專利名稱：協議數據單元封裝方法
背景技術：
本發明涉及一種數據單元發送裝置和控制數據單元發送裝置的方法。
在通信領域，數據分組交換概念是公知的。數據分組是一組給定長度的數據，它的結構由一個給定協議決定，也就是由一組規則來決定，這一組規則決定了如何交換、處理和解釋這些數據分組。不同的協議采用不同的名稱，比方說幀、數據分組等等名稱。更加一般的術語是協議數據單元(PDU)，在下面的描述中為了簡單起見將采用數據單元這個術語。
通過數據分組交換發送數據的處理過程通常都包括多個協議，這些協議被劃分成不同的層次。這種層次的一個實例在圖6中給出。圖6說明有三層，最高層叫作L3，L3下面的一層叫作L2_ARQ，最低層叫作L1。事實上，L3、L2_ARQ和L1這些術語指的是跟這些層有關的協議。例如，L3可以是一個因特網協議IP，L2_ARQ可以是GSM中的一個無線電鏈路協議RLP，L1可以是任意合適的物理層協議。
按照分層概念，較高層的數據單元被傳遞給較低層，例如在圖6中從L3傳遞給L2_ARQ，其中較低層協議嵌入較高層數據單元中。“嵌入”這個術語可以是指封裝或者分段。對于封裝這種情形，較高層數據單元被放進較低層的數據單元中，而對于分段情形，較高層數據單元則被分段成較小的數據塊，每一塊都被放進一個較低層的數據單元中。
協議分層的重要方面之一是在數據通信中，也就是在給定數據從一個源發送給目的地的過程中，跟較高層相關聯的整個路徑包括跟較低層協議相關聯的子鏈路，其中給定層的協議的端點被稱為所述協議對等體。這一概念在本領域中是公知的，因此在這里沒有必要進一步進行描述。請參考Edison Wesley 1996年出版的W.R.Stevens的“TCP/IP，協議”。
本發明要解決的問題由于無線電鏈路的傳輸質量通常都比固定線路的傳輸質量差這一事實，在無線電鏈路數據傳輸中會發生一些問題。為了進行說明，圖3畫出了一個一般蜂窩通信系統。這個系統包括一個核心網絡(CN)100，還有一個叫做無線電接入網(RAN)110的一部分。這個無線電接入網被劃分成控制器節點101和基站(BTS)102。網絡的層次使得核心網絡跟幾個控制器連接，控制器跟幾個基站連接。基站102跟移動臺(MS)103通信。
在上行鏈路方向上(也就是從移動臺103到基站102的方向上)或者在下行鏈路方向上(也就是從基站102到移動臺103的方向上)發送數據的時候會發生的一個典型問題是在無線電接口上會出現差錯。這些差錯常常是因為傳輸質量發生變化，例如因為移動臺103在到處游動。可能會發生數據丟失的另外一種情形是給定移動臺進入另外一個小區時，移動臺103從基站102切換到另外一個基站的越區切換通信過程中。在這兩種情況下，也就是發生差錯或者進行越區切換的情況下，都需要鏈路復位，在這一過程中，無線電鏈路發送方發送緩沖器中的所有數據都被合并起來，從而建立一種“明確狀態”，使通信以對于發送方和接收方都有明確規定的方式重新開始。
由于無線電接口會出現差錯的這一特性，在移動臺和無線電接入網絡之間可以有選擇地采用所謂的ARQ協議(ARQ＝自動重復請求)，以降低殘余差錯率。ARQ包括由接收對等體確認正確地收到了數據單元這一功能，其中的發送方采用這樣的機制，以便重復地發送沒有被正確地收到的數據單元。通過這種方式，能夠保證數據被完整地傳輸。應當指出采用自動重復請求機制可以一項是跟具體模式有關的選擇，也就是說不是每一個數據單元都需要用激活的自動重復請求機制來發送。例如，對于已知協議，有一種所謂的編號模式(或者I模式)，其中自動重復請求被激活，以及所謂的無編號模式，其中沒有應答因而也不出現重復傳輸。第一種模式對于那些傳輸安全是首選的數據是比較好的，第二種模式對于那些不希望延遲但數據丟失不是很大的問題的情形是比較好的，比方說因特網上的實時話音數據。
下面將描述在不同網絡節點之間自動重復請求通信越區切換情形中，確保用戶數據不會丟失的兩種已知解決辦法。
按照第一種解決辦法，采用協議狀態傳輸，也就是說，進行越區切換的時候，包括狀態變量和緩沖器的整個狀態信息從無線電接入網(也就是對等體)中的自動重復請求實體進入新的網絡節點。利用這種機制，移動臺中的自動重復請求實體不需要知道什么時候進行切換。這樣一個解決辦法在無線網絡ATM雜志1996年第二卷第一期第13～25頁R.Cohen，B.Patel和A.Segall的文章“微小區數據分組交換移動網中的越區切換”，或者是在ATM/Baltzer無線網絡雜志1995年第一卷第47～60頁S.Powel Ayanoglu，T.F.La Porta，K.K.Sabdani，R.D.Gitlin的“航空郵件無線網絡的鏈路層協議”中進行了描述。
這種解決辦法的好處是不需要通過無線電接口毫無必要地重復傳輸用戶數據，移動臺中的自動重復請求協議可以不知道已經發生了切換，這樣做能夠降低成本。
這種解決辦法的缺點是它只能用于處理系統內部的越區切換。這意味著越區切換的兩個網絡節點必須按照同樣的協議工作。如果一個核心網絡跟并不采用完全相同自動重復請求協議的不同類型的多個無線電接入網絡連接，就不能采用這種解決辦法，因為需要進行系統間的越區切換。在將來這種情形將更加普遍。
確保用戶數據安全的另一種解決辦法是提供另外一個自動重復請求協議。在這種情況下，在移動臺和無線電接入網絡(基站控制器節點)之間采用一種自動重復請求協議，糾正無線電接口上碰到的差錯。在移動臺和核心網絡之間采用第二種自動重復請求協議。在移動臺和基站控制器之間的鏈路復位導致數據丟失這種情形中(假如它是因為出現了差錯或因為進行了越區切換)，這第二種自動重復請求協議將進行重復傳輸。作為一個實例，在GPRS(通用分組無線電業務)中第一種自動重復請求協議叫做RLC(無線電鏈路控制協議)，第二種自動地重復請求協議叫做LLC(鏈路層控制協議)。
雖然這樣做能夠在系統之間進行越區切換，它是它還是有一些缺點。首先，第二種自動重復請求協議帶來的雜項開銷會消耗額外的無線電資源。例如，在通用分組無線電業務中，采用LLC協議每發送一個L3數據單元需要約7個字節的系統開銷。跟不超過10個字節的Van Jacobson壓縮TCP應答比較，在傳遞傳輸控制協議應答信號(在一個L3數據單元中)的時候需要的字節數幾乎要翻倍。還有，在移動臺中采用兩種自動重復請求協議會占用更多的存儲器和處理功率。
發明目的本發明的目的是提供能夠確保數據正確傳輸的一種數據發送裝置和對應的控制方法，它們能夠用于系統內部的越區切換，也能夠用于系統之間的越區切換而無需附加不必要的系統開銷。這一目的并不局限于無線電網絡，因為避免帶寬浪費在所有網絡中都是需要的。但是，無線電網絡是本發明的最好應用。
發明概述這個目的是用獨立權利要求中描述的內容來做到的。在從屬權利要求中描述了優選實施方案。
在本發明中，按照一種自動重復請求協議(下文中叫作L2_ARQ)工作的數據單元發送裝置嵌入了L3協議的較高層數據單元。L3數據單元被鑒別，嵌入了L3數據單元的L2_ARQ數據單元跟嵌入在其中的L3數據單元相聯系，發送緩沖器的內容被按照這一聯系來加以管理。
下面將參考

圖1描述數據單元的處理過程。L3數據單元或者協議數據單元被接收到(步驟S1)，然后進行鑒別(步驟S2)。鑒別指的是將各個L3數據單元識別出來，從而能夠將它們互相鑒別開。這一點跟傳統方法中讓協議層完全互相透明不相同，因為本發明中的L2_ARQ協議從它能夠鑒別和區分不同的L3數據單元這個角度上講具有“智能”。
在完成鑒別以后，L3數據單元被嵌入(也就是被封裝或者被分成段)一個或者多個L2_ARQ數據單元(步驟S3)。然后，L2_ARQ跟它們形成的較上層L3數據單元相聯系。換句話說，也就是保存了一個記錄，它說明哪個L2_ARQ數據單元屬于哪個L3數據單元。
于是，L2_ARQ數據單元被放進一個發送緩沖器中，在那里向接收信號的L2_ARQ對等體發送信號是按照任一合適的或需要的流控制方法來進行的。例如，一種廣泛采用的流控制方法是基于窗口的流控制。具體方法及其細節將由L2_ARQ協議來決定，從而使這一點對于本發明來說并不重要。
但是按照本發明，發送緩沖器的管理是按照L2_ARQ數據單元和嵌入L2_ARQ數據單元的高層L3數據單元之間的聯系來進行的。管理這個術語指的是如何控制緩沖器的內容，也就是說應在什么條件下刪除哪些數據單元。
這里要指出圖1所示步驟的順序僅僅是一個實例，權利要求說明的本發明的基本原理可以用任意合適的方式來實現。
通過管理發送緩沖器的內容，也就是對按照L2_ARQ數據單元和嵌入其中的較高層L3數據單元之間的聯系而刪除數據單元加以控制，就能夠保證數據傳輸安全，而不需要兩層自動重復請求協議，盡管如此，仍然允許在系統之間進行越區切換。這是因為按照L3數據單元和L2_ARQ數據單元之間的聯系來管理緩沖器，則在L2_ARQ這一層上可以避免任何L3數據單元發生丟失。于是，在L2_ARQ這一層之上的自動重復請求模式就是多余的。與此同時，由于圍繞著發送緩沖器中而實施的一種機制避免了數據丟失，因此在系統之間進行越區切換沒有任何問題。
應當指出L2_ARQ協議沒有必要在一種自動重復請求模式中發送所有數據單元。更進一步，本發明能夠用于任何協議，也就是那些能夠提供不出現任何重復傳輸的傳輸模式的協議。但是，按照一個優選實施方案，在自動重復請求模式中發送的這種L2_ARQ數據單元的緩沖器管理是用這樣一種方式來進行的如果已經收到跟L2_ARQ數據單元相同的L3數據單元相聯系的所有L2_ARQ數據單元的應答，只要從發送緩沖器刪除一個給定的L2_ARQ數據單元。通過這種方式，屬于一個L3數據單元的所有L2_ARQ數據單元都保存在發送緩沖器中，直到跟L3數據單元有關的最后一個L2_ARQ數據單元已經得到應答，也就是跟某個L3數據單元有關的所有L2_ARQ數據單元全部都被應答。
于是，對于復位情形，也就是L2_ARQ數據單元的編號被復位，或者是越區切換情形，不是所有L”_ARQ數據單元都對其進行應答的、屬于最后一個L3數據單元的L2_ARQ數據單元將被簡單地重新發送。通過這種方式，一部分L3數據可能被發送兩次，它是在任何情況下L3數據單元都被完整地發送，從而使L3這一層上或者更高層(例如TCP)上的重新傳輸毫無必要。對于越區切換，發送緩沖器中的L3數據單元可以被簡單地發送給新節點，而不管所述新節點按照同一個L2_ARQ協議或者不同協議進行操作。換句話說，系統間的切換不存在任何問題，因為除了諸如狀態變量等的緩沖器內容(用L3數據單元表示)以外，沒有任何其它信息必須被移交。
下面將參考優選實施方案來描述本發明，這些實施方案是為了說明本發明，而不是要對其加以限制。其中將參考以下附圖圖1說明本發明一個基本實例中數據單元發送裝置的控制；圖2說明本發明中數據單元發送裝置的原理；圖3說明一般蜂窩通信系統的結構；圖4描述本發明中的一個詳細實例；圖5說明L3數據單元和L2數據單元之間的聯系；和圖6表示一種一般的協議棧。
發明詳述圖2說明本發明中數據單元發送裝置的單元。1表示一個鑒別器，2表示一個嵌入器，3表示一個緩沖器，4表示一個控制裝置。如圖所示，來自第L3層的數據單元到達L2_ARQ層，并且被鑒別器1鑒別。鑒別結果被傳遞給控制裝置4，它隨后將嵌入器2中產生的L2_ARQ數據單元跟數據單元L3聯系起來。然后L2_ARQ數據單元被傳遞給緩沖器3，在這里緩沖器內容的管理是按照L2_ARQ數據單元和它們所嵌入的較高層L3數據單元進行的。如上所述，控制裝置4進行的流控制將取決于具體的L2_ARQ協議。
如圖1所示，圖2所示的結構只是為了進行說明而給出的一個實例，其它方式也是可以的，本領域中的技術人員可以選擇這些其它方式，只要它們是合適的或者是需要的。
為了優選實施方案的以下詳細描述，將假設L2_ARQ協議為數據單元的傳輸提供兩種可靠性模式，一種是具有應答和重復傳輸，另一種是不具有重復傳輸。第一種ARQ模式將被叫做編號模式或者I-模式，而第二種模式將叫作無編號模式或者UI模式。還將假設這個緩沖器包括跟這些模式有關的隊列。換句話說，將有一個I隊列和一個UI隊列。
自然，本發明并不局限于這些方式，因為會有更多的可靠性模式，比方說不可靠的、半可靠的和完全可靠的，緩沖器中有對應數量的隊列。半可靠或者完全可靠傳輸模式可以跟順序或者無序傳遞相結合，就像下面將更加詳細描述的一樣。
下面將在圖6所述協議的基礎之上描述實施方案，其中L3表示任意網絡協議，例如因特網協議IP。在一個特定的組幀方案中，L3數據單元可能被嵌入，就像點到點協議PPP所提供的那樣。這樣，L3表示任何可產生被傳遞給L2_ARQ層以下的對應的數據單元的協議。
如上所述，L2_ARQ層指的是一個將L3數據單元嵌入L2_ARQ數據單元的鏈路層協議，其中的嵌入最好是將較大的L3數據單元分段成較小的L2_ARQ數據單元和/或將幾個L3數據單元級連起來形成L2_ARQ數據單元。如上所述，L2_ARQ協議至少采用兩種模式，也就是ARQ模式(I模式)和一個不應答模式(UI模式)。I模式這樣的ARQ模式的基本概念在本領域中是公知的，因此沒有必要進一步地描述細節。可以足夠地認為，在存在或不存在應答消息和對特定數據單元的重復傳輸請求的基礎之上，L2_ARQ協議中包括了關于如何重復傳輸L2_ARQ數據單元的規則。由于所有的ARQ機制都需要，按照應答模式發送的L2_ARQ數據單元被緩存在發送緩沖器中，在那里必須將它們保持下去直到確認已經被正確地收到。本發明中優選的緩沖器管理機制將在后面進一步描述。
為了更好地描述本發明，將參考圖4所述一般通信系統的結構。如圖所示，移動臺(MS)500有一個跟核心網絡(CN)400中的相對應的部分進行通信的L3對等體。核心網絡400跟兩個不同的無線電接入網401和402連接。每個無線電接入網都包括多個無線電接入網絡節點，比方說基站控制器(BSC)和基站(BTS)，其中為了簡單起見，圖4所示的原理圖只是說明哪個無線電接入網絡401和402中的一個基站430、404。還有，可以指出，核心網絡可以跟兩個以上的無線電接入網絡連接。
有兩個L2_ARQ協議對等實體，一個在移動臺500中運行，一個在相應的無線電接入網絡401或者402中運行。在圖4所示的實例中，每個無線電接入網絡都有它自己的L2_ARQ協議，叫作無線電網絡401的L2_ARQ(RAN1)和無線電接入網絡402的L2_ARQ(RAN2)。
圖4畫出了在L2_ARQ協議下面的一個物理層協議L1。這些對等體L1跟物理連接直接關聯，也就是跟移動臺500中的收發信機和基站403或者404中的收發信機直接關聯，其中網絡一側的L2_ARQ協議駐面在相應的無線電接入網絡的一個網絡節點中。
假設，由于例如預先確定的差錯，在兩個L2_ARQ對等體之間會出現鏈路復位。更加具體地說，鏈路復位會導致數據單元編號被復位，從而能夠重新開始通信。有許多不同的差錯條件會導致數據單元編號發生這種復位，例如如果給定數據單元已經重復發送了預先確定的次數而沒有收到應答。另外一個錯誤條件是收到一個數據單元的應答而這個數據單元從來沒有被發送出去。這兩種情況都說明鏈路受到了強烈干擾，因此復位是必須的。在傳統系統中，在復位過程中將發送緩沖器中的數據簡單地合并，從而給發送對等體和接收對等體一個明確規定的起動狀態。
另外一種可能的數據丟失情況是從一個無線電接入網絡的一個網絡節點向另外一個進行越區切換的時候。這樣的越區切換既可以是在給定無線電接入網絡內部(系統內)進行，也可以是在兩種不同類型的無線電接入網絡(系統間)之間進行。進行越區切換的時候，會導致L2_ARQ協議實體的執行點遷移到一個新物理節點中，在那里啟動L2_ARQ實體，并且跟一個新L2_ARQ對等體繼續通信。如圖4所示，這意味著在系統間越區切換過程中，不僅需要將通信從例如基站403切換到基站404，而且還會在移動臺500內部發生越區切換，因為這一傳輸必須從L2_ARQ(RAN1)向L2_ARQ(RAN2)傳送。不管在什么情況下，越區切換過程都會包括鏈路復位，因為通信的兩個對等體需要一個確定的開始點。
下面描述發送對等體(不管它是在移動臺內，還是在網絡節點中)的發送緩沖器的優選緩沖器管理方法。當對等實體已經確認收到了跟整個L3數據單元有關的所有L2_ARQ數據單元的時候，只允許一個系統內兩個L2_ARQ實體的發送方從它的發送緩沖器中刪去L2_ARQ數據單元。如果采用L3數據單元級連方式，L2_ARQ數據單元就可能不會被刪除，如果它包括一個沒有被完全接收到的分段L3數據單元的話。除此以外，如果對等L2_ARQ接收機采用順序傳遞方式，就只允許L2_ARQ發送方按順序刪除L2_ARQ數據單元。
下面將參考圖5更加詳細地介紹這一基本原理。圖5給出了一個簡單實例，它說明L3數據單元被分段/級連成L2_ARQ數據單元。一個L2_ARQ協議實體已經將3個L3數據單元L1#～L3#分段成5個L2_ARQ數據單元L2#1～L2#5。如圖所示，L3#1被分段成L2#1～L2#3，L3#2被分段成L2#3～L2#4，L3#3被全部包括在L2#5中。
下表1給出了當對等實體已經確認收到不同數據單元的時候L2_ARQ發送緩沖器的內容的實例。這些發送方按照上面描述的方式工作，也就是說，如果已經確認收到了全部L3數據單元，就只刪除這一L2_ARQ數據單元。表1說明按順序刪除和不按順序刪除這兩種方式之間的差別。
對等體確認的PDU(L2#x)發送的緩沖器內容
從第一行中可以看到，在按順序傳遞這種情形中，所有L2_ARQ數據單元都保存在發送緩沖器中，因為第一個L3數據單元L3#1還沒有被確認完全收到，這是由于L2#3沒有被應答。在不按順序傳遞的情形中，數據單元L2#5已經被刪除，因為L2#5被確認收到意味著L3#3已經被確認完全收到。在第二行中，可以看到L2#1～L2#3被確認收到意味著L3#1已經被確認完全收到，于是L2#1和L2#2可以被刪除，但是由于L2#4已經被確認收到這一事實，L2#3不能被刪除，因為L2#3也跟L3#2相關聯。
在第三行中，L2#1～L2#4被確認收到，也就是L3#1和L3#2。所以，只有L2#5仍然保存在發送緩沖器中。在第四行中，已經確認收到L2#3～L2#5，因而L3#2和L3#3已經被確認收到，所以對于不按順序的傳遞，只有L2#1～L2#3仍然保存在緩沖器中，其中對于按順序的傳遞，所有L2_ARQ數據單元都保存在其中，因為第一個單元沒有被確認收到。剩下的實例不言自明。
從一般意義上講，在協議操作的任何時刻，L2_ARQ實體必須能夠用L3數據單元提供它的發送緩沖器內容的有關信息。該信息可以是符合任何合適的尋址方式的L3數據單元的身份，或者是L3數據單元本身，這些L3數據單元是對等實體還沒有完全確認收到的相關L2_ARQ數據單元的那些。
下面描述一個實例，其中進行了鏈路復位，也就是對數據單元的編號進行復位而沒有進行切換。換句話說，發送和接收對等體維持不變，但是例如由于給定錯誤條件，因而I模式數據單元的編號被復位。在這種情況下，發送對等體只是簡單地將它的發送緩沖器中的L2_ARQ數據單元按照這樣一種方式重新編號，從而使新序列的第一個L2_ARQ數據單元是跟沒有被確認完全收到的最后一個L3數據單元相聯系的第一個L2_ARQ數據單元。換句話說，在考慮圖5所示實例的時候，如果已經確認收到了L2#1～L2#3，這意味著L3#1已經被確認收到，新序列就會以L2#3開始作為它的第一個數據單元，因為在復位之前L3#2沒有被確認完全收到。通過這種方式，在復位的過程中根本不可能丟失數據。
在剛剛描述過的實例中，鏈路復位之前的分段被保持。最好是這樣，鏈路復位是通過另外將不是所有L2_ARQ數據單元都被確認收到的L3數據單元重新分段。換句話說，假設L2#1～L2#3被確認收到時候，L3#2和L3#3將被重新分段，從而使復位序列的第一個L2_ARQ數據單元只是跟L3#2相關聯。顯然，它具有這樣的優點，L3#1的尾部沒有被無必要地重新傳輸，也就是說，從一般意義上講，沒有數據被毫無必要地重新傳輸。
對于以上實例，發送方對等體是在移動臺內還是在網絡節點內沒有任何差別。
下面描述越區切換情形。
按照一個實施方案，當進行越區切換(該越區切換導致將L2_ARQ協議的執行轉移到一個新物理節點)的時候，舊L2_ARQ實體將終止，新L2_ARQ實體將啟動。在舊實體終止以前，發送緩沖器的內容(也就是沒有確認收到的L3數據單元)將被傳輸給新建立的L2_ARQ實體。新實體將隨后從由被終止的L2_ARQ實體那里接收的未確認的L3數據單元開始恢復傳輸。
換句話說，按照本發明，新L2_ARQ實體將在舊L2_ARQ實體終止之前開始發送跟沒有被證實完全收到的最后一個L3數據單元有關的第一個L2_ARQ數據單元。通過這種方式，跟上面進行復位而沒有進行越區切換的實例相似，能夠確保所有L3數據單元安全地傳輸，而不需要在任何更高級別上采用ARQ模式來防止數據丟失。還有，由于L3數據單元被傳遞過去這一事實，系統間的越區切換不成問題。換句話說，沒有任何狀態變量需要傳遞過去，新節點可以按照它自己的特定方式、也就是按照它自己的特定L2_ARQ協議來處理這些L3數據單元。這意味著L3數據單元可以在新節點中按照不同的方式重新分段。
沒有確認收到的L3數據單元在舊的和新的L2_ARQ實體之間的傳輸機制可以按照所涉及的具體的硬件和協議以一種合適的方式或者需要的方式加以選擇。在這個網絡中，未確認的L3數據單元的傳輸可以通過將這些數據單元“推回”核心網絡來實現，后者隨后負責將這些數據單元傳遞/傳輸給新的L2_ARQ實體。對于系統間的越區切換情形這樣做非常有用，在那里不同的無線電接入網絡并不互相連接。另外一種方式是舊的網絡節點直接將L3數據單元傳輸給新的網絡節點，如果這個新的節點是已知的。對于系統內的越區切換這種方式是有利的。
當數據單元發送方在移動臺內的時候，對于L2_ARQ實體可以區分開兩種不同的越區切換程序。對于系統內的越區切換，L2_ARQ實體只需要進行一次復位。這可能需要將已經分段的L2_ARQ數據單元重新編號，或者將發送緩沖器的內容重新分段和/或重新級連，然后再重新啟動協議。進行系統間越區切換的時候，未經確認的L3數據單元可能不得不傳輸給一個新的L2_ARQ實體。這個實體可能是在同一個物理裝置(機械/電子部件、芯片、中央處理單元等等)中執行或者在同一個移動臺內的不同物理裝置中來實現。圖4中從例如移動臺500的L2_ARQ(RAN1)向L2_ARQ(RAN2)的這種傳輸的具體細節將取決于無線電接入網絡、采用的協議、無線電網絡的硬件和移動臺等等的具體特性。顯然，針對具體情形，這可以采用任何合適或者需要的方式來執行。
按照另外一個實施方案，越區切換不是由發送緩沖器中留下的L3數據單元的直接傳輸來進行的，而是形成一個多點傳輸組。具體而言，在網絡內產生至少兩個L2_ARQ實體的一組，構成一個多點傳輸組，例如一個因特網協議多點傳輸組。在這個時候這個組中只有一個L2_ARQ實體跟移動臺中的對等實體通信，這個L2_ARQ實體將被叫做“提供服務的”L2_ARQ實體。多點傳輸中剩下的L2_ARQ實體不必跟移動臺進行對等通信，它們將被稱作“被動”L2_ARQ實體。
多點傳輸組的成員可以按照任何合適或者需要的方式來選擇。在蜂窩移動通信系統中，最好是這個組包括可能是越區切換候選對象的所有節點，也就是跟移動臺當前所在小區相鄰的小區內的那些節點。當然，這僅僅是一個實例，用于確定該組成員的其它準則也是可用的。
包括L2_ARQ實體的多點傳輸組不必是一個固定組，而是可以按照移動臺是如何到處移動而修改。例如，當移動臺從一個小區移到另外一個小區的時候，多點傳輸組中的被動成員變成新小區周圍的小區。換句話說，當移動臺在這個網絡內到處移動的時候，可以刪除這個組中的一個被動成員，并將新的被動成員添加到這個組中。
有不同的可能方法將多點傳輸組用于進行越區切換。按照一種替換實施方案，L2_ARQ對等體按照前面描述的方式工作，也就是說，這樣的L3數據單元將被保留下來，對于這些L3數據單元而言，不是所有的相關的L2_ARQ數據單元已經確認收到。于是，當進行越區切換的時候，未經確認的L3數據單元將以多點傳輸方式傳遞給整個組，并且提供服務的新L2_ARQ實體將從多點傳輸數據單元開始恢復傳輸，也就是，第一個數據單元將跟最后一個L3數據單元相關聯，對于該最后一個L3數據單元而言，越區切換之前不是所有相關聯的L2_ARQ數據單元都被確認已接收到。雖然這一解決方案比前面的實施方案要傳輸更多的數據，但是其優點是提供服務的節點不必知道要切換到哪一個L2_ARQ。
按照另外一個實施方案，L2_ARQ對等體又一次按照上面所描述的進行緩沖器管理，直到出現了表示已經發生了越區切換的條件。然后，預測這一越區切換的相應控制過程可以觸發啟動多點傳輸會話。當該啟動被觸發以后，L2_ARQ開始以多點傳輸方式將它的發送緩沖器中保存的未經確認的L3數據單元發送出去。整個多點傳輸組將隨后接收這些新的L3數據單元。核心網絡或者提供服務的L2_ARQ實體將負責這一傳輸。另外，提供服務的L2_ARQ實體將繼續有規律地發送多點傳輸消息，以便告訴被動L2_ARQ實體可以從發送緩沖器中丟掉哪些L3數據單元。也就是說，多點傳輸關于對等L2_ARQ實體已經確認收到的那些L3數據單元的信息。進行越區切換的時候，如果在最后一個丟棄的消息被發送完以后新的L3數據單元被確認收到了，提供服務的L2_ARQ實體將多點傳輸一個數據單元丟棄消息。或者，進行切換的提供服務的L2_ARQ可以發送一個多點傳輸消息，該消息說明在越區切換以后要繼續發送哪一個L3數據單元。
為了實現以上系統，必須為這些L3數據單元采用某種尋址方案。可以采用可唯一地標識L3數據單元、以及在順序傳遞L3數據單元的情形下標識內部順序的任何合適的或者需要的方案。
尋址方案的一個實例是采用對每個L3數據單元的順序編號。這樣一個方案的具體實現，例如多點傳輸組各成員之間公用協議的特性，跟本發明毫無關系，只要它具有以上功能就行。
到現在為止，已經討論了應答模式(I模式)中緩沖器管理和L2_ARQ數據單元的處理方法。發送緩沖器中無應答模式(UI模式)中的L2_ARQ數據單元的管理有些不同，但是在復位以后或者是在越區切換以后的處理基本相同。具體而言，UI隊列中的L2_ARQ數據單元在發送完以后就被簡單地刪除或者丟棄。在這個意義上，發送緩沖器中UI隊列的內容總是能夠反映那些還沒有被發送的數據單元。進行復位或者越區切換的時候，新的L2_ARQ實體通過發送UI模式中還沒有被發送的那些L2_ARQ數據單元來簡單地繼續這一過程。越區切換過程中把還沒有從舊的L2_ARQ實體發送的那些L3數據單元發送給新的L2_ARQ實體的過程跟I模式的L2_ARQ數據單元完全一樣。換句話說，這可以通過直接傳輸、通過推回核心網絡、或者按照上面描述的多點傳輸組方式來實現。
按照一個優選實施方案，UI模式數據單元則是采用不同的方式來處理，也就是在復位或者越區切換的時候，跟只有一部分L2_ARQ數據單元被發送出去的L3數據單元有關的所有那些L2_ARQ數據單元將在復位或者越區切換以后重新開始發送之前全部都被刪除。這樣做的優點是能夠避免不必要地傳輸L2_ARQ數據單元。具體而言，L2_ARQ協議的一個功能是差錯檢測，這意味著進行檢錯，并且在碰到傳輸錯誤的時候丟棄L3數據單元。通常情況下，在其中一個給定的L3數據單元中的一些部分被發送出去的復位或者越區切換的過程中，這些給定的L3數據單元將是不完整的，因此被丟棄。結果，跟這些給定的L3數據單元有關的剩余L2_ARQ數據單元的發送是多余的。
如上所述，本發明的一個優點是在L2_ARQ層以上沒有必要運行任何自動重復請求模式。但是，L2_ARQ協議最好采用某種差錯檢測和差錯控制方式。例如，應當識別是否收到了錯誤的L3數據單元，這些錯誤的數據單元應當被丟棄。通過這種方式，本發明的系統特別有效，因為只構成一部分L3數據單元的那些I模式L2_ARQ數據單元被丟棄，并且由于本發明對緩沖器進行管理，完整的L3數據單元在隨后被發送出去(見上面關于I模式L2_ARQ數據單元的復位和越區切換的描述)，從而保障完整地傳輸L3數據單元。
所以，這個L2_ARQ實施方案不僅能夠在L2_ARQ這一層上進行差錯檢測(例如就像通常情況下跟L2_ARQ數據單元的應答模式相聯系的一樣)，還能夠在L3這一層上進行差錯檢測。
本發明的一個重要優點是它只需要修改數據單元發送裝置。這樣大大地簡化了將本發明應用于現有的系統。
權利要求中的引用符合只是為了更好地理解本發明，而不是為了限制其范圍。
權利要求
1.控制數據單元發送裝置的方法，該數據單元發送裝置有一個發送緩沖器裝置(3)，用于保存要發送的數據單元，這個數據單元發送裝置用于-發送第一種協議(L2_ARQ)的數據單元給這第一種協議(L2_ARQ)的另外一個對等體，和-將屬于比第一種協議(L2_ARQ)層次更高的第二種協議(L3)的數據單元嵌入所述第一種協議(L2_ARQ)的數據單元，該方法包括以下步驟鑒別第二種協議(L3)的所述數據單元，將第一種協議(L2_ARQ)的數據單元跟第二種協議(L3)的數據單元聯系起來，按照第一種協議(L2_ARQ)和第二種協議(L3)數據單元之間的聯系來管理所述發送緩沖器裝置的內容。
2.權利要求1的方法，其中的第一種協議至少提供一種應答模式(I)，在這種模式中提供正確地收到向所述另外一個對等體發送的數據單元的應答信號，所述管理包括只有在收到跟所述第一種協議(L2_ARQ)的給定數據單元相同的所述第二種協議(L3)的數據單元相聯系的第一種協議(L2_ARQ)的所有數據單元的應答的時候，才從所述發送緩沖器裝置中刪除屬于所述應答模式的所述第一種協議(L2_ARQ)的給定數據單元。
3.權利要求2的方法，其中第一種協議(L2_ARQ)的所述應答模式包括將儲存在所述發送方緩沖器裝置中的第一種協議(L2_ARQ)的所述數據單元按順序安排，每個數據單元都跟一個說明每個數據單元在所述序列中的位置的序列號相聯系，該方法還包括如果發生需要對順序編號進行復位的條件，則保留仍然保存在所述發送緩沖器裝置中的第一種協議(L2_ARQ)的數據單元序列，并且對所述序列重新編號，從而使跟沒有收到第一種協議(L2_ARQ)的所有相關的數據單元的應答的第二種協議(L3)的最后一個數據單元相聯系的第一種協議(L2_ARQ)的第一個數據單元，成為復位以后的序列的第一種協議(L2_ARQ)的第一個數據單元。
4.權利要求3的方法，其中需要對序列編號進行復位的條件是由于出現差錯條件或者啟動越區切換導致的鏈路復位。
5.權利要求1到權利要求4之一的方法，其中的數據單元發送裝置是移動通信網中的一個移動臺或者一個無線電網絡節點，并且第一種協議(L2_ARQ)控制一條無線電鏈路。
6.權利要求2的方法，其中的數據單元發送裝置能夠將第二種協議(L2_ARQ)的數據單元嵌入不同于第一種協議(L2_ARQ)的第三種協議(L2_ARQ’)的數據單元中，并且所述數據單元發送裝置還能夠將通信從第一種協議(L2_ARQ)轉換成第三種協議，其中為了進行這種轉化，所述方法還包括-終止發送第一種協議(L2_ARQ)的數據單元，-在第二種協議(L3)的數據單元的基礎之上產生第三種協議(L2_ARQ’)的數據單元，其中第三種協議(L2_ARQ’)的數據單元跟在終止發送第一種協議(L2_ARQ)的數據單元之前沒有完全確認收到的第一種協議(L2_ARQ)的相聯系的數據單元的第二種協議(L3)的剩余數據單元相聯系。
7.權利要求6的方法，其中的第三種協議(L2_ARQ’)還提供至少一種應答模式，其中提供對正確地收到的數據單元的應答，第三種協議(L2_ARQ’)的應答模式包括將第三種協議(L2_ARQ’)的數據單元按順序安排，每個數據單元都跟一個用于說明所述數據單元在所述序列中的位置的號碼相聯系，該方法還包括對第三種協議(L2_ARQ’)的數據單元進行編號，從而使在終止發送第一種協議(L2_ARQ)的數據單元之前跟沒有收到第一種協議(L2_ARQ)的所有相關數據單元的第二種協議(L3)的最后一個數據單元相聯系的第三種協議(L2_ARQ’)的第一個數據單元，成為第三種協議(L2_ARQ’)新序列中的第三種協議(L2_ARQ’)的第一個數據單元。
8.權利要求6或者7的方法，其中的數據單元發送裝置是無線電通信系統中的一個移動臺，第一種和第三種協議控制一條無線電鏈路。
9.將第一個數據單元發送裝置和目的地接收機裝置之間的通信切換到第二個數據單元發送裝置和所述目的地接收機裝置之間的方法，第一個數據單元發送裝置被按照權利要求2的方法來控制，包括終止從第一個數據單元發送裝置發送數據單元，在所述終止的時候控制第二個數據單元發送裝置向所述目的地接收機裝置發送剩余在第一個數據單元發送裝置的發送緩沖器中的第二種協議(L3)的所有數據單元，在所述數據單元發送裝置終止發送數據單元之前所述第一種協議(L2_ARQ)的有關數據單元沒有被全部確認收到。
10.權利要求9的方法，還包括終止從第一個數據單元發送裝置發送數據單元的時候，將終止的時候保留在第一個數據單元發送裝置中所述發送緩沖器的第二種協議(L3)的數據單元發送給第二個數據單元發送裝置。
11.權利要求9的方法，還包括將第一個數據單元發送裝置發送的第三種協議(L3)的數據單元存入第二個數據單元發送裝置，所述存儲是在終止從第一個數據單元發送裝置發送數據單元之前進行的，并且將跟第一個數據單元發送裝置中的發送緩沖器中的第二種協議(L3)的數據單元的管理相關聯的信息傳輸給第二個數據單元發送裝置。
12.權利要求11的方法，其中的第二個數據單元發送裝置是多個數據單元發送裝置中的一個，并且由第一個數據發送裝置在終止從第一個數據單元發送裝置發送數據單元之前發送、并儲存在第二個數據單元發送裝置中的第三種協議(L3)的數據單元，被儲存在所述多個數據單元發送裝置中的所有數據單元發送裝置中。
13.權利要求12的方法，其中的第一個和第二個數據單元發送裝置、多個數據單元發送裝置和所述目的地是蜂窩移動通信系統的一部分，第一個和第二個數據單元發送裝置以及多個數據單元發送裝置都是無線電網絡節點，目的地接收機裝置是一個移動臺，所述的多個被定義為一群無線電網絡節點，這些無線電網絡節點屬于跟第一個數據單元發送裝置所屬的小區相鄰的小區。
14.權利要求11到13之一的方法，其中信息的發送包括有規律地發送丟棄消息，說明在終止從第一個數據單元發送裝置發送數據單元和/或中止從第一個數據單元發送裝置發送數據單元的時候發送一個啟動消息之前，從第一個數據單元發送裝置的發送緩沖器中已經刪除了第二種協議(L3)中的哪些數據單元，所述啟動消息告訴第二個數據單元發送裝置在越區切換以后從第二種協議(L3)的哪一個數據單元開始發送。
15.權利要求11到14之一的方法，其中第二種協議(L3)的所述數據單元被排序成一個序列，這個序列中的每個數據單元都跟代表這個序列中每個數據單元的位置的一個序列號相聯系，其中將信息發送給第二個數據單元發送裝置包括發送一個或者多個所述序列號。
16.權利要求9到15之一的方法，其中的第一個和第二個數據單元發送裝置以及所述目的地接收機裝置是移動通信系統的一部分，第一個和第二個數據單元發送裝置是無線電網絡節點，目的地接收機裝置是一個移動臺。
17.權利要求1到16之一的方法，其中的第一種協議至少提供一種無應答模式(UI)，在這種模式中，不對發送給另外一個對等體的數據單元的正確接收進行應答，所述管理包括在發送完給定數據單元以后從所述發送緩沖器裝置中刪除屬于所述無應答模式的第一種協議(L2_ARQ)的給定數據單元，如果出現了鏈路復位或者越區切換，則第一種協議(L2_ARQ)的有關數據單元中只有一部分被發送的、跟第三種協議(L3)的數據單元有關的第一種協議(L2_ARQ)的剩余數據單元，在復位之后重新發送之前、或者在發送緩沖器內容的處理之前被刪除。
18.具有一個用來保存要發送的數據單元的發送緩沖器裝置(3)的數據單元發送裝置，這個數據單元發送裝置用于將第一種協議(L2_ARQ)的數據單元發送給第一種協議(L2_ARQ)的另外一個對等體，并且具有一個嵌入裝置(2)，用于將屬于比第一種協議(L2_ARQ)的層次要高的第二種協議(L3)的數據單元嵌入第一種協議(L2_ARQ)的數據單元，一個鑒別裝置(1)，用于鑒別第二種協議(L3)的所述數據單元，一個聯系裝置(4)，用于將第一種協議(L2_ARQ)的數據單元跟第二種協議(L3)的數據單元聯系起來，一個控制裝置(4)，用于根據第一種協議(L2_ARQ)的數據單元跟第二種協議(L3)的數據單元之間的聯系來管理發送緩沖器裝置中的內容。
19.權利要求18的數據單元發送裝置，其中的第一種協議至少提供一種應答模式(I)，在這種模式中，提供數據單元被正確地發送給另外一個對等體的應答，將管理緩沖器裝置(3)的所述控制裝置(4)安排成只有在收到跟第一種協議(L2_ARQ)的給定數據單元相同的第二種協議(L3)的數據單元有聯系的第一種協議(L2_ARQ)的所有數據單元的應答的時候，才從所述發送緩沖器裝置刪除屬于所述應答模式的第一種協議(L2_ARQ)的給定數據單元。
20.權利要求19的數據單元發送裝置，其中第一種協議(L2_ARQ)的應答模式包括將儲存在所述發送緩沖器中的第一種協議(L2_ARQ)的數據單元安排成一個序列，每個數據單元都跟一個說明每個數據單元在這個序列中的位置的序列號相聯系，這個數據單元發送裝置還用于如果出現需要對序列編號復位的條件，保留被保存在所述發送緩沖器中的第一種協議(L2_ARQ)的數據單元序列，并且對這個序列重新編號，使得跟沒有收到第一種協議(L2_ARQ)所有相關的數據單元的應答的第二種協議(L3)的最后一個數據單元有關聯的第一種協議(L2_ARQ)的第一個數據單元，成為復位以后的序列中第一種協議(L2_ARQ)的第一個數據單元。
21.權利要求20的數據單元發送裝置，其中導致序列號復位的條件是由于出現差錯或者由于啟動越區切換所進行的鏈路復位。
22.權利要求18到21之一的數據單元發送裝置，其中的數據單元發送裝置是移動通信網絡中的一個移動臺或者一個無線電網絡節點，并且第一種協議(L2_ARQ)控制一條無線電鏈路。
23.權利要求19的數據單元發送裝置，其中的數據單元發送裝置還用于將第二種協議(L3)的數據單元嵌入不同于第一種協議(L2_ARQ)的第三種協議(L2_ARQ’)的數據單元，所述數據單元發送裝置還能夠將通信從第一種協議(L2_ARQ)向第三種協議(L2_ARQ’)進行轉換，其中為了進行這樣的轉換，所述數據單元發送裝置還用于一終止發送第一種協議(L2_ARQ)的數據單元，一在第二種協議(L3)數據單元的基礎之上產生第三種協議(L2_ARQ’)的數據單元，其中第三種協議(L2_ARQ’)的數據單元跟那些在終止發送第一種協議(L2_ARQ)的數據單元之前所述第一種協議(L2_ARQ)的有關數據單元沒有被完全確認收到的第二種協議(L3)的剩余數據單元相聯系。
24.權利要求23的數據單元發送裝置，其中的第三種協議(L2_ARQ’)至少還提供一種應答模式，在這種應答模式中提供對正確地收到的數據單元的應答，第三種協議(L2_ARQ’)的這種應答模式包括將第三種協議(L2_ARQ’)的所述數據單元安排成一個序列，每個數據單元都跟一個說明每個數據單元在這個序列中的位置的號碼相聯系，這個數據單元發送裝置還用于給第三種協議(L2_ARQ’)的數據單元編號，從而使在終止發送第一種協議(L2_ARQ)的數據單元之前跟沒有收到第一種協議(L2_ARQ)的所有有關數據單元的應答的第二種協議(L3)的最后一個數據單元相聯系的第三種協議(L2_ARQ’)的第一個數據單元，變成為第三種協議(L2_ARQ’)的新序列中第三種協議(L2_ARQ’)的第一個數據單元。
25.權利要求23或者24的數據單元發送裝置，其中的數據單元發送裝置是無線電通信系統中的一個移動臺，所述第一種和第三種協議控制一條無線電鏈路。
全文摘要
本發明涉及一種數據單元發送裝置和控制數據單元發送裝置的一種方法，其中第一種協議(L2_ARQ)的數據單元嵌入屬于較高層次的第二種協議(L3)的數據單元，第一種協議(L2_ARQ)的所述數據單元保存在發送緩沖器裝置中。按照本發明，對第二種協議(L3)的數據單元加以鑒別，嵌入第二種協議(L3)的特定數據單元的第一種協議(L2_ARQ)的數據單元跟第二種協議(L3)的所述特定輸出單元相聯系，發送緩沖器裝置的內容是按照這種聯系來加以管理的。
文檔編號H04L29/06GK1528077SQ00810810
公開日2004年9月8日 申請日期2000年5月19日 優先權日1999年5月27日
發明者R·盧德維格, B·拉通伊, R 盧德維格, ㄒ 申請人:艾利森電話股份有限公司