DE60035417T2

DE60035417T2 - Reihenfolgezählung von datenpaketen

Info

Publication number: DE60035417T2
Application number: DE60035417T
Authority: DE
Inventors: Nischal San Diego ABROL
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2020-05-27
Also published as: EP1865682A2; BR0010924B1; EP1183846A2; CN1352848A; CN1165146C; AU5447000A; US7123617B1; JP4519382B2; JP2003501865A; HK1044431B; ATE366497T1; KR20020030273A; EP1183846B1; WO2000074259A3; DE60035417D1; WO2000074259A2; HK1044431A1; US6507582B1; KR100714505B1; BR0010924A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
I. Gebiet der Erfindung
Die aktuelle Erfindung bezieht sich auf schnurlose bzw. drahtlose Kommunikationen bzw. Nachrichtenübermittlungen. Spezieller bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein verbessertes Verfahren und System zum zuverlässigen Senden bzw. Übertragen von Daten über einen drahtlosen Kanal während der Überhang bzw. Overhead der in dem Fehlersteuerungsprotokoll inhärent ist, minimiert wird.
II. Beschreibung der verwandten Technik
Die Nutzung von Modulationstechniken mit Codemultiplex-Vielfachzugriff (code division multiple access, CDMA) ist eine von mehreren Techniken zum Ermöglichen von Kommunikationen bei denen eine große Anzahl von Systemnutzern vorhanden ist. Andere Mehrfachzugriffs-Kommunikationssystemtechniken, wie z.B. Zeitmultiplex-Vielfachzugriff (time division multiple access, TDMA), Frequenzmultiplex-Vielfachzugriff (frequency division multiple access, FDMA) und AM-Modulationsschemata, wie z.B. amplitudenkompantiertes Einzelseitenband (amplitude companded single sideband, ACSSB) sind in der Technik bekannt. Diese Techniken sind standardisiert worden um eine Zusammenarbeit zwischen Ausrüstung zu ermöglichen, die von unterschiedlichen Firmen hergestellt wurde. Codemultiplex-Vielfachzugriffs-Kommunikationssysteme sind in den Vereinigten Staaten standardisiert worden im Telecommunications Industry Association TIA/EIA/IS-95-B mit dem Titel „MOBILE STATION-BASE STATION COMPATIBILITY STANDARD FOR DUAL-MODE WIDEBAND SPREAD SPECTRUM CELLULAR SYSTEMS", hier im Folgenden als IS-95 bezeichnet.
IS-95 wurde ursprünglich optimiert zur Übertragung von Sprachrahmen mit variabler Rate. Um Zweiweg-Sprachkommunikationen zu unterstützen und zwar typischerweise in drahtlosen Telefonanwendungen, ist es wünschenswert, dass ein Kommunikationssystem in etwa konstante und minimale Datenverzögerung vorsieht. Aus diesem Grund sind IS-95 Systeme entworfen worden mit leistungsfähigen Vorwärtsfehlerkorrektur-(forward error correction, FEC)Protokollen und Vocodern bzw. Sprachcodierern, die entworfen sind um gemäßigt auf Sprachrahmenfehler anzusprechen. Fehlersteuerungsprotokolle, die Rahmenwiederübertragungsprozeduren erfordern, fügen unakzeptable Verzögerungen der Sprachübertragung hinzu, sind somit nicht in die IS-95 Spezifikation entworfen.
Die Optimierungen, die die allein stehende IS-95 Spezifikation ideal für Sprachanwendungen machen, machen die Nutzung für Paketdatenanwendungen schwierig. Bei vielen Nicht-Sprachanwendungen, wie z.B. der Übertragung von Internetprotokoll (IP)-Daten sind die Verzögerungsanforderungen von dem Kommunikationssystem viel weniger eng als bei Sprachanwendungen. In dem Übertragungssteuerungsprotokoll (Transmission Control Protocol, TCP), dem wahrscheinlich meist verwendeten der Protokolle in einem IP-Netzwerk, sind praktisch unendliche Übertragungsverzögerungen zugelassen, um eine fehlerfreie Übertragung zu garantieren. TCP nutzt Wiederübertragungen bzw. erneute Übertragungen von IP-Datagrammen, wie IP-Pakete üblicherweise genannt werden, um diese Transportzuverlässigkeit vorzusehen.
IP-Datagramme sind für gewöhnlich zu groß um in einen einzelnen IS-95 Rahmen zu passen. Selbst nach dem Teilen eines IP-Diagramms in Segmente, die klein genug sind um in eine Folge von IS-95 Rahmen zu passen, müsste eine gesamte Folge von IS-95 Rahmen ohne Fehler empfangen werden, damit das einzelne IP-Datagramm für TCP nützlich wäre. Die für ein IS-95 System typische Rahmenfehlerrate macht die Wahrscheinlichkeit von fehlerfreiem Empfang von allen Segmenten eines einzelnen Datagramms sehr niedrig.
Wie in IS-95 beschrieben, ermöglichen bzw. aktivieren alternative Dienstoptionen die Übertragung von anderen Arten von Daten anstelle von Sprachrahmen. Der TIA/EIA/IS-707-A mit dem Titel „DATA SERVICE OPTIONS FOR SPREAD SPECTRUM SYSTEMS", im Folgenden als IS-707 bezeichnet, beschreibt Prozeduren, die bei der Übertragung von Paketdaten in einem IS-95 System genutzt werden.
Das Funkverbindungsprotokoll (Radio Link Protocol, RLP) ist beschrieben in dem TIA/EIA/IS-707-A.8, mit dem Titel „DATA SERVICE OPTIONS FOR SPREAD SPECTRUM SYSTEMS: RADIO LINK PROTOCOL TYPE 2", hierin bezeichnet als RLP2. RLP2 beinhaltet ein Fehlersteuerungsprotokoll mit Rahmenwiederübertragungsprozeduren über die IS-Rahmenschicht. RLP ist von einer Klasse von Fehlersteuerungsprotokollen, die bekannt sind als NAK-basierte ARQ-Protokolle, die alle in der Technik wohl bekannt sind. Das IS-707 RLP ermöglicht die Übertragung von einem Bytestrom, und zwar eher als eine Folge von Sprachrahmen, über ein IS-95 Kommunikationssystem.
Mehrere Protokollschichten residieren typischerweise oberhalb der RLP-Schicht. IP-Datagramme, beispielsweise, werden typischerweise in einen Punkt-zu-Punkt-Protokoll (Point-To-Point Protocol, PPP) Bytestrom konvertiert bevor sie als ein Bytestrom der RLP-Protokollschicht präsentiert werden. Da die RLP-Schicht das Protokoll und die Rahmeneinteilung bzw. Rahmung von höheren Protokollschichten ignoriert, wird von dem durch das RLP transportierten Strom von Daten gesagt, dass er ein „merkmalsloser Bytestrom" sei.
RLP wurde ursprünglich entworfen zum Befriedigen der Anforderungen des Sendens großer Rahmen durch einen IS-95 Kanal. Beispielsweise, falls ein IP-Datagramm von 500 Bytes einfach in IS-95 Rahmen gesendet würde, die jeweils 20 Bytes befördern, würde das IP-Datagramm 25 aufeinander folgende IS-95 Rahmen füllen. Ohne irgendeine Art von Fehlersteuerungsschicht müssten alle 25 von diesen Rahmen ohne Fehler empfangen werden, damit das IP-Datagramm für höhere Protokollschichten nützlich wäre. Bei einem IS-95 Kanal, der eine Rahmenfehlerrate von 1% besitzt, wäre die effektive Fehlerrate der IP-Datagrammauslieferung (1 – (0,99)²⁵) oder 22%. Dies ist eine sehr hohe Fehlerrate im Vergleich zu den meisten Netzwerken, die genutzt werden zum Befördern von Internetprotokollverkehr. RLP ist entworfen worden als ein Verbindungsschichtprotokoll, welches die Fehlerrate von IP-Verkehr verringern würde, um mit der typischen Fehlerrate eines 10Base2-Internetkanals vergleichbar zu sein.
Die International Telecommunications Union hat kürzlich aufgefordert zur Einreichung von vorgeschlagenen Verfahren zum Vorsehen von Sprachdiensten mit hoher Datenrate und hoher Qualität über drahtlose Kommunikationskanäle. Ein erster dieser Vorschläge wurde herausgegeben durch die Telecommunications Industry Association mit dem Titel „The cdma2000 ITU-R RTT Candiate Submission" und hierin im Folgenden als cdma2000 bezeichnet. Ein zweiter dieser Vorschläge wurde herausgegeben durch das European Telecommunications Standards Institute (ETSI), mit dem Titel „The ETSI UMTS Terrestrial Radio Access (UTRA) ITU-R RTT Candidate Submission", auch bekannt als „Breitband CDMA" bzw. „wideband CDMA" und hierin im Folgenden bezeichnet als W-CDMA. Ein dritter Vorschlag wurde eingereicht durch U.S. TG 8/1 mit dem Titel „The UWC-136 Candidate Submission", hierin im Folgenden bezeichnet als EDGE. Die Inhalte dieser Einreichungen sind öffentlich und sind auf dem Gebiet der Technik wohlbekannt.
RLP2 ist optimiert zur Nutzung mit IS-95B, bei dem der Ratensatz bzw. Geschwindigkeitssatz, der von der Kanalkapazität abgeleitet wird, und während einem Paketdatenanruf genutzt wird, im Wesentlichen für die Dauer des Anrufs fest bzw. fixiert ist. Basierend auf dieser Annahme von fixierten Ratensätzen ist RLP2 entworfen worden mit der Annahme, dass die erneut gesendeten bzw. wiederübertragenen RLP-Rahmen innerhalb eines Maximums von drei aufeinander folgenden RLP-Segmenten gesendet werden können. Die Wahrscheinlichkeit, dass eines dieser drei Segmente verloren wird, den Verlust von einem wiedergesendeten RLP-Rahmen verursachend, ist durch die Designer von RLP2 als akzeptabel angesehen worden.
Bei cdma2000 jedoch, kann die für einen einzelnen Nutzer verfügbare Kanalkapazität und somit die während einem Paketdatenanruf genutzte ma ximale Datenrate sich umfangreich und schnell ändern. Zum Beispiel, während dem Ablauf eines einzelnen cdma2000-Anrufs kann sich die zusätzliche (supplemental) Kanalkapazität, die durch eine Paketdatendienstoption genutzt wird, von 9,6 Kilo-Bit pro Sekunde (kbps) zu mehr als 307 kbps variieren. Bei einer einfachen Erweiterung von dem RLP2 könnte die maximale Anzahl von Segmenten, die während Wiedersendungen bzw. erneuten Übertragungen genutzt wird, nach Bedarf erhöht werden, um die Änderung der Datenraten aufzunehmen. Weil die Kapazität eines Anrufkanals während einem Anruf abnehmen kann, könnte ein erfolglos bei einer hohen Rate bzw. Geschwindigkeit gesendeter Rahmen mit voller Rate 30 oder mehr aufeinander folgende cdma2000-Segmente mit niedrigerem Ratensatz überspannen. Die hohe Wahrscheinlichkeit von einem oder mehrerer jener cdma2000-Segmente macht eine derartig einfache Erweiterung des RLP2 weitgehend unpraktisch zur Nutzung mit cdma2000.
RLP2 ist optimiert worden um einen minimalen Protokollüberhangraum über die zwei IS-95 Ratensätze, bekannt als Ratensatz 1 (Rate Set 1, RS1) und Ratensatz 2 (Rate Set 2, RS2) zu erfordern. Die RLP-Rahmensequenznummern in RLP2 sind 8 Bits lang, eine Größe die ideal für Computerverarbeitung ist. Da die in cdma2000 spezifizierten Ratensätze RS1 und RS2 beinhalten, wäre es sehr wünschenswert, dass ein RLP der für cdma2000 (RLP2000) entworfen ist, wenigstens so effizient wie RLP2 wäre, und zwar wenn verwendet bei RS1 und RS2. Weil ein Schalten bzw. Umschalten von RLP-Protokollen wenn immer der Ratensatz sich ändert, Komplexität zu RLP2000 hinzufügen würde, ist es wünschenswert, dass ein einzelnes RLP2000-Protokoll effizient RS1, RS2 und all die höheren cdma2000-Datenraten unterstützt, ohne eine erneute Synchronisation bzw. Resynchronisation oder substantielle Protokollkomplexität zu erfordern.
Document US 5 444 709 stellt den nächstliegenden Stand der Technik dar, und offenbart ein System und Verfahren zum Senden bzw. Übertragen eines Bytestroms und um an sie Sequenznummern zuzuweisen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung kann genutzt werden zum Entwerfen eines verbesserten RLP um effiziente Übertragung von einem merkmalslosen Bytestrom über einen Kanal mit variierender Kapazität zu ermöglichen. Ein exemplarisches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist so effizient wie RLP2, wenn es über einen Kanal genutzt wird, der die gleiche Kapazität wie IS-95 RS1 und RS2 besitzt. Zu der gleichen Zeit ermöglicht auch ein verbessertes RLP, entworfen in Übereinstimmung mit der aktuellen Erfindung, eine Übertragung von Daten mit variierenden Kanalkapazitäten bis zum Maximum und das Maximum überschreitend, das in cdma2000 spezifiziert ist. Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf jedwedes Kommunikationssystem, das eine Übertragung von einem Bytestrom über einen drahtlosen Kanal einsetzt. Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf Systeme, wie z.B. cdma2000, W-CDMA und EDGE, wobei ein Bytestrom innerhalb der Luftschnittstellenrahmen befördert werden kann, die zur Verwendung durch das drahtlose Kommunikationssystem spezifiziert sind.
Die Effizienz von den Ausführungsbeispielen der Erfindung bei variierenden Raten bzw. Geschwindigkeiten ist möglich gemacht worden durch Ändern der Interpretation der Sequenznummern, die in dem RLP-Protokollkopf befördert werden. Bei RLP2 werden Sequenznummern genutzt zum Bezeichnen von Rahmennummern. Dies ist für RLP2 geeignet, da die in einem Paketdatenanruf genutzte Kanalkapazität und somit die in einem vollratigen Rahmen beförderte maximale Anzahl von Datenbytes beide konstant sind. RLP2 nutzt eine einbytige Rahmensequenznummer und Rahmen werden in 20 Millisekunden (ms)-Intervallen gesendet bzw. übertragen. Wenn ein RLP2-Rahmen während der Übertragung verloren geht, werden die Daten von dem verloren gegangenen Rahmen segmentiert und zwar in so viele wie drei erneut zu übertragende (retransmit) Segmente, wobei jeder die gleiche Sequenznummer wie der ursprüngliche bzw. originale verloren gegangene Rahmen besitzt.
Beim Versuch RLP2 zur Nutzung über Kanäle mit umfangreich variierender Kapazität anzupassen treten Schwierigkeiten auf, wenn ein Rahmen auf einem Kanal mit hoher Kapazität (z.B. 307 kbps) auf einem Kanal mit niedriger Kapazität (z.B. 9,6 kbps) erneut gesendet werden muss. Unter Verwendung eines Rahmenintervalls von 20 ms könnte ein vollratiger Rahmen bzw. Vollratenrahmen auf einem 307 kbps-Kanal bis zu 750 Bytes von Daten befördern. Ein derartiger Rahmen könnte während der Übertragung verloren gehen, und zur gleichen Zeit könnte die Kanalkapazität auf 9,6 kbps reduziert werden. Bei RLP2 beträgt die Kapazität eines 9,6 kbps vollratigen 20 ms Rahmen 20 Bytes. Bei einer einfachen Erweiterung der maximal zulässigen Wiederübertragungssegmente würde eine erfolgreiche Wiederübertragung bzw. erneute Übertragung von einem einzelnen Rahmen von 750 Bytes von Daten eine erfolgreiche Übertragung von ungefähr 38 aufeinander folgenden 9,6 kbps vollratigen RLP2-Wiederübertragungssegmenten erfordern. Weil alle Wiederübertragungssegmente die gleiche Sequenznummer besitzen würden, würde der Verlust von einem von jenen 38 Wiederübertragungssegmenten den Verlust des gesamten wieder übertragenen Rahmens verursachen. Der Empfänger könnte individuelle Wiederübertragungssegmente nicht negativ bestätigen (negatively-acknowledge, NAK). Falls die Luftschnittstellen-Rahmenfehlerrate 1% wäre, wäre die Wahrscheinlichkeit der erfolgreichen Übertragung von 38 aufeinander folgenden vollratigen RLP2-Wiederübertragungssegmenten ungefähr 68%. In diesem Szenarium würde die Wiederübertragung von Segmenten häufig fehlschlagen, einen Datenverlust verursachen und eine Unterbrechung in dem Bytestrom aufgrund von RLP2-Wiedersynchronisation bzw. erneuter RLP2-Synchronisation verursachen. Somit würde eine derartige einfache Erweiterung von RLP2 häufig zu verlorenen Daten führen, wann immer ein vollratiger Rahmen mit hoher Kapazität über einen Kanal mit niedriger Kapazität erneut zu übertragen bzw. wiederzusenden wäre.
Eine Art und Weise eine zuverlässigere Datenwiederübertragung zu erreichen, wäre es, eine Bytesequenznummer in dem RLP-Kopf anstelle einer Rahmensequenznummer zu nutzen. Dann würde nach dem Verlust eines gro ßen hochratigen RLP-Rahmens, auf den kurz danach eine Verringerung der Kanalkapazität folgt, die Daten in dem verloren gegangenen Rahmen in kleine unabhängige RLP-Wiederübertragungsrahmen unterteilt werden können. Der Empfänger wäre nicht gezwungen, 38 aufeinander folgende Wiederübertragungsrahmen ohne Fehler zu empfangen. Der Empfänger könnte akzeptieren, welche Wiederübertragungsrahmen auch immer er erfolgreich empfängt und einfach jedwelche verlorenen wieder übertragenen Rahmen negativ bestätigen (NAK). Wiederum bei der Verwendung einer Luftschnittstellen-Rahmenfehlerrate von 1% wäre die Wahrscheinlichkeit, dass das gleiche wieder übertragene Segment zweimal aufeinander folgend verloren würde, 0,01%.
Ein Nachteil des Nutzens einer Bytesequenznummer anstelle einer Rahmensequenznummer ist die größere Anzahl von Bits in einer Bytesequenznummer, um die gleichen Daten zu repräsentieren. Falls eine Bytesequenznummer bei einem 9,6 kbps vollratigen RLP2-Rahmen genutzt werden würde, müsste die Sequenznummer 5 Bits länger als die Rahmensequenznummer mit 8 Bit sein. Bei cdma2000, wo die Kanalkapazität von 9,6 kbps bis zum 32-fachen jener Kapazität (ungefähr 307 kbps) variieren kann, könnte ein vollratiger Rahmen mit 307 kbps bis zu 750 RLP-Datenbytes befördern. Die Anzahl von Bytesequenznummernbits, die notwendig sind zum Nachführen bzw. Verfolgen der gleichen Dauer von 20 Millisekundenrahmen, wie bei RLP2, beträgt wenigstens 18 Bits. Um Platz zu schaffen für eine 18-bitige Bytesequenznummer in einem 9,6 kbps RLP-Rahmen, wäre der Rahmen fähig zwei Datenbytes weniger zu befördern, eine Verringerung von 10%.
Die Ausführungsbeispiele der Erfindung sehen die Vorteile von großen Bytesequenznummern vor, während ein Bruchteil von den Sequenznummernbits in der Mehrheit der Luftschnittstellenrahmen gesendet wird. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine 20-bitige Bytesequenznummer genutzt zum Nachführen empfangener Daten. Die Anzahl von Bytes, die mit einer Sequenznummer nachgeführt werden können, wird der Sequenznum mernraum genannt. In dem Fall einer Sequenznummer mit 20 Bit ist die Größe des Sequenznummernraums 2²⁰.
Erlangen der Vorteile von einer großen Sequenznummer ohne diese zu der durchschnittlichen Rahmenkopfgröße zu addieren wird erreicht durch sorgfältiges Auswählen von Teilen des Sequenznummernraums, der für gesendete Datenbytes unzugewiesen bleibt. Mit anderen Worten, wird ein Teil des Sequenznummernraums nicht genutzt werden um tatsächlich gesendete Bytes nachzuführen bzw. zu verfolgen und kann als verschwendet betrachtet werden. Die Größe der Sequenznummer wird derart gewählt, dass eine Verschwendung des Sequenznummernraums zulässig ist, ohne die Leistungsfähigkeit des Protokolls zu beeinflussen. Zum Beispiel, falls eine 18-bitige Sequenznummer notwendig ist um einen Übertragungsverlust von 5 Sekunden auf einem 307 kbps-Kanal zu überstehen, erlaubt die Nutzung von einer 20-bitigen Sequenznummer, dass drei Viertel des Sequenznummernraums ungenutzt vergehen, ohne die maximal zulässige Länge des Übertragungsverlusts zu beeinflussen.
Der ungenutzte Teil des Sequenznummernraums wird derart gewählt, dass das erste Byte von jedem neuen gesendeten Datenrahmen bei einer vorher bestimmten Distanz startet, eine Seitengröße genannt, und zwar von dem ersten Byte von dem vorhergehenden Datenrahmen. Zum Beispiel, falls das erste Byte im Rahmen n eine Sequenznummer von 1000 besitzt und die Seitengröße 100 ist, wird das erste Byte vom Rahmen n + 1 auf der nächsten Seite mit einer Sequenznummer von 1100 starten. Falls der Rahmen n nur 40 Byte befördert, nummeriert von 1000 bis 1039, dann würde der Sequenznummernraum von 1040 bis 1099 ungenutzt vergehen. Die Motivation diese augenscheinliche Verschwendung von Sequenznummernraum zuzulassen, erlaubt eine Verringerung der Bitgröße der Sequenznummer, die in dem Rahmen gesendet wird. In dem gerade gezeigten Beispiel könnte die Sequenznummer durch 100 dividiert werden bevor sie in den Rahmen eingefügt wird, und könnte deshalb durch wenigsten 6 Bits weniger repräsentiert werden. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind Rahmen größen zweier Potenzen, wie z.B. 64 um Computersoftwaremanipulation von Sequenznummern zu erleichtern.
In dem vorher beschriebenen Szenarium, bei dem 750 Datenbytes in einem hochratigen Rahmen verloren wurden, adaptiert sich das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung einfach auf eine erneute Übertragung in gleicher Weise auf Kanälen mit hoher Kapazität wie auch mit niedriger Kapazität. Bei einem Kanal mit hoher Kapazität werden die Daten einfach in einem oder zwei wieder bzw. neu übertragenen Rahmen übertragen. Falls jedoch die Kapazität des Kanals abgenommen hat, werden die wieder zu übertragenden Datenbytes zwischen mehreren unabhängigen wieder übertragenen Rahmen aufgeteilt, wobei jeder seine eigene Sequenznummer besitzt. Die Nutzung von unabhängigen Wiederübertragungssequenznummern hat Vorteile gegenüber der segmentierten Wiederübertragung, die durch RLP2 spezifiziert ist. Falls ein einzelnes RLP2-Wiederübertragungssegment bei der Übertragung verloren geht, müssen dann alle die Segmente, die die gleiche Sequenznummer tragen, wiederum wieder übertragen werden, um die Daten in dem verlorenen Segment wiederzugewinnen bzw. aufzudecken. Im Gegensatz dazu, falls ein oder mehrere von den unabhängig nummerierten Wiederübertragungsrahmen bei der Übertragung verloren gehen, kann der Empfänger den individuellen verlorenen Wiederübertragungsrahmen negativ bestätigen (NAK). Nach dem Empfangen des zweiten NAK kann der Sender den individuellen Wiederübertragungsrahmen ein zweites Mal senden. Wiederum unter Verwendung der Luftschnittstellen-Rahmenfehlerrate von 1% ist die Wahrscheinlichkeit, dass der gleiche wieder übertragene Rahmen zweimal hintereinander verloren geht, 0,01%. Die RLP-Wiedersynchronisation, ihr assoziierter Datenverlust und die Bytestromdiskontinuität sind selten notwendig.
Ein Nachteil des Verwendens von Sequenznummern, die Bytes anstelle von Rahmen entsprechen ist, dass im Allgemeinen mehr Bits notwendig sind um die Sequenznummer zu repräsentieren. Dies kann eine leichte Erhöhung der Anzahl von unabhängig nummerierten Wiederübertragungsrahmen verursachen, die notwendig sind zum Befördern der Daten von einem verlorenen Rahmen. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dieser Einfluss jedoch minimiert dadurch, dass manchmal am meisten signifikante und am wenigstens signifikante Bits von der Sequenznummer weggelassen werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der unten angegebenen detaillierten Beschreibung klarer werden, wenn man diese zusammen mit den Zeichnungen betrachtet, in denen gleiche Bezugszeichen durchgehend Entsprechendes identifizieren und wobei die Figuren Folgendes zeigen:
1 ist ein Diagramm vom Sequenznummernraum und seiner Nutzung in mehreren neuen RLP-Rahmen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 ist ein Diagramm vom Sequenznummernraum und seiner Nutzung in mehreren RLP-Wiederübertragungsrahmen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
3 ist ein Flussdiagramm der Schritte, die zum Senden bzw. Übertragen eines Datenrahmens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung genutzt werden.
4 ist ein Flussdiagramm der Schritte, die genutzt werden zum Extrahieren von Daten von einem empfangenen Datenrahmen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
5 ist ein Diagramm von einem Datenkommunikationssystem, das gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung konfiguriert ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
1 zeigt wie ein Sequenznummernraum in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung genutzt wird. Neue Daten 100, die zu senden bzw. zu ü bertragen sind, werden in einen Vollraten-RLP-Rahmen 140 platziert. Innerhalb des RLP-Rahmens 140 sind eine Sequenznummer 150 und die Daten 100. Neue Daten 102, die zu senden sind, werden in einen Vollraten-RLP-Rahmen 142 platziert. Innerhalb des RLP-Rahmens 142 sind eine Sequenznummer 152 und die Daten 102.
Falls neue Daten 104 weniger Bytes besitzen als das Maximum für einen Vollraten-RLP-Rahmen, werden sie in einen Nichtvollraten-RLP-Rahmen 144 platziert. Innerhalb des RLP-Rahmens 144 sind nicht nur eine Sequenznummer 154 und die Daten 104 sondern auch eine Datenlänge 164. Wie bei RLP2, erlaubt dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung die Nutzung von niederratigen Rahmen mit einer gegebenen Kanalkapazität, z.B. Halbratenrahmen in einem 9600 bps-Kanal, zum Befördern kleinerer RLP-Rahmen.
In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung entspricht jede Sequenznummer dem ersten Byte von den Daten in dem RLP-Rahmen. Die innerhalb eines RLP-Rahmens beförderte Sequenznummer wird die RLP-Sequenznummer genannt.
Die Daten 100, 102 und 104, die in den drei RLP-Rahmen 140, 142 und 144 gesendet werden, residieren innerhalb eines Sequenznummernraums 110. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Sequenznummern Bytesequenznummern, die sequentiell von niedrigen Werten auf der linken Seite zu hohen Werten auf der rechten Seite fortschreiten. In dem aktuellen Ausführungsbeispiel, da Sequenznummern entweder genutzt werden oder ausgelassen bzw. übersprungen werden, nehmen sie monoton zu. Wenn ein vorher bestimmter maximaler Sequenznummernwert erreicht wird, beginnen die Sequenznummern wiederum bei Null.
Wenn die Datenbytes 102 in den RLP-Rahmen 142 platziert werden, werden ihnen jeweils sequentielle Bytenummern von einem Block von Sequenznummern 126 zugewiesen. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist das erste Byte vom Block 126 eine vorher bestimmte numerische Dis tanz 134a von dem ersten Byte von einem Block 122 der genutzt wird zum Senden des vorhergehenden RLP-Rahmens. Diese vorher bestimmte Distanz wird eine Seitengröße genannt, und Sequenznummern innerhalb der vorherbestimmten Distanz werden zusammen eine Seite genannt. Der Sequenznummernblock, der zum Senden von Daten genutzt wird, startet immer am Beginn einer Seite. Zum Beispiel startet der Sequenznummernblock 122 am Beginn von Seite 134a, der Sequenznummernblock 126 startet am Beginn von Seite 134b, der Sequenznummernblock 130 startet am Beginn von Seite 134c. Ein Seiteneffekt davon, dass immer ein neuer Rahmen am Beginn einer Seite startet, ist dass ein Block von Sequenznummern an dem Ende einer Seite, z.B. 124, 128 und 132 nicht zum Senden von Datenbytes zugewiesen sein könnte.
In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine gekürzte RLP-Sequenznummer genutzt, die gleich der Bytesequenznummer von dem ersten Datenbyte in dem RLP-Rahmen, dividiert durch die Seitengröße, ist. Die Anzahl von Bits, die erforderlich sind zum Repräsentieren einer gekürzten RLP-Sequenznummer ist kleiner als die Bits, die erforderlich sind zum Repräsentieren der tatsächlichen Bytesequenznummer.
In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung werden auch die höchstwertigsten Bits von der Bytesequenznummer weggelassen, wenn eine derartige Weglassung keine Mehrdeutigkeit verursacht darüber, welche Daten in dem Datenteil des RLP-Rahmens enthalten sind. Zum Beispiel, falls eine Bytesequenznummer von 20 Bits genutzt wird, aber weniger als 2¹⁶ Bytes ausstehend sind (noch nicht explizit oder implizit bestätigt worden sind), müssen die höchstwertigsten 4 Bits von der Bytesequenznummer nicht in der RLP-Sequenznummer gesendet werden. Diese 4 höchstwertigsten Bits können sicher von der RLP-Sequenznummer weggelassen werden, ohne eine Mehrdeutigkeit bei den Sequenznummern der Bytes, die in dem Rahmen enthalten sind, zu verursachen.
Obwohl das Kürzen der Sequenznummer hierin als Weglassen einer Anzahl von höchstwertigsten Bits von der Sequenznummer dargestellt ist, ist einem Fachmann klar, dass das gleiche Ergebnis erlangt werden kann durch Durchführen einer Modulofunktion auf der Sequenznummer ohne von der aktuellen Erfindung abzuweichen.
Falls jedoch mehr als 2¹⁶ Bytes ausstehend sind, könnte es sein, dass mehr als eines der ausstehenden Datenbytes die gleiche gekürzte RLP-Sequenznummer besitzt. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung werden Wiederübertragungsrahmen, die derartige Datenbytes befördern, die gesamte 20-bitige Sequenznummer enthalten.
Wenn ein RLP-Rahmen negativ bestätigt (NAK) wird, und wieder übertragen bzw. neu gesendet werden muss, werden die Daten in RLP-Wiederübertragungsrahmen eingefügt, und wieder übertragen bzw. erneut gesendet. Falls die Kanalkapazität während der Wiederübertragung ausreichend ist, dann hat der Wiederübertragungsrahmen die gleiche Größe wie der originale, verlorene RLP-Rahmen. In dem Fall in dem der Wiederübertragungsrahmen und der originale RLP-Rahmen die gleiche Größe besitzen, kann der Wiederübertragungsrahmen die gleiche gekürzte RLP-Sequenznummer wie der originale benutzen, und zwar so lange wie dies keine Sequenznummern-Mehrdeutigkeit verursacht.
Falls ein originaler Senderahmen mehr Daten befördert als in einen einzelnen Wiederübertragungsrahmen passen, was möglich ist wenn die Kanalkapazität abnimmt, dann werden die Daten von dem originalen Senderahmen auf mehrere kleinere Wiederübertragungsrahmen aufgeteilt. Jeder Wiederübertragungsrahmen enthält seine eigene RLP-Sequenznummer, die auf eine der vorher erörterten Arten gekürzt sein kann oder auch nicht. Falls ein Wiederübertragungsrahmen während der Übertragung verloren geht, kann jener individuelle Wiederübertragungsrahmen negativ bestätigt bzw. NAK werden, und danach wieder übertragen werden. In dem seltenen Fall, dass die Kanalkapazität abnimmt bevor ein wieder übertragener Rahmen NAK wird, können die Daten in jenem Wiederübertragungsrahmen weiter aufgeteilt werden auf noch kleinere unabhängige Wiederübertragungsrahmen und zwar vor ihrer zweiten Wiederübertragung.
Diese Prozedur unterscheidet sich von RLP2, bei dem Wiederübertragungssegmente, die einem einzelnen verlorenen Rahmen entsprechen, alle die gleiche RLP-Sequenznummer tragen. Um die Daten in einem einzelnen verlorenen Wiederübertragungssegment wiederzugewinnen bzw. aufzudecken, müssen alle Wiederübertragungssegmente, die die Sequenznummer des verlorenen Rahmens tragen, erneut wieder gesendet werden.
2 zeigt die Nutzung vom Bytesequenznummernraum und von RLP-Sequenznummern, wenn die Daten in einem verlorenen RLP-Rahmen in mehreren kleineren RLP-Wiederübertragungsrahmen wieder übertragen werden müssen, und zwar gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Unterteilung von Wiederübertragungsbytes kann notwendig werden, wenn die Kanalkapazität zwischen der Zeit der Übertragung des originalen RLP-Rahmens und der Wiederübertragung von seinen Daten reduziert wird.
In dem gezeigten Beispiel wird der Sequenznummernraum 228, der genutzt wird zum Repräsentieren der Bytes in dem originalen verlorenen RLP-Rahmen, aufgeteilt auf mehrere RLP-Wiederübertragungsrahmen 230. Der Sequenznummernraum 228 wird in kleinere Teile 220 aufgeteilt, wobei jedes eine Größe besitzt, die kleiner oder gleich der Kapazität von Vollratenrahmen auf dem aktuellen Sendekanal ist. Die Daten 200, die jedem von den kleineren Sequenznummernraumteilen 220 entsprechen, werden in einen RLP-Wiederübertragungsrahmen 230 platziert.
Jedes RLP-Wiederübertragungssegment besitzt eine RLP-Sequenznummer 240, die dem ersten Byte von seinem entsprechenden Sequenznummernraum 220 entspricht. Zum Beispiel besitzt die Sequenznummer 240_a einen Wert, der repräsentativ ist für den ersten Wert in dem Sequenz nummernraum 220_a . Die RLP-Sequenznummer 240 in jedem Wiederübertragungsrahmen 230 kann optional gekürzt werden auf die gleiche Art und Weise, wie für die RLP-Sequenznummern erörtert, so lang dies keine Sequenznummermehrdeutigkeit verursacht.
Jeder RLP-Wiederübertragungsrahmen kann optional eine Datenmenge 250 besitzen. Die Datenlänge 250, die durch jeden RLP-Wiederübertragungsrahmen befördert wird, zeigt die Anzahl von Datenbytes 200 innerhalb des Rahmens an. Zum Beispiel ist die Datenlänge 250_a gleich der Anzahl von Datenbytes 200_a in dem Wiederübertragungsrahmen 230_a . Falls die Länge von Daten in anderen Teilen des Wiederübertragungsrahmens 230 angezeigt ist, z.B. in einem Typfeld das nicht in der Figur gezeigt ist, kann das Datenlängenfeld 250 weggelassen werden.
Die Bildung von RLP-Wiederübertragungsrahmen geht weiter bis der letzte Teil der Daten 200 in einem RLP-Wiederübertragungsrahmen 230 platziert ist. Der letzte in einer Folge von RLP-Wiederübertragungsrahmen enthält oft weniger als die maximale Anzahl von Datenbytes 200_n und enthält somit typischerweise eine Datenlänge 250.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die RLP-Sequenznummern für die häufigsten Sende- bzw. Übertragungsrahmen gekürzt, und zwar durch Weglassen der am wenigsten signifikanten Bits und der am meisten signifikanten Bits. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt die Bytesequenznummer 20 Bits, eine Seitengröße von 64 Bytes wird genutzt und die Anzahl von ausstehenden RLP-Senderahmen bzw. -Übertragungsrahmen überschreitet selten 256. Tabelle 1 Beispielhafte RLP-Rahmenköpfe

RLP Rahmenkopffelder
Type Bits	Bit0-Bit1	Bit2	Bit3	Bit4-Bit7	Byte 1	Byte 2	Byte 3	Rahmentyp-Beschreibung
11	8 Bit seq# bzw. Sequenznummer				Daten			1. Neu: 8-Bit RLP Sequenznummer
10	8 Bit seq# bzw. Sequenznummer				Daten			2. Wiederübertragung: 8-Bit RLP-Sequenznummer
01	8 Bit seq# bzw. Sequenznummer				Länge	Daten		3. Neu: 8-Bit RLP Sequenznummer, 8-Bit Länge
00	11	14 Bit Seq# bzw. Sequenznummer				Daten		4. 14-Bit RLP Sequenznummer, keine Länge
00	10	14 Bit Seq# bzw. Sequenznummer				Länge	Daten	5. 14-Bit RLP Sequenznummer, 8-Bit Länge
00	01	14 Bit Seq# bzw. Sequenznummer				Länge		6. 14-Bit RLP Sequenznummer, 16-Bit Länge
00	00	1	1	20 Bit Seq# bzw. Sequenznummer			Länge	7. Wiederübertragung: Bewegen zur nächsten Seitengrenze
00	00	1	0	20 Bit Seq# bzw. Sequenznummer			Länge	8. Wiederübertragung: nicht zur nächsten Seitengrenze bewegen
00	00	0	Weitere Formate für NAKs, Status, SYNC, ACK, SYNC/ACK, Idle bzw. Leerlauf, Rahmenende.					9. Erweiterte Steuerung/Sequenz

Tabelle 1 zeigt die Felder von RLP-Rahmenköpfen, die gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung genutzt werden. Die Inhalte der Rahmenköpfe können platziert werden am Anfang, am Ende, oder deterministisch über den RLP-Rahmen verteilt werden. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung erscheint der RLP-Rahmenkopf an dem Beginn von jedem RLP-Rahmen. Die Verteilung von den Inhalten des Kopfes über den Rahmen hinweg kann wünschenswert sein, falls eine nicht gleichmäßige Wahrscheinlichkeit von Bitfehlern über den RLP-Rahmen hinweg existiert, wenn dieser durch den Empfänger empfangen wird.
Eine variierende Anzahl von Typbits wird genutzt zum Kennzeichnen des RLP-Rahmentyps. Gemeinsam bilden diese Typbits ein Typfeld mit variabler Bitlänge, welches den Typ des RLP-Rahmens, der übertragen bzw. gesendet wird, sowie auch das Format des Rests von dem RLP-Kopf, anzeigt. In Tabelle 1 enthält die „Rahmentypbeschreibungen"-Spalte eine Beschreibung von dem Rahmentyp, der jedem Typfeldwert entspricht. Die Rahmentypbeschreibungen in der „Rahmentypbeschreibungen"-Spalte werden identifiziert mit Rahmentypnummern zum Zwecke der Diskussion. Alle Spalten außer die „Rahmentypbeschreibungen"-Spalte zeigen Felder, die tatsächlich in dem RLP-Kopf enthalten sind.
Das Typfeld wird von der RLP-Sequenznummer gefolgt. Wenn es ohne Verursachen einer Sequenznummern-Mehrdeutigkeit möglich ist, werden gekürzte RLP-Sequenznummern von 8 Bits genutzt. Andernfalls sind gekürzte RLP-Sequenznummern von 14 Bits oder volle 20-Bit RLP-Sequenznummern in dem RLP-Kopf enthalten.
Gekürzte RLP-Sequenznummern von 8 Bits werden von der 20-bitigen Bytesequenznummer erzeugt, die dem ersten Datenbyte in dem Rahmen entspricht. Eine 20-Bit Bytesequenznummer wird in eine 8-bitige gekürzte RLP-Sequenznummer konvertiert durch Weglassen der am wenigsten signifikanten 6 Bits und der am meisten signifikanten 6 Bits der Bytesequenznummer. Die Nutzung einer 8-bitigen RLP-Sequenznummer ist speziell vorteilhaft, da 8-bitige Nummern einfacher durch die meisten modernen Mikroprozessoren und in moderner Software manipuliert werden können. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das verbesserte RLP-Protokoll ausgelegt zum Maximieren der Anzahl von RLP-Rahmen, die mit 8-bitigen RLP-Sequenznummern gesendet werden.
Eine 20-bitige Bytesequenznummer wird in eine 14-bitige gekürzte RLP-Sequenznummer konvertiert durch Weglassen der am wenigsten signifikanten 6 Bits von der Bytesequenznummer. Wenn eine 20-bitige RLP-Sequenznummer in einem RLP-Rahmen zu senden ist, wird die 20-bitige Bytesequenznummer einfach in die RLP-Sequenznummer kopiert.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung nutzen die meisten Rahmen die Daten befördern, die für das erste Mal zu senden sind, eine 8-bitige RLP-Sequenznummer. Diese Rahmentypen bzw. -arten werden in der „Rahmentypbeschreibungen"-Spalte als Typ 1 und 3 identifiziert. Zusätzlich können RLP-Wiederübertragungsrahmen auch 8-bitige RLP-Sequenznummern nutzen, wie durch Typ 2 angezeigt ist.
Die Rahmentypen 4, 5 und 6 enthalten 14-bitige RLP-Sequenznummern. Diese Rahmen können optional genutzt werden, um die Sequenznummern-Mehrdeutigkeit zu vermeiden, und zwar in dem Fall dass ein ausstehender Rahmen die gleiche 8-bitige RLP-Sequenznummer besitzt, wie sie andernfalls für den nächsten zu sendenden Rahmen genutzt würde. Diese Rahmen können auch optional beim Wiederübertragen von Daten von negativ bestätigten (NAK) Rahmen genutzt werden.
Die Rahmentypen 7 und 8 enthalten volle 20-Bit RLP-Sequenznummern. Diese Rahmen werden genutzt, wenn die Kanalkapazität abnimmt bevor NAK-Daten in weniger Wiederübertragungsrahmen wieder übertragen werden können.
Hier ist ein Beispiel der Nutzung von Wiederübertragungsrahmentypen, wenn die Kanalkapazität vor der Wiederübertragung reduziert wird. 750 Datenbytes, die die Bytesequenznummern 1000 bis 1749 tragen, werden während der Übertragung eines einzelnen RLP-Senderahmens bzw. -Übertragungsrahmens auf einem Kanal mit 307 kbps verloren. Zu der Zeit zu der der Empfänger einen NAK-Rahmen zurück zum Sender sendet, ist die Kanalkapazität auf 9,6 kbps reduziert worden. Die 750 Bytes von verlorenen Daten müssen jetzt über einen Kanal mit 9,6 kbps wieder übertragen werden. Unter Verwendung von 2 zum Darstellen dieses Szenarios, ist der Sequenznummernraum 228 in dem Bereich der Sequenznummern von 1000 bis 1749. Bei einer einfachen Erweiterung von RLP2 trägt bzw. befördert jeder Wiederübertragungsrahmen, der einen Rahmentyp-8-Kopf auf einem Kanal mit 9,6 kbps nutzt, 15 Bytes an Daten. Nutzt man dies als ein Beispiel, würden die 750 Bytes an wieder zu übertragenden Daten unter bzw. auf 50 RLP-Wiederübertragungsrahmen verteilt werden. In 2 würde der RLP-Wiederübertragungsrahmen 230_a einen Rahmentyp-8-Kopf mit einer 20-bitigen Sequenznummer von 1000 und einer Länge von 15 besitzen. Mit n = 50 würde der Rahmen 230_n-1 einen Rahmentyp-8-Kopf mit einer 20-bitigen Sequenznummer von 1720 und einer Länge von 15 besitzen. Die Nutzung von Rahmentyp 8 zeigt dem Empfänger an, dass es mehr Datenbytes gibt, die den Sequenznummernraum zwischen dem Wiederübertragungsrahmen und der nächsten Seitengröße zugewiesen sind. Der Rahmen 230_n würde einen Rahmentyp-7-Kopf mit einer 20-bitigen Sequenznummer von 1735 und einer Länge von 15 besitzen. Die Nutzung von Rahmentyp 7 in dem letzten Wiederübertragungsrahmen zeigt dem Empfänger an, dass es keine Daten gibt, die den Sequenznummernraum zwischen dem letzten Byte in dem Rahmen und der nächsten Seitengrenze zugewiesen sind. Jedwelche Rahmen vom Typ 7 oder 8 können individuell NAK bzw. negativ bestätigt werden, und erneut wieder übertragen werden. Bei einer einfachen Verbesserung des vorhergehenden Beispiels besitzt eine Variation vom Rahmentyp 8 einen Kopf mit keinem Längenbyte, was es dem Rahmen erlaubt, 16 Bytes an Daten zu befördern.
Der Rahmentyp 9 befördert die Steuerung/Sequenzrahmen, die genutzt werden zur Synchronisation in einem RLP-Protokoll. Die Nutzung von Steuerung/Sequenzrahmen ist im Detail in dem vorgenannten RLP2 beschrieben.
Bei Rahmenköpfen, die kein Längenfeld besitzen, wird die Datenlänge interpretiert als sei sie die maximale Anzahl von Bytes, die in den Rest von dem gesendeten Rahmen passen können. Auf diese Art und Weise ist das hierin beschriebene erweiterte bzw. verbesserte RLP-Protokoll einfach erweiterbar zur Nutzung bei Kanälen, die eine größere Kapazität besitzen als in dem vorgenannten RLP2 oder cdma2000 spezifiziert ist. Bei vielen antizipierten Erweiterungen wäre keine Modifikation des verbesserten RLP-Protokolls nötig, um die neuen Kanalkapazitäten aufzunehmen.
Der Empfänger, nach dem Empfangen von RLP-Rahmen in den hierin beschriebenen Formaten, nutzt gekürzte Sequenznummern um die originalen Bytesequenznummern zu reproduzieren, die auf die in jedem RLP-Rahmen enthaltenen Bytes anzuwenden sind. Wenn ein Rahmen empfangen wird dessen RLP-Sequenznummer den Verlust von einem oder mehreren vorhergehenden Rahmen anzeigt, sendet der Empfänger ein NAK an den Sender. Der NAK-Rahmen kann optional die Anzahl von Bits spezifizieren, die in der RLP-Sequenznummer des entsprechenden RLP-Wiederübertragungsrahmen zu nutzen ist.
Obwohl das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung die Nutzung von 20-bitigen Bytesequenznummern und 8-, 14- und 20-bitigen RLP-Sequenznummern spezifiziert, können viele andere Auswahlen von Sequenznummerngrößen durchgeführt werden, ohne von der aktuellen Erfindung abzuweichen. Die Nutzung von RLP-Sequenznummern, die Unzweifelhaftes weglassen von am meisten signifikanten oder am wenigsten signifikanten Teilen von dem Bytesequenznummernraum ermöglichen, sind die Ziele von verschiedenen Ausführungsbeispielen der aktuellen Erfindung, wie z.B. die Auswahl von Seitengrößen, die zweier Potenzen sind oder die Nutzung von 8-bitigen gekürzten RLP-Sequenznummern.
3 ist ein Flussdiagramm von den Schritten, die genutzt werden zum Senden eines Datenrahmens, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei dem Start der Rahmenübertragungsverarbeitung 302, evaluiert der Sender 304 ob der Sender einen neuen RLP-Senderahmen bzw. Übertragungsrahmen oder einen RLP-Wiederübertragungsrahmen senden muss. Diese Entscheidung basiert darauf, ob NAK-Rahmen, die verlorene gesendete Daten spezifizieren, vorher empfangen worden sind.
Vor dem Bilden eines Senderahmens wird ein Sendedatenpuffer oder eine Warteschlange inspiziert zum Bestimmen 306, ob der Sender neue zu sendende Daten besitzt. Falls es keine Daten gibt, die gesendet werden müssen, wird ein Leerlaufrahmen bzw. idle frame gebildet 308 und gesendet 326. Die Nutzung von SYNC, ACK und IDLE Rahmen ist im Detail dargestellt in dem vorgenannten RLP2. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden Leerlaufrahmen in kleineren Luftschnittstellenrahmen mit niedrigerer Datenrate platziert, um den Einfluss auf die Luftschnittstellen-Verbindungskapazität von der Leerlaufrahmenübertragung zu minimieren. In alternativen Ausführungsbeispielen der Erfindung können Leerlaufrahmen überhaupt nicht übertragen werden, oder werden weniger häufig als bei jeder Rahmenperiode gesendet.
Falls bestimmt 306 wird, dass der Sender neue Daten zu senden hat, evaluiert 308 der Sender dann, ob die Daten in einem Rahmen sein können, der eine 8-bitige RLP-Sequenznummer besitzt, ohne eine Sequenznummern-Mehrdeutigkeit zu verursachen. Falls eine 8-bitige Sequenznummer keine Mehrdeutigkeit verursacht, dann wird ein RLP-Übertragungsrahmen, der eine 8-bitige RLP-Sequenznummer besitzt, gebildet 314 und gesendet 326. Falls die zu sendende Anzahl von Datenbytes weniger ist als das Maximum für einen vollratigen Rahmen, wird der gebildete 314 Rahmen ein Längenfeld besitzen. Falls die Anzahl von zu sendenden Datenbytes größer ist als oder gleich ist dem Maximum für einen vollratigen Rahmen, dann wird die maximale Anzahl von Datenbytes in einen vollratigen Rahmen 314 eingefügt, und je ner Rahmen wird gesendet 326. Die RLP-Sequenznummer, die in neue Übertragungsrahmen in den Schritten 312 oder 314 eingefügt wird, wird erzeugt von der Bytesequenznummer, die bei der nächsten nicht verwendeten Seite beginnt.
Falls der Sender bestimmt 304, dass der Sender einen RLP-Wiederübertragungsrahmen senden muss, dann ist der nächste Schritt es zu bestimmen 322, ob eine volle 20-bitige RLP-Sequenznummer bei dem nächsten RLP-Wiederübertragungsrahmen erforderlich ist. Eine volle 20-bitige RLP-Sequenznummer ist erforderlich, falls die wieder zu übertragenden Daten in mehr RLP-Rahmen übertragen werden müssen als jene die genutzt wurden zum originalen Übertragen der Daten, was möglich ist, wenn die Kanalkapazität zwischen der Übertragung und der Wiederübertragung verringert wird. Falls der nächste Rahmen mit einer 20-bitigen RLP-Sequenznummer gesendet werden muss, dann wird ein RLP-Wiederübertragungsrahmen gebildet, und mit Daten 324 gefüllt und gesendet 326 mit einer RLP-Sequenznummer, die dem ersten Byte von Daten in dem RLP-Wiederübertragungsrahmen entspricht. Falls der Sender bestimmt 322, dass eine 20-bitige RLP-Sequenznummer nicht notwendig ist, dann muss der Sender dann wählen 318 zwischen der Nutzung einer 8-bitigen oder einer 14-bitigen RLP-Sequenznummer für den nächsten wieder übertragenen RLP-Rahmen. Sobald die Bestimmung der erforderlichen Sequenznummern-Bitgröße vollständig ist 318, bildet der Sender einen RLP-Übertragungsrahmen mit einer 8-bitigen RLP-Sequenznummer 320 oder bildet einen RLP-Übertragungsrahmen mit einer 14-bitigen RLP-Sequenznummer 316 und sendet den Rahmen 326. In jedem Fall 316 oder 320 wird die in den Rahmen eingefügte RLP-Sequenznummer von der Bytesequenznummer erzeugt, die dem ersten Byte von den Daten entspricht, die im Rahmen enthalten sind. Jene Bytesequenznummer wird die erste Bytesequenznummer von einer Sequenznummernseite sein. Falls notwendig, um eine Mehrdeutigkeit bezüglich der Datengröße zu vermeiden, wird der RLP-Kopf von dem wieder übertragenen RLP-Rahmen ein Längenfeld enthalten.
4 ist ein Flussdiagramm von den Schritten die genutzt werden zum Extrahieren von Daten von einem empfangenen Datenrahmen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Nach dem Empfangen eines RLP-Datenrahmens oder eines Leerlaufrahmens, der eine RLP-Sequenznummer 402 enthält, expandiert der Empfänger die empfangene RLP-Sequenznummer von dem RLP-Rahmen, wie es notwendig ist zum Bilden einer Bytesequenznummer und extrahiert jedwelche Datenbytes von dem Rahmen 404. Der Empfänger bestimmt 406 dann, von jener Bytesequenznummer ob RLP-Rahmen, die Daten befördern, verloren worden sind.
In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Bestimmung von verlorenen Daten durchgeführt durch Vergleichen der Bytesequenznummer, die durch den zuletzt empfangenen RLP-Datenrahmen angezeigt wird mit der Bytesequenznummer, die der Bytesequenznummer von dem letzten vorhergehenden Datenbyte, das erfolgreich empfangen worden ist, entspricht. Zum Beispiel wird das letzte Byte von einem empfangenen RLP-Datenrahmen, der nicht eine Wiederübertragung ist, als das letzte vorhergehende erfolgreich empfangene Datenbyte betrachtet. Falls die von einem empfangenen RLP-Datenrahmen, der nicht eine Wiederübertragung ist oder von einem empfangenen RLP-Leerlaufrahmen expandierte Bytesequenznummer unterschiedlich ist, um mehr als eine Seite von der Sequenznummer von dem zuletzt vorhergehend erfolgreich empfangenen Datenbyte ist, dann hat der Verlust von einem oder mehreren verlorenen RLP-Datenrahmen stattgefunden.
Das vorher genannte RLP2-Protokoll beschreibt die Nutzung von Timern bzw. Zeitgebern und Rahmenzählern beim Bestimmen des Verlusts von wieder übertragenen RLP-Rahmen. Diese Techniken werden auch in Ausführungsbeispielen der aktuellen Erfindung genutzt.
Nach dem Bestimmen, dass Daten verloren worden sind 406, bildet und sendet der Empfänger einen NAK-Rahmen 408 zum Anfordern der Wiederübertragung der verlorenen Daten. In einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der Empfänger, innerhalb des NAK-Rahmens, eine reduzierte Anzahl von Bits spezifizieren, die in den RLP-Sequenznummern innerhalb der wieder übertragenen RLP-Rahmen zu nutzen sind, und zwar basierend auf dem Kenntnis des Empfängers des Bytesequenznummernraums von erfolgreich empfangenen Bytes.
Nach dem Bestimmen, dass Daten nicht verloren worden sind 406, bildet und sendet der Empfänger entsprechend RLP-Leerlauf oder RLP-Datenrahmen. In alternativen Ausführungsbeispielen der Erfindung werden Leerlaufrahmen überhaupt nicht übertragen oder werden weniger häufig als bei jeder Rahmenperiode gesendet.
5 ist ein Diagramm von einem Datenkommunikationssystem, das gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung konfiguriert ist. Wie gezeigt, kommuniziert ein Sender 502 mit einem Empfänger 504 über einen drahtlosen Kommunikationskanal 506. RLP-Datenrahmen und Steuerrahmen werden vom Sender 502 zum Empfänger 504 über einen Kanal 506a gesendet, und RLP-Bestätigungen oder negative Bestätigungen bzw. NAKs werden vom Empfänger 504 zum Sender 502 über einen Kanal 506b gesendet. Während der Übertragung kann sich die Kapazität des Übertragungskanals 506 ändern, was manchmal eine Wiederübertragung von Daten über einen Kanal mit geringerer Kapazität als jener, der bei der originalen Übertragung genutzt wurde, erfordert.
Zum Beispiel kann ein großer Vollraten-RLP-Datenrahmen durch den Sender 502 über den Kanal 506a gesendet werden, jedoch nicht erfolgreich durch den Empfänger 504 empfangen werden. Dann wird die Kapazität des Kanals 506 reduziert und zwar entweder kurz bevor oder kurz nachdem der Empfänger 504 einen NAK-Rahmen für die verlorenen Daten auf dem Kanal 506b sendet. Der Sender 502 muss jetzt die Datenbytes von dem originalen verlorenen Vollraten-RLP-Datenrahmen auf bzw. zwischen mehrere kleinere RLP-Rahmen zur Wiederübertragung über den Kanal 506b mit reduzierter Kapazität verteilen. Falls der Empfänger 504 bestimmt, dass ein oder mehrere wieder übertragene RLP-Rahmen bei der Wiederübertragung über den Kanal 506a mit reduzierter Kapazität verloren gegangen sind, kann der Empfänger 504 jene individuellen verlorenen Wiederübertragungsrahmen über den Kanal 506b individuell NAK bzw. negativ bestätigen.
In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung beinhaltet der Sender 502 einen Prozessor, der verbunden ist mit einem Speicher und einer Vorrichtung zum drahtlosen Senden und Empfangen von Bytes, die durch den Prozessor zu verarbeiten sind. Der Prozessor ist versehen mit einem Bytestrom, der über die Sendevorrichtung zu senden bzw. zu übertragen ist, und bildet Übertragungen gemäß dem verbesserten Funkverbindungsprotokoll (RLP), das hierin zuvor beschrieben worden ist.
In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung beinhaltet der Empfänger 504 einen Prozessor, der verbunden ist mit einem Speicher und einer Vorrichtung zum drahtlosen Senden und Empfangen von Bytes, die durch den Prozessor zu verarbeiten sind. Der Prozessor ist versehen mit empfangenen Daten, die von der Empfangsvorrichtung empfangen wurden, und bildet Antwortrahmen zur Übertragung gemäß dem verbesserten Funkverbindungsprotokoll (RLP), das hierin zuvor beschrieben worden ist.

Claims

Ein Verfahren zum Übertragen eines Stroms von Informations-Bytes, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Zuweisen von Sequenznummern von einem Unter- bzw. Teilsatz von einem vorherbestimmen Sequenznummernraum an jeden von einem Satz von Informations-Bytes von dem genannten Strom von Informations-Bytes; b) Erzeugen einer ersten gekürzten Sequenznummer von einer ersten Sequenznummer des genannten Teilsatzes durch Dividieren der ersten Sequenznummer durch eine vorherbestimmte Seitengröße, wobei die Seitengröße eine vorherbestimmte Distanz zwischen dem ersten Byte von jedem neuen übertragenen Datenrahmen und dem ersten Byte von dem vorhergehenden Datenrahmen ist; c) Formatieren der ersten gekürzten Sequenznummer in einen Rahmenkopf von einem Übertragungsrahmen; und d) Übertragen des Übertragungsrahmens mit dem Rahmenkopf und dem Satz von Informations-Bytes.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Erzeugens der ersten gekürzten Sequenznummer ferner den Schritt des Durchführens einer Modulo-Funktion von der ersten Sequenznummer unter Verwendung einer vorherbestimmten Modulo-Funktionsbasis aufweist.
Ein Verfahren zum Empfangen eines Stroms von Informations-Bytes, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: a) Extrahieren einer gekürzten Sequenznummer aus dem Rahmenkopf von einem empfangenen Rahmen; b) Erzeugen einer ersten ungekürzten Sequenznummer durch Multiplizieren der gekürzten Sequenznummer mit einer vorherbestimmten Seitengröße, wobei die Seitengröße eine vorherbestimmte Distanz zwischen dem ersten Byte von jedem neuen ü bertragenen Datenrahmen und den ersten Byte von dem vorhergehenden Datenrahmen ist; c) Zuweisen von Sequenznummern von einem Teilsatz von einem vorherbestimmten Sequenznummernraum an jeden von einem Satz von Informations-Bytes, die in dem empfangenen Rahmen enthalten sind; und d) Bilden des Stroms von Informations-Bytes aus dem Satz von Informations-Bytes basierend auf den Sequenznummern.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Schritt des Erzeugens der ersten gekürzten Sequenznummer ferner aufweist, den Schritt des Durchführens einer Modulo-Funktion von der ersten Sequenznummer unter Verwendung einer vorherbestimmten Modulo-Funktionsbasis.
Ein System zum Übertragen eines Stroms von Informations-Bytes, wobei das System einen Übertrager bzw. Sender und einen Empfänger aufweist; wobei der Sender Folgendes aufweist: a) Mittel zum Zuweisen von Sequenznummern von einem Teilsatz von einem vorherbestimmten Sequenznummernraum an jeden von einem Satz von Informations-Bytes von dem Strom von Informations-Bytes; b) Mittel zum Erzeugen einer ersten gekürzten Sequenznummer von einer ersten Sequenznummer von dem Teilsatz durch Dividieren der ersten Sequenznummer durch eine vorherbestimmte Seitengröße, wobei die Seitengröße eine vorherbestimmte Distanz zwischen dem ersten Byte von jedem neuen übertragenen Datenrahmen und dem ersten Byte von dem vorhergehenden Datenrahmen ist; c) Mittel zum Formatieren der ersten gekürzten Sequenznummer in einen Rahmenkopf von einem Übertragungsrahmen; und d) Mittel zum Übertragen des Übertragungsrahmens mit dem Rahmenkopf und dem Satz von Informations-Bytes; und wobei der Empfänger Folgendes aufweist: e) Mittel zum Extrahieren von dem Rahmenkopf von einem empfangenen Rahmen eine gekürzte Sequenznummer; f) Mittel zum Erzeugen einer ersten ungekürzten Sequenznummer durch Multiplizieren der gekürzten Sequenznummer mit der vorherbestimmten Seitengröße; g) Mittel zum Zuweisen von Sequenznummern von einem Teilsatz von einem vorherbestimmten Sequenznummernraum an jeden von einem Satz von Informations-Bytes, die in dem empfangenen Rahmen enthalten sind; und h) Mittel zum Bilden des Stroms von Informations-Bytes von den Sätzen von Informations-Bytes basierend auf den Sequenznummern.