无线通信方法以及相关无线装置与流程

本发明涉及中无线装置的无线通信方法，更具体地，涉及当链路层封包的传输未成功时，使用多个信道同时传输链路层封包(link-layerpacket)以及复制的链路层封包的无线通信方法。

背景技术：

在游戏以及视频流等实时网络应用中，通信量(traffic)延迟或晃动将影响这种实时应用的性能。以便携式电子装置为例，通信量延迟包括两部分，一个是从无线电存取网络(radioaccessnetwork)导出的延迟(即，便携式装置和接入点(accesspoint)之间的延迟)，以及另一个是从互联网协议(internetprotocol，ip)网络导出延迟(即，互联网服务提供者(internetserviceprovider，isp)/演进分组核心(evolvedpacketcore，epc)和服务器之间的延迟)。从无线电存取网络导出的延迟容易受到空气条件或其他封包丢失问题的影响，导致实时网络应用较差的性能。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供了一种无线通信方法，其可以当所述链路层封包的传输未成功时，复制所述链路层封包，以及使用多个信道来同时传输所述链路层封包以及复制的链路层封包，来增加封包鲁棒性以及抵抗信道噪声，以解决上述提到的问题。

根据本发明的一个实施例，公开了一种无线装置的无线通信方法，其中该无线通信方法包括：在所述无线装置的数据链路层中生成第一链路层封包；使用第一信道来传输所述第一链路层封包到所述无线装置外的电子装置；决定所述第一链路层封包的传输是否满足条件；当所述第一链路层封包的传输满足所述条件时，藉由复制所述第一链路层封包中的数据在所述数据链路层生成第二链路层封包；以及使用第二信道来传输所述第二链路层封包到所述电子装置，以及同时使用第一信道来再次传输所述第一链路层封包到所述电子装置。

根据本发明的另一个实施例，公开了包括电路的无线装置。所述电路用于执行以下步骤：在所述无线装置的数据链路层中生成第一链路层封包；使用第一信道来传输所述第一链路层封包到所述无线装置外的电子装置；决定所述第一链路层封包的传输是否满足条件；当所述第一链路层封包的传输满足所述条件时，藉由复制所述第一链路层封包中的数据在所述数据链路层生成第二链路层封包；以及使用第二信道来传输所述第二链路层封包到所述电子装置，以及同时使用第一信道来再次传输所述第一链路层封包到所述电子装置。

在阅读以各种图示以及附图示出的优选实施例的以下细节描述后，本发明的这些以及其他目的对本领域技术人员将是显而易见的。

附图说明

图1示出了根据本发明一个实施例的通信系统。

图2示出了根据本发明一个实施例的图1中示出的无线装置。

图3示出了根据本发明一个实施例的无线通信方法的流程图。

图4示出了用其ip隧道(tunnel)封装的链路层封包。

图5是示出了根据本发明一个实施例的封包复制的图式。

图6示出了根据本发明另一个实施例的通信系统。

图7示出了根据本发明一个实施例的图6中示出的无线装置。

图8示出了根据本发明一个实施例的无线通信方法的流程图。

具体实施例

图1示出了根据本发明一个实施例的通信系统。如图1所示，无线装置110包括至少两个网络模块，如wi-fi模块以及长期演进(longtermevolution，lte)模块，以及无线装置110可以使用这些wifi模块以及lte模块来和服务器170(如游戏服务器)通信。具体地，无线装置110可以使用wifi模块来传输封包到接入点120，以及这些封包经由isp140、因特网以及代理服务器(proxyserver)160被传输到服务器170；以及无线装置110可以使用lte模块来传输封包到基站130，以及这些封包经由epc150、因特网以及代理服务器160被传输到服务器170。无线装置110和接入点120以及基站130之间的通信被视为无线电存取网络，以及服务器170和isp140以及epc150之间的通信被视为ip网络。如背景技术中所描述的，从无线电存取网络导出的延迟容易受到空气条件或其他封包丢失问题的影响，导致实时网络应用较差的性能。因此，无线装置110提供一种方案，当链路层封包的传输未成功以及满足一个或多个条件时复制链路层封包，以及使用多个信道(如wi-fi信道以及lte信道)来同时传输链路层封包以及复制的链路层封包，以增加封包鲁棒性(robustness)以及变得不易受信道噪音的影响。

特别地，图2示出了根据本发明一个实施例的无线装置110。如图2所示，无线装置110包括电路，该电路包括用于执行用户应用210的操作的应用微处理器、中间设备(middleware)220、传输层(transport)230、数据链路层(datalinklayer)240，以及电路进一步包括两个网络模块(在这一实施例中，wifi模块250以及lte模块260用作网络模块)。wifi模块250以及lte模块260可以被视为无线装置110的网络接口。

一起参考图2以及图3，其中图3示出了根据本发明一个实施例的无线通信方法。在步骤300，流程开始。在步骤302，中间设备220经由如wifi模块250以及lte模块260的多个网络模块创造隧道会话(tunnelsession)，即中间设备220触发每一无线电系统(如，wifi系统以及lte系统)和各个ip地址之间的隧道建立。在步骤304，中间设备220基于周期性质量(接收信号强度指示(receivedsignalstrengthindication，rssi)、往返时间(round-triptime，rtt)和/或封包丢弃率)选择无线电系统中的一个用于ip传输。注意到，步骤302中的隧道建立以及步骤304中的传输层选择是本领域技术人员所公知的，因此细节描述在此不再赘述。在步骤306，数据链路层240用其ip隧道封装原始ip封包来生成链路层封包，所选择的网络模块用于传输链路层封包到服务器170。在图4中示出的链路层封包400中，在传输层230中生成的原始ip封包包括ip标头(header)、传输控制协议(transmissioncontrolprotocol，tcp)/用户数据包协议(userdatagramprotocol，udp)以及数据部分，以及数据链路层240用新的ip标头以及认证标头封装原始ip封包来生成链路层封包400。当wifi系统被选择时，新的ip标头对应于wifi系统的ip地址；以及当lte系统被选择时，新的ip标头对应于lte系统的ip地址。

在步骤308，无线装置110决定链路层封包是否被传输到接入点120或基站130。如果链路层封包被成功地传输，流程进入步骤310来选择下一个封包；以及如果链路层封包未被成功地传输，流程进入步骤312。在步骤312，无线装置110决定链路层封包的传输是否满足一个条件或者满足多个条件的任意一个，如果是，流程图进入步骤314；以及如果否(即，没有条件被满足)，流程进入步骤306来重发链路层封包。在这一实施例中，条件可以是指示链路层封包的重发计数是否大于预定值的决定结果，或者是指示链路层封包的停留时间是否大于预定值的决定结果，或者是指示所选择无线电系统的特权是否由于其他无线电系统的共存(如，频段被分配给另一个无线电系统，如蓝牙系统)未被授予的决定结果；以及多个条件可以包括上述提到的三个条件(即，重发时间、停留时间以及特权)。在这一实施例中，停留时间表示链路层封包停留在无线电系统而没有任何机会被传输的时间；以及“特权”意味着无线电系统(如wifi系统)被授权传输信号，其中这一信号传输将造成对其他同位无线电系统(如，蓝牙系统)的干扰。在步骤314，所选择的无线电系统通知其他无线电系统，以及数据链路层240藉由复制链路层封包中的数据生成复制的链路层封包。在步骤316，wifi信道/隧道以及lte信道/隧道同时用于分别传输链路层封包以及复制的链路层封包。在步骤318，无线装置110决定wifi模块250和lte模块260中的一个是否接收确认(acknowledgment，ack)；以及如果wifi模块250以及lte模块260都没有接收ack，流程进入步骤316来同时重发链路层封包以及复制的链路层封包；以及如果wifi模块250以及lte模块260中的一个接收ack，流程进入步骤320。在步骤320，接收ack的网络模块通知其他网络模块来释放链路层封包或者复制的链路层封包(即，丢弃链路层封包或复制的链路层封包)并停止传输链路层封包或复制的链路层封包。然后，流程进入步骤310来选择下一个封包。

关于步骤306-步骤320，以图5为例，假定无线装置110进一步包括bt系统(蓝牙系统)，以及因为wifi系统以及bt系统共享2.4g频段，wifi系统和bt系统以时分复用(time-divisionmultiplexing，tdm)模式操作。在图5示出的实施例中，假定最初wifi系统被选择，数据链路层240用对应于wifi系统ip地址的新id封装原始ip封包来生成链路层封包d1，以及wifi模块250开始传输链路层封包d1到接入点120。在时间t1，频段由bt系统使用，以及wifi系统未被允许传输链路层封包d1到接入点120，因此数据链路层240复制链路层封包d1来生成复制的链路层封包d1’，其中复制的链路层封包d1’和链路层封包d1具有相同的原始ip封包，但它们的新ip标头(如图4示出的)是不同的。然后，lte模块260开始传输复制的链路层封包d1’到基站130。在时间t2，频段由wifi系统使用，因此wifi模块250使用wifi隧道/信道来传输链路层封包d1，以及lte模块260使用lte隧道/信道来同时传输复制链路层封包d1’。然后，如果wifi模块250从接入点120接收ack，其意味着链路层封包d1被成功地传输到接入点120，wifi模块250通知lte模块260来释放暂时存储在其缓冲器中的复制的链路层封包d1’(即，复制的链路层封包d1’被丢弃)，并停止传输复制的链路层封包d1’。

然后，在时间t3，数据链路层240用对应于wifi系统ip地址的新id封装下一个ip封包来生成链路层封包d2，以及wifi模块250准备传输链路层封包d2到接入点。因为频段由蓝牙系统使用并且wifi系统未被允许来传输链路层封包d2到接入点120，数据链路层240复制链路层封包d2来生成复制的链路层封包d2’，其中复制的链路层封包d2’以及链路层封包d2具有相同的原始ip封包，但它们的新ip标头(如图4中示出的)是不同的。然后，lte模块260开始传输复制的链路层封包d2’到基站130。在时间t4，频段由wifi系统使用，因此wifi模块250使用wifi隧道/信道来传输链路层封包d2，以及lte模块260使用lte隧道/信道来同时传输复制的链路层封包d2’。然后，如果lte模块260从基站130接收ack，其意味着复制的链路层封包d2’被成功地传输到基站130，以及lte模块260通知wifi模块250来释放暂时存储在其缓冲器中的链路层封包d2(即，丢弃链路层封包d2)，以及停止传输链路层封包d2。

此外，代理服务器160可以解封装所接收的封包来获得图4中示出的原始ip封包，以及发送原始ip封包到服务器170。此外，如果链路层封包以及复制的链路层封包都被成功地传输，代理服务器160可以检测并移除复制的封包。

图6示出了根据本发明另一个实施例的通信系统。如图6所示，无线装置610包括支持对应于两个频段的两个信道的wifi模块，以及无线装置610可以使用这两个信道来和服务器630(如游戏服务器)通信。具体地，无线装置610可以具有主信道以及辅助信道，以及无线装置610可以使用主信道以及辅助信道来传输封包到接入点620。无线装置610和接入点620之间的通信被视为无线电接入网络，以及服务器630和接入点620之间的通信被视为ip网络。如背景技术中所描述中，从无线电存取网络导出的延迟容易受到空气条件或其他封包丢失问题的影响，导致实时网络应用较差的性能。因此，无线装置610提供一种机制，当链路层封包的传输未成功以及满足一个或多个条件时，复制链路层封包，以及使用主要信道以及辅助信道来同时传输链路层封包以及复制的链路层封包，以增加封包鲁棒性以及对抗信道噪音。

特别地，图7示出了根据本发明一个实施例的无线装置610以及接入点620。如图7所示，无线装置610包括电路，该电路包括用于执行用户应用710操作的微处理器、传输层720以及数量链路层730，以及电路进一步包括主要wifi模块740以及辅助wifi模块750。在这一实施例中，主要wifi模块740以及辅助wifi模块750可以被视为无线装置610的单个网络接口。

一起参考图7以及图8，其中图8示出了根据本发明一个实施例的无线通信方法的流程图。在步骤800，流程开始。在步骤802，无线装置610的wifi系统建立和接入点620的链路，以及主要wifi信道以及辅助wifi信道的信息被获得用于数据传输，如介质存取控制(mac)地址、信道号、频宽等等。在步骤804，主要wifi模块740触发多个无线电系统用于数据传输。注意到，步骤802以及步骤804的操作是本领域技术人员公知的，因此关于主要wifi信道以及辅助wifi信道的建立的进一步的描述在此不再赘述。在步骤806，数据链路层730生成链路层封包，以及主要wifi模块740用于传输链路层封包到服务器630。在步骤808，无线装置610决定链路层封包是否被传输到接入点620。如果链路层封包被成功地传输，流程进入步骤810来选择下一个封包；以及如果链路层封包未被成功地传输，流程进入步骤812。在步骤812，无线装置610决定链路层封包的传输是否满足一个条件或者满足多个条件的任一个，如果是，流程进入步骤814；以及如果否(即，没有条件被满足)，流程进入步骤806来重发链路层封包。在这一实施例中，条件可以是指示链路层封包的重发计数是否大于预定值的决定结果，或者指示链路层封包的停留时间是否大于预定值的决定结果，或者，指示主要wifi信道的特权由于其他无线电系统的共存(如，主要wifi信道的频段被分配给bt系统)是否未被授予的决定结果；以及多个条件可以包括上述提到的三个条件(即重发时间、停留时间以及特权)。在步骤814，主要wifi模块740通知辅助wifi模块750，以及数据链路层730藉由复制链路层封包中的数据生成复制的链路层封包。在步骤816，主要wifi模块740使用主要wifi信道来传输链路层封包，以及辅助wifi模块750使用辅助wifi信道来同时传输复制的链路层封包。在步骤818，无线装置610决定主要wifi模块740以及辅助wifi模块750中的一个是否接收ack；以及如果主要wifi模块740以及辅助wifi模块750都没有接收ack，流程进入步骤816来同时重发链路层封包以及复制的链路层封包。以及如果主要wifi模块740以及辅助wifi模块750中的一个接收ack，流程进入步骤820。在步骤820，接收ack的网络模块通知其他网络模块来释放/丢弃链路层封包或复制的链路层封包并停止传输链路层封包或复制的链路层封包。即，如果主要wifi模块740从接入点620接收ack，主要wifi模块740通知辅助wifi模块750来释放/丢弃复制的链路层封包并停止传输复制的链路层封包；以及如果辅助wifi模块750从接入点620接收ack，辅助wifi模块750通知主要wifi模块740来释放/丢弃链路层封包并停止传输链路层封包。然后，流程进入步骤810来选择下一个封包。

此外，接入点620的主要wifi模块760以及辅助wifi模块770分别用于接收链路层封包以及复制的链路层封包。链路层代理(linklayerproxy)780可以解封包所接收的封包以及发送解封的封包到服务器630。此外，如果链路层封包以及复制的链路层封包都被成功地传输，链路层代理780可以检测以及移除复制的链路层封包。

简而言之，在本发明的无线通信方法中，当链路层的传输未成功以及满足条件时，链路层封包被复制，以及藉由使用不同的信道同时传输链路层封包和复制的链路层封包，来增加封包鲁棒性以及抵抗信道噪声。此外，因为封包复制在数据链路层中被执行，以及封包复制基于每一封包检测，封包复制可以被迅速地决定，以及无线电接入网络的延迟可以被大大地改善。

本领域技术人员将容易观察到，可以在保留本发明教导的情况下，对装置以及方法进行许多修正以及替换。因此，上述公开应当仅被解释为仅受所附权利要求的范围以及界限的限制。