通信系统中的传输方案 【技术领域】
本发明总的来说涉及通信系统，具体地说涉及通信系统中的传输方案。
背景技术
图1为美国专利6,169,732中介绍的码分多址(CDMA)通信系统的方框图，在此通过引用将其结合进来。正如在’732专利中介绍的一样，中央基站控制器(CBSC)111和112之间的数据通路保留了无线链路协议(RLP)帧信息。对于正常的陆地对移动或移动对陆地呼叫，在每一个移动单元(101和102)以及它的CBSC对应部分之间建立RLP初始化/同步。在建立同步之后，每一个RLP维持在CBSC和移动单元之间的基于控制消息的标准否定确认(NAK)，并且将数据帧发送到目标CBSC的修改的RLP(MRLP)，然后将其与RLP帧信息一起发送到移动单元。
当在上行链路发生擦除时，象在正常呼叫中一样，对应于MRLP地源CBSC对帧进行否定确认。随后的数据帧被发送到目标CBSC而不是被缓冲。目标CBSC将这些帧发送到移动单元，希望(根据标准RLP实现)移动单元对丢失的帧进行NAK，并且缓冲随后的数据帧，直到重新传输和接收丢失的数据。下行链路MRLP也将检测丢失的数据帧，并且记录该信息以确定需要尊重(honor)从移动单元接收的哪一个NAK(也就是，由于下行链路丢失)，并且确定对等MRLP应用已经NAK了哪一个(也就是，由于上行链路丢失)。当上行链路MRLP进程接收到NAK帧时，其将NAK请求和记录的信息进行比较以确定NAK是否是由于已知的丢失上行链路帧所期望的，或者是由下行链路擦除而导致的新的丢失帧。
图2说明了使用MRLP方法的典型的帧擦除情形。在这种情况下，源CBSC 111对丢失的帧进行NAK，但是仍然将用于传输的目标CBSC112 MRLP发送到移动单元102。当移动单元检测到丢失的帧时，其将对到目标CBSC 112的帧进行NAK，然而，目标CBSC 112知道该帧已经被源CBSC 111否定确认，并且正在发送中，因此目标CBSC 112将忽略该请求。最终结果是上行链路上的帧擦除使得只有单个帧数据孔(frame data hole)被移动单元102看到，其等价于用于陆地到移动单元和移动单元到陆地呼叫的RLP的性能。
近来，人们建议将调度能力增加给CDMA系统。与当今的蜂窝系统提供的互连服务不同，常规的双向无线系统已经提供了调度服务。此类服务允许用户使用当今的蜂窝系统难以实现或费用昂贵的方法来进行通信。例如，调度群呼服务使用户通常仅按下即按即说(PTT)按钮就能够同时和立即地与一组人进行通信。使用蜂窝系统，由于需要为三方呼叫拨电话号码或者需要进行安排以建立会话呼叫，同能瞬时地进行此类呼叫。
同样，调度个人呼叫服务允许用户能够快速地与其它用户进行通信。对于在一起工作但是无法直接对话的两个人，诸如在音乐会上工作但是在大楼中的不同地方的两个人来说，这种特点是理想的。在无线电话呼叫更适合于会话的场合，调度个人呼叫服务更加便于在两个进行工作中的人之间提供短消息。
传统地，由于重传导致的附加语音延迟，没有将蜂窝系统上的语音服务和NAK协议一起使用。然而，没有重传时，重要的一点是维持在空中的低帧擦除率，以使音频衰减最小。通过允许重传，可以增加帧擦除率目标，从而可以相当多地改进CDMA系统的容量。因此，在系统的延迟和系统容量之间有一个折衷。对于调度服务，人们已经认为引入重传机制(从而也产生一些附加的延迟)以提供系统支持的调度呼叫数目是可接受的。然而，尽可能地使系统延迟最小仍然很重要。与使用标准的RLP机制发生的延迟相比，使用’732专利中介绍的MRLP机制得到的端对端延迟小得多。
对于一些情形，正如’732中介绍的一样，MRLP方法可能是不切实际的，或者可以改进。例如，考虑这样的情形，在调度呼叫中已经建立了两个移动单元，并且希望通过增加第三个人来切换到群呼。原始的两个移动单元具有已建立的RLP会话，并且序列号为100。第三个移动单元被加入，并且发起与它的服务CBSC的RLP会话。RLP会话总是被初始化为序列号0，并且当前CDMA IS-95/IS-2000规范不允许将RLP会话设为非零值。当加入第三个移动单元并且应用MRLP时，在移动单元处接收到的序列号从1跳到100。这可由第三个移动单元以不正确的方式来解释。例如，移动单元可以假设帧1到镇99丢失，并且请求重新传输。可替换地，第三个移动单元可确定需要退出RLP协议并且重新初始化。类似的问题甚至可以发生在建立专用的(两个用户)呼叫期间，特别是如果在建立它们各自的业务信道的两个移动单元之间有显著的时间差。基于此，存在对一种用于在通信系统中的传输方案的方法和装置的需要，其利用修改的RLP方法来进行重传输，并且允许多个用户加入呼叫，而无需重传大量的数据。
附图简要说明
图1是现有技术的通信系统的方框图；
图2说明现有技术的修改的无线链路协议(MRLP)传输；
图3为根据本发明的优选实施例的通信系统的方框图；
图4说明根据本发明优选实施例的MRLP传输；
图5为根据本发明优选实施例的中央基站控制器(CBSC)的方框图；
图6为根据本发明第一实施例的图5的CBSC的运行的流程图；
图7为根据本发明第二实施例的图5的CBSC的运行的流程图。
具体实施方式：
为了说明对CDMA通信系统中的调度的需要，允许加入呼叫的每一个移动单元和CBSC在它们之间建立独立的RLP会话。每一个会话包含不被共享的、它自己特有的RLP序列号。反向链路序列号被从源CBSC(服务于“通话”的移动单元)传送到目标CBSC(一个或多个)(服务于“听”移动单元)。然而，对于它的前向链路RLP序列号，不是由目标CBSC(一个或多个)直接使用，传送到CBSC的序列号被翻译成现有的目标CBSC当前的RLP序列号。
由于每一个RLP维持其自己的独特序列号，移动单元能够不需观察(observing)或者引起接收的RLP序列号被破坏而加入、或者离开已有的呼叫。除了没有发生破坏之外，不会发生在业务信道上建立的移动单元之间的任何延迟差。
本发明包含一种用于传输的方法。该方法包括步骤：从第一移动单元接收帧，其中该帧具有对应于第一无线链路协议(RLP)会话的第一序列号；用第二序列号代替第一序列号，其中第二序列号对应于第二RLP会话；并且用第二序列号将帧传输到第二移动单元，其中第二移动单元利用第二RLP会话。
此外，本发明包括一种用于数据传输的方法。该方法包括步骤：从第一移动单元接收第一多个帧，其中第一多个帧具有第一多个序列号；用第二多个序列号代替第一多个序列号。第一多个序列号被第三多个序列号替换，并且用第二多个序列号将第一多个帧传输到第二移动单元。最后，用第三多个序列号来将第一多个帧传输到第三移动单元。
此外，本发明包括一种用于数据传输的方法，该方法包括步骤：接收多个帧，这些帧具有与它们相关的多个序列号；确定由于在多个序列号中的跳跃而擦除了一个帧，并且存储已擦除的帧的序列号，而不将擦除帧发送到移动单元。响应于没有将擦除帧发送到移动单元和接收到擦除的帧，接收否定确认(NAK)。擦除帧的序列号被翻译成第二序列号，并且被发送到移动单元。
此外，本发明包括可一种装置。该装置包括：一个逻辑单元，该逻辑单元具有作为输入的第一帧，第一帧具有对应于第一无线链路协议(RLP)会话的第一序列号；连接到逻辑单元的翻译数据库，该翻译数据提供对应于第二RLP会话的第二序列号；和传输电路，用于用第二序列号将第一帧传输到第二移动单元，其中第二移动单元利用第二RLP会话。
此外，本发明包括可一种装置，该装置包括：一个逻辑单元，该逻辑单元具有作为输入的第一多个帧，其中第一多个帧具有第一多个序列号，逻辑单元用代替第一多个序列号的第二多个序列号来输出第一多个帧；第二逻辑单元，其具有作为输入的第一多个帧，并且用代替第一多个序列号的第三多个序列号来输出第一多个帧；第一传输电路，用第二多个序列号来将第一多个帧输出到第一移动单元；和第二传输电路，用第三多个序列号来将第一多个帧输出到第二移动单元。
现在参见附图，其中相同的标号指相似的元件。图3是根据本发明优选实施例的通信系统300的方框图。在本发明的优选实施例中，通信系统300使用码分多址(CDMA)系统协议，该协议在电子工业协会/电信工业协会过渡标准2000(IS2000)中的蜂窝系统远程单元-基站兼容标准中有介绍，在此通过引用将其内容包容进来(可联系2001 Pennsylvania Ave.NW Washington DC 20006获得EIA/TIA)。然而，在可替换的实施例中，通信系统300可利用其它数字蜂窝通信系统协议，诸如(但不限于)在UMTS Wideband CDMA SMG2 UMTS物理层专家组Tdoc SMG2 UMTS-L1 221/98(UMTS 221/98)中介绍的下一代CDMA结构，在CDMA2000国际电信联盟-无线通信(ITU-R)无线传输技术(RTT)的候补任务文档中介绍的下一代CDMA结构，或者下一代全球数字通信系统(GSM)协议，在“用于1.8-2.0GHz的码分多址(CDMA)的个人站-基站兼容要求”(美国国家标准协会(ANSI)J-STD-008)中介绍的CDMA系统协议，或者欧洲电信标准协会(ETSI)宽带CDMA(W-CDMA)协议。
根据本发明的优选实施例，通信系统300被配置，以使CBSC301和311之间的数据通路保留RLP帧信息，并且两个CBSC根据本发明的各个方面来实现语音和数据的修改的RLP算法。对于正常的陆地到移动单元或者移动单元到陆地呼叫，在每一个移动单元和它的CBSC对应部分之间建立RLP初始化/同步。在建立同步之后，每一个RLP根据CBSC和移动单元之间的控制消息来维持标准的否定确认(NAK)，并且将数据帧发送到对等MRLP，然后与RLP帧信息一起发送到移动单元。当在上行链路数据通路上发生擦除时，与在正常呼叫中一样，在源CBSC处由相应的MRLP对帧进行NAK，然而，当上行链路MRLP在等待帧重传输时，随后的帧被发送到对等MRLP(目标CBSC)而不是被缓冲。对等下行链路MRLP将这些帧发送到移动单元，期望(根据标准RLP实现)移动单元对丢失的帧进行NAK，并且对随后的数据进行缓冲，直到重传输和接收丢失的帧。下行链路MRLP也将检测丢失的数据帧，并且记录该信息，以确定需要尊重(honor)从移动单元接收的哪一个NAK(也就是，由于下行链路丢失)，并且确定对等MRLP应用已经NAK了哪一个(也就是，由于上行链路丢失)。当上行链路MRLP进程(process)接收到NAK帧时，其将NAK请求和记录的信息进行比较以确定NAK是否是由于已知的丢失上行链路帧所期望的，或者是由下行链路擦除而导致的新的丢失帧。
如上所述，当将调度能力加到CDMA系统中时，MRLP方法的重传输变得没有效率。特别地，由于每一个呼叫包含它自己的独特的RLP序列号，在涉及调度呼叫的多个移动单元之间使用一个RLP序列号(为了重传输)是不可行的。为了解决这个问题，在本发明的优选实施例中，加入一个调度呼叫的每一个移动单元和CBSC被允许在它们之间建立独立的RLP会话。与’732专利中所介绍的一样，反向链路序列号被从源CBSC(服务于“通话”的移动单元)传送到目标CBSC(一个或多个)(服务于“听”移动单元)。然而，对于它的前向链路RLP序列号，不是由目标CBSC(一个或多个)直接使用，传送到CBSC的序列号被翻译成现有的目标CBSC当前的RLP序列号。
由于为每一个呼叫支线维持唯一的RLP序列号，各个用户能够不需请求重传多个帧就可加入现有的会话。除了没有发生破坏之外，不会发生在业务信道上建立的移动单元之间的任何延迟差。
图4说明了根据本发明优选实施例的MRLP传输。可以看出，源CBSC接收到的帧和附加的已接收的RLP序列号一起被立即发送到目标CBSC 311。目标CBSC 311具有与移动单元319的单独的RLP会话。基于此，目标CBSC 311将帧发送到移动单元319，但是用适于它自己的会话的序列号来代替已接收的RLP序列号。当没有丢失帧时，序列号在步骤中被相互增加。
当在通过空中在移动单元309和源CBSC 301之间传输期间丢失了帧(例如，帧6)时，源CBSC 301通过发送NAK给移动单元309来发起重传输丢失的帧。同时，帧和附加的RLP序列号一起被继续发送到目标CBSC 311。目标CBSC 311检测由于跳跃序列而引起的丢失帧。目标CBSC 311将帧序列存储在存储器中，并且将接收到的帧(连同翻译的序列号)发送到移动单元319。这导致在移动单元319和目标CBSC 311之间的RLP序列号中发生相应的跳跃(也就是帧16被跳过)。移动单元319立即将与跳跃的帧16相关的NAK发送到目标CBSC 311。目标CBSC 311检查存储的帧以确定是否已将NAK发送到源CBSC 311，并且等待帧6到达。然后，帧6序列号被序列号16代替，并且被发送到移动单元319。
在上面的实施例中，移动单元319不能将在第一链路(上行链路)上擦除的帧与在第二链路(下行链路)上的擦除帧区别开来，因此，对于所有丢失的RLP序列号都发送NAK。在另外一个实施例中，将“NAK Not Required(不要求NAK)”字段加到RLP帧中以指出是否要求NAK。例如，如果由于在移动单元309和源CBSC 301(第一链路)之间的链路上的擦除，CBSC 311故意地跳跃过RLP序列号，其设置“不要求NAK”字段。看到这个字段设置时，移动单元319确定在序列号中的跳跃不是由于下行链路擦除(第二链路)，并且不要求发送NAK到目标CBSC 311。这也指出移动单元319希望丢失的帧将来能到达。
如上所述，由于每一个RLP维持其自己的独特序列号，移动单元能够不需观察或者引起接收的RLP序列号被破坏就加入、或者离开已有的呼叫。除了没有发生破坏之外，不会发生在业务信道上建立的移动单元之间的任何延迟差。
图5为根据本发明优选实施例的中央基站控制器(CBSC)的方框图。如图所示，CBSC 301/311包括逻辑单元501，存储器503，翻译数据库505，和NAK悬挂缓冲器507。此外，逻辑单元501包括用于发送RLP帧的传输电路(未示出)。在本发明的优选实施例中，源CBSC 301将好的帧和相应的(第一)RLP序列号发送到逻辑单元501。然后，RLP序列号被发送到翻译数据库505，该数据库用于提供RLP会话之间的翻译信息。具体地说，翻译数据库505负责使目标CBSC 311和移动单元319之间的本地RLP会话同步于源CBSC 301和移动单元309之间的远程RLP会话。翻译数据库505包含前一个本地RLP序列号和远的(第二)RLP序列号。
当从逻辑单元501接收到远的RLP序列号时，翻译数据库505从前一个远的RLP序列号中确定偏移值。然后，将这个偏移值加到前一个远的RLP序列号以产生当前的本地RLP序列号。翻译数据库505将翻译的RLP序列号和被确定为丢失的任何帧中的RLP序列号加到逻辑单元501上。
根据翻译的RLP序列号，逻辑单元501将包括翻译的RLP序列号存储在存储器503的一个位置。具体地说，在下行链路传输丢失帧的情况下，标准的RLP要求存储接收到的帧。当在向移动单元319传输期间丢失帧时，移动单元将对帧进行NAK，并且逻辑单元501将从存储器503重新获得帧以用于重传输。
接下来，在移动单元319做出随后的NAK的情况下，逻辑单元501也将所有接收到的帧和序列号存储在存储器503中。当遇到擦除的帧时，逻辑单元503确定丢失帧的已翻译的RLP序列号，并且根据存储器503中的位置来将“帧悬挂”指示写入到序列号中。逻辑单元501也通过检查在存储器503中的合适的“帧悬挂”指示来确定帧是否是延迟帧(也就是，移动单元309重传输的帧)。如果不是延迟帧，逻辑单元501通过传输电路(未示出)将包括翻译的(第二)RLP序列号发射到移动单元319。如果是延迟帧，逻辑单元通过访问NAK悬挂缓冲器507来确定移动单元519是否已经对延迟帧进行NAK。如果已经进行NAK，帧被发射到移动单元，并且悬挂的NAK从缓冲器507中清除。如果没有进行NAK，当前不是发射该帧而是存储它，直到接收到合适的NAK。当本地MRLP进程接收到NAK帧，其将NAK请求和记录在存储器503中的信息进行比较以确定帧是否可用于传输。如果帧在存储器503中可用，将其发射到移动单元319。如果设置了“帧悬挂”指示，则在NAK悬挂缓冲器507中对NAK请求进行排队，以等待来自源CBSC 301的请求帧的到达。
在优选实施例中，在存储器503中存储帧使用了事后翻译(posttranslated)的RLP序列号。然而，对于本领域普通技术人员来说，很明显，在存储器503中存储帧可以使用预翻译的RLP序列号。在这种情况下，当逻辑单元501从移动单元319接收到NAK时，其需要访问翻译数据库505以确定相应的预翻译的RLP序列号。
在本发明的另一个实施例中，逻辑单元501从源CBSC 301接收带标记的帧。带标记的帧包括RLP序列号和源CBSC 301确定是否擦除帧的指示。在好帧的情况下，RLP序列号是源CBSC 301从源移动单元101接收到的序列号。在擦除帧的情况下，RLP序列号是根据先前的和随后的RLP序列号来插入的序列号。CDMA规范IS-707包括一些RLP帧协议，其包括用于确定帧是否是重发射先前已发射的帧的比特。在优选实施例中，当将由于移动单元309和源CBSC 301之间的擦除而发生延迟的帧发射到移动单元319时，由目标CBSC 311设置该比特。
图6是根据本发明的图5的CBSC运行的流程图。为了简单起见，下面的文字中介绍了单个接收器、NAK悬挂缓冲器、存储器和在用于群呼情形的目标CBSC中的翻译器。然而，考虑到实现，不论是在相同的CBSC或者不同的CBSC上的每一个下行链路支线(leg)(呼叫)实际上具有其自身的帧接收器(逻辑单元)、NAK缓冲器、数据库和翻译器。
逻辑流程开始于步骤601，在此逻辑单元501从第一移动单元接收第一多个语音帧。如上所述，多个帧具有对应于第一RLP会话的第一序列号。在步骤603，逻辑单元501访问翻译数据库505以确定用于每一个下行链路RLP会话的要求的RLP序列号。具体地说，可将从多个下行链路移动单元接收的上行链路通信同时地提供给多个下行链路移动单元，每一个具有其自身的RLP会话和独立的序列号。这要求为每一个下行链路通信同时地翻译第一序列号。因此，例如，当同时发生两个下行链路传输时，用第二多个序列号代替第一多个序列号(步骤605)，用第三多个序列号代替第一多个序列号(步骤607)。在步骤609，用第二多个序列号将第一多个帧发射到第二移动单元，最后在步骤611，用第三多个序列号将第一多个帧发射到第三移动单元。如上所述，在本发明的优选实施例中，目标CBSC 311实际上包括多个逻辑单元、存储器、NAK悬挂数据库、和翻译数据库。每一个呼叫支线利用其自己的逻辑单元、存储器、NAK悬挂数据库和翻译数据库。
图7为在帧擦除期间图5的CBSC的运行的流程图。为了简单起见，仅介绍一个下行链路RLP会话的情况，尽管本领域普通技术人员可以同时地发生多个同时的下行链路RLP会话。逻辑流程开始于步骤701，在此源CBSC 301接收擦除的帧。如上所述，源CBSC 301立即将NAK发送到发射移动单元，并且继续将接收到的帧发送到目标CBSC 313(步骤703)。在步骤704，逻辑单元501(位于目标CBSC 313中)确定已经擦除帧且将“帧悬挂”和序列号一起存储在存储器503中。(应当注意，当擦除帧时，在本发明的优选实施例中，没有接收序列号的立即指示，实际上RLP依赖于序列号的跳跃以确定擦除的前面帧)。
在步骤705，访问翻译数据库505以确定用于下行链路RLP会话的合适的序列号，在步骤707，将空帧(null frame)发射到第二移动单元，或者没有帧被发射。在步骤709，逻辑单元501从第二移动单元接收NAK，在步骤710，确定帧是否驻留在存储503中。如果帧驻留在存储器503中，只是将帧发送到移动单元319(步骤711)。然而，如果为该序列号存储“帧悬挂”，则仍然没有从源CBSC 301接收帧。在这种情况下，帧序列号被放置于NAK悬挂缓冲器507中(步骤713)。在步骤715，擦除帧被逻辑单元501接收，并且被立即识别出是延迟帧(也就是，一个发出的序列)。逻辑流程继续到步骤717，确定是否将延迟帧序列号存储在NAK悬挂缓冲器中，如果是，翻译该帧并且将它发送到移动单元319(步骤719)，否则，不立即发送该帧而是存储在缓冲器503中(步骤721)。
当在NAK悬挂缓冲器507中没有延迟帧时没有帧被发送，以确保不两次发送擦除帧。具体地说，如果在目标CBSC 311接收用于该帧的NAK之前目标CBSC 311接收到延迟帧，不会将该帧发送到移动单元，以防止当最后由移动单元接收到NAK时再次发送该帧。
尽管参考特定实施例介绍了本发明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以进行形式上和细节上的改变。例如，不是在CBSC之间直接发送接收到的RLP序列号，可以使用立即序列号来在CBSC之间进行通信。在这种情况下，接收的CBSC将接收到的RLP序列号翻译成中间序列号，该中间序列号随后被与帧一起发送到目标CBSC。目标CBSC将中间序列号翻译成它的本地RLP序列号。
另外，可以在CBSC之间传送定时信息而不是中间序列号。在此情况下，在CBSC处从移动单元正确地接收到的帧被用到达的时间进行标记。这些标记的帧被发送到目标CBSC，而在擦除的情况下没有帧被发送。目标CBSC期望标记的到达次数(tagged arrival times)被分割成大约覆盖空中帧间隔(在CDMA系统中，该间隔通常是20毫秒)。然后，在CBSC处将到达次数翻译成本地RLP序列号。在标记的到达次数中的跳跃是告知目标CBSC跳过RLP序列号的指示。希望此类修改落在权利要求书的范围内。