CN1655494A - 数据重传方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于向接收机传送数据的发射机，所述发射机被设置成：从接收机接收对于数据的请求；响应于所述请求而将包含多个数据分组的数据消息传送给接收机，所述多个数据分组被设置成多组数据分组的形式，每个所述组具有至少一个数据分组；确定在传送所述多个数据分组中的每一个之后，每个所述数据分组所经过的时间；从所述接收机接收这样的消息，即所述消息用于指示所述多个分组中的其中一个被识别的分组被丢失；以及只有当为所述多个数据分组中的所述识别的分组确定的经过时间大于预定的时间间隔时，才从传送所述多个数据分组中的所述识别的分组到所述接收机。

Description

数据重传方法
本申请是由诺基亚公司于2000年11月24申请的、申请号为00818164.0、发明名称为“数据重传方法”一案的分案申请。
技术领域
本发明涉及在无线通信网络中的数据传输，尤其涉及一种用于以有效和可靠方式在移动台和服务器之间传输数据的方法和系统。
背景技术
无线应用协议(WAP)已开发用于满足移动台的需要，因为这些设备具有严重的物理、存储和处理约束。WAP可应用于多种不同系统，包括GSM-900、GAM-1800、GSM-1900、CDMA IS-95、TDMA IS-136、宽带IS-95，以及诸如IMT-2000、UMTS和W-CDMA的第三代系统。
按照WAP，存在三类事务：类别0用于不可靠的单向请求，类别1用于可靠的单向请求，而类别2用于可靠的双向请求-响应事务。事务定义为在“发起者”(例如，发送方或接收方)和“应答者”(例如，发送方或接收方)之间的交互作用单元。事务始于发送方生成的请求消息。在类别2事务中，接收方用隐含确认该请求消息的一个结果消息应答。如果接收方处理该请求消息所花费的时间超过指定的时间间隔，接收方在发送结果消息之前可回复“不挂断”确认消息以避免重传该请求消息。当发送方接收到该确认时事务处理结束。
如果消息的长度超过承载电路(例如，电话公司)规定的最大尺寸，那么在该消息发送之前，它被分割为有序排列的数据分组序列。每个数据分组有分配给它的分组序号(PSN)。因此，例如，分割的第一个数据分组被分配分组序号0，第二个数据分组分配分组序号1，第三个数据分组分配分组序号2，以此类推。这些数据分组独立或组合传输，收到后由接收方重新组合。消息可分割的最大分组数约为256个分组，每个分组的最大尺寸为1-2k字节。因此，消息的最大尺寸典型地小于0.5M字节。
如果数据分组被分割为小组，那么直到已经确认接收到前面的分组组(packet group)，发送方才发送属于同一事务的新分组。换言之，分组组是根据停-等协议发送的。典型地，发送方确定在每个分组组中的分组数，并在同一批中发送分组组的分组。每个分组组的最后一个数据分组有小组尾部(GTR)标志集(flag set)，它常称之为GTR分组。整个消息的最后一个分组组的最后一个数据分组有传输尾部(TTR)标志集，它也称之为TTR分组。接收方存储所有接收的分组，而且一接收到GTR分组，接收方就检测它是否已接收了属于该特定分组组的所有分组。如果它已经接收了该小组中的所有分组，那么接收方返回包含有该GTR分组的分组序号的确认消息。然而，如果接收到GTR或TTR分组，但该分组组的一个或多个分组丢失，那么接收方在发送包含有该特定分组组的丢失分组的分组序号的否认(NACK)消息之前，等待一段时间，例如1/2中值往返行程时间(RTT)。如果发送方在发送分组组后的指定时间间隔内没有接收到确认，那么它只重传该分组组的GTR或TTR分组到接收方。
然而，如果在传输期间由于例如无线通信网络的切换错误或拥塞导致一个或多个确认或否认消息丢失，从而导致重传接收方已经接收到的数据分组，这将出现问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种更健壮的数据传输方法和系统。
根据本发明一方面，提供了一种用于向接收机传送数据的发射机，所述发射机被设置成：
从接收机接收对于数据的请求；
响应于所述请求而将包含多个数据分组的数据消息传送给接收机，所述多个数据分组被设置成多组数据分组的形式，每个所述组具有至少一个数据分组，其中每组的最后一个数据分组包含组标志的尾部，用于指示所述每组的最后一个数据分组，并且数据消息的最后一个数据分组包含消息标志的尾部，用于指示所述消息的最后一个数据分组；
确定在传送所述多个数据分组中的每一个之后，每个所述数据分组所经过的时间；
从所述接收机接收这样的消息，即所述消息用于指示所述多个分组中的其中一个被识别的分组被丢失；以及
只有当为所述多个数据分组中的所述识别的分组确定的经过时间大于预定的时间间隔时，才从传送所述多个数据分组中的所述识别的分组到所述接收机。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于从发射机接收数据的接收机，所述接收机被设置成：
响应于请求而接收从发射机发送到接收机的、包含多个数据分组的数据消息，所述多个数据分组被设置成多组数据分组的形式，每个所述组具有至少一个数据分组，其中每组的最后一个数据分组包含组标志的尾部，用于指示所述每组的最后一个数据分组，并且数据消息的最后一个数据分组包含消息标志的尾部，用于指示所述消息的最后一个数据分组；
确定所述多个数据分组中是否有任何一个数据分组被丢失；
当所述接收机已经确定所述多个数据分组中至少有一个数据分组被丢失，则向所述发射机传送这样的消息，即所述消息用于向所述发射机通知所述多个数据分组中的其中一个识别的数据分组被丢失。
根据本发明的再一个方面，提供了一种应用程序，包含用于在发射机向接收机传送数据时执行以下步骤的指令：
从接收机接收对于数据的请求；
响应于所述请求而将包含多个数据分组的数据消息传送给接收机，所述多个数据分组被设置成多组数据分组的形式，每个所述组具有至少一个数据分组，其中每组的最后一个数据分组包含组标志的尾部，用于指示所述每组的最后一个数据分组，并且数据消息的最后一个数据分组包含消息标志的尾部，用于指示所述消息的最后一个数据分组；
确定在传送所述多个数据分组中的每一个之后，每个所述数据分组所经过的时间；
从所述接收机接收这样的消息，即所述消息用于指示所述多个分组中的其中一个被识别的分组被丢失；以及
只有当为所述多个数据分组中的所述识别的分组确定的经过时间大于预定的时间间隔时，才从所述发射机传送所述多个数据分组中的所述识别的分组到所述接收机。
根据本发明的再一个方面，提供了一种应用程序，包含用于在接收机接收来自发射机的数据时执行以下步骤的指令：
响应于请求而接收从发射机发送到接收机的包含多个数据分组的数据消息，所述多个数据分组被设置成多组数据分组的形式，每个所述组具有至少一个数据分组，其中每组的最后一个数据分组包含组标志的尾部，用于指示所述每组的最后一个数据分组，并且数据消息的最后一个数据分组包含消息标志的尾部，用于指示所述消息的最后一个数据分组；
确定所述多个数据分组中是否有任何一个数据分组被丢失；
当所述接收机已经确定所述多个数据分组中至少有一个数据分组被丢失，则向所述发射机传送这样的消息，即所述消息用于向所述发射机通知所述多个数据分组中的其中一个识别的数据分组被丢失。
在一个实施例中，发送方顺序发送给接收方多个数据分组。确定自发送这些数据分组的每个数据分组后这些数据分组中所述每个数据分组经过的时间。接收方发送消息给发送方，通知发送方这些数据分组中有一个识别出的分组丢失。只有当为这些数据分组中的那个识别出的分组确定的经过时间大于预定的时间间隔时，发送方才重传这些数据分组中这个识别出的分组到接收方。
附图说明
通过下面连同附图考虑的详细描述将更清楚本发明的其它目的和特征，然而应理解的是，附图仅设计用于示意目的，而不是对本发明的限定，对本发明的限定应参照所附权利要求书。还应理解的是，附图不必按规定比例绘制，而且除非另有说明，它们仅用于示意在此描述的结构和过程的概念。
在这些附图中，同样的附图标记表示同样的单元：
图1是根据本发明的实施例配置的数据传输系统的框图；
图2是在图1的系统中传输的经分割的数据消息；
图3是根据本发明方法的一个实施例的消息顺序图；
图4是根据本发明方法的另一个实施例的消息顺序图。
具体实施方式
1999年年10月17日申请、并转让给其受让人的芬兰专利申请No.999470，在此引入作为参考。该申请公开了一种用于WAP标准的新数据传输类别，尤其用于传输任意长度的数据消息。
图1示意了数据传输系统10，包括移动台12(例如蜂窝电话)，其通过空中链路16(包括例如，基站和交换控制点)与网关14无线通信。网关14通过诸如因特网或内联网的广域网与服务器18相连。根据下述的发明方法往返移动台12传输数据。
图2示意了数据流经分割后的数据消息。该数据消息包括多个数据分组组。每个组包括一个或多个无标志集的数据分组20和有GTR标志集的数据分组22。GTR标志集指示数据分组组的最后一个数据分组。整个数据消息的最后一个分组24包含TTR标志集。数据消息的每个数据分组20与唯一的识别号相联系，例如分组序号(PSN)，以便接收方(例如移动台12)能基于识别号识别该数据消息中丢失的数据分组。这些数据分组优选连续编号(例如0、1、2、3... ...)。
在一个实施例中，发送方(例如，网关14或服务器18)根据PSN顺序发送数据分组20给接收方，以便PSN较低的数据分组20先于PSN较高的数据分组发送(例如，PSN＝2的数据分组先于PSN＝3的数据分组发送)。如果接收方确定数据分组20丢失(例如，它已经接收到PSN＝3的数据分组，但没有接收到PSN＝1的数据分组)，那么它发送否认(NACK)消息给发送方，列出丢失的分组(例如，PSN＝1)。优选NACK消息不仅列出最近的数据分组组中丢失的分组，还列出所有之前的数据分组组中丢失的分组。因此，如果PSN＝3的数据分组从分组组1中丢失(尚未接收)，而且PSN＝25的数据分组从分组组5中丢失，那么NACK消息将同时列出丢失的数据分组(PSN＝3和PSN＝25)。这样做特别方便，因为即使前一NACK消息丢失了，发送方仍能被通知到之前发送的分组组中丢失的数据分组。考虑在接收方接收到每个数据分组组的GTR数据分组之前或之后可发送NACK消息。
从接收方接收到NACK消息后，发送方检测自发送在NACK消息中列出的每个丢失的数据分组后过去的时间。如果对丢失的数据分组来说过去的时间小于预定的时间间隔(例如，约为数据分组在发送方和接收方之间传输所需的一个往返行程时间(RTT))，发送方并不重传所请求的(丢失的)数据分组。另一方面，如果该丢失的数据分组所经过的时间大于预定的时间间隔，则发送方重传该丢失的数据分组。
一接收到小组中的所有数据分组，接收方就发送确认(ACK)消息给发送方，确认接收到小组的所有数据分组，接着开始组合接收的数据分组以重新构成该数据消息。类似于NACK消息的发送，接收方在接收到小组的GTR数据分组后可发送ACK消息。接收方在接收到TTR数据分组后也可发送ACK消息，确认接收到数据消息中的所有数据分组。或者，接收方可发送NACK消息，列出一个特定组没有丢失的数据分组，从而隐含确认接收到该特定组中的所有数据分组。
在特别优选的实施例中，NACK消息不仅列出丢失的数据分组，而且列出接收方接收的数据分组中的最高分组序号。利用这种NACK消息，接收方因此能隐含确认接收到PSN较低的所有数据分组(除了列出的丢失分组)。示意这种NACK消息的例子如下。发送方发送两组数据分组：具有PSN＝N，N+1，N+2(GTR)的分组；以及具有PSN＝N+3，N＝4，N+5(GTR)的分组。PSN＝N+2和N+5的两个数据分组包括GTR标志集，因此是它们各自的小组中最后一个数据分组。PSN＝N和N+1的数据分组在传输期间丢失。接收方接着发送NACK消息(NACK_1)，列出PSN＝N和N+1的数据分组为丢失分组，而PSN＝N+2的数据分组为接收方接收的最后一个数据分组(即，PSN最高)。然而，NACK_1在传输期间也丢失了。其间，接收方继续接收下一分组组的数据分组：具有PSN＝N+3，N+4和N+5的数据分组。在确定PSN＝N和N+1的数据分组仍然丢失之后，接收方发送第二个NACK消息(NACK_2)，列出接收的最后一个数据分组(例如，PSN＝N+5的数据分组)和仍丢失的数据分组(PSN＝N和N+1的数据分组)。接收方接收NACK_2，且认识到接收方已经接收了除PSN＝N和N+1的数据分组外在这两个数据分组组中的所有数据分组。发送方之后重新发送丢失的数据分组(PSN＝N和N+1)。考虑这个NACK消息可与确认消息组合用于进一步增强发送方和接收方之间的通信可靠性。
图3示意了本发明方法的一个实施例的步骤。接收方发送数据请求到空中链路16，链路16依次发送该请求给发送方。发送方接收该数据请求并发送给空中链路16具有PSN＝N，N+1和N+2的数据分组20。然而空中链路只发送了PSN＝N+1和N+2的数据分组，漏掉了PSN＝N的数据分组。接收方确定PSN＝N的数据分组丢失并发送给空中链路16NACK消息(NACK_1)，列出PSN＝N的数据分组。但是该NACK消息也丢了，空中链路16无法转发该NACK消息到发送方。发送方仍响应原始数据请求，发送另一分组组的PSN＝N+3和N+4的数据分组20。空中链路16发送给接收方PSN＝N+3和N+4的数据分组。接收方再次确认PSN＝N的数据分组丢失，并发送列出丢失数据分组的另一NACK消息(NACK_2)到空中链路16，链路16成功地转发该NACK_2消息到发送方。发送方响应NACK_2，通过空中链路16发送丢失的PSN＝N的数据分组到接收方。
图4示意了本发明方法的另一个实施例。接收方发送数据请求到空中链路16，链路16依次发送该请求到发送方。发送方接着发送PSN＝N，N+1的数据分组到空中链路16。空中链路丢失了PSN＝N的数据分组，只发送PSN＝N+1的数据分组到接收方。接收方发送给空中链路16否认消息(NACK_1)，列出PSN＝N的数据分组。发送方继续发送PSN＝N+2的数据分组到空中链路16，链路16成功发送该数据分组到接收方。接收方确定(在接收到GTR分组之前或之后)PSN＝N的数据分组丢失，之后发送另一否认消息(NACK_2)。然而，空中链路最后发送NACK_1给发送方，其响应是发送PSN＝N的数据分组给空中链路16。空中链路16传送PSN＝N的数据分组给接收方。发送方在小于一个RTT(即，预定的时间间隔)的时间间隔内发送该数据分组(PSN＝N)后，发送方接收到请求同一数据分组(即，PSN＝N)的NACK_2。由于NACK_2是在小于一个RTT的时间间隔内接收的，因此发送方不理睬NACK_2，拒绝发送所请求的数据分组。因此，虽然上面已经示意、描述和指出了应用于本发明的优选实施例的基本新颖性特征，但应理解的是，本领域的技术人员可对所示意的设备的形式和细节以及设备操作做各种省略、替代和改变而不偏离本发明的精神。例如，它明确指出，以基本上相同的方式执行基本上相同的功能以实现相同结果的那些单元和/或方法步骤的所有组合落在本发明的范围之内。此外，应认识到，连同本发明的任何公开形式或实施例一起示意和/或描述的结构和/或单元和/或方法步骤，可结合到任何其它公开或描述或建议的形式或实施例中，作为设计选择的一般素材。因此，本发明仅受所附权利要求书指示的内容的限制。

Claims (26)

1、一种用于向接收机传送数据的发射机，所述发射机被设置成：
从接收机接收对于数据的请求；
响应于所述请求而将包含多个数据分组的数据消息传送给接收机，所述多个数据分组被设置成多组数据分组的形式，每个所述组具有至少一个数据分组，其中每组的最后一个数据分组包含组标志的尾部，用于指示所述每组的最后一个数据分组，并且数据消息的最后一个数据分组包含消息标志的尾部，用于指示所述消息的最后一个数据分组；
确定在传送所述多个数据分组中的每一个之后，每个所述数据分组所经过的时间；
从所述接收机接收这样的消息，即所述消息用于指示所述多个分组中的其中一个被识别的分组被丢失；以及
只有当为所述多个数据分组中的所述识别的分组确定的经过时间大于预定的时间间隔时，才从传送所述多个数据分组中的所述识别的分组到所述接收机。
2、根据权利要求1所述的发射机，其中所述发射机是网关和服务器的其中一个。
3、根据权利要求1所述的发射机，其中所述发射机是移动站。
4、根据权利要求1所述的发射机，其中数据消息的多个数据分组中的每一个数据分组由按照连续顺序的分组序列号唯一地识别，
所述发射机还被设置成接收用于指示由所述接收机所接收的最后数据分组的最高分组序列号的消息，并且将除了所述被识别为丢失的至少一个所述数据分组之外的、具有较低分组序列号的所有数据分组认为是由所述接收机接收的。
5、一种用于从发射机接收数据的接收机，所述接收机被设置成：
响应于请求而接收从发射机发送到接收机的、包含多个数据分组的数据消息，所述多个数据分组被设置成多组数据分组的形式，每个所述组具有至少一个数据分组，其中每组的最后一个数据分组包含组标志的尾部，用于指示所述每组的最后一个数据分组，并且数据消息的最后一个数据分组包含消息标志的尾部，用于指示所述消息的最后一个数据分组；
确定所述多个数据分组中是否有任何一个数据分组被丢失；
当所述接收机已经确定所述多个数据分组中至少有一个数据分组被丢失，则向所述发射机传送这样的消息，即所述消息用于向所述发射机通知所述多个数据分组中的其中一个识别的数据分组被丢失。
6、根据权利要求5所述的接收机，其中数据消息的多个数据分组中的每一个数据分组由按照连续顺序的分组序列号唯一地识别，
所述接收机还被设置成向所述发射机通知由所述接收机所接收的最后数据分组的最高分组序列号，从而隐含地确认接收到除了所述被识别为丢失的至少一个所述数据分组之外的、具有较低分组序列号的所有数据分组。
7、根据权利要求5所述的接收机，其中所述接收机是移动站。
8、根据权利要求7所述的接收机，其中所述移动站是移动电话。
9、根据权利要求5所述的接收机，其中所述接收机是网关和服务器的其中一个。
10、根据权利要求5所述的接收机，其中所述接收机还被设置成一旦接收到每个所述分组的所有数据分组的尾部，并且一旦接收到所述数据消息的所有数据分组，就传送确认消息。
11、根据权利要求10所述的接收机，其中所述确认消息是列出没有丢失的数据分组的否定确认消息，从而隐含地确认接收到每个所述分组的所有数据分组。
12、根据权利要求5所述的接收机，其中所述接收机被设置成向所述发射机通知所有以前被发送组中的所有丢失的数据分组。
13、根据权利要求12所述的接收机，其中所有以前发送分组中的丢失的数据分组包含被新近识别出的丢失数据分组以及以前被识别出的且仍然被丢失的数据分组。
14、一种应用程序，包含用于在发射机向接收机传送数据时执行以下步骤的指令：
从接收机接收对于数据的请求；
响应于所述请求而将包含多个数据分组的数据消息传送给接收机，所述多个数据分组被设置成多组数据分组的形式，每个所述组具有至少一个数据分组，其中每组的最后一个数据分组包含组标志的尾部，用于指示所述每组的最后一个数据分组，并且数据消息的最后一个数据分组包含消息标志的尾部，用于指示所述消息的最后一个数据分组；
确定在传送所述多个数据分组中的每一个之后，每个所述数据分组所经过的时间；
从所述接收机接收这样的消息，即所述消息用于指示所述多个分组中的其中一个被识别的分组被丢失；以及
只有当为所述多个数据分组中的所述识别的分组确定的经过时间大于预定的时间间隔时，才从所述发射机传送所述多个数据分组中的所述识别的分组到所述接收机。
15、根据权利要求14所述的应用程序，其中所述发射机是网关和服务器的其中一个。
16、根据权利要求14所述的应用程序，其中所述发射机是移动电话。
17、根据权利要求14所述的应用程序，数据消息的多个数据分组中的每一个数据分组由按照连续顺序的分组序列号唯一地识别，
其中所述接收消息的步骤还包括接收用于指示由所述接收机所接收的最后数据分组的最高分组序列号的消息，并且将除了所述被识别为丢失的至少一个所述数据分组之外的、具有较低分组序列号的所有数据分组认为是由所述接收机接收的。
18、一种应用程序，包含用于在接收机接收来自发射机的数据时执行以下步骤的指令：
响应于请求而接收从发射机发送到接收机的包含多个数据分组的数据消息，所述多个数据分组被设置成多组数据分组的形式，每个所述组具有至少一个数据分组，其中每组的最后一个数据分组包含组标志的尾部，用于指示所述每组的最后一个数据分组，并且数据消息的最后一个数据分组包含消息标志的尾部，用于指示所述消息的最后一个数据分组；
确定所述多个数据分组中是否有任何一个数据分组被丢失；
当所述接收机已经确定所述多个数据分组中至少有一个数据分组被丢失，则向所述发射机传送这样的消息，即所述消息用于向所述发射机通知所述多个数据分组中的其中一个识别的数据分组被丢失。
19、根据权利要求18所述的应用程序，其中数据消息的多个数据分组中的每一个数据分组由按照连续顺序的分组序列号唯一地识别，
其中所述应用程序还包括这样的指令，即用于向所述发射机通知由所述接收机所接收的最后数据分组的最高分组序列号，从而隐含地确认接收到除了所述被识别为丢失的至少一个所述数据分组之外的、具有较低分组序列号的所有数据分组。
20、根据权利要求18所述的应用程序，其中所述接收机是移动站。
21、根据权利要求20所述的应用程序，其中所述移动站是移动电话。
22、根据权利要求18所述的应用程序，其中所述接收机是网关和服务器的其中一个。
23、根据权利要求18所述的应用程序，其中所述应用程序还包括一旦接收到每个所述分组的所有数据分组的尾部，并且一旦接收到所述数据消息的所有数据分组，就传送确认消息的指令。
24、根据权利要求23所述的应用程序，其中所述确认消息是列出没有丢失的数据分组的否定确认消息，从而隐含地确认接收到每个所述分组的所有数据分组。
25、根据权利要求18所述的应用程序，其中所述应用程序还包括向所述发射机通知所有以前被发送组中的所有丢失的数据分组的指令。
26、根据权利要求25所述的应用程序，其中所有以前发送分组中的丢失的数据分组包含被新近识别出的丢失数据分组以及以前被识别出的且仍然被丢失的数据分组。
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