 veranschaulicht ein Flussdiagramm den Betrieb des Empfängers 52 bei der Erkennung und Verarbeitung von verzögerten Rahmen gemäß einem Ausführungsbeispiel. Ein verzögerter Rahmen kann als ein RLP-Rahmen definiert werden, der zur gleichen Zeit auf der drahtlosen Schnittstelle mit einer Gruppe oder einem Bündel von anderen RLP-Rahmen gesendet wird, jedoch eine beträchtlich andere Verzögerung erfahren hat (beispielsweise aufgrund einer anderen Pfadlänge) und zwar auf seinem Weg zum Empfänger 52. Gemäß dem IS-707-A-Standard und RLP, einem bekannten Protokoll zur erneuten Sendung von Datenrahmen, werden Rahmen über die Luftschnittstelle in Intervallen von zwanzig Millisekunden (ms) gesendet. Wenn der Unterschied bei der Verzögerung größer als zwanzig Millisekunden ist, wird der verzögerte Rahmen in einem der folgenden Zwanzig-ms-Verarbeitungsintervalle aufgenommen werden, die in IS-707-A identifiziert sind. Wenn er nicht als ein verzögerter Rahmen detektiert wird, kann ein verzögerter RLP-Rahmen einen RLP-Reset verursachen.
Die Gleichung (1), die oben in Verbindung mit den 4–6 beschrieben wurde, stellt ein Verfahren zum Abbilden der Acht-Bit-SEQ-Zahl (die als ein Rahmen-Header über die Luftschnittstelle gesendet wird) auf eine Zwölf-Bit-L SEQ-Zahl beim Empfänger 52 dar, um die Rahmensequenz zu verfolgen. Wenn beispielsweise die Rahmen 1, 2 und 4 eines Vier-Rahmen-Bündels innerhalb des gleichen Zwanzig-ms-Zeitintervalls empfangen werden, jedoch der Rahmen 3 verzögert ist und in dem folgenden Zwanzig-ms-Zeitintervall empfangen wird, ergibt die Gleichung (1) den folgenden Wert für L_SEQ: L_SEQ = {L_V (R) + [256 + SEQ – V(R)] MOD 256} MOD 4096 = {5 + [256 + 3 – 5] MOD 256} MOD 4096 = 5 + 254,was anzeigt, dass 254 Rahmen fehlen. Genau gesagt ist dies nicht die korrekte Interpretation, weil es unmöglich ist, 254 Rahmen in einem Zwanzig-ms-Zeitintervall zu verpassen. In dem in 9 abgebildeten Ausführungsbeispiel kategorisiert ein RLP-Algorithmus vorteilhafterweise einen solchen Rahmen als einen verzögerten Rahmen beim Empfänger 52.
In dem Ausführungsbeispiel der 9 bezeichnet der Wert D die maximale Differenz bei der Ankunftszeit für RLP-Rahmen, die in dem gleichen Zwanzig-ms-Zeitintervall auf der Luftschnittstelle gesendet werden. D wird in Einheiten von Zwanzig-ms-Zeitintervallen ausgedrückt und ist typischerweise Null, Eins oder Zwei. Die Zahl V(R)_T-D bezeichnet den Wert V(R) zum Zeitpunkt D × 20 ms zuvor. Der Wert N_max bezeichnet die maximale Anzahl von Rahmen, die in einem Zwanzig-ms-Zeitintervall gesendet werden kann. N_max kann in einem speziellen Ausführungsbeispiel Acht sein. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann N_max Vier sein.
Im Schritt 300 wird ein Rahmen beim Empfänger 52 empfangen. Der Algorithmus geht dann weiter zum Schritt 302 und bestimmt, ob der Rahmen ein neuer Rahmen ist. Wenn der Rahmen ein neuer Rahmen ist, geht der Algorithmus weiter zum Schritt 304. Wenn der Rahmen nicht ein neuer Rahmen ist, geht der Algorithmus weiter zum Schritt 306, um den Rahmen als einen erneut gesendeten Rahmen zu verarbeiten. Im Schritt 306 verarbeitet der Algorithmus den Rahmen als einen erneut gesendeten Rahmen über eine Tabelle, wie oben beschrieben. Der Algorithmus kehrt dann zurück zum Schritt 300 und empfängt den nächsten Rahmen.
Im Schritt 304 bestimmt der Algorithmus, ob L_V (R) innerhalb der letzten D × 20 ms aktualisiert worden ist. L_V (R) ist der Zwölf-Bit-Wert von V(R), was auf den nächsten Rahmen zeigt, den der RLP-Algorithmus erwartet, in dem Empfangspuffer zu empfangen. Wenn L_V (R) nicht in den letzten D × 20 ms aktualisiert worden ist, wird die Gleichung (1) nicht eine unmöglich große Anzahl von fehlenden Rahmen ergeben, somit geht der Algorithmus weiter zum Schritt 306, wobei er den Rahmen als einen erneut gesendeten Rahmen verarbeitet. Wenn L_V (R) innerhalb der letzten D × 20 ms aktualisiert worden ist, gibt es eine Möglichkeit, dass der neue Rahmen ein verzögerter Rahmen ist, und der Algorithmus geht weiter zum Schritt 308.
Im Schritt 308 beginnt der Algorithmus eine Verarbeitung des neuen Rahmens durch Berechnung des Wertes H = (256 + SEQ – V(R)_T-D) MOD 256. Der Algorithmus geht dann weiter zum Schritt 310. Im Schritt 310 bestimmt der Algorithmus, ob H größer als N_max × D ist. Wenn H größer als N_max × D ist, detektiert der Algorithmus den Rahmen als einen verzögerten Rahmen und geht voran zum Schritt 306, wobei er vorteilhafter Weise den detektierten verzögerten Rahmen als einen erneut gesendeten Rahmen verarbeitet. Der Fachmann würde verstehen, dass weil L_SEQ gleich [L_V (R) + H] MOD 4096 ist (siehe Gleichung (1)), die Überprüfung ob H größer als der Schwellenwert N_max × D ist (was die maximale Anzahl von Rahmen darstellt, die fehlen könnten) einfach auf Vergleichen von L_SEQ mit einem Schwellenwert hinausläuft. Wenn herausgefunden wird, dass L_SEQ den Schwellenwert überschreitet, wird ein verzögerter Rahmen detektiert und entsprechend verarbeitet. Der Fachmann würde genauso erkennen, dass in einem alternativen Ausführungsbeispiel, welches nicht RLP-Rahmen einsetzt, der verzögerte Rahmen nicht notwendigerweise als ein erneut gesendeter Rahmen verarbeitet werden müsste, sondern stattdessen in anderer Weise verarbeitet werden würde. Wenn H nicht größer als N_max × D ist, geht der Algorithmus weiter zum Schritt 312 und verarbeitet den Rahmen als einen neuen Rahmen über die Gleichung (1), wie oben beschrieben. Der Algorithmus kehrt dann zurück zum Schritt 300 und empfängt den nächsten Rahmen.
In einem Ausführungsbeispiel, wie in 10 veranschaulicht, kann ein Schieberegister 400 im Empfänger 52 (siehe 2) vorteilhafterweise verwendet werden, um den Wert von V(R)_T-D zu verfolgen. Das Schieberegister 400 muss D+1 Stufen haben (d.h. das Schieberegister 400 muss eine Anzahl von Bits haben, die gleich (D+1) multipliziert mit der Bitlänge von V(R) ist). Der Bitwert V(R) wird in das Schieberegister 400 gesetzt, und, wie gezeigt, wird das Schieberegister 400 alle zwanzig ms verschoben, um V(R)_T-D zu aktualisieren. Wenn L_V (R) (oder äquivalent V(R)) nicht innerhalb des letzten Zwanzig-ms-Zeitintervalls aktualisiert worden ist, wird ein spezieller Wert, der vorbestimmt ist, um ein "Null"-Symbol zu bezeichnen, vorteilhafter Weise in dem Schieberegister 400 angeordnet, um darzustellen, dass keine Veränderung stattgefunden hat.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele wurden daher gezeigt und beschrieben. Es wird dem Fachmann jedoch offensichtlich sein, dass verschiedene Änderungen an den Ausführungsbeispielen vorgenommen werden können.

Claims

Ein Verfahren zum Detektieren von verzögerten Rahmen in einer Transportfunktion, wobei eine Vielzahl von Rahmen (70) von einem Sender (50) zu einem Empfänger (52) gesendet werden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Vergleichen, für einen empfangenen Rahmen, einer Rahmensequenzierungszählerzahl mit einem vorbestimmten Schwellenwert, wobei die Rahmensequenzierungszählerzahl von einem Header bzw. Kopfteil (72) des empfangenen Rahmens (70) hergeleitet wird; und Detektieren des empfangenen Rahmens (70) als ein verzögerter Rahmen, wenn die Rahmensequenzierungszählerzahl den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin den Schritt des Verarbeitens (306) eines detektierten, verzögerten Rahmens als ein erneut gesendeter Rahmen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl der Rahmen als Bündel von Rahmen gesendet wird, wobei jedes Bündel eine gleiche Anzahl von Rahmen enthält, wobei die Rahmen innerhalb eines jeden Bündels gleichzeitig gesendet werden und wobei der vergleichende Schritt Folgendes aufweist: Vergleichen der Rahmensequenzierungszählerzahl mit einem Schwellenwert proportional zu dem Produkt der Zahl der Rahmen innerhalb eines Bündels (Nmax) und der minimalen Verzögerungszeit in Zeitinkrementen (D) der Rahmenlänge zwischen Rahmen, die in einem Bündel gesendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Transportfunktion ein Radiolink- bzw. Funkverbindungsprotokoll-Interface ist.
Eine Vorrichtung zum Detektieren eines verzögerten Rahmens in einer Transportfunktion, wobei eine Vielzahl von Rahmen (70) von einem Sender (50) zu einem Empfänger (52) gesendet wird, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: Mittel zum Vergleichen, für einen empfangenen Rahmen (70), einer Rahmensequenzierungszählerzahl mit einem vorbestimmten Schwellenwert, wobei die Rahmensequenzierungszählerzahl von einem Header (72) des empfangenen Rahmens (70) hergeleitet wird; und Mittel zum Detektieren des empfangenen Rahmens (70) als ein verzögerter Rahmen, wenn die Rahmensequenzierungszählerzahl den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
Vorrichtung nach Anspruch 5, die weiterhin Mittel aufweist zum Verarbeiten eines detektierten verzögerten Rahmens als ein erneut gesendeter Rahmen.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Vielzahl von Rahmen (70) in Bündeln von Rahmen gesendet wird, wobei jedes Bündel eine gleiche Anzahl von Rahmen enthält, wobei die Rahmen innerhalb eines jeden Bündels gleichzeitig gesendet werden, und wobei die Mittel zum Vergleichen Folgendes aufweisen: Mittel zum Vergleichen der Rahmensequenzierungszählerzahl mit einem Schwellenwert proportional zu dem Produkt der Anzahl von Rahmen innerhalb eines Bündels (Nmax) und der maximal Verzögerungszeit in Zeitinkrementen (D) der Rahmenlänge zwischen Rahmen, die in einem Bündel gesendet werden.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Transportfunktion ein Radiolinkprotokoll-Interface ist.
Ein Datenübertragungssystem, das Folgendes aufweist: einen Sender (50); einen Empfänger (52), der an den Sender (50) über ein Interface gekoppelt ist, und zwar zum Empfangen von Datenrahmen (70) von dem Sender (50); und eine Protokollverarbeitungskomponente, die in dem Empfänger (52) aufgenommen ist zum Vergleichen einer Rahmersequenzierungszählerzahl mit einem vorbestimmten Schwellenwert, wobei die Rahmensequenzierungszählerzahl vom Header bzw. Kopfteil (72) der Datenrahmen (70) hergeleitet wird, wobei die Protokollverarbeitungskomponente einen verzögerten Datenrahmen detektiert, wenn die Rahmensequenzierungszählerzahl für den Rahmen (70) den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
Datenübertragungssystem nach Anspruch 9, wobei die Datenrahmen (70) in Gruppen mit gleicher Anzahl von Rahmen gesendet werden, wobei die Rahmen innerhalb einer jeden Gruppe gleichzeitig gesendet werden, und wobei der vorbestimmte Schwellenwert einen Wert aufweist, der proportionalen ist zu dem Produkt der Anzahl von Rahmen (Nmax) innerhalb einer Gruppe und der maximalen Verzögerungszeit in Zeitinkrementen (D) der Rahmenlänge zwischen Rahmen, die in einer Gruppe gesendet werden.
Datenübertragungssystem nach Anspruch 9, wobei die Protokollverarbeitungskomponente zum Verarbeiten von verzögerten Rahmen als erneut gesendete Rahmen dient.