用于在无线通信系统内消息分段的方法和设备的制作方法

专利名称：用于在无线通信系统内消息分段的方法和设备的制作方法
背景领域本发明涉及通信系统，尤其涉及用于在无线通信系统内对消息进行分段并发送的方法。
背景在无线通信系统内，消息从发射机被发送到移动接收机。消息在帧内被发送，其中一个帧定义预定的时间段，而协议是用于实现给定操作集合的过程集合，诸如交换信息，其中协议定义帧内发射的组成信息。由于无线通信通过共享空气接口实现，接收质量是干扰受限的。接收机处接收质量较差会导致发射的数据帧的损失，即接收到的信号由于有干扰信号而不可辨识。当帧被丢失时，一般重传整个消息(多个帧)。整个消息的重传使用原本用于其它的消息的带宽。另外，重传增加了系统的延时，且可能导致无线通信系统的性能不可接受。
因此，需要有一种在无线通信系统中准确发射消息的方法。另外，需要在无线通信系统内一种有效的重传信息的方法。
概述在此揭示的实施例通过以下方法满足上述的需要，即提供一种用于对发送的消息分段的方法和设备，其中分段参数被附加到每个分段，且其中每个分段被分成多个片段。每个片段包括一个分段标识符。在一实施例中，分段内的片段的分段标识符标识分段的开始和分段的末尾。
根据一个方面，在带有基站控制器和多个基站的无线通信系统内，一种包括将消息分为多个分段，将分段分为多个片段并发送片段的方法。
根据另一方面，在带有基站控制器和多个基站的无线通信系统内，基站包括用于从多个发送的帧建立消息分段的装置，用于标识消息丢失的分段的装置以及用于请求丢失的分段重传的装置。
在另一方面，无线设备包括接收机，用于接收多个发送的帧；耦合到片段抽取单元的分段抽取单元，用于在发送的帧内标识并重建分段；以及耦合到分段抽取单元的消息重建单元，用于确定在消息内任何丢失的分段并请求重传丢失的分段。
在另一方面，载波上携带的计算机数据信号由多个分段特征化，每个分段有分段参数和多个片段。
附图的简要说明

图1是无线通信系统。
图2是在无线通信系统内实现协议的结构层次。
图3A是应用于无线通信系统内的消息传输协议。
图3B是根据图3A说明的传输协议的帧配置。
图4A是实现在无线通信系统内可应用的分段的消息传输协议。
图4B是根据图4A说明的传输协议的帧配置。
图5A是诸如图4A内说明的消息传输协议的例子。
图5B是定义在诸如图5A内说明的消息传输协议内使用的分段指示比特值的图例。
图5C是定义在诸如图5A内说明的消息传输协议内使用的分段指示组合的图例。
图5D是定义在诸如图5A内说明的消息传输协议内使用的分段指示比特值的图例。
图5E是定义在诸如图5A内说明的消息传输协议内使用的分段指示组合的图例。
图6是用于传输的消息分段方法的流程图。
图7A和7B是接收分段后的消息的方法的流程图。
图8是用于传输的消息分段的示例。
图9A是带有消息重传的消息发送的时序图。
图9B是带有至少一个分段重传的消息分段和发送的时序图。
图10是支持消息分段和传输协议的发射机的框图。
图11是支持消息分段和传输协议的接收机的框图。
图12是说明无线通信系统内擦除检测的流程图。
图13A和13B是无线通信系统内发送帧的时序图。
详细说明“示例”一词在此仅用于指“作为一示例、实例或说明”。在此描述的任何实施例不一定被认为是最优的或优于其它实施例。虽然本发明的多个方面在附图内示出，但除非特别指明，否则附图不一定完全按照实际比例。
在扩频系统内，诸如码分多址CDMA通信系统内，信号通过使用诸如伪随机噪声PN扩展序列的码在宽频带上被扩展。“TIA/EIA-95-B MobileStation-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode WidebandSpread Spectrum Cellular System”，在此称为IS-95标准以及“TIA/EIA/IS-2000 Standards for cdma2000 Spread Spectrum Systems”，在此称为“cdma2000标准”，详细说明了扩频CDMA系统。
无线通信系统被广泛用于提供诸如语音、数据等多种类型的通信。这些系统可能基于码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)或其他一些调制技术。CDMA系统提供某些优于其它类型系统的优势，包括增加的系统容量。
系统可能被设计成支持一个或多个标准，诸如(1)“TIA/EIA-95-B MobileStation-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode WidebandSpread Spectrum Cellular System”，此处称为IS-95标准，(2)由“3rdGeneration Partnership Project”，此处称为3GPP提供的标准，体现在一组文档内包括Nos.3G TS 25.211、3G TS 25.211、3G TS 25.212、3G TS 25.213以及3G TS 25.214，此处称为W-CDMA标准，(3)由“3rdGeneration PartnershipProject 2”，此处称为3GPP2提供的标准以及“TR-45.5，在此称为cdma2000正式称为IS-2000 MC或(4)一些其它的无线标准。这些标准(1)、(2)和(3)在此引入作为参考。
每个标准特别定义了从基站发送到移动站的数据的处理，反之亦然。例如，语音信息可能以特定的数据速率经编码，格式化成定义的帧格式，并根据特定的处理方案经处理(例如，误差纠正和/或检测经编码和经交错等)。为说明这点，W-CDMA标准定义自适应多速率即AMR语音编码方案，其中语音信息根据多个可能的数据率中的一种被编码且经编码的语音数据以取决于选择的数据率的特定格式被提供。特定标准(例如cdma2000标准)定义的编码解码器、帧格式和处理和其他标准(例如W-CDMA标准)所定义的可能不同。
有许多能支持多个传输格式，即可变长度发送帧的通信系统。cdma2000标准定义了一种该种系统。虽然在整个描述中使用了CDMA类型系统作为示例，本方法和装置可应用于任何发送帧形式的消息的系统内，并支持帧和/或帧的部分的重传。另外，在此描述的方法可以被应用于前向链路和反向链路以及下行链路和上行链路。为了方便，在此的描述使用与CDMA类型系统一致的术语。为应用于W-CDMA系统，上行链路指来自用户设备UE到节点B即发射机的通信。
虽然一些用于描述常规CDMA类型的扩频系统的术语也用于W-CDMA类型系统，但在每种类型系统内有特定的定义的几个术语。
在CDMA系统内，移动用户被称为移动站。多个MS通过在无线通信系统内有固定位置的基站通信。CDMA系统内的反向链路RL是指来自移动用户或移动站MS到基站BS的传输。前向链路FL指从BS到MS的传输。
W-CDMA系统特定的术语将移动用户称为用户设备UE。多个UE通过在无线通信网络内有固定位置的“节点B”通信。从UE到节点B的传输被称为上行链路UL，下行链路DL指从节点B到UE的传输。
图1是支持多个用户的扩频通信系统100的图例。系统100为多个小区提供通信，每个小区由对应的基站104提供服务。多个远程终端106散布在整个系统内。系统100可能表示CDMA无线通信系统，其中每个远程终端106被称为MS。类似地，系统100可能表示W-CDMA无线通信系统，其中每个远程终端106被称为UE。每个远程终端106可能在前向和反向链路上在任何特定时刻与一个或多个基站104通信，这取决于远程终端是否是活动的，且它是否处于软切换。为清楚地理解，考虑示例实施例，其中系统100是符合cdma2000标准的CDMA类型系统。
如图1示出，基站104A与远程终端106A、106B、106C和106D通信，且基站104B与远程106D、106E和106F。
系统控制器102耦合到基站104且一般进一步耦合到其它系统，包括但不限于公共交换电话网络PSTN、因特网或其它通信网络。系统控制器102提供耦合到它的基站的协调和控制。系统控制器102还通过基站104进一步控制远程终端106间、远程终端106和耦合到其它系统的用户间的电话呼叫的路由。系统控制器102还被称为基站控制器BSC。
图2说明本发明的示例实施例的结构层次110。物理层112指明前向和反向链路的信道结构、频率、功率输出、调制类型以及编码规范。介质接入控制MAC层114定义用于在物理层112上接收和发射的过程。
图2说明的分层结构用于提供语音、分组数据服务以及同时的语音和分组数据服务。物理层112实现物理信道的编码、交错、调制和扩展功能。MAC层114和链路接入控制LAC层116一起形成了链路层以提供数据传输服务的协议支持和控制机制。链路层进一步将更高层的数据传输要求映射为物理层112的特定的性能和特征。链路层还将逻辑和信令信道映射为物理信道112的编码和调制功能特别支持的编码信道。如在此使用的，信令是指控制信息的传输，但可能被扩展到包括数据信息或其它通信系统内作为消息被发射的信息。
控制应用程序和更高层的协议使用LAC层116提供的服务。LAC层116实现设定、维持以及释放逻辑链路连接必须的功能，包括发送消息。MAC层114提供控制功能，它管理物理层112提供的资源。例如，MAC层114控制在空气接口上信息通信的物理编码信道。MAC层114还协调多个LAC服务实体期望的对这些资源的使用。该种协调功能涉及单个移动站的LAC服务实体内和多个竞争移动站间的争用问题。MAC层114发送来自LAC服务的服务质量QoS层请求。例如，MAC可能保留空气接口资源或解决竞争LAC服务实体间的优先权。
对于HDR系统，MAC层114包括平衡连接的用户的调度能力。该种平衡一般安排带有较差覆盖的信道较低的吞吐量，从而释放资源使得较好连接的信道能有较高的吞吐量。下一层，链路接入控制LAC层116提供对更高层应用程序的接入。在其它的结构中，无线电链路、无线电链路协议RLP层(未示出)可能取代或与LAC层116并行提供八位字节数据流的重传和复制检测。在分组服务的环境中，LAC层116携带点到点协议PPP分组。高层数据链路控制HDLC层120是用于PPP和ML-PPP通信的链路层。控制信息被置于特定模式中，这些模式与数据完全不同以减少误差。HDLC层120在PPP处理前对数据进行组帧。PPP层122然后提供压缩、验证、加密和多协议支持。因特网协议IP层124保持跟踪到不同节点的因特网工作，路由发送的消息并识别进入的消息。
在PPP之上运行的协议，诸如IP层124携带用户话务。值得注意的是每个这些层可能包括一个或多个协议。协议使用信令消息和/或头部以传输信息到空气接口另一边的对等实体。例如，在高数据率HDR系统内，协议发送带有缺省信令应用程序的消息。
结构110应用于接入网络AN，用于提供诸如因特网的IP网络和诸如无限移动单元的接入终端间的数据连接。接入终端AT向用户提供数据连接。AT可能连到诸如手提电脑的计算设备或可能是诸如个人数字助手的独立的数据设备。有多种无线应用申请和逐渐增加的设备数，常被称为IP设备或网页设备。如图2内说明，LAC层116以上的层是服务网络层而HDLC层120以下的层是无线电网络层。换而言之，示例实施例的无线电网络层实现“TL80-54421-1 HDRAir Interface Specification”，称为“HAI规范”。HAI规范有时被称为“1xEVDO”。HDR一般提供在无线通信系统内发送数据的有效方法。其它的实施例可能实现“TIA/EIA/IS-2000 Standards for cdma2000 Spread SpectrumSystems”，在此称为“cdma2000标准”、“TIA/EIA-95-B Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband SpreadSpectrum Cellular System”，在此称为IS-95标准，或其它每用户连接系统，诸如“ANSI J-STD-01 Draft Standard for W-CDMA(Wideband Code DivisionMultiple Access)Air Interface Compatibility Standard for 1.85 to 1.99GHz PCS Applications”，在此称为“W-CDMA”。
使用多址系统用于语音和数据传输在以下美国专利内揭示美国专利号4901307，题为“SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESSCOMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS”，美国专利号5103459，题为“SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMSIN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM”，美国专利号5504773，题为“METHOD AND APPARATUS FOR FORMATTING OF DATAFOR TRANSMISSION”，每一个都转让给本发明的受让人，并在此引入作为参考。由于频谱是有限的资源，这些系统提供最大化该资源的使用的方法，这是通过在共享频谱时以最小的干扰支持最大数量的用户而实现的。这些方法扩展到数据的高速度传输使得能重用现存的硬件和软件。已经很熟悉该种标准和方法的设计者可能使用所知和经验以将这些系统扩展到高速数据传输。
如上所述，在准备消息传输时，发射机一般在多个帧上扩展消息。与给定的通信链路相关联的帧误差率FER定义为丢失给定帧的概率。类似地，与给定通信链路相关联的消息误差率MER定义为丢失给定消息的概率。MER与FER相关，其关系由以下等式(1)表出MER＝1-(1-FER)n， (1)其中消息在n个帧上经扩展。等式(1)特定假设事件的统计独立性；任何给定帧内的误差概率等于任何其它帧内的误差概率。对于固定的FER值，MER随着消息长度的增加而增加。如果丢失了一个帧，整个消息都被丢失了。值得注意的是无线通信系统内的基本时序间隔。对不同传输信道定义帧的时间长度可能不同。
丢失消息的概率即MER随着消息的长度增加而增加。随着消息长度的增加，消息传输需要的帧的数目也随之增加。由于丢失一个帧会导致丢失整个消息，所以丢失消息的风险受到每消息的帧的数目的影响。另外，对于恒定长度的消息，增加FER会直接影响MER，如等式(1)给出的。
图3A和3B说明在LAC层114实现的传输协议，其中每个消息200包括多个字段，字段包括头部202、多个字段204到206、信息208以及尾部210。头部202包括传输和接收消息的控制信息，包括但不限于消息长度、消息标识符、协议版本辨识等。字段204到206包括任何数目的字段，包括但不限于寻址字段、加密字段、验证字段和用于提供消息重传(ARQ)的字段。在一实施例中，信息字段208提供信令信息，诸如从发射机到接收机的控制消息。尾部帧210包括消息的中止信息，包括码冗余校验即CRC以保证消息的正确性。
消息200在多个片段内被发射，这些片段被标为1、2、...，X。每个片段220包括消息开始SOM指示222和信息部分224。在一实施例中，SOM为1指示消息内的第一片段，为0指示消息内相继的片段。消息200的MER在等式(1)内被给出。片段然后被提供给MAC层114，它将片段安排成帧用以发送。MAC层114可能将信息加入片段并可能重新安排要发送的片段。每个片段220可能对应一发送帧。在接收机处接收到消息时，如果丢失了任何片段，则重发整个消息。丢失的帧一般被称为擦除，其中接收机接收信号能量但不能处理和/或对信息解码。如果丢失消息的一部分，且如果接收机不能没有丢失的部分而对消息进行处理，则整个消息可能被认为丢失。丢失的部分可能被称为擦除或丢失部分。
在一个系统中，当接收机接收到一个消息并能对该消息进行解码和处理时，接收机通过发送确认ACK消息而确认消息的接收。如果消息被丢失，则接收机不响应发射机。发射机等待接收来自目标接收者的ACK消息。如果ACK消息在发射机处在预定等待时间内未被接收到，则发射机重发该消息。发射机没有或几乎没有消息丢失部分的信息。
在等待时间超时后重传消息的一部分或一个片段导致接收机的延时并消耗发射机的发送带宽。为提供丢失部分或片段的重传，本发明的一示例实施例提供消息分段的方法，在图4A和4B内说明，它将消息200分成多个分段302。每个分段302被分配以唯一的标识符。消息的第一分段被进一步标识为分段开始SS指示。分段过程被定义为将给定消息分成多个部分。多个分段302可能有不同的长度。确定每个分段302的长度可能是基于信道质量估计，或其它给定通信系统的特定准则。确定分段长度平衡了效率和性能。较短的分段长度导致同一消息更多的总分段数。较短的分段长度提供增加的可靠性并因此增强了性能。较大的总分段数导致使效率减小的处理和存储的架空开销，例如产生更多的用于标识多个分段的分段参数比特要发送。理想情况下，系统在维持较低的架空开始同时最优化性能。
如图4A说明的，消息200被分成K个分段。K个分段的每一个然后被进一步被分成X个片段。根据示例实施例，片段的数目X对于每个分段302是可变的。其它的实施例可能规定在给定消息内每分段的片段数X为恒定的。由物理层112和MAC层114的参数确定每个片段304的长度以及片段数X。如图4A说明的，分段302的分段3被分为X个片段304。片段304然后被提供给MAC层114用于通过多个发送帧(未示出)而被发送。
如上讨论的，K个分段302的每个被分成X个片段，其中片段总数n为n＝K*X(2)在示例实施例中，片段的总数等于MAC层114生成的在物理层112上发送的帧的总数，而其它实施例可能提供的片段的总数可能是帧的总数的函数。产生的消息误差被定义为分段误差率SER的函数，如下MER＝1-(1-SER)K(3)其中SER被定义为SER＝1-(1-FER)x(3)如图4说明的，每个片段306包括分段标识符SI 308和信息310。信息310来自分段304分段内容部分。根据示例实施例，SI至少包括两个比特SI1和SI2。其中一个比特指明是否启用分段，另一个标识消息的第一分段。
在图5A说明的消息发送的一实施例内，消息200被分为X个片段，它被标识为MSG1到MSGx的片段304。如说明的，片段304间的界限不一定与消息200的字段间的界限相同，虽然一些分段界限可能与一些字段界限吻合。片段304是包含在消息200内的信息的部分，包括包含在每个字段202、204、206、208和210内的信息，以及包括在消息200内的任何其它字段。
X(片段304的)片段的每个对应每分段消息的总数为X的帧的帧360的发送帧。每个帧被称为包含服务数据单元SDU。片段304的每个包括分段标识符SI，该值作为前缀被附加到消息200的一部分。片段标识符按顺序被确定。另一实施例可能实现将标识符分配给帧和分段的其它方法。标识被用于在接收机处重建消息。类似地，其它的实施例可能将SI附加在分段信息的末尾或可能将SI信息与分段信息整合。在这些实施例中，当帧的组织在接收机处是已知的时，接收机然后能相应地重建消息。
如图5A说明的，X个片段304包括片段320、330、340和350，其中每个片段320、330、340和350包括消息200的一部分和SI。在图5A的实施例中，系统支持消息分段，如由图4A的协议定义的，然而对该示例，发送消息分段未被激活。分段激活的情况下，支持分段重传请求。换而言之，接收机可能请求重传分段或发送的消息的一部分。分段未激活的情况下，不支持分段重传请求。接收机可能请求重传整个消息，而不是它的一个更小的单元。
在图5的实施例中，每个SI包括三个比特。SI比特的重要性在图5B和5C内说明。如图5B说明的，SI的第一比特，标为SI1指明分段是否激活，其中高逻辑值表示分段是激活的，否则分段未激活。SI的第一比特标识为SI2，其标识分段开始，其中高逻辑值值分段的开始。SI的第三比特标为SI3，其指明分段的末尾，其中高逻辑值指明分段的末尾。不同比特组合的意义在图5C的表格内提供。另外的实施例可能使用任何数目的比特，每个有预定的意义。另外，其它的实施例可能实现SI比特的另外的极性方案。
继续图5A，(片段304的)第一片段320包括分段标识符部分SI 322，被附加到消息部分MSG1324。帧320是消息200发送的第一片段，因此SI 322被指明为010，其中SI1＝0，SI2＝1，且SI3＝0。对该例由于分段未被激活，第二个比特SI2可能用于标识消息的开始，而第三个比特SI3可能用于标识消息的末尾。下一片段330包括SI部分332以及信息部分334。SI 332指明中间发送片段。由于最后片段350包括SI部分352和信息部分354。SI 352指明分段或消息的末尾。
片段304的每一个对应由MAC层114生成的SDU 360。特别是，如说明的，片段320对应SDU 362，片段330对应SDU 364，片段340对应SDU 366，片段350对应SDU 368。SDU 360对应在物理层112上发送的发送帧。
继续图5A，SI 322指明对该传输分段未激活。即使分段未激活，消息200被分割以形成导致SDU 360的片段304。SDU 360经调制并被发送。在一实施例中，还对SDU 360应用误差校验机制。由于帧在接收机处被接收，误差校验被评估以找出帧误差。在检测到帧误差时，由于分段未激活，接收不能请求特定的分段的重传。相反接收机会请求整个消息200的重传。如以下讨论，尤其是关于图8和9的讨论，当分段激活时，接收机被提供了充分的信息以请求检测到帧误差的分段。这样，保留了带宽并减少了处理时间。
图5D和5E说明另一实施例，其中SI包括两个比特。第一比特SI1指明分段是否为激活的。第二比特SI2标识分段的开始。两个比特组合的意义在表5E内提供。
图6根据一实施例说明在无线通信系统内发射机处应用的消息分段的方法400。发射机在步骤402处接收到要发送的消息。消息可能时控制消息或其它短持续时间的消息用于发送到目标接收机。如果在判决菱形404处分段是激活的，则处理继续到步骤412以将消息分成K个分段。在步骤414，发射机确定合适的分段参数SP以加到每个分段上并生成SP。在步骤416，在步骤414形成的结构被分割以形成X个片段。发射机确定应用到每个片段的合适的SI。在步骤418，SI然后被附加到每个片段。在步骤420，每一个分段，包括SI被传送到MAC层进行处理。处理然后回到步骤402以处理下一消息。
回到判决菱形404，如果消息分段未激活，处理继续进行到步骤406以将消息分割成X个部分。在步骤408，SI被附加到每个消息部分以形成片段。片段然后在步骤410被传递到MAC层。处理回到步骤402以处理下一消息。
在接收机处，SI比特从接收到的片段中抽取以确定发送的消息的处理。图7A和7B说明在接收机处处理发射的分段后的消息的方法420。接收机在步骤422接收发送的帧。接收机通过评估包括在帧内的SI比特确定分段是否激活。如果分段是激活的，则处理继续到步骤442以处理包含在帧内的片段。片段的处理进一步在图7B中详述。在判决菱形444处，该处理然后从SI比特确定帧是否是分段的开始。如果帧是分段的开始，则接收机在步骤446处将分段的信息部分存储在内存存储缓存内。处理然后回到步骤422以接收下一帧。
回到判决菱形444，如果接收到的帧不是分段的开始，在判决菱形448处接收机根据SI比特确定帧是否是分段的末尾。如果接收到的帧不是分段的末尾，则接收机将来自片段的信息存储到缓冲器，处理回到步骤422。如果帧不是分段的末尾，则接收机重建分段并在步骤450将分段排序。如果该分段在判决菱形452完成消息，则接收机在判决菱形454处检查丢失分段。如果没有丢失分段，则处理继续到步骤432以重建消息。如果丢失的分段在判决菱形454处被确定，则接收机在步骤454发送否定确认NACK消息，且处理回到步骤422。如果在判决菱形452处分段不是消息的末尾，则处理回到步骤422。
如果在判决菱形424分段未激活，则处理继续到步骤426以处理片段。片段的处理在图7B内详细说明。接收机然后在步骤428将包含在片段内的信息存储如内存存储缓冲器。接收机在判决菱形430确定帧是否标记消息的末尾。如果接收机未检测到消息末尾，处理回到步骤422以处理下一帧。如果接收机检测到消息末尾，则消息在步骤432被重建。接收机然后在判决菱形434处检查消息内的误差。在检测到误差时，接收机在步骤436丢弃消息并且处理回到步骤422。如果在消息内没有检测到误差，接收机在步骤438将消息送到对应的应用程序或服务。接收机在步骤440发送ACK消息且处理回到步骤433。
包含在帧内的片段的处理的一部分在图7B内进一步详细说明。方法460说明在支持消息分段的无线通信系统内的片段处理。如果片段是分段的开始，接收机在步骤470确定存储缓冲器是否为空。在步骤474如果缓冲器不为空，则方法460刷新缓冲器并将来自接收到的帧的信息存储在缓冲器。如果片段不是分段的开始，接收机在判决菱形464检查缓冲器的状态。如果缓冲器为空，则接收机在步骤468丢弃接收到的帧。例如，如果分段片段的开始丢失了，接收机不能处理剩余的分段。如果缓冲器不为空，则来自帧的信息在步骤466被存储在缓冲器内。
在图8说明的消息发送的实施例中，消息200以图6的方法400被分段。在处理如图8说明的消息200时消息分段是激活的。消息200被分成分段302每个分段302包括消息200的一部分。每个分段302有序列标识符。将分段参数SP加入每个分段350、352、354、...356。分段加上SP的组合进一步被分割以形成片段。片段然后经修改以包括SI，其中在本实施例中，SI包括三个比特，其意义在图5B和5C内规定。每个分段然后用于生成SDU。
消息分段允许重传消息的一部分，这避免了整个消息重传需要的时间延时和资源分配。在图9A和9B内提供了不带分段的消息发送的方法和带有分段的消息发送的方法的比较。
图9A说明了不带分段的消息发送，其中请求消息重传并完成。指明为Tx的发射机从时间t1其发送消息。指明为Rx的接收机，在时间t2时开始接收消息，且消息在时间t3时完成。发射机然后等待来自接收机的ACK消息。接收机不能处理接收的消息，因此没有发送ACK。在时间t4，发射机重发消息。接收机在时间t5接收到重传的消息。整个消息在时间t6时被接收到并在时间t6时发送ACK消息。发射机在时间t8到t9接收ACK消息。在时间t9消息发送和重传完成。
与图9A相比，图9B说明带有分段的消息发送，其中请求分段重传并完成。发射机从时间t1发送消息，且接收机从时间t2到t3接收消息。NAK消息从时间t3到t4被发送，其中NAK标识发送的消息丢失的分段。发射机在时间t11接收NAK且在时间t12重发被指明为SGM的分段。在时间t14，接收机接收重发的分段，并在时间t15发送ACK。发射机从时间t17到t18接收ACK。分段的重传或消息的部分减少了整个消息发送的等待时间并释放了发射机资源用于其它传输。如说明的，分段后的消息发送减少了总处理时间。
支持分段的消息发送发射机500在图10内说明。控制处理器502耦合到通信总线。控制处理器502控制消息发生器504的操作。消息发生器504提供控制和/或信令消息，或其它短持续时间的消息，用于发送到分段单元506。当分段是激活的时候，分段单元对消息分段并将分段参数加入每个分段。分段单元506进一步将SP和分段的每个组合分割成片段。分段单元506确定分段标识符SI，用于每个分段。片段然后经修改以包括合适的SI。分段单元506将多个修改后的片段提供给组帧单元506，其中准备发送帧。误差校验发生器510对发送帧应用误差校验机制。发射机500进一步包括调制单元512和耦合到天线516的发送单元514。发射机500还包括用于存储消息或消息的部分以准备发送的缓冲器518。
支持消息传输的接收机600在图11内说明。接收机600包括控制处理器602，它耦合到通信总线。帧在天线616处被接收并由接收单元614处理。解调单元612对接收到的帧进行解调，且误差校验单元610校验发送误差。解帧单元608从接收到的帧抽取单个片段。分段抽取单元606确定每个片段的分段，并根据SI和SP信息确定分段的顺序。消息通过在消息重建单元604内按顺序排列分段而经重建。如果接收到的消息没有丢失的分段，消息然后被传递到接收机600内更高的层应用程序。如果接收到的消息有丢失的分段，则接收机600请求重传丢失的分段。
在一实施例中，图7A和7B内的接收机方法进一步确定是否丢失分段片段的末尾。图12说明标识分段片段或帧的丢失末尾的方法700。方法700在步骤702处初始化索引。如果第一擦除在接收机处被检测到，则接收机开始计时器。该计时器计时的时间段定义为计时器i＝α*AIT(5)其中α是常量，且AIT是帧的平均相隔到达时间。计时器i继续计时知道接收到消息或擦除。如果计时器i在接收到帧或擦除前超时，则接收机将第一擦除视作分段末尾。如果在计时器i超时前，接收到第二个擦除，则接收机重设计时器i并开始计时器i+1。计时器i+1由时间段定义如下计时器i+1＝β*(计时器i)+γ*(t2-t1) (6)其中β和γ为常量。可以使用任何数目的附加计时器，每个由类似的时间分配。其它的实施例可能使用多种时间段以及实现计时器的方法。实际上每个擦除初始一个计时器。擦除的数目然后被用于确定分段的长度。当任何计时器在没有接收到帧或擦除时超时，则接收机将最近接收到的擦除标识为分段末尾。
继续图12的方法700，如果在判决菱形704接收到帧，来自帧的信息在步骤718被存储在内存存储缓冲器内。接收机在步骤720更新被称为AIT的分段的平均相隔到达时间。在步骤722，接收机重设计时器i。在判决菱形724处，如果帧在分段的末尾，则处理继续到步骤726以校验误差。如果没有找到分段误差，则在步骤730分段作为消息的一部分经处理。如果找到误差，则接收机在步骤728请求重传。如果在判决菱形724，帧不在分段的末尾，则在步骤716索引值i被增加，并且处理继续到判决菱形704以等待下一帧。如果在判决菱形704处没有接收到帧，则接收机在步骤706检查擦除。擦除是在接收机处接收到的不能处理的消息，诸如由于发送误差的原因。如果接收到擦除，则计时器i被重设，且开始第二计时器i+1。处理然后继续到步骤716以增加索引。如果在判决菱形706处没有找到擦除，则接收机在判决菱形712处检查误差。如果计时器i在判决菱形712处未超时，则处理回到判决菱形704处以等待下一帧。如果计时器超时，则分段的顺序反映累积的擦除。
图13A和13B提供接收机处的示例。在图13A内，在时间t1处接收到第一帧，在时间t2处接收到第二帧。第一和第二帧由接收机处理且不包含误差。当等待第三帧时，在时间t3接收到擦除。发生擦除触发了第一计时器的开始。计时器超时时段由帧间的平均间隔定义。在时间t4在计时器超时前接收到第四帧。计时器在时间t4被重设。
在图13B的示例中，前两帧被接收到，而后两帧没有。在时间t3接收到擦除，作为响应，开始第一计时器。在时间t4在第一计时器超时前接收到第二擦除。第一计时器被重设，在时间t4第二计时器开始，其中第二计时器的超时时段是第一计时器值的函数。同样，当任何计时器超时时，接收机能将最近接收到的擦除标识为分段末尾。计算擦除的数目可以使得接收机计算每分段的帧的数目。
根据一实施例，使用多个计时器标识分段末尾和消息末尾的方法(诸如图12说明的)可应用于异步传输模式ATM，其中ATM协议定义消息的开始和消息的末尾。以上等式(5)和(6)内提供的详述的计时器，标识消息的末尾和任何丢失的分段和/和片段，因此避免了传输中丢失消息的末尾。
根据其它的实施例，使用多个计时器以标识分段末尾或消息末尾的方法(诸如图12说明的)可应用于传输通信协议TCP，其中TCP协议定义消息末尾为FIN字段。以上等式(5)和(6)内提供的详述的计时器，标识消息的末尾和任何丢失的分段和/和片段，因此避免了传输中丢失消息的末尾。另外的实施例可应用计时机制的实现以确定传输丢失的部分，其中可能实现多个计时机制。
如上揭示的，提供了一种用于分段的消息发送的方法。每个消息首先被分段，然后分段分成片段。对每个分段应用分段参数，且对每个片段应用分段标识符。片段被提供给较低层以准备用于发送的帧。示例实施例可能被应用于短持续时间的消息的发送，诸如控制消息等。
因此以上说明了多种方法，用于在无线系统内发送分段的消息。每个方法根据给定系统的设计和资源要求可得到应用。虽然在此多个实施例参考CDMA类型扩频通信系统进行描述，但原理可应用于其它扩频类型系统，以及其它类型的通信系统。上述的方法和算法可能在硬件、软件、固件或其组合中实现。例如对非时间门控导频使用MMSE方法，用于解组合器加权的等式可以在软件内或使用数字信号处理器DSP实现计算。类似地，自适应算法可以在软件内以存储在计算机可读介质上的计算机可读指令的形式实现。中央处理单元(诸如DSP核)用于实现指令并作为响应提供信号估计。其它实施例在可行时可能实现硬件，诸如专用集成电路(ASIC)。
本领域的技术人员可以理解，信息和信号可以使用多种不同的科技和技术的任何一种来表示。例如上述说明中可能涉及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元和码片最好由电压、电路、电磁波、磁场或其粒子、光场或其粒子、或它们的任意组合来表示。
本领域的技术人员还可以理解，这里揭示的结合这里描述的实施例所描述的各种说明性的逻辑块、模块、电路和算法步骤可以用电子硬件、计算机软件或两者的组合来实现。为清楚地说明这种可互换性，各种说明性的组件、方框、模块、电路和步骤一般按照其功能性进行阐述。这些功能性究竟作为硬件或软件来实现取决于整个系统所采用的特定的应用程序和设计。技术人员可以认识到这些情况下硬件和软件的交互性，以及怎样最好地实现每个特定应用程序的所述功能。技术人员可以为每个特定的应用改变方法以实现所描述的功能，但该种实现决定不应理解为是对本发明范围的偏离。
各种说明性的逻辑块、模块和电路的实现或执行可以用以下元件实现上述的功能通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或以上任何的组合。通用处理器最好是微处理器，然而或者，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器的组合、或用结合DSP内核的一个或多个微处理器的组合或任何其它配置来实现。
在此连同揭示的实施例一起描述的方法或算法的步骤可以直接体现在硬件、处理器执行的软件模块或两者的组合内。软件模块可以驻留于RAM存储器、快闪(flash)存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动盘、CD-ROM、或本领域中已知的其它任意形式的存储媒体中。一示范存储介质最好耦合到处理器，使得处理器能够从存储介质读取写入信息。或者存储介质可以整合如处理器。处理器和存储介质可驻留于专用集成电路ASIC中。ASIC可以驻留于用户终端内。另外，处理器和存储介质可以驻留于用户终端中作为离散元件。
上述优选实施例的描述使本领域的技术人员能制造或使用本发明。这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的，这里定义的一般原理可以被应用于其它实施例中而不使用创造能力。因此，本发明并不限于这里示出的实施例，而要符合与这里揭示的原理和新颖特征一致的最宽泛的范围。
权利要求
1.在具有基站控制器和多个基站的无线通信系统内，一种方法包括将消息分段为多个分段；将分段分为多个片段；以及发送片段。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括重传多个片段的一个。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括对每个分段应用分段参数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括对每个分段应用分段指示。
5.在具有基站控制器和多个基站的无线通信系统内，一基站，其特征在于包括用于从多个发射的帧建立消息的分段的装置；用于标识消息丢失的分段的装置；以及用于请求重传丢失的分段的装置。
6.如权利要求5所述的基站，其特征在于还包括用于将消息分段以形成多个分段的装置；用于将分段分成片段以形成多个片段的装置；用于发送多个片段的装置；以及用于重发多个片段的一个的装置。
7.一种用于在无线通信系统内接收传输的方法，包括接收带有多个分段的发送帧，每个分段带有多个片段；确定是否丢失任何分段；如果没有丢失分段，则重建所述消息；以及如果丢失分段，请求重传丢失分段。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于还包括处理发送帧的分段。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于包括确定分段末尾；以及重建分段。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于还包括如果丢失分段，则将否定确认消息发送到发送帧的发射机。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于包括如果没有分段丢失，则将确认消息发送到发送帧的发射机。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于还包括确定分段的开始，以及从分段开始处将信息存储在缓冲器内。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于包括如果缓冲器在分段开始处不为空，则刷新缓冲器。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于还包括如果片段不是分段的开始且缓冲器为空，则将该片段标记为丢失。
15.一种无线装置，包括接收机，用于接收多个发送帧；分段抽取单元，耦合到片段抽取单元，用于在发送帧内标识并重建分段；以及消息重建单元，耦合到分段抽取单元，用于确定消息内任何丢失的分段，并请求重传丢失分段的重传。
16.一种在载波上携带的计算机数据信号，由下述进行特征化多个分段，每个分段包括分段参数，以及多个片段。
17.如权利要求16所述的计算机数据信号，其特征在于每个分段包括分段标识符；以及信息部分。
18.如权利要求17所述的计算机数据信号，其特征在于分段标识符指示分段对于计算机数据信号的传输是否是激活的。
19.如权利要求16所述的计算机数据信号，其特征在于分段误差率给出为SER＝1-(1-FER)x其中FER指计算机数据信号的帧误差率，且x是多个片段内的片段数。
20.如权利要求19所述的计算机数据信号，其特征在于消息误差率给出为MER＝1-(1-SER)x其中k是多个分段内的分段数。
全文摘要
一种分段后的消息发送的方法，其中每个消息首先被分成分段，然后分段被分为片段。对每个分段应用分段参数，对每个片段应用分段标识符。提供片段给较低层用于准备发送的帧。一个实施例被应用于发送短持续时间消息，诸如控制消息。
文档编号H04L1/16GK1568603SQ02820316
公开日2005年1月19日 申请日期2002年8月15日 优先权日2001年8月16日
发明者L·卡萨西亚, R·雷扎法, E·G·小蒂德曼 申请人:高通股份有限公司