減少數據呼叫的建立時間的無線鏈路增強協議的製作方法

2024-02-09 23:32:15 2

專利名稱：減少數據呼叫的建立時間的無線鏈路增強協議的製作方法
減少數據呼叫的建立時間的無線鏈路增強協議
本申請是申請日為2000年11月9日、申請號為00817210.2、發明名稱為 "減少數據呼叫的建立時間的無線鏈路增強協議"的發明專利申請的分案申請。
背景技術：
一. 發明領域
本發明涉及到無線通信領域。特別是，本發明涉及到一種改進的方法和系 統，在建立無線鏈路協議(RLP)的數據呼叫中，要求減少建立時間。
二. 相關技術的描述
碼分多址(CDMA)調製技術的使用是幾種便於擁有大量系統用戶的通信 的技術之一。其他的多址接入通信系統技術，如時分多址(TDMA)，頻分多 址(FDMA)以及AM調製方案如幅度壓擴單邊帶(ACSSB)在技術中眾所周 知。這些技術被標準化來簡化不同廠商生產的設備間的互聯。碼分多址接入技 術通信系統已在美國電信工業協會TIA/EIA/IS-95B中被標準化，名為"MOBILE STATION-BASE STATION COMPATIBILITY STANDARD FOR DUAL-MODE WIDEBAND SPREAD SPECTRUM CELLULAR SYSTEMS "(雙模寬帶擴展頻 譜蜂窩系統中移動站一基站的兼容性標準)，通過引用包含於此，並且在以下 稱為IS-95。此外， 一個碼分多址通信系統的新的標準在美國電信工業協會 PN-4431中被提出，將以TIA/EIA/IS-2000-5發表，名為"UPPER LAYER (LAYER 3) SIGNALING STANDARD FOR cdma2000 SPREAD SPECTRUM SYSTEMS" (cdma2000擴展頻譜系統的頂層(第3層)信令標準)，註明日 期為1999年，7月11日，在這裡作為引用，並且在以下稱為IS-2000。
國際電信同盟近來要求提交已提出的方法，來提供無線通信信道上的高速 數據和高質量的語音業務。這些提議中的第一個由電信工業協會發表，名為 "cdma2000 ITU-R RTT候選提議"。這些提議中的第二個由歐洲電信標準學會(ETSI)發表，名為"ETSIUMTS陸地無線接入(UTRA) ITU-RRTT候選提 議"，也被稱為"寬帶CDMA"，以下稱為W-CDMA。第三個提議由U.S.TG 8/1發表，名為"UWC-136候選提議"，在以下稱為EDGE。這些提議的內容 是公開資料，並在技術上眾所周知。
IS-95最初是用於優化可變速率語音幀的傳輸。為了支持雙向語音通信， 例如以無線電話應用為代表，希望通信系統能提供相當恆定的和最小的數據延 遲。由於這個原因，IS-95系統設計了強大的前向糾錯(FEC)協議和語音編碼 器，適度地響應語音幀差錯。差錯控制協議需要幀重發過程，給語音傳輸加入 了不能接受的延遲，所以沒有設計進IS-95技術規範中。
使單獨的IS-95技術規範理想於語音應用的優化措施，使分組數據應用的 使用變得困難。在許多非語音的應用中，如網際協議(IP)數據的傳送，通信 系統的延時要求並不比在語音應用中嚴格。在傳輸控制協議(TCP)中，也許 是IP網絡中最流行的協議，事實上允許無限的傳輸延時來保證無差錯傳輸。 TCP使用IP數據報的重傳，常被稱為IP包，來提供這個傳輸可靠性。
IP數據報通常都太大了，以至於不能適合IS-95的單幀。即使在將IP數據 報分成足夠小的段來適合一系列的IS-95幀之後，為了使單一的IP數據報對 TCP有用，整個系列的IS-95幀必須被無差錯地接收。 一個IS-95系統的典型 幀誤碼率使單一數據報的所有段的無差錯接收的概率降得非常低。
正如IS-95中所描述的，可選擇的服務選項使其它類型的數據傳輸替代語 音幀。TIA/EIA/IS-707-A，名為"擴展頻譜系統的數據業務方案"，以下稱為 IS-707,描述了一個IS-95系統中傳輸數據包的方法。
無線鏈路協議(RLP)在TIA/EIA/IS-707-A.8中描述，名為"擴展頻譜系 統的數據服務選項無線鏈路協議類型2"，以下稱為RLP2，並在這裡作為引 用。RLP2在IS-95幀層上插入了一個幀重傳步驟的差錯控制協議。RLP是屬於 所知的基於NAK的ARQ協議的誤差控制協議一類的，這在技術中眾所周知。 IS-707 RLP，有利於IS-95通信系統中字節流的傳輸，而不是一系列的語音幀。
一些協議層位於RLP層之上。例如，IP數據報在以字節流出現在RLP協 議層之前被轉換成端對端協議(PPP)字節流。由於RLP層忽視協議和更高層 的幀同步，RLP傳輸的數據流被稱為是"無特徵的字節流"。RLP最初被設計成滿足在IS-95信道中發送大幀。例如，如果一個500字 節的IP數據報要簡單地由每個攜帶20位元組的IS-95幀發送，IP數據報將填滿 25個連續的IS-95幀。如果沒有某種差錯控制層，為了使IP數據報對更高協議 層有用，所有25個幀將不得不被無誤差的接收。在一個有1%幀誤碼率的IS-95 信道，IP數據報分發的有效誤碼率是(l-(0.99)25)，或22%。與大多數支持網 際協議業務的網絡相比，這是一個非常高的誤碼率。RLP被設計成一個鏈路層 協議，將減少IP業務的誤碼率至可與典型10base2乙太網信道的誤碼率相比。
RLP是一個基於否認(NAK)的協議，其中發送NAK幀來提示由於通信 差錯造成丟失的數據幀的重傳。NAK幀的傳送定時是基於來回時間(RTT)的 估計，該時間從一個RLP對話開始時確定。在現有版本的RLP中RTT確定需 要三次握手，在其中兩端都發送基於接收到的幀類型的特定幀類型。無數據發 送到任何一方，直到三次握手結束。三次握手消耗了另外能用於傳送數據的時 間。
在一個典型的數據服務結構中， 一臺便攜電腦連接到一個無線數據機 來與基於RLP連接的網絡通信。在一個典型的便攜電腦應用中，如瀏覽網際網路 網頁，電腦並不是不停地與網絡交換數據。相反，電腦發送一條短的數據請求， 其中包含了網頁的地址。無線數據機通過與本地基站建立一個RLP會話作 為響應，並且將請求從基站轉發到網絡。在這次RLP會話中，無線數據機 隨之接收到所請求的數據(如網頁的內容)，並且向用戶顯示數據。當用戶在 閱讀所顯示的數據的時候，無線數據機與基站或網絡間無數據交換。
為了充分利用無線頻譜， 一個典型的網絡使用"活動計時器"，在預先確 定的鏈路不活動之後，中斷RLP會話。如果這在便攜電腦打算通過數據機 發送更多的數據之前發生，那麼另一個RLP會話就被建立來服務新的數據。新 的RLP會話的重新建立產生與網絡交換數據中的附加延時，它可以被稱作便攜 電腦的"惰性"。
建立一個新的RLP會話來發送新的數據將總是比通過已存在的RLP會話 發送新數據花更多時間。現存的RLP版本要求進行三次握手來建立RLP對話。 因此，非常希望將建立RLP會話所需的開銷減至最小，包括將三次握手中固有 的延時減至最小或消除。
發明概述
本發明可以用於允許RLP數據傳輸，而無需三次握手結束。本發明可應用 到任何使用在無線信道上字節流傳輸的通信系統。本發明適用於如cdma2000， W-CDMA，以及EDGE的系統，在其中字節流可以用通過空中的幀攜帶，由無 線通信系統詳細說明。
本發明包括用於議定RLP呼叫的初始RTT估計的方法。初始RTT估計， 與其它RLP參數如NAK方案以及加密參數一起，在服務協商期間被議定。在 服務協商的結果中，RLP通信鏈路的兩端都設置了一個初始RTT估計並且可以 無需進行三次握手而發送RLP數據幀。
本發明包括基站確定和更新初始RTT估計值的方法，這個值在服務協商期 間產生。本發明也包括RLP通信鏈路兩端都能動態地更新和精確RTT估計的 方法，這估計在服務協商期間被詳細說明。
附圖簡述
當與附圖聯繫在一起時，本發明的特點、目的以及優點將通過下述詳盡描
述變得更明顯，附圖中相同的標號字符在整個附圖表示中是一致的

圖1是一個根據本發明的一個實施例的數據通信系統的框圖。
圖2是一張使用RLP三次握手，用於建立RTT估計的消息流的圖表。
圖3a是一張根據本發明的一個實施例的具有RTT估計的用於建立一個由 用戶站產生的RLP呼叫的消息流的圖表。
圖3b是一張根據本發明的一個實施例的具有RTT估計的用於建立一個由 基站產生的RLP呼叫的消息流的圖表。
圖4a是一張根據本發明的一個實施例的用戶站初始化和使用RLP鏈路的 步驟的流程圖。
圖4b是一張根據本發明的一個實施例的基站初始化和使用RLP鏈路的步 驟的流程圖。
圖5是一張根據本發明的一個實施例的用於在RLP對話期間更新RTT估 計的步驟的流程圖。
圖6是一個根據本發明的一個實施例的用於通過CDMA無線通信信道建 立和使用RLP鏈路的設備框圖。
較佳實施例的詳細描述
圖1是一個數據通信系統的框圖，與本發明的一個實施例相一致。如圖所 示，用戶站102通過無線通信信道106和基站104與網絡108通信。
用戶站102和基站104建立一條無線鏈路協議(RLP)通信鏈路來通過無 線通信信道106傳遞數據字節流。通過基站104在用戶站102和網絡108之間 進行交換的數據字節可能是轉換成字節流的網際協議UP)數據報，使用諸如 端到端協議(PPP)的轉換協議。技術上，IP和PPP協議都是眾所周知的。
在任何數據能夠在用戶站102與基站104間交換之前，必須建立兩者之間 的RLP鏈路。建立一條RLP鏈路包括建立一個用戶站102和基站104用於否 認(NAK)定時的往返時間(RTT)。在本發明的一個示範實施例中，用戶站 102向基站104發送一條服務請求消息，來說明用戶站102能夠接收發自基站 104的服務響應消息中的初始RTT估計。在接收服務請求消息後，基站104向 用戶站102發送一條服務響應消息，包括用戶站102將要用的初始RTT估計。 在基站104向用戶站102提供了初始RTT估計之後，就不需要進行耗時的三次 握手。其後，當任何一端傳送一個NAK幀的時候，它就使用NAK幀傳輸和相 應的重發幀的接收之間的延時來更新它的RTT估計，以在正在進行的RLP通 信鏈路中使用。
圖2顯示了一個初始RTT估計在使用三次握手的常規的RLP通信鏈路中 建立。用戶站102在反向鏈路上傳送SYNC幀202， SYNC/ACK幀204， ACK 幀206，以及數據幀208到基站104。基站104在前向鏈路上，依次傳送SYNC 幀220， SYNC/ACK幀222， ACK幀224，以及數據幀226到用戶站102。在 所示的例子中，往返時間(RTT) 230有8個幀長。產生第一RTT估計的整個 同步時期232有12個幀長，或者是RTT長度的1.5倍。
在開始RLP同步的時刻240，兩端都傳送SYNC幀202和220。如圖所示， 用戶站102在每一個幀周期傳送一個SYNC幀。基站104同樣通過在每一個幀 周期傳送一個SYNC幀來開始同步進程。
在時刻242，在第一RTT時期230的一半之後以及在用戶站102發送了 4 個SYNC幀202a 202d之後，用戶站102接收到基站104傳送的第一個SYNC 幀220。在接收這第一個SYNC幀220時，用戶站停止傳送SYNC幀而在每個 幀周期傳送一個SYNC/ACK幀204。同樣在時刻242，基站104接收用戶站102 傳送的第一個SYNC幀202a。在接收了這第一個SYNC幀202a時，基站104 停止傳送SYNC幀而在每個幀周期傳送一個SYNC/ACK幀222。
在時刻244，用戶站102接收基站104傳送的第一個SYNC/ACK幀222。 在接收這第一個SYNC/ACK幀222時，用戶站停止發送SYNC/ACK幀而在每 個幀周期發送一個ACK幀206。同樣在時刻244，基站104接收用戶站102傳 送的第一個SYNC/ACK幀204。在接收了這第一個SYNC/ACK幀204時，基 站104停止傳送SYNC/ACK幀而在每個幀周期傳送一個ACK幀224。
在時刻246，用戶站102接收基站104傳送的第一個ACK幀224。在接收 這第一個ACK幀224時，用戶站停止發送ACK幀而能開始在每個幀周期發送 數據幀206。同樣在時刻246，基站104接收用戶站102傳送的第一個ACK幀 206。在接收了這第一個ACK幀206時，基站104停止傳送ACK幀而能開始 在每個幀周期傳送數據幀226。
時刻240與246之間期間是用於用戶NAK幀定時的RTT232的1.5倍長。 換句話說，傳送第一個SYNC幀240和傳送第一個數據幀246之間的時間是 RTT232的1.5倍長。如果RTT230如圖示是8個幀長，那麼進行三次握手232 所需時間是12個幀長。
如果任何SYNC， SYNC/ACK，或ACK幀在三次握手期間由於通信差錯 而丟失，這個同步時間就會變得更長。此外，這樣的通信差錯能導致所產生的 RTT估計比RLP鏈路的實際RTT長。比RLP鏈路的實際RTT長的RTT估計， 當先前的NAK幀丟失(同樣，由於通信差錯)時，將在發送附加NAK幀中導 致不需要的延時。這樣的延時將在協議內產生停滯並且將降低RLP鏈路的吞吐
圖3a是一張改進的消息流程，為產生RLP呼叫的用戶站建立一個RTT估 計，與本發明的一個實施例相一致。基站104在建立RLP鏈路之前，向用戶站 102發送一個初始RTT估計來在一條通過空中的消息中使用，而不是進行三次
握手。
在一個有代表性的實施例中，用戶站102以向基站104傳送一條服務請求 消息302作為開始。在本發明的較佳實施例中，這條消息包括用戶站102支持 接收來自基站104的一個初始RTT而無需三次握手的指示。在較佳實施例中， 服務請求消息302可任選地包括附加參數，如規定一條或多條由用戶站102支 持的NAK方案。服務請求消息302同樣可任選地包括RLP通信鏈路的加密參 數。
一種NAK方案可用(當相應的重發幀沒有被接收時)在每一個NAK計時 器終止之後發送的NAK幀的數量來表徵。NAK方案的一個例子是一個1， 2， 3NAK方案，在其中第一個NAK被發送。如果與第一 "輪"的NAK相聯繫的 NAK計時器在沒有收到相應的重發幀而過時，那麼另一輪包括兩個NAK幀的 NAK被傳送。如果與第二輪的NAK相聯繫的NAK計時器在沒有收到至少一 條相應的重發幀而過時，那麼一個第三輪包括三個NAK幀被傳送。其他可能 的NAK方案包括一個五輪的1， 1， 1， 1， l方案， 一個兩輪的l， 2方案。作 為選擇，服務請求消息302可能指示一個無NAK方案供一個同步RLP協議適 用，這在技術中眾所周知。
基於接收指示無三次握手的服務請求消息302，基站104發送包括任何額 外的或被提議的鏈路參數的修正的服務響應消息304。基於接收服務響應消息 304，用戶站102發送第二條服務請求消息306，指示出服務響應消息304中提 出的參數的接收或拒絕。基於接收服務請求消息306，基站104發送服務連接 消息308，指示將要用到的最終鏈路參數。服務響應消息304和308以及服務 連接消息308都可能另外指示出上述的NAK方案或加密參數。
在發送服務連接消息308之後，基站104可能立刻在隨後的幀周期開始發 送數據幀310。基於接收服務連接消息308，用戶站102可能立即開始向基站 104發送數據幀312。如IS-2000中所討論的，數據幀310和312的傳送同樣 可能被延遲直到一個或多個先前消息中規定的"作用時間"或直到一條服務連 接消息(未畫出)被一端或兩端接收。 一個本領域的技術人員將理解到一個附 加的"作用時間"參數或一條服務連接完成消息可能被使用而不用背離本發明。
基於接收第一條服務請求消息302，基站104也可能立即選擇發送服務連
接消息308。這種最簡潔的辦法使得沒有必要花時間發送服務響應消息304和 服務請求消息306。這樣的簡潔方法僅僅在，當服務連接消息中的基站104建 議的參數被用戶站102支持以及適合將在RLP通信鏈路上交換的數據類型時，
起作用。
在較佳實施例中，如果在各種不同消息中沒有指示特定的NAK方案，兩 端就都假定一個預先定義的默認NAK方案，例如上述的1， 2， 3方案。允許 這樣的一個預先定義的默認NAK方案能在服務協商期間維持消息空間和帶寬。
在較佳實施例中，每一條消息(服務請求消息302，服務響應消息304和 308以及服務連接消息308)的格式都在上述的IS-2000規範中描述。在較佳實 施例中，每一條消息包括一個RLP一BLOB項，它是適合於RLP協商目的的一 個新的BLOB形式。在IS-2000中，BLOB是"比特塊"的縮寫。在較佳實施 例中，RLP一BLOB包括將要使用的初始RTT估計以及NAK方案。 一個典型的 RLP_BLOB格式在下述表1中描述。
表1
域長度(比特)
RLP BLOB—ID3
RTT4
NAK ROUNDS FWD
NAK一ROUNDS一REV3
下述NAK—ROUNDS—FWD的出現NAK一PER ROUND—FWD3
下述NAK ROUNDS REV的出現NAK一PER一ROUND一REV3
在表1中，RLP—BLOB—ID域指示出RLP—BLOB格式的版本號，來說明餘 下的RLP—BLOB項的內容。RTT是初始RTT值，在呼叫中使用。 NAK—ROUNDS—FWD指示出前向鏈路RLP傳輸中使用的NAK的輪數。 NAK—ROUNDS—REV指示出反向鏈路RLP傳輸中使用的NAK的輪數。如所指 出的，緊接著NAK—ROUNDS—REV域的是與NAK—ROUNDS—FWD域的值相 一致的許多 NAK—PER—ROUND_FWD 域。緊接著最後 一 個 NAK PER ROUND FWD域的是與NAK ROUNDS REV的值相一致的許多NAK—PER_ROUND—REV域。如果NAK—ROUNDS—FWD域的值為0，那麼 NAK—PER—ROUND—REV域(若有的話)將立刻緊跟著NAK—ROUNDS—REV域。
例如，在一條指示既在前向鏈路又在反向鏈路上的一個1， 2， 3NAK方案 的消息中，RLP—BLOB域有一個NAK_ROUNDS—FWD值為3以及一個 NAK—ROUNDS—REV值為3 。緊接著NAK—ROUNDS—REV域的是三個 NAK—PER—ROUND—FWD域，各自的值為1 ， 2 ， 3 。緊接著最後 一 個 NAK—PER—ROUND—FWD域的是三個NAK—PER—ROUND—REV域，各自的值 為1， 2， 3。
除了使用上述的消息類型之外，初始RTT時間，NAK方案以及加密參數 可能使用其他類型的消息的RLP一BLOB項來協商。這樣的消息類型包括但並不 局限於在上述IS-2000中描述的廣義越區切換指示消息(GHDM)和通用越區 切換指示消息(UHDM)。
在較佳實施例中，任何忽略RLP—BLOB項的前述消息將以指示進行三次 握手被說明。然後，NAK方案可能是一個預先定義的默認值，或在三次握手中 被協商。
在一個備擇實施例中，基站104可能進一步減少指定RLP呼叫的RTT和 NAK方案所需的消息的數量。通過跟蹤先前對於每個用戶站RLP呼叫中支持 的選項，基站104可以通過發送一條指定將要用到的參數的服務連接消息308 來開始一次呼叫。在發送了服務連接消息308後，以及沒有從用戶站102接收 到服務請求消息302或服務響應消息，基站104開始發送用戶數據。
基站104可能使用幾種方法在一次RLP呼叫開始時確定初始RTT估計來 指定一個用戶站。在一個較佳實施例中，基站104通過對先前呼叫加入一個預 先定義的保護時間到在三次握手期間計算的RTT平均值中，來獲得初始RTT 估計。在一個備擇實施例中，初始RTT估計在基站104中由無線服務操作者設 定。
圖3b是一張根據本發明的一個實施例的改進的消息流程的變體，為產生 RLP呼叫的基站建立一個RTT估計。與用戶站發起呼叫相反，在一個基站發起 的呼叫中，服務請求消息342由基站104發送而服務相應消息由用戶站102發
送。服務連接消息308與上述的有相同的格式和內容。如圖所示，基站104在 服務連接消息308後立即開始發送前向RLP數據幀310。基於接收服務連接消 息308，用戶站102開始發送反向鏈路數據幀312。
在一個典型實施例中，服務請求消息342包括一個提議，就是鏈路的兩端 使用一個初始RTT估計而不是使用三次握手。如圖所示，用戶站102接受服務 響應消息344中的提議，並且在服務連接消息308和RLP數據幀310和312間 不進行三次握手。
所有連同用戶站發起的RLP呼叫的相同的RLP參數可以在基站發起的 RLP呼叫的消息中被協商。例如，服務請求消息342可能包括一個被提議的 NAK方案，它在服務響應消息344中被接收。
圖4a是一張根據本發明的一個實施例的用戶站初始化和使用一條RLP通 信鏈路的流程圖。用戶站發起的RLP呼叫的步驟已畫出，如圖3a所示，以及 基站發起的RLP呼叫，如圖3b所示。
在一個用戶站發起的RLP呼叫400中，用戶站通過發送第一條服務請求消 息402，指示出用戶站在服務協商期間協商一個初始RTT估計或其它被提議的 RLP參數的能力。用戶站然後接收並解碼來自基站的響應404。接收到的響應 的類型在步驟406被鑑定來確定是否要協商更多的RLP參數。如果接收到的消 息是一條服務響應消息，也許提議改變先前發送的RLP參數，那麼用戶站發送 另一條服務請求消息402。新的服務請求消息包含一組由基站提議的或者匹配 或者修改新的RLP參數的參數。用戶站然後等待，直到接收對應於最近服務請 求消息的另一條響應404。
最後，在步驟406上發現響應類型，將是一個包含將要使用的RLP參數的 服務連接消息。服務連接消息在步驟408被鑑定來確定是否服務連接消息指示 進行三次握手。如果服務連接消息指示進行三次握手，那麼在開始發送用戶數 據412前進行三次握手410。如果服務連接消息指示出沒有必要進行三次握手， 而改為指定一個將要使用的初始RTT估計，那麼用戶站可以立刻開始發送用戶 數據412。
如前所述，服務連接消息可能指示出無需三次握手，但不包括初始RTT 估計。在這種情況下，用戶站將使用一個預先定義的默認初始RTT估計。
在一個基站發起的RLP呼叫420中，用戶站接收並解碼來自基站的第一條 服務請求消息422。這條服務請求消息可能指示出基站支持在服務協商期間指 定一個初始RTT估計。用戶站以發送一條服務響應消息424作為回答，指示出 用戶站同樣支持使用一個在服務協商期間收到的初始RTT估計。然後，用戶站 接收並解碼基站發送的下一條響應消息426。響應消息的類型在步驟428被鑑 定。響應可能是另一條服務請求消息，例如提示用於特定NAK方案或其它附 加RLP參數的提議。用戶站然後發送另一條服務相應消息424，指示出對附加 RLP參數的接收或拒絕。當接收到一條服務連接消息時，如前所述，進程從步 驟428轉到步驟408。
圖4b是一張根據本發明相的-一個實施例的基站初始化和使用一條RLP通 信鏈路的流程圖。用戶站發起的RLP呼叫的步驟已畫出，如圖3a所示，以及 基站發起的RLP呼叫，如圖3b所示。
在一個用戶站發起的呼叫450中，基站接收並解碼第一條服務請求消息 452，指示出用戶站在服務協商期間協商一個初始RTT估計或其它被提議的 RLP參數的能力。接著，服務請求消息中指示的RLP參數在步驟454被鑑定， 來確定是否需要協商任何參數變化。如果是的話，基站在服務響應消息中發送 新的一組被提議的參數並且將它發送到用戶456。
如果步驟454鑑定的RLP參數能被基站接收，基站就發送一條服務連接消 息470，指示出將要使用的RLP參數。基站然後在472判決，基於服務連接消 息的內容，是否進行三次握手。如果是的話，基站就進行三次握手474並且然 後開始發送用戶數據。如果服務連接消息沒有指示三次握手，那麼基站就從步 驟472直接轉到476發送用戶數據。
在一個基站發起的RLP呼叫460中，基站以向用戶站發送一條服務請求消 息462開始服務協商。這條服務請求消息指示出基站支持在服務協商期間指定 一個初始RTT估計。基站然後接收並解碼來自用戶站464的服務響應消息。
服務響應消息中的RLP參數在466被鑑定來確定是否需要協商任何參數變 化。如果是的話，基站退回步驟462並且在一條服務請求消息中發送新的一組 被提議的RLP參數。否則，基站發送一條服務連接消息並且如前所述的從這個 步驟繼續下去。圖5是根據本發明的一個實施例的在RLP會話期間更新RTT估計的流程 圖。在初始RTT估計在服務協商期間被協商的情況下，對於兩端來說，能夠按 照呼叫期間產生的測量響應調整它們的RTT估計，都是有利的。這個方法使用 在NAK傳輸期間收集的信息和重發幀來在一次RLP呼叫期間動態地更新RTT 估計，導致一個集成於NAK進程的RTT更新進程。為了方便起見，在一次RLP 呼叫中，該過程在下面從用戶站的角度來描述。本領域的技術人員將認識到該 過程的實施例可能有用戶站，基站，或兩者進行，而無需背離本發明。
當用戶站檢測到一個序號空穴502時，RTT估計更新過程開始。用戶站啟 動一個RTT計數器504來測量對於一個或多個將要發送的NAK幀來說，接收 一條重發幀要多長時間。用戶站同樣以當前RTT估計初始化一個NAK計時器 並啟動NAK計時器506。用戶站然後發送與當前NAK方案中的第一輪相關的 NAK幀508的數量。
步驟510鑑定是否在NAK計時器到期前接收到一條相應的重發幀。如果 是的話，RTT計數器在520被檢査。如果當接收到重發幀時，RTT計數器不在 運轉，那麼RTT計數器以及NAK計時器就必須被停止。如果當接收到重發幀 時，RTT計數器仍在運轉，那麼將要為RLP呼叫使用的RTT估計就在522根 據新的估計被更新。在一個典型的實施例中，新的RTT估計通過進行舊RTT 估計值的加權平均以及RTT計時器和一個預先定義的保護時間的總和，來計 算。本領域的技術人員將理解到各種其它組合方法可被使用而不背離本發明。 這些其它的方法包括用RTT計時器和一個保護時間的總和來替換RTT估計。
在更新RTT估計522之後，RTT計數器和NAK計時器被停止，並且集成 於NAK進程的RTT更新進程終止540。如果在步驟520， NAK計時器被發現 沒有運轉，那麼步驟522的RTT更新被跳過，並且方法從步驟520直接轉到步 驟524。
如果，在步驟510，用戶站發現在接收相應的重發幀前NAK計時器期滿， 那麼用戶站在530估計已經通過了多少輪NAK，而沒有接收到相應的重發幀。 在呼叫起始時或上述的NAK—ROUNDS_REV域，由上述預先定義的默認NAK 方案，確定當前NAK方案中NAK輪數的限定。如果已通過的NAK輪數等於 此限定，那麼就到達NAK限定值。如果到達NAK限定，那麼對於相應的空穴
就不允許更多的NAK輪，並且用戶站轉到步驟524。
如果，在步驟530中，沒有到達NAK限定，用戶站在532鑑定是否RLP 呼叫的RTT估計被更新過。如果被先前更新過，那麼用戶站在再次啟動NAK 計時器506和發送下一輪NAK幀508之前，停止RTT計數器534。在發送另 一輪NAK幀之前停止RTT計數器能防止重發幀的模稜兩可，在RTT估計中引 起錯誤。例如，如果一個重發幀在第二輪NAK幀發送後被接收，用戶站將不 知道重發幀是對應第一輪的NAK還是第二輪的NAK。錯誤地將這樣的重發幀 與最近NAK輪相匹配，將導致錯誤的RTT估計。
然而，在第一個NAK計時器期滿後停止RTT計時器，另一個問題產生了。 如果由於某種原因在服務協商期間指定的初始RTT估計太小，那麼第一個NAK 計時器可能在第一個重發幀有機會到達用戶站之前到期。在這些情況下，錯誤 的小RTT估計可能永遠不會被更新，並且可能給RLP呼叫的持續期造成差性 能。
在典型的實施例中，通過用戶站在532確定RTT估計還未被更新的情況下， 允許RTT計數器繼續運轉，這個問題可以被解決。如果RTT估計未被更新， 那麼步驟534被跳過，並且用戶重新啟動NAK計時器506，並且發送下一輪 NAK幀508。在最壞的情況下，這將導致一個更新的RTT估計非常長，但這 比太小的RTT估計更可取。相應地，在較佳實施例中，當RTT估計被第一次 更新時，在加權平均中步驟522給予現存RTT估計小權或不加權。在備擇的實 施例中，在第一次更新中，現存RTT估計的權改變，基於第一個RTT估計超 過現存RTT估計的數量以及接收一條重發幀前發送的NAK的輪數。
在另一個備擇實施例中，步驟532的判決不是基於是否RTT估計曾被更新 過，而是基於與到期的NAK計時器相應的空穴是否是RLP會話期間檢測到的 第一個空穴。如果是第一個檢測到的空穴，那麼RTT計數器在進入步驟506 前不被停止。如果先前檢測到其它空穴，那麼RTT計數器在進入步驟506前在 534被停止。
圖6是一張根據本發明的一個實施例的用於在CDMA無線通信信道建立 和使用一條RLP鏈路的設備的框圖。為方便起見，設備在下面用用戶站來描述。 本領域的技術人員將認識到被描述的結構和它的變體可能同樣地與無線基站
一起被使用，而不用背離本發明。
所示的設備包括數據接口 602，可能與一個外部輸入/輸出設備連接，例如
一個顯示終端或手持或便攜電腦。如果用戶站102進一步包括一個內部用戶接 口，例如鍵盤和顯示器，那麼數據接口 602可以被省略。例如，用戶站102可 能是一個CDMA無線個人數字助理(PDA)，能夠與網際網路交換數據並將數據 顯示在液晶顯示器(LCD)上。
不論原始用戶數據是通過數據接口 602接收還是來自一些其它內部輸入/ 輸出接口，數據必須被控制處理器604處理。控制處理器604進行必需的格式 化和協議封裝，在無線鏈路上發送數據。在較佳實施例中，控制處理器604從 數據接口 602接收一字節流並且將它封裝入RLP幀，來通過CDMA調製模塊 620傳輸。控制處理器604同樣從通過CDMA解調模塊640接收到的RLP幀 中提取數據，並且向數據接口 602提供合成的字節流。除了RLP幀之外，控制 處理器604同樣通過CDMA調製模塊620和CDMA解調模塊640，通過發送 和接收服務請求，服務響應，服務連接以及其它上述消息進行服務協商。
控制處理器604與CDMA調製模塊620連接並且提供傳送幀。在較佳實 施例中，控制處理器604向前向糾錯(FEC)模塊610提供傳送幀，該模塊以 FEC碼將幀編碼。FEC模塊610使用任何一種前向糾錯技術，包括turbo編碼， 巻積編碼，或其它形式的軟判決或分組編碼。產生的已編碼的幀，由FEC模塊 610提供給交織器612，交織器交錯數據來提供傳送信號的時間分集。交織器 612使用任何一個交叉技術，如分組交叉以及位反轉交叉。交織器612的輸出 是二進位的，並被提供到Walsh擴展器614，它將用Walsh碼擴展信號。在 Walsh擴展之後，Walsh擴展器612的輸出被提供到偽噪聲(PN)擴展器616， 它使用PN碼進行擴展。PN擴展器616的輸出被提供到發送器618，它被上變 頻，放大，並被提供到天線轉換開關650，並且然後通過天線652被發送。
在較佳實施例中，PN擴展器616,是一個複數PN擴展器，用復PN碼與 Walsh擴展器614的復輸出相乘。在另一個實施例中，PN擴展器616用實(非 復)PN碼，與Walsh擴展器614的復輸出相乘。
通過天線652接收的信號通過天線轉換開關650，然後在接收器638中進 行增益控制和下變換。從那裡，信號被提供到CDMA解調模塊640，在其中在
PN解擴展器636中被PN解擴展，在Walsh解擴展器634中被Walsh解擴展， 在解交織器632中被解交織以及在FEC解碼器630中被FEC解碼。FEC解碼 器630向控制處理器604提供所產生的接收到的幀。
在較佳實施例中，PN解擴展器636是一個復PN解擴展器，用復PN碼， 與來自接收器638的復釆樣流相乘。在另一個實施例中，PN解擴展器638，用 實的(非複數)PN碼，與來自接收器638的復採樣流相乘。解交織器632使 用任何解交織技術，如分組解交織以及位比特反轉解交織。FEC解碼器610使 用任何前向糾錯技術，包括turbo編碼，巻積碼，或其它形式的軟判決或分組 編碼。
先前較佳實施例的描述提供給任何本領域的技術人員來使用本發明。這些 實施例的多種修正，對於那些本領域的技術人員來說，將很容易明白，並且在 此定義的一般原則可適合其它實施例而無需創造性勞動。這樣，本發明並不想 局限於在此呈現的實施例，而是要符合與在此公開的原則和新穎特性相一致的 最寬泛的範疇。
權利要求
1.一種用於發送信息字節流的設備，包括用於接收一條指定無線鏈路協議(RLP)往返時間(RTT)估計的消息的裝置；以及使用所述RTT估計實施一RLP通信會話以確定否認(NAK)消息定時的裝置。
2. 如權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述消息是一服務協商消息。
3. 如權利要求l所述的設備，其特徵在於，所述消息是一服務連接消息。
4. 如權利要求3所述的設備，其特徵在於，所述服務連接消息進一步指定了 一 NAK方案，並且所述設備進一步包括在傳輸中應用所述NAK方案的裝置。
5. 權利要求l所述的設備，進一步包括使用服務協商消息協商在所述隨後 的RLP通信會話期間使用的NAK方案的裝置。
6. 權利要求1所述的設備，進一步包括使用服務協商消息協商在所述隨後 的RLP通信會話期間使用的加密參數的裝置。
7. 如權利要求l所述的設備，其特徵在於，所述消息是一服務請求消息。
8. 如權利要求l所述的設備，其特徵在於，所述消息是一服務響應消息。
9. 如權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述消息是一廣義越區切換指示 消息。
10. 如權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述消息是一通用越區切換指 示消息。
11. 一種用於發送信息字節流的設備，包括用於發送一條指定無線鏈路協議(RLP)往返時間(RTT)估計的消息的裝置；以及使用所述的RTT估計實施一次RLP通信對話以確定否認(NAK)消息定時 的裝置。
12. 如權利要求ll所述的設備，其特徵在於，所述消息是一服務協商消息。
13. 如權利要求11所述的設備，其特徵在於，所述RTT估計由基站的操作 者指定並被用於在一個或多個用戶站和所述基站之間的RLP通信會話期間確定NAK消息的定時。
14. 如權利要求ll所述的設備，其特徵在於，所述消息是一服務連接消息。
15. 如權利要求ll所述的設備，其特徵在於，所述消息是一服務請求消息。
16. 如權利要求11所述的設備，其特徵在於，所述消息是一服務響應消息。
17. 如權利要求11所述的設備，其特徵在於，所述消息是一廣義越區切換指示消息。
18. 如權利要求ll所述的設備，其特徵在於，所述消息是一通用越區切換指 示消息。
19. 如權利要求14所述的設備，其特徵在於，所述服務連接消息進一步指定 一 NAK方案，並且所述設備進一步包括在傳輸中應用所述NAK方案的裝置。
20. 權利要求12所述的設備，進一步包括使用服務協商消息協商在所述隨 後的RLP通信會話期間使用的NAK方案的裝置。
21. 權利要求20所述的設備，進一步包括使用服務協商消息協商在所述隨 後的RLP通信會話期間使用的加密參數的裝置。
22. —種用於發送信息字節流的設備，包括用於在服務協商期間建立第一無線鏈路協議(RLP)往返時間(RTT)估計的 裝置；以及使用所述第一RLP RTT估計來確定隨後的RLP通信會話中的否認(NAK) 消息定時的裝置。
23. 權利要求22所述的設備，進一步包括用於測量發送一 NAK幀和接收第一個相應的重發幀間的延遲來建立第二 RLPRTT估計的裝置；以及基於所述第二 RLP RTT估計更新所述第一 RLP RTT估計的裝置。
24. 如權利要求23所述的設備，其特徵在於，所述用於更新的裝置進一步包 括對所述的第一 RLP RTT估計和所述的第二 RLP RTT估計進行加權平均。
25. 如權利要求23所述的設備，其特徵在於，所述用於更新的裝置進一步包 括基於所述RLP通信會話的第一個重發幀的接收、用所述第二 RLP RTT估計替換 所述第一RLPRTT估計。
26. —種用於發送信息字節流的設備，包括進行三次握手來產生與第一無線鏈路協議(RLP)通信會話相關聯的第一往返 時間(RTT)估計的裝置；建立與第二 RLP通信會話相關聯的第二 RTT估計的裝置，其中所述第二 RTT 估計基於所述第一RTT估計，並且所述第二RTT估計在服務協商期間建立；以及使用所述第二RLP RTT估計來確定隨後的RLP通信會話中的否認(NAK) 消息定時的裝置。
27. 如權利要求26所述的設備，其特徵在於，所述用於進行三次握手的裝置 在基站和用戶站之間進行，並且所述用於建立第二 RTT估計的裝置在所述基站和 所述用戶站間進行。
28. 如權利要求26所述的設備，其特徵在於，所述用於進行三次握手的裝置 在基站和第一用戶站之間進行，並且所述用於建立第二 RTT估計的裝置在所述基 站和第二用戶站間進行。
29. 如權利要求26所述的設備，其特徵在於，所述第二 RTT估計通過向所 述第一 RTT估計加入一個預先定義的保護時間而產生。
全文摘要
一種用於在無線鏈路協議(RLP)無線通信鏈路中確定往返時間(RTT)的改進的方法和系統。RTT估計由RLP通信鏈路兩端協商，而無需通常RLP同步所需的三次握手。這方法包括，RLP通信鏈路兩端都使用的，用來動態地更新和精確它們的初始的，經過協商的RTT估計的技術。
文檔編號H04L29/08GK101179365SQ20071030098
公開日2008年5月14日 申請日期2000年11月9日 優先權日1999年11月10日
發明者N·K·N·裡昂, N·阿布羅爾 申請人:高通股份有限公司