TWI382709B - 無線通訊系統之傳送封包之方法及裝置 - Google Patents

Description

無線通訊系統之傳送封包之方法及裝置

本發明係相關於一種無線通訊之方法及裝置，尤指一種可實現無線通訊系統之自動重發請求之選擇性重發機制之方法及裝置。

在無線通訊系統中，當通訊環境不良時，通常在通訊頻道上傳輸的封包會發生錯誤。無線通訊的頻道會受到包括雜訊、快速變化通訊頻道、多重路徑衰減或相鄰頻道干擾等因素造成傳輸封包的錯誤。在包括無線通訊的許多通訊系統中，大部分會使用重新傳輸的技術來增加資料傳輸的可靠性。自動重發請求(Automatic Repeat Request,ARQ)是一種在無線通訊系統中常用的重新傳輸的技術，用來確保由一發送端到一接收端之協定資料單元(PDUs)之可靠的傳輸。通常自動重發請求會在傳輸的過程中使用錯誤偵測碼，該錯誤偵測碼可使該接收端決定一協定資料單元是否正確地被接收。自動重發請求亦採用一種回饋機制，使該接收端用來通知該發送端該協定資料單元是否已被正確地接收。然後該發送端可根據由該接收端提供的回饋結果來決定是否需要重新傳送該協定資料單元。主要的自動重發請求有三種類型：停止並等候(stop－and－wait)、回溯到N(go－back－N)及選擇性重發(selective repeat)。

在停止並等候機制中，該發送端傳輸一封包至該接收端，並啟動一計時器，接著等候該接收端之回覆訊號(acknowledge,ACK)。若該封包正確地被接收，則該接收端傳輸一正回覆訊號給該發送端表示已正確地接收該封包，接著該發送端傳輸下一個封包。若該計時器終止，則該發送端也會重新傳輸該封包，並重新啟動該計時器，然後等候該接收端之回應。停止並等候機制相當的簡單但非常的沒有效率，因為在每次傳輸一個封包之後必須花費很多的時間在等候該接收端之回應上。

在回溯到N機制中，該發送端連續地傳輸封包給該接收端，直到該發送端接收到一封包的負回覆訊號，表示該接收端未正確地接收該封包。根據接收的負回覆訊號，該發送端將重新傳輸該封包及在該封包之後所發送的所有封包。回溯到N機制較停止並等候機制有效率的多，當傳輸錯誤率不高時，傳輸延遲就會很小。最主要造成回溯到N機制沒效率的原因在於需要重新傳輸太多已被正確地接收的封包。

在選擇性重發機制中，該發送端連續地傳輸封包給該接收端，直到該發送端接收到一封包的負回覆訊號，表示該接收端未正確地接收該封包。根據接收的負回覆訊號，該發送端僅需要重新傳輸該接收端未正確地接收的封包。選擇性重發機制是最有效率的，不過卻會打亂了封包傳輸的次序，因此該接收端必須要有相對應的處理方式。

綜上所述，在三種自動重發請求機制中，停止並等候機制最簡單但最沒有效率，回溯到N機制較停止並等候機制有效率，不過回溯到N機制仍是循序傳輸封包，如果要再提升封包傳輸的效率，就必須採用選擇性重發機制。因此，需要研發無線通訊系統裝置以實現自動重發請求之選擇性重發的機制。

因此，本發明之一目的在於提供一種無線通訊方法及裝置，以解決上述之問題。

本發明係提供一種無線通訊裝置，包含一封包記憶體；一第一介面，耦接於該封包記憶體，用來接收一封包及將該封包儲存於該封包記憶體；一移位暫存器組，耦接於該第一介面，用來儲存該封包記憶體儲存該封包之位置；及一第二介面，耦接於該封包記憶體及該移位暫存器組，用來存取該移位暫存器組，以根據該移位暫存器組所儲存之封包之位置讀取及發送儲存於該封包記憶體之封包。

本發明另提供一種無線通訊系統之傳送封包之方法，包含接收複數個封包；將該複數個封包儲存於一封包記憶體；根據接收該複數個封包之次序，儲存該封包記憶體儲存該複數個封包之位置；根據該複數個封包之位置，讀取及發送儲存於該封包記憶體 之該複數個封包；及根據接收該複數個封包之回覆訊號，移除已確認接收之封包之位置。

請參考第1圖，第1圖為本發明無線通訊裝置20之示意圖，該無線通訊裝置例如一個收發器(Transceiver)。無線通訊裝置20包含一第一介面22、一封包記憶體24、一移位暫存器組26及一第二介面28。第一介面22包含一直接記憶體存取(Direct Memory Access,DMA)介面，第二介面28包含一媒體存取控制(Medium Access Control,MAC)或一實體層(Physical layer,PHY)。第一介面22接收由一主機傳來的封包後，將該封包儲存於封包記憶體24，而該封包儲存於封包記憶體24的位置(地址或指標)則儲存於移位暫存器組26。移位暫存器組26包含複數個移位暫存器，每個封包的位置皆由第一個移位暫存器存入移位暫存器組中，每個移位暫存器係根據有效位元來傳送位置資料。當移位暫存器的有效位元設定為「0」時，表示該移位暫存器可儲存一位置資料，當移位暫存器儲存該位置資料時，該移位暫存器的有效位元會被設定為「1」。當該移位暫存器的下一個移位暫存器的有效位元為「0」時，該移位暫存器所儲存的位置資料會傳送到下一個移位暫存器中，而該移位暫存器的有效位元會被設定為「0」。第二介面28可從最後一個移位暫存器往第一個移位暫存器的方向(與移位暫存器傳送位置資料的方向相反)檢查移位暫存器的有效位元，而當檢查到移位暫存器的有效位元為「0」時就會停止檢查。第二介面 28根據檢查到移位暫存器的有效位元為「1」所儲存的位置資料讀取儲存於封包記憶體24中的封包，並且依序將封包發送到一接收器。在本實施例中，移位暫存器組26包含一第一移位暫存器261至一第八移位暫存器268，每個移位暫存器可儲存一筆位置資料，因此移位暫存器組26可儲存八筆位置資料。

請參考第2圖至第5圖，第2圖至第5圖說明第1圖之無線通訊裝置20發送封包之一實施例。第一移位暫存器261至第八移位暫存器268的有效位元在初始狀態時皆被設定為「0」，如第1圖所示。當第一介面22接收到一第一封包pkt1時，第一介面22將第一封包pkt1儲存於封包記憶體24，並將第一封包pkt1的位置資料儲存於第一移位暫存器261，所以第一移位暫存器261的有效位元會被設定為「1」。由於此時第二移位暫存器262的有效位元為「0」，所以儲存於第一移位暫存器261之第一封包pkt1的位置資料會傳送到第二移位暫存器262，則第二移位暫存器262的有效位元被設定為「1」，第一移位暫存器261的有效位元被設定為「0」。接著，第一介面22接收到一第二封包pkt2，同樣地，第一介面22將第二封包pkt2儲存於封包記憶體24，並將第二封包pkt2的位置資料儲存於第一移位暫存器261。此時，由於第三移位暫存器263的有效位元為「0」，所以儲存於第二移位暫存器262之第一封包pkt1的位置資料會傳送到第三移位暫存器263，則第二移位暫存器262的有效位元再次被設定為「0」，所以儲存於第一移位暫存器261之第二封包pkt2的位置資料也會傳送到第二移位暫存器262， 因此第一移位暫存器261的有效位元再次被設定為「0」。根據上述的方式，第一介面22繼續接收第三封包pkt3、第四封包pkt4及第五封包pkt5，則第一封包pkt1至第五封包pkt5的位置資料儲存於移位暫存器組26之狀態將如第2圖所示。

如第3圖所示，第一封包pkt1至第五封包pkt5的位置資料在移位暫存器組26中向第八移位暫存器268傳送，最後第一封包pkt1會被傳送到第八移位暫存器268，則第八移位暫存器268的有效位元被設定為「1」。接著，第二介面28從第八移位暫存器268往第一移位暫存器261的方向檢查每一移位暫存器的有效位元，而當檢查到移位暫存器的有效位元為「0」時就會停止檢查。在本實施例中，當第二介面28檢查移位暫存器的有效位元時，第五封包pkt5尚未傳送到第四移位暫存器264中，此時第四移位暫存器264的有效位元為「0」，所以第二介面28檢查到第四移位暫存器264就會停止。因此，第二介面28根據第八暫存器268至第五暫存器265所儲存的位置資料讀取儲存於封包記憶體24中的第一封包pkt1至第四封包pkt4，並且依序將第一封包pkt1至第四封包pkt4發送到該接收器。

該接收器在正確地接收到無線通訊裝置20發送的封包後，會發送該封包的回覆訊號(acknowledge,ACK)給無線通訊裝置20。當無線通訊裝置20接收到該封包的回覆訊號後，儲存該封包的位置資料的移位暫存器的有效位元會被設定為「0」。如第4圖所示， 無線通訊裝置20在發送第一封包pkt1至第四封包pkt4後，只接收到第一封包pkt1及第三封包pkt3的回覆訊號(ACK1,3)，所以儲存第一封包pkt1的第八移位暫存器268的有效位元及儲存第三封包pkt3的第六移位暫存器266的有效位元會被設定為「0」。此外，無線通訊裝置20在等待該接收器的回覆訊號的同時，無線通訊裝置20繼續接收由該主機傳來的第六封包pkt6，由第一介面22將第六封包pkt6儲存於封包記憶體24，並將第六封包pkt6的位置資料儲存於第一移位暫存器261。

在第4圖中，若儲存封包的位置資料之移位暫存器的下一個移位暫存器的有效位元為「0」，則該封包的位置資料會被傳送到下一個移位暫存器。例如第八移位暫存器268的有效位元為「0」，所以儲存於第七移位暫存器267之第二封包pkt2的位置資料會傳送到第八移位暫存器268，之後第七移位暫存器267的有效位元會被設定為「0」。因此，儲存於第五移位暫存器265之第四封包pkt4的位置資料及儲存於第四移位暫存器264之第五封包pkt5的位置資料也會分別被傳送到第七移位暫存器267及第六移位暫存器266，而儲存於第一移位暫存器261之第六封包pkt6的位置資料最後會被傳送到五移位暫存器265，如第5圖所示。接著，第二介面28再次從第八移位暫存器268開始檢查每一移位暫存器的有效位元直到檢查到移位暫存器的有效位元為「0」時停止。根據第八暫存器268至第五暫存器265所儲存的位置資料，第二介面28可讀取儲存於封包記憶體24中的第二、第四、第五及第六封包(pkt2, 4,5,6)，並且依序將第二、第四、第五及第六封包(pkt2,4,5,6)發送到該接收器。

綜上所述，本發明無線通訊系統之無線通訊裝置包含一第一介面、一封包記憶體、一移位暫存器組及一第二介面。第一介面接收由一主機傳來的封包後，將該封包儲存於封包記憶體，而該封包儲存於封包記憶體的位置則儲存於移位暫存器組。移位暫存器組包含複數個移位暫存器，可儲存複數個位置，每個位置皆由第一個移位暫存器存入移位暫存器組中，並往最後一個移位暫存器的方向移位。第二介面發送封包時由最後一個移位暫存器向前檢查直到沒有儲存位置的移位暫存器停止，並根據移位暫存器中的位置讀取封包記憶體的封包，發送到一接收器。當無線通訊裝置收到接收器傳來的回覆訊號後，再將確認接收的封包的位置從移位暫存器組中移除。因此，本發明無線通訊系統之無線通訊裝置利用移位暫存器組可有效地實現自動重發請求之選擇性重發機制。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

20‧‧‧無線通訊裝置

22‧‧‧第一介面

24‧‧‧封包記憶體

26‧‧‧移位暫存器組

28‧‧‧第二介面

261－268‧‧‧移位暫存器

第1圖為本發明無線通訊裝置之示意圖。

第2圖至第5圖說明第1圖之無線通訊裝置發送封包之一實施例。

20‧‧‧無線通訊裝置

22‧‧‧第一介面

24‧‧‧封包記憶體

26‧‧‧移位暫存器組

28‧‧‧第二介面

261－268‧‧‧移位暫存器

Claims (11)

1. 一種無線通訊裝置，包含：一封包記憶體；一第一介面，耦接於該封包記憶體，用來接收一封包及將該封包儲存於該封包記憶體；一暫存器組，耦接於該第一介面，用來儲存該封包記憶體儲存該封包之位置，該暫存器組包含複數個串接之暫存器，該複數個暫存器之第一個暫存器耦接於該第一介面，每一暫存器具有一有效位元，用來設定該暫存器之狀態，每一暫存器係用來根據下一個暫存器之有效位元傳輸該封包之位置到下一個暫存器；及一第二介面，耦接於該封包記憶體及該暫存器組之最後一個暫存器，用來存取該暫存器組，以根據該暫存器組所儲存之封包之位置讀取及發送儲存於該封包記憶體之封包。
2. 如請求項1所述之裝置，其中該第一介面係用來根據該第一個暫存器之有效位元將該封包之位置儲存於該第一個暫存器。
3. 如請求項1所述之裝置，其中該第二介面係用來根據接收該封包之一回覆訊號(acknowledge,ACK)設定該暫存器組之有效位元。
4. 如請求項1所述之裝置，其中該第二介面係用來由該最後一個 暫存器開始檢查該暫存器組之有效位元。
5. 如請求項4所述之裝置，其中該第二介面係用來根據檢查該暫存器組之有效位元之結果讀取該暫存器組所儲存之封包之位置。
6. 如請求項1所述之裝置，其中該第一介面包含一直接記憶體存取(Direct Memory Access,DMA)介面。
7. 如請求項1所述之裝置，其中該第二介面包含一媒體存取控制(Medium Access Control,MAC)或一實體層(Physical layer,PHY)。
8. 一種無線通訊系統之傳送封包之方法，包含：接收複數個封包；將該複數個封包儲存於一封包記憶體；根據接收該複數個封包之次序，儲存該封包記憶體儲存該複數個封包之位置於一暫存器組，該暫存器組包含複數個串接之暫存器；根據該複數個封包之位置，讀取及發送儲存於該封包記憶體之該複數個封包；根據接收該複數個封包之回覆訊號，移除已確認接收之封包之位置；及 當儲存複數個封包中封包之位置之暫存器之下一個暫存器沒有儲存封包之位置時，將該複數個封包中該封包之位置傳輸到下一個暫存器。
9. 如請求項8所述之方法，其中根據接收該複數個封包之次序，儲存該封包記憶體儲存該複數個封包之位置於一暫存器組係將該複數個封包依次儲存於該暫存器組之第一個暫存器。
10. 如請求項9所述之方法，其中根據該複數個封包之位置，讀取及發送儲存於該封包記憶體之該複數個封包係由該暫存器組之最後一個暫存器開始檢查連續有儲存封包之位置之暫存器，根據檢查之結果，讀取及發送儲存於該封包記憶體之該複數個封包。
11. 如請求項9所述之方法，其中根據接收該複數個封包之回覆訊號，移除已確認接收之封包之位置係根據接收該複數個封包之回覆訊號，將儲存已確認接收之封包之位置之暫存器設定為沒有儲存封包之位置之暫存器。