帧收发系统、帧发送装置、帧接收装置以及帧收发方法

摘要

本发明提供一种帧收发系统、帧发送装置、帧接收装置以及帧收发方法，能够使无线协议连接的设定减少，同时还能够提高通信品质以及移动机与网络的性能。为此，帧接收装置(50)具备根据附加于各帧的QoS标识符来识别是否是确认型帧的QoS参照部(502)，以及仅对确认型帧判断帧的损失并进行重发请求的序列号参照部(503)。

说明书

技术领域

本发明涉及帧收发系统、帧发送装置、帧接收装置以及帧收发方法。

背景技术

作为第三代移动通信系统，存在按3GPP(3rd GenerationPartnership Project)标准化的UMTS(Universal MobileTelecommunication System)。在UMTS的无线访问方式中，在物理层和应用层之间使用独立的无线协议来进行通信。无线协议被设定在移动站和无线网络控制台(RNC)之间，由PDCP(Packet DataConvergence Protocol)、RLC(Radio Link Control)  以及MAC(Medium Access Control)这些子层组成。其中RLC子层(参照下述的非专利文献1)能够在通信开始时设定连接，进行确认型或非确认型的通信。在RLC子层中，在RLC连接设定时确定TM(Transparent Mode)、UM(Unacknowledgement Mode)和AM(acknowledgement Mode)这三个模式。TM具有分割上层数据并仅传给下层的子层(或者相反)的功能。UM和AM可对上层数据进行分割或者多路复用后使其搭载于RLC-PDU，适合于传送如IP(Internet Protocol)分组那样的可变长度数据。UM不具有重发功能，但AM具有通过重发控制来纠正伴随无线区间的品质劣化的错误的功能。在按连接逐个设定这些模式、以处理需要重发的数据流和不需要重发的数据流的情况下，就需要分别设定连接。

在移动站进行由一个数据流组成的通信的情况下，能够按照数据流要求的QoS(服务质量：Quality of Service)条件选择适当的RLC连接模式。但是在许多通信终端经由一个移动站进行移动通信的形态下，在RLC连接的利用方法上考虑两种形态。一个是用一个RLC连接来传送所有的数据流的形态，另一个是按数据流逐个设定RLC连接的形态。前者对持有各种各样的QoS要求的数据流，存在RLC连接上的QoS条件必须完全相同这样的课题。通过自动重发控制来纠正错误率高的无线区间中的数据错误对于不允许错误的数据通信来说，是用于使吞吐量提高必不可少的技术。但是若例如对声音通信同样地进行重发，由于因重发造成的通信延迟而存在不能满足所要求的QoS这样的课题。从而，无线协议下的重发控制就应当依照QoS来进行。另外，对于后者，存在一个移动站必须进行多个RLC连接管理的课题。这就对装置要求按数据流逐个管理RLC连接的性能，另外，每当移动站发生移交(handover)就按数据流同时切换传送RLC帧的传输连接，这就给移动站和网络带来负荷，而使它们的性能降低。另外，在移动站追加数据流的情况下，就存在因RLC连接设定而产生连接延迟这样的课题。

非专利文献1：3GPP，TS23.107，“Radio Link Control(RLC)protocol specification，”2002年12月。

发明内容

如上所述那样在一个移动站传送持有多个QoS要求的数据流的情况下，若以单一的无线协议连接来进行传送，则重发条件就变得相同，而难以对要求实时性的应用和不要求实时性的应用进行满足两者的传送。另外，如果依照QoS条件设定不同的无线协议连接，则可满足各自的QoS条件，但由于设定许多无线协议连接，故每当进行新数据流的追加就因无线协议连接设定而产生延迟。另外，在移动站进行了移交时，同时变更各自的无线协议连接的路径就关系到使无线访问网络的控制负荷增大，而使网络性能降低。

因此本发明的课题就是提供一种帧收发系统、帧发送装置、帧接收装置以及帧收发方法，能够使无线协议连接的设定减少，同时还能够提高通信品质以及移动机与网络的性能。

本发明的技术方案提供一种在于通信之前所设定的连接上传送数据分组的帧收发系统，其特征在于，包括：标识符附加部件，对用于发送上述数据分组的帧进行组合后分别向该组合后的帧附加用于识别是确认型帧还是非确认型帧的QoS标识符；重发请求部件，根据该附加的QoS标识符来识别是确认型帧还是非确认型帧，并仅对确认型帧判断帧的损失，并请求重发该受到损失的确认型帧；以及重发部件，重发该请求了重发的确认型帧。

根据本发明的帧收发系统，由于基于QoS标识符来判断是否是确认型帧，仅对确认型帧判断帧的损失并请求重发，故能够仅对确认型帧进行重发控制。

本发明的技术方案还提供一种在于通信之前所设定的连接上传送数据分组的帧收发系统中所用的帧发送装置，其特征在于，包括：标识符附加部件，对用于发送上述数据分组的帧进行组合后分别向该组合后的帧附加用于识别是确认型帧还是非确认型帧的QoS标识符。

根据本发明的帧发送装置，由于分别对进行了组合的帧附加QoS标识符，故能够对各帧附加用于判断是否是确认型帧的信息。

另外，在本发明的帧发送装置中，最好是数据分组由多个数据流所构成；标识符附加部件，分别对帧附加用于识别该多个数据流各自的数据流标识符。由于附加用于识别数据流的数据流标识符，故能够附加用于识别各帧是哪个数据流的信息。

另外，在本发明的帧发送装置中，最好是还具备编号附加部件，分别对确认型帧，按所设定的连接逐个附加序列号。由于分别对确认型帧附加序列号，所以例如在帧接收装置侧就能够根据此序列号的不连续来识别确认型帧的损失。

另外，在本发明的帧发送装置中，最好是还具备编号附加部件，分别对确认型帧，按所设定的连接且按数据流标识符逐个附加序列号。由于按数据流标识符逐个附加序列号，所以例如在帧接收装置侧就能够根据此序列号的不连续、按数据流逐个识别确认型帧的损失。

本发明的技术方案还提供一种在于通信之前所设定的连接上传送数据分组的帧收发系统中所用的帧接收装置，其特征在于，包括：重发请求部件，根据该附加的QoS标识符来识别是确认型帧还是非确认型帧，并仅对确认型帧判断帧的损失，并请求重发该受到损失的确认型帧。

根据本发明的帧接收装置，由于基于QoS标识符来判断是否是确认型帧，仅对确认型帧判断帧的损失并请求重发，故能够仅对确认型帧进行重发控制。

另外在本发明的帧接收装置中，最好是还具备保持部件，在上述重发请求部件请求重发上述确认型帧的情况下，暂时保持已经接收到的确认型帧直到接收到响应该重发请求而重发的确认型帧。由于暂时保持已经接收到的确认型帧，故能够与所重发的确认型帧相结合再构成数据分组。

另外在本发明的帧接收装置中，最好是上述数据分组由多个数据流所构成；在用于识别该多个数据流中的每一个的数据流标识符被分别附加给上述帧的情况下，上述保持部件暂时保持具有与受到损失的确认型帧相同的数据流标识符的确认型帧。由于按数据流逐个暂时保持已经接收到的确认型帧，故能够与所重发的确认型帧相结合按数据流逐个再构成数据分组。

本发明的技术方案还提供一种在于通信之前所设定的连接上传送数据分组的帧收发方法，其特征在于，包括以下步骤：标识符附加部件对用于发送上述数据分组的帧进行组合后，分别向该组合后的帧附加用于识别是确认型帧还是非确认型帧的QoS标识符的步骤；重发请求部件根据该附加的QoS标识符来识别是确认型帧还是非确认型帧，仅对确认型帧判断帧的损失，并请求重发该受到损失的确认型帧的步骤；以及重发部件重发该请求了重发的确认型帧的步骤。

根据本发明的帧收发方法，由于基于QoS标识符来判断是否是确认型帧，仅对确认型帧判断帧的损失并请求重发，故能够仅对确认型帧进行重发控制。

附图说明

参照附图本发明将更加易于描述，其中，

图1是表示用于说明本发明实施形态的网络的结构的图。

图2是表示作为本发明实施形态的帧发送装置的结构的图。

图3是表示作为本发明实施形态的帧接收装置的结构的图。

图4A是用于说明在本发明实施形态中所用的标识符的图。

图4B是用于说明在本发明实施形态中所用的标识符的图。

图5是用于说明作为本发明实施形态的帧发送装置以及帧接收装置的动作的图。

图6是用于说明作为本发明实施形态的帧发送装置以及帧接收装置的动作的图。

具体实施方式

通过参照仅为了示例而表示的附图来考虑下面的详细记述就能够容易地理解本发明的内容。下面，一边参照附图一边对本发明的实施形态进行说明。在可能的情况下，对相同的部分赋予相同的标记并省略重复的说明。

使用图1对作为说明本实施形态的前提的网络1a(帧收发系统)进行说明。此网络1a由移动通信网络10、移动站20和移动网络30所构成。另外，移动通信网络10包含基站101、无线线路控制台102和核心网络103。移动站20拥有对移动通信网络10进行访问的无线接口，与由一个以上的通信终端组成的移动网络30进行连接。基站101拥有对移动站20的无线接口和与无线线路控制台102的接口。无线线路控制台102可经由核心网络103与移动通信网络10的外部进行通信。在图1的网络1a中，基站101和无线线路控制台102作为不同的节点进行记载，但有时它们也作为同一节点来构成。移动站20将来自移动网络30的多个通信终端的数据流经由一个无线接口传送给移动通信网络10。

若移动站20为了分组传送而向移动通信网络10提出通信请求，则在移动站20和无线线路控制台102之间设定无线协议连接。无线协议具有无线帧的生成和重发控制功能。无线帧有可能是固定长度和可变长度。无线协议具有在上层的数据分组长度比无线帧可搭载长度还要大的情况下、分割上层数据后搭载于无线帧中传给下层，并在接收到分割在多个无线帧中的数据分组的情况下、组合成原来的数据并传给上层的功能。

接着，对本实施形态的帧发送装置40和帧接收装置50进行说明。本实施形态的帧发送装置40和帧接收装置50分别配置于移动站20和无线线路控制台102以使无线协议进行终端。分别在图2示出本实施形态的帧发送装置40的结构，在图3中示出本实施形态的帧接收装置50的结构。此外，在下面的帧发送装置40和帧接收装置50的说明中，分别将帧发送装置40配置于移动站20，而将帧接收装置50配置于无线线路控制台102。

首先一边参照图2一边对帧发送装置40进行说明。帧发送装置40包含QoS识别部401、帧组合部402(标识符附加单元、编号附加单元)、重发管理部403(重发单元)和错误检测码附加部404。若配置有帧发送装置40的移动站20从移动网络30接收到数据分组，则按照无线帧格式将数据分组搭载于无线帧。在该无线帧长度比数据分组长度短的情况下，则分割数据分组后搭载于无线协议。

帧发送装置40的QoS识别部401是识别在数据分组中所记述的QoS信息或者构成数据流的连接的QoS信息的部分。在记述于数据分组的QoS信息中考虑IP(Internet Protocol)分组中的DSCP(Differentiated Services Code Point)等，而在连接的QoS信息中考虑按ATM(Asynchronous Transfer Mode)中的VCC(Virtual ChannelConnection)逐个设定的服务种类等。

帧发送装置40的帧组合部402是如果需要则分割数据分组并生成无线帧的部分。帧组合部402在数据分组长度比无线帧可搭载长度还要长的情况下分割数据分组并生成无线帧。帧组合部402在所生成的无线帧的报头中按照记述于数据分组的QoS信息或者构成数据流的连接的QoS信息来附加QoS标识符。一般地，对如声音等拥有允许一定的错误但在延迟方面要求严格的QoS的通信进行处理以不进行重发。另一方面，对于如数据通信等拥有允许某种程度的延迟但不允许错误的QoS的通信，则是通过重发控制来进行纠错。在下面将请求进行伴随数据错误或帧损失的重发的帧称为确认型帧，将不进行重发的帧称为非确认型帧。帧组合部402对一个无线协议连接的确认型帧按顺序附加序列号。帧组合部402将确认型帧输出给重发管理部403，将非确认型帧输出给错误检测码附加部404。

这里，一边参照图4A和图4B一边对QoS标识符的例子进行说明。图4A的例子是根据数据分组的QoS信息来判断是否需要重发并附加标识符的例子。在图4A的例子中，在QoS标识符为“0”的情况下表示是非确认型帧，在QoS标识符为“1”的情况下表示是确认型帧。图4B的例子是原样映射数据分组的QoS信息的例子。在图4B的例子中，需要在帧发送装置40和帧接收装置50之间预先确定对数据分组的各QoS类进行怎样的重发控制。

返回到图2，重发管理部403是为了重发而对确认型帧进行缓冲，并在具有来自帧接收装置50的请求的情况下将对应的确认型帧输出给错误检测码附加部404的部分。重发管理部403在发送帧的同时起动重发定时器，并对用于重发的帧进行缓冲直至接收到来自帧接收装置的确认应答(ACK)。若重发管理部403接收到ACK，则废弃被缓冲的帧。若重发管理部403根据重发定时器的超时或者ACK的序列号检测出帧损失，则将缓冲中的帧输出给错误检测码附加部404。

错误检测码附加部404是对从帧组合部402和重发管理部403输出的无线帧(确认型帧和非确认型帧)附加错误检测码，并为了将该无线帧发送给帧接收装置50而输出给下层的部分。

接着，一边参照图3一边对帧接收装置50进行说明。帧接收装置50包含错误检测部501、QoS参照部502(重发请求单元)、序列号参照部503(重发请求单元)、缓冲部504(保持单元)和分组再构成部505。若配置有帧接收装置50的无线线路控制台102接收到无线帧，则该无线帧就被从下层输入到帧接收装置50的错误检测部501。

错误检测部501是进行无线帧的错误检测，并将有错误的帧废弃、没有错误的帧输出给QoS参照部502的部分。

QoS参照部502是参照从错误检测部501输出的帧的QoS标识符，如果是确认型帧、则输出给序列号参照部503，如果是非确认型帧、则输出给分组再构成部505的部分。

序列号参照部503是参照确认型帧的序列号并将附加了该序列号的ACK发送给帧发送装置40的部分。另外，序列号参照部503将从QoS参照部502输出的确认型帧输出给缓冲部504。进而，若序列号参照部503参照确认型帧的序列号并根据序列号的遗漏而检测出帧损失，则对缓冲部504输出指示以缓冲以后接收到的确认型帧。

缓冲部504是将从序列号参照部504输出的确认型帧输出给分组再构成部505的部分。另外，若缓冲部504从序列号参照部收到指示以对确认型帧进行缓冲，则缓冲在其以后接收到的确认型帧。进而若缓冲部504接收到从帧发送装置40重发来的确认型帧，则与缓冲中的确认型帧进行顺序控制后输出给分组再构成部505。

分组再构成部505是从自QoS参照部502和缓冲部504输出的无线帧(确认型帧和非确认型帧)中除去无线协议报头，再构成数据分组后传给上层的部分。

在本实施形态的网络1a中为了说明收发帧的方法，一边参照图5一边对上述的帧发送装置40和帧接收装置50的动作详细地进行说明。图5中的“U”表示是非确认型帧。在图5的例子中，帧接收装置50的序列号参照部503检测出帧3的损失。从序列号参照部503收到指示以对以后的确认型帧进行缓冲的缓冲部504对帧4进行缓冲。之后，若接收到被重发来的帧3，则缓冲部504进行顺序控制后由分组再构成部505对分组进行再构成。此外，因为非确认型帧被直接从QoS参照部502输出至分组再构成部505，所以不用在缓冲部504中进行缓冲处理。

上述内容是对无线协议连接进行序列号管理的例子，下面，说明按数据流标识符逐个进行序列号管理的例子。

QoS识别部401识别在数据分组中所记述的QoS信息或者构成数据流的连接的QoS信息，同时对数据流进行识别。此数据流根据IP分组的IP地址传输层协议的端口号、ATM连接的VCI(VirtualChannel Identifier)等来进行识别。

如果需要，帧组合部402分割数据分组并生成无线帧。帧组合部402在数据分组长度比无线帧可搭载长度还要长的情况下分割数据分组并生成无线帧。帧组合部402对所生成的确认型帧按数据流标识符逐个顺次附加序列号。重发管理部403在发送帧的同时起动重发定时器，并对用于重发的帧进行缓冲直至接收到来自帧接收装置的确认应答(ACK)。若重发管理部403接收到ACK则废弃所缓冲的帧。若重发管理部403根据重发定时器的超时或者ACK的序列号检测出帧损失，则将所缓冲的帧输出给错误检测码附加部404。

若序列号参照部503参照确认型帧的序列号并根据序列号的遗漏检测出帧损失，则对缓冲部504输出指示以使其缓冲以后接收到的相同数据流的确认型帧。

若缓冲部504从序列号参照部收到指示以对确认型帧进行缓冲，则缓冲在其以后接收到的相同数据流的确认型帧。进而若缓冲部504接收到从帧发送装置40重发来的确认型帧，则与缓冲中的相同数据流的确认型帧进行顺序控制后输出给分组再构成部505。

关于此按数据流标识符逐个进行序列号管理的例子，一边参照图6一边详细地进行说明。图6中的“U”表示是非确认型帧。另外，在各帧中位于连字符之前的数字表示数据流标识符，位于连字符之后的数字表示每个数据流的序列号。在图6的例子中，帧接收装置50的序列号参照部503检测出帧1-2的损失。从序列号参照部503收到指示以对在其以后的相同数据流的确认型帧进行缓冲的缓冲部504对帧1-3进行缓冲。之后，若接收到被重发来的帧1-2，则缓冲部504进行顺序控制后由分组再构成部505再构成分组。此外，不同数据流的帧2-1～2-2不进行缓冲地被原样输出给分组再构成部505。

关于本实施形态的动作一边参照图7所示的流程图一边进行说明。帧发送装置40的帧组合部402组合用于发送数据分组的帧，并对该组合后的帧分别附加QoS标识符(步骤S01)。

附加了该QoS标识符的帧被发送给帧接收装置50(步骤S02)。

帧接收装置50的QoS参照部502根据QoS标识符识别是确认型帧还是非确认型帧(步骤S03)。

如果是确认型帧，则QoS参照部502将其输出给序列号参照部503；如果是非确认型帧，则将其输出给分组再构成部505(步骤S04)。

序列号参照部503对确认型帧判断损失，并请求重发损失掉的确认型帧(步骤S05)。

响应此请求，重发管理部403将对应的确认型帧输出给错误检测码附加部404。错误检测码附加部404向从重发管理部403输出的确认型帧附加错误检测码，并将该无线帧发送给帧接收装置50(步骤S06)。