按需差錯控制的製作方法
2023-09-22 20:23:35 2
專利名稱：按需差錯控制的製作方法
技術領域：
本發明涉及在分組交換網絡中新的差錯控制範例。
背景技術：
分組交換網絡自身是不可靠的，意味著它們將不保證其不會延遲、損壞或丟失分組，或無序傳送分組。前向糾錯(FEC)和重傳是在分組交換網絡上提供可靠通信的基本差錯控制範例。重傳是被破壞或丟失的數據分組的重新發送，並且依賴於-校驗和(或類似的)，用於檢查接收信息的完整性；-確認，也就是，通過某些返回通道從接收方到發送方的明確接收；以及-丟失或損壞的分組的重傳(由發送方或接收方發起)。重傳暗示了每個未決分組(即還未確收)的副本保持在發送方端，用於進一步重傳，如果存在。存在若干形式的重傳策略，最突出地是-選擇性確認(SACK)接收方明確地通知發送方哪些分組、消息、或片段被正確地接收，以及附帶哪些分組沒有。-累積確認接收方確認正確接收的分組、消息、或片段，這種確認暗示了所有先前分組也被正確接收。傳輸控制協議(TCP)使用累積確認。-否定確認(NACK)接收方明確地通知發送方哪些分組、消息、或片段被不正確地接收，並因此要重傳。對於組播傳輸，也就是，如果一個發送方通過一個共同數據流服務於許多接收機，重傳是不利的。典型地，藉助於通過單播和並行通信信道的重傳和否定確認來實現組播傳輸的可靠性。需要在伺服器端或在組播複製節點保持大量數據分組，以實現終端用戶可接受的體驗質量OioE)。重傳高速緩存的大小取決於從接收方到重傳單元的往返時間(RTT)，以及取決於請求的分組最終到達接收方所必要的重傳次數(即用戶可能經歷的噪聲和/或網絡環境)。典型地，對於每個和每一個通告的通道需要緩存視頻信息的最後 100-200ms (即大約50至100個數據分組)。類似地，需要為分組重傳提供大量的專用單播通信資源，以服務於許多用戶。清楚地，隨著用戶和信道的數目增長，這樣的方案不可擴展。FEC是向信息數據增加的冗餘數據。這使得接收方自身檢測和校正差錯(在一些約束內)，但是花費一些數據開銷。因此，FEC應用於重傳的相對成本較高或不可能的情形中。FEC的兩個主要類型是塊編碼(例如Reed Solomon (RS)、Golay、Bose和 Ray-Chaudhuri (BCH)和Hamming碼)和卷積編碼。在糾錯中的最近發展是turbo編碼，即， 將兩個或更多個相對簡單的卷積碼與交織器組合以生成可在aiarmon極限的一部分分貝中執行的塊碼的方案。FEC也是不利的，因為需要大量數據開銷來實現可接受的QoE，從而防止相應信道帶寬被其它服務使用。
發明內容
本發明的目的通過以下內容實現，以及現有技術的上述缺陷通過以下內容來克服一種發送單元，用於向接收單元發送有索引的數據分組的流，並且包括；-傳輸狀態計算裝置，適用於每當為了傳輸而調度新的輸出數據分組時更新傳輸狀態向量TSV，TSV匹配於每當有效地接收新的輸入數據分組時在所述接收單元中類似地更新相應的接收狀態向量RSV，所述新的輸入數據分組的索引是下一個期望的數據分組的索引；-通信裝置，適用於在從所述接收單元請求時發送至少一個當前分量值，用於所述 TSV的至少一個向量分量的各個值，其在與所述RSV的最近更新向量值以及要不然與有效接收的數據分組組合時，允許至少一個丟失或損壞的數據分組(Dj)的恢復。以及相應地，一種接收單元，用於從發送單元接收有索引的數據分組的流，並且包括-接收狀態計算裝置，適用於每當有效地接收新的輸入數據分組時更新接收狀態向量RSV，所述新的輸入數據分組的索引是下一個期望的數據分組的索引，RSV匹配於每當為了傳輸而調度新的輸出數據分組時在所述發送單元中類似地更新的相應傳輸狀態向量 TSV ；-通信裝置，適用於從所述發送單元或得至少一個當前分量值，用於所述TSV的至少一個向量分量的各個分量；-恢復裝置，適用於從所述至少一個當前分量值、從所述RSV的最近更新的向量值，以及要不然從有效接收的數據分組來恢復丟失的或損壞的數據分組。傳輸狀態向量(TSV)和接收狀態向量(RSV)分別在發送端和接收端保持最新。每當為了傳輸而調度新的輸出數據分組時以及每當有效地接收新的輸入和連續索引的數據分組(即其索引是下一個期望的數據分組索引)時，根據共同算法更新TSV和RSV。然而， TSV和RSV以緊湊形式跟蹤發送和接收歷史(即其信息字節已經發送和接收)。典型地， TSV和RSV包括一個或多個向量分量(即依據向量定向的行或列)，以及每個向量分量的長度匹配於數據分組長度。在共同協定的發送和接收的索引處將TSV和RSV重設為某些初始狀態，其索引匹配於在數據分組本身中編碼的相應數據分組索引。那些索引不必一致，然而需要在它們之間的匹配相應性。只要在接收的數據分組的流中檢測到丟失或損壞的數據分組，接收方不與發送方同步，並且不再更新RSV。然後，向發送方發送請求以獲得當前TSV的值，也就是最近更新的 TSV值，或其一部分，以及與該值相應的傳輸索引。通過將那些傳輸狀態信息與最近更新的 RSV值以及要不然正確接收的數據分組相組合，得到一等式集合，其具有構成丟失或損壞的數據分組的數據符號(例如比特、字節)作為未知參數。如果傳輸和接收狀態向量的計算為，那些等式可逆，則可以恢復丟失的或損壞的數據符號並且可以恢復RSV的更新，如說明書中將進一步闡述的。本發明是有利的，在於僅按需要來發送差錯控制信息，並且直到為了恢復已經丟失或損壞的數據所需的精確程度。本發明還是有利的，在於將整個發送歷史編譯成一個狀態向量，其具有比為了重傳而保持的數據分組的相應傳輸高速緩存更少的分量，從而將存儲器需求放鬆直到一個數量級。最後但並非最不重要，接收方可以衡量其接收高速緩存及其恢復策略，以實現對於該用戶的所需QoE。發送方不需要跟蹤上百個分組以適用於最差情形。僅狀態向量的維度相關更多的向量分量，可以恢復的更多數據分組，以及數據通信系統的更多彈性。應當注意的是，RSV可能是實際TSV的子集，考慮例如在接收側更少的計算複雜度或更低恢復能力，在這個情況下將TSV看作匹配於所述具體接收方的RSV的TSV子集。還應當注意的是，可以在通信協議集的任意層上執行傳輸和接收狀態信息的計算。例如在層2 (L2)，根據例如乙太網有效載荷(並且假設乙太網幀按一種方式或另一種方式編索引)計算傳輸和接收狀態信息，並且將存在如單向單播或組播通信那樣多的狀態向量。或者，可將傳輸和接收狀態信息的計算限制為某種類型的業務或有效載荷。根據本發明的發送單元的實例是編碼設備，例如視頻前端，或多媒體伺服器，或中間複製節點，例如數字用戶路接入復用器(DSLAM)或無線/移動基站，以及根據本發明的接收單元的實例是用戶網關，例如機頂盒(STB)或數據機或路由器，或用戶終端，例如電視機或個人計算機或無線/移動終端、或解碼設備。根據本發明的發送單元的其它實施例的特徵在於，所述通信裝置還適用於向所述接收單元周期性通告所述TSV的當前向量值。通過定期通告(或廣播)當前TSV值，發送單元使得接收單元隨時間重新同步其 RSV，從而避免由於未檢測的數據損壞所引起的計算不匹配。在太多錯誤分組的情況下也是有幫助的，在這個情況下，接收方需要與發送方重新同步其狀態向量，以恢復正常操作。根據本發明的發送單元的備選實施例的特徵在於，所述通信裝置還適用於在所述接收單元的控制下選擇所述至少一個向量分量，以及相應地，根據本發明的接收單元的備選實施例的特徵在於，所述接收單元還包括選擇器，適用於在所述TSV中選擇所述至少一個向量分量。接收方密切控制恢復處理所需的發送狀態信息的量，也就是，與如果在考慮例如脈衝噪聲時連續數據分組的突發丟失相比，如果一個數據分組在這裡和那裡丟失，則將請求更少的TSV分量。差錯控制信息的量匹配於用戶經歷的具體通道影響，從而對於FEC範例放鬆了帶寬使用(其中差錯控制信息預設地附加至每個和每一個發送的有效載荷)，並且使得那個帶寬可用於其它並行服務。在第一實施例中，根據當前信息量選擇所述至少一個向量分量，所述當前信息量的恢復是未決的。在第二實施例中，根據估計的信息量選擇所述至少一個向量分量，所述估計的信息量的恢復期望在所述至少一個當前分量值的接收時是未決的。通過參與靜態到動態錯誤分組，如果首先請求的TSV的分量不再滿足於不斷增加的錯誤分組的數目，以及如果要進一步請求額外TSV的分量，避免了新通信循環。典型地， 丟失或損壞的信息的期望數量基於觀察的差錯模式和RTT測量。這個實施例實現了更快的數據恢復，但是犧牲了某些額外開銷，這樣期望太悲觀。根據本發明的發送單元和接收單元的另一實施例的特徵在於，所述通信裝置適用於通過無狀態數據通信協議彼此通信。
被請求和發送的傳輸狀態信息是當前信息，並因此相同，而不管請求客戶端。如果當前狀態向量的第一傳輸失敗，則將發生隨後狀態向量的第二傳輸。然後，特別地適用無狀態通信協議，例如用戶數據報協議(UDP)。因此，在發送側不需要保持通信上下文，使得這種方案高度可擴展。這個實施例對於組播傳輸特別有利。本發明還涉及一種方法，用於防止向接收單元傳送的有索引的數據分組的流出現數據丟失或數據損壞，所述方法包括以下步驟-每當為了傳輸而調度新的輸出數據分組時更新傳輸狀態向量TSV，TSV匹配於每當有效地接收新的輸入數據分組時在所述接收單元中類似地更新的相應接收狀態向量 RSV，所述新的輸入數據分組的索引是下一個期望的數據分組的索引；-在從所述接收單元請求時，傳送至少一個電路分量值，其用於所述TSV的至少一個向量分量的各個值，當其在與所述RSV的最近更新向量值以及要不然有效接收的數據分組組合時，允許至少一個丟失或損壞的數據分組的恢復。並且相應地，涉及一種方法，用於恢復從發送單元接收的有索引的數據分組的流中丟失或損壞的數據分組，所述方法包括以下步驟-每當有效地接收新的輸入數據分組時更新接收狀態向量RSV，所述新的輸入數據分組的索引是下一個期望的數據分組的索引，RSV匹配於每當為了傳輸而調度新的輸出數據分組時在所述發送單元中類似地更新的相應傳輸狀態向量TSV ；-從所述發送單元獲得至少一個當前分量值，用於所述TSV的至少一個向量分量的各個分量；-從所述至少一個當前分量值、從所述RSV的最近更新的向量值、以及要不然從有效接收的數據分組來恢復丟失或損壞的數據分組。根據本發明的發送單元的實施例對應於根據本發明的用於防止向接收單元傳送的有索引的數據分組流出現數據丟失或數據損壞的方法的實施例，以及根據本發明的接收單元的實施例對應於用於恢復從發送單元接收的有索引的數據分組流中丟失或損壞的數據分組的方法。
通過結合附圖參照實施例的以下描述，本發明的上述和其它目的和特點將變得更加清楚，以及將將最好地理解本發明自身，其中圖1表示根據本發明的發送單元和接收單元；圖2表示在發送單元和接收單元之間的信息流的實例。
具體實施例方式從圖1中可見，通信系統1包括發送單元100;以及接收單元200。發送單元100和接收單元200經由分組交換通信網絡彼此耦合，所述分組交換通信網絡可以包括其它中間網絡節點(未示出)，以及其支持數據路徑310(數據分組通過數據路徑310從發送單元100傳遞至接收單元200)，以及差錯控制路徑320 (差錯控制消息通過差錯控制路徑320在發送單元100和接收單元200之間交換)。發送單元100和接收單元200分別發送和接收索引的數據分組的流Dj-5，Dj_4， Dj-3，Dj-2，Dj-1，Dj，... , Dk-I，Dk，Dk+1, Dk+2，...，其中j表示丟失的特定數據分組的索引，以及k表示正在為發送單元100的傳輸而調度的數據分組的索引，其中j < k。在本發明的示例性實施例中，數據分組D是綁定至多個接收方(即接收單元200) 監聽的組播地址的RTP分組。RTP分組通過在RTP報頭中編碼的16比特RTP序列號來索引。通過RTP有效載荷來計算TSV和RSV的值。RTP有效載荷可以是可變長度，在這種情況下其補充有已知比特模式。存在與被傳送的組播流一樣多的TSV的實例，以及存在與被監聽的組播流一樣多的RSV的實例。發送單元100包括以下功能單元-傳輸高速緩存110，其中在為了傳輸而被調度之前保持數據分組D；-傳輸狀態計算單元120，用於計算TSV和T；以及-通信單元130。傳輸高速緩存110耦合至傳輸狀態計算單元120。傳輸狀態計算單元120進一步耦合至通信單元130。傳輸狀態計算單元120適用於每當為了傳輸而調度新輸出數據分組(當前為Dk) 時更新TSV T的值。作為示例性實施例，傳輸狀態計算單元120包括-數據存儲庫123，其中保持TSVT的最近更新值，當前為Sk ；-鎖存器122(或移位寄存器等)，用於在TSV T的先前值被更新之前鎖存這個值， 當前為；以及-功能f121，其接受由鎖存器122鎖存的作為第一參數的TSV T的先前值，當前為 Sk-I,以及接受為了傳輸而調度的作為第二參數的新數據分組的RTP有效載荷，當前為Dk， 以及生成作為輸出的TSV T的新值，當前為Sk，當先前值由鎖存器122鎖存時將新值推送到數據存儲庫123中。將參照實施例的操作來闡明傳輸狀態計算算法。通信單元130適用於向接收單元200提供由接收單元200所選的TSV的組件的當前(即最近更新的)值，以及與該值相應的數據分組索引。通信單元130利用UDP作為通信協議。接收單元200包括以下功能單元-接收高速緩存210，其中在進一步處理之前保持有效接收的數據分組D；-接收狀態計算單元220，用於計算RSVR ；-通信單元230；-恢復單元MO；-選擇器250。接收高速緩存210耦合至接收狀態計算單元220。恢復裝置240耦合至接收高速緩存210、接收狀態計算單元220、以及選擇器250。選擇器250進一步耦合至通信單元230。接收狀態計算單元220適用於每當有效地接收新的輸入數據分組(其索引是下一期望的數據分組索引)時更新RSV R的值，當前直到數據分組Dj-1。
接收狀態計算單元220包括-數據存儲庫223，其中保持RSVR的最近更新值，當前為Sj-I ；-鎖存器222，用於在RSVR的先前值被更新之前鎖存這個值，當前為Sj_2 ；以及-功能f221，其等同於發送單元100的功能121，其接受由鎖存器222鎖存的作為第一參數的RSV R的先前值，當前為Sj-2，以及接受作為第二參數的有效接收的數據分組的RTP有效載荷，當前為Dj-Ι，以及生成作為輸出的RSV R的新值，當前為Sj-Ι，當先前值由鎖存器222鎖存時將新值推送到數據存儲庫223中。將參照實施例的操作來闡明接收狀態計算算法。通信單元230適用於從發送單元200獲得故意選擇的TSV T的向量分量的當前值， 以及與該值相應的數據分組索引。目前，通信單元230請求TSV T的第m分量的當前值，並且作為響應獲得值Sk，m，其中k表示與該值相應的RTP序列號。通信單元230利用UDP作為通信協議。恢復單元240適用於檢測丟失或損壞的數據分組，當前為Dj，於是通過開關 Ml (見圖1中的關閉)暫停RSV R的更新。目前，將RSV的值固定為Sj-Ι，同時新數據分組Dj+1，...，Dk進入，這是因為這些索引中沒有一個是下一期望數據分組索引，當前為索引j。恢復單元240還適用於從RSV R的最近更新值，當前為Sj-I ；從請求的TSV分量的當前值，當前為Sk，m ；以及從正確接收的數據分組，當前為Dj+1，...，Dk恢復丟失或損壞的數據分組。將恢復的分組推送到接收高速緩存210中，用於進一步處理，並且通過開關 Ml (見圖1中的打開)來恢復RSV R的更新。恢復單元240還適用於每當檢測到丟失或損壞的數據分組時(見圖1中的err_ ind)，以及每當恢復那個丟失或損壞的數據分組(見圖1中的reC_ind)時通知選擇器250。將參照實施例的操作來闡明恢復算法。選擇器250適用於選擇正確的TSV的分量，以能夠恢復一個或多個丟失或損壞的數據分組。目前，選擇器250選擇TSV T的第m個分量，並請求通信單元230得到它(見圖 1 中的 get_TSV_cmpt (m))。TSV的分量的選擇是基於-已經可用的傳輸狀態信息，如果存在；-從RSVR的最近更新值之後丟失或損壞的數據分組的當前數目，或備選地，必須從要選擇的TSV的分量恢復的丟失或損壞的數據分組的估計數目。丟失或損壞的數據分組的數目估計基於以下因素-由恢復單元240通知的差錯和恢復信息(見圖1中的err_ind和recjnd)，使得選擇器250確定RSV值可用並期望符合相應TSV的值的最近數據分組索引，當前為索引 j-i ；-在接收器單元200和發送單元100之間的RTT的測量(見圖1中的RTTjiieas)， 例如由例如通信單元230執行，使得選擇器250估計要選擇的TSV的分量將可用的數據分組索引，當前為索引k;-差錯率測量(例如期望的錯誤分組的比率)，例如由諸如選擇器250基於來自恢復單元240或來自下層的差錯信息執行。
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上述估計還可以通過附加的差錯定時信息(例如持續時間、頻率、一天的時間和/ 或一周的時間發生)來增強。現在，數據通信系統1的操作如下。讓Dk成為必須從發送單元100向接收單元200發送的第k個分組(其中k表示分組索引，例如RTP序列號)。將這個分組分成可執行計算(加法、乘法等)的L個符號(例如比特或字節)。還注意到，可以使用任意類型的符號，但是在所述實施例中，我們將使用 (ialois域(GF)的元素作為符號，因為在這樣的域中很好地定義了加法和乘法。在說明書的其它部分，我們仍舊使用術語「分組」，但是默許假設將分組分成L個符號，並且以明確相同的方式並行處理這些符號中的每一個(1 = 1，. . .，L)。具體地，我們將建立的糾錯信息包括並行計算的數目M個的糾正符號。即，對於分組的每個數據符號(1 = 1，...，L)，關聯M 個糾正符號的向量。通過這L個向量，可以構成M個糾正分組通過將每個的第m個糾正符號(M個符號的向量外)和每一個數據符號1組合構成第m個糾正分組。這構成與數據分組相同大小的糾正分組。如果數據分組並非相同大小，應採取最大分組大小，並且應該用虛擬信息來添充更短的分組。為了防止分組的傳輸引起分組丟失或分組損壞，提出以下方案。發送單元100保持索引的TSV，其值表示為Sk= [Sk，l;Sk，2;... ；Sk, MJ0根據以下等式針對每個傳送的分組Dk更新所述M維的TSV Sk = fk(Dk, Sk^1) (1)函數fk是採用分組Dk的有效載荷的值以及與先前分組Sk-I相關的狀態向量值作為輸入的向量函數，並且生成新狀態向量值Sk作為輸出。應注意，函數fk本身可以依賴於k。即，一般地，對於每個分組，可使用新規則來計算狀態向量。然而，我們將實施例限制為函數fk不依賴於k的情況，並且我們將這個函數表示為f·。接收單元200類似地更新RSV，其值匹配於在發送端計算的TSV的相應值。發送單元100和接收單元200都在相同的初始狀態SO開始，並且明確地使用相同函數f。由此，在發送端和接收端的狀態向量是彼此的精確副本。如果分組(稱為分組Dj)丟失，則接收單元200失去同步，並且對於發送單元100要求發送方的當前狀態向量的很好選擇的子集。因為在這個請求到達發送單元100之前需要一些時間，當前向量現在為Sk，其中k = j+r,並且r是依賴於RTT和分組之間時間的一些正數。發送單元100向接收單元200發送Sk的請求條目以及當前序列號k。當這個信息到達時，接收單元200在大部分情況下能夠重新構建丟失分組。如果重新構建了丟失分組，則接收單元200可使得其狀態向量保持與發送單元100的狀態向量同步。如果由於某些原因不能夠重新構建丟失分組，則接收單元200應該仍舊確保(通過請求足夠的糾正信息，或通過將狀態向量重新初始化為在特定分組索引處的某些協定的值，或通過取決於從發送方到接收方的狀態向量T的周期性通告)其狀態向量保持與發送單元100的狀態向量同步。注意，如果我們假設與糾正信息相應的序列號(即k)可伴隨在某些標頭欄位中的糾錯信息，狀態向量的一個條目的傳輸精確地需要與一個分組將重新傳輸的相同容量。在接收方端的重新構建基於接收方知道丟失數據分組Dj如何影響狀態向量Sj+r =Sk的事實。如果在j和j+r (包含)之間沒有其它分組丟失，則接收方應當選擇將生成其接收的Sj+r的條目(或多個條目)的分組Dj。如果很好地選擇了函數f，則這個解Dj是唯一的，這將在說明書中進一步闡述。如果在j和j+r (包含)之間存在額外的分組丟失， 也就是，j+s(s<r)，接收方向發送方要求其當前狀態向量的其它很好選擇地條目。因此， 我們定義丟失時段如下其開始於一個數據分組的丟失(其結果為接收方的狀態向量失去與發送方狀態向量的同步)，並且持續直到接收方同樣具有足夠信息使得其狀態向量與發送方的狀態向量重新同步(因為可重新構建在丟失時段期間的所有分組丟失，或因為接收方從發送方接收完整狀態向量)。這在圖2中示出。將分組Dl至D15從發送單元100 (Tx)傳送至接收單元200 (Rx)。 分組D3丟失。結果，接收單元200請求TSV的第一分量(見圖2中TSV_requestastCOmp.)， 在接收數據分組D4時)。當發送單元100調度數據分組DlO的傳輸時，請求到達。發送單元100通過發送TSV的第一分量的當前值(當前為S10，1)，以及與這個值相應的傳輸索引 (當前為k= 10)來答覆請求。然後，接收單元可以通過當前為S2 = [S2，l ;S2，2]的RSV 的最近更新值，通過正確接收的數據分組D4，D5，D6，D7，D8，D9和D10，以及通過發送方的狀態向量的第一分量的當前值(當前為S10，l)來重新構建丟失的數據分組D3。當然，我們可寫成S10 = f (D10, S9) = f (D10, f (D9, f (D8, f (D7, f (D6, f (D5, f (D4, f (D3, S2)))))))) (2)丟失時段目前開始於數據分組D3，在接收糾正信息S10，l時結束(見圖2的loss_ period)，因此包括數據分組D3至DlO。一旦恢復了數據分組D3，可以恢復RSV的更新。如果另一數據分組丟失，則將發出對於其它TSV的分量的新請求，從而由此擴展丟失時段。儘管在本發明中，函數f僅採用當前分組Dk作為變量，也可以設想採用多個最近分組(即Dk，Dk-l，...，)作為變量的另一函數，但是這當然會增加傳輸高速緩存110的大小。在丟失時段期間如何重新構建丟失或損壞分組，以及在什麼環境下要求什麼類型的糾正信息取決於具體實施例。在第一實施例中，符號是2個元素的GF或GF(2)的元素，S卩比特{0，1}。狀態向量 Sk僅具有一個條目(M= 1)，並因此縮減到一個標量。函數f(Dk，Sk-I)(其選擇為不依賴於k)是Dk和Sk-I的二進位和(即X0R)Sk = Dk+Sk_! (3)假設，在某個時刻，在時間分組中，正確地接收Dj-1，並且接收單元200與發送單元100同步(S卩，兩者具有相同狀態Sj-I)。如果分組Dj丟失，則接收單元200在發送方的當前狀態的形式下請求糾正信息。在這個請求到達時，發送單元100返回狀態Sj+r的值和相關的序列號j+r。當這個信息到達時，接收單元200必須求解以下等式SJ+r = Dj+r+Sj+n = Dj+r+Dj+n+· · · +Dj+Sj^ = C+Dj+Sj^ (4)如果正確地接收分組Dj+1直到Dj+r，那麼可以計算C，在這個情況下Dj直接得到Dj = C+Sj^+SJ^ (5)如果在分組的集合{Dj+1，... , D j+r}中存在任何其它丟失，則不能夠重新構建分組Dj。因此，這個系統可在一個丟失時段內糾正一個分組丟失，但是不能夠糾正兩個或更多個分組丟失。注意，在狀態Sj+r的接收之後，接收方狀態再次與發送方狀態同步(從而丟失時段在r分組之後結束)。如果在接收單元200請求時由發送單元100發送的糾正信息丟失(或等同地，如果請求本身丟失)，這是可檢測的(因為例如定時器過期)，則接收單元200應持久地要求新的更新(這使得r可變，但是並非使得丟失時段持續時間隨機，這沒有進一步結果)，從而其可至少保持與發送單元100的同步。或者，接收單元200可等待發送單元100通告狀態向量的當前值。在第二實施例中，符號是GF (ρ》的元素，其中ρ是素數(大部分情況下ρ = 2)和 q彡1。在這個GF中存在Q = Ptl個元素。這樣的欄位包含用於加法的唯一中性元素，表示為0，以及用於乘法的唯一中性元素，表示為1。狀態信息是這個GF的元素的M維數組，並且向量函數f (Dk，Sk-1)(其選擇為不依賴於k)定義如下
權利要求
1.一種發送單元(100)，用於向接收單元(200)傳送有索引的數據分組流，其特徵在於，所述發送單元包括傳輸狀態計算裝置(120)，適用於每當為了傳輸而調度新的輸出數據分組(Dj-I)時更新傳輸狀態向量TSV(T)，TSV匹配於相應的接收狀態向量RSV(R)，每當有效地接收新的輸入數據分組(Dj-I)時在所述接收單元中類似地更新所述相應的接收狀態向量RSV(R)，所述新的輸入數據分組(Dj-I)的索引是下一個期望的數據分組的索引；通信裝置(130)，適用於當有來自所述接收單元的請求時傳送用於所述TSV的至少一個向量分量的各個值的至少一個當前分量值(Sk，m)，其在與所述RSV的最近更新向量值 (Sj-I)以及要不然與有效接收的數據分組(Dj+1，...，Dk)組合時，允許至少一個丟失或損壞的數據分組(Dj)的恢復。
2.如權利要求1所述的發送單元(100)，其特徵在於，所述通信裝置進一步適用於向所述接收單元周期性通告所述TSV的當前向量值。
3.如先前權利要求中任一項所述的發送單元(100)，其特徵在於，所述通信裝置進一步適用於在所述接收單元的控制下選擇所述至少一個向量分量。
4.如先前權利要求中任一項所述的發送單元(100)，其特徵在於，所述通信裝置進一步適用於藉助無狀態數據通信協議與所述接收單元進行通信。
5.一種編碼單元，適用於如權利要求1至4中任一項所述的發送單元(100)。
6.一種組播複製節點，適用於如權利要求1至4中任一項所述的發送單元(100)。
7.一種接入節點，適用於如權利要求1至4中任一項所述的發送單元(100)。
8.一種方法，用於防止向接收單元(200)傳送的有索引的數據分組流出現數據丟失或數據損壞，其特徵在於，所述方法包括以下步驟每當為了傳輸而調度新的輸出數據分組(Dj-I)時更新傳輸狀態向量TSV(T)，TSV匹配於相應的接收狀態向量RSV(R)，每當有效地接收新的輸入數據分組(Dj-I)時在所述接收單元中類似地更新所述相應的接收狀態向量RSV(R)，所述新的輸入數據分組(Dj-I)的索引是下一個期望的數據分組的索引；當有來自所述接收單元的請求時，傳送用於所述TSV的至少一個向量分量的各個值的至少一個當前分量值(Sk，m)，當其與所述RSV的最近更新向量值(Sj-I)以及要不然與有效接收的數據分組(Dj+1，. . .，Dk)組合時，允許至少一個丟失或損壞的數據分組(Dj)的恢Μ. ο
9.一種接收單元000)，用於從發送單元(100)接收有索引的數據分組流，其特徵在於，所述接收單元包括接收狀態計算裝置020)，適用於每當有效地接收新的輸入數據分組(Dj-I)時更新接收狀態向量RSV(R)，所述新的輸入數據分組(Dj-I)的索引是下一個期望的數據分組的索引，RSV匹配於相應的傳輸狀態向量TSV(T)，每當為了傳輸而調度新的輸出數據分組 (Dj-I)時在所述發送單元中類似地更新所述相應的傳輸狀態向量TSV(T)；通信裝置030)，適用於從所述發送單元獲得至少一個當前分量值(Sk，m)，其用於所述TSV的至少一個向量分量的各個分量；恢復裝置O40)，適用於通過所述至少一個當前分量值、通過所述RSV的最近更新的向量值(Sj-I)、以及要不然通過有效接收的數據分組(Dj+1，...，Dk)來恢復丟失的或損壞的數據分組(Dj)。
10.如權利要求9所述的接收單元000)，其特徵在於，所述接收單元進一步包括選擇器O50)，適用於在所述TSV中選擇所述至少一個向量分量。
11.如權利要求10所述的接收單元000)，其特徵在於，根據當前信息量選擇所述至少一個向量分量，所述當前信息量的恢復是未決的。
12.如權利要求10所述的接收單元000)，其特徵在於，根據估計的信息量選擇所述至少一個向量分量，所述估計的信息量的恢復期望在所述至少一個當前分量值的接收時是未決的。
13.如權利要求9至12中任一項所述的接收單元000)，其特徵在於，所述通信裝置進一步適用於藉助無狀態數據通信協議與所述發送單元進行通信。
14.一種用戶網關，適用於如權利要求9至13中任一項所述的接收單元000)。
15.一種用戶終端，適用於如權利要求9至13中任一項所述的接收單元000)。
16.一種解碼設備，適用於如權利要求9至13中任一項所述的接收單元(200)。
17.一種方法，用於恢復從發送單元(100)接收的有索引的數據分組流中丟失的或損壞的數據分組(Dj)，其特徵在於，所述方法包括以下步驟每當有效地接收新的輸入數據分組(Dj-I)時更新接收狀態向量RSV(R)，所述新的輸入數據分組(Dj-I)的索引是下一個期望的數據分組的索引，RSV匹配於相應的傳輸狀態向量TSV(T)，每當為了傳輸而調度新的輸出數據分組(Dj-I)時在所述發送單元中類似地更新所述相應的傳輸狀態向量TSV(T)；從所述發送單元獲得至少一個當前分量值(Sk，m)，其用於所述TSV的至少一個向量分量的各個分量；通過所述至少一個當前分量值、通過所述RSV的最近更新的向量值(Sj-I)、以及要不然通過有效接收的數據分組(Dj+1，...，Dk)來恢復丟失的或損壞的數據分組(Dj)。
全文摘要
本發明涉及分組交換網絡中新的差錯控制範例，其特別有利於組播傳輸。每當為了傳輸而調度新的輸出數據分組(Dj-1)時，在發送方側更新傳輸狀態向量TSV(T)。每當有效地接收新輸入和正確索引的數據分組(Dj-1)時，在接收側類似地更新相應的接收狀態向量RSV(R)。只要檢測到丟失或損壞的數據分組(Dj)，則暫停RSV的更新。然後，向發送方發送請求以獲得當前TSV的值，或其一部分。然後，從當前TSV的值(Sk，m)、從最近更新的RSV的值(Sj-1)，以及要不然從有效接收的數據分組(Dj+1，...，Dk)來恢復錯誤數據分組。本發明更具體地涉及實現這個範例的發送單元(100)和接收單元(200)，並且相應地涉及防止有索引的數據分組流出現數據丟失或數據損壞的方法，以及恢復在有索引的數據分組流中的丟失或損壞的數據分組的方法。
文檔編號H04L1/00GK102239658SQ200980148489
公開日2011年11月9日 申請日期2009年11月24日 優先權日2008年12月3日
發明者弗萊斯朔韋爾 D·德, K·萊文斯, N·德格朗德 申請人:阿爾卡特朗訊公司