使用受控传输简档的数据传输方法和设备的制作方法

专利名称：使用受控传输简档的数据传输方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信系统，并且更具体地，涉及在包含多个节点的系统中 传输数据的方法和设备。
背景技术：
数据通信系统中的数据丢失，无论该系统是有线的还是无线的，都会
影响诸如Web或邮件应用之类的上层应用。因此，通常通过提供ARQ (自动重传请求)功能等来防止传输数据的丢失。已知的ARQ协议包括 Selective-ACK、 Go-back-N、 Stop&Wait等。
具体地，在使用3G (第三代)HSDPA (高速下行链路分组接入)及 类似技术的高速分组通信系统中，采用了称作HARQ (混合ARQ)的技 术，该技术实现了高速重传控制，即使是在难以另人满意的无线电环境中 (参见3GPP TS 25.308 v6.3.0， December 2004， Technical Specification (Release 6) ， pp. 18-19)。根据HARQ,接收侧可通过使用简单的 ACK/NACK反馈来请求从发送侧重传，因此重传的分组与先前接收到的 那些分组结合，藉此可提高分组接收的速率。
通常，当通过重传协议传输分组时，有时从分组被传输到其完全被接 收的时间量随分组的不同而不同。这是因为由于丢失可被认为是对每个分 组随机发生的，所以存在这样的可能性，即丢失对某个分组仅发生一次而 对另一分组发生数次。此外，重传请求的频率等也是导致在分组被完全接 收之前所需的时间量变化的原因。具体地，在有时会突然改变的无线电环 境中，以及同样在HARQ的情况下，可认为在分组被完全接收之前所需的 时间量随机地改变。
顺便提及，上述在分组被完全接收之前所需的时间量具有延迟时间总 量的附加正常传输延迟加上由重传过程导致的重传延迟。然而，在接收
侧不知道发送侧的分组发送时间的情况下，使用"到达延迟"，该"到达 延迟"指从接收侧最初检测到分组的接收到分组被完全接收的时间量，或 被认为是与此时间量等价的计数值。在接收侧能够从分组中的时戳等获知 发送侧的分组发送时间的情况下，可从该时间信息中获得"到达延迟"。 在下文中，将给出对在本说明书中使用的术语"到达延迟"以及较大的到 达延迟对应用的影响的简短描述。
图1A是通过HARQ协议的重传的时序图，用于描述分组的到达延迟 DLY。图1B是用于描述当到达分组的到达延迟彼此不同时对到达分组的 重排序的时序图。
参考图1A，通过物理层L1分组N被从节点A传输到节点B。然而， 假设在节点B通过HARQ过程确定分组N己经被不完全地接收。此时， 节点B向节点A回发NACK，并且节点A在收到NACK之后向节点B重 传分组N。在此，在分组N被节点B完全接收之前，此重传操作被重复两 次。在如上所述地重复了多次重传操作之后分组被完全接收的情况下，到 达延迟DLY是从分组最初被不完全接收到分组被完全接收的时间量，或 与此时间量等价的计数值。
在此情况下到达延迟DLY是由HARQ过程引起的。然而，如果甚至 在HARQ过程之后仍存在错误，则执行通过ARQ过程的重传过程。因 此，存在到达延迟DLY进一步增大的可能性。
如图1B所示，存在这样一些情况，其中因为由重传过程引起的到达 延迟因无线电环境等的突然改变而随机地改变，所以到达延迟根据分组的 不同而不同。在此，分组N的到达延迟变大，并且分组N在分组(N+l) (其在分组N之后被传输)之后到达节点B。分组(N+2)出现了更大的 到达延迟，它在多个在其后传输的分组之后到达节点B。
当按如上所述的连续顺序依次传输的分组N到(N+M)之中的中间分 组出现较大到达延迟时，接收节点B为了在接收侧重排序这些分组，将编 号在该延迟的分组之后的那些分组存储在REORDER缓冲器中直到该延迟 分组到达。当延迟的分组到达时，被存储的分组被依次馈送到应用。因 此，必需确定接收节点B的REORDER缓冲器的大小从而使得可负担最大 延迟。
顺便提及，如图1A和1B所示的包含一个发送节点和一个接收节点的 单跳系统并非唯一的通信系统，还可想到在发送节点和接收节点之间存在 多个传输节点的多跳系统。在这样的多跳系统中，应想到在每一跳中都可
能发生分组丢失。因此，HARQ和ARQ协议被用于每一跳，籍此能够补 偿分组丢失。
图2是描述多跳系统中的到达延迟的时序图。在此，为简便起见，假 设在发送节点A和接收节点D之间存在两个传输节点B和C。如果将参考 图1A和1B所描述的协议应用于此多跳系统，则与物理层(Ll) 、 HARQ 层、ARQ层、REORDER层和应用(APP)层相对应的协议存在于发送节 点A和接收节点D的每一个中。与物理层(Ll) 、 HARQ层和ARQ层相 对应的协议存在于传输节点B和C的每一个中。也就是说，如果关注 HARQ和ARQ协议，则在整个系统中需要三对HARQ和ARQ协议组 一对在发送节点A和传输节点B之间， 一对在传输节点B和传输节点C 之间，以及一对在传输节点C和接收节点D之间。在此情况下，两个 HARQ和ARQ协议组存在于传输节点B和C的每一个中。在这样的多跳 系统中，可通过用于每一跳的HARQ和ARQ协议恢复(recover)在多跳 中发生的分组丢失。
此外，用于按分组编号的顺序进行传输的REORDER层存在于发送节 点A和接收节点D的每一个中。接收节点D的REORDER层缓冲从接收 节点D的ARQ层接收的分组，并将分组按分组编号的顺序传送到APP 层。此外，发送节点A的REORDER层在考虑接收节点D的REORDER 缓冲器的大小的前提下，控制分组编号以进行传输。
然而，在这样的传统多跳系统中，如果做出如下的尝试，即按分组被 传输的顺序将从发送节点A的APP层传输的分组馈送到接收节点D的 APP层，则总延迟可能变得更大，因为存在如上所述的在每一跳中出现到 达延迟的可能性。此外，总延迟是与系统中跳的数目成比例的。在考虑到 这样的总延迟的情况下，在发送节点处需要具有连续传输所需大小的传输 缓冲器，而在接收节点处需要具有基于可能最大延迟而确定的大小的
REORDER缓冲器。缓冲器的大小是与系统中跳的数目成比例的。
例如，如图2所示，假设分组N在每一跳中都出现最大到达延迟 DLY—max，分组N以这些到达延迟的和为延迟到达接收节点D，并且所 有其他分组在不需重传的情况下到达接收节点D。在此情况下，在分组N 之后的所有其他分组(N+l)到(N+k)被存储在接收节点D的 REORDER缓冲器中直到延迟的分组N到达。当延迟的分组N到达时，分 组被按照分组编号的顺序馈送到接收节点D的APP层。因此，分组N到 (N+k)以与延迟的分组N相同的最大延迟被全部馈送到接收节点D的 APP层。在此情况下，必须将接收节点D的REORDER缓冲器的大小设定 为基于可能最大延迟而确定的大小。如果REORDER缓冲器的大小比基于 最大延迟而确定的大小小，则发送节点A需要根据接收侧的缓冲器大小而 停止传输。
此外，如果将参考图1A和图1B描述的协议不变地应用到现有的多跳 系统，则出现如下的问题作为一个整体的通信系统的结构变得复杂。例 如，每一跳需要一组ARQ和HARQ协议，并且需要向每个传输节点提供 两组ARQ和HARQ协议(每跳一组)。

发明内容
本发明致力于解决上述问题，并且本发明的目的是提供一种数据传输 方法和设备，通过使用该方法和设备可控制到达延迟。
根据本发明，在将数据信号传输到下游节点的节点中的数据传输方法 包括控制传输简档(transmission profile)以基于目标累积延迟控制数据 信号的传输；并根据被控制的传输简档将数据信号传输到下游节点。
如上所述，因为基于目标累积延迟控制在向下游节点进行传输时使用 的传输简档，所以能够控制到达延迟。


图1A是通过HARQ协议的重传的时序图，用于描述分组的到达延迟 DLY。
图IB是描述在到达分组的到达延迟彼此不同的情况下到达分组的重 排序的时序图。
图2是描述多跳系统中的到达延迟的时序图。
图3是通信系统的示意图，用于描述根据本发明的示例性实施例的数
据传输方法。
图4是示出根据本发明的示例性实施例的通信设备的示意性配置的框图。
图5是示出根据本发明的示例性实施例的通信设备的数据传输操作的 流程图。
图6是示出根据本发明第一示例的通信设备的示意性配置的框图。
图7是示出协议栈的图和指示延迟累积量变化的图解的示图，用于描
述将根据第一示例的通信设备用作传输节点的多跳系统的操作。
图8是示出根据第一示例的传输简档控制的效果示例的分组传输的时序图。
图9是示出在根据本发明第二示例的多跳系统中的协议栈的示图。 图IO是示出根据本发明第三示例的无线多跳系统的结构的框图。
具体实施例方式
图3是通信系统的示意图，用于描述根据本发明示例性实施例的数据 传输方法。在此，为简便起见，假设节点(i)用作从节点(i-l)接收分组 并向节点(i+l)传输接收的分组的传输节点，当沿数据传输的方向观察时 节点(i-l)位于下游，节点(i+l)位于上游。换言之，图3中示出的三 个节点组成两跳通信系统，或包含三跳或更多跳的通信系统的一部分。在 此通信系统中，与每一跳相对应的链路可以是电缆链路和无线电链路的任 一个。然而，在此示例中，至少在节点(0和节点(i+l)之间的链路中 分组的到达延迟必须可被控制。顺便提及，节点指示连接到网络的一般通 信设备。在移动通信系统中，节点例如包含移动站、基站、网关、路由 器、中继器、分组交换机等。
节点(i)从节点(i-l)接收分组。在接收分组的头部的预定字段中，
存储了由节点(i-l)给出的累积到达延迟CUM_DLY (i-l)。如随后将描 述的，节点(i)用累积到达延迟CUM一DLY (i)替换累积到达延迟 CUM—DLY (i-l)，并根据选择的传输简档PF将所讨论的分组传输到节 点(i+l)，其中累积到达延迟CUM—DLY (i)是累积到节点(0自身的 延迟。
在分组的头部中预先设置由每个节点更新的累积到达延迟CUM—DLY 将被写入的字段。此外，用于识别每个分组的流类型的流ID也可包含在 头部中，随后将描述该流ID。提供此流ID的原因如下对于需要实时性 能的流，执行控制使得总累积到达延迟变小，然而对于不需要实时性能的 流，可将累积到达延迟设定得较大。应注意，虽然为了避免复杂，图3中 示出的分组头部仅包含用于累积到达延迟CUM—DLY和流ID的字段，但 是头部还可包含诸如源地址和目的地址之类的其他所需头部信息。
首先，描述图3中示出的目标累积延迟TAR—CUM—DLY和累积到达 延迟CUM一DLY。
1.目标累积延迟TAR—CUM一DLY
目标累积延迟TAR—CUM—DLY (i)是从分组被传输源节点传输时起 到分组完整到达传输节点(i)止累积的分组延迟累积量的目标值。如上所 述，存在一些根据流类型改变目标累积延迟的时候。例如，在TELNET服 务或类似服务中，将目标累积延迟设定为很小，从而向使用者提供较快响 应速率。然而，在邮件服务器之间传输并接收邮件数据时，优选地将目标 累积延迟设定为较大以减轻传输节点上的负担。目标累积延迟 TAR—CUM_DLY (i)可被如下地设定
1.1)在开始传输之前，可基于发送节点和接收节点之间的总目标延迟 DLY—total来预先设定每个节点处的目标累积延迟TAR—CUM一DLY。例 如，如果在流中总共存在N跳(即，所有有关节点的数目是N+1)，则将 位于第L跳的传输节点(i)处的目标累积延迟TAR—CUM—DLY (0设定 为总目标延迟DLY—total的L/N。这被如下的等式表示
<formula>formula see original document page 10</formula>1.2) 在每一跳的带宽彼此不同的情况下，还可以根据带宽来设定不同 的目标累积延迟。具体地，对于具有较窄带宽的跳，可设定较大的目标累积延迟TAR_CUM—DLY，而对于具有较宽带宽的跳，可设定较小的目标 累积延迟TAR一CUM一DLY。也就是说，这可被如下的等式表示TAR一CUM—DLY(i) = W(L) x DLY一total x L/N其中W(l)十W(2) ... +W(N) = 1。1.3) 每个传输节点针对每个分组设定目标累积延迟而非预先设定，这 也是可以的。具体地，传输节点(i)根据总目标延迟DLY_total、所有跳 的数目N和所讨论分组到达目前跳所经过的跳的数目L计算目标累积延 迟。也就是说，这被如下的等式表示TAR—CUMDLY(i) = DLY一total x L/N。以这种方式，假设分别在节点(i)和(i+l)中预先或针对每个分组 设定目标累积延迟TAR—CUM—DLY (i)和TAR—CUM—DLY (i+1)，如 图3所示。如上所述，设定目标累积延迟TAR—CUM一DLY的方法并非被唯一地 指定。例如，还可设想多种类型的数字设备组成ADHOC网络，并且这些 数字设备中的每个彼此执行多跳通信。作为具体的示例，如果在发送节点 Sl和接收节点Dl之间存在两条具有不同跳数的路径，即包含两个传输节 点Nl和N2的路径A (S1-N1-N2-D1)和包含一个传输节点Nl的路径B (S1-N1-D1)，则在传输节点N1中，对于路径A的流将目标累积延迟设 定为DLY一tota1/3 ，而对于路径B的流将目标累积延迟设定为 DLY—total/2。如上所述，如果分组的传送路径随流的不同而变化，则可针 对每个流来设定目标累积延迟。作为替代的，如果路径固定，则目标累积 延迟可被唯一地设定。如上所述，设定的粒度(granularity)并非是被唯一 地指定的。2.累积到达延迟CUM—DLY节点(i)从自节点(i-l)到达的分组中读取累积到达延迟 CUM—DLY (i-l)，并通过计算到达延迟DLY (i)(即在节点(i-1)和
节点(i)之间此分组出现的延迟)，并且将累积到达延迟CUM_DLY (i-1)与到达延迟DLY (i)相加，还获得节点(i)的累积到达延迟 CUM—DLY (i)。如参考图1A所描述的那样定义到达延迟DLY (0 。具体地，到达延 迟DLY (i)可被计算如下 在重传过程是同步HARQ的情况下，由节点(i)检测到的HARQ传输次数被认定为到达延迟DLY (i)。
在重传过程是异步HARQ的情况下，从将要被节点(i)检测到 的第一分组中的指示符指示的到达时间到该分组被完全接收的 时间段被认定为到达延迟DLY (i)。
在节点(i-1)和节点(i)基于时间信息彼此同步的情况下，由 节点(i-1)写在分组中的分组发送时间和分组到达时间之间的 时间差被认定为到达延迟DLY (i)。 通过使用因此获得的到达延迟DLY (i)和从接收分组中读取的累积 到达延迟CUM—DLY (i-1)，来计算累积到达延迟CUM—DLY (i)，表 示如下CUM—DLY(i) = CUM一DLY(i - 1) + DLY(i)。此获得的累积到达延迟CUM一DLY (i)被写入接收分组的 CUM一DLY字段中。3.传输简档控制节点(i)具有多个在分组被传输到下一节点(i+1)时使用的传输简 档PF，随后将描述该传输简档PF。在图3中，假设设置了传输简档PF (1)到PF (3)，在分组到达目的节点(i+1)之前每个PF引起不同的预 期到达延迟。传输简档由与分组传输相关控制有关的参数(传输参数)组成是满足 需要的。在许多情况下，传输参数与分组错误的发生或分组的不完全接收 的发生率有关。因此，通过选择由传输参数组成的传输简档，分组的到达 延迟可被概率地控制。例如，多个传输参数(传输功率、传输频率等)被
设定为传输简档，然后通过利用这样的设定，能够将传输简档Al设定为与到达延迟Dl相关联，并将传输简档A2设定为与到达延迟D2相关联。在无线电链路的情况下，可将传输功率引用为待控制的传输参数的典 型示例。传输功率的减小将增大因分组出现错误或分组的不完全接收导致 的重传的次数，并且作为结果可使预期到达延迟很大。相反，传输功率的 增大将提高分组完全到达的概率，并且作为结果可使预期到达延迟很小。 这种现象类似地发生在电缆链路的情况下。例如，在光通信中，可通过控 制光功率来控制分组完全到达的概率。除传输功率之外，通过在传输信道 中做出改变(传输周期或传输频率)或通过改变传输天线的数目，也可控 制预期到达延迟。如果将这样的传输简档PF与根据传输简档PF的各自的值而获得的预 期到达延迟相关联地存储，则基于所需要的预期到达延迟可选择适当的传 输简档PF。图3示出这样的示例，其中根据传输简档获得的预期到达延迟 按传输简档PF (1) 、 PF (2)和PF (3)的顺序越来越大。节点(i)将如上所述计算的累积到达延迟CUM—DLY (0与目标累 积延迟TAR—CUM—DLY (i)进行比较。基于此比较的结果，节点(0可 选择传输简档，从而使得在下一个节点(i+l)处预期累积到达延迟与目标 累积延迟之间的差将变得更小。例如，如果累积到当前跳的延迟比目标累 积延迟大，也就是如果CUM一DLY (i) > TAR—CUM—DLY (i)，则可根 据该差选择与较小预期到达延迟相关联的传输简档。相反，如果累积到当 前跳的延迟比目标累积延迟小，也就是如果CUM一DLY ( i ) < TAR—CUM一DLY (i)，则可根据该差选择与较大预期到达延迟相关联的 传输简档。根据图3所示的示例，因为分组(M)的累积到达延迟CUM_DLY (i) —M比目标累积延迟TAR_CUM—DLY (i)大，所以节点(i)选择传输简档PF (1)从而使得节点(i+l)处的预期累积到达延迟CUM—DLY (i+1) 一M变得最接近节点(i+1)处的目标累积延迟TAR—CUM—DLY (i+1)。至于另一分组(N)，累积到达延迟CUM_DLY (i) _N比目标累积延迟TAR—CUM—DLY (i)小。因此，节点(i)选择传输简档PF (3)从而使得节点(i+l)处的预期累积到达延迟CUM一DLY (i+l) 一N 变得最接近节点(i+l)处的目标累积延迟TAR—CUM_DLY (i+l)。通过 以这种方式设定传输简档，能够预期在节点(i+l)处累积到达延迟和目标 累积延迟之间的差将变得比节点(0处的差小。至于以与目标累积延迟一 样的延迟到达的分组，例如选择传输简档PF (2)，籍此也可预期在下一 个节点(i+l)处在目标累积延迟附近的延迟。可选择地，节点(i)确定这样的预期到达延迟，该预期到达延迟使得 通过将累积到达延迟CUM一DLY (i)与此预期到达延迟相加而得到的节点(i+l)处的预期累积到达延迟CUM—DLY (i+l)最接近节点(i+l)处的 目标累积延迟TAR—CUM—DLY (i+l)，然后选择实现该预期到达延迟的 传输简档PF，这样也是可以的。如上所述，选择传输简档的方法也不是被 唯一指定的。此外，即使在分组(N)比分组(M)更早到达(虽然在传输时分组 (M)先于分组(N))的情况下，通过选择与较小预期延迟相关联的传 输简档用于分组(M)并选择与较大预期延迟相关联的传输简档用于较早 到达的分组(N)，能够增大分组(M)和(N)以最初设定的传输顺序到 达接收节点的概率。在无线电链路的情况下，由于存在一些无线电环境突然改变的时候， 所以分组并非总是如预期的那样到达下一节点(i+l)。即使在这样的情况 下，多个传输节点执行类似的传输简档控制，籍此总体上可以以较高概率 按照最初设定的目标累积延迟传输分组。4.传输节点的配置图4是示出根据本发明的本示例性实施例的通信设备的示意性配置的 框图。在此，为简便起见，示出的是在分组被从附图的左侧传输到右侧的 情况下配置的示例。参考图4，收发机101通过链路(i-l)连接到节点(i-l)。接收侧重 传控制部件102在通过链路(i-l)接收的分组不完全或出现错误时执行重 传过程。完全接收的分组被经由累积延迟更新部件103转移到发送侧重传
控制部件104。这样，累积延迟更新部件103将在其自身节点(i)计算的累积到达延迟CUM_DLY (i)写入此分组头部的CUM—DLY字段。收发 机105通过链路(i+l)连接到节点(i+l)。发送侧重传控制部件104在 通过链路(i+l)传输的分组未被节点(i+l)完全接收时执行重传过程。当接收侧重传控制部件102利用上述节点(i-l)执行了重传过程时， 接收侧重传控制部件102向到达延迟计算部件106提供如下的信息例如 在分组完全到达之前执行了的重传的次数，从检测到分组的初次不完全接 收开始逝去的时间段，或者分组中的时戳。到达延迟计算部件106基于上 述信息，如上所述(参见"2.累积到达延迟CUM—DLY")地计算所讨论 分组的到达延迟DLY (i)，并将所计算的到达延迟DLY (i)输出到累积 延迟计算部件107。此外，接收侧重传控制部件102从到达分组的头部的 CUM—DLY字段中读取在节点(i-l)处的累积到达延迟CUM_DLY (i-1)，并将读取的累积到达延迟CUM_DLY (i-1)输出到累积延迟计算部 件107。累积延迟计算部件107通过将到达延迟DLY (i)与累积到达延迟 CUM—DLY (i-1)相加来计算其自身的节点(i)处的累积到达延迟 CUM一DLY (i)，并将此累积到达延迟CUM—DLY (i)输出到上述累积 延迟更新部件103，累积延迟更新部件103然后将累积到达延迟 CUM—DLY (i)写入接收分组的CUM—DLY字段中。此外，目标累积延迟 设定部件108如上所述(参见"1.目标累积延迟TAR—CUM—DLY")地 设定目标累积延迟TAR—CUM_DLY (i)。传输简档控制部件109通过使用累积到达延迟CUM—DLY (i)和目标 累积延迟TAR—CUM—DLY (i)，对于从累积延迟更新部件103接收的每 个分组如上所述(参见"3.传输简档控制")地执行传输简档控制，并在 发送侧重传控制部件104的控制下在收发机105上设定选择的传输简档。 收发机105根据针对每个待传输分组而设定的设定传输简档，基于诸如传 输功率及/或传输信道之类的传输参数传输每个分组。发送侧重传控制部件 104保存所传输的分组及相应的传输参数直到接收到ACK。对于返回 NACK或者即使在预定时间段逝去之后也既未收到ACK也未收到NACK
的分组，发送侧重传控制部件104启动重传过程并根据与此分组相应的传 输参数重传所讨论的分组。如上所述，例如，至于设定了较低传输功率的 分组，重传次数可能较大，因为从接收侧的下游节点(i+l)传输重传请求 的概率较高，因此作为结果地到达延迟可能变得较大。应注意，处理部件110与在接收侧重传控制部件102的控制下已经完全到达的分组的定时同步地执行上述操作，处理部件110包含累积延迟更 新部件103、到达延迟计算部件106、累积延迟计算部件107、目标累积延 迟设定部件108和传输简档控制部件109。响应于来自下游节点(i+l)的 重传请求，发送侧重传控制部件104通过使用与被请求重传的分组相应的 传输参数来执行上述重传过程。还可通过执行与诸如CPU之类的程序控制处理器上的各部件相应的程 序来实现处理部件110。在此情况下，图3中的处理部件IIO被程序控制 处理器替代，该程序控制处理器可从程序存储器中读取每个程序并通过使 用必要的存储器来执行上述传输简档控制。5.传输节点的操作图5是示出根据本发明的本示例性实施例的通信设备的数据传输操作 的流程图。首先，当从节点(i-l)完全接收了分组时，到达延迟计算部件 106计算此分组的到达延迟DLY (i) (ST201)，然后接收侧重传控制部 件102从分组的头部中读取直到前一跳的累积到达延迟CUM—DLY (i-l) (ST202)。随后，累积延迟计算部件107通过将达延迟DLY (i)与累积到达延 迟CUM—DLY (i-l)相加来计算其自身节点(i)处的累积到达延迟 CUM_DLY (0 (ST203)，并将计算的累积到达延迟CUM—DLY (i)写 入该分组的头部(ST204)。传输简档控制部件109将累积到达延迟 CUM_DLY ( i )与目标累积延迟TAR—CUM—DLY ( i )进行比较 (ST205)，然后根据哪个延迟更大以及它们之间的差来设定传输简档 PF，在此作为示例地，使得下一节点(i+1)处的预期累积到达延迟 CUM—DLY (i+1)变得尽可能接近下一节点(i+1)处的目标累积延迟TAR—CUM一DLY (i+l) (ST206)。 6.第一示例6.1) 转发器作为传输节点图6是示出根据本发明第一示例的通信设备的示意性配置的框图。在 此示例中，所使用的是仅提供HARQ作为重传协议的转发器。接收侧Ll 调制解调器301通过电缆链路或无线电链路接收分组并将分组存储在 HARQ一RX缓冲器302中。当HARQ—RX控制器303检测到分组的不完全 接收时，HARQ一RX控制器303控制接收侧Ll调制解调器301，籍此启动 HARQ过程。当通过HARQ过程完全接收了所讨论的分组时，关于此分组 的到达延迟的信息被通知给传输简档控制器306。同时，此接收分组被解 码器304解码然后存储在发送缓冲器305中。传输简档控制器306如上所述(参见"3.传输简档控制")地执行传 输简档控制，将计算的其自身节点(i)处的累积到达延迟CUM_DLY (i)写入存储在传输缓冲器305中的分组的头部中，并且还将选择的传输 简档输出到发送侧HARQ一TX控制器309。 HARQJTX控制器309根据传 输简档设置Ll调制解调器310。被传输缓冲器305更新了累积到达延迟 CUM一DLY的分组被编码器307编码，然后经由HARQ一TX缓冲器308被 传送到Ll调制解调器310。然后根据设定的传输简档传输分组。6.2) 多跳系统图7是示出协议栈的图和展示延迟的累积量的变化的图表，用于描述将根据本示例的通信设备用作传输节点的多跳系统的操作。在此，为简便 起见，假设在发送节点A和接收节点D之间存在两个传输节点B和C。此结构是包含多个节点的系统的示例，并且传输节点的数目并不局限于如此 示例中的两个。系统可以是包含单个传输节点的两跳系统，或是包含m (m>2)个传输节点的(m+l)跳系统。在发送节点A和接收节点D的每一个中，存在与物理层(Ll)、 HARQ层、ARQ层、REORDER层和APP层相应的协议。另一方面，根 据本示例，与物理层(Ll)和HARQ层相应的协议存在于传输节点B和C的每一个中。也就是说，HARQ和ARQ协议仅应用于发送节点A和接 收节点D，并仅将HARQ协议置于传输节点B和C中。换言之，在发送 节点A与传输节点B之间需要一对HARQ协议，在传输节点B与传输节 点C之间需要一对HARQ协议，并且在传输节点C与接收节点D之间需 要一对HARQ协议。 一对ARQ协议存在于发送节点A与接收节点D之 间。因此，此多跳系统总体上包含三对HARQ协议和一对ARQ协议。在 此，在每个传输节点B和C中存在两个HARQ协议。在此系统中，首先 通过HARQ协议恢复在多跳中发生的分组丢失，并且如果不能够通过 HARQ协议恢复，则在发送/接收的终端通过ARQ协议来恢复分组丢失。此外，在发送节点A和接收节点D的每一个中，存在REORDER层 用于按分组编号的顺序实现传输。接收节点D的REORDER层缓冲从接收 节点D的ARQ层接收的分组，并将分组按分组编号的顺序传送到APP 层。发送节点A的REORDER层在考虑接收节点D的REORDER缓冲器 的大小的前提下，控制将要传输的分组数目。 6.3)效果6.3.1)在将本示例应用到这样的多跳系统中的传输节点B和C的情况 下，即使当到达延迟超过了目标值发生时，因为每个传输节点控制传输简 档使得延迟将被减小，所以整体上也能够以接近目标值的到达延迟传输分 组。因此，能够将接收节点的REORDER缓冲器的大小设定得比传统 REORDER缓冲器更小。例如，当传输节点B己经完全接收了从发送节点A传输的分组时，如 果分组的累积到达延迟超过了目标累积延迟TAR_CUM—DLY (B)，则传 输节点B设定传输简档(在此PFb (1))以使得下一节点C处的累积到 达延迟最接近节点C处的目标累积延迟TAR—CUM一DLY (C)。然而，存 在一些这样的情况，其中尽管传输利用此传输简档PFb (1)，然而由于通 信环境的改变致使传输节点B和C之间的HARQ过程被执行了多次，结 果导致当传输节点c完全接收了分组时累积到达延迟超过了目标到达延迟 TAR—CUM—DLY (C)很多。在这种情况下，传输节点C如传输节点B所 做的那样设定传输简档(在此PFc (1))以使得下一节点D处的累积到 达延迟最接近节点D处的目标累积延迟TAR—CUM—DLY (D)，并且然 后根据设定的传输简档传输分组。每个传输节点执行这样的传输简档控 制，籍此可预期结果分组以接近目标累积延迟TAR一CUM—DLY (D)的延 迟到达接收节点D。此预期的程度随传输节点数目的增多而增加，并且可 预期接收节点处的累积到达延迟接近目标累积延迟的最初设定或初始设定 值。6.3.2)此外，因为在每个传输节点执行传输简档控制使得每个分组的 累积到达延迟被补偿，所以分组最终以它们从发送节点被传输的相同顺序 到达接收节点的可能性是很大的。因此，接收节点处的REORDER缓冲器 的大小可被设定得比传统REORDER缓冲器更小。此外，被顺序馈送到接 收节点的应用层的分组的数量随时间的变化被一致化，因此对应用层的影 响可被降低。图8是分组传输的时序图，示出根据本发明的传输简档控制效果的示 例。首先，假设分组(N+l)和(N+2)已经按此顺序从发送节点A被传 输，然而在节点A和B之间的第一跳中，在前分组(N+l)出现了比预期 更大的到达延迟，结果在后分组(N+2)更早地到达了节点B。例如，此 情形适用于如下的情况仅通过一次传输接收了分组(N+2)，然而在分 组(N+l)被接收之前其需要经过HARQ过程的四次传输。在此情况下，传输节点B通过使用这样的传输简档开始将分组传输到 节点C，该传输简档使得分组(N+l)的预期传输次数小于分组(N+2) 的预期传输次数。也就是，使用使得分组(N+l)的预期到达延迟小于分 组(N+2)的预期到达延迟的传输简档PF (1)来传输分组(N+l)，并 使用引起更大预期到达延迟的传输简档PF (2)来传输分组(N+2)。然而，如果在此第二跳中对于分组(N+l)而言到达延迟仍大于预期 的延迟，则分组(N+2)和(N+l)以与节点B的情况下的延迟状态类似 的状态到达节点C。在此情况下，尚未在分组(N+l)的累积到达延迟中 补偿在第一跳中出现的到达延迟。因此，节点C类似地使用这样的传输简 档PFc (1)和PFc (2)开始向节点D传输分组，这些传输简档PFc (1) 和PFc (2)使得分组(N+l)的预期传输次数小于分组(N+2)的预期传
输次数。假设由传输简档PFc (1)和PFC (2)引起的差很大，如果在节点C和D之间的第三跳中这些分组以预期的到达延迟到达，则分组 (N+l)比分组(N+2)更早到达接收节点D的可能性很大。每个传输节点执行这样的传输简档控制，籍此可预期分组最终以它们 从发送节点A被传输的相同顺序到达接收节点D。此预期的程度随传输节 点数目的增多而增加，并且可预期被存储在接收节点的REORDER缓冲器 中的分组数量被减少。此外，如上所述，因为针对每个分组在每个传输节点设定传输简档使 得分组满足目标累积延迟TAR—CUM一DLY，所以每个每组的传输周期可 变得恒定。根据传统技术，传输周期的概率分布随跳的数目的增多而变 宽。也就是说，因为每个分组的到达时间有时较早有时较迟，所以传输周 期的分布宽度较大。对于上层而言，传输周期这样的不均一性是不可取 的。根据本示例，可预期使每个分组的传输周期变得恒定，并因此减小对 上层的影响。7.第二示例在上述第一示例中，基于累积到达延迟和目标累积延迟概率地设定通 过重传过程传输的次数，籍此结果控制了累积到达延迟。因此，在重传简 档的控制中，重传过程的类型并不是十分重要的。图9是示出在根据本发明另一示例的多跳系统中的协议栈的示图。图 9所示的系统具有类似于图7所示系统的系统结构，然而区别在于图9所 示的系统中用于每一跳的一对HARQ协议独立于其他HARQ协议对。具体地，在发送节点A和传输节点B之间设定一对同步HARQ (SHARQ)协议，在传输节点B和C之间设定一对异步HARQ (AHARQ)协议，并且在传输节点C和接收节点D之间设定一对 SHARQ协议。即使如上所述地针对每一跳独立地设定一对HARQ协议，也能够应用根据本发明的传输简档控制。例如，如上所述(参见"2.累积到达延迟CUM_DLY")，在重传过 程是同步HARQ的情况下，將由节点B检测到的通过HARQ协议的重传
的次数认定为到达延迟DLY (B)。在重传过程是异步HARQ的情况下， 将从节点C初次检测到分组指示符的到达时间到分组完全被接收的时间段 认定为到达延迟DLY (C)。8. 第三示例图10是示出根据本发明另一示例的无线多跳系统的结构的框图。在 此，无线传输节点402和403在无线发送/接收站401和404之间中继。在 根据本发明的多跳系统中的每一跳可以是电缆链路和无线电链路的任一 个。然而，每一跳都是无线电链路的情况也是一个优选示例。应注意，在上述第一到第三示例的每个示例中可在多跳系统中的每个 传输节点处执行传输简档控制，或者也可在系统中的某些传输节点处执行 传输简档控制。9. 不同方面如上所述，本发明提供了一种数据传输方法及设备，通过使用该方法 及设备可控制到达延迟。此外，本发明提供了一种数据传输方法及系统， 通过使用该方法及系统，可根据目标到达延迟控制整个系统中的到达延 迟。更进一步地，本发明提供了一种传输节点，其可控制整个系统中的累 积到达延迟而不会使结构和配置变得复杂。根据本发明，基于目标累积延迟控制传输简档从而向下游节点传输数 据信号。例如，基于目标累积延迟与到达节点的数据信号的累积到达延迟 的比较结果来控制传输简档。传输简档被控制使得根据传输简档获得的预 期累积延迟更接近下游节点处的目标累积延迟。传输简档可以是传输参数，通过使用该传输参数在节点与下游节点之 间的数据信号的重传次数可被概率地调整。换言之，传输参数可用于调整 数据信号出现错误或不完全接收的概率。传输参数可以是传输功率、传输 信道(定时及/或频带)或传输天线的数目。以传输功率为例，随着传输功 率的降低启动重传过程的概率增大，进而导致数据信号的到达延迟更长。 随着传输功率的增大启动重传过程的概率降低，进而导致数据信号的到达
延迟变短。在多跳系统中，可以是多跳系统的一部分的传输节点基于累积到达延 迟控制数据信号的传输简档，并将包含累积到达延迟的数据信号传输到下 游节点。因此，通过整个多跳系统的数据信号的传输可被控制，使得系统 的累积延迟更接近目标累积延迟。如上所述，因为在向下游节点的传输中使用的传输简档是基于目标累 积延迟被控制的，所以能够控制到达延迟而不会使结构和配置变得复杂。 可以仅通过设置传输参数使得重传操作发生的概率产生变化，从而控制具 体而言具有重传协议的节点之间的传输延迟。此外，如果将本发明应用到多跳系统中的传输节点，则数据信号的传 输可被控制使得延迟更接近整个系统的目标累积延迟，而不会使结构和配 置变得复杂。本发明可应用于通常通过一个传输节点或多个传输节点传输数据的数 据传输系统。本发明还可应用于无线通信系统或包含无线电链路的移动通 信系统。本发明可被实现为其他具体的形式而不会背离本发明的精神或本质特 征。因此，在各个方面都应将上述示例性实施例和示例视为说明性的而非 限制性的，由随附权利要求书而非前述说明书来指示本发明的范围，并且 所有落入权利要求书的等价物的内涵和范围内的改变因此意欲被包含在本 发明中。此申请基于并要求2006年12月28日递交的日本专利申请No. 2006-354136的优先权，该日本专利申请的全部内容通过引用被结合于此。
权利要求
1.一种在向下游节点传输数据信号的节点中的数据传输方法，包括基于目标累积延迟控制传输简档以控制所述数据信号的传输；并且根据所述被控制的传输简档向所述下游节点传输所述数据信号。
2. 如权利要求1所述的数据传输方法，其中所述传输简档基于所述目 标累积延迟与到达所述节点的所述数据信号的累积到达延迟的比较结果而 被控制。
3. 如权利要求1或2所述的数据传输方法，其中所述传输简档被控制 使得在所述下游节点处根据所述传输简档获得的预期累积延迟更接近目标 累积延迟。
4. 如权利要求1所述的数据传输方法，其中所述传输简档是传输参 数，通过使用该传输参数在所述节点和所述下游节点之间的数据信号的重 传次数被概率地调整。
5. 如权利要求1所述的数据传输方法，还包括从所述数据信号中读取累积到达延迟信息，其中所述累积到达延迟信 息由上游节点写入所述数据信号中；根据所述累积到达延迟信息和在所述上游节点与所述节点之间所述数据信号出现的到达延迟，计算所述累积到达延迟；并且将所述累积到达延迟作为累积到达延迟信息被写入其中的所述数据信 号传输到所述下游节点。
6. 如权利要求1所述的数据传输方法，其中基于所述数据信号从源节点到目的节点的总目标延迟获得目标累积到达延迟。
7. 如权利要求6所述的数据传输方法，其中所述目标累积到达延迟是 在从源节点向目的节点传输所述数据信号之前针对每个节点预先设定的。
8. 如权利要求6所述的数据传输方法，其中所述目标累积到达延迟是当所述数据信号到达每个节点时在该节点处确定的。
9. 一种将数据信号传输到下游节点的数据传输设备，包括 传输简档控制器，用于基于目标累积延迟控制传输简档以控制所述数据信号的传输；以及发射机，用于根据所述被控制的传输简档向所述下游节点传输所述数 据信号。
10. 如权利要求9所述的数据传输设备，其中所述传输简档控制器基 于所述目标累积延迟与到达所述节点的所述数据信号的累积到达延迟的比 较结果控制所述传输简档。
11. 如权利要求9或IO所述的数据传输设备，其中所述传输简档控制器控制所述传输简档，使得在所述下游节点处根据所述传输简档获得的预 期累积延迟更接近目标累积延迟。
12. 如权利要求9所述的数据传输设备，还包括到达延迟计算器，用于计算在上游节点和所述数据传输设备之间所述数据信号出现的到达延迟；累积到达延迟计算器，用于根据所述到达延迟和从所述数据信号中读 取的累积到达延迟信息计算累积到达延迟，其中所述累积到达延迟信息是 由上游节点写入所述数据信号中的；以及累积延迟更新部件，用于将所述累积到达延迟作为累积到达延迟信息 写入所述数据信号中。
13. 如权利要求9所述的数据传输设备，还包括 发送侧重传控制器，用于控制与所述下游节点的重传过程； 其中所述传输简档控制器控制传输参数，通过使用该传输参数由所述发送侧重传控制器执行的数据信号的重传的次数被概率地调整。
14. 如权利要求12所述的数据传输设备，还包括 接收侧重传控制器，用于控制与所述上游节点的重传过程， 其中基于由所述接收侧重传控制器执行的所述数据信号的重传次数计算所述到达延迟。
15. —种通过至少一个传输节点传输分组的通信系统，其中每个传输节点包括传输简档控制器，用于基于目标累积延迟控制传输简档以控制数据信号的传输；以及发射机，用于根据所述被控制的传输简档将所述数据信号传输到下游 节点。
16. 如权利要求15所述的通信系统，其中所述传输简档控制器基于所 述目标累积延迟与到达所述节点的所述数据信号的累积到达延迟的比较结 果控制所述传输简档。
17. 如权利要求15或16所述的通信系统，其中所述传输简档控制器 控制所述传输简档，使得在所述下游节点处根据所述传输简档获得的预期 累积延迟更接近目标累积延迟。
18. —种在用于传输分组的多跳通信系统中的传输节点，包括传输简档控制器，用于基于目标累积延迟控制传输简档以控制数据信号的传输；以及发射机，用于根据所述被控制的传输简档将所述数据信号传输到下游 节点。
19. 一种用于指示计算机用作向下游节点传输数据信号的数据传输设备的程序，包括基于目标累积延迟控制传输简档以控制所述数据信号的传输；并且 根据所述被控制的传输简档向所述下游节点传输所述数据信号。
20. —种在均具有重传协议的通信设备之间传输数据信号的方法，包括在发送侧通信设备处，根据目标延迟调整所述数据信号的重传操作的 发生概率。
21. 如权利要求20所述的方法，其中所述发送侧通信设备调整所述数据信号错误或不完全接收的发生概率。
22. 如权利要求21所述的方法，其中所述发送侧通信设备调整所述数据信号的传输功率。
23. 如权利要求21所述的方法，其中所述发送侧通信设备改变所述数据信号的传输信道。
24. 如权利要求21所述的方法，其中所述发送侧通信设备改变用于传输所述数据信号的传输天线的数目。
25. 如权利要求21所述的方法，其中所述重传协议是混合自动重传请求。
全文摘要
提供了一种使用受控传输简档的数据传输方法及系统，通过使用该方法及系统可控制到达延迟。节点(i)通过使用分组的到达延迟和累积到前一跳的累积延迟CUM_DLY(i-1)，来计算累积到当前跳的接收分组的累积延迟CUM_DLY(i)，并将累积延迟CUM_DLY(i)与目标累积延迟TAR_CUM_DLY(i)进行比较，从而控制用于该分组的传输简档，使得下一节点处的预期累积延迟更接近目标值。节点(i)将累积延迟CUM_DLY(i)写入分组的头部，并通过使用设定的传输简档将分组传输到下一节点。在多跳系统的每个传输节点处执行类似的传输简档控制，从而整个系统的累积延迟可被控制在期望范围内。
文档编号H04L1/18GK101212286SQ20071030637
公开日2008年7月2日 申请日期2007年12月28日 优先权日2006年12月28日
发明者李琎硕 申请人:日本电气株式会社