专利名称：Nack协议的方法与设备的制作方法
技术领域：
一般地，本发明涉及通信系统，更具体地，涉及此类通信系统内的否定确认(NAK)抑制。
背景技术：
在目前的码分多址(CDMA)通信系统中，链路层利用无线链路协议(RLP)来在移动单元与基础架构设备之间传输数据业务。RLP是基于否定确认(NAK)的协议，这是因为接收器不确认正确地接收到的RLP帧。通过在每个帧内使用序列号(SEQ)来完成有序递送。RLP维护一个计数器，其用于要发送的下一个新的数据帧的序列号[SEQ(S)]，以及另一个计数器，其用于期望接收的下一个新的数据帧的序列号[SEQ(R)]。当接收到的帧的序列号大于下一个期望的序列号(SEQ(R))时，RLP请求重发RLP帧。重发的实现是向确定未收到帧序列号的发射器发送NAK。在接收到NAK的帧之前，接收器继续接收其后发送的RLP帧。
图1阐释了目前的RLP NAK过程。如图所示，帧101被发射器101通过无线发送，并被接收器作为帧102接收。在基于无线的传输中，数据经常丢失并需要重传到接收器。这在图1中显示为帧F3被丢失。在接收到帧F4时，接收器立刻意识到帧F3丢失，并请求重传F3，其向发射器发送NAK。目前的RLP协议标准规定NAK控制帧优先于任何携带数据或其它信道信息的RLP帧。在接收到NAK时，发射器重发F3。
需要注意的是，单个NAK可以请求重发多个RLP帧(如图2所示)。在图2中，RLP帧F2与F3丢失。当接收到RLP帧F4时，接收器检测到序列缺口，并发送单个NAK帧，请求重发2个RLP帧，F2与F3。
当接收器在短时间内不能接收多个帧时，问题产生了。在此情形中，接收器将发送NAK帧的稳定的流，拥塞从接收器到发射器的通信链路。图3显示了此问题的一个示例。在典型应用(例如网页浏览)中，数据流是非对称的。对于大的丢帧率(FER)或在每帧间隔内到达许多有序列号的帧的情形，有很大的可能性使得至少一个RLP帧在每个传输间隔内被丢弃(erase)。在图3中，RLP帧F4、F7、F15与F18在4个相邻的传输间隔内被丢弃。序列号上的缺口将生成4个相邻的NAK帧，其请求重发丢失的RLP帧。当此情形持续时，不能从接收器向发射器发送其他用户/控制数据(例如TCP/IP ACK)。由于客户端需要通过发送TCP/IP ACK来响应每个下载的分组，当等待没有RLP NAK被发送的间隔时，TCP/IP ACK被推迟。
现有技术的方法试图处理糟糕的信道条件导致的NAK帧的泛滥。例如，题为“Method and Computer Program Product for Efficiently andReliably Sending Small Data Messages from a Sending System to a LargeNumber of Receiving Systems(用于有效地可靠地从发送系统向大数量的接收系统发送小数据消息的方法与电脑程序产品)”的美国专利6,112,323，描述了一种NAK抑制系统，其中根据定义的概率函数选择延迟时间。上述技术产生可预测数目的NAK帧，其在给定延迟时间之后被发送。通过将概率密度作为多个系统参数(例如网络分组丢失率)的函数进行调整，可调整在给定时间发送的NAK帧的数目，以适应网络条件。
尽管上述流程确实减少了发送多个NAK的冲击，上述流程仍然导致NAK在不合适的时间段被发送。因此，存在对方法与设备的需要，其用于通信系统内的NAK抑制，更精确地确定发送NAK帧的最佳时间段，以减小系统资源负荷。
图1阐释现有技术的RLP NAK过程，其在一个NAK内发送一个序列号的重发请求。
图2阐释现有技术的RLP NAK过程，其在一个NAK内发送多个序列号的重发请求。
图3阐释现有技术的RLP NAK过程的问题，其中在相邻的发送时期内发送多个RLP NAK帧。
图4是根据本发明的优选实施例的通信系统的框图。
图5是显示根据本发明的优选实施例的图4通信系统的操作的流程图。
具体实施例方式
为解决上面提到的需要，这里提供一种方法与设备，其用于NAK抑制。遵照本发明的优选实施例，逻辑电路持续地监测数据发送队列，以确定是否要发送任何用户数据。逻辑电路抑制NAK帧的产生与发送，直到满足特定条件。这些条件可被表示为逻辑(布尔)变量，其值由如下测试确定NAK序列列表大小，NAK序列号等待时间，数据与其它信道信息队列大小，以及数据队列内的数据的等待时间。作为测试的一部分，逻辑电路抑制全部NAK帧，直到NAK发生器已缓冲预定数量的待NAK的序列号。特别地，逻辑电路判定何时待NAK的序列号的数目达到最大值，其可由单个NAK RLP帧携带。一旦已收集到预定数目的序列号，逻辑电路将指令NAK发生器生成NAK帧。
上述流程减少了数据与其它信道信息的拥塞，允许其被发送，甚至在生成了许多NAK帧的情形下。
本发明包括一种否定确认(NAK)抑制的方法。此方法包括以下步骤判定需要发送NAK，并判定目前需要在信道上发送数据或其它信道信息。如果不需要在信道上发送数据或其它信道信息，则发送NAK，否则缓冲NAK。
本发明另外还包括一种方法，其包括如下步骤判定需要在信道上发送NAK，判定当前缓冲了若干NAK，并且如果已缓冲了预定数目的NAK的话，发送当前缓冲的NAK连同该NAK，否则缓冲该NAK。
本发明另外还包括一种设备。该设备包括缓冲器，其存储NAK，还包括逻辑电路，其连接到该缓冲器，该逻辑电路以发射器的发送状态为输入，并基于发射器的发送状态输出对NAK发生器的指令，以生成NAK。
现在转到附图，其中相似的数字标注相似的部件。图4是根据本发明优选实施例的通信系统400的框图。如图所示，通信系统400包括发送电路401和接收电路(或远程单元)402。发送电路优选地是CDMA无线接入网络，例如Motorola SC集中式基站控制器以及Motorola SC 4800基站收发器系统，并且接收电路优选地是移动或蜂窝手持设备，例如Motorola StarTAC。
操作期间，数据进入逻辑单元404与缓冲器405。数据从逻辑单元404传递到发射器403，在此其被通过通信信道408发送到接收电路402。CDMA无线(over-the-air)协议使用RLP。如上面所讨论的那样，RLP是基于否定确认的协议，这是因为接收器不确认正确地接收到的RLP帧。接收电路402仅请求重发丢失的RLP帧，其向发射器发送NAK。特别地，当接收到不按顺序的帧时，接收器406将指令NAK发生器407 NAK不适当地接收到(或未接收到)的帧。NAK将通过通信信道408发送，并为发送电路401(通过接收器，未显示)接收。NAK最终为逻辑单元404接收，逻辑单元404从缓冲器405内获取丢失的帧，并指令发射器403将该帧重发到接收电路402。
如上面所讨论的那样，当接收器406不能在短时间内接收多帧，或者当丢帧分布的方式以高概率(例如0.8)在每个传输时期内在接收器产生至少一个RLP序列缺口时，问题产生了。在此情形中，现有技术的系统产生NAK帧的泛滥，占据有价值的系统资源。为解决此情形，在本发明的优选实施例中利用了NAK抑制。特别地，逻辑电路409在缓冲器411内缓冲全部需要NAK的序列号，并在满足系统条件时，指令NAK发生器407发送一个或多个NAK帧。特别地，如果缓冲器412内的数据与其它信道信息已等待超过预先确定的时间间隔(例如100毫秒)，或者缓冲器412的大小已达到预先确定的水平(例如64字节)，或者系统中剩余的RF容量小于某门限，逻辑电路409就抑制NAK帧产生。如果满足三个条件中的至少一个，NAK的产生将被抑制，并且数据或其它信道信息将在当前传输时期内从接收器发送到发射器。如果两种条件均未满足，当序列号缓冲器411不为空时，逻辑电路409将指令NAK发生器407创建NAK帧。
在本发明的优选实施例中，如果NAK延迟定时器已到期，或者要NAK的序列号已达到预先确定的数目，逻辑电路409将不会抑制NAK的生成(如上面所描述的那样)。如果满足两个条件之一，逻辑电路409指令NAK发生器407创建NAK帧，其包括411内缓冲的全部序列号。特定地，当要发送的NAK的数目完全填满无线帧，或者超过预先确定的时间(例如3秒)时，总会产生NAK。
上述过程减少数据与其它信道信息的拥塞，允许其被发送，甚至在生成许多NAK的情形下也是如此。另外，通过在当RF资源稀缺时减少发送的NAK帧的数目，增加了RF容量。
图5是流程图，其显示根据本发明优选实施例的图4通信系统的操作。逻辑流在步骤501开始，其中逻辑电路409判定是否需要通过发送电路401发送NAK帧。为此的条件是缓冲器411中存在有至少一个要NAK的序列号。如果在步骤501判定需要发送NAK，逻辑流继续到步骤503，否则逻辑流简单地返回步骤501。
在步骤503，逻辑电路409判定缓冲器411内的序列号的数量是否超过预先确定的门限，或者是否有任何序列号的排队时间超过预先确定的时间段(例如3秒)。如果两个条件均不为真，逻辑流继续到步骤505，否则逻辑电路409指令NAK发生器407生成和发送NAK帧，以缓冲器411内驻留的序列号填充它(步骤509)，并清除缓冲区(步骤511)。
在步骤505，逻辑电路409判定缓冲器412内的数据量是否超过预先确定的门限，或者缓冲器412内的数据的排队时间是否超过预先确定的时间段。如果任何一个条件为真，则逻辑流继续到步骤507，其中继续缓冲NAK，而发送数据与其它信道信息。如果在步骤505测试的两个条件均为假，逻辑流继续到步骤509，其中逻辑电路409指令NAK发生器407生成和发送NAK帧，以缓冲区411内驻留的序列号填充它。
如上面所讨论的那样，上述流程减小了多个NAK帧的传输施加在系统资源上的负担。特别地，从图3我们可以看到，通过限制NAK帧的延迟为2个传输间隔，并且设置每个NAK帧的序列号的最大数目为2，发送的NAK帧的数目减少了50％，并且相应的RF资源现在可用于要发送的数据与其它信道信息。例如，在图3中，四个相邻的NAK帧可以将接收器发送的TCP/IP ACK段延迟至少4个传输时期，其随之增加了TCP的往返时间，导致TCP超时与吞吐量的退化。
尽管本发明参照特定实施例具体地显示和描述，本领域技术人员将理解，其中可在形式与细节上做出多种变化，而不偏离本发明的实质与范围。例如，尽管以上描述采用多种技术来减少多个NAK传输对系统资源的影响，本领域普通技术人员将意识到，可单独地利用各种技术。这些变化处于所附权利要求书的范围之内。
权利要求
1.一种否定确认(NAK)抑制的方法，所述方法包括以下步骤判定需要发送NAK；判定当前是否需要在信道上发送数据或其它信道信息；和如果不需要在所述信道上发送数据与其它信道信息，就发送所述NAK，否则缓冲所述NAK。
2.如权利要求1所述的方法，其进一步包括以下步骤判定是否已缓冲预定数目的NAK；和如果已缓冲所述预定数目的NAK，则发送所述的多个NAK，否则缓冲所述NAK。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述的如果已缓冲所述预定数目的NAK，则发送所述多个NAK的步骤包括如果NAK的数目等于为填充无线帧所需的NAK的数量，则发送所述多个NAK的步骤。
4.一种方法，其包括以下步骤判定需要在信道上发送NAK；判定当前缓冲了一定数目的NAK；和如果已缓冲所述预定数目的NAK，则发送所述的当前缓冲的多个NAK，以及所述NAK，否则缓冲所述NAK。
5.如权利要求4所述的方法，其进一步包括以下步骤判定当前是否需要在所述信道上发送数据或其它信道信息；和如果不需要在所述信道上发送数据与其它信道信息，就发送所述NAK，否则缓冲所述NAK。
6.如权利要求4所述的方法，其中，所述的如果已缓冲所述预定数目的NAK，则发送所述多个NAK的步骤包括如果NAK的数目等于为填充无线帧所需的NAK的数量，则发送所述多个NAK的步骤。
7.一种设备，其包括缓冲器，其存储NAK；和逻辑电路，其连接到所述缓冲器，所述逻辑电路以发射器的发送状态为输入，并基于所述发射器的所述发送状态，输出对NAK发生器的指令，以生成NAK。
8.如权利要求7所述的设备，其中，所述发射器的所述发送状态包括有关当前是否有数据或其它信道信息正在等待发送的信息。
9.如权利要求7所述的设备，其中，所述逻辑电路基于所述缓冲器内存储的一定数目的NAK，额外地输出对所述NAK发生器的指令，以生成NAK。
全文摘要
逻辑电路(409)持续地监测发射器(410)，以判定发射器(410)是否空闲。逻辑电路(409)抑制全部NAK，直到发射器(410)不再发送数据与其它信道信息，并且RF资源不再稀缺。另外，逻辑电路(409)抑制全部NAK，直到逻辑电路(409)已缓冲预定数目的NAK。更具体地，逻辑电路(409)判定何时NAK的数目将足够填充无线(over－the－air)帧。一旦已收集到预定数目的NAK，逻辑电路(409)将生成适宜的NAK。
文档编号H04L1/16GK1628433SQ03803464
公开日2005年6月15日 申请日期2003年1月21日 优先权日2002年2月7日
发明者伊凡·N·武科维奇, 约翰·M·哈里斯 申请人:摩托罗拉公司