Механизм сортировки кадров протокола радиосвязи для беспроводных каналов данных с динамической емкостью

Механизм сортировки кадров протокола радиосвязи для беспроводных каналов данных с динамической емкостью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к беспроводной связи. В частности, изобретение касается улучшенного способа и системы для надежной передачи данных через беспроводный канал с минимизацией непроизводительных затрат, присущих протоколу контроля ошибок.

Уровень техники

Одним из способов облегчения организации связи при наличии большого количества системных пользователей является использование способов модуляции с множественным доступом и кодовым разделением каналов (МДКР (CDMA)). Специалистам в данной области техники известны и другие способы множественного доступа для систем связи, такие как множественный доступ с временным разделением каналов (МДВР (TDMA)), множественный доступ с частотным разделением каналов (МДЧР (FDMA)), а также схемы амплитудной модуляции (AM), такие как с однополосным сигналом с компандированной амплитудой (ОСКА (ACSSB)). Эти способы были стандартизированы для облегчения совместной работы оборудования, изготовленного разными компаниями. Системы связи с множественным доступом и кодовым разделением каналов были стандартизированы в США в стандарте Ассоциации промышленности средств связи TIA/EIA/IS-95-B "MOBILE STATION-BASE STATION COMPATIBILITY STANDARD FOR DUAL-MODE WIDEBAND SPREAD SPECTRUM CELLULAR SYSTEMS" (Стандарт совместимости мобильной станции и базовой станции для систем сотовой связи с расширенным спектром с двойным режимом полосы пропускания), который определен здесь как IS-95-B.

IS-95-B первоначально был оптимизирован для передачи речевых кадров с переменной скоростью. Для того чтобы поддерживать дуплексную речевую связь, типичными примерами которой являются системы беспроводной телефонной связи, желательно, чтобы система связи обеспечивала относительно постоянную и минимальную задержку передачи данных. В связи с этим в системах IS-95-B предусмотрены протоколы эффективного прямого исправления ошибок (ПИО (EEC)) и вокодеры, которые предусматривают постепенное реагирование на ошибки в речевых кадрах. Протоколы контроля ошибок, которые требуют выполнение процедур повторной передачи кадров, вносят недопустимые задержки в передачу речи, поэтому они не вошли в спецификацию IS-95-B.

Такая оптимизация, которая делает автономную спецификацию IS-95-B идеальной для систем передачи речевых сигналов, затрудняет ее использование в системах передачи пакетных данных. Во многих системах неречевой связи, таких как передача данных по межсетевому протоколу (МП (IP)), требования к задержкам в системе связи гораздо менее строгие, чем в системах речевой связи. В Протоколе управления передачей (ПУП (TCP)), который вероятно является наиболее распространенным из всех протоколов, используемых в сети МП, допускаются фактически бесконечные задержки передачи, для того чтобы гарантировать передачу без ошибок. В ПУП используют повторные передачи дейтаграмм МП, обычно называемых пакетами МП, для обеспечения надежности транспортировки.

Дейтаграммы МП обычно слишком велики, чтобы уместиться в одном кадре IS-95-B. Даже после разделения дейтаграммы МП на достаточно малые сегменты для их размещения в наборе кадров IS-95-B, для того чтобы можно было использовать протокол ПУП, весь набор кадров IS-95-B должен быть принят без единой ошибки для каждой дейтаграммы МП. Заданная частота кадровых ошибок, типичная для системы IS-95-B, резко снижает вероятность безошибочного приема всех сегментов одной дейтаграммы.

Как описано в IS-95-B, альтернативные опции обслуживания позволяют вместо речевых кадров реализовать другие формы передачи данных. В промежуточном стандарте Ассоциации промышленности средств связи TIA/EIA/IS-707-A "DATA SERVICE OPTIONS FOR SPREAD SPECTRUM SYSTEMS" (Опции обслуживания данных для систем с расширенным спектром), определенном здесь как IS-707, описан набор процедур, используемых при передаче пакетных данных в системе IS-95-B.

Протокол работы радиолинии (ПРР (RLP)) описан в TIA/EIA/IS-707-A.8 "DATA SERVICE OPTIONS FOR SPREAD SPECTRUM SYSTEMS: Radio Link Protocol Type 2", определенном здесь как RLP2 и содержание которого включено сюда по ссылке. RLP2 включает протокол контроля ошибок с процедурами повторной передачи кадров на уровне кадров IS-95-B. RLP - это один протокол из класса протоколов контроля ошибок, известных как протоколы ARQ (автоматический запрос повторной передачи (АЗПП)) на основе NAC (отсутствие подтверждения приема (ОПП)), которые хорошо известны специалистам в данной области техники. RLP IS-707 облегчает передачу байтовых потоков, а не последовательности речевых кадров, через систему связи IS-95-B.

Обычно над уровнем ПРР расположено несколько протокольных уровней. К примеру, дейтаграммы МП перед их представлением в виде байтового потока на уровень протокола ПРР преобразуются в байтовый поток протокола двухточечного соединения (ПДС (РРР)). Так как уровень ПРР игнорирует этот протокол и кадрирование на более высоких протокольных уровнях, поток данных, транспортируемых с помощью ПРР, называют "байтовым потоком без особенностей".

ПРР был первоначально разработан для удовлетворения требований пересылки больших дейтаграмм через канал IS-95-B. Например, если дейтаграмма из 500 байт должна быть просто послана в кадрах IS-95-B, каждый из которых переносит 20 байт, то эта дейтаграмма МП заполнит 25 последовательных кадров IS-95-B. При отсутствии какого-либо уровня контроля ошибок, для того чтобы эта дейтаграмма МП была пригодной для более высоких уровней протоколов, все 25 кадров ПРР должны быть приняты без ошибок. Для канала IS-95-B, имеющего частоту ошибок в кадрах 1%, эффективная частота ошибок доставки дейтаграммы МП составит 1-(0,99)²⁵, или 22%. Это очень высокая частота ошибок по сравнению с большинством сетей, используемых для передачи трафика межсетевого протокола. ПРР был разработан как протокол уровня связи, который уменьшает частоту ошибок в трафике МП до величины, сравнимой с частотой ошибок, типичной для канала 10Base2 Ethernet (локальная сеть в стандарте Ethernet).

Международный союз электросвязи недавно предложил ряд способов для обеспечения услуг по высокоскоростной передаче данных и высококачественных речевых сигналов по каналам беспроводной связи. Первое из этих предложений опубликовано Ассоциацией промышленности средств связи в документе "The cdma2000 ITU-R RTT Candidate Submission". Ассоциация промышленности средств связи в настоящее время разрабатывает документ cdma2000, как промежуточный стандарт TIA/EIA/IS-2000, названный здесь как cdma2000. Второе из этих предложений было опубликовано Европейским Институтом Стандартов Электросвязи (ЕИСЭ (ETSI)) под заголовком "The ETSI UMTS Terrestrial Radio Access (UTRA) ITU-R RTT Candidate Submission", известное как "широкополосная система МДКР" и названное здесь как Ш-МДКР. Третье предложение было внесено U.S. TG 8/1 в документе "The UWC-136 Candidate Submission" (названное здесь как EDGE). Содержание этих предложений общедоступно и известно специалистам в данной области техники.

Стандарт ПРР2 был разработан для использования вместе с IS-95-B. Новый стандарт ПРР, разработанный для использования с cdma2000, описан в TIA/EIA/IS-707-A-1.10 "DATA SERVICE OPTIONS FOR SPREAD SPECTRUM SYSTEMS: RADIO LINK PROTOCOL TYPE 3", названный здесь как ПРР3Е.

При ссылках на описание известного уровня техники два термина, обычно называемых как "кадры", отличаются следующим образом:

- В стандартах IS-95-B и cdma2000 кадром называется базовый временной интервал. Кадр для этих стандартов определен здесь как кадр МДКР. Кадр МДКР может содержать сигнальную информацию, первичный трафик, вторичный трафик или их комбинации.

- В стандарте ПРРЗЕ кадром называют базовую единицу передачи. Кадр для этого стандарта определен здесь как кадр ПРР. Кадр ПРР может содержать данные полезной нагрузки, порядковый номер, управляющую информацию ПРР (например, СИНХ, ОПП и т.п.) или их комбинации. Все используемые здесь ссылки на порядковые номера являются ссылками на порядковые номера ПРР.

В стандарте IS-95-B основной и дополнительный каналы имеют кадры МДКР фиксированной длительности, равной 20 мс (20 миллисекунд). Кадры МДКР, передаваемые по дополнительному каналу IS-95-B, передаются одновременно с передачей кадра МДКР по основному каналу. Так как все дополнительные кадры МДКР в стандарте IS-95-B имеют фиксированную длительность 20 мс, все основные и дополнительные кадры МДКР, передача которых началась одновременно, позднее будут приняты приемником также одновременно.

Стандарт cdma2000 имеет структуру дополнительных каналов, которая достаточно сильно отличается от IS-95-B. Стандарт cdma2000 допускает наличие 2-х дополнительных каналов, названных здесь как дополнительный канал 1 и дополнительный канал 2. Во время согласования услуг связи мобильная станция и базовая станция согласуют конфигурацию, частью которой является длительность (длительности) кадра МДКР дополнительного канала. Длительности, которые можно согласовать для каждого дополнительного канала, составляют: 20 мс, 40 мс и 80 мс. Предполагается, что в будущем длительности кадра могут принимать альтернативные или дополнительные значения, к примеру, 60 мс. Если кадр МДКР длиной 60 мс никогда не появится, это никоим образом не умаляет значение настоящего изобретения. Однако, поскольку предложено значение 60 мс и в настоящем изобретении учитываются длительности, которые в настоящее время в стандарте cdma2000 не используются, в данном описании представлены различные варианты, которые предполагают наличие длительности кадра МДКР, равной 60 мс.

Так как объем данных, который может быть передан по каналу, связан с длительностью кадра МДКР, длительности кадров МДКР названы здесь как длины кадров МДКР. Стандарт cdma2000 допускает одну согласованную конфигурацию, в которой длина кадра МДКР для дополнительного канала 2 отличается от длины кадра МДКР для дополнительного канала 1. Любая система электросвязи, в которой поддерживается одновременная передача пакетов данных по каналам с разными кодами от одного объекта, к примеру базовой станции cdma2000, способной передавать данные пользователя по основному и дополнительному каналу (каналам) одновременно, на другой объект, к примеру мобильную станцию cdma2000, названа здесь как система типа cdma2000.

В ПРР2, ПРР3Е и всех существующих реализациях ПРР на каждой стороне линии связи по протоколу ПРР поддерживаются три переменные. Это переменные V(R), V(N) и V(S). Как раскрыто в стандартах ПРР, V(R) содержит ожидаемое значение для поля порядкового номера кадра ПРР в следующем новом кадре, подлежащем приему. V(N) содержит порядковый номер следующего требуемого кадра с нарушенной последовательностью при приеме. Поле порядкового номера 'SEQ' в каждом посланном новом кадре данных ПРР и в каждом посланном нерабочем кадре ПРР должно быть установлено равным V(S). Переменные V(R), V(N) и V(S) являются укороченными (8-разрядными) эфирными версиями полных (12-разрядных) порядковых номеров L_V(R), L_V(N) и L_V(S), также поддерживаемыми на каждой стороне линии связи по протоколу ПРР.

ПРР2 и все другие ПРР по существу разработаны в виде конечных автоматов, вызываемых из мультиплексного подуровня каждые 20 мс. На каждом 20-миллисекундном интервале мультиплексный подуровень доставляет в ПРР набор кадров, полученных от физического уровня. Каждый раз, когда мультиплексный подуровень доставляет набор кадров в конечный автомат ПРР, известный также как механизм ПРР, конечный автомат ПРР сравнивает порядковый номер (номера) только что полученных кадров с L_V(R) и L_V(N). В случае, когда ПРР обнаруживает, что возникла новая "дырка", формируется ОПП. Термин "дырка" обычно используется специалистами в данной области техники для обозначения того, что механизм ПРР3Е получил установленные кадры, содержащие непоследовательные порядковые номера. "Новая дырка" создается всякий раз, когда обновленное значение L_V(R) отличается от предыдущего значения L_V(R), а все кадры, полученные с порядковыми номерами, большими предыдущего L_V(R), не имеют следующих друг за другом порядковых номеров.

ПРР3Е во многих отношениях аналогичен ПРР2. В частности, он был разработан для усиления множества преимуществ, которые может обеспечить многократное использование кодов. ПРРЗЕ был разработан, как и ПРР2, для связи порядкового номера кадра с каждым передаваемым и принимаемым кадром ПРР. Всякий раз, когда происходит прием неожидаемого порядкового номера, на равноправный объект ПРР посылается запрос на повторную передачу, называемый здесь как ОПП.

В ПРР2 ненужные повторные передачи не выполняются, поскольку все кадры МДКР IS-95-B, переданные одновременно, принимаются приемником в одно и то же время. Если конечный автомат ПРР2, приняв 20-миллисекундный набор кадров из мультиплексного подуровня, обнаружит, что появилась дырка из-за одновременной передачи всех кадров по дополнительным каналам, это будет означать, что кадры в этой дырке были потеряны или разрушены по пути к приемнику. Так как создавать ОПП для такой дырки нет необходимости, желательно выполнение повторной передачи кадров в этой дырке. Однако использование такой методики приводит к тому, что ПРР3Е формирует ненужные повторные передачи из-за гибкого характера дополнительных каналов cdma2000. Причиной этого, как было описано выше, является то, что в cdma2000 есть возможность изменения длины кадра МДКР для дополнительных каналов. Такие изменения могут привести к тому, что ПРРЗЕ непреднамеренно обнаружит дырки и потребует формирование ненужных ОПП.

На фиг.1А в качестве примера показан 160-миллисекундный временной интервал из сформированных кадров данных ПРР для вызова данных ПРРЗЕ, когда имеется основной канал 10 и два дополнительных канала 20 и 30. Как показано на фигуре 1, дополнительный канал 20 имеет длину кадра МДКР, равную 80 мс, 2 дополнительный канал 30 имеет длину кадра МДКР, равную 60 мс, а порядковый номер ПРР в начале этого временного интервала равен 5. В момент 0 мультиплексный подуровень выполняет запрос механизма ПРР для трех кадров со значениями длины, соответствующими длительности кадра основного канала и каждого дополнительного канала. Механизм ПРР в ответ формирует три кадра ПРР с порядковыми номерами 5, 6 и 7. В ответ на запрос мультиплексного подуровня для одного кадра с длиной, соответствующей основному каналу, на 20-миллисекундной границе формируется кадр ПРР с порядковым номером 8. На границе 40 мс формируется кадр ПРР, имеющий порядковый номер 9. На границе 60 мс мультиплексный подуровень выполняет запрос для кадров с длиной, соответствующей основному каналу и дополнительному каналу 2. В ответ механизм ПРР формирует два кадра ПРР с порядковыми номерами 10 и 11. Аналогично, по тем же причинам на границе 80 мс формируются кадры ПРР с порядковыми номерами 12 и 13. Аналогичным образом в моменты времени, показанные на фиг.1А, формируются кадры 14-17.

На фиг.1В показан процесс приема вышеупомянутых кадров механизмом ПРР3Е. На фиг.1В не показана длина/длительность принятых кадров, как это сделано на фиг.1А, но на фиг.1В показан момент времени, когда кадр подается в механизм приема ПРР3Е из приемного мультиплексного подуровня. Изображение на фиг.1В предполагает, что существует нулевая задержка с момента, когда завершилась передача кадра на фиг.1А, до момента, когда механизм приема ПРР3Е получил кадр, доставленный ему из мультиплексного подуровня. Например, поскольку передача кадра 5 закончилась в момент 20 мс на фиг.1А, он принимается механизмом приема ПРР3Е в момент 20 мс на фиг.1В. Поскольку передачи кадров 7 и 9 закончились в момент 60 мс на фиг.1А, они принимаются для обработки механизмом ПРР3Е в момент 60 мс на фиг.1В. Аналогично, поскольку передачи кадров 6 и 10 закончились в момент 80 мс на фиг.1А, эти кадры принимаются для обработки механизмом приема ПРР3Е в момент 80 мс на фиг.1В. Прием кадра 8 и кадров с 11 по 17 показан на схеме аналогичным образом.

Как видно из сравнения фигур 1А и 1В, кадры ПРР, переданные с упорядоченными возрастающими порядковыми номерами, принимаются приемным механизмом ПРР неупорядоченно. Хотя передача кадров началась в той же последовательности, что и последовательность порядковых номеров, сформированных ПРРЗЕ, кадры были приняты в другом порядке. А именно, кадры МДКР, содержащие порядковые номера ПРР с 5 по 17, были переданы в следующем порядке: 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, а приняты были в порядке: 5, 8, 7, 9, 6, 10, 12, 11, 14, 15, 13, 17, 16 из-за разной длительности кадров. Как очевидно специалистам в данной области техники, для кадров 6, 7, 11, 13 и 16 будут сформированы ОПП из-за распределения во времени и порядка, в котором были приняты кадры 8, 12, 14 и 17.

Специалисты в данной области техники знают, что ОПП должны формироваться только тогда, когда приемник не смог принять передачу кадра данных ПРР, который должен был быть принят. Однако из-за изменения длины кадров МДКР в cdma2000 ненужные ОПП могут создаваться из-за определенного распределения во времени приема порядковых номеров. Это вызывает нежелательный эффект непроизводительного использования дорогостоящей полосы частот как в прямой, так и в обратной линиях связи. Непроизводительное использование полосы частот получается в результате каждой передачи ОПП по одной линии и ненужной повторной передачи кадра данных по противоположной линии (ненужная повторная передача кадра данных будет выполняться для каждого принятого ненужного ОПП).

Поскольку полоса радиочастот является дорогостоящим ресурсом, необходимо иметь улучшенный способ доставки данных по системе cdma2000. В частности, имеется насущная потребность в способе доставки данных через cdma2000, при котором не формируются ненужные ОПП и повторные передачи. Желательно, чтобы такой способ не увеличивал задержку при доставке кадров данных на уровень, лежащий выше ПРР, и не увеличивал задержку доставки действительных кадров ОПП на мультиплексный подуровень. В частности, требуется, чтобы указанный способ улучшил существующий механизм передачи кадров при минимальных изменениях в существующих реализациях ПРР3Е.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение представляет собой новый и улучшенный способ и систему, которая не дает ПРР3Е формировать ненужные ОПП, в результате чего также предотвращаются повторные передачи ненужных кадров данных. Настоящее изобретение обеспечивает эффективную работу, не задерживая доставку кадров данных на более высокий уровень обработки данных, и не задерживает доставку необходимых ОПП на мультиплексный подуровень. Кроме того, настоящее изобретение можно воплотить на практике с минимальными изменениями в существующей реализации ПРР3Е. Настоящее изобретение применимо в таких системах, как cdma2000, Ш-МДКР и EDGE (ЭАСД, Электронная аппаратура сбора данных), где данные пересылают с использованием механизма автоматического запроса на повторную передачу (AЗПП, ARQ)) и где пакеты данных иногда принимают в порядке, отличающемся от порядка, в котором они были переданы.

Что касается передачи и приема кадров ПРР, ПРР3Е поддерживает текущую связь с мультиплексным подуровнем, лежащим ниже, и уровнем байтовых потоков, лежащим выше. Уровень байтовых потоков обычно определяют как уровень ПДС, поскольку ПДС обычно представляет собой протокол, используемый на уровне байтовых потоков. Однако, так как уровень байтовых потоков не обязательно должен быть уровнем ПДС (это может быть цифровая сеть с комплексными услугами, ЦСКУ (ISDN), либо один из множества протоколов), он здесь назван как уровень байтовых потоков. Вышеупомянутый информационный поток показан на фиг.2, на которой представлена блок-схема тракта данных для cdma2000.

В настоящем изобретении используется новый механизм, который вводится между мультиплексным подуровнем и уровнем ПРР3Е для всего входящего трафика. Этот подуровень предназначен для переупорядочения принимаемых пакетов в тот порядок, в котором они передавались, и доставки пакетов на уровень ПРР3Е в указанном порядке. Здесь этот подуровень назван подуровнем переупорядочения кадров, который показан на фиг.3.

Подуровень переупорядочения кадров переупорядочивает кадры, принимаемые мультиплексным подуровнем, определяя порядок, в котором кадры физического уровня передавались равноправным объектом, и буферизируя каждый принятый кадр, пока не будут приняты все ранее переданные ему кадры. Подуровень переупорядочения кадров выполняет это с помощью таймеров и/или счетчиков кадров и механизма буферизации памяти.

Краткое описание чертежей

Признаки, задачи и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания вместе с чертежами, на которых одинаковые ссылочные позиции идентифицируют соответствующие элементы на всех чертежах и где:

Фигуры 1А и 1В - временные диаграммы, иллюстрирующие временные соотношения между кадрами данных, передаваемых и принимаемых по приведенной в качестве примера многоканальной сети передачи данных типа cdma2000;

Фиг.2 - функциональная блок-схема приведенного в качестве примера варианта системы передачи ПРР3Е cdma2000;

Фиг.3 - функциональная блок-схема приведенного в качестве примера варианта системы передачи по настоящему изобретению;

Фиг.4 - обобщенная блок-схема приведенного в качестве примера варианта потока установки вызова по настоящему изобретению;

Фиг.5 - обобщенная блок-схема, иллюстрирующая приведенный в качестве примера вариант способа, который используется в настоящем изобретении для обработки принимаемых кадров;

Фиг.6 - блок-схема, иллюстрирующая приведенный в качестве примера вариант методики для одиночного дополнительного канала по настоящему изобретению;

Фиг.7 - блок-схема, иллюстрирующая приведенный в качестве примера вариант методики для двойного дополнительного канала по настоящему изобретению;

Фиг.8 - блок-схема, иллюстрирующая приведенный в качестве примера вариант методики для двойного канала с буферизацией по настоящему изобретению;

Фиг.9А - временная диаграмма, иллюстрирующая распределение во времени различных кадров ПРР при их передаче в приведенной в качестве примера системе типа cdma2000, в которой имеется один активный дополнительный канал;

Фиг.9В - временная диаграмма, иллюстрирующая распределение во времени различных кадров ПРР при их передаче в приведенной в качестве примера системе типа cdma2000, в которой имеются два активных дополнительных канала;

Фиг.10 - временная диаграмма, иллюстрирующая альтернативное распределение во времени различных кадров ПРР при их передаче в приведенной в качестве примера системе типа cdma2000, в которой имеются два активных дополнительных канала;

Фиг.11 - предпочтительный вариант процесса, описанного на фиг.6; и

Фиг.12 - предпочтительный вариант процесса, описанного на фиг.8.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

На фигурах 1А и 1В представлены временные диаграммы, иллюстрирующие временные соотношения между кадрами данных, передаваемых и принимаемых по беспроводной сети передачи данных типа cdma2000. На фиг.1А показан 160-миллисекундный временной интервал из кадров данных ПРР, сформированных для системы передачи данных ПРР3Е 5, которая состоит из основного канала 10 и двух дополнительных каналов. Первый дополнительный канал 20 сконфигурирован применительно к длительности кадра МДКР, равной 80 мс, в то время как второй дополнительный канал 30 сконфигурирован применительно к длительности кадра МДКР, равной 60 мс. Здесь предполагается, что в начале 160-миллисекундного временного интервала механизм ПРР3Е имеет значение V(S), установленное равным 5. Как показано на фигуре, основной канал 10 передает 20-миллисекундные кадры МДКР, содержащие кадры ПРР3Е с порядковыми номерами 5, 8, 9, 10, 12, 14, 15 и 17. Первый дополнительный канал 20 передает 80-миллисекундные кадры МДКР, содержащие кадры ПРРЗЕ с порядковыми номерами 6 и 13. Второй дополнительный канал 30 передает 60-миллисекундные кадры МДКР, содержащие кадры ПРР3Е с порядковыми номерами 7, 11 и 16. Как показано на фиг.1А, передача кадров с порядковыми номерами 5, 6 и 7 начинается в момент времени 0. Передача кадра 5, кадра МДКР, содержащего кадр ПРР3Е с порядковым номером 5, заканчивается по основному каналу 10 в момент времени 20. Передача кадра 6 по первому дополнительному каналу заканчивается в момент времени 80, а передача кадра 7 по второму дополнительному каналу 30 заканчивается в момент времени 60. Моменты времени, в которые начинается и заканчивается передача кадров 8-16, показаны аналогичным образом.

На фиг.1В показан 160-миллисекундный временной интервал из кадров данных ПРР, принимаемых для системы 45 приема данных ПРР3Е, которая состоит из основного канала 10, первого дополнительного канала 20 и второго дополнительного канала 30. На фиг.1В показаны моменты приема равноправным устройством связи cdma2000 кадров данных, пeреданных как показано на фиг.1А. На фиг.1В дополнительные и основной каналы обозначены ссылками 10, 20 и 30, чтобы показать, что это те же каналы, которые использовались системой передачи 5 на фиг.1А. Как показано на фиг.1В, система 45 приема данных ПРР3Е принимает кадры ПРР3Е непосредственно после окончания их передачи системой 5 передачи данных ПРР3Е. Введение произвольной задержки распространения, общей для основного канала 10, первого дополнительного канала 20 и второго дополнительного канала 30, не изменяет эту картину и для простоты опускается. Кадр 5 принимается системой 45 приема данных ПРР3Е по основному каналу 10 в момент времени 20. Кадр 6 принимается системой 45 приема данных ПРР3Е по первому дополнительному каналу 20 в момент времени 80. Кадр 7 принимается системой приема данных ПРР3Е по второму дополнительному каналу 30 в момент времени 60. Моменты времени приема кадров 8-16 показаны аналогичным образом.

Из анализа фигур 1А и 1В очевидно, что система 45 приема данных ПРР3Е принимает данные в порядке, отличном от порядка их передачи системой 5 передачи данных ПРР3Е.

На фиг.2 представлена функциональная блок-схема приведенного в качестве примера варианта системы 250 передачи данных cdma2000, воплощенной в устройствах связи 210 и 230. В иллюстративных целях система передачи данных cdma2000 описана с точки зрения передачи пакетных данных по прямой линии связи. Однако это описание легко распространить на передачи по обратной линии связи. В базовой станции 210 имеется уровень байтовых потоков 212, который подает поток байтов на уровень ПРР3Е 214. Уровень ПРР3Е 214 буферизирует эти байты для последующей передачи. На границах 20-миллисекундных кадровых интервалов мультиплексный подуровень 216 запрашивает у уровня ПРР3Е 214 кадры ПРР, а в ответ на это уровень ПРР3Е создает кадры ПРР в соответствии со спецификацией ПРР3Е и подает их на мультиплексный подуровень 216. Спецификация ПРР3Е не требует, чтобы уровень ПРР3Е присваивал порядковые номера кадров в соответствии со значениями длины кадров, запрашиваемыми мультиплексным подуровнем. В приведенном в качестве примера варианте мультиплексный подуровень 216 инкапсулирует (формирует пакет данных) эти кадры ПРР в соответствии со спецификацией cdma2000. Затем мультиплексированный подуровень 216 подает эти инкапсулированные кадры ПРР на физический уровень 218 для передачи по радиолинии 220 cdma2000 согласно спецификации cdma2000. При подаче кадров на физический уровень 218 мультиплексный подуровень 216 указывает, какие кадры и по каким каналам должны быть переданы.

Физический уровень 238 мобильной станции 230 принимает кадры, поступающие по радиолинии 220 cdma2000. На 20-миллисекундных интервалах физический уровень 238 подает каждый полученный кадр на мультиплексный подуровень 236 и указывает мультиплексному подуровню 236, по какому каналу был принят каждый кадр. Мультиплексный подуровень 236 "разбирает" кадры ПРР в соответствии со спецификацией cdma2000 и подает кадры ПРР на уровень ПРР3Е 234. Уровень ПРР3Е 234 выполняет ПРР обработку этих кадров в соответствии со спецификацией ПРР3Е. В случае, когда какой-либо принятый кадр имеет порядковый номер, равный V(N), полезная нагрузка всех принятых кадров ПРР, имеющих последовательные порядковые номера, начиная с V(N), подаются с уровня ПРР3Е 234 на уровень байтовых потоков 232. В случае создания новой дырки формируется ОПП, что сигнализирует о необходимости повторной передачи одного или нескольких кадров данных.

В вышеприведенном описании раскрывается описанный в качестве примера вариант потока данных cdma2000, предназначенного для прямой линии связи. Специалистам в данной области техники известно, что поток данных появляется в направлении обратной линии связи вдоль тракта в противоположном направлении.

На фиг.3 представлена функциональная блок-схема приведенного в качестве примера варианта системы, предоставляющей услуги по передаче данных 360 по настоящему изобретению и воплощенной в устройствах связи 310 и 340. На базовой станции 310 имеется уровень байтовых потоков 312, который подает поток байт на уровень ПРР3Е 314. Обычно байты подаются на ПРР3Е в кадровом формате ПДС, однако ПРРЗЕ обрабатывает эти байты как неформатированный байтовый поток, и, следовательно, какое-либо форматирование байтов на уровне байтовых потоков 312 является неуместным для настоящего изобретения. Уровень ПРРЗЕ 314 буферизирует полученные байты для последующей передачи согласно существующей спецификации ПРР3Е. На границах 20-миллисекундных кадровых интервалов мультиплексный подуровень 318 запрашивает у уровня ПРР3Е 314 кадры ПРР. В соответствии с этими запросами уровень ПРР3Е формирует кадры ПРР согласно методике, предложенной в настоящем изобретении.

В методике, предложенной в настоящем изобретении, используется уровень ПРР3Е 314, который придерживается существующей спецификации ПРР3Е, а также удовлетворяет следующему ограничению. Когда мультиплексный подуровень 318 запрашивает у уровня ПРР3Е 314 кадры данных для множества каналов и уровень ПРР3Е 314 сформирует множество новых кадров данных (кадры ПРР, которые повторно не передавались), потребуется, чтобы уровень ПРР3Е 314 поместил минимальный новый порядковый номер в новый кадр данных, имеющий минимальную длину кадра МДКР, а максимальный порядковый номер поместил в новый кадр данных, имеющий максимальную длину кадра МДКР. Это ограничение помогает подуровню 346 переупорядочения кадров мобильной станции 340, что дополнительно обсуждается со ссылками на фигуры 5, 6, 7, 8, 9 и 10, точно определить, в какой момент следует доставить полученные кадры на уровень 344 ПРР3Е мобильной станции 340.

Мультиплексный подуровень 318 инкапсулирует кадры ПРР, переданные ему с уровня ПРР3Е 314, в соответствии со спецификацией cdma2000. Затем мультиплексный подуровень 318 подает эти инкапсулированные кадры ПРР на физический уровень 320 для передачи по радиолинии 330 cdma2000 в соответствии со спецификацией cdma2000. При подаче кадров на физический уровень 320 мультиплексный подуровень 318 указывает, какие кадры и по каким каналам должны быть переданы.

Физический уровень 350 мобильной станции 340 принимает кадры, поступающие по радиолинии 330 cdma2000. На 20-миллисекундных интервалах физический уровень 350 подает каждый полученный кадр на мультиплексный подуровень 348 и указывает мультиплексному подуровню 348, по какому каналу был принят каждый кадр. Мультиплексный подуровень 348 "разбирает" кадры ПРР согласно спецификации cdma2000 и подает их в подуровень 346 переупорядочения кадров. Подуровень 346 переупорядочения кадров, описанный со ссылками на фигуры 4 и 5, буферизирует полученные кадры ПРР согласно методике настоящего изобретения и подает их на уровень 344 ПРР3Е в порядке, в котором они были переданы. Уровень 344 ПРР3Е выполняет ПРР обработку этих кадров согласно спецификации ПРР3Е. В случае, когда какой-либо полученный кадр имеет порядковый номер, равный V(N), полезная нагрузка всех принятых кадров ПРР, имеющих последовательные порядковые номера, начиная с V(N), подается с уровня 344 ПРР3Е на уровень 342 байтовых потоков. В случае обнаружения новой дырки формируется ОПП, что сигнализирует о необходимости повторной передачи одного или нескольких кадров данных.

На фиг.4 представлена блок-схема, иллюстрирующая предложенный в качестве примера вариант использования подуровня 346 переупорядочения кадров во время установки вызова. В блоке 400 начинается процесс согласования услуг. В приведенном в качестве примера варианте согласование услуг выполняется в соответствии со способом, описанным в патенте США №5638412 "METHOD FOR PROVIDING SERVICE NEGOTIATION IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM" ("Способ обеспечения согласования услуг в системе мобильной связи"), права на который принадлежат правопреемнику настоящего изобретения. В блоке 410 определяются количество активных дополнительных каналов, смещения дополнительных каналов и длительности кадров дополнительных каналов, после чего эти каналы распределяются соответствующим образом.

Как только каналы распределены, процесс переходит к блоку 420. В блоке 420 подуровень 346 переупорядочения кадров использует переменные и таймеры. Регистрируется количество активных дополнительных каналов. Если активным является дополнительный канал 1, то записывается длительность кадра для этого канала, и в таймере устанавливается значение его смещения. Если активным является дополнительный канал 2, то записывается длительность кадра для этого канала, а в таймере устанавливается значение смещения этого канала. Например, если система имеет конфигурацию, показанную на фиг.9А, то таймер будет установлен на 60 мс. Таким образом, время таймера истечет в момент 60, точка 910, что указывает на момент начала передачи базовой станцией 310 кадра по дополнительному каналу 1. Кроме того, будет зарегистрировано, что длительность кадра по дополнительному каналу 1 составляет 80 мс.

В другом примере, если система имеет конфигурацию, показанную на фиг.9В, то первый таймер будет установлен на 20 мс, а второй таймер - на 60 мс. Время первого таймера истечет в момент 20, точка 960, что указывает момент начала передачи базовой станцией 310 кадра по дополнительному каналу 1, в то время как время второго таймера истечет в момент 60, что указывает момент начала передачи базовой станцией 310 кадра по дополнительному каналу 2. Кроме того, будет зарегистрировано, что длительность кадра по дополнительному каналу 1 составляет 80 мс, а длительность кадра по дополнительному каналу 2 составляет 60 мс.

В альтернативном варианте, если имеется только один активный дополнительный канал, таймер инициализируется в момент времени, равный смещению канала плюс 20 миллисекунд.

В приведенном в качестве примера варианте общие индексы для переменных и таймеров указывают на их связь друг с другом. Например, SUP_DURATION[1] и SUP_TIMER[1] связаны, поскольку оба имеют индекс 1. Обращение ко всем указанным таймерам и переменным можно выполнить, используя переменную для представления индекса. Например, к SUP_DURATION[1] можно обратиться как к SUP_DURATION[X], если Х имеет значение 1, в то время как к SUP_DURATION[2] можно обратиться как к SUP_DURATION[X], если Х имеет значение 2. Такая индексация, хорошо известная специалистам в данной области техники, будет использована здесь при ссылках к ряду переменных и таймеров.

В одном варианте флаг FUND_DELIVERY_OK устанавливается в значение "истина", чтобы указать, что когда конечный автомат сначала входит в блок 660 или блок 780, описанные со ссылками на фигуры 6, 7 и 8, то основной кадр ПРР3Е, полученный в блоке 502 в течение данного интервала, должен быть направлен на уровень 344 ПРР3Е.

В приведенном в качестве примера варианте переменные и таймеры инициализируются в блоке 420 следующим образом. Переменная MODE (режим) устанавливается в значение Forward (Направить), что указывает на нахождение подуровня переупорядочения кадров в режиме, в котором он переправляет на уровень 344 ПРР3Е все кадры, полученные от мультиплексного подуровня 348. В случае, когда активен по меньшей мере один дополнительный канал, SUP_DURATION[1] устанавливается равной длительности кадра МДКР, согласованной для дополнительного канала 1 в блоке 410. Таймер SUP_TIMER[1] устанавливается таким образом, чтобы его время заканчивалось вслед за смещением канала, согласованным для дополнительного канала 1. В случае, когда активны два дополнительных канала, SUP_DURATION[2] устанавливается равной длительности кадра МДКР, согласованной для дополнительного канала 2 в блоке 410. Второй таймер SUP_TIMER[2] устанавливается таким образом, чтобы его время заканчивалось вслед за смещением канала, согласованным для дополнительного канала 2. В одном варианте флаг FUND_DELIVERY_OK устанавливается в значение "истина", указывая, что основной кадр ПРР3Е, полученный у следующей 20-миллисекундной границы, должен быть направлен на уровень 344 ПРР3Е. Кроме того, переменные SUP_FRAME_TXD[1] и SUP_FRAME_TXD[2] устанавливаются равными NO_SUPS_TXD; это указывает на то, что базовая станция 310 пока не передавала кадры по допол